[發明專利]一種施用導電粘合劑的方法

有效

• 申請號: 201380072952.8
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104996003B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 赫爾吉·克里斯蒂安森;基思·雷德福德;托雷·赫爾蘭德;雅克布·伽克斯塔德;奧特·奧普萊德
• 申請（專利權）人: 康派特科學院
• 主分類號: H05K3/32
• 分類號: H05K3/32;C09J9/02;C23C18/44;H01B1/22;H01R4/04
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

一種施用導電粘合劑的方法，包括：使用由其中有導電珠子12的粘合劑基體8制成的導電粘合劑18，所述導電珠子包括具有導電涂層的聚合物核并且具有100μm或更小的最大尺寸；以及通過噴嘴20將粘合劑18的微滴沉積在基板上。

本發明涉及一種將導電粘合劑施加到基板、例如以形成電路中的導電連接部的方法。

導電粘合劑(CA)已經作為電子封裝中的焊接互連部的替代品在市場上銷售了很多年。這類粘合劑可以作為各向異性導電粘合劑(ACA)或者各向同性導電粘合劑(ICA)來使用，這兩種類型的區別在于它們的導電性能。CA通常由填充有導電粒子的非導電粘合劑基體組成。CA的機械強度來自于粘合劑基體，而導電填料提供導電性。

電子工業中最常見的CA由填充有銀粉或者更優選的片狀銀粉的環氧樹脂組成。圖1是顯示用于將部件2連接到基板4上的這類CA的示意圖。在這個例子中，粘合劑使用大量存在的片狀銀粉來提供各向同性的導電性。部件2和基板4兩者均具有電接觸部6。包括聚合樹脂基體8和片狀銀粉10的CA被用于將這兩個接觸部6電連接。片狀銀粉10形成了允許在所有方向上導電的導電網。在粘合劑固化之前，(粘合劑中的)片狀銀粉具有既在施加過程中又在重力的影響下取向的傾向。這在基板的平面上產生了與通常至該平面的導電性相比更好的導電性，并且因此粘合劑的導電性能并不真正是各向同性的。傳統上，CA化合物中填裝有大量的銀粒子，典型地在25-30體積％(高達80質量％)范圍內，以確保在z方向(對于ICA來說)也具有足夠的導電性。這導致粘合劑的高金屬含量。這樣的高的金屬粒子裝填量導致了粘合劑的機械性能發生顯著變化，包括體積模量增加、柔性減小(更易受損的反應)，并且使用了過量的貴重金屬(并且因此成本過高)。

對于ICA，允許粘合劑邊界內的導電粒子10彼此接觸，但不要求彼此接觸。這顯示在圖2a中。圖2a的左手側圖中的方框顯示粘合劑邊界，而圓圈是導電粒子10，其例如可以是圖1中所示的片狀銀粉10。只要粘合劑邊界被限制成僅覆蓋部件側上的一個接觸區域，以及基板側上的一個接觸區域，就能有效地利用ICA。在施加粘合劑的區域的邊界內，允許導電粒子彼此接觸，但是并不要求彼此接觸。在圖2a的右手側圖中，兩個陰影區域11顯示了兩個接觸墊，并且每一個粘合劑邊界僅覆蓋一個接觸墊。

如果粘合劑邊界將覆蓋部件側和基板側上的兩個或更多電接觸區域，則應當使用ACA。不允許粘合劑邊界內的導電粒子10彼此接觸，因為這可能會在相鄰的接觸墊之間產生短路。這顯示在圖2b中。在圖2b的右手側圖中的陰影區域11顯示了三個接觸墊，其全都在粘合劑邊界之內。但是，由于導電粒子10是分離的，則在相連的接觸墊之間就沒有短路。

通常，粒子的相對量(例如，體積分數)決定了導電性是各向同性的還是各向異性的。在圖2a和圖2b中可以容易地看到，與ICA相比，ACA中使用顯著減小的導電粒子比例。

除了片狀銀粉以外，用于CA的導電粒子還包括固體金屬粉末，例如銀粉末。金屬粉末使用相對較大量的金屬，這導致了成本方面、以及粘合劑的機械性能方面的劣勢。在電子工業中存在持續小型化的趨勢。電子部件和電路的尺寸的減小導致相應地需要部件之間的導電連接部小型化。還存在日益增長的“拋棄型”電子產品和柔性線路的需求。這兩種需求可能均需要設置在紙制品(例如用于音樂賀卡)或者薄的柔性塑料膜上的電路。焊接互連部需要在高溫下、在熔融狀態下施用的焊料，并且由于薄膜基板的紙對溫度敏感且可能會受到損傷故而不適于這類應用。發現CA作為用于小型化和柔性電路的焊接互連部的替換具有廣泛應用，但是在以少的、精確定位的量來施用CA方面仍有挑戰。以少量來施用CA的當前技術涉及絲網印刷或類似技術的使用。這在分辨率上受到限制并且對于各個產品需要生產新的絲網。

對于CA，絲網印刷技術的使用的替代是微滴噴涂技術的使用，例如US7767266中所描述的。該文件首先涉及焊膏，但是也一般地公開了用于將粘性介質微滴噴涂在基板上的方法。通過使用活塞將粘性介質微滴推動穿過噴嘴到基板上。粘性介質被公開為包括：焊膏、熔劑、粘合劑、導電粘合劑或者任何其他類型的用于在基板上固定部件的介質。但是沒有具體指示應當使用的導電粘合劑的類型。