各向異性導電材料及包括其的電子裝置的制作方法

本公開涉及各向異性導電材料、包括各向異性導電材料的電子裝置和/或制造該電子裝置的方法。

背景技術：

各向異性導電膜(ACF)是可以在電極彼此面對的豎直方向(Z軸方向)上提供電連接同時保持在水平方向(平行于XY平面的方向)上絕緣的材料。ACF可以同時實現粘合功能、電連接功能和絕緣功能。

例如，ACF用作用于在基板上安裝芯片或封裝以制造顯示裝置諸如液晶顯示器(LCD)的材料。諸如玻璃上芯片(COG)和薄膜上芯片(COF)的安裝方法用于制造顯示裝置，ACF在COG和COF兩種方法中用作主要材料。然而，隨著器件的集成度增加以及電極之間的距離(例如節距)減小，在用ACF形成電連接時，所需的電連接可能不形成，或者意料之外的方向上的連接(例如短路)可能發生。此外，當在相對高的溫度或壓力下進行連接/粘合工藝時，基板可能變形或芯片可能被損壞，并且其接合對準可能被歪曲。

技術實現要素：

提供可以確保優良的電連接特性的各向異性導電材料(ACM)。

提供可以降低故障率并提高可靠性的各向異性導電材料。

提供可以被容易地應用于安裝在電極之間具有小節距的器件(例如半導體芯片)的各向異性導電材料。

提供可以改善連接/粘合工藝條件的各向異性導電材料。

提供可以在相對低的溫度和/或相對低的壓力下進行連接/粘合工藝的各向異性導電材料。

提供具有自愈合功能的各向異性導電材料。

提供以上各向異性導電材料被應用的電子裝置(電子設備)。

提供通過使用以上各向異性導電材料制造電子裝置(電子設備)的方法。

額外的方面，部分地將在以下的描述中被闡述，且部分地將因該描述而明顯或者可以通過對示例實施方式的實踐而被了解。

根據示例實施方式，一種各向異性導電材料包括基體材料層以及在基體材料層中的多個顆粒。所述顆粒中的至少一些具有包括導電芯部分和絕緣殼部分的膠囊式結構(capsule structure)。導電芯部分包括在高于約15℃且低于或等于約110℃的溫度處于液態的導電材料。

在示例實施方式中，導電材料可以包括液態金屬。

在示例實施方式中，液態金屬可以包括鎵(Ga)、鎵銦(Ga-In)合金、鎵銦錫(Ga-In-Sn)合金和鎵銦錫鋅(Ga-In-Sn-Zn)合金中的至少一種。

在示例實施方式中，導電材料還可以包括液態金屬中包含的納米填料。

在示例實施方式中，導電材料可以包括包含納米填料的懸浮液。

在示例實施方式中，納米填料可以包括碳納米管(CNT)、碳納米纖維(CNF)、碳黑、富勒烯、石墨烯薄片、石墨烯顆粒、金屬納米線和金屬納米顆粒中的至少一種。

在示例實施方式中，導電材料可以包括具有約110℃或更低的熔點的焊料。

在示例實施方式中，焊料可以包括鉍銦(Bi-In)基合金、鉍錫(Bi-Sn)基合金、銦鉍(In-Bi)基合金、鉍銦錫(Bi-In-Sn)基合金、銦鉍錫(In-Bi-Sn)基合金和銦錫鋅(In-Sn-Zn)基合金中的至少一種。

在示例實施方式中，絕緣殼部分可以包括聚合物或陶瓷。

在示例實施方式中，聚合物可具有約0.3GN/m²至約35GN/m²的彈性模量。

在示例實施方式中，絕緣殼部分可具有約30nm至約200nm的厚度。

在示例實施方式中，所述顆粒可具有約1μm至約100μm的直徑。

在示例實施方式中，各向異性導電材料還可以在基體材料層中包括至少一個自愈合囊。

在示例實施方式中，自愈合囊可以包括底部填充材料。底部填充材料可以在自愈合囊的芯部分中。

根據示例實施方式，一種電子裝置包括上述各向異性導電材料、第一構件、第二構件以及使用各向異性導電材料電連接第一構件至第二構件的結構。

根據示例實施方式，一種電子裝置包括：第一構件，其包括至少一個第一電極部分；第二構件，其包括至少一個第二電極部分；以及第一構件和第二構件之間的各向異性導電材料。第二構件面對第一構件。各向異性導電材料電連接第一電極部分至第二電極部分。各向異性導電材料包括基體材料層中的多個顆粒。所述顆粒包括導電芯部分和絕緣殼部分。導電芯部分包括在高于約15℃且低于或等于約110℃的溫度處于液態的導電材料。在第一電極部分和第二電極部分之間，所述顆粒中的至少一個的絕緣殼部分被打破，使得第一電極部分和第二電極部分通過流到打破的殼部分之外的芯部分電連接。

在示例實施方式中，導電材料可以包括液態金屬。

在示例實施方式中，導電材料還可以包括液態金屬中包含的納米填料。

在示例實施方式中，導電材料可以包括包含納米填料的懸浮液。

在示例實施方式中，納米填料可以包括碳納米管(CNT)、碳納米纖維(CNF)、碳黑、富勒烯、石墨烯薄片、石墨烯顆粒、金屬納米線和金屬納米顆粒中的至少一種。

在示例實施方式中，導電材料可以包括具有約110℃或更低的熔點的焊料。

在示例實施方式中，電子裝置還可以包括金屬間化合物。金屬間化合物可以在第一電極部分和流出的芯部分、以及第二電極部分和流出的芯部分中的至少之一之間。

在示例實施方式中，絕緣殼部分可以包括聚合物或陶瓷。

在示例實施方式中，聚合物可具有約0.3GN/m²至約35GN/m²的彈性模量。

在示例實施方式中，絕緣殼部分可具有約30nm至約200nm的厚度。

在示例實施方式中，顆粒可具有約1μm至約100μm的直徑。

在示例實施方式中，各向異性導電材料還可以包括至少一個自愈合囊。

在示例實施方式中，第一構件可以包括基板，第二構件可以包括半導體芯片。

在示例實施方式中，第一構件可以包括基板或面板，第二構件可以包括驅動器集成電路(IC)或驅動器IC封裝。

在示例實施方式中，電子裝置可以包括例如顯示裝置。

根據示例實施方式，一種電子裝置包括：第一構件，其包括至少一個第一電極部分；第二構件，其包括至少一個第二電極部分；以及第一構件和第二構件之間的各向異性導電材料。第二構件面對第一構件。各向異性導電材料電連接第一電極部分至第二電極部分。各向異性導電材料包括第一電極部分和第二電極部分之間的金屬材料、以及金屬材料與第一電極部分和第二電極部分中的至少一個之間的金屬間化合物。

在示例實施方式中，各向異性導電材料可以包括基體材料層中的多個顆粒。所述顆粒可以包括導電芯部分和絕緣殼部分。芯部分可以包括在高于約15℃且低于或等于約110℃的溫度處于液態的導電材料。

在示例實施方式中，在第一電極部分和第二電極部分之間，所述顆粒中的至少一個的絕緣殼部分可以被打破，使得第一電極部分和第二電極部分可以通過流到打破的殼部分之外的芯部分電連接。流出的芯部分可以包括金屬材料，金屬間化合物可以在流出的芯部分與第一電極部分和第二電極部分中的至少一個之間。

在示例實施方式中，金屬材料可以包括液態金屬、金屬納米填料和具有約110℃或更低的熔點的焊料中的至少一種。

根據示例實施方式，一種制造電子裝置的方法包括：制備包括至少一個第一電極部分的第一構件；制備包括至少一個第二電極部分的第二構件；在第一構件和第二構件之間設置各向異性導電材料；以及在各向異性導電材料在其間的情況下擠壓第一構件和第二構件從而將第一電極部分和第二電極部分電連接。各向異性導電材料包括基體材料層中的多個顆粒。所述顆粒具有導電芯部分和絕緣殼部分。導電芯部分包括在高于15℃且低于或等于約110℃的溫度處于液態的導電材料。

在示例實施方式中，第一電極部分和第二電極部分的電連接可以包括打破所述顆粒的位于第一電極部分和第二電極部分之間的至少一個的絕緣殼部分，以使導電芯部分流出到其外部。

在示例實施方式中，第一電極部分和第二電極部分的電連接還可以包括通過流出的芯部分與第一電極部分和第二電極部分中的至少一個之間的反應形成金屬間化合物。

在示例實施方式中，第一電極部分和第二電極部分的電連接可以在約110℃或更低的溫度進行。

在示例實施方式中，第一電極部分和第二電極部分的電連接可以通過使用小于約30MPa的壓力來進行。

在示例實施方式中，導電材料可以包括液態金屬。

在示例實施方式中，導電材料還可以包括液態金屬中包含的納米填料。

在示例實施方式中，導電材料可以包括包含納米填料的懸浮液。

在示例實施方式中，導電材料可以包括具有約110℃或更低的熔點的焊料。

根據示例實施方式，一種各向異性導電材料包括基體材料層以及分散在基體材料層中的多個囊。所述囊包括芯部分和絕緣殼部分。芯部分包括底部填充材料和導電材料中的一種。導電材料具有高于或等于約15℃且低于或等于約110℃的范圍內的熔點。

在示例實施方式中，底部填充材料和導電材料中的所述一種可以是底部填充材料。底部填充材料可以包括熱固性樹脂、熱塑性樹脂和UV固化樹脂中的至少一種。

在示例實施方式中，底部填充材料和導電材料中的所述一種可以是導電材料。導電材料可以包括液態金屬。

在示例實施方式中，芯部分還可以包括分散在液態金屬中的導電納米填料。

在示例實施方式中，一種電子裝置可以包括包含第一電極部分的第一構件、在第一構件上的第二構件、以及在第一構件和第二構件之間的上述各向異性導電材料。第二構件可以包括面對第一電極部分的第二電極部分。各向異性導電材料的多個囊中的至少一個可以是第一電極部分和第二電極部分之間被打破的囊。來自打破的囊的導電材料可以電連接第一電極部分至第二電極部分。

附圖說明

由于對如附圖中示出的本發明構思的非限制性實施方式的更具體描述，本發明構思的以上和其它特征將明顯，附圖中遍及不同圖示相同的附圖標記表示相同的部件。附圖不必按比例繪制，而是重點在于示出本發明構思的原理。在圖中：

圖1是示出根據示例實施方式的各向異性導電材料的截面圖；

圖2是示出可以應用于根據示例實施方式的各向異性導電材料的顆粒的截面圖；

圖3是示出可以應用于根據示例實施方式的各向異性導電材料的自愈合囊的截面圖；

圖4是示出根據示例實施方式的各向異性導電材料的截面圖；

圖5是示出包括根據示例實施方式的各向異性導電材料的膜結構的截面圖；

圖6是示出包括根據示例實施方式的各向異性導電材料的膜結構的截面圖；

圖7A至7E是示出制造根據示例實施方式的各向異性導電材料的方法的圖示；

圖8A至8C是示出通過使用根據示例實施方式的各向異性導電材料制造電子裝置的方法的截面圖；

圖9是示出包括根據示例實施方式的各向異性導電材料的電子裝置的示例的截面圖；

圖10是示出包括根據示例實施方式的各向異性導電材料的電子裝置的示例的截面圖；

圖11是示出通過使用根據比較示例的各向異性導電膜制造的電子裝置的截面圖；

圖12是示出包括根據比較示例的各向異性導電膜的電子裝置的問題的截面圖；

圖13是示出包括根據比較示例的各向異性導電膜的電子裝置的問題的截面圖；

圖14是示出由根據比較示例的各向異性導電膜中使用的導電球引起的短路問題的圖示；

圖15是示出根據示例實施方式的各向異性導電材料中使用的顆粒的短路限制(和/或防止)效應的圖示；

圖16是示出通過使用根據示例實施方式的各向異性導電材料制造的電子裝置的截面圖；

圖17是示出包括根據示例實施方式的各向異性導電材料的電子裝置的示例的截面圖；

圖18是示出根據示例實施方式形成的多個顆粒(囊)的光學顯微鏡圖像；

圖19是示出通過人工打破圖18的顆粒(囊)中的一些而獲得的結果的光學顯微鏡圖像；

圖20是示出通過在根據示例實施方式形成的各向異性導電膜上人工地形成劃痕而獲得的結果的光學顯微鏡圖像；

圖21是示出用于測量根據示例實施方式的顆粒(囊)的破裂力的裝置的照片；

圖22是示出通過使用圖21的裝置測量每個尺寸的顆粒(囊)的破裂力的結果的曲線圖；

圖23是示出用于基于根據示例實施方式的顆粒(囊)破裂的電流流動實驗的裝置的照片；

圖24是詳細示出圖23的裝置的示意圖；以及

圖25是示出通過使用圖23的裝置測量每個尺寸的顆粒(囊)的電流流動力的結果的曲線圖。

具體實施方式

現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式，在附圖中示出一些示例實施方式。然而，示例實施方式可以以許多不同的形式實施，且不應被解釋為限于此處闡述的實施方式；而是，這些示例實施方式被提供使得本公開將透徹和完整，并且將把本發明構思的示例實施方式的范圍全面地傳達給本領域普通技術人員。

當在此使用時，術語“和/或”包括相關列舉項目中的一個或更多個的任意和所有組合。諸如“的至少一個”的表述當處于一列組元之后時，修飾整列組元而不修飾該列中的個別組元。

將理解，當一元件被稱為“連接”或“聯接”到另一元件時，它可以直接連接或直接聯接到所述另一元件，或者可以存在居間元件。相反，當一元件被稱為“直接連接”或“直接聯接”到另一元件時，沒有居間元件存在。用于描述元件或層之間的關系的其它詞應該以類似的方式被解釋(例如“在……之間”與“直接在……之間”，“相鄰”與“直接相鄰”，“在……上”與“直接在……上”)。當在此使用時，術語“和/或”包括相關列舉項目中的一個或更多個的任意和所有組合。

將理解，雖然術語“第一”、“第二”等可以在此被用來描述不同的元件、組件、區域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區域、層和/或部分不應受這些術語限制。這些術語僅用于將一個元件、組件、區域、層或部分與另一元件、組件、區域、層或部分區分開。因而，以下討論的第一元件、組件、區域、層或部分能被稱為第二元件、組件、區域、層或部分，而不脫離示例實施方式的教導。

為了便于描述，可以在此使用諸如“在……下面”、“在……下”、“下部”、“在……上”、“上部”等的空間關系術語來描述如圖中所示的一個元件或特征的與另一元件(們)或特征(們)的關系。將理解，除了圖中所描繪的取向之外，空間關系術語旨在還包含裝置在使用或操作中的不同的取向。例如，如果圖中的裝置被翻轉，則被描述為“在”其它元件或特征“下”或“下面”的元件將被取向為“在”所述其它元件或特征“上”。因而，示例性術語“在……下”可以包含上和下兩種取向。裝置可以被另外取向(旋轉90度或處于其它取向)，并且在此使用的空間關系描述語可以被相應地解釋。

在此使用的術語僅用于描述特定實施方式，而不是要限制示例實施方式。當在此使用時，單數形式“一”和“該”也旨在包括復數形式，除非上下文清晰地另行表示。還將理解，當在本說明書中使用時，術語“包含”、“包括”和/或“具有”指明所述及的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個或更多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組的存在或添加。

在此參考截面圖描述示例實施方式，所述截面圖是示例實施方式的理想化實施方式(和中間結構)的示意性圖示。因此，作為例如制造技術和/或公差的結果的對圖示的形狀的偏離將是意料之中的。因而，示例實施方式不應被解釋為限于此處示出的區域的具體形狀，而是將包括例如由制造引起的形狀上的偏離。例如，被示為矩形的注入區通常在其邊緣將具有圓化或彎曲的特征和/或注入濃度的梯度，而不是從注入區到非注入區的二元變化。同樣地，通過注入形成的掩埋區可以導致在掩埋區與通過其發生注入的表面之間的區域中的一些注入。因而，圖中示出的區域本質上是示意性的，它們的形狀不旨在示出裝置的區域的實際形狀，并且不旨在限制示例實施方式的范圍。

除非另外地定義，在此使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與示例實施方式所屬領域中的普通技術人員通常理解的相同的含義。還將理解，術語(諸如通用詞典中定義的那些)應被解釋為具有與其在相關領域的背景中的含義一致的含義，并且將不在理想化或過度形式化的意義上被解釋，除非在此清楚地如此定義。

在下文中，將參考附圖詳細描述根據示例實施方式的各向異性導電材料、包括各向異性導電材料的電子裝置、以及制造該電子裝置的方法。為描述的清晰和方便，可以夸大附圖中示出的層或區域的寬度和厚度。在圖中，為了清晰，可以夸大層和區域的厚度。圖中相同的附圖符號和/或標記表示相同的元件，因而可以不重復它們的描述。

圖1是示出根據示例實施方式的各向異性導電材料的截面圖。

參考圖1，各向異性導電材料A10可以包括基體材料層100和設置在基體材料層100中的多個顆粒10。基體材料層100可具有電絕緣性能。此外，基體材料層100可具有粘合(接合)性能。基體材料層100可以主要由聚合物形成，或可具有包括聚合物的材料成分。例如，基體材料層100可以包括熱固性樹脂或熱塑性樹脂作為所述聚合物。熱固性樹脂可以包括例如環氧樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、脲醛樹脂和/或酚醛樹脂。熱塑性樹脂可以包括例如聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯、尼龍、硝酸纖維素、醋酸纖維素、丙烯酸類樹脂(甲基丙烯酸酯系樹脂)、聚乙烯和/或縮醛樹脂。基體材料層100可以既具有熱固性又具有熱塑性。換言之，基體材料層100可以包括熱固性樹脂和熱塑性樹脂的混合物。在一些情形下，基體材料層100可以包括紫外線(UV)固化樹脂。此處描述的基體材料層100的詳細材料(聚合物/樹脂)僅是示例，并且可以根據示例實施方式改變。此外，除以上聚合物/樹脂之外，基體材料層100還可以包括諸如催化劑和硬化劑的一種或更多種添加劑。

基體材料層100中設置的顆粒10可具有包括芯部分C10和覆蓋芯部分C10的殼部分S10的膠囊式結構。芯部分C10可以包括導體，殼部分S10可以包括絕緣體。換言之，芯部分C10可具有導電性能，殼部分S10可具有絕緣性能。下面將更詳細地描述芯部分C10和殼部分S10的組成材料。

芯部分C10可以包括在室溫(約25℃)或者低于或等于約110℃的溫度處于液態的導電材料。換言之，芯部分C10可以包括在室溫處于液態的導電材料，或可以包括具有約110℃或更低的熔點的導電材料。芯部分C10的導電材料可以在約110℃或更低的溫度或在約100℃或更低的溫度處于液態。例如，在多個示例實施方式中，芯部分可以包括在高于約15℃且低于或等于約110℃的溫度處于液態的導電材料。作為一示例，芯部分C10的導電材料可以包括液態金屬。液態金屬可以包括例如鎵(Ga)、鎵銦(Ga-In)合金、鎵銦錫(Ga-In-Sn)合金和/或鎵銦錫鋅(Ga-In-Sn-Zn)合金。這里，Ga-In合金可以包括共晶GaIn(EGaIn)，Ga-In-Sn合金可以包括共晶GaInSn(EGaInSn)。液態金屬可以在室溫處于液態。例如，因為Ga-In合金可具有約15.3℃的熔點，所以該液態金屬可以在超過約15.3℃的溫度處于液態。此外，芯部分C10的導電材料可以包括納米填料(未示出)。這里，納米填料可以指具有納米尺度的精細結構。例如，芯部分C10可以包括液態金屬以及包含在液態金屬中的納米填料。作為另一示例，替代液態金屬，芯部分C10可以包括具有分散在溶劑中的納米填料的懸浮液。因為納米填料可以包括導體，所以該懸浮液可由于納米填料而具有導電性能。此外，懸浮液可以包括液體材料，例如溶液。因而，該懸浮液可以包括在室溫或者約110℃或更低的溫度處于液態的導電材料。

根據示例實施方式，芯部分C10的導電材料可以包括低熔點焊料。低熔點焊料可具有約110℃或更低(或約100℃或更低)的熔點。作為一示例，低熔點焊料可以包括鉍銦(Bi-In)基合金、鉍錫(Bi-Sn)基合金、銦鉍(In-Bi)基合金、鉍銦錫(Bi-In-Sn)基合金、銦鉍錫(In-Bi-Sn)基合金和/或銦錫鋅(In-Sn-Zn)基合金。這里，In-Bi基合金可具有約72℃的熔點，Bi-In-Sn基合金可具有約80℃的熔點，In-Bi-Sn基合金可具有約60℃的熔點。Bi-In-Sn基合金可具有比In含量大的Bi含量，In-Bi-Sn基合金可具有比Bi含量大的In含量。類似地，Bi-In基合金可具有比In含量大的Bi含量，In-Bi基合金可具有比Bi含量大的In含量。然而，在所述合金中，元素排列順序可以不必然表示含量比率順序。此外，合金可以進一步包括一種或更多種其它元素，但是可以不包括受環境監管的元素諸如鉛(Pb)或鎘(Cd)。在約110℃或更低的低溫，低熔點焊料可具有流動性(流體性)并且可以處于液態。

殼部分S10可以包括絕緣聚合物。這里，絕緣聚合物可以包括具有小于約40GN/m²，例如約0.3GN/m²至約35GN/m²的相對低的彈性模量的材料。例如，絕緣聚合物可以包括聚氨酯、三聚氰胺甲醛樹脂、脲醛樹脂、明膠、聚脲、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯和/或聚酰胺。在它們當中，脲醛樹脂可具有約7GN/m²至約10GN/m²的彈性模量。以此方式，當殼部分S10包括具有低彈性模量的聚合物時，殼部分S10可以通過相對低的工藝壓力(例如接合壓力)打破。因而，在基于各向異性導電材料A10的接合(粘合/連接)工藝中工藝壓力可以顯著地降低。當使用低工藝壓力時，可以相應地獲得各種效果。這將在稍后被更詳細地描述。然而，殼部分S10的材料不限于以上聚合物，而是可以根據示例實施方式改變。例如，殼部分S10可以包括諸如SiO₂、TiO₂、Al₂O₃和ZrO₂的陶瓷，或可以包括任何其它材料。

殼部分S10可具有例如約30nm至約200nm或約60nm至約100nm的厚度。在一些情形下，殼部分S10可具有小于約30nm的厚度。用于打破殼部分S10的工藝壓力(接合壓力)可以根據殼部分S10的材料和/或厚度而改變。此外，其合適的厚度范圍可以根據組成殼部分S10的材料類型而改變。

顆粒10可具有約1μm至約100μm的尺寸(直徑)。例如，顆粒10可具有約5μm至約50μm的尺寸(直徑)。顆粒10的尺寸可以主要由芯部分C10的尺寸確定，每個顆粒10中殼部分S10的厚度比可以相對較小。顆粒10的粒度分布和尺寸可以根據用于形成顆粒10的工藝條件被調整。形成顆粒10的方法和控制其尺寸的方法稍后將參考圖7A至7E被更詳細地描述。

圖2是示出包括納米填料的顆粒的一示例的截面圖。基體材料層100可以包括示例實施方式的顆粒11而不包括圖1的顆粒10，或者可以包括示例實施方式的顆粒11以及圖1的顆粒10。備選地，基體材料層100可以包括多個顆粒10和多個顆粒11。

參考圖2，顆粒11可以包括芯部分C11和覆蓋芯部分C11的殼部分S11。芯部分C11可以包括多個納米填料n11。納米填料n11可以分散在液體材料d11中。換言之，芯部分C11可以包括包含納米填料n11的液體材料d11。納米填料n11可以包括具有納米尺度的精細結構。例如，納米填料n11可以包括碳納米管(CNT)、碳納米纖維(CNF)、碳黑、富勒烯、石墨烯薄片、石墨烯顆粒、金屬納米線和/或金屬納米顆粒當中的一種或更多種納米結構，但是示例實施方式不限于此。這里，金屬納米線或金屬納米顆粒可以包括例如諸如銀(Ag)、銅(Cu)和金(Au)的金屬。液體材料d11可以包括液態金屬或溶劑。所述液態金屬可以包括例如鎵(Ga)、鎵銦(Ga-In)合金、鎵銦錫(Ga-In-Sn)合金和/或鎵銦錫鋅(Ga-In-Sn-Zn)合金。所述溶劑可以包括例如苯乙酸乙酯(EPA；C₂₀H₃₀O₂)、氯苯(PhCl；C₆H₅Cl)和/或乙酸己脂(HA；C₈H₁₆O₂)。當液體材料d11包括所述溶劑并且芯部分C11包括納米填料n11時，芯部分C11可以是一種懸浮液。圖2的殼部分S11可以與參考圖1描述的殼部分S10基本上等同或相同。

圖3是截面圖，其示出可以被添加到根據示例實施方式的各向異性導電材料的自愈合囊(例如用于自愈合的囊)20。一個或更多個自愈合囊20可以被分散和使用于圖1的基體材料層100中。在此情形下，各向異性導電材料可以在基體材料層100中包括多個顆粒10和至少一個自愈合囊20。至少一個顆粒10可以由圖2的顆粒11替代。

參考圖3，自愈合囊20可以包括芯部分C20和覆蓋芯部分C20的殼部分S20。芯部分C20可以包括自愈合材料。芯部分C20的自愈合材料可以包括半導體封裝工藝中使用的底部填充材料(underfill material)。底部填充材料可以與圖1的基體材料層100的材料相同或類似。例如，底部填充材料可以包括熱固性樹脂、熱塑性樹脂和/或UV固化樹脂。殼部分S20可以包括聚合物和/或陶瓷。殼部分S20的材料和性能可以與參考圖1描述的殼部分S10的材料和性能等同或類似。

通過使用包括一個或更多個自愈合囊20的各向異性導電材料形成的封裝接合部分(接合層)可具有自愈合功能。當由于各種外界因素裂紋在封裝接合部分中出現時，因為芯部分C20的材料可以從自愈合囊20流出并填充裂紋，所以封裝接合部分可以被自愈合或自修復。這將稍后參考圖16被更詳細地描述。

圖1示出其中顆粒10均勻地或相對均勻地分散(或分布)在基體材料層100中的情形。然而，根據示例實施方式，顆粒10可以不均勻地分布(或分散)在基體材料層100中。其示例在圖4中示出。

參考圖4，各向異性導電材料A10'可以包括基體材料層100和分布(或分散)在基體材料層100中的多個顆粒10。顆粒10可以根據基體材料層100的厚度方向上的區域而以不同的密度分布。例如，如圖4所示，顆粒10可以均勻地或相對均勻地分散在基體材料層100的下部區域中，并且顆粒10可以不存在于基體材料層100的上部區域中或可以以低密度分散在基體材料層100的上部區域中。然而，此處描述的顆粒10的分布僅是示例并且可以根據示例實施方式改變。顆粒10和基體材料層100的構造和材料可以與參考圖1描述的那些等同或類似。

另外，圖1和4的各向異性導電材料A10和A10'中顆粒10的體積比可以小于約10vol％。例如，各向異性導電材料A10和A10'中的顆粒10的體積比可以小于或等于約7vol％，或小于或等于約5vol％。顆粒10的含量可以根據工藝條件和/或接合目標物體的結構適當地調整。

圖1和4的各向異性導電材料A10和A10'可具有一種膜形狀。換言之，圖1和4的各向異性導電材料A10和A10'可以是各向異性導電膜(ACF)。在此情形下，釋放層和支撐層可以設置在各向異性導電材料(各向異性導電膜)A10或A10'的一側上。其示例在圖5中示出。

參考圖5，在示例實施方式中，各向異性導電膜A11可以被支撐層SL1支撐，釋放層RL1可以被設置在支撐層SL1和各向異性導電膜A11之間。各向異性導電膜A11可以通過釋放層RL1與支撐層SL1容易地分離。各向異性導電膜A11可具有與圖1的各向異性導電材料A10等同或類似的構造。

根據示例實施方式，釋放層RL1和支撐層SL1可以設置在各向異性導電膜A11的兩側上。其示例在圖6中示出。

參考圖6，第一支撐層SL1可以設置在各向異性導電膜A11的底表面上，第一釋放層RL1可以設置在第一支撐層SL1和各向異性導電膜A11之間。此外，第二支撐層SL2可以設置在各向異性導電膜A11的頂表面上，第二釋放層RL2可以設置在第二支撐層SL2和各向異性導電膜A11之間。雖然未示出，但是第二各向異性導電膜可以設置在第二支撐層SL2上，第三釋放層可以設置在第二支撐層SL2和第二各向異性導電膜之間。

此外，包括圖5和6的各向異性導電膜A11的多層結構可具有在某方向上伸長的帶形狀，并且其可以被卷繞且以卷形狀被使用。

另外，根據示例實施方式的各向異性導電材料(例如圖1的A10)可具有膏形狀而不是膜形狀。換言之，各向異性導電材料(例如圖1的A10)可以是各向異性導電膏(ACP)。各向異性導電膏(ACP)和各向異性導電膜(ACF)二者可以被稱為“各向異性導電粘合劑(ACA)”。

參考圖1至3描述的顆粒/囊10、11和20可以通過各種方法制造。例如，顆粒/囊10、11和20可以通過微囊工藝制造。其示例在圖7A至7E中示出。

圖7A至7E是示出根據示例實施方式的制造各向異性導電材料的方法的圖示。

參考圖7A，導電的液體材料40和具有與導電的液體材料40不同的比重的溶劑材料42可以被放到容器CT1中。溶劑材料42的比重可以小于導電的液體材料40的比重。因而，溶劑材料42可以位于導電的液體材料40之上。

導電的液體材料40可以包括例如液態金屬或熔化的低熔點焊料。液態金屬可以包括例如鎵(Ga)、鎵銦(Ga-In)合金、鎵銦錫(Ga-In-Sn)合金和/或鎵銦錫鋅(Ga-In-Sn-Zn)合金。例如，熔融的低熔點焊料可具有約110℃或更低(或約100℃或更低)的熔點，并且可以包括鉍銦(Bi-In)基合金、鉍錫(Bi-Sn)基合金、銦鉍(In-Bi)基合金、鉍銦錫(Bi-In-Sn)基合金、銦鉍錫(In-Bi-Sn)基合金和/或銦錫鋅(In-Sn-Zn)基合金。導電的液體材料40可具有包括納米填料(未示出)的構造。例如，導電的液體材料40可以包括液態金屬和包含在液態金屬中的納米填料，或者代替液態金屬，可以包括具有分散(或分布)在溶劑中的納米填料的懸浮液。懸浮液的溶劑可以包括與溶劑材料42不同的材料。例如，懸浮液的溶劑可以包括苯乙酸乙酯(EPA；C₂₀H₃₀O₂)、氯苯(PhCl；C₆H₅Cl)和/或乙酸己脂(HA；C₈H₁₆O₂)。例如，納米填料可以包括碳納米管(CNT)、碳納米纖維(CNF)、碳黑、富勒烯、石墨烯薄片、石墨烯顆粒、金屬納米線和金屬納米顆粒當中的一種或更多種導體。金屬納米線或金屬納米顆粒可以包括例如諸如銀(Ag)、銅(Cu)和金(Au)的金屬。與導電的液體材料40一起設置在容器CT1中的溶劑材料42可以包括例如水。然而，溶劑材料42不限于水，而是可以根據示例實施方式改變。例如，溶劑材料42可以包括與導電的液體材料40不互溶的任何材料(液體)，并且具有與導電的液體材料40不同的比重。

此后，導電的液體材料40和溶劑材料42可以通過使用攪動/攪拌裝置(未示出)被攪動/攪拌。在此情形下，如果必要，可以通過使用超聲波發生器(未示出)將超聲波施加于導電的液體材料40和溶劑材料42。作為攪動或者攪動和超聲波施加的結果，如圖7B所示，導電的液體材料40可以被分割成多個微滴40c從而被分散(或分布)到溶劑材料42中。與僅進行攪動工藝的情形相比，進行攪動工藝和超聲波施加工藝二者的情形可以減小微滴40c的尺寸。

在一些情形下，在圖7A的操作中，在僅將溶劑材料42放入容器CT1中之后，在從容器CT1的頂部滴下或倒入導電的液體材料40到溶劑材料42中的同時，可以進行攪動工藝和/或超聲波施加工藝。同樣地，通過此方法，可以獲得圖7B中示出的中間結果。

參考圖7C，聚合物溶液44可以被提供(滴入或倒入)到其中分散有微滴40c的溶劑材料42中。聚合物溶液44可以是聚合物材料溶入溶劑中的溶液，聚合物溶液44的溶劑可以從與微滴40c的材料不互溶的溶劑中選擇。

當聚合物溶液44被滴入或倒入溶劑材料42中時，微滴40c的表面可以以聚合物溶液44的聚合物涂覆以形成殼部分44s，如圖7D所示。聚合物可以物理/化學地附著到微滴40c的表面上。換言之，由于其特性，該聚合物對于微滴40c的表面可具有相對大的親合力。因而，通過該聚合物涂層，微滴40c和覆蓋微滴40c的殼部分44s可以被形成為顆粒(囊)P1。分散在溶劑材料42中的每個顆粒P1的微滴40c可以被稱為由殼部分44s圍繞的“芯部分”。在一些情形下，可以進一步進行冷卻工藝或老化工藝以硬化/強化殼部分44s。在此情形下，微滴(芯部分)40c的一部分可以被硬化至某一程度。

此后，多個顆粒P1可以從溶劑材料42分離。例如，顆粒P1可以通過諸如過濾或離心分離的方法與溶劑材料42分離。此后，可以對分離的顆粒P1進行干燥工藝。通過干燥工藝，保留在殼部分44s上/內的溶劑可以蒸發或揮發。

參考圖7E，顆粒P1可以被分散(或分布)到基體材料層46中以形成各向異性導電材料。例如，顆粒P1可以分散到聚合物樹脂中，基板可以涂以在其中分散有顆粒P1的聚合物樹脂，然后所得的結構可以被干燥以形成包括分散在基體材料層46中的顆粒P1的各向異性導電材料。

在圖7A至7E的方法中，多種因素可以影響對顆粒P1的尺寸(直徑)的控制。例如，如參考圖7A和7B描述的，攪動工藝的速度(攪動速度)、超聲波施加工藝的強度(超聲波強度)、容器CT1的溫度、溶劑材料42的溫度、導電的液體材料40的溫度、溶劑材料42的pH值和/或導電的液體材料40的pH值可以影響所形成的微滴40c的尺寸，因而可以影響顆粒P1的尺寸。因而，所形成的顆粒P1的尺寸可以通過控制各種工藝條件而被容易地控制。

此外，參考圖1至3描述的顆粒(囊)10、11和20可以根據圖7A至7E的方法中使用的起始材料的類型形成。例如，當在圖7A的操作中，導電的液體材料40包括液態金屬時，所形成的顆粒P1的芯部分(微滴)40c可以包括液態金屬。作為另一示例，當在圖7A的操作中，導電的液體材料40包括納米填料時，所形成的顆粒P1的芯部分(微滴)40c可以包括納米填料。作為另一示例，當在圖7A的操作中，導電的液體材料40包括熔融的低熔點焊料時，所形成的顆粒P1的芯部分(微滴)40c可以包括低熔點焊料。作為另一示例，當在圖7A的操作中，使用底部填充材料而不是導電的液體材料40時，所形成的顆粒P1的芯部分(微滴)40c可以包括底部填充材料。

圖7A至7E示出通過微囊工藝形成顆粒(囊)P1的方法以及通過使用該顆粒(囊)P1形成各向異性導電材料的方法。然而，這僅是一示例，而且可以根據示例實施方式改變。例如，多個顆粒(囊)可以通過諸如噴霧干燥工藝、滴注工藝、微乳液工藝、凝聚工藝以及界面聚合工藝的各種方法形成，根據示例實施方式的各向異性導電材料可以通過使用所述顆粒(囊)制造。

圖8A至8C是示出通過使用根據示例實施方式的各向異性導電材料制造電子裝置的方法的截面圖。

參考圖8A，可以制備包括一個或更多個第一電極部分E10的第一構件M10。第一電極部分E10可以設置在第一構件M10的一側。此外，可以制備包括一個或更多個第二電極部分E20的第二構件M20。第二電極部分E20可以設置在第二構件M20的一側。第一電極部分E10和第二電極部分E20可以包括某種焊盤或凸塊或任何類似的元件。第一電極部分E10和第二電極部分E20可以包括例如金屬化合物或金屬諸如Au、Cu和Ag。第一構件M10可以包括例如基板或面板。第二構件M20可以包括例如半導體芯片或半導體芯片封裝。為方便起見，第一構件M10將被稱為“基板”并且第二構件M20將被稱為“芯片”；然而，這僅是一示例并且可以根據示例實施方式改變。

為了將第二構件M20粘合(結合)到第一構件M10，根據示例實施方式的各向異性導電材料A15可以設置在第一構件M10和第二構件M20之間。例如，各向異性導電材料A15可以設置在第一構件M10上以覆蓋第一電極部分E10，第二構件M20可以位于各向異性導電材料A15上/上方。第二構件M20的第二電極部分E20可以布置為面對第一構件M10的第一電極部分E10。

這里，各向異性導電材料A15可具有與參考圖1至4描述的各向異性導電材料A10和A10'等同或類似的構造。例如，各向異性導電材料A15可以包括基體材料層150和分散在基體材料層150中的多個顆粒15。顆粒15可以包括導電芯部分C15和覆蓋導電芯部分C15的絕緣殼部分S15。芯部分C15和殼部分S15的材料、性能和/或尺寸(直徑/厚度)可以與參考圖1和圖2描述的芯部分C10和C11以及殼部分S10和S11的那些等同或類似。各向異性導電材料A15中包含的顆粒15的含量、分布、尺寸和/或粒度分布可以根據示例實施方式被適當地控制。

參考圖8B，第一構件M10和第二構件M20可以在各向異性導電材料A15位于其間的情況下被擠壓(施壓)。在此情形下，如果必要，可以進行加熱工藝以將各向異性導電材料A15加熱至某溫度。通過擠壓工藝或者擠壓和加熱工藝，位于第一電極部分E10和與其對應的第二電極部分E20之間的顆粒(們)15的絕緣殼部分S15可以被打破，并且導電芯部分C15可以流出從而將第一電極部分E10和第二電極部分E20電連接。其結果在圖8C中示出。

參考圖8C，流出的芯部分C15a可以存在于第一電極部分E10和與其對應的第二電極部分E20之間，并且第一電極部分E10和與其對應的第二電極部分E20可以通過流出的芯部分C15a電連接。此外，金屬間化合物N15a可以形成在流出的芯部分C15a和第一電極部分E10之間和/或在流出的芯部分C15a和第二電極部分E20之間。這里，作為一示例情形，金屬間化合物N15a可以既形成在流出的芯部分C15a和第一電極部分E10之間，又形成在流出的芯部分C15a和第二電極部分E20之間。金屬間化合物N15a可以通過流出的芯部分C15a和電極部分E10/E20之間的反應形成。作為一示例，當第一電極部分E10包括Au并且流出的芯部分C15a包括Ga時，通過其間的反應，AuGa₂可以被形成而作為金屬間化合物N15a。此外，當第一電極部分E10包括Au、Cu和Ag中的任一種，并且流出的芯部分C15a包括Bi-In基合金、Bi-Sn基合金、In-Bi基合金、Bi-In-Sn基合金、In-Bi-Sn基合金或In-Sn-Zn基合金時，通過流出的芯部分C15a的In或Sn與第一電極部分E10的Au、Cu或Ag之間的反應，金屬間化合物N15a可以被形成。所形成的金屬間化合物N15a的材料可以根據流出的芯部分C15a的材料以及第一電極部分E10或第二電極部分E20的材料而改變。此外，當流出的芯部分C15a包括納米填料并且該納米填料包括金屬材料時，金屬間化合物N15a可以通過納米填料的金屬材料與第一電極部分E10和/或第二電極部分E20之間的反應形成。

當流出的芯部分C15a包括諸如EPA、PhCl或HA的溶劑時，大部分溶劑可以通過在圖8C的操作或其后續操作中被容易地蒸發而被從各向異性導電材料A15去除。

此外，可以進行硬化工藝以硬化基體材料層150。硬化工藝可以通過使用熱和/或紫外線進行。硬化工藝可以在圖8C的操作之后作為單獨的工藝被進行。然而，在一些情形下，基體材料層150可以在圖8B或8C的操作中被硬化。

在示例實施方式中，因為顆粒15的殼部分S15可以在相對低的壓力下破裂，所以圖8B的操作中使用的擠壓工藝的壓力(接合壓力)可以降低。具體地，當殼部分S15由具有低彈性模量的聚合物形成，并且殼部分S15的厚度被適當地控制時，殼部分S15可以通過顯著低的工藝壓力(接合壓力)被打破。在使用現有技術的各向異性導電膜(ACF)時，可以需要約30MPa或更大，例如約30MPa至約100MPa的接合壓力。然而，根據示例實施方式，接合(連接)工藝甚至可以通過與現有技術的接合壓力的約1/2或更小，例如約1/5對應的低接合壓力進行。在一些情形下，第一電極部分E10和第二電極部分E20可以通過約0MPa至小于約30MPa的范圍內的壓力，通過約0MPa至約10MPa或更小的范圍內的低壓力，或通過約0MPa至約3MPa或更小的范圍內的更低壓力被電連接。以此方式，因為接合(連接)工藝可以通過低壓力進行，所以可以抑制或防止由高壓力引起的問題，并且可以降低工藝負載和成本。例如，當如同現有技術中那樣，通過相對高的壓力進行接合工藝時，基板(第一構件M10)或芯片(第二構件M20)可能被損壞，并且所制造的裝置的可靠性可能退化。然而，如上所述，根據示例實施方式，因為與現有技術相比，接合(連接)工藝可以通過非常低的壓力來進行，所以可以抑制或防止由高壓力引起的問題，并且可以制造具有優良的可靠性的裝置。然而，示例實施方式中使用的接合壓力可以不必低于約30MPa。取決于殼部分S15的厚度和材料，用于接合(連接)工藝的壓力可以高于約30MPa。

此外，根據示例實施方式，接合(連接)工藝中使用的加熱工藝的溫度可以降低。換言之，圖8B的操作中使用的加熱工藝的溫度(接合溫度)可以降低。因為顆粒15的芯部分C15可以包括在室溫或約110℃或更低的溫度處于液態的導電材料，所以接合(連接)工藝可以在約110℃或更低的溫度進行。當芯部分C15包括在室溫處于液態的導電材料時，接合(連接)工藝可以在室溫下進行而沒有加熱工藝。在此情形下，金屬間化合物N15a也可以在室溫下形成。當芯部分C15包括具有約110℃或更低(或約100℃或更低)的熔點的低熔點焊料時，接合(連接)工藝可以在與低熔點焊料的熔點對應的溫度或在比低熔點焊料的熔點高的溫度進行。即使在此情形下，所使用的溫度(接合溫度)也可以是約110℃或更低(或約100℃或更低)。在使用現有技術的各向異性導電膜(ACF)時，可以需要約150℃或更高的接合溫度以獲得期望程度的接觸電阻。在此情形下，由于高溫，基板(第一構件M10)或芯片(第二構件M20)可以變形(扭曲)，裝置性能可以退化，并且接合對準可以歪曲。因此，錯誤率可以增加并且裝置可靠性可以下降。然而，根據示例實施方式，與現有技術相比，工藝溫度(接合溫度)可以被降低約50℃或更多或被降低約80℃或更多。因而，由高工藝溫度(接合溫度)引起的問題可以被抑制或防止，并且工藝負載和制造成本可以降低。具體地，因為接合對準歪曲的問題可以被抑制或防止，所以裝置可靠性可以被改善。如果接合(連接)工藝在室溫進行而沒有加熱工藝，則由高溫加熱工藝引起的問題可以被從根本上限制(和/或防止)。

此外，根據示例實施方式，因為一個或更多個顆粒15的一個或更多個芯部分C15流出以電連接彼此對應的第一電極部分E10和第二電極部分E20，所以相對大的接觸面積可以形成在流出的芯部分C15a與第一和第二電極部分E10和E20之間。例如，流出的芯部分C15a與第一電極部分E10或第二電極部分E20之間的接觸面積可以是約0.75μm²或更大或者約1μm²或更大。這里，接觸面積可以包括其間有金屬間化合物N15a的間接接觸和其間無金屬間化合物N15a的直接接觸二者。因為芯部分C15的液體材料可以流出以與第一和第二電極部分E10和E20形成相對大的接觸面積，所以可以確保優良的接觸性能和低接觸電阻。具體地，當金屬間化合物N15a形成在流出的芯部分C15a與第一和第二電極部分E10和E20之間時，通過金屬間化合物N15a，接觸電阻可以進一步降低并且接觸性能可以進一步改善。金屬間化合物N15a可以在室溫或者約110℃或更低的溫度形成。

另外，第一電極部分E10和與其對應的第二電極部分E20之間的流出的芯部分C15a可以保持在第一電極部分E10和第二電極部分E20之間的間隙內的位置。因為第一電極部分E10和與其對應的第二電極部分E20之間的距離相對小，并且基體材料層150存在于流出的芯部分C15a周圍，所以流出的芯部分C15a可以完全相同地保持或基本上保持原始位置而不偏離其間的間隙。

圖9示出根據示例實施方式的電子裝置的一示例，其可以相應于圖8C的主要部分的放大圖。

參考圖10，流出的芯部分C15a可以存在于第一和第二電極部分E10和E20之間，并且與圖9的圖示不同，金屬間化合物N15a可以不被形成。取決于流出的芯部分C15a的材料和電極部分E10和E20的材料，或取決于接合(連接)工藝的條件，可以不形成金屬間化合物(圖9的N15a)。

圖11是截面圖，其示出通過使用根據比較示例的各向異性導電膜A1制造的電子裝置。

參考圖11，根據比較示例的各向異性導電膜A1可以包括導電球1。導電球1可以包括絕緣聚合物珠b1和覆蓋絕緣聚合物珠b1的導電金屬涂層膜m1。因為根據示例實施方式的顆粒(例如圖8A的15)包括導電芯部分C15和覆蓋導電芯部分C15的絕緣殼部分S15，所以可以認為根據比較示例的導電球1具有與根據示例實施方式的顆粒相反的結構。當第一構件M1的第一電極部分E1和第二構件M2的第二電極部分E2通過根據比較示例的包括導電球1的各向異性導電膜A1連接時，第一和第二電極部分E1和E2可以通過導電金屬涂層膜m1被電連接。當導電球1通過接收第一和第二電極部分E1和E2之間的壓力而被變形到某程度時，可以確保某一程度的接觸面積，并且第一和第二電極部分E1和E2可以彼此電連接。在此情形下，一般地，可以需要約150℃或更高的接合溫度以及至少約30MPa或更大的接合壓力來降低接觸電阻。換言之，可以既需要相對高的接合溫度又需要相對高的接合壓力。因而，由高接合溫度和高接合壓力可以引起各種問題。此外，兩個電極部分E1和E2之間借助于導電球1的連接可以被稱為借助于“簡單物理接觸”的電連接。在此情形下，導電球1與電極部分E1和E2之間的接觸可以是類似于點接觸的小面積接觸，且金屬間化合物可以不形成在其間。因而，可以難以確保優良的接觸性能和低接觸電阻。

然而，根據示例實施方式，如上所述，與現有技術相比，接合溫度和接合壓力可以顯著地降低，并且可以容易地確保優良的接觸性能和低接觸電阻。因而，根據示例實施方式，具有優良的性能和可靠性的電子裝置可以被容易地制造。

在下文中，參考圖12和13，將對通過使用根據比較示例的包括導電球1的各向異性導電膜A1進行用于電子裝置的接合工藝時可以引起的問題給出說明。

如圖12所示，當大的導電球1存在或過多的導電球1存在于各向異性導電膜A1的某區域中時，意料之外的電連接(短路)可以在彼此不對應的相鄰的電極部分E1和E2之間發生。換言之，代替豎向連接，橫向連接可以發生。當第一電極部分E1之間的距離(節距)和第二電極部分E2之間的距離(節距)小時，此問題的發生可能性可以增大。換言之，如圖12中的短路問題的發生可能性在具有小的電極間節距的裝置中可以高。

如圖13所示，第一構件M1可以變形(歪扭)，因此接合對準可以歪曲。當使用通過約150℃或更高的接合工藝溫度或通過約30MPa或更大的接合工藝壓力可以被容易地變形(歪扭)的基板(第一構件M1)時，此問題可以發生。

圖12和13的問題可以單獨出現或組合出現，這些問題可以導致電子裝置的錯誤率的增加。

圖14是示出根據比較示例的各向異性導電膜中使用的導電球1引起的短路問題的圖示。

參考圖14，因為導電球(顆粒)1包括絕緣聚合物珠b1和覆蓋絕緣聚合物珠b1的導電金屬涂層膜m1，所以當多個導電球(顆粒)1彼此接觸時，電連接可以容易地在顆粒之間發生。當顆粒之間的電連接發生在圖12的相鄰電極部分E1和E2之間時，意料之外的電連接(短路)可以發生。

然而，根據示例實施方式的各向異性導電材料的使用可以限制和/或防止圖14中示出的問題。這將在下面參考圖15被說明。

參考圖15，根據示例實施方式的各向異性導電材料中使用的顆粒(囊)15可以包括導電芯部分C15以及覆蓋導電芯部分C15的絕緣殼部分S15。因而，即使多個顆粒15彼此接觸時，顆粒之間的電連接被絕緣殼部分S15限制(和/或防止)，并且其絕緣性能可以被保持。因而，圖12和14中示出的短路問題可以被限制(和/或防止)。因此，在制造包括具有小節距的電極的電子裝置時，根據示例實施方式的顆粒15的使用可以限制和/或防止或抑制由短路引起的故障的可能性。換言之，包括根據示例實施方式的顆粒15的各向異性導電材料可以被有利地用于實現包括具有小節距的電極的電子裝置。

圖16是截面圖，其示出通過使用根據示例實施方式的各向異性導電材料制造的電子裝置。圖16的各向異性導電材料A25還可以包括自愈合囊25。自愈合囊25可以與參考圖3描述的自愈合囊20等同。

參考圖16，通過使用在基體材料層250中包括自愈合囊25和多個顆粒15的各向異性導電材料A25，第一構件M10和第二構件M20可以彼此粘合，并且其電極部分E10和E20可以彼此電連接。通過硬化工藝，各向異性導電材料A25的基體材料層250可以用作接合部分和支撐部分二者。因而，各向異性導電材料A25可以被稱為接合部分或支撐部分。然而，由于各種外界因素(例如物理沖擊、熱應力和/或基板應變)裂紋可以在各向異性導電材料A25處發生，并且裂紋可以擴展從而導致諸如分層的問題。然而，根據示例實施方式，因為自愈合囊25存在于各向異性導電材料A25中，所以當裂紋在各向異性導電材料A25處發生時，自愈合或自恢復功能可以被進行從而以從鄰近裂紋的自愈合囊25的芯部分流出的底部填充材料填充裂紋。芯部分的材料可以通過與存在于基體材料層250中的催化劑材料反應而被硬化。以此方式，當自愈合囊25被使用時，因為由各種外界因素引起的可能的裂紋可以自愈合(自恢復)，所以其接合可靠性可以被改善，并且電子裝置的耐用性可以被改善。

根據示例實施方式的各向異性導電材料可以用于制造各種電子裝置(電子設備)和半導體裝置(半導體設備)。

圖17是截面圖，其示出包括根據示例實施方式的各向異性導電材料的電子裝置的示例。示例實施方式的電子裝置可以包括例如諸如液晶顯示器(LCD)的顯示裝置。

參考圖17，可以準備薄膜晶體管(TFT)陣列基板50，其包括多個TFT，并且可以準備面對TFT陣列基板50的濾色器基板58。液晶層54可以被設置在TFT陣列基板50和濾色器基板58之間，并且密封件56可以被設置以密封液晶層54。第一電極焊盤52可以被制備在TFT陣列基板50上。第一電極焊盤52可具有從其中形成液晶層54的區域延伸到密封件56外的結構。然而，第一電極焊盤52的以上形狀和形成范圍僅是示例，并且可以根據示例實施方式改變。TFT陣列基板50、濾色器基板58和設置在其間的液晶層54可以被稱為構成“顯示面板”。

印刷電路板(PCB)基板60可以被制備為與TFT陣列基板50間隔開。PCB基板60可以包括芯片62。此外，PCB基板60可以包括第二電極焊盤64。

驅動器集成電路(IC)封裝CP1可以被設置在TFT陣列基板50和PCB基板60之間以將TFT陣列基板50和PCB基板60彼此連接。驅動器IC封裝CP1可以包括例如安裝在載帶70上的驅動器IC 76。此外，驅動器IC封裝CP1可以包括設置在載帶70的底表面上的第一電極元件72和第二電極元件74。驅動器IC封裝CP1可以被稱為帶載封裝(TCP)。

第一電極焊盤52和第一電極元件72可以通過設置在其間的各向異性導電材料(各向異性導電膜)82彼此電連接和接合。各向異性導電材料(各向異性導電膜)82可以包括根據示例實施方式的上述各向異性導電材料中的一種。

接合層84可以設置在第二電極焊盤64和第二電極元件74之間以電連接第二電極焊盤64和第二電極元件74。接合層84可以包括一般的焊料材料。作為另一示例，接合層84可以通過使用根據示例實施方式的上述各向異性導電材料中的一種形成。在后者情形下，接合層84可具有與各向異性導電材料(各向異性導電膜)82等同或類似的構造。

雖然圖17示出了包括根據示例實施方式的各向異性導電材料的電子裝置的示例，但是根據示例實施方式的各向異性導電材料可以不僅被應用于圖17的裝置，還可以被應用于各種其它裝置。例如，在示例實施方式中，各向異性導電材料可以應用于各種接合方法，諸如玻璃上芯片(COG)接合、板上芯片(COB)接合、膜上芯片(COF)接合和帶式自動接合(TAB)。此外，在示例實施方式中，各向異性導電材料可以應用于各種領域，諸如用于將集成電路(IC)接合到液晶顯示器(LCD)的工藝、用于將印刷電路板(PCB)接合到IC的工藝、用于將柔性印制電路(FPC)接合到IC的工藝、用于將FPC接合到等離子體顯示面板(PDP)的工藝、用于將帶載封裝(TCP)接合到LCD的工藝、用于將TCP接合到PCB的工藝、用于將FPC接合到LCD的工藝、以及用于將FPC接合到PCB的工藝。而且，在示例實施方式中，各向異性導電材料可以應用于諸如等離子體顯示器和倒裝芯片封裝的領域。根據示例實施方式的各向異性導電材料可以應用于現有技術的各向異性導電膜和各向異性導電膏可以被應用的任何領域。

圖18是示出根據示例實施方式形成的多個顆粒(囊)的光學顯微鏡圖像。圖18的顆粒(囊)可以對應于圖1的顆粒10。

參考圖18，可以看出顆粒(囊)具有基本上球形形狀或任何類似形狀，并且具有小于數十μm的直徑(尺寸)。顆粒(囊)可具有約1μm至約100μm或約5μm至約50μm的直徑(尺寸)。顆粒(囊)的直徑(尺寸)可以通過工藝條件控制。圖18中示出的顆粒(囊)的芯部分包括液態金屬“Ga”，并且其殼部分包括絕緣聚合物。

為了檢查液態金屬(Ga)是否被包括于顆粒(囊)的芯部分中，顆粒(囊)通過使用載玻片被人工打破。其結果與圖19(光學顯微鏡圖像)中示出的相同。參考圖19，可以看出，當顆粒(囊)破裂時，液態Ga流出。圖19的右邊圖像中的白色部分對應于Ga。

此外，圖18的顆粒(囊)被分散到聚合物樹脂(環氧樹脂)中，刮涂方法被用于以其中分散有顆粒(囊)的聚合物樹脂(環氧樹脂)涂覆基板，然后所得的結構被干燥。因此，形成包括分散在聚合物樹脂中的顆粒(囊)的各向異性導電膜(ACF)。

圖20是光學顯微鏡圖像，其示出通過在根據以上方法形成的各向異性導電膜(ACF)上人工形成劃痕而獲得的結果。參考圖20，可以看到，當人工劃痕形成在各向異性導電膜(ACF)上時，顆粒(囊)通過劃痕被打破，于是液態金屬(Ga)從其流出。

圖21示出用于測量根據示例實施方式的顆粒(囊)的破裂力的裝置。圖22示出通過使用圖21的裝置測量每種尺寸的顆粒(囊)的破裂力的結果。

參考圖21，在多個顆粒(囊)被裝載在兩塊玻璃之間之后，顆粒(囊)的破裂力通過數字測量儀在施加壓力于其上的同時被測量。其測量結果在圖22的曲線圖中示出。

參考圖22，當第一組的多個顆粒(囊)具有約30μm至約50μm的尺寸時，其破裂力是約2.63N。當第二組的多個顆粒(囊)具有約5μm至約10μm的尺寸時，其破裂力是約0.57N。第一組的顆粒(囊)的數目等于第二組的顆粒(囊)的數目。由此結果，可以看到，當顆粒(囊)的尺寸從約30μm至約50μm減小到約5μm至10μm時，破裂力減小約77％。破裂力減小是可以預期的，因為殼部分的厚度隨著顆粒(囊)尺寸的減小而減小。

另外，在示例實施方式中，用于打破具有約30μm至約50μm的尺寸的顆粒(囊)的力被測量為約2.63N。考慮到由顆粒(囊)占據的面積，當這被換算為MPa單位時，其估計為約1MPa或更小。這可以是基于現有技術的各向異性導電膜(ACF)的接合工藝所需的壓力的約1/5或更低的低壓力。因此，可以預期的是，當使用根據示例實施方式的各向異性導電材料(各向異性導電膜)時，用于接合工藝的壓力與現有技術相比可以顯著降低。

圖23示出用于基于根據示例實施方式的顆粒(囊)的破裂的電流流動實驗的裝置。圖24是詳細示出圖23的裝置的示意圖。圖25示出通過使用圖23的裝置測量每種尺寸的顆粒(囊)的電流流動力的結果。

參考圖23和24，斷開的Cu互連線92設置在玻璃基板90上，多個顆粒(囊)94裝載在Cu互連線92的斷開部分上，上玻璃96設置在其上，并且通過打破顆粒(囊)而使電流流過Cu互連線92所需的力(強度)在施加壓力于其上的同時被測量。其測量結果在圖25的曲線圖中示出。

參考圖25，當第一組的多個顆粒(囊)具有約30μm至約50μm的尺寸時，其電流流動力是約4.43N。當第二組的多個顆粒(囊)具有約5μm至約10μm的尺寸時，其電流流動力是約2.95N。第一組的顆粒(囊)的數目等于第二組的顆粒(囊)的數目。由此結果，可以看到，當顆粒(囊)的尺寸從約30μm至約50μm減小到約5μm至約10μm時，電流流動力減小約34％。因為導電材料通過顆粒(囊)的破裂而流出，所以其間的電連接可以通過流出的導電材料形成。而且，隨著顆粒(囊)的尺寸減小，用于電連接的破裂力可以減小。

雖然以上已經描述了許多細節，但是它們不旨在限制本發明構思的范圍，而是應被解釋為非限制性示例。例如，本領域普通技術人員將理解，參考圖1至6描述的各向異性導電材料A10、A10'和A11的構造可以根據示例實施方式改變。此外，本領域普通技術人員將理解，參考圖7A至7E描述的各向異性導電材料制造方法可以根據示例實施方式改變。此外，本領域普通技術人員將理解，參考圖8A至8C、9、10、16和17描述的包括各向異性導電材料的電子裝置以及電子裝置制造方法可以根據示例實施方式改變。例如，本領域普通技術人員將理解，根據示例實施方式的各向異性導電材料不僅可以用于圖17的顯示裝置，而且可以用于各種半導體器件安裝技術，而且在一些情形下，也可以應用于芯片至芯片連接領域。因此，本發明構思的范圍應該不是由此處的示例實施方式定義，而是由權利要求中描述的技術精神和范圍定義。

應該理解，此處描述的示例實施方式應該僅在說明的意義上被考慮，不是為了限制。對示例實施方式中的每一個內的特征或方面的描述通常應被認為可用于其它示例實施方式中的其它類似特征或方面。

雖然已經參考附圖描述了一個或更多個示例實施方式，但是本領域普通技術人員將理解，可以對其進行形式和細節上的各種改變而不脫離由權利要求限定的精神和范圍。

本申請要求享有2015年8月31日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2015-0123207的優先權，其公開通過引用整體合并于此。