导电材料及连接结构体的制作方法

文档序号:8500746阅读:422来源:国知局
导电材料及连接结构体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含有导电性粒子的导电材料,例如涉及一种能够用于对挠性印刷 基板、玻璃基板、玻璃环氧基板及半导体芯片等各种连接对象部件的电极间进行电连接的 导电材料。另外,本发明涉及一种使用了上述导电材料的连接结构体。
【背景技术】
[0002] 糊状或膜状的各向异性导电材料已广为人知。在该各向异性导电材料中,粘合剂 树脂中分散有许多导电性粒子。
[0003] 为了得到各种连接结构体,上述各向异性导电材料已被用于例如挠性印刷基板和 玻璃基板的连接(F0G(Film on Glass))、半导体芯片和挠性印刷基板的连接(C0F(Chip on Film))、半导体芯片和玻璃基板的连接(C0G(Chip on Glass))、以及挠性印刷基板和玻璃 环氧基板的连接(FOB(Film on Board))等。
[0004] 作为上述各向异性导电材料的一例,在下述专利文献I中公开了一种导电性粘接 剂,其含有具有助熔剂作用的环氧类粘接剂和SnBi类焊锡粉末。在专利文献1中记载了在 该导电性粘接剂100重量%中,焊锡粉末的含量设为10~90重量%的范围较为合适,优选 40~80重量%。另外,在专利文献1中,作为具有助熔剂作用的环氧类粘接剂,可以举出: 含有环氧树脂、固化剂和有机酸的环氧类粘接剂。另外,在专利文献1中记载了也可少量添 加琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等作为作为辅助活化剂来使用。 另外,在专利文献1的实施例中,使用2, 5-二乙基己二酸、琥珀酸、戊二酸、丙二酸作为上述 有机酸及上述辅助活化剂。
[0005] 在下述的专利文献2中公开有一种含有助熔剂及焊锡粒子的焊膏。上述助熔剂含 有有机硅树脂和有机酸或有机酸盐。在专利文献2中记载了关于助熔剂和焊锡粒子的量 比,相对于焊锡粒子40~95重量份为助熔剂5~60重量份较为适当。在专利文献2的实 施例中,使用丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、羟基乙酸、琥珀酸单乙醇胺 作为有机酸或有机酸盐。
[0006] 另一方面,在下述专利文献3中公开了一种焊接用助熔剂,其含有由分子量为250 以下的二元酸和分子量为150以上且300以下的一元酸得到的活化剂。
[0007] 在下述的专利文献4中公开了一种焊膏,其含有至少具有2个OH基的醇作为助熔 剂的基剂、含有有机酸作为助熔剂的活性剂,且含有金属粉末。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开2006-199937号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开平05-92296号公报
[0012] 专利文献3 :日本特开平9-253884号公报
[0013] 专利文献4 :日本特开2000-61689号公报

【发明内容】

[0014] 发明所要解决的技术问题
[0015] 专利文献1、2中记载的现有各向异性导电材料难以以高水平兼备优异的反应速 度和优异的助熔效果这两者。在使用某些种类的固化剂时,反应速度很慢。
[0016] 本发明的目的在于,提供一种反应速度快,且助熔效果高的导电材料以及使用了 该导电材料的连接结构体。
[0017] 本发明的限定性目的在于,提供一种导电材料以及使用了该导电材料的连接结构 体,所述导电材料由于助熔效果高,因此,在对电极间进行电连接时,可降低连接电阻。
[0018] 用于解决技术问题的技术方案
[0019] 根据本发明的宽泛的方面,可提供一种导电材料,其含有:至少外表面为焊锡的导 电性粒子、阴离子固化性化合物、阴离子固化剂、以及具有羧基和对羧基进行酯化而得到的 官能团的有机酸。
[0020] 在本发明的导电材料的某特定的方面中,所述具有羧基和对羧基进行酯化而得到 的官能团的有机酸通过对具有多个羧基的有机酸中的一部分羧基进行酯化而得到。
[0021] 在本发明的导电材料的某特定方面中,所述具有羧基和对羧基进行酯化而得到的 官能团的有机酸通过使所述具有多个羧基的有机酸与醇进行反应将一部分羧基酯化而得 到。
[0022] 在本发明的导电材料的某特定方面中,该导电材料进一步含有对具有多个羧基的 有机酸中的全部羧基进行酯化而得到的酯化物。
[0023] 在本发明的导电材料的某特定方面中,该导电材料进一步含有具有多个羧基但不 具有对羧基进行酯化而得到的官能团的有机酸。
[0024] 在本发明的导电材料的某特定方面中,该导电材料进一步含有:对具有多个羧基 的有机酸中的全部羧基进行酯化而得到的酯化物,以及具有多个羧基但不具有对羧基进行 酯化而得到的官能团的有机酸。
[0025] 在本发明的导电材料的某特定方面中,在所述具有羧基和对羧基进行酯化而得到 的官能团的有机酸、对具有多个羧基的有机酸中的全部羧基进行酯化而得到的酯化物、以 及具有多个羧基但不具有对羧基进行酯化而得到的官能团的有机酸的总量中,对羧基进行 酯化而得到的官能团在羧基和对羧基进行酯化而得到的官能团的总个数100%中的比例为 10%以上且80%以下。
[0026] 在本发明的导电材料的某特定方面中,该导电材料的酸值为50mgK0H/g以上且 370mgK0H/g 以下。
[0027] 在本发明的导电材料的某特定方面中,所述具有羧基和对羧基进行酯化而得到的 官能团的有机酸具有1个羧基。
[0028] 在本发明的导电材料的某特定方面中,该导电材料为用于对电极之间进行电连接 的电路连接材料。
[0029] 根据本发明的宽泛方面,可提供一种连接结构体,其具备:表面具有第一电极的第 一连接对象部件、表面具有第二电极的第二连接对象部件、以及
[0030] 连接所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件的连接部,
[0031] 所述连接部由上述导电材料形成,所述第一电极和所述第二电极通过所述导电性 粒子实现了电连接。
[0032] 发明效果
[0033] 本发明的导电材料由于含有至少外表面为焊锡的导电性粒子、阴离子固化性化合 物、阴离子固化剂、具有羧基和对羧基进行酯化而得到的官能团的有机酸,因此,尽管含有 阴离子固化性化合物,仍可加快反应速度,且提高助熔效果。
【附图说明】
[0034] 图1为示意性地表示本发明的一个实施方式的导电材料中所含的导电性粒子的 剖面图。
[0035] 图2为表示导电性粒子的变形例的剖面图。
[0036] 图3为表示导电性粒子的其它变形例的剖面图。
[0037] 图4为示意性地表示使用本发明的一个实施方式的导电材料的连接结构体的剖 面图。
[0038] 图5为放大且示意性地表示图4所示的连接结构体中导电性粒子和电极的连接部 分的主视剖面图。
【具体实施方式】
[0039] 下面,对本发明的详细情况进行说明。
[0040] 本发明的导电材料含有:至少外表面为焊锡的导电性粒子、阴离子固化性化合物、 阴离子固化剂以及具有羧基和对羧基进行酯化而得到的官能团的有机酸(以下,有时记为 有机酸A)。
[0041] 组合使用阴离子固化剂和具有多个羧基的有机酸时,存在羧酸阻碍阴离子固化反 应的倾向。因此,反应速度变慢。另一方面,在不使用具有羧基的有机酸的情况下,无法充 分地得到助熔效果。例如无法充分地除去电极表面的氧化膜。
[0042] 通过采用本发明的上述组成,尽管含有阴离子固化性化合物,但仍能加快反应速 度,且能够提高助熔效果。特别是通过使用有机酸(上述有机酸A),能够以高水平兼备优异 的反应速度和优异的助熔效果,所述有机酸通过对具有多个羧基的有机酸中的一部分羧基 进行酯化而得到。上述有机酸A的使用大大有助于排除导电性粒子的外表面的焊锡及电极 表面的氧化膜。另外,在上述酯化使用阴离子固化剂的情况下,大大有助于加快反应速度。 [0043] 另外,通过采用本发明的上述组成,可提高导电材料的固化物与利用该固化物粘 接的粘接对象物之间的粘接力。
[0044] 上述导电材料的酸值优选为50mgK0H/g以上,更优选为100mgK0H/g以上,优选为 370mgK0H/g以下,更优选为350mgK0H/g以下,进一步优选为300mgK0H/g以下。若上述酸值 为上述下限以上及上述上限以下,则能够以更进一步高的水平兼备优异的反应速度和优异 的助熔效果。
[0045] 本发明的导电材料优选为可通过加热而固化的导电材料。此时,通过加热使导电 材料固化时的热量可以使上述导电性粒子的外表面的焊锡熔融。本发明的导电材料可以是 能够通过照射光和加热两者而固化的导电材料。此时,可以在通过照射光而使导电材料半 固化(B阶化)、从而使导电材料的流动性下降之后,通过加热使导电材料固化。
[0046] 以下,首先对本发明的导电材料中所含的各成分、及优选含有的各成分详细地进 行说明。
[0047](阴离子固化性化合物)
[0048] 上述阴离子固化性化合物只要是可通过阴离子固化剂的作用而固化即可,没有特 别限定。上述阴离子固化性化合物可仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
[0049] 作为上述阴离子固化性化合物,没有特别限定,可以举出:具有不饱和双键的固化 性化合物及具有环氧基的固化性化合物等。
[0050] 作为上述具有不饱和双键的固化性化合物,可以举出:具有乙烯基或(甲基)丙烯 酰基的固化性化合物等。从容易控制上述导电材料的固化或可更进一步提高连接结构体的 导通可靠性的观点考虑,上述具有不饱和双键的固化性化合物优选具有(甲基)丙烯酰基 的固化性化合物。通过使用上述具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物,可将B阶化的导 电材料整体的固化率控制在合适的范围,得到的连接结构体的导通可靠性更进一步变高。
[0051] 从容易控制B阶化的导电材料的固化、可更进一步提高得到的连接结构体的导通 可靠性的观点考虑,上述具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物优选具有1个或2个(甲 基)丙烯酰基。
[0052] 作为上述具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物,可优选使用:使(甲基)丙烯酸 与具有羟基的化合物反应而得到的酯化合物、使(甲基)丙烯酸和环氧化合物反应而得到 的环氧(甲基)丙烯酸酯、或使具有羟基的(甲基)丙烯酸衍生物与异氰酸酯反应而得到 的氨基酸甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。上述"(甲基)丙烯酰基"表示丙烯酰基和甲基丙烯 酰基。上述"(甲基)丙烯酸"表示丙烯酸和
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