专利名称：连接材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及裸露集成电路(IC)芯片等电子部件实际安装到电路基板上时所使用的连接材料。
裸露集成电路芯片等电子部件实际安装到电路基板上时，广泛使用糊状或液状或薄膜状的各向异性导电粘合剂或绝缘性粘合剂作为连接材料。
制造这些粘合剂时，要从购入费用、制造的容易性、连接的可靠性、保存时的稳定性等观点出发进行原料的选择。作为从这些观点出发选择的原料的代表，可列举作为自由基聚合性化合物的双酚A型的环氧树脂，作为硬化剂的咪唑系潜在性硬化剂或胺系硬化剂，作为热塑性树脂的苯氧树脂或聚氨酯系热塑性树脂等。而关于这些原料的安全性，通常考虑对人体的急性毒性(LD50)和可燃性等。
但是，对于人体的不良影响，不仅包括一次经口摄取(呼吸摄取)大量原料时的急性毒性，而且还涉及有长期持续经口摄取(呼吸摄取)极微量原料情况下产生的中毒症状、恶性肿瘤、致畸性表达，或者与皮肤接触时发生的过度的过敏反应等，先有技术连接材料情况下没有充分考虑这些问题，在涉及安全性方面，其现状难以说是充分满足了社会整体的要求。另外，最近，引起包括人类在内的生物生殖异常的环境激素(内分泌扰乱物质)的问题有颇多议论，但现状却是，人门一边对此十分关心，一边却还在制造这些连接材料。
本发明就是为了解决以上先有技术中的问题，目的是提供一种在将电子部件实际安装到电路基板上时特别适宜的连接材料，是一种对人体极安全的包含自由基聚合性化合物、硬化剂及热塑性树脂的连接材料。
本发明人发现，埃姆斯试验(Amestest)结果呈阴性的、并且皮肤刺激值即PⅡ(Primary Irritation Index)值为2以下的连接材料，对于人体是极安全的，从而完成了本发明。
即，本发明提供一种连接材料，即一种将电子部件实际安装到电路基板上时可以较好使用的连接材料，其特征在于，含有自由基聚合性化合物、硬化剂及热塑性树脂，埃姆斯试验结果呈阴性，并且皮肤刺激值即PⅡ值为2以下。
本发明的连接材料在将电子部件实际安装到电路基板上时特别适用，其特征是，含有自由基聚合性化合物、硬化剂及热塑性树脂，其埃姆斯试验呈阴性并且皮肤刺激值即PⅡ值为2以下。
这里，所谓埃姆斯试验，也称致变性试验，是利用细菌对化学物质的致癌性或致变性进行筛选的一种试验，具体说就是用在组氨酸生物合成方面有缺损的沙门氏菌或鼠伤寒沙门氏菌的变异株检出向组氨酸非要求株的复归突然变异的试验(JISK36002408；JISK3610 1605)。该变异是通过使DNA损伤而引起的现象，越容易引起变异者，就判断其致癌性越高。因此，作为对人体极安全的连接材料，埃姆斯试验结果必须呈阴性。
此外，所谓皮肤刺激值即PⅡ值，是按照美国消费商品委员会规定的方法(多列兹法；The Consumer Product Safety Commission of the U.S.A.,The Code of FederalRegulations,Title 16,Section 1500.41)测定的皮肤毒性指数，该数值越小，表示对皮肤的刺激性越低。在本发明中，连接材料的PⅡ值必须在2以下。PⅡ值超过2时，大部分人会感到不适，因而不佳。
本发明的连接材料既可以是如上所述那样连接材料本身的埃姆斯试验结果呈阴性且PⅡ值在2以下，但在满足该要件的范围内，连接材料的原材料中一部分也可以使用显示致变性者、或者也可以使用PⅡ值超过2者。但是，为了进一步提高连接材料的安全性，较好所使用的原材料全部的埃姆斯试验都为阴性，并且PⅡ值都在2以下。
另外，本发明的连接材料，特别是为了排除对生殖细胞的不良影响，其全部原材料较好均为非内分泌扰乱物质。此时作为选择非内分泌扰乱物质作为原材料的具体手法，不使用已确认是和怀疑是内分泌扰乱物质者这样的消极选择方法是现实的(①T.Colbom,C.Clement，“化学品诱发的性别和机能发育改变野生生物/人类联系”新泽西州普林斯顿；普林斯顿料学出版社(1992)；(②)T.Colbom,F.vomSaal.AMSoto，环境卫生展望，101,5(1993)；③G.Lgons，“环境中的酞酸酯类”WorldWildlife UK(1995)；④“农业、渔业与食品部，环境有机物对鱼类的影响，第Ⅱ阶段，”英国水研究基金会(1995))。
本发明的连接材料中使用的自由基聚合性化合物是连接材料的粘合成分，作为该材料，可列举不饱和聚酯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯等。也可并用其中两种以上。
其中，作为不饱和聚酯，可列举从二醇和不饱和二元酸(马来酸酐，富马酸等)合成的非乙烯基系低聚物。其中，较好的是具有能提高对ITO电极的粘合性性质的邻苯二甲酸二烯丙酯低聚物。
作为丙烯酸酯，是分子结构内有一个以上、较好多达4个丙烯酰基的丙烯基系单体或低聚物，作为甲基丙烯酸酯，是分子结构内有一个以上、较好多达4个甲基丙烯酰基的甲基丙烯酸系单体或低聚物。作为较好的例子，可列举甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯，二甲基丙烯酸新戊二醇酯，甲基丙烯酸2-羟基乙酯，甲基丙烯酸羟乙酯，丙烯酸脂环式改性新戊二醇酯，苯酚环氧乙烷改性丙烯酸酯，二丙烯酸聚丙二醇酯，二(三羟甲基)丙烷四丙烯酸酯等。它们的PⅡ值都为0.0。
另外，作为自由基聚合性化合物，从一般使用的双酚A或双酚F衍生的环氧丙烯酸酯系聚合物或从异氰酸酯衍生的聚氨酯丙烯酸酯等显示致变性，所以本发明中不应使用。
硬化剂是能因热和光的作用而产生游离自由基者，作为该材料，较好列举有机过氧化物。特别优选的是过氧二碳酸酯。一般使用的咪唑系潜在性硬化剂等显示致变性，因此本发明中不应使用。
热塑性树脂主要起连接材料的成膜成分的功能，作为该材料，可列举饱和聚酯树脂，聚乙烯基缩醛等。
本发明的连接材料中，作为原材料，较好是含有导电粒子的。因此，本发明的连接材料作为各向异性导电粘合剂使用便成为可能。作为较好的导电粒子，可列举金粒子。一般的镍粒子显示皮肤刺激性，因此在本发明中不应使用。
本发明的连接材料中，必要时可使用不显示致变性的、PⅡ值2以下的各种添加剂，例如偶合剂、含有缩水甘油基的化合物等。
本发明的连接材料可以按照常法，将上述自由基聚合性化合物、硬化剂、热塑性树脂均一混合来制造。
本发明的连接材料可以用于TCP(带载体封装)、FPC、PWB、玻璃、塑料配线材的各种用途中，但特别好的是裸露集成电路芯片实际安装在电路基板上时使用。即，将本发明的连接材料供给到要实际安装裸露集成电路芯片的电路基板上，在其上将裸露集成电路芯片定位，经过加热加压将裸露集成电路芯片连接在配线电路基板上。
以下，基于实施例具体说明本发明。
实施例1～3及比较例1～2
使用表1及表2所示配合的连接材料，按常法制作厚度30μm的各向异性导电薄膜。
另外，在实施例1～3中使用的各成分，均为不能检出内分泌扰乱作用的成分，但在比较例1的情况下，自由基聚合性化合物、硬化剂及热塑性树脂能确认有内分泌扰乱作用，在比较例2的情况下，也可确认自由基聚合性化合物及热塑性树脂有内分泌扰乱作用。
表1
表1注*1:M-225，东亚合成公司*2:NK酯NPG，新中村化学公司*3:M-102，东亚合成公司*4パ-キユアTCP，日本油脂公司*5エスレツクBL-1，积水化学工业公司*6エリ-テルUE3200,ユニチカ公司表2
表2注*4パ-キユア TCP，日本油脂公司*7:EP-828，油化シエル公司*8:Ebecry1150,UCB公司*9:SR-339,サ-トマ-公司*10ノバキユア HX3941HP，旭化成公司*11:PKHH，巴工业公司*12:Ni-J-20，福田金属箔工业公司评价对于各实施例及比较例制作的各向异性导电薄膜，如以下说明的那样，进行了旨在考察致变性的埃姆斯试验及旨在考察皮肤刺激性的多列兹试验。另外，测定了连接之后的导通电阻值和粘合强度、以及老化后的导通电阻值及粘合强度。
(埃姆斯试验)本试验是利用鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸要求性变异株(his-)因被检物质而成为非要求株(his+)的复归突然变异，其具体的试验方法是，准备了不添加组氨酸而添加代射活性物质(S9)的培养基、和不添加组氨酸也不添加代射活性物质(S9)的培养基，将被检物质混入这些培养基中培养出组氨酸要求性变异株(his-)，对在混有被检物质的培养基中生长的菌落数和在未混有被检物质的培养基中生长的菌落数进行比较。如果前者比后者更多，则埃姆斯试验判定为阳性，此外的情况判定为阴性。所得结果列于表3。
(多列兹试验)对于6只体重2.0～4.0kg的健康兔子，用电动推子剃去其背中腰部的毛，露出约10cm2大小的皮肤。并且在背椎右侧的皮肤上的2.5cm2大小用外科手术刀切入，作成有伤部位。背椎左侧无伤处保持原样，在背椎左右两个位置贴上涂布有试样0.5ml的贴剂。贴上后经过24小时和72小时，再将贴剂剥离，目视法观察发生的红斑和浮肿，分类成0～4点5个等级，由各兔子的平均值求出总平均值，将该总平均值作为PⅡ值。表3列出了得到的结果。
(连接之后的导通电阻值及粘合强度)将切割成2mm宽的各向异性导电薄膜夹在200μm节距的TAB和200μm节距的PWB之间，在160℃-2.94Mpa(30kgf/cm2)-20秒的条件下热压粘，测定压粘之后的导通电阳值和用拉伸试验装置(RTC-1210,ORIENTEC公司制)进行90°剥离时粘合强度的测定。将所得结果示于表3。
(老化后的导通电阻值及粘合强度)将切割成2mm宽的各向异性导电薄膜夹在200μm节距的TAB和200μm节距的PWB之间，在160℃-2.94Mpa(30kgf/cm2)-20秒的条件下热压粘，在85℃-85％RH的环境下放置1000小时，然后测定导通电阻值，和用拉伸试验装置(RTC-1210,ORIENTEC公司制)进行0剥离时粘合强度的测定。将得到的结果列于表3。
表3
从表3的结果得知，实施例1～3的连接材料一方面显示出与先有技术连接材料(比较例1和比较例2)同样的导通可靠性及粘接强度，另一方面也由于使用了安全的原材料，结果连接材料本身未能检出致变性，PⅡ值也是0.0，其安全性非常高。
本发明的连接材料既显示出与先有技术连接材料同样的导通可靠性和粘合强度，也没有发现致变性，而且PⅡ值也在2以下，是安全性非常高的连接材料。
权利要求
1．一种连接材料，该材料是含有自由基聚合性化合物、硬化剂及热塑性树脂的连接材料，其特征在于，埃姆斯试验结果为阴性并且皮肤刺激值即PⅡ值为2以下。
2．权利要求1所述的连接材料，其特征在于，连接材料的全部原材料的埃姆斯试验结果为阴性并且皮肤刺激值即PⅡ值为2以下。
3．权利要求1或2所述的连接材料，其特征在于，连接材料的全部原材料是非内分泌扰乱物质。
4．权利要求1～3任一项所述的连接材料，其特征在于，自由基聚合性化合物是从不饱和聚酯、丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中选择的至少1种。
5．权利要求1～4任一项所述的连接材料，其特征在于，热塑性树脂是饱和聚酯树脂及聚乙烯基缩醛中至少任何1种。
6．权利要求1～5任一项所述的连接材料，其特征在于，原材料含有导电粒子。
7．裸露集成电路芯片连接到配线电路基板上的实际安装方法，其特征在于，将权利要求1～6任一项所述的连接材料供给到待实际安装裸露集成电路芯片的电路基板上，在其上将裸露集成电路芯片定位，再经加热加压将裸露集成电路芯片连接到配线电路基板上。
全文摘要
提供既显示出与先有技术连接材料同样的导通可靠性和粘合强度,也有非常安全性的连接材料。该连接材料含有自由基聚合性化合物、硬化剂和热塑性树脂,而且是埃姆斯试验(Ames Test)结果呈阴性而皮肤刺激值即PⅡ值在2以下的。特别好的是,所有原材料的埃姆斯试验结果都呈阴性且皮肤刺激值即PⅡ值都在2以下。
文档编号C09J4/00GK1318611SQ0111685
公开日2001年10月24日 申请日期2001年3月17日 优先权日2000年3月17日
发明者石松朋之 申请人:索尼化学株式会社