导电糊剂、连接结构体及连接结构体的制造方法

文档序号:10540945阅读:427来源:国知局
导电糊剂、连接结构体及连接结构体的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种导电糊剂,其能够将焊锡粒子有效地配置于电极上,从而能够提高电极间的导通可靠性。本发明的导电糊剂含有热固化性成分、助熔剂和多个焊锡粒子,所述导电糊剂在所述助熔剂熔点下的粘度为0.1Pa·s以上且3Pa·s以下,所述焊锡粒子的熔点下的粘度为0.1Pa·s以上且5Pa·s以下。
【专利说明】
导电糊剂、连接结构体及连接结构体的制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种含有焊锡粒子的导电糊剂。另外,本发明涉及一种使用了上述导 电糊剂的连接结构体及连接结构体的制造方法。
【背景技术】
[0002] 各向异性导电糊剂及各向异性导电膜等各向异性导电材料已广为人知。就上述各 向异性导电材料而言,导电性粒子分散在粘合剂树脂中。
[0003] 为了获得各种的连接结构体,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(Filmon Glass))、半导体芯片和挠性印刷基板的连接(C0F(Chipon Film))、半导体芯片和玻璃基板的连接(C0G(Chipon Glass))、以及挠性印刷基板和玻璃环 氧基板的连接(F0B(Filmon Board))等。
[0004] 在利用上述各向异性导电材料对例如挠性印刷基板的电极和玻璃环氧基板的电 极进行电连接时,在玻璃环氧基板上配置含有导电性粒子的各向异性导电材料。接着,叠层 挠性印刷基板,并进行加热及加压。由此,使各向异性导电材料固化,通过导电性粒子对电 极间进行电连接,从而得到连接结构体。
[0005] 作为上述各向异性导电材料的一个例子,下述专利文献1中公开了一种粘接带,其 包含含有热固化性树脂的树脂层、焊锡粉和固化剂,且上述焊锡粉和上述固化剂存在于上 述树脂层中。该粘接带为膜状而不是糊剂状。
[0006] 另外,专利文献1中还公开有一种使用有上述粘接带的粘接方法。具体而言,从下 方开始依次对第一基板、粘接带、第二基板、粘接带及第三基板进行叠层,从而得到叠层体。 此时,使设置于第一基板表面的第一电极和设置于第二基板表面的第二电极对置。另外,使 设置于第二基板表面的第二电极和设置于第三基板表面的第三电极对置。而且,以指定的 温度对叠层体进行加热并进行粘接。由此,得到连接结构体。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献 1:W02008/023452A1

【发明内容】

[0010] 发明所要解决的技术问题
[0011] 专利文献1中记载的粘接带为膜状而不是糊剂状。因此,不易将焊锡粉有效地配置 于电极(线)上。例如,专利文献1中记载的粘接带中,焊锡粉的一部分容易配置于未形成电 极的区域(间隔)。配置于未形成电极的区域的焊锡粉不会有助于电极间的导通。
[0012] 另外,即使是含有焊锡粉的各向异性导电糊剂,有时焊锡粉不能有效地配置于电 极(线)上。
[0013] 本发明的目的在于,提供一种导电糊剂,其可以将焊锡粒子有效地配置于电极上, 从而可以提高电极间的导通可靠性。本发明还提供一种使用了上述导电糊剂的连接结构体 及连接结构体的制造方法。
[0014] 用于解决技术问题的技术方案
[0015] 根据本发明的宽泛方面,提供一种导电糊剂,其含有热固化性成分、助熔剂和多个 焊锡粒子,所述导电糊剂在所述助熔剂的熔点下的粘度为〇. IPa · s以上且3Pa · s以下,所 述导电糊剂在所述焊锡粒子的熔点下的粘度为O.lPa · s以上且5Pa · s以下。
[0016]在本发明的导电糊剂的某个特定方面,所述助熔剂的熔点为80 °C以上且190 °C以 下,在其它特定的方面,所述助熔剂的熔点为100°c以上且190°C以下。
[0017] 在本发明的导电糊剂的某个特定方面,导电糊剂100重量%中,所述助熔剂的含量 为0.1重量%以上且5重量%以下。
[0018] 在本发明的导电糊剂的某个特定方面,所述导电糊剂不含有填料,或者在导电糊 剂1〇〇重量%中含有低于〇. 25重量%的填料。
[0019] 在本发明的导电糊剂的某个特定方面,所述焊锡粒子进行了表面处理,使羧基存 在于所述焊锡粒子的外表面上。
[0020] 在本发明的导电糊剂的某个特定方面,所述助熔剂的熔点比所述焊锡粒子的熔点 尚。
[0021 ]根据本发明的宽泛方面,提供一种连接结构体,其具备:其具备:
[0022] 表面具有至少一个第一电极的第一连接对象部件、表面具有至少一个第二电极的 第二连接对象部件、将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接 部,所述连接部利用上述的导电糊剂形成,所述第一电极和所述第二电极通过所述连接部 中的焊锡部实现了电连接。
[0023] 根据本发明的宽泛方面,提供一种连接结构体的制造方法,其包括:使用上述的导 电糊剂,在表面具有至少一个第一电极的第一连接对象部件的表面上配置所述导电糊剂的 工序;在所述导电糊剂的与所述第一连接对象部件侧相反的表面上,配置表面具有至少一 个第二电极的第二连接对象部件,并使所述第一电极和所述第二电极对置的工序;将所述 导电糊剂加热至所述焊锡粒子的熔点以上且所述热固化性成分的固化温度以上,由此,由 所述导电糊剂形成将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接 部,且通过所述连接部中的焊锡部对所述第一电极与所述第二电极进行电连接的工序。
[0024] 在本发明的连接结构体的制造方法的某个特定方面,在所述配置第二连接对象部 件的工序及所述形成连接部的工序中,对所述导电糊剂施加所述第二连接对象部件的重 量,而不进行加压。
[0025] 所述第二连接对象部件优选为树脂膜、挠性印刷基板、刚挠结合基板或挠性扁形 线缆。
[0026] 发明的效果
[0027] 本发明的导电糊剂含有热固化性成分、助熔剂和多个焊锡粒子,所述导电糊剂在 上述助熔剂的熔点下的粘度为O.lPa · s以上且3Pa · s以下,所述导电糊剂在上述焊锡粒子 的熔点下的粘度为O.lPa · s以上且5Pa · s以下,因此,在对电极间进行电连接的情况下,能 够将焊锡粒子有效地配置于电极上,从而能够提高电极间的导通可靠性。
【附图说明】
[0028] 图1是示意性地示出使用本发明的一个实施方式的导电糊剂得到的连接结构体的 局部剖切的正面剖视图。
[0029] 图2(a)~图2(c)是用于说明使用本发明的一个实施方式的导电糊剂制造连接结 构体的方法的一个例子的各工序的图。
[0030] 图3是示出连接结构体的变形例的局部剖切的正面剖视图。
[0031] 图4(a)、图4(b)及图4(c)是示出使用了不包含于本发明的实施方式的导电糊剂的 连接结构体的一个例子的图像,图4(a)及图4(b)是截面图像,图4(c)是平面图像。
[0032] 标记说明 [0033] 1、IX…连接结构体 [0034] 2…第一连接对象部件
[0035] 2a…第一电极 [0036] 3…第二连接对象部件
[0037] 3a…第二电极
[0038] 4、4X…连接部
[0039] 4A、4XA…焊锡部
[0040] 4B、4XB···固化物部 [0041 ] 11…导电糊剂 [0042] 11A…焊锡粒子 [0043] 11B…热固化性成分
【具体实施方式】
[0044] 以下,说明本发明的详细情况。
[0045] 本发明的导电糊剂含有热固化性成分、助熔剂和多个焊锡粒子。就本发明的导电 糊剂而言,在上述助熔剂的熔点下的粘度为O.lPa · s以上且3Pa · s以下。就本发明的导电 糊剂而言,在上述焊锡粒子的熔点下的粘度为O.lPa · s以上且5Pa · s以下。
[0046] 就本发明的导电糊剂而言,采用上述的构成,因此,在对电极间进行电连接的情况 下,多个焊锡粒子容易集中在电极间,能够将多个焊锡粒子有效地配置于电极(线)上。另 外,多个焊锡粒子的一部分不易配置于未形成电极的区域(间隔),可以大量减少配置于未 形成电极的区域的焊锡粒子的量。因此,能够提高电极间的导通可靠性。而且,可以防止不 能进行连接的横方向上的邻接电极间的电连接,并可以提高绝缘可靠性。可得到这样的效 果认为是因为,在以助熔剂的熔点除去焊锡粒子表面的氧化被膜时,导电糊剂的粘度适当, 且在焊锡粒子熔融时,导电糊剂的粘度适当。
[0047] 本发明的导电糊剂可以优选用于以下的本发明的连接结构体的制造方法。
[0048] 本发明的连接结构体的制造方法中,使用导电糊剂、第一连接对象部件和第二连 接对象部件。本发明的连接结构体的制造方法中所使用的导电材料是导电糊剂而不是导电 膜。上述导电糊剂含有热固化性成分、助熔剂和多个焊锡粒子。上述第一连接对象部件在表 面具有至少一个第一电极。上述第二连接对象部件在表面具有至少一个第二电极。
[0049] 本发明的连接结构体的制造方法包括:在上述第一连接对象部件的表面上配置本 发明的导电糊剂的工序;在上述导电糊剂的与上述第一连接对象部件侧相反的表面上,配 置第二连接对象部件,并使上述第一电极和上述第二电极对置的工序;将上述导电糊剂加 热到上述焊锡粒子的熔点以上且上述热固化性成分的固化温度以上,由此,由上述导电糊 剂形成将上述第一连接对象部件和上述第二连接对象部件连接在一起的连接部,且通过上 述连接部中的焊锡部对上述第一电极与上述第二电极进行电连接的工序。本发明的连接结 构体的制造方法中,优选在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序 中,将上述第二连接对象部件的重量施加在上述导电糊剂上而不进行加压。本发明的连接 结构体的制造方法中,优选在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序 中,不对上述导电糊剂施加超过上述第二连接对象部件的重量的力的加压压力。
[0050] 本发明的连接结构体的制造方法中,采用上述的构成,因此,多个焊锡粒子容易集 中在第一电极和第二电极之间,能够将多个焊锡粒子有效地配置于电极(线)上。另外,多个 焊锡粒子的一部分不易配置于未形成电极的区域(间隔),可以大量减少配置于未形成电极 的区域的焊锡粒子的量。因此,可以提高第一电极和第二电极之间的导通可靠性。而且,可 以防止不能进行连接的横方向上的邻接电极间的电连接,从而可以提高绝缘可靠性。
[0051] 如上所述,本发明人等发现:为了将多个焊锡粒子有效地配置于电极上,且大量减 少配置于未形成电极的区域的焊锡粒子的量,需要使用导电糊剂,而不使用导电膜。
[0052]另外,作为与焊锡粒子不同的粒子,已知有具有基材粒子和配置于该基材粒子表 面上的焊锡层的导电性粒子。与使用这样的导电性粒子的情况相比,在使用焊锡粒子的情 况下,通过上述助熔剂的熔点及上述焊锡粒子的熔点在特定的范围,焊锡粒子在电极上的 配置精度的提高效果变大。
[0053]并且,本发明人等还发现:如果在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述 连接部的工序中,不进行加压,而是对上述导电糊剂施加上述第二连接对象部件的重量,则 在形成连接部之前,配置于未形成电极的区域(间隔)的焊锡粒子更容易集聚于第一电极和 第二电极之间,可以将多个焊锡粒子有效地配置于电极(线)上。本发明中,组合采用下述构 成对为了以更高的水平得到本发明的效果具有重大的意义:使用导电糊剂而不使用导电 膜;对上述导电糊剂施加上述第二连接对象部件的重量而不进行加压。
[0054]此外,W02008/023452A1中,记载了从沿电极表面推动焊锡粉而使其有效地移动的 观点出发,可以在粘接时以指定的压力进行加压,且记载了从更可靠地形成焊锡区域的观 点出发,加压压力调整为例如OMPa以上,优选IMPa以上,还记载了即使对粘接带有意地施加 的压力为OMPa,可以通过配置于粘接带上的部件的自重,对粘接带施加指定的压力。 TO2008/023452A1中,记载了对粘接带有意地施加的压力可以为OMPa,但对赋予超过OMPa的 压力的情况和设为OMPa的情况的效果的差异没有任何记载。
[0055] 另外,如果使用导电糊剂而不使用导电膜,则通过导电糊剂的涂布量,可以适当调 整连接部的厚度。另一方面,导电膜中存在如下问题:为了变更或调整连接部的厚度,必须 准备不同厚度的导电膜或准备指定的厚度的导电膜。
[0056] 以下,参照【附图说明】本发明的具体的实施方式及实施例,来明确本发明。
[0057] 首先,图1以示意性地局部剖切的正面剖视图示出使用本发明的一个实施方式的 导电糊剂得到的连接结构体。
[0058]图1所示的连接结构体1具备:第一连接对象部件2、第二连接对象部件3、将第一连 接对象部件2和第二连接对象部件3连接在一起的连接部4。连接部4由含有热固化性成分、 助熔剂和多个焊锡粒子的导电糊剂形成。就该导电糊剂而言,在上述助熔剂熔点下的粘度 及在上述焊锡粒子熔点下的粘度在特定的范围内。
[0059] 连接部4具有多个焊锡粒子集聚且相互焊接而成的焊锡部4A和使热固化性成分热 固化而成的固化物部4B。
[0060] 第一连接对象部件2的表面(上表面)上具有多个第一电极2a。第二连接对象部件3 的表面(下表面)上具有多个第二电极3a。第一电极2a和第二电极3a通过焊锡部4A进行电连 接。因此,第一连接对象部件2和第二连接对象部件3通过焊锡部4A进行电连接。此外,连接 部4中,在与集聚于第一电极2a和第二电极3a之间的焊锡部4A不同的区域(固化物部4B部 分)中,不存在焊锡。在与焊锡部4A不同的区域(固化物部4B部分)中,不存在脱离焊锡部4A 的焊锡。此外,如果是少量,则焊锡可以存在于与集聚于第一电极2a和第二电极3a之间的焊 锡部4A不同的区域(固化物部4B部分)。
[0061 ]如图1所示,连接结构体1中,多个焊锡粒子熔融后,焊锡粒子的熔融物润湿电极的 表面并扩散后而固化,从而形成焊锡部4A。因此,焊锡部4A和第一电极2a、以及焊锡部4A和 第二电极3a的连接面积变大。即,通过使用焊锡粒子,与使用导电性的外表面为镍、金或铜 等金属的导电性粒子的情况相比,焊锡部4A和第一电极2a、以及焊锡部4A和第二电极3a的 接触面积变大。因此,连接结构体1中的导通可靠性及连接可靠性提高。此外,导电糊剂中所 含的助熔剂通常会因加热而逐渐失活。
[0062]此外,图1所示的连接结构体1中,焊锡部4A全部位于第一电极2a和第二电极3a之 间对置的区域。图3所示的变形例的连接结构体IX中,仅连接部4X与图1所示的连接结构体1 不同。连接部4X具有焊锡部4XA和固化物部4XB。可以如连接结构体IX那样,大量焊锡部4XA 位于第一电极2a和第二电极3a的对置的区域,焊锡部4XA的一部分从第一电极2a和第二电 极3a对置的区域向侧方露出。从第一电极2a和第二电极3a对置的区域向侧方露出的焊锡部 4XA为焊锡部4XA的一部分,不是脱离焊锡部4XA的焊锡。此外,本实施方式中,可以减少脱离 焊锡部的焊锡的量,但脱离焊锡部的焊锡可以存在于固化物部中。
[0063] 如果减少焊锡粒子的使用量,则容易得到连接结构体1。如果增多焊锡粒子的使用 量,则容易得到连接结构体IX。
[0064] 接着,使用本发明的一个实施方式的导电糊剂,说明制造连接结构体1的方法的一 个例子。
[0065]首先,准备在表面(上表面)上具有第一电极2a的第一连接对象部件2。接着,如图2 (a) 所示,在第一连接对象部件2的表面上配置含有热固化性成分11B、多个焊锡粒子11A和 助熔剂的导电糊剂11(第一工序)。在第一连接对象部件2的设有第一电极2a的表面上配置 导电糊剂11。配置导电糊剂11后,焊锡粒子11A配置于第一电极2a(线)上和未形成第一电极 2a的区域(间隔)上这两个区域。
[0066]作为导电糊剂11的配置方法,没有特别限定,可列举利用点胶机的涂布、丝网印刷 及通过喷墨装置的喷涂等。
[0067]另外,准备表面(下表面)上具有第二电极3a的第二连接对象部件3。接着,如图2 (b) 所示,第一连接对象部件2的表面上的导电糊剂11中,在导电糊剂11的与第一连接对象 部件2侧相反一侧的表面上配置第二连接对象部件3(第二工序)。在导电糊剂11的表面上, 从第二电极3a侧开始配置第二连接对象部件3。此时,使第一电极2a和第二电极3a对置。
[0068]接着,将导电糊剂11加热到焊锡粒子11A的熔点以上及热固化性成分11B的固化温 度以上(第三工序)。即,将导电糊剂11加热到比焊锡粒子11A的熔点及热固化性成分11B的 固化温度中的更低的温度以上。在该加热时,存在于未形成电极的区域的焊锡粒子11A在第 一电极2a和第二电极3a之间集聚(自凝聚效应)。本实施方式中,使用导电糊剂而不使用导 电膜,因此,焊锡粒子11A在第一电极2a和第二电极3a之间有效地集聚。另外,焊锡粒子11A 熔融且相互焊接。另外,热固化性成分11B进行热固化。该结果,如图2(c)所示,利用导电糊 剂11形成将第一连接对象部件2和第二连接对象部件3连接在一起的连接部4。利用导电糊 剂11形成连接部4,通过多个焊锡粒子11A进行焊接而形成焊锡部4A,通过热固化性成分11B 进行热固化而形成固化物部4B。由于焊锡粒子11A快速地移动,因此,从没有位于第一电极 2a和第二电极3a之间的焊锡粒子11A的移动开始,到焊锡粒子11A移动到第一电极2a和第二 电极3a之间结束,可以不保持恒温。
[0069]就本实施方式而言,在上述第二工序及上述第三工序中,不进行加压。本实施方式 中,对导电糊剂11施加第二连接对象部件3的重量。因此,在形成连接部4时,焊锡粒子11A在 第一电极2a和第二电极3a之间有效地集聚。此外,如果在上述第二工序及上述第三工序中 的至少一个工序中进行加压,则对焊锡粒子要集聚于第一电极和第二电极之间的作用进行 阻碍的倾向变高。该情况被本发明人等发现。
[0070] 如上所述,可得到图1所示的连接结构体1。此外,上述第二工序和上述第三工序可 以连续进行。另外,可以在进行上述第二工序后,使得到的第一连接对象部件2、导电糊剂11 和第二连接对象部件3的叠层体转移至加热部,进行上述第三工序。为了进行上述加热,可 以在加热部件上配置上述叠层体,也可以在被加热的空间内配置上述叠层体。
[0071] 上述第三工序中的加热温度只要是焊锡粒子的熔点以上及热固化性成分的固化 温度以上,就没有特别限定。上述加热温度优选为130°C以上,更优选为160°C以上,优选为 450 °C以下,更优选为250 °C以下,进一步优选为200 °C以下。
[0072] 此外,上述第一连接对象部件只要具有至少一个第一电极即可。上述第一连接对 象部件优选具有多个第一电极。上述第二连接对象部件只要具有至少一个第二电极即可。 上述第二连接对象部件优选具有多个第二电极。
[0073]上述第一连接对象部件和第二连接对象部件没有特别限定。作为上述第一连接对 象部件和第二连接对象部件,具体而言,可列举:半导体芯片、电容器及二极管等电子部件、 以及树脂膜、印刷基板、挠性印刷基板、挠性扁形线缆、刚挠结合基板、玻璃环氧基板及玻璃 基板等电路基板等电子部件等。上述第一接对象部件和第二连接对象部件优选为电子部 件。
[0074]上述第一连接对象部件及上述第二连接对象部件中的至少一个连接对象部件优 选为树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁形线缆或刚挠结合基板。上述第二连接对象部件优选为 树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁形线缆或刚挠结合基板。树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁形线 缆及刚挠结合基板具有柔软性高、比较轻质的性质。在将导电膜用于如上所述的连接对象 部件的连接的情况下,具有焊锡粒子难以集聚于电极上的倾向。与此相对,由于使用了本发 明的导电糊剂,因此,即使使用树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁形线缆或刚挠结合基板,也可 以将焊锡粒子有效地集聚于电极上,并可以充分提高电极间的导通可靠性。在使用树脂膜、 挠性印刷基板、挠性扁形线缆或刚挠结合基板的情况下,与使用了半导体芯片等他的连接 对象部件的情况相比,可更有效地得到由于不进行加压而产生的电极间的导通可靠性的提 尚效果。
[0075]作为设置于上述连接对象部件的电极,可列举:金电极、镍电极、锡电极、铝电极、 铜电极、银电极、钼电极、SUS电极及钨电极等金属电极。在上述连接对象部件为挠性印刷基 板或挠性扁形线缆的情况下,上述电极优选为金电极、镍电极、锡电极、银电极或铜电极。在 上述连接对象部件为玻璃基板的情况下,上述电极优选为铝电极、铜电极、钼电极、银电极 或钨电极。此外,在上述电极为铝电极的情况下,可以为仅由铝形成的电极,也可以为在金 属氧化物层的表面上叠层铝层而形成的电极。作为上述金属氧化物层的材料,可列举掺杂 有3价金属元素的氧化铟及掺杂有3价金属元素的氧化锌等。作为上述3价的金属元素,可列 举Sn、Al及Ga等。
[0076] 上述第一电极和上述第二电极对置的位置上的上述连接部的距离D1优选为5μπι以 上,更优选为20wii以上,优选为50μπι以下,更优选为75μπι以下。上述距离D1为上述下限以上 时,更进一步提高连接部和连接对象部件的连接可靠性。上述距离D1为上述上限以下时,在 连接部的形成时,焊锡粒子更容易集聚于电极上,更进一步提高电极间的导通可靠性。
[0077] 为了将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上,上述导电糊剂的25°C下的粘度nl 优选为10Pa · s以上,更优选为50Pa · s以上,进一步优选为lOOPa · s以上,优选为800Pa · s 以下,更优选为600Pa · s以下,进一步优选为500Pa · s以下。
[0078] 上述粘度可以根据配合成分的种类及配合量适当调整。另外,通过填料的使用,可 以使粘度比较高。但是,填料有时阻碍焊锡粒子的移动,因此,优选填料的含量少。
[0079] 为了将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上,上述导电糊剂在助熔剂的熔点下 的粘度n2为O.lPa · s以上且3Pa · s以下。从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上的观 点出发,上述粘度n2优选为0.15Pa · s以上,更优选为0.2Pa · s以上,优选为2Pa · s以下,更 优选为IPa · s以下。
[0080] 为了将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上,上述导电糊剂在焊锡粒子的熔点 下的粘度n3为O.lPa · s以上且5Pa · s以下。从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上的 观点出发,上述粘度n3优选为0.15Pa · s以上,更优选为0.2Pa · s以上,优选为3Pa · s以下, 更优选为IPa.s以下。
[0081] 从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上的观点出发,上述粘度ql与上述粘度 n2的比值(nl/n2)优选为15以上,更优选为50以上,优选为3000以下,更优选为2500以下。
[0082] 从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上的观点出发,上述粘度ni与上述粘度 n3的比值(nl /n3)优选为10以上,更优选为40以上,优选为2500以下,更优选为2000以下。
[0083] 从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上的观点出发,上述粘度n2与上述粘度 n3的比值(n2/n3)优选为〇. 1以上,更优选为〇. 3以上,优选为1 〇以下,更优选为1以下。
[0084] 上述粘度可以使用例如E型粘度计(东机产业株式会社制造)等、在25°C及5rpm的 条件下进行测定。
[0085] 上述导电糊剂含有热固化性成分、助熔剂和多个焊锡粒子。上述热固化性成分优 选含有通过加热可固化的固化性化合物(热固化性化合物)和热固化剂。
[0086] 以下,说明本发明的其它详细情况。
[0087](焊锡粒子)
[0088] 上述焊锡粒子在导电性的外表面上具有焊锡。上述焊锡粒子的中心部分及导电性 的外表面均由焊锡形成。从将焊锡更进一步有效地配置于电极上的观点出发,优选对上述 焊锡粒子进行表面处理使其在外表面存在羧基。上述焊锡粒子优选在进行表面处理并使其 在外表面存在羧基之后,配合于导电糊剂中。
[0089] 上述焊锡优选为熔点为450Γ以下的金属(低熔点金属)。上述焊锡粒子优选为熔 点为450°C以下的金属粒子(低恪点金属粒子)。上述低恪点金属粒子为含有低恪点金属的 粒子。该低熔点金属表示熔点为450°C以下的金属。低熔点金属的熔点优选为300°C以下,更 优选为160Γ以下。另外,上述焊锡粒子含有锡。上述焊锡粒子中所含的金属100重量%中, 锡的含量优选为30重量%以上,更优选为40重量%以上,进一步优选为70重量%以上,特别 优选为90重量%以上。上述焊锡粒子中的锡的含量为上述下限以上时,焊锡部和电极的连 接可靠性更进一步提尚。
[0090] 此外,上述锡的含量可以利用高频电感耦合等离子体发光分光分析装置(株式会 社堀场制作所制造"ICP-AES")、或荧光X射线分析装置(株式会社岛津制作所制造"EDX-800HS")等进行测定。
[0091] 通过使用上述焊锡粒子,焊锡熔融而与电极焊接,从而焊锡部使电极间导通。例 如,焊锡部和电极容易进行面接触,而不是点接触,因此,连接电阻降低。另外,通过焊锡粒 子的使用,焊锡部和电极之间的焊接强度变高,结果,更进一步不易产生焊锡部和电极的剥 离,从而有效地提高导通可靠性及连接可靠性。
[0092] 构成上述焊锡粒子的低熔点金属没有特别限定。该低熔点金属优选为锡、或含有 锡的合金。该合金可列举:锡-银合金、锡-铜合金、锡-银-铜合金、锡-铋合金、锡-锌合金、 锡-铟合金等。其中,由于对电极的润湿性优异,因此,上述低熔点金属更优选为锡、锡-银合 金、锡-银-铜合金、锡-铋合金、锡-铟合金优选为。锡-铋合金、锡-铟合金。
[0093]上述焊锡粒子优选为基于JIS Z3001:焊接用语,液相线为450°C以下的填充金属。 作为上述焊锡粒子的组成,可列举例如含有锌、金、银、铅、铜、锡、铋、铟等的金属组成。其 中,优选低熔点且不含铅的锡-铟系(117°C共晶)、或锡-铋系(139°C共晶)。即,优选上述焊 锡粒子不含有铅,优选含有锡和铟、或含有锡和铋。
[0094] 为了更进一步提高上述焊锡部和电极的焊接强度,上述焊锡粒子可以包含镍、铜、 铺、错、梓、铁、金、钦、憐、错、碌、钻、祕、猛、络、钥、钮等金属。另外,从更进一步提尚焊锡部 和电极的接合强度的观点出发,上述焊锡粒子优选包含镍、铜、锑、铝或锌。从更进一步提高 焊锡部和电极的焊接强度的观点出发,在焊锡粒子100重量%中,用于提高接合强度的这些 金属的含量优选为0.0001重量%以上,优选为1重量%以下。
[0095] 上述焊锡粒子的平均粒径优选为0.5μηι以上,更优选为Ιμπι以上,进一步优选为3μηι 以上,特别优选为5μηι以上,优选为100μπι以下,更优选为40μηι以下,更进一步优选为30μηι以 下,进一步优选为20μηι以下,特别优选为15μηι以下,最优选为ΙΟμπι以下。上述焊锡粒子的平 均粒径为上述下限以上及上述上限以下时,可以将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极 上。上述焊锡粒子的平均粒径特别优选为3μπι以上且30μπι以下。
[0096] 上述焊锡粒子的"平均粒径"表示数均粒径。焊锡粒子的平均粒径例如通过用电子 显微镜或光学显微镜观察任意的50个焊锡粒子并算出平均值而求得。
[0097] 上述导电糊剂100重量%中,上述焊锡粒子的含量优选为1重量%以上,更优选为2 重量%以上,进一步优选为10重量%以上,特别优选为20重量%以上,最优选为30重量%以 上,优选为80重量%以下,更优选为60重量%以下,进一步优选为50重量%以下。上述焊锡 粒子的含量为上述下限以上及上述上限以下时,可以将焊锡粒子更进一步有效地配置于电 极上,容易将焊锡粒子大量配置于电极间,导通可靠性更进一步提高。从更进一步提高导通 可靠性的观点出发,优选上述焊锡粒子的含量较多。
[0098](通过加热可固化的化合物:热固化性成分)
[0099] 作为上述热固化性化合物,可列举:氧杂环丁烷化合物、环氧化合物、环硫化物化 合物、(甲基)丙烯酸化合物、苯酚化合物、氨基化合物、不饱和聚酯化合物、聚氨酯化合物、 聚硅氧烷化合物及聚酰亚胺化合物等。其中,从使导电糊剂的固化性及粘度更进一步良好、 更进一步提高连接可靠性的观点出发,优选环氧化合物。
[0100] 在导电糊剂中,上述热固化性化合物优选以粒子状分散。
[0101] 上述导电糊剂100重量%中,上述热固化性化合物的含量优选为20重量%以上,更 优选为40重量%以上,进一步优选为50重量%以上,优选为99重量%以下,更优选为98重 量%以下,进一步优选为90重量%以下,特别优选为80重量%以下。从更进一步提高耐冲击 性的观点出发,优选上述热固化性成分的含量较多。
[0102] (热固化剂:热固化性成分)
[0103] 上述热固化剂使上述热固化性化合物热固化。作为上述热固化剂,可列举:咪唑固 化剂、胺固化剂、苯酚固化剂、聚硫醇固化剂、酸酐、热阳离子引发剂及热自由基产生剂等。 上述热固化剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
[0104] 其中,在低温下可以使导电糊剂更进一步快速地固化,因此,优选咪唑固化剂、聚 硫醇固化剂或胺固化剂。另外,对通过加热可固化的固化性化合物和上述热固化剂进行混 合时,保存稳定性提高,因此,优选潜伏性的固化剂。潜伏性的固化剂优选为潜伏性咪唑固 化剂、潜伏性聚硫醇固化剂或潜伏性胺固化剂。此外,上述热固化剂可以利用聚氨酯树脂或 聚酯树脂等高分子物质进行包覆。
[0105] 作为上述咪唑固化剂,没有特别限定,可列举:2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、 1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鑰偏苯三酸盐、2,4_二氨基-6-[2'_甲基 咪唑基-0- )]-乙基-均三嗪及2,4-二氨基-6-[2' -甲基咪唑基-0- )]-乙基-均三嗪异氰脲 酸加成物等。
[0106] 作为上述多硫醇固化剂,没有特别限定,可列举:三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、 季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯及二季戊四醇六-3-巯基丙酸酯 等。
[0107] 上述聚硫醇固化剂的溶解度参数优选为9.5以上,优选为12以下。上述溶解度参数 通过Fedors法计算。例如,三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯的溶解度参数为9.6,二季戊四醇 六-3-巯基丙酸酯的溶解度参数为11.4。
[0108] 作为上述胺固化剂,没有特别限定,可列举:六亚甲基二胺、八亚甲基二胺、十亚甲 基二胺、3,9_双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一碳烷、双(4-氨基环己基)甲烷、间 苯二胺及二氨基二苯基砜等。
[0109] 作为上述热阳离子固化剂,可列举碘鑰类阳离子固化剂、氧鑰类阳离子固化剂及 锍类阳离子固化剂等。作为上述碘鑰类阳离子固化剂,可列举双(4-叔丁基苯基)碘鑰六氟 磷酸盐等。作为上述氧鑰类阳离子固化剂,可列举三甲基氧鑰四氟硼酸盐等。作为上述锍类 阳离子固化剂,可列举三-对甲苯基锍六氟磷酸盐等。
[0110] 作为上述热自由基产生剂,没有特别限定,可列举偶氮化合物及有机过氧化物等。 作为上述偶氮化合物,可列举偶氮双异丁腈(AIBN)等。作为上述有机过氧化物,可列举二-叔丁基过氧化物及甲基乙基酮过氧化物等。
[0111] 上述热固化剂的反应开始温度优选为50°C以上,更优选为70°C以上,进一步优选 为80 °C以上,优选为250 °C以下,更优选为200 °C以下,进一步优选为150 °C以下,特别优选为 140°C以下。上述热固化剂的反应开始温度为上述下限以上及上述上限以下时,且将焊锡粒 子更进一步有效地配置于电极上。上述热固化剂的反应开始温度为80°C以上,特别优选为 140 °C以下。
[0112] 从将焊锡更进一步有效地配置于电极上的观点出发,上述热固化剂的反应开始温 度优选比上述焊锡粒子中的焊锡的熔点低,更优选低5°C以上,进一步优选低10°C以上。
[0113] 上述热固化剂的反应开始温度是指DSC中的发热峰开始上升的温度。
[0114] 上述热固化剂的含量没有特别限定。相对于上述热固化性化合物100重量份,上述 热固化剂的含量优选为〇. 〇 1重量份以上,更优选为1重量份以上,优选为200重量份以下,更 优选为100重量份以下,进一步优选为75重量份以下。热固化剂的含量为上述下限以上时, 容易使导电糊剂充分地固化。热固化剂的含量为上述上限以下时,在固化后未用于固化的 剩余热固化剂不易残留,且更进一步提高固化物的耐热性。
[0115] (助熔剂)
[0116] 上述导电糊剂含有助熔剂。通过助熔剂的使用,可以将焊锡更进一步有效地配置 于电极上。该助熔剂没有特别限定。作为助熔剂,可以使用通常用于焊锡焊接等的助熔剂。 作为上述助熔剂,可列举例如:氯化锌、氯化锌和无机卤化物的混合物、氯化锌和无机酸的 混合物、熔融盐、磷酸、磷酸的衍生物、有机卤化物、肼、有机酸及松脂等。上述助熔剂可以单 独使用一种,也可以组合使用两种以上
[0117]作为上述熔融盐,可列举氯化铵等。作为上述有机酸,可列举乳酸、柠檬酸、硬脂 酸、谷氨酸及戊二酸等。作为上述松脂,可列举活性化松脂及非活性化松脂等。上述助熔剂 优选为具有两个以上的羧基的有机酸、松脂。上述助熔剂可以为具有两个以上羧基的有机 酸,也可以为松脂。通过具有两个以上的羧基的有机酸、松脂的使用,更进一步提高电极间 的导通可靠性。
[0118]上述松脂是以松香酸为主成分的松香类。助熔剂优选为松香类,更优选为松香酸。 通过该优选的助熔剂的使用,更进一步提高电极间的导通可靠性。
[0119]上述助熔剂的活性温度(熔点)优选为50°C以上,更优选为70°C以上,进一步优选 为80°C以上,特别优选为100°C以上,优选为200°C以下,更优选为190°C以下,更进一步优选 为160°C以下,进一步优选为150°C以下,更进一步优选为140°C以下。上述助熔剂的活性温 度为上述下限以上及上述上限以下时,更进一步有效地发挥助熔剂效果,且将焊锡粒子更 进一步有效地配置于电极上。结果,电极间的连接电阻变低,连接可靠性也提高。上述助熔 剂的活性温度(熔点)为80 °C以上,优选为190°C以下,更优选为100 °C以上、190 °C以下。上述 助熔剂的活性温度特别优选为80 °C以上、140 °C以下,更优选为100 °C以上、140 °C以下。
[0120]作为熔点为80°C以上、190°C以下的上述助熔剂,可列举:琥珀酸(熔点186°C)、戊 二酸(熔点96°C)、己二酸(熔点152°C)、庚二酸(熔点104°C)、辛二酸(熔点142°C)等二羧酸、 苯甲酸(熔点122°C)、苹果酸(熔点130°C)等。
[0121] 另外,上述助熔剂的沸点优选为200°C以下。
[0122] 从将焊锡更进一步有效地配置于电极上的观点出发,优选上述助熔剂的熔点比上 述焊锡粒子中的焊锡的恪点尚,更优选尚5 °C以上,进一步优选尚10 °C以上。
[0123] 从将焊锡更进一步有效地配置于电极上的观点出发,优选上述助熔剂的熔点比上 述热固化剂的反应开始温度高,更优选高5 °C以上,进一步优选高10°C以上。
[0124] 上述助熔剂可以分散于导电糊剂中,也可以附着于焊锡粒子的表面上。
[0125] 通过助熔剂的熔点比焊锡的熔点高,可以使焊锡粒子有效地凝集于电极部分。这 是因为:在焊接时赋予热的情况下,将在连接对象部件上形成的电极和电极周边的连接对 象部件的部分进行比较时,电极部分的导热率比电极周边的连接对象部件部分的导热率 高,由此,电极部分的升温快。在超过焊锡粒子的熔点的阶段,焊锡粒子的内部溶解,但形成 于表面的氧化被膜没有达到助熔剂的熔点(活性温度),因此,没有被除去。在该状态下,电 极部分的温度先达到助熔剂的熔点(活性温度),因此,到达电极上的焊锡粒子的表面的氧 化被膜优先被除去,焊锡粒子可以润湿于电极的表面上并扩散。由此,可以使焊锡粒子有效 地凝集于电极上。
[0126] 上述助熔剂优选为通过加热而放出阳离子的助熔剂。通过根据加热而放出阳离子 的助熔剂的使用,可以将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上。
[0127] 作为上述通过加热而放出阳离子的助熔剂,可列举上述热阳离子固化剂。
[0128] 上述导电糊剂100重量%中,上述助熔剂的含量优选为0.5重量%以上,优选为30 重量%以下,更优选为25重量%以下。上述导电糊剂可以不含有助熔剂。助熔剂的含量为上 述下限以上及上述上限以下时,在焊锡及电极的表面更进一步不易形成氧化被膜,并且,可 以更进一步有效地除去形成于焊锡及电极的表面的氧化被膜。
[0129] (填料)
[0130] 在上述导电糊剂中可以添加填料。填料可以为有机填料,也可以为无机填料。但 是,填料有时阻碍焊锡粒子的移动,因此,优选填料的含量较少。
[0131]优选上述导电糊剂不含有填料,或在上述导电糊剂100重量%中含有低于5重量% 的填料。上述导电糊剂100重量%中,上述填料的含量优选为〇重量%(未含有)以上,优选为 5重量%以下,更优选为2重量%以下,进一步优选为1重量%以下,更进一步优选低于0.25 重量%,特别优选为0.1重量%以下。上述填料的含量为上述下限以上及上述上限以下或低 于上述上限时,将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上。特别优选上述导电糊剂不含有 填料,或在上述导电糊剂100重量%中含有低于0.25重量%的填料,最优选上述导电糊剂不 含有填料。如果填料的含量低于0.25重量%,则填料导致的焊锡粒子的移动阻碍充分地小, 如果填料的含量为0.1重量%以下,则填料导致的焊锡粒子的移动阻碍很小。
[0132] (其它成分)
[0133] 上述导电糊剂可以根据需要含有例如填充剂、增量剂、软化剂、增塑剂、聚合催化 剂、固化催化剂、着色剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、防静电剂 及阻燃剂等各种添加剂。
[0134] 以下,列举实施例及比较例,具体地说明本发明。本发明并不仅限定于以下的实施 例。
[0135] 聚合物A:
[0136] 双酸F和1,6_己二醇缩水甘油醚及双酸F型环氧树脂的反应物(聚合物A)的合成:
[0137] 将双酚F (以重量比计2:3:1含有4,4 ' -亚甲基双酚、2,4 ' -亚甲基双酚和2,2 ' -亚甲 基双酚)72重量份、1,6_己二醇缩水甘油醚70重量份及双酚F型环氧树脂(DIC株式会社制造 的"EPICLON EXA-830CRP")30重量份添加至三口烧瓶中,在氮气流下、150 °C下进行溶解。其 后,添加作为羟基和环氧基的加成反应催化剂的四-正丁基溴化锍〇. 1重量份,在氮气流下、 以150 °C进行加成聚合反应6小时,由此得到反应物(聚合物A)。
[0138] 通过NMR,确认进行了加成聚合反应,还确认到反应物(聚合物A)在主链上具有来 自双酚F的羟基和1,6_己二醇缩水甘油醚及双酚F型环氧树脂的环氧基键合而成的结构单 元,且在两末端具有环氧基。
[0139] 利用GPC得到的反应物(聚合物A)的重均分子量为10000,数均分子量为3500。
[0140] [化学式1]
[0141]
[0142] 聚合物B:两末端环氧基刚性骨架苯氧基树脂、三菱化学株式会社制造的 "YX6900BH45"、重均分子量 16000
[0143] 热固化性化合物1:间苯二酸型环氧化合物、Nagase Chemtex株式会社制造的"EX-201"、在低温下进行结晶化之后清洗而使用
[0144] 热固化性化合物2:双酚F型环氧树脂、DIC株式会社制造的"EPICL0NEXA-830CRP"、 在低温下进行结晶化之后清洗而使用
[0145] 热固化剂1:季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、昭和电工株式会社制造的"CURRANTS ΜΤΡΕΓ
[0146] 潜伏性环氧热固化剂1:Τ&Κ Τ0ΚΑ株式会社制造的"Fujicure 7000"
[0147] 助熔剂1:己二酸、和光纯药工业株式会社制造、熔点(活性温度)152 °C
[0148] 助熔剂2:琥珀酸、和光纯药工业株式会社制造、熔点(活性温度)186°C [0149 ]助熔剂3:松香酸、和光纯药工业株式会社制造、熔点(活性温度)174 °C
[0150]焊锡粒子l(SnBi焊锡粒子、熔点139°C、三井金属株式会社制造的"DS10")进行了 以下的表面处理的粒子、平均粒径13μπι
[0151] 焊锡粒子的表面处理:
[0152] 在三口烧瓶中称量焊锡粒子200g、己二酸40g及丙酮70g,添加0.3g二丁基氧化锡 作为焊锡粒子的表面的羟基和己二酸的羧基的脱水缩合催化剂,在60°C下反应4小时。其 后,通过过滤焊锡粒子而回收。
[0153] 在三口烧瓶中称量回收的焊锡粒子、己二酸50g、甲苯200g和对甲苯磺酸0.3g,一 边进行抽真空及回流,一边在120°C下反应3小时。此时,一边利用Dean-Stark提取装置除去 通过脱水缩合而生成的水,一边进行反应。
[0154] 其后,通过过滤回收焊锡粒子,用己烷清洗、干燥。其后,将得到的焊锡粒子用球磨 机粉碎后,选择筛子使成为指定的CV值。对得到的焊锡粒子进行表面处理,使其在外表面存 在羧基。
[0155] 焊锡粒子2(SnBi焊锡粒子、熔点139°C、三井金属株式会社制造的"DS30")是与焊 锡粒子1同样地进行了表面处理的粒子、平均粒径32μπι
[0156] 导电性粒子1:在树脂粒子的表面上形成厚度Ιμπι的铜层,在该铜层的表面形成厚 度3μπι的焊锡层(锡:铋=43重量%:57重量%)的导电性粒子
[0157] 苯氧树脂(新日铁住金化学株式会社制造的"YP-50S")
[0158] (实施例1~4、6~9)
[0159] (1)各向异性导电糊剂的制作
[0160] 以下述的表1所示的配合量对下述的表1所示的成分进行配合,得到各向异性导电 糊剂。此外,得到的各向异性在导电糊剂中,热固化性化合物以粒子状分散。
[0161] (2)第一连接结构体(L/S = 50ym/50ym)的制作
[0162] 准备上表面具有L/S为50μπι/50μπι的铜电极图案(铜电极厚度ΙΟμπι)的玻璃环氧基 板(FR-4基板)(第一连接对象部件)。另外,准备下表面具有L/S为50μπι/50μπι的铜电极图案 (铜电极厚度ΙΟμπι)的挠性印刷基板(第二连接对象部件)。
[0163] 玻璃环氧基板和烧性基板的重叠面积设为1.5cm X 4mm,连接的电极数设为75对。
[0164] 在上述玻璃环氧基板的上表面上涂布刚制备好的各向异性导电糊剂形成各向异 性导电糊剂层,并使其厚度成为50μπι。接着,在各向异性导电糊剂层的上表面上叠层上述挠 性印刷基板并使电极彼此对置。此时,不进行加压。对各向异性导电糊剂层施加上述挠性印 刷基板的重量。其后,一边进行加热使各向异性导电糊剂层的温度成为190Γ,一边使焊锡 熔融,且使各向异性导电糊剂层在190°C下固化,得到第一连接结构体。
[0165] (3)第二连接结构体(L/S = 7 5μπι/7 5μπι)的制作
[0166] 准备上表面具有L/S为75μπι/75μπι的铜电极图案(铜电极厚度ΙΟμπι)的玻璃环氧基 板(FR-4基板)(第一连接对象部件)。另外,准备下表面具有L/S为75μπι/75μπι的铜电极图案 (铜电极厚度ΙΟμπι)的挠性印刷基板(第二连接对象部件)。
[0167] 除使用L/S不同的上述玻璃环氧基板及挠性印刷基板以外,与第一连接结构体的 制作同样地操作,得到第二连接结构体。
[0168] (4)第三的连接结构体(L/S = 1 ΟΟμL?/1 ΟΟμL?)的制作
[0169] 准备上表面具有L/S为100μπι/100μπι的铜电极图案(铜电极厚度ΙΟμπι)的玻璃环氧 基板(FR-4基板)(第一连接对象部件)。另外,准备下表面具有L/S为100μπι/100μπι的铜电极 图案(铜电极厚度?ομπι)的挠性印刷基板(第二连接对象部件)。
[0170] 除使用L/S不同的上述玻璃环氧基板及挠性印刷基板以外,与第一连接结构体的 制作同样地操作,得到第三的连接结构体。
[0171] (实施例5)
[0172] 准备作为电极尺寸(L)/电极间间隔(S)为100μπι/100μπι(第三的连接结构体用)、75 μπι/75μηι(第二连接结构体用)、50μηι/50μηι(第一连接结构体用)的5mm见方的半导体芯片(厚 度400μπι)和具有与其对置的电极的玻璃环氧基板(尺寸30 X 30mm、厚度0.4mm)。除使用半导 体芯片及玻璃环氧基板以外,与实施例1同样地操作,得到第一连接结构体、第二连接结构 体和第三连接结构体。
[0173] (比较例1、2、5)
[0174] (1)各向异性导电糊剂的制作
[0175] 以下述的表2所示的配合量配合下述的表2所示的成分,得到各向异性导电糊剂。 除使用得到的各向异性导电糊剂以外,与实施例1同样地操作,得到第一连接结构体、第二 连接结构体和第三连接结构体。
[0176] (比较例3)
[0177] 使苯氧树脂(新日铁住金化学株式会社制造的"YP_50S")10重量份溶解于甲基乙 基酮(MEK),并使固体成分为50重量%,得到溶解液。以下述的表2所示的配合量和上述溶解 液的总量,第下述的表2所示的除去苯氧基树脂的成分进行配合,使用行星式搅拌机以 2000rpm搅拌5分钟后,使用棒涂机涂布于脱模PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜上,并使干燥 后的厚度成为30μπι。通过在室温下真空干燥,除去MEK,由此得到各向异性导电膜。
[0178]除使用各向异性导电膜以外,与实施例1同样地操作,得到第一连接结构体、第二 连接结构体和第三连接结构体。
[0179](比较例4)
[0180]准备作为电极尺寸(L)/电极间间隔(S)为100μπι/100μπι(第三的连接结构体用)、75 μπι/75μηι(第二连接结构体用)、50μηι/50μηι(第一连接结构体用)的5mm见方的半导体芯片(厚 度400μπι)和具有与其对置的电极的玻璃环氧基板(尺寸30 X 30mm厚度0.4mm)。除使用该半 导体芯片及玻璃环氧基板以外,与比较例1同样地操作,得到第一连接结构体、第二连接结 构体和第三连接结构体。
[0181] (评价)
[0182] (1)粘度
[0183] 在25°C及5rpm的条件下,使用E型粘度计(东机产业株式会社制造)对各向异性导 电糊剂在25°C下的粘度nl进行测定。另外,使用E型粘度计(东机产业株式会社制),在助熔 剂的熔点及5rpm的条件下对各向异性导电糊剂的助熔剂的熔点下的粘度112进行测定。另 外,使用E型粘度计(东机产业株式会社制造),在焊锡粒子的熔点及5rpm的条件下对各向异 性导电糊剂的焊锡粒子熔点下的粘度n3进行测定。由得到的测定值求得比值(rU/112)、比值 (ni/n3)、及比值(n2/n3)。
[0184] (2)连接部的距离(电极间的间隔)
[0185] 通过对得到的第一连接结构体进行截面观察,评价上下的电极对置的位置的连接 部的距离Dl(电极间的间隔)。
[0186] (3)电极上的焊锡的配置精度
[0187] 在得到的第一连接结构体的截面(图1所示的方向的截面)中,评价焊锡的总面积 100%中,脱离配置于电极间的焊锡部并残留于固化物中的焊锡的面积(%)。此外,算出5个 截面中的面积的平均。通过下述基准判定电极上的焊锡的配置精度。
[0188] [电极上的导电性粒子的配置精度的判定基准]
[0189] 〇〇:截面中出现的焊锡的总面积100%中,脱离配置于电极间的焊锡部并残留于 固化物中的焊锡(焊锡粒子)的面积为〇 %以上且1 %以下
[0190] 〇:截面中出现的焊锡的总面积100%中,脱离配置于电极间的焊锡部并残留于固 化物中的焊锡(焊锡粒子)的面积超过1%且10%以下
[0191] Λ:截面中出现的焊锡的总面积100%中,脱离配置于电极间的焊锡部并残留于固 化物中的焊锡(焊锡粒子)的面积超过10%且30%以下
[0192] X:截面中出现的焊锡的总面积100%中,脱离配置于电极间的焊锡部并残留于固 化物中的焊锡(焊锡粒子)的面积超过30 %
[0193] (4)上下的电极间的导通可靠性
[0194] 在得到的第一连接结构体、第二连接结构体和第三连接结构体(n=15个)中,分别 利用4端子法对上下的电极间的连接电阻进行测定。算出连接电阻的平均值。此外,根据电 压=电流X电阻的关系,通过对恒定电流流过时的电压进行测定,可以求得连接电阻。通过 下述基准判定导通可靠性。
[0195] [导通可靠性的判定基准]
[0196] 〇〇:连接电阻的平均值为8.0 Ω以下
[0197] 〇:连接电阻的平均值超过8.0 Ω且10. 〇 Ω以下
[0198] Λ:连接电阻的平均值超过10.0Ω且15.0Ω以下
[0199] X :连接电阻的平均值超过15.0Ω [0200] (5)邻接的电极间的绝缘可靠性
[0201]在得到的第一连接结构体、第二连接结构体和第三的连接结构体(n = 15个)中,在 温度85°C及湿度85%的氛围中放置100小时后,在邻接的电极间施加5V,在25处测定电阻 值。通过下述基准判定绝缘可靠性。
[0202][绝缘可靠性的判定基准]
[0203]〇〇:连接电阻的平均值为107Ω以上 [0204]〇:连接电阻的平均值为106Ω以上且低于1〇7Ω
[0205] Λ:连接电阻的平均值为105Ω以上且低于1〇6Ω
[0206] X:连接电阻的平均值低于105Ω
[0207] 将结果示于下述的表1、2。
[0208]
[0209]
[0210] 根据实施例1与比较例1的结果的差异和实施例5与比较例4的结果的差异可知:在 第二连接对象部件为挠性印刷基板的情况下,与第二连接对象部件为半导体芯片的情况相 比,通过本发明的导电糊剂的使用,更进一步有效地得到导通可靠性的提高效果。
[0211] 不仅挠性印刷基板,在使用树脂膜、挠性扁形线缆及刚挠结合基板的情况下,也确 认可得到同样的结果。
[0212] 并且,图4(a)、图4(b)及图4(c)中示出了使用了不包含于本发明的实施方式的导 电糊剂的连接结构体的一个例子。图4(a)及图4(b)为截面图像,图4(c)为平面图像。可知: 在图4(a)、图4(b)和图4(c)中,在焊锡部的旁边存在多个脱离配置于电极间的焊锡部并残 留于固化物中的焊锡(焊锡粒子)。与此相对,本发明中,可以实现不存在脱离配置于电极间 的焊锡部并残留于固化物中的焊锡(焊锡粒子)。
【主权项】
1. 一种导电糊剂,其含有热固化性成分、助熔剂和多个焊锡粒子, 所述导电糊剂在所述助熔剂的熔点下的粘度为〇. IPa · s以上且3Pa · s以下, 所述导电糊剂在所述焊锡粒子的熔点下的粘度为〇.IPa · s以上且5Pa · s以下。2. 如权利要求1所述的导电糊剂,其中, 所述助熔剂的熔点为80°C以上且190°C以下。3. 如权利要求2所述的导电糊剂,其中, 所述助熔剂的熔点为l〇〇°C以上且190°C以下。4. 如权利要求1~3中任一项所述的导电糊剂,其中, 导电糊剂100重量%中,所述助熔剂的含量为〇. 1重量%以上且5重量%以下。5. 如权利要求1~4中任一项所述的导电糊剂,其不含填料,或者在导电糊剂100重量% 中含有低于〇. 25重量%的填料。6. 如权利要求1~5中任一项所述的导电糊剂,其中, 所述焊锡粒子进行了表面处理,使羧基存在于所述焊锡粒子的外表面上。7. 如权利要求1~6中任一项所述的导电糊剂,其中, 所述助熔剂的熔点比所述焊锡粒子的熔点高。8. -种连结结构体,其具备: 表面具有至少一个第一电极的第一连接对象部件、 表面具有至少一个第二电极的第二连接对象部件、 将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部, 所述连接部由权利要求1~7中任一项所述的导电糊剂形成, 所述第一电极和所述第二电极通过所述连接部中的焊锡部实现了电连接。9. 如权利要求8所述的连接结构体,其中, 所述第二连接对象部件是树脂膜、挠性印刷基板、刚挠结合基板或挠性扁平线缆。10. -种连接结构体的制造方法,其包括: 使用权利要求1~7中任一项所述的导电糊剂,在表面具有至少一个第一电极的第一连 接对象部件的表面上配置所述导电糊剂的工序; 在所述导电糊剂的与所述第一连接对象部件侧相反的表面上,配置表面具有至少一个 第二电极的第二连接对象部件,并使所述第一电极和所述第二电极对置的工序; 将所述导电糊剂加热至所述焊锡粒子的熔点以上且所述热固化性成分的固化温度以 上,由此,由所述导电糊剂形成将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在 一起的连接部,且通过所述连接部中的焊锡部对所述第一电极与所述第二电极进行电连接 的工序。11. 如权利要求10所述的连接结构体的制造方法,其中, 在所述配置第二连接对象部件的工序及所述形成连接部的工序中,对所述导电糊剂施 加所述第二连接对象部件的重量,而不进行加压。12. 如权利要求10或11所述的连接结构体的制造方法,其中, 所述第二连接对象部件是树脂膜、挠性印刷基板、刚挠结合基板或挠性扁平线缆。
【文档编号】H01L21/60GK105900180SQ201580004070
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年6月2日
【发明人】久保田敬士, 石泽英亮
【申请人】积水化学工业株式会社
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