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CN110622258A - 导电材料以及连接结构体 - Google Patents

导电材料以及连接结构体 Download PDF

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CN110622258A
CN110622258A CN201880031102.6A CN201880031102A CN110622258A CN 110622258 A CN110622258 A CN 110622258A CN 201880031102 A CN201880031102 A CN 201880031102A CN 110622258 A CN110622258 A CN 110622258A
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CN
China
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flux
conductive
solder
particles
electrode
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Application number
CN201880031102.6A
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English (en)
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宋士辉
伊藤将大
定永周治郎
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种导电材料,其可有效地提高导电材料的保存稳定性,可有效地提高导电连接时的焊料的凝聚性,并且,可有效地提高固化物的耐热性。本发明的导电材料,其包含在导电部的外表面部分具有焊料的多个导电性粒子、热固化性化合物以及助焊剂,所述导电材料具备以下的第一构成以及第二构成中的任一者以上:第一构成:不存在具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂,或者,在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂以小于10%的个数存在,第二构成:从所述导电材料去除所述导电性粒子后的组合物为胶体,所述助焊剂以胶体粒子的形式存在。

Description

导电材料以及连接结构体
技术领域
本发明涉及一种包含在导电部的外表面部分具有焊料的导电性粒子的导电材料。另外,本发明涉及一种使用了所述导电材料的连接结构体。
背景技术
众所周知有各向异性导电糊剂以及各向异性导电膜等各向异性导电材料。在所述各向异性导电材料中,导电性粒子分散于粘合剂中。
所述各向异性导电材料用于得到各种连接结构体。作为通过所述各向异性导电材料实现的连接,例如可列举:挠性印刷基板与玻璃基板的连接(FOG(Film on Glass,镀膜玻璃))、半导体芯片与挠性印刷基板的连接(COF(Chip on Film,薄膜覆晶))、半导体芯片与玻璃基板的连接(COG(Chip on Glass,玻璃覆晶))以及挠性印刷基板与玻璃环氧基板的连接(FOB(Film on Board,镀膜板))等。
通过所述各向异性导电材料,例如将挠性印刷基板的电极与玻璃环氧基板的电极实现电连接时,在玻璃环氧基板上配置包含导电性粒子的各向异性导电材料。其次,叠层挠性印刷基板,进行加热以及加压。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,得到连接结构体。
作为所述各向异性导电材料的一个实例,在下述专利文献1中公开有一种包含导电性粒子以及在该导电性粒子的熔点下不会完成固化的树脂成分的各向异性导电材料。作为所述导电性粒子,具体而言,可列举:锡(Sn)、铟(In)、铋(Bi)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、镓(Ga)、银(Ag)以及铊(Tl)等金属、或这些金属的合金。
在专利文献1中记载有:经过在比上述导电性粒子的熔点高、且不会完成上述树脂成分的固化的温度下,对各向异性导电树脂进行加热的树脂加热步骤;和使上述树脂成分固化的树脂成分固化步骤,对电极间进行电连接。另外,专利文献1中记载有用专利文献1的图8所示的温度分布曲线进行安装。专利文献1中,在加热各向异性导电树脂的温度下不会完成固化的树脂成分内,导电性粒子发生熔融。
另外,在下述专利文献2中公开有一种包含助焊剂以及锡为主成分的合金粉末的焊料糊剂(导电材料)。所述助焊剂是在溶剂中添加活性剂,使其分散而得到的助焊剂。所述溶剂是具有2~4个羟基的多元醇。所述活性剂是具有4~6个羟基的糖类。所述活性剂的平均粒径为100μm以下。
另外,在下述专利文献3中公开有一种包含无铅SnZn类合金以及焊接用助焊剂的焊料组合物(导电材料)。所述焊接用助焊剂包含环氧树脂以及有机羧酸。所述有机羧酸在室温(25℃)下以固体分散于所述焊料组合物中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-260131号公报
专利文献2:日本特开2007-216296号公报
专利文献3:WO2003/002290A1
发明内容
发明所解决的技术问题
在如专利文献1~3中所记载的现有导电材料中,有导电性粒子或焊料粒子在电极(线)上的移动速度较慢,有时难以使焊料有效地凝聚在应连接的上下的电极间。结果,电极间的导通可靠性以及绝缘可靠性容易降低。
作为使焊料有效地凝聚于电极上的方法,可列举增加导电材料中的助焊剂的混合量的方法等。
然而,若增加导电材料中的助焊剂的含量,则有时助焊剂与导电材料中的热固化性化合物进行反应,导电材料的保存稳定性降低。另外,若增加导电材料中的助焊剂的含量,则有时导电材料的固化物的耐热性降低。
就如专利文献1~3中所记载的现有导电材料而言,难以满足下述所有要求:提高导电材料的保存稳定性,提高导电连接时的焊料的凝聚性,提高固化物的耐热性。
本发明的目的在于提供一种导电材料,其可有效地提高导电材料的保存稳定性,可有效地提高导电连接时的焊料的凝聚性,并且,可有效地提高固化物的耐热性。另外,本发明的目的在于提供一种使用所述导电材料的连接结构体。
解决问题的技术手段
根据本发明的广泛方面,提供一种导电材料,其包含在导电部的外表面部分具有焊料的多个导电性粒子、热固化性化合物以及助焊剂,所述导电材料具备以下的第一构成以及第二构成中的任一者以上。
第一构成:不存在具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂,或者,在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂以小于10%的个数存在。
第二构成:从所述导电材料去除所述导电性粒子后的组合物为胶体,所述助焊剂以胶体粒子的形式存在。
在本发明的导电材料的某一特定方面中,不存在具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂,或者,在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂以小于20%的个数存在。
在本发明的导电材料的某一特定方面中,所述助焊剂的平均粒径为1μm以下。
在本发明的导电材料的某一特定方面中,相对于所述热固化性化合物100重量份,所述助焊剂的含量为1重量份以上且20重量份以下。
在本发明的导电材料的某一特定方面中,在导电材料100重量%中,所述助焊剂的含量为0.05重量%以上且20重量%以下。
在本发明的导电材料的某一特定方面中,所述导电材料为导电糊剂。
根据本发明的广泛方面,提供一种连接结构体,其具备:第一连接对象部件,在其表面具有第一电极;第二连接对象部件,在其表面具有第二电极;以及连接部,其将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接;并且所述连接部的材料为所述导电材料,所述第一电极与所述第二电极通过所述连接部中的焊料部实现了电连接。
在本发明的连接结构体的某一特定方面中,在所述第一电极、所述连接部以及所述第二电极的叠层方向上观察所述第一电极与所述第二电极相对的部分时,在所述第一电极与所述第二电极相对的部分的面积100%中的50%以上配置有所述连接部中的焊料部。
发明的效果
本发明的导电材料包含在导电部的外表面部分具有焊料的多个导电性粒子、热固化性化合物以及助焊剂,所述导电材料具备所述第一构成以及所述第二构成中的任一者以上。本发明的导电材料由于具备所述构成,因此可有效地提高导电材料的保存稳定性,可有效地提高导电连接时的焊料的凝聚性,并且,可有效地提高固化物的耐热性。
附图说明
图1是示意性地表示使用本发明的一个实施方式的导电材料所得到的连接结构体的截面图。
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材料制造连接结构体的方法的一个例子的各步骤的截面图。
图3是表示连接结构体的变化例的截面图。
图4是表示可用于导电材料的导电性粒子的第一例的截面图。
图5是表示可用于导电材料的导电性粒子的第二例的截面图。
图6是表示可用于导电材料的导电性粒子的第三例的截面图
具体实施方式
以下,说明本发明的详细内容。
(导电材料)
本发明的导电材料包含在导电部的外表面部分具有焊料的多个导电性粒子、热固化性化合物以及助焊剂。本发明的导电材料具备以下的第一构成以及第二构成中的任一者以上。本发明的导电材料可仅具备以下的第一构成,可仅具备以下的第二构成,可以具备以下的第一构成以及以下的第二构成这两者的构成。
第一构成:不存在具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂,或者,在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂以小于10%的个数存在
第二构成:从所述导电材料去除所述导电性粒子后的组合物为胶体,所述助焊剂以胶体粒子的形式存在
本发明的导电材料可以具备不存在具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂的构成(第1a构成)作为所述第一构成。本发明的导电材料可以具备在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂以小于10%的个数存在的构成(第1b构成)。
本发明的导电材料可以仅具备所述第1a构成,可以仅具备所述第1b构成,可以仅具备所述第二构成,可以具备所述第1a构成以及所述第二构成,可以具备所述第1b构成以及所述第二构成。
本发明由于具备所述构成,因此可提高导电材料的保存稳定性,可有效地提高导电连接时的焊料的凝聚性,并且,可有效地提高固化物的耐热性。
本发明由于具备所述构成,因此在对电极间进行了电连接的情况下,可以将多个导电性粒子有效地配置于电极(线)上,可使焊料有效地凝聚于应连接的上下的电极间。另外,多个导电性粒子的一部分不易配置于未形成电极的区域(间隙),可使配置于未形成电极的区域的导电性粒子的量相当少。因此,可提高电极间的导通可靠性。而且,可防止不应连接的横向邻接的电极间的电连接,可以提高绝缘可靠性。
助焊剂主要为了去除导电性粒子中的焊料的表面以及电极的表面等存在的氧化物,或者防止该氧化物的形成而混合在导电材料中。在本发明中,助焊剂相对不易凝聚,助焊剂的粒径相对较小。并且,在本发明中,助焊剂相对良好地分散。因此,在本发明中,即便导电材料中的助焊剂的含量相对少量,也可以去除导电性粒子中存在于焊料表面以及电极表面等的氧化物,并且可以防止该氧化物的形成。在本发明中,即便导电材料中的助焊剂的含量相对少量,可以以有效地提高导电连接时焊料的凝聚性。在本发明中,可使导电材料中的助焊剂的含量相对少量。
助焊剂的含量相同的对比中,在本发明中的助焊剂的存在状态的情况下,与不存在本发明中的助焊剂的状态的情形相比,可以有效地提高导电连接时焊料的凝聚性。
在本发明中,可以不将导电材料中的助焊剂的含量设为较多,可以设为较少,因此可以有效地抑制导电材料中的热固化性化合物与助焊剂之间的反应。结果可以有效地提高导电材料的保存稳定性。
另外,导电材料中的助焊剂的熔点(活性温度)多数情况下低于导电材料中的热固化性化合物的Tg,具有如下倾向:导电材料中的助焊剂的含量越多,则有导电材料的固化物的耐热性越降低。在本发明中,可以不将导电材料中的助焊剂的含量设为较多,可设为较少,因此可有效地提高导电材料的固化物的耐热性。
本发明由于具备所述构成,因此可以满足以下全部要求:提高导电材料的保存稳定性,提高导电连接时的焊料的凝聚性,提高固化物的耐热性。
并且,在本发明中,可以防止电极间的位置偏移。在导电连接时,在将导电材料配置于上表面的第一连接对象部件与第二连接对象部件重叠。此时,即便在第一连接对象部件的电极与第二连接对象部件的电极的对准偏离的状态下,重叠第一连接对象部件与第二连接对象部件的情况下,在本发明中,可以修正偏离。结果可以使第一连接对象部件的电极与第二连接对象部件的电极连接(自对准效果)。
从更进一步提高焊料的凝聚性的观点出发,所述导电材料优选为在25℃下为液状,优选为导电糊剂。
从更进一步提高焊料的凝聚性的观点出发,所述导电材料在25℃下的粘度(η25)优选为20Pa·s以上,更优选为30Pa·s以上,且优选为500Pa·s以下,更优选为300Pa·s以下。所述粘度(η25)可根据混合成分的种类以及混合量适当调整。
所述粘度(η25)例如可使用E型粘度计(东机产业株式会社制造的“TVE22L”)等,在25℃以及5rpm的条件下进行测定。
所述导电材料可以以导电糊剂以及导电膜等的形式使用。所述导电糊剂优选为各向异性导电糊剂,所述导电膜优选为各向异性导电膜。从更进一步提高焊料的凝聚性的观点出发,所述导电材料优选为导电糊剂。所述导电材料优选用于电极的电连接。所述导电材料优选为电路连接材料。
以下,说明导电材料中所包含的各成分。需要说明的是,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”意指“丙烯酸”以及“甲基丙烯酸”的一者或两者,“(甲基)丙烯酸酯”意指“丙烯酸酯”以及“甲基丙烯酸酯”的一者或两者。
(导电性粒子)
所述导电性粒子将连接对象部件的电极间电连接。所述导电性粒子在导电部的外表面部分具有焊料。所述导电性粒子可以是由焊料形成的焊料粒子。所述焊料粒子在导电部的外表面部分具有焊料。所述焊料粒子中心部分以及导电部的外表面部分均由焊料形成。所述焊料粒子是中心部分以及导电性的外表面均为焊料的粒子。所述导电性粒子可具有基材粒子以及配置于该基材粒子的表面上的导电部。在该情况下,所述导电性粒子在导电部的外表面部分具有焊料。
所述导电性粒子在导电部的外表面部分具有焊料。所述基材粒子可以是由焊料形成的焊料粒子。所述导电性粒子可以是基材粒子以及导电部的外表面部分均为焊料的焊料粒子。
需要说明的是,与使用所述焊料粒子的情形相比,在使用具备未由焊料形成的基材粒子以及配置于该基材粒子的表面上的焊料部的导电性粒子的情况下,导电性粒子难以聚集于电极上。并且,由于导电性粒子彼此的焊接性较低,因此有移动至电极上的导电性粒子容易向电极外移动的倾向,有电极间的位置偏移的抑制效果也变低的倾向。因此,所述导电性粒子优选为由焊料形成的焊料粒子。
其次,一面参照图式,一面说明导电性粒子的具体例。
图4是表示可以用于导电材料的导电性粒子的第一例的截面图。
图4所示的导电性粒子21为焊料粒子。导电性粒子21整体由焊料形成。导电性粒子21的核不具有基材粒子,是非核壳粒子。导电性粒子21的中心部分以及导电部的外表面部分均由焊料形成。
图5是表示可用于导电材料的导电性粒子的第二例的截面图。
图5所示的导电性粒子31具备基材粒子32以及配置于基材粒子32的表面上的导电部33。导电部33对基材粒子32的表面进行了包覆。导电性粒子31是基材粒子32的表面由导电部33进行了包覆的包覆粒子。
导电部33具有第二导电部33A以及焊料部33B(第一导电部)。导电性粒子31是在基材粒子32与焊料部33B之间具备第二导电部33A。因此,导电性粒子31具备基材粒子32、配置于基材粒子32的表面上的第二导电部33A以及配置于第二导电部33A的外表面上的焊料部33B。
图6是表示可用于导电材料的导电性粒子的第三例的截面图。
图5中的导电性粒子31的导电部33具有两层结构。图6所示的导电性粒子41具有焊料部42作为单层的导电部。导电性粒子41具备基材粒子32以及配置于基材粒子32的表面上的焊料部42。
以下,对导电性粒子的其他详细内容进行说明。
(基材粒子)
作为所述基材粒子,可列举:树脂粒子、除金属粒子以外的无机粒子、有机无机混合粒子以及金属粒子等。所述基材粒子优选为除金属粒子以外的基材粒子,更优选为树脂粒子、除金属粒子以外的无机粒子或有机无机混合粒子。所述基材粒子可以是具备核以及配置于该核的表面上的壳的核壳粒子。所述核可以是有机核,所述壳可以是无机壳。
所述基材粒子进一步优选为树脂粒子或有机无机混合粒子,可以是树脂粒子,可以是有机无机混合粒子。通过使用这些优选的基材粒子,进一步有效地发挥本发明的效果,可得到更进一步适于电极间的电连接的导电性粒子。
在使用所述导电性粒子将电极间连接时,将所述导电性粒子配置于电极间后,进行压接,由此使所述导电性粒子压缩。若基材粒子为树脂粒子或有机无机混合粒子,则在所述压接时所述导电性粒子容易变形,导电性粒子与电极的接触面积变大。因此,电极间的导通可靠性更进一步更高。
作为所述树脂粒子的材料,优选地使用各种树脂。作为所述树脂粒子的材料,例如可列举:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯、聚丁二烯等聚烯烃树脂;聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂;聚对苯二甲酸烷二酸酯、聚碳酸酯、聚酰胺、苯酚甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、脲甲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜以及对1种或2种以上的具有烯属不饱和基的各种聚合性单体进行聚合所得到的聚合物等。
可以对适合导电材料的任意的具有压缩特性的树脂粒子进行设计以及合成,并且可以容易地将树脂粒子的硬度控制为优选的范围,因此所述树脂粒子的材料优选为使1种或2种以上的具有多个烯属不饱和基团的聚合性单体进行聚合而得到的聚合物。
在使具有烯属不饱和基团的聚合性单体进行聚合而得到所述树脂粒子的情况下,作为所述具有烯属不饱和基团的聚合性单体,可列举非交联性的单体以及交联性的单体。
作为所述非交联性的单体,例如可列举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类单体;(甲基)丙烯酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐等含羧基单体;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等(甲基)丙烯酸烷基酯化合物;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含氧原子的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯腈等含腈单体;乙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、月桂酸乙烯及酯、硬脂酸乙烯及酯等酸乙烯基酯化合物;乙烯、丙烯、异戊二烯、丁二烯等不饱和烃;三氟甲基(甲基)丙烯酸酯、五氟乙基(甲基)丙烯酸酯、氯乙烯、氟乙烯、氯苯乙烯等含卤素单体等。
作为所述交联性的单体,例如可列举:四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;(异)氰尿酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯酰胺、二烯丙基醚、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷基苯乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷等含硅烷单体等。
通过利用公知的方法使所述具有烯属不饱和基团的聚合性单体进行聚合而得到所述树脂粒子。作为该方法,例如可列举:在自由基聚合引发剂的存在下进行悬浮聚合的方法;以及使用非交联的种粒使子,使单体与自由基聚合引发剂一起膨润而进行聚合的方法等。
在所述基材粒子为除金属粒子以外的无机粒子或有机无机混合粒子的情况下,作为用于形成所述基材粒子的材料的无机物,可列举:二氧化硅、氧化铝、钛酸钡、氧化锆以及炭黑等。所述无机物优选为非金属。作为所述由二氧化硅形成的粒子,并无特别限定,例如可列举通过对具有2个以上的水解性的烷氧基甲硅烷基的硅化合物进行水解而形成交联聚合物粒子后,根据需要进行烧成所得到的粒子。作为所述有机无机混合粒子,例如可列举由交联的烷氧基硅烷基聚合物以及丙烯酸类树脂形成的有机无机混合粒子等。
所述有机无机混合粒子优选为具有核以及配置于该核的表面上的壳的核壳型有机无机混合粒子。所述核优选为有机核。所述壳优选为无机壳。就更有效地降低电极间的连接电阻的观点出发,所述基材粒子优选为具有有机核以及配置于所述有机核的表面上的无机壳的有机无机混合粒子。
作为所述有机核的材料,可列举所述树脂粒子的材料等。
作为所述无机壳的材料,可列举作为所述基材粒子的材料所列举的无机物。所述无机壳的材料优选为二氧化硅。所述无机壳优选为通过在所述核的表面上,利用溶胶凝胶法将金属烷氧化物制成壳状物,然后,对该壳状物进行烧成而形成。所述金属烷氧化物优选为硅烷烷氧化物。所述无机壳优选为由硅烷烷氧化物形成。
在所述基材粒子为金属粒子的情况下,作为该金属粒子的材料的金属,可列举:银、铜、镍、硅、金及钛等。但是,所述基材粒子优选为非金属粒子。
所述基材粒子的粒径优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为3μm以上,且优选为100μm以下,更优选为60μm以下,进一步优选为50μm以下。若所述基材粒子的粒径为所述下限以上,则导电性粒子与电极的接触面积变大,因此电极间的导通可靠性更进一步变高,可以更进一步有效地降低通过导电性粒子连接的电极间的连接电阻。并且,在基材粒子的表面形成导电部时不易凝聚,不易形成凝聚的导电性粒子。若所述基材粒子的粒径为所述上限以下,则容易充分地压缩导电性粒子,可以更进一步有效地降低通过导电性粒子连接的电极间的连接电阻。
所述基材粒子的粒径特别优选为5μm以上且40μm以下。若所述基材粒子的粒径为5μm以上且40μm以下的范围内,则可进一步缩小电极间之间隔,且即便增厚导电部的厚度,也可以得到较小的导电性粒子。
关于所述基材粒子的粒径,在基材粒子为正球状的情况下,表示直径,在基材粒子不是正球状的情况下,表示最大直径。
所述基材粒子的粒径表示数均粒径。所述基材粒子的粒径使用粒度分布测定装置等求出。基材粒子的粒径优选为通过利用电子显微镜或光学显微镜观察50个任意的基材粒子,算出平均值而求出。在导电性粒子中,在测定所述基材粒子的粒径的情况下,例如可以如下方式进行测定。
以导电性粒子的含量成为30重量%的方式,向Kulzer公司制造的“Technovit4000”添加导电性粒子,使其分散,制备导电性粒子检查用嵌入树脂。以通过分散于检查用嵌入树脂中的导电性粒子的中心附近的方式,使用离子研磨装置(Hitachi High-Technologies株式会社制造的“IM4000”),切割导电性粒子的剖面。然后,使用电场发射型扫描式电子显微镜(FE-SEM),将图像倍率设定为25000倍,随机选择50个导电性粒子,观察各导电性粒子的基材粒子。对各导电性粒子中的基材粒子的粒径进行测量,对这些进行算术平均而设为基材粒子的粒径。
(导电部)
在所述基材粒子的表面上形成导电部的方法,以及在所述基材粒子的表面上或所述第二导电部的表面上形成焊料部的方法并无特别限定。作为形成所述导电部以及所述焊料部的方法,例如可列举:通过无电解镀覆的方法;通过电镀的方法;通过物理碰撞的方法;通过机械化学反应的方法;通过物理蒸镀或物理吸附的方法;以及将金属粉末、或包含金属粉末以及粘合剂的糊剂涂敷于基材粒子表面的方法等。形成所述导电部以及所述焊料部的方法优选为通过无电解镀覆、电镀或物理碰撞的方法。作为所述利用物理蒸镀的方法,可列举:真空蒸镀、离子镀覆以及离子溅射等方法。另外,在所述通过物理碰撞的方法中,例如使用Theta Composer(株式会社德寿工作所制造)等。
所述基材粒子的熔点优选为高于所述导电部以及所述焊料部的熔点。所述基材粒子的熔点优选为超过160℃,更优选为超过300℃,进一步优选为超过400℃,特别优选为超过450℃。需要说明的是,所述基材粒子的熔点可以小于400℃。所述基材粒子的熔点可以以是160℃以下。所述基材粒子的软化点优选为260℃以上。所述基材粒子的软化点可以小于260℃。
所述导电性粒子可具有单层的焊料部。所述导电性粒子可具有多层的导电部(焊料部、第二导电部)。即,在所述导电性粒子中,可以将导电部叠层2层以上。在所述导电部为2层以上的情况下,所述导电性粒子优选为在导电部的外表面部分具有焊料。
所述焊料优选为熔点为450℃以下的金属(低熔点金属)。所述焊料部优选为熔点为450℃以下的金属层(低熔点金属层)。所述低熔点金属层包含低熔点金属的层。所述导电性粒子中的焊料优选为熔点为450℃以下的金属粒子(低熔点金属粒子)。所述低熔点金属粒子包含低熔点金属的粒子。所述低熔点金属表示熔点为450℃以下的金属。所述低熔点金属的熔点优选为300℃以下,更优选为160℃以下。另外,所述导电性粒子中的焊料优选包含锡。在所述焊料部中所包含的金属100重量%中以及所述导电性粒子中的焊料中所包含的金属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。若所述焊料部以及所述导电性粒子中的焊料中所包含的锡的含量为所述下限以上,则导电性粒子与电极的导通可靠性变得更高。
需要说明的是,所述锡的含量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的“ICP-AES”)、或荧光X射线分析装置(株式会社岛津制作所制造的“EDX-800HS”)等进行测定。
通过使用于导电部的外表面部分具有所述焊料的导电性粒子,焊料发生熔融而与电极粘合,焊料使电极间导通。例如,焊料与电极容易进行面接触而非点接触,因此连接电阻变低。另外,通过使用于导电部的外表面部分具有焊料的导电性粒子,焊料与电极的接合强度变高,结果,更进一步不易产生焊料与电极的剥离,导通可靠性有效地变高。
构成所述焊料部以及所述焊料的低熔点金属并无特别限定。该低熔点金属优选为锡、或包含锡的合金。作为该合金,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。从对电极的润湿性优异的方面出发,所述低熔点金属优选为锡、锡-银合金、锡-银-铜合金、锡-铋合金、锡-铟合金。更优选为锡-铋合金、锡-铟合金。
构成所述焊料(焊料部)的材料优选为基在JIS Z3001:焊接用语,液相线为450℃以下的填充材料。作为所述焊料的组成,例如可列举包含锌、金、银、铅、铜、锡、铋、铟等的金属组成。优选为低熔点且无铅的锡-铟系(117℃共晶)或锡-铋系(139℃共晶)。即,所述焊料优选不包含铅,优选包含锡以及铟的焊料、或包含锡以及铋的焊料。
为了更进一步提高焊料部或导电性粒子中的焊料与电极的粘合强度,所述导电性粒子中的焊料可以包含镍、铜、锑、铝、锌、铁、金、钛、磷、锗、碲、钴、铋、锰、铬、钼、钯等金属。另外,从进一步提高焊料部或导电性粒子中的焊料与电极的粘合强度的观点出发,所述导电性粒子中的焊料优选为包含镍、铜、锑、铝或锌。从更进一步提高焊料部或导电性粒子中的焊料与电极的粘合强度的观点出发,用于提高粘合强度的这些金属的含量在所述导电性粒子中的焊料100重量%中,优选为0.0001重量%以上,且优选为1重量%以下。
所述第二导电部的熔点优选为高于所述焊料部的熔点。所述第二导电部的熔点优选为超过160℃,更优选为超过300℃,进一步优选为超过400℃,并且更优选为超过450℃,特别优选为超过500℃,最优选为超过600℃。所述焊料部由于熔点较低,因此在导电连接时熔融。优选为所述第二导电部在导电连接时不熔融。所述导电性粒子优选为使焊料熔融而使用,优选为使所述焊料部熔融而使用,优选为使所述焊料部熔融且不使所述第二导电部熔融而使用。通过所述第二导电部的熔点高于所述焊料部的熔点,在导电连接时,可仅使所述焊料部熔融而不使所述第二导电部熔融,。
所述焊料部的熔点与所述第二导电部的熔点之差的绝对值超过0℃,优选为5℃以上,更优选为10℃以上,进一步优选为30℃以上,特别优选为50℃以上,最优选为100℃以上。
所述第二导电部优选为包含金属。构成所述第二导电部的金属并无特别限定。作为该金属,例如可列举:金、银、铜、铂、钯、锌、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、锗以及镉以及它们的合金等。另外,作为所述金属,可以使用掺杂锡的氧化铟(ITO)。所述金属可单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
所述第二导电部优选为镍层、钯层、铜层或金层,更优选为镍层、金层或铜层,进一步优选为铜层。导电性粒子优选为具有镍层、钯层、铜层或金层,更优选为具有镍层、金层或铜层,进一步优选为具有铜层。通过将具有这些优选的导电部的导电性粒子用于电极间的连接,电极间的连接电阻更进一步变低。另外,在这些优选的导电部的表面,可更进一步容易地形成焊料部。
所述焊料部的厚度优选为0.005μm以上,更优选为0.01μm以上,且优选为10μm以下,更优选为1μm以下,进一步优选为0.3μm以下。若焊料部的厚度为所述下限以上以及所述上限以下,则可得到充分的导电性,且导电性粒子不会变得过硬,在电极间的连接时导电性粒子充分地变形。
所述导电性粒子的粒径优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为3μm以上,且优选为100μm以下,更优选为60μm以下,进一步优选为50μm以下,特别优选为40μm以下。若所述导电性粒子的粒径为所述下限以上以及所述上限以下,则可以使导电性粒子中的焊料更进一步有效地配置在电极上,容易使导电性粒子中的焊料较多地配置于电极间,导通可靠性更进一步变得更高。
所述导电性粒子的粒径优选为平均粒径,更优选为数均粒径。导电性粒子的平均粒径例如通过利用电子显微镜或光学显微镜观察50个任意的导电性粒子,算出平均值,或者进行激光衍射粒度分布测定而求出。
所述导电性粒子的粒径的CV值优选为5%以上,更优选为10%以上,且优选为40%以下,更优选为30%以下。若所述粒径的CV值为所述下限以上以及所述上限以下,则可以更进一步有效地将焊料配置在电极上。但是,所述导电性粒子的粒径的CV值可以小于5%。
所述导电性粒子的粒径的CV值(变异系数)可以如下方式进行测定。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:导电性粒子的粒径的标准偏差
Dn:导电性粒子的粒径的平均值
所述导电性粒子的形状并无特别限定。所述导电性粒子的形状可以是球状,可以以是扁平状等球状以外的形状。
在所述导电材料100重量%中,所述导电性粒子的含量优选为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95重量%以下,更优选为90重量%以下,进一步优选为85重量%以下。在所述导电材料100重量%中,所述导电性粒子的含量可以低于80重量%。若所述导电性粒子的含量为所述下限以上以及所述上限以下,则可以更进一步有效地将导电性粒子中的焊料配置在电极上,容易将导电性粒子中的焊料较多地配置在电极间,导通可靠性更进一步变高。从更进一步提高导通可靠性的观点出发,优选为所述导电性粒子的含量较多。
(热固化性化合物)
本发明的导电材料包含热固化性化合物。所述热固化性化合物是可通过加热而固化的化合物。作为所述热固化性化合物,可列举:氧杂环丁烷化合物、环氧化合物、环硫化合物、(甲基)丙烯酸类化合物、酚化合物、氨基化合物、不饱和聚酯化合物、聚胺酯化合物、聚硅氧化合物以及聚酰亚胺化合物等。从使导电材料的固化性以及粘度更进一步良好,并更进一步提高导通可靠性的观点出发,优选为环氧化合物或环硫化合物,更优选为环氧化合物。所述导电材料优选为包含环氧化合物。所述热固化性化合物可单独使用1种,可以组合使用2种以上。
作为所述环氧化合物,优选为间苯二酚型环氧化合物、萘型环氧化合物、联苯型环氧化合物、二苯甲酮型环氧化合物、酚醛清漆型环氧化合物等芳香族环氧化合物。所述环氧化合物的熔融温度优选为焊料的熔点以下。所述环氧化合物的熔融温度优选为100℃以下,更优选为80℃以下,进一步优选为40℃以下。通过使用所述优选的环氧化合物,在贴合连接对象部件的阶段,在粘度较高,通过搬运等的冲击而赋予加速度时,可抑制第一连接对象部件与第二连接对象部件的位置偏移。并且,通过固化时的热,可大幅降低粘度,可有效率地进行导电性粒子中的焊料的凝聚。
在所述导电材料100重量%中,所述热固化性化合物的含量优选为5重量%以上,更优选为8重量%以上,进一步优选为10重量%以上,且优选为60重量%以下,更优选为55重量%以下,进一步优选为50重量%以下,特别优选为40重量%以下。若所述热固化性化合物的含量为所述下限以上以及所述上限以下,则可将导电性粒子中的焊料更有效地配置于电极上,进一步抑制电极间的位置偏移,进一步提高电极间的导通可靠性。
(热固化剂)
所述导电材料优选为包含热固化剂。所述导电材料优选为与所述热固化性化合物一起包含热固化剂。所述热固化剂使所述热固化性化合物进行热固化。作为所述热固化剂,有咪唑固化剂、苯酚固化剂、硫醇固化剂、胺固化剂、酸酐固化剂、热阳离子固化剂以及热自由基产生剂等。所述热固化剂可以单独使用1种,可以组合使用2种以上。
从可以使导电材料在低温下更快速地固化的观点出发,所述热固化剂优选为咪唑固化剂、硫醇固化剂或胺固化剂。另外,从提高所述热固化性化合物与所述热固化剂混合时的保存稳定性的观点出发,所述热固化剂优选为潜伏性的固化剂。潜伏性的固化剂优选为潜伏性咪唑固化剂、潜伏性硫醇固化剂或潜伏性胺固化剂。需要说明的是,所述热固化剂可以被聚胺酯树脂或聚酯树脂等高分子物质包覆。
所述咪唑固化剂并无特别限定。作为所述咪唑固化剂,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-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-均三嗪以及2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物等。
所述硫醇固化剂并无特别限定。作为所述硫醇固化剂,可列举:三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯以及二季戊四醇六-3-巯基丙酸酯等。
所述胺固化剂并无特别限定。作为所述胺固化剂,可列举:三氟化硼-胺络合物、六亚甲基二胺、八亚甲基二胺、十亚甲基二胺、3,9-双(3-胺基丙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一碳烷、双(4-氨基环己基)甲烷、间苯二胺以及二胺基二苯基砜等。
所述热阳离子固化剂并无特别限定。作为所述热阳离子固化剂,可列举:碘鎓类阳离子固化剂、氧鎓类阳离子固化剂以及锍类阳离子固化剂等。作为所述碘鎓类阳离子固化剂,可列举:双(4-叔丁基苯基)錪六氟磷酸盐等。作为所述氧鎓类阳离子固化剂,可列举三甲基氧鎓四氟硼酸盐等。作为所述锍类阳离子固化剂,可列举三-对甲苯基锍六氟磷酸盐等。
所述热自由基产生剂并无特别限定。作为所述热自由基产生剂,可列举偶氮化合物以及有机过氧化物等。作为所述偶氮化合物,可列举偶氮二异丁腈(AIBN)等。作为所述有机过氧化物,可列举二-叔丁基过氧化物以及甲基乙基酮过氧化物等。
所述热固化剂的反应开始温度优选为50℃以上,更优选为60℃以上,进一步优选为70℃以上,且优选为250℃以下,更优选为200℃以下,进一步优选为190℃以下,特别优选为180℃以下。若所述热固化剂的反应开始温度为所述下限以上以及所述上限以下,则焊料更进一步有效地配置于电极上。
所述热固化剂的含量并无特别限定。相对于所述热固化性化合物100重量份,所述热固化剂的含量优选为0.01重量份以上,更优选为1重量份以上,且优选为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。若所述热固化剂的含量为所述下限以上,则容易使热固化性化合物充分地固化。若所述热固化剂的含量为所述上限以下,则在固化后不易残存未参与固化的剩余的热固化剂,且固化物的耐热性更进一步提高。
(助焊剂)
本发明的导电材料包含助焊剂。本发明的导电材料优选为可具备不存在具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂的构成(第1a构成)。本发明的导电材料优选为可具备在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂以小于10%的个数存在的构成(第1b构成)。本发明的导电材料优选为具备从所述导电材料去除所述导电性粒子后的组合物为胶体,所述助焊剂以胶体粒子的形式存在的构成(第二构成)。
在所述导电材料具备所述第1a构成的情况下,优选为不存在具有所述助焊剂平均粒径的1.8倍以上的粒径的助焊剂,更优选为不存在具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂。若所述助焊剂的平均粒径满足所述优选的条件,则可更进一步提高保存稳定性,可更进一步提高焊料的凝聚性,并且,可进一步提高固化物的耐热性。
在所述导电材料具备所述第1b构成的情况下,优选为在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂以8%以下的个数存在。更优选为在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂以6%以下的个数存在。若具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂的个数的比率为所述上限以下,则可以更进一步提高保存稳定性,可以更进一步提高焊料的凝聚性,并且,可以更进一步提高固化物的耐热性。
优选为不存在具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂,或者,在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂以小于20%的个数存在。优选在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂以小于20%的个数存在。更优选在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂以10%以下的个数存在。进一步优选在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂以5%以下的个数存在。若具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂的个数的比率小于所述上限且为所述上限以下,则可以更进一步提高保存稳定性,可以更进一步提高焊料的凝聚性,并且,可以更进一步提高固化物的耐热性。
从更进一步有效地提高保存稳定性的观点出发,及从更进一步有效地提高焊料的凝聚性的观点出发,以及从更进一步有效地提高固化物的耐热性的观点出发,所述助焊剂的平均粒径优选为1μm以下,更优选为小于1μm,进一步优选为0.8μm以下。所述助焊剂平均粒径的下限并无特别限定。所述助焊剂的平均粒径也可以是0.1μm以上。
关于所述助焊剂的粒径,在助焊剂为正球状的情况下,表示直径,在助焊剂为非正球状的情况下,表示最大直径。
所述助焊剂的平均粒径表示数均粒径。所述助焊剂的粒径优选为通过利用电子显微镜观察50个任意的助焊剂,算出平均值而求出。
从更进一步有效地提高保存稳定性的观点、更进一步有效地提高焊料的凝聚性的观点以及更进一步有效地提高固化物的耐热性的观点出发,所述助焊剂的粒径的CV值(变异系数)优选为40%以下,更优选为20%以下。所述助焊剂的粒径的CV值的下限并无特别限定。所述助焊剂的粒径的CV值可以是0.01%以上。
所述助焊剂的粒径的CV值(变异系数)可以如下方式进行测定。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:助焊剂的粒径的标准偏差
Dn:助焊剂的粒径的平均值
所述助焊剂的形状并无特别限定。所述助焊剂的形状可以是球状,也可以是扁平状等球状以外的形状。
在所述导电材料具备所述第二构成的情况下,从所述导电材料去除所述导电性粒子后的组合物为胶体。从更进一步有效地提高保存稳定性的观点、更进一步有效地提高焊料的凝聚性的观点以及更进一步有效地提高固化物的耐热性的观点出发,所述组合物优选为组合物的整体为胶体。所述组合物只要包含作为胶体的部分即可,可以并非组合物的整体为胶体。
在所述导电材料具备所述第二构成的情况下,所述助焊剂以胶体粒子的形式存在。从更进一步有效地提高保存稳定性的观点、更进一步有效地提高焊料的凝聚性的观点以及更进一步有效地提高固化物的耐热性的观点出发,所述助焊剂优选为胶体粒子,所述助焊剂更优选为在所述组合物中具有所述平均粒径的胶体粒子。从更进一步有效地提高保存稳定性的观点、更进一步有效地提高焊料的凝聚性的观点以及更进一步有效地提高固化物的耐热性的观点出发,所述助焊剂优选为分散于所述组合物中,所述助焊剂更优选为均匀地分散于所述组合物中。在所述导电材料中,优选为助焊剂的总个数的20%以上为胶体粒子。在所述导电材料中,只要助焊剂的一部分为胶体粒子即可,可以并非所有助焊剂为胶体粒子。
作为确认所述组合物为胶体的方法,可列举使用所述组合物、或所述组合物与所述助焊剂不会发生溶解的溶剂的混合物,观察廷德尔现象的方法等。
作为所述助焊剂,例如可列举:氯化锌、氯化锌与无机卤化物的混合物、氯化锌与无机酸的混合物、熔融盐、磷酸、磷酸的衍生物、有机卤化物、肼、有机酸以及松脂等。所述助焊剂可以单独使用1种,可以组合使用2种以上。
作为所述熔融盐,可列举氯化铵等。作为所述有机酸,可列举:乳酸、柠檬酸、硬脂酸、谷氨酸、苹果酸以及戊二酸等。作为所述松脂,可列举活化松脂以及非活化松脂等。所述助焊剂优选为具有2个以上的羧基的有机酸或松脂。所述助焊剂可以是具有2个以上的羧基的有机酸,也可以是松脂。通过使用具有2个以上的羧基的有机酸、或松脂,电极间的导通可靠性更进一步提高。
所述松脂类以松香酸作为主成分的松脂类。所述助焊剂优选为松脂类,更优选为松香酸。通过使用该优选的助焊剂,电极间的导通可靠性更进一步提高。
所述助焊剂的熔点(活性温度)优选为50℃以上,更优选为70℃以上,进一步优选为80℃以上,且优选为200℃以下,更优选为190℃以下,更进一步优选为160℃以下,进一步优选为150℃以下,并且更进一步优选为140℃以下。若所述助焊剂的熔点(活性温度)为所述下限以上以及所述上限以下,则更进一步有效地发挥助焊剂效果,导电性粒子中的焊料更进一步有效地配置于电极上。所述助焊剂的熔点(活性温度)优选为60℃以上且190℃以下。所述助焊剂的熔点(活性温度)特别优选为80℃以上且140℃以下。
作为助焊剂的活性温度(熔点)为60℃以上且190℃以下的所述助焊剂,可列举:丁二酸(熔点186℃)、戊二酸(熔点96℃)、己二酸(熔点152℃)、庚二酸(熔点104℃)、辛二酸(熔点142℃)等二羧酸、苯甲酸(熔点122℃)以及苹果酸(熔点130℃)等。
另外,所述助焊剂的沸点优选为200℃以下。
所述助焊剂优选为通过加热而释放阳离子的助焊剂。通过使用通过加热而释放阳离子的助焊剂,可将导电性粒子中的焊料更有效地配置于电极上。
作为所述通过加热而释出阳离子的助焊剂,可列举所述热阳离子固化剂。
所述助焊剂进一步优选为酸化合物与碱化合物的盐。所述酸化合物优选为具有清洗金属的表面的效果,所述碱化合物优选为具有中和所述酸化合物的作用。所述助焊剂优选为所述酸化合物与所述碱化合物的中和反应物。所述助焊剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
从在电极上更进一步有效地配置导电性粒子中的焊料的观点出发,所述助焊剂的熔点优选为低于所述导电性粒子中的焊料的熔点,更优选为低5℃以上,进一步优选为低10℃以上。但是,所述助焊剂的熔点可以高于所述导电性粒子中的焊料的熔点。通常,所述导电材料的使用温度为所述导电性粒子中的焊料的熔点以上,若所述助焊剂的熔点为所述导电材料的使用温度以下,则即便所述助焊剂的熔点高于所述导电性粒子中的焊料的熔点,所述助焊剂可以充分地发挥作为助焊剂的性能。例如在导电材料的使用温度为150℃以上,包含导电性粒子中的焊料(Sn42Bi58:熔点139℃)以及作为苹果酸与苄基胺的盐的助焊剂(熔点146℃)的导电材料中,所述作为苹果酸与苄基胺的盐的助焊剂充分地表现出助焊剂作用。
从将导电性粒子中的焊料更进一步有效地配置于电极上的观点出发,所述助焊剂的熔点优选为低于所述热固化剂的反应开始温度,更优选为低5℃以上,进一步优选为低10℃以上。
所述酸化合物优选为具有羧基的有机化合物。作为所述酸化合物,可列举:作为脂肪族类羧酸的丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、柠檬酸、苹果酸;作为环状脂肪族羧酸的环己基羧酸、1,4-环己基二羧酸;作为芳香族羧酸的间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三甲酸以及乙二胺四乙酸等。所述酸化合物优选为戊二酸、壬二酸或苹果酸。
所述碱化合物优选为具有氨基的有机化合物。作为所述碱化合物,可列举:二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、环己基胺、二环己基胺、苄基胺、二苯甲基胺、2-甲基苄基胺、3-甲基苄基胺、4-叔丁基苄基胺、N-甲基苄基胺、N-乙基苄基胺、N-苯基苄基胺、N-叔丁基苄基胺、N-异丙基苄基胺、N,N-二甲基苄基胺、咪唑化合物以及三唑化合物。所述碱化合物优选为苄基胺、2-甲基苄基胺或3-甲基苄基胺。
所述助焊剂可分散于导电材料中,可以附着于导电性粒子的表面上。从更进一步有效地提高助焊剂效果的观点出发,所述助焊剂优选为附着于导电性粒子的表面上。
满足所述第1a构成、所述第1b构成以及所述第二构成的助焊剂例如可通过使固体助焊剂熔融,然后,使其重析出而得到。优选为平稳地进行重析出。得到所述助焊剂的方法优选为将固体助焊剂加热至熔点以上,使助焊剂完全熔融的方法。得到所述助焊剂的方法优选为使熔融的助焊剂缓慢再析出的方法。通过所述方法,可简便地得到具有所述平均粒径的均一的助焊剂。
作为得到平均粒径相对较小的助焊剂的其他方法,例如可列举将固体助焊剂粉碎的方法。然而,在将固体助焊剂粉碎的方法中,减小助焊剂的平均粒径有极限,难以得到具有所述平均粒径的助焊剂。并且,在将助焊剂粉碎后,助焊剂彼此凝聚,容易成为不均一的助焊剂。不均的助焊剂(粉碎的助焊剂)难以均匀地分散于导电材料中,在使用不均一的助焊剂的情况下,为了提高焊料的凝聚性,导电材料中的助焊剂的含量容易变得相对较多。结果,导电材料的保存稳定性降低,导电材料的固化物的耐热性降低,难以得到本发明的效果。因此,所述助焊剂优选为通过将固体助焊剂粉碎的方法以外的方法得到,优选为通过使重析出速度相对较慢的固体助焊剂熔融,然后使其进行重析出而得到。
从更进一步有效地提高保存稳定性,更进一步有效地提高焊料的凝聚性的观点以及更进一步有效地提高固化物的耐热性的观点出发,相对于所述热固化性化合物100重量份,所述助焊剂的含量优选为1重量份以上,更优选为2重量份以上,且优选为20重量份以下,更优选为15重量份以下。
从更进一步有效地提高保存稳定性的观点、更进一步有效地提高焊料的凝聚性的观点以及更进一步有效地提高固化物的耐热性的观点出发,在所述导电材料100重量%中,所述助焊剂的含量优选为0.05重量%以上,更优选为2重量%以上,且优选为20重量%以下,更优选为15重量%以下。另外,若所述助焊剂的含量为所述下限以上以及所述上限以下,则更进一步不易在导电性粒子中的焊料以及电极的表面形成氧化覆膜,并且,可以更进一步有效地去除形成在导电性粒子中的焊料以及电极的表面的氧化覆膜。
(填料)
在所述导电材料中,可以添加填料。填料可以是有机填料,也可以是无机填料。通过添加填料,可以使导电性粒子均匀地凝聚于基板的全部电极上。
所述导电材料优选不包含所述填料,或者以5重量%以下包含所述填料。在使用结晶性热固化性化合物的情况下,填料的含量越少,则焊料越容易移动至电极上。
在所述导电材料100重量%中,所述填料的含量优选为0重量%(不含有)以上,且优选为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。若所述填料的含量为所述下限以上以及所述上限以下,则导电性粒子更进一步有效地配置于电极上。
(其他成分)
所述导电材料可以根据需要,例如包含填充剂、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、防静电剂以及阻燃剂等各种添加剂。
(连接结构体)
本发明的连接结构体具备:第一连接对象部件,其在表面具有第一电极;第二连接对象部件,其在表面具有第二电极;以及连接部,其将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接在一起。在本发明的连接结构体中,所述连接部的材料为所述导电材料。在本发明的连接结构体中,所述连接部为所述导电材料的固化物。在本发明的连接结构体中,所述连接部由所述导电材料形成。在本发明的连接结构体中,所述第一电极与所述第二电极通过所述连接部中的焊料部实现了电连接。
在本发明的连接结构体中,使用特定的导电材料,因此导电性粒子中的焊料容易聚集于第一电极与第二电极之间,可将焊料有效地配置于电极(线)上。另外,焊料的一部分不易配置于未形成电极的区域(间隙),可使配置于未形成电极的区域的焊料的量相当少。因此,可提高第一电极与第二电极之间的导通可靠性。而且,可防止不应连接的横向邻接的电极间的电连接,可提高绝缘可靠性。
另外,为了将导电性粒子中的焊料有效地配置于电极上,且使配置于未形成电极的区域的焊料的量相当少,所述导电材料优选为使用导电糊剂而非导电膜。
电极间的焊料部的厚度优选为10μm以上,更优选为20μm以上,且优选为100μm以下,更优选为80μm以下。电极的表面上的焊料润湿面积(露出电极的面积100%中的焊料接触的面积)优选为50%以上,更优选为60%以上,进一步优选为70%以上,且优选为100%以下。
以下,一边参照图式,一边说明本发明的具体的实施方式。
图1是示意性地表示使用本发明的一个实施方式的导电材料所得到的连接结构体的截面图。
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以及将第一连接对象部件2与第二连接对象部件3连接的连接部4。连接部4由所述导电材料形成。在本实施方式中,导电材料包含导电性粒子、热固化性化合物以及助焊剂。在本实施方式中,包含焊料粒子作为所述导电性粒子。将所述热固化性化合物、所述热固化剂以及所述助焊剂称为热固化性成分。
连接部4具有:焊料部4A,其是多个焊料粒子聚集并相互粘合而成;以及固化物部4B,其是热固化性成分进行热固化而成。
第一连接对象部件2是在表面(上表面)具有多个第一电极2a。第二连接对象部件3是在表面(下表面)具有多个第二电极3a。第一电极2a与第二电极3a通过焊料部4A实现了电连接。因此,第一连接对象部件2与第二连接对象部件3通过焊料部4A实现了电连接。需要说明的是,在连接部4中,在与聚集于第一电极2a与第二电极3a之间的焊料部4A不同的区域(固化物部4B部分)不存在焊料。就与焊料部4A不同的区域(固化物部4B部分)而言,不存在与焊料部4A分离的焊料。需要说明的是,若为少量,则可以在与聚集在第一电极2a与第二电极3a之间的焊料部4A不同的区域(固化物部4B部分)存在焊料。
如图1所示,在连接结构体1中,多个焊料粒子聚集于第一电极2a与第二电极3a之间,多个焊料粒子熔融后,焊料粒子的熔融物在电极的表面润湿扩散后进行固化,形成焊料部4A。因此,焊料部4A与第一电极2a以及焊料部4A与第二电极3a的连接面积变大。即,通过使用焊料粒子,与使用导电部的外表面部分为镍、金或铜等金属的导电性粒子的情况相比,焊料部4A与第一电极2a以及焊料部4A与第二电极3a的接触面积变大。因此,连接结构体1中的导通可靠性以及连接可靠性变高。需要说明的是,导电材料中所包含的助焊剂一般通过加热逐渐失活。
需要说明的是,在图1所示的连接结构体1中,焊料部4A的全部位于第一电极2a、第二电极3a之间的对置区域。就图3所示的变化例的连接结构体1X而言,仅连接部4X与图1所示的连接结构体1不同。连接部4X具有焊料部4XA以及固化物部4XB。如连接结构体1X,大量焊料部4XA位于第一电极2a、第二电极3a对置的区域,焊料部4XA的一部分可以从第一电极2a、第二电极3a对置的区域向侧方溢出。从第一电极2a、第二电极3a对置的区域向侧方溢出的焊料部4XA是焊料部4XA的一部分,不是从焊料部4XA脱离的焊料。需要说明的是,在本实施方式中,可以减少从焊料部脱离的焊料的量,但脱离焊料部的焊料可以存在于固化物部中。
如果减少焊料粒子的使用量,则容易得到连接结构体1。如果增多焊料粒子的使用量,则容易得到连接结构体1X。
在所述第一电极、所述连接部以及所述第二电极的叠层方向上观察所述第一电极与所述第二电极对置的部分。在此情况下,从更进一步提高导通可靠性的观点出发,优选在所述第一电极与所述第二电极对置的部分的面积100%中的50%以上(更优选为60%以上,进一步优选为70%以上,特别优选为80%以上,最优选为90%以上)配置有所述连接部中的焊料部。
其次,说明使用了本发明的一个实施方式的导电材料制造连接结构体1的方法的一个例子。
首先,准备在表面(上表面)具有第一电极2a的第一连接对象部件2。其次,如图2(a)所示,在第一连接对象部件2的表面上配置包含热固化性成分11B以及多个焊料粒子11A的导电材料11(第一步骤)。导电材料11包含热固化性化合物、热固化剂以及助焊剂作为热固化性成分11B。
在第一连接对象部件2的设置有第一电极2a的表面上配置导电材料11。在配置导电材料11后,焊料粒子11A配置于第一电极2a(线)上以及未形成第一电极2a的区域(间隙)上这两者上。
作为导电材料11的配置方法,并无特别限定,可列举:通过点胶机的涂布、网版印刷以及通过喷墨装置的喷出等。
另外,准备在表面(下表面)具有第二电极3a的第二连接对象部件3。其次,如图2(b)所示,在第一连接对象部件2的表面上的导电材料11中,在导电材料11的与第一连接对象部件2侧相反的一侧的表面上配置第二连接对象部件3(第二步骤)。在导电材料11的表面上,从第二电极3a侧配置第二连接对象部件3。此时,使第一电极2a与第二电极3a对向。
其次,将导电材料11加热至焊料粒子11A的熔点以上(第三步骤)。优选为将导电材料11加热至热固化性成分11B(热固化性化合物)的固化温度以上。在该加热时,存在于未形成电极的区域的焊料粒子11A聚集于第一电极2a与第二电极3a之间(自凝聚效果)。在使用导电糊剂而非导电膜的情况下,焊料粒子11A更有效地聚集在第一电极2a与第二电极3a之间。另外,焊料粒子11A进行熔融,相互粘合。另外,热固化性成分11B进行热固化。其结果为如图2(c)所示,将第一连接对象部件2与第二连接对象部件3连接的连接部4由导电材料11形成。由导电材料11形成连接部4,通过多个焊料粒子11A粘合而形成焊料部4A,通过热固化性成分11B进行热固化而形成固化物部4B。若焊料粒子11A充分地移动,则从使没有位于第一电极2a与第二电极3a之间的焊料粒子11A的移动开始直到焊料粒子11A移动到第一电极2a与第二电极3a之间完成,可以不将温度保持为一定。
在本实施方式中,优选在所述第二步骤以及所述第三步骤中不进行加压。在此情况下,第二连接对象部件3的重量施加至导电材料11。因此,在形成连接部4时,焊料粒子11A更有效地聚集于第一电极2a与第二电极3a之间。需要说明的是,若在所述第二步骤以及所述第三步骤中的至少一个步骤中进行加压,则对焊料粒子11A聚集于第一电极2a与第二电极3a之间的作用进行阻碍的倾向变高。
在将第二连接对象部件重叠于涂布有导电材料的第一连接对象部件时,有在第一连接对象部件的电极与第二连接对象部件的电极的对准偏移的状态下,有时使第一连接对象部件与第二连接对象部件重叠。在本实施方式中,不进行加压,因此可修正该偏移,使第一连接对象部件的电极与第二连接对象部件的电极连接(自对准效果)。这是因为,在第一连接对象部件的电极与第二连接对象部件的电极之间发生了自凝聚的熔融的焊料中,第一连接对象部件的电极与第二连接对象部件的电极之间的焊料与导电材料的其他成分相接触的面积为最小时能量稳定。因此,形成使其成为最小面积的连接结构即对准的连接结构的力发挥作用。此时,优选导电材料不进行固化,并且在该温度、时间被导电材料的导电性粒子以外的成分的粘度充分低。
焊料的熔点下的导电材料的粘度优选为50Pa·s以下,更优选为10Pa·s以下,进一步优选为1Pa·s以下,且优选为0.1Pa·s以上,更优选为0.2Pa·s以上。若所述粘度为所述上限以下,则可以使导电性粒子中的焊料有效地凝聚。若所述粘度为所述下限以上,则可以抑制连接部的孔隙,抑制导电材料向连接部以外的溢出。
焊料的熔点下的导电材料的粘度以如下方式进行测定。
所述焊料的熔点下的导电材料的粘度可使用STRESSTECH
(REOLOGICA公司制造)等,在应变控制1rad、频率1Hz、升温速度20℃/分钟、测定温度范围25~200℃(其中,在焊料的熔点超过200℃的情况下,将温度上限设为焊料的熔点)的条件下进行测定。根据测定结果,评价焊料的熔点(℃)下的粘度。
如上所述,得到图1所示的连接结构体1。需要说明的是,可连续进行所述第二步骤以及所述第三步骤。另外,可以在进行所述第二步骤后,使所得到的第一连接对象部件2、导电材料11以及第二连接对象部件3的叠层体向加热部移动,进行所述第三步骤。为了进行所述加热,可在加热部件上配置所述叠层体,可以在经加热的空间内配置所述叠层体。
所述第三步骤中的所述加热温度优选为140℃以上,更优选为160℃以上,且优选为450℃以下,更优选为250℃以下,进一步优选为200℃以下。
作为所述第三步骤中的加热方法,可列举如下方法:使用回流炉或使用烘箱将连接结构体整体加热至导电性粒子中的焊料的熔点以上以及热固化性成分的固化温度以上;或者仅局部地对连接结构体的连接部进行加热。
作为局部地进行加热的方法中所使用的器具,可列举:加热板、赋予热风的热风枪、烙铁以及红外线加热器等。
另外,在通过加热板局部地进行加热时,优选为连接部正下方通过导热性较高的金属形成加热板上表面,其他优选为不进行加热的部位通过氟树脂等导热性较低的材质形成加热板上表面。
所述第一连接对象部件、第二连接对象部件并无特别限定。作为所述第一连接对象部件、第二连接对象部件,具体而言,可列举:半导体芯片、半导体封装体、LED芯片、LED封装体、电容器以及二极管等电子零件;以及树脂膜、印刷基板、挠性印刷基板、挠性扁平线缆、刚挠结合基板、玻璃环氧基板以及玻璃基板等电路基板等电子零件等。所述第一、第二连接对象部件优选为电子零件。
优选为所述第一连接对象部件以及所述第二连接对象部件中的至少一者为树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平线缆或刚挠结合基板。优选为所述第一连接对象部件以及所述第二连接对象部件中的至少一者为树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平线缆或刚挠结合基板。树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平线缆以及刚挠结合基板具有挠性较高且相对轻质的性质。在于该连接对象部件的连接中使用导电膜的情况下,有焊料难以聚集在电极上的倾向。相对于此,通过使用导电糊剂,即便使用树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平线缆或刚挠结合基板,可以将焊料有效地聚集在电极上,由此可充分地提高电极间的导通可靠性。在使用树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平线缆或刚挠结合基板的情况下,与使用半导体芯片等其他连接对象部件的情况相比,更进一步有效地得到由不进行加压所带来的电极间的导通可靠性的提升效果。
作为设置于所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、钼电极、银电极、SUS电极以及钨电极等金属电极。在所述连接对象部件为挠性印刷基板的情况下,所述电极优选为金电极、镍电极、锡电极、银电极或铜电极。在所述连接对象部件为玻璃基板的情况下,所述电极优选为铝电极、铜电极、钼电极、银电极或钨电极。需要说明的是,在所述电极为铝电极的情况下,可以是仅由铝形成的电极,也可以是在金属氧化物层的表面叠层有铝层的电极。作为所述金属氧化物层的材料,可列举:掺杂有三价金属元素的氧化铟;以及掺杂有三价金属元素的氧化锌等。作为所述三价金属元素,可列举:Sn、Al以及Ga等。
以下,列举实施例以及比较例,具体地说明本发明。本发明并不仅限定在以下的实施例。
热固化性化合物:
Mitsubishi Chemical株式会社制造的“jER 152”,环氧树脂
热固化剂(热固化促进剂(催化剂)):
Stella Chemifa株式会社制造的“BF3-MEA”,三氟化硼-单乙基胺络合物导电性粒子:
三井金属矿业株式会社制造的“Sn42Bi58(DS-10)”
助焊剂:
(1)助焊剂1
助焊剂1的制备方法:
在玻璃瓶中放入作为反应溶剂的水24g以及戊二酸(和光纯药工业株式会社制造)13.212g,在室温下使这些溶解直至变得均匀。其后,放入苄基胺(和光纯药工业株式会社制造)10.715g,搅拌约5分钟,得到混合液。将所得到的混合液放入至5~10℃的冰箱中,放置一晚。通过过滤而分取析出的晶体,通过水进行清洗,进行真空干燥。将干燥的晶体在140℃下加热15分钟使其完全熔融,在25℃下用30分钟缓慢使其重析出,由此得到助焊剂1。
(2)助焊剂2
助焊剂2的制备方法:
在玻璃瓶中放入作为反应溶剂的水24g以及戊二酸(和光纯药工业株式会社制造)13.212g,在室温下使这些溶解直至变得均匀。其后,放入苄基胺(和光纯药工业株式会社制造)10.715g,搅拌约5分钟,得到混合液。将所得到的混合液放入至5~10℃的冰箱中,放置一晚。通过过滤而分取析出的晶体,通过水进行清洗,进行真空干燥。将干燥的晶体在160℃下加热5分钟使其完全熔融,在25℃下历时30分钟缓慢使其重析出,由此得到助焊剂2。
(3)助焊剂3
助焊剂3的制备方法:
在玻璃瓶中放入作为反应溶剂的水24g以及戊二酸(和光纯药工业株式会社制造)13.212g,在室温下使这些溶解直至变得均匀。然后,放入苄基胺(和光纯药工业公司制造)10.715g,搅拌约5分钟,得到混合液。将所得到的混合液放入至5~10℃的冰箱中,放置一晚。通过过滤而分取析出的晶体,通过水进行清洗,进行真空干燥。通过研钵将干燥的晶体粉碎,由此得到助焊剂3。
(4)助焊剂4
助焊剂4的制备方法:
在玻璃瓶中放入作为反应溶剂的水24g以及戊二酸(和光纯药工业株式会社制造)13.212g,在室温下使这些溶解直至变得均匀。然后,放入苄基胺(和光纯药工业株式会社制造)10.715g,搅拌约5分钟,得到混合液。将所得到的混合液放入至5~10℃的冰箱中,放置一晚。通过过滤而分取析出的晶体,通过水进行清洗,进行真空干燥。通过NisshinEngineering株式会社制造的喷射磨机粉碎机将干燥的晶体粉碎,由此得到助焊剂4。
(实施例1~2以及比较例1~3)
(1)导电材料(各向异性导电糊剂)的制备
以下述表1所示的混合量混合下述表1所示的成分,得到导电材料(各向异性导电糊剂)。
(2)第一连接结构体(L/S=50μm/50μm)的制备
使用刚制备后的导电材料(各向异性导电糊剂),以如下方式制备第一连接结构体。
准备L/S为50μm/50μm,在上表面具有电极长度3mm的铜电极图案(铜电极的厚度12μm)的玻璃环氧基板(FR-4基板)(第一连接对象部件)。另外,准备L/S为50μm/50μm,在下表面具有电极长度3mm的铜电极图案(铜电极的厚度12μm)的挠性印刷基板(第二连接对象部件)。
所述玻璃环氧基板与所述挠性印刷基板的重叠面积设为1.5cm×3mm,所连接的电极数设为75对。
在所述玻璃环氧基板的上表面,在玻璃环氧基板的电极上以成为厚度100μm的方式,使用金属掩膜,通过网版印刷而涂敷刚制备后的导电材料(各向异性导电糊剂),形成导电材料(各向异性导电糊剂)层。其次,将所述挠性印刷基板叠层在导电材料(各向异性导电糊剂)层的上表面,并使电极彼此对置。此时,不进行加压。所述挠性印刷基板的重量施加至导电材料(各向异性导电糊剂)层。从该状态进行加热,使导电材料(各向异性导电糊剂)层的温度自升温开始起5秒钟后成为139℃(焊料的熔点)。并且,进行加热,使从升温开始起15秒钟后,导电材料(各向异性导电糊剂)层的温度成为160℃,使导电材料(各向异性导电糊剂)层固化,得到连接结构体。在加热时,不进行加压。
(3)第二连接结构体(L/S=75μm/75μm)的制备
准备L/S为75μm/75μm,在上表面具有电极长度3mm的铜电极图案(铜电极的厚度12μm)的玻璃环氧基板(FR-4基板)(第一连接对象部件)。另外,准备L/S为75μm/75μm,在下表面具有电极长度3mm的铜电极图案(铜电极的厚度12μm)的挠性印刷基板(第二连接对象部件)。
使用L/S不同的所述玻璃环氧基板以及挠性印刷基板,除此以外,以与第一连接结构体的制备相同的方式得到第二连接结构体。
(4)第三连接结构体(L/S=100μm/100μm)的制备
准备L/S为100μm/100μm,在上表面具有电极长度3mm的铜电极图案(铜电极的厚度12μm)的玻璃环氧基板(FR-4基板)(第一连接对象部件)。另外,准备L/S为100μm/100μm,在下表面具有电极长度3mm的铜电极图案(铜电极的厚度12μm)的挠性印刷基板(第二连接对象部件)。
使用L/S不同的所述玻璃环氧基板以及挠性印刷基板,除此以外,以与第一连接结构体的制备相同的方式得到第三连接结构体。
(评价)
(1)助焊剂的存在状态
使用激光显微镜(Olympus公司制造的“OLS4100”),测定50个任意的助焊剂的粒径,根据其平均值算出所得到的助焊剂的平均粒径。
根据所得到的助焊剂的平均粒径,算出在助焊剂总个数100%中具有助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂的个数的比率以及在助焊剂总个数100%中具有助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂的个数的比率。
(2)胶体
通过将所得到的导电材料(各向异性导电糊剂)进行过滤,从导电材料(各向异性导电糊剂)去除导电性粒子。将去除导电性粒子后的组合物放入至10mL螺旋管中,从螺旋管的横向照射激光指示笔,由此确认是否观察到由助焊剂所引起的廷德尔现象。按照以下的基准判定胶体。需要说明的是,确认到热固化性化合物以及热固化剂溶解。
[胶体的判定基准]
○:观察到由助焊剂所引起的廷德尔现象
×:未观察到由助焊剂所引起的廷德尔现象
(3)保存稳定性
测定刚制备后的导电材料(各向异性导电糊剂)在25℃下的粘度(η1)。另外,将刚制备后的导电材料(各向异性导电糊剂)在常温下放置24小时,测定放置后的导电材料(各向异性导电糊剂)在25℃下的粘度(η2)。所述粘度使用E型粘度计(东机产业株式会社制造的“TVE22L”),在25℃以及5rpm的条件下进行测定。根据粘度的测定值算出粘度上升率(η2/η1)。按照以下的基准判定保存稳定性。
[保存稳定性的判定基准]
○:粘度上升率(η2/η1)为1.5以下
△:粘度上升率(η2/η1)超过1.5且为2.0以下
×:粘度上升率(η2/η1)超过2.0
(4)固化物的耐热性
将所得到的导电材料(各向异性导电糊剂)在150℃下加热2小时,由此得到固化物。使用动态粘弹性测定装置(UBM公司制造的“Rheogel-E”),在升温速度10℃/分钟的条件下测定所得到的固化物的玻璃化转变温度(Tg)。按照以下的基准判定固化物的耐热性。
[固化物的耐热性的判定基准]
○:固化物的Tg为100℃以上
△:固化物的Tg为90℃以上且小于100℃
×:固化物的Tg小于90℃
(5)电极上的焊料的配置精度(焊料的凝聚性)
在所得到的第一、第二以及第三连接结构体中,评价在第一电极、连接部以及第二电极的叠层方向上观察第一电极与第二电极对置的部分时,第一电极与第二电极的对置的部分的面积100%中的配置有连接部中的焊料部的面积的比率X。按照下述基准判定电极上的焊料的配置精度(焊料的凝聚性)。
[电极上的焊料的配置精度(焊料的凝聚性)的判定基准]
○○:比率X为70%以上
○:比率X为60%以上且小于70%
△:比率X为50%以上且小于60%
×:比率X小于50%
(6)上下的电极间的导通可靠性
在所得到的第一、第二以及第三连接结构体(n=15个)中,分别通过四端子法测定上下的电极间的每一连接部位的连接电阻。算出连接电阻的平均值。需要说明的是,可根据电压=电流×电阻的关系,测定流通一定的电流时的电压,由此求出连接电阻。按照下述基准判定导通可靠性。
[导通可靠性的判定基准]
○○:连接电阻的平均值为50mΩ以下
○:连接电阻的平均值超过50mΩ且为70mΩ以下
△:连接电阻的平均值超过70mΩ且为100mΩ以下
×:连接电阻的平均值超过100mΩ,或者产生连接不良
(6)横向邻接的电极间的绝缘可靠性
在所得到的第一、第二以及第三连接结构体(n=15个)中,在85℃、湿度85%的环境中放置100小时后,对横向邻接的电极间施加5V,在25处测定电阻值。按照下述基准判定绝缘可靠性。
[绝缘可靠性的判定基准]
○○:连接电阻的平均值为107Ω以上
○:连接电阻的平均值为106Ω以上且小于107Ω
△:连接电阻的平均值为105Ω以上且小于106Ω
×:连接电阻的平均值小于105Ω
将结果显示于下述表1。
.即便在使用树脂膜、挠性扁平线缆以及刚挠结合基板代替挠性印刷基板的情况下,也表现出相同的倾向。
符号说明
1,1X......连接结构体
2......第一连接对象部件
2a......第一电极
3......第二连接对象部件
3a......第二电极
4,4X......连接部
4A,4XA......焊料部
4B,4XB......固化物部
11......导电材料
11A......焊料粒子(导电性粒子)
11B......热固性成分
21......导电性粒子(焊料粒子)
31......导电性粒子
32......基材粒子
33......导电部分(具有焊料的导电部)
33A......第二导电部
33B......焊料部
41......导电性粒子
42......焊料部

Claims (8)

1.一种导电材料,其包含在导电部的外表面部分具有焊料的多个导电性粒子、热固化性化合物以及助焊剂,其中,
所述导电材料具备以下的第一构成以及第二构成中的任一者以上:
第一构成:不存在具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂,或者,在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的2倍以上的粒径的助焊剂以小于10%的个数存在,
第二构成:从所述导电材料去除所述导电性粒子后的组合物为胶体,所述助焊剂以胶体粒子的形式存在。
2.根据权利要求1所述的导电材料,其中,不存在具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂,或者,在所述助焊剂的总个数100%中,具有所述助焊剂平均粒径的1.5倍以上的粒径的助焊剂以小于20%的个数存在。
3.根据权利要求1或2所述的导电材料,其中,所述助焊剂的平均粒径为1μm以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的导电材料,其中,相对于所述热固化性化合物100重量份,所述助焊剂的含量为1重量份以上且20重量份以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的导电材料,其中,在导电材料100重量%中,所述助焊剂的含量为0.05重量%以上且20重量%以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的导电材料,其是导电糊剂。
7.一种连接结构体,其具备:
第一连接对象部件,在其表面具有第一电极,
第二连接对象部件,在其表面具有第二电极,以及
连接部,其将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接在一起,
所述连接部的材料是权利要求1~6中任一项所述的导电材料,
所述第一电极与所述第二电极通过所述连接部中的焊料部实现了电连接。
8.根据权利要求7所述的连接结构体,其中,在所述第一电极、所述连接部以及所述第二电极的叠层方向上观察所述第一电极与所述第二电极相对的部分时,在所述第一电极与所述第二电极相对的部分的面积100%中的50%以上配置有所述连接部中的焊料部。
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