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CN112543693A - 焊料粒子 - Google Patents

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CN112543693A
CN112543693A CN201980041928.5A CN201980041928A CN112543693A CN 112543693 A CN112543693 A CN 112543693A CN 201980041928 A CN201980041928 A CN 201980041928A CN 112543693 A CN112543693 A CN 112543693A
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solder particles
particles
mass
fine particles
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CN201980041928.5A
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赤井邦彦
江尻芳则
冈田悠平
森谷敏光
须方振一郎
宫地胜将
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Showa Denko KK
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Abstract

本发明涉及一种在表面的一部分具有平面部的焊料粒子。通过使用这种焊料粒子，能够将相向的电极彼此适当地连接，能够获得导通可靠性及绝缘可靠性优异的各向异性导电材料。

Description

焊料粒子
技术领域
本发明涉及一种焊料粒子。
背景技术
以往，作为各向异性导电膜、各向异性导电膏等各向异性导电材料中调配的导电性粒子，正在研究使用焊料粒子。例如，在专利文献1中记载了一种包含热固化性成分及实施了特定的表面处理的多个焊料粒子的导电膏。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-76494号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
近年来，伴随电路部件的高精细化，连接部位的微小化不断发展，对各向异性导电材料所要求的导通可靠性及绝缘可靠性不断提高。为了确保导通可靠性及绝缘可靠性，需要各向异性导电材料中调配的导电性粒子将相向的电极彼此适当地连接，但现状为在包含以往焊料粒子的各向异性导电材料中未必能够实现上述情况。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够获得导通可靠性及绝缘可靠性优异的各向异性导电材料的焊料粒子。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方面涉及一种在表面的一部分具有平面部的焊料粒子。通过使用这种焊料粒子，能够获得导通可靠性及绝缘可靠性优异的各向异性导电材料。
在一实施方式中，焊料粒子的平均粒径也可为1μm～30μm，且C.V.值也可为20％以下。
在一实施方式中，平面部的直径A相对于焊料粒子的直径B的比(A/B)也可满足下述式。
0.01＜A/B＜1.0
在一实施方式中，利用两对平行线制成与焊料粒子的投影像外切的四边形的情况下，将相向的边间的距离设为X及Y(其中Y＜X)时，X及Y也可满足下述式。
0.8＜Y/X＜1.0
在一实施方式中，焊料粒子也可包含选自由锡、锡合金、铟及铟合金组成的组中的至少一种。
在一实施方式中，焊料粒子也可包含选自由In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、In-Bi合金、Sn-Au合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金及Sn-Cu合金组成的组中的至少一种。
发明效果
根据本发明，可提供一种能够获得导通可靠性及绝缘可靠性优异的各向异性导电材料的焊料粒子。
附图说明
图1是示意性地表示焊料粒子的一例的图。
图2是表示利用两对平行线制成与焊料粒子的投影像外切的四边形时相向的边间的距离X及Y(其中Y≤X)的图。
图3中，图3(a)是示意性地表示基体的一例的平面图，图3(b)是图3(a)所示的IIIb-IIIb线的剖视图。
图4中，图4(a)～图4(d)是示意性地表示基体的凹部的截面形状的例子的剖视图。
图5是示意性地表示在基体的凹部收纳有焊料微粒的状态的剖视图。
图6是示意性地表示在基体的凹部形成有焊料粒子的状态的剖视图。
图7是通过实施例1而获得的焊料粒子的SEM像。
图8是示意性地表示基体的凹部的截面形状的另一例的剖视图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明并不限定于以下的实施方式。另外，以下例示的材料只要无特别说明，则可单独使用一种，也可组合使用两种以上。关于组合物中的各成分的含量，当在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下，只要无特别说明，则是指组合物中所存在的该多种物质的合计量。使用“～”而表示的数值范围表示包含“～”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。本说明书中阶段性地记载的数值范围中，某阶段的数值范围的上限值或下限值也可替换成其他阶段的数值范围的上限值或下限值。本说明书中记载的数值范围中，所述数值范围的上限值或下限值也可替换成实施例中所示的值。
＜焊料粒子＞
本实施方式所涉及的焊料粒子在表面的一部分具有平面部。此时该平面部以外的表面优选为球冠状。即，焊料粒子可具有平面部与球冠状的曲面部。在使用这种焊料粒子获得各向异性导电材料的情况下，能够实现优异的导通可靠性及绝缘可靠性。以下，对该理由进行说明。
首先，通过焊料粒子所具有的平面部与电极相接，能够在该平面部与电极之间确保宽广的接触面积。例如在连接由焊料容易润湿扩展的材料形成的电极与由焊料难以润湿扩展的材料形成的电极的情况下，通过调整为将焊料粒子的平面部配置于后者的电极侧，能够优选进行两个电极之间的连接。
并且，所谓焊料粒子与电极的接触面积宽广是指焊料容易润湿扩展。例如，作为用于使配置于电极(基板)上的焊料粒子润湿扩展至电极上的方法，有如下方法：将助焊剂预先涂布于焊料粒子自身或电极上，通过回流(加热)使焊料粒子熔解。此时，关于焊料粒子的氧化被膜厚的情况、助焊剂弱的情况等，若焊料粒子与电极的接触面积窄，则焊料难以润湿扩展。另一方面，若在焊料粒子的表面的一部分有平面部，则电极与焊料粒子的接触面积变宽广，有容易润湿扩展的倾向。推测这是因为在进行氧化被膜的去除时，若电极与焊料粒子表面接触，则变薄的氧化被膜会出现龟裂，经熔解的焊料或助焊剂发生流动，而容易进行氧化被膜的去除。如此，若焊料粒子与电极的接触面积宽广，则电极与焊料粒子表面的接触点增加，因此润湿扩展的时间提前而容易润湿扩展。另外，由于为容易润湿扩展的焊料粒子，因此能够减少助焊剂量，能够抑制由助焊剂的残渣引起的离子迁移的发生。
此外，具有平面部的焊料粒子的稳定度良好，因此在以平面部与电极相接的方式将焊料粒子配置于电极上的情况下，由于其稳定的形状而难以产生焊料粒子的位置偏移。即，容易抑制因在回流前焊料粒子向电极间外滚出，而引起相向的电极间的导通可靠性降低、及相邻的电极间的绝缘可靠性降低的情况。
图1是示意性地表示本实施方式所涉及的焊料粒子1的一例的图。如图1所示，焊料粒子1具有在具有直径B的球的表面的一部分形成有直径A的平面部11的形状。就实现优异的导通可靠性及绝缘可靠性的观点而言，平面部的直径A相对于焊料粒子1的直径B的比(A/B)例如可超过0.01且小于1.0(0.01＜A/B＜1.0)，也可为0.1～0.9。焊料粒子的直径B及平面部的直径A例如能够利用扫描型电子显微镜等进行观察。
具体而言，利用扫描型电子显微镜观察任意的粒子，并拍摄图像。根据所获得的图像测定焊料粒子的直径B及平面部的直径A，求出该粒子的A/B。对300个焊料粒子进行该作业并算出平均值，作为焊料粒子的A/B。
关于焊料粒子1，平均粒径可以为1μm～30μm，且C.V.值可以为20％以下。这种焊料粒子兼顾小的平均粒径与窄的粒度分布，能够优选用作适用于导电可靠性及绝缘可靠性高的各向异性导电材料的导电性粒子。
焊料粒子的平均粒径只要为上述范围，则并无特别限定，优选为30μm以下，更优选为25μm以下，进一步优选为20μm以下。并且，焊料粒子的平均粒径优选为1μm以上，更优选为2μm以上，进一步优选为4μm以上。
焊料粒子的平均粒径能够使用与尺寸一致的各种方法来测定。例如能够利用动态光散射法、激光衍射法、离心沉降法、电检测带法、共振式质量测定法等方法。此外，能够利用根据由光学显微镜、电子显微镜等获得的图像测定粒子尺寸的方法。作为具体的装置，可列举流动式粒子像分析装置、粒度分析仪(Microtrac)、库尔特计数器等。
就能够实现更优异的导电可靠性及绝缘可靠性的观点而言，焊料粒子的C.V.值优选为20％以下，更优选为10％以下，进一步优选为7％以下，最优选为5％以下。并且，焊料粒子的C.V.值的下限并无特别限定。
例如，焊料粒子的C.V.值可为1％以上，也可为2％以上。
焊料粒子的C.V.值可通过将利用前述方法测定的粒径的标准偏差除以平均粒径而得的值乘以100来算出。
利用两对平行线制成与焊料粒子的投影像外切的四边形的情况下，将相向的边间的距离设为X及Y(其中Y＜X)时，Y相对于X的比(Y/X)可超过0.8且小于1.0(0.8＜Y/X＜1.0)，也可为0.81～0.99。这种焊料粒子能够称为更接近圆球的粒子。在将焊料粒子再次收纳于基体60的凹部62中的情况下，若焊料粒子接近球状，则有容易收纳的倾向。并且，通过焊料粒子接近圆球，在经由焊料粒子使相向的多个电极间电连接时，焊料粒子与电极间接触难以产生不均，有可获得稳定的连接的倾向。并且，在制作使焊料粒子分散于树脂材料中而成的导电性膜或膏时，可获得高分散性，有可获得制造时的分散稳定性的倾向。此外，在将使焊料粒子分散于树脂材料中而成的膜或膏用于电极间的连接的情况下，即便焊料粒子在树脂中旋转，若焊料粒子为球体形状，则以投影像进行观察时，焊料粒子彼此的投影面积接近。因此，有如下倾向：容易获得在连接电极彼此时偏差少且稳定的电连接。
图2是表示利用两对平行线制成与焊料粒子的投影像外切的四边形时相向的边间的距离X及Y(其中Y＜X)的图。例如，利用扫描型电子显微镜观察任意的粒子而获得投影像。对于所获得的投影像而描绘两对平行线，一对平行线配置于平行线的距离成为最小的位置，另一对平行线配置于平行线的距离成为最大的位置，求出该粒子的Y/X。对300个焊料粒子进行该作业并算出平均值，作为焊料粒子的Y/X。
焊料粒子可包含锡或锡合金。作为锡合金，例如能够使用In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Au合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Cu合金等。作为这些锡合金的具体例，可列举下述例。
·In-Sn(In52质量％、Bi48质量％熔点118℃)
·In-Sn-Ag(In20质量％、Sn77.2质量％、Ag2.8质量％熔点175℃)
·Sn-Bi(Sn43质量％、Bi57质量％熔点138℃)
·Sn-Bi-Ag(Sn42质量％、Bi57质量％、Ag1质量％熔点139℃)
·Sn-Ag-Cu(Sn96.5质量％、Ag3质量％、Cu0.5质量％熔点217℃)
·Sn-Cu(Sn99.3质量％、Cu0.7质量％熔点227℃)
·Sn-Au(Sn21.0质量％、Au79.0质量％熔点278℃)
焊料粒子可包含铟或铟合金。作为铟合金，例如能够使用In-Bi合金、In-Ag合金等。作为这些铟合金的具体例，可列举下述例。
·In-Bi(In66.3质量％、Bi33.7质量％熔点72℃)
·In-Bi(In33.0质量％、Bi67.0质量％熔点109℃)
·In-Ag(In97.0质量％、Ag3.0质量％熔点145℃)
能够根据焊料粒子的用途(使用时的温度)等来选择上述锡合金或铟合金。例如在将焊料粒子用于低温下的熔接的情况下，只要采用In-Sn合金、Sn-Bi合金即可，在该情况下，能够在150℃以下进行熔接。在采用Sn-Ag-Cu合金、Sn-Cu合金等熔点高的材料的情况下，即便在高温放置后也能够维持高可靠性。
焊料粒子也可包含选自Ag、Cu、Ni、Bi、Zn、Pd、Pb、Au、P及B中的一种以上。这些元素中，就以下的观点而言，也可包含Ag或Cu。即，通过焊料粒子包含Ag或Cu，能够使焊料粒子的熔点降低至220℃左右，且与电极的接合强度进一步提高，因此容易获得更良好的导通可靠性。
焊料粒子的Cu含有率例如为0.05质量％～10质量％，也可为0.1质量％～5质量％或0.2质量％～3质量％。若Cu含有率为0.05质量％以上，则容易达成更良好的焊料连接可靠性。并且，若Cu含有率为10质量％以下，则容易形成熔点低、润湿性优异的焊料粒子，结果由焊料粒子带来的接合部的连接可靠性容易变得良好。
焊料粒子的Ag含有率例如为0.05质量％～10质量％，也可为0.1质量％～5质量％或0.2质量％～3质量％。若Ag含有率为0.05质量％以上，则容易达成更良好的焊料连接可靠性。并且，若Ag含有率为10质量％以下，则容易形成熔点低、润湿性优异的焊料粒子，结果由焊料粒子带来的接合部的连接可靠性容易变得良好。
焊料粒子的用途并无特别限定，例如能够优选用作各向异性导电材料用的导电性粒子。并且，也能够优选用于在半导体集成电路的安装中广泛使用的球栅阵列连接方法(BGA连接)等电连接电极彼此的用途，或MEMS等组件的密封或密封管、硬焊、高度或间隙控制的隔板等用途。即，能够将上述焊料粒子用于以往使用焊料的一般用途中。
＜焊料粒子的制造方法＞
本实施方式所涉及的焊料粒子的制造方法并无特别限制，以下说明制造方法的一例。例如，本实施方式所涉及的焊料粒子能够通过如下的焊料粒子的制造方法来制造，即包括：准备工序，准备具有多个凹部的基体与焊料微粒；收纳工序，将焊料微粒的至少一部分收纳于基体的凹部中；以及熔合工序，使收纳于凹部中的焊料微粒熔合，在凹部的内部形成焊料粒子。根据该制造方法，可制造在表面的一部分具有平面部的焊料粒子。
以下，参考图3～图6对焊料粒子的制造方法进行说明。
首先，准备焊料微粒与用于收纳焊料微粒的基体60。图3(a)是示意性地表示基体60的一例的平面图，图3(b)是图3(a)所示的IIIb-IIIb线的剖视图。图3(a)所示的基体60具有多个凹部62。多个凹部62可以规定的图案有规则地配置。在该情况下，在凹部62内形成焊料粒子后将凹部62内的焊料粒子转印至树脂材料等，由此能够有规则地配置焊料粒子。
基体60的凹部62优选形成为开口面积从凹部62的底部62a侧向基体60的表面60a侧扩大的锥状。即，如图3所示，凹部62的底部62a的宽度(图3中的宽度a)优选比凹部62的表面60a的开口的宽度(图3中的宽度b)窄。而且，凹部62的尺寸(宽度a、宽度b、容积、锥角度及深度等)只要根据设为目标的焊料粒子的尺寸设定即可。
另外，凹部62的形状也可为除图3所示的形状以外的形状。例如，凹部62的表面60a的开口的形状除图3所示的圆形以外，可为椭圆形、三角形、四边形、多边形等。
并且，垂直于表面60a的截面中的凹部62的形状例如可为如图4所示的形状。图4(a)～图4(d)是示意性地表示基体所具有的凹部的截面形状的例子的剖视图。图4(a)～图4(d)所示的任一截面形状中底面均平坦。由此，在焊料粒子的表面的一部分中形成平面部。并且，图4(a)～图4(d)所示的任一截面形状中凹部62的表面60a的开口的宽度(宽度b)均成为截面形状中的最大宽度。由此，在凹部62内形成的焊料粒子容易取出，作业性提高。
作为构成基体60的材料，例如能够使用硅、各种陶瓷、玻璃、不锈钢等金属等无机材料、以及各种树脂等有机材料。这些之中，基体60优选由具有在焊料微粒的熔融温度下不会变质的耐热性的材质制成。并且，基体60的凹部62能够利用光刻法、压印法、机械加工法、电子束加工法、放射线加工法等公知的方法来形成。
准备工序中准备的焊料微粒只要包含粒径比凹部62的表面60a的开口的宽度(宽度b)更小的微粒即可，优选更多地包含粒径比宽度b更小的微粒。例如，焊料微粒优选为粒度分布的D10粒径比宽度b更小，更优选为粒度分布的D30粒径比宽度b更小，进一步优选为粒度分布的D50粒径比宽度b更小。
焊料微粒的粒度分布能够使用与尺寸一致的各种方法来测定。例如能够利用动态光散射法、激光衍射法、离心沉降法、电检测带法、共振式质量测定法等方法。此外，能够利用根据由光学显微镜、电子显微镜等获得的图像测定粒子尺寸的方法。作为具体的装置，可列举流动式粒子像分析装置、粒度分析仪、库尔特计数器等。
准备工序中准备的焊料微粒的C.V.值并无特别限定，但就通过大小的微粒的组合来提高对凹部62的填充性的观点而言，优选高C.V.值。例如，焊料微粒的C.V.值可超过20％，优选为25％以上，更优选为30％以上。
焊料微粒的C.V.值可通过将利用前述方法测定的粒径的标准偏差除以平均粒径(D50粒径)而得的值乘以100来算出。
焊料微粒可包含锡或锡合金。作为锡合金，例如能够使用In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Au合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Cu合金等。作为这些锡合金的具体例，可列举下述例。
·In-Sn(In52质量％、Bi48质量％熔点118℃)
·In-Sn-Ag(In20质量％、Sn77.2质量％、Ag2.8质量％熔点175℃)
·Sn-Bi(Sn43质量％、Bi57质量％熔点138℃)
·Sn-Bi-Ag(Sn42质量％、Bi57质量％、Ag1质量％熔点139℃)
·Sn-Ag-Cu(Sn96.5质量％、Ag3质量％、Cu0.5质量％熔点217℃)
·Sn-Cu(Sn99.3质量％、Cu0.7质量％熔点227℃)
·Sn-Au(Sn21.0质量％、Au79.0质量％熔点278℃)
焊料粒子可包含铟或铟合金。作为铟合金，例如能够使用In-Bi合金、In-Ag合金等。作为这些铟合金的具体例，可列举下述例。
·In-Bi(In66.3质量％、Bi33.7质量％熔点72℃)
·In-Bi(In33.0质量％、Bi67.0质量％熔点109℃)
·In-Ag(In97.0质量％、Ag3.0质量％熔点145℃)
能够根据焊料粒子的用途(使用时的温度)等来选择上述锡合金或铟合金。例如在欲获得用于低温下的熔接的焊料粒子的情况下，只要采用In-Sn合金、Sn-Bi合金即可，在该情况下可获得能够在150℃以下熔接的焊料粒子。在采用Sn-Ag-Cu合金、Sn-Cu合金等熔点高的材料的情况下，能够获得即便在高温放置后也能够维持高可靠性的焊料粒子。
焊料微粒也可包含选自Ag、Cu、Ni、Bi、Zn、Pd、Pb、Au、P及B中的一种以上。这些元素中，就以下的观点而言，也可包含Ag或Cu。即，通过焊料微粒包含Ag或Cu，可发挥如下效果：获得能够使获得的焊料粒子的熔点降低至220℃左右的与电极的接合强度优异的焊料粒子，由此获得良好的导通可靠性。
焊料微粒的Cu含有率例如为0.05质量％～10质量％，也可为0.1质量％～5质量％或0.2质量％～3质量％。若Cu含有率为0.05质量％以上，则容易获得能够达成良好的焊料连接可靠性的焊料粒子。并且，若Cu含有率为10质量％以下，则容易获得熔点低、润湿性优异的焊料粒子，结果由焊料粒子带来的接合部的连接可靠性容易变得良好。
焊料微粒的Ag含有率例如为0.05质量％～10质量％，也可为0.1质量％～5质量％或0.2质量％～3质量％。若Ag含有率为0.05质量％以上，则容易获得能够达成良好的焊料连接可靠性的焊料粒子。并且，若Ag含有率为10质量％以下，则容易获得熔点低、润湿性优异的焊料粒子，结果由焊料粒子带来的接合部的连接可靠性容易变得良好。
在收纳工序中，在基体60的凹部62的各个中收纳准备工序中准备的焊料微粒。关于收纳工序，可为将准备工序中准备的焊料微粒全部收纳于凹部62中的工序，可为将准备工序中准备的焊料微粒的一部分(例如，焊料微粒中比凹部62的开口的宽度b更小者)收纳于凹部62中的工序。
图5是示意性地表示在基体60的凹部62中收纳有焊料微粒111的状态的剖视图。如图5所示，在多个凹部62的各个中收纳有多个焊料微粒111。
收纳于凹部62中的焊料微粒111的量例如相对于凹部62的容积而优选为20％以上，更优选为30％以上，进一步优选为50％以上，最优选为60％以上。由此可抑制收纳量的偏差，容易获得粒度分布更小的焊料粒子。
将焊料微粒收纳于凹部62中的方法并无特别限定。收纳方法也可为干式、湿式中的任一种。例如将准备工序中准备的焊料微粒配置于基体60上，使用刮板(squeegee)摩擦基体60的表面60a，由此能够去除多余的焊料微粒，同时在凹部62内收纳充分的焊料微粒。在凹部62的开口的宽度b比凹部62的深度更大的情况下，有时焊料微粒从凹部62的开口飞出。若使用刮板，则从凹部62的开口飞出的焊料微粒被去除。
作为去除多余的焊料微粒的方法，也可列举吹附压缩空气、利用无纺布或纤维束摩擦基体60的表面60a等方法。这些方法与刮板相比，物理力弱，因此就处理容易变形的焊料微粒的方面而言是优选的。并且，在这些方法中也能够将从凹部62的开口飞出的焊料微粒残留于凹部内。
熔合工序为使收纳于凹部62中的焊料粒子111熔合而在凹部62的内部形成焊料粒子1的工序。图6是示意性地表示在基体60的凹部62形成有焊料粒子1的状态的剖视图。收纳于凹部62中的焊料微粒111通过熔融而进行一体化，并通过表面张力而形成球状。此时，在凹部62的与底部62a的接触部，熔融的焊料追随底部62a而形成平面部11。由此，形成的焊料粒子1成为在表面的一部分具有平面部11的形状。
图1是从与图6中的凹部62的开口部相反的一侧观察焊料粒子1的图。
作为使收纳于凹部62中的焊料微粒111熔融的方法，可列举将焊料微粒111加热至焊料的熔点以上的方法。焊料微粒111由于氧化被膜的影响而存在：即便在熔点以上的温度下加热也不会熔融的情况、不会发生润湿扩展的情况、无法进行一体化的情况。因此，将焊料微粒111暴露于还原环境下去除焊料微粒111的表面氧化被膜后，加热至焊料微粒111的熔点以上的温度，由此能够使焊料微粒111进行熔融、润湿扩展、一体化。并且，焊料微粒111的熔融优选为在还原环境下进行。通过将焊料微粒111加热至焊料微粒111的熔点以上且设为还原环境，焊料微粒111的表面的氧化被膜被还原，容易有效地进行焊料微粒111的熔融、润湿扩展、一体化。
设为还原环境的方法只要为可获得上述效果的方法，则并无特别限定，例如有使用氢气、氢自由基、甲酸气体等的方法。例如通过使用氢还原炉、氢自由基还原炉、甲酸还原炉、或者这些的输送式炉(conveyor furnace)或连续炉，能够使焊料微粒111在还原环境下进行熔融。这些装置可在炉内包括加热装置、填充有非活性气体(氮、氩等)的腔室、将腔室内设为真空的机构等，由此还原气体的控制变得更容易。并且，若在腔室内形成真空，则在焊料微粒111的熔融及一体化后，能够通过减压进行空隙的去除，能够获得连接稳定性更优异的焊料粒子1。
焊料微粒111的还原、熔解条件、温度、炉内环境调整等的设定档(profile)可考虑焊料微粒111的熔点、粒度、凹部尺寸、基体60的材质等而适宜设定。例如将在凹部填充有焊料微粒111的基体60插入炉内进行抽真空后，导入还原气体，以还原气体充满炉内并去除焊料微粒111的表面氧化被膜后，通过抽真空去除还原气体，之后加热至焊料微粒111的熔点以上，使焊料微粒进行熔解及一体化，在凹部62内形成焊料粒子后，填充氮气后将炉内温度恢复至室温，从而能够获得焊料粒子1。并且，例如将在凹部填充有焊料微粒111的基体60插入炉内进行抽真空后，导入还原气体，以还原气体充满炉内，利用炉内加热加热器对焊料微粒111进行加热并去除焊料微粒111的表面氧化被膜后，通过抽真空去除还原气体，之后加热至焊料微粒111的熔点以上，使焊料微粒进行熔解及一体化，在凹部62内形成焊料粒子后，填充氮气后将炉内温度恢复至室温，从而能够获得焊料粒子1。通过在还原环境下对焊料微粒进行加热，具有如下优点：还原力增加，容易去除焊料微粒的表面氧化被膜。
此外，例如将在凹部填充有焊料微粒111的基体60插入炉内进行抽真空后，导入还原气体，以还原气体充满炉内，利用炉内加热加热器将基体60加热至焊料微粒111的熔点以上，通过还原而去除焊料微粒111的表面氧化被膜，同时使焊料微粒进行熔解及一体化，在凹部62内形成焊料粒子，通过抽真空去除还原气体，进一步减少焊料粒子内的空隙后，填充氮气后将炉内温度恢复至室温，从而能够获得焊料粒子1。在该情况下，炉内温度的上升、下降的调节可分别为一次，因此具有可以短时间进行处理的优点。
在上述凹部62内形成焊料粒子后，添加再一次将炉内设为还原环境，去除未完全去除的表面氧化被膜的工序，能够减少未熔合而残留的焊料微粒、或未熔合而残留的氧化被膜的一部分等残渣。
在使用大气压的输送式炉的情况下，能够将在凹部填充有焊料微粒111的基体60载置于搬送用输送机上，使其连续通过多个区域而获得焊料粒子1。例如，将在凹部填充有焊料微粒111的基体60载置于设定为一定速度的输送机上，通过充满了温度低于焊料微粒111的熔点的氮或氩等非活性气体的区域，接着通过温度低于焊料微粒111的熔点的甲酸气体等还原气体所存在的区域，去除焊料微粒111的表面氧化被膜，接着通过充满了温度为焊料微粒111的熔点以上的氮或氩等非活性气体的区域，使焊料微粒111进行熔融、一体化，接着通过充满了氮或氩等非活性气体的冷却区域，从而能够获得焊料粒子1。例如，将在凹部填充有焊料微粒111的基体60载置于设定为一定速度的输送机上，通过充满了温度为焊料微粒111的熔点以上的氮或氩等非活性气体的区域，接着通过温度为焊料微粒111的熔点以上的甲酸气体等还原气体所存在的区域，去除焊料微粒111的表面氧化被膜，进行熔融、一体化，接着通过充满了氮或氩等非活性气体的冷却区域，从而能够获得焊料粒子1。所述输送式炉由于能够在大气压下进行处理，因此也可以辊对辊连续地对膜状的材料进行处理。例如，制作在凹部填充有焊料微粒111的基体60的连续卷制品，在输送式炉的入口侧设置辊卷出机，在输送式炉的出口侧设置辊卷取机，并以一定速度搬送基体60，使其通过输送式炉内的各区域，由此能够使填充至凹部的焊料微粒111进行熔合。
所形成的焊料粒子1可以收纳于基体60的凹部62中的状态进行搬运、保管等，也可从凹部62取出而进行回收。
并且，也可在基体60的表面60a上配置树脂材料，使凹部62内的焊料粒子1转印至树脂材料。此时，若凹部62有规则地进行配置，则能够使焊料粒子1有规则地配置于树脂材料上。并且，在该情况下，能够将经配置的焊料粒子1的平面部维持为一个方向。因此，在电极连接时平面部被有效地利用，如前所述容易享受确保焊料粒子与电极的宽广的接触面积、抑制焊料粒子的位置偏移等优点。
若为本实施方式的制造方法，则无论焊料微粒的材质及形状如何，均能够形成尺寸均匀的焊料粒子。例如，铟系焊料能够通过镀覆来析出，但难以以粒子状析出，柔软且难以处理。但是，在本实施方式的制造方法中，通过将铟系焊料微粒用作原料，能够容易地制造具有均匀粒径的铟系焊料粒子。并且，所形成的焊料粒子1能够以收纳于基体60的凹部62中的状态进行操作，因此能够在不使焊料粒子变形的情况下进行搬运、保管等。此外，由于所形成的焊料粒子1仅为收纳于基体60的凹部62中的状态，因此容易取出，且能够在不使焊料粒子变形的情况下进行回收、表面处理等。
并且，焊料微粒111可在粒度分布方面偏差大，形状也可歪曲，若能够收纳于凹部62内，则能够用作本实施方式的制造方法的原料。
并且，在本实施方式的制造方法中，基体60能够利用光刻法、压印法、电子束加工法、放射线加工法、机械加工法等自如地设计凹部62的形状。由于焊料粒子1的尺寸依赖于收纳于凹部62中的焊料微粒111的量，因此在本实施方式的制造方法中，能够通过凹部62的设计而自如地设计焊料粒子1的尺寸。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。
实施例
以下，通过实施例对本发明进一步进行详细说明，但本发明并不限定于这些实施例。
＜焊料粒子的制作＞
[实施例1]
(工序a1：焊料微粒的分级)
将Sn-Bi焊料微粒(5N Plus公司制造，熔点139℃，Type8)100g浸渍于蒸馏水并进行超声波分散后，进行静置并回收悬浮于上清液中的焊料微粒。重复进行该操作，回收10g的焊料微粒。所获得的焊料微粒的平均粒径为1.0μm，C.V.值为42％。
(工序b1：在基体的配置)
准备了具有多个开口直径1.2μmΦ、底部直径1.0μmΦ、深度1.0μm(关于底部直径1.0μmΦ，从上表面观察开口部时位于开口直径1.2μmΦ的中央)的凹部的基体(聚酰亚胺膜，厚100μm)。多个凹部以1.0μm的间隔有规则地排列。将工序a中获得的焊料微粒(平均粒径1.0μm，C.V.值42％)配置于基体的凹部。另外，通过利用微粘着辊摩擦基体的形成有凹部的面侧，去除多余的焊料微粒，从而获得仅在凹部内配置有焊料微粒的基体。
(工序c1：焊料粒子的形成)
将工序b1中在凹部配置有焊料微粒的基体放入氢还原炉，抽真空后向炉内导入氢气，以氢充满炉内。之后将炉内在280℃下保持20分钟后，再次抽成真空，导入氮并恢复至大气压后将炉内的温度降低至室温为止，由此形成焊料粒子。
另外，通过从凹部背侧敲击经过工序c1的基体，从凹部回收焊料粒子。利用下述方法观察获得的焊料粒子。在固定于扫描型电子显微镜(SEM)观察用基座表面的导电胶带上载置所获得的焊料粒子，在厚度5mm的不锈钢板上敲击SEM观察用基座而使焊料粒子在导电胶带上均匀地扩展。之后对导电胶带表面吹附压缩氮气，将焊料粒子以单层固定于导电胶带上。将观察结果示于图7。图7是通过实施例1而获得的焊料粒子的SEM像。如该图所示，所获得的焊料粒子具有在球的表面的一部分形成有平面部的形状。另外，其他实施例中获得的焊料粒子也具有相同的形状。
[实施例2～实施例12]
如表1记载那样变更了凹部尺寸，除此以外与实施例1同样地制作焊料粒子。
＜实施例13＞
代替工序c1而进行了以下的工序c2，除此以外与实施例1同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表2。
(工序c2)焊料粒子的形成
将工序b1中在凹部配置有焊料微粒的基体投入氢自由基还原炉(新港精机股份有限公司制造的等离子体回流装置)中，抽真空后向炉内导入氢气，以氢气充满炉内。之后将炉内调整为120℃，并照射了5分钟的氢自由基。之后，通过抽真空去除炉内的氢气，加热至170℃为止后，向炉内导入氮并恢复至大气压后将炉内的温度降低至室温为止，由此形成焊料粒子。
＜实施例14～实施例24＞
如表1记载那样变更了凹部尺寸，除此以外与实施例13同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表2。
＜实施例25＞
代替工序c1而进行了以下的工序c2，除此以外与实施例1同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表2。
(工序c2)焊料粒子的形成
将工序b1中在凹部配置有焊料微粒的基体投入氢自由基还原炉(新港精机股份有限公司制造的等离子体回流装置)中，抽真空后向炉内导入氢气，以氢气充满炉内。之后将炉内调整为120℃，并照射了5分钟的氢自由基。之后，通过抽真空去除炉内的氢气，加热至145℃为止后，向炉内导入氮并恢复至大气压后将炉内的温度降低至室温为止，由此形成焊料粒子。
＜实施例26～实施例36＞
如表1记载那样变更了凹部尺寸，除此以外与实施例25同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表2。
＜各向异性导电膜的制作＞
[制作例1]
(工序d1：向凹部内的助焊剂的填充)
将己二酸10g溶解于甲苯200g中而制备涂布液，将其涂布于通过工序c1在凹部内配置有焊料粒子的基体(转印模)。然后利用刮板去除多余的涂布液，在凹部内充满涂布液。将其投入80℃的防爆干燥机内1分钟并使甲苯进行气化，由此将作为助焊剂成分的己二酸填充至凹部内。
(工序e1：黏合膜的制作)
将苯氧基树脂(Union Carbide公司制造，商品名“PKHC”)100g、丙烯酸橡胶(丙烯酸丁酯40质量份、丙烯酸乙酯30质量份、丙烯腈30质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯3质量份的共聚物，分子量：85万)75g溶解于乙酸乙酯400g中而获得溶液。在该溶液中加入含有微胶囊型潜伏性固化剂的液态环氧树脂(环氧当量185，旭化成环氧股份有限公司制造，商品名“Novacure HX-3941”)300g，进行搅拌而获得黏合剂溶液。使用辊涂机将所获得的黏合剂溶液涂布于隔离膜(经硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二酯膜，厚40μm)上，在90℃下进行10分钟加热，由此进行干燥，在隔离膜上制作了厚4μm、6μm、8μm、12μm及20μm的黏合膜(绝缘树脂膜)。
(工序f1：焊料粒子的转印)
将形成于隔离膜上的黏合膜与工序d1中获得的配置有带助焊剂的焊料粒子的基体(转印模)相向配置，将焊料粒转印至黏合膜上。
(工序g1：各向异性导电膜的制作)
使利用与工序e1相同的方法而制作的黏合膜和工序f1中获得的黏合膜的转印面接触，以50℃、0.1MPa(1kgf/cm2)进行加热、加压，由此获得如下的各向异性导电膜：在膜的截面观察中焊料粒子以层状排列，且焊料粒子的平面部仅与膜的其中一主表面相向。另外，对于厚4μm的膜而言重合4μm，同样地对于6μm重合6μm、对于8μm重合8μm、对于12μm重合12μm、对于20μm重合20μm，由此制作了厚度8μm、12μm、16μm、24μm及40μm的各向异性导电膜。
[焊料粒子的评价]
将通过工序f1而获得的黏合膜切出10cm×10cm，对配置有焊料粒子的面实施Pt溅射后，进行了SEM观察。观察300个焊料粒子，算出焊料粒子的平均直径B(平均粒径)、平面部的平均直径A、C.V.值、真圆度、A/B及Y/X。将结果示于表2。
真圆度：焊料粒子的两个同心圆(最小外切圆的半径r、最大内切圆的半径R)的半径之比r/R。
A/B：平面部的直径A相对于焊料粒子的直径B之比。
Y/X：利用两对平行线制成与焊料粒子的投影像外切的四边形的情况下，将相向的边间的距离设为X及Y(其中Y＜X)时的Y相对于X之比。
＜连接结构体的制作＞
(工序h1：带铜凸块的芯片的准备)
准备了下述所示的5种带铜凸块的芯片(1.7mm×1.7mm，厚度：0.5mm)。
·芯片C1…面积30μm×30μm、空间30μm、高度：10μm、凸块数362
·芯片C2…面积15μm×15μm、空间10μm、高度：10μm、凸块数362
·芯片C3…面积10μm×10μm、空间10μm、高度：7μm、凸块数362
·芯片C4…面积5μm×5μm、空间6μm、高度：5μm、凸块数362
·芯片C5…面积3μm×3μm、空间3μm、高度：5μm、凸块数362
(工序i1：带铜凸块的基板的准备)
准备下述所示的5种带铜凸块的基板(厚度：0.7mm)。
·基板D1…面积30μm×30μm、空间30μm、高度：10μm、凸块数362
·基板D2…面积15μm×15μm、空间10μm、高度：10μm、凸块数362
·基板D3…面积10μm×10μm、空间10μm、高度：7μm、凸块数362
·基板D4…面积5μm×5μm、空间6μm、高度：5μm、凸块数362
·基板D5…面积3μm×3μm、空间3μm、高度：5μm、凸块数362
(工序j1：带铜凸块的芯片与带铜凸块的基板的连接)
接着，使用工序g1中制作的各向异性导电膜，依据以下所示的i)～iii)的顺序进行带铜凸块的芯片(1.7mm×1.7mm，厚度：0.5mm)与带铜凸块的基板(厚度：0.7mm)的连接，由此获得连接结构体。
i)剥离各向异性导电膜(2mm×19mm)的单面的隔离膜(经硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二酯膜，厚40μm)，使各向异性导电膜与带铜凸块的基板接触，以80℃、0.98MPa(10kgf/cm2)进行贴附。
ii)剥离另一单面的隔离膜，进行带铜凸块的芯片的凸块与带铜凸块的基板的凸块的对位，并且贴合带铜凸块的芯片。另外，焊料粒子的平面部朝向带铜凸块的基板侧。
iii)在180℃、40gf/凸块、30秒的条件下从芯片上方进行加热及加压，进行正式连接。通过以下的(1)～(7)的“芯片/各向异性导电膜/基板”的组合来分别制作了(1)～(7)共计7种连接结构体。
(1)芯片C1/40μm厚的导电膜/基板D1
(2)芯片C1/24μm厚的导电膜/基板D1
(3)芯片C1/16μm厚的导电膜/基板D1
(4)芯片C2/16μm厚的导电膜/基板D2
(5)芯片C3/12μm厚的导电膜/基板D3
(6)芯片C4/8μm厚的导电膜/基板D4
(7)芯片C5/8μm厚的导电膜/基板D5
[制作例2～制作例36]
使用通过实施例2～实施例36而获得的在凹部内配置有焊料粒子的基体(转印模)，除此以外利用与制作例1相同的方法进行了各向异导电性膜及连接结构体的制作。
[比较制作例1]
制作了以下述质量份包含下述成分的含焊料粒子的各向异性导电膏。
聚合物：12质量份
热固化性化合物：29质量份
高介电常数固化剂：20质量份
热固化剂：11.5质量份
助焊剂涂层焊料粒子：36质量份(助焊剂2质量份、焊料粒子34质量份)
上述聚合物以如下方式制备。
双酚F与1,6-己二醇二缩水甘油醚、及双酚F型环氧树脂的反应产物(聚合物A)的合成：
将双酚F(以质量比计为2:3:1包含4,4'-亚甲基双酚与2,4'-亚甲基双酚及2,2'-亚甲基双酚)72质量份、1,6-己二醇二缩水甘油醚70质量份、双酚F型环氧树脂(DIC股份有限公司制造的“EPICLON EXA-830CRP”)30质量份放入三口烧瓶中，在氮气流下以150℃进行了溶解。之后，添加作为羟基与环氧基的加成反应催化剂的溴化四正丁基锍0.1质量份，在氮气流下，以150℃进行6小时的加成聚合反应，由此获得反应产物(聚合物)。
作为上述热固化性化合物，使用间苯二酚型环氧化合物、长濑化成(NagaseChemteX)股份有限公司制造的“EX-201”。
作为上述高介电常数固化剂，使用季戊四醇四(3-巯基丁酸酯。
作为上述热固化剂，使用昭和电工股份有限公司制造的“Karenz MT PE1”。
上述助焊剂涂层焊料粒子以如下方式制备。在三口烧瓶中秤量SnBi焊料粒子200g(三井金属股份有限公司制造的“ST-3”)、己二酸40g及丙酮70g，接着添加作为焊料粒子主体的表面的羟基与己二酸的羧基的脱水缩合催化剂的二丁基氧化锡0.3g，在60℃下反应4小时。之后，通过对焊料粒子进行过滤而进行了回收。在三口烧瓶中秤量经回收的焊料粒子、己二酸50g、甲苯200g及对甲苯磺酸0.3g，进行抽真空及回流，并且在120℃下反应了3小时。此时，使用迪安-斯塔克(Dean-Stark)提取装置，去除通过脱水缩合而生成的水并且使其反应。之后，通过过滤回收焊料粒子，利用己烷进行清洗并进行干燥。之后，利用球磨机将所获得的焊料粒子粉碎后，以成为规定的CV值的方式选择筛。所获得的SnBi焊料粒子(助焊剂涂层焊料粒子)的平均粒径为4μm，CV值为31％。
使用该含焊料粒子的各向异性导电膏，进行与制作例1相同的带铜凸块的芯片及带铜凸块的基板的连接而制作了连接结构体。在基板的上部涂布含焊料粒子的各向异性导电膏，进一步在其上载置芯片。进行带铜凸块的芯片的凸块与带铜凸块的基板的凸块的对位，在180℃、4gf/凸块、30秒的条件下从芯片上方进行加热及加压，进行了正式连接。
[比较制作例2]
代替SnBi焊料粒子200g(三井金属股份有限公司制造的“ST-3”)而使用SnBi焊料粒子200g(三井金属股份有限公司制造的“Type-4”)，除此以外与比较制作例1同样地制作了含焊料粒子的各向异性导电膏。另外，使用了平均粒径为26μm且CV值为25％的SnBi焊料粒子。并且，使用所获得的含焊料粒子的各向异性导电膏，与比较制作例1同样地制作了连接结构体。
＜连接结构体的评价＞
对于所获得的连接结构体的一部分，如以下方式进行了导通电阻试验及绝缘电阻试验。
(导通电阻试验-吸湿耐热试验)
关于带铜凸块的芯片(凸块)/带铜凸块的基板(凸块)间的导通电阻，对20个样品测定导通电阻的初始值与吸湿耐热试验(在温度85℃、湿度85％的条件下放置100小时、500小时、1000小时)后的值，算出这些的平均值。
根据所获得的平均值并依据下述基准来评价了导通电阻。将结果示于表3。另外，在吸湿耐热试验1000小时后满足下述A或B的基准的情况下，可以说导通电阻良好。
A：导通电阻的平均值小于2Ω
B：导通电阻的平均值为2Ω以上且小于5Ω
C：导通电阻的平均值为5Ω以上且小于10Ω
D：导通电阻的平均值为10Ω以上且小于20Ω
E：导通电阻的平均值为20Ω以上
(导通电阻试验-高温放置试验)
关于带铜凸块的芯片(凸块)/带铜凸块的基板(凸块)间的导通电阻，对高温放置前与高温放置试验后(在温度100℃的条件下放置100小时、500小时、1000小时)的样品进行了测定。另外，在高温放置后施加落下冲击，测定落下冲击后的样品的导通电阻。落下冲击是将所述连接结构体以紧固螺丝固定于金属板上，从高度50cm落下。落下后在冲击最大的芯片角的焊料接合部(4个部位)测定直流电阻值，在测定值从初始电阻增加了5倍以上时，视作产生断裂而进行了评价。另外，进行了20个样品、4个部位合计80个部位的测定。将结果示于表4。将在落下次数20次后满足下述A或B的基准的情况评价为焊料连接可靠性良好。
A：在落下次数20次后，从初始电阻增加了5倍以上的焊料连接部在80个部位均未确认到。
B：在落下次数20次后，从初始电阻增加了5倍以上的焊料连接部在1个部位以上且5个部位以内确认到。
C：在落下次数20次后，从初始电阻增加了5倍以上的焊料连接部在6个部位以上且20个部位以内确认到。
D：在落下次数20次后，从初始电阻增加了5倍以上的焊料连接部在21个部位以上确认到。
(绝缘电阻试验)
关于芯片电极间的绝缘电阻，对20个样品测定绝缘电阻的初始值与迁移试验(在温度60℃、湿度90％、施加20V的条件下放置100小时、500小时、1000小时)后的值，算出全部20个样品中绝缘电阻值为109Ω以上的样品的比例。根据所获得的比例并依据下述基准来评价了绝缘电阻。将结果示于表5。另外，在吸湿耐热试验1000小时后满足下述A或B的基准的情况下，可以说绝缘电阻良好。
A：绝缘电阻值109Ω以上的比例为100％
B：绝缘电阻值109Ω以上的比例为90％以上且小于100％
C：绝缘电阻值109Ω以上的比例为80％以上且小于90％
D：绝缘电阻值109Ω以上的比例为50％以上且小于80％
E：绝缘电阻值109Ω以上的比例小于50％
[表1]
Figure BDA0002850449890000211
[表2]
Figure BDA0002850449890000221
[表3]
Figure BDA0002850449890000231
[表4]
Figure BDA0002850449890000241
[表5]
Figure BDA0002850449890000251
＜制作例13～制作例24＞
使用利用与实施例25～实施例36相同的方法而制作的焊料粒子及基体，除此以外利用与制作例1～制作例12相同的方法进行了各向异导电性膜及连接结构体的制作。将评价结果示于表6～表8。
[表6]
Figure BDA0002850449890000261
[表7]
Figure BDA0002850449890000271
[表8]
Figure BDA0002850449890000281
＜实施例37＞
在工序b1中，使用具有多个图8所示的截面形状(与图4(b)近似的凹部形状)的凹部的基体，即所述凹部的底部直径a为0.6μm、开口直径b1为1.0μm、开口直径b2为1.2μm(关于底部直径a：1.0μmΦ，从上表面观察开口部时位于开口直径b2：1.2μmΦ的中央)，除此以外与实施例13同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表10。
＜实施例38～实施例48＞
如表9记载那样变更了凹部尺寸，除此以外与实施例37同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表10。
[表9]
Figure BDA0002850449890000291
[表10]
Figure BDA0002850449890000301
在实施例37～实施例48中，凹部的截面形状朝向底部而多段地变窄，因此在焊料微粒进行熔解、一体化时容易在凹部内集中为一个，残留的焊料微粒减少，因此C.V.值容易变低。另一方面，由于凹部的底部比形成于焊料粒子的表面的平面部更大，因此平面部的尺寸不会大幅变化。若使凹部底部的尺寸极小，则也可能对焊料粒子表面的平面部产生影响。
＜制作例25～制作例24＞
使用利用与实施例37～实施例48相同的方法而制作的焊料粒子及基体，除此以外利用与制作例1～制作例12相同的方法进行了各向异导电性膜及连接结构体的制作。将评价结果示于表11～表13。
[表11]
Figure BDA0002850449890000311
[表12]
Figure BDA0002850449890000321
[表13]
Figure BDA0002850449890000331
＜实施例49～实施例51＞
在工序a1中，使用Sn-Bi焊料微粒(5N Plus公司制造，熔点139℃，Type9，平均粒径为3.0μm，C.V.值为32％)10g，在工序b1中使用表14所示的凹部，除此以外与实施例13同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表15。
＜实施例52～实施例54＞
在工序a1中，使用Sn-Bi焊料微粒(5N Plus公司制造，熔点139℃，Type10，平均粒径为2.8μm，C.V.值为28％)10g，在工序b1中使用表14所示的凹部，除此以外与实施例13同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表15。
＜制作例55～制作例57＞
在工序a1中，将In-Sn焊料微粒(5N Plus公司制造，熔点120℃，Type8)100g浸渍于蒸馏水进行超声波分散后，进行静置并回收悬浮于上清液中的焊料微粒，使用平均粒径1.0μm、C.V.值40％的焊料微粒，在工序b1中使用表14所示的凹部，代替工序c1而进行了以下的工序c2，除此以外与实施例13同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表15。
(工序c2)焊料粒子的形成
将工序b1中在凹部配置有焊料微粒的基体投入氢自由基还原炉(新港精机股份有限公司制造的等离子体回流装置)中，抽真空后向炉内导入氢气，以氢气充满炉内。之后将炉内调整为110℃，并照射了5分钟的氢自由基。之后，通过抽真空去除炉内的氢气，加热至160℃为止后，向炉内导入氮并恢复至大气压后将炉内的温度降低至室温为止，由此形成焊料粒子。
＜制作例58～制作例60＞
在工序a1中，将Sn-Ag-Cu焊料微粒(5N Plus公司制造，熔点219℃，Type8)100g浸渍于蒸馏水进行超声波分散后，进行静置并回收悬浮于上清液中的焊料微粒，使用平均粒径1.0μm、C.V.值41％的焊料微粒，在工序b1中使用表14所示的凹部，代替工序c1而进行了以下的工序c2，除此以外与实施例13同样地制作焊料粒子，并进行了回收及评价。将结果示于表15。
(工序c2)焊料粒子的形成
将工序b1中在凹部配置有焊料微粒的基体投入氢自由基还原炉(新港精机股份有限公司制造的等离子体回流装置)中，抽真空后向炉内导入氢气，以氢气充满炉内。之后将炉内调整为150℃，并照射了3分钟的氢自由基。之后，通过抽真空去除炉内的氢气，加热至240℃为止后，向炉内导入氮并恢复至大气压后将炉内的温度降低至室温为止，由此形成焊料粒子。
[表14]
Figure BDA0002850449890000351
[表15]
Figure BDA0002850449890000361
如此，即便焊料微粒的尺寸不同或材质不同，只要为本申请的方法，则能够制作粒径一致的焊料粒子。
＜试作例37～试作例39＞
使用利用与实施例49～实施例51相同的方法而制作的焊料粒子，除此以外利用与试作例1相同的方法进行了各向异导电性膜及连接结构体的制作。将结果示于表16～表18。
＜试作例40～试作例42＞
使用利用与实施例52～实施例54相同的方法而制作的焊料粒子，除此以外利用与试作例1相同的方法进行了各向异导电性膜及连接结构体的制作。将结果示于表16～表18。
＜试作例43～试作例45＞
使用利用与实施例55～实施例57相同的方法而制作的焊料粒子，除此以外利用与试作例1相同的方法进行了各向异导电性膜及连接结构体的制作。将结果示于表16～表18。
＜试作例46～试作例48＞
使用利用与实施例58～实施例60相同的方法而制作的焊料粒子，及在工序l1中将正式压接温度设为230℃，除此以外利用与实施例1相同的方法进行了各向异导电性膜及连接结构体的制作。将结果示于表16～表18。
[表16]
Figure BDA0002850449890000381
[表17]
Figure BDA0002850449890000391
[表18]
Figure BDA0002850449890000401
焊料微粒的中心粒径越小，在凹部的尺寸小(例如，底部2μm或3μm)的情况下，有还原、熔解后获得的焊料粒子的CV.值越低的倾向。认为这是因为焊料微粒的中心粒径越小，向凹部的填充率越提高，多个凹部间的填充偏差得到减少。
若为本申请的方法，则仅通过变更焊料微粒的组成，可容易地获得粒径一致且熔点不同的焊料粒子。并且，凹部的截面形状能够使用各种形状。即，可根据焊料粒子的最终利用方法或形态适宜选择凹部的截面形状。例如，在将焊料粒子分散于树脂中，如油墨那样确保流动性的情况下，认为焊料粒子的表面优选为具有连续曲面。另一方面，在将焊料粒子分散于膜中，通过压接工序使焊料粒子与电极接触的情况下，根据电极的形状或材质，若焊料粒子有平面部，则能够缓和接触时对电极的冲击，防止电极的破损。并且，有时在压接工序中通过加热而粘度降低的树脂发生流动，而从电极上移动，但在具有平面部的情况下，与电极的接触面积容易变高，在利用助焊剂去除氧化被膜时，对电极的润湿迅速扩展，因此也有可抑制由树脂流动引起的移动的优点。在树脂膏中也可看到相同的现象。此外，若将本申请制作例中获得的一部分具有平坦部的焊料粒子转印至黏合树脂膜或者向基体流入黏合树脂而进行膜化后将基体去除，则在膜内焊料粒子的平坦部的朝向能够在大致相同的方向上一致。在使用这种加入焊料粒子的黏合树脂膜对电极彼此进行压接安装的情况下，通过平坦部的面而与由非常薄或弱的材质形成的电极接触，因此能够抑制电极破损。并且，有如下优点：对于难以润湿扩展的电极而言，在压接时平坦部也以面进行接触，因此与球面的点接触相比，容易产生由焊料粒子的氧化被膜的去除而引起的润湿扩展。在实际利用方面，欲连接的电极彼此在一般情况下，其构成及材质均不同，如本申请那样，使焊料粒子的平坦部等的朝向大致一致的特征具有如下特征：可根据电极材质，选择黏合树脂膜的配置位置而实现更可靠的连接。
＜制作例49～制作例51＞
对于实施例46、实施例47、实施例48中获得的焊料粒子，经由开口部分别为6μm、14μm、40μm的遮罩而配置于通过溅射而形成的纵横10μm、20μm、50μm的Au电极上。将形成有该Au电极的基板倾斜15度、20度、30度、45度，利用金属刮刀敲打施加振动。在施加振动后观察电极，结果电极上残留的焊料粒子为平坦部与Au电极面相接的粒子。
如此，在如BGA连接等工艺那样将焊料粒子配置于电极上时，通过具有平坦部，具有难以因振动或风等的影响而从电极上移动的特征。
符号说明
1-焊料粒子，11-平面部，111-焊料微粒，60-基体，60a-表面，62-凹部，62a-底部。

Claims (6)

1.一种焊料粒子，在表面的一部分具有平面部。
2.根据权利要求1所述的焊料粒子，其中，该焊料粒子的平均粒径为1μm～30μm，且C.V.值为20％以下。
3.根据权利要求1或2所述的焊料粒子，其中，所述平面部的直径A相对于所述焊料粒子的直径B的比A/B满足下述式，
0.01＜A/B＜1.0。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的焊料粒子，其中，利用两对平行线制成与焊料粒子的投影像外切的四边形的情况下，将相向的边间的距离设为X及Y，且Y＜X时，X及Y满足下述式，
0.8＜Y/X＜1.0。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的焊料粒子，其包含选自由锡、锡合金、铟及铟合金组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的焊料粒子，其包含选自由In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、In-Bi合金、Sn-Au合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金及Sn-Cu合金组成的组中的至少一种。
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