CN101309993B - 粘接剂组合物、电路连接材料、连接结构及电路部件连接方法 - Google Patents

粘接剂组合物、电路连接材料、连接结构及电路部件连接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101309993B
CN101309993B CN2006800430380A CN200680043038A CN101309993B CN 101309993 B CN101309993 B CN 101309993B CN 2006800430380 A CN2006800430380 A CN 2006800430380A CN 200680043038 A CN200680043038 A CN 200680043038A CN 101309993 B CN101309993 B CN 101309993B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
particle
conducting particles
connection material
plating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2006800430380A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101309993A (zh
Inventor
横住友美
藤井正规
竹村贤三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lishennoco Co ltd
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Publication of CN101309993A publication Critical patent/CN101309993A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101309993B publication Critical patent/CN101309993B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/04Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J9/00Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
    • C09J9/02Electrically-conducting adhesives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • H05K3/323Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives by applying an anisotropic conductive adhesive layer over an array of pads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/27Manufacturing methods
    • H01L2224/273Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector
    • H01L2224/2733Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector in solid form
    • H01L2224/27334Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector in solid form using preformed layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099Material
    • H01L2224/291Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099Material
    • H01L2224/2919Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099Material
    • H01L2224/29198Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29199Material of the matrix
    • H01L2224/2929Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099Material
    • H01L2224/29198Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298Fillers
    • H01L2224/29299Base material
    • H01L2224/293Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099Material
    • H01L2224/29198Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298Fillers
    • H01L2224/29399Coating material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/831Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • H01L2224/83101Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus as prepeg comprising a layer connector, e.g. provided in an insulating plate member
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838Bonding techniques
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838Bonding techniques
    • H01L2224/8385Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H01L2224/83851Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester being an anisotropic conductive adhesive
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01004Beryllium [Be]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01005Boron [B]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01006Carbon [C]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01012Magnesium [Mg]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01013Aluminum [Al]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01015Phosphorus [P]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/0102Calcium [Ca]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01025Manganese [Mn]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01027Cobalt [Co]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01029Copper [Cu]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/0103Zinc [Zn]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01047Silver [Ag]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01049Indium [In]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/0105Tin [Sn]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01051Antimony [Sb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01078Platinum [Pt]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/014Solder alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06Polymers
    • H01L2924/0665Epoxy resin
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06Polymers
    • H01L2924/078Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/0781Adhesive characteristics other than chemical being an ohmic electrical conductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/156Material
    • H01L2924/15786Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15788Glasses, e.g. amorphous oxides, nitrides or fluorides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50Fixed connections
    • H01R12/51Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203Fillers and particles
    • H05K2201/0206Materials
    • H05K2201/0218Composite particles, i.e. first metal coated with second metal
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203Fillers and particles
    • H05K2201/0263Details about a collection of particles
    • H05K2201/0266Size distribution

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

本发明的粘接剂组合物具有粘接剂成分和分散于粘接剂成分中的导电粒子(10),导电粒子(10)具有:构成该中心部分的基材粒子(1)、覆盖基材粒子(1)表面的至少一部分的金属镀层(3)、以及在金属镀层3内侧并配置于的基材粒子(1)表面上的多个金属微粒子(2)。

Description

粘接剂组合物、电路连接材料、连接结构及电路部件连接方法
技术领域
本发明是关于粘接剂组合物、电路连接材料、连接结构以及电路部件的连接方法。
背景技术
随着电子装置的小型化、薄型化,在电路部件中形成的电路电极逐渐向高密度化和高精细化发展。另外,对于电路电极的进一步微细化,即,对于多电极化或窄间距化等微细间距化的要求越来越高。形成了微细电路的电路部件彼此的连接,采用以往的焊接或橡胶连接器难以应对,因此使用具有各向异性导电性的粘接剂组合物。
上述粘接剂组合物,一般由粘接剂成分和分散于粘接剂成分中的导电粒子构成。将该粘接剂组合物配置在相对配置的一对电路部件之间,在挟持粘接剂组合物的方向上对其整体施加压力,使相对置的电路电极彼此电连接。与此同时,邻接的电极彼此在确保电绝缘性的状态下粘接、固定一对电路部件。
以往,粘接剂组合物所具有的导电粒子,使用具有导电性的各种微粒子,例如金属微粉末或者用金属薄膜覆盖住表面的塑料微粒子等。
然而,在液晶显示器等的制造过程中,要求高度微细间距化及高的连接可靠性,有时使用由表面上容易形成氧化膜的金属材料构成的电路电极。上述金属微粉末及用金属薄膜被覆表面的塑料微粒子既有长处也有短处。因此,使用以往的粘接剂组合物时,不一定能同时高水平地达到微细间距化及连接可靠性两方面的要求。
具体而言,使用金属微粉末作为导电粒子时,由于金属微粉末具有很高的硬度,因此,即使电路电极的表面上形成了氧化膜,也有可能突破该氧化膜而将电路电极彼此连接。然而,金属微粉末通常粒度分布较宽,无法适用于微细间距化。另外,将电路电极彼此连接后,随着时间的延续,有时会产生连接部分电阻值升高的现象。据认为,这是因为,随着温度变动或连接结构的连接状态缓和等,电路电极间的间隔扩大,金属微粉末无法充分地跟随。另外,金属微粉末的线热膨胀系数通常比粘接剂成分的固化物的线热膨胀系数小,因此,反复升温降温的热循环试验后有时会产生这样的现象。
与此相对,使用用金属薄膜被覆表面的塑料微粒子作为导电粒子时,比较容易得到粒度分布较窄的导电粒子。因此,使用塑料微粒子的导电粒子适合于微细间距化。另外,塑料微粒子的线热膨胀率与粘接剂成分的固化物的线热膨胀率相近。因此,塑料微粒子可充分地追随温度变动等所引起的电路电极间的间隔扩大,具有可维持连接之初的电阻值的优点。然而,与金属微粉末相比,塑料微粒子的硬度一般较低。因此,在电路电极的表面形成了氧化膜的场合,不能充分地突破氧化膜,使得连接部分的初期电阻值比较高。
为此,人们探讨了使金属微粉末及表面被覆金属薄膜的塑料微粒子具有各自的特长。具体地说,探讨了在用金属薄膜被覆的塑料粒子表面上具有突起等的导电粒子。例如,专利文献1和2中记载了在导电性薄膜表面设置突起的导电粒子。另外,专利文献3中记载了在金属薄膜表面上进一步附着金属粒子的导电粒子。现有,专利文献4和5中记载对具有凹凸的塑料粒子镀覆金属所得的导电粒子。
专利文献1:特开2000-195339号公报
专利文献2:特开2000-243132号公报
专利文献3:特开昭63-301408号公报
专利文献4:特开平4-36902号公报
专利文献5:特开平11-73818号公报
发明内容
发明要解决的任务
专利文献1和2的导电粒子,是通过在形成金属薄膜的化学镀工序中析出突起而制造的。此时,难以充分地控制突起的尺寸或突起的数目。因此,由于突起的不均一性,难以达到足够高的连接可靠性。另外,专利文献3的导电粒子,金属薄膜与附着在其表面上的金属粒子的粘结性并不充分,该金属粒子有可能会脱落。如果金属粒子脱落,连接结构的初期电阻值会提高,或者与邻接的电路电极的绝缘性会不充分,难以实现足够高的连接可靠性。
另外,专利文献4和5的导电粒子,其凹凸是由塑料粒子本身形成的。因此,电路电极表面上形成氧化膜时,无法充分地突破该氧化膜,连接结构的初期电阻值有可能提高。
本发明是鉴于以上的情况而完成的,本发明的目的是,提供一种即使要连接的电极是由表面上容易形成氧化膜的金属材料构成,也可以充分降低连接结构的初期电阻值的粘接剂组合物及使用该组合物的电路连接材料。
另外,本发明的目的是,提供以较低的连接电阻连接电路部件的连接结构以及用于得到该连接结构的电路部件的连接方法。
解决任务的措施
本发明的粘接剂组合物,具有粘接剂成分和分散于该粘接剂成分中的导电粒子,所述的导电粒子具有:构成该导电粒子的中心部分的基材粒子;覆盖该基材粒子表面的至少一部分的金属镀层;以及,配置在该金属镀层的内侧、且于基材粒子表面上的多个金属微粒子。
另外,关于多个金属微粒子与基材粒子的位置关系,所说的“配置于基材粒子表面上”,不仅包括金属微粒子与基材粒子表面接触的状态配置的情况,也包括以不接触的状态配置的情况。多个金属微粒子配置于上述位置的导电粒子,可以通过使金属微粒子附着在基材粒子上,然后通过镀覆处理形成金属镀层而制造。
通过控制对基材粒子所附着的金属微粒子的个数及其粒径,可以在导电粒子表面上设置所希望数目及尺寸的突起。因此,与调整镀覆工序的条件等而设置突起的导电粒子相比,本发明中金属微粒子的附着数及粒径的均一性充分地提高。采用具有均一性高的金属微粒子的导电粒子,即使电路电极是用氧化膜被覆的金属电极,也可以更确实可靠地将电极彼此进行电连接。结果,可以充分地降低连接结构的初期电阻值。
另外,本发明的粘接剂组合物所具有的导电粒子,具备将基材粒子和金属微粒子整体被覆的金属镀层。因此,金属微粒子与基材粒子的粘附性高,可以充分地抑制金属微粒子从导电粒子上脱落。结果,可以更可靠地将电路电极彼此电连接,同时,可以充分地确保与邻接的电路电极的绝缘性。
优选的是,金属微粒子的平均粒径为200~1000nm。另外,基材粒子的平均粒径优选为1~10μm。这些粒子的平均粒径分别在上述范围内时,可进一步确保达到较低的初期连接电阻值。除此以外,可以同时高水平地实现连接电阻值上升的抑制及与邻接的电路电极的绝缘性。本发明中所说的“平均粒径”是指按以下所述测定的值。即,用扫描电子显微镜(SEM)观察任意选择的金属微粒子,测定其最大径和最小径。以该最大径和最小径的积的平方根作为其粒子的粒径。对于任意选择的50个粒子进行如上述的粒径测定,将其平均值作为平均粒径。
从有效且确实可靠地得到本发明的效果的角度考虑,金属微粒子的数目最好是每1个基材粒子为10~40个。另外,金属微粒子的数目为10~40个时,具有高水平地实现连接电阻值上升的抑制及与邻接的电路电极的绝缘性两者的优点。每1个基材粒子的金属微粒子的数目是指按以下所述测定的值。即,用SEM对任意选择的导电粒子拍照,以可以观察到的导电粒子表面的突起数作为金属微粒子数计数。将这样得到的计数乘以2,算出1个导电粒子的金属微粒子数。对于任意选择的50个导电粒子,按以上所述测定金属微粒子数,将其平均值作为每1个基材粒子的金属微粒子数。
另外,基材粒子最好是由粒子直径的20%压缩变形时的压缩弹性模量为100~1000kgf/mm2的材质构成。基材粒子具有上述的硬度时,即使电路电极的表面上形成氧化膜,配置于金属镀层内侧的金属微粒子也可以确实可靠地突破该氧化膜。此外,即使随着温度变动等,电路电极间的间隔变宽,基材粒子也可以充分地追随电路电极间隔的扩大。因此,可以充分地抑制连接电阻值的上升。
另外,基材粒子最好是,在5mN的最大载荷下压缩后的压缩回复率为40%以上。基材粒子具有上述的压缩回复率时,即使随着温度变动等而使电路电极间的间隔变宽,基材粒子也可以充分地追随电路电极间隔的扩大。因此,可以充分地抑制连接电阻值的上升。
本发明的电路连接材料,是由上述本发明的粘接剂组合物构成、将电路部件彼此粘接的同时使各电路部件具有的电路电极彼此电连接的材料。
本发明的连接结构具有相对配置的一对电路部件以及连接部,所述的连接部由上述本发明的电路连接材料的固化物构成,介于上述一对电路部件之间,将该电路部件彼此粘接,使得各电路部件具有的电路电极彼此电连接。
另外,本发明是一种电路部件的连接方法,即,将本发明的电路连接材料介于相对配置的一对电路部件之间,对整体加热和加压,形成由上述电路连接材料的固化物构成且介于上述一对电路部件之间、将电路部件彼此粘接使得各电路部件所具有的电路电极彼此电连接的连接部,从而得到具有上述一对电路部件及连接部的连接结构。
发明的效果
本发明可以提供一种即使要连接的电极由表面上容易形成氧化膜的金属材料构成,也可以充分降低连接结构的初期电阻值的粘接剂组合物,以及使用该粘接剂组合物的电路连接材料。另外,本发明可以提供以较低的连接电阻连接电路部件的连接结构以及用于得到该连接结构的电路部件的连接方法。
附图的简要说明
图1是表示在电路电极之间使用本发明的电路连接材料将电路电极彼此连接的状态的截面图。
图2是表示本发明的电路连接材料的一个实施方式的截面图。
图3是表示本发明的电路连接材料所含的导电粒子的一个形态的截面图。
图4是表示本发明的电路连接材料被设置于支承体上的状态的截面图。
图5是表示本发明的电路连接材料由支承体支承的状态截面图。
图6是利用示意截面图表示本发明的电路部件的连接方法的一个实施方式的工序图。
符号说明
1:基材粒子
2:金属微粒子
3:金属镀层
10:导电粒子
20:粘接剂成分
30:第1电路部件
31:电路基板(第1电路基板)
32:电路电极(第1电路电极)
40:第2电路部件
41:电路基板(第2电路基板)
42:电路电极(第2电路电极)
50,70:电路连接材料
60,60a,60b:支承体
100:连接结构
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的优选实施方式。在附图的说明中,对同一元件赋予同一符号,省略重复说明。另外,为使图面方便起见,附图尺寸比率并不一定与说明内容一致。
另外,本说明书中的“(甲基)丙烯酸酯”,是指“丙烯酸酯”以及与之对应的“甲基丙烯酸酯”。
图1是表示使用本发明的粘接剂组合物作为电路连接材料将电路电极彼此连接的连接结构的示意截面图。图1中所示的连接结构100,具有相互对置的第1电路部件30和第2电路部件40,在第1电路部件30与第2电路部件40之间设有将它们连接的连接部50a。
第1电路部件30具有电路基板(第1电路基板)31以及在电路基板31的主表面31a上形成的电路电极(第1电路电极)32。第2电路部件40具有电路基板(第2电路基板)41以及在电路基板41的主表面41a上形成的电路电极(第2电路电极)42。在电路基板31和41上,电路电极32、42的表面是平坦的。并且,这里所说的“电路电极的表面是平坦的”,是指电路电极表面的凹凸非常小,表面凹凸最好是20nm以下。
连接部50a具有:电路连接材料中所含有的粘接剂成分的固化物20a以及分散于其中的导电粒子10。而且,在连接结构100中,相对的电路电极32和电路电极42通过导电粒子10电连接。即,导电粒子10与电路电极32、42双方直接接触。
因此,可以充分减小电路电极32、42之间的连接电阻,实现电路电极32、42间的良好电连接。另一方面,固化物20a具有电绝缘性,可以确保邻接的电路电极彼此的绝缘性。因此,可使电路电极32、42间的电流平稳地流动,充分地发挥电路所具有的功能。
下面,对于粘接剂成分固化前的状态的粘接剂组合物进行详细的说明。图2是表示将本发明的粘接剂组合物作为电路连接材料使用时的优选实施方式的示意截面图。图2中所示的电路连接材料50的形状为薄膜状。电路连接材料50具有粘接剂成分20以及分散于粘接剂成分20中的导电粒子10。
电路连接材料50,可以通过使用涂布装置在薄膜状支承体上涂布含有粘接剂成分及导电粒子的粘接剂组合物,经规定时间热风干燥而制得。
对于导电粒子10的构成,参照图3下说明如下。图3是表示本发明的电路连接材料所含有的导电粒子的形态的截面图。图3中所示的导电粒子10,是由构成中心部分的基材粒子1、在该基材粒子1上设置的多个金属微粒子2、以及覆盖基材粒子1和金属微粒子2的表面而形成的金属镀层3所构成。金属微粒子2位于金属镀层3的内侧。
作为基材粒子1的材质,可以举出金属及有机高分子化合物。作为构成基材粒子1的金属,例如可以举出镍、铜、金、银、钴及它们的合金。作为构成基材粒子1的有机高分子化合物,例如可以举出丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、苯胍胺树脂、硅树脂、聚丁二烯树脂或它们的共聚物,也可以是将它们交联的产物。
作为基材粒子1的材质,从实现较高连接可靠性的角度考虑,最好是使用能充分追随电路电极彼此连接后的电路电极间隔的扩大的材质。如果基材粒子1不能充分追随伴随着温度变动等的电路电极间隔的扩大,有时连接部分的电阻值会上升。从有效地防止这样的电阻值升高的角度考虑,作为基材粒子1,最好是使用由有机高分子化合物构成的粒子。
由有机高分子化合物构成的粒子,即使将电路电极彼此连接时在电路电极之间被压成扁平形状,也会具有由扁平形状恢复至原来的球状的倾向。因此,导电粒子10可以充分地追随伴随着温度变动等的电路电极间隔的扩大。从这样的角度考虑,基材粒子1在5mN的最大载荷下压缩后的压缩回复率最好是40%以上。作为由具有上述压缩回复率的有机化合物构成的粒子,例如可以举出由丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、苯胍胺树脂、硅树脂、聚丁二烯树脂或它们的共聚物构成的粒子。该压缩回复率不足40%时,对于电路电极间的间隔扩大的追随往往不充分。该压缩回复率可采用Fischer Instruments制H-100微小硬度计进行测定。
另外,作为基材粒子1的材质,优选使用粒子直径的20%压缩变形时具有100~1000kgf/mm2的压缩弹性模量的材料,更优选具有100~800kgf/mm2的压缩弹性模量的材料。作为由具有上述硬度的有机化合物构成的粒子,例如可以举出丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、苯胍胺树脂、硅树脂、聚丁二烯树脂或它们的共聚物构成的粒子。
上述20%压缩变形时的压缩弹性模量不到100kgf/mm2时,将表面上形成了氧化膜的金属电路电极连接时,无法充分地突破表面的氧化膜,会有连接部分的电阻值提高的倾向。另一方面,压缩弹性模量若超过1000kgf/mm2时,将相对的电路电极加压时,基材粒子1往往不能充分变形成扁平形状。如果基材粒子1的变形不充分,与电路电极的接触面积也会不充分,使得连接部分的电阻值提高。另外,为使基材粒子1充分变形成扁平形状而施加较高压力时,粒子可能粉碎,致使连接不充分。该压缩弹性模量可采用Fischer Instruments制H-100微小硬度计测定。
另外,各个基材粒子1可以是相同或不同种类的材质,同一粒子中可以使用单独1种材质,或者混合使用2种以上的材质。
基材粒子1的平均粒径,可以根据用途等而可适当设计,通常1~10μm为宜,优选2~8μm,更优选3~5μm。平均粒径不到1μm时,会产生粒子的二次凝集,与邻接电路的绝缘性会有不充分的倾向。另一方面,平均粒径若超过10μm时,因其过大而使与邻接电路的绝缘性会有不充分的倾向。
作为构成金属微粒子2的金属,例如可以举出:Ni、Ag、Au、Cu、Co、Zn、Al、Sb、U、Ga、Ca、Sn、Se、Fe、Th、Be、Mg、Mn及它们的合金。这些金属的中,从导电性及耐腐蚀性的角度考虑,优选Ni、Ag、Au、Cu,更优选Ni。它们可以单独使用1种,或者2种以上组合使用。
金属微粒子2的平均粒径可根据用途等而适当设计,一般在200~1000nm为宜,优选400~800nm,更优选400~500nm。平均粒径若不足200nm,将表面上形成了氧化膜的金属的电路电极连接时,无法充分地突破氧化膜,会有连接部分的电阻值提高的倾向。另一方面,平均粒径若超过1000nm,与邻接电路的绝缘性会有不充分的倾向。
在金属镀层3的内侧的基材粒子1的表面上配置的金属微粒子2的数目,每1个基材粒子最好是10~40个,10~30个更好,10~20个最好。金属微粒子2的数目不到10个时,往往无法充分抑制连接电阻值的上升。另一方面,金属微粒子2的数目若超过40个时,有着与邻接电路的绝缘性不充分的倾向。
金属镀层3覆盖基材粒子1和金属微粒子2的表面的至少一部分。不过,从更确实地防止金属微粒子2脱落的角度考虑,最好是基本上将基材粒子1和金属微粒子2的表面全部覆盖。
金属镀层3的膜厚在80~200nm为宜,优选的是100~150nm,更优选的是100~110nm。金属镀层3的膜厚不足80nm时,连接部分的电阻值有提高的倾向。另一方面,金属镀层3的膜厚超过200nm时,与邻接电路的绝缘性往往不够充分。
作为制造导电粒子10的方法,可以举出使金属微粒子2物理性附着在基材粒子1的表面上,然后进行镀覆处理、形成金属镀层3的方法。此时,通过调整添加的金属微粒子2的量,可以控制附着于基材粒子1表面上的金属微粒子2的数目。然后,对其进行化学镀处理,制造导电粒子10。
下面,对于分散导电粒子1的粘接剂成分进行说明。作为粘接剂成分20,优选的是含有由(a)热固性树脂和(b)热固性树脂用固化剂构成的粘接剂的组合物,以及,含有由(c)通过加热或光产生游离自由基的固化剂和(d)自由基聚合性物质构成的粘接剂的组合物。或者,优选的是上述(a)、(b)、(c)和(d)的混合组合物。
作为(a)热固性树脂,只要是在任意温度范围中可进行固化处理的热固性树脂即可,没有特别的限制,优选的是环氧树脂。作为环氧树脂可以举出:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、线型酚醛型环氧树脂、甲酚-线型酚醛环氧树脂、双酚A线型酚醛环氧树脂、双酚F线型酚醛环氧树脂、脂环式环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、环氧丙基胺型环氧树脂、海因型环氧树脂、异三聚氰酸酯型环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂等。这些环氧树脂可以被卤化,也可以被氢化。这些环氧基树脂可以单独使用1种,或者2种以上组合使用。
作为(b)热固性树脂用固化剂,可以举出胺系、酚系、酸酐系、咪唑系、酰肼系、双氰胺、三氟化硼-胺配位化合物、锍盐、碘鎓盐、胺化酰亚胺等。这些固化剂可以单独使用1种,或者2种以上混合使用,也可以混合分解促进剂、抑制剂等后使用。另外,将这些固化剂用聚氨酯系、聚酯系的高分子物质等被覆而形成的微胶囊,可延长使用时间,因而优先选用。
(b)热固性树脂用固化剂的配合量,以粘接剂成分的总质量为基准,在0.1~60.0质量%程度为宜,优选的是1.0~20.0质量%。热固性树脂用固化剂的配合量不足0.1质量%时,固化反应的进行不充分,往往难以得到良好的粘接强度或连接电阻值。另一方面,配合量若超过60质量%时,往往粘接剂成分的流动性降低,或者适用期缩短,同时,连接部分的连接电阻值会有提高的倾向。
作为(c)通过加热或光产生游离自由基的固化剂,可以举出过氧化物、偶氮系化合物等通过加热或光分解而产生游离自由基的固化剂。固化剂可根据所要求的连接温度、连接时间、适用期等适当选择。从高反应性和适用期的角度考虑,优先选用半衰期10小时的温度为40℃以上且半衰期1分钟的温度为180℃以下的有机过氧化物。此时,(c)通过加热或光产生游离自由基的固化剂的配合量,以粘接剂成分的总质量为基准,优选的是0.05~10质量%,更优选的是0.1~5质量%。
(c)通过加热或光产生游离自由基的固化剂,具体地说可以从下列化合物中选择:二酰基过氧化物、过氧化二碳酸酯、过氧化酯、过氧化缩酮、二烷基过氧化物、氢过氧化物等。为了抑制电路部件的连接端子的腐蚀,优先选择过氧化酯、二烷基过氧化物、氢过氧化物,最好是从可以得到高反应性的过氧化酯中选择。
作为二酰基过氧化物类,例如可以举出:异丁基过氧化物、2,4-二氯苯酰基过氧化物、3,5,5-三甲基己酰基过氧化物、辛酰基过氧化物、月桂酰基过氧化物、硬脂酰基过氧化物、琥珀酰基过氧化物、苯酰基过氧化甲苯、苯酰基过氧化物等。
作为过氧化二碳酸酯类,例如以可举出:二-正丙基过氧化二碳酸酯、二异丙基过氧化二碳酸酯、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、二-2-乙氧基甲氧基过氧化二碳酸酯、二(2-乙基己基过氧化)二碳酸酯、二甲氧基丁基过氧化二碳酸酯、二(3-甲基-3-甲氧基丁基过氧化)二碳酸酯等。
作为过氧化酯类,例如可以举出:枯烯基过氧化新癸酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯、1-环己基-1-甲基乙基过氧化新癸酸酯、叔己基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(2-乙基己酰基过氧化)己烷、1-环己基-1-甲基乙基过氧化-2-乙基己酸酯、叔己基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化异丁酸酯、1,1-双(叔丁基过氧化)环己烷、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(间甲苯酰基过氧化)己烷、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯、叔己基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化乙酸酯等。
作为过氧化缩酮类,例如可以举出:1,1-双(叔己基过氧化)-3,5,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔己基过氧化)环己烷、1,1-双(叔丁基过氧化)-3,5,5-三甲基环己烷、1,1-(叔丁基过氧化)环十二烷、2,2-双(叔丁基过氧化)癸烷等。
作为二烷基过氧化物类,例如可以举出:α,α’-双(叔丁基过氧化)二异丙基苯、二枯烯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、叔丁基枯烯基过氧化物等。
作为氢过氧化物类,例如可以举出:二异丙基苯氢过氧化物、枯烯氢过氧化物等。
这些(c)通过加热或光产生游离自由基的固化剂,可以单独使用1种或2种以上混合使用,亦可混合分解促进剂、抑制剂等后使用。
(d)自由基聚合性物质是具有通过自由基聚合的官能基的物质,例如可以举出(甲基)丙烯酸酯、马来酰亚胺化合物等。
作为(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出:尿烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、四(甲基)丙烯酸四羟甲基甲烷酯、2-羟基-1,3-二(甲基)丙烯酰氧基丙烷、2,2-双〔4-((甲基)丙烯酰氧基甲氧基)苯基〕丙烷、2,2-双〔4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基〕丙烷、二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯、三环癸基(甲基)丙烯酸酯、双((甲基)丙烯氧基乙基)异三聚氰酸酯、ε-己内酯改性三((甲基)丙烯氧基乙基)异三聚氰酸酯、三((甲基)丙烯氧基乙基)异三聚氰酸酯等。
这些自由基聚合性物质可单独使用1种,或者2种以上组合使用。特别优选的是,粘接剂成分至少含有在25℃下的粘度为100000~1000000mPa·s的自由基聚合性物质,最好是含有具有100000~500000mPa·s粘度(25℃)的自由基聚合性物质。自由基聚合性物质的粘度,可以使用市售的E型粘度计进行测定。
在自由基聚合性物质中,从粘接性的角度考虑,优选使用尿烷丙烯酸酯或尿烷甲基丙烯酸酯。另外,特别优选的是,在与用于提高耐热性的有机过氧化物交联后,并用单独显示100℃以上的Tg的自由基聚合性物质。作为这样的自由基聚合性物质,可以使用分子内具有二环戊烯基、三环癸烯基和/或三嗪环物质。特别适合使用分子内具有三环癸烯基或三嗪环的自由基聚合性物质。
作为马来酰亚胺化合物,优先选用分子中至少含有2个以上马来酰亚胺基的化合物,例如:1-甲基-2,4-双马来酰亚胺苯、N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺、N,N’-对亚苯基双马来酰亚胺、N,N’-间甲代亚苯基双马来酰亚胺、N,N’-4,4-双亚苯基双马来酰亚胺、N,N’-4,4-(3,3’-二甲基-双亚苯基)双马来酰亚胺、N,N’-4,4-(3,3’-二甲基二苯基甲烷)双马来酰亚胺、N,N’-4,4-(3,3’-二乙基二苯基甲烷)双马来酰亚胺、N,N’-4,4-二苯基甲烷双马来酰亚胺、N,N’-4,4-二苯基丙烷双马来酰亚胺、N,N’-4,4-二苯基醚双马来酰亚胺、N,N’-3,3’-二苯基砜双马来酰亚胺、2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-仲丁基-4,8-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、1,1-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]癸烷、4,4’-环亚己基-双[1-(4-马来酰亚胺苯氧基)-2-环己基]苯、2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]六氟丙烷等。这些化合物可以单独使用1种,或者2种以上并用,还可以与烯丙基苯酚、烯丙基苯基醚、苯甲酸烯丙基酯等烯丙基化合物并用。
另外,必要时还可以适当使用氢醌、甲基醚氢醌类等聚合抑制剂。
粘接剂成分20可以含有薄膜形成性的高分子。以粘接剂成分20的总质量为基准,薄膜形成性高分子的含有量优选为2~80质量%,更优选为5~70质量%,特别优选为10~60质量%。作为薄膜形成性高分子可以举出:聚苯乙烯、聚乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚亚胺、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚苯醚、尿素树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂、二甲苯树脂、聚异氰酸酯树脂、苯氧基树脂、聚亚胺树脂、聚酯型聚氨酯树脂等。
上述薄膜形成性高分子中,具有羟基等官能基的树脂可以提高粘接性,因而优先选用。另外,亦可使用用自由基聚合性官能基对这些高分子进行改性的产物。薄膜形成性高分子的重均分子量在10000~10000000为宜。
另外,电路连接材料50还可以含有填充材料、软化剂、促进剂、防老化剂、着色剂、阻燃剂、触变剂、偶合剂、酚醛树脂、蜜胺树脂、异氰酸酯类等。
含有填充材料时,可以得到连接可靠性等提高,因而是优选的。填充材料只要其最大径小于导电粒子的粒径者即可使用,优选的是5~60体积%的范围。若超过60体积%,提高可靠性的效果已达到饱和。
作为偶合剂,从提高粘接性的角度考虑,优先选用含有选自乙烯基、丙烯基、氨基、环氧基和异氰酸酯基中的1种以上基的化合物。
在电路连接材料50中,如果以电路连接材料50的总体积作为100体积份,导电粒子10的含量最好是0.5~60体积份,该含量可根据用途分别使用。
图4是表示本发明的电路连接材料50被设置于薄膜状支承体60上的状态的截面图。作为支承体60,例如可以使用:聚对苯二甲乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚间苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜、聚烯烃系薄膜、聚乙酸酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚酰胺薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚偏氯乙烯薄膜、合成橡胶系薄膜、液晶聚合物薄膜等的各种薄膜。也可以使用根据需要对上述薄膜表面进行了电晕放电处理、增粘涂层处理、防静电处理等的支承体。
使用电路连接材料50时,为了容易从电路连接材料50上剥离支承体60,必要时可以在支承体60表面上涂布剥离处理剂后使用。作为剥离处理剂,可以使用硅树脂、聚硅氧烷与有机系树脂的共聚物、醇酸树脂、氨基醇酸树脂、具有长链烷基的树脂、具有氟烷基的树脂、虫胶树脂等各种剥离处理剂。
支承体60的膜厚并没有特别限制,考虑到制作的电路连接材料50的保存、使用时的便利性等,优选的是4~200μm。另外,考虑到材料成本和生产率,支承体60的膜厚最好是15~75μm。
电路连接材料不限于电路连接材料50那样的单层构造,也可以是多层层合的多层结构。多层结构的电路连接材料,可以通过将粘接剂成分及导电粒子的种类或含量不同的层多层层合而制造。例如,电路连接材料可以具有:含有导电粒子的导电粒子含有层;以及,在该导电粒子含有层的至少一面上设置的、不含有导电粒子的不含导电粒子层。
图5是表示在支承体上支承有二层结构的电路连接材料的状态的截面图。图5所示的电路连接材料70,是由含有导电粒子的导电粒子含有层70a和不含有导电粒子的导电粒子非含有层70b构成。在电路连接材料70的两个最外表面上分别设有支承体60a和60b。电路连接材料70可以按以下所述制造:在支承体60a的表面上形成导电粒子含有层70a,另一方面,在支承体60b的表面上形成导电粒子非含有层70b,使用以往公知的层压机等将这些层贴合。使用电路连接材料70时,将支承体60a、60b剥离,然后使用。
用电路连接材料70将电路部件彼此连接时,可以以充分抑制因粘接剂成分的流动而引起的电路电极上的导电粒子个数的减少。因此,例如将IC芯片组装到基板上时,可以充分确保IC芯片的金属凸起(连接端子)上的导电粒子个数。此时,最好是将电路连接材料70配置成,使IC芯片的具有金属凸起的面与导电粒子非含有层70b连接,另一方面,使需要组装IC芯片的基板与导电粒子含有层70a连接。
<连接方法>
图6是用断面示意图表示本发明的电路部件的连接方法的一个实施方式的工序图,该图表示将电路连接材料50热固化而制造连接结构的一系列工艺步骤。
首先,准备好上述第1电路部件30和薄膜状的电路连接材料50。电路连接材料50是由含有导电粒子10的粘接剂组合物构成。
电路连接材料50的厚度在5~50μm时为宜。电路连接材料50的厚度不足5μm时,在第1和第2电路电极32、42之间电路连接材料50往往填充不足。另一方面,其厚度若超过50μm,往往难以确保第1和第2电路电极32、42之间的导通。
随后,将电路连接材料50载持于第1电路部件30的形成了电路电极32的表面上。然后,沿着图6(a)的箭头A和B的方向对电路连接材料50加压,将电路连接材料50临时连接到第1电路部件30上(图6(b))。
此时的压力只要是不会对电路部件造成损伤的范围即可,没有特别限的限制,一般在0.1~30.0MPa为宜。另外,也可以一边加热一边加压,加热温度为电路连接材料50基本上不固化的温度。加热温度一般在50~190℃为宜。这些加热和加压最好是在0.5~120秒范围内进行。
接着,如图6(c)所示,使第2电路电极42朝向第1电路部件30,将第2电路部件40载于电路连接材料50上。然后,一面将薄膜状电路连接材料50加热,一面在图6(c)的箭头A和B方向上对整体加压。
此时的加热温度为电路连接材料50可以固化的温度。加热温度在60~180℃为宜,优选的是70~170℃,更优选的是80~160℃。加热温度不到60℃时,固化速度往往变得迟缓,若超过180℃,往往容易发生不希望的副反应。加热时间以0.1~180秒为宜,优选的是0.5~180秒,更优选的是1~180秒。
通过电路连接材料50的固化,形成粘接部50a,得到如图1所示的连接体100。连接的条件可根据使用的用途、粘接剂组合物、电路部件而适当选择。另外,作为电路连接材料50的粘接剂成分使用通过光固化的材料时,只要对电路连接材料50适当照射活性光线或能量射线即可。作为活性光线可以举出紫外线、可见光、红外线等。作为能量射线可以举出电子射线、X射线、γ射线、微波等。
以上对本发明的优选实施方式做了说明,但本发明并不限于上述实施方式。本发明可以在不脱离其要旨的范围内做各种变化。
实施例
以下通过实施例对本发明内容做更具体的说明,但本发明不限于这些实施例。
实施例1
将下列物料混合,制备电路连接用的粘接剂组合物:
作为薄膜形成性高分子的苯氧基树脂溶液(苯氧基树脂/甲苯/乙酸乙酯=40/30/30质量份)100质量份、作为环氧树脂与潜在性固化剂的混合物的含有微胶囊型潜在性固化剂的液状环氧树脂(旭化成株式会社制,商品名:ノバキユア3941)60质量份、作为导电粒子的Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子10质量份、以及硅烷偶联剂(东丽·Dow Corning·聚硅氧烷株式会社制、商品名:SZ6030)10质量份。另外,作为苯氧基树脂,使用FX-293(商品名、东都化成株式会社制)。
上述Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按经下所述制造:使平均粒径400nm的Ni微粒子(金属微粒子)附着在平均粒径3μm的聚苯乙烯粒子(基材粒子)的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后再形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数(配置于金属镀层内侧的金属微粒子数)是32个。聚苯乙烯粒子的20%压缩变形时的压缩弹性模量为750kgf/mm2,以5mN的最大载荷压缩后的压缩回复率为70%。
在由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)构成的支承体(膜厚50μm)上涂布上述粘接剂组合物。然后将其在70℃下干燥10分钟,得到设置于支承体上的导电粒子含有层(膜厚25μm)。
另一方面,代替粘接剂组合物的溶液,将由苯氧基树脂溶液(苯氧基树脂/甲苯/乙酸乙酯=40/30/30质量份)100质量份和作为环氧树脂与潜在性固化剂的混合物的含有微胶囊型潜在性固化剂的液状环氧树脂(旭化成株式会社制,商品名:ノバキユア3941)60质量份构成的粘接剂成分的溶液,涂布于由PET构成的支承体(膜厚50μm)上。然后,将其在70℃下干燥10分钟,得到设置于支承体上的导电粒子非含有层(膜厚25μm)。
使用以往公知的层压机,将上述导电粒子含有层和导电粒子非含有层贴合。这样,得到图5所示状态的二层结构的电路连接材料。将其切成带状,制成电路连接材料。
实施例2
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:将平均粒径200nm的Ni微粒子附着在与实施例1所使用的相同的聚苯乙烯粒子的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数为20个。
实施例3
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:将平均粒径800nm的Ni微粒子附着在与实施例1所使用的相同的聚苯乙烯粒子的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数为15个。
实施例4
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:将平均粒径400nm的Ni微粒子附着在20%压缩变形时的压缩弹性模量为300kgf/mm2的聚苯乙烯粒子的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数为30个。
实施例5
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:将平均粒径400nm的Ni微粒子附着在20%压缩变形时的压缩弹性模量为600kgf/mm2且以5mN的最大载荷压缩后的压缩回复率为40%的聚苯乙烯粒子的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数为30个。
实施例6
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:将平均粒径400nm的Ni微粒子附着在平均粒径为4μm且20%压缩变形时的压缩弹性模量为700kgf/mm2的聚苯乙烯粒子的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数为32个。
实施例7
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:将平均粒径160nm的Ni微粒子附着在平均粒径为3μm且20%压缩变形时的压缩弹性模量为450kgf/mm2的聚苯乙烯粒子的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数为8个。
实施例8
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:将平均粒径230nm的Ni微粒子附着在平均粒径为3μm且20%压缩变形时的压缩弹性模量为500kgf/mm2的聚苯乙烯粒子的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数为47个。
实施例9
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:将平均粒径200nm的Ni微粒子附着在平均粒径为3μm且20%压缩变形时的压缩弹性模量为90kgf/mm2的聚苯乙烯粒子的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数为23个。
实施例10
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:将平均粒径400nm的Ni微粒子附着在以5mN的最大载荷压缩后的压缩回复率为25%且20%压缩变形时的压缩弹性模量为700kgf/mm2的聚苯乙烯粒子的表面上,然后,采用化学镀形成Ni层,最后形成Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni微粒子所引起的突起数为30个。
比较例1
代替Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,使用按以下所述制造的Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。采用化学镀,在与实施例1所使用的相同的聚苯乙烯粒子的表面上形成Au层,制成Au镀覆聚苯乙烯粒子。
比较例2
按以下所述制作Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子,除此之外与实施例1同样操作,得到电路连接材料。Ni/Au镀覆聚苯乙烯粒子按以下所述制造:对于与实施例1所使用的相同的聚苯乙烯粒子的表面进行化学镀镍,形成Ni层,同时析出Ni块,然后镀覆Au层。用SEM以6000倍的放大倍数观察镀覆处理后的导电粒子,结果,由Ni块所引起的突起数为35个。。
随后,对于上述实施例及比较例所制作的电路连接材料进行各种评价。
<初期连接电阻的评估>
准备好具有凸起尺寸50μm×50μm、间距100μm、高度20μm的金凸起的IC芯片以及表面上形成了铝电极的玻璃基板(厚度0.7mm)。用电路连接材料将铝电极与金凸起电连接,制成连接结构,测定其电阻值,进行连接部分的初期连接电阻值的评估。
具体地说,首先,将导电粒子含有层一侧的支承体剥离,将电路连接材料配置于玻璃基板上,使导电粒子含有层与玻璃基板相接,进行预压接。然后剥离导电粒子非含有层一侧的支承体,随后,载置IC芯片,使金凸起与导电粒子非含有层相接。配置IC芯片后,一边加热、一边在夹持电路连接材料的方向上加压,使之连接。预压接的条件是:温度70℃,压力0.5MPa(凸起面积换算),保持时间为1秒。另一方面,连接的条件是:温度210℃,压力70MPa(凸起面积换算),保持时间为5秒。
测定这样连接的连接结构的电阻值(R0)。初期连接电阻的评价按以下基准进行。
A:R0不到1Ω
B:R0为1~2Ω
C:R0超过2Ω。
作为电路连接材料,分别使用实施例1~9及比较例1的电路连接材料,这些场合的初期连接电阻的评价结果示于表1和表2中。
<热循环试验后的连接电阻的评估>
进行上述初期连接电阻的评价后,对于连接结构进行反复升温、降温的热循环试验,评价热循环试验后的连接电阻。热循环试验按以下所述进行:使连接结构从室温升温至100℃,然后降温至-40℃,再次升温至室温,这一步骤重复20次。测定热循环试验后的连接结构的电阻值(R1)。
热循环试验后的连接电阻的评价按以下基准进行。
A:R1不到3Ω、
B:R1为3~4Ω、
C:R1超过4Ω。
作为电路连接材料,分别使用实施例1~9及比较例1的电路连接材料,这些场合的热循环试验后的连接电阻的评价结果示于表1和表2中。
<绝缘性的评价>
准备好具有凸起尺寸50μm×100μm、间距15μm、高度20μm的金凸起的IC芯片以及ITO基板。用电路连接材料将ITO基板与多个金凸起电连接,制成连接结构,测定邻接的金凸起间的电阻值,进行连接部分的邻接金凸起间的电绝缘性的评估。另外,ITO基板是在玻璃基板(厚度0.7mm)上蒸镀铟-锡氧化物(ITO),形成ITO电极(表面电阻≤20Ω/□)。
首先,将导电粒子含有层一侧的支承体剥离,使导电粒子含有层与ITO基板相接,将电路连接材料配置于ITO基板上,进行预压接。然后,剥离导电粒子非含有层一侧的支承体,随后,使金凸起与导电粒子非含有层相接,载置IC芯片。配置IC芯片后,一边加热、一边在挟持电路连接材料的方向上加压,使之连接。预压接的条件是:温度70℃、压力0.5MPa(凸起面积换算)、保持时间为1秒。另一方面,连接的条件是:温度210℃、压力70MPa(凸起面积换算)、保持时间为5秒。
在这样连接的连接结构的邻接的金凸起之间,施加50V电压达1分钟,然后,测定该金凸起间的绝缘电阻值(R2)。绝缘性的评价按以下基准进行。
A:R2为1×1010Ω以上、
B:R2为1×109~1×1010Ω、
C:R2不到1×109Ω。
作为电路连接材料,分别使用实施例1~9及比较例1的电路连接材料,这些场合的绝缘性评价结果示于表1和表2中。
Figure S2006800430380D00221
Figure S2006800430380D00231
如表1所示,实施例1~6的电路连接材料的所有评价项目的评价都是A。这表明,采用实施例1~6的电路连接材料可以高水平地同时实现较低的初期连接电阻以及与邻接的电路电极的良好绝缘性。除此以外,热循环试验后的连接电阻的评价为A,表明可以充分地抑制连接电阻值的上升。
另外,未设置由Ni微粒子所引起的突起的比较例1的电路连接材料,其初期连接电阻的评价为B,热循环试验后的连接电阻的评价为C。
上述结果表明,本发明可以提供,将要求较高微细间距化的电路电极彼此连接时,即使电路电极由表面容易形成氧化膜的金属材料构成,也可以充分降低连接结构的初期电阻值的电路连接材料。
产业上的利用可能性
根据本发明,可以提供即使需要连接的电极由表面容易形成氧化膜的金属材料构成,也可以充分降低连接结构的初期电阻值的粘接剂组合物以及使用该粘接剂组合物的电路连接材料。另外,根据本发明,可以提供以较低的连接电阻连接电路部件的连接结构以及用于获得该连接结构的电路部件的连接方法。

Claims (3)

1.粘接剂组合物,该粘接剂组合物具有粘接剂成分和分散于所述粘接剂成分中的导电粒子,其特征在于,
所述的导电粒子具有:构成该导电粒子的中心部分的基材粒子,覆盖所述基材粒子表面的至少一部分的金属镀层,以及,配置在所述金属镀层的内侧、且于所述基材粒子表面上的多个金属微粒子;
所述的基材粒子由粒子直径的20%压缩变形时的压缩弹性模量为100~1000kgf/mm2的材质构成;所述基材粒子在5mN的最大载荷下压缩后的压缩回复率为40%以上;
所述金属微粒子的平均粒径是200~1000nm;
所述金属微粒子的数目是每1个基材粒子为10~40个;
所述基材粒子的平均粒径是1~10μm。
2.电路连接材料,其特征是,由权利要求1所述的粘接剂组合物构成,用于将电路部件彼此粘接,同时使得各个电路部件具有的电路电极彼此电连接。
3.电路部件的连接方法,其特征是,使权利要求2所述的电路连接材料介于相对配置的一对电路部件之间,对其整体加热和加压,形成由上述电路连接材料的固化物构成并介于所述一对电路部件之间、将所述电路部件彼此粘接,使得各个电路部件所具有的电路电极彼此电连接的连接部,从而得到具有所述一对电路部件及所述连接部的连接结构。
CN2006800430380A 2005-11-18 2006-11-14 粘接剂组合物、电路连接材料、连接结构及电路部件连接方法 Active CN101309993B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005334235 2005-11-18
JP334235/2005 2005-11-18
JP178346/2006 2006-06-28
JP2006178346 2006-06-28
PCT/JP2006/322628 WO2007058159A1 (ja) 2005-11-18 2006-11-14 接着剤組成物、回路接続材料、接続構造及び回路部材の接続方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101309993A CN101309993A (zh) 2008-11-19
CN101309993B true CN101309993B (zh) 2012-06-27

Family

ID=38048545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800430380A Active CN101309993B (zh) 2005-11-18 2006-11-14 粘接剂组合物、电路连接材料、连接结构及电路部件连接方法

Country Status (5)

Country Link
JP (2) JP4877230B2 (zh)
KR (2) KR101049609B1 (zh)
CN (1) CN101309993B (zh)
TW (2) TW201202375A (zh)
WO (1) WO2007058159A1 (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5018270B2 (ja) * 2007-06-22 2012-09-05 パナソニック株式会社 半導体積層体とそれを用いた半導体装置
CN101689410B (zh) * 2007-08-02 2013-10-16 日立化成株式会社 电路连接材料、使用它的电路构件的连接结构及电路构件的连接方法
CN101828434A (zh) * 2007-10-18 2010-09-08 日立化成工业株式会社 粘接剂组合物和使用其的电路连接材料、以及电路部件的连接方法和电路连接体
JP4623224B2 (ja) * 2008-06-26 2011-02-02 日立化成工業株式会社 樹脂フィルムシート及び電子部品
WO2010001900A1 (ja) * 2008-07-01 2010-01-07 日立化成工業株式会社 回路接続材料及び回路接続構造体
CN102037615B (zh) * 2009-02-27 2013-08-28 日立化成株式会社 粘接材料卷轴
CN102474024B (zh) * 2009-07-02 2014-09-17 日立化成株式会社 导电粒子
JP5375374B2 (ja) * 2009-07-02 2013-12-25 日立化成株式会社 回路接続材料及び回路接続構造体
JP4640532B2 (ja) * 2009-07-02 2011-03-02 日立化成工業株式会社 被覆導電粒子
JP4640531B2 (ja) * 2009-07-02 2011-03-02 日立化成工業株式会社 導電粒子
JP5589361B2 (ja) * 2009-11-16 2014-09-17 日立化成株式会社 導電粒子及びその製造方法
JP5580729B2 (ja) * 2010-12-28 2014-08-27 積水化学工業株式会社 導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体
KR101151366B1 (ko) 2011-11-24 2012-06-08 한화케미칼 주식회사 도전성 입자 및 이의 제조방법
WO2013108740A1 (ja) * 2012-01-19 2013-07-25 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP5936882B2 (ja) * 2012-03-02 2016-06-22 デクセリアルズ株式会社 回路接続材料、及びそれを用いた実装体の製造方法
JP6364191B2 (ja) * 2012-12-06 2018-07-25 積水化学工業株式会社 導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法
JP6212366B2 (ja) * 2013-08-09 2017-10-11 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
EP3069811A4 (en) * 2013-11-11 2017-11-29 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Metal bonding structure, metal bonding method, and metal bonding material using metal nanoparticles
KR20160106004A (ko) * 2014-01-08 2016-09-09 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자, 도전 재료 및 태양 전지 모듈
EP3096330B1 (en) * 2014-01-14 2019-04-10 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha Composite conductive particle, conductive resin composition containing same and conductive coated article
JP2015195178A (ja) * 2014-03-26 2015-11-05 デクセリアルズ株式会社 導電性粒子、導電性接着剤、接続体の製造方法、電子部品の接続方法、及び接続体
CN112863732B (zh) * 2014-10-29 2023-01-17 迪睿合株式会社 连接结构体的制造方法、连接结构体以及导电材料
JP2016089153A (ja) * 2014-10-29 2016-05-23 デクセリアルズ株式会社 導電材料
JP7007138B2 (ja) * 2016-09-09 2022-02-10 積水化学工業株式会社 金属原子含有粒子、接続材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005073985A1 (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Sekisui Chemical Co., Ltd. 導電性微粒子及び異方性導電材料

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2504057B2 (ja) * 1987-06-02 1996-06-05 日立化成工業株式会社 導電性粒子
JP3083535B2 (ja) * 1990-06-01 2000-09-04 積水化学工業株式会社 導電性微粒子及び導電性接着剤
JP3420809B2 (ja) * 1993-12-16 2003-06-30 信越ポリマー株式会社 導電性粒子およびこれを用いた異方導電接着剤
JP2823799B2 (ja) * 1994-07-29 1998-11-11 信越ポリマー株式会社 異方導電接着剤
JP3766123B2 (ja) * 1995-10-03 2006-04-12 積水化学工業株式会社 電極間の導電接続方法及び導電性微粒子
JP3379456B2 (ja) * 1998-12-25 2003-02-24 ソニーケミカル株式会社 異方導電性接着フィルム
JP3696429B2 (ja) * 1999-02-22 2005-09-21 日本化学工業株式会社 導電性無電解めっき粉体とその製造方法並びに該めっき粉体からなる導電性材料
JP4663158B2 (ja) * 2000-06-14 2011-03-30 積水化学工業株式会社 微粒子配置フィルム、導電接続フィルム、導電接続構造体及び微粒子の配置方法
JP2004164874A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Osugi Kk 異方性導電接着剤用導電微粒子
JP2005108870A (ja) * 2003-09-26 2005-04-21 Sekisui Chem Co Ltd Icチップ、icチップの製造方法、半導体パッケージ及び液晶表示装置
JP5247968B2 (ja) * 2003-12-02 2013-07-24 日立化成株式会社 回路接続材料、及びこれを用いた回路部材の接続構造
JP4563110B2 (ja) * 2004-08-20 2010-10-13 積水化学工業株式会社 導電性微粒子の製造方法
JP4593302B2 (ja) * 2005-02-03 2010-12-08 積水化学工業株式会社 導電性微粒子及び異方性導電材料
JP4674096B2 (ja) * 2005-02-15 2011-04-20 積水化学工業株式会社 導電性微粒子及び異方性導電材料
JP4860163B2 (ja) * 2005-02-15 2012-01-25 積水化学工業株式会社 導電性微粒子の製造方法
JP2006269296A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Sekisui Chem Co Ltd 突起粒子の製造方法、突起粒子、導電性突起粒子及び異方性導電材料
JP4936678B2 (ja) * 2005-04-21 2012-05-23 積水化学工業株式会社 導電性粒子及び異方性導電材料
JP2006331714A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子及び異方性導電材料
JP4589810B2 (ja) * 2005-06-07 2010-12-01 積水化学工業株式会社 導電性微粒子及び異方性導電材料
JP2007035574A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体
JP4718926B2 (ja) * 2005-07-29 2011-07-06 積水化学工業株式会社 導電性微粒子、及び、異方性導電材料
JP4598621B2 (ja) * 2005-07-29 2010-12-15 積水化学工業株式会社 導電性微粒子、及び、異方性導電材料
JP4950451B2 (ja) * 2005-07-29 2012-06-13 積水化学工業株式会社 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005073985A1 (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Sekisui Chemical Co., Ltd. 導電性微粒子及び異方性導電材料

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080072658A (ko) 2008-08-06
TW200730599A (en) 2007-08-16
KR101049609B1 (ko) 2011-07-14
JPWO2007058159A1 (ja) 2009-04-30
TWI367246B (zh) 2012-07-01
WO2007058159A1 (ja) 2007-05-24
CN101309993A (zh) 2008-11-19
JP2011231326A (ja) 2011-11-17
KR20110048079A (ko) 2011-05-09
TW201202375A (en) 2012-01-16
JP4877230B2 (ja) 2012-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101309993B (zh) 粘接剂组合物、电路连接材料、连接结构及电路部件连接方法
CN102174299B (zh) 电路连接材料和电路部件的连接结构
CN101437914B (zh) 粘接片、使用其的电路构件的连接结构及半导体器件
JP7506714B2 (ja) 導電材料
WO2019092933A1 (ja) フィルム状接着剤、フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージの製造方法
CN101463231B (zh) 粘合剂组合物及使用该组合物的各向异性导电膜
CN101037573B (zh) 粘合剂,配线端子的连接方法和配线结构体
KR20110034606A (ko) 도전성 입자, 이방성 도전 필름, 접합체 및 접속 방법
CN102177212A (zh) 粘接剂膜
WO2020020334A1 (zh) 一种导电胶、原料组合物、电子元件、制备方法和应用
CN102559077A (zh) 粘接膜作为电路连接材料的用途以及粘接膜用于电路连接材料的制造的用途
CN102161873A (zh) 粘接剂组合物、电路连接材料以及电路构件的连接结构
JPS62188184A (ja) 異方導電性を有する回路接続用接着剤組成物および接着フイルム並びにこれらを用いた回路の接続方法
CN102474024B (zh) 导电粒子
CN116144286A (zh) 粘接剂组合物
US9281096B2 (en) Anisotropic conductive material and process for production thereof, and mounting body and process for production thereof
KR20100100792A (ko) 비전도성 접착제 조성물 및 필름 및 제조 방법
CN101484950A (zh) 导电粒子、粘接剂组合物、电路连接材料和连接结构,以及电路部件的连接方法
KR20200080337A (ko) 접속 재료
CN103102816A (zh) 各向异性导电膜和半导体装置
JP3480754B2 (ja) 異方導電フィルムの製造方法
CN112105699A (zh) 导电性粘合片
JPH10116640A (ja) 回路の接続構造
JP2003253239A (ja) 回路の接続方法及びそれに用いる回路接続用接着剤
CN110214353B (zh) 绝缘被覆导电粒子、各向异性导电膜、各向异性导电膜的制造方法、连接结构体和连接结构体的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Lishennoco Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: HITACHI CHEMICAL Co.,Ltd.

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: HITACHI CHEMICAL Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: HITACHI CHEMICAL Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder