CN107615466B - 连接结构体的制造方法、导电性粒子、导电膜及连接结构体 - Google Patents

连接结构体的制造方法、导电性粒子、导电膜及连接结构体 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可以降低电极间的连接电阻的连接结构体的制造方法。本发明的连接结构体的制造方法包括:使用含有在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂和导电性粒子的导电膜,使用表面上具有第一电极的第一连接对象部件,且使用表面上具有第二电极的第二连接对象部件,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间并使所述第一电极和所述第二电极对置,从而得到叠层体的工序;对所述叠层体进行加热及加压,从而进行热压合,由此得到连接结构体的工序,得到下述连接结构体:在得到的连接结构体中,所述导电性粒子压入至所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极表面积每500μm2中为5个以上。

Description

连接结构体的制造方法、导电性粒子、导电膜及连接结构体
技术领域
本发明涉及利用导电性粒子对电极间进行电连接的连接结构体的制造方法。本发明还涉及电极间的电连接所使用的导电性粒子及导电膜。另外,本发明还涉及使用了含有所述导电性粒子的导电膜的连接结构体。
背景技术
各向异性导电糊剂及各向异性导电膜等各向异性导电材料已广为人知。就所述各向异性导电材料而言,在粘合剂树脂中分散有多个导电性粒子。
为了获得各种连接结构体,所述各向异性导电材料已被用于例如挠性印刷基板与玻璃基板的连接(FOG(Film on Glass)),半导体芯片与挠性印刷基板的连接(COF(Chip onFilm)),半导体芯片与玻璃基板的连接(COG(Chip on Glass)),以及挠性印刷基板与玻璃环氧基板的连接(FOB(Film on Board))等。
在利用所述各向异性导电材料对例如半导体芯片的电极和玻璃基板的电极进行电连接时,在玻璃基板上配置含有导电性粒子的各向异性导电材料。接着,层叠半导体芯片,并进行加热及加压。由此,使各向异性导电材料固化,经由导电性粒子对电极间进行电连接,得到连接结构体。
作为所述导电性粒子的一个实例,下述专利文献1中公开有一种各向异性导电膜的制造方法,各向异性导电膜具备导电性粒子以单层配置于表面部分的导电层和层叠于该导电层的至少单面的绝缘性粘接剂层。所述导电性粒子的中心间距离的变动系数为0.05以上、0.5以下。构成所述绝缘性粘接剂层的绝缘性粘接剂在180℃下的熔融粘度比构成所述导电层的粘合剂树脂在180℃下的熔融粘度低。所述各向异性导电膜的制造方法具备:(1)制备使含有热固化性树脂、微胶囊型固化剂、膜形成性高分子的绝缘性粘接剂溶解或分散于溶剂的涂敷液中的工序;(2)在剥离性基材上涂布该涂敷液的工序;以及(3)将涂布有该涂敷液的剥离性基材在该剥离性基材的弹性区域内延伸并且进行加热,从而使溶剂挥发的制膜工序。
专利文献2中公开有一种各向异性导电膜,其包含:第一层,其由含有导电性粒子、绝缘性粒子及绝缘性树脂的第一树脂组合物形成;第二层,其由含有固化剂、固化性的绝缘性树脂的第二树脂组合物形成。所述第一层从单侧表面沿着厚度方向存在于导电性粒子的平均粒径的1.5倍以内的区域中。所述第一层的最薄的部分的厚度比导电性粒子的平均粒径小。所述第一树脂组合物在180℃下的熔融粘度比所述第二树脂组合物在180℃下的熔融粘度高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-248386号公报
专利文献2:日本特开2010-9804号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在使用专利文献1、2所记载那样的现有的各向异性导电膜,使电极间电连接而得到连接结构体的情况下,存在电极间的连接电阻变高的问题。
近年来,为了降低环境负荷,要求即使减少导电膜中的导电性粒子的含量,并且即使提高导电膜中的粘合剂树脂在130℃附近的粘度,也可以降低电极间连接电阻的导电性粒子及导电膜的开发。
本发明的目的在于,提供一种可以降低电极间的连接电阻的连接结构体的制造方法。
本发明的另一目的在于,提供一种导电性粒子,在使用导电性粒子配合于粘合剂树脂中的导电膜对电极间进行电连接的情况下,可以降低电极间的连接电阻。本发明还提供一种使用了所述导电性粒子的导电膜及连接结构体。
另外,本发明的又一目的在于,提供一种导电膜,在使电极间电连接的情况下,可以降低电极间的连接电阻。
解决技术问题的方案
根据本发明的宽泛方面,提供一种连接结构体的制造方法,其包括:
使用含有在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂和导电性粒子的导电膜,使用表面上具有第一电极的第一连接对象部件,且使用表面上具有第二电极的第二连接对象部件,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间并使所述第一电极和所述第二电极对置,从而得到叠层体的工序;对所述叠层体进行加热及加压,从而进行热压合,由此得到连接结构体的工序,得到下述连接结构体:在得到的连接结构体中,所述导电性粒子压入至所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极表面积每500μm2中为5个以上。
在本发明的连接结构体的制造方法的某个特定方面中,所述第一电极含有Ti或Al,且具有1μm以上、2μm以下的厚度。
在本发明的连接结构体的制造方法的某个特定方面中,所述第一电极是从内表面向外表面依次层叠厚度为0.1μm以上0.5μm以下的TiO电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的AlTi电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的IZO电极部分而成的复合电极;或者,所述第一电极是从内表面向外表面依次层叠厚度为0.1μm以上0.5μm以下的Mo电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的Al-Nd电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的ITO电极部分而成的复合电极。
在本发明的连接结构体的制造方法的某个特定方面中,所述第一电极是从内表面向外表面依次层叠厚度为0.1μm以上0.5μm以下的TiO电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的AlTi电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的IZO电极部分而成的复合电极,在另一特定的方面中,所述第一电极是从内表面向外表面依次层叠厚度为0.1μm以上0.5μm以下的Mo电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的Al-Nd电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的ITO电极部分而成的复合电极。
在本发明的连接结构体的制造方法的某个特定方面中,得到所述第一电极和所述第二电极的连接电阻为1.5Ω以下的连接结构体。
根据本发明的宽泛方面,提供一种导电性粒子,其是用于配合于粘合剂树脂中来得到导电膜的导电性粒子,其中,使用以30000个±2500个/mm3的含量含有所述导电性粒子,并含有在130℃下粘度为110±10Pa·s的粘合剂树脂的导电膜,使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一凸点电极和所述第二凸点电极对置,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,得到连接结构体的时候,所述导电性粒子为显示如下数值的导电性粒子:所述导电性粒子压入至得到的所述连接结构体中所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上。
在本发明的导电性粒子的某个特定方面中,所述导电性粒子用于配合于在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂中来得到导电膜。
根据本发明的宽泛方面,提供一种导电膜,其含有:在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂、和所述的导电性粒子。
根据本发明的宽泛方面,提供一种连接结构体,其具备:表面具有第一电极的第一连接对象部件、表面具有第二电极的第二连接对象部件、将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接起来的连接部,所述连接部的材料是所述的导电膜,所述第一电极和所述第二电极通过所述导电性粒子实现了电连接。
在本发明的连接结构体的某个特定方面中,所述第一电极和所述第二电极的连接电阻为1.5Ω以下。
根据本发明的宽泛方面,提供一种导电膜,其是含有在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂、和导电性粒子的导电膜,其中,使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一电极和所述第二电极对置,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,从而得到连接结构体,此时,所述导电膜为显示下述值的导电膜:所述导电性粒子压入至得到的所述连接结构体中所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上。
发明的效果
本发明的连接结构体的制造方法具备:使用含有在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂和导电性粒子的导电膜,使用表面上具有第一电极的第一连接对象部件,且使用表面上具有第二电极的第二连接对象部件,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间并使所述第一电极和所述第二电极对置,从而得到叠层体的工序;对所述叠层体进行加热及加压,从而进行热压合,由此得到连接结构体的工序,得到下述连接结构体:在得到的连接结构体中,所述导电性粒子压入至所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极表面积每500μm2中为5个以上,因此,可以降低电极间的连接电阻。
本发明的导电性粒子是如下粒子,即,使用以30000个±2500个/mm3的含量含有所述导电性粒子,并含有在130℃下粘度为110±10Pa·s的粘合剂树脂的导电膜,使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一凸点电极和所述第二凸点电极对置,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,得到连接结构体,此时,所述导电性粒子为显示如下数值的导电性粒子:所述导电性粒子压入至得到的所述连接结构体中所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上,因此,在使用导电性粒子配合于粘合剂树脂中的导电膜将电极间电连接的情况下,可以降低电极间的连接电阻。
本发明的导电膜是如下导电膜,即,在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂、和导电性粒子,就所述导电膜而言,使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一电极和所述第二电极对置,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,从而得到连接结构体,此时,所述导电膜为显示下述值的导电膜:所述导电性粒子压入至得到的所述连接结构体中所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的导电性粒子的剖面图;
图2是表示本发明第二实施方式的导电性粒子的剖面图;
图3是表示本发明第三实施方式的导电性粒子的剖面图;
图4是示意性地表示使用了本发明第一实施方式的导电性粒子的连接结构体的正面剖面图。
符号说明
1…导电性粒子
2…基材粒子
3…导电部
11…导电性粒子
11a…突起
12…导电部
12a…突起
13…芯物质
14…绝缘性物质
21…导电性粒子
21a…突起
22…导电部
22a…突起
22A…第一导电部
22Aa…突起
22B…第二导电部
22Ba…突起
51…连接结构体
52…第一连接对象部件
52a…第一电极
53…第二连接对象部件
53a…第二电极
54…连接部
具体实施方式
以下,说明本发明的详情。
近年来,为了降低环境负荷,要求即使减少导电膜中的导电性粒子的含量,也可以降低电极间的连接电阻的导电性粒子及导电膜的开发。为了减少导电膜中的导电性粒子的含量,且将尽可能多的导电性粒子配置于电极间,需要使在压合前配置于电极间的导电性粒子在压合时不流向电极间之外。为了抑制导电性粒子的流出,优选提高压合时的粘合剂树脂的粘度,优选在130℃下的粘合剂树脂的粘度为50Pa·s以上。另一方面,从抑制压合后空洞的产生的观点出发,优选降低压合时的粘合剂树脂的粘度,优选在130℃下粘合剂树脂的粘度为1000Pa·s以下。
此外,压合通常在100℃以上200℃以下进行,另外,最近,150℃以下的低温压合逐渐成为主流,130℃附近的粘合剂树脂的熔融粘度容易对导电性粒子的流出产生较大影响。
本发明的发明人的研究中,若是仅提高130℃下的粘合剂树脂的粘度,则难以充分降低连接电阻。因此,本发明人等研究的结果发现,使用在130℃下粘度较高的粘合剂树脂的情况下,与该粘合剂树脂一起,使导电性粒子与电极之间的粘合剂树脂排除,为了穿透导电性粒子或电极的氧化膜,只要使用具有可以在电极上形成指定压痕的性质的导电性粒子即可。
本发明的连接结构体的制造方法中,使用含有在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂和导电性粒子的导电膜,使用表面具有第一电极的第一连接对象部件,且使用表面具有第二电极的第二连接对象部件。本发明的连接结构体的制造方法具备:将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一电极和所述第二电极对置,得到层叠体的工序;对所述叠层体进行加热及加压,且进行热压合,由此得到连接结构体的工序。就本发明的连接结构体的制造方法而言,得到如下的连接结构体:在得到的连接结构体中,所述导电性粒子压入至所述第一电极中的深度5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上。
本发明的导电性粒子是配合于粘合剂树脂中,用于得到导电膜的导电性粒子。就本发明的导电性粒子而言,使用以30000个±2500个/mm3的含量含有所述导电性粒子,并含有在130℃下粘度为110±10Pa·s的粘合剂树脂的导电膜,使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一凸点电极和所述第二凸点电极对置,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,得到连接结构体,此时,所述导电性粒子为显示如下数值的导电性粒子:所述导电性粒子压入至得到的所述连接结构体中所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上。
本发明的导电性粒子中,用于测定所述压痕数目的导电膜是为了确定导电性粒子本身而制作的。就发明的导电性粒子而言,所述压痕数目的测定是为了确定导电性粒子本身而进行测定的。在使用本发明的导电性粒子制作连接结构体时,可以不在用于确定导电性粒子本身的所述的制造条件下,得到连接结构体。
本发明的导电性粒子可以不使用在导电膜中以30000个±2500个/mm3的含量含有的导电性粒子,也可以使用在导电膜中以30000个±5000个/mm3的含量含有的导电性粒子。如果导电性粒子的含量为30000个±2500个/mm3,则所述连接结构体中所述第一电极的所述压痕的数目不会发生较大得不同。本发明的导电性粒子可以不分散于在130℃下粘度为100Pa·s的粘合剂树脂中使用,也可以分散于在130℃下粘度为50Pa·s以上、1000Pa·s以下的粘合剂树脂中使用。
就本发明的导电性粒子而言,为了得到用于测定所述压痕的数目的连接结构体,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行热压合。在本发明的导电性粒子及本发明的导电膜中,该热压合条件是用于确定导电性粒子本身或导电膜本身的连接结构体的制造条件。
本发明的导电性粒子中,为了使用所述导电性粒子制作连接结构体,可以不以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行热压合。优选以100℃以上、150℃以下进行热压合,优选对应于凸点电极的连接部分的总面积为50MPa以上、对应于凸点电极的连接部分的总面积为90MPa以下的压力进行热压合。另外,在进行热压合时不使用凸点的情况下,就压力而言,代替对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa,设为对应于压合总面积为3MPa。在该情况下,压力优选为对应于压合总面积为1MPa以上、5MPa以下。以下,本发明的导电膜也相同。
本发明的导电膜含有在130℃下粘度为50Pa·s以上、1000Pa·s以下的粘合剂树脂和导电性粒子。就本发明的导电膜而言,使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一凸点电极和所述第二凸点电极对置,以130℃及对应于压合总面积为3MPa或对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,得到连接结构体,此时,所述导电性粒子为显示如下数值的导电性粒子:所述导电性粒子压入至得到的所述连接结构体中所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上。
本发明的导电膜中,所述压痕的数目的测定是为了确定导电膜本身而进行测定的。使用本发明的导电膜制作连接结构体时,可以不在用于确定导电膜本身的所述制造条件下,得到连接结构体。
本发明的导电膜中,为了得到用于测定所述压痕的数目的连接结构体,以130℃及对应于压合总面积3MPa的压力进行热压合,或以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行热压合。在本发明的导电性粒子及本发明的导电膜中,该热压合条件是用于特定导电性粒子本身或导电膜本身的连接结构体的制造条件。
本发明的导电膜中,为了使用所述导电膜制作连接结构体,可以不以130℃及对应于压合总面积的3MPa或对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa进行热压合,优选以100℃以上、150℃以下进行热压合,优选对应于压合总面积为1MPa以上或对应于凸点电极的连接部分的总面积为50MPa以上、对应与压合总面积为5MPa以下或对应于凸点电极的连接部分的总面积为90MPa以下的压力进行热压合。
此外,凸点电极是从连接对象部件突出的电极。凸点电极的连接部分的总面积不限于与导电性粒子接触的部分的面积,是指以平面看(沿第一连接对象部件、连接部及第二连接对象部件进行叠层方向观察时),两个电极相互对置的部分的总面积。压合总面积是指以平面看(沿着第一连接对象部件、连接部及第二连接对象部件进行层叠方向观察时),第一连接对象部件与第二连接对象部件相互对置的部分的总面积。
本发明中,具备所述技术特征,因此,可以得到电极间的连接电阻较低的连接结构体。特别是即使使用在130℃下粘合剂树脂的粘度较高,且导电性粒子的含量较少的导电膜,也可以在电极形成指定的压痕,因此,连接电阻变低。
所述连接结构体的制造方法及用于分散所述导电性粒子的粘合剂树脂,以及所述导电膜中的所述粘合剂树脂在130℃下的粘度优选为50Pa·s以上,优选为1000Pa·s以下。从有效地降低连接电阻的观点出发,所述粘合剂树脂在130℃下的粘度更优选为70Pa·s以上,更优选为500Pa·s以下。
所述粘合剂树脂的130℃下的粘度使用粘弹性测定装置(TA Tainstruments公司制造“AR-2000ex”)测定。
所述导电膜中,导电性粒子的含量优选为30000个±5000个/mm3,更优选为30000个±2500个/mm3
用于测定所述压痕的数目的电极的形状优选为线(形成有电极的部分)/空间(未形成电极的部分)即L/S为20μm/20μm的电极图案。
为了得到用于测定所述压痕的数目的连接结构体,以130℃及对应于压合总面积为5MPa或对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行热压合。就本发明的导电性粒子及本发明的导电膜而言,该热压合条件也是用于确定导电性粒子本身或导电膜本身的连接结构体的制造条件。
为了使用所述导电性粒子及所述导电膜制作连接结构体,优选以100℃以上、150℃以下进行热压合,优选以对应于压合总面积为1MPa或对应于凸点电极的连接部分的总面积为50MPa以上、对应于压合总面积为5MPa或对应于凸点电极的连接部分的总面积为90MPa以下的压力进行热压合。
所述导电性粒子及所述导电膜中,所述压痕的数目在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上。所述压痕的数目在所述第一电极的表面积每500μm2中优选为8个以上,进一步优选为10个以上。所述压痕的数目的上限没有特别限定,根据导电性粒子的含量,所述压痕的数目成为某一定值以下。所述压痕的数目在所述第一电极的表面积每500μm2中为例如25个以下。
所述连接结构体中,所述压痕的数目在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上。所述压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中优选为8个以上,进一步优选为10个以上。所述压痕的数目的上限没有特别限定,根据导电性粒子的含量,所述压痕的数目为某个恒定值以下。所述压痕的数目在所述第一电极的表面积每500μm2中为例如25个以下。
从更进一步有效地降低连接电阻,或降低在多个电极间的连接电阻的不均的观点出发,导电性粒子优选均匀地配置于电极间。本发明的发明人等研究的结果发现,使用在130℃下粘度较高的粘合剂树脂的情况下,与该粘合剂树脂一起,对导电性粒子与电极之间的粘合剂树脂进行排除,并如果使用穿透导电性粒子或电极的氧化膜,并具有均匀地配置于电极间的性质的导电性粒子,则可以更进一步有效地降低连接电阻,或降低多个电极间的连接电阻的不均。
从更进一步有效地降低连接电阻,且使导电性粒子均匀地配置于电极间的观点出发,就本发明的导电性粒子而言,使用以30000个±2500个/mm3的含量含有所述导电性粒子,并含有在130℃下粘度为110±10Pa·s的粘合剂树脂的导电膜,使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一凸点电极和所述第二凸点电极对置,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,得到连接结构体,此时,优选显示下述值的导电性粒子:对得到的所述连接结构体中的所述第一电极的表面积每500μm2中配置的所述导电性粒子的数目测定100个部位时,所述100个部位的测定值中的所述导电性粒子的数目的CV值为25%以下。
本发明的导电性粒子中,用于测定所述的CV值的导电膜是为了确定导电性粒子本身而制作的。本发明的导电性粒子中,所述CV值的测定是为了确定导电性粒子本身而测定的。使用本发明的导电性粒子制作连接结构体时,可以不在用于确定导电性粒子本身的所述的制造条件下,得到连接结构体。
从更进一步有效地降低连接电阻,且使导电性粒子均匀地配置于电极间的观点出发,本发明的导电膜含有在130℃下粘度为50Pa·s以上、1000Pa·s以下的粘合剂树脂和导电性粒子。就本发明的导电膜而言,使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一电极和所述第二电极对置,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,从而得到连接结构体,此时,所述导电膜优选为显示下述值的导电膜:对得到的所述连接结构体中的所述第一电极的表面积每500μm2中配置的所述导电性粒子的数目测定100个部位时,在所述100个部位的测定值中的所述导电性粒子的数目的CV值为25%以下。
本发明的导电膜中,所述CV值的测定是为了确定导电膜本身而测定的。在使用本发明的导电膜制作连接结构体时,也可以不在用于确定导电膜本身的所述的制造条件下,得到连接结构体。
从更进一步有效地降低连接电阻,且使导电性粒子均匀地配置于电极间的观点出发,就本发明的连接结构体的制造方法而言,优选得到显示如下值的连接结构体:对得到的连接结构体中的所述第一电极的表面积每500μm2中配置的所述导电性粒子的数目测定100个部位时,在所述100个部位的测定值中的所述导电性粒子的数目的CV值为25%以下。
所述导电性粒子及所述导电膜中,所述CV值优选为25%以下。从有效地降低连接电阻的观点出发,所述CV值更优选为20%以下,进一步优选为17%以下。所述CV值的下限没有特别限定,所述CV值越小越好。
所述连接结构体中,所述CV值优选为25%以下。从有效地降低连接电阻的观点出发,所述CV值更优选为20%以下,进一步优选为17%以下。所述CV值的下限没有特别限定,所述CV值越小越好。
所述第一电极优选为凸点电极。所述第二电极优选为凸点电极。
所述第一电极优选为含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下的厚度的凸点电极。含有Ti或Al的第一电极优选含有Ti及Al这两者。更具体而言,所述第一电极优选为从内表面朝向外表面依次叠层有厚度为0.1μm以上0.5μm以下的TiO电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的AlTi电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的IZO电极部分的复合电极(复合电极A),或者,是从内表面朝向外表面依次叠层有厚度为0.1μm以上0.5μm以下的Mo电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的Al-Nd电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的ITO电极部分的复合电极(复合电极B),更优选为从内表面朝向外表面依次叠层有厚度0.35μm的TiO电极部分、厚度为1.0μm的AlTi电极部分、和厚度为0.10μm的IZO电极部分的复合电极(复合电极A’),或者,是从内表面朝向外表面依次叠层有厚度为0.3μm的Mo电极部分、厚度为1.0μm的Al-Nd电极部分、厚度0.1μm的ITO电极部分的复合电极(复合电极B’)。所述第一电极可以是所述复合电极A,可以是所述复合电极B,可以是所述复合电极A’,也可以是所述复合电极B’。另外,在所述复合电极A或复合电极B中显示所述压痕的数目的情况下,在使用所述复合电极A及所述复合电极B以外的电极的情况下,连接电阻也充分变低。另外,在所述复合电极A或复合电极B中显示所述CV值的情况下,在使用了所述复合电极A及所述复合电极B以外的电极的情况下,连接电阻也更进一步有效地变低。就所述连接结构体、所述导电性粒子及所述导电膜而言,可以使用所述以外的电极而用于得到连接结构体。
从有效地降低连接电阻的观点出发,对所述导电性粒子进行了10%压缩时的压缩弹性模量(10%K值)优选为5000N/mm2以上,更优选为10000N/mm2以上(技术方案1)。所述10%K值优选为20000N/mm2以下,更优选为
15000N/mm2以下。
所述导电性粒子的所述10%K值可如以下测定。
使用微压缩试验机,在圆柱(直径50μm,金刚石制)的平滑压头端面上,在25℃、最大试验负载90mN负荷30秒的条件下,压缩1个导电性粒子。测定此时的负载值(N)及压缩位移(mm)。可以根据得到的测定值,通过下式求得所述压缩弹性模量。作为所述微压缩试验机,例如可使用Fischer株式会社制造“Fischerscope H-100”等。
K值(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2
F:导电性粒子进行了10%压缩变形的负载值(N)
S:导电性粒子进行了10%压缩变形的压缩位移(mm)
R:导电性粒子的半径(mm)
从有效地降低连接电阻的观点出发,所述导电性粒子优选在导电部的外表面具有多个突起(技术方案2)。
从有效地降低连接电阻的观点出发,所述导电性粒子优选具有含有镍的导电部(技术方案3)。从有效地降低连接电阻的观点出发,所述含有镍的导电部的厚度优选为100nm以上,更优选为150nm以上。含有所述镍的导电部的厚度优选为250nm以下。
从有效地降低连接电阻的观点出发,可以具有2层以上的导电部(导电层)(技术方案4)。从有效地降低连接电阻的观点出发,2层以上的导电部优选具有含有镍的导电部。
从有效地降低连接电阻的观点出发,所述导电性粒子优选具有埋入导电部的芯物质(技术方案5)。所述芯物质的材料的莫氏硬度优选比所述导电部的材料的莫氏硬度大。
从有效地降低连接电阻的观点出发,所述导电性粒子优选具有第一导电部和第二导电部,所述第一导电部的外表面不具有突起,所述第二导电部配置于第一导电部的外表面上且外表面具有多个突起(技术方案6)。
从有效地降低连接电阻的观点出发,就所述导电性粒子而言,优选位于最外侧的导电部含有一种金属原子,且该金属原子为99重量%以上(技术方案7)。
从有效地降低连接电阻的观点出发,所述导电性粒子具备有机无机杂化粒子作为基材粒子(技术方案8)。
从有效地降低连接电阻的观点出发,就所述导电性粒子而言,优选所述基材粒子从内侧向外侧变硬(技术方案9)。
从提高绝缘可靠性的观点出发,优选所述导电性粒子具备配置于导电部的外表面上的绝缘性物质(技术方案10)。
本发明的导电性粒子,导电膜及连接结构体可以通在本领域技术人员可实施的范围对所述结构及后述的材料、其它技术特征进行适宜组合、调整而制造,但通过根据本发明的主旨进行制造,可以首先得到本发明的效果。
本发明的导电性粒子、导电膜及连接结构体中,优选导电性粒子具备所述技术方案1及2,更优选具备所述技术方案1、2、3及5,进一步优选具备所述技术方案1、2、3、5及10。另外,具备所述技术方案1~8及10的导电性粒子、具备所述技术方案1~7、9及10的导电性粒子、及具备全部所述技术方案1~10的导电性粒子作为特别优选的例子举出。
以下,更具体地说明导电性粒子、导电膜、连接结构体及连接结构体的制造方法。
此外,以下的说明中,“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”的一者或两者,“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”的一者或两者。
(导电性粒子)
所述导电性粒子可以是整体为导电部的导电性粒子,也可以是具备基材粒子和配置于该基材粒子表面上的导电部的导电性粒子。从增大电极与导电性粒子的接触面积,且有效地降低连接电阻的观点出发,所述导电性粒子优选具备基材粒子和配置于该基材粒子的表面上的导电部。
以下,参照附图具体地说明导电性粒子。此外,本发明不仅限定于以下的实施方式,也可以以不损坏本发明特征的程度,对以下的实施方式进行适宜变更、改良等。
图1是表示本发明第一实施方式的导电性粒子的剖面图。
图1所示的导电性粒子1具有基材粒子2和导电部3。导电部3配置于基材粒子2的表面上。第一实施方式中,导电部3与基材粒子2的表面接触。导电性粒子1是基材粒子2的表面被导电部3包覆而成的包覆粒子。导电性粒子1中,导电部3为单层的导电部(导电层)。
导电性粒子1与后述的导电性粒子11、导电性粒子21不同,不具有芯物质。导电性粒子1在导电性的表面不具有突起,在导电部3的外表面不具有突起。导电性粒子1为球状。
如上所述,所述导电性粒子可以在导电性的表面不具有突起,也可以在导电部的外表面不具有突起,也可以为球状。另外,导电性粒子1与后述的导电性粒子11、导电性粒子21不同,不具有绝缘性物质。但是,导电性粒子1可以具有配置于导电部3外表面上的绝缘性物质。
图2是表示本发明第二实施方式的导电性粒子的剖面图。
图2所示的导电性粒子11具有基材粒子2、导电部12、多个芯物质13、多个绝缘性物质14。导电部12配置于基材粒子2的表面上,并使其与基材粒子2接触。导电性粒子11中,导电部12为单层的导电部(导电层)。
导电性粒子11在导电性的表面具有多个突起11a。导电性粒子11中,导电部12在外表面具有多个突起12a。多个芯物质13配置于基材粒子2的表面上。多个芯物质13埋入导电部12内。芯物质13配置于突起11a、突起12a的内侧。导电部12对多个芯物质13进行了包覆。多个芯物质13,导电部12的外表面隆起,从而形成突起11a、突起12a。
导电性粒子11具有配置于导电部12的外表面上的绝缘性物质14。导电部12的外表面的至少一部分的区域被绝缘性物质14所包覆。绝缘性物质14由具有绝缘性的材料形成,是绝缘性粒子。如上所述,本发明的导电性粒子可以具有配置于导电部外表面上的绝缘性物质。但是,本发明的导电性粒子也可以未必一定具有绝缘性物质。
图3是表示本发明第三实施方式的导电性粒子的剖面图。
图3所示的导电性粒子21具有:基材粒子2、导电部22、多个芯物质13、多个绝缘性物质14。导电部22在整体上在基材粒子2侧具有第一导电部22A,在与基材粒子2侧的相反的一侧具有第二导电部22B。
导电性粒子11和导电性粒子21中,仅导电部不同。即,就导电性粒子11而言,形成有1层结构的导电部12,与之相对,就导电性粒子21而言,形成有2层结构的第一导电部22A及第二导电部22B。第一导电部22A和第二导电部22B以不同的导电部的形式而形成。
第一导电部22A配置于基材粒子2的表面上。在基材粒子2和第二导电部22B之间配置有第一导电部22A。第一导电部22A与基材粒子2接触。因此,在基材粒子2的表面上配置有第一导电部22A,在第一导电部22A的表面上配置有第二导电部22B。导电性粒子21在导电性的表面具有多个突起21a。就导电性粒子21而言,导电部22在外表面具有多个突起22a。第一导电部22A在外表面具有突起22Aa。第二导电部22B在外表面具有多个突起22Ba。就导电性粒子21而言,导电部22为2层的导电部(导电层)。
[基材粒子]
作为所述基材粒子,可举出树脂粒子、除金属粒子以外的无机粒子、有机无机杂化粒子及金属粒子等。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杂化粒子。所述基材粒子可以为核-壳粒子。
所述基材粒子进一步优选为树脂粒子或有机无机杂化粒子,可以是树脂粒子,也可以是有机无机杂化粒子。通过这些优选的基材粒子的使用,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对电极间进行连接时,将所述导电性粒子配置于电极间,然后进行压合,由此,使所述导电性粒子压缩。基材粒子为树脂粒子或有机无机杂化粒子时,在进行所述压合时,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,电极间的连接电阻更进一步变低。
作为所述树脂粒子的材料,优选使用各种有机物。作为所述树脂粒子的材料,例如可举出:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯、聚丁二烯等的聚烯烃树脂;聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯等的丙烯酸类树脂;聚对苯二甲酸烷基二醇酯、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、尿素树脂、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、及由1种或两种以上的具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体经聚合而得到的聚合物等。可以适于导电膜的具有任意的压缩时的物性的树脂粒子进行能够设计及合成,且能够容易地将基材粒子的硬度控制在恰当的范围,因此,所述树脂粒子的材料优选为对1种或两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成的聚合物。
所述树脂粒子通过对具有烯属不饱和基团的聚合性单体进行聚合得到的情况下,作为具有所述烯属不饱和基团的聚合性单体,可举出非交联性单体和交联性单体。
作为所述非交联性单体,例如可举出:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类单体;(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐等含羧基单体;(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)丙烯酸十六烷基酯、(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、(甲基)丙烯酸聚氧乙烯酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含有氧原子的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯腈等含腈单体;(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯、氯乙烯、氟乙烯、氯苯乙烯等含卤素单体等。
作为所述交联性单体,例如可举出: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、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、(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)氰脲酸三烯丙酯、苯偏三酸三烯丙酯、二乙烯基苯、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、三甲氧基甲硅烷基苯乙烯、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聚合,可以得到所述树脂粒子。作为该方法,例如可举出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子与自由基聚合引发剂一起使单体溶胀而聚合的方法等。
所述基体材料粒子为除金属粒子以外的无机粒子或有机无机杂化粒子的情况下,作为所述基材粒子的材料的无机物,可举出二氧化硅、氧化铝、钛酸钡、氧化锆及炭黑等。所述无机物优选为非金属。作为由所述二氧化硅形成的粒子,没有特别限定,例如举出:使具有两个以上水解性烷氧基甲硅烷基的硅化合物进行水解,形成交联聚合物粒子,然后根据需要进行烧成,由此,得到的粒子。作为所述有机无机杂化粒子,例如可举出由交联的烷氧基甲硅烷聚合物与丙烯酸类树脂形成的有机无机杂化粒子等。
所述有机无机杂化粒子优选为具有核和配置于该核表面上的壳的核-壳型有机无机杂化粒子。所述核优选为有机核。所述壳优选为无机壳。从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和配置于所述有机核表面上的无机壳的有机无机杂化粒子。
作为所述有机核的材料,可举出作为所述的树脂粒子的材料的树脂等。
作为所述无机壳的材料,可举出用于形成所述的基材粒子的无机物。所述无机壳的材料优选为二氧化硅。所述无机壳优选如下形成:通过溶胶-凝胶法将金属烷氧化物在所述核的表面上制成壳状物,然后,对该壳状物进行烧成。所述金属烷氧化物优选为硅烷氧化物。所述无机壳优选由硅烷氧化物形成。
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,可举出:银、铜、镍、硅、金及钛等。但是,优选所述基材粒子为非金属的粒子。
所述基材粒子的粒径优选为0.1μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为1.5μm以上,特别优选为2μm以上,优选为1000μm以下,更优选为500μm以下,更进一步优选为300μm以下,进一步优选为50μm以下,又进一步优选为30μm以下,特别优选为5μm以下,最优选为3μm以下。所述基材粒子的粒径为所述下限以上时,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,经由导电性粒子连接的电极间的连接电阻更进一步变低。另外,在基材粒子的表面通过无电解镀敷形成导电部时不易凝聚,不易形成凝聚的导电性粒子。所述基材粒子的粒径为所述上限以下时,容易充分压缩导电性粒子,电极间的连接电阻更进一步变低,并且电极间的间隔变小。
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,表示最大粒径。
所述基材粒子的粒径特别优选为1μm以上、5μm以下。所述基材粒子的粒径为1~5μm的范围内时,即使电极间的间隔变小,且增厚导电部的厚度,也可得到较小的导电性粒子。
[导电部]
用于形成所述导电部的金属没有特别限定。作为该金属,例如可举出:金、银、钯、钌、铑、锇、铱、铜、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅及它们的合金等。另外,作为所述金属,可举出掺锡氧化铟(ITO)及焊锡等。其中,可以更进一步降低电极间的连接电阻,因此,优选为含有锡的合金、镍、钯、铜或金,且优选为镍或钯。
如导电性粒子1、导电性粒子11,所述导电部可以由一层的层形成。如导电性粒子21,导电部也可以由多层的层形成。即,导电部可以具有2层以上的叠层结构。在导电部由多层的层形成的情况下,最外层优选为金层、镍层、钯层、铜层或含有锡和银的合金层,更优选为金层。在最外层为这些优选的导电层的情况下,电极间的连接电阻更进一步变低。另外,在最外层为金层的情况下,耐腐蚀性更进一步变高。
所述导电性粒子的粒径优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,优选为520μm以下,更优选为500μm以下,更进一步优选为100μm以下,进一步优选为50μm以下,特别优选为20μm以下。导电性粒子的粒径为所述下限以上及所述上限以下时,在使用导电性粒子对电极间进行连接的情况下,导电性粒子与电极的接触面积充分变大,且形成导电部时不易形成凝聚的导电性粒子。另外,经由导电性粒子连接的电极间的间隔不会过大,且导电部不易从基材粒子的表面剥离。另外,导电性粒子的粒径为所述下限以上及所述上限以下时,可以将导电性粒子应用于导电膜的用途。
就所述导电性粒子的粒径而言,在导电性粒子为正球状的情况下,是指直径,在导电性粒子为正球状以外的形状的情况下,是指最大粒径。
所述导电部的厚度(导电部整体的厚度)优选为0.005μm以上,更优选为0.01μm以上,优选为10μm以下,更优选为1μm以下,进一步优选为0.5μm以下,特别优选为0.3μm以下。所述导电部的厚度在导电部为多层的情况下是导电层整体的厚度。导电部的厚度为所述下限以上及所述上限以下时,可得到充分的导电性,且导电性粒子不会过硬,在对电极间进行连接时,导电性粒子充分变形。
在所述导电部为多层的层的情况下,最外层的导电层的厚度优选为0.001μm以上,更优选为0.01μm以上,优选为0.5μm以下,更优选为0.1μm以下。所述最外层的导电层的厚度为所述下限以上及所述上限以下时,最外层的导电层的包覆变得均匀,耐腐蚀性充分变高,且电极间的连接电阻更进一步变低。另外,在所述最外层为金层的情况下,金层的厚度越薄,成本越低。
所述导电部的厚度可以通过使用例如透射电子显微镜(TEM),观察导电性粒子的截面进行测定。
从有效地提高导电性的观点出发,所述导电性粒子优选具有含有镍的导电部。含有镍的导电部100重量%中,镍的含量优选为50重量%以上,更优选为65重量%以上,更进一步优选为70重量%以上,进一步优选为75重量%以上,又进一步优选为80重量%以上,特别优选为85重量%以上,最优选为90重量%以上。所述含镍的导电部100重量%中,镍的含量优选为100重量%(总量)以下,也可以为99重量%以下,也可以为95重量%以下。镍的含量为所述下限以上时,电极间的连接电阻更进一步变低。另外,电极或导电部表面的氧化膜较少时,存在镍的含量越多电极间的连接电阻越低的倾向。
所述导电部所含的金属的含量的测定方法可以使用已知的各种分析法,没有特别限定。作为该测定方法,可举出吸光分析法或光谱分析法等。所述吸光分析法中,可以使用火焰吸光光度计及电加热炉吸光光度计等。作为所述光谱分析法,可举出等离子发光分析法及等离子体离子源质量分析法等。
在对所述导电部所含金属的平均含量进行测定时,优选使用ICP发光分析装置。作为ICP发光分析装置的市售品,可举出HORIBA株式会社制造的ICP发光分析装置等。
所述导电部不仅含有镍,也可以含有磷或硼。另外,所述导电部可以含有镍以外的金属。所述导电部中,在含有多个金属的情况下,多个金属可以进行合金化。
含有镍和磷或硼的导电部100重量%中,磷或硼的含量优选为0.1重量%以上,更优选为1重量%以上,优选为10重量%以下,更优选为5重量%以下。磷或硼的含量为所述下限及所述上限以下时,导电部的电阻更进一步变低,所述导电部有助于降低连接电阻。
[芯物质]
所述导电性粒子优选在导电性的表面具有突起。所述导电性粒子优选在所述导电部的外表面具有突起。所述突起优选为多个。多数情况下在由所述导电性粒子连接的电极的表面形成有氧化膜。另外,大多在所述导电性粒子的导电部的表面形成有氧化膜。通过使用具有所述突起的导电性粒子,在电极间配置导电性粒子后,进行压合,由此,利用突起有效地排除氧化膜。因此,可以使电极与导电性粒子更进一步可靠地接触,可以降低电极间的连接电阻。另外,可有效地排除所述导电性粒子与电极之间的粘合剂树脂,特别是使用在130℃下粘度较高的粘合剂的本发明中,该效果更大。另外,在所述导电性粒子在表面具有绝缘性物质的情况下,利用导电性粒子的突起,可有效地排除导电性粒子与电极之间的树脂。因此,电极间的导通可靠性更进一步变高。
所述芯物质埋入所述导电部中,由此,容易使所述导电部在外表面具有多个突起。但是,可以未必一定使用芯物质用于在导电性粒子的导电性的表面及导电部的表面形成突起。
作为形成所述突起的方法,可举出:使芯物质附着在基材粒子的表面后,通过无电解镀敷形成导电部的方法;通过无电解镀敷在基材粒子的表面形成导电部,然后,附着芯物质,进一步通过无电解镀敷形成导电部的方法;以及在通过无电解镀敷在基材粒子的表面形成导电部的中途阶段添加芯物质的方法等。
作为所述芯物质的材料,可举出导电性物质及非导电性物质。作为所述导电性物质,例如可举出:金属、金属的氧化物、石墨等导电性非金属及导电性聚合物等。作为所述导电性聚合物,可举出聚乙炔等。作为所述非导电性物质,可举出二氧化硅、氧化铝、钛酸钡及氧化锆等。其中,由于可以提高导电性,可以更有效地降低连接电阻,因此,优选为金属。所述芯物质优选为金属粒子。作为所述芯物质的材料的金属,可以适宜使用作为所述导电膜的材料举出的金属。
所述芯物质的形状没有特别限定。芯物质的形状优选为块状。作为芯物质,例如可举出粒子状的块、多个微小粒子凝聚的凝聚块及无定形的块等。
所述芯物质的平均粒径(平均粒径)优选为0.001μm以上,更优选为0.05μm以上,优选为0.9μm以下,更优选为0.2μm以下。所述芯物质的平均粒径为所述下限以上及所述上限以下时,电极间的连接电阻有效地变低。
所述芯物质的“平均粒径(平均粒径)”表示数均粒径(数均粒径)。芯物质的平均粒径通过利用电子显微镜或光学显微镜观察任意50个芯物质,算出平均值而求得。
1个所述导电性粒子的所述突起的数目优选为3个以上,更优选为5个以上,所述突起的数目的上限没有特别限定。所述突起的数目的上限可考虑导电性粒子的粒径等适宜选择。
多个所述突起的平均高度优选为0.001μm以上,更优选为0.05μm以上,优选为0.9μm以下,更优选为0.2μm以下。所述突起的平均高度为所述下限以上及所述上限以下时,电极间的连接电阻有效地变低。
[绝缘性物质]
所述导电性粒子优选具备配置于所述导电部外表面上的绝缘性物质。在该情况下,当将导电性粒子用于电极间的连接时,可更进一步防止邻接的电极间的短路。具体而言,由于多个导电性粒子接触时,在多个电极间存在绝缘性物质,因此,可防止横方向上相邻的电极间而不是上下的电极间的短路。此外,在连接电极间时,通过利用两个电极对导电性粒子进行加压,可容易的排除导电性粒子的导电部与电极之间的绝缘性物质。所述导电性粒子在导电部的外表面具有多个突起时,可更进一步容易地排除导电性粒子的导电部与电极之间的绝缘性物质。
在电极间进行压合时,可更进一步容易地排除所述绝缘性物质,因此,所述绝缘性物质优选为绝缘性粒子。
作为所述绝缘性物质的材料的绝缘性树脂的具体例,可举出:聚烯烃类、(甲基)丙烯酸酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、嵌段聚合物、热塑性树脂、热塑性树脂的交联物、热固化性树脂及水溶性树脂等。
所述绝缘性物质的平均粒径(平均粒径)可根据导电性粒子的粒径及导电性粒子的用途等适宜选择。所述绝缘性物质的平均粒径(平均粒径)优选为0.005μm以上,更优选为0.01μm以上,优选为1μm以下,更优选为0.5μm以下。若所述绝缘性物质的平均粒径为所述下限以上,则导电性粒子在粘合剂树脂中分散时,多个导电性粒子中的导电部彼此难以接触。若所述绝缘性粒子的平均粒径为所述上限以下,则电极间进行连接时,为了排除电极与导电性粒子之间的绝缘性物质,不需要使压力过高,也不需要加热成高温。
所述绝缘性物质的“平均粒径(平均粒径)”表示数均粒径(数均粒径)。绝缘性物质的平均粒径使用粒度分布测定装置等求得。
(导电膜)
本发明的导电膜含有所述的导电性粒子和粘合剂树脂。所述粘合剂树脂是除所述导电膜中的导电性粒子以外的成分。所述导电性粒子分散于粘合剂树脂中,用作导电膜。所述导电膜优选为各向异性导电膜。所述导电性粒子及所述导电膜分别用于电极间的电连接。所述导电膜优选为电路连接材料。
所述粘合剂树脂没有特别限定。作为所述粘合剂树脂,可使用公知的绝缘性的树脂。所述粘合剂树脂优选含有热塑性成分或固化性成分。所述固化性成分可以具有光固化性,也可以具有热固化性。所述固化性成分可以含有光固化性化合物和光聚合引发剂,可以含有热固化性化合物和热固化剂,可以含有光固化性化合物、光聚合引发剂、热固化性化合物和热固化剂。
作为所述粘合剂树脂,例如可举出:乙烯基树脂、热塑性树脂、固化性树脂、热塑性嵌段共聚物及弹性体等。所述粘合剂树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为所述乙烯基树脂,例如可以举出:乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸类树脂及苯乙烯树脂等。作为所述热塑性树脂,例如可以举出:聚烯烃树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及聚酰胺树脂等。作为所述固化性树脂,例如可以举出:环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂及不饱和聚酯树脂等。另外,所述固化性树脂可以为常温固化型树脂、热固化型树脂、光固化型树脂或湿固化型树脂。所述固化性树脂可以与固化剂组合使用。作为所述热塑性嵌段共聚物,例如可以举出:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物及苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物等。作为所述弹性体,例如可以举出:苯乙烯-丁二烯共聚橡胶、及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡胶等。
所述导电膜及所述粘合剂树脂优选含有热塑性成分或热固化性成分。所述导电膜及所述粘合剂树脂可以含有热塑性成分,也可以含有热固化性成分。所述导电膜及所述粘合剂树脂优选含有热固化性成分。所述热固化性成分优选含有通过加热可固化的固化性化合物和热固化剂。可通过所述加热进行固化的固化性化合物和所述热固化剂以适当的配合比使用,使得所述粘合剂树脂固化。
所述导电膜也可以包含例如:填充剂、增量剂、软化剂、增塑剂、聚合催化剂、固化催化剂、着色剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、抗静电剂及阻燃剂等各种添加剂。
(连接结构体)
使用含有所述导电性粒子和粘合剂树脂的导电膜,对连接对象部件进行连接,由此可以得到连接结构体。
所述连接结构体优选为具备第一连接对象部件、第二连接对象部件、将第一、第二连接对象部件连接在一起的连接部,该连接部是由所述导电膜形成的连接结构体。在使用导电性粒子的情况下,连接部本身为导电性粒子。即,第一连接对象部件、第二连接对象部件由导电性粒子连接。
图4中,示意性地以正面剖面图表示使用了本发明第一实施方式的导电性粒子的连接结构体。
图4所示的连接结构体51具备:第一连接对象部件52、第二连接对象部件53、将第一连接对象部件52、第二连接对象部件53连接在一起的连接部54。连接部54通过使含有导电性粒子1的导电膜固化而形成。此外,图4中,为了便于图示,略图性地表示导电性粒子1。除了导电性粒子1,还可以使用导电性粒子11、导电性粒子21等。
第一连接对象部件52在表面(上表面)具有多个第一电极52a。第二连接对象部件53在表面(下表面)具有多个第二电极53a。第一电极52a和第二电极53a由1个或多个导电性粒子1电连接。因此,第一、第二连接对象部件52、53由导电性粒子1实现了电连接。第一电极上有导电性粒子1压入而形成的压痕(凹部)。压痕微小,因此,图4中不表示。
所述连接结构体的制造方法没有特别限定。作为所述连接结构体的制造方法的一个实例,可举出在所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件之间配置所述导电膜,得到层叠体后,对该层叠体进行加热及加压的方法等。所述加压的压力为9.8×104~4.9×106Pa左右。所述加热的温度为120~220℃左右。
作为所述连接对象部件,具体而言,可举出:半导体芯片、电容器及二极管等电子构件;以及印刷基板、挠性印刷基板、玻璃环氧基板及玻璃基板等电路基板等的电子构件等。所述连接对象部件优选为电子构件。所述导电性粒子优选用于电子构件中的电极的电连接。
作为设于所述连接对象部件的电极,可举出:金电极、镍电极、锡电极、铝电极、铜电极、银电极、钼电极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、钼电极或钨电极。此外,在所述电极为铝电极的情况下,可以是由铝单独形成的电极,也可以是在金属氧化物层的表面叠层了铝层而成的电极。作为所述金属氧化物层的材料,可举出掺杂了3价金属元素的氧化铟及掺杂了3价金属元素的氧化锌等。作为所述3价金属元素,可举出Sn、Al及Ga等。
以下,举出实施例及比较例,具体地说明本发明。本发明不仅限定于以下的实施例。
(实施例1)
导电性粒子的制作:
准备粒径为3.0μm的二乙烯基苯共聚物树脂粒子(积水化学工业株式会社制造的“MICROPEARL SP-203”)。在含有5重量%钯催化剂液的碱性溶液100重量份(100g)中,使用超声波分散器使所述树脂粒子10重量份分散,然后,过滤溶液,由此,取出树脂粒子。接着,向二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中添加树脂粒子,使树脂粒子的表面活性化。对表面被活性化的树脂粒子进行充分水洗,然后,添加蒸馏水500重量份,使其分散,由此,得到悬浮液。接着,将金属镍粒子浆料(平均粒径100nm)1g用3分钟添加至所述分散液中,得到附着有芯物质的基材粒子。将附着有芯物质的基材粒子添加至蒸馏水500重量份中,使其分散,由此,得到悬浮液A。
另外,作为前期工序用镀镍液,准备将硫酸镍500g/L、次磷酸钠150g/L、柠檬酸钠150g/L、及镀敷稳定剂6mL/L的混合液用氨调整成pH8.0的镀敷液。使该镀敷液150mL以20mL/分钟的添加速度通过定量泵,并向悬浮液A滴加。反应温度设定成50℃。然后,进行搅拌,直到pH稳定,确认氢的发泡停止,进行无电解镀敷前期工序,得到悬浮液B。
接着,作为后期工序用镀镍液,准备将硫酸镍500g/L、二甲胺硼烷80g/L及钨酸钠10g/L的混合液用氢氧化钠调整成pH11.0的镀敷液。使该镀敷液350mL以10mL/分钟的添加速度通过定量泵,并向悬浮液B滴加。反应温度设定成30℃。然后,进行搅拌,直到pH稳定,确认氢的发泡停止,进行无电解镀敷后期工序,得到悬浮液C。
然后,通过过滤悬浮液C,取出粒子,并进行水洗、干燥,由此,得到在树脂粒子的表面配置有镍导电层的导电性粒子。
各向异性导电膜的制作:
将作为热固化性化合物的苯氧基化合物(Inchem公司制造的“PKHC”)30重量份加入至PGMEA35重量份与甲基乙基酮35重量份的混合溶剂中,常温下搅拌24小时,得到苯氧基化合物的30重量%分散液。接着,配合:所述分散液30重量份、作为热固化性化合物的环氧化合物(DIC株式会社制造的“EPICLONHP-4032D”)30重量份、作为潜伏型热固化剂的咪唑的微胶囊固化剂(旭化成株式会社制造的“NOVACURE HXA3922”)30重量份、硅烷偶联剂(信越化学工业株式会社制造的“KBM-403”)1重量份,进一步添加导电性粒子使其在得到的导电膜100重量%中的含量为10重量%,然后,进一步添加甲基乙基酮,使得固体成分量为50%,使用行星式搅拌机以2000rpm搅拌5分钟,由此,得到导电糊剂。将得到的导电糊剂涂布于进行了剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯上,使溶剂干燥,得到厚度为20μm的各向异性导电膜。
第一连接结构体的制作:
准备上表面具有L/S为20μm/20μm的电极图案(依次叠层有厚度为0.35μm的TiO电极部分、厚度为1.0μm的TiAl电极部分、厚度为0.1μm的IZO电极部分的复合电极)的玻璃基板。另外,准备下表面具有L/S为20μm/20μm的金电极图案(金电极厚度20μm)的半导体芯片。
在所述玻璃基板的上表面配置各向异性导电膜,形成各向异性导电膜层。接着,在各向异性导电膜层的上表面上叠层所述半导体芯片,并使电极彼此对置。然后,调整头的温度,使各向异性导电膜层的温度为130℃,并同时在半导体芯片的上表面上载置加压加热头,施加对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力,得到第一连接结构体。
第二连接结构体的制作:
准备上表面具有L/S为20μm/20μm的电极图案(从内表面朝向外表面依次层叠有厚度为0.3μm的Mo电极部分、厚度为1.0μm的Al-Nd电极部分和厚度为0.1μm的ITO电极部分的复合电极)的玻璃基板。另外,准备下表面上具有L/S为20μm/20μm的金电极图案(金电极厚度20μm)的半导体芯片。
在所述玻璃基板的上表面上配置各向异性导电膜,形成各向异性导电膜层。接着,在各向异性导电膜层的上表面上层叠所述半导体芯片,使电极彼此对置。然后,调整模头的温度,使各向异性导电膜层的温度为130℃,并同时在半导体芯片的上表面载置加压加热模头,施加对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力,得到第二连接结构体。
(实施例2)
除了将金属镍粒子浆料(平均粒径100nm)1g变更成氧化铝粒子浆料(平均粒径100nm)0.8g以外,与实施例1同样地操作,得到导电性粒子。除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例1同样地操作,得到各向异性导电膜及第一连接结构体、第二连接结构体。
(实施例3)
向安装了搅拌机及温度计的500mL的反应容器内中加入0.13重量%的氨水溶液300g。接着,向反应容器内的氨水溶液中慢慢地添加甲基三甲氧基硅烷3.8g、乙烯基三甲氧基硅烷10.8g、0.4g的烷氧基有机硅低聚物A(信越化学工业株式会社制造的“X-41-1053”,具有甲氧基、乙氧基、环氧基、与硅原子直接键合的烷基的重量平均分子量:约1600)的混合物。一边搅拌,一边进行水解及缩合反应,然后,添加25重量%氨水溶液1.6mL,然后,从氨水溶液中离析粒子,将得到的粒子以氧分压10-10atm、450℃(烧成温度)烧成2小时(烧成时间),得到有机无机杂化粒子(基材粒子)。得到的有机无机杂化粒子的粒径为3.00μm。
除了将基材粒子变更成所述有机无机杂化粒子以外,与实施例1同样地操作,得到导电性粒子。除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例1同样地操作,得到各向异性导电膜及第一连接结构体、第二连接结构体。
(实施例4)
在安装有四口可分离式盖、搅拌叶片、三通阀、冷却管及温度探针的1000mL的分离式烧瓶中,在离子交换水中称取含有甲基丙烯酸甲酯100mmol、N,N,N-三甲基-N-2-甲基丙烯酰氧乙基氯化铵1mmol、2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐1mmol的单体组合物,并使得固体成分率为5重量%,以200rpm进行搅拌,在氮氛围下以70℃进行了24小时聚合。反应结束后,进行冷冻干燥,得到了表面具有铵基、平均粒径为220nm及且CV值为10%的绝缘性粒子。使绝缘性粒子在超声波照射下分散在离子交换水中,得到绝缘性粒子的10重量%水分散液。
使实施例1中得到的10g导电性粒子分散于500mL离子交换水中,添加4g绝缘性粒子的水分散液,以室温搅拌6小时。利用0.3μm的筛网过滤器过滤后,再进一步用甲醇进行清洗、干燥,得到附着有绝缘性粒子的导电性粒子。
利用扫描电子显微镜(SEM)进行观察的结果,结果在导电性粒子的表面仅形成了1层由绝缘性粒子形成的包覆层。对图像解析算出绝缘性粒子的包覆面积(即绝缘性粒子的粒径的投影面积)相对于距导电性粒子的中心2.5μm处的面积进行计算,结果,被覆包覆率为50%。
除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例1同样地计算,得到各向异性导电膜及第一连接结构体、第二连接结构体。
(实施例5)
作为基材粒子,除了使用粒径为2.0μm的二乙烯基苯共聚物树脂粒子以外,与实施例1同样地操作,得到导电性粒子。除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例1同样地操作,得到各向异性导电膜及第一连接结构体、第二连接结构体。
(实施例6)
准备粒径为3.0μm的二乙烯基苯共聚物树脂粒子(积水化学工业株式会社制造的“MICROPEARL SP-203”)。在含有5重量%钯催化剂液的碱性溶液100重量份(100g)中,使用超声波分散器对所述树脂粒子10重量份进行分散,然后,过滤溶液,由此,取出树脂粒子。接着,向二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份添加树脂粒子,使树脂粒子的表面活性化。将表面被活性化的树脂粒子充分水洗后,添加蒸馏水500重量份,使其分散,由此,得到悬浮液D。
另外,作为前期工序用镀镍液,准备将硫酸镍500g/L、次磷酸钠150g/L、柠檬酸钠150g/L及镀敷稳定剂6mL/L的混合液用氨调整成pH8.0的镀敷液。使该镀敷液150mL以20mL/分钟的添加速度通过定量泵,并向悬浮液D滴加。反应温度设定成50℃。然后,进行搅拌,直到pH稳定,确认氢的发泡停止,进行无电解镀敷前期工序,得到悬浮液E。
接着,作为后期工序用镀镍液,准备将硫酸镍500g/L、二甲胺硼烷80g/L及钨酸钠10g/L的混合液利用氢氧化钠调整成pH11.0的镀敷液。
将金属镍粒子浆料(平均粒径100nm)1g用3分钟添加至所述悬浮液E后,将后期工序用镀镍液350mL以10mL/分钟的添加速度通过定量泵,并向悬浮液E滴加。反应温度设定成30℃。然后,进行搅拌,直到pH稳定,确认氢的发泡停止,进行无电解镀敷后期工序,得到悬浮液F。
然后,通过过滤悬浮液F,取出粒子并进行水洗、干燥,由此,得到在树脂粒子的表面配置有镍导电层的导电性粒子。
除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例1同样地操作,得到各向异性导电膜及第一连接结构体、第二连接结构体。
(实施例7)
作为种粒子,准备平均粒径0.85μm的聚苯乙烯粒子。将该聚苯乙烯粒子3.0g、离子交换水500g、聚乙烯醇的5重量%水溶液120g混合,通过超声波分散后,添加至分离式烧瓶中,进行均匀地搅拌。另外,作为内部形成材料,将作为有机化合物A的甲基丙烯酸环己酯49g、2,2’-偶氮二(异丁酸甲酯)(和光纯药工业株式会社制造的“V-601”)1.5g、十二烷基硫酸三乙醇胺3.0g、乙醇40g添加至离子交换水400g中,制备乳化液A。向添加了作为种粒子的所述聚苯乙烯粒子的分离式烧瓶中进一步添加所述乳化液A,搅拌4小时,使所述有机化合物A吸收于种粒子,得到含有内部形成材料溶胀的种粒子的悬浮液。接着,作为表面部形成材料,将作为有机化合物B的二乙烯基苯(纯度96重量%)49g、过氧化苯甲酰(日油株式会社制造的“NYPER BW”)1.5g、月桂基硫酸三乙醇胺3.0g、乙醇40g添加至离子交换水400g中,制备乳化液B。向加入了所述悬浮液的分离式烧瓶进一步添加所述乳化液B,搅拌4小时,使所述有机化合物B吸收于内部形成材料溶胀的种粒子。
然后,添加聚乙烯醇的5重量%水溶液360g,开始加热并以75℃加热5小时,然后以85℃反应6小时,得到平均粒径3μm的基材粒子A。在含有5重量%钯催化剂液的碱性溶液100重量份中,使用超声波分散器使所述基材粒子A10重量份分,然后,过滤溶液,由此,取出基材粒子A。接着,将基材粒子A添加至二甲胺硼烷1重量%溶液100重量份中,使基材粒子A的表面活性化。将使表面被活性化的基材粒子A充分水洗后,添加蒸馏水500重量份,使其分散,由此,得到分散液。接着,将镍粒子浆料(平均粒径100nm)1g用3分钟添加至所述分散液中,得到含有附着有芯物质的基材粒子的悬浮液。
除了使用所述中得到的悬浮液代替悬浮液A以外,与实施例1同样地操作,得到导电性粒子。
除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例1同样地操作,得到各向异性导电膜及第一连接结构体、第二连接结构体。
(实施例8)
准备与实施例1相同的悬浮液A。
准备含有硫酸镍0.12mol/L、二甲胺硼烷0.50mol/L及柠檬酸钠0.25mol/L的第一镀镍液(pH7.0)。
另外,准备含有硫酸镍0.12mol/L、硫酸肼2.00mol/L及甘氨酸0.25mol/L的第二镀镍液(pH10.0)。
对得到的悬浮液A以50℃进行搅拌,并同时将所述第一镀镍液(pH7.0)向悬浮液A逐渐滴加,进行非电解镀镍-硼,形成镍-硼导电层(硼含量2.0重量%)作为第一导电部。进行搅拌,直到所述的悬浮液的pH稳定,确认氢的发泡停止,得到进行了非电解镀镍-硼后的悬浮液H。
然后,通过过滤悬浮液H,取出粒子并进行水洗,由此,得到在所述基材粒子的表面上形成有第一导电部(厚度86nm)的粒子。将该粒子充分水洗后,添加蒸馏水500重量份,使其分散,由此,得到悬浮液I。
对得到的悬浮液I以80℃搅拌,并同时将所述第二镀镍液(pH10.0)逐渐滴加,进行非电解纯镀镍,作为外侧的第二导电部,形成镍导电层(磷含量0%)。通过过滤所述的悬浮液,取出粒子并进行水洗,然后进行搅拌直到pH稳定,确认氢的发泡停止,得到非电解纯镀镍后的悬浮液J。
然后,通过过滤悬浮液J,取出粒子,并进行水洗、干燥,由此,得到在第一导电部的外表面配置有第二高纯度Ni的导电部(厚度49nm)的导电性粒子。
除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例1一样,得到各向异性导电膜及第一连接结构体、第二连接结构体。
(比较例1)
除了不使用金属镍粒子浆料(平均粒径100nm)1g,在导电性粒子的表面未形成突起以外,与实施例1同样地操作,得到导电性粒子。除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例1同样地操作,得到各向异性导电膜及第一连接结构体、第二连接结构体。
(比较例2)
除了使用了聚四亚甲基二醇二丙烯酸酯与二乙烯基苯的共聚物即树脂粒子作为基材粒子以外,与实施例1同样地操作,得到导电性粒子。除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例1同样地操作,得到各向异性导电膜及第一连接结构体、第二连接结构体。
(评价)
(1)将导电性粒子进行10%压缩时的压缩弹性模量(10%K值)
通过所述的方法,使用微压缩试验机(Fischer株式会社制造的“Fischerscope H-100”)对得到的导电性粒子的所述压缩弹性模量(10%K值)进行测定。
(2)粘合剂树脂的粘度
使用得到的导电膜(各向异性导电膜),并使用粘弹性测定装置(TATainstruments株式会社制造的“AR-2000ex”)对粘合剂树脂的130℃下的粘度进行测定。
(3)压痕的状态
使用微分干涉显微镜(OLYMPUS株式会社制造的“BH3-MJL液晶面板检查用显微镜”),从得到的第一连接结构体、第二连接结构体的玻璃基板侧,观察设于玻璃基板的电极,对在导电性粒子接触的电极中表面积每500μm2中深度5nm以上的压痕的数目进行测量。
(4)CV值
使用微分干涉显微镜(OLYMPUS株式会社制造的“BH3-MJL液晶面板检查用显微镜”),从得到的第一连接结构体、第二连接结构体的玻璃基板侧,观察设于玻璃基板的电极。对所述电极的表面积每500μm2中配置的所述导电性粒子的数目测定100个部位。求得100个部位的测定值中的所述导电性粒子的数目的CV值。
(5)初期的连接电阻A
连接电阻的测定:
通过四端子法测定得到的第一连接结构体、第二连接结构体的对置的电极间的连接电阻A。另外,以下述的基准判定初期的连接电阻A。连接电阻A优选为10Ω以下,更优选为5.0Ω以下,进一步优选为3.0Ω以下,特别优选为1.5Ω以下。
[初期的连接电阻A的评价基准]
○○○:连接电阻A为1.0Ω以下
○○:连接电阻A超过1.0Ω且1.5Ω以下
○:连接电阻A超过1.5Ω且3.0Ω以下
△:连接电阻A超过3.0Ω且5.0Ω以下
×:连接电阻A超过5.0Ω
将结果示于下述的表1、2中。另外,表1的“基材粒子的硬度变化”的栏中,将基材粒子外侧的硬度比内侧软的情况记载为“A”,将基材粒子外侧的硬度比内侧硬的情况记载为“B”。
[表1]
Figure BDA0001483065280000331
表2
Figure BDA0001483065280000341
此外,在粘合剂树脂的130℃下的粘度不是100Pa·s的情况下,对于将导电性粒子在130℃下的粘度为100Pa·s的粘合剂树脂中以导电性粒子成为30000个±2500个/mm3的含量的方式配合的导电膜(各向异性导电膜),同样进行所述(3)、(4)及(5)的评价,结果,所述(3)、(4)及(5)的评价结果相同。

Claims (11)

1.一种连接结构体的制造方法,其包括:
使用含有在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂和导电性粒子的导电膜,使用表面上具有第一电极的第一连接对象部件,且使用表面上具有第二电极的第二连接对象部件,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间并使所述第一电极和所述第二电极对置,从而得到叠层体的工序;
对所述叠层体进行加热及加压,从而进行热压合,由此得到连接结构体的工序,
得到下述连接结构体:在得到的连接结构体中,所述导电性粒子压入至所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极表面积每500μm2中为5个以上,
所述第一电极是从内表面向外表面依次层叠厚度为0.1μm以上0.5μm以下的TiO电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的AlTi电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的IZO电极部分而成的复合电极;或者,
所述第一电极是从内表面向外表面依次层叠厚度为0.1μm以上0.5μm以下的Mo电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的Al-Nd电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的ITO电极部分而成的复合电极。
2.如权利要求1所述的连接结构体的制造方法,其中,
所述第一电极具有1μm以上、2μm以下的厚度。
3.如权利要求1所述的连接结构体的制造方法,其中,
所述第一电极是从内表面向外表面依次层叠厚度为0.1μm以上0.5μm以下的TiO电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的AlTi电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的IZO电极部分而成的复合电极。
4.如权利要求1所述的连接结构体的制造方法,其中,
所述第一电极是从内表面向外表面依次层叠厚度为0.1μm以上0.5μm以下的Mo电极部分、厚度为0.5μm以上2.0μm以下的Al-Nd电极部分、和厚度为0.05μm以上0.2μm以下的ITO电极部分而成的复合电极。
5.如权利要求1~4中任一项所述的连接结构体的制造方法,其中,
得到所述第一电极和所述第二电极的连接电阻为1.5Ω以下的连接结构体。
6.一种导电性粒子,其是用于配合于粘合剂树脂中来得到导电膜的导电性粒子,其中,
使用以30000个±2500个/mm3的含量含有所述导电性粒子,并含有在130℃下粘度为110±10Pa·s的粘合剂树脂的导电膜,使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一凸点电极和所述第二凸点电极对置,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,得到连接结构体,此时,
所述导电性粒子为显示如下数值的导电性粒子:所述导电性粒子压入至得到的所述连接结构体中所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上。
7.如权利要求6所述的导电性粒子,其中,所述导电性粒子用于配合于在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂中来得到导电膜。
8.一种导电膜,其含有:
在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂、和
权利要求6或7所述的导电性粒子。
9.一种连接结构体,其具有:
表面具有第一电极的第一连接对象部件、
表面具有第二电极的第二连接对象部件、
将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接起来的连接部,
所述连接部的材料是权利要求8所述的导电膜,
所述第一电极和所述第二电极通过所述导电性粒子实现了电连接。
10.如权利要求9所述的连接结构体,其中,
所述第一电极和所述第二电极的连接电阻为1.5Ω以下。
11.一种导电膜,其是含有在130℃下粘度为50Pa·s以上且1000Pa·s以下的粘合剂树脂、和导电性粒子的导电膜,其中,
使用第一连接对象部件,其在表面具有含有Ti或Al且具有1μm以上、2μm以下厚度的凸点电极作为第一电极,
使用第二连接对象部件,其在表面具有Au凸点电极作为第二电极,
将所述导电膜配置于所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件之间,并使所述第一电极和所述第二电极对置,以130℃及对应于凸点电极的连接部分的总面积为70MPa的压力进行10秒的热压合,从而得到连接结构体,此时,
所述导电膜为显示下述值的导电膜:所述导电性粒子压入至得到的所述连接结构体中所述第一电极中而形成的深度为5nm以上的压痕的数目,在所述第一电极的表面积每500μm2中为5个以上。
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