DE60101175T2 - Anisotroper und elektrisch leitender Klebstoff und Verbindungsverfahren - Google Patents

Anisotroper und elektrisch leitender Klebstoff und Verbindungsverfahren Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebe- bzw. Adhäsionsmaterial und auf ein Verbindungsverfahren.
  • In den letzten Jahren sind bloße IC- Chips, welche mit Gold- oder Lötanschlüssen als vorstehende Elektroden ausgestattet sind, direkt auf Elektrodenverlängerungsleitungen von Substraten, die IC montiert oder bearbeitet und in Chipgrößenpackungs- (CSP) Konfigurationen montiert werden, montiert wurden. Wenn Montieren von Chips als solches ausgeführt wird, wird ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial in der Form eines Films, Paste oder Flüssigkeit, in welchen ein Epoxid- oder anderes duroplastisches Harz und elektrisch leitende Teilchen eingebaut worden sind, zwischen den vorstehenden Elektroden des bloßen IC-Chips und dem Substrat, das IC montiert wird, eingefügt, wonach Wärme und Druck darauf angewendet werden.
  • Jedoch ist die Verwendung von Gold-Anschlüssen aufgrund der extrem hohen Kosten der Materialien problematisch. Darüber hinaus ist die Verwendung von Löt-Anschlüssen aufgrund der Tatsache problematisch, dass, wenn ein elektrolytisches Abscheidungsverfahren verwendet wird, um sehr feine und gleichförmige Anschlüsse zu bilden, ein Resistschritt benötigt wird, und darüber hinaus, bevor die Lötzinnauftragung ausgeführt wird, komplexe elektrolytische stromlose Abscheidungsschritte benötigt werden, wie etwa das Ausbilden einer unterliegenden Metallschicht (Ti/Cu) und das Ausbilden einer metallischen vielschichtigen Plattierungsbarrierenschicht (Cu/Ni/Au).
  • Es sind daher Versuche unternommen worden, Nickel-Anschlüsse zu verwenden, welche niedrige Kosten aufweisen und welche in einem relativ einfachen elektrolytischen Plattierungsschritt gebildet werden können.
  • Jedoch bedeutet die relativ hohe Härte der Nickel-Anschlüsse, wenn mit Gold- oder Löt-Anschlüssen verglichen, dass eine plastische Deformierung in dem anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerial auftritt, da die elektrisch leitenden Teilchen darin durch die Nickel-Anschlüsse zermahlen werden. Dies wird aufgrund der Tatsache problematisch, dass ein stabiler Zustand des Kontakts nicht zwischen den Nickel-Anschlüssen des bloßen IC-Chips und den Elektrodenverlängerungsleitungen des Substrats, das IC montiert wird, beibehalten werden kann, welches zu einer verminderten Verbindungszuverlässigkeit führt.
  • EP 1093160 offenbart eine verbundene Struktur zwischen elektronischen Elementen, die ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial umfasst, das ein duroplastisches Harz und elektrisch leitende Teilchen umfasst, die in dem duroplastischen Harz dispergiert sind, wobei die elektrisch leitenden Teilchen Nickel plattiertes Benzoguanamin umfassen, und die Elektroden, die verbunden werden, aus Materialien bestehen, die Aluminium, Gold und Indiumzinnoxid umfassen.
  • EP 0914027 offenbart eine verbundene Struktur zwischen elektronischen Elementen, die ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial umfassen, das ein duroplastisches Harz und elektrisch leitende Teilchen umfasst, die in dem duroplastischen Harz dispergiert sind, wobei die elektrisch leitenden Teilchen goldplattierte Polystyrolteilchen umfassen, in Kombination mit Goldelektroden.
  • EP 0893484 offenbart eine verbundene Struktur zwischen elektronischen Elementen, die ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebmaterial umfasst, das ein duroplastisches Harz und elektrisch leitende Teilchen umfasst, die in dem duroplastischen Harz dispergiert sind, wobei die elektrisch leitenden Teilchen Nickel/Gold dispergiertes Benzoguanamin umfassen, und die Elektroden, die verbunden werden, Goldelektroden sind.
  • EP 1093160 offenbart eine verbundene Struktur zwischen elektronischen Elementen, die ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial umfassen, das ein duroplastisches Harz und elektrisch leitende Teilchen umfassen, die in dem duroplastischen Harz dispergiert sind, wobei die elektrisch leitenden Teilchen Nickelteilchen umfassen, in Kombination mit Aluminiumelektroden.
  • Angesichts der vorstehenden Probleme des Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial bereit zu stellen, mit welchem sicher gestellt werden kann, dass die gleiche Verbindungszuverlässigkeit, die in herkömmlichen anisotropisch elektrisch leitenden Verbindung beobachtet wird, welche Gold- oder Löt-Anschlüssen verwenden, beibehalten wird, sogar wenn relativ harte Anschlüsse, wie etwa Nickel-Anschlüsse, als vorstehende Elektroden verwendet werden, wenn anisotropisch elektrisch leitende Verbindung zwischen elektronischen Elementen, wie etwa bloßen IC-Chips, welche mit vorstehenden Elektroden ausgestattet sind, und den verbindenden Elektrodenverlängerungsleitungen der Verdrahtungsboards ausgeführt werden.
  • Die Erfinder haben die vorliegende Erfindung erreicht, indem sie herausgefunden haben, dass die Zuverlässigkeit von anisotropisch elektrisch leitenden Verbindungen eng mit einem 10%igen Modulus der Druckelastizität (E) in den elektrisch leitenden Teilchen in dem anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerial und dem Modulus der Längselastizität (E') der vorstehenden Elektroden des elektronischen Elements verbunden ist, und darüber hinaus, dass, indem das Verhältnis von E zu E' über einen spezifischen Bereich eingestellt wird, die Bindungszuverlässigkeit verbessert werden kann.
  • Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung stellt ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial zur Verfügung, das ein duroplastisches Harz und in dem duroplastischen Harz dispergierte elektrisch leitende Teilchen umfasst, wobei ein 10%iger Modulus der Druckelastizität (E) in den elektrisch leitenden Teilchen und ein Modulus der Längselastizität (E') der vorstehenden Elektroden eines elektronischen Elements, das durch das elektrisch leitende Klebematerial verbunden wird, die folgende Relationsformel (1) erfüllen.
  • 0,02 ≤ E/E' ≤ 0,5 (1)
  • Darüber hinaus stellt sich die vorliegende Erfindung ein Verbindungsverfahren zur Verfügung, das umfasst: Einfügen eines anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerials, in welchem elektrisch leitende Teilchen in einem duroplastischen Harz dispergiert worden sind, zwischen vorstehenden Elektroden eines elektronischen Elementes und den verbindenden Elektrodenverlängerungsleitungen eines Verdrahtungsboards, und Anwenden von Wärme und Druck darauf, um eine Verbindung dazwischen herzustellen, während die Kontinuität zwischen dem elektrischen Element und dem Verdrahtungsboard sichergestellt wird, wobei in dem anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerial ein 10% iger Modulus der Druckelastizität (E) in den elektrisch leitenden Teilchen und ein Modulus der Längselastizität (E') der vorstehenden Elektroden des elektronischen Elements die nachstehende Relationsformel (1) erfüllen.
  • 0,02 ≤ E/E' ≤ 0,5 (1)
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A und 1B sind jeweils ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Last- und Druckverschiebung zeigt, und ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Druckspannung und K- Wert zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail beschrieben.
  • Das anisotropisch elektrisch leitende Klebematerial gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Klebematerial in der Form eines Films, Paste oder Flüssigkeit, die durch Dispergieren von elektrisch leitenden Teilchen in einem duroplastischen Harz gebildet wird, welches die Relationsformel (1) erfüllen muss. 0,02 ≤ E/E' ≤ 0,5 (1) für einen 10%igen Modulus der Druckelastizität (E) in den elektrisch leitenden Teilchen und dem Modulus der Längselastizität (E') der vorstehenden Elektroden des elektronischen Elements, das durch das anisotropisch elektrisch leitende Klebematerial verbunden wird. Dies wird gefordert, da wenn E/E' unterhalb 0,02 fällt, eine ausreichende Verbindungszuverlässigkeit aufgrund der niedrigen Wiederherstellungskraft der elektrisch leitenden Teilchen nicht sicher gestellt werden kann, und umgekehrt, wenn E/E' 0,5 übersteigt, die elektrisch leitenden Teilchen unzureichend zermahlen werden, was wiederum zu einer Verbindungszuverlässigkeit führt, welche unzureichend sicher gestellt ist.
  • Der Modulus der Längselastizität (E') der vorstehenden Elektroden kann mit einem Testverfahren, das gemäß JIS Z2241 durchgeführt wird, gemessen werden. Der 10%ige Modulus der Druckelastizität (E) in den elektrisch leitenden Teilchen entspricht dem K- Wert, der in „Elastic Theory" auf Seite 42 des Lehrbuchs von Landau-Liefschits über theoretische Physik (publiziert von Tokyo Library (1972)) definiert ist. Der K- Wert ist wie nachstehend definiert.
  • Wenn zwei elastische Sphären der jeweiligen Radien R und R' hergestellt werden, um in einem komprimierten Zustand in Kontakt zu kommen, dann wird h gemäß den nachstehend Formeln (i) und (ii) ausgedrückt. h = F2/3[D2(1/R + 1/R')]1/3 (i) D = (3/4) [(1 – σ2)/E + (1 – σ'2)/E'] (ii)
  • In den vorstehenden Formeln drückt h die Differenz zwischen R+R' und dem Abstand zwischen den Zentren der zwei Sphären aus; F drückt die Druckkraft aus; E, E' drücken jeweils den Modulus der Elastizität von jeder der zwei elastischen Sphären aus und σ, σ' drücken das Poissonverhältnis der elastischen Sphären aus.
  • Wenn andererseits eine feste Platte für eine der Sphären substituiert wird und eine Druckkraft von beiden Seiten angewendet wird, dann kann die Formel (iii) wie folgt angenähert werden, wobei angenommen wird, dass R sich ∞ annähert und E sehr viel größer als E' ist. F = (21/2/3) (S3/2) (E·R1/2) (1 – σ–2) (iii)
  • In der vorstehenden Formel drückt S die Menge der Druckdeformation aus. Wenn daher der K- Wert wie in Formel (iv) definiert werden kann, kann der K- Wert wie in Formel (v) ausgeführt werden. K = E/(1 – σ2) (iv) K = (3/√2) F S–3/2 R–1/2 (v)
  • Dieser K- Wert drückt universell und quantitativ die Härte der Sphären aus. Unter Verwendung dieses K- Wertes (d.h., des 10% igen Modulus der Druckelastizität (E)), wird es möglich, quantitativ und ohne Bedingung die ideale Härte von Mikrosphären oder Raumhaltern (die nachstehend Spacer genannt werden) auszudrücken. Ein spezifisches Verfahren zum Ermitteln des K- Wertes soll mit Hilfe der Beispielen der vorliegenden Druckschrift beschrieben werden.
  • Die numerischen Werte, die für den 10%igen Modulus der Druckelastizität (E) für die elektrisch leitenden Teilchen verwendet wird, sind im allgemeinen innerhalb des Bereichs von 3 bis 30 GPa, aufgrund der Tatsache, dass wenn sie unterhalb dieses Bereichs sind, die Wahrscheinlichkeit, dass die Verbindungen in dem Verbindungszuverlässigkeitstests unzureichend sein werden, groß ist, während, wenn sie den Bereich übersteigen, es Befürchtungen gibt, die aus der Kontinuität stammen, die während der anfänglichen Verbindungen nicht etabliert wird, oder, dass Teile der Schaltung, die sich von den vorstehenden Elektroden. unterscheiden, Schaden erleiden werden. Die numerischen Werte, die für den Modulus der Längselastizität (E') der vorstehenden Elektroden des elektronischen Elements verwendet werden, sind im allgemeinen innerhalb des Bereichs von 40 bis 200 GPa aufgrund der Tatsache, dass, wenn sie unterhalb dieses Bereichs sind, die elektrisch leitenden Teilchen in die vorstehenden Elektroden ohne Verbindung gleiten werden, was zu einer schlechten Verbindung führt, während, wenn sie den Bereich übersteigen, die Schaltungselektroden auf dem Substrat unter hohen Verbindungsdrücken brechen werden.
  • Das anisotropisch elektrisch leitende Klebematerial gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt die vorstehenden Eigenschaften, aber in anderen Zusammensetzungen kann es den herkömmlichen anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerialien ähnlich sein.
  • Beispiele für duroplastische Harze beinhalten Epoxid-, Urethan- und umgesättigte Polyesterharze. Das duroplastische Harz kann fotoreaktive funktionale Gruppen, wie etwa Acrylsäure- und (Meth)Acrylsäureesterreste enthalten. Von diesen ist es bevorzugt, dass ein festes Epoxidharz, das bei normalen Temperaturen fest ist, verbindet wird. Unter derartigen Umständen ist es auch möglich, dieses mit einem flüssigen Epoxidharz zu verbinden, das bei normalen Temperaturen flüssig ist. Das Zusammensetzungsverhältnis des flüssigen Epoxidharzes zu dem festen Epoxidharz bei normalen Temperaturen kann in geeigneter Weise gemäß der Leistung ermittelt werden, die für das anisotropisch elektrisch leitende Klebematerial benötigt wird, wenn in der Form eines Films verwendet. Wenn darüber hinaus der Grad der Flexibilität eines Films, das derartige feste oder flüssige Epoxidharze umfasst, verbessert werden soll und dieses hierdurch die Abschälfestigkeit des anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerials erhöhen muss, ist es insbesondere bevorzugt, ein flexibles Epoxidharz zu dem zuvor beschriebenen Epoxidharzen zu geben. Unter derartigen Umständen beträgt die Menge des flexiblen Epoxidharzes, das in dem anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerial gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, vorzugsweise 5 bis 35 Gew.-%, oder weiter bevorzugt 5 bis 25 Gew.-%, da jede Menge unterhalb dieses Bereichs den Effekt nicht ermöglichen wird, dass das flexible Epoxidharz ausreichend zugegeben werden kann, während jede Menge oberhalb dieses Bereichs eine Beeinträchtigung des Wärmewiderstands bewirkt.
  • Elektrisch leitende Teilchen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können in geeigneter Weise aus Materialien ausgewählt werden, die herkömmlicher Weise in anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerialien verwendet werden, um so die vorstehend erwähnte Formel (1) zu erfüllen. Beispiele für Teilchen, welche verwendet werden können, beinhalten Metallteilchen, wie etwa Lötmittel und Nickel, metallbeschichtete Harzteilchen, in welchem eine metallplattierte Beschichtung auf der Oberfläche einer Kernharzes, wie etwa Polystyrol, gebildet worden ist, oder komplexe Teilchen, in welchen Siliciumdioxid oder anderes anorganisches Pulver an die Harzkernoberfläche durch die Hybridisierung gebunden wird, und dann eine metallplattierende Beschichtung darauf angewendet wird.
  • Die durchschnittliche Teilchengröße der elektrisch leitenden Teilchen kann in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit dem Material und der Höhe der Anschlüsse des elektrischen Elementes, das verbunden wird, ausgewählt werden; jedoch ist eine Größe von 1 bis 10μm bevorzugt, wenn Flip- Chip- Montieren von bloßen IC-Chips in hohen Dichten ausgeführt wird.
  • Die elektrisch leitenden Mikroteilchen können in einer Menge zusammengebaut werden, die in geeigneter Weise gemäß der Oberfläche der Anschlüsse des elektronischen Elementes, das verbunden wird, genau so wie der Oberfläche der verbindenden Elektrodenverlängerungsleitungen des Verdrahtungsboards ermittelt wird. Jedoch beträgt die Menge der elektrisch leitenden Teilchen vorzugsweise 3 bis 30 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Feststoffharzgehalt in dem anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerial gemäß der vorliegenden Erfindung, da in Mengen unterhalb dieses Bereichs die elektrisch leitenden Teilchen nicht zwischen den oberen und unteren Elektroden kommen werden, welches eine schlechte Kontinuität verursachen wird, während in Mengen oberhalb dieses Bereichs Kurzschlüsse zwischen benachbarten Elektroden aufgrund der Aggregation der elektrisch leitenden Teilchen auftreten wird.
  • Ein allgemein bekanntes Zusatzmittel, welches mit herkömmlich anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerialien zusammengebaut wird; zum Beispiel Isocianat-basierte Vernetzungsmittel, Kupplungsmittel, wie etwa Epoxidsilan, Epoxid- modifizierte Silikonharze, oder duroplastische Isolierungsharze, wie etwa Phenoxidharze, können zu dem anisotropisch elektrisch leitenden Adhäsionsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung zugegeben werden, sofern benötigt.
  • Das anisotropisch elektrisch leitende Klebematerial gemäß der vorliegenden Erfindung kann eingestellt werden, indem die vorstehenden duroplastischen Harze und elektrisch leitenden Teilchen in Toluol oder in einem anderen Lösungsmittel gleichförmig zugemischt werden. Das Material kann in der Form einer Flüssigkeit oder Paste verwendet werden, oder in einen duroplastischen anisotropisch elektrisch leitenden Klebefilm hergestellt werden.
  • Das anisotropisch elektrisch leitende Klebematerial gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise an anisotropisch elektrisch leitende Verbindungsverfahren angepasst, wobei Verbindungen zwischen den vorstehenden Elektroden des elektronischen Elementes und den verbindenden Elektrodenverlängerungsleitungen des Verdrahtungsboards erreicht werden, indem ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial dazwischen eingefügt wird, in welchem elektrisch leitende Teilchen in einen duroplastischen Harz dispergiert worden sind, während Wärme und Druck an den resultierenden Zusammenbau angewendet werden, um die Kontinuität zwischen dem elektronischen Element und dem Verdrahtungsboard sicherzustellen.
  • Die elektronischen Elemente, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, sind Elemente, welche vorstehende Elektroden besitzen. Beispiele für diese beinhalten bloße IC- Chips und LSI- Chips. Beispiele für vorstehende Elektroden beinhalten Gold- und Lötmittel-Anschlüsse, unter welchen Nickel-Anschlüsse vorzugsweise aufgrund deren hohen Härte und relativ niedrigen Materialkosten verwendet werden.
  • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung soll anhand der nachstehenden Beispiele weiter erläutert werden.
  • Der 10%ige Modulus der Druckelastizität (E) der elektrisch leitenden Teilchen (d.h., der K-Wert) soll wie nachstehend beschrieben ermittelt werden.
  • Referenzbeispiel
  • (Verfahren zum Bestimmen des 1o%igen Modulus der Druckelastizität (E) der elektrisch leitenden Teilchen (K- Wert)).
  • Die elektrisch leitenden Teilchen werden über die glatte Oberfläche der Stahlplatte gestreut, und eines der Teilchen wird ausgewählt. Als nächstes wird unter Verwendung einer Pulverkompressionstestmaschine (PCT-200; Shimazu Co.) das Zeichen unter Verwendung eines 50μm- Durchmesser Diamantzylinder mit glatten Enden (Testlast = 0,0098N(lOgrf); Kompressionsrate (konstante Lastraten Kompressionsverfahren) = 2,6x10-3N)(0,27grf)/sek; Messtemperatur = 20°C) komprimiert. Die Kompressionslast wurde elektrisch als eine elektromagnetische Kraft detektiert, und die Kompressionsversetzung wurde elektrisch als Verschiebung aufgrund Differentialumwandlers detektiert, mit dem zwischen Kompressionsverschiebung und Last in 1A gezeigten Zusammenhang. Aus der Zeichnung kann jeweils der Lastwert und die Kompressionsverschiebung der elektrisch leitenden Teilchen unter 10% Kompressionsdeformation berechnet werden, und aus diesen Werten und Formeln (V), kann die Kompressionsspannung unter K- Wert (10%iger Modulus der Kompressionselastizität (E)) ermittelt werden.
  • Die Kompressionsspannung ist hierbei als der Wert definiert, der durch Teilen der Kompressionsverschiebung durch die Größe des elektrisch leitenden Teilchens berechnet wird, ausgedrückt als ein Prozentsatz.
  • Beispiel 1
  • Ein duroplastisches isolierendes Zusatzmittel, das durch Mischen von 50 Gewichtsteilen Epoxydharz (Epicoat 1009; Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) mit 45 Gewichtsteilen latentes Härtungsmittel (HX3721; Asahi Kasei (KK)), gebildet wird, in welchen 5 Gewichtsteile elektrisch leitende goldplatiertes sphärische Nickelteilchen (Nippon Kagaku Kogyo (KK); durchschnittliche Teilchengröße : 6μm; 10%iger Modulus der Druckelastizität (E): 41,6 GPa) gleichförmig dispergiert worden sind, wurden in einem Film hergestellt, von welchen ein 35μm dicker anisotropisch elektrisch leitender Klebefilm hergestellt wurde.
  • Dieser anisotropisch elektrisch leitende Klebefilm wurde zwischen einem Halbleiterchip (Bandmaterial: Ni; Anschlußhöhe: 20μm; Anschlußoberfläche: 10000μm2; Modulus der Längselastizität (E'): 98GPa; E/E': 0,42; äußere Dimension: 6,3 mm2) und einem Glasepoxidsubstrat (Verdrahtungsmaterial: Cu, Ni/Au plattieren; Verdrahtungsdicke: 18μm) eingefügt, und diese wurden zusammen verbunden, indem die Anordnung einem Heißdruck unter Bedingungen von 180°C und 147N (15kgf) für 20 Sekunden unterzogen wurde. Der anfängliche Kontinuitätswiderstand pro Anschluss der resultierenden verbundenen Anordnung betrug 5 bis 10mΩ, welches einen guten Verbindungszustand zeigte. Die verbundene Anordnung wurde dann einem 100- stündigen Druck Kochtest bzw.
  • brenntest (PCT) (121°C; 0,213 MPa (2,1 atm); gesättigte Feuchtigkeitsumgebung) unterzogen, aber es wurden keine großen Diskrepanzen zwischen der anfänglichen und PCT-Endkontinuitätwiderstandswerten aufgezeigt.
  • Beispiel 2
  • Das duroplastische isolierende Klebemittel, das in Beispiel 1 hergestellt wurde, in welchem 5 Gewichtsteile elektrisch leitende goldplatierte sphärische Benzoguanaminharzteilchen (Nippon Hagaku Kogyo (KK); durchschnittliche Teilchengröße: 5μm; 10%iger Modulus der Kompressionselastizität (E): 4,7 GPa; E/E': 0,048) gleichförmig dispergiert worden sind, wurden in einen Film hergestellt, von welchem ein 35μm dicker anisotropischer elektrisch leitenderer Klebefilm hergestellt wurde. Eine verbundene Anordnung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, in dem ein Halbleiterchip und ein Glasepoxidsubstrat über den anisotropisch elektrisch leitenden Klebefilm verbunden wurde. Der anfängliche Kontinuitätswiderstand pro Anschluss der resultierenden verbundenen Anordnung betrug 5 bis 10 mΩ, welches einen guten Verbindungszustand enthüllte. Die verbundene Anordnung wurde dann einem 100-stündigen Druck Kochertest (PCT) (121°C; 0,213 MPa (2,1 atm); gesättigte Feuchtigkeitsumgebung) unterzogen, aber es wurden keine großen Diskrepanzen zwischen den anfänglichen und PCT- Endkontinuitätswiderstandswerten enthüllt.
  • Beispiel 3
  • Das duroplastische isolierende Klebemittel, das in Beispiel 1 hergestellt wurde, in welchen 5 Gewichtsteile elektrisch leitende Teilchen, die durch Beschichten von sphärischen Benzoguanaminharzteilchen mit Siliziumdioxid und dann Durchführen einer Goldplatierungsbehandlung darauf (Nippon Kagaku Kogyo (KK); durchschnittliche Teilchengröße: 7 μm; 10%iger Modulus der Druckelastizität (E): 21,6 GPa; E/E': 0,22) erhalten wurden, wurde gleichförmig dispergiert, wurde in einen Film verarbeitet, von welchem ein 35 μm dicker anisotropisch elektrisch leitender Klebefilm hergestellt wurde. Eine verbundene Anordnung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, in dem ein Halbleiterchip und ein Glasepoxidsubstrat über den anisotropisch elektrisch leitenden Klebefilm verbunden wurde. Der anfängliche Kontinuitätswiderstand pro Anschluss der resultierenden verbundenen Anordnung betrug 5 bis 10mΩ, welches einen guten Verbindungszustand enthüllte. Die verbundene Anordnung wurde dann einem 100-stündigen Druck Brenntest (PCT) (121°C; 0,213 MPa (2,1 atm); gesättigte Feuchtigkeitsumgebung) unterzogen, aber es wurden keine großen Diskrepanzen zwischen den anfänglichen und PCT- Endkontinuitätswiderstandwerten enthüllt.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Das duroplastische isolierende Klebemittel, das in Beispiel 1 hergestellt wurde, in welchem 5 Gewichtsteile elektrisch leitende goldplattierte sphärische Polystyrolteilchen (Nippon Kagaku Kogyo (KK); durchschnittliche Teilchengröße: 5μm; 10% iger Modulus der Druckelastizität (E): 1,5 GPa; E/E': 0,015) gleichförmig dispergiert worden sind, wurde in ein Film hergestellt, von welchen ein 35μm dicker anisotropischer elektrisch leitender Klebefilm hergestellt wurde. Wenn eine Anordnung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 verbunden wurde, in dem ein Halbleiterchip und ein Glasepoxidsubstrat über den anisotropisch elektrisch leitenden Klebefilm verbunden wurde, wurden die elektrisch leitenden Teilchen, die zwischen den Elektroden eingefügt waren, zermahlen (d.h., die elektrisch leitenden Teilchen wurden zerstört), aber der anfängliche Kontinuitätswiderstand pro Anschluss der resultierenden verbundenen Anordnung betrug 5 bis 10mΩ. Die verbundene Anordnung wurde dann einem 100- ständigen Druck Kochertest (PCT) (121°C; 0,213 MPa (2,1 atm); gesättigte Feuchtigkeitsumgebung) unterzogen, aber die PCT- Endkontinuitätswiderstandswerte waren scharf von den anfänglichen Kontinuitätswiderstandswerten gestiegen, was zu einer bemerkenswert verringerten Verbindungszuverlässigkeit führte.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Der anisotropisch elektrisch leitende Klebefilm, der in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde zwischen einem Halbleiterchip (Anschlußmaterial: Au; Anschluß für: 20μm; Anschlußoberfläche: 10000μm2; Modulus der Längselastizität (E'): 76,4 GPa; E/E': 0,54; äußere Dimension: 6,3 mm2) und einem Glasepoxidsubstrat (Verdrahtungsmaterial: Cu, Ni/Au Plattierung; Verdrahtungsdicke: 18μm) eingefügt, und diese wurden zusammen verbunden, in dem die Anordnung einer Heißpressung unter Bedingungen von 180°C und 147N (15kgf) für 20 sek. unterzogen wurde. Der anfängliche Kontinuitätswiderstand pro Anschluss der resultierenden verbundenen Anordnung betrug 5 bis 10mΩ, welches einen guten Verbindungszustand enthüllte. Die verbundene Anordnung wurde dann einem 100- ständigen Druck Kochtest (PCT) (121°C; 0,213 MPa (2,1 atm); gesättigte Feuchtigkeitsumgebung) unterzogen, aber die PCT-Endkontinuitätswiderstandswerte waren scharf von den anfänglichen Kontinuitätswiderstandswerten angestiegen, was zu einer bemerkenswert verringerten Verbindungszuverlässigkeit führte. Mit den anisotropischen elektrisch leitenden Klebematerial gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die gleiche Verbindungszuverlässigkeit sicherzustellen, die in herkömmlichen anisotropischen elektrisch leitenden Verbindungen beobachtet wird, in welchen Gold- oder Lötmittel-Anschlüsse verwendet werden, wenn bloße IC-Chips oder andere elektronische Elemente, welche mit vorstehenden Elektroden ausgestattet sind, in eine anisotropische elektrisch leitende Verbindung mit den verbindenden Elektrodenverlängerungsdrähten des Verdrahtungsboards gebracht werden, sogar wenn Nickel oder andere relativ harte Anschlüsse als die vorstehenden Elektroden verwendet werden.
  • Ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial wird aus einem duroplastischen Harz und elektrisch leitenden Teilchen, die in dem duroplastischen Harz dispergiert sind, angeordnet, wobei ein 10%iger Modulus der Druckelastizität (E) in den elektrisch leitenden Teilchen und der Modulus der Längselastizität (E') der vorstehenden Elektroden des elektronischen Elementes, das durch das anisotropisch elektrisch leitende Klebematerial verbunden wird, die folgende Relationsformel (1) erfüllt. 0,02 ≤ E/E' ≤ 0,5 (1)

Claims (3)

  1. Verbundene Struktur zwischen elektronischen Elementen, die ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial umfasst, das ein wärmehärtbares Harz und elektrisch leitende Teilchen, die in dem wärmehärtbaren Harz dispergiert sind, umfasst, wobei ein 10-%-Modulus der Druckelastizität (E) in den elektrisch leitenden Teilchen und ein Modulus der Längselastizität (E') der vorstehenden Elektroden eines elektronischen Elementes, das durch das anisotropisch leitende Material gebunden ist, die folgende Relationsformel (1) erfüllt: 0,02 ≤ E/E' ≤ 0,5 (1)und die vorstehenden Elektroden des elektronischen Elementes aus Nickel zusammengesetzt sind.
  2. Verbundene Struktur zwischen elektronischen Elementen, die ein anisotropisch elektrisch leitendes Klebematerial umfasst, gemäß Anspruch 1, wobei die mittlere Teilchengröße der elektrisch leitenden Teilchen 1 bis 10 μm beträgt.
  3. Verbindungsverfahren, das umfasst: sandwichartiges Einlegen eines anisotropisch elektrisch leitenden Klebematerials, in welchem elektrisch leitende Teilchen in einem wärmehärtbaren Harz dispergiert worden sind, zwischen vorstehenden Elektroden eines elektronischen Elementes und den Verbindungsunterbau eines Verdrahtungsbretts, wobei in dem elektrisch leitenden Klebematerial, ein 10-prozentiger Modulus einer Längselastizität (E') der vorstehenden Elektrode des elektronischen Elements die nachstehende Relationsformel erfüllt, 0,02 ≤ E/E' ≤ 0,5 (1),wobei die vorstehenden Elektroden des elektronischen Elementes aus Nickel zusammengesetzt sind.
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