JP2009170437A - 回路接続材料、これを用いたフィルム状回路接続材料、回路部材の接続構造及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 回路部材の接続構造10は、回路電極22が形成された回路部材20と、回路電極32が形成された回路部材30とを備える。回路電極22,32が対向するように回路部材20,30同士を接続する回路接続部材60は、本発明の回路接続材料の硬化物からなる。本発明の回路接続材料は、接着剤組成物及び、導電粒子51の表面51aの一部が絶縁性微粒子52により被覆された被覆粒子50を含有しており、被覆粒子50の比重は、導電粒子51の比重の97/100〜99/100である。回路電極22又は回路電極32は、面積が3000μm2未満のバンプを有する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の回路部材の接続構造(以下、「接続構造」という)の一実施形態を示す断面図である。本実施形態の接続構造10は、相互に対向する回路部材20(第一の回路部材)と回路部材30(第二の回路部材)とを備えており、回路部材20と回路部材30との間には、これらを接続する回路接続部材60が設けられている。
本実施形態に係る回路接続材料は、接着剤組成物及び被覆粒子50を含有している。この回路接続材料を、回路部材20,30の間に介在させ、回路部材20,30を介して加熱及び加圧し、硬化処理して、接続構造10を得ると、得られる接続構造10において、対向する回路電極22,32間の接続抵抗が十分に低減されると共に、隣り合う回路電極22,32間の絶縁性が十分に向上する。
接着剤組成物は、ラジカル重合性物質と、加熱により遊離ラジカルを発生する硬化剤と、を含有すると好ましい。このような接着剤組成物を含む回路接続材料によって、回路部材20,30は加熱時に容易に接続される。
被覆粒子50は、導電粒子51の表面51aの一部が絶縁性微粒子52により被覆されたものである。被覆粒子50の比重は、導電粒子51の比重の97/100〜99/100である。
フィルム形成材とは、液状物を固形化し構成組成物をフィルム形状とした場合に、そのフィルムの取扱いを容易とし、容易に裂けたり、割れたり、べたついたりしない機械的特性等を付与するものであり、通常の状態(常温常圧)でフィルムとしての取扱いができるものである。フィルム形成材としては、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、キシレン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、接着性、相溶性、耐熱性、機械的強度に優れることからフェノキシ樹脂が好ましい。
本実施形態の回路接続材料は、更に、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及びアクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも一種をモノマー成分とした重合体又は共重合体を含んでもよい。ここで、応力緩和に優れることから、グリシジルエーテル基を含有するグリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレートを含む共重合体系アクリルゴムを併用することが好ましい。これらアクリルゴムの分子量(重量平均分子量)は、接着剤の凝集力を高める点から20万以上が好ましい。
図4は、接続構造10の製造方法の一工程を示す断面図である。まず、回路部材20,30を準備する。一方、フィルム状に成形してなるフィルム状回路接続材料61を準備する。次に、回路部材20と回路部材30との間に、回路電極22と回路電極32とが対向した状態で、フィルム状回路接続材料61を介在させる。具体的には、例えば回路部材30上にフィルム状回路接続材料61を載せ、続いてフィルム状回路接続材料61上に回路部材20を載せる。ここで、フィルム状回路接続材料61はフィルム状であるため取扱いが容易である。このため、このフィルム状回路接続材料61によれば、回路部材20,30を接続する際に、これらの間に回路接続材料を容易に介在させることができ、回路部材20,30の接続作業を容易に行うことができる。
まず、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールAとからガラス転移温度が80℃のフェノキシ樹脂を合成した。このフェノキシ樹脂50gを、重量比でトルエン(沸点110.6℃、SP値8.90)/酢酸エチル(沸点77.1℃、SP値9.10)=50/50の混合溶剤に溶解して、固形分40重量%の溶液とした。そして、固形分重量比でフェノキシ樹脂60g、ジシクロペンテニルジアルコールジアクリレート39g、リン酸エステル型アクリレート1g、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート5gとなるように溶液を調整した。
まず、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と9、9‘−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンとからガラス転移温度が80℃のフェノキシ樹脂を合成した。このフェノキシ樹脂50gを、重量比でトルエン(沸点110.6℃、SP値8.90)/酢酸エチル(沸点77.1℃、SP値9.10)=50/50の混合溶剤に溶解して、固形分40重量%の溶液とした。そして、固形分重量比でフェノキシ樹脂60g、ジシクロペンテニルジアルコールジアクリレート39g、リン酸エステル型アクリレート1g、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート5gとなるように溶液を調整した。
実施例1における被覆粒子の代わりに、絶縁性微粒子で被覆されていない導電粒子を用いた他は、実施例1と同様にして二層構成のフィルム状回路接続材料を得た。すなわち、導電粒子の被覆率は0%である。
実施例1における被覆粒子の代わりに、以下の被覆粒子を用いた他は、実施例1と同様にして二層構成のフィルム状回路接続材料を得た。
まず、第一の回路部材として、バンプ面積50μm×50μm、ピッチ100μm、高さ20μmの金バンプを配置したICチップを準備した。次に、第二の回路部材として、厚み1.1mmのガラス基板上にインジウム錫酸化物(ITO)の回路を蒸着により形成したITO基板(表面抵抗<20Ω/□)を準備した。
実施例1,2及び比較例1,2のフィルム状回路接続材料各々について、被覆前の導電粒子及び被覆後の被覆粒子、それぞれ3.5ccをサンプリングし、室温、ヘリウム雰囲気中で比重計(島津製作所株式会社製、アキュピック1330−01)を用いて比重を測定し、被覆前の導電粒子の比重に対する被覆後の被覆粒子の比重(比重比)を求めた。結果を表1に示す。
回路部材の接続構造A〜Dについて、初期(接続直後)の接続抵抗と、−40℃で30分及び100℃で30分の温度サイクル槽中に500サイクル保持した後の接続抵抗を、2端子測定法を用いマルチメータで測定した。結果を表2に示す。ここで、接続抵抗とは対向する回路電極間の抵抗を意味する。
回路部材の接続構造A〜Dについて、直流(DC)50Vの電圧を1分間印加した後の絶縁抵抗を、2端子測定法を用いマルチメータで測定した。結果を表2に示す。ここで、絶縁抵抗とは隣り合う回路電極間の抵抗を意味する。
Claims (15)
- 第一の回路基板の主面上に複数の第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、
第二の回路基板の主面上に複数の第二の回路電極が形成された第二の回路部材と、
を前記第一及び第二の回路電極が対向するように接続するための回路接続材料であって、
接着剤組成物及び、導電粒子の表面の一部が絶縁性微粒子により被覆された被覆粒子を含有しており、
前記被覆粒子の比重は、前記導電粒子の比重の97/100〜99/100であり、
前記第一の回路電極又は前記第二の回路電極は、面積が3000μm2未満のバンプを有する、回路接続材料。 - 前記絶縁性微粒子の平均粒径は、前記導電粒子の平均粒径の1/40〜1/10であることを特徴とする請求項1に記載の回路接続材料。
- 前記絶縁性微粒子は、ラジカル重合性物質の重合物からなる請求項1又は2に記載の回路接続材料。
- 前記接着剤組成物は、ラジカル重合性物質と、加熱により遊離ラジカルを発生する硬化剤と、を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の回路接続材料。
- フェノキシ樹脂からなるフィルム形成材を更に含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の回路接続材料。
- 前記フェノキシ樹脂は、分子内に多環芳香族化合物に起因する分子構造を含有することを特徴とする請求項5に記載の回路接続材料。
- 前記多環芳香族化合物は、フルオレンであることを特徴とする請求項6に記載の回路接続材料。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の回路接続材料をフィルム状に形成してなることを特徴とするフィルム状回路接続材料。
- 第一の回路基板の主面上に複数の第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、
第二の回路基板の主面上に複数の第二の回路電極が形成された第二の回路部材と、
前記第一の回路基板の前記主面と前記第二の回路基板の前記主面との間に設けられ、前記第一及び第二の回路電極が対向するように前記第一及び第二の回路部材同士を接続する回路接続部材と、
を備えた回路部材の接続構造であって、
前記回路接続部材は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の回路接続材料の硬化物からなり、
前記第一の回路電極と前記第二の回路電極とが、前記被覆粒子を介して電気的に接続されている回路部材の接続構造。 - 隣り合う前記回路電極間に50Vの直流電圧を印加した場合に、隣り合う前記回路電極間の抵抗値が109Ω以上であることを特徴とする請求項9に記載の回路部材の接続構造。
- 前記第一及び第二の回路部材のうち少なくとも一方がICチップであることを特徴とする請求項9又は10に記載の回路部材の接続構造。
- 前記第一の回路電極と前記第二の回路電極との間の接続抵抗が1Ω以下であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか一項に記載の回路部材の接続構造。
- 前記第一及び第二の回路電極のうち少なくとも一方が、金、銀、錫、白金族の金属及びインジウム錫酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種で構成される電極表面層を有することを特徴とする請求項9〜12のいずれか一項に記載の回路部材の接続構造。
- 前記第一及び第二の回路部材のうち少なくとも一方が、窒化シリコン、シリコーン化合物及びポリイミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種で構成される基板表面層を有することを特徴とする請求項9〜13のいずれか一項に記載の回路部材の接続構造。
- 第一の回路基板の主面上に複数の第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、第二の回路基板の主面上に複数の第二の回路電極が形成された第二の回路部材との間に、前記第一の回路電極と前記第二の回路電極とが対向した状態で、請求項1〜7のいずれか一項に記載の回路接続材料を介在させる工程と、
前記回路接続材料を加熱及び加圧により硬化させる工程と、
を備えた回路部材の接続構造の製造方法。
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