JP2012160610A - Method for manufacturing connected structure - Google Patents

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Shigeo Mahara
茂雄 真原
Hideaki Ishizawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a connected structure which implements improved reliability of continuity between electrodes.SOLUTION: The method for manufacturing a connected structure 1 includes the steps of: disposing an anisotropic conductive material layer using an anisotropic conductive material containing conductive particles 5 on a first connection member 2 having electrodes 2b on an upper surface 2a; overlaying a second connection member 4 having electrodes 4b on a lower surface 4a on an upper surface of the anisotropic conductive material layer; lowering a thermo-compression bonding head onto an upper surface 4c of the second connection member 4, and setting the anisotropic conductive material layer with the thermo-compression bonding head in contact with the upper surface 4c of the second connection member 4; and lifting the thermo-compression bonding head from the upper surface 4c of the second connection member 4. In the method of manufacturing the connected structure 1, the conductive particles 5 are pressed to form recessed portions in the electrodes before the anisotropic conductive material layer reaches a setting start temperature.

Description

本発明は、導電性粒子を含む異方性導電材料を用いた接続構造体の製造方法に関し、より詳細には、例えば、フレキシブルプリント基板、ガラス基板及び半導体チップなどの様々な接続対象部材の電極間を、導電性粒子を介して電気的に接続する接続構造体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a connection structure using an anisotropic conductive material containing conductive particles, and more specifically, for example, electrodes of various connection target members such as a flexible printed board, a glass substrate, and a semiconductor chip. The present invention relates to a method for manufacturing a connection structure in which a space is electrically connected via conductive particles.

ペースト状又はフィルム状の異方性導電材料が広く知られている。該異方性導電材料では、バインダー樹脂などに複数の導電性粒子が分散されている。   Pasty or film-like anisotropic conductive materials are widely known. In the anisotropic conductive material, a plurality of conductive particles are dispersed in a binder resin or the like.

上記異方性導電材料は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続(FOG(Film on Glass))、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続(COF(Chip on Film))、並びに半導体チップとガラス基板との接続(COG(Chip on Glass))等に使用されている。   The anisotropic conductive material includes, for example, a connection between a flexible printed circuit board and a glass substrate (FOG (Film on Glass)), a connection between a semiconductor chip and a flexible printed circuit board (COF (Chip on Film)), and a semiconductor chip. It is used for connection with a glass substrate (COG (Chip on Glass)) and the like.

上記異方性導電材料により、例えば、半導体チップの電極とガラス基板の電極とを電気的に接続する際には、半導体チップの電極とガラス基板の電極との間に異方性導電材料を配置した後、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、かつ導電性粒子を介して電極間を電気的に接続し、接続構造体を得る。   For example, when the semiconductor chip electrode and the glass substrate electrode are electrically connected by the anisotropic conductive material, the anisotropic conductive material is disposed between the semiconductor chip electrode and the glass substrate electrode. Then, heat and pressurize. As a result, the anisotropic conductive material is cured, and the electrodes are electrically connected via the conductive particles to obtain a connection structure.

また、上記接続構造体の製造方法の一例として、下記の特許文献1には、絶縁性接着剤を基材として導電性粒子が分散された異方性導電フィルムを介して、第1及び第2被接続部材を互いに接着する接続構造体の製造方法が開示されている。ここでは、熱圧着によって上記第1及び第2被接着部材を接着する際に、上記第1被接続部材の表面に形成される圧痕の表面粗度値(Ra)を0.1μm以上、5.0μm以下にしている。   Moreover, as an example of the manufacturing method of the said connection structure, the following patent document 1 has the 1st and 2nd through the anisotropic conductive film in which the electroconductive particle was disperse | distributed by using the insulating adhesive as a base material. A method for manufacturing a connection structure in which members to be connected are bonded to each other is disclosed. Here, when the first and second members to be bonded are bonded by thermocompression bonding, the surface roughness value (Ra) of the indentation formed on the surface of the first member to be connected is 0.1 μm or more. 0 μm or less.

WO2007/083963A1WO2007 / 083963A1

特許文献1に記載のように、被接続部材に表面粗度値(Ra)が0.1μm以上、5.0μm以下である圧痕を形成したとしても、得られる接続構造体において、電極間の接続抵抗が高くなったり、電極間が確実に導通されなかったりすることがある。すなわち、得られる接続構造体において、導通信頼性が低いことがある。   As described in Patent Document 1, even if an indentation having a surface roughness value (Ra) of 0.1 μm or more and 5.0 μm or less is formed on a member to be connected, in the obtained connection structure, the connection between the electrodes The resistance may increase or the electrodes may not be reliably connected. That is, in the obtained connection structure, conduction reliability may be low.

本発明の目的は、電極間の導通信頼性を高めることができる接続構造体の製造方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the connection structure which can improve the conduction | electrical_connection reliability between electrodes.

本発明の広い局面によれば、電極を上面に有する第1の接続対象部材上に、熱硬化性化合物と熱硬化剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、該異方性導電材料層の上面に、電極を下面に有する第2の接続対象部材を積層する工程と、該第2の接続対象部材の上面に、加熱圧着ヘッドを降下させて、上記加熱圧着ヘッドが上記第2の接続対象部材の上面に接した状態で、上記異方性導電材料層を硬化させる工程と、上記第2の接続対象部材の上面から、上記加熱圧着ヘッドを引き上げる工程とを備え、上記異方性導電材料層を硬化させる工程において、上記異方性導電材料層が硬化開始温度に達するまでに、上記異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を上記電極と上記導電性粒子との間から排除して、上記電極に上記導電性粒子が押し込まれた凹部を形成する、接続構造体の製造方法が提供される。   According to a wide aspect of the present invention, anisotropic conduction using an anisotropic conductive material including a thermosetting compound, a thermosetting agent, and conductive particles on a first connection target member having an electrode on an upper surface thereof. A step of disposing a material layer; a step of laminating a second connection target member having an electrode on the lower surface thereof on the upper surface of the anisotropic conductive material layer; and a thermocompression bonding head on the upper surface of the second connection target member. And the step of curing the anisotropic conductive material layer in a state where the thermocompression bonding head is in contact with the upper surface of the second connection target member, and from the upper surface of the second connection target member, A step of lifting the thermocompression bonding head, and in the step of curing the anisotropic conductive material layer, the conductivity in the anisotropic conductive material layer until the anisotropic conductive material layer reaches a curing start temperature. Components other than particles are removed from between the electrode and the conductive particles. Dividing it, the conductive particles form a recess pressed into the electrode, method for producing a connection structure is provided.

本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、上記異方性導電材料層の硬化開始温度が50℃以上、100℃以下である。   On the specific situation with the manufacturing method of the connection structure which concerns on this invention, the hardening start temperature of the said anisotropic conductive material layer is 50 degreeC or more and 100 degrees C or less.

本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記加熱圧着ヘッドを上記第2の接続対象部材の上面から引き上げた直後の上記異方性導電材料層又はその硬化物層中の上記熱硬化性化合物の反応率が80%以上である。   In another specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, in the anisotropic conductive material layer or a cured product layer thereof immediately after the thermocompression bonding head is pulled up from the upper surface of the second connection target member. The reaction rate of the thermosetting compound is 80% or more.

本発明に係る接続構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記異方性導電材料として、上記加熱圧着ヘッドを降下させて、該加熱圧着ヘッドの下面が上記第2の接続対象部材の上面に接した直後に流動する異方性導電材料を用いる。   In another specific aspect of the manufacturing method of the connection structure according to the present invention, the thermocompression bonding head is lowered as the anisotropic conductive material, and the lower surface of the thermocompression bonding head is the second connection target member. An anisotropic conductive material that flows immediately after contacting the upper surface is used.

本発明に係る接続構造体の製造方法のさらに他の特定の局面では、上記加熱圧着ヘッドが上記第2の接続対象部材の上面に接してから、上記加熱圧着ヘッドを上記第2の接続対象部材の上面から引き上げるまでの時間が8秒以下である。   In still another specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, after the thermocompression bonding head is in contact with the upper surface of the second connection target member, the thermocompression bonding head is connected to the second connection target member. The time until it is lifted from the upper surface is 8 seconds or less.

本発明に係る接続構造体の製造方法は、第1の接続対象部材上に積層された異方性導電材料層の上面に第2の接続対象部材を積層した後、該第2の接続対象部材の上面に加熱圧着ヘッドを降下させ、該加熱圧着ヘッドが上記第2の接続対象部材の上面に接した状態で、上記異方性導電材料層を硬化させ、次に、上記第2の接続対象部材の上面から上記加熱圧着ヘッドを引き上げるので、更に上記異方性導電材料層が硬化開始温度に達するまでに、上記異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を上記電極と上記導電性粒子との間から排除して、上記電極に上記導電性粒子が押し込まれた凹部を形成するので、電極と導電性粒子とをより一層精度よく接触させることができる。従って、電極間の導通信頼性に優れた接続構造体を提供できる。   In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the second connection target member is laminated on the upper surface of the anisotropic conductive material layer laminated on the first connection target member, and then the second connection target member. The upper surface of the thermocompression bonding head is lowered, and the anisotropic conductive material layer is cured in a state where the thermocompression bonding head is in contact with the upper surface of the second connection target member, and then the second connection target. Since the thermocompression bonding head is lifted from the upper surface of the member, the components excluding the conductive particles in the anisotropic conductive material layer are further removed from the electrode and the conductive material until the anisotropic conductive material layer reaches the curing start temperature. Since the concave portion in which the conductive particles are pushed into the electrode is formed by eliminating the conductive particles, the electrode and the conductive particles can be contacted with higher accuracy. Therefore, it is possible to provide a connection structure having excellent conduction reliability between the electrodes.

図1は、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られる接続構造体を模式的に示す正面断面図である。FIG. 1 is a front sectional view schematically showing a connection structure obtained by a method for manufacturing a connection structure according to an embodiment of the present invention. 図2(a)〜(b)は、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法の各工程を説明するための正面断面図である。2 (a) to 2 (b) are front cross-sectional views for explaining each step of the manufacturing method of the connection structure according to one embodiment of the present invention. 図3(a)〜(b)は、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法の各工程を説明するための正面断面図である。3 (a) to 3 (b) are front cross-sectional views for explaining each step of the method for manufacturing a connection structure according to one embodiment of the present invention. 図4は、電極に形成された凹部を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic view for explaining a recess formed in the electrode.

以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。   Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.

図1に、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られた接続構造体の一例を模式的に部分切欠正面断面図で示す。   In FIG. 1, an example of the connection structure obtained by the manufacturing method of the connection structure which concerns on one Embodiment of this invention is typically shown with a partial notch front sectional drawing.

図1に示す接続構造体1は、第1の接続対象部材2と、第2の接続対象部材4と、第1,第2の接続対象部材2,4を接続している接続部3とを備える。接続部3は、硬化物層であり、導電性粒子5を含む異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。   A connection structure 1 shown in FIG. 1 includes a first connection target member 2, a second connection target member 4, and a connection part 3 connecting the first and second connection target members 2 and 4. Prepare. The connection portion 3 is a cured product layer and is formed by curing an anisotropic conductive material including the conductive particles 5.

第1の接続対象部材2の上面2aには、複数の電極2bが設けられている。第2の接続対象部材4の下面4aには、複数の電極4bが設けられている。電極2bと電極4bとが、1つ又は複数の導電性粒子5により電気的に接続されている。   A plurality of electrodes 2 b are provided on the upper surface 2 a of the first connection target member 2. A plurality of electrodes 4 b are provided on the lower surface 4 a of the second connection target member 4. The electrode 2b and the electrode 4b are electrically connected by one or a plurality of conductive particles 5.

接続構造体1では、第1の接続対象部材2としてガラス基板が用いられており、第2の接続対象部材4として半導体チップが用いられている。第1,第2の接続対象部材は、特に限定されない。第1,第2の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板及びガラス基板等の回路基板等が挙げられる。   In the connection structure 1, a glass substrate is used as the first connection target member 2, and a semiconductor chip is used as the second connection target member 4. The first and second connection target members are not particularly limited. Specific examples of the first and second connection target members include electronic components such as semiconductor chips, capacitors, and diodes, and circuit boards such as printed boards, flexible printed boards, and glass boards.

本実施形態に係る接続構造体の製造方法では、図1に示す接続構造体1は、以下のようにして得られる。   In the manufacturing method of the connection structure according to the present embodiment, the connection structure 1 shown in FIG. 1 is obtained as follows.

図2(a)に示すように、電極2bを上面2aに有する第1の接続対象部材2を用意する。また、熱硬化性化合物と熱硬化剤と導電性粒子5とを含む異方性導電材料を用意する。   As shown to Fig.2 (a), the 1st connection object member 2 which has the electrode 2b on the upper surface 2a is prepared. An anisotropic conductive material including a thermosetting compound, a thermosetting agent, and conductive particles 5 is prepared.

次に、第1の接続対象部材2の上面2aに、導電性粒子5を含む異方性導電材料を積層して、第1の接続対象部材2の上面2aに異方性導電材料層3Aを形成し、配置する。このとき、電極2b上に、1つ又は複数の導電性粒子5が配置されていることが好ましい。異方性導電材料が異方性導電ペーストである場合には、異方性導電ペーストの積層は、異方性導電ペーストの塗布により行われる。   Next, an anisotropic conductive material containing conductive particles 5 is laminated on the upper surface 2a of the first connection target member 2, and the anisotropic conductive material layer 3A is formed on the upper surface 2a of the first connection target member 2. Form and place. At this time, it is preferable that one or a plurality of conductive particles 5 be disposed on the electrode 2b. When the anisotropic conductive material is an anisotropic conductive paste, the lamination of the anisotropic conductive paste is performed by applying the anisotropic conductive paste.

次に、図2(b)に示すように、異方性導電材料層3Aの上面3aに、電極4bを下面4aに有する第2の接続対象部材4を積層する。第1の接続対象部材2の上面2aの電極2bと、第2の接続対象部材4の下面4aの電極4bとが対向するように、第2の接続対象部材4を積層する。   Next, as shown in FIG. 2B, the second connection target member 4 having the electrode 4b on the lower surface 4a is laminated on the upper surface 3a of the anisotropic conductive material layer 3A. The second connection target member 4 is laminated so that the electrode 2b on the upper surface 2a of the first connection target member 2 and the electrode 4b on the lower surface 4a of the second connection target member 4 face each other.

なお、第2の接続対象部材4を積層する前に、異方性導電材料層3Aに光を照射したり、熱を付与したりして、異方性導電材料層3AをBステージ化してもよい。異方性導電材料層3Aは、Bステージ化した異方性導電材料層であってもよい。   Note that before the second connection target member 4 is laminated, the anisotropic conductive material layer 3A may be B-staged by irradiating the anisotropic conductive material layer 3A with light or applying heat. Good. The anisotropic conductive material layer 3A may be a B-staged anisotropic conductive material layer.

次に、図3(a)に示すように、第2の接続対象部材4の上面4cに、加熱圧着ヘッド11を降下させる。加熱圧着ヘッド11を降下させてから、加熱圧着ヘッド11の下面11aが第2の接続対象部材4の上面4cに接した状態で、異方性導電材料層3Aを硬化させて、硬化物層である接続部3を形成する。   Next, as shown in FIG. 3A, the thermocompression bonding head 11 is lowered onto the upper surface 4 c of the second connection target member 4. After lowering the thermocompression bonding head 11, the anisotropic conductive material layer 3 </ b> A is cured in a state where the lower surface 11 a of the thermocompression bonding head 11 is in contact with the upper surface 4 c of the second connection target member 4. A certain connection part 3 is formed.

異方性導電材料層3Aを硬化させた後、図3(b)に示すように、加熱圧着ヘッド11を第2の接続対象部材4の上面4cから引き上げて、接続構造体1を得る。   After the anisotropic conductive material layer 3A is cured, the thermocompression bonding head 11 is pulled up from the upper surface 4c of the second connection target member 4 to obtain the connection structure 1 as shown in FIG.

また、加熱圧着ヘッド11を第2の接続対象部材4の上面4cから引き上げた後、接続部3をさらに加熱して、硬化させてもよい。   Further, after the thermocompression bonding head 11 is lifted from the upper surface 4c of the second connection target member 4, the connection portion 3 may be further heated and cured.

本実施形態では、異方性導電材料層3Aが硬化開始温度に達するまでに、異方性導電材料層3A中の導電性粒子5を除く成分を電極2bと導電性粒子5との間から排除して、電極2bに導電性粒子5が押し込まれた凹部を形成する。図4に示すように、導電性粒子5が押し込まれることによって、電極2bに凹部2cが形成され、電極4bに凹部を形成することも可能である。このように、凹部2cを形成する段階で、異方性導電材料層3Aが硬化開始温度に達していないことによって、導電性粒子5と電極2bとの間に存在する樹脂成分を効果的に排除することができる。少なくとも凹部2cが形成されるまで、第2の接続対象部材2の上面2cを加圧することが好ましく、加熱圧着ヘッド11を降下させることが好ましい。なお、上記凹部2cは圧痕とも呼ばれる。上記樹脂成分は、異方性導電材料中の導電性粒子5を除く成分である。上記導電性粒子を除く成分としては、熱硬化性化合物及び熱硬化剤等が挙げられる。上記樹脂成分を排除することにより、導電性粒子5と電極2bとを効果的に接触させることができる。従って、得られる接続構造体1における電極2b,4b間の導通信頼性を高めることができる。   In the present embodiment, the components excluding the conductive particles 5 in the anisotropic conductive material layer 3A are excluded from between the electrode 2b and the conductive particles 5 until the anisotropic conductive material layer 3A reaches the curing start temperature. Thus, a recess in which the conductive particles 5 are pushed into the electrode 2b is formed. As shown in FIG. 4, when the conductive particles 5 are pushed in, the recess 2c is formed in the electrode 2b, and the recess can be formed in the electrode 4b. Thus, the resin component which exists between the electroconductive particle 5 and the electrode 2b is effectively excluded because the anisotropic conductive material layer 3A does not reach the curing start temperature in the step of forming the recess 2c. can do. It is preferable to pressurize the upper surface 2c of the second connection target member 2 until at least the recess 2c is formed, and it is preferable to lower the thermocompression bonding head 11. In addition, the said recessed part 2c is also called an indentation. The resin component is a component excluding the conductive particles 5 in the anisotropic conductive material. Examples of the component excluding the conductive particles include a thermosetting compound and a thermosetting agent. By eliminating the resin component, the conductive particles 5 and the electrode 2b can be effectively brought into contact with each other. Therefore, the conduction reliability between the electrodes 2b and 4b in the obtained connection structure 1 can be improved.

異方性導電材料層3Aが硬化開始温度に達するまでに、異方性導電材料層3A中の導電性粒子5を除く成分を電極4bと導電性粒子5との間から排除して、電極4bに導電性粒子5が押し込まれた凹部を形成してもよい。すなわち、本発明においては、(1)異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を、第1の接続対象部材に上面に設けられた電極と導電性粒子との間から排除して、第1の接続対象部材に上面に設けられた電極に導電性粒子が押し込まれた凹部を形成してもよく、(2)異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を、第2の接続対象部材に下面に設けられた電極と導電性粒子との間から排除して、第2の接続対象部材に上面に設けられた電極に導電性粒子が押し込まれた凹部を形成してもよく、(3)異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を、第1の接続対象部材に上面に設けられた電極と導電性粒子との間から排除して第1の接続対象部材に上面に設けられた電極に導電性粒子が押し込まれた凹部を形成し、かつ異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を、第2の接続対象部材に下面に設けられた電極と導電性粒子との間から排除して、第2の接続対象部材に上面に設けられた電極に導電性粒子が押し込まれた凹部を形成してもよい。   By removing the components excluding the conductive particles 5 in the anisotropic conductive material layer 3A from between the electrode 4b and the conductive particles 5 until the anisotropic conductive material layer 3A reaches the curing start temperature, the electrode 4b You may form the recessed part into which the electroconductive particle 5 was pushed in. That is, in the present invention, (1) components other than the conductive particles in the anisotropic conductive material layer are excluded from between the electrodes provided on the upper surface of the first connection target member and the conductive particles. The concave portion in which the conductive particles are pushed into the electrode provided on the upper surface of the first connection target member may be formed. (2) The component excluding the conductive particles in the anisotropic conductive material layer Forming a recess in which the conductive particles are pushed into the electrode provided on the upper surface of the second connection target member, excluding from between the electrode provided on the lower surface of the connection target member of 2 and the conductive particles (3) The first connection by excluding the component excluding the conductive particles in the anisotropic conductive material layer from between the electrode provided on the upper surface of the first connection target member and the conductive particles. Forming a recess in which conductive particles are pressed into an electrode provided on the upper surface of the target member, and an anisotropic conductive material The components excluding the conductive particles therein are excluded from between the electrode provided on the lower surface of the second connection target member and the conductive particles, and are electrically connected to the electrode provided on the upper surface of the second connection target member. You may form the recessed part into which the property particle was pushed.

なお、本明細書において、硬化開始温度とは、DSC(示差走査熱量測定機)を使用して反応熱量を測定した時に、発熱ピークが観察されはじめる温度を意味する。   In the present specification, the curing start temperature means a temperature at which an exothermic peak begins to be observed when the reaction heat is measured using a DSC (differential scanning calorimeter).

加熱圧着ヘッド11を第2の接続対象部材4の上面4cから引き上げた直後の異方性導電材料層又はその硬化物層中の熱硬化性化合物の反応率Rは、好ましくは40%以上、より好ましくは60%以上、特に好ましくは80%以上、最も好ましくは90%以上、100%以下である。上記反応率Rが高いほど、圧痕が十分に形成できるようになる。特に、上記反応率Rが80%以上であると、圧痕の形成がかなり良好になる。   The reaction rate R of the thermosetting compound in the anisotropic conductive material layer or its cured product layer immediately after the thermocompression bonding head 11 is pulled up from the upper surface 4c of the second connection target member 4 is preferably 40% or more. Preferably it is 60% or more, particularly preferably 80% or more, most preferably 90% or more and 100% or less. The higher the reaction rate R, the more indentations can be formed. In particular, when the reaction rate R is 80% or more, the formation of indentations is considerably improved.

なお、本明細書において、上記反応率Rとは、DSC(示差走査熱量測定機)を使用して反応性官能基の反応熱量を測定し下記式より計算される値を意味する。   In the present specification, the reaction rate R means a value calculated from the following formula by measuring the reaction heat amount of a reactive functional group using a DSC (differential scanning calorimeter).

反応率R(%)=(1−(反応後の硬化物の反応熱量/未反応の硬化物の反応熱量))×100   Reaction rate R (%) = (1- (reaction heat amount of cured product after reaction / reaction heat amount of unreacted cured product)) × 100

上記異方性導電材料として、加熱圧着ヘッド11を降下させて、加熱圧着ヘッド11の下面11aが第2の接続対象部材4の上面4aに接した直後に流動する異方性導電材料を用いることが好ましい。この場合には、導電性粒子と電極間の樹脂が十分に排除され、圧痕が十分に形成できるようになる。なお、上記異方性導電材料がBステージ状態であるときに加熱圧着ヘッド11を降下させた場合には、加熱圧着ヘッド11の下面11aが第2の接続対象部材4の上面4cに接した直後にBステージ状態の異方性導電材料が溶融して流動することが好ましい。このような溶融状態を経る異方性導電材料とする方法としては、異方性導電材料にTgが室温以上圧着温度未満の樹脂を用いる方法等が挙げられる。   As the anisotropic conductive material, an anisotropic conductive material that flows immediately after the lower surface 11a of the thermocompression bonding head 11 comes into contact with the upper surface 4a of the second connection target member 4 is used by lowering the thermocompression bonding head 11. Is preferred. In this case, the resin between the conductive particles and the electrode is sufficiently eliminated, and a sufficient impression can be formed. When the thermocompression bonding head 11 is lowered when the anisotropic conductive material is in the B stage state, immediately after the lower surface 11a of the thermocompression bonding head 11 contacts the upper surface 4c of the second connection target member 4. It is preferable that the anisotropic conductive material in the B stage state melts and flows. Examples of a method for forming an anisotropic conductive material that passes through such a molten state include a method using a resin having a Tg of room temperature or higher and lower than the pressure bonding temperature for the anisotropic conductive material.

加熱圧着ヘッド11が第2の接続対象部材4の上面4cに接してから、加熱圧着ヘッド11を第2の接続対象部材4の上面4aから引き上げるまでの時間H(圧着保持時間)は、好ましくは5秒以上、より好ましくは6秒以上、好ましくは10秒以下、より好ましくは8秒以下である。上記時間Hが上記下限以上及び上記上限以下であると、圧痕の形成がより一層良好になる。特に、上記時間Hが8秒以下であると、圧痕の形成がかなり良好になる。   The time H (crimp holding time) from when the thermocompression bonding head 11 comes into contact with the upper surface 4c of the second connection target member 4 to when the thermocompression bonding head 11 is pulled up from the upper surface 4a of the second connection target member 4 is preferably It is 5 seconds or more, more preferably 6 seconds or more, preferably 10 seconds or less, more preferably 8 seconds or less. When the time H is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the formation of the indentation is further improved. In particular, when the time H is 8 seconds or less, the formation of indentations is considerably improved.

上記異方性導電材料は、ペースト状又はフィルム状の異方性導電材料であり、ペースト状の異方性導電材料であることが好ましい。ペースト状の異方性導電材料は、異方性導電ペーストである。フィルム状の異方性導電材料は、異方性導電フィルムである。異方性導電材料が異方性導電フィルムである場合、該導電性粒子を含む異方性導電フィルムに、導電性粒子を含まないフィルムが積層されてもよい。   The anisotropic conductive material is a paste-like or film-like anisotropic conductive material, and is preferably a paste-like anisotropic conductive material. The paste-like anisotropic conductive material is an anisotropic conductive paste. The film-like anisotropic conductive material is an anisotropic conductive film. When the anisotropic conductive material is an anisotropic conductive film, a film that does not include conductive particles may be laminated on the anisotropic conductive film that includes the conductive particles.

上記異方性導電ペーストの25℃での粘度は、好ましくは20Pa・s以上、好ましくは300Pa・s以下である。上記粘度が上記下限以上であると、異方性導電ペースト中での導電性粒子の沈降を抑制できる。上記粘度が上記上限以下であると、導電性粒子の分散性がより一層高くなる。塗布前の上記異方性導電ペーストの上記粘度が上記範囲内であれば、第1の接続対象部材上に異方性導電ペーストを塗布した後に、硬化前の異方性導電ペーストの流動をより一層抑制できる。   The viscosity of the anisotropic conductive paste at 25 ° C. is preferably 20 Pa · s or more, and preferably 300 Pa · s or less. When the viscosity is equal to or higher than the lower limit, sedimentation of conductive particles in the anisotropic conductive paste can be suppressed. When the viscosity is equal to or lower than the upper limit, the dispersibility of the conductive particles is further increased. If the viscosity of the anisotropic conductive paste before coating is within the above range, after applying the anisotropic conductive paste on the first connection target member, the flow of the anisotropic conductive paste before curing is further increased. It can be further suppressed.

以下、上記異方性導電材料に含まれている各成分の詳細を説明する。   Hereinafter, the detail of each component contained in the said anisotropic conductive material is demonstrated.

(熱硬化性化合物)
上記熱硬化性化合物としては、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、(メタ)アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。上記熱硬化性化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Thermosetting compound)
Examples of the thermosetting compound include epoxy compounds, episulfide compounds, (meth) acrylic compounds, phenolic compounds, amino compounds, unsaturated polyester compounds, polyurethane compounds, silicone compounds, and polyimide compounds. As for the said thermosetting compound, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

上記異方性導電材料の硬化を容易に制御したり、接続構造体の導通信頼性をより一層高めたりする観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ基又はチイラン基を有する熱硬化性化合物であることが好ましい。エポキシ基を有する化合物は、エポキシ化合物である。チイラン基を有する化合物は、エピスルフィド化合物である。熱硬化をより一層速やかに進行させる観点からは、上記熱硬化性化合物は、エピスルフィド化合物であることが好ましい。   From the viewpoint of easily controlling the curing of the anisotropic conductive material or further improving the conduction reliability of the connection structure, the thermosetting compound is a thermosetting compound having an epoxy group or a thiirane group. It is preferable that The compound having an epoxy group is an epoxy compound. The compound having a thiirane group is an episulfide compound. From the viewpoint of allowing thermosetting to proceed more rapidly, the thermosetting compound is preferably an episulfide compound.

エピスルフィド化合物は、エポキシ基ではなくチイラン基を有するので、低温で速やかに硬化させることができる。すなわち、チイラン基を有するエピスルフィド化合物は、エポキシ基を有するエポキシ化合物と比較して、チイラン基に由来してより一層低い温度で硬化可能である。   Since the episulfide compound has a thiirane group instead of an epoxy group, it can be cured quickly at a low temperature. That is, the episulfide compound having a thiirane group can be cured at a lower temperature derived from the thiirane group as compared with the epoxy compound having an epoxy group.

(熱硬化剤)
上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、従来公知の熱硬化剤を用いることができる。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Thermosetting agent)
The said thermosetting agent is not specifically limited. A conventionally known thermosetting agent can be used as the thermosetting agent. Examples of the thermosetting agent include imidazole curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, polythiol curing agents, and acid anhydrides. As for the said thermosetting agent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

異方性導電材料を低温でより一層速やかに硬化させることができるので、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、異方性導電材料の保存安定性を高めることができるので、潜在性の硬化剤が好ましい。該潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。   Since the anisotropic conductive material can be cured more rapidly at a low temperature, the thermosetting agent is preferably an imidazole curing agent, a polythiol curing agent, or an amine curing agent. In addition, a latent curing agent is preferable because the storage stability of the anisotropic conductive material can be improved. The latent curing agent is preferably a latent imidazole curing agent, a latent polythiol curing agent or a latent amine curing agent. The thermosetting agent may be coated with a polymer material such as polyurethane resin or polyester resin.

上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記熱硬化性化合物100重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは5重量部以上、より好ましくは10重量部以上、好ましくは30重量部以下、より好ましくは20重量部以下である。上記熱硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、異方性導電材料を充分に熱硬化させることができる。   The content of the thermosetting agent is not particularly limited. The content of the thermosetting agent is preferably 5 parts by weight or more, more preferably 10 parts by weight or more, preferably 30 parts by weight or less, more preferably 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound. It is. When the content of the thermosetting agent is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the anisotropic conductive material can be sufficiently thermoset.

(導電性粒子)
上記異方性導電材料に含まれている導電性粒子は、第1,第2の接続対象部材の電極間を電気的に接続する。上記導電性粒子は、導電性を有する粒子であれば特に限定されない。導電性粒子の導電層の表面が絶縁層により被覆されていてもよい。この場合には、接続対象部材の接続時に、導電層と電極との間の絶縁層が排除される。上記導電性粒子としては、例えば、有機粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子もしくは金属粒子等の表面を金属層で被覆した導電性粒子、又は実質的に金属のみで構成される金属粒子等が挙げられる。上記金属層は特に限定されない。上記金属層としては、金層、銀層、銅層、ニッケル層、パラジウム層又は錫を含有する金属層等が挙げられる。
(Conductive particles)
The conductive particles contained in the anisotropic conductive material electrically connect the electrodes of the first and second connection target members. The conductive particles are not particularly limited as long as they are conductive particles. The surface of the conductive layer of the conductive particles may be covered with an insulating layer. In this case, the insulating layer between the conductive layer and the electrode is excluded when the connection target member is connected. Examples of the conductive particles include conductive particles whose surfaces are covered with a metal layer, such as organic particles, inorganic particles, organic-inorganic hybrid particles, or metal particles, or metal particles that are substantially composed only of metal. It is done. The metal layer is not particularly limited. Examples of the metal layer include a gold layer, a silver layer, a copper layer, a nickel layer, a palladium layer, or a metal layer containing tin.

電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に設けられた導電層とを有することが好ましい。   From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability between the electrodes, the conductive particles preferably include resin particles and a conductive layer provided on the surface of the resin particles.

導電性粒子の平均粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、好ましくは100μm以下、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは15μm以下である。   The average particle diameter of the conductive particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 20 μm or less, and even more preferably 15 μm or less.

導電性粒子の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。導電性粒子の平均粒子径は、任意の導電性粒子50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、平均値を算出することにより求められる。   The “average particle diameter” of the conductive particles indicates the number average particle diameter. The average particle diameter of the conductive particles can be obtained by observing 50 arbitrary conductive particles with an electron microscope or an optical microscope and calculating an average value.

上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。異方性導電材料100重量%中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.5重量%以上、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を容易に配置できる。さらに、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続され難くなる。すなわち、隣り合う電極間の短絡をより一層防止できる。   The content of the conductive particles is not particularly limited. In 100% by weight of the anisotropic conductive material, the content of the conductive particles is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more, preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight. % Or less. A conductive particle can be easily arrange | positioned between the upper and lower electrodes which should be connected as content of the said electroconductive particle is more than the said minimum and below the said upper limit. Furthermore, it becomes difficult to electrically connect adjacent electrodes that should not be connected via a plurality of conductive particles. That is, a short circuit between adjacent electrodes can be further prevented.

(他の成分)
上記異方性導電材料は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、異方性導電材料の硬化物の潜熱膨張を抑制できる。上記フィラーの具体例としては、シリカ、窒化アルミニウム及びアルミナ等が挙げられる。フィラーは1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Other ingredients)
The anisotropic conductive material preferably contains a filler. By using the filler, latent heat expansion of the cured product of the anisotropic conductive material can be suppressed. Specific examples of the filler include silica, aluminum nitride, and alumina. As for a filler, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

上記異方性導電材料は、硬化促進剤をさらに含むことが好ましい。硬化促進剤の使用により、硬化速度をより一層速くすることができる。硬化促進剤は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   The anisotropic conductive material preferably further contains a curing accelerator. By using a curing accelerator, the curing rate can be further increased. As for a hardening accelerator, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

上記硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール硬化促進剤及びアミン硬化促進剤等が挙げられる。なかでも、イミダゾール硬化促進剤が好ましい。なお、イミダゾール硬化促進剤又はアミン硬化促進剤は、イミダゾール硬化剤又はアミン硬化剤としても用いることができる。   Specific examples of the curing accelerator include imidazole curing accelerators and amine curing accelerators. Of these, imidazole curing accelerators are preferred. In addition, an imidazole hardening accelerator or an amine hardening accelerator can be used also as an imidazole hardening agent or an amine hardening agent.

上記異方性導電材料は、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、異方性導電材料の粘度を容易に調整できる。上記溶剤としては、例えば、酢酸エチル、メチルセロソルブ、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、テトラヒドロフラン及びジエチルエーテル等が挙げられる。   The anisotropic conductive material may contain a solvent. By using the solvent, the viscosity of the anisotropic conductive material can be easily adjusted. Examples of the solvent include ethyl acetate, methyl cellosolve, toluene, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexane, n-hexane, tetrahydrofuran, and diethyl ether.

また、光の照射によっても硬化可能であるように、上記異方性導電材料は、光硬化性化合物と光重合開始剤とを含んでいてもよい。光の照射によって半硬化した後、熱によって本硬化する2段階反応である場合に、上記異方性導電材料は本硬化時の反応時間を短縮させることができる。   In addition, the anisotropic conductive material may contain a photocurable compound and a photopolymerization initiator so that the anisotropic conductive material can be cured by light irradiation. In the case of a two-step reaction in which the resin is semi-cured by light irradiation and then fully cured by heat, the anisotropic conductive material can shorten the reaction time during the main curing.

以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited only to the following examples.

(実施例1)
(1)異方性導電材料の調製
下記式(1B)で表される構造を有するエピスルフィド化合物を用意した。
Example 1
(1) Preparation of anisotropic conductive material An episulfide compound having a structure represented by the following formula (1B) was prepared.

Figure 2012160610
Figure 2012160610

上記式(1B)で表される構造を有するエピスルフィド化合物30重量部と、熱硬化剤であるアミンアダクト(味の素ファインテクノ社製「PN−23J」)5重量部と、硬化促進剤である2−エチル−4−メチルイミダゾール1重量部と、フィラーであるシリカ(平均粒子径0.25μm)20重量部と、フィラーであるアルミナ(平均粒子径0.5μm)20重量部とを配合し、さらに平均粒子径3μmの導電性粒子を配合物100重量%中での含有量が10重量%となるように添加した後、遊星式攪拌機を用いて2000rpmで5分間攪拌することにより、配合物を得た。   30 parts by weight of an episulfide compound having a structure represented by the above formula (1B), 5 parts by weight of an amine adduct (“PN-23J” manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co.) as a thermosetting agent, and 2- 1 part by weight of ethyl-4-methylimidazole, 20 parts by weight of silica (average particle diameter of 0.25 μm) as filler and 20 parts by weight of alumina (average particle diameter of 0.5 μm) as filler are blended, and the average After adding conductive particles having a particle diameter of 3 μm so that the content in 100% by weight of the composition was 10% by weight, the composition was obtained by stirring for 5 minutes at 2000 rpm using a planetary stirrer. .

なお、用いた上記導電性粒子は、ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面にニッケルめっき層が形成されており、かつ該ニッケルめっき層の表面に金めっき層が形成されている金属層を有する導電性粒子である。   The conductive particles used are conductive particles having a metal layer in which a nickel plating layer is formed on the surface of divinylbenzene resin particles and a gold plating layer is formed on the surface of the nickel plating layer. is there.

得られた配合物を、ナイロン製ろ紙(孔径10μm)を用いてろ過することにより、導電性粒子の含有量が10重量%である異方性導電ペーストを得た。   The obtained blend was filtered using a nylon filter paper (pore diameter: 10 μm) to obtain an anisotropic conductive paste having a conductive particle content of 10% by weight.

(2)接続構造体の作製
L/Sが15μm/15μmのAl−4%Ti電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板(第1の接続対象部材)を用意した。また、L/Sが15μm/15μm、1電極あたりの電極面積が1500μmの銅電極パターンが下面に形成された半導体チップ(第2の接続対象部材)を用意した。
(2) Production of Connection Structure A transparent glass substrate (first connection target member) having an Al-4% Ti electrode pattern with an L / S of 15 μm / 15 μm formed on the upper surface was prepared. A semiconductor chip (second connection target member) having a copper electrode pattern with an L / S of 15 μm / 15 μm and an electrode area per electrode of 1500 μm 2 formed on the lower surface was prepared.

上記透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ20μmとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、異方性導電ペースト層上に上記半導体チップを、電極同士が互いに対向し、接続するように積層した。その後、半導体チップの上面に、加熱圧着ヘッドを降下させて、該加熱圧着ヘッドが半導体チップの上面に接した状態で、上記異方性導電ペースト層を硬化させた。その後、上記加熱圧着ヘッドを半導体チップの上面から引き上げた。このようにして、接続構造体を作製した。   On the transparent glass substrate, the obtained anisotropic conductive paste was applied to a thickness of 20 μm to form an anisotropic conductive paste layer. Next, the semiconductor chip was stacked on the anisotropic conductive paste layer so that the electrodes face each other and are connected. Thereafter, the thermocompression bonding head was lowered onto the upper surface of the semiconductor chip, and the anisotropic conductive paste layer was cured with the thermocompression bonding head in contact with the upper surface of the semiconductor chip. Thereafter, the thermocompression bonding head was lifted from the upper surface of the semiconductor chip. In this way, a connection structure was produced.

上記加熱圧着ヘッドが上記半導体チップの上面に接してから、上記加熱圧着ヘッドを半導体チップの上面から引き上げるまでの時間Hは8秒とした。
また、加熱圧着ヘッドを引き上げる直前の異方性導電ペースト層の温度Tは180℃であった。
The time H from when the thermocompression bonding head was brought into contact with the upper surface of the semiconductor chip to when the thermocompression bonding head was pulled up from the upper surface of the semiconductor chip was 8 seconds.
Moreover, the temperature T of the anisotropic conductive paste layer immediately before pulling up the thermocompression bonding head was 180 ° C.

(実施例2)
下記式(2B)で表される構造を有するエピスルフィド化合物を用意した。
(Example 2)
An episulfide compound having a structure represented by the following formula (2B) was prepared.

Figure 2012160610
Figure 2012160610

上記式(1B)で表される構造を有するエピスルフィド化合物を、上記式(2B)で表されるエピスルフィド化合物に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を作製した。   An anisotropic conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that the episulfide compound having the structure represented by the formula (1B) was changed to the episulfide compound represented by the formula (2B). A connection structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained anisotropic conductive paste was used.

(実施例3)
上記式(1B)で表される構造を有するエピスルフィド化合物を、エピスルフィド化合物(三菱化学社製「YL7007」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を作製した。
(Example 3)
An anisotropic conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that the episulfide compound having the structure represented by the formula (1B) was changed to an episulfide compound (“YL7007” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). A connection structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained anisotropic conductive paste was used.

(実施例4)
上記式(1B)で表される構造を有するエピスルフィド化合物を、レゾルシノールグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製「EX−201」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を作製した。
Example 4
An anisotropic conductive paste in the same manner as in Example 1, except that the episulfide compound having the structure represented by the above formula (1B) was changed to resorcinol glycidyl ether (“EX-201” manufactured by Nagase ChemteX Corporation). Got. A connection structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained anisotropic conductive paste was used.

(実施例5)
熱硬化剤を、アミンアダクト(味の素ファインテクノ社製「MY−24」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を作製した。
(Example 5)
An anisotropic conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting agent was changed to an amine adduct (“MY-24” manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.). A connection structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained anisotropic conductive paste was used.

(実施例6)
熱硬化剤を、イミダゾールアダクト(四国化成社製「P−0505」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を作製した。
(Example 6)
An anisotropic conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting agent was changed to an imidazole adduct (“P-0505” manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.). A connection structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained anisotropic conductive paste was used.

(実施例7)
上記導電性粒子を、平均粒子径3μmのニッケル金属粒子に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を作製した。
(Example 7)
An anisotropic conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conductive particles were changed to nickel metal particles having an average particle diameter of 3 μm. A connection structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained anisotropic conductive paste was used.

(実施例8)
上記半導体チップ(第2の接続対象部材)をフレキシブルプリント基板に変更したこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を作製した。
(Example 8)
A connection structure was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the semiconductor chip (second connection target member) was changed to a flexible printed board.

(実施例9〜12及び比較例1〜2)
上記温度T及び上記時間Hを下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を作製した。
(Examples 9-12 and Comparative Examples 1-2)
A connection structure was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the temperature T and the time H were changed as shown in Table 1 below.

(比較例3)
熱硬化剤を、イミダゾールアダクト(四国化成社製「2MA−OK」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を作製した。
(Comparative Example 3)
An anisotropic conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting agent was changed to an imidazole adduct (“2MA-OK” manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.). A connection structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained anisotropic conductive paste was used.

(評価)
(1)硬化開始温度
DSC(示差走査熱量測定機)(TAInstruments社製「Q2000」)を用いて、反応熱量を測定した時に、発熱ピークが観察されはじめる温度を測定することにより、上記異方性導電ペーストの硬化開始温度を評価した。
(Evaluation)
(1) Curing start temperature By measuring the temperature at which an exothermic peak begins to be observed when the reaction heat is measured using a DSC (Differential Scanning Calorimeter) (“Q2000” manufactured by TA Instruments), the anisotropy is measured. The curing start temperature of the conductive paste was evaluated.

(2)圧痕状態
得られた接続構造体における100箇所の導電性粒子と電極との接続部分について、電極に形成された圧痕の状態を観察した。
(2) Indentation state About the connection part of 100 electroconductive particles and an electrode in the obtained connection structure, the state of the indentation formed in the electrode was observed.

偏光顕微鏡を使用し、1電極あたり(1500μmあたり)に明らかな球状の圧痕が平均25個以上確認できる場合を、良好な圧痕が形成されていると判断した。また、1電極あたり(1500μmあたり)明らかな球状の圧痕が平均5個未満確認できる場合を、圧痕の形成が不十分と判断した。圧痕状態を下記の判定基準で判定した。 Using a polarizing microscope, it was judged that good indentation was formed when an average of 25 or more spherical indentations per electrode (per 1500 μm 2 ) could be confirmed. Moreover, it was judged that formation of an indentation was inadequate when the average of less than five spherical indentations per electrode (per 1500 μm 2 ) could be confirmed. The indentation state was determined according to the following criteria.

[圧痕状態]
○○:100箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均25個以上確認できる
○:100箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均5個以上25個未満確認できる
×:100箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均5個未満
[Indentation state]
◯: On average, 25 or more clear spherical indentations can be confirmed in 100 connected portions. ○: On average, 5 or more clear spherical indentations can be confirmed in 100 connected portions. Average of less than 5 spherical indentations

(3)導通信頼性(上下の電極間の導通試験)
得られた接続構造体の上下の電極間の接続抵抗をそれぞれ、4端子法により測定した。100箇所の接続抵抗の平均値を算出した。なお、電圧=電流×抵抗の関係から、一定の電流を流した時の電圧を測定することにより接続抵抗を求めることができる。
(3) Conduction reliability (conductivity test between upper and lower electrodes)
The connection resistance between the upper and lower electrodes of the obtained connection structure was measured by a four-terminal method. The average value of the connection resistance at 100 locations was calculated. Note that the connection resistance can be obtained by measuring the voltage when a constant current is passed from the relationship of voltage = current × resistance.

(4)反応率R
加熱圧着ヘッドを半導体チップの上面から引き上げた直後の上記異方性導電ペースト層又はその硬化物層中の上記熱硬化性化合物の反応率Rを評価した。
(4) Reaction rate R
The reaction rate R of the thermosetting compound in the anisotropic conductive paste layer or its cured product layer immediately after the thermocompression bonding head was lifted from the upper surface of the semiconductor chip was evaluated.

(5)異方性導電材料の流動状態
上記接続構造体の作製時において、上記加熱圧着ヘッドを降下させて、該加熱圧着ヘッドの下面が第2の接続対象部材の上面に接した直後に、異方性導電ペースト層が流動するか否かを、接続構造体の下部からカメラで観察することにより評価した。異方性導電ペースト層が流動しているか否かは、導電性粒子の流動により判断した。
[流動状態の判定基準]
○:導電性粒子の流動が観察される
×:導電性粒子の流動が観察されない
(5) Flow state of anisotropic conductive material At the time of manufacturing the connection structure, the thermocompression bonding head is lowered and immediately after the lower surface of the thermocompression bonding head is in contact with the upper surface of the second connection target member, Whether the anisotropic conductive paste layer flows was evaluated by observing with a camera from the lower part of the connection structure. Whether or not the anisotropic conductive paste layer is flowing was determined by the flow of the conductive particles.
[Criteria for fluid state]
○: Flow of conductive particles is observed ×: Flow of conductive particles is not observed

結果を下記の表1に示す。   The results are shown in Table 1 below.

比較例1〜3に関しては圧痕が観察されず、また抵抗値も測定することができなかった。   In Comparative Examples 1 to 3, no indentation was observed, and the resistance value could not be measured.

Figure 2012160610
Figure 2012160610

1…接続構造体
2…第1の接続対象部材
2a…上面
2b…電極
2c…凹部
3…接続部
3a…上面
3A…異方性導電材料層
4…第2の接続対象部材
4a…下面
4b…電極
4c…上面
5…導電性粒子
11…加熱圧着ヘッド
11a…下面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Connection structure 2 ... 1st connection object member 2a ... Upper surface 2b ... Electrode 2c ... Recess 3 ... Connection part 3a ... Upper surface 3A ... Anisotropic conductive material layer 4 ... 2nd connection object member 4a ... Lower surface 4b ... Electrode 4c ... Upper surface 5 ... Conductive particles 11 ... Thermocompression bonding head 11a ... Lower surface

Claims (5)

電極を上面に有する第1の接続対象部材上に、熱硬化性化合物と熱硬化剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程と、
前記異方性導電材料層の上面に、電極を下面に有する第2の接続対象部材を積層する工程と、
前記第2の接続対象部材の上面に、加熱圧着ヘッドを降下させて、前記加熱圧着ヘッドが前記第2の接続対象部材の上面に接した状態で、前記異方性導電材料層を硬化させる工程と、
前記第2の接続対象部材の上面から、前記加熱圧着ヘッドを引き上げる工程とを備え、
前記異方性導電材料層を硬化させる工程において、前記異方性導電材料層が硬化開始温度に達するまでに、前記異方性導電材料層中の導電性粒子を除く成分を前記電極と前記導電性粒子との間から排除して、前記電極に前記導電性粒子が押し込まれた凹部を形成する、接続構造体の製造方法。
Disposing an anisotropic conductive material layer using an anisotropic conductive material including a thermosetting compound, a thermosetting agent, and conductive particles on a first connection target member having an electrode on an upper surface;
Laminating a second connection object member having an electrode on the lower surface on the upper surface of the anisotropic conductive material layer;
A step of lowering the thermocompression bonding head on the upper surface of the second connection target member and curing the anisotropic conductive material layer in a state where the thermocompression bonding head is in contact with the upper surface of the second connection target member. When,
A step of pulling up the thermocompression bonding head from the upper surface of the second connection target member,
In the step of curing the anisotropic conductive material layer, the components other than the conductive particles in the anisotropic conductive material layer are added to the electrode and the conductive material until the anisotropic conductive material layer reaches a curing start temperature. The manufacturing method of a connection structure which excludes from between conductive particles and forms the recessed part into which the said electroconductive particle was pushed in to the said electrode.
前記異方性導電材料層の硬化開始温度が50℃以上、100℃以下である、請求項1に記載の接続構造体の製造方法。   The manufacturing method of the connection structure of Claim 1 whose hardening start temperature of the said anisotropic conductive material layer is 50 degreeC or more and 100 degrees C or less. 前記加熱圧着ヘッドを前記第2の接続対象部材の上面から引き上げた直後の前記異方性導電材料層又はその硬化物層中の前記熱硬化性化合物の反応率が80%以上である、請求項1又は2に記載の接続構造体の製造方法。   The reaction rate of the thermosetting compound in the anisotropic conductive material layer or its cured product layer immediately after the thermocompression bonding head is pulled up from the upper surface of the second connection target member is 80% or more. A method for manufacturing the connection structure according to 1 or 2. 前記異方性導電材料として、前記加熱圧着ヘッドを降下させて、該加熱圧着ヘッドの下面が前記第2の接続対象部材の上面に接した直後に流動する異方性導電材料を用いる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。   The anisotropic conductive material that lowers the thermocompression bonding head and uses the anisotropic conductive material that flows immediately after the lower surface of the thermocompression bonding head contacts the upper surface of the second connection target member is used as the anisotropic conductive material. The manufacturing method of the connection structure of any one of 1-3. 前記加熱圧着ヘッドが前記第2の接続対象部材の上面に接してから、前記加熱圧着ヘッドを前記第2の接続対象部材の上面から引き上げるまでの時間が8秒以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。   The time from when the thermocompression bonding head comes into contact with the upper surface of the second connection target member to when the thermocompression bonding head is pulled up from the upper surface of the second connection target member is 8 seconds or less. The manufacturing method of the connection structure of any one of these.
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