JP2012174358A - Connection structure, and method for manufacturing connection structure - Google Patents

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洋 小林
Hideaki Ishizawa
英亮 石澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a connection structure with low connection resistance between electrodes, and a high heat-resistant and shock-resistance characteristics.SOLUTION: A connection structure 1 according to the present invention comprises a first connection target member 2 having a first electrode 2b on an upper face 2a, a second connection target member 4 having a second electrode 4b on a lower face 4a, and a connection part 3 arranged between the upper face 2a of the first connection target member 2 and the lower face 4a of the second connection target member 4, and formed of an anisotropic conductive material including conductive particles 21. The conductive particle 21 has a resin particle 22, a first conductive layer 23, and a second conductive layer 24 with a melting point lower than that of the first conductive layer 23. The second conductive layer 24 of the conductive particle 21 is unevenly distributed asymmetrically upward and downward relative to a centerline passing through a center of the resin particle 22 of the conductive particle 21, and 70 volume % or more and 100 volume % or less of the entire second conductive layer 24 exists in an upper region or a lower region relative to the centerline.

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に関し、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が導電性粒子により電気的に接続された接続構造体、並びに該接続構造体の製造方法に関する。   The present invention relates to a connection structure using an anisotropic conductive material containing conductive particles. For example, the electrodes of various connection target members such as a flexible printed board, a glass substrate, and a semiconductor chip are electrically connected by conductive particles. The present invention relates to a connection structure connected to a wire, and a method for manufacturing the connection structure.

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))、又は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 is, 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)), or 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.

上記接続構造体の一例として、第1の電子部品の第1の面に設けられた複数の第1の電極を、第2の電子部品の第2の面に設けられた複数の第2の電極に接続した接続構造体が開示されている。この接続構造体は、相対向した上記第1の面と上記第2の面との間に介在して両者を接着する樹脂部と、該樹脂部によって周囲を覆われ、上記第1の電極とこれに対応する上記第2の電極とを接続する略柱状の半田部とを有する。該半田部は、上記第1の電極の表面の近傍および第2の電極の表面の近傍の少なくとも2箇所に外周面が内部側にくびれ込んだくびれ部を有し、上記第1の電極の表面および上記第2の電極の表面との接触角度は鋭角である。   As an example of the connection structure, a plurality of first electrodes provided on the first surface of the first electronic component is replaced with a plurality of second electrodes provided on the second surface of the second electronic component. A connection structure connected to is disclosed. The connection structure includes a resin portion that is interposed between the first surface and the second surface that are opposed to each other, and is surrounded by the resin portion. A substantially columnar solder portion connecting the second electrode corresponding thereto is provided. The solder portion has a constricted portion in which an outer peripheral surface is constricted on the inner side in at least two locations near the surface of the first electrode and in the vicinity of the surface of the second electrode, and the surface of the first electrode The contact angle with the surface of the second electrode is an acute angle.

特開2007−149815号公報JP 2007-149815 A

特許文献1に記載のような従来の接続構造体では、半田部により接続された電極間の接続抵抗が高くなることがある。さらに、従来の接続構造体では、冷熱サイクルなどの熱衝撃が与えられると、電極間の導通信頼性が低下することがある。すなわち、従来の異方性導電材料を用いた接続構造体では、耐熱衝撃特性が低いことがある。   In the conventional connection structure as described in Patent Document 1, the connection resistance between the electrodes connected by the solder portion may increase. Further, in the conventional connection structure, when a thermal shock such as a cooling / heating cycle is applied, the conduction reliability between the electrodes may be lowered. That is, a connection structure using a conventional anisotropic conductive material may have low thermal shock characteristics.

本発明の目的は、電極間の接続抵抗を低くすることができ、更に冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる接続構造体、並びに該接続構造体の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a connection structure capable of reducing the connection resistance between the electrodes and further improving the thermal shock resistance of the connection structure against a thermal shock such as a thermal cycle, and a method for manufacturing the connection structure. Is to provide.

本発明の広い局面によれば、第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材と、第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材と、上記第1の接続対象部材の上面と上記第2の
接続対象部材の下面との間に配置されており、かつ導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された接続部とを備え、上記第1,第2の電極が上記導電性粒子により電気的に接続されており、上記導電性粒子が、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された第1の導電層と、該第1の導電層の外側の表面上に配置されておりかつ上記第1の導電層よりも融点が低い第2の導電層とを有し、上記第1の接続対象部材を下側、上記第2の接続対象部材を上側、かつ上記第1,第2の接続対象部材を主面が水平であるように配置した状態において、上記第1,第2の電極を電気的に接続している上記導電性粒子における上記樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、上記第2の導電層は上下非対称に偏在しており、上記中心線に対して上側の領域又は上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在する、接続構造体が提供される。
According to a wide aspect of the present invention, a first connection target member having a first electrode on an upper surface, a second connection target member having a second electrode on a lower surface, and the upper surface of the first connection target member And a connecting portion formed of an anisotropic conductive material including conductive particles, the first and second electrodes being disposed between the second connection target member and the lower surface of the second connection target member. Electrically connected by conductive particles, the conductive particles being resin particles, a first conductive layer disposed on the surface of the resin particles, and a surface outside the first conductive layer; And a second conductive layer having a melting point lower than that of the first conductive layer, the first connection target member on the lower side, the second connection target member on the upper side, and the above In the state where the first and second connection target members are arranged such that the main surface is horizontal, the first and second electric power supplies are arranged. The second conductive layer is vertically asymmetrically distributed with respect to a center line passing through the center of the resin particles in the conductive particles electrically connected to each other, and is a region above the center line. Alternatively, a connection structure is provided in which 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer is present in a region below the center line.

本発明に係る接続構造体のある特定の局面では、上記第1の接続対象部材の線膨張係数が上記第2の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在し、上記第2の接続対象部材の線膨張係数が上記第1の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、上記中心線に対して上側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在する。   In a specific aspect of the connection structure according to the present invention, when the linear expansion coefficient of the first connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the second connection target member, the center line is 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer exists in the lower region, and the linear expansion coefficient of the second connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the first connection target member. When it is larger, 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer is present in the region above the center line.

本発明に係る接続構造体の他の特定の局面では、上記第1,第2の電極を電気的に接続している上記導電性粒子における上記第1の導電層が、上記第1の電極と上記第2の電極とに接触している。   In another specific aspect of the connection structure according to the present invention, the first conductive layer in the conductive particles electrically connecting the first and second electrodes is connected to the first electrode. It is in contact with the second electrode.

本発明に係る接続構造体の別の特定の局面では、上記第2の導電層の融点が、上記第1の導電層の最外層の融点よりも50℃以上低い。   In another specific aspect of the connection structure according to the present invention, the melting point of the second conductive layer is lower by 50 ° C. or more than the melting point of the outermost layer of the first conductive layer.

本発明に係る接続構造体のさらに別の特定の局面では、上記第2の導電層の融点が100℃以上、250℃以下であり、かつ上記第1の導電層の最外層の融点が300℃以上である。   In still another specific aspect of the connection structure according to the present invention, the melting point of the second conductive layer is 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and the melting point of the outermost layer of the first conductive layer is 300 ° C. That's it.

また、本発明の広い局面によれば、第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材上に、導電性粒子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、上記異方性導電材料層の上面に、第2の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、上記異方性導電材料層により接続部を形成して、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続する工程とを備え、上記導電性粒子として、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された第1の導電層と、該第1の導電層の外側の表面上に配置されておりかつ上記第1の導電層よりも融点が低い第2の導電層とを有する導電性粒子を用いて、上記第1の接続対象部材を下側、上記第2の接続対象部材を上側、かつ上記第1,第2の接続対象部材を主面が水平であるように配置した状態において、上記第1,第2の電極を電気的に接続する上記導電性粒子における上記樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、上記第2の導電層は上下非対称に偏在するように、上記中心線に対して上側の領域又は上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在するように、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続する、接続構造体の製造方法が提供される。   Moreover, according to the wide situation of this invention, the anisotropic conductive material layer using the anisotropic conductive material containing electroconductive particle is arrange | positioned on the 1st connection object member which has a 1st electrode on the upper surface. A step of laminating a second connection target member having a second electrode on the lower surface on the upper surface of the anisotropic conductive material layer, and forming a connecting portion by the anisotropic conductive material layer, A step of electrically connecting the first electrode and the second electrode by conductive particles, wherein the conductive particles are resin particles and a first particle disposed on the surface of the resin particles. Using conductive particles having a conductive layer and a second conductive layer disposed on the outer surface of the first conductive layer and having a melting point lower than that of the first conductive layer, the first The lower connection target member, the second connection target member on the upper side, and the first and second connection target members. The second conductive layer with respect to a center line passing through the center of the resin particles in the conductive particles electrically connecting the first and second electrodes in a state where the surfaces are arranged horizontally. So that the second conductive layer is 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer in the upper region with respect to the center line or the lower region with respect to the center line. Furthermore, a method for manufacturing a connection structure is provided in which the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles.

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、上記第1の接続対象部材の線膨張係数が上記第2の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在するように、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続し、上記第2の接続対象部材の線膨張係数が上記第1の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、上記中心線に対して上側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体
積%以下が存在するように、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続する。
In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, when the linear expansion coefficient of the first connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the second connection target member, the center line is used. The electrically conductive particles electrically connect the first electrode and the second electrode so that 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer exist in a lower region with respect to And when the linear expansion coefficient of the second connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the first connection target member, the second conductive layer is formed in a region above the center line. The first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles such that 70 volume% or more and 100 volume% or less exist.

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、上記第1,第2の電極を電気的に接続する上記導電性粒子における上記第1の導電層が、上記第1の電極と上記第2の電極とに接触するように、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続する。   In another specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the first conductive layer in the conductive particles that electrically connect the first and second electrodes is the first electrode. The first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles so as to be in contact with the second electrode.

本発明に係る接続構造体の製造方法の別の特定の局面では、上記導電性粒子として、上記第2の導電層の融点が、上記第1の導電層の最外層の融点よりも50℃以上低い導電性粒子が用いられる。   In another specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the conductive particles have a melting point of the second conductive layer of 50 ° C. or higher than the melting point of the outermost layer of the first conductive layer. Low conductive particles are used.

本発明に係る接続構造体の製造方法のさらに別の特定の局面では、上記導電性粒子として、上記第2の導電層の融点が100℃以上、250℃以下であり、かつ上記第1の導電層の最外層の融点が300℃以上である導電性粒子が用いられる。   In still another specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, as the conductive particles, the second conductive layer has a melting point of 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and the first conductive layer. Conductive particles having a melting point of 300 ° C. or more of the outermost layer of the layer are used.

本発明に係る接続構造体では、第1,第2の接続対象部材における第1,第2の電極が上記導電性粒子により電気的に接続されており、上記導電性粒子が、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された第1の導電層と、該第1の導電層の外側の表面上に配置されておりかつ上記第1の導電層よりも融点が低い第2の導電層とを有し、上記第1,第2の電極を電気的に接続している上記導電性粒子における上記樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、上記第2の導電層は上下非対称に偏在しており、上記中心線に対して上側の領域又は上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層全体の70体積%以上、100体積%以下が存在するので、電極間の接続抵抗を低くすることができる。さらに、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる。   In the connection structure according to the present invention, the first and second electrodes in the first and second connection target members are electrically connected by the conductive particles, and the conductive particles are resin particles, A first conductive layer disposed on the surface of the resin particles, and a second conductive layer disposed on the outer surface of the first conductive layer and having a melting point lower than that of the first conductive layer. And the second conductive layer is asymmetrically distributed vertically with respect to a center line passing through the center of the resin particles in the conductive particles electrically connecting the first and second electrodes. In the region above the center line or in the region below the center line, there is 70% by volume or more and 100% by volume or less of the entire second conductive layer. Connection resistance can be lowered. Furthermore, the thermal shock resistance characteristic of the connection structure against a thermal shock such as a cold cycle can be improved.

本発明に係る接続構造体の製造方法は、第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材上に、導電性粒子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、上記異方性導電材料層の上面に、第2の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、上記異方性導電材料層により接続部を形成して、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続する工程とを備えており、上記第1,第2の電極を電気的に接続する上記導電性粒子における上記樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、上記第2の導電層は上下非対称に偏在するように、上記中心線に対して上側の領域又は上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層全体の70体積%以上、100体積%以下が存在するように、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続するので、電極間の接続抵抗を低くすることができる。さらに、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる。   In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, an anisotropic conductive material layer using an anisotropic conductive material containing conductive particles is disposed on a first connection target member having a first electrode on an upper surface. A step of laminating a second connection target member having a second electrode on the lower surface on the upper surface of the anisotropic conductive material layer, and forming a connection portion by the anisotropic conductive material layer, A step of electrically connecting the first electrode and the second electrode by the conductive particles, and the conductive particles electrically connecting the first and second electrodes. The second conductive layer is located in a region above the center line or in a region below the center line so that the second conductive layer is asymmetrically distributed vertically with respect to the center line passing through the center of the resin particles. The conductive layer is conductive so that 70% by volume or more and 100% by volume or less of the entire conductive layer is present. Because the sex particles electrically connecting the first electrode and the second electrode, it is possible to lower the connection resistance between the electrodes. Furthermore, the thermal shock resistance characteristic of the connection structure against a thermal shock such as a cold cycle can be improved.

図1は、本発明の一実施形態に係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 according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す接続構造体における導電性粒子と第1,第2の電極との接続部分を拡大して模式的に示す正面断面図である。FIG. 2 is an enlarged front sectional view schematically showing a connection portion between the conductive particles and the first and second electrodes in the connection structure shown in FIG. 図3(a)〜(c)は、導電性粒子と第1,第2の電極との接続構造の変形例を模式的に示す正面断面図である。FIGS. 3A to 3C are front sectional views schematically showing modifications of the connection structure between the conductive particles and the first and second electrodes. 図4は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得るために用いられる導電性粒子の一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of conductive particles used to obtain a connection structure according to an embodiment of the present invention. 図5は、導電性粒子の変形例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the conductive particles. 図6(a)〜(b)は、本発明の一実施形態に係る接続構造体を得る各工程の一例を説明するための正面断面図である。FIGS. 6A to 6B are front sectional views for explaining an example of each process for obtaining the connection structure according to the embodiment of the present invention. 図7(a)は、実施例1で得られた接続構造体における導電性粒子と第1,第2の電極との接続構造を示す断面図であり、図7(b)は、実施例2で得られた接続構造体における導電性粒子と第1,第2の電極との接続構造を示す断面図である。FIG. 7A is a cross-sectional view showing a connection structure between the conductive particles and the first and second electrodes in the connection structure obtained in Example 1, and FIG. It is sectional drawing which shows the connection structure of the electroconductive particle and the 1st, 2nd electrode in the connection structure obtained by (1). 図8(a)は、比較例1で得られた接続構造体における導電性粒子と第1,第2の電極との接続構造を示す断面図であり、図8(b)は、比較例2で得られた接続構造体における導電性粒子と第1,第2の電極との接続構造を示す断面図であり、図8(c)は、比較例3で得られた接続構造体における導電性粒子と第1,第2の電極との接続構造を示す断面図であり、図8(d)は、比較例4で得られた接続構造体における導電性粒子と第1,第2の電極との接続構造を示す断面図である。8A is a cross-sectional view showing a connection structure between the conductive particles and the first and second electrodes in the connection structure obtained in Comparative Example 1, and FIG. FIG. 8C is a cross-sectional view showing a connection structure between the conductive particles and the first and second electrodes in the connection structure obtained in FIG. 8, and FIG. 8C shows the conductivity in the connection structure obtained in Comparative Example 3; It is sectional drawing which shows the connection structure of particle | grains and the 1st, 2nd electrode, FIG.8 (d) shows the electroconductive particle in the connection structure obtained in the comparative example 4, and the 1st, 2nd electrode. It is sectional drawing which shows these connection structures. 図9は、接続構造体の一例の断面を拡大して撮影した画像である。FIG. 9 is an image obtained by enlarging a cross section of an example of the connection structure. 図10は、接続構造体の一例の断面を拡大して撮影した画像である。FIG. 10 is an image obtained by enlarging a cross section of an example of the connection structure.

以下、本発明の詳細を説明する。   Details of the present invention will be described below.

本発明に係る接続構造体は、第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材と、第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材と、上記第1の接続対象部材の上面と上記第2の接続対象部材の下面との間に配置されており、かつ導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された接続部とを備える。上記第1,第2の電極は、上記導電性粒子により電気的に接続されている。上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された第1の導電層と、該第1の導電層の外側の表面上に配置されておりかつ上記第1の導電層よりも融点が低い第2の導電層とを有する。上記第1の電極を上面に有する上記第1の接続対象部材を下側、上記第2の電極を下面に有する上記第2の接続対象部材を上側、かつ上記第1,第2の接続対象部材を主面が水平であるように配置した状態において、上記第1,第2の電極を電気的に接続している上記導電性粒子における上記樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、上記第2の導電層は上下非対称に偏在しており、上記中心線に対して上側の領域又は上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層全体の70体積%以上、100体積%以下が存在する。すなわち、上記中心線に対して上下方向の一方側の領域に上記第2の導電層全体の70体積%以上、100体積%以下が存在する。上記第2の導電層全体が、上記上側の領域に存在していてもよく、上記下側の領域に存在していてもよい。   A connection structure according to the present invention includes a first connection target member having a first electrode on an upper surface, a second connection target member having a second electrode on a lower surface, and an upper surface of the first connection target member. And a connecting portion formed of an anisotropic conductive material including conductive particles, which is disposed between the second connection target member and the lower surface of the second connection target member. The first and second electrodes are electrically connected by the conductive particles. The conductive particles are arranged on resin particles, a first conductive layer disposed on the surface of the resin particles, an outer surface of the first conductive layer, and the first conductive layer. And a second conductive layer having a lower melting point. The first connection target member having the first electrode on the upper surface is the lower side, the second connection target member having the second electrode on the lower surface is the upper side, and the first and second connection target members are In a state in which the main surface is arranged horizontally, the first and second electrodes are electrically connected to the conductive particles, and the conductive particles are connected to the center line passing through the center of the resin particles. The two conductive layers are asymmetrically distributed in the vertical direction, and are 70% by volume or more and 100% by volume of the entire second conductive layer in a region above the center line or a region below the center line. The following exist: That is, 70% by volume or more and 100% by volume or less of the entire second conductive layer exists in a region on one side in the vertical direction with respect to the center line. The entire second conductive layer may be present in the upper region or may be present in the lower region.

接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記第1の接続対象部材の線膨張係数が上記第2の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在することが好ましい。上記第2の接続対象部材の線膨張係数が上記第1の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、上記中心線に対して上側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在することが好ましい。例えば、半導体チップとガラスエポキシ基板とを接続する際には、ガラスエポキシ基板の線膨張係数が半導体チップの線膨張係数よりも大きいため、冷熱サイクルなどの熱衝撃が与えられると、接続部の剥離が生じやすくなる傾向がある。これに対して、線膨張係数が大きい側に上記第2の導電層を多く存在させることで、接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高めることができる。   From the viewpoint of further improving the thermal shock resistance of the connection structure, when the linear expansion coefficient of the first connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the second connection target member, It is preferable that 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer is present in the lower region. When the linear expansion coefficient of the second connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the first connection target member, 70% by volume of the second conductive layer in the region above the center line. As mentioned above, it is preferable that 100 volume% or less exists. For example, when connecting a semiconductor chip and a glass epoxy substrate, the linear expansion coefficient of the glass epoxy substrate is larger than the linear expansion coefficient of the semiconductor chip. Tends to occur. On the other hand, the thermal shock characteristics of the connection structure can be further enhanced by providing a large amount of the second conductive layer on the side where the linear expansion coefficient is large.

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を模式的に正面断面図で示す。   In FIG. 1, the connection structure which concerns on one Embodiment of this invention is typically shown with 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間に配置されている接続部3とを備える。接続部3は、第1,第2の接続対象部材2,4を接続している。接続部3は、複数の導電性粒子21を含む異方性導電材料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 first connection target member 2.
, And a connection portion 3 disposed between the second connection target members 2 and 4. The connection unit 3 connects the first and second connection target members 2 and 4. The connection part 3 is formed of an anisotropic conductive material including a plurality of conductive particles 21.

第1の接続対象部材2は上面2aに、複数の第1の電極2bを有する。第2の接続対象部材4は下面4aに、複数の第2の電極4bを有する。第1の電極2bと第2の電極4bとは、1つ又は複数の導電性粒子21により電気的に接続されている。接続構造体1における第1,第2の電極2b,4bを電気的に接続している導電性粒子21は、第1,第2の電極2b,4bの接続後の導電性粒子である。なお、接続構造体1のように、接続部3は、第1,第2の電極2b,4bを電気的に接続していない導電性粒子21を含んでいてもよい。   The first connection target member 2 has a plurality of first electrodes 2b on the upper surface 2a. The second connection target member 4 has a plurality of second electrodes 4b on the lower surface 4a. The first electrode 2 b and the second electrode 4 b are electrically connected by one or a plurality of conductive particles 21. The conductive particles 21 electrically connecting the first and second electrodes 2b and 4b in the connection structure 1 are conductive particles after the first and second electrodes 2b and 4b are connected. In addition, like the connection structure 1, the connection part 3 may include the conductive particles 21 that are not electrically connected to the first and second electrodes 2b and 4b.

接続構造体1を得るために、図4に示す導電性粒子21が用いられている。図4に示す導電性粒子21は、第1,第2の電極2b,4bの接続前の導電性粒子である。   In order to obtain the connection structure 1, the electroconductive particle 21 shown in FIG. 4 is used. The conductive particles 21 shown in FIG. 4 are conductive particles before connection of the first and second electrodes 2b and 4b.

図4に示す導電性粒子21は、樹脂粒子22と、第1の導電層23と、第2の導電層24とを備える。第2の導電層24の融点は、第1の導電層23の融点よりも低い。   The conductive particles 21 shown in FIG. 4 include resin particles 22, a first conductive layer 23, and a second conductive layer 24. The melting point of the second conductive layer 24 is lower than the melting point of the first conductive layer 23.

第1の導電層23は、樹脂粒子22の表面22a上に配置されている。導電性粒子21では、樹脂粒子22の表面22a上に第1の導電層23が直接積層されている。第1の導電層23は、樹脂粒子22の表面22aを被覆している。第1の導電層23は1層の構造を有する。第1の導電層23の全体が、第1の導電層の最外層である。第1の導電層23は内層である。   The first conductive layer 23 is disposed on the surface 22 a of the resin particle 22. In the conductive particle 21, the first conductive layer 23 is directly laminated on the surface 22 a of the resin particle 22. The first conductive layer 23 covers the surface 22 a of the resin particle 22. The first conductive layer 23 has a single layer structure. The entire first conductive layer 23 is the outermost layer of the first conductive layer. The first conductive layer 23 is an inner layer.

第2の導電層24は、第1の導電層23の外側の表面23a上に配置されている。第2の導電層24は、第1の導電層23の外側の表面23a上に直接積層されている。第2の導電層24は、第1の導電層23の外側の表面23aを被覆している。第2の導電層24は、1層の構造を有する。第2の導電層24は外層である。   The second conductive layer 24 is disposed on the outer surface 23 a of the first conductive layer 23. The second conductive layer 24 is directly laminated on the outer surface 23 a of the first conductive layer 23. The second conductive layer 24 covers the outer surface 23 a of the first conductive layer 23. The second conductive layer 24 has a one-layer structure. The second conductive layer 24 is an outer layer.

図2に、図1に示す接続構造体1における導電性粒子21と第1,第2の電極2b,4bとの接続部分を拡大して模式的に正面断面図で示す。図1〜2では、第1の電極2bを上面2aに有する第1の接続対象部材2を下側、第2の電極4bを下面4aに有する第2の接続対象部材4を上側、かつ第1,第2の接続対象部材2,4を主面が水平であるように配置した状態が示されている。   FIG. 2 is a front cross-sectional view schematically showing an enlarged connection portion between the conductive particles 21 and the first and second electrodes 2b and 4b in the connection structure 1 shown in FIG. 1-2, the first connection target member 2 having the first electrode 2b on the upper surface 2a is on the lower side, the second connection target member 4 having the second electrode 4b on the lower surface 4a is on the upper side, and the first The state which has arrange | positioned the 2nd connection object members 2 and 4 so that the main surface is horizontal is shown.

接続構造体1では、図2に示すように、導電性粒子21における第2の導電層24が溶融して、第2の電極4bの表面上を濡れ拡がった後に固化している。すなわち、第1の導電層23と第2の電極4bとの接触点から側方に第2の導電層24は拡がっている。このため、第2の導電層24と第2の電極4bとの接触面積がかなり大きくなっている。このため、接続構造体1では、導電性粒子21と第2の電極4bとの剥離が生じ難くなり、第1,第2の電極2b,4b間の導通信頼性を高めることができる。さらに、第2の導電層24と第2の電極4bとの接触面積が大きいため、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性を高めることができる。   In the connection structure 1, as shown in FIG. 2, the second conductive layer 24 in the conductive particles 21 is melted and solidified after wetting and spreading on the surface of the second electrode 4b. That is, the second conductive layer 24 extends laterally from the contact point between the first conductive layer 23 and the second electrode 4b. For this reason, the contact area between the second conductive layer 24 and the second electrode 4b is considerably large. For this reason, in the connection structure 1, peeling with the electroconductive particle 21 and the 2nd electrode 4b becomes difficult to produce, and the conduction | electrical_connection reliability between the 1st, 2nd electrodes 2b and 4b can be improved. Furthermore, since the contact area between the second conductive layer 24 and the second electrode 4b is large, it is possible to improve the thermal shock resistance of the connection structure against a thermal shock such as a thermal cycle.

一方で、第2の導電層24は第1の電極2bの表面上を濡れ拡がらずに、第1の電極2b側に位置していた第2の導電層24は第2の電極4b側に移動している。また、図1〜2に示す状態において、導電性粒子21における樹脂粒子22の中心を通る中心線(図2中の破線と一点鎖線)に対して、第2の導電層24は、上下非対称かつ左右非対称に偏在している。導電性粒子21における樹脂粒子22の中心を通る中心線に対して、第2の導電層24は、左右非対称な領域を有し、かつ上下非対称な領域を有する。すなわち、上記
中心線(破線)に対して、第2の導電層24は上下非対称に偏在している。また、上記中心線に対して、上側の領域と下側の領域とで、第2の導電層24の存在量が異なる。上記中心線に対して上側の領域に第2の導電層24の70体積%以上、100体積%以下が存在する。上記中心線(一点鎖線)に対して、第2の導電層24は左右非対称に偏在している。上記中心線に対して、左右方向の一方側の領域と他方側の領域とで第2の導電層24の存在量が異なり、左側の領域と右側の領域とで第2の導電層24の存在量が異なる。なお、上記中心線に対して、上記第2の導電層は左右対称に存在していてもよい。
On the other hand, the second conductive layer 24 does not wet and spread on the surface of the first electrode 2b, and the second conductive layer 24 located on the first electrode 2b side is on the second electrode 4b side. Has moved. In the state shown in FIGS. 1 and 2, the second conductive layer 24 is vertically asymmetric with respect to the center line (broken line and dashed line in FIG. 2) passing through the center of the resin particle 22 in the conductive particle 21. It is unevenly distributed left and right. The second conductive layer 24 has a laterally asymmetric region and a vertically asymmetric region with respect to a center line passing through the center of the resin particle 22 in the conductive particle 21. That is, the second conductive layer 24 is unevenly distributed in the vertical direction with respect to the center line (broken line). Further, the abundance of the second conductive layer 24 differs between the upper region and the lower region with respect to the center line. 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer 24 exists in a region above the center line. The second conductive layer 24 is asymmetrically distributed with respect to the center line (dashed line). The abundance of the second conductive layer 24 differs between the one side region and the other side region in the left-right direction with respect to the center line, and the second conductive layer 24 exists between the left region and the right region. The amount is different. Note that the second conductive layer may exist symmetrically with respect to the center line.

図2に示すように、第1,第2の電極2b,4bの接続後において、導電性粒子21における第1の導電層23は、第1の電極2bと第2の電極4bとに接触している。ここでは、第1の導電層23は、第1の電極2bと第2の電極4bとに物理的に接触している。このため、第1,第2の電極2b,4b間の初期抵抗がより一層低くなり、かつ導通信頼性がより一層高くなる。さらに、冷熱サイクルなどの熱衝撃に対する接続構造体の耐熱衝撃特性がより一層高くなる。   As shown in FIG. 2, after the connection between the first and second electrodes 2b and 4b, the first conductive layer 23 in the conductive particles 21 is in contact with the first electrode 2b and the second electrode 4b. ing. Here, the first conductive layer 23 is in physical contact with the first electrode 2b and the second electrode 4b. For this reason, the initial resistance between the first and second electrodes 2b and 4b is further reduced, and the conduction reliability is further enhanced. Furthermore, the thermal shock resistance of the connection structure against a thermal shock such as a thermal cycle is further enhanced.

なお、上記第1の導電層は、上記第2の導電層又は上記第1,第2の電極と合金化された状態で、上記第1,第2の電極と接触していてもよい。例えば、上記第1の導電層が銅層であり、上記第2の導電層が錫を含む層である場合には、銅が錫と合金化された合金層の状態で、上記第1,第2の電極と接触していてもよい。本発明における第1の導電層と第1,第2の電極との接触には、上記第1の導電層が、上記第2の導電層又は上記第1,第2の電極と合金化された状態で、上記第1,第2の電極と接触している場合も含まれる。   The first conductive layer may be in contact with the first and second electrodes while being alloyed with the second conductive layer or the first and second electrodes. For example, when the first conductive layer is a copper layer and the second conductive layer is a layer containing tin, the first and first conductive layers are in an alloy layer in which copper is alloyed with tin. It may be in contact with the two electrodes. In the contact between the first conductive layer and the first and second electrodes in the present invention, the first conductive layer is alloyed with the second conductive layer or the first and second electrodes. The case where it is in contact with the first and second electrodes in the state is also included.

図2に示すように、接続構造体1では、第1の導電層23を有する樹脂粒子22は圧縮されて、真球状ではなくなるように、扁平に変形されている。このように、第1の導電層23を有する樹脂粒子22は圧縮変形されていてもよい。この場合には、第1の導電層23と第1,第2の電極2b,4bとの接触面積が大きくなる。このため、第1,第2の電極2b,4b間の初期抵抗がより一層低くなり、かつ導通信頼性がより一層高くなる。   As shown in FIG. 2, in the connection structure 1, the resin particles 22 having the first conductive layer 23 are compressed and flattened so as not to be spherical. Thus, the resin particles 22 having the first conductive layer 23 may be compressed and deformed. In this case, the contact area between the first conductive layer 23 and the first and second electrodes 2b and 4b increases. For this reason, the initial resistance between the first and second electrodes 2b and 4b is further reduced, and the conduction reliability is further enhanced.

図3(a)〜(c)に、導電性粒子と第1,第2の電極との接続構造の変形例を模式的に示す。図3(a)〜(c)では、図1〜2と同様に、第1の電極2bを上面2aに有する第1の接続対象部材2を下側、第2の電極4bを下面4aに有する第2の接続対象部材4を上側、かつ第1,第2の接続対象部材2,4を主面が水平であるように配置した状態が示されている。   3A to 3C schematically show a modification of the connection structure between the conductive particles and the first and second electrodes. 3A to 3C, similarly to FIGS. 1 and 2, the first connection target member 2 having the first electrode 2b on the upper surface 2a is provided on the lower side, and the second electrode 4b is provided on the lower surface 4a. The state which has arrange | positioned the 2nd connection object member 4 so that the main surface may be horizontal, and the 1st, 2nd connection object members 2 and 4 is shown.

図3(a)では、導電性粒子21Aにおける第2の導電層24Aが溶融して、第1の電極2bの表面上を濡れ拡がった後に固化している。一方で、第2の導電層24Aは第2の電極4bの表面上を濡れ拡がらずに、第2の電極4b側に位置していた第2の導電層24Aは第1の電極2b側に移動している。また、図3(a)に示す状態において、導電性粒子21Aにおける樹脂粒子22の中心を通る中心線に対して、第2の導電層24Aは、左右非対称な領域を有し、かつ上下非対称な領域を有する。すなわち、上記中心線に対して、第2の導電層24Aは上下非対称に偏在している。また、上記中心線に対して、上側の領域と下側の領域とで、第2の導電層24Aの存在量が異なる。上記中心線に対して下側の領域に第2の導電層24Aの70体積%以上、100体積%以下が存在する。上記中心線に対して、第2の導電層24Aは左右非対称に偏在している。上記中心線に対して、左右方向の一方側の領域と他方側の領域とで第2の導電層24Aの存在量が異なり、左側の領域と右側の領域とで第2の導電層24Aの存在量が異なる。   In FIG. 3A, the second conductive layer 24A of the conductive particles 21A is melted and solidified after wetting and spreading on the surface of the first electrode 2b. On the other hand, the second conductive layer 24A does not wet and spread on the surface of the second electrode 4b, and the second conductive layer 24A located on the second electrode 4b side is on the first electrode 2b side. Has moved. Further, in the state shown in FIG. 3A, the second conductive layer 24A has a laterally asymmetric region with respect to the center line passing through the center of the resin particle 22 in the conductive particle 21A and is vertically asymmetric. Has a region. That is, the second conductive layer 24A is unevenly distributed asymmetrically with respect to the center line. The abundance of the second conductive layer 24A differs between the upper region and the lower region with respect to the center line. 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer 24A exists in a region below the center line. The second conductive layer 24A is unevenly distributed with respect to the center line. The abundance of the second conductive layer 24A differs between the one side region and the other side region with respect to the center line, and the second conductive layer 24A exists between the left region and the right region. The amount is different.

図3(b)では、導電性粒子21Bにおける第2の導電層24Bが溶融して、第1の電極2bの表面上を濡れ拡がった後に固化している。一方で、第2の導電層24Bは第2の
電極4bの表面上を濡れ拡がらずに、第2の電極4b側に位置していた第2の導電層24Bは第1の電極2b側に移動している。また、図3(b)に示す状態において、導電性粒子21Bにおける樹脂粒子22の中心を通る中心線に対して、第2の導電層24Bは、左右対称であり、かつ上下非対称な領域を有する。すなわち、上記中心線に対して、第2の導電層24Bは上下非対称に偏在している。また、上記中心線に対して、上側の領域と下側の領域とで、第2の導電層24Bの存在量が異なる。上記中心線に対して下側の領域に第2の導電層24Bの70体積%以上、100体積%以下が存在する。上記中心線に対して、左右方向の一方側の領域と他方側の領域とで第2の導電層24Bの存在量が略同一である。
In FIG. 3B, the second conductive layer 24B in the conductive particles 21B is melted and solidified after wetting and spreading on the surface of the first electrode 2b. On the other hand, the second conductive layer 24B does not wet and spread on the surface of the second electrode 4b, and the second conductive layer 24B located on the second electrode 4b side is on the first electrode 2b side. Has moved. In the state shown in FIG. 3B, the second conductive layer 24B has a bilaterally symmetric and vertically asymmetric region with respect to the center line passing through the center of the resin particle 22 in the conductive particle 21B. . That is, the second conductive layer 24B is unevenly distributed in the vertical direction with respect to the center line. In addition, the abundance of the second conductive layer 24B differs between the upper region and the lower region with respect to the center line. 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer 24B exists in a region below the center line. The abundance of the second conductive layer 24B is substantially the same in the region on the one side and the region on the other side in the left-right direction with respect to the center line.

図3(c)では、導電性粒子21Cにおける第2の導電層24Cが溶融して、第2の電極4bの表面上を濡れ拡がった後に固化している。一方で、第2の導電層24Cは第1の電極2bの表面上を濡れ拡がらずに、第1の電極2b側に位置していた第2の導電層24Cは第2の電極4b側に移動している。また、図3(c)に示す状態において、導電性粒子21Cにおける樹脂粒子22の中心を通る中心線に対して、第2の導電層24Cは、左右対称であり、かつ上下非対称な領域を有する。すなわち、上記中心線に対して、第2の導電層24Cは上下非対称に偏在している。また、上記中心線に対して、上側の領域と下側の領域とで、第2の導電層24Cの存在量が異なる。上記中心線に対して上側の領域に第2の導電層24Cの70体積%以上、100体積%以下が存在する。上記中心線に対して、左右方向の一方側の領域と他方側の領域とで第2の導電層24Cの存在量が略同一である。   In FIG. 3C, the second conductive layer 24C in the conductive particles 21C is melted and solidified after wetting and spreading on the surface of the second electrode 4b. On the other hand, the second conductive layer 24C does not wet and spread on the surface of the first electrode 2b, and the second conductive layer 24C located on the first electrode 2b side is on the second electrode 4b side. Has moved. Further, in the state shown in FIG. 3C, the second conductive layer 24C is symmetrical with respect to the center line passing through the center of the resin particle 22 in the conductive particle 21C and has a vertically asymmetric region. . That is, the second conductive layer 24C is unevenly distributed in the up-down direction with respect to the center line. The abundance of the second conductive layer 24C differs between the upper region and the lower region with respect to the center line. 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer 24C exists in the region above the center line. With respect to the center line, the abundance of the second conductive layer 24 </ b> C is substantially the same in one region in the left-right direction and the other region.

また、図9及び図10に、接続構造体の一例の断面を拡大して撮影した画像を示した。   9 and 10 show images taken by enlarging a cross section of an example of the connection structure.

(導電性粒子の詳細)
図1に示す接続構造体1では、図4に示す導電性粒子21が用いられている。
(Details of conductive particles)
In the connection structure 1 shown in FIG. 1, the conductive particles 21 shown in FIG. 4 are used.

図5に、導電性粒子の変形例を断面図で示す。図5に示す導電性粒子31は、樹脂粒子22と、第1の導電層32と、第2の導電層33とを備える。第2の導電層33の融点は、第1の導電層32よりも低い。導電性粒子21と導電性粒子31とは、導電層のみが異なっている。   FIG. 5 is a sectional view showing a modification example of the conductive particles. The conductive particles 31 illustrated in FIG. 5 include resin particles 22, a first conductive layer 32, and a second conductive layer 33. The melting point of the second conductive layer 33 is lower than that of the first conductive layer 32. The conductive particles 21 and the conductive particles 31 differ only in the conductive layer.

第1の導電層32は、樹脂粒子22の表面22a上に配置されている。第1の導電層32は、樹脂粒子22の表面22aを被覆している。第1の導電層32は、2層の積層構造を有し、多層である。第1の導電層32は、内側の第1の導電層32Aと、外側の第1の導電層32Bとを有する。内側の第1の導電層32Aは、第1の導電層32の最外層ではない。外側の第1の導電層32Bは、第1の導電層32の最外層である。第1の導電層32は内層である。   The first conductive layer 32 is disposed on the surface 22 a of the resin particle 22. The first conductive layer 32 covers the surface 22 a of the resin particle 22. The first conductive layer 32 has a multilayer structure of two layers and is a multilayer. The first conductive layer 32 includes an inner first conductive layer 32A and an outer first conductive layer 32B. The inner first conductive layer 32 </ b> A is not the outermost layer of the first conductive layer 32. The outer first conductive layer 32 </ b> B is the outermost layer of the first conductive layer 32. The first conductive layer 32 is an inner layer.

第2の導電層33は、第1の導電層32の外側の表面32a上に配置されている。第2の導電層33は、第1の導電層32の外側の表面32a上に直接積層されている。第2の導電層33は、第1の導電層32の最外層である外側の第1の導電層32Bの表面上に配置されている。第2の導電層33は、第1の導電層32の外側の表面32a及び外側の第1の導電層32Bの外側の表面を被覆している。第2の導電層33は、1層の構造を有する。第2の導電層33は外層である。   The second conductive layer 33 is disposed on the outer surface 32 a of the first conductive layer 32. The second conductive layer 33 is directly laminated on the outer surface 32 a of the first conductive layer 32. The second conductive layer 33 is disposed on the surface of the outer first conductive layer 32 </ b> B that is the outermost layer of the first conductive layer 32. The second conductive layer 33 covers the outer surface 32a of the first conductive layer 32 and the outer surface of the outer first conductive layer 32B. The second conductive layer 33 has a single layer structure. The second conductive layer 33 is an outer layer.

導電性粒子21,31のように、第1の導電層は、1層の構造を有していてもよく、2層の積層構造を有していてもよい。さらに、第1の導電層は、2層以上の積層構造を有していてもよい。   Like the conductive particles 21 and 31, the first conductive layer may have a single-layer structure or a two-layer stacked structure. Furthermore, the first conductive layer may have a stacked structure of two or more layers.

上記樹脂粒子は、樹脂により形成されている。電極間を接続する際には、導電性粒子を電極間に配置した後、一般的に導電性粒子を圧縮させる。コア粒子が樹脂粒子であると、圧縮により導電性粒子が変形しやすく、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなる。このため、電極間の導通信頼性を高めることができる。さらに、上記樹脂粒子が、ニッケルなどの金属又はガラスにより形成された粒子ではなく、樹脂により形成された樹脂粒子であると、導電性粒子の柔軟性を高めることができる。導電性粒子の柔軟性が高いと、導電性粒子に接触した電極の損傷を抑制できる。   The resin particles are made of resin. When connecting the electrodes, the conductive particles are generally compressed after the conductive particles are arranged between the electrodes. When the core particles are resin particles, the conductive particles are easily deformed by compression, and the contact area between the conductive particles and the electrode is increased. For this reason, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes can be improved. Furthermore, the flexibility of the conductive particles can be increased when the resin particles are not particles formed of metal such as nickel or glass but resin particles formed of resin. When the flexibility of the conductive particles is high, damage to the electrode in contact with the conductive particles can be suppressed.

上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン及びポリエーテルスルホン等が挙げられる。圧縮により導電性粒子を適度に変形させることができるので、上記樹脂粒子は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を1種又は2種以上重合させた重合体により形成されていることが好ましい。上記コア粒子が樹脂粒子であることは、接続構造体における電極間の接続抵抗を低くし、かつ耐熱衝撃特性を高めることに大きく寄与する。   Examples of the resin for forming the resin particles include polyolefin resin, acrylic resin, phenol resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, saturated polyester resin, polyethylene terephthalate, polysulfone, and polyphenylene. Examples thereof include oxides, polyacetals, polyimides, polyamideimides, polyetheretherketones, and polyethersulfones. Since the conductive particles can be appropriately deformed by compression, the resin particles are formed of a polymer obtained by polymerizing one or more polymerizable monomers having an ethylenically unsaturated group. Is preferred. The fact that the core particles are resin particles greatly contributes to reducing the connection resistance between the electrodes in the connection structure and improving the thermal shock resistance.

上記第1,第2の導電層は、金属により形成されていることが好ましい。第1,第2の導電層を構成する金属は、特に限定されない。該金属としては、例えば、錫、金、銀、銅、白金、パラジウム、亜鉛、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム及びカドミウム、並びにこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属として、錫ドープ酸化インジウム(ITO)も用いることができる。上記金属は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 first and second conductive layers are preferably made of metal. The metal which comprises the 1st, 2nd conductive layer is not specifically limited. Examples of the metal include tin, gold, silver, copper, platinum, palladium, zinc, lead, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, germanium and cadmium, and alloys thereof. It is done. In addition, tin-doped indium oxide (ITO) can also be used as the metal. As for the said metal, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

上記樹脂粒子の表面上に第1の導電層を形成する方法、並びに第1の導電層の表面上に第2の導電層を形成する方法は特に限定されない。第1,第2の導電層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的な衝突による方法、物理的蒸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを樹脂粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、無電解めっき又は電気めっきが好適である。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。また、上記物理的な衝突による方法では、例えば、シータコンポーザ等が用いられる。   The method for forming the first conductive layer on the surface of the resin particles and the method for forming the second conductive layer on the surface of the first conductive layer are not particularly limited. As a method of forming the first and second conductive layers, for example, a method by electroless plating, a method by electroplating, a method by physical collision, a method by physical vapor deposition, and metal powder or metal powder and binder And a method of coating the surface of the resin particles with a paste containing Of these, electroless plating or electroplating is preferable. Examples of the method by physical vapor deposition include methods such as vacuum vapor deposition, ion plating, and ion sputtering. Further, in the method based on the physical collision, for example, a theta composer or the like is used.

電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記第1の導電層の最外層は、ニッケル層、銅層又は銀層であることが好ましく、銅層であることがより好ましい。   From the viewpoint of further reducing the connection resistance between the electrodes, the outermost layer of the first conductive layer is preferably a nickel layer, a copper layer, or a silver layer, and more preferably a copper layer.

電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記第1の導電層の最外層の導電性は、上記第2の導電層の導電性よりも高いことが好ましい。   From the viewpoint of further reducing the connection resistance between the electrodes, the conductivity of the outermost layer of the first conductive layer is preferably higher than the conductivity of the second conductive layer.

電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2の導電層の融点は、300℃未満であることが好ましい。すなわち、上記第2の導電層は、融点が300℃未満である低融点導電層であることが好ましい。電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2の導電層の融点は、好ましくは100℃以上、より好ましくは150℃以上、より好ましくは280℃以下、更に好ましくは250℃以下、特に好ましくは220℃以下である。上記第2の導電層の融点は、100℃以上、250℃以下であることが特に好ましい。電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2の導電層の融点は、上記第1の導電層の最外層の融点よりも5℃以上低いことが好ましく、10℃以上低いことがより好ましく、20
℃以上低いことが更に好ましく、40℃以上低いことが特に好ましく、50℃以上低いことが最も好ましい。上記第1の導電層の融点は、300℃以上であることが好ましい。上記第1の導電層の融点の上限は特に限定されず、使用する金属により適宜決まる。
From the viewpoint of further facilitating connection between the electrodes and further improving the conduction reliability in the connection structure, the melting point of the second conductive layer is preferably less than 300 ° C. That is, the second conductive layer is preferably a low melting point conductive layer having a melting point of less than 300 ° C. From the viewpoint of further facilitating the connection between the electrodes and further enhancing the conduction reliability in the connection structure, the melting point of the second conductive layer is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher. Preferably it is 280 degrees C or less, More preferably, it is 250 degrees C or less, Most preferably, it is 220 degrees C or less. The melting point of the second conductive layer is particularly preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. From the viewpoint of facilitating the connection between the electrodes and further improving the conduction reliability in the connection structure, the melting point of the second conductive layer is 5 5 higher than the melting point of the outermost layer of the first conductive layer. Is preferably lower by 10 ° C. or more, more preferably by 10 ° C. or more, and 20
More preferably, the temperature is lower by at least 40 ° C, particularly preferably by at least 40 ° C, and most preferably by at least 50 ° C. The melting point of the first conductive layer is preferably 300 ° C. or higher. The upper limit of the melting point of the first conductive layer is not particularly limited, and is appropriately determined depending on the metal used.

上記第1,第2の電極の接続前において、上記第2の導電層は、上記第1の導電層の表面全体上に配置されていることが好ましい。上記第2の導電層は、上記第1の導電層の表面全体上に直接積層されていることが好ましい。上記第2の導電層は、上記第1の導電層の表面全体を被覆していることが好ましい。これらの場合に、上記第2の導電層は、上記第1の導電層の表面上に部分的に配置又は積層されておらず、上記第1の導電層の表面を部分的に被覆していない。上記第2の導電層が、上記第1の導電層の表面全体上に配置又は積層されていることにより、第1の導電層の酸化が部分的に進行し難くなる。このため、接続構造体の導通信頼性を充分に高めることができる。   Before the connection of the first and second electrodes, the second conductive layer is preferably disposed on the entire surface of the first conductive layer. The second conductive layer is preferably laminated directly on the entire surface of the first conductive layer. The second conductive layer preferably covers the entire surface of the first conductive layer. In these cases, the second conductive layer is not partially disposed or laminated on the surface of the first conductive layer and does not partially cover the surface of the first conductive layer. . When the second conductive layer is disposed or laminated on the entire surface of the first conductive layer, the oxidation of the first conductive layer does not easily progress partially. For this reason, the conduction | electrical_connection reliability of a connection structure can fully be improved.

電極間の接続をより一層容易にし、更に接続構造体における導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2の導電層は、錫を含む層であることが好ましく、はんだ層であることが特に好ましい。錫を含む層及びはんだ層は、合金層であってもよい。このような第2の導電層を有する導電性粒子では、加熱により第2の導電層をより一層容易に溶融させることができ、第2の導電層と電極との接触面積を大きくすることができる。従って、上記第2の導電層が低融点金属層であったり、錫を含む層であったり、はんだ層であったりする場合には、導電層の外側の表面層が金層又はニッケル層等のはんだ層以外の金属である導電性粒子と比較して、導通信頼性を高めることができる。   From the viewpoint of further facilitating the connection between the electrodes and further enhancing the conduction reliability in the connection structure, the second conductive layer is preferably a layer containing tin, and preferably a solder layer. Particularly preferred. The tin-containing layer and the solder layer may be alloy layers. In such conductive particles having the second conductive layer, the second conductive layer can be melted more easily by heating, and the contact area between the second conductive layer and the electrode can be increased. . Therefore, when the second conductive layer is a low melting point metal layer, a layer containing tin, or a solder layer, the outer surface layer of the conductive layer is a gold layer or a nickel layer. Compared with conductive particles that are metals other than the solder layer, conduction reliability can be improved.

電極間の接続抵抗をより一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記第1,第2の電極の接続前において、上記導電性粒子が20%圧縮されたときの圧縮弾性率(20%K値)は、好ましくは1000N/mm以上、好ましくは8000N/mm以下である。 From the viewpoint of further reducing the connection resistance between the electrodes and further improving the thermal shock resistance of the connection structure, the conductive particles were compressed by 20% before the connection of the first and second electrodes. The compressive elastic modulus (20% K value) is preferably 1000 N / mm 2 or more, preferably 8000 N / mm 2 or less.

電極間の接続抵抗をさらに一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をさらに一層高める観点からは、20%K値はより好ましくは1200N/mm以上、更に好ましくは1500N/mm以上、より好ましくは7000N/mm以下、更に好ましくは6000N/mm以下である。また、20%K値が上記下限以上であると、圧縮された際に導電性粒子が破壊され難くなる。 Further more reduce the connection resistance between the electrodes, and further from the viewpoint of further enhancing the thermal shock resistance of the connection structure, 20% K value is more preferably 1200 N / mm 2 or more, more preferably 1500 N / mm 2 or more, more preferably 7000N / mm 2, more preferably not more than 6000 N / mm 2. Further, when the 20% K value is not less than the above lower limit, the conductive particles are hardly destroyed when compressed.

上記圧縮弾性率(20%K値)は、以下のようにして測定できる。   The compression elastic modulus (20% K value) can be measured as follows.

微小圧縮試験機を用いて、直径50μmのダイアモンド製円柱の平滑圧子端面で、圧縮速度2.6mN/秒、及び最大試験荷重10gの条件下で導電性粒子を圧縮する。このときの荷重値(N)及び圧縮変位(mm)を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」等が用いられる。   Using a micro-compression tester, the conductive particles are compressed under the conditions of a compression rate of 2.6 mN / sec and a maximum test load of 10 g with the end face of a diamond cylinder having a diameter of 50 μm. The load value (N) and compression displacement (mm) at this time are measured. From the measured value obtained, the compression elastic modulus can be obtained by the following formula. As the micro compression tester, for example, “Fischer Scope H-100” manufactured by Fischer is used.

K値(N/mm)=(3/21/2)・F・S−3/2・R−1/2
F:導電性粒子が20%圧縮変形したときの荷重値(N)
S:導電性粒子が20%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
R:導電性粒子の半径(mm)
K value (N / mm 2 ) = (3/2 1/2 ) · F · S −3 / 2 · R −1/2
F: Load value when the conductive particles are 20% compressively deformed (N)
S: Compression displacement (mm) when conductive particles are 20% compressively deformed
R: radius of conductive particles (mm)

上記圧縮弾性率は、導電性粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、導電性粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。   The compression elastic modulus universally and quantitatively represents the hardness of the conductive particles. By using the compression elastic modulus, the hardness of the conductive particles can be expressed quantitatively and uniquely.

電極間の接続抵抗をより一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める
観点からは、上記第1,第2の電極の接続前において、上記導電性粒子の圧縮回復率は好ましくは20%以上、好ましくは90%以下である。
From the viewpoint of further reducing the connection resistance between the electrodes and further improving the thermal shock resistance of the connection structure, the compression recovery rate of the conductive particles is preferably before the connection of the first and second electrodes. Is 20% or more, preferably 90% or less.

電極間の接続抵抗をさらに一層低くし、かつ接続構造体の耐熱衝撃特性をさらに一層高める観点からは、圧縮回復率は、より好ましくは25%以上、更に好ましくは30%以上、より好ましくは85%以下、更に好ましくは80%以下である。また、圧縮回復率が上記上限以下であると、電極間の接続に用いられた導電性粒子の反発力がより一層小さくなり、異方性導電材料が基板等から剥離し難くなる。この結果、電極間の接続抵抗が高くなるのをより一層抑制できる。   From the viewpoint of further reducing the connection resistance between the electrodes and further improving the thermal shock resistance of the connection structure, the compression recovery rate is more preferably 25% or more, further preferably 30% or more, more preferably 85. % Or less, more preferably 80% or less. Further, when the compression recovery rate is less than or equal to the above upper limit, the repulsive force of the conductive particles used for the connection between the electrodes is further reduced, and the anisotropic conductive material is difficult to peel from the substrate or the like. As a result, it is possible to further suppress an increase in the connection resistance between the electrodes.

上記圧縮回復率は、以下のようにして測定できる。   The compression recovery rate can be measured as follows.

試料台上に導電性粒子を散布する。散布された導電性粒子1個について、微小圧縮試験機を用いて、導電性粒子の中心方向に、反転荷重値(5.00mN)まで負荷を与える。その後、原点用荷重値(0.40mN)まで徐荷を行う。この間の荷重−圧縮変位を測定し、下記式から圧縮回復率を求めることができる。なお、負荷速度は0.33mN/秒とする。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」等が用いられる。   Spread conductive particles on the sample stage. With respect to one dispersed conductive particle, a load is applied to the inversion load value (5.00 mN) in the central direction of the conductive particle using a micro compression tester. Thereafter, the load is gradually reduced to the load value for origin (0.40 mN). The load-compression displacement during this period is measured, and the compression recovery rate can be obtained from the following equation. The load speed is 0.33 mN / sec. As the micro compression tester, for example, “Fischer Scope H-100” manufactured by Fischer is used.

圧縮回復率(%)=[(L1−L2)/L1]×100
L1:負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでのまでの圧縮変位
L2:負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの圧縮変位
Compression recovery rate (%) = [(L1-L2) / L1] × 100
L1: Compressive displacement from the load value for the origin to the reverse load value when applying the load L2: Compressive displacement from the reverse load value to the load value for the origin when releasing the load

(異方性導電材料の詳細)
上記異方性導電材料は、上述した導電性粒子と、バインダー樹脂とを含むことが好ましい。
(Details of anisotropic conductive material)
The anisotropic conductive material preferably contains the above-described conductive particles and a binder resin.

上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂として、例えば、絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、熱可塑性ブロック共重合体及びエラストマー等が挙げられる。上記バインダー樹脂は、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 binder resin is not particularly limited. As the binder resin, for example, an insulating resin is used. Examples of the binder resin include vinyl resins, thermoplastic resins, curable resins, thermoplastic block copolymers, and elastomers. As for the said binder resin, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.

上記ビニル樹脂の具体例としては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂及びスチレン樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリアミド樹脂等が挙げられる。上記硬化性樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。なお、上記硬化性樹脂は、常温硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂又は湿気硬化型樹脂であってもよい。上記熱可塑性ブロック共重合体の具体例としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、及びスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等が挙げられる。上記エラストマーの具体例としては、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、及びアクリロニトリル−スチレンブロック共重合ゴム等が挙げられる。   Specific examples of the vinyl resin include vinyl acetate resin, acrylic resin, and styrene resin. Specific examples of the thermoplastic resin include polyolefin resin, ethylene-vinyl acetate copolymer and polyamide resin. Specific examples of the curable resin include epoxy resins, urethane resins, polyimide resins and unsaturated polyester resins. The curable resin may be a room temperature curable resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or a moisture curable resin. Specific examples of the thermoplastic block copolymer include styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer, hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer, and styrene- Examples include hydrogenated products of isoprene-styrene block copolymers. Specific examples of the elastomer include styrene-butadiene copolymer rubber and acrylonitrile-styrene block copolymer rubber.

上記バインダー樹脂は、熱硬化性化合物であることが好ましい。この場合には、電極間を電気的に接続する際の加熱により、導電性粒子のはんだ層などの第2の導電層を溶融させるとともに、バインダー樹脂を硬化させることができる。このため、電極間の接続と、バインダー樹脂による接続対象部材の接続とを同時に行うことができる。   The binder resin is preferably a thermosetting compound. In this case, by heating at the time of electrically connecting the electrodes, the second conductive layer such as a solder layer of conductive particles can be melted and the binder resin can be cured. For this reason, the connection between electrodes and the connection of the connection object member by binder resin can be performed simultaneously.

接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポ
キシ化合物であることが好ましい。
From the viewpoint of further improving the thermal shock resistance of the connection structure, the thermosetting compound is preferably an epoxy compound.

上記異方性導電材料は、バインダー樹脂を硬化させるために、硬化剤を含むことが好ましい。   The anisotropic conductive material preferably contains a curing agent in order to cure the binder resin.

上記硬化剤は特に限定されない。上記硬化剤としては、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硬化剤等が挙げられる。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。   The said hardening | curing agent is not specifically limited. Examples of the curing agent include imidazole curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, polythiol curing agents, and acid anhydride curing agents. As for a hardening | curing agent, 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、フラックスをさらに含むことが好ましい。フラックスの使用により、はんだ層などの第2の導電層の表面に酸化被膜が形成され難くなり、さらに、第2の導電層又は電極表面に形成された酸化被膜を効果的に除去できる。   The anisotropic conductive material preferably further includes a flux. By using the flux, it becomes difficult to form an oxide film on the surface of the second conductive layer such as a solder layer, and the oxide film formed on the second conductive layer or the electrode surface can be effectively removed.

上記フラックスは特に限定されない。フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを使用できる。フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、有機酸及び松脂等が挙げられる。フラックスは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 flux is not particularly limited. As the flux, a flux generally used for soldering or the like can be used. Examples of the flux include zinc chloride, a mixture of zinc chloride and an inorganic halide, a mixture of zinc chloride and an inorganic acid, a molten salt, phosphoric acid, a derivative of phosphoric acid, an organic halide, hydrazine, an organic acid, and pine resin. Is mentioned. Only 1 type of flux may be used and 2 or more types may be used together.

上記溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びヒドラジン等が挙げられる。上記松脂としては、活性化松脂及び非活性化松脂等が挙げられる。上記フラックスは、松脂であることが好ましい。松脂の使用により、電極間の接続抵抗を低くすることができる。   Examples of the molten salt include ammonium chloride. Examples of the organic acid include lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid, and hydrazine. Examples of the pine resin include activated pine resin and non-activated pine resin. The flux is preferably rosin. By using pine resin, the connection resistance between the electrodes can be lowered.

上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。フラックスは、ロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。   The rosin is a rosin composed mainly of abietic acid. The flux is preferably rosins, and more preferably abietic acid. By using this preferable flux, the connection resistance between the electrodes can be further reduced.

上記フラックスは、バインダー樹脂中に分散されていてもよく、導電性粒子の表面上に付着していてもよい。   The said flux may be disperse | distributed in binder resin and may adhere on the surface of electroconductive particle.

上記異方性導電材料は、フラックスの活性度を調整するために、塩基性有機化合物を含んでいてもよい。上記塩基性有機化合物としては、塩酸アニリン及び塩酸ヒドラジン等が挙げられる。   The anisotropic conductive material may contain a basic organic compound in order to adjust the activity of the flux. Examples of the basic organic compound include aniline hydrochloride and hydrazine hydrochloride.

上記接続構造体における導通性と絶縁性とを両立する観点からは、異方性導電材料100重量%中、上記バインダー樹脂の含有量は好ましくは30重量%以上、より好ましくは50重量%以上、更に好ましくは80重量%以上、好ましくは99.99重量%以下、より好ましくは99.9重量%以下である。上記バインダー樹脂の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、隣り合う電極間の短絡を一層防止することができ、かつ異方性導電材料により接続された接続対象部材の接続信頼性をより一層高めることができる。   From the viewpoint of achieving both conductivity and insulation in the connection structure, the content of the binder resin is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, in 100% by weight of the anisotropic conductive material. More preferably, it is 80 weight% or more, Preferably it is 99.99 weight% or less, More preferably, it is 99.9 weight% or less. When the content of the binder resin is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, a short circuit between adjacent electrodes can be further prevented, and the connection reliability of a connection target member connected by an anisotropic conductive material can be improved. It can be further increased.

硬化剤を用いる場合には、上記バインダー樹脂100重量部に対して、上記硬化剤の含有量は好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは0.1重量部以上、好ましくは100重量部以下、より好ましくは50重量部以下である。上記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、上記バインダー樹脂を十分に硬化させることができ、更に硬化後に硬化剤に由来する残渣が生じ難くなる。   When a curing agent is used, the content of the curing agent is preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, preferably 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin. More preferably, it is 50 parts by weight or less. When the content of the curing agent is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the binder resin can be sufficiently cured, and a residue derived from the curing agent is less likely to occur after curing.

上記異方性導電材料100重量%中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上、好ましくは20重量%以下、より好ましく
は10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、隣り合う電極間の短絡を一層防止することができ、かつ電極間の導通信頼性がより一層高くなる。
In 100% by weight of the anisotropic conductive material, the content of the conductive particles is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight. % Or less. When the content of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, short-circuiting between adjacent electrodes can be further prevented, and conduction reliability between the electrodes can be further enhanced.

上記異方性導電材料100重量%中、フラックスの含有量は0重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、好ましくは30重量%以下、より好ましくは25重量%以下である。異方性導電材料は、フラックスを含んでいなくてもよい。フラックスの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだ層の表面に酸化被膜がより一層形成され難くなり、さらに、はんだ層又は電極表面に形成された酸化被膜をより一層効果的に除去できる。   In 100 wt% of the anisotropic conductive material, the flux content is 0 wt% or more, preferably 0.5 wt% or more, preferably 30 wt% or less, more preferably 25 wt% or less. The anisotropic conductive material may not contain a flux. When the flux content is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, an oxide film is more difficult to be formed on the surface of the solder layer, and the oxide film formed on the solder layer or the electrode surface is more effective. Can be removed.

上記異方性導電材料は、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤又は難燃剤等の各種添加剤をさらに含んでいてもよい。   The anisotropic conductive material includes, for example, a filler, an extender, a softener, a plasticizer, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a lubricant, and a charge. Various additives such as an inhibitor or a flame retardant may be further included.

上記バインダー樹脂中に導電性粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。上記バインダー樹脂中に導電性粒子を分散させる方法としては、例えば、バインダー樹脂中に導電性粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、導電性粒子を水又は有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、バインダー樹脂中へ添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、並びにバインダー樹脂を水又は有機溶剤等で希釈した後、導電性粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法等が挙げられる。   The method for dispersing the conductive particles in the binder resin is not particularly limited, and a conventionally known dispersion method can be used. Examples of the method for dispersing the conductive particles in the binder resin include, for example, a method in which the conductive particles are added to the binder resin and then kneaded and dispersed with a planetary mixer or the like. The conductive particles are dispersed in water or an organic solvent. After uniformly dispersing using a homogenizer, etc., adding into a binder resin, kneading and dispersing with a planetary mixer, etc., and after diluting the binder resin with water or an organic solvent, the conductive particles are The method of adding, kneading | mixing with a planetary mixer etc., and dispersing is mentioned.

上記異方性導電材料は、異方性導電ペースト又は異方性導電フィルム等として使用できる。本発明の導電性粒子を含む異方性導電材料が、異方性導電フィルム又は異方性導電シート等のフィルム状の接着剤として使用される場合には、該導電性粒子を含むフィルム状の接着剤に、導電性粒子を含まないフィルム状の接着剤が積層されていてもよい。ただし、上記異方性導電材料は、液状であることが好ましく、異方性導電ペーストであることが好ましい。   The anisotropic conductive material can be used as an anisotropic conductive paste or an anisotropic conductive film. When the anisotropic conductive material containing the conductive particles of the present invention is used as a film-like adhesive such as an anisotropic conductive film or an anisotropic conductive sheet, the film-like shape containing the conductive particles is used. A film-like adhesive that does not contain conductive particles may be laminated on the adhesive. However, the anisotropic conductive material is preferably in a liquid state, and is preferably an anisotropic conductive paste.

(接続構造体の製造方法)
本発明に係る接続構造体の製造方法は、第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材上に、導電性粒子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、第2の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、上記異方性導電材料層により接続部を形成して、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続する工程とを備える。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記導電性粒子として、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された第1の導電層と、該第1の導電層の外側の表面上に配置されておりかつ上記第1の導電層よりも融点が低い第2の導電層とを有する導電性粒子が用いられる。また、本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第1の電極を上面に有する上記第1の接続対象部材を下側、上記第2の電極を下面に有する上記第2の接続対象部材を上側、かつ上記第1,第2の接続対象部材を主面が水平であるように配置した状態において、上記第1,第2の電極を電気的に接続する上記導電性粒子における上記樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、上記第2の導電層は上下非対称に偏在するように、上記中心線に対して上側の領域又は上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在するように、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続する。
(Method for manufacturing connection structure)
In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, an anisotropic conductive material layer using an anisotropic conductive material containing conductive particles is disposed on a first connection target member having a first electrode on an upper surface. A step of laminating a second connection object member having a second electrode on the lower surface on the upper surface of the anisotropic conductive material layer, and forming a connection portion by the anisotropic conductive material layer, Electrically connecting the first electrode and the second electrode with the conductive particles. In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, as the conductive particles, resin particles, a first conductive layer disposed on the surface of the resin particles, and an outer surface of the first conductive layer And conductive particles having a second conductive layer which is disposed in the first conductive layer and has a melting point lower than that of the first conductive layer. Moreover, in the manufacturing method of the connection structure according to the present invention, the second connection target member having the first connection target member having the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface. And the resin particles in the conductive particles that electrically connect the first and second electrodes in a state where the first and second connection target members are arranged so that the main surface is horizontal. The second conductive layer is located in an upper region with respect to the center line or in a lower region with respect to the center line so that the second conductive layer is unevenly distributed in the vertical direction with respect to a center line passing through the center of the center line. The first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles so that 70% by volume to 100% by volume of the conductive layer exists.

接続構造体の耐熱衝撃特性をより一層高める観点からは、上記第1の接続対象部材の線膨張係数が上記第2の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、上記中心線に対して下側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在するよう
に、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続することが好ましい。上記第2の接続対象部材の線膨張係数が上記第1の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、上記中心線に対して上側の領域に上記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在するように、上記導電性粒子により上記第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続することが好ましい。
From the viewpoint of further improving the thermal shock resistance of the connection structure, when the linear expansion coefficient of the first connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the second connection target member, The first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles so that 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer exists in the lower region. It is preferable to do. When the linear expansion coefficient of the second connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the first connection target member, 70% by volume of the second conductive layer in the region above the center line. As described above, it is preferable that the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles so that 100% by volume or less exists.

図1に示す接続構造体1は、具体的には、例えば、図6(a)〜(b)に示す状態を経て、以下のようにして得ることができる。   Specifically, the connection structure 1 shown in FIG. 1 can be obtained as follows, for example, through the states shown in FIGS.

図6(a)に示すように、第1の電極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、複数の導電性粒子21を含む異方性導電材料を用意する。次に、第1の接続対象部材2の上面2aに、複数の導電性粒子21を含む異方性導電材料を用いて、異方性導電材料層3Aを配置する。このとき、第1の電極2b上に、1つ又は複数の導電性粒子21が配置されていることが好ましい。ここでは、上記異方性導電材料として、異方性導電ペーストを用いているので、異方性導電ペーストの配置は、異方性導電ペーストの塗布により行われている。なお、図6(a),(b)では、導電性粒子21は略図的に示されている。   As shown to Fig.6 (a), the 1st connection object member 2 which has the 1st electrode 2b in the upper surface 2a is prepared. In addition, an anisotropic conductive material including a plurality of conductive particles 21 is prepared. Next, the anisotropic conductive material layer 3 </ b> A is disposed on the upper surface 2 a of the first connection target member 2 using an anisotropic conductive material including a plurality of conductive particles 21. At this time, it is preferable that one or a plurality of conductive particles 21 be disposed on the first electrode 2b. Here, since the anisotropic conductive paste is used as the anisotropic conductive material, the anisotropic conductive paste is arranged by applying the anisotropic conductive paste. In addition, in FIG. 6 (a), (b), the electroconductive particle 21 is shown schematically.

次に、図6(b)に示すように、異方性導電材料層3Aの上面3aに、第2の電極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の電極2bと第2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。図6(b)に示す状態では、導電性粒子21における第2の導電層24はまだ溶融していない。第2の接続対象部材4の積層の際に、異方性導電材料層3Aに熱を付与(加熱)することにより、異方性導電材料層3Aを硬化させ、接続部3を形成する。このとき、第2の接続対象部材4の上面を加熱及び加圧して、異方性導電材料層3Aに熱を付与することにより異方性導電材料層3Aを硬化させて、接続部3を形成することが好ましい。加圧によって第1の電極2bと第2の電極4bとで導電性粒子21を圧縮することにより、第1,第2の電極2b,4bと導電性粒子21との接触面積を大きくすることができる。このため、導通信頼性を高めることができる。但し、第2の接続対象部材4の積層の前に、異方性導電材料層3Aに熱を付与してもよい。さらに、第2の接続対象部材4の積層の後に異方性導電材料層3Aに熱を付与してもよい。   Next, as shown in FIG. 6B, the second connection target member 4 having the second 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 first electrode 2b and the second electrode 4b face each other. In the state shown in FIG. 6B, the second conductive layer 24 in the conductive particles 21 is not yet melted. When the second connection target member 4 is laminated, the anisotropic conductive material layer 3 </ b> A is cured by applying (heating) the anisotropic conductive material layer 3 </ b> A to form the connection portion 3. At this time, the upper surface of the second connection target member 4 is heated and pressurized, and the anisotropic conductive material layer 3A is cured by applying heat to the anisotropic conductive material layer 3A to form the connection portion 3. It is preferable to do. The contact area between the first and second electrodes 2b and 4b and the conductive particles 21 can be increased by compressing the conductive particles 21 with the first electrode 2b and the second electrode 4b by pressurization. it can. For this reason, conduction reliability can be improved. However, heat may be applied to the anisotropic conductive material layer 3 </ b> A before the second connection target member 4 is laminated. Furthermore, heat may be applied to the anisotropic conductive material layer 3 </ b> A after the second connection target member 4 is laminated.

異方性導電材料層3Aを硬化させる際の加熱温度は、好ましくは160℃以上、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下である。   The heating temperature for curing the anisotropic conductive material layer 3A is preferably 160 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower.

異方性導電材料層3Aを硬化させることにより、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材4とが、接続部3により接続される。また、第2の導電層24は上下非対称に偏在するように、上記中心線に対して上側の領域又は上記中心線に対して下側の領域に第2の導電層24の70体積%以上、100体積%以下が存在するように、導電性粒子21により第1の電極2bと第2の電極4bとを電気的に接続する。この結果、第1の電極2bと第2の電極4bとが、導電性粒子21により電気的に接続される。このようにして、図1に示す接続構造体1を得ることができる。   By curing the anisotropic conductive material layer 3 </ b> A, the first connection target member 2 and the second connection target member 4 are connected by the connection portion 3. Further, the second conductive layer 24 is unevenly distributed in a vertically asymmetrical manner so that the upper conductive layer 24 is 70% by volume or more of the second conductive layer 24 in the upper region with respect to the center line or the lower region with respect to the center line. The 1st electrode 2b and the 2nd electrode 4b are electrically connected by the electroconductive particle 21 so that 100 volume% or less exists. As a result, the first electrode 2 b and the second electrode 4 b are electrically connected by the conductive particles 21. In this way, the connection structure 1 shown in FIG. 1 can be obtained.

なお、異方性導電材料層3Aは段階的に硬化させてもよい。例えば、熱硬化性と光硬化性とを有する異方性導電材料を用いて、異方性導電材料層3Aに光を照射して、異方性導電材料層3Aの硬化を進行させてBステージ化して、第1の接続対象部材2の上面2aに、Bステージ化された異方性導電材料層を形成した後、Bステージ化された異方性導電材料層に熱を付与して硬化させて、接続部を形成してもよい。   The anisotropic conductive material layer 3A may be cured stepwise. For example, the anisotropic conductive material layer 3A is irradiated with light using an anisotropic conductive material having thermosetting property and photo-curing property, and the anisotropic conductive material layer 3A is cured to be B stage. After forming a B-staged anisotropic conductive material layer on the upper surface 2a of the first connection target member 2, the B-staged anisotropic conductive material layer is cured by applying heat. Thus, a connection portion may be formed.

以下、本発明について、実施例及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)導電性粒子の作製
平均粒子径3μmの高分子樹脂粒子を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に下地ニッケルめっき層(めっき厚:0.1μm)を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、銅層(めっき厚:0.3μm)を形成した。その後、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)を用いて、得られた粒子の銅層の表面上で、はんだ微粉末(錫42重量%とビスマス58重量%とを含む、平均粒子径0.1μm)を溶融させて、銅層の表面上に厚み0.5μmのはんだ層を形成した。
Example 1
(1) Production of conductive particles Polymer resin particles having an average particle diameter of 3 μm were subjected to electroless nickel plating, and a base nickel plating layer (plating thickness: 0.1 μm) was formed on the surface of the resin particles. Next, the resin particles on which the base nickel plating layer was formed were subjected to electrolytic copper plating to form a copper layer (plating thickness: 0.3 μm). Thereafter, using a theta composer (manufactured by Tokuju Kogakusha Co., Ltd.), on the surface of the copper layer of the obtained particles, an average particle diameter of 0.1 μm containing fine solder powder (42% by weight of tin and 58% by weight of bismuth) ) Was melted to form a 0.5 μm thick solder layer on the surface of the copper layer.

このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されており、該銅層の表面上にはんだ層(錫:ビスマス=42重量%:58重量%)が形成されている導電性粒子Aを作製した。銅層の融点は1084℃であった。はんだ層(錫を42重量%含む)の融点は138℃であった。   Thus, the conductive particle A in which the copper layer is formed on the surface of the resin particle, and the solder layer (tin: bismuth = 42 wt%: 58 wt%) is formed on the surface of the copper layer. Was made. The melting point of the copper layer was 1084 ° C. The melting point of the solder layer (containing 42% by weight of tin) was 138 ° C.

(2)異方性導電ペーストの作製
エポキシ樹脂であるエピコート828(三菱化学社製)90重量部及びエピコート1001(三菱化学社製)10重量部と、アミンアダクト系硬化剤であるPN−23J(味の素ファインテクノ社製)10重量部と、得られた導電性粒子A10重量部とを配合した後、遊星式攪拌機を用いて2000rpmで5分間攪拌することにより、異方性導電ペーストである異方性導電材料を得た。
(2) Production of anisotropic conductive paste 90 parts by weight of Epicoat 828 (manufactured by Mitsubishi Chemical) which is an epoxy resin and 10 parts by weight of Epicoat 1001 (manufactured by Mitsubishi Chemical) and PN-23J which is an amine adduct curing agent ( After mixing 10 parts by weight of Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd. and 10 parts by weight of the resulting conductive particles A, the anisotropically conductive paste is stirred by stirring at 2000 rpm for 5 minutes using a planetary stirrer. Conductive material was obtained.

金電極(第1の電極)が上面に配置されたFR−4基板(第1の接続対象部材)を用意した。また、金電極(第2の電極)が下面に配置された半導体チップ(第2の接続対象部材)を用意した。接触部の面積は90000imである。なお、FR−4基板の線膨張係数は、半導体チップの線膨張係数よりも大きい。   An FR-4 substrate (first connection target member) having a gold electrode (first electrode) disposed on the upper surface was prepared. In addition, a semiconductor chip (second connection target member) having a gold electrode (second electrode) disposed on the lower surface was prepared. The area of the contact portion is 90000 im. Note that the linear expansion coefficient of the FR-4 substrate is larger than the linear expansion coefficient of the semiconductor chip.

上記FR−4基板の上面に、得られた異方性導電材料を用いて、厚さ10μmとなるように異方性導電材料層を形成した。次に、異方性導電材料層の上面に半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。その後、異方性導電材料層の温度が200℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せて加圧しながら、異方性導電材料層を硬化させて、接続構造体を得た。   An anisotropic conductive material layer was formed on the upper surface of the FR-4 substrate so as to have a thickness of 10 μm using the obtained anisotropic conductive material. Next, a semiconductor chip was stacked on the upper surface of the anisotropic conductive material layer so that the electrodes face each other. Then, the anisotropic conductive material layer is cured while adjusting the temperature of the head so that the temperature of the anisotropic conductive material layer becomes 200 ° C. and placing a pressure heating head on the upper surface of the semiconductor chip and applying pressure. Thus, a connection structure was obtained.

得られた接続構造体では、はんだ層が溶融して、第2の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第2の電極と接触しており、導電性粒子Aが図7(a)に示す状態となっていた。導電性粒子Aにおける樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、はんだ層は上下非対称に偏在しており、中心線に対して下側の領域にはんだ層の75体積%が存在していた(図示していない上側の領域にはんだ層の一部が存在する)。また、上記中心線に対して、はんだ層は左右非対称に偏在していた。   In the obtained connection structure, the solder layer was melted and solidified after wetting and spreading on the surface of the second electrode. In the obtained connection structure, the copper layer was in contact with the second electrode, and the conductive particles A were in the state shown in FIG. With respect to the center line passing through the center of the resin particle in the conductive particle A, the solder layer is unevenly distributed in the vertical direction, and 75% by volume of the solder layer is present in the region below the center line ( (A part of the solder layer exists in the upper region not shown). Moreover, the solder layer was unevenly distributed with respect to the center line.

(実施例2)
導電性粒子の作製の際に、はんだ層の厚みを0.5μmから0.7μmに変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子Bを作製した。導電性粒子Aを、得られた導電性粒子B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及び接続構造体を作製した。
(Example 2)
Conductive particles B were prepared in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the solder layer was changed from 0.5 μm to 0.7 μm when the conductive particles were prepared. An anisotropic conductive paste and a connection structure were produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive particles A were changed to the obtained conductive particles B.

得られた接続構造体では、はんだ層が溶融して、第1の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第1の電極と接触しており、導電性粒子Bが図7(b)に示す状態となっていた。導電性粒子Bにおける樹脂粒子の中心
を通る中心線に対して、はんだ層は上下非対称に偏在しており、中心線に対して下側の領域にはんだ層の85体積%が存在していた(図示していない上側の領域にもはんだ層の一部が存在する)。また、上記中心線に対して、はんだ層は左右非対称に偏在していた。
In the obtained connection structure, the solder layer was melted and solidified after wetting and spreading on the surface of the first electrode. In the obtained connection structure, the copper layer was in contact with the first electrode, and the conductive particles B were in the state shown in FIG. With respect to the center line passing through the center of the resin particle in the conductive particle B, the solder layer is unevenly distributed in the vertical direction, and 85% by volume of the solder layer is present in the region below the center line ( A part of the solder layer is also present in the upper region (not shown)). Moreover, the solder layer was unevenly distributed with respect to the center line.

(比較例1)
導電性粒子の作製の際に、はんだ層の厚みを0.5μmから0.2μmに変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子Cを作製した。導電性粒子Aを、得られた導電性粒子C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及び接続構造体を作製した。
(Comparative Example 1)
Conductive particles C were prepared in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the solder layer was changed from 0.5 μm to 0.2 μm when the conductive particles were manufactured. An anisotropic conductive paste and a connection structure were produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive particles A were changed to the obtained conductive particles C.

得られた接続構造体では、はんだ層が溶融して、第1,第2の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第1の電極と接触しており、導電性粒子Cが図8(a)に示す状態となっていた。導電性粒子Cにおける樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、はんだ層は上下対称及び左右対称に存在していた。   In the obtained connection structure, the solder layer was melted and solidified after wetting and spreading on the surfaces of the first and second electrodes. In the obtained connection structure, the copper layer was in contact with the first electrode, and the conductive particles C were in the state shown in FIG. With respect to the center line passing through the center of the resin particles in the conductive particles C, the solder layers existed vertically and symmetrically.

(比較例2)
はんだ粒子X(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径5μm)を用意した。導電性粒子Aを上記はんだ粒子X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及び接続構造体を作製した。
(Comparative Example 2)
Solder particles X (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%, average particle size 5 μm) were prepared. An anisotropic conductive paste and a connection structure were produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive particles A were changed to the solder particles X.

得られた接続構造体では、はんだ粒子Xが溶融し溶融して、第1,第2の電極の表面上を濡れ拡がった後に後に固化していた。得られた接続構造体では、はんだ粒子Xが第1,第2の電極と接触しており、はんだ粒子Xが図8(b)に示す状態となっていた。   In the obtained connection structure, the solder particles X were melted and melted and solidified after wetting and spreading on the surfaces of the first and second electrodes. In the obtained connection structure, the solder particles X are in contact with the first and second electrodes, and the solder particles X are in the state shown in FIG.

(比較例3)
(1)導電性粒子の作製
平均粒子径3μmの高分子樹脂粒子を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面に下地ニッケルめっき層(めっき厚:0.1μm)を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、銅層(めっき厚:0.3μm)を形成した。このようにして、樹脂粒子の表面上に銅層が形成されている導電性粒子Dを作製した。
(Comparative Example 3)
(1) Production of conductive particles Polymer resin particles having an average particle diameter of 3 μm were subjected to electroless nickel plating, and a base nickel plating layer (plating thickness: 0.1 μm) was formed on the surface of the resin particles. Next, the resin particles on which the base nickel plating layer was formed were subjected to electrolytic copper plating to form a copper layer (plating thickness: 0.3 μm). Thus, the electroconductive particle D in which the copper layer was formed on the surface of the resin particle was produced.

(2)異方性導電ペースト及び接続構造体の作製
導電性粒子Aを、得られた導電性粒子D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。
(2) Production of anisotropic conductive paste and connection structure A connection structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive particles A were changed to the obtained conductive particles D.

得られた接続構造体では、導電性粒子Dにおける銅層が第1,第2の電極と接触しており、導電性粒子Dが図8(c)に示す状態となっていた。   In the obtained connection structure, the copper layer in the conductive particles D was in contact with the first and second electrodes, and the conductive particles D were in the state shown in FIG.

(比較例4)
(1)導電性粒子の作製
平均粒子径3μmの銅粒子を用意した。シータコンポーザ(徳寿工作所社製)を用いて、上記銅粒子の表面上で、はんだ微粉末(錫42重量%とビスマス58重量%とを含む、平均粒子径0.5μm)を溶融させて、銅粒子の表面上に厚み0.5μmのはんだ層を形成した。
(Comparative Example 4)
(1) Production of conductive particles Copper particles having an average particle diameter of 3 μm were prepared. Using a theta composer (manufactured by Tokuju Kogakusha Co., Ltd.), on the surface of the copper particles, solder fine powder (containing 42 wt% tin and 58 wt% bismuth, average particle size 0.5 μm) is melted, A solder layer having a thickness of 0.5 μm was formed on the surface of the copper particles.

このようにして、銅粒子の表面上にはんだ層(錫:ビスマス=42重量%:58重量%)が形成されている導電性粒子Yを作製した。銅粒子の融点は1084℃であった。はんだ層(錫を42重量%含む)の融点は138℃であった。   Thus, the electroconductive particle Y in which the solder layer (Tin: bismuth = 42 weight%: 58 weight%) is formed on the surface of a copper particle was produced. The melting point of the copper particles was 1084 ° C. The melting point of the solder layer (containing 42% by weight of tin) was 138 ° C.

(2)異方性導電ペースト及び接続構造体の作製
導電性粒子Aを、得られた導電性粒子Y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及び接続構造体を作製した。
(2) Production of anisotropic conductive paste and connection structure An anisotropic conductive paste and connection structure were obtained in the same manner as in Example 1 except that the conductive particles A were changed to the obtained conductive particles Y. Was made.

得られた接続構造体では、はんだ層が溶融して、第2の電極の表面上を濡れ拡がった後に固化していた。また、得られた接続構造体では、銅層が第2の電極と接触しており、導電性粒子Yが図8(d)に示す状態となっていた。導電性粒子Yにおける樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、はんだ層は上下非対称に偏在しており、中心線に対して下側の領域にはんだ層の75体積%が存在していた(図示しない上側の領域にもはんだ層の一部が存在する)。また、上記中心線に対して、はんだ層は左右非対称に偏在していた。   In the obtained connection structure, the solder layer was melted and solidified after wetting and spreading on the surface of the second electrode. In the obtained connection structure, the copper layer was in contact with the second electrode, and the conductive particles Y were in the state shown in FIG. With respect to the center line passing through the center of the resin particle in the conductive particle Y, the solder layer is unevenly distributed up and down asymmetrically, and 75% by volume of the solder layer is present in the region below the center line ( A part of the solder layer also exists in the upper region (not shown)). Moreover, the solder layer was unevenly distributed with respect to the center line.

(評価)
(1)横方向に隣接する電極間の絶縁性試験
得られた接続構造体において、隣接する電極間のリークの有無を、テスターで抵抗を測定することにより評価した。抵抗が500MΩを越える場合にリーク無として結果を「○」、抵抗が500MΩ以下である場合にリーク有として結果を「×」と判定した。
(Evaluation)
(1) Insulation test between electrodes adjacent in the lateral direction In the obtained connection structure, the presence or absence of leakage between adjacent electrodes was evaluated by measuring resistance with a tester. When the resistance exceeded 500 MΩ, it was determined that there was no leakage, and the result was “◯”. When the resistance was 500 MΩ or less, the result was determined as having leakage, and the result was determined as “X”.

(2)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。10つ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。上下の電極間の導通試験を下記の判定基準で判定した。
(2) Conduction 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 10 connection resistances 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. The continuity test between the upper and lower electrodes was determined according to the following criteria.

[上下の電極間の導通試験の判定基準]
○:接続抵抗の平均値が2Ω以下
△:接続抵抗の平均値が2Ωを超え、4Ω以下
×:接続抵抗の平均値が4Ωを超える
[Criteria for continuity test between upper and lower electrodes]
○: The average value of connection resistance is 2Ω or less △: The average value of connection resistance exceeds 2Ω, 4Ω or less ×: The average value of connection resistance exceeds 4Ω

(3)耐熱衝撃特性
得られた接続構造体をそれぞれ20個用意し、−20℃で30分間保持し、次に80℃まで昇温させて30分間保持した後、−30℃まで降温する過程を1サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。500サイクル後及び1000サイクル後にそれぞれ、10個の接続構造体を取り出した。
(3) Thermal shock characteristics Process of preparing 20 each of the obtained connection structures, holding at −20 ° C. for 30 minutes, then raising the temperature to 80 ° C., holding for 30 minutes, and then lowering the temperature to −30 ° C. A cold cycle test was carried out with 1 cycle. Ten connection structures were taken out after 500 cycles and 1000 cycles, respectively.

500サイクル及び1000サイクルの冷熱サイクル試験後の10個の接続構造体について、上下の電極間の導通不良が生じているか否かを評価した。10個の接続構造体のうち、導通不良が生じている個数が0個である場合を「○○」、導通不良が生じている個数が1個である場合を「○」、2〜3個である場合を「△」、4個以上である場合を「×」、未評価を「−」と判定した。   About 10 connection structures after the 500 cycles and 1000 cycles of the thermal cycle test, whether or not poor conduction between the upper and lower electrodes occurred was evaluated. Of the 10 connecting structures, “◯◯” indicates that the number of defective conduction is 0, and “◯” indicates that the number of defective conduction is one, 2 to 3 The case of “Δ” was judged as “Δ”, the case of four or more was judged as “×”, and the unrated was judged as “−”.

結果を下記の表1に示す。なお、下記の表1において、「−」は評価していないことを示す。   The results are shown in Table 1 below. In Table 1 below, “−” indicates that evaluation is not performed.

1…接続構造体
2…第1の接続対象部材
2a…上面
2b…第1の電極
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…第2の電極
21…導電性粒子
21A〜21C…導電性粒子
22…樹脂粒子
22a…表面
23…第1の導電層
23a…表面
24…第2の導電層
24A〜24C…第2の導電層
31…導電性粒子
32…第1の導電層
32a…表面
32A…内側の第1の導電層
32B…外側の第1の導電層
33…第2の導電層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Connection structure 2 ... 1st connection object member 2a ... Upper surface 2b ... 1st electrode 3 ... Connection part 3a ... Upper surface 3A ... Anisotropic conductive material layer 4 ... 2nd connection object member 4a ... Lower surface 4b ... 2nd electrode 21 ... Conductive particle 21A-21C ... Conductive particle 22 ... Resin particle 22a ... Surface 23 ... 1st conductive layer 23a ... Surface 24 ... 2nd conductive layer 24A-24C ... 2nd conductive layer 31 ... Conductive particles 32 ... First conductive layer 32a ... Surface 32A ... Inner first conductive layer 32B ... Outer first conductive layer 33 ... Second conductive layer

Claims (10)

第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材と、
第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材の上面と前記第2の接続対象部材の下面との間に配置されており、かつ導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された接続部とを備え、
前記第1,第2の電極が前記導電性粒子により電気的に接続されており、
前記導電性粒子が、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された第1の導電層と、該第1の導電層の外側の表面上に配置されておりかつ前記第1の導電層よりも融点が低い第2の導電層とを有し、
前記第1の接続対象部材を下側、前記第2の接続対象部材を上側、かつ前記第1,第2の接続対象部材を主面が水平であるように配置した状態において、前記第1,第2の電極を電気的に接続している前記導電性粒子における前記樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、前記第2の導電層は上下非対称に偏在しており、前記中心線に対して上側の領域又は前記中心線に対して下側の領域に前記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在する、接続構造体。
A first connection object member having a first electrode on its upper surface;
A second connection target member having a second electrode on the lower surface;
A connection portion that is disposed between an upper surface of the first connection target member and a lower surface of the second connection target member and is formed of an anisotropic conductive material including conductive particles;
The first and second electrodes are electrically connected by the conductive particles;
The conductive particles are resin particles, a first conductive layer disposed on the surface of the resin particles, and the first conductive layer disposed on the outer surface of the first conductive layer. A second conductive layer having a lower melting point than
In the state where the first connection target member is disposed on the lower side, the second connection target member is disposed on the upper side, and the first and second connection target members are disposed such that the main surface is horizontal, With respect to the center line passing through the center of the resin particles in the conductive particles electrically connected to the second electrode, the second conductive layer is unevenly distributed in an up-and-down asymmetric manner with respect to the center line. A connection structure in which 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer is present in an upper region or a region lower than the center line.
前記第1の接続対象部材の線膨張係数が前記第2の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、前記中心線に対して下側の領域に前記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在し、
前記第2の接続対象部材の線膨張係数が前記第1の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、前記中心線に対して上側の領域に前記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在する、請求項1に記載の接続構造体。
When the linear expansion coefficient of the first connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the second connection target member, 70 volumes of the second conductive layer are formed in a region below the center line. % To 100% by volume,
When the linear expansion coefficient of the second connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the first connection target member, 70% by volume of the second conductive layer in the region above the center line. The connection structure according to claim 1, wherein 100% by volume or less is present.
前記第1,第2の電極を電気的に接続している前記導電性粒子における前記第1の導電層が、前記第1の電極と前記第2の電極とに接触している、請求項1又は2に記載の接続構造体。   The first conductive layer in the conductive particles electrically connecting the first and second electrodes is in contact with the first electrode and the second electrode. Or the connection structure of 2. 前記第2の導電層の融点が、前記第1の導電層の最外層の融点よりも50℃以上低い、請求項1〜3のいずれか1項に記載の接続構造体。   The connection structure according to claim 1, wherein the melting point of the second conductive layer is 50 ° C. or lower than the melting point of the outermost layer of the first conductive layer. 前記第2の導電層の融点が100℃以上、250℃以下であり、かつ前記第1の導電層の最外層の融点が300℃以上である、請求項4に記載の接続構造体。   The connection structure according to claim 4, wherein the melting point of the second conductive layer is 100 ° C. or more and 250 ° C. or less, and the melting point of the outermost layer of the first conductive layer is 300 ° C. or more. 第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材上に、導電性粒子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、第2の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、
前記異方性導電材料層により接続部を形成して、前記導電性粒子により前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接続する工程とを備え、
前記導電性粒子として、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された第1の導電層と、該第1の導電層の外側の表面上に配置されておりかつ前記第1の導電層よりも融点が低い第2の導電層とを有する導電性粒子を用いて、
前記第1の接続対象部材を下側、前記第2の接続対象部材を上側、かつ前記第1,第2の接続対象部材を主面が水平であるように配置した状態において、前記第1,第2の電極を電気的に接続する前記導電性粒子における前記樹脂粒子の中心を通る中心線に対して、前記第2の導電層は上下非対称に偏在するように、前記中心線に対して上側の領域又は前記中心線に対して下側の領域に前記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在するように、前記導電性粒子により前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接続する、接続構造体の製造方法。
Disposing an anisotropic conductive material layer using an anisotropic conductive material containing conductive particles on a first connection target member having a first electrode on an upper surface;
Laminating a second connection target member having a second electrode on the lower surface on the upper surface of the anisotropic conductive material layer;
Forming a connection portion with the anisotropic conductive material layer, and electrically connecting the first electrode and the second electrode with the conductive particles,
As the conductive particles, resin particles, a first conductive layer disposed on the surface of the resin particles, a first conductive layer disposed on the outer surface of the first conductive layer, and the first conductive layer Using conductive particles having a second conductive layer having a lower melting point than
In the state where the first connection target member is disposed on the lower side, the second connection target member is disposed on the upper side, and the first and second connection target members are disposed such that the main surface is horizontal, The second conductive layer is located above the center line so that the second conductive layer is asymmetrically distributed in the vertical direction with respect to the center line passing through the center of the resin particle in the conductive particle electrically connecting the second electrode. The first electrode and the second electrode are formed by the conductive particles so that 70% by volume or more and 100% by volume or less of the second conductive layer exists in a region below the center line or a region below the center line. The manufacturing method of the connection structure which electrically connects with the electrode of.
前記第1の接続対象部材の線膨張係数が前記第2の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、前記中心線に対して下側の領域に前記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在するように、前記導電性粒子により前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接続し、
前記第2の接続対象部材の線膨張係数が前記第1の接続対象部材の線膨張係数よりも大きい場合には、前記中心線に対して上側の領域に前記第2の導電層の70体積%以上、100体積%以下が存在するように、前記導電性粒子により前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接続する、請求項6に記載の接続構造体の製造方法。
When the linear expansion coefficient of the first connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the second connection target member, 70 volumes of the second conductive layer are formed in a region below the center line. %, And the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles so that there is 100% by volume or less.
When the linear expansion coefficient of the second connection target member is larger than the linear expansion coefficient of the first connection target member, 70% by volume of the second conductive layer in the region above the center line. The manufacturing method of the connection structure according to claim 6, wherein the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles so that 100% by volume or less exists.
前記第1,第2の電極を電気的に接続する前記導電性粒子における前記第1の導電層が、前記第1の電極と前記第2の電極とに接触するように、前記導電性粒子により前記第1の電極と前記第2の電極とを電気的に接続する、請求項6又は7に記載の接続構造体の製造方法。   By the conductive particles, the first conductive layer in the conductive particles electrically connecting the first and second electrodes is in contact with the first electrode and the second electrode. The manufacturing method of the connection structure of Claim 6 or 7 which electrically connects a said 1st electrode and a said 2nd electrode. 前記導電性粒子として、前記第2の導電層の融点が、前記第1の導電層の最外層の融点よりも50℃以上低い導電性粒子を用いる、請求項6〜8のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。   9. The conductive particle according to claim 6, wherein the conductive particle is a conductive particle whose melting point of the second conductive layer is lower by 50 ° C. or more than the melting point of the outermost layer of the first conductive layer. The manufacturing method of the connection structure of description. 前記導電性粒子として、前記第2の導電層の融点が100℃以上、250℃以下であり、かつ前記第1の導電層の最外層の融点が300℃以上である導電性粒子を用いる、請求項9に記載の接続構造体の製造方法。   As the conductive particles, conductive particles in which the melting point of the second conductive layer is 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower and the melting point of the outermost layer of the first conductive layer is 300 ° C. or higher are used. Item 10. A method for manufacturing a connection structure according to Item 9.
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