JP2012175038A - 接続構造体の製造方法及び異方性導電材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る接続構造体1の製造方法は、電極2bを上面2aに有する第1の接続対象部材2上に、異方性導電材料を用いた異方性導電材料層3Aを配置する工程と、異方性導電材料層3Aに光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が5重量%以上、30重量%以下となるように、異方性導電材料層3AをBステージ化する工程と、Bステージ化された異方性導電材料層3Bの上面3aに、電極4bを下面4aに有する第2の接続対象部材4をさらに積層する工程とを備える。上記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と、光硬化性化合物と、熱硬化剤と、光硬化開始剤と、導電性粒子5とを含有する異方性導電材料が用いられる。
【選択図】図1
Description
W1:メチルエチルケトン浸漬前のBステージ化された異方性導電材料の重量
W2:乾燥後のBステージ化された異方性導電材料の残留物の重量
P:Bステージ化された異方性導電材料に含まれる導電性粒子の重量
上記熱硬化性化合物は熱硬化性を有する。上記熱硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
光の照射によって硬化するように、上記異方性導電材料は、光硬化性化合物を含む。光の照射により光硬化性化合物を半硬化(Bステージ化)させ、硬化性組成物の流動性を低下させることができる。
上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、従来公知の熱硬化剤を用いることができる。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記光硬化開始剤は特に限定されない。上記光硬化開始剤として、従来公知の光硬化開始剤を用いることができる。上記光硬化開始剤は、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。
上記異方性導電材料に含まれている導電性粒子は、第1,第2の接続対象部材の電極間を電気的に接続する。上記導電性粒子は、導電性を有する粒子であれば特に限定されない。導電性粒子の導電層の表面が絶縁層により被覆されていてもよい。この場合には、接続対象部材の接続時に、導電層と電極との間の絶縁層が排除される。上記導電性粒子としては、例えば、有機粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子もしくは金属粒子等の表面を金属層で被覆した導電性粒子、並びに実質的に金属のみで構成される金属粒子等が挙げられる。上記金属層は特に限定されない。上記金属層としては、金層、銀層、銅層、ニッケル層、パラジウム層及び錫を含有する金属層等が挙げられる。
上記異方性導電材料は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、異方性導電材料の硬化物の潜熱膨張を抑制できる。上記フィラーの具体例としては、シリカ、窒化アルミニウム及びアルミナ等が挙げられる。フィラーは1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(1)異方性導電ペーストの調製
下記式(1B)で表される構造を有するエピスルフィド化合物を用意した。
L/Sが15μm/15μmのAl−4%Ti電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板(第1の接続対象部材)を用意した。また、L/Sが15μm/15μm、1電極あたりの電極面積が1500μm2の銅電極パターンが下面に形成された半導体チップ(第2の接続対象部材)を用意した。
光硬化性化合物であるエポキシアクリレートの配合量を、8重量部から5重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
光硬化性化合物であるエポキシアクリレートの配合量を、8重量部から11重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
異方性導電ペーストの調製の際に、エポキシアクリレートをウレタンアクリレート(ダイセル・サイテック社製「EBECRYL8804」、(メタ)アクリロイル基を2個有する、分子量1300)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして接続構造体を得た。
光硬化性化合物であるエポキシアクリレートの配合量を、8重量部から4重量部に変更したこと、および異方性導電ペーストの調製の際に、光硬化性化合物として単官能アクリレート(新中村化学社製「AMP―20GY」、(メタ)アクリロイル基を1個有する、分子量236)を4重量部に追加したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして接続構造体を得た。
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子を上記配合物100重量%中での含有量を15重量%となるように用いたこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子の含有量が15重量%である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子を上記配合物100重量%中での含有量を1重量%となるように用いたこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子の含有量が1重量%である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
下記式(2B)で表されるエピスルフィド化合物を用意した。
接続構造体を作製する際に、紫外線を下記の表1に示す照射エネルギーとなるように異方性導電ペースト層に照射したこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
異方性導電ペーストの作製の際に、エポキシアクリレートと、光重合開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物とを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペースト100重量%中、導電性粒子の含有量は4重量%であった。
(1)ゲル分率
L/Sが15μm/15μmのAl−4%Ti電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板(第1の接続対象部材)を用意した。この透明ガラス基板上に、得られた異方性導電ペーストを厚さ20μmとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、紫外線照射ランプを用いて、紫外線を下記の表1に示す照射エネルギー(実施例及び比較例における各接続構造体の作製時と同様の条件)となるように異方性導電ペースト層に照射し、光重合によって異方性導電ペースト層を半硬化させ、Bステージ化した。
実施例及び比較例における接続構造体をそれぞれ100個用意した。得られた接続構造体において、透明ガラス基板の電極と半導体チップの電極との間に位置ずれが生じているか否かを評価した。位置ずれを下記の基準で判定した。
○○:100個の接続構造体中全てで、ずれ幅5μm以下の電極間の位置ずれなし
○:100個の接続構造体中、ずれ幅10μm以下の僅かな電極間の位置ずれがある接続構造体が存在するものの、位置ずれは小さく、全ての接続構造体が使用可能
×:100個の接続構造体中、ずれ幅10μmを超える電極間の位置ずれがある接続構造体が存在する
得られた接続構造体における100箇所の導電性粒子と電極との接続部分について、電極に形成された圧痕の状態を観察した。
○○:100箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均25個以上
○:100箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均5個以上、25個未満
×:100箇所の接続部分中、明らかな球状の圧痕が平均5個未満
得られた20個の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25箇所で測定した。全ての電極間で接続抵抗が20Ω以下である場合を「○」、1箇所でも接続抵抗が20Ωを超える場合を「×」と判定した。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。
実施例1〜5で得られた異方性導電ペーストに、紫外線照射ランプを用いて、紫外線を下記の表1に示す照射エネルギー(実施例及び比較例における各接続構造体の作製時と同様の条件)で照射して、Bステージ化した異方性導電ペースト層(異方性導電材料層)を用意した。赤外分光光度計(IR)により、光照射前の異方性導電ペーストにおける光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度と、光照射後の異方性導電ペーストにおける光硬化性化合物及び熱硬化性化合物の強度との比から、反応率を算出した。
2…第1の接続対象部材
2a…上面
2b…電極
2c…凹部
3…接続部
3a…上面
3A…異方性導電材料層
3B…Bステージ化された異方性導電材料層
4…第2の接続対象部材
4a…下面
4b…電極
5…導電性粒子
Claims (10)
- 電極を上面に有する第1の接続対象部材上に、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に光を照射することにより硬化を進行させて、ゲル分率が5重量%以上、30重量%以下となるように、前記異方性導電材料層をBステージ化する工程と、
Bステージ化された異方性導電材料層の上面に、電極を下面に有する第2の接続対象部材をさらに積層する工程とを備え、
前記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と、光硬化性化合物と、熱硬化剤と、光硬化開始剤と、導電性粒子とを含有する異方性導電材料を用いる、接続構造体の製造方法。 - 前記異方性導電材料として、前記熱硬化性化合物100重量部に対する前記光硬化性化合物の含有量が20重量部以上、80重量部以下である異方性導電材料を用いる、請求項1に記載の接続構造体の製造方法。
- 前記光硬化性化合物として、(メタ)アクリロイル基を有する光硬化性化合物を用いる、請求項1又は2に記載の接続構造体の製造方法。
- 前記光硬化性化合物として、分子量が100以上、3000以下であり、かつ(メタ)アクリロイル基を1個又は2個有する光硬化性化合物を用いる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。
- 前記異方性導電材料として、異方性導電ペーストを用いる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。
- 熱硬化性化合物と、光硬化性化合物と、熱硬化剤と、光硬化開始剤と、導電性粒子とを含有し、
光の照射により硬化が進行され、Bステージ化した後のゲル分率が5重量%以上、30重量%以下である、異方性導電材料。 - 前記熱硬化性化合物100重量部に対して、前記光硬化性化合物の含有量が20重量部以上、80重量部以下である、請求項6に記載の異方性導電材料。
- 前記光硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有する、請求項6又は7に記載の異方性導電材料。
- 前記光硬化性化合物の分子量が100以上、3000以下であり、かつ前記光硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基を1個又は2個有する、請求項6〜8のいずれか1項に記載の異方性導電材料。
- 異方性導電ペーストである、請求項6〜9のいずれか1項に記載の異方性導電材料。
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- 2011-02-24 JP JP2011038223A patent/JP2012175038A/ja active Pending
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