JP2016058389A - Manufacturing method of connection structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、はんだ粒子を含む導電ペーストを用いる接続構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a connection structure using a conductive paste containing solder particles.
異方性導電ペースト及び異方性導電フィルム等の異方性導電材料が広く知られている。上記異方性導電材料では、バインダー樹脂中に導電性粒子が分散されている。 Anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive pastes and anisotropic conductive films are widely known. In the anisotropic conductive material, conductive particles are dispersed in a binder resin.
上記異方性導電材料は、各種の接続構造体を得るために、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))、半導体チップとガラス基板との接続(COG(Chip on Glass))、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続(FOB(Film on Board))等に使用されている。 In order to obtain various connection structures, the anisotropic conductive material is, for example, a connection between a flexible printed circuit board and a glass substrate (FOG (Film on Glass)) or a connection between a semiconductor chip and a flexible printed circuit board (COF ( Chip on Film)), connection between a semiconductor chip and a glass substrate (COG (Chip on Glass)), connection between a flexible printed circuit board and a glass epoxy substrate (FOB (Film on Board)), and the like.
上記異方性導電材料により、例えば、フレキシブルプリント基板の電極とガラスエポキシ基板の電極とを電気的に接続する際には、ガラスエポキシ基板上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を配置する。次に、フレキシブルプリント基板を積層して、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、導電性粒子を介して電極間を電気的に接続して、接続構造体を得る。 For example, when electrically connecting the electrode of the flexible printed circuit board and the electrode of the glass epoxy substrate by the anisotropic conductive material, an anisotropic conductive material containing conductive particles is disposed on the glass epoxy substrate. To do. Next, a flexible printed circuit board is laminated, and heated and pressurized. As a result, the anisotropic conductive material is cured, and the electrodes are electrically connected via the conductive particles to obtain a connection structure.
上記異方性導電材料の一例として、下記の特許文献1には、熱硬化性樹脂を含む樹脂層と、はんだ粉と、硬化剤とを含み、上記はんだ粉と上記硬化剤とが上記樹脂層中に存在する接着テープが開示されている。この接着テープは、フィルム状であり、ペースト状ではない。 As an example of the anisotropic conductive material, the following Patent Document 1 includes a resin layer containing a thermosetting resin, solder powder, and a curing agent, and the solder powder and the curing agent include the resin layer. An adhesive tape present therein is disclosed. This adhesive tape is in the form of a film, not a paste.
また、特許文献1では、上記接着テープを用いた接着方法が開示されている。具体的には、第一基板、接着テープ、第二基板、接着テープ、及び第三基板を下からこの順に積層して、積層体を得る。このとき、第一基板の表面に設けられた第一電極と、第二基板の表面に設けられた第二電極とを対向させる。また、第二基板の表面に設けられた第二電極と第三基板の表面に設けられた第三電極とを対向させる。そして、積層体を所定の温度で加熱して接着する。これにより、接続構造体を得る。 Patent Document 1 discloses a bonding method using the above-mentioned adhesive tape. Specifically, a first substrate, an adhesive tape, a second substrate, an adhesive tape, and a third substrate are laminated in this order from the bottom to obtain a laminate. At this time, the first electrode provided on the surface of the first substrate is opposed to the second electrode provided on the surface of the second substrate. Moreover, the 2nd electrode provided in the surface of the 2nd board | substrate and the 3rd electrode provided in the surface of the 3rd board | substrate are made to oppose. Then, the laminate is heated and bonded at a predetermined temperature. Thereby, a connection structure is obtained.
特許文献1に記載の接着テープは、フィルム状であり、ペースト状ではない。このため、はんだ粉を電極(ライン)上に効率的に配置することは困難である。例えば、特許文献1に記載の接着テープでは、はんだ粉の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)にも配置されやすい。電極が形成されていない領域に配置されたはんだ粉は、電極間の導通に寄与しない。 The adhesive tape described in Patent Document 1 is in a film form and not in a paste form. For this reason, it is difficult to efficiently arrange the solder powder on the electrodes (lines). For example, in the adhesive tape described in Patent Document 1, a part of the solder powder is easily placed in a region (space) where no electrode is formed. Solder powder disposed in a region where no electrode is formed does not contribute to conduction between the electrodes.
また、特許文献1には記載されていない新たな課題として、はんだ粒子を含む導電ペーストを用いて、3個以上の接続対象部材を接続し、中間に位置する接続対象部材の両面の電極を、下方に位置する接続対象部材の上面の電極と、上方に位置する接続対象部材の下面の電極とに電気的に接続する場合に、はんだ粉が電極間に効率的に集まらないことがあることが本発明者により見出された。 In addition, as a new problem that is not described in Patent Document 1, using a conductive paste containing solder particles, connecting three or more connection target members, the electrodes on both sides of the connection target member located in the middle, When electrically connecting to the electrode on the upper surface of the connection target member positioned below and the electrode on the lower surface of the connection target member positioned above, the solder powder may not be efficiently collected between the electrodes. Found by the inventor.
本発明の目的は、はんだ粒子を電極間に効率的に配置することができ、電極間の導通信頼性を高めることができる接続構造体の製造方法を提供することである。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the connection structure which can arrange | position solder particles efficiently between electrodes and can improve the conduction | electrical_connection reliability between electrodes.
本発明の広い局面によれば、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペーストを用いて、少なくとも1つの第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材と、少なくとも1つの第2の電極を上面に有しかつ少なくとも1つの第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材とが、導電性粒子を含む第1の接続部により接続されており、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とが前記導電性粒子に由来する第1の導電部により電気的に接続されている積層体を用いて、かつ、少なくとも1つの第3の電極を下面に有する第3の接続対象部材を用いて、前記積層体における前記第2の接続対象部材の上面上に、前記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、前記第2の導電ペースト層の上面上に、前記第3の接続対象部材を下面側から、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とが対向するように配置する工程と、前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第2の導電ペースト層を加熱することで、前記第2の接続対象部材と前記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とを、前記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備え、前記第2の接続対象部材として、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極が対向しておらず、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる、接続構造体の製造方法が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, using a second conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles, a first connection target member having at least one first electrode on the upper surface, and at least A second connection object member having one second electrode on the upper surface and at least one second electrode on the lower surface is connected by a first connection portion containing conductive particles, Using a laminate in which the first electrode and the second electrode on the lower surface are electrically connected by a first conductive portion derived from the conductive particles, and at least one third electrode A step of disposing a second conductive paste layer using the second conductive paste on the upper surface of the second connection target member in the laminate using a third connection target member having a lower surface. And on the upper surface of the second conductive paste layer Arranging the third connection object member from the lower surface side so that the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are opposed to each other; and the solder contained in the second conductive paste layer The second connection target member and the third connection target member are connected to each other by heating the second conductive paste layer above the melting point of the particles and above the curing temperature of the thermosetting component. 2 connecting portions are formed by the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are connected to the second solder portion in the second connecting portion. Electrically connecting the second electrode as the second connection target member on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, the second connection not being opposed to the second connection target member. The position of the second electrode is shifted on the upper and lower surfaces of the target member. Using the connection object member, the manufacturing method of the connecting structure is provided.
本発明の広い局面によれば、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第1の導電ペーストを用いて、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペーストを用いて、少なくとも1つの第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材を用いて、少なくとも1つの第2の電極を上面に有しかつ少なくとも1つの第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材を用いて、かつ、少なくとも1つの第3の電極を下面に有する第3の接続対象部材を用いて、前記第1の接続対象部材の上面上に、前記第1の導電ペーストを塗布して、第1の導電ペースト層を配置する工程と、前記第1の導電ペースト層の上面上に、前記第2の接続対象部材を下面側から、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とが対向するように配置する工程と、前記第1の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第1の導電ペースト層を加熱することで、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している第1の接続部を、前記第1の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とを、前記第1の接続部中の第1のはんだ部により電気的に接続する工程と、前記第2の接続対象部材の上面上に、前記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、前記第2の導電ペースト層の上面上に、前記第3の接続対象部材を下面側から、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とが対向するように配置する工程と、前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第2の導電ペースト層を加熱することで、前記第2の接続対象部材と前記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とを、前記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備え、前記第2の接続対象部材として、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極が対向しておらず、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる、接続構造体の製造方法が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, using a first conductive paste including a thermosetting component and a plurality of solder particles, using a second conductive paste including a thermosetting component and a plurality of solder particles. Second connection having at least one second electrode on the upper surface and at least one second electrode on the lower surface using the first connection target member having at least one first electrode on the upper surface The first conductive paste is applied on the upper surface of the first connection target member using the target member and the third connection target member having at least one third electrode on the lower surface. The first conductive paste layer is disposed on the top surface of the first conductive paste layer, and the second connection target member is disposed on the top surface of the first electrode on the top surface and the first electrode on the bottom surface. The step of arranging the two electrodes to face each other, and the front By heating the first conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer and equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting component, the first connection target member and the second A first connecting portion that connects to the connection target member is formed of the first conductive paste layer, and the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are connected to the first electrode A step of electrically connecting with a first solder portion in one connection portion, and a second conductive paste layer is disposed on the upper surface of the second connection target member using the second conductive paste And arranging the third connection target member on the upper surface of the second conductive paste layer so that the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface face each other from the lower surface side. And the solder grains contained in the second conductive paste layer The second connection target member and the third connection target member are connected by heating the second conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermosetting component and higher than the curing temperature of the thermosetting component. Are formed by the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are formed by the second solder portion in the second connection portion. Electrically connecting the second electrode as the second connection target member on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, and the second connection target A method of manufacturing a connection structure is provided that uses a second connection target member in which the position of the second electrode is shifted between the upper surface and the lower surface of the member.
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、前記第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成する際に、前記第2の導電ペースト層の加熱開始から前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点に達するまでの時間を、2秒以上、60秒以下にする。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, when the second connection portion is formed of the second conductive paste layer, the heating of the second conductive paste layer is started. The time required to reach the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer is set to 2 seconds or more and 60 seconds or less.
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、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満である。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, in the step of disposing the third connection target member and the step of forming the third connection portion, no pressure is applied, and the second In the conductive paste layer, the weight of the third connection target member is added, or in at least one of the step of arranging the third connection target member and the step of forming the third connection portion The pressure of pressurization is less than 1 MPa in both the step of applying pressure and disposing the third connection target member and the step of forming the third connection portion.
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、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わる。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied, and the second The weight of the third connection object member is added to the conductive paste layer.
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、前記第1の接続部を、前記第1の導電ペースト層により形成する際に、前記第1の導電ペースト層の加熱開始から前記第1の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点に達するまでの時間を、2秒以上、60秒以下にし、前記第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成する際に、前記第2の導電ペースト層の加熱開始から前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点に達するまでの時間を、2秒以上、60秒以下にする。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, when the first connection portion is formed of the first conductive paste layer, the heating of the first conductive paste layer is started. When the time to reach the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer is 2 seconds or more and 60 seconds or less, and the second connection portion is formed by the second conductive paste layer. The time from the start of heating of the second conductive paste layer to the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer is set to 2 seconds or more and 60 seconds or less.
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、前記第2の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第1の導電ペースト層には、前記第2の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第2の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第2の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であり、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満である。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied, and the first In the conductive paste layer, the weight of the second connection target member is added, or at least one of the step of arranging the second connection target member and the step of forming the second connection portion The pressure of pressurization is less than 1 MPa in both the step of applying pressure and disposing the second connection target member and the step of forming the second connection part, and the third connection target In the step of arranging the member and the step of forming the third connection portion, no pressure is applied, and the weight of the third connection target member is added to the second conductive paste layer, or Step of arranging the third connection target member In at least one of the steps of forming the third connection portion, in both the step of applying pressure and arranging the third connection target member and the step of forming the third connection portion The pressure of pressurization is less than 1 MPa.
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、前記第2の接続対象部材を配置する工程及び前記第1の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第1の導電ペースト層には、前記第2の接続対象部材の重量が加わり、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わる。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, no pressure is applied, and the first In the conductive paste layer, the weight of the second connection target member is added, and in the step of placing the third connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied, The weight of the third connection target member is added to the second conductive paste layer.
前記第2の導電ペーストに含まれる前記はんだ粒子の平均粒子径が0.5μm以上、100μm以下であることが好ましい。前記第1の導電ペーストに含まれる前記はんだ粒子の平均粒子径が0.5μm以上、100μm以下であることが好ましい。前記第2の導電ペースト中の前記はんだ粒子の含有量が10重量%以上、80重量%以下であることが好ましい。前記第1の導電ペースト中の前記はんだ粒子の含有量が10重量%以上、80重量%以下であることが好ましい。 It is preferable that the average particle diameter of the solder particles contained in the second conductive paste is 0.5 μm or more and 100 μm or less. It is preferable that an average particle diameter of the solder particles contained in the first conductive paste is 0.5 μm or more and 100 μm or less. It is preferable that the content of the solder particles in the second conductive paste is 10% by weight or more and 80% by weight or less. It is preferable that the content of the solder particles in the first conductive paste is 10% by weight or more and 80% by weight or less.
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、前記第2の接続対象部材の主面方向において、前記第2の接続対象部材の上面の前記第2の電極の端部と前記2の接続対象部材の下面の前記第2の電極の端部との距離が0μm以上、1000μm以下である。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, in the main surface direction of the second connection target member, the end portion of the second electrode on the upper surface of the second connection target member and the second connection target member The distance between the lower surface of the second connection target member and the end of the second electrode is 0 μm or more and 1000 μm or less.
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、前記第2の接続対象部材の主面方向において、前記第2の接続対象部材の上面の前記第2の電極の端部と前記2の接続対象部材の下面の前記第2の電極の端部との距離が10μm以上、1000μm以下である。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, in the main surface direction of the second connection target member, the end portion of the second electrode on the upper surface of the second connection target member and the second connection target member The distance between the lower surface of the second connection target member and the end of the second electrode is 10 μm or more and 1000 μm or less.
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、前記第3の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、リジッドフレキシブル基板又はフレキシブルフラットケーブルである。 On the specific situation with the manufacturing method of the connection structure which concerns on this invention, a said 3rd connection object member is a resin film, a flexible printed circuit board, a rigid flexible substrate, or a flexible flat cable.
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、前記第2の接続対象部材が、リジッドフレキシブル基板を除くリジッド基板であり、前記第3の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、リジッドフレキシブル基板又はフレキシブルフラットケーブルである。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the second connection target member is a rigid substrate excluding a rigid flexible substrate, and the third connection target member is a resin film or a flexible print. It is a board | substrate, a rigid flexible board | substrate, or a flexible flat cable.
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、前記第1の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第2の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第3の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第1の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第2の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第3の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下である。 On the specific situation with the manufacturing method of the connection structure which concerns on this invention, the electrode width of the said 1st electrode is 50 micrometers or more and 1000 micrometers or less, and the electrode width of the said 2nd electrode is 50 micrometers or more and 1000 micrometers or less. The electrode width of the third electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less, the interelectrode width of the first electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less, and the interelectrode width of the second electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less, and the inter-electrode width of the third electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記積層体を用いる場合に、上記積層体における上記第2の接続対象部材の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、上記第2の導電ペースト層の上面上に、上記第3の接続対象部材を下面側から、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とが対向するように配置する工程と、上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第2の導電ペースト層を加熱することで、上記第2の接続対象部材と上記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とを、上記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備えており、更に上記第2の接続対象部材として、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極が対向しておらず、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いるので、はんだ粒子を電極間に効率的に配置することができ、電極間の導通信頼性を高めることができる。 In the manufacturing method of the connection structure according to the present invention, when the laminate is used, the second conductive paste is used on the upper surface of the second connection target member in the laminate. The step of disposing a paste layer and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are opposed to the third connection target member from the lower surface side on the upper surface of the second conductive paste layer. The second conductive paste layer is heated above the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and above the curing temperature of the thermosetting component. 2nd connection part which connects 2 connection object members and said 3rd connection object member is formed with said 2nd conductive paste layer, and said 2nd electrode of an upper surface and said above of a lower surface The third electrode is connected to the second electrode in the second connection portion. A step of electrically connecting with the second portion, and as the second connection target member, the second electrode is not opposed to the upper surface and the lower surface of the second connection target member, Since the second connection target member in which the position of the second electrode is shifted is used on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, the solder particles can be efficiently arranged between the electrodes. It is possible to improve the reliability of conduction between the two.
また、本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記第1の接続対象部材の上面上に、上記第1の導電ペーストを塗布して、第1の導電ペースト層を配置する工程と、上記第1の導電ペースト層の上面上に、上記第2の接続対象部材を下面側から、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とが対向するように配置する工程と、上記第1の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第1の導電ペースト層を加熱することで、上記第1の接続対象部材と上記第2の接続対象部材とを接続している第1の接続部を、上記第1の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とを、上記第1の接続部中の第1のはんだ部により電気的に接続する工程と、上記第2の接続対象部材の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、上記第2の導電ペースト層の上面上に、上記第3の接続対象部材を下面側から、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とが対向するように配置する工程と、上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第2の導電ペースト層を加熱することで、上記第2の接続対象部材と上記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とを、上記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備えており、更に上記第2の接続対象部材として、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極が対向しておらず、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いるので、はんだ粒子を電極間に効率的に配置することができ、電極間の導通信頼性を高めることができる。 Moreover, the manufacturing method of the connection structure which concerns on this invention apply | coats the said 1st electrically conductive paste on the upper surface of said 1st connection object member, and arrange | positions a 1st electrically conductive paste layer, Disposing the second connection target member on the upper surface of the first conductive paste layer from the lower surface side so that the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface face each other; By heating the first conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer and equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting component, the first connection target member and the second A first connecting portion that connects to the connection target member is formed of the first conductive paste layer, and the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are connected to the first electrode. Electrically connecting with a first solder portion in one connecting portion; The step of disposing the second conductive paste layer on the upper surface of the second connection target member using the second conductive paste, and the third conductive paste layer on the upper surface of the second conductive paste layer. A step of disposing the connection target member from the lower surface side so that the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are opposed to each other, and a melting point of the solder particles included in the second conductive paste layer or higher And the 2nd connection part which has connected the 2nd above-mentioned connection object member and the above-mentioned 3rd connection object member by heating the above-mentioned 2nd conductive paste layer above the curing temperature of the above-mentioned thermosetting ingredient. Are formed by the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are electrically connected by the second solder portion in the second connection portion. A step of connecting, and further as the second connection target member The second electrode is not opposed to the upper and lower surfaces of the second connection target member, and the position of the second electrode is shifted on the upper and lower surfaces of the second connection target member. Since 2 connection object members are used, the solder particles can be efficiently arranged between the electrodes, and the conduction reliability between the electrodes can be improved.
以下、本発明の詳細を説明する。 Details of the present invention will be described below.
本発明の広い局面では、本発明に係る接続構造体の製造方法では、
(B)熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペースト、
(A’/C’/D’)少なくとも1つの第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材と、少なくとも1つの第2の電極を上面に有しかつ少なくとも1つの第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材とが、導電性粒子を含む第1の接続部により接続されており、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とが上記導電性粒子に由来する第1の導電部により電気的に接続されている積層体、かつ、
(E)少なくとも1つの第3の電極を下面に有する第3の接続対象部材を用いる。
In a broad aspect of the present invention, in the method for manufacturing a connection structure according to the present invention,
(B) a second conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles;
(A ′ / C ′ / D ′) a first connection target member having at least one first electrode on the upper surface, at least one second electrode on the upper surface, and at least one second electrode A second connection target member on the lower surface is connected by a first connection portion containing conductive particles, and the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are connected to the conductive particles. A laminate that is electrically connected by the derived first conductive portion, and
(E) A third connection target member having at least one third electrode on the lower surface is used.
本発明では、上記の(B)、(A’/C’/D’)及び(E)の第2の導電ペースト、積層体及び第2の接続対象部材を用いる場合に、上記第2の接続対象部材として、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極が対向しておらず、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる。 In the present invention, when the second conductive paste (A) / (C ′ / D ′) and (E), the laminate, and the second connection target member are used, the second connection is performed. As the target member, the second electrode is not opposed to the upper surface and the lower surface of the second connection target member, and the position of the second electrode is the upper surface and the lower surface of the second connection target member. The shifted second connection target member is used.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記の(B)、(A’/C’/D’)及び(E)の第2の導電ペースト、積層体及び第2の接続対象部材を用いる場合に、
(第4’の工程)上記積層体における上記第2の接続対象部材の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、
(第5の工程)上記第2の導電ペースト層の上面上に、上記第3の接続対象部材を下面側から、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とが対向するように配置する工程と、
(第6の工程)上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第2の導電ペースト層を加熱することで、上記第2の接続対象部材と上記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とを、上記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程と、
を備える。
The manufacturing method of the connection structure according to the present invention uses the second conductive paste, the laminate, and the second connection target member of (B), (A ′ / C ′ / D ′) and (E). In case,
(4th process) The process of arrange | positioning a 2nd electrically conductive paste layer using the said 2nd electrically conductive paste on the upper surface of the said 2nd connection object member in the said laminated body,
(Fifth Step) On the upper surface of the second conductive paste layer, the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are opposed to the third connection target member from the lower surface side. A process of arranging in
(Sixth step) The second conductive paste layer is heated by heating the second conductive paste layer above the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and above the curing temperature of the thermosetting component. A second connection portion connecting the connection target member and the third connection target member is formed by the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are formed. Electrically connecting the electrodes of the second solder part in the second connection part,
Is provided.
本発明では、上記の(B)、(A’/C’/D’)及び(E)の第2の導電ペースト、積層体及び第2の接続対象部材を用いる場合に、上記積層体は、後述する第1,第2,第3の工程を経て得られていてもよく、後述する第1,第2,第3の工程を経て得られていなくてもよい。 In the present invention, when the second conductive paste, the laminate, and the second connection target member of (B), (A ′ / C ′ / D ′) and (E) are used, the laminate is It may be obtained through the first, second, and third steps described later, or may not be obtained through the first, second, and third steps that will be described later.
また、本発明の広い局面では、本発明に係る接続構造体の製造方法は、
(A)熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第1の導電ペースト、
(B)熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペースト、
(C)少なくとも1つの第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材、
(D)少なくとも1つの第2の電極を上面に有しかつ少なくとも1つの第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材、及び、
(E)少なくとも1つの第3の電極を下面に有する第3の接続対象部材、
を用いる。
Further, in a wide aspect of the present invention, a method for manufacturing a connection structure according to the present invention includes:
(A) a first conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles;
(B) a second conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles;
(C) a first connection target member having at least one first electrode on its upper surface;
(D) a second connection target member having at least one second electrode on the upper surface and at least one second electrode on the lower surface; and
(E) a third connection target member having at least one third electrode on the lower surface;
Is used.
本発明では、上記の(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)の導電ペースト及び接続対象部材を用いる場合に、上記第2の接続対象部材として、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極が対向しておらず、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる。 In the present invention, when the conductive paste and the connection target member of (A), (B), (C), (D), and (E) are used, the second connection target member is the second connection target member. The second connection target in which the second electrode is not opposed to the upper and lower surfaces of the connection target member, and the position of the second electrode is shifted on the upper and lower surfaces of the second connection target member. Use members.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記の(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)の導電ペースト及び接続対象部材を用いる場合に、
(第1の工程)上記第1の接続対象部材の上面上に、上記第1の導電ペーストを塗布して、第1の導電ペースト層を配置する工程と、
(第2の工程)上記第1の導電ペースト層の上面上に、上記第2の接続対象部材を下面側から、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とが対向するように配置する工程と、
(第3の工程)上記第1の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第1の導電ペースト層を加熱することで、上記第1の接続対象部材と上記第2の接続対象部材とを接続している第1の接続部を、上記第1の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とを、上記第1の接続部中の第1のはんだ部により電気的に接続する工程と、
(第4の工程)上記第2の接続対象部材の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、
(第5の工程)上記第2の導電ペースト層の上面上に、上記第3の接続対象部材を下面側から、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とが対向するように配置する工程と、
(第6の工程)上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第2の導電ペースト層を加熱することで、上記第2の接続対象部材と上記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とを、上記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程と、
を備える。
The manufacturing method of the connection structure according to the present invention, when using the conductive paste and connection target member of the above (A), (B), (C), (D) and (E),
(First Step) A step of applying the first conductive paste on the upper surface of the first connection target member and disposing a first conductive paste layer;
(Second Step) On the upper surface of the first conductive paste layer, the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are opposed to the second connection target member from the lower surface side. A process of arranging in
(Third step) The first conductive paste layer is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer and equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting component. A first connecting portion connecting the connection target member and the second connection target member is formed by the first conductive paste layer, and the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are formed. Electrically connecting the electrodes of the first solder portion in the first connection portion;
(Fourth Step) A step of disposing a second conductive paste layer on the upper surface of the second connection target member using the second conductive paste;
(Fifth Step) On the upper surface of the second conductive paste layer, the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are opposed to the third connection target member from the lower surface side. A process of arranging in
(Sixth step) The second conductive paste layer is heated by heating the second conductive paste layer above the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and above the curing temperature of the thermosetting component. A second connection portion connecting the connection target member and the third connection target member is formed by the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are formed. Electrically connecting the electrodes of the second solder part in the second connection part,
Is provided.
本発明では、上記の構成が備えられているので、複数のはんだ粒子が電極間に集まりやすく、複数のはんだ粒子を電極(ライン)上に効率的に配置することができる。特に上面の第2の電極と下面の第3の電極との間に、複数のはんだ粒子を効率的に配置することができる。また、複数のはんだ粒子の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子の量をかなり少なくすることができる。従って、電極間の導通信頼性を高めることができる。しかも、接続されてはならない横方向に隣接する電極間の電気的な接続を防ぐことができ、絶縁信頼性を高めることができる。 In the present invention, since the above-described configuration is provided, a plurality of solder particles easily gather between the electrodes, and the plurality of solder particles can be efficiently arranged on the electrodes (lines). In particular, a plurality of solder particles can be efficiently arranged between the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface. Moreover, it is difficult for some of the plurality of solder particles to be disposed in a region (space) where no electrode is formed, and the amount of solder particles disposed in a region where no electrode is formed can be considerably reduced. Therefore, the conduction reliability between the electrodes can be improved. In addition, it is possible to prevent electrical connection between laterally adjacent electrodes that should not be connected, and to improve insulation reliability.
具体的には、第2の接続対象部材の上面と下面とで第2の電極の位置がずれているために、第2の導電ペースト層の熱硬化時に、熱が下面の第2の電極によって放散されない。このため、上面の第2の電極と下面の第3の電極との間の第2の導電ペースト層の温度を充分に高めることができ、第2の導電ペースト層の溶融粘度を充分に低くすることができ、上面の第2の電極と下面の第3の電極との間に、はんだ粒子を効果的に集めることができる。 Specifically, since the position of the second electrode is shifted between the upper surface and the lower surface of the second connection target member, heat is generated by the second electrode on the lower surface when the second conductive paste layer is thermally cured. Not dissipated. For this reason, the temperature of the second conductive paste layer between the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface can be sufficiently increased, and the melt viscosity of the second conductive paste layer is sufficiently decreased. The solder particles can be effectively collected between the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface.
一方で、第2の接続対象部材の上面と下面とで第2の電極の位置がずれていない場合には、第2の導電ペースト層の熱硬化時に、熱が下面の第2の電極によって放散される。このため、上面の第2の電極と下面の第3の電極との間の第2の導電ペースト層の温度が充分に高くならず、第2の導電ペースト層の溶融粘度が充分に低くならず、上面の第2の電極と下面の第3の電極との間に、はんだ粒子が効果的に集まらない傾向がある。 On the other hand, when the position of the second electrode is not shifted between the upper surface and the lower surface of the second connection target member, heat is dissipated by the second electrode on the lower surface when the second conductive paste layer is thermally cured. Is done. For this reason, the temperature of the second conductive paste layer between the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface is not sufficiently high, and the melt viscosity of the second conductive paste layer is not sufficiently low. The solder particles tend not to collect effectively between the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface.
なお、本発明では、複数のはんだ粒子を電極間に効率的に集める他の方法を更に採用してもよい。複数のはんだ粒子を電極間に効率的に集める方法としては、接続対象部材間の導電ペーストに、熱を付与した際、熱により導電ペーストの粘度を低下させることで、導電ペーストの対流を発生させる方法等が挙げられる。この方法において、接続対象部材の表面の電極とそれ以外の表面部材との熱容量の差異により対流を発生させる方法、接続対象部材の水分を、熱により水蒸気として対流を発生させる方法、並びに上下の接続対象部材との温度差により対流を発生させる方法等が挙げられる。これにより、導電ペースト中のはんだ粒子を、電極の表面に効率的に移動させることができる。 In the present invention, another method for efficiently collecting a plurality of solder particles between the electrodes may be further employed. As a method for efficiently collecting a plurality of solder particles between the electrodes, when heat is applied to the conductive paste between the connection target members, the convection of the conductive paste is generated by reducing the viscosity of the conductive paste by heat. Methods and the like. In this method, a method of generating convection due to a difference in heat capacity between the electrode on the surface of the connection target member and the other surface member, a method of generating convection as water vapor by heat from the connection target member, and upper and lower connections Examples include a method of generating convection due to a temperature difference from the target member. Thereby, the solder particles in the conductive paste can be efficiently moved to the surface of the electrode.
なお、本発明では、電極の表面に選択的にはんだ粒子を凝集させる方法を更に採用してもよい。電極の表面に選択的にはんだ粒子を凝集させる方法としては、溶融したはんだ粒子の濡れ性がよい電極材質と、溶融したはんだ粒子の濡れ性の悪いその他の表面材質とにより形成された接続対象部材を選択し、電極の表面に到達した溶融したはんだ粒子を選択的に電極に付着させ、その溶融したはんだ粒子に対し、別のはんだ粒子を溶融させて付着させる方法、熱伝導性がよい電極材質と、熱伝導性が悪いその他の表面材質とにより形成された接続対象部材を選択し、熱を付与した際に、電極の温度を他の表面部材に対し高くすることで、選択的に電極上ではんだを溶融させる方法、金属により形成された電極上に存在するマイナスの電荷に対して、プラスの電荷を持つように処理されたはんだ粒子を用いて、電極に選択的にはんだ粒子を凝集させる方法、並びに、親水性の金属表面を有する電極に対して、導電ペースト中のはんだ粒子以外の樹脂を疎水性とすることで、電極に選択的にはんだ粒子を凝集させる方法等が挙げられる。 In the present invention, a method of selectively aggregating solder particles on the surface of the electrode may be further employed. As a method of selectively agglomerating solder particles on the surface of the electrode, there is a connection target member formed by an electrode material having good wettability of molten solder particles and another surface material having poor wettability of molten solder particles. A method of selectively adhering molten solder particles that have reached the surface of the electrode to the electrode and then melting and adhering another solder particle to the molten solder particles, and an electrode material with good thermal conductivity And other surface materials with poor thermal conductivity are selected, and when heat is applied, the temperature of the electrode is raised relative to the other surface members to selectively In this method, the solder particles are selectively agglomerated on the electrodes by using solder particles that have been treated so as to have a positive charge with respect to the negative charges existing on the electrode formed of metal. Method of, and, the electrode having a hydrophilic metal surface, the resin other than the solder particles in the conductive paste by a hydrophobic, a method to aggregate selectively solder particles on the electrode, and the like.
電極間でのはんだ部の厚みは、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、好ましくは150μm以下、より好ましくは80μm以下である。電極の表面上のはんだ濡れ面積(電極の露出した面積100%中のはんだが接している面積)は、好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上、好ましくは100%以下である。 The thickness of the solder part between the electrodes is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, preferably 150 μm or less, more preferably 80 μm or less. The solder wetted area on the surface of the electrode (area where the solder is in contact with 100% of the exposed area of the electrode) is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, still more preferably 70% or more, preferably 100. % Or less.
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第1の導電ペースト層には、上記第2の接続対象部材の重量が加わるか、又は、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であることが好ましい。1MPa以上の加圧の圧力を加えないことで、はんだ粒子の凝集がかなり促進される。接続対象部材の反りを抑える観点からは、本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であってもよい。加圧を行う場合に、上記第2の接続対象部材を配置する工程のみにおいて、加圧を行ってもよく、上記第1の接続部を形成する工程のみにおいて、加圧を行ってもよく、上記第2の接続対象部材を配置する工程と上記第1の接続部を形成する工程との双方において、加圧を行ってもよい。加圧の圧力が1MPa未満には、加圧していない場合が含まれる。加圧を行う場合に、加圧の圧力は、好ましくは0.9MPa以下、より好ましくは0.8MPa以下である。加圧の圧力が0.8MPa以下である場合に、加圧の圧力が0.8MPaを超える場合と比べて、はんだ粒子の凝集がより一層顕著に促進される。 In the manufacturing method of the connection structure according to the present invention, in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, no pressure is applied, and the first conductive paste layer is formed. Pressurizes in at least one of the step of placing the second connection target member and the step of forming the first connection part when the weight of the second connection target member is added. And in both the process of arrange | positioning the said 2nd connection object member, and the process of forming the said 1st connection part, it is preferable that the pressure of pressurization is less than 1 MPa. By not applying a pressure of 1 MPa or more, the aggregation of solder particles is considerably promoted. From the viewpoint of suppressing warpage of the connection target member, in the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, at least one of the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion. The pressure of the pressurization may be less than 1 MPa in both the step of applying pressure and arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion. When performing pressurization, pressurization may be performed only in the step of arranging the second connection target member, or pressurization may be performed only in the step of forming the first connection portion, You may pressurize in both the process of arrange | positioning a said 2nd connection object member, and the process of forming a said 1st connection part. The case where the pressure is less than 1 MPa includes the case where no pressure is applied. When pressurizing, the pressure of pressurization is preferably 0.9 MPa or less, more preferably 0.8 MPa or less. When the pressure of the pressurization is 0.8 MPa or less, the aggregation of the solder particles is further promoted more remarkably than when the pressure of the pressurization exceeds 0.8 MPa.
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第2の導電ペースト層には、上記第3の接続対象部材の重量が加わるか、又は、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であることが好ましい。1MPa以上の加圧の圧力を加えないことで、はんだ粒子の凝集がかなり促進される。接続対象部材の反りを抑える観点からは、本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であってもよい。加圧を行う場合に、上記第3の接続対象部材を配置する工程のみにおいて、加圧を行ってもよく、上記第2の接続部を形成する工程のみにおいて、加圧を行ってもよく、上記第3の接続対象部材を配置する工程と上記第2の接続部を形成する工程との双方において、加圧を行ってもよい。加圧の圧力が1MPa未満には、加圧していない場合が含まれる。加圧を行う場合に、加圧の圧力は、好ましくは0.9MPa以下、より好ましくは0.8MPa以下である。加圧の圧力が0.8MPa以下である場合に、加圧の圧力が0.8MPaを超える場合と比べて、はんだ粒子の凝集がより一層顕著に促進される。 In the manufacturing method of the connection structure according to the present invention, in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied and the second conductive paste layer is formed. Pressurizes in at least one of the step of placing the third connection target member and the step of forming the second connection part when the weight of the third connection target member is added. And in both the process of arrange | positioning the said 3rd connection object member, and the process of forming the said 2nd connection part, it is preferable that the pressure of pressurization is less than 1 MPa. By not applying a pressure of 1 MPa or more, the aggregation of solder particles is considerably promoted. From the viewpoint of suppressing warpage of the connection target member, in the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, at least one of the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion. The pressure of the pressurization may be less than 1 MPa in both the step of applying pressure and arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion. When performing pressurization, pressurization may be performed only in the step of arranging the third connection target member, or pressurization may be performed only in the step of forming the second connection portion, You may pressurize in both the process of arrange | positioning a said 3rd connection object member, and the process of forming a said 2nd connection part. The case where the pressure is less than 1 MPa includes the case where no pressure is applied. When pressurizing, the pressure of pressurization is preferably 0.9 MPa or less, more preferably 0.8 MPa or less. When the pressure of the pressurization is 0.8 MPa or less, the aggregation of the solder particles is further promoted more remarkably than when the pressure of the pressurization exceeds 0.8 MPa.
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第1の導電ペースト層には、上記第2の接続対象部材の重量が加わることが好ましく、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程において、上記第1の導電ペースト層には、上記第2の接続対象部材の重量の力を超える加圧圧力は加わらないことが好ましい。さらに、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第2の導電ペースト層には、上記第3の接続対象部材の重量が加わることが好ましく、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程において、上記第2の導電ペースト層には、上記第3の接続対象部材の重量の力を超える加圧圧力は加わらないことが好ましい。これらの場合には、はんだ部の厚みをより一層効果的に厚くすることができ、複数のはんだ粒子が電極間に多く集まりやすくなり、複数のはんだ粒子を電極(ライン)上により一層効率的に配置することができる。また、複数のはんだ粒子の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子の量をより一層少なくすることができる。従って、電極間の導通信頼性をより一層高めることができる。しかも、接続されてはならない横方向に隣接する電極間の電気的な接続をより一層防ぐことができ、絶縁信頼性をより一層高めることができる。 In the manufacturing method of the connection structure according to the present invention, in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, no pressure is applied, and the first conductive paste layer is formed. It is preferable that the weight of the second connection target member is added, and in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, the first conductive paste layer includes It is preferable that no pressurized pressure exceeding the weight force of the second connection target member is applied. Further, in the step of disposing the third connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied, and the second conductive paste layer is formed of the third connection target member. Preferably, weight is added, and in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection part, the second conductive paste layer has a weight of the third connection target member. It is preferable not to apply a pressurizing pressure exceeding that force. In these cases, the thickness of the solder portion can be increased more effectively, and a plurality of solder particles are likely to gather between the electrodes, and the plurality of solder particles are more efficiently collected on the electrodes (lines). Can be arranged. Moreover, it is difficult for some of the plurality of solder particles to be arranged in a region (space) where no electrode is formed, and the amount of solder particles arranged in a region where no electrode is formed can be further reduced. Therefore, the conduction reliability between the electrodes can be further enhanced. In addition, the electrical connection between the laterally adjacent electrodes that should not be connected can be further prevented, and the insulation reliability can be further improved.
また、複数のはんだ粒子を電極上に効率的に配置し、かつ電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子の量をかなり少なくするためには、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いる必要があることを、本発明者は見出した。 In addition, it is necessary to use a conductive paste instead of a conductive film in order to efficiently arrange a plurality of solder particles on an electrode and to considerably reduce the amount of solder particles arranged in a region where no electrode is formed. The present inventor has found that
さらに、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第1の導電ペースト層に、上記第2の接続対象部材の重量が加われば、接続部が形成される前に電極が形成されていない領域(スペース)に配置されていたはんだ粒子が第1の電極と第2の電極との間により一層集まりやすくなり、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第2の導電ペースト層に、上記第3の接続対象部材の重量が加われば、接続部が形成される前に電極が形成されていない領域(スペース)に配置されていたはんだ粒子が第1の電極と第2の電極との間により一層集まりやすくなり、複数のはんだ粒子を電極(ライン)上により一層効率的に配置することができることも、本発明者は見出した。本発明では、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いるという構成と、加圧を行わず、上記第1の導電ペースト層には、上記第2の接続対象部材の重量が加わるようにするという構成、又は、加圧を行わず、上記第2の導電ペースト層には、上記第3の接続対象部材の重量が加わるようにするという構成とを組み合わせて採用することには、本発明の効果をより一層高いレベルで得るために大きな意味がある。 Further, in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, the weight of the second connection target member is applied to the first conductive paste layer without applying pressure. Is added, the solder particles arranged in the region (space) where the electrode is not formed before the connection portion is formed are more easily collected between the first electrode and the second electrode, and If the weight of the third connection target member is added to the second conductive paste layer without applying pressure in the step of arranging the connection target member of 3 and the step of forming the second connection part, Solder particles arranged in a region (space) where no electrode is formed before the connection portion is formed are more likely to gather between the first electrode and the second electrode, and the plurality of solder particles are separated from the electrode. More effective on line Also, the present inventors have found that it is possible to arranged. In the present invention, a configuration in which a conductive paste is used instead of a conductive film, and a configuration in which the weight of the second connection target member is added to the first conductive paste layer without applying pressure, Alternatively, the effect of the present invention can be further improved by adopting the second conductive paste layer in combination with a configuration in which the weight of the third connection target member is added to the second conductive paste layer without applying pressure. It has great significance to get at a higher level.
なお、WO2008/023452A1では、はんだ粉を電極表面に押し流して効率よく移動させる観点からは、接着時に所定の圧力で加圧するとよいことが記載されており、加圧圧力は、はんだ領域をさらに確実に形成する観点では、例えば、0MPa以上、好ましくは1MPa以上とすることが記載されており、更に、接着テープに意図的に加える圧力が0MPaであっても、接着テープ上に配置された部材の自重により、接着テープに所定の圧力が加わってもよいことが記載されている。WO2008/023452A1では、接着テープに意図的に加える圧力が0MPaであってもよいことは記載されているが、0MPaを超える圧力を付与した場合と0MPaとした場合との効果の差異については、何ら記載されていない。また、WO2008/023452A1では、フィルム状ではなく、ペースト状の導電ペーストを用いることの重要性についても何ら認識されていない。 In addition, WO2008 / 023452A1 describes that it is preferable to pressurize with a predetermined pressure at the time of bonding from the viewpoint of efficiently moving the solder powder to the electrode surface, and the pressurizing pressure further ensures the solder area. For example, it is described that the pressure is set to 0 MPa or more, preferably 1 MPa or more. Further, even if the pressure intentionally applied to the adhesive tape is 0 MPa, the member disposed on the adhesive tape It is described that a predetermined pressure may be applied to the adhesive tape by its own weight. In WO2008 / 023452A1, it is described that the pressure applied intentionally to the adhesive tape may be 0 MPa, but there is no difference between the effect when the pressure exceeding 0 MPa is applied and when the pressure is set to 0 MPa. Not listed. In addition, WO2008 / 023452A1 recognizes nothing about the importance of using a paste-like conductive paste instead of a film.
また、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いれば、導電ペーストの塗布量によって、接続部及びはんだ部の厚みを調整することが容易になる。一方で、導電フィルムでは、接続部の厚みを変更したり、調整したりするためには、異なる厚みの導電フィルムを用意したり、所定の厚みの導電フィルムを用意したりしなければならないという問題がある。また、導電フィルムでは、はんだの溶融温度で、導電フィルムの溶融粘度を十分に下げることができず、はんだ粒子の凝集が阻害されるという問題がある。 Moreover, if a conductive paste is used instead of a conductive film, it becomes easy to adjust the thickness of the connection part and the solder part depending on the amount of the conductive paste applied. On the other hand, in the conductive film, in order to change or adjust the thickness of the connection portion, it is necessary to prepare a conductive film having a different thickness or to prepare a conductive film having a predetermined thickness. There is. In addition, the conductive film has a problem that the melt viscosity of the conductive film cannot be sufficiently lowered at the melting temperature of the solder, and the aggregation of the solder particles is hindered.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例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 and examples of the present invention with reference to the drawings.
先ず、図1に、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られる接続構造体を模式的に部分切欠正面断面図で示す。 First, FIG. 1 schematically shows a connection structure obtained by the method for manufacturing a connection structure according to an embodiment of the present invention in a partially cutaway front sectional view.
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3と、第3の接続対象部材4と、第1の接続部5と、第2の接続部6とを備える。
The connection structure 1 shown in FIG. 1 includes a first
第1の接続部5は、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している。第1の接続部5は、熱硬化性成分と、複数のはんだ粒子とを含む第1の導電ペーストにより形成されている。第1の接続部5は、第1の導電ペーストの硬化物である。但し、第1の接続部5は、導電性粒子を含む導電材料により形成されていてもよく、この導電性粒子ははんだ粒子でなくてもよい。また、上記導電材料は、導電ペーストであってもよく、導電フィルムであってもよく、熱硬化性成分を含まずかつ熱可塑性成分を含んでいてもよい。
The
第2の接続部6は、第2の接続対象部材3と第3の接続対象部材4とを接続している。第2の接続部6は、熱硬化性成分と、複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペーストにより形成されている。第2の接続部6は、第2の導電ペーストの硬化物である。
The
第1の接続部5は、複数のはんだ粒子が集まり互いに接合した第1のはんだ部5Aと、熱硬化性成分が熱硬化された第1の硬化物部5Bとを有する。第1の接続部が、熱硬化性成分と複数の導電性粒子とを含む導電材料により形成されている場合には、第1の接続部は、複数の導電性粒子に由来する第1の導電部と、熱硬化性成分が熱硬化された第1の硬化物部とを有する。
The
第1の接続対象部材2は上面に、複数の第1の電極2aを有する。第2の接続対象部材3は下面に、複数の第2の電極3aを有する。上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとが、第1のはんだ部5Aにより電気的に接続されている。従って、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とが、第1のはんだ部5Aにより電気的に接続されている。なお、第1の接続部5において、上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとの間に集まった第1のはんだ部5Aとは異なる領域(第1の硬化物部5B部分)では、はんだは存在しない。第1のはんだ部5Aとは異なる領域(第1の硬化物部5B部分)では、第1のはんだ部5Aと離れたはんだは存在しない。なお、少量であれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まった第1のはんだ部5Aとは異なる領域(第1の硬化物部5B部分)に、はんだが存在していてもよい。
The first
第2の接続部6は、複数のはんだ粒子が集まり互いに接合した第2のはんだ部6Aと、熱硬化性成分が熱硬化された第2の硬化物部6Bとを有する。
The
第2の接続対象部材3は上面に、複数の第2の電極3bを有する。第3の接続対象部材4は下面に、複数の第3の電極4aを有する。上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとが、第2のはんだ部6Aにより電気的に接続されている。従って、第2の接続対象部材3と第3の接続対象部材4とが、第2のはんだ部6Aにより電気的に接続されている。なお、第2の接続部6において、上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとの間に集まった第2のはんだ部6Aとは異なる領域(第2の硬化物部6B部分)では、はんだは存在しない。第2のはんだ部6Aとは異なる領域(第2の硬化物部6B部分)では、第2のはんだ部6Aと離れたはんだは存在しない。なお、少量であれば、第2の電極3bと第3の電極4aとの間に集まった第2のはんだ部6Aとは異なる領域(第2の硬化物部6B部分)に、はんだが存在していてもよい。
The second
図1に示すように、接続構造体1では、上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとの間に、複数のはんだ粒子が集まり、複数のはんだ粒子が溶融した後、はんだ粒子の溶融物が電極の表面を濡れ拡がった後に固化して、第1のはんだ部5Aが形成されている。本実施形態では、接続構造体1において上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとの間に位置している第1のはんだ部5Aの厚みは、上記第1の導電ペーストに含まれる複数の上記はんだ粒子の平均粒子径よりも大きい。このため、第1のはんだ部5Aと第1の電極2a、並びに第1のはんだ部5Aと第2の電極3aとの接触面積が大きくなる。はんだ粒子を用いることにより、導電性の外表面がニッケル、金又は銅等の金属である導電性粒子を用いた場合と比較して、第1のはんだ部5Aと第1の電極2aとの接触面積、並びに第1のはんだ部5Aと第2の電極3aとの接触面積が大きくなる。このことによっても、接続構造体1における導通信頼性及び接続信頼性が高くなる。
As shown in FIG. 1, in the connection structure 1, a plurality of solder particles gather between the
また、図1に示すように、接続構造体1では、上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとの間に、複数のはんだ粒子が集まり、複数のはんだ粒子が溶融した後、はんだ粒子の溶融物が電極の表面を濡れ拡がった後に固化して、第2のはんだ部6Aが形成されている。本実施形態では、接続構造体1において上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとの間に位置している第2のはんだ部6Aの厚みは、上記第2の導電ペーストに含まれる複数の上記はんだ粒子の平均粒子径よりも大きい。このため、第2のはんだ部6Aと第2の電極3b、並びに第2のはんだ部6Aと第3の電極4aとの接触面積が大きくなる。はんだ粒子を用いることにより、導電性の外表面がニッケル、金又は銅等の金属である導電性粒子を用いた場合と比較して、第2のはんだ部6Aと第2の電極3bとの接触面積、並びに第2のはんだ部6Aと第3の電極4aとの接触面積が大きくなる。このことによっても、接続構造体1における導通信頼性及び接続信頼性が高くなる。
Further, as shown in FIG. 1, in the connection structure 1, after the plurality of solder particles are collected between the
なお、導電ペーストにフラックスが含まれる場合に、フラックスは、一般に、加熱により次第に失活する。 In addition, when a flux is included in the conductive paste, the flux is generally gradually deactivated by heating.
次に、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method of the connection structure which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.
先ず、熱硬化性成分11Bと、複数のはんだ粒子11Aとを含む第1の導電ペーストを用意する。また、第1の電極2aを上面に有する第1の接続対象部材2を用意する。
First, a first conductive paste including a
図2(a)に示すように、第1の接続対象部材2の上面上に、上記第1の導電ペーストを用いて、第1の導電ペースト層11を配置する(第1の工程)。第1の接続対象部材2の上面の第1の電極2aが設けられた表面上に、第1の導電ペースト層11を配置する。第1の導電ペースト層11の配置の後に、はんだ粒子11Aは、第1の電極2a(ライン)上と、第1の電極2aが形成されていない領域(スペース)上との双方に配置されている。
As shown in FIG. 2A, the first
第1の導電ペースト層11及び後述する第2の導電ペースト層12の配置方法としては、特に限定されないが、ディスペンサーによる塗布、スクリーン印刷、及びインクジェット装置による吐出等が挙げられる。
The arrangement method of the first
また、第2の電極3aを下面に有し、かつ第2の電極3bを上面に有する第2の接続対象部材3を用意する。
Further, a second
次に、図2(b)に示すように、第1の接続対象部材2の上面上の第1の導電ペースト層11において、第1の導電ペースト層11の第1の接続対象部材2側とは反対側の表面(上面)上に、第2の接続対象部材3を下面側から配置する(第2の工程)。第1の導電ペースト層11の上面上に、下面の第2の電極3a側から、第2の接続対象部材3を配置する。このとき、上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとを対向させる。
Next, as shown in FIG. 2B, in the first
次に、はんだ粒子11Aの融点以上及び熱硬化性成分11Bの硬化温度以上に第1の導電ペースト層11を加熱する(第3の工程)。すなわち、第1の導電ペースト層11に含まれるはんだ粒子11Aの融点及び熱硬化性成分11Bの硬化温度の内のより低い温度以上に、第1の導電ペースト層11を加熱する。この加熱時には、電極が形成されていない領域に存在していたはんだ粒子11Aは、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まる(自己凝集効果)。また、本実施形態では、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いているために、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に効果的に集まる。また、はんだ粒子11Aは溶融し、互いに接合する。また、熱硬化性成分11Bは熱硬化する。この結果、図2(c)に示すように、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している第1の接続部5を、第1の導電ペースト層11により形成する。第1の導電ペースト層11により第1の接続部5が形成され、複数のはんだ粒子11Aが接合することによって第1のはんだ部5Aが形成され、熱硬化性成分11Bが熱硬化することによって第1の硬化物部5Bが形成される。はんだ粒子11Aが十分に移動すれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に位置していないはんだ粒子11Aの移動が開始してから、第1の電極2aと第2の電極3aとの間にはんだ粒子11Aの移動が完了するまでに、温度を一定に保持しなくてもよい。
Next, the first
また、熱硬化性成分12Bと、複数のはんだ粒子12Aとを含む第2の導電ペーストを用意する。
In addition, a second conductive paste including a
図3(a)に示すように、第2の接続対象部材3の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層12を配置する(第4の工程)。第2の接続対象部材3の上面の第2の電極3bが設けられた表面上に、第2の導電ペースト層12を配置する。第2の導電ペースト層12の配置の後に、はんだ粒子12Aは、第2の電極3b(ライン)上と、第2の電極3bが形成されていない領域(スペース)上との双方に配置されている。
As shown in FIG. 3A, the second
また、第3の電極4aを下面に有する第3の接続対象部材4を用意する。
Moreover, the 3rd
次に、図3(b)に示すように、第2の接続対象部材3の上面上の第2の導電ペースト層12において、第2の導電ペースト層12の第2の接続対象部材3側とは反対側の表面(上面)上に、第3の接続対象部材4を下面側から配置する(第5の工程)。第2の導電ペースト層12の上面上に、下面の第3の電極4a側から、第3の接続対象部材4を配置する。このとき、上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとを対向させる。
Next, as shown in FIG. 3B, in the second
次に、第2の導電ペースト層12に含まれるはんだ粒子12Aの融点以上及び熱硬化性成分12Bの硬化温度以上に第2の導電ペースト層12を加熱する(第6の工程)。すなわち、はんだ粒子12Aの融点及び熱硬化性成分12Bの硬化温度の内のより低い温度以上に、第2の導電ペースト層12を加熱する。この加熱時には、電極が形成されていない領域に存在していたはんだ粒子12Aは、第2の電極3bと第3の電極4aとの間に集まる(自己凝集効果)。また、本実施形態では、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いているために、はんだ粒子12Aが、第2の電極3bと第3の電極4aとの間に効果的に集まる。また、はんだ粒子12Aは溶融し、互いに接合する。また、熱硬化性成分12Bは熱硬化する。この結果、図3(c)に示すように、第2の接続対象部材3と第3の接続対象部材4とを接続している第2の接続部6を、第2の導電ペースト層12により形成する。第2の導電ペースト層12により第2の接続部6が形成され、複数のはんだ粒子12Aが接合することによって第2のはんだ部6Aが形成され、熱硬化性成分12Bが熱硬化することによって第2の硬化物部6Bが形成される。はんだ粒子12Aが十分に移動すれば、第2の電極2bと第3の電極4aとの間に位置していないはんだ粒子12Aの移動が開始してから、第2の電極2bと第3の電極4aとの間にはんだ粒子12Aの移動が完了するまでに、温度を一定に保持しなくてもよい。
Next, the second
本実施形態では、複数の第2のはんだ部6Aにおいて、はんだ量を多くすることができる。これは、第2の接続対象部材3の上面及び下面で、第2の電極3aと第2の電極3bとが対向しておらず、第2の接続対象部材3の上面及び下面で、第2の電極3aと第2の電極3bとの位置がずれているためである。第2の接続対象部材本体を介して、第2の電極3aと第2の電極3bとが対向しておらず、第2の接続対象部材3の上面及び下面で、第2の電極3aと第2の電極3bとの位置がずれている。下面の第2の電極3aの上方に、上面の第2の電極3bがない。上面の第2の電極3bの下方に、下面の第2の電極3aがない。このため、加熱によって上面の第2の電極3b上のはんだ粒子12Aが移動する際に、上面の第2の電極3bの下方に熱が放散されにくく、第2の導電ペースト層12の粘度が充分に下がりやすい。結果として、はんだ粒子12Aが効率的に移動する。
In the present embodiment, the amount of solder can be increased in the plurality of
仮に、第2の接続対象部材103の上面及び下面で、第2の電極103a,103bが対向しており、第2の接続対象部材103の上面及び下面で、第2の電極103a,103bの位置がずれていない場合には、図5に示すような接続構造体101が得られやすい。接続構造体101は、第1の接続対象部材102と、第2の接続対象部材103と、第3の接続対象部材104と、第1の接続部105と、第2の接続部106とを備える。第1の接続対象部材102は上面に、複数の第1の電極102aを有する。第2の接続対象部材103は下面に、複数の第2の電極103aを有し、上面に、複数の第2の電極103bを有する。第3の接続対象部材104は下面に、複数の第3の電極104aを有する。第1の接続部105は、第1のはんだ部105Aと、第1の硬化物部105Bとを有する。第2の接続部106は、第2のはんだ部106Aと、第1の硬化物部106Bとを有する。
Temporarily, the
接続構造体101を得る際には、加熱によって上面の第2の電極103a上のはんだ粒子が移動する際に、上面の第2の電極103aの下方に熱が放散されやすい。このため、上面の第2の電極103aと下面の第3の電極104aとの間の第2の導電ペースト層の温度が充分に高くならず、第2の導電ペースト層の溶融粘度が充分に低くならず、上面の第2の電極103aと下面の第3の電極103bとの間に、はんだ粒子が効果的に集まりにくい。
When obtaining the
上記第2の接続対象部材の主面方向において、上記第2の接続対象部材の上面の上記第2の電極の端部と上記2の接続対象部材の下面の上記第2の電極の端部との距離D(図1参照)は0μm以上、好ましくは0μmを超え、より好ましくは0.1μm以上、より一層好ましくは1μm以上、更に好ましくは3μm以上、更に一層好ましくは5μm以上、更に一層好ましくは10μm以上、更に一層好ましくは50μm以上、特に好ましくは100μm以上、特に好ましくは150μm以上、最も好ましくは200μm以上、好ましくは1000μm以下である。上記距離Dが大きいほど、下面の第2の電極による熱の放散をより一層防ぐことができる。上記第2の接続対象部材の主面方向は、一般に、得られる接続構造体における第1,第2,第3の接続対象部材の積層方向と直交する方向である。 In the main surface direction of the second connection target member, the end of the second electrode on the upper surface of the second connection target member and the end of the second electrode on the lower surface of the second connection target member The distance D (see FIG. 1) is 0 μm or more, preferably more than 0 μm, more preferably 0.1 μm or more, even more preferably 1 μm or more, still more preferably 3 μm or more, still more preferably 5 μm or more, and even more preferably It is 10 μm or more, still more preferably 50 μm or more, particularly preferably 100 μm or more, particularly preferably 150 μm or more, most preferably 200 μm or more, preferably 1000 μm or less. As the distance D is larger, heat dissipation by the second electrode on the lower surface can be further prevented. The main surface direction of the second connection target member is generally a direction orthogonal to the stacking direction of the first, second, and third connection target members in the obtained connection structure.
なお、図1に示す接続構造体1では、第1のはんだ部5Aの全てが、第1,第2の電極2a,3a間の対向している領域に位置しており、第2のはんだ部6Aの全てが、第2,第3の電極3b,4a間の対向している領域に位置している。図4に示す変形例の接続構造体1Xは、第1,第2の接続部5X,6Xのみが、図1に示す接続構造体1と異なる。第1,第2の接続部5X,6Xは、第1,第2のはんだ部5XA,6XAと第1,第2の硬化物部5XB,6XBとを有する。接続構造体1Xのように、第1のはんだ部5XAの多くが、第1,第2の電極2a,3aの対向している領域に位置しており、第1のはんだ部5XAの一部が第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出していてもよい。第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出している第1のはんだ部5XAは、第1のはんだ部5XAの一部であり、第1のはんだ部5XAから離れたはんだではない。接続構造体1Xのように、第2のはんだ部6XAの多くが、第2,第3の電極3b,4aの対向している領域に位置しており、第2のはんだ部6XAの一部が第2,第3の電極3b,4aの対向している領域から側方にはみ出していてもよい。第2,第3の電極3b,4aの対向している領域から側方にはみ出している第2のはんだ部6XAは、第2のはんだ部6XAの一部であり、第2のはんだ部6XAから離れたはんだではない。なお、本実施形態では、はんだ部から離れたはんだの量を少なくすることができるが、はんだ部から離れたはんだが硬化物部中に存在していてもよい。
In the connection structure 1 shown in FIG. 1, all of the
はんだ粒子の使用量を少なくすれば、接続構造体1を得ることが容易になる。はんだ粒子の使用量を多くすれば、接続構造体1Xを得ることが容易になる。はんだ粒子の使用量が多いと、接続構造体において電極間に位置しているはんだ部の厚みを、導電ペーストに含まれるはんだ粒子の平均粒子径よりも大きくすることが容易である。
If the amount of solder particles used is reduced, the connection structure 1 can be easily obtained. If the amount of the solder particles used is increased, it becomes easy to obtain the
本実施形態では、上記第2の工程及び上記第3の工程において、加圧を行っておらず、上記第5の工程及び上記第6の工程において、加圧を行っていない。本実施形態では、第1の導電ペースト層11には、第2の接続対象部材3の重量が加わり、第2の導電ペースト層12には、第3の接続対象部材4の重量が加わる。また、本実施形態では、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いている。このため、第1,第2の接続部5,6の形成時に、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に効果的に集まり、はんだ粒子12Aが、第2の電極3bと第3の電極4aとの間に効果的に集まる。結果として、第1の電極2aと第2の電極3aとの間の第1のはんだ部5Aの厚み及び第2の電極3bと第3の電極4aとの間の第2のはんだ部6Aの厚みが厚くなりやすい。なお、上記第2の工程及び上記第3の工程の内の少なくとも一方において、加圧を行えば、はんだ粒子が第1の電極と第2の電極との間に集まろうとする作用が阻害される傾向が高くなり、上記第5の工程及び上記第6の工程の内の少なくとも一方において、加圧を行えば、はんだ粒子が第2の電極と第3の電極との間に集まろうとする作用が阻害される傾向が高くなる。このことは、本発明者によって見出された。
In the present embodiment, no pressure is applied in the second step and the third step, and no pressure is applied in the fifth step and the sixth step. In the present embodiment, the weight of the second
また、本実施形態では、加圧を行っていないため、接続対象部材の電極のアライメントがずれた状態で、接続対象部材が重ね合わされた場合でも、そのずれを補正して、電極間を接続させることができる(セルフアライメント効果)。これは、電極間に自己凝集した溶融したはんだが、電極間のはんだと導電ペーストのその他の成分とが接する面積が最小となる方がエネルギー的に安定になるため、その最小の面積となる接続構造であるアライメントのあった接続構造にする力が働くためである。この際、導電ペーストが硬化していないこと、及び、その温度、時間にて、導電ペーストのはんだ粒子以外の成分の粘度が十分低いことが望ましい。 Moreover, in this embodiment, since pressurization is not performed, even when the connection target member is overlapped in a state where the alignment of the electrodes of the connection target member is shifted, the shift is corrected and the electrodes are connected. (Self-alignment effect). This is because the melted solder that self-aggregates between the electrodes is more energetically stable when the area where the solder between the electrodes and the other components of the conductive paste are in contact is minimized, so that the connection with the smallest area is possible. This is because the force to make the connection structure with alignment which is the structure works. At this time, it is desirable that the conductive paste is not cured and that the viscosity of components other than the solder particles of the conductive paste is sufficiently low at that temperature and time.
はんだの融点温度での上記第1の導電ペースト及び上記第2の導電ペーストの粘度は、好ましくは50Pa・s以下、より好ましくは10Pa・s以下、更に好ましくは1Pa・s以下、好ましくは0.1Pa・s以上、より好ましくは0.2Pa・s以上である。所定の粘度以下であれば、はんだ粒子を効率的に凝集させることができ、所定の粘度以上であれば、接合部でのボイドを抑制し、接続部以外への導電ペーストのはみだしを抑制し、並びに、複数のはんだ部において、はんだ量の均一性をより一層高めることができる。 The viscosity of the first conductive paste and the second conductive paste at the melting point temperature of the solder is preferably 50 Pa · s or less, more preferably 10 Pa · s or less, still more preferably 1 Pa · s or less, preferably 0. 1 Pa · s or more, more preferably 0.2 Pa · s or more. If the viscosity is below a predetermined viscosity, the solder particles can be efficiently aggregated.If the viscosity is above a predetermined viscosity, the void at the joint is suppressed, and the protrusion of the conductive paste to other than the connection is suppressed. In addition, the uniformity of the solder amount can be further improved in the plurality of solder portions.
このようにして、図1に示す接続構造体1が得られる。なお、上記第2の工程と上記第3の工程とは連続して行われてもよく、上記第5の工程と第6の工程とは連続して行われてもよい。また、上記第2の工程を行った後に、第1の接続対象部材2と第1の導電ペースト層11と第2の接続対象部材3とが積層された状態で、加熱部材に移動させて、上記第3の工程を行ってもよい。上記第5の工程を行った後に、第2の接続対象部材3と第2の導電ペースト層12と第3の接続対象部材4とが積層された状態で、加熱部材に移動させて、上記第6の工程を行ってもよい。上記加熱を行うために、加熱部材上に上記積層体を配置してもよく、加熱された空間内に上記積層体を配置してもよい。
In this way, the connection structure 1 shown in FIG. 1 is obtained. In addition, the said 2nd process and the said 3rd process may be performed continuously, and the said 5th process and 6th process may be performed continuously. In addition, after the second step, the first
上記第3の工程及び上記第6の工程における加熱温度は、第1,第2の導電ペースト層にそれぞれ含まれるはんだ粒子の融点以上及び熱硬化性成分の硬化温度以上であれば特に限定されない。上記加熱温度は、好ましくは140℃以上、より好ましくは160℃以上、好ましくは450℃以下、より好ましくは250℃以下、更に好ましくは200℃以下である。 The heating temperature in the third step and the sixth step is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the melting point of the solder particles included in the first and second conductive paste layers and equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting component. The heating temperature is preferably 140 ° C. or higher, more preferably 160 ° C. or higher, preferably 450 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower, and still more preferably 200 ° C. or lower.
はんだ粒子の移動をより一層促進し、かつ接続構造体の製造効率をより一層高める観点からは、上記第1の接続部を、上記第1の導電ペースト層により形成する際に、上記第1の導電ペースト層の加熱開始から上記第1の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点に達するまでの時間は、好ましくは1秒以上、より好ましくは2秒以上、好ましくは300秒以下、より好ましくは120秒以下、更に好ましくは60秒以下にする。この時間は、2秒以上、60秒以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of further promoting the movement of the solder particles and further improving the manufacturing efficiency of the connection structure, the first connection portion is formed by the first conductive paste layer when the first connection portion is formed. The time from the start of heating the conductive paste layer to the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer is preferably 1 second or more, more preferably 2 seconds or more, preferably 300 seconds or less, more preferably Is 120 seconds or less, more preferably 60 seconds or less. This time is particularly preferably not less than 2 seconds and not more than 60 seconds.
はんだ粒子の移動をより一層促進し、かつ接続構造体の製造効率をより一層高める観点からは、上記第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成する際に、上記第2の導電ペースト層の加熱開始から上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点に達するまでの時間は、好ましくは1秒以上、より好ましくは2秒以上、好ましくは300秒以下、より好ましくは120秒以下、更に好ましくは60秒以下にする。この時間は、2秒以上、60秒以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of further promoting the movement of the solder particles and further improving the manufacturing efficiency of the connection structure, the second connection portion is formed by the second conductive paste layer when the second connection paste is formed. The time from the start of heating the conductive paste layer to the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer is preferably 1 second or more, more preferably 2 seconds or more, preferably 300 seconds or less, more preferably Is 120 seconds or less, more preferably 60 seconds or less. This time is particularly preferably not less than 2 seconds and not more than 60 seconds.
なお、上記第3の工程の後に、位置の修正や製造のやり直しを目的として、第1の接続対象部材又は第2の接続対象部材を、接続部から剥離することができる。上記第5の工程の後に、位置の修正や製造のやり直しを目的として、第2の接続対象部材又は第3の接続対象部材を、接続部から剥離することができる。この剥離を行うための加熱温度は、第1,第2の導電ペースト層にそれぞれ含まれるはんだ粒子の融点を考慮して、好ましくははんだ粒子の融点以上、より好ましくははんだ粒子の融点(℃)+10℃以上である。この剥離を行うための加熱温度は、はんだ粒子の融点(℃)+100℃以下であってもよい。 In addition, after the said 3rd process, a 1st connection object member or a 2nd connection object member can be peeled from a connection part for the purpose of correction of a position or re-production. After the fifth step, the second connection target member or the third connection target member can be peeled off from the connection portion for the purpose of correcting the position and redoing the manufacture. The heating temperature for performing the peeling is preferably equal to or higher than the melting point of the solder particles, more preferably the melting point (° C.) of the solder particles in consideration of the melting points of the solder particles contained in the first and second conductive paste layers, respectively. + 10 ° C. or higher. The heating temperature for performing this peeling may be the melting point (° C.) of the solder particles + 100 ° C. or less.
上記第3の工程及び上記第6の工程における加熱方法としては、はんだ粒子の融点以上及び熱硬化性成分の硬化温度以上に、接続構造体全体を、リフロー炉を用いて又はオーブンを用いて加熱する方法や、接続構造体の接続部のみを局所的に加熱する方法が挙げられる。 As the heating method in the third step and the sixth step, the entire connection structure is heated using a reflow furnace or an oven above the melting point of the solder particles and the curing temperature of the thermosetting component. And a method of locally heating only the connection part of the connection structure.
局所的に加熱する方法に用いる器具としては、ホットプレート、熱風を付与するヒートガン、はんだゴテ、及び赤外線ヒーター等が挙げられる。 As a tool used for the method of heating locally, a hot plate, a heat gun for applying hot air, a soldering iron, an infrared heater, and the like can be given.
また、ホットプレートにて局所的に加熱する際、接続部直下は、熱伝導性の高い金属にて、その他の加熱することが好ましくない個所は、フッ素樹脂等の熱伝導性の低い材質にて、ホットプレート上面を形成することが好ましい。 In addition, when heating locally with a hot plate, the metal directly under the connection is made of a metal with high thermal conductivity, and other places where heating is not preferred are made of a material with low thermal conductivity such as a fluororesin. The upper surface of the hot plate is preferably formed.
なお、上記第1の接続対象部材は、少なくとも1つの第1の電極を有していればよい。上記第1の接続対象部材は複数の第1の電極を有することが好ましい。上記第2の接続対象部材は、上面及び下面のそれぞれに、少なくとも1つの第2の電極を有していればよい。上記第2の接続対象部材は、上面及び下面のそれぞれに、複数の第2の電極を有することが好ましい。上記第3の接続対象部材は、少なくとも1つの第3の電極を有していればよい。上記第3の接続対象部材は複数の第2の電極を有することが好ましい。 In addition, the said 1st connection object member should just have at least 1 1st electrode. The first connection target member preferably has a plurality of first electrodes. The said 2nd connection object member should just have at least 1 2nd electrode in each of an upper surface and a lower surface. The second connection target member preferably has a plurality of second electrodes on each of the upper surface and the lower surface. The third connection target member only needs to have at least one third electrode. The third connection object member preferably has a plurality of second electrodes.
上記第1,第2,第3の接続対象部材は、特に限定されない。上記第1,第2,第3の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、半導体パッケージ、LEDチップ、LEDパッケージ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びに樹脂フィルム、プリント基板、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル、リジッドフレキシブル基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板などの電子部品等が挙げられる。上記第1,第2,第3の接続対象部材は、電子部品であることが好ましい。 The said 1st, 2nd, 3rd connection object member is not specifically limited. Specific examples of the first, second, and third connection target members include semiconductor components, semiconductor packages, LED chips, LED packages, electronic components such as capacitors and diodes, resin films, printed boards, and flexible prints. Examples thereof include electronic parts such as circuit boards such as substrates, flexible flat cables, rigid flexible substrates, glass epoxy substrates and glass substrates. The first, second and third connection target members are preferably electronic components.
上記第1の接続対象部材、上記第2の接続対象部材及び上記第3の接続対象部材の内の少なくとも1つが、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。上記第2の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。上記第3の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル及びリジッドフレキシブル基板は、柔軟性が高く、比較的軽量であるという性質を有する。このような接続対象部材の接続に導電フィルムを用いた場合には、はんだ粒子が電極上に集まりにくい傾向がある。これに対して、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いたとしても、はんだ粒子を電極上に効率的に集めることで、電極間の導通信頼性を充分に高めることができる。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いる場合に、半導体チップなどの他の接続対象部材を用いた場合と比べて、加圧を行わないことによる電極間の導通信頼性の向上効果がより一層効果的に得られる。 It is preferable that at least one of the first connection target member, the second connection target member, and the third connection target member is a resin film, a flexible printed board, a flexible flat cable, or a rigid flexible board. The second connection target member is preferably a resin film, a flexible printed board, a flexible flat cable, or a rigid flexible board. The third connection target member is preferably a resin film, a flexible printed board, a flexible flat cable, or a rigid flexible board. Resin films, flexible printed boards, flexible flat cables, and rigid flexible boards have the property of being highly flexible and relatively lightweight. When a conductive film is used for connection of such a connection object member, there exists a tendency for a solder particle not to gather on an electrode. On the other hand, even if a resin film, a flexible printed circuit board, a flexible flat cable, or a rigid flexible circuit board is used, the conductive reliability between the electrodes can be sufficiently improved by efficiently collecting the solder particles on the electrodes. it can. When using a resin film, a flexible printed circuit board, a flexible flat cable, or a rigid flexible circuit board, the reliability of conduction between electrodes by not applying pressure compared to the case of using other connection target members such as a semiconductor chip. The improvement effect can be obtained more effectively.
上記第2の接続対象部材が、リジッドフレキシブル基板を除くリジッド基板であり、上記第3の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、リジッドフレキシブル基板又はフレキシブルフラットケーブルであることが好ましい。第2の接続対象部材がリジッド基板であると、リジッド基板が硬いので、第2の導電ペーストを高精度に配置することができる。 It is preferable that the second connection target member is a rigid board excluding a rigid flexible board, and the third connection target member is a resin film, a flexible printed board, a rigid flexible board, or a flexible flat cable. If the second connection target member is a rigid substrate, the rigid substrate is hard, so that the second conductive paste can be arranged with high accuracy.
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極、SUS電極及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極、銀電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物層の材料としては、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び3価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記3価の金属元素としては、Sn、Al及びGa等が挙げられる。 Examples of the electrodes provided on the connection target member include metal electrodes such as gold electrodes, nickel electrodes, tin electrodes, aluminum electrodes, copper electrodes, molybdenum electrodes, silver electrodes, SUS electrodes, and tungsten electrodes. When the connection object member is a flexible printed board, the electrode is preferably a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, a silver electrode, or a copper electrode. When the connection target member is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, a silver electrode, or a tungsten electrode. In addition, when the said electrode is an aluminum electrode, the electrode formed only with aluminum may be sufficient and the electrode by which the aluminum layer was laminated | stacked on the surface of the metal oxide layer may be sufficient. Examples of the material for the metal oxide layer include indium oxide doped with a trivalent metal element and zinc oxide doped with a trivalent metal element. Examples of the trivalent metal element include Sn, Al, and Ga.
はんだ粒子を電極上により一層効率的に配置するために、上記第1の導電ペースト及び上記第2の導電ペーストの25℃での粘度ηは好ましくは10Pa・s以上、より好ましくは50Pa・s以上、更に好ましくは100Pa・s以上、好ましくは800Pa・s以下、より好ましくは600Pa・s以下、更に好ましくは500Pa・s以下である。 In order to more efficiently arrange the solder particles on the electrode, the viscosity η at 25 ° C. of the first conductive paste and the second conductive paste is preferably 10 Pa · s or more, more preferably 50 Pa · s or more. More preferably, it is 100 Pa · s or more, preferably 800 Pa · s or less, more preferably 600 Pa · s or less, and further preferably 500 Pa · s or less.
上記粘度は、配合成分の種類及び配合量に適宜調整可能である。また、フィラーの使用により、粘度を比較的高くすることができる。 The said viscosity can be suitably adjusted with the kind and compounding quantity of a compounding component. Further, the use of a filler can make the viscosity relatively high.
上記粘度は、例えば、E型粘度計(東機産業社製)等を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定可能である。 The viscosity can be measured, for example, using an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) and the like at 25 ° C. and 5 rpm.
複数のはんだ部において、はんだ量の均一性を高める観点からは、上記第1の電極の電極幅、上記第2の電極の電極幅及び上記第3の電極の電極幅は、好ましくは50μm以上、より好ましくは75μm以上、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下、更に好ましくは250μm以下である。上記電極幅は、L/Sにおけるライン(L)の幅である。はんだ粒子を電極間により一層効率的に配置する観点からは、上記第1の電極の電極間幅、上記第2の電極の電極間幅及び上記第3の電極の電極間幅は、好ましくは50μm以上、より好ましくは75μm以上、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下、更に好ましくは250μm以下である。上記電極間幅は、L/Sにおけるスペース(S)の幅である。電極幅及び電極間幅が100μm以下、85μm以下、70μm以下の順で小さくなるほど、本発明の効果がより一層効果的に発揮される。 From the viewpoint of increasing the uniformity of the solder amount in the plurality of solder portions, the electrode width of the first electrode, the electrode width of the second electrode, and the electrode width of the third electrode are preferably 50 μm or more, More preferably, it is 75 micrometers or more, Preferably it is 1000 micrometers or less, More preferably, it is 500 micrometers or less, More preferably, it is 250 micrometers or less. The electrode width is the width of the line (L) in L / S. From the viewpoint of more efficiently arranging the solder particles between the electrodes, the interelectrode width of the first electrode, the interelectrode width of the second electrode, and the interelectrode width of the third electrode are preferably 50 μm. More preferably, it is 75 μm or more, preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, and still more preferably 250 μm or less. The inter-electrode width is the width of the space (S) in L / S. The effect of the present invention is more effectively exhibited as the electrode width and interelectrode width become smaller in the order of 100 μm or less, 85 μm or less, and 70 μm or less.
上記第1の導電ペーストは、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含むことが好ましい。上記第2の導電ペーストは、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む。上記熱硬化性成分は、加熱により硬化可能な硬化性化合物(熱硬化性化合物)と、熱硬化剤とを含むことが好ましい。はんだ粒子の表面及び電極の表面の酸化膜を効果的に除去し、接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電ペーストはフラックスを含むことが好ましい。 The first conductive paste preferably includes a thermosetting component and a plurality of solder particles. The second conductive paste includes a thermosetting component and a plurality of solder particles. The thermosetting component preferably includes a curable compound (thermosetting compound) that can be cured by heating, and a thermosetting agent. From the viewpoint of effectively removing the oxide film on the surface of the solder particles and the surface of the electrode and further reducing the connection resistance, the conductive paste preferably contains a flux.
以下、本発明の他の詳細を説明する。 Hereinafter, other details of the present invention will be described.
(はんだ粒子)
上記はんだ粒子は、はんだを導電性の外表面に有する。上記はんだ粒子では、中心部分及び導電性の外表面とのいずれもがはんだにより形成されている。上記はんだ粒子は、中心部分及び導電性の外表面とのいずれもがはんだである粒子である。
(Solder particles)
The solder particles have solder on a conductive outer surface. In the solder particles, both the central portion and the conductive outer surface are formed of solder. The solder particles are particles in which both the central portion and the conductive outer surface are solder.
電極上にはんだ粒子を効率的に集める観点からは、上記はんだ粒子の表面のゼータ電位がプラスであることが好ましい。但し、本発明では、上記はんだ粒子の表面のゼータ電位がプラスでなくてもよい。 From the viewpoint of efficiently collecting the solder particles on the electrode, the zeta potential on the surface of the solder particles is preferably positive. However, in the present invention, the zeta potential of the surface of the solder particle may not be positive.
ゼータ電位は以下のようにして測定される。 The zeta potential is measured as follows.
ゼータ電位の測定方法:
はんだ粒子0.05gを、メタノール10gに入れ、超音波処理等をすることで、均一に分散させて、分散液を得る。この分散液を用いて、かつBeckman Coulter社製「Delsamax PRO」を用いて、電気泳動測定法にて、ゼータ電位を測定することができる。
Zeta potential measurement method:
0.05 g of solder particles are put in 10 g of methanol and subjected to ultrasonic treatment or the like to uniformly disperse to obtain a dispersion. The zeta potential can be measured by electrophoretic measurement using this dispersion and “Delsamax PRO” manufactured by Beckman Coulter.
はんだ粒子のゼータ電位は好ましくは0mVを超え、好ましくは10mV以下、より好ましくは5mV以下、より一層好ましくは1mV以下、更に好ましくは0.7mV以下、特に好ましくは0.5mV以下である。ゼータ電位が上記上限以下であると、使用前の導電ペースト中にて、はんだ粒子が凝集しにくくなる。ゼータ電位が0mV以上であると、実装時に電極上にはんだ粒子が効率的に凝集する。 The zeta potential of the solder particles is preferably more than 0 mV, preferably 10 mV or less, more preferably 5 mV or less, even more preferably 1 mV or less, still more preferably 0.7 mV or less, and particularly preferably 0.5 mV or less. When the zeta potential is less than or equal to the above upper limit, the solder particles hardly aggregate in the conductive paste before use. When the zeta potential is 0 mV or more, the solder particles efficiently aggregate on the electrode during mounting.
表面のゼータ電位をプラスにすることが容易であることから、上記はんだ粒子は、はんだ粒子本体と、上記はんだ粒子本体の表面上に配置されたアニオンポリマーとを有することが好ましい。上記はんだ粒子は、はんだ粒子本体をアニオンポリマー又はアニオンポリマーとなる化合物で表面処理することにより得られることが好ましい。上記はんだ粒子は、アニオンポリマー又はアニオンポリマーとなる化合物による表面処理物であることが好ましい。上記アニオンポリマー及び上記アニオンポリマーとなる化合物はそれぞれ、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。 Since it is easy to make the zeta potential of the surface positive, it is preferable that the solder particles have a solder particle main body and an anionic polymer disposed on the surface of the solder particle main body. The solder particles are preferably obtained by surface-treating the solder particle body with an anionic polymer or a compound that becomes an anionic polymer. The solder particles are preferably a surface treated product of an anion polymer or a compound that becomes an anion polymer. As for the said anion polymer and the compound used as the said anion polymer, only 1 type may respectively be used and 2 or more types may be used together.
はんだ粒子本体をアニオンポリマーで表面処理する方法としては、アニオンポリマーとして、例えば(メタ)アクリル酸を共重合した(メタ)アクリルポリマー、ジカルボン酸とジオールとから合成されかつ両末端にカルボキシル基を有するポリエステルポリマー、ジカルボン酸の分子間脱水縮合反応により得られかつ両末端にカルボキシル基を有するポリマー、ジカルボン酸とジアミンから合成されかつ両末端にカルボキシル基を有するポリエステルポリマー、並びにカルボキシル基を有する変性ポバール(日本合成化学社製「ゴーセネックスT」)等を用いて、アニオンポリマーのカルボキシル基と、はんだ粒子本体の表面の水酸基とを反応させる方法が挙げられる。 As a method of surface-treating the solder particle body with an anionic polymer, as an anionic polymer, for example, a (meth) acrylic polymer copolymerized with (meth) acrylic acid, synthesized from a dicarboxylic acid and a diol and having carboxyl groups at both ends Polyester polymer, polymer obtained by intermolecular dehydration condensation reaction of dicarboxylic acid and having carboxyl groups at both ends, polyester polymer synthesized from dicarboxylic acid and diamine and having carboxyl groups at both ends, and modified poval having carboxyl groups ( A method of reacting a carboxyl group of an anionic polymer with a hydroxyl group on the surface of a solder particle body using “GOHSEX T” manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., etc.
上記アニオンポリマーのアニオン部分としては、上記カルボキシル基が挙げられ、それ以外には、トシル基(p−H3CC6H4S(=O)2−)、スルホン酸イオン基(−SO3 −)、及びリン酸イオン基(−PO4 −)等が挙げられる。 Examples of the anion portion of the anion polymer include the carboxyl group, and other than that, a tosyl group (p-H 3 CC 6 H 4 S (═O) 2 —), a sulfonate ion group (—SO 3 — ), And phosphate ion groups (—PO 4 − ) and the like.
また、他の方法としては、はんだ粒子本体の表面の水酸基と反応する官能基を有し、さらに、付加、縮合反応により重合可能な官能基を有する化合物を用いて、この化合物をはんだ粒子本体の表面上にてポリマー化する方法が挙げられる。はんだ粒子本体の表面の水酸基と反応する官能基としては、カルボキシル基、イソシアネート基等が挙げられ、付加、縮合反応により重合する官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基が挙げられる。 As another method, a compound having a functional group that reacts with a hydroxyl group on the surface of the solder particle body and having a functional group that can be polymerized by addition or condensation reaction is used. The method of polymerizing on the surface is mentioned. Examples of the functional group that reacts with the hydroxyl group on the surface of the solder particle body include a carboxyl group and an isocyanate group, and the functional group that polymerizes by addition and condensation reactions includes a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, and a (meth) acryloyl group. Is mentioned.
上記アニオンポリマーの重量平均分子量は好ましくは2000以上、より好ましくは3000以上、好ましくは10000以下、より好ましくは8000以下である。 The weight average molecular weight of the anionic polymer is preferably 2000 or more, more preferably 3000 or more, preferably 10,000 or less, more preferably 8000 or less.
上記重量平均分子量が上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだ粒子本体の表面上にアニオンポリマーを配置することが容易であり、はんだ粒子の表面のゼータ電位をプラスにすることが容易であり、電極上にはんだ粒子をより一層効率的に配置することができる。 When the weight average molecular weight is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, it is easy to dispose an anionic polymer on the surface of the solder particle body, and it is easy to make the zeta potential on the surface of the solder particle positive. The solder particles can be arranged on the electrodes even more efficiently.
上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されたポリスチレン換算での重量平均分子量を示す。 The weight average molecular weight indicates a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).
はんだ粒子本体をアニオンポリマーとなる化合物で表面処理することにより得られたポリマーの重量平均分子量は、はんだ粒子中のはんだを溶解し、ポリマーの分解を起こさない希塩酸等により、はんだ粒子を除去した後、残存しているポリマーの重量平均分子量を測定することで求めることができる。 The weight average molecular weight of the polymer obtained by surface-treating the solder particle body with a compound that becomes an anionic polymer is obtained by dissolving the solder in the solder particles and removing the solder particles with dilute hydrochloric acid or the like that does not cause decomposition of the polymer. It can be determined by measuring the weight average molecular weight of the remaining polymer.
上記はんだは、融点が450℃以下である金属(低融点金属)であることが好ましい。上記はんだ粒子は、融点が450℃以下である金属粒子(低融点金属粒子)であることが好ましい。上記低融点金属粒子は、低融点金属を含む粒子である。該低融点金属とは、融点が450℃以下の金属を示す。低融点金属の融点は好ましくは300℃以下、より好ましくは160℃以下である。また、上記はんだ粒子は錫を含む。上記はんだ粒子に含まれる金属100重量%中、錫の含有量は好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上、更に好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。上記はんだ粒子における錫の含有量が上記下限以上であると、はんだ部と電極との接続信頼性がより一層高くなる。 The solder is preferably a metal (low melting point metal) having a melting point of 450 ° C. or lower. The solder particles are preferably metal particles (low melting point metal particles) having a melting point of 450 ° C. or lower. The low melting point metal particles are particles containing a low melting point metal. The low melting point metal is a metal having a melting point of 450 ° C. or lower. The melting point of the low melting point metal is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. or lower. The solder particles include tin. In 100% by weight of the metal contained in the solder particles, the content of tin is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 70% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more. When the content of tin in the solder particles is equal to or higher than the lower limit, the connection reliability between the solder portion and the electrode is further enhanced.
なお、上記錫の含有量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置(堀場製作所社製「ICP−AES」)、又は蛍光X線分析装置(島津製作所社製「EDX−800HS」)等を用いて測定可能である。 The tin content is determined using a high frequency inductively coupled plasma optical emission spectrometer (“ICP-AES” manufactured by Horiba, Ltd.) or a fluorescent X-ray analyzer (“EDX-800HS” manufactured by Shimadzu). It can be measured.
上記はんだ粒子を用いることで、はんだが溶融して電極に接合し、はんだ部が電極間を導通させる。例えば、はんだ部と電極とが点接触ではなく面接触しやすいため、接続抵抗が低くなる。また、はんだ粒子の使用により、はんだ部と電極との接合強度が高くなる結果、はんだ部と電極との剥離がより一層生じ難くなり、導通信頼性及び接続信頼性が効果的に高くなる。 By using the solder particles, the solder is melted and joined to the electrodes, and the solder portion conducts between the electrodes. For example, since the solder portion and the electrode are not in point contact but in surface contact, the connection resistance is lowered. In addition, the use of solder particles increases the bonding strength between the solder portion and the electrode. As a result, peeling between the solder portion and the electrode is further less likely to occur, and the conduction reliability and the connection reliability are effectively increased.
上記はんだ粒子を構成する低融点金属は特に限定されない。該低融点金属は、錫、又は錫を含む合金であることが好ましい。該合金は、錫−銀合金、錫−銅合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−亜鉛合金、錫−インジウム合金等が挙げられる。なかでも、電極に対する濡れ性に優れることから、上記低融点金属は、錫、錫−銀合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることが好ましい。錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることがより好ましい。 The low melting point metal constituting the solder particles is not particularly limited. The low melting point metal is preferably tin or an alloy containing tin. Examples of the alloy include a tin-silver alloy, a tin-copper alloy, a tin-silver-copper alloy, a tin-bismuth alloy, a tin-zinc alloy, and a tin-indium alloy. Especially, since it is excellent in the wettability with respect to an electrode, it is preferable that the said low melting metal is a tin, a tin-silver alloy, a tin-silver-copper alloy, a tin-bismuth alloy, a tin-indium alloy. More preferred are a tin-bismuth alloy and a tin-indium alloy.
上記はんだ粒子は、JIS Z3001:溶接用語に基づき、液相線が450℃以下である溶加材であることが好ましい。上記はんだ粒子の組成としては、例えば亜鉛、金、銀、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウムなどを含む金属組成が挙げられる。なかでも低融点で鉛フリーである錫−インジウム系(117℃共晶)、又は錫−ビスマス系(139℃共晶)が好ましい。すなわち、上記はんだ粒子は、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むか、又は錫とビスマスとを含むことが好ましい。 The solder particles are preferably a filler material having a liquidus line of 450 ° C. or lower based on JIS Z3001: welding terms. Examples of the composition of the solder particles include metal compositions containing zinc, gold, silver, lead, copper, tin, bismuth, indium and the like. Among them, a tin-indium system (117 ° C. eutectic) or a tin-bismuth system (139 ° C. eutectic) which is low-melting and lead-free is preferable. That is, the solder particles preferably do not contain lead, and preferably contain tin and indium, or contain tin and bismuth.
上記はんだ部と電極との接合強度をより一層高めるために、上記はんだ粒子は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム、亜鉛、鉄、金、チタン、リン、ゲルマニウム、テルル、コバルト、ビスマス、マンガン、クロム、モリブデン、パラジウム等の金属を含んでいてもよい。また、はんだ部と電極との接合強度をさらに一層高める観点からは、上記はんだ粒子は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム又は亜鉛を含むことが好ましい。はんだ部と電極との接合強度をより一層高める観点からは、接合強度を高めるためのこれらの金属の含有量は、はんだ粒子100重量%中、好ましくは0.0001重量%以上、好ましくは1重量%以下である。 In order to further increase the bonding strength between the solder part and the electrode, the solder particles include nickel, copper, antimony, aluminum, zinc, iron, gold, titanium, phosphorus, germanium, tellurium, cobalt, bismuth, manganese, chromium. Further, it may contain a metal such as molybdenum and palladium. Moreover, from the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder portion and the electrode, the solder particles preferably contain nickel, copper, antimony, aluminum, or zinc. From the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder part and the electrode, the content of these metals for increasing the bonding strength is preferably 0.0001% by weight or more, preferably 1% by weight in 100% by weight of the solder particles. % Or less.
上記はんだ粒子の平均粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは3μm以上、特に好ましくは5μm以上、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm未満、より一層好ましくは75μm以下、より一層好ましくは60μm以下、より一層好ましくは40μm以下、より一層好ましくは30μm以下、更に好ましくは20μm以下、特に好ましくは15μm以下、最も好ましくは10μm以下である。上記はんだ粒子の平均粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだ粒子を電極上により一層効率的に配置することができる。上記はんだ粒子の平均粒子径は、3μm以上、30μm以下であることが特に好ましい。 The average particle size of the solder particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 3 μm or more, particularly preferably 5 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably less than 80 μm, still more preferably 75 μm. Hereinafter, it is more preferably 60 μm or less, even more preferably 40 μm or less, still more preferably 30 μm or less, still more preferably 20 μm or less, particularly preferably 15 μm or less, and most preferably 10 μm or less. When the average particle diameter of the solder particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder particles can be more efficiently arranged on the electrode. The average particle diameter of the solder particles is particularly preferably 3 μm or more and 30 μm or less.
上記はんだ粒子の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。はんだ粒子の平均粒子径は、例えば、任意のはんだ粒子50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、平均値を算出することにより求められる。 The “average particle diameter” of the solder particles indicates a number average particle diameter. The average particle diameter of the solder particles is obtained, for example, by observing 50 arbitrary solder particles with an electron microscope or an optical microscope and calculating an average value.
上記はんだ粒子の粒子径の変動係数は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。上記粒子径の変動係数が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極上にはんだ粒子をより一層効率的に配置することができる。但し、上記はんだ粒子の粒子径の変動係数は、5%未満であってもよい。 The coefficient of variation of the particle diameter of the solder particles is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, preferably 40% or less, more preferably 30% or less. When the variation coefficient of the particle diameter is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder particles can be more efficiently arranged on the electrode. However, the coefficient of variation of the particle diameter of the solder particles may be less than 5%.
上記変動係数(CV値)は下記式で表される。 The coefficient of variation (CV value) is expressed by the following equation.
CV値(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:はんだ粒子の粒子径の標準偏差
Dn:はんだ粒子の粒子径の平均値
CV value (%) = (ρ / Dn) × 100
ρ: Standard deviation of particle diameter of solder particles Dn: Average value of particle diameter of solder particles
上記はんだ粒子の形状は特に限定されない。上記はんだ粒子の形状は、球状であってもよく、扁平状などの球形状以外の形状であってもよい。 The shape of the solder particles is not particularly limited. The solder particles may have a spherical shape or a shape other than a spherical shape such as a flat shape.
上記導電ペースト100重量%中、上記はんだ粒子の含有量は好ましくは1重量%以上、より好ましくは2重量%以上、更に好ましくは10重量%以上、特に好ましくは20重量%以上、最も好ましくは30重量%以上、好ましくは80重量%以下、より好ましくは60重量%以下、更に好ましくは50重量%以下である。上記はんだ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、電極上にはんだ粒子をより一層効率的に配置することができ、電極間にはんだ粒子を多く配置することが容易であり、導通信頼性がより一層高くなる。導通信頼性をより一層高める観点からは、上記はんだ粒子の含有量は多い方が好ましい。 The content of the solder particles in 100% by weight of the conductive paste is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more, still more preferably 10% by weight or more, particularly preferably 20% by weight or more, and most preferably 30%. % By weight or more, preferably 80% by weight or less, more preferably 60% by weight or less, and still more preferably 50% by weight or less. When the content of the solder particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, it is possible to more efficiently arrange the solder particles on the electrodes, and it is easy to arrange many solder particles between the electrodes, The conduction reliability is further increased. From the viewpoint of further improving the conduction reliability, it is preferable that the content of the solder particles is large.
特に、上記導電ペースト100重量%中、上記はんだ粒子の含有量は好ましくは1重量%以上、好ましくは80重量%以下である。この場合には、電極上にはんだ粒子が効率的に集まり、導通信頼性がより一層高くなる。 In particular, the content of the solder particles in 100% by weight of the conductive paste is preferably 1% by weight or more, and preferably 80% by weight or less. In this case, solder particles are efficiently collected on the electrode, and the conduction reliability is further enhanced.
(加熱により硬化可能な化合物:熱硬化性成分)
上記熱硬化性化合物としては、オキセタン化合物、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、(メタ)アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。なかでも、導電ペーストの硬化性及び粘度をより一層良好にし、接続信頼性をより一層高める観点から、エポキシ化合物が好ましい。
(Compound curable by heating: thermosetting component)
Examples of the thermosetting compound include oxetane compounds, epoxy compounds, episulfide compounds, (meth) acrylic compounds, phenolic compounds, amino compounds, unsaturated polyester compounds, polyurethane compounds, silicone compounds, and polyimide compounds. Among these, an epoxy compound is preferable from the viewpoint of further improving the curability and viscosity of the conductive paste and further improving the connection reliability.
上記エポキシ化合物としては、芳香族エポキシ化合物が挙げられる。中でも、レゾルシノール型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、ベンゾフェノン型エポキシ化合物等の結晶性エポキシ化合物が好ましい。常温(23℃)で固体であり、かつ溶融温度がはんだの融点以下であるエポキシ化合物が好ましい。溶融温度は好ましくは100℃以下、より好ましくは80℃以下、好ましくは40℃以上である。上記の好ましいエポキシ化合物を用いることで、接続対象部材を貼り合わせた段階では、粘度が高く、搬送等の衝撃が、加速度が付与された際に、接続対象部材の位置ずれを抑制することができ、なおかつ、硬化時の熱により、導電ペーストの粘度を大きく低下させることができ、はんだ粒子の凝集を効率よく進行させることができる。 An aromatic epoxy compound is mentioned as said epoxy compound. Among these, crystalline epoxy compounds such as resorcinol type epoxy compounds, naphthalene type epoxy compounds, biphenyl type epoxy compounds, and benzophenone type epoxy compounds are preferable. An epoxy compound that is solid at normal temperature (23 ° C.) and has a melting temperature equal to or lower than the melting point of the solder is preferable. The melting temperature is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, and preferably 40 ° C. or higher. By using the above preferred epoxy compound, at the stage where the connection target members are bonded together, the viscosity is high, and when a shock such as transportation is applied to the acceleration, displacement of the connection target member can be suppressed. In addition, the viscosity of the conductive paste can be greatly reduced by heat during curing, and the aggregation of solder particles can be efficiently advanced.
上記導電ペースト100重量%中、上記熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、更に好ましくは50重量%以上、好ましくは99重量%以下、より好ましくは98重量%以下、更に好ましくは90重量%以下、特に好ましくは80重量%以下である。耐衝撃性をより一層高める観点からは、上記熱硬化性成分の含有量は多い方が好ましい。 In 100% by weight of the conductive paste, the content of the thermosetting compound is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, and preferably 99% by weight or less. Is 98% by weight or less, more preferably 90% by weight or less, and particularly preferably 80% by weight or less. From the viewpoint of further improving the impact resistance, it is preferable that the content of the thermosetting component is large.
(熱硬化剤:熱硬化性成分)
上記熱硬化剤は、上記熱硬化性化合物を熱硬化させる。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などのチオール硬化剤、酸無水物、熱カチオン開始剤(熱カチオン硬化剤)及び熱ラジカル発生剤等が挙げられる。上記熱硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Thermosetting agent: thermosetting component)
The thermosetting agent thermosets the thermosetting compound. Examples of the thermosetting agent include imidazole curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, polythiol curing agents and other thiol curing agents, acid anhydrides, thermal cation initiators (thermal cation curing agents), and thermal radical generators. It is done. As for the said thermosetting agent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
なかでも、導電ペーストを低温でより一層速やかに硬化可能であるので、イミダゾール硬化剤、チオール硬化剤又はアミン硬化剤が好ましい。また、加熱により硬化可能な硬化性化合物と上記熱硬化剤とを混合したときに保存安定性が高くなるので、潜在性の硬化剤が好ましい。潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性チオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。なお、上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。 Among these, an imidazole curing agent, a thiol curing agent, or an amine curing agent is preferable because the conductive paste can be cured more rapidly at a low temperature. Moreover, since a storage stability becomes high when the curable compound curable by heating and the thermosetting agent are mixed, a latent curing agent is preferable. The latent curing agent is preferably a latent imidazole curing agent, a latent thiol curing agent, or a latent amine curing agent. In addition, the said thermosetting agent may be coat | covered with polymeric substances, such as a polyurethane resin or a polyester resin.
上記イミダゾール硬化剤としては、特に限定されず、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン及び2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物等が挙げられる。 The imidazole curing agent is not particularly limited, and 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2, 4-Diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1 ')]-ethyl-s-triazine and 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s- Examples include triazine isocyanuric acid adducts.
上記チオール硬化剤としては、特に限定されず、トリメチロールプロパントリス−3−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス−3−メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトールヘキサ−3−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。 The thiol curing agent is not particularly limited, and examples thereof include trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate, pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate, and dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate. .
上記アミン硬化剤としては、特に限定されず、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。 The amine curing agent is not particularly limited, and hexamethylene diamine, octamethylene diamine, decamethylene diamine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro [5.5]. Examples include undecane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, metaphenylenediamine, and diaminodiphenylsulfone.
上記熱カチオン開始剤としては、ヨードニウム系カチオン硬化剤、オキソニウム系カチオン硬化剤及びスルホニウム系カチオン硬化剤等が挙げられる。上記ヨードニウム系カチオン硬化剤としては、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。上記オキソニウム系カチオン硬化剤としては、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボラート等が挙げられる。上記スルホニウム系カチオン硬化剤としては、トリ−p−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。 Examples of the thermal cation initiator include iodonium cation curing agents, oxonium cation curing agents, and sulfonium cation curing agents. Examples of the iodonium-based cationic curing agent include bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate. Examples of the oxonium-based cationic curing agent include trimethyloxonium tetrafluoroborate. Examples of the sulfonium-based cationic curing agent include tri-p-tolylsulfonium hexafluorophosphate.
上記熱ラジカル発生剤としては、特に限定されず、アゾ化合物及び有機過酸化物等が挙げられる。上記アゾ化合物としては、アゾビスイゾブチロニトリル(AIBN)等が挙げられる。上記有機過酸化物としては、ジ−tert−ブチルペルオキシド及びメチルエチルケトンペルオキシド等が挙げられる。 The thermal radical generator is not particularly limited, and examples thereof include azo compounds and organic peroxides. Examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN). Examples of the organic peroxide include di-tert-butyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは80℃以上、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、更に好ましくは150℃以下、特に好ましくは140℃以下である。上記熱硬化剤の反応開始温度が上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだ粒子が電極上により一層効率的に配置される。上記熱硬化剤の反応開始温度は80℃以上、140℃以下であることが特に好ましい。 The reaction initiation temperature of the thermosetting agent is preferably 50 ° C or higher, more preferably 70 ° C or higher, still more preferably 80 ° C or higher, preferably 250 ° C or lower, more preferably 200 ° C or lower, still more preferably 150 ° C or lower, Especially preferably, it is 140 degrees C or less. When the reaction start temperature of the thermosetting agent is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder particles are more efficiently arranged on the electrode. The reaction initiation temperature of the thermosetting agent is particularly preferably 80 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
はんだを電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記熱硬化剤の反応開始温度は、上記はんだ粒子におけるはんだの融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrode, the reaction initiation temperature of the thermosetting agent is preferably higher than the melting point of the solder in the solder particles, more preferably 5 ° C. or more, more preferably 10 It is more preferable that the temperature is higher than ° C.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、DSCでの発熱ピークの立ち上がり開始の温度を意味する。 The reaction start temperature of the thermosetting agent means a temperature at which the exothermic peak of DSC starts to rise.
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記熱硬化性化合物100重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは1重量部以上、好ましくは200重量部以下、より好ましくは100重量部以下、更に好ましくは75重量部以下である。熱硬化剤の含有量が上記下限以上であると、導電ペーストを充分に硬化させることが容易である。熱硬化剤の含有量が上記上限以下であると、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の熱硬化剤が残存し難くなり、かつ硬化物の耐熱性がより一層高くなる。 The content of the thermosetting agent is not particularly limited. The content of the thermosetting agent is preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, preferably 200 parts by weight or less, more preferably 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound. Part or less, more preferably 75 parts by weight or less. When the content of the thermosetting agent is at least the above lower limit, it is easy to sufficiently cure the conductive paste. When the content of the thermosetting agent is not more than the above upper limit, it is difficult for an excess thermosetting agent that did not participate in curing after curing to remain, and the heat resistance of the cured product is further enhanced.
(フラックス)
上記導電ペーストは、フラックスを含むことが好ましい。フラックスの使用により、はんだを電極上により一層効果的に配置することができる。該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。上記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。上記フラックスは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。
(flux)
The conductive paste preferably contains a flux. By using flux, the solder can be more effectively placed on the electrode. 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. Etc. As for the said flux, only 1 type 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、グルタミン酸及びグルタル酸等が挙げられる。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、カルボキシル基を2個以上有する有機酸、松脂であることが好ましい。上記フラックスは、カルボキシル基を2個以上有する有機酸であってもよく、松脂であってもよい。カルボキシル基を2個以上有する有機酸、松脂の使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 Examples of the molten salt include ammonium chloride. Examples of the organic acid include lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid, and glutaric acid. Examples of the pine resin include activated pine resin and non-activated pine resin. The flux is preferably an organic acid having two or more carboxyl groups, pine resin. The flux may be an organic acid having two or more carboxyl groups, or pine resin. By using an organic acid having two or more carboxyl groups, pine resin, the conduction reliability between the electrodes is further enhanced.
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、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 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 conduction reliability between the electrodes is further enhanced.
上記フラックスの活性温度(融点)は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは80℃以上、好ましくは200℃以下、より好ましくは190℃以下、より一層好ましくは160℃以下、更に好ましくは150℃以下、更に一層好ましくは140℃以下である。上記フラックスの活性温度が上記下限以上及び上記上限以下であると、フラックス効果がより一層効果的に発揮され、はんだ粒子が電極上により一層効率的に配置される。上記フラックスの活性温度は80℃以上、190℃以下であることが好ましい。上記フラックスの活性温度は80℃以上、かつ140℃以下であることが特に好ましい。 The active temperature (melting point) of the flux is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, further preferably 80 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or lower, more preferably 190 ° C. or lower, even more preferably 160 ° C. or lower. More preferably, it is 150 ° C. or less, and still more preferably 140 ° C. or less. When the activation temperature of the flux is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the flux effect is more effectively exhibited, and the solder particles are more efficiently arranged on the electrode. The activation temperature of the flux is preferably 80 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. The activation temperature of the flux is particularly preferably 80 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
融点が80℃以上、190℃以下である上記フラックスとしては、コハク酸(融点186℃)、グルタル酸(融点96℃)、アジピン酸(融点152℃)、ピメリン酸(融点104℃)、スベリン酸(融点142℃)等のジカルボン酸、安息香酸(融点122℃)、リンゴ酸(融点130℃)等が挙げられる。
Examples of the flux having a melting point of 80 ° C. or higher and 190 ° C. or lower include succinic acid (melting point 186 ° C.), glutaric acid (melting point 96 ° C.), adipic acid (melting point 152 ° C.), pimelic acid (
また、上記フラックスの沸点は200℃以下であることが好ましい。 The boiling point of the flux is preferably 200 ° C. or lower.
はんだを電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記フラックスの融点は、上記はんだ粒子におけるはんだの融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrode, the melting point of the flux is preferably higher than the melting point of the solder in the solder particles, preferably 5 ° C or higher, more preferably 10 ° C or higher. Is more preferable.
はんだを電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記フラックスの融点は、上記熱硬化剤の反応開始温度よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrode, the melting point of the flux is preferably higher than the reaction start temperature of the thermosetting agent, more preferably 5 ° C or higher, more preferably 10 ° C or higher. More preferably.
上記フラックスは、導電ペースト中に分散されていてもよく、はんだ粒子の表面上に付着していてもよい。 The said flux may be disperse | distributed in the electrically conductive paste and may adhere on the surface of the solder particle.
フラックスの融点が、はんだの融点より高いことにより、電極部分にはんだ粒子を効率的に凝集させることができる。これは、接合時に熱を付与した場合、接続対象部材上に形成された電極と、電極周辺の接続対象部材の部分とを比較すると、電極部分の熱伝導率が電極周辺の接続対象部材部分の熱伝導率よりも高いことにより、電極部分の昇温が早いことに起因する。はんだ粒子の融点を超えた段階では、はんだ粒子の内部は溶解するが、表面に形成された酸化被膜は、フラックスの融点(活性温度)に達していないので、除去されない。この状態で、電極部分の温度が先に、フラックスの融点(活性温度)に達するため、優先的に電極上に来たはんだ粒子の表面の酸化被膜が除去され、はんだ粒子が電極の表面上に濡れ拡がることができる。これにより、電極上に効率的にはんだ粒子を凝集させることができる。 When the melting point of the flux is higher than the melting point of the solder, the solder particles can be efficiently aggregated on the electrode portion. This is because, when heat is applied at the time of joining, when the electrode formed on the connection target member is compared with the portion of the connection target member around the electrode, the thermal conductivity of the electrode portion is Due to the fact that it is higher than the thermal conductivity, the temperature rise of the electrode part is quick. At the stage where the melting point of the solder particles is exceeded, the inside of the solder particles dissolves, but the oxide film formed on the surface does not reach the melting point (activation temperature) of the flux and is not removed. In this state, since the temperature of the electrode portion first reaches the melting point (activation temperature) of the flux, the oxide film on the surface of the solder particles preferentially on the electrode is removed, and the solder particles are placed on the surface of the electrode. Can spread wet. Thereby, solder particles can be efficiently aggregated on the electrode.
上記フラックスは、加熱によりカチオンを放出するフラックスであることが好ましい。加熱によりカチオンを放出するフラックスの使用により、はんだ粒子を電極上により一層効率的に配置することができる。 The flux is preferably a flux that releases cations by heating. By using a flux that releases cations upon heating, the solder particles can be arranged more efficiently on the electrode.
上記加熱によりカチオンを放出するフラックスとしては、上記熱カチオン開始剤が挙げられる。 Examples of the flux that releases cations by the heating include the thermal cation initiator.
上記導電ペースト100重量%中、上記フラックスの含有量は好ましくは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。上記導電ペーストは、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、はんだ及び電極の表面に酸化被膜がより一層形成され難くなり、さらに、はんだ及び電極の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% by weight of the conductive paste, the content of the flux is preferably 0.5% by weight or more, preferably 30% by weight or less, more preferably 25% by weight or less. The conductive paste 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, it becomes more difficult to form an oxide film on the surface of the solder and the electrode, and the oxide film formed on the surface of the solder and the electrode is more effective. Can be removed.
(他の成分)
上記導電ペーストは、必要に応じて、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、帯電防止剤及び難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
(Other ingredients)
If necessary, the conductive paste is, 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, and a lubricant. In addition, various additives such as an antistatic agent and a flame retardant may be included.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。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.
ポリマーA:
ビスフェノールFと1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、及びビスフェノールF型エポキシ樹脂との反応物(ポリマーA)の合成:
ビスフェノールF(4,4’−メチレンビスフェノールと2,4’−メチレンビスフェノールと2,2’−メチレンビスフェノールとを重量比で2:3:1で含む)72重量部、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル70重量部、及びビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製「EPICLON EXA−830CRP」)30重量部を、3つ口フラスコに入れ、窒素フロー下にて、150℃で溶解させた。その後、水酸基とエポキシ基の付加反応触媒であるテトラーn−ブチルスルホニウムブロミド0.1重量部を添加し、窒素フロー下にて、150℃で6時間、付加重合反応させることにより、反応物(ポリマーA)を得た。
Polymer A:
Synthesis of reaction product (polymer A) of bisphenol F with 1,6-hexanediol diglycidyl ether and bisphenol F type epoxy resin:
72 parts by weight of bisphenol F (containing 4,4′-methylene bisphenol, 2,4′-methylene bisphenol and 2,2′-methylene bisphenol in a weight ratio of 2: 3: 1), 1,6-hexanediol 70 parts by weight of glycidyl ether and 30 parts by weight of a bisphenol F type epoxy resin (“EPICLON EXA-830CRP” manufactured by DIC) were placed in a three-necked flask and dissolved at 150 ° C. under a nitrogen flow. Thereafter, 0.1 part by weight of tetra-n-butylsulfonium bromide, which is an addition reaction catalyst for a hydroxyl group and an epoxy group, was added, and an addition polymerization reaction was carried out at 150 ° C. for 6 hours under a nitrogen flow, whereby a reactant (polymer) A) was obtained.
NMRにより、付加重合反応が進行したことを確認して、反応物(ポリマーA)が、ビスフェノールF型エポキシ樹脂に由来する水酸基と1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、及びビスフェノールF型エポキシ樹脂のエポキシ基とが結合した構造単位を主鎖に有し、かつエポキシ基を両末端に有することを確認した。 By confirming that the addition polymerization reaction has progressed by NMR, the reaction product (polymer A) is a hydroxyl group derived from bisphenol F type epoxy resin, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, and bisphenol F type epoxy resin. It was confirmed that the main chain has a structural unit bonded to an epoxy group and has an epoxy group at both ends.
GPCにより得られた反応物(ポリマーA)の重量平均分子量は10000、数平均分子量は3500であった。 The reaction product (polymer A) obtained by GPC had a weight average molecular weight of 10,000 and a number average molecular weight of 3,500.
ポリマーB:両末端エポキシ基剛直骨格フェノキシ樹脂、三菱化学社製「YX6900BH45」、重量平均分子量16000 Polymer B: both end epoxy group rigid skeleton phenoxy resin, “YX6900BH45” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, weight average molecular weight 16000
熱硬化性化合物1:レゾルシノール型エポキシ化合物、ナガセケムテックス社製「EX−201」 Thermosetting compound 1: Resorcinol type epoxy compound, “EX-201” manufactured by Nagase ChemteX Corporation
熱硬化性化合物2:ビスフェノールF型エポキシ樹脂、DIC社製「EPICLON EXA−830CRP」 Thermosetting compound 2: bisphenol F type epoxy resin, “EPICLON EXA-830CRP” manufactured by DIC
熱硬化剤1:ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、昭和電工社製「カレンズMT PE1」 Thermosetting agent 1: pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), “Karenz MT PE1” manufactured by Showa Denko KK
潜在性エポキシ熱硬化剤1:T&K TOKA社製「フジキュア7000」 Latent epoxy thermosetting agent 1: “Fujicure 7000” manufactured by T & K TOKA
フラックス1:アジピン酸、和光純薬工業社製、融点(活性温度)152℃ Flux 1: Adipic acid, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., melting point (activation temperature) 152 ° C.
はんだ粒子1〜3の作製方法:
アニオンポリマー1を有するはんだ粒子:はんだ粒子本体200gと、アジピン酸40gと、アセトン70gとを3つ口フラスコに秤量し、次にはんだ粒子本体の表面の水酸基とアジピン酸のカルボキシル基との脱水縮合触媒であるジブチル錫オキサイド0.3gを添加し、60℃で4時間反応させた。その後、はんだ粒子を濾過することで回収した。
Method for producing solder particles 1-3:
Solder particles having anionic polymer 1: 200 g of solder particle main body, 40 g of adipic acid, and 70 g of acetone are weighed in a three-necked flask, and then dehydration condensation between the hydroxyl group on the surface of the solder particle main body and the carboxyl group of adipic acid 0.3 g of dibutyltin oxide as a catalyst was added and reacted at 60 ° C. for 4 hours. Thereafter, the solder particles were collected by filtration.
回収したはんだ粒子と、アジピン酸50gと、トルエン200gと、パラトルエンスルホン酸0.3gとを3つ口フラスコに秤量し、真空引き、及び還流を行いながら、120℃で、3時間反応させた。この際、ディーンスターク抽出装置を用いて、脱水縮合により生成した水を除去しながら反応させた。 The collected solder particles, 50 g of adipic acid, 200 g of toluene, and 0.3 g of paratoluenesulfonic acid were weighed in a three-necked flask and reacted at 120 ° C. for 3 hours while evacuating and refluxing. . At this time, the reaction was carried out while removing water produced by dehydration condensation using a Dean-Stark extraction device.
その後、ろ過によりはんだ粒子を回収し、ヘキサンにて洗浄し、乾燥した。その後、得られたはんだ粒子をボールミルで解砕した後、所定のCV値となるように篩を選択した。 Thereafter, the solder particles were collected by filtration, washed with hexane, and dried. Thereafter, the obtained solder particles were crushed with a ball mill, and then a sieve was selected so as to obtain a predetermined CV value.
(ゼータ電位測定)
また、得られたはんだ粒子を、アニオンポリマー1を有するはんだ粒子0.05gを、メタノール10gに入れ、超音波処理をすることで、均一に分散させて、分散液を得た。この分散液を用いて、かつBeckman Coulter社製「Delsamax PRO」を用いて、電気泳動測定法にて、ゼータ電位を測定した。
(Zeta potential measurement)
Moreover, 0.05 g of solder particles having the anion polymer 1 were put in 10 g of methanol and the resulting solder particles were uniformly dispersed by ultrasonic treatment to obtain a dispersion. The zeta potential was measured by electrophoretic measurement using this dispersion and “Delsamax PRO” manufactured by Beckman Coulter.
(アニオンポリマーの重量平均分子量)
はんだ粒子の表面のアニオンポリマー1の重量平均分子量は、0.1Nの塩酸を用い、はんだを溶解した後、ポリマーをろ過により回収し、GPCにより求めた。
(Weight average molecular weight of anionic polymer)
The weight average molecular weight of the anionic polymer 1 on the surface of the solder particles was obtained by dissolving the solder using 0.1N hydrochloric acid, collecting the polymer by filtration, and determining by GPC.
(はんだ粒子のCV値)
CV値を、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所社製「LA−920」)にて、測定した。
(CV value of solder particles)
The CV value was measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer (“LA-920” manufactured by Horiba, Ltd.).
はんだ粒子1(SnBiはんだ粒子、融点139℃、三井金属社製「ST−3」を選別したはんだ粒子本体を用い、表面処理を行ったアニオンポリマー1を有するはんだ粒子、平均粒子径4μm、CV値7%、表面のゼータ電位:+0.65mV、ポリマー分子量Mw=6500)
Solder particle 1 (SnBi solder particle, melting point 139 ° C., solder particle body selected from “ST-3” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., surface treated anionic polymer 1 solder particle,
はんだ粒子2(SnBiはんだ粒子、融点139℃、三井金属社製「DS10」を選別したはんだ粒子本体を用い、表面処理を行ったアニオンポリマー1を有するはんだ粒子、平均粒子径13μm、CV値20%、表面のゼータ電位:+0.48mV、ポリマー分子量Mw=7000) Solder particle 2 (SnBi solder particle, melting point 139 ° C., solder particle body selected from Mitsui Kinzoku “DS10”, surface-treated solder particle having anionic polymer 1, average particle diameter 13 μm, CV value 20% Surface zeta potential: +0.48 mV, polymer molecular weight Mw = 7000)
はんだ粒子3(SnBiはんだ粒子、融点139℃、三井金属社製「10−25」を選別したはんだ粒子本体を用い、表面処理を行ったアニオンポリマー1を有するはんだ粒子、平均粒子径25μm、CV値15%、表面のゼータ電位:+0.4mV、ポリマー分子量Mw=8000) Solder particle 3 (SnBi solder particle, melting point 139 ° C., solder particle body selected from “10-25” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., surface-treated anionic polymer 1 solder particle, average particle diameter 25 μm, CV value 15%, surface zeta potential: +0.4 mV, polymer molecular weight Mw = 8000)
導電性粒子1:樹脂粒子の表面上に厚み1μmの銅層が形成されており、該銅層の表面に厚み3μmのはんだ層(錫:ビスマス=43重量%:57重量%)が形成されている導電性粒子 Conductive particles 1: a copper layer having a thickness of 1 μm is formed on the surface of the resin particles, and a solder layer having a thickness of 3 μm (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%) is formed on the surface of the copper layer. Conductive particles
導電性粒子1の作製方法:
平均粒子径10μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−210」)を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面上に厚さ0.1μmの下地ニッケルめっき層を形成した。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、厚さ1μmの銅層を形成した。更に、錫及びビスマスを含有する電解めっき液を用いて、電解めっきし、厚さ3μmのはんだ層を形成した。このようにして、樹脂粒子の表面上に厚み1μmの銅層が形成されており、該銅層の表面に厚み3μmのはんだ層(錫:ビスマス=43重量%:57重量%)が形成されている導電性粒子1を作製した。
Production method of conductive particles 1:
Divinylbenzene resin particles having an average particle diameter of 10 μm (“Micropearl SP-210” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) were subjected to electroless nickel plating to form a base nickel plating layer having a thickness of 0.1 μm 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 1 μm thick copper layer. Furthermore, electrolytic plating was performed using an electrolytic plating solution containing tin and bismuth to form a solder layer having a thickness of 3 μm. Thus, a 1 μm thick copper layer is formed on the surface of the resin particles, and a 3 μm thick solder layer (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%) is formed on the surface of the copper layer. Conductive particles 1 were prepared.
フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「YP−50S」) Phenoxy resin (“YP-50S” manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.)
(実施例1)
(1)異方性導電ペーストの作製
下記の表1に示す成分を下記の表1に示す配合量で配合して、異方性導電ペーストを得た。
(Example 1)
(1) Preparation of anisotropic conductive paste The components shown in Table 1 below were blended in the blending amounts shown in Table 1 to obtain anisotropic conductive paste.
(2)第1の接続構造体
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが1mmであるように、基板の上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは250μmであった。
(2) 1st connection structure It has 20 electrodes of the copper electrode pattern of electrode size 500 micrometers x 500 micrometers on the upper surface of a board | substrate so that the space between electrodes may be 1 mm, and electrode size 500 micrometers x 500 micrometers A glass epoxy substrate having 20 electrodes of a copper electrode pattern on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the upper surface and the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the principal surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the upper electrode and the end of the lower electrode was 250 μm.
また、ガラスエポキシ基板では、銅電極の厚みを12μm、ソルダーレジストの厚みを30μm、基板の総厚みを0.6mmとした。 In the glass epoxy substrate, the thickness of the copper electrode was 12 μm, the thickness of the solder resist was 30 μm, and the total thickness of the substrate was 0.6 mm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが1mmであるように、一方の表面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, prepare first and second flexible printed circuit boards (total thickness 100 μm) having 20 electrodes of a 500 μm × 500 μm copper electrode pattern on one surface so that the space between the electrodes is 1 mm. did.
上記ガラスエポキシ基板の上面に、作製直後の異方性導電ペーストを、ガラスエポキシ基板の電極上で厚さ100μmとなるように、メタルマスクを用い、スクリーン印刷にて塗工し、第1の異方性導電ペースト層を形成した。次に、第1の異方性導電ペースト層の上面に上記第1のフレキシブルプリント基板を、電極同士が対向するように積層した。このとき、加圧を行わなかった。第1の異方性導電ペースト層には、上記第1のフレキシブルプリント基板の重量は加わる。その後、第1の異方性導電ペースト層の温度が190℃となるように、ホットプレート上で加熱しながら、はんだを溶融させ、かつ第1の異方性導電ペースト層を190℃及び10秒で硬化させ、積層体を得た。 On the upper surface of the glass epoxy substrate, the anisotropic conductive paste immediately after fabrication is applied by screen printing using a metal mask so that the thickness is 100 μm on the electrode of the glass epoxy substrate, and the first different paste is applied. An isotropic conductive paste layer was formed. Next, the first flexible printed circuit board was laminated on the upper surface of the first anisotropic conductive paste layer so that the electrodes face each other. At this time, no pressure was applied. The weight of the first flexible printed board is added to the first anisotropic conductive paste layer. Thereafter, the solder is melted while being heated on a hot plate so that the temperature of the first anisotropic conductive paste layer becomes 190 ° C., and the first anisotropic conductive paste layer is heated at 190 ° C. for 10 seconds. And cured to obtain a laminate.
得られた積層体を反転させ、その上面に、作製直後の異方性導電ペーストを、積層体の電極上で厚さ100μmとなるように、メタルマスクを用い、スクリーン印刷にて塗工し、第2の異方性導電ペースト層を形成した。次に、第2の異方性導電ペースト層の上面に上記第2のフレキシブルプリント基板を、電極同士が対向するように積層した。このとき、加圧を行わなかった。第2の異方性導電ペースト層には、上記第2のフレキシブルプリント基板の重量は加わる。その後、第2の異方性導電ペースト層の温度が190℃となるようにホットプレート上で加加熱しながら、はんだを溶融させ、かつ第2の異方性導電ペースト層を190℃及び10秒で硬化させ、第1の接続構造体を得た。 The obtained laminated body is inverted, and the anisotropic conductive paste immediately after the production is applied to the upper surface by screen printing using a metal mask so that the thickness is 100 μm on the electrode of the laminated body, A second anisotropic conductive paste layer was formed. Next, the second flexible printed circuit board was laminated on the upper surface of the second anisotropic conductive paste layer so that the electrodes face each other. At this time, no pressure was applied. The weight of the second flexible printed board is added to the second anisotropic conductive paste layer. Thereafter, the solder is melted while being heated on a hot plate so that the temperature of the second anisotropic conductive paste layer becomes 190 ° C., and the second anisotropic conductive paste layer is heated at 190 ° C. for 10 seconds. To obtain a first connection structure.
(実施例2)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが750μmであるように、上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは125μmであった。
(Example 2)
20 electrodes of a copper electrode pattern with an electrode size of 500 μm × 500 μm are provided on the upper surface so that the space between the electrodes is 750 μm, and 20 electrodes of the copper electrode pattern with an electrode size of 500 μm × 500 μm are connected to the upper surface A glass epoxy substrate provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the main surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the upper electrode and the end of the lower electrode was 125 μm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが750μmであるように、一方の表面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, prepare first and second flexible printed circuit boards (total thickness 100 μm) having 20 electrodes of a 500 μm × 500 μm copper electrode pattern on one surface so that the space between the electrodes is 750 μm did.
上記のガラスエポキシ基板及び第1,第2のフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は、実施例1の第1の接続構造体と同様にして第2の接続構造体を得た。 A second connection structure was obtained in the same manner as the first connection structure of Example 1 except that the glass epoxy substrate and the first and second flexible printed boards were used.
(実施例3)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが500μmであるように、上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは0μmであった。
(Example 3)
20 electrodes of a copper electrode pattern having an electrode size of 500 μm × 500 μm are provided on the upper surface so that a space between the electrodes is 500 μm, and 20 electrodes of a copper electrode pattern having an electrode size of 500 μm × 500 μm are connected to the upper surface A glass epoxy substrate provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the main surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the upper electrode and the end of the lower electrode was 0 μm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが500μmであるように、一方の面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, prepare first and second flexible printed circuit boards (total thickness 100 μm) having 20 electrodes of a copper electrode pattern of 500 μm × 500 μm on one side so that the space between the electrodes is 500 μm. did.
上記のガラスエポキシ基板及び第1,第2のフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は、実施例1の第1の接続構造体と同様にして第3の接続構造体を得た。 A third connection structure was obtained in the same manner as the first connection structure of Example 1, except that the glass epoxy substrate and the first and second flexible printed boards were used.
(実施例4)
異方性導電ペーストの配合成分及び配合量を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。
Example 4
A first connection structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending component and blending amount of the anisotropic conductive paste were changed as shown in Table 1 below.
(実施例5)
実施例4で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2と同様にして、第2の接続構造体を得た。
(Example 5)
A second connection structure was obtained in the same manner as in Example 2 except that the anisotropic conductive paste obtained in Example 4 was used.
(実施例6)
実施例4で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3と同様にして、第3の接続構造体を得た。
(Example 6)
A third connection structure was obtained in the same manner as in Example 3 except that the anisotropic conductive paste obtained in Example 4 was used.
(実施例7)
第2の導電ペースト層の加熱時に1Mpaの圧力を加えたこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。
(Example 7)
A first connection structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that a pressure of 1 Mpa was applied during heating of the second conductive paste layer.
(実施例8)
異方性導電ペーストの配合成分及び配合量を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。
(Example 8)
A first connection structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending component and blending amount of the anisotropic conductive paste were changed as shown in Table 1 below.
(実施例9)
実施例8で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2と同様にして、第2の接続構造体を得た。
Example 9
A second connection structure was obtained in the same manner as in Example 2 except that the anisotropic conductive paste obtained in Example 8 was used.
(実施例10)
実施例8で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3と同様にして、第3の接続構造体を得た。
(Example 10)
A third connection structure was obtained in the same manner as in Example 3 except that the anisotropic conductive paste obtained in Example 8 was used.
(実施例11)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが600μmであるように、上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは50μmであった。
(Example 11)
20 electrodes of a copper electrode pattern with an electrode size of 500 μm × 500 μm are provided on the upper surface so that the space between the electrodes is 600 μm, and 20 electrodes of a copper electrode pattern with an electrode size of 500 μm × 500 μm are connected to the upper surface A glass epoxy substrate provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the principal surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the upper electrode and the end of the lower electrode was 50 μm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが600μmであるように、一方の面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, first and second flexible printed boards (total thickness 100 μm) having 20 electrodes of a copper electrode pattern of 500 μm × 500 μm on one side so that the space between the electrodes is 600 μm are prepared. did.
上記のガラスエポキシ基板及び第1,第2のフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は、実施例1の第1の接続構造体と同様にして第4の接続構造体を得た。 A fourth connection structure was obtained in the same manner as the first connection structure of Example 1, except that the glass epoxy substrate and the first and second flexible printed boards were used.
(実施例12)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが520μmであるように、上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは10μmであった。
Example 12
20 electrodes of a copper electrode pattern having an electrode size of 500 μm × 500 μm are provided on the upper surface so that a space between the electrodes is 520 μm, and 20 electrodes of a copper electrode pattern having an electrode size of 500 μm × 500 μm are connected to the upper surface A glass epoxy substrate provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the main surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the upper electrode and the end of the lower electrode was 10 μm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが520μmであるように、一方の面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, prepare first and second flexible printed circuit boards (total thickness 100 μm) having 20 electrodes of a copper electrode pattern of 500 μm × 500 μm on one side so that the space between the electrodes is 520 μm. did.
上記のガラスエポキシ基板及び第1,第2のフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は、実施例1の第1の接続構造体と同様にして第5の接続構造体を得た。 A fifth connection structure was obtained in the same manner as the first connection structure of Example 1, except that the glass epoxy substrate and the first and second flexible printed boards were used.
(実施例13)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが1mmであるように、基板の上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するフレキシブルプリント基板を用意した。上記フレキシブルプリント基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは250μmであった。
(Example 13)
20 electrodes of a copper electrode pattern having an electrode size of 500 μm × 500 μm are provided on the upper surface of the substrate so that the space between the electrodes is 1 mm, and 20 electrodes of the copper electrode pattern having an electrode size of 500 μm × 500 μm are A flexible printed circuit board provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the upper surface and the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the main surface direction (direction perpendicular to the thickness direction) of the flexible printed board, the distance D between the end of the upper electrode and the end of the lower electrode was 250 μm.
また、フレキシブルプリント基板では、銅電極の厚みを12μm、ソルダーレジストの厚みを30μm、基板の総厚みを0.6mmとした。 In the flexible printed board, the thickness of the copper electrode was 12 μm, the thickness of the solder resist was 30 μm, and the total thickness of the board was 0.6 mm.
ガラスエポキシ基板をフレキシブルプリント基板に変更したこと以外は実施例1と同様にして、第6の接続構造体を得た。 A sixth connection structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass epoxy board was changed to a flexible printed board.
(比較例1)
上記ガラスエポキシ基板の上面及び下面で、電極が対向しており、上記第1のフレキシブルプリント基板の上面及び下面で、電極の位置がずれていないように変更したこと以外は実施例1と同様にして、第7の接続構造体(ガラスエポキシ基板の電極対向)を得た。
(Comparative Example 1)
The electrodes are opposite to each other on the upper and lower surfaces of the glass epoxy substrate, and the same as in Example 1 except that the electrodes are not displaced on the upper and lower surfaces of the first flexible printed circuit board. Thus, a seventh connection structure (electrode facing the glass epoxy substrate) was obtained.
(比較例2)
フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「YP−50S」)18重量部をメチルエチルケトン(MEK)に固形分が50重量%となるように溶解させて、溶解液を得た。下記の表1に示すフェノキシ樹脂を除く成分を下記の表1に示す配合量と、上記溶解液の全量とを配合して、遊星式攪拌機を用いて2000rpmで5分間攪拌した後、バーコーターを用いて乾燥後の厚みが30μmになるよう離型PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に塗工した。室温で真空乾燥することで、MEKを除去することにより、異方性導電フィルムを得た。
(Comparative Example 2)
18 parts by weight of phenoxy resin (“YP-50S” manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) was dissolved in methyl ethyl ketone (MEK) so as to have a solid content of 50% by weight to obtain a solution. Ingredients other than the phenoxy resin shown in Table 1 below were blended with the blending amounts shown in Table 1 below and the total amount of the above solution, and after stirring for 5 minutes at 2000 rpm using a planetary stirrer, a bar coater was used. It was used and coated on a release PET (polyethylene terephthalate) film so that the thickness after drying was 30 μm. An anisotropic conductive film was obtained by removing MEK by vacuum drying at room temperature.
異方性導電フィルムを用いたこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。 A first connection structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the anisotropic conductive film was used.
(比較例3)
異方性導電ペーストの配合成分及び配合量を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。
(Comparative Example 3)
A first connection structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending component and blending amount of the anisotropic conductive paste were changed as shown in Table 1 below.
(評価)
(1)粘度
異方性導電ペーストの25℃での粘度ηを、E型粘度計(東機産業社製)を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定した。
(Evaluation)
(1) Viscosity The viscosity η at 25 ° C. of the anisotropic conductive paste was measured using an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25 ° C. and 5 rpm.
(2)はんだ部の厚み
得られた接続構造体を断面観察することにより、上下の電極の間に位置しているはんだ部の厚みを評価した。
(2) Thickness of solder part The thickness of the solder part located between the upper and lower electrodes was evaluated by observing a cross section of the obtained connection structure.
(3)電極上のはんだの配置精度
得られた接続構造体の上記第1,第2のフレキシブルプリント基板間の断面(図1に示す方向の断面)において、はんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだの面積(%)を評価した。なお、5つの断面における面積の平均を算出した。電極上のはんだの配置精度を下記の基準で判定した。
(3) Solder placement accuracy on the electrode In the cross-section (cross-section in the direction shown in FIG. 1) between the first and second flexible printed boards of the obtained connection structure, The area (%) of the solder remaining in the cured product away from the solder portion disposed therebetween was evaluated. In addition, the average of the area in five cross sections was computed. The placement accuracy of the solder on the electrode was determined according to the following criteria.
[電極上の導電性粒子の配置精度の判定基準]
○○:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が0%以上、1%以下
○1:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が1%を超え、5%以下
○2:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が5%を超え、10%以下
△:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が10%を超え、30%以下
×:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が30%を超える
[Judgment criteria for placement accuracy of conductive particles on electrode]
○○: The area of the solder (solder particles) remaining in the cured product away from the solder portion arranged between the electrodes in the total area of 100% of the solder appearing in the cross section is 0% or more and 1% or less ○ 1: Out of the total area of 100% of the solder appearing in the cross section, the area of the solder (solder particles) remaining in the cured product away from the solder portion disposed between the electrodes exceeds 1% and 5% ○ 2: Out of the total area of 100% of the solder appearing in the cross section, the area of the solder (solder particles) remaining in the cured product away from the solder portion disposed between the electrodes exceeds 5%, 10 % Or less Δ: Out of 100% of the total area of the solder appearing in the cross section, the area of the solder (solder particles) remaining in the cured product away from the solder portion disposed between the electrodes exceeds 10%, 30 % Or less ×: 100% of the total area of solder appearing in the cross section, The area of the solder (solder particles) greater than 30% remaining in the cured product in away from the solder portion disposed to the machining gap
(4)上下の電極間の導通信頼性
得られた第1,第2,第3の接続構造体(n=15個)において、上下の電極間の1接続箇所当たりの接続抵抗をそれぞれ、4端子法により、測定した。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。導通信頼性を下記の基準で判定した。
(4) Conduction reliability between upper and lower electrodes In the obtained first, second and third connection structures (n = 15), the connection resistance per connection point between the upper and lower electrodes is 4 It was measured by the terminal method. The average value of connection resistance 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 conduction reliability was determined according to the following criteria.
[導通信頼性の判定基準]
○○:接続抵抗の平均値が50mΩ以下
○1:接続抵抗の平均値が50mΩを超え、60mΩ以下
○2:接続抵抗の平均値が60mΩを超え、70mΩ以下
△:接続抵抗の平均値が70mΩを超え、100mΩ以下
×:接続抵抗の平均値が100mΩを超える
[Judgment criteria for conduction reliability]
○○: The average value of connection resistance is 50 mΩ or less ○ 1: The average value of connection resistance exceeds 50 mΩ and 60 mΩ or less ○ 2: The average value of connection resistance exceeds 60 mΩ and 70 mΩ or less △: The average value of connection resistance is 70 mΩ Exceeding 100 mΩ x: The average value of connection resistance exceeds 100 mΩ
(5)隣接する電極間の絶縁信頼性
得られた第1,第2,第3の接続構造体(n=15個)において、85℃、湿度85%の雰囲気中に100時間放置後、隣接する電極間に、5Vを印加し、抵抗値を25箇所で測定した。絶縁信頼性を下記の基準で判定した。
(5) Insulation reliability between adjacent electrodes In the obtained first, second, and third connection structures (n = 15), they were left in an atmosphere of 85 ° C. and 85% humidity for 100 hours and then adjacent to each other. 5V was applied between the electrodes to be measured, and the resistance value was measured at 25 locations. Insulation reliability was judged according to the following criteria.
[絶縁信頼性の判定基準]
○○:接続抵抗の平均値が107Ω以上
○:接続抵抗の平均値が106Ω以上、107Ω未満
△:接続抵抗の平均値が105Ω以上、106Ω未満
×:接続抵抗の平均値が105Ω未満
[Criteria for insulation reliability]
◯: Average value of connection resistance is 10 7 Ω or more ○: Average value of connection resistance is 10 6 Ω or more, less than 10 7 Ω △: Average value of connection resistance is 10 5 Ω or more, less than 10 6 Ω ×: Connection The average resistance is less than 10 5 Ω
結果を下記の表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.
第1,第2のフレキシブルプリント基板にかえて、樹脂フィルム、フレキシブルフラットケーブル及びリジッドフレキシブル基板を用いた場合でも、同様の傾向が見られた。 The same tendency was observed when a resin film, a flexible flat cable, and a rigid flexible board were used instead of the first and second flexible printed boards.
1,1X…接続構造体
2…第1の接続対象部材
2a…第1の電極(上面側)
3…第2の接続対象部材
3a…第2の電極(下面側)
3b…第2の電極(上面側)
4…第3の接続対象部材
4a…第3の電極(下面側)
5,5X…第1の接続部
5A,5XA…第1のはんだ部
5B,5XB…第1の硬化物部
6,6X…第2の接続部
6A,6XA…第2のはんだ部
6B,6XB…第2の硬化物部
11…第1の導電ペースト層
11A…はんだ粒子
11B…熱硬化性成分
12…第2の導電ペースト層
12A…はんだ粒子
12B…熱硬化性成分
DESCRIPTION OF
3 ... 2nd
3b ... 2nd electrode (upper surface side)
4 ... 3rd
5, 5X ...
Claims (17)
前記積層体における前記第2の接続対象部材の上面上に、前記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、
前記第2の導電ペースト層の上面上に、前記第3の接続対象部材を下面側から、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とが対向するように配置する工程と、
前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第2の導電ペースト層を加熱することで、前記第2の接続対象部材と前記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とを、前記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備え、
前記第2の接続対象部材として、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極が対向しておらず、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる、接続構造体の製造方法。 Using a second conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles, a first connection target member having at least one first electrode on the top surface, and at least one second electrode on the top surface And a second connection target member having at least one second electrode on the lower surface is connected by a first connection portion containing conductive particles, and the first electrode on the upper surface and the first electrode on the lower surface A third connection object using a laminate in which the second electrode is electrically connected to the first conductive portion derived from the conductive particles and having at least one third electrode on the lower surface Using a member
A step of disposing a second conductive paste layer on the upper surface of the second connection target member in the laminate using the second conductive paste;
Arranging the third connection target member on the upper surface of the second conductive paste layer from the lower surface side so that the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface face each other;
By heating the second conductive paste layer above the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and above the curing temperature of the thermosetting component, the second connection target member and the first A second connection portion connecting the three connection target members with the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface, Electrically connecting with a second solder part in the second connection part,
As the second connection target member, the second electrode is not opposed on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, and the second connection target member is the second connection target member on the upper surface and lower surface of the second connection target member. The manufacturing method of a connection structure using the 2nd connection object member from which the position of the electrode of has shifted | deviated.
前記第1の接続対象部材の上面上に、前記第1の導電ペーストを塗布して、第1の導電ペースト層を配置する工程と、
前記第1の導電ペースト層の上面上に、前記第2の接続対象部材を下面側から、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とが対向するように配置する工程と、
前記第1の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第1の導電ペースト層を加熱することで、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している第1の接続部を、前記第1の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とを、前記第1の接続部中の第1のはんだ部により電気的に接続する工程と、
前記第2の接続対象部材の上面上に、前記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、
前記第2の導電ペースト層の上面上に、前記第3の接続対象部材を下面側から、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とが対向するように配置する工程と、
前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第2の導電ペースト層を加熱することで、前記第2の接続対象部材と前記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とを、前記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備え、
前記第2の接続対象部材として、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極が対向しておらず、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる、接続構造体の製造方法。 Using a first conductive paste including a thermosetting component and a plurality of solder particles, and using a second conductive paste including a thermosetting component and a plurality of solder particles, at least one first electrode is formed. Using the first connection target member on the upper surface, using the second connection target member having at least one second electrode on the upper surface and at least one second electrode on the lower surface, and at least Using a third connection target member having one third electrode on the lower surface,
Applying the first conductive paste on the top surface of the first connection target member, and disposing a first conductive paste layer;
Disposing the second connection target member on the upper surface of the first conductive paste layer from the lower surface side so that the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are opposed to each other;
By heating the first conductive paste layer above the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer and above the curing temperature of the thermosetting component, the first connection object member and the first A first connection portion connecting the two connection target members with the first conductive paste layer, and the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface, Electrically connecting by a first solder part in the first connection part;
Disposing a second conductive paste layer on the upper surface of the second connection target member using the second conductive paste;
Arranging the third connection target member on the upper surface of the second conductive paste layer from the lower surface side so that the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface face each other;
By heating the second conductive paste layer above the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and above the curing temperature of the thermosetting component, the second connection target member and the first A second connection portion connecting the three connection target members with the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface, Electrically connecting with a second solder part in the second connection part,
As the second connection target member, the second electrode is not opposed on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, and the second connection target member is the second connection target member on the upper surface and lower surface of the second connection target member. The manufacturing method of a connection structure using the 2nd connection object member from which the position of the electrode of has shifted | deviated.
前記第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成する際に、前記第2の導電ペースト層の加熱開始から前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点に達するまでの時間を、2秒以上、60秒以下にする、請求項2に記載の接続構造体の製造方法。 When the first connection portion is formed by the first conductive paste layer, from the start of heating of the first conductive paste layer to the melting point of the solder particles included in the first conductive paste layer Is set to 2 seconds or more and 60 seconds or less,
When the second connection portion is formed by the second conductive paste layer, from the start of heating of the second conductive paste layer until reaching the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer The method for manufacturing a connection structure according to claim 2, wherein the time is set to 2 seconds or more and 60 seconds or less.
前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満である、請求項2又は6に記載の接続構造体の製造方法。 In the step of arranging the second connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied, and the weight of the second connection target member is in the first conductive paste layer. Applying or applying pressure and disposing the second connection target member in at least one of the step of arranging the second connection target member and the step of forming the second connection part In both the step of forming and the step of forming the second connection portion, the pressure of pressurization is less than 1 MPa,
In the step of arranging the third connection target member and the step of forming the third connection portion, no pressure is applied, and the weight of the third connection target member is in the second conductive paste layer. Applying or applying pressure and disposing the third connection target member in at least one of the step of arranging the third connection target member and the step of forming the third connection part The manufacturing method of the connection structure according to claim 2 or 6, wherein the pressure of pressurization is less than 1 MPa in both the step of forming and the step of forming the third connection portion.
前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わる、請求項7に記載の接続構造体の製造方法。 In the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection part, no pressure is applied, and the weight of the second connection target member is in the first conductive paste layer. Join,
In the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied, and the weight of the third connection target member is in the second conductive paste layer. The manufacturing method of the connection structure according to claim 7 to be added.
前記第2の導電ペーストに含まれる前記はんだ粒子の平均粒子径が0.5μm以上、100μm以下である、請求項2、6、7及び8のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 The average particle diameter of the solder particles contained in the first conductive paste is 0.5 μm or more and 100 μm or less,
The method for producing a connection structure according to any one of claims 2, 6, 7, and 8, wherein an average particle diameter of the solder particles contained in the second conductive paste is 0.5 µm or more and 100 µm or less. .
前記第2の導電ペースト中の前記はんだ粒子の含有量が10重量%以上、80重量%以下である、請求項2、6、7、8及び10のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 The content of the solder particles in the first conductive paste is 10 wt% or more and 80 wt% or less,
11. The connection structure according to claim 2, wherein the content of the solder particles in the second conductive paste is 10% by weight or more and 80% by weight or less. Production method.
前記第3の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、リジッドフレキシブル基板又はフレキシブルフラットケーブルである、請求項1〜15のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 The second connection target member is a rigid board excluding a rigid flexible board,
The manufacturing method of the connection structure of any one of Claims 1-15 whose said 3rd connection object member is a resin film, a flexible printed circuit board, a rigid flexible substrate, or a flexible flat cable.
前記第2の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、
前記第3の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、
前記第1の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下であり、
前記第2の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下であり、
前記第3の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下である、請求項1〜16のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 The electrode width of the first electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The electrode width of the second electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The electrode width of the third electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The interelectrode width of the first electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The interelectrode width of the second electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The method for manufacturing a connection structure according to any one of claims 1 to 16, wherein an inter-electrode width of the third electrode is 50 µm or more and 1000 µm or less.
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