JP2021114449A - 導電ペースト及び接続構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る導電ペーストは、熱硬化性化合物と、導電部の外表面部分にはんだを有する複数の導電性粒子と、フラックスとを含む。本発明に係る導電ペーストでは、上記熱硬化性化合物が、重量平均分子量が100以上400以下である第1の熱硬化性化合物と、繰り返し構造を有しかつ重量平均分子量が400を超え1000以下である第2の熱硬化性化合物とを含む。本発明に係る導電ペーストでは、上記第1の熱硬化性化合物が、上記第2の熱硬化性化合物が有する上記繰り返し構造における構造単位と同一の構造を有する。
本発明に係る導電ペーストは、熱硬化性成分として、熱硬化性化合物を含む。上記熱硬化性化合物は、加熱により硬化可能な化合物である。本発明に係る導電ペーストでは、上記熱硬化性化合物が、重量平均分子量が100以上400以下である第1の熱硬化性化合物と、繰り返し構造を有しかつ重量平均分子量が400を超え1000以下である第2の熱硬化性化合物とを含む。上記第1の熱硬化性化合物は、上記第2の熱硬化性化合物が有する上記繰り返し構造における構造単位と同一の構造を有する。例えば、上記第2の熱硬化性化合物が、繰り返し構造(XXXX)を有する場合に、上記第1の熱硬化性化合物は、上記繰り返し構造における構造単位(X)と同一の構造を有する。すなわち、上記第1の熱硬化性化合物は、構造(X)を有する。本発明では、特定の重量平均分子量を有する上記第1の熱硬化性化合物と、特定の重量平均分子量を有する上記第2の熱硬化性化合物とが同一の構造を有するため、上記第1の熱硬化性化合物と上記第2の熱硬化性化合物との相溶性が高められ、スクリーン印刷性を良好にすることができる。
上記導電ペーストは、熱硬化剤を含んでいてもよい。上記導電ペーストは、上記熱硬化性化合物とともに熱硬化剤を含んでいてもよい。上記熱硬化剤は、上記熱硬化性化合物を熱硬化させる。
上記導電ペーストは硬化促進剤を含んでいてもよい。上記硬化促進剤は特に限定されない。上記硬化促進剤は、上記熱硬化性化合物と上記熱硬化剤との反応において硬化触媒として作用することが好ましい。上記硬化促進剤は、上記熱硬化性化合物との反応において硬化触媒として作用することが好ましい。上記硬化促進剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記導電ペーストは、導電性粒子を含む。上記導電性粒子は、接続対象部材の電極間を電気的に接続する。上記導電性粒子は、導電部の外表面部分にはんだを有する。上記導電性粒子は、はんだにより形成されたはんだ粒子であってもよい。上記はんだ粒子は、はんだを導電部の外表面部分に有する。上記はんだ粒子は、中心部分及び導電部の外表面部分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のいずれもがはんだである粒子である。
ρ:導電性粒子の粒子径の標準偏差
Dn:導電性粒子の粒子径の平均値
上記導電ペーストは、フラックスを含む。フラックスを用いることで、電極上に導電性粒子をより一層効率的に配置することができる。上記フラックスは特に限定されない。上記フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを用いることができる。
上記導電ペーストは、フィラーを含んでいてもよい。上記フィラーは、有機フィラーであってもよく、無機フィラーであってもよい。上記導電ペーストがフィラーを含むことにより、基板の全電極上に対して、導電性粒子をより一層均一に凝集させることができる。また、上記導電ペーストがフィラーを含むことにより、上記導電ペースト中に上記導電性粒子をより一層均一に分散させることができる。
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、チキソ剤、レベリング剤、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。
本発明に係る接続構造体は、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、上記第1の接続対象部材と、上記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備える。本発明に係る接続構造体では、上記接続部の材料が、上述した導電ペーストである。本発明に係る接続構造体では、上記第1の電極と上記第2の電極とが、上記導電性粒子により電気的に接続されている。
第1の熱硬化性化合物:
ビスフェノールF型エポキシ化合物1、三菱ケミカル社製「JER803」、重量平均分子量330
ビスフェノールF型エポキシ化合物2、DOW社製「DER431」、重量平均分子量353
フェノールノボラック型エポキシ化合物1、Dow社製「DEN431」、重量平均分子量559
フェノールノボラック型エポキシ化合物2、三菱ケミカル社製「JER152」、重量平均分子量416
フェノールノボラック型エポキシ化合物3、日鉄ケミカル&マテリアル社製「YDPN−638」、重量平均分子量1130
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」、重量平均分子量222
硬化促進剤:東京化成工業社製「BF3−MEA」、三フッ化ホウ素−モノエチルアミン錯体
導電性粒子1:はんだ粒子、三井金属鉱業社製「SnAg3Cu0.5(ST−2)」
フラックス1:東京化成工業社製「グルタル酸」
(1)導電ペースト(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、導電ペースト(異方性導電ペースト)を得た。
第1の接続対象部材として、銅電極パターン(L/S:50μm/50μm、電極の長さ:3mm、電極の厚み:12μm)を上面に有するガラスエポキシ基板(FR−4基板、厚み0.6mm)を用意した。
(1)作製直後の導電ペーストの25℃での粘度(η25)
得られた導電ペーストの作製直後の25℃、5rpmでの粘度(η25)を、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて測定した。
○○:120Pa・s以上180Pa・s以下
○:100Pa・s以上120Pa・s未満、又は、180Pa・sを超え200Pa・s以下
×:100Pa・s未満、又は、200Pa・sを超える
得られた導電ペーストについて、開口部1箇所当たりの寸法が130mm×175mm、厚みが40μmのメタルマスクを用いて、スライドガラス上にスクリーン印刷を行った。印刷されたパターンについて、印刷直後の印刷面を目視および実体顕微鏡で観察し、また寸法を測定し、にじみやかすれが発生しているか否かを確認した。連続してスクリーン印刷を行い、にじみやかすれが発生せずに印刷できる回数を確認し、以下の基準でスクリーン印刷性(連続印刷性)を判定した。
[にじみ]:印刷直後に、製版寸法に対して20%以上太っている箇所がある場合
[かすれ]:印刷直後に、製版寸法に対して20%以上欠けている箇所がある場合
○○:にじみやかすれが発生せずに印刷できる回数が25回以上
○:にじみやかすれが発生せずに印刷できる回数が11回以上24回以下
×:にじみやかすれが発生せずに印刷できる回数が10回以下
得られた接続構造体において、第1の電極と接続部と第2の電極との積層方向に第1の電極と第2の電極との対向し合う部分をみたときに、第1の電極と第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の、接続部中のはんだ部が配置されている面積の割合Xを評価した。電極上のはんだの配置精度を下記の基準で判定した。
○○:割合Xが70%以上
○:割合Xが50%以上70%未満
×:割合Xが50%未満
2…第1の接続対象部材
2a…第1の電極
3…第2の接続対象部材
3a…第2の電極
4,4X…接続部
4A,4XA…はんだ部
4B,4XB…硬化物部
11…導電ペースト
11A…はんだ粒子(導電性粒子)
11B…熱硬化性成分
21…導電性粒子(はんだ粒子)
Claims (6)
- 熱硬化性化合物と、導電部の外表面部分にはんだを有する複数の導電性粒子と、フラックスとを含み、
前記熱硬化性化合物が、重量平均分子量が100以上400以下である第1の熱硬化性化合物と、繰り返し構造を有しかつ重量平均分子量が400を超え1000以下である第2の熱硬化性化合物とを含み、
前記第1の熱硬化性化合物が、前記第2の熱硬化性化合物が有する前記繰り返し構造における構造単位と同一の構造を有する、導電ペースト。 - 前記熱硬化性化合物100重量%中、前記第1の熱硬化性化合物の含有量が、30重量%以上95重量%以下である、請求項1に記載の導電ペースト。
- 前記熱硬化性化合物100重量%中、前記第2の熱硬化性化合物の含有量が、5重量%以上70重量%以下である、請求項1又は2に記載の導電ペースト。
- 前記導電性粒子が、はんだ粒子である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電ペースト。
- 前記第1の熱硬化性化合物が、ビスフェノールF型エポキシ化合物であり、
前記第2の熱硬化性化合物が、フェノールノボラック型エポキシ化合物である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電ペースト。 - 第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、
第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と、前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、
前記接続部の材料が、請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電ペーストであり、
前記第1の電極と前記第2の電極とが、前記導電性粒子により電気的に接続されている、接続構造体。
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