JP3111010B2

JP3111010B2 - 導電性ペースト

Info

Publication number: JP3111010B2
Application number: JP08010295A
Authority: JP
Inventors: ラビ・エフ・サラフ; ジュディス・マリエ・ロルダン; マイケル・アンソニー・ガインズ; リチャード・ベントン・ボス; ステファン・ポール・オストランダー; エマニュエル・アイ・コーパー; カルロス・ジェイ・サンブセッチ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 2000-11-20
Anticipated expiration: 2016-01-24
Also published as: JPH09204816A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性部材間に導
電性接続を形成するのに有用な導電性ペーストに関する
ものである。本発明はさらに、前記の導電性ペーストを
使用した、導電性部材間に導電性接続を形成する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】チップ上のパッド、回路板上に印刷され
た回路に付随するパッドなどの導電性部材間に、導電性
接続を形成するための導電性組成物は、当業者には周知
である。事実、鉛とスズの合金など、共融合金からなる
従来のはんだ組成物は、古くから知られている。しか
し、このような材料は、はんだ金属の表面上の酸化物を
除去するために、フラックス組成物を必要とする。これ
らのフラックス材料は元来酸性であり、電気的に接続さ
れた価値の高い電気部品を腐食するため、通常、溶剤を
用いて除去する。ところが、従来のフラックスを除去す
る溶剤は環境的に問題があり、またこれを使用すると製
造工程が複雑になる。したがって、現在のコンピュータ
などの電気・電子装置に使用する高価な電気部品を接続
することが必要な電気アセンブリには、フラックス材料
の使用は減少しつつある。

【０００３】このような共融合金にみられる周知の欠点
を考慮して、新しい導電性ペーストが開発された。通
常、これらのペーストは、導電性金属の粉末および熱硬
化性樹脂材料を含む。このような材料を電気部品に塗布
した後、加熱して電気的接続を形成する。この加熱中に
熱硬化性樹脂が硬化する。これらの新しいペーストに導
電性粉末として非酸化性の金属を使用して、フラックス
を使用する必要をなくすことが知られているが、このよ
うな材料は再溶融しないという不利な特性を特徴とす
る。熱硬化性樹脂は硬化するときに、架橋構造を形成す
ることに当業者は気付いている。架橋構造を有する重合
体は再溶融または溶解することができない。したがっ
て、このような電気的に接続された部品は、非常に高価
であるが、必要に応じて導電性ペーストを単に加熱また
は再溶解して、部品の接続を外した後、前に使用したも
のか、あるいは新しい同一のペーストを使用して容易に
再接続することができない。

【０００４】当業界に著しい進歩をもたらした最近の開
発が、米国特許第５０６２８９６号明細書に記載されて
いる。この特許は、共融金属合金の粉末をフィラーとし
た、重合体とはんだの複合ペーストに関するものであ
り、前記の合金は、融点が２００℃未満で、ペースト全
体の重量に対して約８５〜９３重量％の濃度で含まれ
る。

【０００５】前記特許のペースト組成物は、第２の成分
として熱可塑性重合体を含有する。この特許の利点は、
熱可塑性重合体が存在することにある。前記特許のペー
ストに含まれる熱可塑性重合体により、ペーストが再溶
融可能になる。熱可塑性重合体が硬化して三次元ネット
ワークを形成しないことを当業者は知っている。前記特
許では熱可塑性重合体はポリ（イミドシロキサン）が好
ましいとされているが、これは本質的に架橋しないた
め、再溶融または再溶解することができる。

【０００６】前記特許に含まれる第３の成分は、沸点が
合金粉末の融点より高く、複合ペースト組成物の最高リ
フロー温度より低い揮発性の有機溶剤である。

【０００７】最後に、前記特許に含まれる第４の不可欠
の成分は、一時的フラックス材料で、脂肪族のモノカル
ボン酸であり、沸点は約１４０〜２００℃である。しか
し、２−メトキシ安息香酸などの芳香族モノカルボン酸
も使用することができる。このフラックス材料の含有量
は、約０．５〜１．５重量％である。

【０００８】前記特許のペースト組成物は、界面活性剤
などの任意の成分を含有するものであってもよく、当業
界に著しい進歩をもたらすものではあるが、金属粉末と
重合体との複合材料の再溶融に付随する問題がこのよう
に解決されても、従来の技術の材料にともなう他の問題
は解決しない。すなわち、第４の不可欠の成分である一
時的フラックス材料から発生し、ペーストにより電気的
に接続された高価な電気部品に有害な腐食作用を与える
酸性流体に付随する問題は解決されていない。

【０００９】前記特許のペーストは、融点が２００℃未
満の金属を使用していることから明らかなように、酸化
されやすい金属を含有しているため、フラックス成分を
含んでいなければならない。このように、前記特許のペ
ーストがもたらす当業界における進歩は、従来の技術の
導電性相互接続材料に付随する問題をすべて解決するも
のではない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は再溶融
が可能で、しかも電気部品を腐食させるようなフラック
ス材料を含有しない、新規の導電性ペーストを提供する
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】導電性部材を電気的に接
続するのに使用する従来の技術による導電性組成物に付
随する問題を解決した、新規の導電性ペーストが開発さ
れた。すなわち、本出願の導電性ペーストは、ペースト
の再溶融が可能になるばかりではなく、フラックス材料
を含有しないため、酸性フラックスに伴う問題も解決さ
れる。

【００１２】本発明によれば、導電性ペーストが提供さ
れる。このペーストは、熱可塑性重合体、導電性金属の
粉末、および有機溶剤系を含有する。

【００１３】さらに本発明によれば、導電性複合材料が
提供される。この複合材料は、複合材料の全体積に対し
て、少なくとも３０体積％の導電性金属の粉末を含有す
る。

【００１４】さらに本発明によれば、可撓性基板に回路
を形成して、可撓性回路を形成する方法が提供される。
この方法によれば、集積回路のチップや表面実装装置な
どの電気部品が、本発明による導電性ペーストにより可
撓性基板に接続される。このペーストは、熱の作用によ
り、本発明の導電性複合材料に変換される。

【００１５】さらに本発明によれば、多層構造（マルチ
チップ・モジュール積層板ともいう）を相互接続する方
法が教示される。この方法では、熱可塑性重合体、たと
えばポリイミドなどの多層構造が、本出願の導電性ペー
ストを利用して適当な加熱および加圧により融着した多
層構造の対から、バイアすなわち貫通穴または盲穴によ
り、電気的に相互接続される。

【００１６】さらに本発明によれば、リードフレーム中
の集積回路（ＩＣ）チップを表面実装する方法が開示さ
れる。この方法によれば、リードフレームの導電性リー
ド、または表面実装装置、たとえばキャパシタまたは抵
抗は、加熱により導電性複合材料に変換される本発明の
ペースト組成物により、回路板のパッドに電気的に接続
される。

【００１７】最後に本発明によれば、絶縁されていない
集積回路チップを回路板に直接接着する方法が教示され
る。この方法によれば、裸の集積回路チップの端子Ｉ／
Ｏパッドが回路板表面上の導電性パッドに接触するよう
に、上下を逆にして置く。本発明のペーストの有効量
を、チップのＩ／Ｏパッドと回路板の導電性パッドとの
間に置く。ペーストを加熱して、導電性複合材料に変換
し、チップと回路板との間に導電性のパスを形成する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の導電性ペーストは、３成
分を含有する組成物である。これらの成分の第１は、熱
可塑性重合体である。重合体は、たとえば、イオウ、酸
素、窒素、ケイ素、アルキル基およびフェニル基からな
るグループから選択された、少なくとも１個の原子また
は基を含む反復構造単位を有する熱可塑性重合体から選
択されたものでよい。導電性ペーストの熱可塑性重合体
の反復構造単位は、２個以上の前記の原子または基を有
するものでもよい。

【００１９】前記熱可塑性重合体は、ホモポリマー、す
なわち単一の単量体が反復する重合体、セグメント化共
重合体、または少なくとも３個の異なるホモポリマーを
有するセグメント化共重合体およびこれらの混合物のい
ずれでもよい。本発明の熱可塑性重合体で考えられるセ
グメント化共重合体は、セグメントの形で与えられる少
なくとも２種類のコモノマーを含有する。セグメントの
形で与えられるコモノマーは、第１の単量体の反復する
単量体単位と、これに隣接する少なくとも１個の異なる
単量体の反復する単量体単位からなるブロックを有する
共重合体を形成し、これらの単量体単位の長さは同じで
も異なってもよく、その長さは１個から多数の単量体の
長さまで変化してもよい。本発明のセグメント化共重合
体は、非極性単位からなる軟質の反復単量体単位、およ
び極性単位からなる硬質の反復単量体単位を有するもの
が好ましい。

【００２０】本発明の導電性ペーストの熱可塑性重合体
として意図した好ましいホモポリマーには、ポリスルホ
ン類、ポリオレフィン類、およびポリアクリレート類が
ある。

【００２１】本発明の意図するセグメント化共重合体に
は、ポリ（イミドユリア）、ポリ（エーテルシロキサ
ン）、ポリ（イミドシロキサン）、ポリ（スチレンブタ
ジエン）、ポリ（スチレンイソプレン）、ポリ（アクリ
ロニトリルブタジエン）、ポリ（エチレン酢酸ビニル）
およびポリウレタンなどの共重合体がある。

【００２２】上述の好ましいセグメント化共重合体は、
熱可塑性エラストマーである。この重合体は、熱可塑性
重合体とエラストマーの不利益な特性を備えず、両者の
有益な特性を兼ね備えている。すなわち、熱可塑性エラ
ストマーは、従来のエラストマーと異なり、再溶融およ
び形状を変えることができる。同様に、従来の熱可塑性
重合体とは異なり、熱可塑性エラストマーは引き伸ばし
ても良好な弾性回復を示す。

【００２３】導電性ペーストの成分として使用できる熱
可塑性重合体はすべて、良好な熱安定性を有するという
必要条件を備えている。そのためには、熱可塑性重合体
の分解温度が、少なくとも約２００℃であることが好ま
しい。熱可塑性重合体の分解温度は、少なくとも約３０
０℃であることがさらに好ましい。

【００２４】本発明の導電性ペーストの第２の成分は、
導電性金属の粉末である。この導電性金属の粉末は、酸
化物を含有しない金属粉で、融点が少なくとも約２００
℃であることが好ましい。「酸化物を含有しない」とい
うことは、金属が酸化物を生成しないか、または酸化物
を生成してもそれが電気絶縁体として作用しないかのい
ずれかを意味する。したがって、金、銀、スズ、ニッケ
ル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、白金、および
イリジウムが、「酸化物を含有しない」金属として使用
するのに好ましい。酸化物を含有しない金属は、酸化物
を含有しない金属元素、少なくとも２種類の酸化物を含
有しない金属元素の合金、または酸化物を含有しない単
一の金属元素もしくは少なくとも２種類の酸化物を含有
しない金属元素の合金をコーティングした表面酸化物の
ない金属とすることができる。「粉末」とは、単体で直
径もしくは主寸法が５０μｍ未満の粒子、またはこれよ
り小さい粒子の凝集物を意味する。

【００２５】酸化物を含有しない金属は、単体で使用す
るにしても合金として使用するにしても、また純粋な形
で使用するにしてもコーティングとして使用するにして
も、銀または金が好ましい。

【００２６】当業者であれば、ある種の酸化物を含有し
ない金属が、酸化されやすい金属のコアに拡散するのを
防止するための拡散防止バリア層が必要であることを承
知しているであろう。たとえば、コバルト、好ましくは
コバルト合金、およびリンを、銅のコアに添加してから
金をコーティングすることが多い。これにより、高温で
も金のコーティングが銅に拡散するのが防止される。

【００２７】この第２の成分は、前記の酸化物を含有し
ない金属ほどは好ましくないが、たとえば有機重合体ま
たは無機材料のコアに、酸化物を含有しない金属をコー
ティングしたものでもよい。

【００２８】有機重合体材料をコアにしたこのような実
施形態では、有機重合体はポリスチレン・ラテックスの
球形粒子であることが好ましい。

【００２９】無機材料をコアにしたさらに他の実施形態
では、無機材料はシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタ
ニアなどの酸化物、ホウ酸塩、チタン酸塩、ケイ酸塩、
炭化物、窒化物、または他のセラミック材料の固体粉末
である。

【００３０】導電性金属の粉末の平均粒径は、約２０μ
ｍ以下であることが好ましい。本出願の導電性ペースト
に使用する金属粉末の平均粒径は、約１０μｍ以下であ
ればさらに好ましい。金属粉末の平均粒径が約５μｍ以
下であれば、さらに好ましい。

【００３１】本出願の導電性ペーストの第３の成分は、
有機溶剤系で、少なくとも１種類の極性有機溶剤を有す
るものが好ましい。本発明の導電性ペーストに使用する
極性有機溶剤は、好ましくは大気圧における沸点が約１
３０〜３００℃の範囲のものである。さらに好ましく
は、大気圧における沸点が約１５０〜２５０℃の範囲の
ものである。

【００３２】前記の基準を満たす極性溶剤は、エステル
類、エーテル類、アミド類、ラクトン類、またはスルホ
ン類であるが、これらに限定されるものではない。した
がって、アジピン酸ジメチル、安息香酸エチルなどのエ
ステル類、アセトフェノン、２−メトキシエチルエーテ
ルなどのエーテル類、ジメチルアセトアミドなどのアミ
ド類、Ｎ−メチルピロリジノンなどのラクトン類、ジメ
チルスルホキシドなどのスルホン類が、本発明のペース
トに有用な極性溶剤の範囲に含まれる。

【００３３】本発明のペーストは、好ましくは上述の溶
剤のうちの、少なくとも１種類の極性有機溶剤を含有す
ることが好ましいが、複数のこれらの溶剤を含有するも
のであってもよい。すなわち、溶剤は、複数のこれらの
溶剤を混合したものでもよい。１種類以上の極性有機溶
剤のほかに、１種類以上の非極性溶剤を含有したもので
もよい。

【００３４】非極性有機溶剤と、少なくとも１種類の極
性溶剤とを組み合わせて使用する好ましい実施形態で
は、非極性溶剤は液体炭化水素であることが好ましい。
液体芳香族炭化水素を使用すればさらに好ましい。本発
明のペーストに、極性溶剤組成の一部として使用する好
ましい芳香族炭化水素は、キシレンおよびトリメチルベ
ンゼンである。

【００３５】導電性ペーストには、任意選択で腐食抑制
剤、界面活性剤などの成分を追加してもよい。しかし、
強調すべきことは、導電性ペーストがフラックス材料を
含有しないことである。

【００３６】本発明の第２の態様は、導電性複合材料に
関するものである。導電性複合材料は、酸化物を含有し
ない金属で構成される。酸化物を含有しない金属は、複
合材料の体積全体に対して、少なくとも約３０体積％存
在することが好ましい。複合材料の金属成分は、導電性
ペーストに使用する前記の導電性金属の粉末の特徴を有
する。導電性金属の粉末の好ましい実施形態は、上述の
導電性ペーストにおける好ましい金属粉末と同一であ
る。

【００３７】酸化物を含有しない金属は、複合材料の体
積全体に対して、少なくとも約４０体積％存在すること
がさらに好ましい。

【００３８】導電性複合材料の第２の成分は、熱可塑性
重合体である。この複合材料に使用される熱可塑性重合
体は、導電性ペーストの熱可塑性重合体成分と同一であ
る。複合材料の熱可塑性重合体は、好ましい実施形態を
含めて導電性ペーストの熱可塑性重合体の性質を有す
る。

【００３９】本発明の導電性複合材料は、本発明の導電
性ペーストを加熱することにより形成する。電気部品の
接着を改善または容易にするため、加熱と同時に接着圧
力を与える。具体的には、導電性ペーストを２個以上の
電気部品の導電性リードの間に注入する。ペーストの温
度を、溶剤の沸点を超える温度にして、ペーストから溶
剤を蒸発させる。圧力は大気圧である必要はない。溶剤
の沸点を低下させるために真空にしてもよい。

【００４０】代替実施形態では、導電性ペーストを複合
材料に変換する工程の、溶剤を除去するステップで、動
的ガス交換を用いる。この方法は、当業者には周知の方
法であり、溶剤の沸点以下の温度で、大気圧で蒸発によ
り溶剤を除去する方法である。この工程は、通常窒素ま
たは他の不活性ガスの流れの中で行われる。

【００４１】導電性相互接続を形成する方法は、２つの
接着方法のいずれかにより行われる。第１の方法では、
ペーストを注入した後、熱可塑性重合体のガラス転移温
度より高い温度で圧力を与える。この第１の方法では、
溶剤が蒸発し、熱可塑性重合体が流動し、導電性の接着
を形成する。第２の方法では、まず熱可塑性重合体のガ
ラス転移温度より低い温度でペーストを乾燥させる（す
なわち溶剤を除去する）。次に、熱可塑性重合体のガラ
ス転移温度より高い温度に昇温して、導電性複合材料へ
の変換を完了させる。上述のようにこの方法は時間と温
度の影響を受ける。明らかに、接着温度、すなわちペー
ストが露出される温度が高いほど、所要時間は短くな
る。最適な接着条件は、形成すべき具体的な構造と、熱
可塑性重合体のガラス転移温度に依存する。

【００４２】導電性複合材料は、１つまたは複数の任意
の成分を含有するものでもよい。これらの任意の成分に
は、たとえば腐食抑制剤、界面活性剤などがある。本発
明の導電性ペーストで形成される導電性複合材料は、ペ
ーストと同様にフラックス剤を含有しない。

【００４３】処方を選定する基準は、（ｉ）重合体／金
属複合材料の導電性、（ｉｉ）重合体／金属／溶剤のペ
ーストの流体力学的特性、および（ｉｉｉ）意図する応
用例に応じて、フィラー金属または他の基板に対する重
合体の濡れおよび接着特性のバランスに基づいて決めら
れる。

【００４４】導電性については、金属／絶縁体／金属の
トンネル効果の間に「電子トラップ」として作用するイ
オン性の不純物が、意図した適用例により規定された電
流範囲での直線電流（Ｉ）対電圧降下（Ｖ）特性を維持
するのに十分なほど低くなければならない。また、導電
性（σ）対温度（Ｔ）は、導電性が温度上昇とともに減
少する不秩序な系にみられるようなものではなく、金属
のような挙動をする、すなわちｌｏｇ（σ）〜Ｔ^1/4の
法則に従う必要がある。最後に、液体ヘリウムの温度で
の抵抗率が、できるだけ低い必要がある。接着を良好に
するためには、重合対は金属フィラーを濡らし、意図し
た適用例で規定された基板材料を濡らし、重合体のヤン
グ率は２５℃で０．１ＧＰａを超えるものであることが
好ましい。ペーストは、流体力学的挙動に関して、非ニ
ュートン粘度が約３０００〜５０００ポアズの範囲であ
り、最初の垂直応力差ができるだけ低く、弾性反跳が低
いことが必要である。さらに、ペーストは、粘度が安定
している通常の粘弾性を有する非ニュートン流体とは対
照的に、せん断を受けると粘度が減少する必要がある。

【００４５】本発明のもう一つの態様は、新規の導電性
ペーストを本発明の複合材料に変換することにより、電
気部品および装置の製造に使用する方法に関するもので
ある。この方法では、少なくとも１枚の可撓性電気部品
基板を電気部品に接着することに関連している。このよ
うな接着は、本発明の導電性ペーストを使用するもの
で、可撓性基板を組み立てて、可撓性の、すなわち「フ
レックス」回路を形成するために行う。

【００４６】この方法では、本発明の導電性ペースト
を、回路を形成した可撓性基板の導電性の表面と、電気
部品の導電性の表面との間に注入する。ペーストをこの
ように注入した後、導電性ペーストが導電性複合材料に
変換して接着を形成するのに十分な時間、熱および圧力
を加える。好ましくは、ペーストを少なくとも約０．３
５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧し、重合体のガラス転移温
度より高い温度に加熱する。得られた製品は、可撓性基
板と電気部品との間に電気的接続が形成され、可撓性の
回路が完成する。

【００４７】本発明の導電性ペーストおよび複合材料の
第２の適用例は、多層構造のいわゆる「バイア・バイ
ア」相互接続を行う工程での使用である。この方法を図
１に示す。層１０は銅メッキ６を施したバイア８を有す
る。層１０は、Ｘ方向の金属線４と、Ｙ方向の金属線５
を含んでいる。層１０は、誘電層２に囲まれた接地面３
を有する。層１０はさらに、接着面７も含んでいる。

【００４８】層１０は、本発明の導電性ペーストによ
り、第２の層５０に電気的に相互接続される。具体的に
は、導電性ペーストの塊１２を、バイア８に、上部およ
び底部から盛り上がるように注入する。これらの面は、
接着性の誘電体７を含む。層１０を層５０に電気的に接
続するために、１個または複数のバイアに導電性ペース
トの塊を同様に充填してから、前記の乾燥工程を行った
後、層を位置合わせして、層のバイア中のペーストが溶
融して導電性複合材料を形成するように、適当な圧力
と、重合体のガラス転移温度より高い温度で加圧する。

【００４９】本発明の導電性ペーストと複合材料の他の
重要な有用性は、表面実装を行う方法にある。この導電
性ペーストと複合材料に使用については、図２に示す。
図２で、有機重合体、セラミックなどの絶縁回路基板２
０は、当業界ではパッドと呼ばれる複数の端子点を有す
る。これは図２にパッド２２および２４で示す。パッド
２２および２４は、導線管２６および２７により、リー
ド・フレーム２５中の集積回路チップと電気的に接続さ
れ、これにより基板２０と集積回路チップ２５との間を
電気的に接続する。この接続は、本発明の導電性ペース
トにより恒久的になる。図２に示すように、導線管２６
および２７への各リードとパッド２２および２４との間
に注入されたペーストの塊２１および２３が、重合体の
ガラス転移温度より高い温度に加熱され、十分な負荷、
好ましくは少なくともチップ２５と導線管２６および２
７との重量の合計と等しい負荷が与えられると、本発明
の複合材料を形成する。

【００５０】本発明の導電性ペーストおよび複合材料の
さらに他の適用例は、米国特許第４４３４４３４号明細
書に記載されたような、「フリップ・チップ」接続を得
る方法にある。このような接続は、コンピュータ技術の
主要な進歩である。「フリップ・チップ」接続によっ
て、配線以外の手段で、集積回路チップを直接回路板に
取り付けることができる。配線を行えば労力が大きく、
スペースを取り、そのため高価となり時間もかかるが、
コンピュータやその他の複雑な装置の製造に、導電性ペ
ーストを使用すれば、多大の進歩がもたらされる。

【００５１】本発明の方法では、フリップ・チップ接続
は本発明の導電性ペーストを利用することにより行え
る。この方法について、この接続の略図を示した図３を
参照して説明する。チップ３０は、「フリップ」すなわ
ち上下を逆にして、その表面上のパッド３４を、回路板
３２（基板と呼ぶこともある）のパッド３６と位置合わ
せする。少量の導電性ペースト３８を、パッド３４とパ
ッド３６との間に注入し、電気的接続が得られるように
する。その後、装置全体を加熱し、好ましくは約０．３
５ｋｇ／ｃｍ²に加圧して、ペーストを本発明の導電性
複合材料に変換し、この電気的接続を恒久的なものにす
る。

【００５２】代替方法として、フリップ・チップ工程
で、ペーストを基板のパッド、チップのパッド、または
両方に付着させてもよい。その後ペーストを乾燥させ、
２つの面を位置合わせし、加圧し、熱可塑性重合体のガ
ラス転移温度より高い温度に加熱して、急速に、実質的
に欠陥のない形で所期の電気的に接続された装置を得
る。

【００５３】前記の適用例は、本発明のペーストおよび
複合材料にともなう技術の進歩を強調するものである。
ペースト組成物を構成する特異な成分の組合せにより、
電気電子部品を損傷させることなく、比較的穏和な温度
および圧力条件で、電気電子部品を電気的に接続する恒
久的な複合材料に容易に変換することができる。さら
に、複合材料の形成が「恒久的」であるにもかかわら
ず、これらの接続は、複合材料によって接続された部品
を損傷させることなく、組成物の熱可塑性成分のガラス
転移温度を超える温度を与えることにより容易に接続を
外すことができる。

【００５４】下記実施例は、本発明の範囲を説明するも
のである。これらの実施例は説明の目的のみであり、本
発明がこれらの実施例に限定されるものではない。

【００５５】

【実施例】

実施例１溶液の全重量に対して、２８重量％のポリ（イミドシロ
キサン）をアセトフェノンに溶解して、ポリ（イミドシ
ロキサン）の溶液を生成した。この溶液に、長さおよび
幅が約１〜５μｍ、厚み約１μｍの粒子サイズの金属銀
のフレークを添加した。銀の粒子の量は、銀とポリ（イ
ミドシロキサン）の合計重量に対して、８７重量％とし
た。この８７重量％の濃度は、アセトフェノン溶剤の重
量に無関係に算出した。

【００５６】得られたポリ（イミドシロキサン）のアセ
トフェノン溶液中の銀粒子の分散液を、ミューラー（Mu
eller）（商標）高せん断ミキサにより高せん断しなが
ら混合することにより、ペーストを生成した。

【００５７】前記のペースト組成物を、フリップ・チッ
プ接続法（ＦＣＡ）に適用し、金をコーティングした基
板上に中心間距離を２００μｍとして、直径１００μ
ｍ、高さ約１００μｍの円形に塗布した。フィーチャの
アレイは１１×１１とした。得られた円形のアレイを約
１．１ｋｇの接着負荷、温度３４０℃で金をコーティン
グした他の基板に接着させた。構造全体の抵抗は≦１μ
Ω・ｃｍ²であった。１１×１１のアレイの接着強度は
約２１０ｋｇ／ｃｍ²であった。

【００５８】実施例２溶剤以外は実施例１と同様にして、２８重量％のポリ
（イミドシロキサン）をＮ−メチルピロリドン（ＮＭ
Ｐ）に溶かした溶液を、粒子サイズが１〜５μｍの金の
粒子と混合した。ポリ（イミドシロキサン）溶液に添加
する金の粒子の量は、金の粒子が金とポリ（イミドシロ
キサン）の合計重量に対して９２重量％になるようにし
た。この比率は、ＮＭＰ溶剤の重量とは無関係とした。

【００５９】実施例１と同様に、ポリ（イミドシロキサ
ン）のＮＭＰ溶液への金の分散液を、ミューラー（Muel
ler）（商標）高せん断ミキサで混合することにより、
ペーストを生成した。

【００６０】このペーストを、実施例１と同様にＦＣＡ
に使用した。接着負荷約１．２５ｋｇでの接着強度は約
２２５ｋｇ／ｃｍ²であった。

【００６１】実施例３ポリ（イミドシロキサン）１３重量％、長さおよび幅が
約３〜１０μｍ、厚みが約１μｍの粒子サイズの金属銀
のフレーク６８重量％、アセトフェノン１９重量％の混
合物を、高せん断ミキサで混合してペーストを生成し
た。このペーストを、図２に示すような面実装の例とし
て、エポキシ基板上の表面酸化物を除去したＣｕのパッ
ド上に付着させた。ペーストは、パッド１４個を２列に
配列した１．２７ｍｍピッチの、１．６５ｍｍ²の２８
個のパターンの上に付着させた。２８ピンのＶＳＯＰ
（超小型アウトライン・パッケージ）を、未硬化のペー
ストに取り付けた。取り付け部分は乾燥した後、２２０
℃で１０分間硬化させた。回路板への部品の接着強度
は、リード当たり約０．２７ｋｇであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のペーストおよび複合材料を使用して、
回路を含む２層間のバイア・バイア相互接続を行うこと
を示す断面図である。

【図２】本発明のペーストおよび複合材料を使用して、
リードフレーム中の集積回路のチップを回路板に表面実
装することを示す略図である。

【図３】本発明のペーストおよび複合材料を使用して、
集積回路のチップと回路板の間に「フリップ・チップ」
接続を行って、２個の部品間に接着と電気的接続を行う
ことを示す略図である。

【符号の説明】

２誘電層３接地面４Ｘ方向の金属線５Ｙ方向の金属線６銅メッキ７接着面８バイア１０、５０層１２導電性ペースト２０回路板基板２１、２３導電性ペースト２２、２４パッド２５リードフレーム２６、２７導線管３０チップ３２回路板３４、３６パッド３８導電性ペースト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジュディス・マリエ・ロルダンアメリカ合衆国ニューヨーク州オシニング、ウイロー・ストリート15番地 (72)発明者マイケル・アンソニー・ガインズアメリカ合衆国ニューヨーク州ベスタル、ホースショウ・レーン340番地 (72)発明者リチャード・ベントン・ボスアメリカ合衆国テキサス州ピフカービル、カミール・コート304番地 (72)発明者ステファン・ポール・オストランダーアメリカ合衆国ニューヨーク州スコティア、サイント・ステファン・レーン６番地 (72)発明者エマニュエル・アイ・コーパーアメリカ合衆国ニューヨーク州リバーダル、パリサデ・アベニュー2575番地アプト８エイ (72)発明者カルロス・ジェイ・サンブセッチアメリカ合衆国ニューヨーク州クロトン −オン−ハドソン、サシ・ドライブ４番地 (56)参考文献特開平５−125333（ＪＰ，Ａ) 特開平５−125334（ＪＰ，Ａ) 特開平５−125336（ＪＰ，Ａ) 特開平３−152177（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−12660（ＪＰ，Ａ) 特開平４−139790（ＪＰ，Ａ) 特開平４−329208（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01B 1/22 C09J 9/02 H05K 1/09

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２００℃より高い分解温度を示
す、熱可塑性重合体、少なくとも２００℃の融点を示す、酸化物を含有しない
金属からなる粉末、及び１３０〜３００℃の沸点を有す
る極性有機溶媒系を含み、かつフラックス成分を含まな
い導電性ペーストであって、前記金属粉末は、２０μｍ以下の平均粒径を有し、前記
金属粉末の量が、前記熱可塑性重合体と前記金属粉末と
の合計体積に対して少なくとも３０体積％であり、前記
導電性ペーストの非ニュートン粘度が３０００〜５００
０ポアズである、再接続可能な導電性ペースト。
【請求項２】前記熱可塑性重合体が、イオウ、酸素、窒
素、ケイ素、アルキル基およびフェニル基からなるグル
ープから選択された、少なくとも１個の原子または基を
含む反復構造単位を有する熱可塑性高分子から選択され
ることを特徴とする、請求項１に記載のペースト。
【請求項３】前記熱可塑性重合体が、ポリ（イミドユリ
ア）、ポリ（エーテルシロキサン）、ポリ（イミドシロ
キサン）、ポリ（スチレンブタジエン）、ポリ（スチレ
ンイソプレン）、ポリ（アクリロニトリルブタジエ
ン）、ポリ（エチレン酢酸ビニル）およびポリウレタン
からなるグループから選択したセグメント化共重合体で
あることを特徴とする、請求項１に記載ペースト。
【請求項４】前記酸化物を含有しない金属が、金、銀、
スズ、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、
白金、イリジウム、およびこれらの２種類以上の金属の
合金からなるグループから選択された金属であることを
特徴とする、請求項１に記載のペースト。
【請求項５】前記極性有機溶剤が、エステル、エーテ
ル、アミド、ラクトン、およびスルホンからなるグルー
プから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の
ペースト。
【請求項６】前記極性有機溶剤が、アジピン酸ジメチ
ル、安息香酸エチル、アセトフェノン、２−メトキシエ
チルエーテル、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロ
リジノン、ジメチルスルホキシド、およびこれらの混合
物からなるグループから選択されることを特徴とする、
請求項１に記載のペースト。