JP3409751B2 - 接続材料および接続体 - Google Patents
接続材料および接続体Info
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- H01L2224/83101—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus as prepeg comprising a layer connector, e.g. provided in an insulating plate member
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- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は対向する電極を有す
る被接続部材を接続するための接続材料、特にリペアが
可能な接続材料に関するものである。
る被接続部材を接続するための接続材料、特にリペアが
可能な接続材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】相対する電極を有する被接続部材間を接
続するために、絶縁性の熱硬化性樹脂を主成分とする異
方性導電接続材料が用いられている。この接続材料は半
導体素子と回路基板間、あるいは回路基板同士のように
対向する電極を有する被接続部材間を機械的に固着する
ことにより、対向する電極を電気的に接続するととも
に、隣接する電極間では絶縁性を保つように構成されて
いる。接続材料には機械的固着のための接着剤成分を含
むが、電気的接続のための導電性粒子を含む場合と、含
まない場合とがある。
続するために、絶縁性の熱硬化性樹脂を主成分とする異
方性導電接続材料が用いられている。この接続材料は半
導体素子と回路基板間、あるいは回路基板同士のように
対向する電極を有する被接続部材間を機械的に固着する
ことにより、対向する電極を電気的に接続するととも
に、隣接する電極間では絶縁性を保つように構成されて
いる。接続材料には機械的固着のための接着剤成分を含
むが、電気的接続のための導電性粒子を含む場合と、含
まない場合とがある。
【０００３】いずれの場合も接続材料は接着剤成分の機
械的固着性を利用して接続が行われ、このために使用さ
れる熱硬化性樹脂はいったん硬化すると元に戻らず硬化
状態を保つ。特に多官能のエポキシ樹脂のように高Ｔ
ｇ、高弾性の樹脂を用いると接着強度が大きくなり、被
接続部材を剥離することが困難である。仮に剥離したと
しても、再接続のための表面の清浄化は困難で時間を要
していた。
械的固着性を利用して接続が行われ、このために使用さ
れる熱硬化性樹脂はいったん硬化すると元に戻らず硬化
状態を保つ。特に多官能のエポキシ樹脂のように高Ｔ
ｇ、高弾性の樹脂を用いると接着強度が大きくなり、被
接続部材を剥離することが困難である。仮に剥離したと
しても、再接続のための表面の清浄化は困難で時間を要
していた。
【０００４】接続体の中でもＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈ
ｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）のように基板に多数の半導体素子
を実装するような接続体においては、基板は利用価値が
あるためリペアが必要になる。このほか半導体素子が重
要な場合もリペアが必要になる。またリサイクルの面か
らも被接続体を剥離することが要請される場合がある
が、剥離は困難である。
ｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）のように基板に多数の半導体素子
を実装するような接続体においては、基板は利用価値が
あるためリペアが必要になる。このほか半導体素子が重
要な場合もリペアが必要になる。またリサイクルの面か
らも被接続体を剥離することが要請される場合がある
が、剥離は困難である。
【０００５】剥離性をもたせるために、変性エポキシ基
を導入したり、熱可塑性樹脂を配合する試みがなされて
いるが、剥離性の改善は不十分である上、組成物のＴｇ
の低下、弾性の低下により接着強度が低下し、接続信頼
性が損われるという問題点がある。
を導入したり、熱可塑性樹脂を配合する試みがなされて
いるが、剥離性の改善は不十分である上、組成物のＴｇ
の低下、弾性の低下により接着強度が低下し、接続信頼
性が損われるという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、対向
する電極を有する被接続部材を良好に機械的固着および
電気的接続して高信頼性を得ることができ、しかも接続
後被接続部材を剥離してリペアまたはリサイクルするこ
とが可能な接続材料、接続体を得ることである。
する電極を有する被接続部材を良好に機械的固着および
電気的接続して高信頼性を得ることができ、しかも接続
後被接続部材を剥離してリペアまたはリサイクルするこ
とが可能な接続材料、接続体を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は次の接続材料お
よび接続体である。 （１） 対向する電極を有する被接続部材を接続するた
めの接続材料であって、被接続部材を固着する複数の硬
化型接着剤層中に、一方の被接続部材側に偏在して、加
熱により軟化する軟化性接着剤層を中間層として有する
接続材料。 （２） 対向する電極を有する被接続部材を接続するた
めの接続材料であって、 被接続部材を固着する複数の硬
化型接着剤層中に、 加熱により軟化する軟化性接着剤層
を中間層として有し、軟化性接着剤層が熱硬化性樹脂の
成分と反応するエポキシ基、水酸基およびカルボキシル
基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する接続材
料。 （３） 軟化性接着剤層が４０〜１２０℃で軟化する上
記（１）または（２）記載の接続材料。 （４） 軟化性接着剤層が一方の被接続部材側に偏在す
る上記（２）記載の接続材料。 （５） 軟化性接着剤層がリペアしたい方の被接続部材
側に偏在する上記（１）記ないし（４）のいずれかに載
の接続材料。 （６） 硬化型接着剤層が熱硬化性樹脂を含有する接着
剤から形成され、軟化性接着剤層が３０重量％以上の熱
可塑性樹脂を含有する接着剤から形成される上記（１）
ないし（５）のいずれかに記載の接続材料。 （７） 軟化性接着剤層が熱硬化性樹脂の成分と反応す
る官能基を有する上記（１）記載の接続材料。 （８） 軟化性接着剤層の厚みが接続材料全体の厚みの
１／３以下である上記（１）ないし（７）のいずれかに
記載の接続材料。 （９） 硬化型接着剤層または軟化性接着剤層からなる
いずれかの層が導電性粒子を接着剤成分に対して０〜４
０容量％含む上記（１）ないし（８）のいずれ かに記載
の接続材料。 （１０） 対向する電極を有する被接続部材を、上記
（１）ないし（９）のいずれかに記載の接続材料を介在
させて接続した接続体。 （１１） 軟化性接着剤層が対向する電極間に存在せ
ず、隣接する電極間に位置する上記（１０）記載の接続
体。 （１２） 軟化性接着剤層がリペアを行いたい被接続部
材側に位置する上記（１１）記載の接続体。
よび接続体である。 （１） 対向する電極を有する被接続部材を接続するた
めの接続材料であって、被接続部材を固着する複数の硬
化型接着剤層中に、一方の被接続部材側に偏在して、加
熱により軟化する軟化性接着剤層を中間層として有する
接続材料。 （２） 対向する電極を有する被接続部材を接続するた
めの接続材料であって、 被接続部材を固着する複数の硬
化型接着剤層中に、 加熱により軟化する軟化性接着剤層
を中間層として有し、軟化性接着剤層が熱硬化性樹脂の
成分と反応するエポキシ基、水酸基およびカルボキシル
基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する接続材
料。 （３） 軟化性接着剤層が４０〜１２０℃で軟化する上
記（１）または（２）記載の接続材料。 （４） 軟化性接着剤層が一方の被接続部材側に偏在す
る上記（２）記載の接続材料。 （５） 軟化性接着剤層がリペアしたい方の被接続部材
側に偏在する上記（１）記ないし（４）のいずれかに載
の接続材料。 （６） 硬化型接着剤層が熱硬化性樹脂を含有する接着
剤から形成され、軟化性接着剤層が３０重量％以上の熱
可塑性樹脂を含有する接着剤から形成される上記（１）
ないし（５）のいずれかに記載の接続材料。 （７） 軟化性接着剤層が熱硬化性樹脂の成分と反応す
る官能基を有する上記（１）記載の接続材料。 （８） 軟化性接着剤層の厚みが接続材料全体の厚みの
１／３以下である上記（１）ないし（７）のいずれかに
記載の接続材料。 （９） 硬化型接着剤層または軟化性接着剤層からなる
いずれかの層が導電性粒子を接着剤成分に対して０〜４
０容量％含む上記（１）ないし（８）のいずれ かに記載
の接続材料。 （１０） 対向する電極を有する被接続部材を、上記
（１）ないし（９）のいずれかに記載の接続材料を介在
させて接続した接続体。 （１１） 軟化性接着剤層が対向する電極間に存在せ
ず、隣接する電極間に位置する上記（１０）記載の接続
体。 （１２） 軟化性接着剤層がリペアを行いたい被接続部
材側に位置する上記（１１）記載の接続体。
【０００８】本発明において接続の対象となる被接続部
材は、対向する電極を有する部材であり、半導体、回路
基板などがあげられる。半導体としてはＩＣチップのよ
うな半導体素子が適しているが、パッケージであっても
よい。基板としてはガラス／エポキシ基板、ガラス基
板、樹脂基板、フレキシブル基板などがあげられる。こ
れらの被接続部材の接続としては、半導体素子と回路基
板の接続のほか、このような半導体素子を実装した回路
基板とフレキシブル回路基板の接続のように基板同士の
接続もある。本発明では特にリペアまたはリサイクルの
必要性のある被接続部材が接続の対象として適してい
る。
材は、対向する電極を有する部材であり、半導体、回路
基板などがあげられる。半導体としてはＩＣチップのよ
うな半導体素子が適しているが、パッケージであっても
よい。基板としてはガラス／エポキシ基板、ガラス基
板、樹脂基板、フレキシブル基板などがあげられる。こ
れらの被接続部材の接続としては、半導体素子と回路基
板の接続のほか、このような半導体素子を実装した回路
基板とフレキシブル回路基板の接続のように基板同士の
接続もある。本発明では特にリペアまたはリサイクルの
必要性のある被接続部材が接続の対象として適してい
る。
【０００９】本発明の接続材料は、このような被接続部
材間を機械的に固着することにより対向する電極同士を
電気的に接続し、隣接する電極間の絶縁を保つととも
に、リペアまたはリサイクル等のために被接続部材間を
容易に剥離可能な状態に接続する接続材料である。この
ような接続材料として本発明では、熱硬化性樹脂を含有
する硬化型接着剤層と、加熱により軟化する軟化性接着
剤層とを有する接続材料を用いる。
材間を機械的に固着することにより対向する電極同士を
電気的に接続し、隣接する電極間の絶縁を保つととも
に、リペアまたはリサイクル等のために被接続部材間を
容易に剥離可能な状態に接続する接続材料である。この
ような接続材料として本発明では、熱硬化性樹脂を含有
する硬化型接着剤層と、加熱により軟化する軟化性接着
剤層とを有する接続材料を用いる。
【００１０】本発明の接続材料の硬化型接着剤層に用い
る熱硬化性樹脂の主剤樹脂としてはエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、水酸基含有ポリエステル樹脂、水酸基含有
アクリル樹脂など、硬化剤との併用により加熱下または
ＵＶ等の光照射下に硬化する樹脂が制限なく使用できる
が、特にその硬化温度、時間、保存安定性等のバランス
からエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、
ビスフェノール型エポキシ樹脂、エポキシノボラック樹
脂または分子内に２個以上のオキシラン基を有するエポ
キシ化合物等が使用できる。このほかラジカル重合型の
樹脂であってもよい。これらの樹脂には市販品がそのま
ま使用できる。
る熱硬化性樹脂の主剤樹脂としてはエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、水酸基含有ポリエステル樹脂、水酸基含有
アクリル樹脂など、硬化剤との併用により加熱下または
ＵＶ等の光照射下に硬化する樹脂が制限なく使用できる
が、特にその硬化温度、時間、保存安定性等のバランス
からエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、
ビスフェノール型エポキシ樹脂、エポキシノボラック樹
脂または分子内に２個以上のオキシラン基を有するエポ
キシ化合物等が使用できる。このほかラジカル重合型の
樹脂であってもよい。これらの樹脂には市販品がそのま
ま使用できる。
【００１１】上記の熱硬化性樹脂の主剤樹脂は一般に硬
化剤と併用することにより硬化反応を行うことができる
が、主剤樹脂に硬化反応に寄与する官能基が結合してい
る場合は硬化剤を省略することができる。硬化剤として
はイミダゾール系、アミン系、酸無水物系、ヒドラジッ
ド、ジシアンジアミド、イソシアネート、これらの変性
物など、加熱、光照射等により主剤樹脂と反応して硬化
反応を行うものが使用でき、市販品でもよい。このよう
な硬化剤としては潜在性硬化剤が好ましい。
化剤と併用することにより硬化反応を行うことができる
が、主剤樹脂に硬化反応に寄与する官能基が結合してい
る場合は硬化剤を省略することができる。硬化剤として
はイミダゾール系、アミン系、酸無水物系、ヒドラジッ
ド、ジシアンジアミド、イソシアネート、これらの変性
物など、加熱、光照射等により主剤樹脂と反応して硬化
反応を行うものが使用でき、市販品でもよい。このよう
な硬化剤としては潜在性硬化剤が好ましい。
【００１２】潜在性硬化剤は常温における製造、保存な
らびに比較的低温（４０〜１００℃）による乾燥時には
硬化反応を行わず、硬化温度における加熱加圧（熱圧
着）またはＵＶ等の光照射により硬化反応を行う硬化剤
である。このような潜在性硬化剤としてはイミダゾール
系、アミン系のマイクロカプセル化したものなどが特に
好ましく、市販品をそのまま使用することもできる。熱
活性の場合硬化開始温度としては８０〜１５０℃のもの
が好ましい。
らびに比較的低温（４０〜１００℃）による乾燥時には
硬化反応を行わず、硬化温度における加熱加圧（熱圧
着）またはＵＶ等の光照射により硬化反応を行う硬化剤
である。このような潜在性硬化剤としてはイミダゾール
系、アミン系のマイクロカプセル化したものなどが特に
好ましく、市販品をそのまま使用することもできる。熱
活性の場合硬化開始温度としては８０〜１５０℃のもの
が好ましい。
【００１３】硬化型接着剤に塗布性あるいはフィルム形
成性を付与するために、樹脂成分中に熱可塑性樹脂を配
合することができる。熱可塑性樹脂としてはフェノキシ
樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン
樹脂、ブチラール樹脂、ＮＢＲ、ＳＢＲ等のゴム系高分
子などが使用できる。また硬化型接着剤の粘度その他の
物性を調整するために、シリカ等の無機フィラーを配合
することができる。このほか硬化型接着剤成分には界面
活性剤、カップリング剤、イオン吸着剤、老化防止剤等
の添加剤を配合することができる。
成性を付与するために、樹脂成分中に熱可塑性樹脂を配
合することができる。熱可塑性樹脂としてはフェノキシ
樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン
樹脂、ブチラール樹脂、ＮＢＲ、ＳＢＲ等のゴム系高分
子などが使用できる。また硬化型接着剤の粘度その他の
物性を調整するために、シリカ等の無機フィラーを配合
することができる。このほか硬化型接着剤成分には界面
活性剤、カップリング剤、イオン吸着剤、老化防止剤等
の添加剤を配合することができる。
【００１４】硬化型接着剤には導電性粒子を用いなくて
もよいが、用いる場合、はんだ、ニッケル等の金属粒
子、高分子核材粒子をメッキ等により導電材で被覆した
導電被覆粒子、またはこれらの導電性の粒子を絶縁性樹
脂で被覆した絶縁被覆導電粒子などが使用できる。これ
らの導電性粒子の平均粒径は１〜２０μｍ、好ましくは
３〜１０μｍとすることができる。電極の面積が１００
００μｍ2以下の場合には導電性粒子を用いなくてもよ
い場合がある。
もよいが、用いる場合、はんだ、ニッケル等の金属粒
子、高分子核材粒子をメッキ等により導電材で被覆した
導電被覆粒子、またはこれらの導電性の粒子を絶縁性樹
脂で被覆した絶縁被覆導電粒子などが使用できる。これ
らの導電性粒子の平均粒径は１〜２０μｍ、好ましくは
３〜１０μｍとすることができる。電極の面積が１００
００μｍ2以下の場合には導電性粒子を用いなくてもよ
い場合がある。
【００１５】これらの成分の配合割合は熱可塑性樹脂が
熱硬化性樹脂に対して０〜５０重量％、好ましくは０〜
３０重量％、無機フィラーは接着剤成分中０〜６０重量
％、好ましくは１０〜５０重量％、他の添加剤は接着剤
成分中０〜１０重量％、好ましくは０〜５重量％とする
ことができる。導電性粒子の配合割合は、これらの接着
剤成分の合計量に対して０〜４０容量％、好ましくは０
〜３０容量％とすることができる。
熱硬化性樹脂に対して０〜５０重量％、好ましくは０〜
３０重量％、無機フィラーは接着剤成分中０〜６０重量
％、好ましくは１０〜５０重量％、他の添加剤は接着剤
成分中０〜１０重量％、好ましくは０〜５重量％とする
ことができる。導電性粒子の配合割合は、これらの接着
剤成分の合計量に対して０〜４０容量％、好ましくは０
〜３０容量％とすることができる。
【００１６】上記のような硬化型接着剤層と積層する軟
化性接着剤層は剥離を行うときの温度である４０〜１２
０℃、好ましくは５０〜１００℃に加熱したときに軟化
するように軟化温度を調整するのが好ましい。このよう
な軟化性接着剤として、熱可塑性樹脂を３０重量％以
上、好ましくは５０重量％以上含む樹脂組成物があげら
れる。
化性接着剤層は剥離を行うときの温度である４０〜１２
０℃、好ましくは５０〜１００℃に加熱したときに軟化
するように軟化温度を調整するのが好ましい。このよう
な軟化性接着剤として、熱可塑性樹脂を３０重量％以
上、好ましくは５０重量％以上含む樹脂組成物があげら
れる。
【００１７】このような軟化性接着剤は硬化型接着剤層
と積層したときに、硬化型接着剤成分と反応する官能基
を含むのが好ましい。このような官能基は硬化型接着剤
の主剤樹脂と反応するものでもよく、また硬化剤と反応
するものでもよい。これらの官能基を導入する手段とし
ては熱可塑性樹脂に熱硬化性樹脂の主剤または硬化剤を
配合してもよく、また熱可塑性樹脂として上記官能基を
有する樹脂を用いてもよい。
と積層したときに、硬化型接着剤成分と反応する官能基
を含むのが好ましい。このような官能基は硬化型接着剤
の主剤樹脂と反応するものでもよく、また硬化剤と反応
するものでもよい。これらの官能基を導入する手段とし
ては熱可塑性樹脂に熱硬化性樹脂の主剤または硬化剤を
配合してもよく、また熱可塑性樹脂として上記官能基を
有する樹脂を用いてもよい。
【００１８】熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂、ア
クリル−スチレン共重合体樹脂、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ウレ
タン樹脂、フェノキシ樹脂など、一般的な熱可塑性樹脂
が使用できる。このような熱可塑性樹脂に導入する官能
基としてはエポキシ基、水酸基、カルボキシル基などが
あげられ、これらの基を有する化合物を配合してもよ
い。
クリル−スチレン共重合体樹脂、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ウレ
タン樹脂、フェノキシ樹脂など、一般的な熱可塑性樹脂
が使用できる。このような熱可塑性樹脂に導入する官能
基としてはエポキシ基、水酸基、カルボキシル基などが
あげられ、これらの基を有する化合物を配合してもよ
い。
【００１９】これらの官能基の導入量は軟化性接着剤層
と硬化型接着剤層とが化合物に結合して剥離を防止する
のに必要な量であって、かつ軟化性接着剤の軟化を妨げ
ない量である。熱硬化性樹脂を熱可塑性樹脂に配合する
場合は軟化性接着剤中７０重量％以下、好ましくは５０
重量％以下とするのが好ましい。軟化性接着剤にも硬化
型接着剤の場合と同様に、無機フィラー、その他の添加
剤、ならびに導電性粒子を配合することができ、それら
の配合割合は硬化型接着剤の場合と同様である。
と硬化型接着剤層とが化合物に結合して剥離を防止する
のに必要な量であって、かつ軟化性接着剤の軟化を妨げ
ない量である。熱硬化性樹脂を熱可塑性樹脂に配合する
場合は軟化性接着剤中７０重量％以下、好ましくは５０
重量％以下とするのが好ましい。軟化性接着剤にも硬化
型接着剤の場合と同様に、無機フィラー、その他の添加
剤、ならびに導電性粒子を配合することができ、それら
の配合割合は硬化型接着剤の場合と同様である。
【００２０】本発明の接続材料は、複数の硬化型接着剤
層中に中間層として軟化性接着剤層を積層した多層積層
体からなる。硬化型接着剤層は２層でも、３層以上でも
よく、また軟化性接着剤層も１層でも、２層以上でもよ
い。それぞれの接着剤層が２層以上設けられる場合、こ
れらは同じ接着剤からなるものでも異なる接着剤からな
るものでもよい。
層中に中間層として軟化性接着剤層を積層した多層積層
体からなる。硬化型接着剤層は２層でも、３層以上でも
よく、また軟化性接着剤層も１層でも、２層以上でもよ
い。それぞれの接着剤層が２層以上設けられる場合、こ
れらは同じ接着剤からなるものでも異なる接着剤からな
るものでもよい。
【００２１】多層積層体における中間層である軟化性接
着剤層の位置は中央部でもよく、またどちらかの被接続
部材側に偏位していてもよいが、被接続部材を接続した
ときに、対向する電極間またはこれと同じ高さに位置せ
ず、隣接する電極間に位置するように、一方の被接続部
材、好ましくはリペアしたい方の被接続部材側に偏位し
ているのが好ましい。
着剤層の位置は中央部でもよく、またどちらかの被接続
部材側に偏位していてもよいが、被接続部材を接続した
ときに、対向する電極間またはこれと同じ高さに位置せ
ず、隣接する電極間に位置するように、一方の被接続部
材、好ましくはリペアしたい方の被接続部材側に偏位し
ているのが好ましい。
【００２２】多層積層体の厚みは被接続体の形状、構
造、大きさ等により変わるが、一般的には対向する電極
の厚みの合計の０．５〜２倍とすることにより、接続信
頼性と剥離性を保つことができ、好ましい。このような
多層積層体の中の軟化性接着剤層の割合は、全体の厚み
の１／３以下、好ましくは１／３〜１／５０とすること
により、接続信頼性と剥離性を保つことができ、好まし
い。
造、大きさ等により変わるが、一般的には対向する電極
の厚みの合計の０．５〜２倍とすることにより、接続信
頼性と剥離性を保つことができ、好ましい。このような
多層積層体の中の軟化性接着剤層の割合は、全体の厚み
の１／３以下、好ましくは１／３〜１／５０とすること
により、接続信頼性と剥離性を保つことができ、好まし
い。
【００２３】本発明の接続材料はこのような多層積層体
のフィルムの状態で製品とされるが、剥離フィルム上貼
布した状態で製品とされるのが好ましい。このような多
層フィルムは前記各接着剤を適当な溶媒に溶解して剥離
フィルム上に塗布して溶媒を除去することにより製造す
ることができるが、共押出成形その他の方法により製造
してもよい。
のフィルムの状態で製品とされるが、剥離フィルム上貼
布した状態で製品とされるのが好ましい。このような多
層フィルムは前記各接着剤を適当な溶媒に溶解して剥離
フィルム上に塗布して溶媒を除去することにより製造す
ることができるが、共押出成形その他の方法により製造
してもよい。
【００２４】上記の異方性導電接続材料は被接続部材間
に介在させて熱圧着することにより、硬化型接着剤が硬
化して被接続材料間を機械的に固着し、これにより対向
する電極間が直接または導電性粒子を介して接触して電
気的接続が得られ、隣接する電極間では導電性粒子が分
散して絶縁性が保たれ、異方性導電接続体が得られる。
に介在させて熱圧着することにより、硬化型接着剤が硬
化して被接続材料間を機械的に固着し、これにより対向
する電極間が直接または導電性粒子を介して接触して電
気的接続が得られ、隣接する電極間では導電性粒子が分
散して絶縁性が保たれ、異方性導電接続体が得られる。
【００２５】こうして得られる接続体は接着剤層中に軟
化性樹脂層が介在しているため、リペアまたはリサイク
ルに際して接続体を加熱すると軟化性接着剤層が軟化す
る。この状態で被接続部材間に回転力のような機械力を
加えると軟化性接着剤層で剥離する。軟化性接着剤層を
リペアしたい側に設けておくと、その部分が剥離するの
でリペアが容易になる。
化性樹脂層が介在しているため、リペアまたはリサイク
ルに際して接続体を加熱すると軟化性接着剤層が軟化す
る。この状態で被接続部材間に回転力のような機械力を
加えると軟化性接着剤層で剥離する。軟化性接着剤層を
リペアしたい側に設けておくと、その部分が剥離するの
でリペアが容易になる。
【００２６】剥離した後は、溶剤等により剥離面を洗浄
し、本発明の接続材料または通常の異方導電性接続材料
を介在させて、熱圧着することにより、リペアを行うこ
とができる。リサイクルを行う場合も同様に行えるほ
か、さらに分解して有用物を回収することもできる。
し、本発明の接続材料または通常の異方導電性接続材料
を介在させて、熱圧着することにより、リペアを行うこ
とができる。リサイクルを行う場合も同様に行えるほ
か、さらに分解して有用物を回収することもできる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の接続材料は軟化性接着剤層を中
間層としているので、対向する電極を有する被接続部材
を良好に機械的固着および電気的接続して高信頼性を得
ることができ、しかも接続後被接続部材を剥離してリペ
アまたはリサイクルすることができる。
間層としているので、対向する電極を有する被接続部材
を良好に機械的固着および電気的接続して高信頼性を得
ることができ、しかも接続後被接続部材を剥離してリペ
アまたはリサイクルすることができる。
【００２８】軟化温度を４０〜１２０℃とすることによ
り、低温で剥離することができ、リペア等の作業が容易
になる。軟化性接着剤層を一方の被接続部材側に偏在さ
せることにより、接続したときに電極間またはこれと同
じ高さに軟化性接着剤層が位置するのを避けることがで
き、これにより接続信頼性を高くすることができる。そ
して軟化性接着剤層が熱硬化性樹脂の成分と反応する官
能基を有することにより、接続信頼性をさらに高めるこ
とができる。軟化性接着剤層は熱可塑性樹脂を３０重量
％以上含有することにより、また軟化性接着剤層の厚み
を接続材料層全体の１／３以下とすることにより、剥離
性を付与した状態で接続信頼性を高めることができる。
り、低温で剥離することができ、リペア等の作業が容易
になる。軟化性接着剤層を一方の被接続部材側に偏在さ
せることにより、接続したときに電極間またはこれと同
じ高さに軟化性接着剤層が位置するのを避けることがで
き、これにより接続信頼性を高くすることができる。そ
して軟化性接着剤層が熱硬化性樹脂の成分と反応する官
能基を有することにより、接続信頼性をさらに高めるこ
とができる。軟化性接着剤層は熱可塑性樹脂を３０重量
％以上含有することにより、また軟化性接着剤層の厚み
を接続材料層全体の１／３以下とすることにより、剥離
性を付与した状態で接続信頼性を高めることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は実施形態の接続体を示し、
（ａ）は接続前の模式的断面図、（ｂ）は接続後の模式
的断面図である。
に基づいて説明する。図１は実施形態の接続体を示し、
（ａ）は接続前の模式的断面図、（ｂ）は接続後の模式
的断面図である。
【００３０】図１において、１は一方の被接続部材とし
ての回路基板で、電極２を有する。３は他方の被接続部
材としてのＩＣチップ等の半導体素子で、電極４を有す
る。電極２、４は対向位置に設けられている。５は接続
材料で、硬化型接着剤からなる第１層５ａ、軟化性接着
剤からなる第２層５ｂ、硬化型接着剤からなる第３層５
ｃの３層が積層された積層体からなる。第１層５ａは熱
硬化性樹脂を含有する接着剤成分６から構成される。第
２層５ｂは官能基を有する熱可塑性樹脂を含有する接着
剤成分７から構成される。第３層５ｃは熱硬化性樹脂を
含有する接着剤成分８および導電性粒子９からなる。
ての回路基板で、電極２を有する。３は他方の被接続部
材としてのＩＣチップ等の半導体素子で、電極４を有す
る。電極２、４は対向位置に設けられている。５は接続
材料で、硬化型接着剤からなる第１層５ａ、軟化性接着
剤からなる第２層５ｂ、硬化型接着剤からなる第３層５
ｃの３層が積層された積層体からなる。第１層５ａは熱
硬化性樹脂を含有する接着剤成分６から構成される。第
２層５ｂは官能基を有する熱可塑性樹脂を含有する接着
剤成分７から構成される。第３層５ｃは熱硬化性樹脂を
含有する接着剤成分８および導電性粒子９からなる。
【００３１】第２層５ｂは接続材料５の厚み（第１層５
ａ、第２層５ｂおよび第３層５ｃの合計）の１／３以下
の厚さとされ、中間層として接続材料５の中央よりも回
路基板１よりに偏位して設けられている。接続材料５の
厚さｔは電極２の厚さと電極４の厚さの合計の０．５〜
２倍の厚さとされている。導電性粒子９は最下層の硬化
型接着剤層５ｃに配合されているが、他の層に配合され
ていてもよい。１０は接続体である。
ａ、第２層５ｂおよび第３層５ｃの合計）の１／３以下
の厚さとされ、中間層として接続材料５の中央よりも回
路基板１よりに偏位して設けられている。接続材料５の
厚さｔは電極２の厚さと電極４の厚さの合計の０．５〜
２倍の厚さとされている。導電性粒子９は最下層の硬化
型接着剤層５ｃに配合されているが、他の層に配合され
ていてもよい。１０は接続体である。
【００３２】接続方法は図１（ａ）に示すように、回路
基板１の半導体素子３と重なる接続領域よりも若干大き
い領域に接続材料５を仮接着し、これを挟むように半導
体素子３を対向させて置き、接続材料５を加熱しなから
矢印ｘｙ方向に加圧して熱圧着する。熱圧着により接続
領域の第１〜３層５ａ〜５ｃの接着剤成分６〜８は電極
２、４が存在しない部分の回路基板１と半導体素子３間
の間隙１１に流れて硬化する。このとき、第２、３層５
ｂ、５ｃはほぼそのまま流動して回路基板１側に圧着さ
れて導電性粒子９は電極２、４間に残こり、第１層５ａ
の接着剤成分６が間隙１１を埋めるように流れる。こう
して第２層５ｂが電極２、４の接続位置またはこれと同
レベルの高さに存在せず、回路基板１側に偏在した接続
体１０が得られる。
基板１の半導体素子３と重なる接続領域よりも若干大き
い領域に接続材料５を仮接着し、これを挟むように半導
体素子３を対向させて置き、接続材料５を加熱しなから
矢印ｘｙ方向に加圧して熱圧着する。熱圧着により接続
領域の第１〜３層５ａ〜５ｃの接着剤成分６〜８は電極
２、４が存在しない部分の回路基板１と半導体素子３間
の間隙１１に流れて硬化する。このとき、第２、３層５
ｂ、５ｃはほぼそのまま流動して回路基板１側に圧着さ
れて導電性粒子９は電極２、４間に残こり、第１層５ａ
の接着剤成分６が間隙１１を埋めるように流れる。こう
して第２層５ｂが電極２、４の接続位置またはこれと同
レベルの高さに存在せず、回路基板１側に偏在した接続
体１０が得られる。
【００３３】この状態では接続材料５の接着剤成分６、
７、８の接着力により回路基板１と半導体素子３とが機
械的に固着し、これにより対向する電極２、４間が導電
性粒子９を介して電気的に接続し、隣接する電極２、２
または４、４間は導電性粒子９が分散するため絶縁性を
保つ。導電性粒子９を含まない場合は電極２、４が直接
接触して電気的接続を得る。
７、８の接着力により回路基板１と半導体素子３とが機
械的に固着し、これにより対向する電極２、４間が導電
性粒子９を介して電気的に接続し、隣接する電極２、２
または４、４間は導電性粒子９が分散するため絶縁性を
保つ。導電性粒子９を含まない場合は電極２、４が直接
接触して電気的接続を得る。
【００３４】リペア等のために被接続部材を剥離する場
合は、軟化性接着剤層からなる第２層５ｂを加熱して軟
化させ、基板１と半導体素子３とを互に逆方向にスライ
ドまたは回転させることにより軟化した第２層５ｂで剥
離する。図１の場合は第２層が基板１側に偏位している
ため、半導体素子３はほとんど無傷のまま残こるので、
基板１をリペアする場合に適している。半導体素子３を
リペアする場合は第２層５ｂが半導体素子３側に偏位す
るように積層することができる。
合は、軟化性接着剤層からなる第２層５ｂを加熱して軟
化させ、基板１と半導体素子３とを互に逆方向にスライ
ドまたは回転させることにより軟化した第２層５ｂで剥
離する。図１の場合は第２層が基板１側に偏位している
ため、半導体素子３はほとんど無傷のまま残こるので、
基板１をリペアする場合に適している。半導体素子３を
リペアする場合は第２層５ｂが半導体素子３側に偏位す
るように積層することができる。
【００３５】軟化性接着剤層からなる第２層５ｂは中間
層に積層されるため被接続部材間の機械的固着は主とし
て硬化型接着剤層からなる第１層５ａおよび第３層５ｃ
で負担されるため接着強度は大きい。特に第２層５ｂの
軟化性接着剤層が官能基を有する場合はその官能基が第
１層５ａおよび第３層５ｃの熱硬化性樹脂の成分と反応
するため各層間の機械的固着力は大きくなる。
層に積層されるため被接続部材間の機械的固着は主とし
て硬化型接着剤層からなる第１層５ａおよび第３層５ｃ
で負担されるため接着強度は大きい。特に第２層５ｂの
軟化性接着剤層が官能基を有する場合はその官能基が第
１層５ａおよび第３層５ｃの熱硬化性樹脂の成分と反応
するため各層間の機械的固着力は大きくなる。
【００３６】剥離後は不備の生じた基板１または半導体
素子３を修理または交換し、新しい接続材料で再接続す
ることにより、リペアされた接続体１０を得る。再接続
に使用する接続材料５としては最初の接続材料と同じ軟
化性接着剤層を有するものを用いると再度のリペアが可
能になる。軟化性接着剤層を含まない全体が硬化型接着
剤層からなる接続材料を用いると、再接続後の接着強度
を大きくすることができる。
素子３を修理または交換し、新しい接続材料で再接続す
ることにより、リペアされた接続体１０を得る。再接続
に使用する接続材料５としては最初の接続材料と同じ軟
化性接着剤層を有するものを用いると再度のリペアが可
能になる。軟化性接着剤層を含まない全体が硬化型接着
剤層からなる接続材料を用いると、再接続後の接着強度
を大きくすることができる。
【００３７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。各
例中、部は重量部を示す。
例中、部は重量部を示す。
【００３８】実施例１〜１０、比較例１〜２
（被接続部材）被接続部材として次のＩＣチップおよび
回路基板を用いた。 ＩＣ−１：外径１ｃｍ×１ｃｍ、バンプ（電極）寸法１
００μｍ×１００μｍ、バンプ（電極）高さ２０μｍ、
金メッキ。 基板−１：材質ガラス／エポキシ基板、銅（電極）パタ
ーンピッチ１５０μｍ（電極幅１００μｍ、電極間隔５
０μｍ）、電極パターン厚１８μｍ、表面金メッキ。 基板−２：電極パターン厚３５μｍに変更以外は基板−
１と同じ。
回路基板を用いた。 ＩＣ−１：外径１ｃｍ×１ｃｍ、バンプ（電極）寸法１
００μｍ×１００μｍ、バンプ（電極）高さ２０μｍ、
金メッキ。 基板−１：材質ガラス／エポキシ基板、銅（電極）パタ
ーンピッチ１５０μｍ（電極幅１００μｍ、電極間隔５
０μｍ）、電極パターン厚１８μｍ、表面金メッキ。 基板−２：電極パターン厚３５μｍに変更以外は基板−
１と同じ。
【００３９】（接続材料）接続材料として表１〜２に示
す構成の接続材料を製造した。接続材料の第１層および
第３層は同じ硬化型接着剤Ａを用いた。第２層は次の軟
化性接着剤Ｂ〜Ｆを用いた。
す構成の接続材料を製造した。接続材料の第１層および
第３層は同じ硬化型接着剤Ａを用いた。第２層は次の軟
化性接着剤Ｂ〜Ｆを用いた。
【００４０】接着剤Ａ：多官能エポキシ樹脂（エポキシ
当量２００）５０部、無機フィラー（シリカ）１００
部、イミダゾール系潜在性硬化剤５０部を含む接着剤成
分に対し、絶縁コート付導電性粒子１０容量％含有。 接着剤Ｂ：エチルアクリレート・ブチルアクリレート・
アクリロニトリル・グリシジルメタクリレート・メチル
メタクリレート・ジメチルアクリルアミド共重合体（分
子量２０万）。 接着剤Ｃ：水添ポリブタジエンブロックスチレン系ゴム 接着剤Ｄ：水添ポリブタジエンブロックスチレン系ゴム
カルボン酸変成品 接着剤Ｅ：多官能エポキシ樹脂（エポキシ当量２００）
２５部、イミダゾール系潜在性硬化剤２５部、接着剤Ｂ
５０部含有。 接着剤Ｆ：多官能エポキシ樹脂（エポキシ当量２００）
１０部、イミダゾール系潜在性硬化剤１０部、接着剤Ｂ
８０部含有。
当量２００）５０部、無機フィラー（シリカ）１００
部、イミダゾール系潜在性硬化剤５０部を含む接着剤成
分に対し、絶縁コート付導電性粒子１０容量％含有。 接着剤Ｂ：エチルアクリレート・ブチルアクリレート・
アクリロニトリル・グリシジルメタクリレート・メチル
メタクリレート・ジメチルアクリルアミド共重合体（分
子量２０万）。 接着剤Ｃ：水添ポリブタジエンブロックスチレン系ゴム 接着剤Ｄ：水添ポリブタジエンブロックスチレン系ゴム
カルボン酸変成品 接着剤Ｅ：多官能エポキシ樹脂（エポキシ当量２００）
２５部、イミダゾール系潜在性硬化剤２５部、接着剤Ｂ
５０部含有。 接着剤Ｆ：多官能エポキシ樹脂（エポキシ当量２００）
１０部、イミダゾール系潜在性硬化剤１０部、接着剤Ｂ
８０部含有。
【００４１】（接続方法）第１〜第３層の接着剤を表１
〜２の厚みとなるように剥離フィルム上にコーティング
し、第３層から順次回路基板上に８０℃、１０Ｎ／ｃｍ
2、１秒間の加熱加圧で仮圧着し、ＩＣチップをアライ
メント後１８０℃、１Ｎ／１バンプ、２０秒間の加熱加
圧で熱圧着Ｃ接続体を得た。
〜２の厚みとなるように剥離フィルム上にコーティング
し、第３層から順次回路基板上に８０℃、１０Ｎ／ｃｍ
2、１秒間の加熱加圧で仮圧着し、ＩＣチップをアライ
メント後１８０℃、１Ｎ／１バンプ、２０秒間の加熱加
圧で熱圧着Ｃ接続体を得た。
【００４２】（導通信頼性評価）−２５℃と＋１２５℃
に各１５分間保持するＴＣＴ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｙｃ
ｌｅ Ｔｅｓｔ）を１０００サイクル行った後の隣接す
るピン間の抵抗値を４端子法にて測定し、１００ｍΩ以
下を○、１００ｍΩを超え５００ｍΩ以下を△、５００
ｍΩ超を×と評価した。
に各１５分間保持するＴＣＴ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｙｃ
ｌｅ Ｔｅｓｔ）を１０００サイクル行った後の隣接す
るピン間の抵抗値を４端子法にて測定し、１００ｍΩ以
下を○、１００ｍΩを超え５００ｍΩ以下を△、５００
ｍΩ超を×と評価した。
【００４３】（剥離性評価）接続体を１００℃の熱板上
に１分間放置し、治具により接着面と直交する回転軸を
中心にしてＩＣチップを回転させ、ＩＣチップが外せる
ものを○、剥離面が荒れるものを△、ＩＣチップが破壊
されるものを×と評価した。
に１分間放置し、治具により接着面と直交する回転軸を
中心にしてＩＣチップを回転させ、ＩＣチップが外せる
ものを○、剥離面が荒れるものを△、ＩＣチップが破壊
されるものを×と評価した。
【００４４】（再接続後の導通信頼性評価）剥離後、Ｉ
Ｃチップと回路基板をアセトンで洗浄し、の厚さの接着
剤Ａを用いて、前記と同条件で再接続し、前記導通信頼
性評価と同様にして導通信頼性を評価した。
Ｃチップと回路基板をアセトンで洗浄し、の厚さの接着
剤Ａを用いて、前記と同条件で再接続し、前記導通信頼
性評価と同様にして導通信頼性を評価した。
【００４５】上記の結果を表１〜３に示す。表１の結果
より、比較例１は軟化性接着剤層を含まないため、剥離
性および再接続信頼性が悪く、比較例２は軟化性接着剤
層が中間層でないため導通信頼性が劣る。これに対して
実施例１〜１０は良好な結果を示し、特に官能基を有す
る軟化性接着剤層を全体の１／３以上の厚みで一方の側
に偏在した状態で積層し、電極の高さの０．５〜２倍の
厚みを有する実施例１〜４の接続材料の優れた結果を示
すことがわかる。
より、比較例１は軟化性接着剤層を含まないため、剥離
性および再接続信頼性が悪く、比較例２は軟化性接着剤
層が中間層でないため導通信頼性が劣る。これに対して
実施例１〜１０は良好な結果を示し、特に官能基を有す
る軟化性接着剤層を全体の１／３以上の厚みで一方の側
に偏在した状態で積層し、電極の高さの０．５〜２倍の
厚みを有する実施例１〜４の接続材料の優れた結果を示
すことがわかる。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【図１】実施形態の接続体を示し、（ａ）は接続前の模
式的断面図、（ｂ）は接続後の模式的断面図である。
式的断面図、（ｂ）は接続後の模式的断面図である。
１ 回路基板
２、４ 電極
３ 半導体素子
５ 接続材料
５ａ 第１層
５ｂ 第２層
５ｃ 第３層
６、７、８ 接着剤成分
９ 導電性粒子
１０ 接続体
１１ 間隙
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60
C09J 9/02
C09J 7/02
Claims (12)
- 【請求項１】 対向する電極を有する被接続部材を接続
するための接続材料であって、 被接続部材を固着する複数の硬化型接着剤層中に、一方の被接続部材側に偏在して、 加熱により軟化する軟化性接着剤層を中間層として有す
る接続材料。 - 【請求項２】 対向する電極を有する被接続部材を接続
するための接続材料であって、 被接続部材を固着する複数の硬化型接着剤層中に、 加熱により軟化する軟化性接着剤層を中間層として有
し、 軟化性接着剤層が熱硬化性樹脂の成分と反応するエポキ
シ基、水酸基およびカルボキシル基から選ばれる少なく
とも１種の官能基を有する接続材料。 - 【請求項３】 軟化性接着剤層が４０〜１２０℃で軟化
する請求項１または２記載の接続材料。 - 【請求項４】 軟化性接着剤層が一方の被接続部材側に
偏在する請求項２記載の接続材料。 - 【請求項５】 軟化性接着剤層がリペアしたい方の被接
続部材側に偏在する請求項１記ないし４のいずれかに載
の接続材料。 - 【請求項６】 硬化型接着剤層が熱硬化性樹脂を含有す
る接着剤から形成され、軟化性接着剤層が３０重量％以
上の熱可塑性樹脂を含有する接着剤から形成される請求
項１ないし５のいずれかに記載の接続材料。 - 【請求項７】 軟化性接着剤層が熱硬化性樹脂の成分と
反応する官能基を有する請求項１記載の接続材料。 - 【請求項８】 軟化性接着剤層の厚みが接続材料全体の
厚みの１／３以下である請求項１ないし７のいずれかに
記載の接続材料。 - 【請求項９】 硬化型接着剤層または軟化性接着剤層か
らなるいずれかの層が導電性粒子を接着剤成分に対して
０〜４０容量％含む請求項１ないし８のいずれかに記載
の接続材料。 - 【請求項１０】 対向する電極を有する被接続部材を、
請求項１ないし９の いずれかに記載の接続材料を介在さ
せて接続した接続体。 - 【請求項１１】 軟化性接着剤層が対向する電極間に存
在せず、隣接する電極間に位置する請求項１０記載の接
続体。 - 【請求項１２】 軟化性接着剤層がリペアを行いたい被
接続部材側に位置する請求項１１記載の接続体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30146099A JP3409751B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 接続材料および接続体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30146099A JP3409751B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 接続材料および接続体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001127107A JP2001127107A (ja) | 2001-05-11 |
| JP3409751B2 true JP3409751B2 (ja) | 2003-05-26 |
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ID=17897172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30146099A Expired - Lifetime JP3409751B2 (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 接続材料および接続体 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409751B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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