JP5268515B2 - フラックス内包カプセル含有導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体 - Google Patents
フラックス内包カプセル含有導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体 Download PDFInfo
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係るフラックス内包カプセル含有導電性粒子を示す断面図である。
本発明に係る異方性導電材料は、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子と、バインダー樹脂とを含む。
本発明に係る接続構造体は、第1の電気的接続対象部材と、第2の電気的接続対象部材と、該第1,第2の電気的接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備える。接続部が、本発明のフラックス内包カプセル含有導電性粒子、又は該フラックス内包カプセル含有導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて形成されている。
モノマーとしてのイソボルニルメタクリレート(IBX)97重量部及びトリメチロールプロパントリメタクリレート(TMP)3重量部と、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル1重量部とを均一に溶解し、溶液を得た。得られた溶液に、ラウリル硫酸ナトリウムを溶解した水溶液(ラウリル硫酸ナトリウム濃度0.15重量%)2000重量部を加えて、超音波ホモジナイザーにより乳化し、乳化液を得た。得られた乳化液を、70℃で10時間反応させ、ポリマー分散液を得た。遠心分離機を用いて、得られたポリマー分散液からポリマーを分離した。真空乾燥機を用いて、60℃で12時間かけて分離されたポリマーを乾燥し、ポリマーaを得た。
モノマーを、メタクリル酸(MAA)30重量部と、アクリロニトリル(AN)65重量部と、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMP)5重量部とに変更したこと以外は合成例1と同様にして、ポリマーbを得た。
乾式粉砕器を用いて、ゼラチンを微粉砕し、微粉砕されたゼラチン(ポリマーc)を得た。
モノマーを、ジビニルベンゼン(DVB)100重量部に変更したこと以外は合成例1と同様にして、ポリマーdを得た。
モノマーを、アクリル酸エチル(EA)50重量部と、アクリロニトリル(AN)30重量部と、メタクリロニトリル(MAN)20重量部とに変更したこと以外は合成例1と同様にして、ポリマーeを得た。
合成例1〜5で得られたポリマーa〜eのガラス転移温度を、示差走査熱量計DSCにより測定した。結果を下記の表1に示す。
(1)フラックス内包カプセルの作製
モノマーとしてのイソボルニルメタクリレート(IBX)97重量部及びトリメチロールプロパントリメタクリレート(TMP)3重量部と、フラックスとしてのアビエチン酸50重量部と、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル1重量部とを均一に溶解し、溶液を得た。得られた溶液に、ラウリル硫酸ナトリウムを溶解した水溶液(ラウリル硫酸ナトリウム濃度0.15重量%)2000重量部を加えて、超音波ホモジナイザーにより乳化し、乳化液を得た。得られた乳化液を、70℃で10時間反応させ、フラックス内包カプセル分散液を得た。遠心分離機を用いて、得られたフラックス内包カプセル分散液からフラックス内包カプセルを分離した。真空乾燥機を用いて、60℃で12時間かけて分離されたフラックス内包カプセルを乾燥し、フラックス内包カプセルA(体積平均粒子径0.3μm)を得た。
平均粒径4μmのジビニルベンゼン樹脂粒子の表面に、パラジウム金属を付着させた。上記パラジウム金属が付着された樹脂粒子の表面に、無電解ニッケルめっきを行うことにより、厚さ0.1μmのニッケルめっき層を形成した。ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を200mlの容積のバレルめっき装置に入れ、硫酸銅400g/lと、塩酸5ml/lと、硫酸100g/lと、光沢剤1g/lとを含む銅めっき液を添加し、電流密度2A/dm2、浴温30℃で電気めっきを行い、厚さ10μmの銅めっき層が形成された樹脂粒子を得た。銅めっき層が形成された樹脂粒子を、200mlの容積のバレルめっき装置に入れ、フラックス内包カプセルAが分散されためっき液(ディップソール社製「TS−3400」)を添加し、電流密度0.5A/dm2、浴温30℃で電気めっきを行い、フラックス内包カプセルAを含有する厚さ10μmのはんだ層(錫−銀合金:融点260℃)が形成された導電性粒子を得た。融点260℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルAが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子A−1(数平均粒子径44μm)を作製した。
モノマーを、メタクリル酸(MAA)30重量部と、アクリロニトリル(AN)65重量部と、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMP)5重量部とに変更したこと以外は実施例1と同様にして、フラックス内包カプセルB(体積平均粒子径0.3μm)を作製した。
乾式粉砕器を用いて、ゼラチンを微粉砕し、微粉砕されたゼラチン(ポリマーc)を得た。
モノマーを、ジビニルベンゼン(DVB)100重量部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、フラックス内包カプセルD(体積平均粒子径0.3μm)を作製した。
モノマーを、アクリル酸エチル(EA)50重量部と、アクリロニトリル(AN)30重量部と、メタクリロニトリル(MAN)20重量部とに変更したこと以外は実施例1と同様にして、フラックス内包カプセルE(体積平均粒子径0.3μm)を作製した。
実質的に融点が260℃のはんだにより形成された導電性粒子F−1(数平均粒子径44μm)を用意した。
(1)フラックス内包カプセルの観察
実施例1〜5で得られたフラックス内包カプセルA〜Eを、透過電子顕微鏡TEMにて観察した。フラックスが被膜に内包されている場合を「○」、フラックスが被膜に内包されていない場合を「×」として、結果を下記の表2に示した。
フラックス内包カプセル含有導電性粒子A−1〜E−1又は導電性粒子F−1をプリント基板の電極上に24個置いた。フラックス内包カプセル含有導電性粒子A−1〜E−1又は導電性粒子F−1を介して、ダミーチップをプリント基板上に、電極同士が互いに対向するように積層した。その後、赤外線リフロー装置を用いて導電性粒子と電極とを接合し、接続構造体を得た。接合の際に、185℃で1分間加熱し、次いで245℃で3分間加熱した。
はんだ層の融点を170℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、融点170℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルAが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性微粒子A−2を作製した。
はんだ層の融点を170℃に変更したこと以外は実施例2と同様にして、融点170℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルBが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子B−2とを作製した。
はんだ層の融点を170℃に変更したこと以外は実施例3と同様にして、融点170℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルCが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子C−2を作製した。
はんだ層の融点を170℃に変更したこと以外は実施例4と同様にして、融点170℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルDが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子D−2を作製した。
はんだ層の融点を170℃に変更したこと以外は実施例5と同様にして、融点170℃のはんだ層を表面に有し、かつ該はんだ層内にフラックス内包カプセルEが含有されているフラックス内包カプセル含有導電性粒子E−2を作製した。
実質的に融点が170℃のはんだにより形成された導電性粒子F−2(数平均粒子径44μm)を用意した。
実施例6〜10及び比較例2で得られたフラックス内包カプセル含有導電性粒子A−2〜E−2及び導電性粒子F−2を用いて、接合の際に、145℃で1分間加熱し、次いで、160℃で3分間加熱したこと以外は、上記の方法と同様にして実装評価を行った。
2…導電性粒子
2a…下面
2b…上面
3…フラックス内包カプセル
4…基材粒子
4a…表面
5…金属層
6…フラックス
7…被膜
21…電極
21a…上面
22…電極
22a…下面
Claims (5)
- 金属層を表面に有する導電性粒子と、
フラックス、及び該フラックスを内包しており、かつポリマーにより形成されている被膜を有するフラックス内包カプセルとを備え、
前記フラックス内包カプセルが前記金属層内に含有されていることを特徴とする、フラックス内包カプセル含有導電性粒子。 - 前記ポリマーのガラス転移温度が、100℃以上、前記金属層の融点以下である、請求項1に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子。
- 前記金属層の融点が300℃以下であり、
前記ポリマーのガラス転移温度が100〜300℃の範囲内にある、請求項2に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子と、バインダー樹脂とを含むことを特徴とする、異方性導電材料。
- 第1の電気的接続対象部材と、第2の電気的接続対象部材と、該第1,第2の電気的接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフラックス内包カプセル含有導電性粒子、又は該フラックス内包カプセル含有導電性粒子とバインダー樹脂とを含む異方性導電材料を用いて形成されていることを特徴とする、接続構造体。
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