JP5756637B2 - 接続構造体の製造方法及び接続構造体 - Google Patents
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Description
上記熱硬化性化合物としては、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。上記熱硬化性化合物は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。
上記異方性導電材料は、光の照射によって硬化するように、光硬化性化合物を含有していてもよい。光の照射により光硬化性化合物を半硬化させ、硬化性化合物の流動性を低下させることができる。
上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、従来公知の熱硬化剤を用いることができる。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及び酸無水物等が挙げられる。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。
上記光硬化開始剤は特に限定されない。上記光硬化開始剤として、従来公知の光硬化開始剤を用いることができる。上記光硬化開始剤は、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。
上記異方性導電材料に含まれている導電性粒子は、第1,第2の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、導電性を有する粒子であれば特に限定されない。導電性粒子の導電層の表面が絶縁層により被覆されていてもよい。この場合には、接続対象部材の接続時に、導電層と電極との間の絶縁層が排除される。上記導電性粒子としては、例えば、有機粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子もしくは金属粒子等の表面を金属層で被覆した導電性粒子、並びに実質的に金属のみで構成される金属粒子等が挙げられる。上記金属層は特に限定されない。上記金属層としては、金層、銀層、銅層、ニッケル層、パラジウム層及び錫を含有する金属層等が挙げられる。
上記異方性導電材料は、フィラーを含むことが好ましい。フィラーの使用により、異方性導電材料の硬化物の潜熱膨張を抑制できる。上記フィラーの具体例としては、シリカ、窒化アルミニウム及びアルミナ等が挙げられる。フィラーは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。
(1)異方性導電ペーストの作製
熱硬化性化合物であるエピコート828(三菱化学社製「ビスフェノールA型エポキシ樹脂」)100重量部と、光硬化性化合物であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)10重量部と、熱硬化性と光硬化性とを有するEBECRYL3702(ダイセルサイテック社製「エポキシアクリレート」)10重量部と、熱硬化剤であるアミノアダクト(味の素ファインテクノ社製「PN−23」」)10重量部と、硬化促進剤である2,4−ジアミノ−6−[2−エチル−4−メチルイミダゾリル−(1)]−エチル−s−トリアジン(2E4MZ−A)0.5重量部と、光硬化開始剤である光ラジカル開始剤(チバスペシャリティ社製「Irg819」)0.5重量部と、フィラーであるシリカ(平均粒子径0.25μm)50重量部と、フィラーであるアルミナ(平均粒子径0.5μm)50重量部とを配合し、さらに平均粒子径3μmの導電性粒子20重量部を添加した後、遊星式攪拌機を用いて2000rpmで5分間攪拌することにより、異方性導電ペーストを得た。
L/Sが30μm/30μmのITO電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板を用意した。また、L/Sが30μm/30μmの金電極パターンが下面に形成された半導体チップを用意した。
実施例1で得られた異方性導電ペーストを用意した。
実施例1で得られた異方性導電ペーストを用意した。
(1)硬化物層の状態1
得られた接続構造体を切削し、電極接続部分の断面を露出させた。露出した電極接続部分の断面を、電子顕微鏡にて観察した。硬化物層の状態を下記の判定基準で判定した。
A:半導体チップ側と透明ガラス基板側とで、2層に分離しており、半導体チップ側における硬化物層部分よりも透明ガラス基板側における硬化物層部分の方が硬化度が高い
B:硬化物層が層分離していない
半導体チップ側における硬化物層部分において、用いた熱硬化性化合物の硬化物成分と用いた光硬化性化合物の硬化物成分とが相溶しているか否かを評価した。非相溶である場合を「A」、相溶している場合を「B」として結果を下記の表1に示した。
得られた接続構造体における対向する上下の電極間に存在する導電性粒子の数を光学顕微鏡にてカウントした。導電性粒子の捕捉率を下記の判定基準で判定した。
○:各電極間に存在する粒子が10個以上
×:各電極間に存在する粒子が9個以下
得られた接続構造体を四端子法用にて、20箇所の抵抗値を4端子法にて評価した。導通信頼性を下記の判定基準で判定した。
○:全ての箇所で抵抗値が3Ω以下である
△:抵抗値が3Ω以上の箇所が1箇所以上ある
×:全く導通していない箇所が1箇所以上ある
得られた接続構造体の隣り合う電極20個においてリークが生じているか否かを、テスターで測定した。絶縁性を下記の判定基準で判定した。
○:リーク箇所が全くない
×:リーク箇所がある
2…第1の接続対象部材
2a…上面
2b…電極
3…硬化物層
3a…第1の硬化物層部分
3b…第2の硬化物層部分
3c…上面
3A…異方性導電材料層
3B…Bステージ化された異方性導電材料層
3Ba…第1の異方性導電材料層部分
3Bb…第2の異方性導電材料層部分
4…第2の接続対象部材
4a…下面
4b…電極
5…導電性粒子
Claims (12)
- 電極を上面に有する第1の接続対象部材上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を用いた異方性導電材料層を配置する工程(電極を上面に有する第1の接続対象部材上に、導電性粒子を含む異方性導電材料とは別に導電性粒子を含まない材料を用いて、前記異方性導電材料層とともに前記異方性導電材料層とは別の層を配置する工程を除く)と、
前記異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、前記異方性導電材料層の硬化を進行させて、前記異方性導電材料層をBステージ化する工程と、
Bステージ化された異方性導電材料層の上面に、電極を下面に有する第2の接続対象部材を積層する工程と、
前記Bステージ化された異方性導電材料層を硬化させて、硬化物層を形成する工程とを備え、
前記第1の接続対象部材側における前記Bステージ化された異方性導電材料層部分と、前記第2の接続対象部材側における前記Bステージ化された異方性導電層部分との硬化度を異ならせて、前記第1の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第2の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層を層分離させかつ前記硬化物層の硬化度を異ならせる、接続構造体の製造方法。 - 前記第1の接続対象部材側における前記硬化物層部分における硬化度を、前記第2の接続対象部材側における前記硬化物層部分の硬化度よりも高くする、請求項1に記載の接続構造体の製造方法。
- 前記異方性導電材料として異方性導電ペーストを用いる、請求項1又は2に記載の接続構造体の製造方法。
- 前記異方性導電材料として、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む異方性導電材料を用いる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。
- 前記熱硬化性化合物としてエポキシ基又はチイラン基を有する化合物を用い、かつ前記光硬化性化合物として(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用い、
前記第1の接続対象部材側における前記硬化物層部分において、前記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と前記(メタ)アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とを非相溶にする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 - 前記第1の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第2の接続対象部材側における前記硬化物層部分とを、1つの異方性導電材料を用いて形成する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法により得られ、
電極を上面に有する第1の接続対象部材と、
電極を下面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材の上面と前記第2の接続対象部材の下面との間に配置されており、導電性粒子を含む異方性導電材料により形成された硬化物層とを備え、
前記第1の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第2の接続対象部材側における前記硬化物層部分とで、前記硬化物層が層分離しておりかつ前記硬化物層の硬化度が異なる、接続構造体。 - 前記第1の接続対象部材上の前記異方性導電材料を用いた異方性導電材料層の上面から光を照射又は熱を付与し、前記異方性導電材料層の硬化を進行させて、前記異方性導電材料層をBステージ化した後、Bステージ化された異方性導電材料層の上面に、第2の接続対象部材をさらに積層し、更に前記Bステージ化された異方性導電材料層を硬化させることにより、前記硬化物層が形成されており、
前記第1の接続対象部材側における前記硬化物層部分における硬化度が、前記第2の接続対象部材側における前記硬化物層部分の硬化度よりも高い、請求項7に記載の接続構造体。 - 前記異方性導電材料が異方性導電ペーストである、請求項7又は8に記載の接続構造体。
- 前記異方性導電材料が、熱硬化性化合物と熱硬化剤と光硬化性化合物と光硬化開始剤と導電性粒子とを含む、請求項7〜9のいずれか1項に記載の接続構造体。
- 前記熱硬化性化合物がエポキシ基又はチイラン基を有する化合物であり、かつ前記光硬化性化合物が(メタ)アクリロイル基を有する化合物であり、
前記第1の接続対象部材側における前記硬化物層部分において、前記エポキシ基又はチイラン基を有する化合物の硬化物成分と前記(メタ)アクリロイル基を有する化合物の硬化物成分とが非相溶である、請求項7〜10のいずれか1項に記載の接続構造体。 - 前記第1の接続対象部材側における前記硬化物層部分と、前記第2の接続対象部材側における前記硬化物層部分とが、1つの異方性導電材料を用いて形成されている、請求項7〜11のいずれか1項に記載の接続構造体。
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