JP6974137B2 - Conductive material, connection structure and method for manufacturing the connection structure - Google Patents
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Description
本発明は、熱硬化性成分と導電性粒子とを含む導電材料に関する。また、本発明は、上記導電材料を用いた接続構造体及び接続構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a conductive material containing a thermosetting component and conductive particles. The present invention also relates to a connection structure using the above conductive material and a method for manufacturing the connection structure.
異方性導電ペースト及び異方性導電フィルム等の異方性導電材料が広く知られている。上記異方性導電材料では、バインダー中に導電性粒子が分散されている。 Anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive pastes and anisotropic conductive films are widely known. In the anisotropic conductive material, the conductive particles are dispersed in the binder.
上記異方性導電材料は、各種の接続構造体を得るために使用されている。上記異方性導電材料による接続としては、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続(FOG(Film on Glass))、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続(COF(Chip on Film))、半導体チップとガラス基板との接続(COG(Chip on Glass))、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続(FOB(Film on Board))等が挙げられる。 The anisotropic conductive material is used to obtain various connection structures. Examples of the connection using the anisotropic conductive material include a connection between a flexible printed circuit board and a glass substrate (FOG (Film on Glass)), a connection between a semiconductor chip and a flexible printed circuit board (COF (Chip on Film)), and a semiconductor. Examples thereof include a connection between a chip and a glass substrate (COG (Chip on Glass)) and a connection between a flexible printed circuit board and a glass epoxy substrate (FOB (Film on Board)).
上記異方性導電材料により、例えば、フレキシブルプリント基板の電極とガラスエポキシ基板の電極とを電気的に接続する際には、ガラスエポキシ基板上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を配置する。次に、フレキシブルプリント基板を積層して、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、導電性粒子を介して電極間を電気的に接続して、接続構造体を得る。 With the anisotropic conductive material, for example, when the electrode of the flexible printed substrate and the electrode of the glass epoxy substrate are electrically connected, the anisotropic conductive material containing the conductive particles is arranged on the glass epoxy substrate. do. Next, the flexible printed substrates are laminated, heated and pressurized. As a result, the anisotropic conductive material is cured, and the electrodes are electrically connected to each other via the conductive particles to obtain a connection structure.
下記の特許文献1には、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む導電ペーストが開示されている。上記はんだ粒子の表面のゼータ電位はプラスである。
下記の特許文献2には、はんだ粉末と、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂及び25℃で液状の第2のエポキシ樹脂を含む複合エポキシ樹脂と、硬化剤とを含むはんだペーストが開示されている。上記第1のエポキシ樹脂は、上記はんだ粉末の融点より10℃以上低い軟化点を有する。上記複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対する上記第1のエポキシ樹脂の含有量は、10重量部〜75重量部である。
近年、電極幅及び電極間幅が狭い小電極に対する実装が行われている。このような実装では、複数の電極がライン状に配置されたライン電極が用いられることがある。 In recent years, mounting has been performed on small electrodes having a narrow electrode width and a narrow space between electrodes. In such a mounting, a line electrode in which a plurality of electrodes are arranged in a line shape may be used.
ライン電極を有する半導体装置等の電子部品の接続に対して、導電材料が用いられることがある。ライン電極の接続では、電極間の接続を効率的に実施するため、導電材料が、ライン電極上にライン状に塗布されることがある。ライン状に塗布された導電材料には、接続されるべき上下方向の電極間を電気的に接続することが求められている。 Conductive materials may be used to connect electronic components such as semiconductor devices that have line electrodes. In the connection of the line electrodes, the conductive material may be applied in a line shape on the line electrodes in order to efficiently carry out the connection between the electrodes. The conductive material applied in a line shape is required to electrically connect the electrodes in the vertical direction to be connected.
従来の導電材料では、導電材料の粘度が低く、ライン電極上にライン状に導電材料を精度よく塗布することが困難なことがある。また、従来の溶融粘度が低い導電材料をライン電極上に塗布した場合に、導電材料がリフロー等による加熱で、導電材料が過度に流動することがある。導電材料の粘度が低かったり、導電材料が過度に流動したりすると、ライン状の形状を維持することができず、導電材料がライン電極外に拡がることがある。導電材料がライン電極外に拡がると、導電材料に含まれるはんだ粒子又は導電性粒子が、ライン電極が形成されていない領域に配置されて、接続されるべき上下方向の電極間にはんだ粒子又は導電性粒子を効率的に配置することが困難となる。結果として、従来の導電材料では、電極間の導通信頼性が低くなることがある。 In the conventional conductive material, the viscosity of the conductive material is low, and it may be difficult to accurately apply the conductive material in a line shape on the line electrode. Further, when a conventional conductive material having a low melt viscosity is applied on a line electrode, the conductive material may flow excessively due to heating by reflow or the like. If the viscosity of the conductive material is low or the conductive material flows excessively, the line shape cannot be maintained and the conductive material may spread out of the line electrode. When the conductive material spreads out of the line electrode, the solder particles or conductive particles contained in the conductive material are arranged in the region where the line electrode is not formed, and the solder particles or the conductive particles are arranged between the vertical electrodes to be connected. It becomes difficult to efficiently arrange the sex particles. As a result, conventional conductive materials may have low conduction reliability between the electrodes.
また、横方向に隣り合う複数のライン電極がある場合に、従来の導電材料では、はんだ粒子又は導電性粒子が、ライン電極が形成されていない領域に配置されることで、接続されてはならない隣り合うライン電極間が電気的に接続されてしまうことがある。結果として、従来の導電材料では、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性が低くなることがある。 Further, when there are a plurality of line electrodes adjacent to each other in the lateral direction, in the conventional conductive material, the solder particles or the conductive particles must not be connected by being arranged in the region where the line electrodes are not formed. Adjacent line electrodes may be electrically connected. As a result, conventional conductive materials may have low insulation reliability between adjacent line electrodes.
本発明の目的は、上下方向の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる導電材料を提供することである。また、本発明の目的は、上記導電材料を用いた接続構造体及び接続構造体の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a conductive material capable of effectively enhancing conduction reliability between electrodes in the vertical direction. Another object of the present invention is to provide a connection structure using the above conductive material and a method for manufacturing the connection structure.
本発明の広い局面によれば、熱硬化性成分と、導電性粒子とを含む導電材料であり、第1の部材上に、前記導電材料を、幅250±20μm、長さ2200±20μm、厚さ150±30μmとなるようにライン状に塗布し、前記導電材料上に第2の部材を載せて、60Paの圧力条件で静置したときの前記導電材料の幅をX1とし、静置後に60Paの圧力条件、かつ昇温速度1.08℃/秒で40℃から170℃まで加熱する条件で、前記導電材料を加圧及び加熱して、前記導電材料が100℃に達した時点での前記導電材料の幅をX2としたときに、X2がX1の1.25倍以下である、導電材料が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, it is a conductive material containing a heat-curable component and conductive particles, and the conductive material is placed on a first member with a width of 250 ± 20 μm, a length of 2200 ± 20 μm, and a thickness. The width of the conductive material was set to X1 when the second member was placed on the conductive material and allowed to stand under a pressure condition of 60 Pa, and 60 Pa after standing. When the conductive material reaches 100 ° C. by pressurizing and heating the conductive material under the pressure condition of 1 and the condition of heating from 40 ° C. to 170 ° C. at a heating rate of 1.08 ° C./sec. Provided is a conductive material in which X2 is 1.25 times or less than X1 when the width of the conductive material is X2.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電性粒子が、はんだ粒子である。 In certain aspects of the conductive material according to the present invention, the conductive particles are solder particles.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、140℃以下の温度領域における前記導電材料の溶融粘度の最小値が、50Pa・s以上である。 In a specific aspect of the conductive material according to the present invention, the minimum value of the melt viscosity of the conductive material in the temperature range of 140 ° C. or lower is 50 Pa · s or more.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記熱硬化性成分が、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含む。 In certain aspects of the conductive material according to the present invention, the thermosetting component comprises a thermosetting compound and a thermosetting agent.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料が、フラックスを含む。 In certain aspects of the conductive material according to the present invention, the conductive material comprises a flux.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料が、導電ペーストである。 In certain aspects of the conductive material according to the present invention, the conductive material is a conductive paste.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料が、ライン状に塗布して用いられる。 In a specific aspect of the conductive material according to the present invention, the conductive material is applied and used in a line shape.
本発明の広い局面によれば、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、上述した導電材料であり、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、接続構造体が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, a first connection target member having a first electrode on the surface, a second connection target member having a second electrode on the surface, and the first connection target member. A connecting portion connecting the second connection target member is provided, the material of the connecting portion is the above-mentioned conductive material, and the first electrode and the second electrode are the conductive material. A connecting structure is provided that is electrically connected by particles.
本発明の広い局面によれば、ライン状に配置された第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、前記第1の電極のラインに沿って、上述した導電材料をライン状に塗布する工程と、前記導電材料の前記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、ライン状に配置された第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するように配置する工程と、前記導電材料を加熱することで、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を、前記導電材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記導電性粒子により電気的に接続する工程とを備える、接続構造体の製造方法が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, the above-mentioned conductive material is placed on the surface of a first connection target member having a first electrode arranged in a line on the surface along the line of the first electrode. The step of applying in a line shape and the second connection target member having the second electrode arranged in a line shape on the surface opposite to the first connection target member side of the conductive material. By arranging the first electrode and the second electrode so as to face each other and heating the conductive material, the first connection target member and the second connection target member are connected. A method for manufacturing a connection structure, comprising a step of forming the connecting portion with the conductive material and electrically connecting the first electrode and the second electrode with the conductive particles. Is provided.
本発明の広い局面によれば、ライン状に配置された第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、前記第1の電極のラインに沿って、熱硬化性成分と、導電性粒子とを含む導電材料をライン状に塗布する塗布工程と、前記導電材料の前記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、ライン状に配置された第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するように配置する配置工程と、前記導電材料を加熱することで、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を、前記導電材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記導電性粒子により電気的に接続する接続工程とを備え、前記接続工程における前記導電材料の加熱開始時の前記導電材料の幅をXa1とし、前記導電材料の加熱を開始してから前記導電材料が100℃に達した時点での前記導電材料の幅をXa2としたときに、Xa2をXa1の1.25倍以下にする、接続構造体の製造方法が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, a thermosetting component is provided on the surface of a first connection target member having a first electrode arranged in a line on the surface along the line of the first electrode. A coating step of applying a conductive material containing conductive particles in a line shape, and a second electrode arranged in a line shape on a surface of the conductive material opposite to the first connection target member side. The first connection target member is arranged by arranging the second connection target member having a surface so that the first electrode and the second electrode face each other, and by heating the conductive material. The connection portion connecting the second electrode and the second connection target member is formed of the conductive material, and the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles. The width of the conductive material at the start of heating of the conductive material in the connection step is Xa1, and the temperature of the conductive material reaches 100 ° C. after the start of heating of the conductive material. Provided is a method for manufacturing a connection structure in which Xa2 is 1.25 times or less that of Xa1 when the width of the conductive material is Xa2.
本発明に係る導電材料は、熱硬化性成分と、導電性粒子とを含む。本発明に係る導電材料を、第1の部材上に幅250±20μm、長さ2200±20μm、厚さ150±30μmとなるようにライン状に塗布する。次に、該導電材料上に第2の部材を載せて、60Paの圧力条件で静置したときの上記導電材料の幅をX1とし、静置後に60Paの圧力条件、かつ昇温速度1.08℃/秒で40℃から170℃まで加熱する条件で、上記導電材料を加圧及び加熱して、上記導電材料が100℃に達した時点での上記導電材料の幅をX2とする。本発明に係る導電材料では、幅X2が、幅X1の1.25倍以下である。本発明に係る導電材料では、上記の構成が備えられているので、上下方向の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。さらに、ライン電極が複数ある場合に、本発明に係る導電材料では、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性を効果的に高めることができる。 The conductive material according to the present invention contains a thermosetting component and conductive particles. The conductive material according to the present invention is applied in a line on the first member so as to have a width of 250 ± 20 μm, a length of 2200 ± 20 μm, and a thickness of 150 ± 30 μm. Next, when the second member is placed on the conductive material and allowed to stand under a pressure condition of 60 Pa, the width of the conductive material is set to X1, and after standing, the pressure condition is 60 Pa and the temperature rise rate is 1.08. The width of the conductive material when the conductive material reaches 100 ° C. is defined as X2 by pressurizing and heating the conductive material under the condition of heating from 40 ° C. to 170 ° C. at ° C./sec. In the conductive material according to the present invention, the width X2 is 1.25 times or less the width X1. Since the conductive material according to the present invention has the above-mentioned configuration, it is possible to effectively enhance the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction. Further, when there are a plurality of line electrodes, the conductive material according to the present invention can effectively enhance the insulation reliability between adjacent line electrodes.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、ライン状に配置された第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、上記第1の電極のラインに沿って、熱硬化性成分と、導電性粒子とを含む導電材料をライン状に塗布する塗布工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記導電材料の上記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、ライン状に配置された第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、上記第1の電極と上記第2の電極とが対向するように配置する配置工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記導電材料を加熱することで、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を、上記導電材料により形成し、かつ、上記第1の電極と上記第2の電極とを、上記導電性粒子により電気的に接続する接続工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記接続工程における上記導電材料の加熱開始時の上記導電材料の幅をXa1とし、上記導電材料の加熱を開始してから上記導電材料が100℃に達した時点での上記導電材料の幅をXa2としたときに、Xa2をXa1の1.25倍以下にする。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記の構成が備えられているので、上下方向の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。さらに、ライン電極が複数ある場合に、本発明に係る接続構造体の製造方法では、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性を効果的に高めることができる。 The method for manufacturing a connection structure according to the present invention is to thermally cure the first electrode on the surface of the first connection target member having the first electrodes arranged in a line shape along the line of the first electrode. The present invention comprises a coating step of applying a conductive material containing a sex component and conductive particles in a line shape. The method for manufacturing a connection structure according to the present invention is a second connection having a second electrode arranged in a line on the surface of the conductive material opposite to the first connection target member side. The target member is provided with an arrangement step of arranging the target member so that the first electrode and the second electrode face each other. In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the conductive material is used to connect the first connection target member and the second connection target member by heating the conductive material. It is provided with a connection step of forming and electrically connecting the first electrode and the second electrode with the conductive particles. In the method for manufacturing a connecting structure according to the present invention, the width of the conductive material at the start of heating of the conductive material in the connection step is set to Xa1, and the temperature of the conductive material reaches 100 ° C. after the heating of the conductive material is started. When the width of the conductive material at the time of reaching is Xa2, Xa2 is set to 1.25 times or less of Xa1. Since the method for manufacturing a connection structure according to the present invention has the above configuration, it is possible to effectively improve the reliability of conduction between the electrodes in the vertical direction. Further, when there are a plurality of line electrodes, the method for manufacturing a connection structure according to the present invention can effectively improve the insulation reliability between adjacent line electrodes.
以下、本発明の詳細を説明する。 Hereinafter, the details of the present invention will be described.
(導電材料)
本発明に係る導電材料は、熱硬化性成分と、導電性粒子とを含む。本発明に係る導電材料を、第1の部材上に幅250±20μm、長さ2200±20μm、厚さ150±30μmとなるようにライン状に塗布する。次に、該導電材料上に第2の部材を載せて、60Paの圧力条件で静置したときの上記導電材料の幅をX1とし、静置後に60Paの圧力条件、かつ昇温速度1.08℃/秒で40℃から170℃まで加熱する条件で、上記導電材料を加圧及び加熱して、上記導電材料が100℃に達した時点での上記導電材料の幅をX2とする。本発明に係る導電材料では、幅X2が、幅X1の1.25倍以下である。言い換えれば、本発明に係る導電材料では、X1に対するX2の比が、1.25以下である。
(Conductive material)
The conductive material according to the present invention contains a thermosetting component and conductive particles. The conductive material according to the present invention is applied in a line on the first member so as to have a width of 250 ± 20 μm, a length of 2200 ± 20 μm, and a thickness of 150 ± 30 μm. Next, when the second member is placed on the conductive material and allowed to stand under a pressure condition of 60 Pa, the width of the conductive material is set to X1, and after standing, the pressure condition is 60 Pa and the temperature rise rate is 1.08. The width of the conductive material when the conductive material reaches 100 ° C. is defined as X2 by pressurizing and heating the conductive material under the condition of heating from 40 ° C. to 170 ° C. at ° C./sec. In the conductive material according to the present invention, the width X2 is 1.25 times or less the width X1. In other words, in the conductive material according to the present invention, the ratio of X2 to X1 is 1.25 or less.
本発明に係る導電材料では、上記の構成が備えられているので、上下方向の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。さらに、横方向に隣り合う複数のライン電極がある場合に、本発明に係る導電材料では、導通信頼性を効果的に高めることができ、かつ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性を効果的に高めることができる。 Since the conductive material according to the present invention has the above-mentioned configuration, it is possible to effectively enhance the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction. Further, when there are a plurality of line electrodes adjacent to each other in the lateral direction, the conductive material according to the present invention can effectively enhance the conduction reliability and effectively improve the insulation reliability between the adjacent line electrodes. Can be enhanced to.
従来の導電材料では、導電材料の粘度が低く、ライン電極上にライン状に導電材料を精度よく塗布することが困難なことがある。また、従来の溶融粘度が低い導電材料をライン電極上に塗布した場合に、リフロー等による加熱で、導電材料が過度に流動することがある。導電材料の粘度が低かったり、導電材料が過度に流動したりすると、ライン状の形状を維持することができず、導電材料がライン電極外に拡がる。このため、導電性粒子が、ライン電極が形成されていない領域に配置されて、接続されるべき上下方向の電極間に導電性粒子を効率的に配置することができず、ライン電極間の導通信頼性を十分に高めることができないことがある。また、導電性粒子が、ライン電極が形成されていない領域に配置されることで、接続されてはならない横方向の隣り合うライン電極間が電気的に接続され、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性を十分に高めることができないことがある。 In the conventional conductive material, the viscosity of the conductive material is low, and it may be difficult to accurately apply the conductive material in a line shape on the line electrode. Further, when a conventional conductive material having a low melt viscosity is applied on a line electrode, the conductive material may flow excessively due to heating by reflow or the like. If the viscosity of the conductive material is low or the conductive material flows excessively, the line shape cannot be maintained and the conductive material spreads out of the line electrode. Therefore, the conductive particles are arranged in the region where the line electrodes are not formed, and the conductive particles cannot be efficiently arranged between the vertical electrodes to be connected, and the conduction between the line electrodes cannot be achieved. It may not be possible to increase the reliability sufficiently. Further, by arranging the conductive particles in the region where the line electrodes are not formed, the adjacent line electrodes in the lateral direction which should not be connected are electrically connected, and the insulation reliability between the adjacent line electrodes is established. It may not be possible to fully enhance the sex.
本発明者らは、特定の導電材料を用いることで、導電接続時に、ライン状の形状を維持することができ、ライン電極間を効率的に接続できることを見出した。本発明では、ライン電極間の接続であっても、接続されるべき上下方向の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性を効果的に高めることができる。 The present inventors have found that by using a specific conductive material, a line-like shape can be maintained at the time of conductive connection, and line electrodes can be efficiently connected. In the present invention, even in the case of connection between line electrodes, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction to be connected can be effectively increased, and the insulation reliability between adjacent line electrodes can be effectively enhanced. be able to.
本発明では、上記のような効果を得るために、特定の導電材料を用いることは大きく寄与する。特定の導電材料を得る方法としては、以下の方法が挙げられる。熱硬化性成分の種類や分子量を調節することにより粘度又はチキソ性等の物性を調整する方法。導電性粒子の種類、表面処理方法、大きさ、及び配合量等を調節することにより粘度又はチキソ性等の物性を調整する方法。フィラーの種類、大きさ、及び配合量等を調節することにより粘度又はチキソ性等の物性を調整する方法。導電材料に増粘剤、及びチキソ剤等を添加することにより粘度又はチキソ性等の物性を調整する方法。 In the present invention, the use of a specific conductive material in order to obtain the above-mentioned effects greatly contributes. Examples of the method for obtaining a specific conductive material include the following methods. A method for adjusting physical properties such as viscosity or thixotropic property by adjusting the type and molecular weight of a thermosetting component. A method for adjusting physical properties such as viscosity or thixotropic properties by adjusting the type, surface treatment method, size, blending amount, etc. of conductive particles. A method for adjusting physical properties such as viscosity or thixotropic properties by adjusting the type, size, blending amount, etc. of the filler. A method of adjusting physical properties such as viscosity or thixotropic property by adding a thickener, thixotropic agent, or the like to a conductive material.
さらに、本発明では、電極間の位置ずれを防ぐことができる。本発明では、導電材料を上面に配置した第1の接続対象部材に、第2の接続対象部材を重ね合わせる際に、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材の電極とのアライメントがずれた状態でも、そのずれを補正して電極同士を接続させることができる(セルフアライメント効果)。 Further, in the present invention, it is possible to prevent the positional deviation between the electrodes. In the present invention, when the second connection target member is superposed on the first connection target member on which the conductive material is arranged on the upper surface, the electrodes of the first connection target member and the electrodes of the second connection target member are aligned with each other. Even if the alignment is misaligned, the misalignment can be corrected and the electrodes can be connected to each other (self-alignment effect).
本発明に係る導電材料では、X1に対するX2の比(X2/X1)は、1.25以下である。上記比(X2/X1)は、好ましくは1.20以下、より好ましくは1.10以下である。上記比(X2/X1)の下限は特に限定されない。上記比(X2/X1)は、1.00以上であってもよい。上記比(X2/X1)が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。 In the conductive material according to the present invention, the ratio of X2 to X1 (X2 / X1) is 1.25 or less. The above ratio (X2 / X1) is preferably 1.20 or less, more preferably 1.10 or less. The lower limit of the above ratio (X2 / X1) is not particularly limited. The above ratio (X2 / X1) may be 1.00 or more. When the ratio (X2 / X1) is equal to or higher than the lower limit and lower than the upper limit, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction can be further effectively increased, and the insulation reliability between the adjacent line electrodes can be improved. It can be enhanced even more effectively.
導電材料を加熱及び加圧する際の温度は、第1の電極の表面温度により確認される。 The temperature at which the conductive material is heated and pressurized is confirmed by the surface temperature of the first electrode.
上記導電材料の幅、幅X1及び幅X2は、全体の幅を平均することにより求められる。上記導電材料の長さは、全体の長さを平均することにより求められる。上記導電材料の厚みは、全体の厚みを平均することにより求められる。 The width, width X1 and width X2 of the conductive material are obtained by averaging the entire widths. The length of the conductive material is obtained by averaging the total lengths. The thickness of the conductive material is obtained by averaging the total thickness.
本発明に係る導電材料において、上記比(X2/X1)を求める第1の部材及び第2の部材は、以下の部材であることが好ましい。 In the conductive material according to the present invention, the first member and the second member for obtaining the ratio (X2 / X1) are preferably the following members.
第1の部材:部材の表面に、幅250μm、長さ2200μm、厚み150μmのライン電極を有する部材。1つのライン電極は、ライン電極の長さ方向に、電極長さ300μmの複数の電極が、電極間長さ200μmで並んだ電極の集合体である。第1の部材は、ガラスエポキシ基板であることが好ましい。 First member: A member having a line electrode having a width of 250 μm, a length of 2200 μm, and a thickness of 150 μm on the surface of the member. One line electrode is an aggregate of electrodes in which a plurality of electrodes having an electrode length of 300 μm are arranged in the length direction of the line electrode with a length between electrodes of 200 μm. The first member is preferably a glass epoxy substrate.
第2の部材:部材本体の表面に、幅250μm、長さ2200μm、厚み150μmのライン電極を有する部材。1つのライン電極は、ライン電極の長さ方向に、電極長さ300μmの複数の電極が、電極間長さ200μmで並んだ電極の集合体である。第2の部材は、半導体チップであることが好ましい。 Second member: A member having a line electrode having a width of 250 μm, a length of 2200 μm, and a thickness of 150 μm on the surface of the member body. One line electrode is an aggregate of electrodes in which a plurality of electrodes having an electrode length of 300 μm are arranged in the length direction of the line electrode with a length between electrodes of 200 μm. The second member is preferably a semiconductor chip.
図7は、ライン状に配置された電極を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining electrodes arranged in a line.
図7に示す部材51は、ライン状に配置された電極51aを有する。電極51aは複数である。複数の電極51aが並んだ電極の集合体51Aが、ライン電極に相当する。図7では、3つのライン電極が示されている。ライン電極は、図7の破線で囲まれた部分である。ライン電極が、電極の集合体である場合に、ライン電極は、電極がある部分と、電極がない部分とを有する。ライン電極が電極の集合体である場合に、ライン電極に沿って導電材料を塗布する際には、電極がある部分と、電極がない部分とを含むライン電極上に導電材料を塗布する。例えば、図7の矢印Aの方向に、導電材料を塗布する。
The
上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点、及び隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記導電材料は、導電ペーストであることが好ましい。 From the viewpoint of further effectively enhancing the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction and further effectively enhancing the insulation reliability between the adjacent line electrodes, the conductive material may be a conductive paste. preferable.
上記導電材料の25℃での粘度(η25)は、好ましくは50Pa・s以上、より好ましくは100Pa・s以上であり、好ましくは800Pa・s以下、より好ましくは600Pa・s以下である。上記粘度(η25)は、配合成分の種類及び配合量により適宜調整することができる。上記粘度(η25)が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The viscosity (η25) of the conductive material at 25 ° C. is preferably 50 Pa · s or more, more preferably 100 Pa · s or more, preferably 800 Pa · s or less, and more preferably 600 Pa · s or less. The viscosity (η25) can be appropriately adjusted depending on the type and amount of the compounding component. When the viscosity (η25) is equal to or higher than the lower limit and lower than the upper limit, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction can be further effectively enhanced, and the insulation reliability between the adjacent line electrodes can be further enhanced. Can be effectively enhanced.
上記粘度(η25)は、例えば、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)等を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定することができる。 The viscosity (η25) can be measured at 25 ° C. and 5 rpm using, for example, an E-type viscometer (“TVE22L” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
上記導電材料の100℃での粘度(η100)は、好ましくは100Pa・s以上、より好ましくは150Pa・s以上であり、好ましくは800Pa・s以下、より好ましくは650Pa・s以下である。上記粘度(η100)は、配合成分の種類及び配合量により適宜調整することができる。上記粘度(η100)が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The viscosity (η100) of the conductive material at 100 ° C. is preferably 100 Pa · s or more, more preferably 150 Pa · s or more, preferably 800 Pa · s or less, and more preferably 650 Pa · s or less. The viscosity (η100) can be appropriately adjusted depending on the type and amount of the compounding component. When the viscosity (η100) is equal to or higher than the lower limit and lower than the upper limit, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction can be further effectively enhanced, and the insulation reliability between the adjacent line electrodes can be further enhanced. Can be effectively enhanced.
上記粘度(η100)は、例えば、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)等を用いて、100℃及び5rpmの条件で測定することができる。 The viscosity (η100) can be measured at 100 ° C. and 5 rpm using, for example, an E-type viscometer (“TVE22L” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
140℃以下の温度領域における上記導電材料の溶融粘度の最小値は、好ましくは50Pa・s以上、より好ましくは60Pa・s以上であり、好ましくは700Pa・s以下、より好ましくは600Pa・s以下である。140℃以下の温度領域における上記導電材料の溶融粘度の最小値が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The minimum value of the melt viscosity of the conductive material in the temperature range of 140 ° C. or lower is preferably 50 Pa · s or more, more preferably 60 Pa · s or more, preferably 700 Pa · s or less, and more preferably 600 Pa · s or less. be. When the minimum value of the melt viscosity of the conductive material in the temperature range of 140 ° C. or lower is equal to or higher than the lower limit and lower than the upper limit, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction can be further effectively improved, and the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction can be further improved. The insulation reliability between the matching line electrodes can be further effectively improved.
70℃以上、140℃以下の温度領域における上記導電材料の溶融粘度の最小値は、好ましくは50Pa・s以上、より好ましくは60Pa・s以上であり、好ましくは700Pa・s以下、より好ましくは600Pa・s以下である。70℃以上、140℃以下の温度領域における上記導電材料の溶融粘度の最小値が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The minimum value of the melt viscosity of the conductive material in the temperature range of 70 ° C. or higher and 140 ° C. or lower is preferably 50 Pa · s or more, more preferably 60 Pa · s or more, preferably 700 Pa · s or less, more preferably 600 Pa · s or less.・ It is less than or equal to s. When the minimum value of the melt viscosity of the conductive material in the temperature range of 70 ° C. or higher and 140 ° C. or lower is the lower limit or higher and the upper limit or lower, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction is further effectively enhanced. This makes it possible to further effectively improve the insulation reliability between adjacent line electrodes.
上記溶融粘度は、STRESSTECH(REOLOGICA社製)等を用いて、歪制御1rad、周波数1Hz、昇温速度20℃/分、測定温度範囲25〜200℃の条件で測定可能である。測定結果から、140℃以下の温度領域における上記導電材料の溶融粘度の最小値又は70℃以上、140℃以下の温度領域における上記導電材料の溶融粘度の最小値を求めることができる。
The melt viscosity can be measured by using STRESSTECH (manufactured by REOLOGICA) or the like under the conditions of
上記導電材料は、導電ペースト及び導電フィルム等として使用され得る。上記導電ペーストは異方性導電ペーストであることが好ましく、上記導電フィルムは異方性導電フィルムであることが好ましい。電極上にはんだをより一層効率的に配置する観点からは、上記導電材料は、導電ペーストであることが好ましい。上記導電材料は、電極の電気的な接続に好適に用いられる。上記導電材料は、回路接続材料であることが好ましい。上記導電材料は、ライン電極の電気的な接続に用いられることが好ましい。上記導電材料は、ライン状に塗布して用いられることが好ましい。上記導電材料は、ライン電極上にライン状に塗布して用いられることが好ましい。ライン電極は、ライン状に配置された電極である。1つの電極がライン状であってもよく、ライン電極が、1つの電極であってもよい。複数の電極がライン状に並んで配置されていてもよく、ライン電極が、複数の電極の集合体であってもよい。ライン電極が複数であってもよい。複数のライン電極は、間隔を隔てて並んで配置されていてもよい。 The conductive material can be used as a conductive paste, a conductive film, or the like. The conductive paste is preferably an anisotropic conductive paste, and the conductive film is preferably an anisotropic conductive film. From the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrodes, the conductive material is preferably a conductive paste. The conductive material is suitably used for electrical connection of electrodes. The conductive material is preferably a circuit connection material. The conductive material is preferably used for electrical connection of line electrodes. The conductive material is preferably used by being applied in a line shape. The conductive material is preferably used by being applied in a line shape on a line electrode. The line electrode is an electrode arranged in a line shape. One electrode may be line-shaped, and the line electrode may be one electrode. A plurality of electrodes may be arranged side by side in a line, and the line electrode may be an aggregate of a plurality of electrodes. There may be a plurality of line electrodes. The plurality of line electrodes may be arranged side by side at intervals.
以下、導電材料に含まれる各成分を説明する。なお、本明細書中において、「(メタ)アクリル」は「アクリル」と「メタクリル」との一方又は双方を意味し、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」と「メタクリレート」との一方又は双方を意味する。 Hereinafter, each component contained in the conductive material will be described. In the present specification, "(meth) acrylic" means one or both of "acrylic" and "methacrylic", and "(meth) acrylate" means one or both of "acrylate" and "methacrylate". Means.
(導電性粒子)
上記導電材料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ことが好ましい。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、中心部分及び外表面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、中心部分及び外表面のいずれもがはんだである粒子である。上記導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電部とを有していてもよい。この場合に、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。
(Conductive particles)
The conductive material contains conductive particles. The conductive particles electrically connect between the electrodes of the member to be connected. The conductive particles preferably have solder on the outer surface portion of the conductive portion. The conductive particles may be solder particles formed by soldering. Both the central portion and the outer surface of the solder particles are formed of solder. The solder particles are particles in which both the central portion and the outer surface are solder. The conductive particles may have a base material particles and a conductive portion arranged on the surface of the base material particles. In this case, the conductive particles have solder on the outer surface portion of the conductive portion.
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ことが好ましい。上記基材粒子は、はんだにより形成されたはんだ粒子であってもよい。上記導電性粒子は、基材粒子及び導電部の外表面部分のいずれもがはんだであるはんだ粒子であってもよい。 The conductive particles preferably have solder on the outer surface portion of the conductive portion. The base particles may be solder particles formed by soldering. The conductive particles may be solder particles in which both the base material particles and the outer surface portion of the conductive portion are solder.
なお、上記はんだ粒子を用いた場合と比べて、はんだにより形成されていない基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置されたはんだ部とを備える導電性粒子を用いた場合には、電極上に導電性粒子が集まり難くなる。さらに、導電性粒子同士のはんだ接合性が低いために、電極上に移動した導電性粒子が電極外に移動しやすくなる傾向があり、電極間の位置ずれの抑制効果も低くなる傾向がある。従って、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ることが好ましい。 Compared to the case where the above-mentioned solder particles are used, when the conductive particles having the base particles not formed by the solder and the solder portion arranged on the surface of the base particles are used, the case is used. It becomes difficult for conductive particles to collect on the electrodes. Further, since the solder bondability between the conductive particles is low, the conductive particles that have moved on the electrodes tend to move easily to the outside of the electrodes, and the effect of suppressing the displacement between the electrodes tends to be low. Therefore, the conductive particles are preferably solder particles formed by soldering.
次に、図面を参照しつつ、導電性粒子の具体例を説明する。 Next, a specific example of the conductive particles will be described with reference to the drawings.
図4は、導電材料に使用可能な導電性粒子の第1の例を示す断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first example of conductive particles that can be used as a conductive material.
図4に示す導電性粒子21は、はんだ粒子である。導電性粒子21は、全体がはんだにより形成されている。導電性粒子21は、基材粒子をコアに有さず、コアシェル粒子ではない。導電性粒子21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。
The
図5は、導電材料に使用可能な導電性粒子の第2の例を示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second example of conductive particles that can be used as a conductive material.
図5に示す導電性粒子31は、基材粒子32と、基材粒子32の表面上に配置された導電部33とを備える。導電部33は、基材粒子32の表面を被覆している。導電性粒子31は、基材粒子32の表面が導電部33により被覆された被覆粒子である。
The
導電部33は、第2の導電部33Aと、はんだ部33B(第1の導電部)とを有する。導電性粒子31は、基材粒子32と、はんだ部33Bとの間に、第2の導電部33Aを備える。従って、導電性粒子31は、基材粒子32と、基材粒子32の表面上に配置された第2の導電部33Aと、第2の導電部33Aの外表面上に配置されたはんだ部33Bとを備える。
The
図6は、導電材料に使用可能な導電性粒子の第3の例を示す断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third example of conductive particles that can be used as a conductive material.
図5における導電性粒子31の導電部33は2層構造を有する。図6に示す導電性粒子41は、単層の導電部として、はんだ部42を有する。導電性粒子41は、基材粒子32と、基材粒子32の表面上に配置されたはんだ部42とを備える。
The
以下、導電性粒子の他の詳細について説明する。 Hereinafter, other details of the conductive particles will be described.
基材粒子:
上記基材粒子としては、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子及び金属粒子等が挙げられる。上記基材粒子は、金属粒子を除く基材粒子であることが好ましく、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であることがより好ましい。上記基材粒子は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを備えるコアシェル粒子であってもよい。上記コアが有機コアであってもよく、上記シェルが無機シェルであってもよい。
Base particle:
Examples of the base particles include resin particles, inorganic particles excluding metal particles, organic-inorganic hybrid particles, and metal particles. The base particles are preferably base particles excluding metal particles, and more preferably resin particles, inorganic particles excluding metal particles, or organic-inorganic hybrid particles. The base particle may be a core-shell particle having a core and a shell arranged on the surface of the core. The core may be an organic core and the shell may be an inorganic shell.
上記基材粒子は、樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であることがさらに好ましく、樹脂粒子であってもよく、有機無機ハイブリッド粒子であってもよい。これらの好ましい基材粒子の使用により、電極間の電気的な接続により一層適した導電性粒子が得られる。 The base particles are more preferably resin particles or organic-inorganic hybrid particles, and may be resin particles or organic-inorganic hybrid particles. The use of these preferred substrate particles provides more suitable conductive particles for electrical connection between the electrodes.
上記導電性粒子を用いて電極間を接続する際には、上記導電性粒子を電極間に配置した後、圧着することにより上記導電性粒子を圧縮させる。基材粒子が樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であると、上記圧着の際に上記導電性粒子が変形しやすく、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなる。このため、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 When connecting the electrodes using the conductive particles, the conductive particles are placed between the electrodes and then crimped to compress the conductive particles. When the base particle is a resin particle or an organic-inorganic hybrid particle, the conductive particle is easily deformed at the time of crimping, and the contact area between the conductive particle and the electrode becomes large. Therefore, the continuity reliability between the electrodes is further improved.
上記樹脂粒子の材料として、種々の樹脂が好適に用いられる。上記樹脂粒子の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂;ポリアルキレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン系共重合体、及び、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を1種もしくは2種以上重合させて得られる重合体等が挙げられる。上記ジビニルベンゼン系共重合体としては、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体及びジビニルベンゼン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。 Various resins are preferably used as the material for the resin particles. Examples of the material of the resin particles include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyisobutylene and polybutadiene; acrylic resins such as polymethylmethacrylate and polymethylacrylate; polyalkylene terephthalate and polycarbonate. , Polyamide, phenol formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, benzoguanamine formaldehyde resin, urea formaldehyde resin, phenol resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, saturated polyester resin, polysulfone, polyphenylene oxide, polyacetal, Polymerization of one or more types of polyimides, polyamideimides, polyether ether ketones, polyether sulfones, divinylbenzene polymers, divinylbenzene-based copolymers, and various polymerizable monomers having ethylenically unsaturated groups. Examples thereof include a polymer obtained by subjecting the mixture. Examples of the divinylbenzene-based copolymer include a divinylbenzene-styrene copolymer and a divinylbenzene- (meth) acrylic acid ester copolymer.
導電性粒子に適した任意の圧縮特性を有する樹脂粒子を設計及び合成することができ、かつ基材粒子の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、上記樹脂粒子の材料は、エチレン性不飽和基を複数有する重合性単量体を1種又は2種以上重合させた重合体であることが好ましい。 Since resin particles having arbitrary compressive properties suitable for conductive particles can be designed and synthesized, and the hardness of the substrate particles can be easily controlled within a suitable range, the material of the resin particles is not ethylenically. It is preferably a polymer obtained by polymerizing one or more polymerizable monomers having a plurality of saturated groups.
上記樹脂粒子を、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を重合させて得る場合には、上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。 When the resin particles are obtained by polymerizing a polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group, the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group may be a non-crosslinkable monomer. Examples thereof include crosslinkable monomers.
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート化合物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート化合物;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体;酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル化合物;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素;トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the non-crosslinkable monomer include styrene-based monomers such as styrene and α-methylstyrene; carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride; and methyl ( Meta) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) Alkyl (meth) acrylate compounds such as meta) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; oxygen atoms such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate. Containing (meth) acrylate compound; nitrile-containing monomer such as (meth) acrylonitrile; acid vinyl ester compound such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl laurate, vinyl stearate; unsaturated such as ethylene, propylene, isoprene, and butadiene. Hydrocarbons; examples thereof include halogen-containing monomers such as trifluoromethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, vinyl chloride, vinyl fluoride, and chlorstyrene.
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート化合物;トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer include tetramethylol methanetetra (meth) acrylate, tetramethylol methanetri (meth) acrylate, tetramethylol methanedi (meth) acrylate, trimethylol propanetri (meth) acrylate, and dipenta. Elythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) Polyfunctional (meth) acrylate compounds such as acrylates, (poly) tetramethylene glycol di (meth) acrylates, 1,4-butanediol di (meth) acrylates; triallyl (iso) cyanurate, triallyl trimellitate, divinylbenzene, Examples thereof include silane-containing monomers such as diallyl phthalate, diallyl acrylamide, diallyl ether, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, trimethoxysilylstyrene, and vinyltrimethoxysilane.
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を、公知の方法により重合させることで、上記樹脂粒子を得ることができる。この方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法、並びに非架橋の種粒子を用いてラジカル重合開始剤とともに単量体を膨潤させて重合する方法等が挙げられる。 The resin particles can be obtained by polymerizing the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group by a known method. Examples of this method include a method of suspension polymerization in the presence of a radical polymerization initiator, and a method of swelling and polymerizing a monomer together with a radical polymerization initiator using non-crosslinked seed particles.
上記基材粒子が金属粒子を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である場合に、上記基材粒子の材料である無機物としては、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウム、ジルコニア及びカーボンブラック等が挙げられる。上記無機物は金属ではないことが好ましい。上記シリカにより形成された粒子としては特に限定されないが、例えば、加水分解性のアルコキシシリル基を2つ以上持つケイ素化合物を加水分解して架橋重合体粒子を形成した後に、必要に応じて焼成を行うことにより得られる粒子が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。 When the base particle is an inorganic particle other than the metal particle or an organic-inorganic hybrid particle, examples of the inorganic substance as the material of the base particle include silica, alumina, barium titanate, zirconia, and carbon black. It is preferable that the inorganic substance is not a metal. The particles formed of the silica are not particularly limited, but for example, after hydrolyzing a silicon compound having two or more hydrolyzable alkoxysilyl groups to form crosslinked polymer particles, firing is performed as necessary. Examples include particles obtained by doing so. Examples of the organic-inorganic hybrid particles include organic-inorganic hybrid particles formed of a crosslinked alkoxysilyl polymer and an acrylic resin.
上記有機無機ハイブリッド粒子は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを有するコアシェル型の有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。上記コアが有機コアであることが好ましい。上記シェルが無機シェルであることが好ましい。電極間の接続抵抗をより一層効果的に低くする観点からは、上記基材粒子は、有機コアと上記有機コアの表面上に配置された無機シェルとを有する有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。 The organic-inorganic hybrid particles are preferably core-shell type organic-inorganic hybrid particles having a core and a shell arranged on the surface of the core. It is preferable that the core is an organic core. It is preferable that the shell is an inorganic shell. From the viewpoint of further effectively lowering the connection resistance between the electrodes, the base particle is preferably an organic-inorganic hybrid particle having an organic core and an inorganic shell arranged on the surface of the organic core. ..
上記有機コアの材料としては、上述した樹脂粒子の材料等が挙げられる。 Examples of the material of the organic core include the material of the resin particles described above.
上記無機シェルの材料としては、上述した基材粒子の材料として挙げた無機物が挙げられる。上記無機シェルの材料は、シリカであることが好ましい。上記無機シェルは、上記コアの表面上で、金属アルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を焼成させることにより形成されていることが好ましい。上記金属アルコキシドはシランアルコキシドであることが好ましい。上記無機シェルはシランアルコキシドにより形成されていることが好ましい。 Examples of the material of the inorganic shell include the inorganic substances mentioned as the material of the base particles described above. The material of the inorganic shell is preferably silica. The inorganic shell is preferably formed by forming a metal alkoxide into a shell-like material by a sol-gel method on the surface of the core and then firing the shell-like material. The metal alkoxide is preferably a silane alkoxide. The inorganic shell is preferably formed of silane alkoxide.
上記基材粒子が金属粒子である場合に、該金属粒子の材料である金属としては、銀、銅、ニッケル、ケイ素、金及びチタン等が挙げられる。 When the base material particles are metal particles, examples of the metal as the material of the metal particles include silver, copper, nickel, silicon, gold, and titanium.
上記基材粒子の粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、さらに好ましくは3μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは60μm以下、さらに好ましくは50μm以下である。上記基材粒子の粒子径が、上記下限以上であると、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなるため、電極間の導通信頼性がより一層高くなり、導電性粒子を介して接続された電極間の接続抵抗をより一層効果的に低くすることができる。さらに基材粒子の表面に導電部を形成する際に凝集し難くなり、凝集した導電性粒子が形成され難くなる。上記基材粒子の粒子径が、上記上限以下であると、導電性粒子が十分に圧縮されやすく、導電性粒子を介して接続された電極間の接続抵抗をより一層効果的に低くすることができる。 The particle size of the base particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 3 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 60 μm or less, still more preferably 50 μm or less. When the particle size of the base particles is equal to or larger than the above lower limit, the contact area between the conductive particles and the electrodes becomes large, so that the conduction reliability between the electrodes becomes even higher and the particles are connected via the conductive particles. The connection resistance between the electrodes can be reduced even more effectively. Further, when the conductive portion is formed on the surface of the base particles, it becomes difficult to aggregate, and it becomes difficult to form the aggregated conductive particles. When the particle size of the base particles is not more than the above upper limit, the conductive particles are easily sufficiently compressed, and the connection resistance between the electrodes connected via the conductive particles can be further effectively lowered. can.
上記基材粒子の粒子径は、5μm以上、40μm以下であることが特に好ましい。上記基材粒子の粒子径が、5μm以上、40μm以下の範囲内であると、電極間の間隔をより小さくすることができ、かつ導電部の厚みを厚くしても、小さい導電性粒子を得ることができる。 It is particularly preferable that the particle size of the base particles is 5 μm or more and 40 μm or less. When the particle size of the base particles is within the range of 5 μm or more and 40 μm or less, the distance between the electrodes can be made smaller, and even if the thickness of the conductive portion is increased, small conductive particles can be obtained. be able to.
上記基材粒子の粒子径は、基材粒子が真球状である場合には、直径を示し、基材粒子が真球状ではない場合には、最大径を示す。 The particle size of the base particles indicates the diameter when the base particles are spherical, and indicates the maximum diameter when the base particles are not spherical.
上記基材粒子の粒子径は、平均粒子径であることが好ましく、数平均粒子径であることが好ましい。上記基材粒子の粒子径は粒度分布測定装置等を用いて求められる。基材粒子の粒子径は、任意の基材粒子50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、平均値を算出することにより求めることが好ましい。導電性粒子において、上記基材粒子の粒子径を測定する場合には、例えば、以下のようにして測定できる。 The particle size of the base particles is preferably an average particle size, and preferably a number average particle size. The particle size of the base particles is determined by using a particle size distribution measuring device or the like. The particle size of the base particles is preferably determined by observing 50 arbitrary base particles with an electron microscope or an optical microscope and calculating an average value. When measuring the particle size of the base particles in the conductive particles, for example, the measurement can be performed as follows.
導電性粒子の含有量が30重量%となるように、Kulzer社製「テクノビット4000」に添加し、分散させて、導電性粒子検査用埋め込み樹脂を作製する。検査用埋め込み樹脂中に分散した導電性粒子の中心付近を通るようにイオンミリング装置(日立ハイテクノロジーズ社製「IM4000」)を用いて、導電性粒子の断面を切り出す。そして、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE−SEM)を用いて、画像倍率を25000倍に設定し、50個の導電性粒子を無作為に選択し、各導電性粒子の基材粒子を観察する。各導電性粒子における基材粒子の粒子径を計測し、それらを算術平均して基材粒子の粒子径とする。 An embedded resin for conducting a conductive particle inspection is prepared by adding and dispersing the conductive particles to "Technobit 4000" manufactured by Kulzer so that the content of the conductive particles is 30% by weight. A cross section of the conductive particles is cut out using an ion milling device (“IM4000” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) so as to pass near the center of the conductive particles dispersed in the embedded resin for inspection. Then, using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM), the image magnification is set to 25,000 times, 50 conductive particles are randomly selected, and the substrate particles of each conductive particle are observed. do. The particle size of the base particle in each conductive particle is measured, and they are arithmetically averaged to obtain the particle size of the base particle.
導電部:
上記基材粒子の表面上に導電部を形成する方法、並びに上記基材粒子の表面上又は上記第2の導電部の表面上にはんだ部を形成する方法は特に限定されない。上記導電部及び上記はんだ部を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的な衝突による方法、メカノケミカル反応による方法、物理的蒸着又は物理的吸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを基材粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。上記導電部及び上記はんだ部を形成する方法は、無電解めっき、電気めっき又は物理的な衝突による方法であることが好ましい。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。また、上記物理的な衝突による方法では、例えば、シーターコンポーザ(徳寿工作所社製)等が用いられる。
Conductive part:
The method of forming the conductive portion on the surface of the base material particles and the method of forming the solder portion on the surface of the base material particles or on the surface of the second conductive portion are not particularly limited. Examples of the method for forming the conductive portion and the solder portion include a method by electroplating, a method by electroplating, a method by physical collision, a method by mechanochemical reaction, a method by physical vapor deposition or physical adsorption, and the like. Further, a method of coating the surface of the base particle with a metal powder or a paste containing the metal powder and the binder and the like can be mentioned. The method for forming the conductive portion and the solder portion is preferably a method by electroless plating, electroplating or physical collision. Examples of the method by physical vapor deposition include vacuum deposition, ion plating, and ion sputtering. Further, in the above-mentioned physical collision method, for example, a seater composer (manufactured by Tokuju Kosakusho Co., Ltd.) or the like is used.
上記基材粒子の融点は、上記導電部及び上記はんだ部の融点よりも高いことが好ましい。上記基材粒子の融点は、好ましくは160℃を超え、より好ましくは300℃を超え、さらに好ましくは400℃を超え、特に好ましくは450℃を超える。なお、上記基材粒子の融点は、400℃未満であってもよい。上記基材粒子の融点は、160℃以下であってもよい。上記基材粒子の軟化点は260℃以上であることが好ましい。上記基材粒子の軟化点は260℃未満であってもよい。 The melting point of the base particles is preferably higher than the melting points of the conductive portion and the solder portion. The melting point of the base particles preferably exceeds 160 ° C., more preferably exceeds 300 ° C., further preferably exceeds 400 ° C., and particularly preferably exceeds 450 ° C. The melting point of the base particles may be less than 400 ° C. The melting point of the base particles may be 160 ° C. or lower. The softening point of the base particles is preferably 260 ° C. or higher. The softening point of the base particles may be less than 260 ° C.
上記導電性粒子は、単層のはんだ部を有していてもよい。上記導電性粒子は、複数の層の導電部(はんだ部,第2の導電部)を有していてもよい。すなわち、上記導電性粒子では、導電部を2層以上積層してもよい。上記導電部が2層以上の場合、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ことが好ましい。 The conductive particles may have a single-layer solder portion. The conductive particles may have a plurality of layers of conductive portions (solder portion, second conductive portion). That is, in the conductive particles, two or more conductive portions may be laminated. When the conductive portion has two or more layers, it is preferable that the conductive particles have solder on the outer surface portion of the conductive portion.
上記はんだは、融点が450℃以下である金属(低融点金属)であることが好ましい。上記はんだ部は、融点が450℃以下である金属層(低融点金属層)であることが好ましい。上記低融点金属層は、低融点金属を含む層である。上記導電性粒子におけるはんだは、融点が450℃以下である金属粒子(低融点金属粒子)であることが好ましい。上記はんだ粒子は、低融点金属粒子であることが好ましい。上記低融点金属粒子は、低融点金属を含む粒子である。上記低融点金属とは、融点が450℃以下の金属を示す。上記低融点金属の融点は、好ましくは300℃以下、より好ましくは160℃以下である。上記はんだ粒子は、融点が150℃未満の低融点はんだであることが好ましい。 The solder is preferably a metal having a melting point of 450 ° C. or lower (low melting point metal). The solder portion is preferably a metal layer (low melting point metal layer) having a melting point of 450 ° C. or lower. The low melting point metal layer is a layer containing a low melting point metal. The solder in the conductive particles is preferably metal particles having a melting point of 450 ° C. or lower (low melting point metal particles). The solder particles are preferably low melting point metal particles. The low melting point metal particles are particles containing a low melting point metal. The low melting point metal means a metal having a melting point of 450 ° C. or lower. The melting point of the low melting point metal is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. or lower. The solder particles are preferably low melting point solder having a melting point of less than 150 ° C.
上記低融点金属の融点及び上記はんだ粒子の融点は、示差走査熱量測定(DSC)により求めることができる。示差走査熱量測定(DSC)装置としては、SII社製「EXSTAR DSC7020」等が挙げられる。 The melting point of the low melting point metal and the melting point of the solder particles can be determined by differential scanning calorimetry (DSC). Examples of the differential scanning calorimetry (DSC) device include "EXSTAR DSC7020" manufactured by SII.
また、上記導電性粒子におけるはんだは、錫を含むことが好ましい。上記はんだ部に含まれる金属100重量%中及び上記導電性粒子におけるはんだに含まれる金属100重量%中、錫の含有量は、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。上記はんだ部及び上記導電性粒子におけるはんだに含まれる錫の含有量が、上記下限以上であると、導電性粒子と電極との導通信頼性がより一層高くなる。 Further, the solder in the conductive particles preferably contains tin. The tin content is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 40% by weight or more, in 100% by weight of the metal contained in the solder portion and 100% by weight of the metal contained in the solder in the conductive particles. Is 70% by weight or more, particularly preferably 90% by weight or more. When the content of tin contained in the solder in the solder portion and the conductive particles is at least the above lower limit, the conduction reliability between the conductive particles and the electrode is further increased.
なお、上記錫の含有量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置(堀場製作所社製「ICP−AES」)、又は蛍光X線分析装置(島津製作所社製「EDX−800HS」)等を用いて測定することができる。 The tin content may be determined using a high frequency inductively coupled plasma emission spectrophotometer (“ICP-AES” manufactured by Horiba, Ltd.) or a fluorescent X-ray analyzer (“EDX-800HS” manufactured by Shimadzu Corporation). Can be measured.
上記はんだを導電部の外表面部分に有する導電性粒子を用いることで、はんだが溶融して電極に接合し、はんだが電極間を導通させる。例えば、はんだと電極とが点接触ではなく面接触しやすいため、接続抵抗が低くなる。また、はんだを導電部の外表面部分に有する導電性粒子の使用により、はんだと電極との接合強度が高くなる結果、はんだと電極との剥離がより一層生じ難くなり、導通信頼性が効果的に高くなる。 By using the conductive particles having the solder on the outer surface portion of the conductive portion, the solder melts and is bonded to the electrodes, and the solder conducts the electrodes. For example, the solder and the electrode are likely to make surface contact rather than point contact, so that the connection resistance is low. Further, by using the conductive particles having the solder on the outer surface portion of the conductive portion, the bonding strength between the solder and the electrode is increased, and as a result, the peeling between the solder and the electrode is more difficult to occur, and the conduction reliability is effective. Will be high.
上記はんだ部及び上記はんだを構成する低融点金属は特に限定されない。該低融点金属は、錫、又は錫を含む合金であることが好ましい。該合金としては、錫−銀合金、錫−銅合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−亜鉛合金、及び錫−インジウム合金等が挙げられる。電極に対する濡れ性に優れることから、上記低融点金属は、錫、錫−銀合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることが好ましい。錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることがより好ましい。 The solder portion and the low melting point metal constituting the solder are not particularly limited. The low melting point metal is preferably tin or an alloy containing tin. Examples of the alloy include tin-silver alloy, tin-copper alloy, tin-silver-copper alloy, tin-bismuth alloy, tin-zinc alloy, tin-indium alloy and the like. The low melting point metal is preferably tin, tin-silver alloy, tin-silver-copper alloy, tin-bismuth alloy, or tin-indium alloy because of its excellent wettability to the electrode. More preferably, it is a tin-bismuth alloy or a tin-indium alloy.
上記はんだ(はんだ部)を構成する材料は、JIS Z3001:溶接用語に基づき、液相線が450℃以下である溶加材であることが好ましい。上記はんだの組成としては、例えば亜鉛、金、銀、鉛、銅、錫、ビスマス及びインジウム等を含む金属組成が挙げられる。低融点で鉛フリーである錫−インジウム系(117℃共晶)、又は錫−ビスマス系(139℃共晶)が好ましい。すなわち、上記はんだは、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むはんだ、又は錫とビスマスとを含むはんだであることが好ましい。 The material constituting the solder (solder portion) is preferably a filler material having a liquidus line of 450 ° C. or lower based on JIS Z3001: welding terminology. Examples of the composition of the solder include a metal composition containing zinc, gold, silver, lead, copper, tin, bismuth, indium and the like. A tin-indium system (117 ° C. eutectic) or a tin-bismuth system (139 ° C. eutectic), which has a low melting point and is lead-free, is preferable. That is, the solder preferably does not contain lead, and is preferably a solder containing tin and indium, or a solder containing tin and bismuth.
はんだ部又は導電性粒子におけるはんだと電極との接合強度をより一層高めるために、上記導電性粒子におけるはんだは、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム、亜鉛、鉄、金、チタン、リン、ゲルマニウム、テルル、コバルト、ビスマス、マンガン、クロム、モリブデン及びパラジウム等の金属を含んでいてもよい。また、はんだ部又は導電性粒子におけるはんだと電極との接合強度をさらに一層高める観点からは、上記導電性粒子におけるはんだは、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム又は亜鉛を含むことが好ましい。はんだ部又は導電性粒子におけるはんだと電極との接合強度をより一層高める観点からは、接合強度を高めるためのこれらの金属の含有量は、上記導電性粒子におけるはんだ100重量%中、好ましくは0.0001重量%以上、好ましくは1重量%以下である。 In order to further increase the bonding strength between the solder and the electrode in the solder part or the conductive particles, the solder in the conductive particles is nickel, copper, antimony, aluminum, zinc, iron, gold, titanium, phosphorus, germanium, tellurium. , Cobalt, bismuth, manganese, chromium, molybdenum, palladium and the like may be contained. Further, from the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder and the electrode in the solder portion or the conductive particles, the solder in the conductive particles preferably contains nickel, copper, antimony, aluminum or zinc. From the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder and the electrode in the solder portion or the conductive particles, the content of these metals for increasing the bonding strength is preferably 0 in 100% by weight of the solder in the conductive particles. It is .0001% by weight or more, preferably 1% by weight or less.
上記第2の導電部の融点は、上記はんだ部の融点よりも高いことが好ましい。上記第2の導電部の融点は、好ましくは160℃を超え、より好ましくは300℃を超え、さらに好ましくは400℃を超え、さらに一層好ましくは450℃を超え、特に好ましくは500℃を超え、最も好ましくは600℃を超える。上記はんだ部は融点が低いために導電接続時に溶融する。上記第2の導電部は導電接続時に溶融しないことが好ましい。上記導電性粒子は、はんだを溶融させて用いられることが好ましく、上記はんだ部を溶融させて用いられることが好ましく、上記はんだ部を溶融させてかつ上記第2の導電部を溶融させずに用いられることが好ましい。上記第2の導電部の融点が上記はんだ部の融点をよりも高いことによって、導電接続時に、上記第2の導電部を溶融させずに、上記はんだ部のみを溶融させることができる。 The melting point of the second conductive portion is preferably higher than the melting point of the solder portion. The melting point of the second conductive portion preferably exceeds 160 ° C, more preferably exceeds 300 ° C, further preferably exceeds 400 ° C, further preferably exceeds 450 ° C, and particularly preferably exceeds 500 ° C. Most preferably, it exceeds 600 ° C. Since the solder portion has a low melting point, it melts at the time of conductive connection. It is preferable that the second conductive portion does not melt at the time of conductive connection. The conductive particles are preferably used by melting the solder, preferably by melting the solder portion, and are used by melting the solder portion and not melting the second conductive portion. It is preferable to be Since the melting point of the second conductive portion is higher than the melting point of the solder portion, it is possible to melt only the solder portion without melting the second conductive portion at the time of conductive connection.
上記はんだ部の融点と上記第2の導電部との融点との差の絶対値は、0℃を超え、好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上、さらに好ましくは30℃以上、特に好ましくは50℃以上、最も好ましくは100℃以上である。 The absolute value of the difference between the melting point of the solder portion and the melting point of the second conductive portion exceeds 0 ° C., preferably 5 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher, still more preferably 30 ° C. or higher, particularly preferably. Is 50 ° C. or higher, most preferably 100 ° C. or higher.
上記第2の導電部は、金属を含むことが好ましい。上記第2の導電部を構成する金属は特に限定されない。該金属としては、例えば、金、銀、銅、白金、パラジウム、亜鉛、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム及びカドミウム、並びにこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属として、錫ドープ酸化インジウム(ITO)を用いてもよい。上記金属は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。 The second conductive portion preferably contains a metal. The metal constituting the second conductive portion is not particularly limited. Examples of the metal include gold, silver, copper, platinum, palladium, zinc, lead, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, germanium and cadmium, and alloys thereof. Further, tin-doped indium oxide (ITO) may be used as the metal. Only one kind of the above metal may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination.
上記第2の導電部は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層であることが好ましく、ニッケル層、金層又は銅層であることがより好ましく、銅層であることがさらに好ましい。導電性粒子は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層を有することが好ましく、ニッケル層、金層又は銅層を有することがより好ましく、銅層を有することがさらに好ましい。これらの好ましい導電部を有する導電性粒子を電極間の接続に用いることにより、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、これらの好ましい導電部の表面には、はんだ部をより一層容易に形成できる。 The second conductive portion is preferably a nickel layer, a palladium layer, a copper layer or a gold layer, more preferably a nickel layer, a gold layer or a copper layer, and further preferably a copper layer. The conductive particles preferably have a nickel layer, a palladium layer, a copper layer or a gold layer, more preferably have a nickel layer, a gold layer or a copper layer, and even more preferably have a copper layer. By using the conductive particles having these preferable conductive portions for the connection between the electrodes, the connection resistance between the electrodes is further lowered. Further, a solder portion can be more easily formed on the surface of these preferable conductive portions.
上記はんだ部の厚みは、好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上であり、好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.3μm以下である。はんだ部の厚みが、上記下限以上及び上記上限以下であると、十分な導電性が得られ、かつ導電性粒子が硬くなりすぎずに、電極間の接続の際に導電性粒子が十分に変形する。 The thickness of the solder portion is preferably 0.005 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, still more preferably 0.3 μm or less. When the thickness of the solder portion is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, sufficient conductivity can be obtained, the conductive particles do not become too hard, and the conductive particles are sufficiently deformed at the time of connection between the electrodes. do.
上記導電性粒子の粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、さらに好ましくは3μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは60μm以下、さらに好ましくは50μm以下、特に好ましくは40μm以下である。上記導電性粒子の粒子径が、上記下限以上及び上記上限以下であると、電極上に導電性粒子におけるはんだをより一層効率的に配置することができ、電極間に導電性粒子におけるはんだを多く配置することが容易であり、導通信頼性がより一層高くなる。 The particle size of the conductive particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 3 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 60 μm or less, still more preferably 50 μm or less, and particularly preferably. It is 40 μm or less. When the particle size of the conductive particles is equal to or greater than the above lower limit and equal to or less than the above upper limit, the solder in the conductive particles can be arranged more efficiently on the electrodes, and more solder in the conductive particles is formed between the electrodes. It is easy to arrange and the continuity reliability is further improved.
上記導電性粒子の粒子径は、平均粒子径であることが好ましく、数平均粒子径であることがより好ましい。導電性粒子の平均粒子径は、例えば、任意の導電性粒子50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、平均値を算出することや、レーザー回折式粒度分布測定を行うことにより求められる。 The particle size of the conductive particles is preferably an average particle size, more preferably a number average particle size. The average particle size of the conductive particles can be obtained, for example, by observing 50 arbitrary conductive particles with an electron microscope or an optical microscope, calculating the average value, or performing laser diffraction type particle size distribution measurement.
上記導電性粒子の粒子径のCV値は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上であり、好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。上記粒子径のCV値が、上記下限以上及び上記上限以下であると、電極上にはんだをより一層効率的に配置することができる。但し、上記導電性粒子の粒子径のCV値は、5%未満であってもよい。 The CV value of the particle size of the conductive particles is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, preferably 40% or less, and more preferably 30% or less. When the CV value of the particle size is at least the above lower limit and at least the above upper limit, the solder can be arranged more efficiently on the electrode. However, the CV value of the particle size of the conductive particles may be less than 5%.
上記導電性粒子の粒子径のCV値(変動係数)は、以下のようにして測定できる。 The CV value (coefficient of variation) of the particle size of the conductive particles can be measured as follows.
CV値(%)=(ρ/Dn)×100 CV value (%) = (ρ / Dn) × 100
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
ρ: Standard deviation of particle size of conductive particles Dn: Average value of particle size of conductive particles
上記導電性粒子の形状は特に限定されない。上記導電性粒子の形状は、球状であってもよく、扁平状等の球状以外の形状であってもよい。 The shape of the conductive particles is not particularly limited. The shape of the conductive particles may be spherical or may be a shape other than a spherical shape such as a flat shape.
導電材料100重量%中、上記導電性粒子の含有量は、好ましくは1重量%以上、より好ましくは2重量%以上、さらに好ましくは10重量%以上、特に好ましくは20重量%以上、最も好ましくは30重量%以上であり、好ましくは80重量%以下、より好ましくは60重量%以下、さらに好ましくは50重量%以下である。上記導電性粒子の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、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、電極間に導電性粒子を多く配置することが容易であり、導通信頼性がより一層高くなる。導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子の含有量は多い方が好ましい。 The content of the conductive particles in 100% by weight of the conductive material is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more, still more preferably 10% by weight or more, particularly preferably 20% by weight or more, and most preferably. It is 30% by weight or more, preferably 80% by weight or less, more preferably 60% by weight or less, still more preferably 50% by weight or less. When the content of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conductive particles can be arranged more efficiently on the electrodes, and more conductive particles can be arranged between the electrodes. It is easy and the continuity reliability is further improved. From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability, it is preferable that the content of the conductive particles is large.
(熱硬化性成分)
上記導電材料は熱硬化性成分を含む。上記熱硬化性成分は、熱硬化性化合物を含んでいてもよく、熱硬化剤を含んでいてもよい。導電材料をより一層良好に硬化させるために、上記熱硬化性成分は、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含むことが好ましい。導電材料をより一層良好に硬化させるために、上記熱硬化性成分は硬化促進剤を含むことが好ましい。
(Thermosetting component)
The conductive material contains a thermosetting component. The thermosetting component may contain a thermosetting compound or may contain a thermosetting agent. In order to cure the conductive material more satisfactorily, the thermosetting component preferably contains a thermosetting compound and a thermosetting agent. In order to cure the conductive material more satisfactorily, the thermosetting component preferably contains a curing accelerator.
(熱硬化性成分:熱硬化性化合物)
上記熱硬化性化合物は特に限定されない。上記熱硬化性化合物としては、オキセタン化合物、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。導電材料の硬化性及び粘度をより一層良好にする観点、上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点、及び隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点からは、エポキシ化合物又はエピスルフィド化合物が好ましく、エポキシ化合物がより好ましい。
(Thermosetting component: Thermosetting compound)
The thermosetting compound is not particularly limited. Examples of the thermosetting compound include oxetane compounds, epoxy compounds, episulfide compounds, (meth) acrylic compounds, phenol compounds, amino compounds, unsaturated polyester compounds, polyurethane compounds, silicone compounds and polyimide compounds. From the viewpoint of further improving the curability and viscosity of the conductive material, from the viewpoint of further effectively enhancing the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction, and further effectively enhancing the insulation reliability between the adjacent line electrodes. From the viewpoint, an epoxy compound or an episulfide compound is preferable, and an epoxy compound is more preferable.
上記熱硬化性化合物は、エポキシ化合物を含むことが好ましい。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。 The thermosetting compound preferably contains an epoxy compound. Only one kind of the thermosetting compound may be used, or two or more kinds may be used in combination.
上記エポキシ化合物は、少なくとも1個のエポキシ基を有する化合物である。上記エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、フルオレン型エポキシ化合物、フェノールアラルキル型エポキシ化合物、ナフトールアラルキル型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、アントラセン型エポキシ化合物、アダマンタン骨格を有するエポキシ化合物、トリシクロデカン骨格を有するエポキシ化合物、ナフチレンエーテル型エポキシ化合物、及びトリアジン核を骨格に有するエポキシ化合物等が挙げられる。上記エポキシ化合物は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。 The epoxy compound is a compound having at least one epoxy group. Examples of the epoxy compound include bisphenol A type epoxy compound, bisphenol F type epoxy compound, bisphenol S type epoxy compound, phenol novolac type epoxy compound, biphenyl type epoxy compound, biphenyl novolac type epoxy compound, biphenol type epoxy compound, and naphthalene type epoxy compound. , Fluolene type epoxy compound, phenol aralkyl type epoxy compound, naphthol aralkyl type epoxy compound, dicyclopentadiene type epoxy compound, anthracene type epoxy compound, adamantan skeleton epoxy compound, tricyclodecane skeleton epoxy compound, naphthylene ether type Examples thereof include epoxy compounds and epoxy compounds having a triazine nucleus as a skeleton. Only one kind of the epoxy compound may be used, or two or more kinds may be used in combination.
上記エポキシ化合物は、常温(23℃)で液状又は固体であり、上記エポキシ化合物が常温で固体である場合には、上記エポキシ化合物の溶融温度は、上記導電性粒子の導電部の融点以下であることが好ましい。 The epoxy compound is liquid or solid at room temperature (23 ° C.), and when the epoxy compound is solid at room temperature, the melting temperature of the epoxy compound is equal to or lower than the melting point of the conductive portion of the conductive particles. Is preferable.
上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ化合物を含むことが好ましい。 The thermosetting compound contains an epoxy compound from the viewpoint of further effectively enhancing the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction and further effectively enhancing the insulation reliability between the adjacent line electrodes. Is preferable.
上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記エポキシ化合物は、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物又はナフタレン型エポキシ化合物であることが好ましい。 From the viewpoint of further effectively enhancing the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction and further effectively enhancing the insulation reliability between the adjacent line electrodes, the epoxy compound is a dicyclopentadiene type epoxy compound or It is preferably a naphthalene type epoxy compound.
硬化物の耐熱性をより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、イソシアヌル骨格を有する熱硬化性化合物を含むことが好ましい。 From the viewpoint of further effectively enhancing the heat resistance of the cured product, the thermosetting compound preferably contains a thermosetting compound having an isocyanulu skeleton.
上記イソシアヌル骨格を有する熱硬化性化合物としてはトリイソシアヌレート型エポキシ化合物等が挙げられ、日産化学工業社製TEPICシリーズ(TEPIC−G、TEPIC−S、TEPIC−SS、TEPIC−HP、TEPIC−L、TEPIC−PAS、TEPIC−VL、TEPIC−UC)等が挙げられる。 Examples of the thermosetting compound having an isocyanulous skeleton include triisocyanurate-type epoxy compounds, and the TEPIC series (TEPIC-G, TEPIC-S, TEPIC-SS, TEPIC-HP, TEPIC-L, TEPIC-L, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.). TEPIC-PAS, TEPIC-VL, TEPIC-UC) and the like.
導電材料100重量%中、上記熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上であり、好ましくは99重量%以下、より好ましくは98重量%以下、さらに好ましくは90重量%以下、特に好ましくは80重量%以下である。上記熱硬化性化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、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。上記熱硬化性化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。耐衝撃性をより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性化合物の含有量は多い方が好ましい。 The content of the thermosetting compound in 100% by weight of the conductive material is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, and preferably 99% by weight or less. It is preferably 98% by weight or less, more preferably 90% by weight or less, and particularly preferably 80% by weight or less. When the content of the thermosetting compound is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conductive particles can be arranged more efficiently on the electrode. When the content of the thermosetting compound is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction can be further effectively increased, and the insulation reliability between the adjacent line electrodes can be further improved. Can be enhanced even more effectively. From the viewpoint of further effectively enhancing the impact resistance, it is preferable that the content of the thermosetting compound is large.
導電材料100重量%中、上記エポキシ化合物の含有量は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上であり、好ましくは99重量%以下、より好ましくは98重量%以下、さらに好ましくは90重量%以下、特に好ましくは80重量%以下である。上記エポキシ化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、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。上記エポキシ化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。耐衝撃性をより一層高める観点からは、上記エポキシ化合物の含有量は多い方が好ましい。 The content of the epoxy compound in 100% by weight of the conductive material is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, preferably 99% by weight or less, more preferably 99% by weight or less. It is 98% by weight or less, more preferably 90% by weight or less, and particularly preferably 80% by weight or less. When the content of the epoxy compound is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conductive particles can be arranged more efficiently on the electrode. When the content of the epoxy compound is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction can be further effectively increased, and the insulation reliability between the adjacent line electrodes can be further improved. It can be enhanced more effectively. From the viewpoint of further enhancing the impact resistance, it is preferable that the content of the epoxy compound is large.
(熱硬化性成分:熱硬化剤)
上記熱硬化剤は特に限定されない。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等のチオール硬化剤、酸無水物硬化剤、熱カチオン開始剤(熱カチオン硬化剤)及び熱ラジカル発生剤等が挙げられる。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。
(Thermosetting component: Thermosetting agent)
The thermosetting agent is not particularly limited. The thermosetting agent heat-cures the thermosetting compound. Examples of the heat curing agent include thiol curing agents such as imidazole curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, and polythiol curing agents, acid anhydride curing agents, thermal cation initiators (thermal cation curing agents), and thermal radical generators. Can be mentioned. Only one type of the thermosetting agent may be used, or two or more types may be used in combination.
導電材料を低温でより一層速やかに硬化可能とする観点からは、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、チオール硬化剤、又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、上記熱硬化性化合物と上記熱硬化剤とを混合したときの保存安定性を高める観点からは、上記熱硬化剤は、潜在性の硬化剤であることが好ましい。潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性チオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。なお、上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。 From the viewpoint of enabling the conductive material to be cured more quickly at a low temperature, the thermosetting agent is preferably an imidazole curing agent, a thiol curing agent, or an amine curing agent. Further, from the viewpoint of enhancing the storage stability when the thermosetting compound and the thermosetting agent are mixed, the thermosetting agent is preferably a latent curing agent. The latent curing agent is preferably a latent imidazole curing agent, a latent thiol curing agent or a latent amine curing agent. The thermosetting agent may be coated with a polymer substance such as a polyurethane resin or a polyester resin.
上記イミダゾール硬化剤は特に限定されない。上記イミダゾール硬化剤としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン及び2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−ベンジル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−パラトルイル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−メタトルイル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−メタトルイル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−パラトルイル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等における1H−イミダゾールの5位の水素をヒドロキシメチル基で、かつ、2位の水素をフェニル基またはトルイル基で置換したイミダゾール化合物等が挙げられる。 The above-mentioned imidazole curing agent is not particularly limited. Examples of the imidazole curing agent include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, and 2,4-diamino-6. -[2'-Methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine and 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct , 2-Phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-benzyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-palatoryl-4-methyl-5 5th position of 1H-imidazole in -hydroxymethylimidazole, 2-methtoluyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-metatoluyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-paratoluyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, etc. Examples thereof include an imidazole compound in which the hydrogen in the above is substituted with a hydroxymethyl group and the hydrogen at the 2-position is substituted with a phenyl group or a toluyl group.
上記チオール硬化剤は特に限定されない。上記チオール硬化剤としては、トリメチロールプロパントリス−3−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス−3−メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトールヘキサ−3−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。 The thiol curing agent is not particularly limited. Examples of the thiol curing agent include trimethylolpropanetris-3-mercaptopropionate, pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate, and dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate.
上記アミン硬化剤は特に限定されない。上記アミン硬化剤としては、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。 The amine curing agent is not particularly limited. Examples of the amine curing agent include hexamethylenediamine, octamethylenediamine, decamethylenediamine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro [5.5] undecane and bis (4). -Aminocyclohexyl) methane, metaphenylenediamine, diaminodiphenyl sulfone and the like.
上記酸無水物硬化剤は特に限定されず、エポキシ化合物等の熱硬化性化合物の硬化剤として用いられる酸無水物であれば広く用いることができる。上記酸無水物硬化剤としては、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルブテニルテトラヒドロ無水フタル酸、フタル酸誘導体の無水物、無水マレイン酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、無水グルタル酸、無水コハク酸、グリセリンビス無水トリメリット酸モノアセテート、及びエチレングリコールビス無水トリメリット酸等の2官能の酸無水物硬化剤、無水トリメリット酸等の3官能の酸無水物硬化剤、並びに、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、及びポリアゼライン酸無水物等の4官能以上の酸無水物硬化剤等が挙げられる。 The acid anhydride curing agent is not particularly limited, and any acid anhydride used as a curing agent for a thermosetting compound such as an epoxy compound can be widely used. Examples of the acid anhydride curing agent include phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trialkyltetrahydrochloride phthalic acid, hexahydrohydride phthalic acid, methylhexahydrohydride phthalic acid, methyltetrahydrohydride phthalic acid, and methylbutenyltetrahydrochloride phthalic acid. , Anhydride of phthalic acid derivative, maleic anhydride, nadic acid anhydride, methylnadic acid anhydride, glutaric anhydride, succinic anhydride, glycerinbis anhydrous trimellitic acid monoacetate, ethylene glycol bis anhydrous trimellitic acid, etc. Acid anhydride curing agent, trifunctional acid anhydride curing agent such as trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic acid anhydride, methylcyclohexenetetracarboxylic acid anhydride, polyazelineic acid anhydride, etc. Examples thereof include an acid anhydride curing agent having four or more functions.
上記熱カチオン開始剤は特に限定されない。上記熱カチオン開始剤としては、ヨードニウム系カチオン硬化剤、オキソニウム系カチオン硬化剤及びスルホニウム系カチオン硬化剤等が挙げられる。上記ヨードニウム系カチオン硬化剤としては、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。上記オキソニウム系カチオン硬化剤としては、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボラート等が挙げられる。上記スルホニウム系カチオン硬化剤としては、トリ−p−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。 The thermal cation initiator is not particularly limited. Examples of the thermal cation initiator include an iodonium-based cation curing agent, an oxonium-based cation curing agent, and a sulfonium-based cation curing agent. Examples of the iodine-based cationic curing agent include bis (4-tert-butylphenyl) iodinenium hexafluorophosphate and the like. Examples of the oxonium-based cationic curing agent include trimethyloxonium tetrafluoroborate. Examples of the sulfonium-based cationic curing agent include tri-p-tolylsulfonium hexafluorophosphate.
上記熱ラジカル発生剤は特に限定されない。上記熱ラジカル発生剤としては、アゾ化合物及び有機過酸化物等が挙げられる。上記アゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等が挙げられる。上記有機過酸化物としては、ジ−tert−ブチルペルオキシド及びメチルエチルケトンペルオキシド等が挙げられる。 The thermal radical generator is not particularly limited. Examples of the thermal radical generator include azo compounds and organic peroxides. Examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN) and the like. Examples of the organic peroxide include di-tert-butyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上であり、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、さらに好ましくは150℃以下、特に好ましくは140℃以下である。上記熱硬化剤の反応開始温度が、上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子が電極上により一層効率的に配置される。上記熱硬化剤の反応開始温度は、80℃以上、140℃以下であることが特に好ましい。 The reaction start temperature of the thermosetting agent is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, still more preferably 80 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, still more preferably 150 ° C. or higher. Below, it is particularly preferably 140 ° C. or lower. When the reaction start temperature of the thermosetting agent is equal to or higher than the lower limit and lower than the upper limit, the conductive particles are more efficiently arranged on the electrode. The reaction start temperature of the thermosetting agent is particularly preferably 80 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
導電性粒子を電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記熱硬化剤の反応開始温度は、上記導電性粒子におけるはんだの融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことがさらに好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the conductive particles on the electrode, the reaction start temperature of the thermal curing agent is preferably higher than the melting point of the solder in the conductive particles, and more preferably 5 ° C. or higher. It is preferable, and it is more preferable that the temperature is 10 ° C. or higher.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、DSCでの発熱ピークの立ち上がり開始の温度を意味する。 The reaction start temperature of the thermosetting agent means the temperature at which the exothermic peak starts to rise in the DSC.
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記熱硬化性化合物100重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは1重量部以上であり、好ましくは200重量部以下、より好ましくは100重量部以下、さらに好ましくは75重量部以下である。熱硬化剤の含有量が、上記下限以上であると、導電材料を十分に硬化させることが容易である。熱硬化剤の含有量が、上記上限以下であると、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の熱硬化剤が残存し難くなり、かつ硬化物の耐熱性がより一層高くなる。 The content of the thermosetting agent is not particularly limited. With respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound, the content of the thermosetting agent is preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, preferably 200 parts by weight or less, and more preferably. It is 100 parts by weight or less, more preferably 75 parts by weight or less. When the content of the thermosetting agent is at least the above lower limit, it is easy to sufficiently cure the conductive material. When the content of the thermosetting agent is not more than the above upper limit, it becomes difficult for the surplus thermosetting agent that was not involved in the curing to remain after curing, and the heat resistance of the cured product is further increased.
(熱硬化性成分:硬化促進剤)
上記導電材料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。
(Thermosetting component: Curing accelerator)
The conductive material may contain a curing accelerator. The curing accelerator is not particularly limited. The curing accelerator preferably acts as a curing catalyst in the reaction between the thermosetting compound and the thermosetting agent. The curing accelerator preferably acts as a curing catalyst in the reaction with the thermosetting compound. As the curing accelerator, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
上記硬化促進剤としては、ホスホニウム塩、三級アミン、三級アミン塩、四級オニウム塩、三級ホスフィン、クラウンエーテル錯体、及びホスホニウムイリド等が挙げられる。具体的には、上記硬化促進剤としては、イミダゾール化合物、イミダゾール化合物のイソシアヌル酸塩、ジシアンジアミド、ジシアンジアミドの誘導体、メラミン化合物、メラミン化合物の誘導体、ジアミノマレオニトリル、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、トリエタノールアミン、ジアミノジフェニルメタン、有機酸ジヒドラジド等のアミン化合物、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、三フッ化ホウ素、並びに、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン及びメチルジフェニルホスフィン等の有機リン化合物等が挙げられる。 Examples of the curing accelerator include phosphonium salts, tertiary amines, tertiary amine salts, quaternary onium salts, tertiary phosphines, crown ether complexes, phosphonium ylides and the like. Specifically, the curing accelerator includes an imidazole compound, an isocyanurate of an imidazole compound, dicyandiamide, a derivative of dicyandiamide, a melamine compound, a derivative of a melamine compound, diaminomaleonitrile, diethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenepentamine. , Amine compounds such as bis (hexamethylene) triamine, triethanolamine, diaminodiphenylmethane, organic acid dihydrazide, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7,3,9-bis (3-aminopropyl) Examples thereof include −2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, boron trifluoride, and organic phosphorus compounds such as triphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, tributylphosphine and methyldiphenylphosphine.
上記ホスホニウム塩は特に限定されない。上記ホスホニウム塩としては、テトラノルマルブチルホスホニウムブロマイド、テトラノルマルブチルホスホニウムO−Oジエチルジチオリン酸、メチルトリブチルホスホニウムジメチルリン酸塩、テトラノルマルブチルホスホニウムベンゾトリアゾール、テトラノルマルブチルホスホニウムテトラフルオロボレート、及びテトラノルマルブチルホスホニウムテトラフェニルボレート等が挙げられる。 The phosphonium salt is not particularly limited. Examples of the phosphonium salt include tetranormal butyl phosphonium bromide, tetranormal butyl phosphonium O-O diethyl dithiophosphate, methyl tributyl phosphonium dimethyl phosphate, tetranormal butyl phosphonium benzotriazole, tetranormal butyl phosphonium tetrafluoroborate, and tetranormal butyl. Examples thereof include phosphonium tetraphenylborate.
上記熱硬化性化合物が良好に硬化するように、上記硬化促進剤の含有量は適宜選択される。上記熱硬化性化合物100重量部に対する上記硬化促進剤の含有量は、好ましくは0.5重量部以上、より好ましくは3重量部以上であり、好ましくは8重量部以下、より好ましくは6重量部以下である。上記硬化促進剤の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上記熱硬化性化合物を良好に硬化させることができる。 The content of the curing accelerator is appropriately selected so that the thermosetting compound can be cured well. The content of the curing accelerator with respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound is preferably 0.5 parts by weight or more, more preferably 3 parts by weight or more, preferably 8 parts by weight or less, and more preferably 6 parts by weight. It is as follows. When the content of the curing accelerator is at least the above lower limit and at least the above upper limit, the thermosetting compound can be satisfactorily cured.
(フラックス)
上記導電材料は、フラックスを含んでいてもよい。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。
(flux)
The conductive material may contain a flux. By using the flux, the conductive particles can be arranged more efficiently on the electrode. The above flux is not particularly limited. As the flux, a flux generally used for solder joining or the like can be used.
上記フラックスとしては、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、アミン化合物、有機酸及び松脂等が挙げられる。上記フラックスは、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。 The flux includes zinc chloride, a mixture of zinc chloride and an inorganic halide, a mixture of zinc chloride and an inorganic acid, a molten salt, phosphoric acid, a derivative of phosphoric acid, an organic halide, a hydrazine, an amine compound, an organic acid and the like. Examples include pine fat. Only one kind of the above flux may be used, or two or more kinds of the flux may be used in combination.
上記溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びグルタル酸等が挙げられる。上記松脂としては、活性化松脂及び非活性化松脂等が挙げられる。上記フラックスは、カルボキシル基を2個以上有する有機酸、又は松脂であることが好ましい。上記フラックスは、カルボキシル基を2個以上有する有機酸であってもよく、松脂であってもよい。カルボキシル基を2個以上有する有機酸、松脂の使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 Examples of the molten salt include ammonium chloride. Examples of the organic acid include lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid and glutaric acid. Examples of the pine fat include activated pine fat and deactivated pine fat. The flux is preferably an organic acid having two or more carboxyl groups or pine fat. The flux may be an organic acid having two or more carboxyl groups, or may be pine fat. The use of organic acids and pine fats having two or more carboxyl groups further enhances the reliability of conduction between the electrodes.
上記カルボキシル基を2個以上有する有機酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、及びセバシン酸等が挙げられる。 Examples of the organic acid having two or more carboxyl groups include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, and sebacic acid.
上記アミン化合物としては、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ベンズヒドリルアミン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、フェニルイミダゾール、カルボキシベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、及びカルボキシベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Examples of the amine compound include cyclohexylamine, dicyclohexylamine, benzylamine, benzhydrylamine, imidazole, benzimidazole, phenylimidazole, carboxybenzoimidazole, benzotriazole, and carboxybenzotriazole.
上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。上記ロジン類としては、アビエチン酸、及びアクリル変性ロジン等が挙げられる。フラックスはロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 The above-mentioned pine fat is a rosin containing abietic acid as a main component. Examples of the rosins include abietic acid and acrylic-modified rosins. The flux is preferably rosins, more preferably abietic acid. By using this preferable flux, the conduction reliability between the electrodes is further increased.
上記フラックスの活性温度(融点)は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上であり、好ましくは200℃以下、より好ましくは190℃以下、より一層好ましくは160℃以下、さらに好ましくは150℃以下、さらに一層好ましくは140℃以下である。上記フラックスの活性温度が、上記下限以上及び上記上限以下であると、フラックス効果がより一層効果的に発揮され、導電性粒子が電極上により一層効率的に配置される。上記フラックスの活性温度(融点)は80℃以上、190℃以下であることが好ましい。上記フラックスの活性温度(融点)は80℃以上、140℃以下であることが特に好ましい。 The active temperature (melting point) of the flux is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, still more preferably 80 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or lower, more preferably 190 ° C. or lower, still more preferably 160 ° C. or higher. ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, even more preferably 140 ° C. or lower. When the active temperature of the flux is not less than the lower limit and not more than the upper limit, the flux effect is exhibited more effectively and the conductive particles are arranged more efficiently on the electrode. The active temperature (melting point) of the flux is preferably 80 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. The active temperature (melting point) of the flux is particularly preferably 80 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
フラックスの活性温度(融点)が80℃以上、190℃以下である上記フラックスとしては、コハク酸(融点186℃)、グルタル酸(融点96℃)、アジピン酸(融点152℃)、ピメリン酸(融点104℃)、スベリン酸(融点142℃)等のジカルボン酸、安息香酸(融点122℃)及びリンゴ酸(融点130℃)等が挙げられる。 The active temperature (melting point) of the flux is 80 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. 104 ° C.), dicarboxylic acids such as suberic acid (melting point 142 ° C.), benzoic acid (melting point 122 ° C.), malic acid (melting point 130 ° C.) and the like.
また、上記フラックスの沸点は200℃以下であることが好ましい。 Further, the boiling point of the flux is preferably 200 ° C. or lower.
導電性粒子を電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記フラックスの融点は、上記導電性粒子粒子におけるはんだの融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the conductive particles on the electrode, the melting point of the flux is preferably higher than the melting point of the solder in the conductive particle particles, and more preferably 5 ° C. or higher. It is more preferable that the temperature is higher than ° C.
導電性粒子を電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記フラックスの融点は、上記熱硬化剤の反応開始温度よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことがさらに好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the conductive particles on the electrode, the melting point of the flux is preferably higher than the reaction start temperature of the thermosetting agent, more preferably 5 ° C. or higher, and more preferably 10 ° C. It is more preferable that the value is higher than that.
上記フラックスは、導電材料中に分散されていてもよく、導電性粒子の表面上に付着していてもよい。 The flux may be dispersed in the conductive material or may be attached to the surface of the conductive particles.
フラックスの融点が、導電性粒子におけるはんだの融点より高いことにより、電極部分に導電性粒子を効率的に凝集させることができる。これは、接合時に熱を付与した場合、接続対象部材上に形成された電極と、電極周辺の接続対象部材の部分とを比較すると、電極部分の熱伝導率が電極周辺の接続対象部材部分の熱伝導率よりも高いことにより、電極部分の昇温が速いことに起因する。導電性粒子におけるはんだの融点を超えた段階では、導電性粒子におけるはんだ部は溶解するが、表面に形成された酸化被膜は、フラックスの融点(活性温度)に達していないので、除去されない。この状態で、電極部分の温度が先に、フラックスの融点(活性温度)に達するため、優先的に電極上に移動した導電性粒子の表面の酸化被膜が除去され、導電性粒子におけるはんだが電極の表面上に濡れ拡がることができる。これにより、電極上に効率的に導電性粒子を凝集させることができる。 Since the melting point of the flux is higher than the melting point of the solder in the conductive particles, the conductive particles can be efficiently aggregated on the electrode portion. This is because, when heat is applied at the time of joining, when the electrode formed on the connection target member and the connection target member portion around the electrode are compared, the thermal conductivity of the electrode portion is that of the connection target member portion around the electrode. Because it is higher than the thermal conductivity, the temperature rise of the electrode portion is fast. At the stage where the melting point of the solder in the conductive particles is exceeded, the solder portion in the conductive particles is melted, but the oxide film formed on the surface is not removed because it has not reached the melting point (active temperature) of the flux. In this state, since the temperature of the electrode portion reaches the melting point (active temperature) of the flux first, the oxide film on the surface of the conductive particles that has preferentially moved onto the electrode is removed, and the solder in the conductive particles is the electrode. Can be wet and spread on the surface of the. As a result, the conductive particles can be efficiently aggregated on the electrode.
上記フラックスは、加熱によりカチオンを放出するフラックスであることが好ましい。加熱によりカチオンを放出するフラックスの使用により、導電性粒子を電極上により一層効率的に配置することができる。 The flux is preferably a flux that releases cations by heating. The use of a flux that releases cations upon heating allows the conductive particles to be placed more efficiently on the electrodes.
上記加熱によりカチオンを放出するフラックスとしては、上記熱カチオン開始剤(熱カチオン硬化剤)が挙げられる。 Examples of the flux that releases cations by heating include the thermal cation initiator (thermal cation curing agent).
電極上に導電性粒子をより一層効率的に配置する観点、絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記フラックスは、酸化合物と塩基化合物との塩であることが好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the conductive particles on the electrode, more effectively enhancing the insulation reliability, and further effectively enhancing the conduction reliability, the above-mentioned flux is a compound with an acid compound. It is preferably a salt with a basic compound.
上記酸化合物は、カルボキシル基を有する有機化合物であることが好ましい。上記酸化合物としては、脂肪族系カルボン酸であるマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、クエン酸、リンゴ酸、環状脂肪族カルボン酸であるシクロヘキシルカルボン酸、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸、芳香族カルボン酸であるイソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、及びエチレンジアミン四酢酸等が挙げられる。電極上に導電性粒子をより一層効率的に配置する観点、絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記酸化合物は、グルタル酸、シクロヘキシルカルボン酸、又はアジピン酸であることが好ましい。 The acid compound is preferably an organic compound having a carboxyl group. Examples of the acid compound include malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelli acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, citric acid, malic acid, and cyclic aliphatic carboxylic acid, which are aliphatic carboxylic acids. Examples thereof include cyclohexylcarboxylic acid, 1,4-cyclohexyldicarboxylic acid, aromatic carboxylic acids isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, ethylenediamine tetraacetic acid and the like. From the viewpoint of more efficiently arranging the conductive particles on the electrode, more effectively enhancing the insulation reliability, and further effectively enhancing the conduction reliability, the acid compound is glutaric acid. , Cyclohexylcarboxylic acid, or adipic acid is preferred.
上記塩基化合物は、アミノ基を有する有機化合物であることが好ましい。上記塩基化合物としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ベンズヒドリルアミン、2−メチルベンジルアミン、3−メチルベンジルアミン、4−tert−ブチルベンジルアミン、N−メチルベンジルアミン、N−エチルベンジルアミン、N−フェニルベンジルアミン、N−tert−ブチルベンジルアミン、N−イソプロピルベンジルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、イミダゾール化合物、及びトリアゾール化合物が挙げられる。電極上に導電性粒子をより一層効率的に配置する観点、絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記塩基化合物は、ベンジルアミンであることが好ましい。 The basic compound is preferably an organic compound having an amino group. Examples of the basic compound include diethanolamine, triethanolamine, methyldiethanolamine, ethyldiethanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, benzylamine, benzhydrylamine, 2-methylbenzylamine, 3-methylbenzylamine, and 4-tert-butylbenzylamine. , N-Methylbenzylamine, N-ethylbenzylamine, N-phenylbenzylamine, N-tert-butylbenzylamine, N-isopropylbenzylamine, N, N-dimethylbenzylamine, imidazole compounds, and triazole compounds. .. From the viewpoint of more efficiently arranging the conductive particles on the electrode, more effectively enhancing the insulation reliability, and further effectively enhancing the conduction reliability, the above-mentioned basic compound is benzylamine. Is preferable.
導電材料100重量%中、上記フラックスの含有量は、好ましくは0.5重量%以上であり、好ましくは30重量%以下、より好ましくは25重量%以下である。上記導電材料は、フラックスを含んでいなくてもよい。上記フラックスの含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子及び電極の表面に酸化被膜がより一層形成され難くなり、更に、導電性粒子及び電極の表面に形成された酸化被膜をより一層効果的に除去できる。 The content of the flux in 100% by weight of the conductive material is preferably 0.5% by weight or more, preferably 30% by weight or less, and more preferably 25% by weight or less. The conductive material may not contain flux. When the content of the flux is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, it becomes more difficult to form an oxide film on the surfaces of the conductive particles and the electrode, and further, oxidation formed on the surfaces of the conductive particles and the electrode. The film can be removed even more effectively.
(フィラー)
本発明に係る導電材料は、フィラーを含んでいてもよい。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。上記導電材料がフィラーを含むことにより、基板の全電極上に対して、導電性粒子を均一に凝集させることができる。
(Filler)
The conductive material according to the present invention may contain a filler. The filler may be an organic filler or an inorganic filler. When the conductive material contains a filler, the conductive particles can be uniformly aggregated on all the electrodes of the substrate.
上記導電材料は、上記フィラーを含まないか、又は上記フィラーを5重量%以下で含むことが好ましい。上記熱硬化性化合物を用いている場合には、フィラーの含有量が少ないほど、電極上にはんだ粒子が移動しやすくなる。 The conductive material preferably does not contain the filler or contains the filler in an amount of 5% by weight or less. When the thermosetting compound is used, the smaller the filler content, the easier it is for the solder particles to move onto the electrodes.
導電材料100重量%中、上記フィラーの含有量は、好ましくは0重量%(未含有)以上であり、好ましくは5重量%以下、より好ましくは2重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下である。上記フィラーの含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子が電極上により一層均一に配置される。 The content of the filler in 100% by weight of the conductive material is preferably 0% by weight (not contained) or more, preferably 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less, still more preferably 1% by weight or less. be. When the content of the filler is not less than the lower limit and not more than the upper limit, the conductive particles are more uniformly arranged on the electrode.
(他の成分)
上記導電材料は、必要に応じて、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、増粘剤、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。
(Other ingredients)
The conductive material may be, for example, a filler, a bulking agent, a softener, a plasticizer, a thickener, a thixo agent, a leveling agent, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, if necessary. , Light stabilizers, UV absorbers, lubricants, antistatic agents, flame retardants and the like.
(接続構造体及び接続構造体の製造方法)
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、上述した導電材料である。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。上記第1の電極と上記第2の電極とは、ライン状に配置されていることが好ましい。
(Connection structure and manufacturing method of connection structure)
The connection structure according to the present invention includes a first connection target member having a first electrode on the surface, a second connection target member having a second electrode on the surface, and the first connection target member. It includes a connecting portion that connects to the second connection target member. In the connection structure according to the present invention, the material of the connection portion is the above-mentioned conductive material. In the connection structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles. It is preferable that the first electrode and the second electrode are arranged in a line.
ある特定の局面では、本発明に係る接続構造体の製造方法は、ライン状に配置された第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、上記第1の電極のラインに沿って、上述した導電材料をライン状に塗布する工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記導電材料の上記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、ライン状に配置された第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、上記第1の電極と上記第2の電極とが対向するように配置する工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記導電材料を加熱することで、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を、上記導電材料により形成し、かつ、上記第1の電極と上記第2の電極とを、上記導電性粒子により電気的に接続する工程を備える。 In a specific aspect, the method for manufacturing a connection structure according to the present invention is to use a line of the first electrode on the surface of a first connection target member having the first electrodes arranged in a line on the surface. Along with the above, a step of applying the above-mentioned conductive material in a line shape is provided. The method for manufacturing a connection structure according to the present invention is a second connection having a second electrode arranged in a line on the surface of the conductive material opposite to the first connection target member side. A step of arranging the target member so that the first electrode and the second electrode face each other is provided. In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the conductive material is used to connect the first connection target member and the second connection target member by heating the conductive material. It is provided with a step of forming and electrically connecting the first electrode and the second electrode with the conductive particles.
ある特定の局面では、本発明に係る接続構造体の製造方法は、ライン状に配置された第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、上記第1の電極のラインに沿って、熱硬化性成分と、熱硬化剤とを含む導電材料をライン状に塗布する塗布工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記導電材料の上記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、ライン状に配置された第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、上記第1の電極と上記第2の電極とが対向するように配置する配置工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記導電材料を加熱することで、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を、上記導電材料により形成し、かつ、上記第1の電極と上記第2の電極とを、上記導電性粒子により電気的に接続する接続工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記接続工程における上記導電材料の加熱開始時の上記導電材料の幅をXa1とし、上記導電材料の加熱を開始してから上記導電材料が100℃に達した時点での上記導電材料の幅をXa2としたときに、Xa2をXa1の1.25倍以下にする。言い換えれば、本発明に係る接続構造体の製造方法では、Xa1に対するXa2の比を、1.25以下にする。本発明に係る接続構造体の製造方法では、40℃以下の温度から、加熱を開始することが好ましい。 In a specific aspect, the method for manufacturing a connection structure according to the present invention is to use a line of the first electrode on the surface of a first connection target member having the first electrodes arranged in a line on the surface. Along with the above, a coating step of applying a conductive material containing a thermosetting component and a thermosetting agent in a line shape is provided. The method for manufacturing a connection structure according to the present invention is a second connection having a second electrode arranged in a line on the surface of the conductive material opposite to the first connection target member side. The target member is provided with an arrangement step of arranging the target member so that the first electrode and the second electrode face each other. In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the conductive material is used to connect the first connection target member and the second connection target member by heating the conductive material. It is provided with a connection step of forming and electrically connecting the first electrode and the second electrode with the conductive particles. In the method for manufacturing a connecting structure according to the present invention, the width of the conductive material at the start of heating of the conductive material in the connection step is set to Xa1, and the temperature of the conductive material reaches 100 ° C. after the heating of the conductive material is started. When the width of the conductive material at the time of reaching is Xa2, Xa2 is set to 1.25 times or less of Xa1. In other words, in the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the ratio of Xa2 to Xa1 is set to 1.25 or less. In the method for producing a connection structure according to the present invention, it is preferable to start heating from a temperature of 40 ° C. or lower.
本発明に係る接続構造体及び接続構造体の製造方法は、上記の構成を備えているので、上下方向の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができ、かつ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性を効果的に高めることができる。 Since the connection structure and the method for manufacturing the connection structure according to the present invention have the above-mentioned configuration, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction can be effectively improved, and the conduction between the adjacent line electrodes can be effectively improved. Insulation reliability can be effectively improved.
本発明者らは、特定の接続構造体製造工程を採用することで、導電接続時に、ライン状の形状を維持することができ、電極間を効率的に接続できることを見出した。本発明では、ライン電極間の接続であっても、接続されるべき上下方向の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。さらに、横方向に隣り合う複数のライン電極がある場合に、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性を効果的に高めることができる。 The present inventors have found that by adopting a specific connection structure manufacturing process, it is possible to maintain a line-like shape at the time of conductive connection, and it is possible to efficiently connect electrodes. In the present invention, even in the case of connection between line electrodes, it is possible to effectively enhance the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction to be connected. Further, when there are a plurality of line electrodes adjacent to each other in the lateral direction, the insulation reliability between the adjacent line electrodes can be effectively improved.
本発明では、上記のような効果を得るために、特定の接続構造体の製造工程を採用することは大きく寄与する。 In the present invention, in order to obtain the above-mentioned effects, it is greatly contributed to adopt the manufacturing process of a specific connection structure.
Xa1に対するXa2の比(Xa2/Xa1)は、1.25以下である。上記比(Xa2/Xa1)は、好ましくは1.20以下、より好ましくは1.10以下である。上記比(Xa2/Xa1)の下限は特に限定されない。上記比(Xa2/Xa1)は、1.01以上であってもよい。上記比(Xa2/Xa1)が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができ、隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The ratio of Xa2 to Xa1 (Xa2 / Xa1) is 1.25 or less. The above ratio (Xa2 / Xa1) is preferably 1.20 or less, more preferably 1.10 or less. The lower limit of the above ratio (Xa2 / Xa1) is not particularly limited. The above ratio (Xa2 / Xa1) may be 1.01 or more. When the ratio (Xa2 / Xa1) is equal to or higher than the lower limit and lower than the upper limit, the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction can be further effectively increased, and the insulation reliability between the adjacent line electrodes can be improved. It can be enhanced even more effectively.
上記接続工程における上記導電材料の加熱開始時の上記導電材料の幅はXa1である。上記接続工程における上記導電材料の加熱開始時の上記導電材料の長さをYa1、厚さをZa1とする。 The width of the conductive material at the start of heating of the conductive material in the connection step is Xa1. The length of the conductive material at the start of heating of the conductive material in the connection step is Ya1, and the thickness is Za1.
上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点、及び隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記幅Xa1は、好ましくは150μm以上、より好ましくは200μm以上であり、好ましくは300μm以下、より好ましくは275μm以下である。 From the viewpoint of further effectively enhancing the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction and further effectively enhancing the insulation reliability between the adjacent line electrodes, the width Xa1 is preferably 150 μm or more. It is preferably 200 μm or more, preferably 300 μm or less, and more preferably 275 μm or less.
上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点、及び隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記長さYa1は、好ましくは1000μm以上、より好ましくは1500μm以上であり、好ましくは4000μm以下、より好ましくは3000μm以下である。 From the viewpoint of further effectively enhancing the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction and further effectively enhancing the insulation reliability between the adjacent line electrodes, the length Ya1 is preferably 1000 μm or more. It is more preferably 1500 μm or more, preferably 4000 μm or less, and more preferably 3000 μm or less.
上下方向の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点、及び隣り合うライン電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記厚さZa1は、好ましくは100μm以上、より好ましくは125μm以上であり、好ましくは300μm以下、より好ましくは275μm以下である。 From the viewpoint of further effectively enhancing the conduction reliability between the electrodes in the vertical direction and further effectively enhancing the insulation reliability between the adjacent line electrodes, the thickness Za1 is preferably 100 μm or more. It is more preferably 125 μm or more, preferably 300 μm or less, and more preferably 275 μm or less.
本発明に係る接続構造体の製造方法では、導電材料を、幅250±20μm、長さ2200±20μm、厚さ150±30μmとなるように塗布してもよく、幅250±20μm、長さ2200±20μm、厚さ150±30μmとは異なるサイズで塗布してもよい。 In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the conductive material may be applied so as to have a width of 250 ± 20 μm, a length of 2200 ± 20 μm, and a thickness of 150 ± 30 μm, and may have a width of 250 ± 20 μm and a length of 2200. It may be applied in a size different from ± 20 μm and a thickness of 150 ± 30 μm.
本発明に係る接続構造体の製造方法では、60Paの圧力条件、及び昇温速度1.08℃/秒で40℃から170℃まで加熱する条件で、導電材料を加熱及び加圧してもよい。本発明に係る接続構造体の製造方法では、60Paの圧力条件、及び昇温速度1.08℃/秒で40℃から170℃まで加熱する条件以外の条件で、導電材料を加熱及び加圧してもよい。 In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the conductive material may be heated and pressurized under the pressure condition of 60 Pa and the condition of heating from 40 ° C. to 170 ° C. at a heating rate of 1.08 ° C./sec. In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the conductive material is heated and pressurized under conditions other than the pressure condition of 60 Pa and the condition of heating from 40 ° C. to 170 ° C. at a heating rate of 1.08 ° C./sec. May be good.
また、電極上に導電性粒子を効率的に配置し、かつ電極が形成されていない領域に配置される導電性粒子の量をかなり少なくするためには、上記導電材料は、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いることが好ましい。 Further, in order to efficiently arrange the conductive particles on the electrodes and to considerably reduce the amount of the conductive particles arranged in the region where the electrodes are not formed, the conductive material is not a conductive film but a conductive film. It is preferable to use a conductive paste.
電極間でのはんだ部の厚みは、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下である。電極の表面上のはんだ濡れ面積(電極の露出した面積100%中のはんだが接している面積)は、好ましくは50%以上、より好ましくは70%以上であり、好ましくは100%以下である。 The thickness of the solder portion between the electrodes is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, preferably 100 μm or less, and more preferably 80 μm or less. The solder wet area on the surface of the electrode (the area in contact with the solder in the exposed area of the electrode) is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and preferably 100% or less.
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記導電材料には、上記第2の接続対象部材の重量が加わることが好ましい。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記接続部を形成する工程において、上記導電材料には、上記第2の接続対象部材の重量の力を超える加圧圧力は加わらないことが好ましい。これらの場合には、複数の電極間において、導電性粒子の量の均一性をより一層高めることができる。さらに、電極間でのはんだ部の厚みをより一層効果的に厚くすることができ、複数の導電性粒子が電極間に多く集まりやすくなり、複数の導電性粒子を電極(ライン)上により一層効率的に配置することができる。また、複数の導電性粒子の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置される導電性粒子の量をより一層少なくすることができる。従って、電極間の導通信頼性をより一層高めることができる。しかも、接続されてはならない横方向に隣り合うライン電極間の電気的な接続をより一層防ぐことができ、絶縁信頼性をより一層高めることができる。 In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, no pressurization is performed in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the connection portion, and the conductive material is connected to the second connection. It is preferable that the weight of the target member is added. In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the connection portion, the conductive material is subjected to the force of the weight of the second connection target member. It is preferable that no pressurizing pressure exceeding the above is applied. In these cases, the uniformity of the amount of conductive particles can be further enhanced among the plurality of electrodes. Furthermore, the thickness of the solder portion between the electrodes can be increased more effectively, a large number of conductive particles can easily gather between the electrodes, and the plurality of conductive particles can be more efficiently collected on the electrodes (lines). Can be arranged as a target. Further, it is difficult for some of the plurality of conductive particles to be arranged in the region (space) where the electrode is not formed, and the amount of the conductive particles arranged in the region where the electrode is not formed can be further reduced. can. Therefore, the continuity reliability between the electrodes can be further improved. Moreover, it is possible to further prevent electrical connection between the line electrodes adjacent to each other in the lateral direction which should not be connected, and it is possible to further improve the insulation reliability.
また、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いれば、導電ペーストの塗布量によって、接続部及びはんだ部の厚みを調整することが容易になる。一方で、導電フィルムでは、接続部の厚みを変更したり、調整したりするためには、異なる厚みの導電フィルムを用意したり、所定の厚みの導電フィルムを用意したりしなければならないという問題がある。また、導電フィルムでは、導電ペーストと比べて、導電フィルムの溶融粘度を十分に下げることができず、導電性粒子の凝集が阻害されやすい傾向がある。 Further, if a conductive paste is used instead of the conductive film, it becomes easy to adjust the thickness of the connecting portion and the solder portion depending on the amount of the conductive paste applied. On the other hand, in the case of the conductive film, in order to change or adjust the thickness of the connecting portion, it is necessary to prepare a conductive film having a different thickness or a conductive film having a predetermined thickness. There is. Further, in the conductive film, the melt viscosity of the conductive film cannot be sufficiently lowered as compared with the conductive paste, and the aggregation of the conductive particles tends to be hindered easily.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る導電材料を用いて得られる接続構造体を模式的に示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a connection structure obtained by using the conductive material according to the embodiment of the present invention.
図1に示す接続構造体1は、第1の接続対象部材2と、第2の接続対象部材3と、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している接続部4とを備える。接続部4は、上述した導電材料により形成されている。本実施形態では、上記導電材料は、熱硬化性成分と、導電性粒子とを含む。本実施形態では、上記導電性粒子として、はんだ粒子が用いられている。本実施形態では、導電材料として、導電ペーストが用いられている。
The
接続部4は、複数のはんだ粒子が集まり互いに接合したはんだ部4Aと、熱硬化性化合物が熱硬化された硬化物部4Bとを有する。
The
第1の接続対象部材2は表面(上面)に、複数の第1の電極2aを有する。複数の第1の電極2aは、ライン状に配置されている。図1において、複数の第1の電極2aは、左右方向に並んで配置されている。ライン状の第1の電極2a(ライン電極)は、複数の第1の電極2aの集合体である。第2の接続対象部材3は表面(下面)に、複数の第2の電極3aを有する。複数の第2の電極3aは、ライン状に配置されている。図1において、複数の第2の電極3aは、左右方向に並んで配置されている。ライン状の第2の電極3a(ライン電極)は、複数の第2の電極3aの集合体である。
The first
第1の電極2aと第2の電極3aとが、はんだ部4Aにより電気的に接続されている。従って、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とが、はんだ部4Aにより電気的に接続されている。なお、接続部4において、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まったはんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)では、はんだ粒子は存在しない。はんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)では、はんだ部4Aと離れたはんだ粒子は存在しない。なお、少量であれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まったはんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)に、はんだ粒子が存在していてもよい。
The
図1に示すように、接続構造体1では、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に、複数のはんだ粒子が集まり、複数のはんだ粒子が溶融した後、はんだ粒子の溶融物が電極の表面を濡れ拡がった後に固化して、はんだ部4Aが形成されている。このため、はんだ部4Aと第1の電極2a、並びにはんだ部4Aと第2の電極3aとの接続面積が大きくなる。すなわち、はんだ粒子を用いることにより、導電性の外表面がニッケル、金又は銅等の金属である導電性粒子を用いた場合と比較して、はんだ部4Aと第1の電極2a、並びにはんだ部4Aと第2の電極3aとの接触面積が大きくなる。このことによっても、接続構造体1における導通信頼性及び接続信頼性が高くなる。なお、導電材料にフラックスが含まれる場合に、フラックスは、一般に、加熱により次第に失活する。
As shown in FIG. 1, in the
なお、図1に示す接続構造体1では、はんだ部4Aの全てが、第1,第2の電極2a,3a間の対向している領域に位置している。図3に示す変形例の接続構造体1Xは、接続部4Xのみが、図1に示す接続構造体1と異なる。接続部4Xは、はんだ部4XAと硬化物部4XBとを有する。接続構造体1Xのように、はんだ部4XAの多くが、第1,第2の電極2a,3aの対向している領域に位置しており、はんだ部4XAの一部が第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出していてもよい。第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出しているはんだ部4XAは、はんだ部4XAの一部であり、はんだ部4XAから離れたはんだ粒子ではない。なお、本実施形態では、はんだ部から離れたはんだ粒子の量を少なくすることができるが、はんだ部から離れたはんだ粒子が硬化物部中に存在していてもよい。
In the
はんだ粒子の使用量を少なくすれば、接続構造体1を得ることが容易になる。はんだ粒子の使用量を多くすれば、接続構造体1Xを得ることが容易になる。
If the amount of solder particles used is reduced, it becomes easy to obtain the
接続構造体1,1Xでは、第1の電極2aと接続部4,4Xと第2の電極3aとの積層方向に第1の電極2aと第2の電極3aとの対向し合う部分をみたときに、第1の電極2aと第2の電極3aとの対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、接続部4,4X中のはんだ部4A,4XAが配置されていることが好ましい。接続部4,4X中のはんだ部4A,4XAが、上記の好ましい態様を満足することで、導通信頼性をより一層高めることができる。
In the
上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の60%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることがより好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の70%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることがさらに好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の80%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが特に好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の90%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが最も好ましい。上記接続部中のはんだ部が、上記の好ましい態様を満足することで、導通信頼性をより一層高めることができる。 When the portions facing each other of the first electrode and the second electrode are seen in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode are seen. It is preferable that the solder portion in the connection portion is arranged in 50% or more of the area of 100% of the portions facing the electrodes of 2. When the portions facing each other of the first electrode and the second electrode are seen in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode are seen. It is more preferable that the solder portion in the connection portion is arranged in 60% or more of the area of 100% of the portions facing the electrodes of 2. When the portions facing each other of the first electrode and the second electrode are seen in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode are seen. It is more preferable that the solder portion in the connection portion is arranged in 70% or more of the area of 100% of the portions facing the electrodes of 2. When the portions facing each other of the first electrode and the second electrode are seen in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode are seen. It is particularly preferable that the solder portion in the connection portion is arranged in 80% or more of the area of 100% of the portions facing the electrodes of 2. When the portions facing each other of the first electrode and the second electrode are seen in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode are seen. It is most preferable that the solder portion in the connection portion is arranged in 90% or more of the area of 100% of the portions facing the electrodes of 2. When the solder portion in the connection portion satisfies the above-mentioned preferable embodiment, the continuity reliability can be further improved.
上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の60%以上が配置されていることが好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の70%以上が配置されていることがより好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の90%以上が配置されていることがさらに好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の95%以上が配置されていることが特に好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の99%以上が配置されていることが最も好ましい。上記接続部中のはんだ部が、上記の好ましい態様を満足することで、導通信頼性をより一層高めることができる。 When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is seen in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode is used. It is preferable that 60% or more of the solder portion in the connection portion is arranged at the portion where the electrode and the second electrode face each other. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is seen in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode is used. It is more preferable that 70% or more of the solder portion in the connection portion is arranged at the portion where the electrode and the second electrode face each other. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is seen in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode is used. It is more preferable that 90% or more of the solder portion in the connection portion is arranged at the portion where the electrode and the second electrode face each other. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is seen in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode is used. It is particularly preferable that 95% or more of the solder portion in the connection portion is arranged at the portion where the electrode and the second electrode face each other. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is seen in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode is used. It is most preferable that 99% or more of the solder portion in the connection portion is arranged at the portion where the electrode and the second electrode face each other. When the solder portion in the connection portion satisfies the above-mentioned preferable embodiment, the continuity reliability can be further improved.
次に、図2では、本発明の一実施形態に係る導電材料を用いて、接続構造体1を製造する方法の一例を説明する。
Next, FIG. 2 describes an example of a method for manufacturing the
先ず、ライン状に配置された第1の電極2aを表面(上面)に有する第1の接続対象部材2を用意する。次に、図2(a)に示すように、第1の接続対象部材2の表面上に、熱硬化性成分11Bと、複数のはんだ粒子11Aとを含む導電材料11をライン状に塗布する(第1の工程、塗布工程)。用いた導電材料11は、熱硬化性成分11Bとして、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含む。
First, a first
第1の接続対象部材2のライン状に配置された第1の電極2aが設けられた表面上に、第1の電極2aのラインに沿って、導電材料11をライン状に塗布する。導電材料11の配置の後に、はんだ粒子11Aは、第1の電極2a(ライン電極)上と、第1の電極2aが形成されていない領域(スペース)上との双方に配置されている。
The
導電材料11の配置方法としては、特に限定されないが、ディスペンサーによる塗布、スクリーン印刷、及びインクジェット装置による吐出等が挙げられる。
The method of arranging the
また、ライン状に配置された第2の電極3aを表面(下面)に有する第2の接続対象部材3を用意する。次に、図2(b)に示すように、第1の接続対象部材2の表面上の導電材料11において、導電材料11の第1の接続対象部材2側とは反対側の表面上に、第2の接続対象部材3を配置する(第2の工程、配置工程)。導電材料11の表面上に、第2の電極3a側から、第2の接続対象部材3を配置する。このとき、第1の電極2aと第2の電極3aとを対向させる。
Further, a second
次に、はんだ粒子11Aの融点以上に導電材料11を加熱する(第3の工程、接続工程)。好ましくは、熱硬化性成分11B(熱硬化性化合物)の硬化温度以上に導電材料11を加熱する。この加熱時には、電極が形成されていない領域に存在していたはんだ粒子11Aは、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まる(自己凝集効果)。導電フィルムではなく、導電ペーストを用いた場合には、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間により一層効果的に集まる。また、はんだ粒子11Aは溶融し、互いに接合する。また、熱硬化性成分11Bは熱硬化する。この結果、図2(c)に示すように、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している接続部4が、導電材料11により形成される。導電材料11により接続部4が形成され、複数のはんだ粒子11Aが接合することによってはんだ部4Aが形成され、熱硬化性成分11Bが熱硬化することによって硬化物部4Bが形成される。はんだ粒子11Aが十分に移動すれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に位置していないはんだ粒子11Aの移動が開始してから、第1の電極2aと第2の電極3aとの間にはんだ粒子11Aの移動が完了するまでに、温度を一定に保持しなくてもよい。
Next, the
本実施形態では、上記第2の工程及び上記第3の工程において、加圧を行わない方が好ましい。この場合には、導電材料11には、第2の接続対象部材3の重量が加わる。このため、接続部4の形成時に、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間により一層効果的に集まる。なお、上記第2の工程及び上記第3の工程の内の少なくとも一方において、加圧を行えば、はんだ粒子11Aが第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まろうとする作用が阻害される傾向が高くなる。
In the present embodiment, it is preferable not to pressurize in the second step and the third step. In this case, the weight of the second
また、本実施形態では、加圧を行っていないため、第1の電極2aと第2の電極3aとのアライメントがずれた状態で、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とが重ね合わされた場合でも、そのずれを補正して、第1の電極2aと第2の電極3aとを接続させることができる(セルフアライメント効果)。これは、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に自己凝集している溶融したはんだが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間のはんだと導電材料のその他の成分とが接する面積が最小となる方がエネルギー的に安定になるため、その最小の面積となる接続構造であるアライメントのあった接続構造にする力が働くためである。この際、導電材料が硬化していないこと、及び、その温度、時間にて、導電材料のはんだ粒子以外の成分の粘度が十分低いことが望ましい。
Further, in the present embodiment, since the pressurization is not performed, the first
はんだ粒子の融点での導電材料の粘度は、好ましくは50Pa・s以下、より好ましくは10Pa・s以下、さらに好ましくは1Pa・s以下であり、好ましくは0.1Pa・s以上、より好ましくは0.2Pa・s以上である。上記粘度が、上記上限以下であれば、はんだ粒子を効率的に凝集させることができる。上記粘度が、上記下限以上であれば、接続部でのボイドを抑制し、接続部以外への導電材料のはみだしを抑制することができる。 The viscosity of the conductive material at the melting point of the solder particles is preferably 50 Pa · s or less, more preferably 10 Pa · s or less, still more preferably 1 Pa · s or less, preferably 0.1 Pa · s or more, and more preferably 0. .2 Pa · s or more. When the viscosity is not more than the upper limit, the solder particles can be efficiently aggregated. When the viscosity is at least the above lower limit, voids at the connecting portion can be suppressed, and the protrusion of the conductive material to other than the connecting portion can be suppressed.
上記はんだ粒子の融点での導電材料の粘度は、STRESSTECH(REOLOGICA社製)等を用いて、歪制御1rad、周波数1Hz、昇温速度20℃/分、測定温度範囲25〜200℃(但し、はんだ粒子の融点が200℃を超える場合には温度上限をはんだ粒子の融点とする)の条件で測定可能である。測定結果から、はんだ粒子の融点(℃)での粘度が評価される。
For the viscosity of the conductive material at the melting point of the solder particles,
このようにして、図1に示す接続構造体1が得られる。なお、上記第2の工程と上記第3の工程とは連続して行われてもよい。また、上記第2の工程を行った後に、得られる第1の接続対象部材2と導電材料11と第2の接続対象部材3との積層体を、加熱部に移動させて、上記第3の工程を行ってもよい。上記加熱を行うために、加熱部材上に上記積層体を配置してもよく、加熱された空間内に上記積層体を配置してもよい。
In this way, the
上記第3の工程における上記加熱温度は、好ましくは140℃以上、より好ましくは160℃以上であり、好ましくは450℃以下、より好ましくは250℃以下、さらに好ましくは200℃以下である。 The heating temperature in the third step is preferably 140 ° C. or higher, more preferably 160 ° C. or higher, preferably 450 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower, still more preferably 200 ° C. or lower.
上記第3の工程における加熱方法としては、はんだ粒子の融点以上及び熱硬化性成分の硬化温度以上に、接続構造体全体を、リフロー炉を用いて又はオーブンを用いて加熱する方法や、接続構造体の接続部のみを局所的に加熱する方法が挙げられる。 As a heating method in the third step, a method of heating the entire connection structure using a reflow furnace or an oven or a connection structure above the melting point of the solder particles and above the curing temperature of the thermosetting component. A method of locally heating only the connection part of the body can be mentioned.
局所的に加熱する方法に用いる器具としては、ホットプレート、熱風を付与するヒートガン、はんだゴテ、及び赤外線ヒーター等が挙げられる。 Examples of the appliance used for the method of locally heating include a hot plate, a heat gun for applying hot air, a soldering iron, an infrared heater, and the like.
また、ホットプレートにて局所的に加熱する際、接続部直下は、熱伝導性の高い金属にて、その他の加熱することが好ましくない個所は、フッ素樹脂等の熱伝導性の低い材質にて、ホットプレート上面を形成することが好ましい。 When locally heating on a hot plate, use a metal with high thermal conductivity directly under the connection, and use a material with low thermal conductivity such as fluororesin in other areas where heating is not preferable. , It is preferable to form the upper surface of the hot plate.
上記第1,第2の接続対象部材は、特に限定されない。上記第1,第2の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、半導体パッケージ、LEDチップ、LEDパッケージ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びに樹脂フィルム、プリント基板、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル、リジッドフレキシブル基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板等の電子部品等が挙げられる。上記第1,第2の接続対象部材は、電子部品であることが好ましい。 The first and second connection target members are not particularly limited. Specific examples of the first and second connection target members include electronic components such as semiconductor chips, semiconductor packages, LED chips, LED packages, capacitors and diodes, resin films, printed circuit boards, flexible printed circuit boards, and flexible devices. Examples thereof include electronic components such as flat cables, rigid flexible boards, glass epoxy boards, circuit boards such as glass boards, and the like. The first and second connection target members are preferably electronic components.
上記第1の接続対象部材及び上記第2の接続対象部材の内の少なくとも一方が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。上記第2の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル及びリジッドフレキシブル基板は、柔軟性が高く、比較的軽量であるという性質を有する。このような接続対象部材の接続に導電フィルムを用いた場合には、はんだ粒子が電極上に集まりにくい傾向がある。これに対して、導電ペーストを用いることで、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いたとしても、はんだ粒子を電極上に効率的に集めることで、電極間の導通信頼性を十分に高めることができる。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いる場合に、半導体チップ等の他の接続対象部材を用いた場合と比べて、加圧を行わないことによる電極間の導通信頼性の向上効果がより一層効果的に得られる。 It is preferable that at least one of the first connection target member and the second connection target member is a resin film, a flexible printed substrate, a flexible flat cable, or a rigid flexible substrate. It is preferable that the second connection target member is a resin film, a flexible printed substrate, a flexible flat cable, or a rigid flexible substrate. Resin films, flexible printed substrates, flexible flat cables and rigid flexible substrates have the properties of high flexibility and relatively light weight. When a conductive film is used for connecting such a member to be connected, solder particles tend to be difficult to collect on the electrodes. On the other hand, by using the conductive paste, even if a resin film, a flexible printed substrate, a flexible flat cable or a rigid flexible substrate is used, the solder particles are efficiently collected on the electrodes, so that the conduction between the electrodes is reliable. The sex can be sufficiently enhanced. When a resin film, flexible printed substrate, flexible flat cable, or rigid flexible substrate is used, the conduction reliability between the electrodes due to no pressurization is higher than when other connected members such as semiconductor chips are used. The improvement effect can be obtained even more effectively.
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極、SUS電極、及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極、銀電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物層の材料としては、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び3価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記3価の金属元素としては、Sn、Al及びGa等が挙げられる。 Examples of the electrodes provided on the connection target member include metal electrodes such as gold electrodes, nickel electrodes, tin electrodes, aluminum electrodes, copper electrodes, molybdenum electrodes, silver electrodes, SUS electrodes, and tungsten electrodes. When the connection target member is a flexible printed substrate, the electrode is preferably a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, a silver electrode, or a copper electrode. When the connection target member is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, a silver electrode, or a tungsten electrode. When the electrode is an aluminum electrode, it may be an electrode formed only of aluminum, or an electrode in which an aluminum layer is laminated on the surface of a metal oxide layer. Examples of the material of the metal oxide layer include indium oxide doped with a trivalent metal element and zinc oxide doped with a trivalent metal element. Examples of the trivalent metal element include Sn, Al and Ga.
本発明に係る接続構造体では、上記第1の電極及び上記第2の電極は、エリアアレイ又はペリフェラルにて配置されていることが好ましい。上記第1の電極及び上記第2の電極が、エリアアレイ又はペリフェラルにて配置されている場合において、本発明の効果がより一層効果的に発揮される。上記エリアアレイとは、接続対象部材の電極が配置されている面にて、格子状に電極が配置されている構造のことである。上記ペリフェラルとは、接続対象部材の外周部に電極が配置されている構造のことである。電極が櫛型に並んでいる構造の場合は、櫛に垂直な方向に沿って導電性粒子が凝集すればよいのに対して、上記エリアアレイ又はペリフェラル構造では電極が配置されている面において、全面にて均一に導電性粒子が凝集する必要がある。そのため、従来の方法では、導電性粒子の量が不均一になりやすいのに対して、本発明の方法では、本発明の効果がより一層効果的に発揮される。 In the connection structure according to the present invention, it is preferable that the first electrode and the second electrode are arranged by an area array or a peripheral. When the first electrode and the second electrode are arranged in an area array or a peripheral, the effect of the present invention is more effectively exhibited. The area array is a structure in which the electrodes are arranged in a grid pattern on the surface on which the electrodes of the members to be connected are arranged. The peripheral is a structure in which electrodes are arranged on the outer peripheral portion of a member to be connected. In the case of a structure in which the electrodes are arranged in a comb shape, the conductive particles may be aggregated along the direction perpendicular to the comb, whereas in the area array or the peripheral structure, the surface on which the electrodes are arranged is used. It is necessary that the conductive particles are uniformly aggregated on the entire surface. Therefore, in the conventional method, the amount of the conductive particles tends to be non-uniform, whereas in the method of the present invention, the effect of the present invention is more effectively exhibited.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the following examples.
熱硬化性成分(熱硬化性化合物):
熱硬化性化合物1:ノボラック型エポキシ化合物、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー社製「DEN431」
熱硬化性化合物2:ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、DIC社製「HP7200HH」
Thermosetting component (thermosetting compound):
Thermosetting compound 1: Novolac type epoxy compound, "DEN431" manufactured by The Dow Chemical Company, Inc.
Thermosetting compound 2: Dicyclopentadiene type epoxy compound, "HP7200HH" manufactured by DIC Corporation
熱硬化性成分(熱硬化剤):
熱硬化剤1:新日本理化社製「リカシッドTH」
熱硬化剤2:新日本理化社製「リカシッドMH700」
Thermosetting component (thermosetting agent):
Thermosetting agent 1: "Ricashid TH" manufactured by Shin Nihon Rika Co., Ltd.
Thermosetting agent 2: "Ricacid MH700" manufactured by Shin Nihon Rika Co., Ltd.
熱硬化性成分(硬化促進剤):
硬化促進剤1:日本化学工業社製「PX−4MP」
Thermosetting component (curing accelerator):
Curing accelerator 1: "PX-4MP" manufactured by Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.
フラックス:
フラックス1:「グルタル酸ベンジルアミン塩」、融点108℃
flux:
Flux 1: "Glutaric acid benzylamine salt", melting point 108 ° C
フラックス1の作製方法:
ガラスビンに、反応溶媒である水24gと、グルタル酸(和光純薬工業社製)13.212gとを入れ、室温で均一になるまで溶解させた。その後、ベンジルアミン(和光純薬工業社製)10.715gを入れて、約5分間撹拌し、混合液を得た。得られた混合液を5〜10℃の冷蔵庫に入れて、一晩放置した。析出した結晶をろ過により分取し、水で洗浄し、真空乾燥し、フラックス1を得た。
Method for producing flux 1:
In a glass bottle, 24 g of water as a reaction solvent and 13.212 g of glutaric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were put and dissolved at room temperature until uniform. Then, 10.715 g of benzylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred for about 5 minutes to obtain a mixed solution. The obtained mixed solution was placed in a refrigerator at 5 to 10 ° C. and left overnight. The precipitated crystals were separated by filtration, washed with water and vacuum dried to obtain
導電性粒子:
導電性粒子1:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、粒子径:12μm
Conductive particles:
Conductive particles 1: SnBi solder particles, melting point 138 ° C, solder particles selected from "Sn42Bi58" manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., particle size: 12 μm
フィラー:
フィラー1:日本アエロジル社製「AEROSIL R7200」
フィラー2:積水化学工業社製「ミクロパールSP−275」
Filler: Filler:
Filler 1: "AEROSIL R7200" manufactured by Aerosil Japan
Filler 2: "Micropearl SP-275" manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
(実施例1〜3及び比較例1〜4)
(1)導電材料(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、導電材料(異方性導電ペースト)を得た。
(Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4)
(1) Preparation of Conductive Material (Anisotropic Conductive Paste) A conductive material (anisotropic conductive paste) was obtained by blending the components shown in Table 1 below in the blending amounts shown in Table 1 below.
(2)接続構造体の作製
第1の接続対象部材として、ガラスエポキシ基板本体(材質FR−4)の表面に、幅250μm、長さ2200μm、厚み150μmのライン電極(材質:銅)を有するガラスエポキシ基板を準備した。1つのライン電極は、ライン電極の長さ方向に、電極長さ300μmの複数の電極が、電極間長さ200μmで並んだ電極の集合体である。ガラスエポキシ基板は、ライン電極を複数有する。
(2) Preparation of connection structure As the first connection target member, glass having a line electrode (material: copper) having a width of 250 μm, a length of 2200 μm, and a thickness of 150 μm on the surface of a glass epoxy substrate main body (material FR-4). An epoxy board was prepared. One line electrode is an aggregate of electrodes in which a plurality of electrodes having an electrode length of 300 μm are arranged in the length direction of the line electrode with a length between electrodes of 200 μm. The glass epoxy substrate has a plurality of line electrodes.
第2の接続対象部材として、半導体チップ本体の表面に、幅250μm、長さ2200μm、厚み150μmのライン電極(材質:銅)を有する半導体チップを準備した。1つのライン電極は、ライン電極の長さ方向に、電極長さ300μmの複数の電極が、電極間長さ200μmで並んだ電極の集合体である。半導体チップは、ライン電極を複数有する。 As a second connection target member, a semiconductor chip having a line electrode (material: copper) having a width of 250 μm, a length of 2200 μm, and a thickness of 150 μm was prepared on the surface of the semiconductor chip main body. One line electrode is an aggregate of electrodes in which a plurality of electrodes having an electrode length of 300 μm are arranged in the length direction of the line electrode with a length between electrodes of 200 μm. The semiconductor chip has a plurality of line electrodes.
上記ガラスエポキシ基板のライン電極の上面に、ライン電極に沿って、作製直後の導電材料(異方性導電ペースト)を幅250±20μm、長さ2200±20μm、厚さ150±30μmとなるように塗布し、導電材料(異方性導電ペースト)層を形成した。次に、導電材料(異方性導電ペースト)層の上面に半導体チップを電極同士が対向するように積層した。導電材料(異方性導電ペースト)層には、上記半導体チップの重量は加わる。その状態から、導電材料(異方性導電ペースト)層の温度が、昇温開始から90秒後にはんだの融点となるように加熱した。さらに、昇温開始から120秒後に、導電材料(異方性導電ペースト)層の温度が170℃となるように加熱し、導電材料(異方性導電ペースト)層を硬化させ、接続構造体を得た。加熱時には、加圧を行わなかった。 On the upper surface of the line electrode of the glass epoxy substrate, the conductive material (anisotropic conductive paste) immediately after production is spread along the line electrode so as to have a width of 250 ± 20 μm, a length of 2200 ± 20 μm, and a thickness of 150 ± 30 μm. It was applied to form a conductive material (anisotropic conductive paste) layer. Next, semiconductor chips were laminated on the upper surface of the conductive material (anisotropic conductive paste) layer so that the electrodes face each other. The weight of the semiconductor chip is added to the conductive material (anisotropic conductive paste) layer. From that state, the temperature of the conductive material (anisotropic conductive paste) layer was heated to reach the melting point of the solder 90 seconds after the start of temperature rise. Further, 120 seconds after the start of temperature rise, the conductive material (anisotropic conductive paste) layer is heated to 170 ° C. to cure the conductive material (anisotropic conductive paste) layer, and the connection structure is formed. Obtained. No pressurization was performed during heating.
(評価)
(1)導電材料の形状維持特性
接続構造体の作製に用いるガラスエポキシ基板及び半導体チップを用意した。上記ガラスエポキシ基板のライン電極の上面に、ライン電極のラインに沿って、得られた導電材料を幅250±20μm、長さ2200±20μm、厚さ150±30μmとなるように塗布した。上記導電材料上に短辺1500μm、長辺2400μm、厚さ150μmのカバーガラスを、長辺部分が上記導電材料の長さ方向と一致するようにピンセット又はマウンターで載せて、上記導電材料に60Paの圧力を負荷する条件で静置した。静置したときの上記導電材料の幅X1を測定した。静置後に60Paの圧力条件、かつ昇温速度1.08℃/秒で40℃から170℃まで加熱する条件で、上記導電材料を加圧及び加熱した。上記導電材料が100℃に達した時点での上記導電材料の幅X2を測定した。得られた測定結果から、X1に対するX2の比(X2/X1)を算出した。導電材料の形状維持特性を以下の基準で判定した。
(evaluation)
(1) Shape maintenance characteristics of conductive material A glass epoxy substrate and a semiconductor chip used for manufacturing a connection structure were prepared. The obtained conductive material was applied to the upper surface of the line electrode of the glass epoxy substrate along the line of the line electrode so as to have a width of 250 ± 20 μm, a length of 2200 ± 20 μm, and a thickness of 150 ± 30 μm. A cover glass having a short side of 1500 μm, a long side of 2400 μm, and a thickness of 150 μm is placed on the conductive material with a tweezers or a mounter so that the long side portion coincides with the length direction of the conductive material, and 60 Pa is placed on the conductive material. It was allowed to stand under the condition of applying pressure. The width X1 of the conductive material when allowed to stand was measured. After standing, the conductive material was pressurized and heated under the pressure condition of 60 Pa and the condition of heating from 40 ° C. to 170 ° C. at a heating rate of 1.08 ° C./sec. The width X2 of the conductive material was measured when the conductive material reached 100 ° C. From the obtained measurement results, the ratio of X2 to X1 (X2 / X1) was calculated. The shape maintenance characteristics of the conductive material were judged according to the following criteria.
[導電材料の形状維持特性の判定基準]
○:X2/X1が、1.18以下
△:X2/X1が、1.18を超え、1.25以下
×:X2/X1が、1.25を超える
[Criteria for determining the shape maintenance characteristics of conductive materials]
◯: X2 / X1 is 1.18 or less Δ: X2 / X1 exceeds 1.18 and 1.25 or less ×: X2 / X1 exceeds 1.25
(2)隣り合うライン電極間の絶縁性
得られた接続構造体において、光学電子顕微鏡によりライン電極間を観察することで、ライン電極間に導電材料の溶け広がりが存在するか否かを確認した。隣り合うライン電極間の絶縁性を以下の基準で判定した。
(2) Insulation between adjacent line electrodes By observing between the line electrodes with an optical electron microscope in the obtained connection structure, it was confirmed whether or not there was a spread of the conductive material between the line electrodes. .. The insulation between adjacent line electrodes was determined according to the following criteria.
[隣り合うライン電極間の絶縁性の判定基準]
○:隣り合うライン電極間に導電材料の溶け広がりが存在せず、隣り合うライン電極間の絶縁性が良好である
×:隣り合うライン電極間に導電材料の溶け広がりが存在し、隣り合うライン電極間の絶縁性が不良である
[Criteria for determining insulation between adjacent line electrodes]
◯: There is no spread of the conductive material between the adjacent line electrodes, and the insulation between the adjacent line electrodes is good. ×: There is a spread of the conductive material between the adjacent line electrodes, and the adjacent lines Poor insulation between electrodes
(3)電極上のはんだの配置精度
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Yを評価した。電極上のはんだの配置精度を以下の基準で判定した。なお、上記割合Yは、光学顕微鏡による観察において、画像解析ソフト「ImageJ」等を用いること等により測定することができる。
(3) Precision of solder placement on the electrode In the obtained connection structure, the portion where the first electrode and the second electrode face each other in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode. The ratio Y of the area where the solder portion in the connecting portion is arranged in the area of 100% of the portions facing each other of the first electrode and the second electrode was evaluated. The accuracy of solder placement on the electrodes was judged according to the following criteria. The ratio Y can be measured by using image analysis software "ImageJ" or the like in observation with an optical microscope.
[電極上のはんだの配置精度の判定基準]
○○:割合Yが70%以上
○:割合Yが60%以上、70%未満
△:割合Yが50%以上、60%未満
×:割合Yが50%未満
結果を下記の表1に示す。
[Criteria for determining the accuracy of solder placement on electrodes]
XX: Ratio Y is 70% or more ○: Ratio Y is 60% or more and less than 70% Δ: Ratio Y is 50% or more and less than 60% ×: Ratio Y is less than 50% The results are shown in Table 1 below.
フレキシブルプリント基板、樹脂フィルム、フレキシブルフラットケーブル及びリジッドフレキシブル基板を用いた場合でも、同様の傾向が見られる。 The same tendency can be seen when a flexible printed substrate, a resin film, a flexible flat cable and a rigid flexible substrate are used.
1,1X…接続構造体
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…導電材料
11A…はんだ粒子
11B…熱硬化性成分
21…導電性粒子(はんだ粒子)
31…導電性粒子
32…基材粒子
33…導電部(はんだを有する導電部)
33A…第2の導電部
33B…はんだ部
41…導電性粒子
42…はんだ部
51…部材
51A…電極の集合体
51a…電極
1,1X ...
31 ...
33A ... Second conductive part 33B ... Solder part 41 ...
Claims (9)
第1の部材上に、前記導電材料を、幅250±20μm、長さ2200±20μm、厚さ150±30μmとなるようにライン状に塗布し、前記導電材料上に第2の部材を載せて、60Paの圧力条件で静置したときの前記導電材料の幅をX1とし、静置後に60Paの圧力条件、かつ昇温速度1.08℃/秒で40℃から170℃まで加熱する条件で、前記導電材料を加圧及び加熱して、前記導電材料が100℃に達した時点での前記導電材料の幅をX2としたときに、X2がX1の1.25倍以下である、導電材料。 A conductive material containing a thermosetting component and conductive particles.
The conductive material is applied in a line on the first member so as to have a width of 250 ± 20 μm, a length of 2200 ± 20 μm, and a thickness of 150 ± 30 μm, and the second member is placed on the conductive material. , The width of the conductive material when allowed to stand under a pressure condition of 60 Pa is X1, and after standing, a pressure condition of 60 Pa and a condition of heating from 40 ° C. to 170 ° C. at a heating rate of 1.08 ° C./sec. A conductive material in which X2 is 1.25 times or less of X1 when the width of the conductive material is X2 when the conductive material reaches 100 ° C. by pressurizing and heating the conductive material.
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1〜7のいずれか1項に記載の導電材料であり、
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。 A first connection target member having a first electrode on its surface,
A second connection target member having a second electrode on the surface,
The first connection target member and the connection portion connecting the second connection target member are provided.
The material of the connection portion is the conductive material according to any one of claims 1 to 7.
A connection structure in which the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive particles.
前記導電材料の前記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、ライン状に配置された第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するように配置する工程と、
前記導電材料を加熱することで、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を、前記導電材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記導電性粒子により電気的に接続する工程とを備える、接続構造体の製造方法。 The conductivity according to any one of claims 1 to 7, along the line of the first electrode, on the surface of the first connection target member having the first electrode arranged in a line on the surface. The process of applying the material in a line and
A second connection target member having a second electrode arranged in a line on the surface of the conductive material opposite to the first connection target member side is provided with the first electrode and the first electrode. The process of arranging the electrodes of 2 so as to face each other,
By heating the conductive material, a connecting portion connecting the first connection target member and the second connection target member is formed by the conductive material, and the first electrode and the said. A method for manufacturing a connection structure, comprising a step of electrically connecting a second electrode with the conductive particles.
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