JP7011892B2 - Manufacturing method of solder joint material and connection structure - Google Patents

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Description

本発明は、はんだ粒子を80重量%を超える量で含むはんだ接合材料に関する。また、本発明は、上記はんだ接合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 solder bonding material containing solder particles in an amount of more than 80% by weight. The present invention also relates to a connection structure using the above solder bonding material and a method for manufacturing the connection structure.

はんだを含む異方性導電材料が知られている。上記異方性導電材料におけるはんだ粒子の含有量は、例えば、80重量%以下である。 Anisotropic conductive materials including solder are known. The content of the solder particles in the anisotropic conductive material is, for example, 80% by weight or less.

一方で、はんだを多く含むはんだ接合材料が知られている。はんだ接合材料は、例えば、はんだペースト等である。はんだ接合材料におけるはんだ粒子の含有量は、例えば、80重量%を超える。 On the other hand, solder bonding materials containing a large amount of solder are known. The solder bonding material is, for example, a solder paste or the like. The content of solder particles in the solder bonding material exceeds, for example, 80% by weight.

上記はんだ接合材料は、各種の接続構造体を得るために、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))等に使用されている。 In order to obtain various connection structures, the solder bonding material is, for example, 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)). It is used for (Film))), connection between a semiconductor chip and a glass substrate (COG (Chip on Glass)), and connection between a flexible printed circuit board and a glass epoxy substrate (FOB (Film on Board)).

電極間を電気的に接続する際に、上記はんだ接合材料は、例えば、スクリーン印刷等により、回路基板等のはんだ付け部である電極上に選択的に塗布される。次に、半導体チップ等を積層し、はんだを溶融させた後に、固化させる。固化したはんだにより電極間が電気的に接続される。 When electrically connecting the electrodes, the solder bonding material is selectively applied onto the electrodes, which are soldered portions of a circuit board or the like, by, for example, screen printing. Next, semiconductor chips and the like are laminated, the solder is melted, and then solidified. The solidified solder electrically connects the electrodes.

上記異方性導電材料の一例として、下記の特許文献1には、導電性粒子と、該導電性粒子の融点で硬化が完了しない樹脂成分とを含む異方性導電材料が記載されている。上記導電性粒子としては、具体的には、錫(Sn)、インジウム(In)、ビスマス(Bi)、銀(Ag)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、カドミウム(Cd)、ガリウム(Ga)及びタリウム(Tl)等の金属や、これらの金属の合金が挙げられている。 As an example of the anisotropic conductive material, Patent Document 1 below describes an anisotropic conductive material containing conductive particles and a resin component whose curing is not completed at the melting point of the conductive particles. Specific examples of the conductive particles include tin (Sn), indium (In), bismuth (Bi), silver (Ag), copper (Cu), zinc (Zn), lead (Pb), and cadmium (Cd). ), Metals such as gallium (Ga) and thallium (Tl), and alloys of these metals are mentioned.

特許文献1では、上記導電性粒子の融点よりも高く、かつ上記樹脂成分の硬化が完了しない温度に、異方性導電樹脂を加熱する樹脂加熱ステップと、上記樹脂成分を硬化させる樹脂成分硬化ステップとを経て、電極間を電気的に接続することが記載されている。また、特許文献1には、特許文献1の図8に示された温度プロファイルで実装を行うことが記載されている。特許文献1では、異方性導電樹脂が加熱される温度にて硬化が完了しない樹脂成分内で、導電性粒子が溶融する。 In Patent Document 1, a resin heating step for heating an anisotropic conductive resin to a temperature higher than the melting point of the conductive particles and the curing of the resin component is not completed, and a resin component curing step for curing the resin component. It is described that the electrodes are electrically connected through the above. Further, Patent Document 1 describes that the mounting is performed with the temperature profile shown in FIG. 8 of Patent Document 1. In Patent Document 1, the conductive particles are melted in the resin component whose curing is not completed at the temperature at which the anisotropic conductive resin is heated.

下記の特許文献2では、はんだ粒子とフラックスとを含むはんだペーストが開示されている。上記フラックスは、ポリアルキルメタクリレート1.0質量%以上、2.0質量%未満と、ステアリン酸アミド5.0質量%以上、15.0質量%未満とを含む。上記はんだペーストの粘度は50~150Pa・sである。上記フラックスは、はんだ付け時の加熱によって、分解又は蒸発し、残渣として残らないことが望ましい。 Patent Document 2 below discloses a solder paste containing solder particles and a flux. The flux contains 1.0% by mass or more and less than 2.0% by mass of polyalkyl methacrylate and 5.0% by mass or more and less than 15.0% by mass of stearic acid amide. The viscosity of the solder paste is 50 to 150 Pa · s. It is desirable that the flux is decomposed or evaporated by heating during soldering and does not remain as a residue.

特開2004-260131号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-260131 特開2013-132654号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-132654

従来の異方性導電材料及びはんだ接合材料では、接続されるべき上下の電極間に、導電性粒子又ははんだ粒子を効率的に配置することができないことがある。 In conventional anisotropic conductive materials and solder bonding materials, conductive particles or solder particles may not be efficiently arranged between the upper and lower electrodes to be connected.

また、はんだ接合材料に関しては、近年、電極がある電極幅又は電極がない電極間幅が狭くなってきており、はんだペースト等をスクリーン印刷などにより、はんだ付け部である1つの電極上のみに選択的に塗布することが困難になってきている。このため、横方向に隣り合う複数の電極をまたがるように、はんだペーストが塗布されることが想定される。しかしながら、この場合には、横方向に隣り合う複数の電極が、はんだにより電気的に接続され、絶縁不良が生じやすい。 In recent years, the width of electrodes with electrodes or the width between electrodes without electrodes has become narrower with respect to solder bonding materials, and solder paste or the like is selected only on one electrode, which is the soldered portion, by screen printing or the like. It is becoming difficult to apply the soldering material. Therefore, it is assumed that the solder paste is applied so as to straddle a plurality of electrodes adjacent to each other in the lateral direction. However, in this case, a plurality of electrodes adjacent to each other in the lateral direction are electrically connected by solder, and insulation failure is likely to occur.

特に、はんだ粒子の含有量が80重量%以下である異方性導電材料では、横方向に隣り合う複数の電極が、はんだにより電気的に接続されにくいのに対して、はんだ粒子の含有量が80重量%を超えるはんだペーストでは、横方向に隣り合う複数の電極が、はんだにより電気的に接続されやすい。はんだペーストを用いた場合には、電極幅又は電極間幅が狭い場合に、絶縁不良が特に生じやすいという問題がある。 In particular, in an anisotropic conductive material having a solder particle content of 80% by weight or less, it is difficult for a plurality of electrodes adjacent to each other in the lateral direction to be electrically connected by solder, whereas the solder particle content is high. In a solder paste exceeding 80% by weight, a plurality of electrodes adjacent to each other in the lateral direction are easily electrically connected by the solder. When the solder paste is used, there is a problem that insulation failure is particularly likely to occur when the electrode width or the electrode-to-electrode width is narrow.

本発明の目的は、電極幅又は電極間幅が狭くても、接続されるべき電極間に、はんだを効率的に配置することができ、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができるはんだ接合材料を提供することである。また、本発明の目的は、上記はんだ接合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 a solder joint that can efficiently arrange solder between electrodes to be connected even if the electrode width or the width between electrodes is narrow, and can improve conduction reliability and insulation reliability. To provide the material. Another object of the present invention is to provide a connection structure and a method for manufacturing the connection structure using the solder bonding material.

本発明の広い局面によれば、はんだ粒子と、フラックスと、バインダーとを含み、前記はんだ粒子の含有量が80重量%を超え、前記はんだ粒子として、外表面にアミノ基又はチオール基を有するはんだ粒子を含有するか、又は、前記フラックス及び前記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有する、はんだ接合材料が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, a solder containing solder particles, a flux, and a binder, the content of the solder particles exceeds 80% by weight, and the solder particles have an amino group or a thiol group on the outer surface. Solder bonding materials are provided that contain particles or contain a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記はんだ接合材料は、前記フラックス及び前記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有する。 In certain aspects of the solder bonding material according to the present invention, the solder bonding material contains a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記アミノ基又はチオール基を有する化合物が、分子末端にアミノ基又はチオール基を有する。 In certain aspects of the solder bonding material according to the present invention, the compound having an amino group or a thiol group has an amino group or a thiol group at the molecular terminal.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記アミノ基又はチオール基を有する化合物が、25℃で液状である。 In certain aspects of the solder bonding material according to the present invention, the compound having an amino group or a thiol group is liquid at 25 ° C.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記アミノ基又はチオール基を有する化合物が、ポリエーテル骨格を有する。 In certain aspects of the solder bonding material according to the present invention, the compound having an amino group or a thiol group has a polyether skeleton.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記アミノ基又はチオール基を有する化合物の分解温度及び揮発温度の内の少なくとも一方が、前記はんだ粒子の融点-45℃以上、260℃以下である。 In a specific aspect of the solder bonding material according to the present invention, at least one of the decomposition temperature and the volatilization temperature of the compound having an amino group or a thiol group is at a melting point of −45 ° C. or higher and 260 ° C. or lower of the solder particles. be.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記アミノ基又はチオール基を有する化合物の分解温度及び揮発温度の内の少なくとも一方が、前記はんだ粒子の融点以上、260℃以下である。 In a specific aspect of the solder bonding material according to the present invention, at least one of the decomposition temperature and the volatilization temperature of the compound having an amino group or a thiol group is equal to or higher than the melting point of the solder particles and lower than 260 ° C.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記はんだ接合材料は、前記アミノ基又はチオール基を有する化合物として、チオール基を有する化合物を含む。 In certain aspects of the solder bonding material according to the present invention, the solder bonding material includes a compound having a thiol group as the compound having an amino group or a thiol group.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記はんだ接合材料は、前記アミノ基又はチオール基を有する化合物として、アミノ基を有する化合物と、チオール基を有する化合物とを含む。 In certain aspects of the solder bonding material according to the present invention, the solder bonding material includes, as the compound having an amino group or a thiol group, a compound having an amino group and a compound having a thiol group.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記フラックスの沸点が180℃以上、260℃以下である。 In a specific aspect of the solder bonding material according to the present invention, the boiling point of the flux is 180 ° C. or higher and 260 ° C. or lower.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記はんだ粒子は、外表面にカルボキシル基を有する。 In certain aspects of the solder bonding material according to the present invention, the solder particles have a carboxyl group on the outer surface.

本発明に係るはんだ接合材料のある特定の局面では、前記はんだ接合材料は、はんだペーストであり、複数の第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、複数の第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材とにおける前記第1の電極と前記第2の電極との電気的な接続に用いられ、前記第1の電極上に、前記第1の電極よりも側方にはみ出すように塗布されるか、又は、複数の前記第1の電極上に、複数の前記第1の電極をまたがるように塗布されて用いられる。 In a particular aspect of the solder bonding material according to the present invention, the solder bonding material is a solder paste, which comprises a first connection target member having a plurality of first electrodes on the surface and a plurality of second electrodes. It is used for electrical connection between the first electrode and the second electrode in the second connection target member having a surface, and is used on the first electrode on the side of the first electrode. It is applied so as to protrude, or is applied on the plurality of the first electrodes so as to straddle the plurality of the first electrodes.

本発明の広い局面によれば、少なくとも1つの第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、少なくとも1つの第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はんだ部とを備え、前記はんだ部の材料が、上述したはんだ接合材料であり、前記第1の電極と前記第2の電極とが前記はんだ部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 at least one first electrode on the surface, a second connection target member having at least one second electrode on the surface, and the first connection target member. The solder portion for connecting the connection target member and the second connection target member is provided, and the material of the solder portion is the above-mentioned solder joining material, and the first electrode and the second electrode are used. A connection structure is provided in which the solder and the solder are electrically connected to each other by the solder portion.

本発明に係る接続構造体のある特定の局面では、前記第1の接続対象部材が、前記第1の電極を複数有し、前記第2の接続対象部材が、前記第2の電極を複数有し、隣り合う前記第1の電極間を、前記はんだ部がまたがっておらず、かつ、隣り合う前記第2の電極間を、前記はんだ部がまたがっていない。 In a specific aspect of the connection structure according to the present invention, the first connection target member has a plurality of the first electrodes, and the second connection target member has a plurality of the second electrodes. However, the solder portion does not straddle the adjacent first electrodes, and the solder portion does not straddle the adjacent second electrodes.

本発明の広い局面によれば、少なくとも1つの第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、上述したはんだ接合材料を配置する工程と、前記はんだ接合材料の前記第1の接続対象部材とは反対の表面上に、少なくとも1つの第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、前記はんだ粒子の融点以上に加熱することで、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はんだ部を、前記はんだ接合材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記はんだ部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 step of arranging the above-mentioned solder bonding material on the surface of the first connection target member having at least one first electrode on the surface, and the first step of the solder bonding material. A second connection target member having at least one second electrode on the surface is arranged on the surface opposite to the connection target member so that the first electrode and the second electrode face each other. By heating to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles in the step, a solder portion connecting the first connection target member and the second connection target member is formed by the solder bonding material and Provided is a method for manufacturing a connection structure, comprising a step of electrically connecting the first electrode and the second electrode by the solder portion.

本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記はんだ接合材料は、はんだペーストであり、前記第1の接続対象部材が、前記第1の電極を複数有し、前記第2の接続対象部材が、前記第2の電極を複数有し、前記第1の電極上に、前記第1の電極よりも側方にはみ出すように、前記はんだ接合材料を配置するか、又は、複数の前記第1の電極上に、隣り合う前記第1の電極間をまたがるように、前記はんだ接合材料を配置し、隣り合う前記第1の電極間を、前記はんだ部がまたがっておらず、かつ、隣り合う前記第2の電極間を、前記はんだ部がまたがっていない接続構造体を得る。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the solder bonding material is a solder paste, the first connection target member has a plurality of the first electrodes, and the second electrode is present. The member to be connected has a plurality of the second electrodes, and the solder bonding material is arranged on the first electrode so as to protrude laterally from the first electrode. The solder bonding material is arranged on the first electrode of the above so as to straddle the adjacent first electrodes, and the solder portion does not straddle the adjacent first electrodes. , To obtain a connection structure in which the solder portion does not straddle between the adjacent second electrodes.

本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記はんだ接合材料が、前記フラックス及び前記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有し、前記はんだ粒子の融点以上に加熱することで、かつ、前記アミノ基又はチオール基を有する化合物の分解温度及び揮発温度の内の少なくとも一方の温度以上に加熱することで、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はんだ部を、前記はんだ接合材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記はんだ部により電気的に接続する。 In certain aspects of the method for producing a connecting structure according to the present invention, the solder bonding material contains a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder, and the solder particles. By heating above the melting point of the above, and by heating above at least one of the decomposition temperature and the volatilization temperature of the compound having an amino group or a thiol group, the first connection target member and the first. The solder portion connecting the member to be connected with 2 is formed of the solder bonding material, and the first electrode and the second electrode are electrically connected by the solder portion.

本発明に係るはんだ接合材料は、はんだ粒子と、フラックスと、バインダーとを含み、上記はんだ粒子の含有量が80重量%を超え、上記はんだ粒子として、外表面にアミノ基又はチオール基を有するはんだ粒子を含有するか、又は、上記フラックス及び上記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有するので、電極幅又は電極間幅が狭くても、接続されるべき電極間に、はんだを効率的に配置することができ、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる。 The solder bonding material according to the present invention contains solder particles, a flux, and a binder, and the content of the solder particles exceeds 80% by weight, and the solder particles have an amino group or a thiol group on the outer surface. Since it contains particles or contains a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder, the electrodes to be connected even if the electrode width or the solder-to-solder width is narrow. In addition, the solder can be placed efficiently, and the continuity reliability and insulation reliability can be improved.

図1は、本発明の一実施形態に係るはんだ接合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 solder bonding material according to the embodiment of the present invention. 図2(a)~(c)は、本発明の一実施形態に係るはんだ接合材料を用いて、接続構造体を製造する方法の一例の各工程を説明するための断面図である。2 (a) to 2 (c) are cross-sectional views for explaining each step of an example of a method of manufacturing a connection structure using the solder bonding material according to the embodiment of the present invention. 図3(a)~(c)は、本発明の一実施形態に係るはんだ接合材料を用いて、接続構造体を製造する方法の他の例の各工程を説明するための断面図である。3 (a) to 3 (c) are cross-sectional views for explaining each step of another example of the method of manufacturing a connection structure using the solder bonding material according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の詳細を説明する。 Hereinafter, the details of the present invention will be described.

(はんだ接合材料)
本発明に係るはんだ接合材料は、はんだ粒子と、フラックスと、バインダーとを含む。本発明に係るはんだ接合材料では、上記はんだ粒子の含有量が80重量%を超える。本発明に係るはんだ接合材料は、上記はんだ粒子として、外表面にアミノ基又はチオール基を有するはんだ粒子を含有するか、又は、上記フラックス及び上記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有する。本発明に係るはんだ接合材料は、上記はんだ粒子として、外表面にアミノ基又はチオール基を有するはんだ粒子を含有していてもよく、上記フラックス及び上記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有していてもよい。本発明に係るはんだ接合材料は、上記はんだ粒子として、外表面にアミノ基又はチオール基を有するはんだ粒子を含有し、かつ、上記フラックス及び上記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有していてもよい。
(Soldering material)
The solder bonding material according to the present invention includes solder particles, a flux, and a binder. In the solder bonding material according to the present invention, the content of the solder particles exceeds 80% by weight. The solder bonding material according to the present invention contains solder particles having an amino group or a thiol group on the outer surface as the solder particles, or an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder. Contains a compound having. The solder bonding material according to the present invention may contain solder particles having an amino group or a thiol group on the outer surface as the solder particles, and as at least one of the flux and the binder, the amino group or the thiol may be contained. It may contain a compound having a group. The solder bonding material according to the present invention contains solder particles having an amino group or a thiol group on the outer surface as the solder particles, and has an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder. It may contain a compound having.

本発明では、上記の構成が備えられているので、電極がある電極幅(ライン)が狭くても、電極がない電極間幅(スペース)が狭くても、接続されるべき電極間に、はんだを効率的に配置することができ、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる。電極幅又は電極間幅が狭い場合に、電極上にはんだを寄せ集めにくい傾向があるが、本発明では、電極幅又は電極間幅が狭くても、電極上にはんだを充分に寄せ集めることができる。本発明では、上記の構成が備えられているので、電極間を電気的に接続した場合に、はんだが、上下の対向した電極間に集まりやすく、はんだを電極(ライン)上に効率的に配置することができる。また、本発明では、電極がある電極幅が広いと、はんだが電極上により一層効率的に配置される。また、本発明では、電極がない電極間幅が広いと、横方向に隣り合う電極間の絶縁信頼性がより一層高くなる。 In the present invention, since the above configuration is provided, even if the electrode width (line) with the electrodes is narrow or the electrode width (space) without the electrodes is narrow, the solder between the electrodes to be connected is soldered. Can be efficiently arranged, and conduction reliability and insulation reliability can be improved. When the electrode width or the inter-electrode width is narrow, it tends to be difficult to collect the solder on the electrodes, but in the present invention, even if the electrode width or the inter-electrode width is narrow, the solder can be sufficiently collected on the electrodes. can. In the present invention, since the above configuration is provided, when the electrodes are electrically connected, the solder easily collects between the upper and lower facing electrodes, and the solder is efficiently arranged on the electrodes (lines). can do. Further, in the present invention, when the electrode width with the electrode is wide, the solder is arranged more efficiently on the electrode. Further, in the present invention, when the width between the electrodes without electrodes is wide, the insulation reliability between the electrodes adjacent to each other in the lateral direction becomes higher.

また、本発明では、はんだの一部が、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はんだの量をかなり少なくすることができる。本発明では、対向する電極間に位置していないはんだを、対向する電極間に効率的に移動させることができる。従って、電極間の導通信頼性を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電極間の電気的な接続を防ぐことができ、絶縁信頼性を高めることができる。 Further, in the present invention, it is difficult for a part of the solder to be arranged in the region (space) where the electrode is not formed, and the amount of the solder arranged in the region where the electrode is not formed can be considerably reduced. In the present invention, solder that is not located between the facing electrodes can be efficiently moved between the facing electrodes. Therefore, the continuity reliability between the electrodes can be improved. Moreover, it is possible to prevent electrical connection between electrodes adjacent to each other in the lateral direction that should not be connected, and it is possible to improve insulation reliability.

また、本発明に係るはんだ接合材料は、1つの電極上に選択的に配置されてもよく、横方向に隣り合う複数の電極をまたがるように配置されてもよい。近年、電極幅又は電極間幅が狭くなってきており、はんだペースト等をスクリーン印刷などによりはんだ付け部である1つの電極上のみに選択的に塗布することが困難になってきている。このため、横方向に隣り合う複数の電極をまたがるように、はんだペーストが塗布されることが想定され、結果として、横方向に隣り合う複数の電極が、はんだにより電気的に接続されやすくなっている。特に、はんだ粒子の含有量が80重量%を超えるはんだペーストでは、横方向に隣り合う複数の電極が、はんだにより電気的に接続されやすいという問題がある。本発明では、横方向に隣り合う複数の電極が、はんだにより電気的に接続されることを効果的に防ぐことができる。本発明では、はんだ接合材料(はんだペーストなど)を横方向に隣り合う複数の電極をまたがるように塗布しても、はんだが上下の電極間に効率的に移動する結果、横方向に隣り合う複数の電極が、はんだにより電気的に接続されることを効果的に防ぐことができる。 Further, the solder bonding material according to the present invention may be selectively arranged on one electrode, or may be arranged so as to straddle a plurality of electrodes adjacent to each other in the lateral direction. In recent years, the electrode width or the inter-electrode width has become narrower, and it has become difficult to selectively apply solder paste or the like onto only one electrode, which is a soldered portion, by screen printing or the like. Therefore, it is assumed that the solder paste is applied so as to straddle the plurality of electrodes adjacent in the horizontal direction, and as a result, the plurality of electrodes adjacent in the horizontal direction are easily electrically connected by the solder. There is. In particular, in a solder paste having a solder particle content of more than 80% by weight, there is a problem that a plurality of electrodes adjacent to each other in the lateral direction are easily electrically connected by soldering. In the present invention, it is possible to effectively prevent a plurality of electrodes adjacent to each other in the lateral direction from being electrically connected by soldering. In the present invention, even if a solder bonding material (solder paste, etc.) is applied so as to straddle a plurality of electrodes adjacent to each other in the lateral direction, the solder efficiently moves between the upper and lower electrodes, and as a result, the plurality of electrodes adjacent to each other in the lateral direction are applied. It is possible to effectively prevent the electrodes of the above from being electrically connected by solder.

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、はんだ接合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た際に、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、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材とが重ね合わされた場合でも、そのずれを補正して、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材の電極と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 solder bonding 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 used. Even if the first connection target member and the second connection target member are overlapped with each other in a state where the alignment with the first connection target member is deviated, the misalignment is corrected and the electrode of the first connection target member and the second connection are connected. It can be connected to the electrodes of the target member (self-alignment effect).

はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料は、上記フラックス及び上記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有することが好ましい。上記はんだ接合材料は、上記フラックスとして、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有していてもよく、上記バインダーとして、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有していてもよい。上記はんだ接合材料は、上記フラックスとして、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有し、かつ、上記バインダーとして、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有していてもよい。 From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the solder bonding material preferably contains a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder. The solder bonding material may contain a compound having an amino group or a thiol group as the flux, and may contain a compound having an amino group or a thiol group as the binder. The solder bonding material may contain a compound having an amino group or a thiol group as the flux, and may contain a compound having an amino group or a thiol group as the binder.

上記アミノ基又はチオール基を有する化合物は、熱硬化性化合物でなくてもよく、光硬化性化合物でなくてもよく、熱硬化剤でなくてもよく、光重合開始剤でなくてもよい。 The compound having an amino group or a thiol group may not be a thermosetting compound, may not be a photocurable compound, may not be a thermosetting agent, and may not be a photopolymerization initiator.

はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記アミノ基又はチオール基を有する化合物は、分子末端にアミノ基又はチオール基を有することが好ましい。上記アミノ基又はチオール基を有する化合物は、分子末端と分子側鎖とのうち、分子末端にアミノ基又はチオール基を有することが好ましい。分子末端にアミノ基又はチオール基が存在すると、アミノ基又はチオール基が、はんだ粒子の上下の電極間への移動を促進させやすい。 From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the compound having an amino group or a thiol group is preferably having an amino group or a thiol group at the molecular terminal. The compound having an amino group or a thiol group preferably has an amino group or a thiol group at the molecular end of the molecular end and the molecular side chain. When an amino group or a thiol group is present at the end of the molecule, the amino group or the thiol group tends to promote the movement of the solder particles between the upper and lower electrodes.

はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記アミノ基又はチオール基を有する化合物が、25℃で液状であることが好ましい。 From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, it is preferable that the compound having an amino group or a thiol group is liquid at 25 ° C.

はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記アミノ基又はチオール基を有する化合物が、ポリエーテル骨格を有することが好ましい。 From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, it is preferable that the compound having an amino group or a thiol group has a polyether skeleton.

はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記アミノ基又はチオール基を有する化合物の分解温度及び揮発温度の内の少なくとも一方が、上記はんだ粒子の融点-50℃以上、260℃以下であることが好ましく、上記はんだ粒子の融点-45℃以上、260℃以下であることがより好ましく、上記はんだ粒子の融点-38℃以上、260℃以下であることが更に好ましく、上記はんだ粒子の融点以上、260℃以下であることが更に一層好ましい。上記分解温度及び揮発温度の内の少なくとも一方が、上記はんだ粒子の融点+5℃以上であることが特に好ましく、上記はんだ粒子の融点+10℃以上であることが最も好ましい。上記分解温度及び揮発温度の内の低い方の温度が、上記はんだ粒子の融点-50℃以上であることが好ましく、上記はんだ粒子の融点-45℃以上であることがより好ましく、上記はんだ粒子の融点-38℃以上であることが更に好ましく、上記はんだ粒子の融点以上であることが更に一層好ましく、上記はんだ粒子の融点+5℃以上であることが特に好ましく、上記はんだ粒子の融点+10℃以上であることが最も好ましい。このようなアミノ基又はチオール基を有する化合物を用いることで、はんだ接合後に、アミノ基又はチオール基を有する化合物を除去し、アミノ基又はチオール基を有する化合物の残渣を少なくすることができ、アミノ基又はチオール基を有する化合物による悪影響を防ぐことができる。 From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, at least one of the decomposition temperature and the volatilization temperature of the compound having an amino group or a thiol group is the melting point of the solder particles of −50 ° C. or higher and 260 ° C. It is preferably the following, more preferably the melting point of the solder particles is −45 ° C. or higher and 260 ° C. or lower, further preferably the melting point of the solder particles is −38 ° C. or higher and 260 ° C. or lower, and the solder particles. It is even more preferable that the temperature is equal to or higher than the melting point of 260 ° C. or lower. It is particularly preferable that at least one of the decomposition temperature and the volatilization temperature is the melting point of the solder particles + 5 ° C. or higher, and most preferably the melting point of the solder particles + 10 ° C. or higher. The lower of the decomposition temperature and the volatilization temperature is preferably the melting point of the solder particles of −50 ° C. or higher, more preferably the melting point of the solder particles of −45 ° C. or higher, and the solder particles of the solder particles. The melting point is more preferably −38 ° C. or higher, further preferably higher than the melting point of the solder particles, particularly preferably the melting point of the solder particles + 5 ° C. or higher, and the melting point of the solder particles + 10 ° C. or higher. Most preferably. By using such a compound having an amino group or a thiol group, the compound having an amino group or a thiol group can be removed after solder bonding, and the residue of the compound having an amino group or a thiol group can be reduced. It is possible to prevent adverse effects due to a compound having a group or a thiol group.

上記アミノ基又はチオール基を有する化合物は、アミノ基を有していてもよく、チオール基を有していてもよく、アミノ基とチオール基とを有していてもよい。はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料は、上記アミノ基又はチオール基を有する化合物として、アミノ基を有する化合物と、チオール基を有する化合物とを含むことが好ましい。 The compound having an amino group or a thiol group may have an amino group, may have a thiol group, or may have an amino group and a thiol group. From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the solder bonding material may include a compound having an amino group and a compound having a thiol group as the compound having an amino group or a thiol group. preferable.

はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料100重量%中、上記アミノ基又はチオール基を有する化合物の全体の含有量は、好ましくは2重量%以上、より好ましくは5重量%以上であり、好ましくは20重量%未満、より好ましくは17重量%以下である。はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料におけるはんだ粒子を除く成分100重量%中、上記アミノ基又はチオール基を有する化合物の全体の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは25重量%以上であり、好ましくは90重量%以下、より好ましくは80重量%以下である。 From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the total content of the compound having an amino group or a thiol group in 100% by weight of the solder bonding material is preferably 2% by weight or more, more preferably. Is 5% by weight or more, preferably less than 20% by weight, and more preferably 17% by weight or less. From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the total content of the compound having an amino group or a thiol group is preferably 10 in 100% by weight of the components excluding the solder particles in the solder bonding material. By weight% or more, more preferably 25% by weight or more, preferably 90% by weight or less, more preferably 80% by weight or less.

はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料100重量%中、上記アミノ基を有する化合物の全体の含有量は、好ましくは1重量%以上、より好ましくは5重量%以上であり、好ましくは20重量%未満、より好ましくは15重量%以下である。はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料におけるはんだ粒子を除く成分100重量%中、上記アミノ基を有する化合物の全体の含有量は、好ましくは5重量%以上、より好ましくは25重量%以上であり、好ましくは90重量%以下、より好ましくは80重量%以下である。 From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the total content of the compound having an amino group in 100% by weight of the solder bonding material is preferably 1% by weight or more, more preferably 5% by weight. % Or more, preferably less than 20% by weight, more preferably 15% by weight or less. From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the total content of the compound having an amino group is preferably 5% by weight or more in 100% by weight of the components excluding the solder particles in the solder bonding material. , More preferably 25% by weight or more, preferably 90% by weight or less, and more preferably 80% by weight or less.

はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料100重量%中、上記チオール基を有する化合物の全体の含有量は、好ましくは2重量%以上、より好ましくは3重量%以上、更に好ましくは4重量%以上、特に好ましくは5重量%以上であり、好ましくは23重量%以下、より好ましくは21重量%以下、更に好ましくは20重量%以下、更に一層好ましくは18重量%以下、特に好ましくは17重量%以下、最も好ましくは16重量%以下である。はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料におけるはんだ粒子を除く成分100重量%中、上記チオール基を有する化合物の全体の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは15重量%以上、より一層好ましくは20重量部以上、更に好ましくは25重量部以上、特に好ましくはであり、好ましくは90重量%以下、より好ましくは80重量%以下である。 From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the total content of the compound having a thiol group in 100% by weight of the solder bonding material is preferably 2% by weight or more, more preferably 3% by weight. % Or more, more preferably 4% by weight or more, particularly preferably 5% by weight or more, preferably 23% by weight or less, more preferably 21% by weight or less, still more preferably 20% by weight or less, still more preferably 18% by weight. % Or less, particularly preferably 17% by weight or less, most preferably 16% by weight or less. From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the total content of the compound having a thiol group is preferably 10% by weight or more in 100% by weight of the components excluding the solder particles in the solder bonding material. , More preferably 15% by weight or more, even more preferably 20 parts by weight or more, still more preferably 25 parts by weight or more, particularly preferably 90% by weight or less, still more preferably 80% by weight or less.

はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料において、上記チオール基を有する化合物の含有量は、上記アミノ基を有する化合物の含有量よりも多いことが好ましい。はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料において、上記はんだ接合材料100重量%中、上記チオール基を有する化合物の含有量と、上記アミノ基を有する化合物の含有量との差の絶対値は、好ましくは1重量%以上、より好ましくは3重量%以上である。はんだを上下の電極間に効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料において、上記はんだ接合材料におけるはんだ粒子を除く成分100重量%中、上記チオール基を有する化合物の含有量と、上記アミノ基を有する化合物の含有量との差の絶対値は、好ましくは5重量%以上、より好ましくは15重量%以上である。 From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the content of the compound having a thiol group is preferably higher than the content of the compound having an amino group in the solder bonding material. From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, in the solder bonding material, the content of the compound having a thiol group and the content of the compound having an amino group in 100% by weight of the solder bonding material are contained. The absolute value of the difference from the amount is preferably 1% by weight or more, more preferably 3% by weight or more. From the viewpoint of efficiently arranging the solder between the upper and lower electrodes, the content of the compound having a thiol group and the amino in the solder bonding material in 100% by weight of the components excluding the solder particles in the solder bonding material. The absolute value of the difference from the content of the compound having a group is preferably 5% by weight or more, more preferably 15% by weight or more.

上記はんだ接合材料は、はんだペースト及びはんだフィルム等として使用され得る。はんだを電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記はんだ接合材料は、はんだペーストであることが好ましい。上記はんだ接合材料は、電極の電気的な接続に好適に用いられる。上記はんだ接合材料は、回路接続材料であることが好ましい。 The solder bonding material can be used as a solder paste, a solder film, or the like. From the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrodes, the solder bonding material is preferably a solder paste. The solder bonding material is preferably used for electrical connection of electrodes. The solder bonding material is preferably a circuit connection material.

上記はんだ接合材料は、複数の第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、複数の第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材とにおける上記第1の電極と上記第2の電極との電気的な接続に用いられることが好ましい。はんだ粒子を上下の電極間に効率的に移動させることができるので、上記はんだ接合材料は、上記第1の電極上に、上記第1の電極よりも側方にはみ出すように塗布されるか、又は、複数の上記第1の電極上に、複数の上記第1の電極をまたがるように塗布されて用いることができる。但し、上記はんだ接合材料は、複数の上記第1の電極をまたがらないように塗布されて用いられてもよく、1つの上記第1の電極上に選択的に塗布されて用いられてもよい。 The solder bonding material is the first electrode and the first electrode in a first connection target member having a plurality of first electrodes on the surface and a second connection target member having a plurality of second electrodes on the surface. It is preferably used for electrical connection with the electrode of 2. Since the solder particles can be efficiently moved between the upper and lower electrodes, the solder bonding material may be applied onto the first electrode so as to protrude laterally from the first electrode. Alternatively, it can be applied and used on the plurality of the first electrodes so as to straddle the plurality of the first electrodes. However, the solder bonding material may be applied and used so as not to straddle the plurality of the first electrodes, or may be selectively applied and used on one of the first electrodes. ..

はんだを電極上により一層効率的に配置するために、上記はんだ接合材料は、25℃で液状であることが好ましく、はんだペーストであることが好ましい。はんだを電極上により一層効率的に配置するために、上記はんだ接合材料の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、更に好ましくは150Pa・s以上、特に好ましくは200Pa・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、より一層好ましくは500Pa・s以下、更に好ましくは400Pa・s以下、特に好ましくは300Pa・s以下、最も好ましくは250Pa・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可能である。 In order to dispose the solder more efficiently on the electrodes, the solder bonding material is preferably liquid at 25 ° C., preferably a solder paste. In order to arrange the solder more efficiently on the electrodes, the viscosity (η25) of the solder bonding material at 25 ° C. is preferably 50 Pa · s or more, more preferably 100 Pa · s or more, still more preferably 150 Pa · s or more. Particularly preferably 200 Pa · s or more, preferably 800 Pa · s or less, more preferably 600 Pa · s or less, still more preferably 500 Pa · s or less, still more preferably 400 Pa · s or less, particularly preferably 300 Pa · s or less. Most preferably, it is 250 Pa · s or less. The viscosity (η25) can be appropriately adjusted depending on the type and amount of the compounding component.

上記粘度(η25)は、例えば、E型粘度計(東機産業社製)等を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定可能である。 The viscosity (η25) can be measured under the conditions of 25 ° C. and 5 rpm using, for example, an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

以下、上記はんだ接合材料に含まれる各成分を説明する。 Hereinafter, each component contained in the solder bonding material will be described.

(はんだ粒子)
上記はんだ粒子は、接続対象部材の電極間を電気的に接続する。上記はんだ粒子は、はんだ粒子であってもよい。上記はんだ粒子は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。上記はんだ粒子は、上記はんだ粒子の中心部分及び導電性の外表面のいずれもがはんだである粒子である。上記はんだ粒子は、コア粒子として、基材粒子を有さない。上記はんだ粒子は、基材粒子と、上記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とは異なる。上記はんだ粒子は、例えば、はんだを好ましくは90重量%以上、より好ましくは95重量%以上で含む。
(Solder particles)
The solder particles electrically connect between the electrodes of the member to be connected. The solder particles may be solder particles. The solder particles are formed of solder. In the solder particles, both the central portion and the outer surface portion of the conductive portion are formed of solder. The solder particles are particles in which both the central portion of the solder particles and the conductive outer surface are solder. The solder particles do not have base particles as core particles. The solder particles are different from the conductive particles having the base particles and the solder portions arranged on the surface of the base particles. The solder particles contain, for example, solder in an amount of preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more.

接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記はんだ粒子は、外表面にカルボキシル基を有することが好ましい。上記はんだ粒子の外表面には、カルボキシル基又はアミノ基が存在することが好ましく、カルボキシル基が存在することが好ましく、アミノ基が存在することが好ましい。上記はんだ粒子は、外表面に、Si-O結合、エーテル結合、エステル結合又は下記式(X)で表される基を介して、カルボキシル基又はアミノ基を含む基が共有結合していることが好ましく、エーテル結合、エステル結合又は下記式(X)で表される基を介して、カルボキシル基又はアミノ基を含む基が共有結合していることがより好ましい。カルボキシル基又はアミノ基を含む基は、カルボキシル基とアミノ基との双方を含んでいてもよい。なお、下記式(X)において、右端部及び左端部は結合部位を表す。 From the viewpoint of effectively lowering the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, the solder particles preferably have a carboxyl group on the outer surface. The outer surface of the solder particles preferably has a carboxyl group or an amino group, preferably a carboxyl group, and preferably an amino group. The solder particles may have a group containing a carboxyl group or an amino group covalently bonded to the outer surface via a Si—O bond, an ether bond, an ester bond or a group represented by the following formula (X). It is more preferable that a group containing a carboxyl group or an amino group is covalently bonded via an ether bond, an ester bond or a group represented by the following formula (X). The group containing a carboxyl group or an amino group may contain both a carboxyl group and an amino group. In the following formula (X), the right end portion and the left end portion represent a binding site.

Figure 0007011892000001
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はんだの表面に水酸基が存在する。この水酸基とカルボキシル基を含む基とを共有結合させることにより、他の配位結合(キレート配位)等にて結合させる場合よりも強い結合を形成できるため、電極間の接続抵抗を低くし、かつボイドの発生を抑えることが可能なはんだ粒子が得られる。 Hydroxyl groups are present on the surface of the solder. By covalently bonding this hydroxyl group and a group containing a carboxyl group, a stronger bond can be formed than in the case of bonding by another coordination bond (chelate coordination) or the like, so that the connection resistance between the electrodes is lowered. Moreover, solder particles capable of suppressing the generation of voids can be obtained.

上記はんだ粒子では、はんだの表面と、カルボキシル基を含む基との結合形態に、配位結合が含まれていなくてもよく、キレート配位による結合が含まれていなくてもよい。 In the solder particles, the bonding form between the surface of the solder and the group containing a carboxyl group may not include a coordination bond, or may not include a bond due to a chelate coordination.

接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記はんだ粒子は、水酸基と反応可能な官能基とカルボキシル基又はアミノ基とを有する化合物(以下、化合物Xと記載することがある)を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記水酸基と反応可能な官能基を反応させることにより得られることが好ましい。上記反応では、共有結合を形成させる。はんだの表面の水酸基と上記化合物Xにおける上記水酸基と反応可能な官能基とを反応させることで、はんだの表面にカルボキシル基又はアミノ基を含む基が共有結合しているはんだ粒子を容易に得ることができ、はんだの表面にエーテル結合又はエステル結合を介してカルボキシル基又はアミノ基を含む基が共有結合しているはんだ粒子を得ることもできる。上記はんだの表面の水酸基に上記水酸基と反応可能な官能基を反応させることで、はんだの表面に、上記化合物Xを共有結合の形態で化学結合させることができる。 From the viewpoint of effectively lowering the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, the solder particles are compounds having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group and a carboxyl group or an amino group (hereinafter referred to as a compound). , Compound X) is preferably used to react the hydroxyl group on the surface of the solder with a functional group capable of reacting with the hydroxyl group. In the above reaction, a covalent bond is formed. By reacting the hydroxyl group on the surface of the solder with the functional group capable of reacting with the hydroxyl group in the compound X, it is possible to easily obtain solder particles in which a group containing a carboxyl group or an amino group is covalently bonded to the surface of the solder. It is also possible to obtain solder particles in which a group containing a carboxyl group or an amino group is covalently bonded to the surface of the solder via an ether bond or an ester bond. By reacting the hydroxyl group on the surface of the solder with a functional group capable of reacting with the hydroxyl group, the compound X can be chemically bonded to the surface of the solder in the form of a covalent bond.

上記水酸基と反応可能な官能基としては、水酸基、カルボキシル基、エステル基及びカルボニル基等が挙げられる。水酸基又はカルボキシル基が好ましい。上記水酸基と反応可能な官能基は、水酸基であってもよく、カルボキシル基であってもよい。 Examples of the functional group capable of reacting with the hydroxyl group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an ester group and a carbonyl group. A hydroxyl group or a carboxyl group is preferable. The functional group capable of reacting with the hydroxyl group may be a hydroxyl group or a carboxyl group.

水酸基と反応可能な官能基を有する化合物としては、レブリン酸、グルタル酸、グリコール酸、コハク酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、アジピン酸、5-ケトヘキサン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、4-アミノ酪酸、3-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトイソブチル酸、3-メチルチオプロピオン酸、3-フェニルプロピオン酸、3-フェニルイソブチル酸、4-フェニル酪酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、9-ヘキサデセン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、(9,12,15)-リノレン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、デカン二酸及びドデカン二酸等が挙げられる。グルタル酸又はグリコール酸が好ましい。上記水酸基と反応可能な官能基を有する化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。上記水酸基と反応可能な官能基を有する化合物は、カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物であることが好ましい。 Compounds having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group include levulinic acid, glutaric acid, glycolic acid, succinic acid, malic acid, oxalic acid, malonic acid, adipic acid, 5-ketohexanoic acid, 3-hydroxypropionic acid, 4-. Aminobutyric acid, 3-mercaptopropionic acid, 3-mercaptoisobutyl acid, 3-methylthiopropionic acid, 3-phenylpropionic acid, 3-phenylisobutylic acid, 4-phenylbutyric acid, decanoic acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, Hexadecanoic acid, 9-hexadecenoic acid, heptadecanoic acid, stearic acid, oleic acid, bacsenic acid, linoleic acid, (9,12,15) -linolenic acid, nonadecanoic acid, arachidic acid, decanedic acid, dodecanedic acid and the like. Be done. Glutaric acid or glycolic acid is preferred. As the compound having a functional group capable of reacting with the hydroxyl group, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination. The compound having a functional group capable of reacting with the hydroxyl group is preferably a compound having at least one carboxyl group.

上記化合物Xは、フラックス作用を有することが好ましく、上記化合物Xは、はんだの表面に結合した状態でフラックス作用を有することが好ましい。フラックス作用を有する化合物は、はんだの表面の酸化膜及び電極の表面の酸化膜を除去可能である。カルボキシル基はフラックス作用を有する。 The compound X preferably has a flux action, and the compound X preferably has a flux action in a state of being bonded to the surface of the solder. The compound having a flux action can remove the oxide film on the surface of the solder and the oxide film on the surface of the electrode. The carboxyl group has a flux action.

フラックス作用を有する化合物としては、レブリン酸、グルタル酸、グリコール酸、コハク酸、5-ケトヘキサン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、4-アミノ酪酸、3-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトイソブチル酸、3-メチルチオプロピオン酸、3-フェニルプロピオン酸、3-フェニルイソブチル酸及び4-フェニル酪酸等が挙げられる。グルタル酸又はグリコール酸が好ましい。上記フラックス作用を有する化合物は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。 Compounds having a flux action include levulinic acid, glutaric acid, glycolic acid, succinic acid, 5-ketohexanoic acid, 3-hydroxypropionic acid, 4-aminobutyric acid, 3-mercaptopropionic acid, 3-mercaptoisobutyl acid, 3- Examples thereof include methylthiopropionic acid, 3-phenylpropionic acid, 3-phenylisobutyl acid and 4-phenylbutyric acid. Glutaric acid or glycolic acid is preferred. Only one kind of the above-mentioned compound having a flux action may be used, or two or more kinds may be used in combination.

接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記化合物Xにおける上記水酸基と反応可能な官能基が、水酸基又はカルボキシル基であることが好ましい。上記化合物Xにおける上記水酸基と反応可能な官能基は、水酸基であってもよく、カルボキシル基であってもよい。上記水酸基と反応可能な官能基がカルボキシル基である場合には、上記化合物Xは、カルボキシル基を少なくとも2個有することが好ましい。カルボキシル基を少なくとも2個有する化合物の一部のカルボキシル基を、はんだの表面の水酸基に反応させることで、はんだの表面にカルボキシル基を含む基が共有結合しているはんだ粒子が得られる。 From the viewpoint of effectively lowering the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, the functional group capable of reacting with the hydroxyl group in the compound X is preferably a hydroxyl group or a carboxyl group. The functional group capable of reacting with the hydroxyl group in the compound X may be a hydroxyl group or a carboxyl group. When the functional group capable of reacting with the hydroxyl group is a carboxyl group, the compound X preferably has at least two carboxyl groups. By reacting a partial carboxyl group of a compound having at least two carboxyl groups with a hydroxyl group on the surface of the solder, solder particles in which a group containing the carboxyl group is covalently bonded to the surface of the solder can be obtained.

上記はんだ粒子の製造方法は、例えば、はんだ粒子を用いて、該はんだ粒子、水酸基と反応可能な官能基とカルボキシル基とを有する化合物、触媒及び溶媒を混合する工程を備える。上記はんだ粒子の製造方法では、上記混合工程により、はんだの表面に、カルボキシル基を含む基が共有結合しているはんだ粒子を容易に得ることができる。 The method for producing solder particles includes, for example, a step of mixing the solder particles, a compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group, and a carboxyl group, a catalyst, and a solvent using the solder particles. In the method for producing solder particles, solder particles in which a group containing a carboxyl group is covalently bonded to the surface of the solder can be easily obtained by the mixing step.

また、上記はんだ粒子の製造方法では、はんだ粒子を用いて、該はんだ粒子、上記水酸基と反応可能な官能基とカルボキシル基とを有する化合物、上記触媒及び上記溶媒を混合し、加熱することが好ましい。混合及び加熱工程により、はんだの表面に、カルボキシル基を含む基が共有結合しているはんだ粒子をより一層容易に得ることができる。 Further, in the method for producing solder particles, it is preferable to use the solder particles to mix and heat the solder particles, a compound having a functional group and a carboxyl group capable of reacting with the hydroxyl group, the catalyst and the solvent. .. By the mixing and heating steps, solder particles in which a group containing a carboxyl group is covalently bonded to the surface of the solder can be obtained more easily.

上記溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノール等のアルコール溶媒や、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン及びキシレン等が挙げられる。上記溶媒は有機溶媒であることが好ましく、トルエンであることがより好ましい。上記溶媒は、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。 Examples of the solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol and butanol, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, toluene and xylene. The solvent is preferably an organic solvent, more preferably toluene. As the solvent, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.

上記触媒としては、p-トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及び10-カンファースルホン酸等が挙げられる。上記触媒は、p-トルエンスルホン酸であることが好ましい。上記触媒は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。 Examples of the catalyst include p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, 10-camphorsulfonic acid and the like. The catalyst is preferably p-toluenesulfonic acid. Only one type of the catalyst may be used, or two or more types may be used in combination.

上記混合時に加熱することが好ましい。加熱温度は好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上であり、好ましくは130℃以下、より好ましくは110℃以下である。 It is preferable to heat at the time of the above mixing. The heating temperature is preferably 90 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, preferably 130 ° C. or lower, and more preferably 110 ° C. or lower.

接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記はんだ粒子は、イソシアネート化合物を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記イソシアネート化合物を反応させる工程を経て得られることが好ましい。上記反応では、共有結合を形成させる。はんだの表面の水酸基と上記イソシアネート化合物とを反応させることで、はんだの表面に、イソシアネート基に由来する基の窒素原子が共有結合しているはんだ粒子を容易に得ることができる。上記はんだの表面の水酸基に上記イソシアネート化合物を反応させることで、はんだの表面に、イソシアネート基に由来する基を共有結合の形態で化学結合させることができる。 From the viewpoint of effectively reducing the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, the solder particles use an isocyanate compound to react the isocyanate compound with the hydroxyl group on the surface of the solder. It is preferably obtained through a step. In the above reaction, a covalent bond is formed. By reacting the hydroxyl group on the surface of the solder with the isocyanate compound, solder particles in which the nitrogen atom of the group derived from the isocyanate group is covalently bonded to the surface of the solder can be easily obtained. By reacting the isocyanate compound with the hydroxyl group on the surface of the solder, a group derived from the isocyanate group can be chemically bonded to the surface of the solder in the form of a covalent bond.

また、イソシアネート基に由来する基には、シランカップリング剤を容易に反応させることができる。上記はんだ粒子を容易に得ることができるので、上記カルボキシル基を含む基が、カルボキシル基を有するシランカップリング剤を用いた反応により導入されているか、又は、シランカップリング剤を用いた反応の後に、シランカップリング剤に由来する基にカルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物を反応させることで導入されていることが好ましい。上記はんだ粒子は、上記イソシアネート化合物を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記イソシアネート化合物を反応させた後、カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物を反応させることにより得られることが好ましい。 Further, the silane coupling agent can be easily reacted with the group derived from the isocyanate group. Since the solder particles can be easily obtained, the group containing the carboxyl group is introduced by the reaction using the silane coupling agent having a carboxyl group, or after the reaction using the silane coupling agent. , It is preferable that the silane coupling agent is introduced by reacting a compound having at least one carboxyl group with a group derived from the silane coupling agent. The solder particles are preferably obtained by reacting the hydroxyl group on the surface of the solder with the isocyanate compound using the isocyanate compound, and then reacting the compound having at least one carboxyl group.

接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物が、カルボキシル基を複数有することが好ましい。 From the viewpoint of effectively lowering the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, it is preferable that the compound having at least one carboxyl group has a plurality of carboxyl groups.

上記イソシアネート化合物としては、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)及びイソホロンジイソシアネート(IPDI)等が挙げられる。これら以外のイソシアネート化合物を用いてもよい。この化合物をはんだの表面に反応させた後、残イソシアネート基と、その残イソシアネート基と反応性を有し、かつカルボキシル基を有する化合物を反応させることで、はんだの表面に式(X)で表される基を介して、カルボキシル基を導入することができる。 Examples of the isocyanate compound include diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), toluene diisocyanate (TDI) and isophorone diisocyanate (IPDI). Isocyanate compounds other than these may be used. After reacting this compound with the surface of the solder, the residual isocyanate group and the compound having reactivity with the residual isocyanate group and having a carboxyl group are reacted, so that the surface of the solder is represented by the formula (X). A carboxyl group can be introduced through the group to be added.

上記イソシアネート化合物としては、不飽和二重結合を有し、かつイソシアネート基を有する化合物を用いてもよい。例えば、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート及び2-イソシアナトエチルメタクリレートが挙げられる。この化合物のイソシアネート基をはんだの表面に反応させた後、残存している不飽和二重結合に対し反応性を有する官能基を有し、かつカルボキシル基を有する化合物を反応させることで、はんだの表面に式(X)で表される基を介して、カルボキシル基を導入することができる。 As the isocyanate compound, a compound having an unsaturated double bond and an isocyanate group may be used. For example, 2-acryloyloxyethyl isocyanate and 2-isocyanatoethyl methacrylate can be mentioned. After reacting the isocyanate group of this compound with the surface of the solder, the compound having a functional group reactive with the remaining unsaturated double bond and having a carboxyl group is reacted to form the solder. A carboxyl group can be introduced on the surface via a group represented by the formula (X).

上記シランカップリング剤としては、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(信越シリコーン社製「KBE-9007」)、及び3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(MOMENTIVE社製「Y-5187」)等が挙げられる。上記シランカップリング剤は、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。 Examples of the silane coupling agent include 3-isocyanatepropyltriethoxysilane (“KBE-9007” manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd.) and 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane (“Y-5187” manufactured by MOMENTIVE). Only one kind of the silane coupling agent may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination.

上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物としては、レブリン酸、グルタル酸、グリコール酸、コハク酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、アジピン酸、5-ケトヘキサン酸、3-ヒドロキシプロピオン酸、4-アミノ酪酸、3-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトイソブチル酸、3-メチルチオプロピオン酸、3-フェニルプロピオン酸、3-フェニルイソブチル酸、4-フェニル酪酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、9-ヘキサデセン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、(9,12,15)-リノレン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、デカン二酸及びドデカン二酸等が挙げられる。グルタル酸、アジピン酸又はグリコール酸が好ましい。上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物は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。 Examples of the compound having at least one carboxyl group include levulinic acid, glutaric acid, glycolic acid, succinic acid, malic acid, oxalic acid, malonic acid, adipic acid, 5-ketohexanoic acid, 3-hydroxypropionic acid and 4-amino. Buty acid, 3-mercaptopropionic acid, 3-mercaptoisobutyl acid, 3-methylthiopropionic acid, 3-phenylpropionic acid, 3-phenylisobutylic acid, 4-phenylbutyric acid, decanoic acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecane Acids, 9-hexadecenoic acid, heptadecanoic acid, stearic acid, oleic acid, baxenoic acid, linoleic acid, (9,12,15) -linolenic acid, nonadecanoic acid, arachidic acid, decanedioic acid, dodecanedic acid and the like. .. Glutaric acid, adipic acid or glycolic acid are preferred. As the compound having at least one carboxyl group, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.

上記イソシアネート化合物を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記イソシアネート化合物を反応させた後、カルボキシル基を複数有する化合物の一部のカルボキシル基を反応させることで、はんだの表面の水酸基に反応させることで、カルボキシル基を含む基を残存させることができる。 Using the isocyanate compound, the hydroxyl group on the surface of the solder is reacted with the hydroxyl group on the surface of the solder, and then the carboxyl group of a part of the compound having a plurality of carboxyl groups is reacted to react with the hydroxyl group on the surface of the solder. Therefore, a group containing a carboxyl group can be retained.

上記はんだ粒子の製造方法では、はんだ粒子を用いて、かつ、イソシアネート化合物を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記イソシアネート化合物を反応させた後、カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物を反応させて、はんだの表面に、上記式(X)で表される基を介して、カルボキシル基を含む基が結合しているはんだ粒子を得る。上記はんだ粒子の製造方法では、上記の工程により、はんだの表面に、カルボキシル基を含む基が導入されたはんだ粒子を容易に得ることができる。 In the method for producing solder particles, the isocyanate compound is reacted with a hydroxyl group on the surface of the solder by using the solder particles and an isocyanate compound, and then the compound having at least one carboxyl group is reacted. , To obtain solder particles to which a group containing a carboxyl group is bonded to the surface of the solder via a group represented by the above formula (X). In the method for producing solder particles, the solder particles in which a group containing a carboxyl group is introduced on the surface of the solder can be easily obtained by the above steps.

上記はんだ粒子の具体的な製造方法としては、以下の方法が挙げられる。有機溶媒にはんだ粒子を分散させ、イソシアネート基を有するシランカップリング剤を添加する。その後、はんだの表面の水酸基とイソシアネート基との反応触媒を用い、はんだの表面にシランカップリング剤を共有結合させる。次に、シランカップリング剤のケイ素原子に結合しているアルコキシ基を加水分解することで、水酸基を生成させる。生成した水酸基に、カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物のカルボキシル基を反応させる。 Specific examples of the method for manufacturing the solder particles include the following methods. The solder particles are dispersed in an organic solvent, and a silane coupling agent having an isocyanate group is added. Then, a silane coupling agent is covalently bonded to the surface of the solder by using a reaction catalyst of a hydroxyl group and an isocyanate group on the surface of the solder. Next, a hydroxyl group is generated by hydrolyzing the alkoxy group bonded to the silicon atom of the silane coupling agent. The generated hydroxyl group is reacted with the carboxyl group of the compound having at least one carboxyl group.

また、上記はんだ粒子の具体的な製造方法としては、以下の方法が挙げられる。有機溶媒にはんだ粒子を分散させ、イソシアネート基と不飽和二重結合を有する化合物を添加する。その後、はんだの表面の水酸基とイソシアネート基との反応触媒を用い、共有結合を形成させる。その後、導入された不飽和二重結合に対して、不飽和二重結合、及びカルボキシル基を有する化合物を反応させる。 Moreover, the following method is mentioned as a specific manufacturing method of the said solder particles. Solder particles are dispersed in an organic solvent, and a compound having an isocyanate group and an unsaturated double bond is added. Then, a covalent bond is formed by using a reaction catalyst of a hydroxyl group on the surface of the solder and an isocyanate group. Then, the introduced unsaturated double bond is reacted with the unsaturated double bond and the compound having a carboxyl group.

はんだの表面の水酸基とイソシアネート基との反応触媒としては、錫系触媒(ジブチル錫ジラウレート等)、アミン系触媒(トリエチレンジアミン等)、カルボキシレート触媒(ナフテン酸鉛、酢酸カリウム等)、及びトリアルキルホスフィン触媒(トリエチルホスフィン等)等が挙げられる。 The reaction catalyst between the hydroxyl group on the surface of the solder and the isocyanate group includes a tin catalyst (dibutyltin dilaurate, etc.), an amine catalyst (triethylenediamine, etc.), a carboxylate catalyst (lead naphthenate, potassium acetate, etc.), and a trialkyl. Examples thereof include a phosphine catalyst (triethylphosphine, etc.).

接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物は、下記式(1)で表される化合物であることが好ましい。下記式(1)で表される化合物は、フラックス作用を有する。また、下記式(1)で表される化合物は、はんだの表面に導入された状態でフラックス作用を有する。 From the viewpoint of effectively lowering the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, the compound having at least one carboxyl group is a compound represented by the following formula (1). Is preferable. The compound represented by the following formula (1) has a flux action. Further, the compound represented by the following formula (1) has a flux action in a state of being introduced into the surface of the solder.

Figure 0007011892000002
Figure 0007011892000002

上記式(1)中、Xは、水酸基と反応可能な官能基を表し、Rは、炭素数1~5の2価の有機基を表す。該有機基は、炭素原子と水素原子と酸素原子とを含んでいてもよい。該有機基は炭素数1~5の2価の炭化水素基であってもよい。上記有機基の主鎖は2価の炭化水素基であることが好ましい。該有機基では、2価の炭化水素基にカルボキシル基や水酸基が結合していてもよい。上記式(1)で表される化合物には、例えばクエン酸が含まれる。 In the above formula (1), X represents a functional group capable of reacting with a hydroxyl group, and R represents a divalent organic group having 1 to 5 carbon atoms. The organic group may contain a carbon atom, a hydrogen atom and an oxygen atom. The organic group may be a divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. The main chain of the organic group is preferably a divalent hydrocarbon group. In the organic group, a carboxyl group or a hydroxyl group may be bonded to a divalent hydrocarbon group. The compound represented by the above formula (1) includes, for example, citric acid.

上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物は、下記式(1A)又は下記式(1B)で表される化合物であることが好ましい。上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物は、下記式(1A)で表される化合物であることが好ましく、下記式(1B)で表される化合物であることがより好ましい。 The compound having at least one carboxyl group is preferably a compound represented by the following formula (1A) or the following formula (1B). The compound having at least one carboxyl group is preferably a compound represented by the following formula (1A), and more preferably a compound represented by the following formula (1B).

Figure 0007011892000003
Figure 0007011892000003

上記式(1A)中、Rは、炭素数1~5の2価の有機基を表す。上記式(1A)中のRは上記式(1)中のRと同様である。 In the above formula (1A), R represents a divalent organic group having 1 to 5 carbon atoms. The R in the above formula (1A) is the same as the R in the above formula (1).

Figure 0007011892000004
Figure 0007011892000004

上記式(1B)中、Rは、炭素数1~5の2価の有機基を表す。上記式(1B)中のRは上記式(1)中のRと同様である。 In the above formula (1B), R represents a divalent organic group having 1 to 5 carbon atoms. The R in the above formula (1B) is the same as the R in the above formula (1).

はんだの表面に、下記式(2A)又は下記式(2B)で表される基が結合していることが好ましい。はんだの表面に、下記式(2A)で表される基が結合していることが好ましく、下記式(2B)で表される基が結合していることがより好ましい。なお、下記式(2A)及び下記式(2B)において、左端部は結合部位を表す。 It is preferable that a group represented by the following formula (2A) or the following formula (2B) is bonded to the surface of the solder. It is preferable that the group represented by the following formula (2A) is bonded to the surface of the solder, and it is more preferable that the group represented by the following formula (2B) is bonded. In the following formula (2A) and the following formula (2B), the left end portion represents a binding site.

Figure 0007011892000005
Figure 0007011892000005

上記式(2A)中、Rは、炭素数1~5の2価の有機基を表す。上記式(2A)中のRは上記式(1)中のRと同様である。 In the above formula (2A), R represents a divalent organic group having 1 to 5 carbon atoms. The R in the above formula (2A) is the same as the R in the above formula (1).

Figure 0007011892000006
Figure 0007011892000006

上記式(2B)中、Rは、炭素数1~5の2価の有機基を表す。上記式(2B)中のRは上記式(1)中のRと同様である。 In the above formula (2B), R represents a divalent organic group having 1 to 5 carbon atoms. The R in the above formula (2B) is the same as the R in the above formula (1).

はんだの表面の濡れ性を高める観点からは、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物の分子量は、好ましくは10000以下、より好ましくは1000以下、更に好ましくは500以下である。 From the viewpoint of enhancing the wettability of the surface of the solder, the molecular weight of the compound having at least one carboxyl group is preferably 10,000 or less, more preferably 1000 or less, still more preferably 500 or less.

上記分子量は、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物が重合体ではない場合、及び上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物の構造式が特定できる場合は、当該構造式から算出できる分子量を意味する。また、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物が重合体である場合は、重量平均分子量を意味する。 The molecular weight means a molecular weight that can be calculated from the structural formula when the compound having at least one carboxyl group is not a polymer and when the structural formula of the compound having at least one carboxyl group can be specified. When the compound having at least one carboxyl group is a polymer, it means the weight average molecular weight.

導電接続時にはんだ粒子の凝集性を効果的に高めることができることから、上記はんだ粒子は、はんだ粒子本体と、上記はんだ粒子本体の表面上に配置されたアニオンポリマーとを有することが好ましい。上記はんだ粒子は、はんだ粒子本体をアニオンポリマー又はアニオンポリマーとなる化合物で表面処理することにより得られることが好ましい。上記はんだ粒子は、アニオンポリマー又はアニオンポリマーとなる化合物による表面処理物であることが好ましい。上記アニオンポリマー及び上記アニオンポリマーとなる化合物はそれぞれ、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。上記アニオンポリマーは、酸性基を有するポリマーである。 It is preferable that the solder particles have a solder particle main body and an anionic polymer arranged on the surface of the solder particle main body because the cohesiveness of the solder particles can be effectively enhanced at the time of conductive connection. The solder particles are preferably obtained by surface-treating the main body of the solder particles with an anionic polymer or a compound to be an anionic polymer. The solder particles are preferably a surface-treated product of an anionic polymer or a compound that becomes an anionic polymer. Only one kind of the anion polymer and the compound to be the anion polymer may be used, or two or more kinds may be used in combination. The anionic polymer is a polymer having an acidic group.

はんだ粒子本体をアニオンポリマーで表面処理する方法としては、アニオンポリマーとして、例えば(メタ)アクリル酸を共重合した(メタ)アクリルポリマー、ジカルボン酸とジオールとから合成されかつ両末端にカルボキシル基を有するポリエステルポリマー、ジカルボン酸の分子間脱水縮合反応により得られかつ両末端にカルボキシル基を有するポリマー、ジカルボン酸とジアミンとから合成されかつ両末端にカルボキシル基を有するポリエステルポリマー、並びにカルボキシル基を有する変性ポバール(日本合成化学社製「ゴーセネックスT」)等を用いて、アニオンポリマーのカルボキシル基と、はんだ粒子本体の表面の水酸基とを反応させる方法が挙げられる。 As a method of surface-treating the solder particle body with an anionic polymer, for example, as an anionic polymer, a (meth) acrylic polymer copolymerized with (meth) acrylic acid, which is synthesized from a dicarboxylic acid and a diol and has carboxyl groups at both ends. Polyester polymer, polymer obtained by intermolecular dehydration condensation reaction of dicarboxylic acid and having carboxyl groups at both ends, polyester polymer synthesized from dicarboxylic acid and diamine and having carboxyl groups at both ends, and modified poval having carboxyl groups. A method of reacting the carboxyl group of the anionic polymer with the hydroxyl group on the surface of the solder particle body by using (“Gosenex T” manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.) can be mentioned.

上記アニオンポリマーのアニオン部分としては、上記カルボキシル基が挙げられ、それ以外には、トシル基(p-HCCS(=O)-)、スルホン酸イオン基(-SO )、及びリン酸イオン基(-PO )等が挙げられる。Examples of the anionic portion of the anionic polymer include the above-mentioned carboxyl group, and other than that, a tosyl group (p-H 3 CC 6 H 4 S (= O) 2- ) and a sulfonic acid ion group (-SO 3-- ) . ), Phosphate ion group (-PO 4- ) and the like.

また、表面処理の他の方法としては、はんだ粒子本体の表面の水酸基と反応する官能基を有し、さらに、付加、縮合反応により重合可能な官能基を有する化合物を用いて、この化合物をはんだ粒子本体の表面上にてポリマー化する方法が挙げられる。はんだ粒子本体の表面の水酸基と反応する官能基としては、カルボキシル基、及びイソシアネート基等が挙げられ、付加、縮合反応により重合する官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、及び(メタ)アクリロイル基が挙げられる。 As another method of surface treatment, a compound having a functional group that reacts with a hydroxyl group on the surface of the solder particle body and further having a functional group that can be polymerized by an addition or condensation reaction is used to solder this compound. Examples thereof include a method of polymerizing on the surface of the particle body. Examples of the functional group that reacts with the hydroxyl group on the surface of the solder particle body include a carboxyl group and an isocyanate group, and examples of the functional group polymerized by the addition and condensation reaction include a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, and (meth). Acryloyl group is mentioned.

上記アニオンポリマーの重量平均分子量は好ましくは2000以上、より好ましくは3000以上であり、好ましくは10000以下、より好ましくは8000以下である。上記重量平均分子量が上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだ粒子の表面に十分な量の電荷、及びフラックス性を導入することができる。これにより、導電接続時にはんだ粒子の凝集性を効果的に高めることができ、かつ、接続対象部材の接続時に、電極の表面の酸化膜を効果的に除去することができる。 The weight average molecular weight of the anionic polymer is preferably 2000 or more, more preferably 3000 or more, preferably 10,000 or less, and more preferably 8000 or less. When the weight average molecular weight is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, a sufficient amount of charge and flux property can be introduced on the surface of the solder particles. As a result, the cohesiveness of the solder particles can be effectively enhanced at the time of conductive connection, and the oxide film on the surface of the electrode can be effectively removed at the time of connecting the members to be connected.

上記重量平均分子量が上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだ粒子本体の表面上にアニオンポリマーを配置することが容易であり、導電接続時にはんだ粒子の凝集性を効果的に高めることができ、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。 When the weight average molecular weight is equal to or higher than the lower limit and lower than the upper limit, it is easy to dispose the anionic polymer on the surface of the solder particle body, and the cohesiveness of the solder particles can be effectively enhanced at the time of conductive connection. , The solder can be placed more efficiently on the electrodes.

上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されたポリスチレン換算での重量平均分子量を示す。 The weight average molecular weight indicates the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).

アニオンポリマーの重量平均分子量は、はんだを溶解し、アニオンポリマーの分解を起こさない希塩酸等により、はんだを除去した後、残存しているアニオンポリマーの重量平均分子量を測定することで求めることができる。 The weight average molecular weight of the anionic polymer can be determined by dissolving the solder, removing the solder with dilute hydrochloric acid or the like that does not cause decomposition of the anionic polymer, and then measuring the weight average molecular weight of the remaining anionic polymer.

アニオンポリマーのはんだ粒子の表面における導入量に関しては、はんだ粒子1gあたりの酸価が、好ましくは1mgKOH以上、より好ましくは2mgKOH以上であり、好ましくは10mgKOH以下、より好ましくは6mgKOH以下である。 Regarding the amount of the anionic polymer introduced on the surface of the solder particles, the acid value per 1 g of the solder particles is preferably 1 mgKOH or more, more preferably 2 mgKOH or more, preferably 10 mgKOH or less, and more preferably 6 mgKOH or less.

上記酸価は以下のようにして測定可能である。はんだ粒子1gを、アセトン36gに添加し、超音波にて1分間分散させる。その後、指示薬として、フェノールフタレインを用い、0.1mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液にて滴定する。 The acid value can be measured as follows. 1 g of solder particles are added to 36 g of acetone and dispersed by ultrasonic waves for 1 minute. Then, phenolphthalein is used as an indicator and titrated with a 0.1 mol / L potassium hydroxide ethanol solution.

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。該低融点金属とは、融点が450℃以下の金属を示す。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。また、上記はんだは錫を含むことが好ましい。上記はんだ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、更に好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。上記はんだ中の錫の含有量が上記下限以上であると、はんだと電極との導通信頼性がより一層高くなる。 The solder is preferably a metal having a melting point of 450 ° C. or lower (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. Further, the solder preferably contains tin. The tin content in 100% by weight of the solder is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 70% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more. When the tin content in the solder is at least the above lower limit, the continuity reliability between the solder and the electrode becomes even higher.

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」)等を用いて測定可能である。 The tin content may be determined using a high frequency inductively coupled plasma emission spectroscopic analyzer (“ICP-AES” manufactured by Horiba, Ltd.) or a fluorescent X-ray analyzer (“EDX-800HS” manufactured by Shimadzu Corporation). It is measurable.

上記はんだ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 solder particles, 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, as a result of increasing the bonding strength between the solder and the electrode by using the solder particles, peeling between the solder and the electrode is more difficult to occur, and the conduction reliability is effectively increased.

上記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、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 low melting point metal is 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.

上記はんだの材料は、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、インジウムなど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 solder material 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.

上記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、パラジウム等の金属を含んでいてもよい。また、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、上記はんだ100重量%中、好ましくは0.0001重量%以上であり、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, the solder is nickel, copper, antimony, aluminum, zinc, iron, gold, titanium, phosphorus, germanium, tellurium, cobalt, bismuth, manganese, chromium, molybdenum. , Palladium and other metals may be contained. Further, from the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder and the electrode, the solder preferably contains nickel, copper, antimony, aluminum or zinc. From the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder and the electrode, the content of these metals for increasing the bonding strength is preferably 0.0001% by weight or more, preferably 0.0001% by weight, based on 100% by weight of the solder. It is less than% by weight.

上記はんだ粒子の平均粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは3μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下、更に好ましくは30μm以下である。上記はんだ粒子の平均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 average particle size of the solder 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 50 μm or less, still more preferably 30 μm or less. When the average particle diameter of the solder particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder can be arranged more efficiently on the electrodes, it is easy to arrange a large amount of solder between the electrodes, and conduction is achieved. The reliability becomes even higher.

上記はんだ粒子の形状は特に限定されない。上記はんだ粒子の形状は、球状であってもよく、扁平状などの球形状以外の形状であってもよい。 The shape of the solder particles is not particularly limited. The shape of the solder particles may be spherical or may be a shape other than a spherical shape such as a flat shape.

上記はんだ接合材料100重量%中、上記はんだ粒子の含有量は80重量%を超え、好ましくは81重量%以上、より好ましくは85重量%以上、更に好ましくは90重量%以上であり、好ましくは97重量%以下、より好ましくは95重量%以下、更に好ましくは92重量%以下である。上記はんだ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。導通信頼性をより一層高める観点からは、上記はんだ粒子の含有量は多い方が好ましい。 The content of the solder particles in 100% by weight of the solder bonding material is more than 80% by weight, preferably 81% by weight or more, more preferably 85% by weight or more, still more preferably 90% by weight or more, and preferably 97. By weight or less, more preferably 95% by weight or less, still more preferably 92% by weight or less. When the content of the solder particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder can be arranged more efficiently on the electrodes, it is easy to arrange a large amount of solder between the electrodes, and the conduction reliability is increased. The sex becomes even higher. From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability, it is preferable that the content of the solder particles is large.

(バインダー)
上記はんだ接合材料は、上記フラックス及び上記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有することが好ましい。上記はんだ接合材料は、上記バインダーとして、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有することが好ましい。
(binder)
The solder bonding material preferably contains a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder. The solder bonding material preferably contains a compound having an amino group or a thiol group as the binder.

上記バインダーとして用いることができる上記アミノ基又はチオール基を有する化合物としては、液状ポリサルファイドポリマー、トリアリルイソシアヌレートとジペンタエリスリトール ヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)との反応物、及びポリエーテルアミン等が挙げられる。 Examples of the compound having an amino group or a thiol group that can be used as the binder include a liquid polysulfide polymer, a reaction product of triallyl isocyanurate and dipentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate), and a polyether amine. Can be mentioned.

上記アミノ基又はチオール基を有する化合物以外のバインダーとしては、ポリエーテルポリオール、(メタ)アクリル樹脂等が挙げられる。 Examples of the binder other than the compound having an amino group or a thiol group include a polyether polyol and a (meth) acrylic resin.

上記はんだ接合材料100重量%中、上記バインダーの含有量は好ましくは1重量%を超え、より好ましくは5重量%以上、更に好ましくは10重量%以上であり、好ましくは20重量%未満、より好ましくは17重量%以下、更に好ましくは15重量%以下である。上記バインダー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。 In 100% by weight of the solder bonding material, the content of the binder is preferably more than 1% by weight, more preferably 5% by weight or more, still more preferably 10% by weight or more, preferably less than 20% by weight, more preferably. Is 17% by weight or less, more preferably 15% by weight or less. When the content of the binder is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder can be arranged more efficiently on the electrodes, it is easy to arrange a large amount of solder between the electrodes, and the conduction reliability. Will be even higher.

(フラックス)
上記はんだ接合材料は、上記フラックス及び上記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有することが好ましい。上記はんだ接合材料は、上記フラックスとして、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有することが好ましい。
(flux)
The solder bonding material preferably contains a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder. The solder bonding material preferably contains a compound having an amino group or a thiol group as the flux.

フラックスの使用により、はんだを電極上により一層効果的に配置することができる。該フラックスは特に限定されない。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使用できる。 The use of flux allows the solder to be placed more effectively on the electrodes. The flux is not particularly limited. As the flux, a flux generally used for solder bonding or the like can be used.

上記フラックスとして用いることができる上記アミノ基又はチオール基を有する化合物としては、カルボン酸とアミンとの反応物、及びカルボン酸とアニリンとチオフェノールとの反応物等が挙げられる。 Examples of the compound having an amino group or a thiol group that can be used as the flux include a reaction product of a carboxylic acid and an amine, a reaction product of a carboxylic acid, aniline and a thiophenol, and the like.

上記フラックスとしては、例えば、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、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。 Examples of the flux include 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, hydrazine, an organic acid and pine fat. And so on. Only one kind of the above flux may be used, or two or more kinds 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、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, glutamate and glutaric acid. Examples of the pine fat include activated pine fat and deactivated pine fat. The flux is preferably an organic acid or pine fat having two or more carboxyl groups. 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.

上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。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. 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、更に好ましくは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、更に好ましくは150℃以下、更に一層好ましくは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、はんだ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 above lower limit and not more than the above upper limit, the flux effect is exhibited more effectively and the solder is more efficiently arranged 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℃)、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、はんだを電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記フラックスの沸点は200℃以下であることが好ましい。 Further, from the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrode, the boiling point of the flux is preferably 200 ° C. or lower.

はんだ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 solder on the electrodes, the melting point of the flux is preferably higher than the melting point of the solder, more preferably 5 ° C or higher, and further preferably 10 ° C or higher. ..

上記フラックスは、はんだ接合材料中に分散されていてもよく、はんだ粒子の表面上に付着していてもよい。 The flux may be dispersed in the solder bonding material or may be attached to the surface of the solder particles.

フラックスの融点が、はんだの融点より高いことにより、電極部分にはんだ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。はんだの融点を超えた段階では、はんだの内部は溶解するが、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、優先的に電極上に来たはんだの表面の酸化被膜が除去されることや、活性化したフラックスによりはんだの表面の電荷が中和されることにより、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、電極上に効率的にはんだ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, the solder 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. When the melting point of the solder is exceeded, the inside of the solder melts, but the oxide film formed on the surface does not reach the melting point (active temperature) of the flux and is not removed. In this state, the temperature of the electrode portion reaches the melting point (active temperature) of the flux first, so that the oxide film on the surface of the solder that has come onto the electrode preferentially is removed, and the activated flux causes the solder. By neutralizing the charge on the surface of the solder, the solder can wet and spread on the surface of the electrode. As a result, the solder can be efficiently aggregated on the electrodes.

上記はんだ接合材料100重量%中、上記フラックスの含有量は好ましくは1重量%を超え、より好ましくは2重量%以上、更に好ましくは3重量%以上であり、好ましくは10重量%未満、より好ましくは8重量%以下、更に好ましくは5重量%以下である。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、はんだ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、さらに、はんだ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。 In 100% by weight of the solder bonding material, the content of the flux is preferably more than 1% by weight, more preferably 2% by weight or more, still more preferably 3% by weight or more, preferably less than 10% by weight, more preferably. Is 8% by weight or less, more preferably 5% by weight or less. 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 surface of the solder and the electrode, and further, the oxide film formed on the surface of the solder and the electrode is more effective. Can be removed.

(他の成分)
上記はんだ接合材料は、必要に応じて、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、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 solder bonding material may be, for example, a filler, a bulking agent, a softener, a plasticizer, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, and the like. It may contain various additives such as lubricants, antistatic agents and flame retardant agents.

(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、少なくとも1つの第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、少なくとも1つの第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はんだ部とを備える。本発明に係る接続構造体では、上記はんだ部の材料が、上記はんだ接合材料である。上記はんだ部が、上記はんだ接合材料により形成されている。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の電極とが上記はんだ部により電気的に接続されている。
(Connection structure and manufacturing method of connection structure)
The connection structure according to the present invention includes a first connection target member having at least one first electrode on the surface, a second connection target member having at least one second electrode on the surface, and the first connection target member. It is provided with a solder portion connecting the connection target member of the above and the second connection target member. In the connection structure according to the present invention, the material of the solder portion is the solder joint material. The solder portion is formed of the solder bonding material. In the connection structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode are electrically connected by the solder portion.

本発明に係る接続構造体では、上記第1の接続対象部材が、上記第1の電極を複数有し、上記第2の接続対象部材が、上記第2の電極を複数有し、隣り合う上記第1の電極間を、上記はんだ部がまたがっておらず、かつ、隣り合う上記第2の電極間を、上記はんだ部がまたがっていないことが好ましい。 In the connection structure according to the present invention, the first connection target member has a plurality of the first electrodes, and the second connection target member has a plurality of the second electrodes and is adjacent to each other. It is preferable that the solder portion does not straddle the first electrodes and that the solder portion does not straddle the adjacent second electrodes.

本発明に係る接続構造体の製造方法では、少なくとも1つの第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、上述したはんだ接合材料を配置する工程と、上記はんだ接合材料の上記第1の接続対象部材とは反対の表面上に、少なくとも1つの第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と、上記はんだ粒子の融点以上に加熱することで、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はんだ部を、上記はんだ接合材料により形成し、かつ、上記第1の電極と上記第2の電極とを、上記はんだ部により電気的に接続する工程とを備える。 In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the step of arranging the above-mentioned solder bonding material on the surface of the first connection target member having at least one first electrode on the surface, and the above-mentioned solder bonding material. A second connection target member having at least one second electrode on the surface on the surface opposite to the first connection target member so that the first electrode and the second electrode face each other. The solder portion connecting the first connection target member and the second connection target member is formed of the solder bonding material by heating the solder particles to the melting point or higher of the solder particles. Moreover, the step of electrically connecting the first electrode and the second electrode by the solder portion is provided.

本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第1の電極上に、上記第1の電極よりも側方にはみ出さないように、上記はんだ接合材料を配置してもよい。 In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the solder bonding material may be arranged on the first electrode so as not to protrude laterally from the first electrode.

本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記はんだ接合材料は、はんだペーストであることが好ましい。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第1の接続対象部材が、上記第1の電極を複数有し、上記第2の接続対象部材が、上記第2の電極を複数有し、上記第1の電極上に、上記第1の電極よりも側方にはみ出すように、上記はんだ接合材料を配置するか、又は、複数の上記第1の電極上に、隣り合う上記第1の電極間をまたがるように、上記はんだ接合材料を配置し、隣り合う上記第1の電極間を、上記はんだ部がまたがっておらず、かつ、隣り合う上記第2の電極間を、上記はんだ部がまたがっていない接続構造体を得ることが好ましい。上記第1の電極上に、上記第1の電極よりも側方にはみ出すように、上記はんだ接合材料を配置してもよく、隣り合う上記第1の電極間をまたがるように、上記はんだ接合材料を配置してもよい。 In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the solder bonding material is preferably a solder paste. In the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the first connection target member has a plurality of the first electrodes, and the second connection target member has a plurality of the second electrodes. The solder bonding material is placed on the first electrode so as to protrude laterally from the first electrode, or the first electrodes are adjacent to each other on the plurality of the first electrodes. The solder joint material is arranged so as to straddle the space between them, and the solder portion does not straddle between the adjacent first electrodes, and the solder portion straddles between the adjacent second electrodes. It is preferable to obtain a connection structure that is not connected. The solder bonding material may be arranged on the first electrode so as to protrude laterally from the first electrode, or the solder bonding material may be placed so as to straddle between adjacent first electrodes. May be placed.

本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記はんだ接合材料が、上記フラックス及び上記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有し、上記はんだ粒子の融点以上に加熱することで、かつ、上記アミノ基又はチオール基を有する化合物の分解温度及び揮発温度の内の少なくとも一方の温度以上に加熱することで、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はんだ部を、上記はんだ接合材料により形成し、かつ、上記第1の電極と上記第2の電極とを、上記はんだ部により電気的に接続することが好ましい。 In the method for producing a connecting structure according to the present invention, the solder bonding material contains a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder, and is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles. By heating the compound to a temperature equal to or higher than at least one of the decomposition temperature and the volatilization temperature of the compound having an amino group or a thiol group, the first connection target member and the second connection target member are used. It is preferable that the solder portion connecting the above is formed of the solder bonding material, and the first electrode and the second electrode are electrically connected by the solder portion.

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はんだ接合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 solder bonding 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とを接続しているはんだ部4とを備える。はんだ部4は、上述したはんだ接合材料により形成されている。 The connection structure 1 shown in FIG. 1 is a solder that connects the first connection target member 2, the second connection target member 3, the first connection target member 2, and the second connection target member 3. A unit 4 is provided. The solder portion 4 is formed of the above-mentioned solder bonding material.

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。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。第1の電極2aと第2の電極3aとが、はんだ部4により電気的に接続されている。隣り合う第1の電極2a間、及び、隣り合う第2の電極3a間を、はんだ部4はまたがっていない。 The first connection target member 2 has a plurality of first electrodes 2a on the surface (upper surface). The second connection target member 3 has a plurality of second electrodes 3a on the surface (lower surface). The first electrode 2a and the second electrode 3a are electrically connected by the solder portion 4. The solder portion 4 does not straddle between the adjacent first electrodes 2a and between the adjacent second electrodes 3a.

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4とは異なる領域では、はんだは存在しない。はんだ部4とは異なる領域では、はんだ部4と離れたはんだは存在しない。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4とは異なる領域に、はんだが存在していてもよい。 No solder is present in a region different from the solder portion 4 gathered between the first electrode 2a and the second electrode 3a. In the region different from the solder portion 4, there is no solder separated from the solder portion 4. If the amount is small, the solder may be present in a region different from the solder portion 4 gathered between the first electrode 2a and the second electrode 3a.

第1の接続対象部材と第2の接続対象部材との間において、はんだ部がない領域には、アンダーフィル材が充填されてもよい。第1の接続対象部材と第2の接続対象部材との間において、はんだ部がない領域には、アンダーフィル材を充填して、接続構造体を用いてもよい。 An underfill material may be filled in a region where there is no solder portion between the first connection target member and the second connection target member. An underfill material may be filled in a region where there is no solder portion between the first connection target member and the second connection target member, and the connection structure may be used.

導通信頼性をより一層高める観点からは、第1の電極とはんだ部と第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50%以上(好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上)に、はんだ部が配置されていることが好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability, when the portion where the first electrode and the second electrode face each other is seen in the stacking direction of the first electrode, the solder portion, and the second electrode, the first It is preferable that the solder portion is arranged in 50% or more (preferably 60% or more, more preferably 70% or more) of the area of 100% of the portions facing each other of the electrode and the second electrode.

次に、本発明の一実施形態に係るはんだ接合材料を用いて、接続構造体1を製造する方法の一例を説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the connection structure 1 using the solder bonding material according to the embodiment of the present invention will be described.

先ず、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、はんだ粒子11Aを含むはんだ接合材料11を配置する(第1の工程)。第1の電極2a上に、はんだ粒子11Aを含むはんだ接合材料11を配置する。 First, the first connection target member 2 having the first electrode 2a on the surface (upper surface) is prepared. Next, as shown in FIG. 2A, the solder bonding material 11 containing the solder particles 11A is arranged on the surface of the first connection target member 2 (first step). The solder bonding material 11 containing the solder particles 11A is arranged on the first electrode 2a.

第1の接続対象部材2の第1の電極2aが設けられた表面上に、はんだ接合材料11を配置する。隣り合う第1の電極2a間をまたがらないように、図2(a)では、各第1の電極2a上に選択的に、はんだ接合材料11を配置している。1つの第1の電極2a上に、第1の電極2aよりも側方にはみ出すように、はんだ接合材料11を配置している。はんだ接合材料11の配置の後に、はんだ粒子11Aは、第1の電極2a(ライン)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 solder bonding material 11 is arranged on the surface of the first connection target member 2 on which the first electrode 2a is provided. In FIG. 2A, the solder bonding material 11 is selectively arranged on each of the first electrodes 2a so as not to straddle the adjacent first electrodes 2a. The solder bonding material 11 is arranged on one first electrode 2a so as to protrude laterally from the first electrode 2a. After the arrangement of the solder bonding material 11, the solder particles 11A are arranged both on the first electrode 2a (line) and on the region (space) where the first electrode 2a is not formed.

はんだ接合材料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 solder bonding material 11 is not particularly limited, and examples thereof include coating with a dispenser, screen printing, and ejection with an inkjet device.

また、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の表面上のはんだ接合材料11において、はんだ接合材料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)。はんだ接合材料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 connection target member 3 having the second electrode 3a on the surface (lower surface) is prepared. Next, as shown in FIG. 2B, in the solder bonding material 11 on the surface of the first connection target member 2, the surface of the solder bonding material 11 on the surface opposite to the first connection target member 2 side. The second connection target member 3 is arranged in the second step (second step). The second connection target member 3 is arranged on the surface of the solder bonding material 11 from the second electrode 3a side. At this time, the first electrode 2a and the second electrode 3a are opposed to each other.

次に、はんだ粒子11Aの融点以上にはんだ接合材料11を加熱する(第3の工程)。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)。また、はんだ粒子11Aは溶融し、互いに接合する。また、この加熱により、バインダーは分解又は揮発することが好ましい。さらに、この加熱により、フラックスは分解又は揮発することが好ましい。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とを接続しているはんだ部4を、はんだ接合材料11により形成する。複数のはんだ粒子11Aが接合することによってはんだ部4が形成される。 Next, the solder bonding material 11 is heated above the melting point of the solder particles 11A (third step). At the time of this heating, the solder particles 11A existing in the region where the electrodes are not formed gather between the first electrode 2a and the second electrode 3a (self-aggregating effect). Further, the solder particles 11A are melted and bonded to each other. Further, it is preferable that the binder is decomposed or volatilized by this heating. Further, it is preferable that the flux is decomposed or volatilized by this heating. As a result, as shown in FIG. 2C, the solder portion 4 connecting the first connection target member 2 and the second connection target member 3 is formed by the solder bonding material 11. The solder portion 4 is formed by joining the plurality of solder particles 11A.

なお、図3(a)に示すように、隣り合う第1の電極2a間をまたがるように、各第1の電極上に選択的に、はんだ接合材料を配置してもよい。この場合に、1つの第1の電極上に、該第1の電極よりも側方にはみ出すように、はんだ接合材料を配置してもよい。その後、図2(b)及び図2(c)に対応する図3(b)及び図3(c)に示す状態を経て、接続構造体を得てもよい。 As shown in FIG. 3A, the solder bonding material may be selectively arranged on each of the first electrodes so as to straddle the adjacent first electrodes 2a. In this case, the solder bonding material may be arranged on one first electrode so as to protrude laterally from the first electrode. After that, the connection structure may be obtained through the states shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c) corresponding to FIGS. 2 (b) and 2 (c).

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260℃以下、更に好ましくは250℃以下、特に好ましくは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 260 ° C. or lower, still more preferably 250 ° C. or lower, and particularly preferably 200 ° C. or lower. It is below ° C.

なお、上記第3の工程の後に、位置の修正や製造のやり直しを目的として、第1の接続対象部材又は第2の接続対象部材を、はんだ部から剥離することができる。この剥離を行うための加熱温度は、好ましくははんだの融点以上、より好ましくははんだの融点(℃)+10℃以上である。この剥離を行うための加熱温度は、はんだの融点(℃)+100℃以下であってもよい。 After the third step, the first connection target member or the second connection target member can be peeled off from the solder portion for the purpose of correcting the position or remanufacturing. The heating temperature for performing this peeling is preferably the melting point of the solder or higher, more preferably the melting point of the solder (° C.) + 10 ° C. or higher. The heating temperature for performing this peeling may be the melting point (° C.) of the solder + 100 ° C. or lower.

上記第3の工程における加熱方法としては、はんだの融点以上に、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、接続構造体のはんだ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 oven or an oven above the melting point of the solder, or a method of locally heating only the solder portion of the connection structure. There is a way to do it.

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、はんだ部直下は、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 solder part, 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など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 substrates, glass epoxy substrates, and circuit boards such as glass substrates. The first and second connection target members are preferably electronic components.

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.

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.

バインダー1の作製方法:
チオール基を有する化合物の合成:
DPMP-E(ジペンタエリスリトール ヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート))3モルに対し、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)1モルをラジカル開始剤V-65(和光純薬工業社製、アゾ系重合開始剤)にて60℃で30分反応させることで、チオール基を有する化合物を合成した。得られたチオール基を有する化合物の沸点は、190℃であった。
Method for producing binder 1:
Synthesis of compounds with thiol groups:
1 mol of triallyl isocyanurate (TAIC) was added to 3 mol of DPMP-E (dipentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate)) as a radical initiator V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., azo-based polymerization started. A compound having a thiol group was synthesized by reacting with the agent) at 60 ° C. for 30 minutes. The boiling point of the obtained compound having a thiol group was 190 ° C.

バインダー2の作製方法:
アミノ基を有する化合物の合成:
ビス(ヘキサメチレン)トリアミン3モルに対して、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)1モルをラジカル開始剤V-65(和光純薬工業社製、アゾ系重合開始剤)にて60℃で30分反応させることで、アミノ基を有する化合物を合成した。得られたアミノ基を有する化合物の沸点は、180℃であった。
Method for producing binder 2:
Synthesis of compounds with amino groups:
Reaction of 1 mol of triallyl isocyanurate (TAIC) with 3 mol of bis (hexamethylene) triamine with radical initiator V-65 (azo-based polymerization initiator manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) at 60 ° C. for 30 minutes. By allowing the compound to be synthesized, a compound having an amino group was synthesized. The boiling point of the obtained compound having an amino group was 180 ° C.

バインダー3の作製方法:
チオール基を有する化合物の合成:
TMTP(トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート)3モルに対し、シアヌル酸トリアリル1モルをラジカル開始剤V-65(和光純薬工業社製、アゾ系重合開始剤)にて60℃で30分反応させることで、チオール基を有する化合物を合成した。得られたチオール基を有する化合物の沸点は、170℃であった。
Method for producing binder 3:
Synthesis of compounds with thiol groups:
1 mol of triallyl cyanurate was reacted with 3 mol of TMTP (trimethylolpropane tristhiopropionate) at 60 ° C. for 30 minutes with a radical initiator V-65 (Azo-based polymerization initiator manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). By allowing the compound to be synthesized, a compound having a thiol group was synthesized. The boiling point of the obtained compound having a thiol group was 170 ° C.

バインダーA:水添ロジン Binder A: Hydrogenated rosin

フラックス1の作製方法:
酒石酸30重量部、ベンジルアミン75重量部を3つ口フラスコに入れ、溶解させた。その後、150℃で減圧下(4Torr以下)2時間反応させることにより、フラックス1を得た。得られたフラックス1の沸点は、180℃であった。
Method for producing flux 1:
30 parts by weight of tartaric acid and 75 parts by weight of benzylamine were placed in a three-necked flask and dissolved. Then, the flux 1 was obtained by reacting at 150 ° C. under reduced pressure (4 Torr or less) for 2 hours. The boiling point of the obtained flux 1 was 180 ° C.

フラックスA:アジピン酸 Flux A: Adipic acid

はんだ粒子1の作製方法:
Sn-3Ag-0.5Cuはんだ粒子(三井金属社製「ST-5」、平均粒子径(メディアン径)5μm)と、クエン酸(和光純薬工業社製「クエン酸」)とを、触媒であるp-トルエンスルホン酸を用いて、トルエン溶媒中90℃で脱水しながら8時間攪拌することにより、はんだの表面にカルボキシル基を含む基が共有結合しているはんだ粒子1(CV値20%)を得た。はんだ粒子1におけるはんだの融点は、218℃であった。
Method for producing solder particles 1:
Sn-3Ag-0.5Cu solder particles (“ST-5” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., average particle diameter (median diameter) 5 μm) and citric acid (“citric acid” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are used as a catalyst. By stirring for 8 hours while dehydrating at 90 ° C. in a toluene solvent using a certain p-toluenesulfonic acid, solder particles 1 (CV value 20%) in which a group containing a carboxyl group is covalently bonded to the surface of the solder. Got The melting point of the solder in the solder particles 1 was 218 ° C.

はんだ粒子2の作製方法:
Sn-3Ag-0.5Cuはんだ粒子(三井金属社製「ST-5」、平均粒子径(メディアン径)5μm)200gと、イソシアネート基を有するシランカップリング剤(信越シリコーン社製「KBE-9007」)10gと、アセトン70gとを3つ口フラスコに秤量した。室温で撹拌しながら、はんだ粒子表面の水酸基とイソシアネート基との反応触媒であるジブチル錫ジラウレート0.25gを添加し、撹拌下、窒素雰囲気下にて100℃で2時間加熱した。その後、メタノールを50g添加し、撹拌下、窒素雰囲気下にて、60℃で1時間加熱した。
Method for producing solder particles 2:
200 g of Sn-3Ag-0.5Cu solder particles (“ST-5” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., average particle diameter (median diameter) 5 μm) and a silane coupling agent having an isocyanate group (“KBE-9007” manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd.” ) 10 g and 70 g of acetone were weighed in a three-necked flask. While stirring at room temperature, 0.25 g of dibutyltin dilaurate, which is a reaction catalyst between the hydroxyl group on the surface of the solder particles and the isocyanate group, was added, and the mixture was heated at 100 ° C. for 2 hours under stirring and a nitrogen atmosphere. Then, 50 g of methanol was added, and the mixture was heated at 60 ° C. for 1 hour under a stirring and nitrogen atmosphere.

その後、室温まで冷却し、ろ紙ではんだ粒子をろ過し、真空乾燥にて、室温で1時間脱溶剤を行った。 Then, the mixture was cooled to room temperature, the solder particles were filtered through a filter paper, and vacuum dried to remove the solvent at room temperature for 1 hour.

上記はんだ粒子を、3つ口フラスコに入れ、アセトン70gと、クエン酸トリメチル30gと、エステル交換反応触媒であるモノブチルスズオキサイド0.5gとを添加し、撹拌下、窒素雰囲気下で60℃で1時間反応させた。 The above solder particles are placed in a three-necked flask, 70 g of acetone, 30 g of trimethyl citrate, and 0.5 g of monobutyltin oxide as a transesterification reaction catalyst are added, and the mixture is stirred and at 60 ° C. under a nitrogen atmosphere. Reacted for time.

これにより、シランカップリング剤由来のシラノール基に対して、クエン酸トリメチルのエステル基をエステル交換反応により反応させ、共有結合させた。 As a result, the ester group of trimethyl citrate was reacted with the silanol group derived from the silane coupling agent by a transesterification reaction to form a covalent bond.

その後、クエン酸を10g追加し、60℃で1時間反応させることで、クエン酸トリメチルのシラノール基と反応していない残メチルエステル基に対して、クエン酸を付加させた。 Then, 10 g of citric acid was added and reacted at 60 ° C. for 1 hour to add citric acid to the residual methyl ester group that had not reacted with the silanol group of trimethyl citrate.

その後、室温まで冷却し、ろ紙ではんだ粒子をろ過し、ろ紙上でヘキサンにてはんだ粒子を洗浄し、未反応、及びはんだ粒子の表面に非共有結合にて付着している、残クエン酸トリメチル、クエン酸を除去したのち、真空乾燥にて、室温で1時間脱溶剤を行った。 After that, it is cooled to room temperature, the solder particles are filtered with a filter paper, the solder particles are washed with hexane on the filter paper, and the residual trimethyl citrate is unreacted and adheres to the surface of the solder particles by a non-covalent bond. After removing the citric acid, the solvent was removed by vacuum drying at room temperature for 1 hour.

得られたはんだ粒子をボールミルで解砕した後、所定のCV値となるように篩を選択した。 After crushing the obtained solder particles with a ball mill, a sieve was selected so as to have a predetermined CV value.

これにより、はんだ粒子2(CV値20%)を得た。はんだ粒子2におけるはんだの融点は、218℃であった。 As a result, solder particles 2 (CV value 20%) were obtained. The melting point of the solder in the solder particles 2 was 218 ° C.

はんだ粒子3の作製方法:
外表面にチオール基を有するはんだ粒子の作製:
チオール基を有するシランカップリング剤(信越シリコーン社製「KBM-803」)10gと、アセトン50g、水20gとを3つ口フラスコに秤量した。室温で撹拌しながら、窒素雰囲気下にて60℃で6時間加熱した。
Method for producing solder particles 3:
Fabrication of solder particles with thiol groups on the outer surface:
10 g of a silane coupling agent having a thiol group (“KBM-803” manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd.), 50 g of acetone, and 20 g of water were weighed in a three-necked flask. The mixture was heated at 60 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere while stirring at room temperature.

その後、室温まで冷却し、ろ紙ではんだ粒子をろ過し、真空乾燥にて、室温で1時間脱溶剤を行った。これにより、はんだ粒子3(CV値20%)を得た。はんだ粒子3におけるはんだの融点は、218℃であった。 Then, the mixture was cooled to room temperature, the solder particles were filtered through a filter paper, and vacuum dried to remove the solvent at room temperature for 1 hour. As a result, solder particles 3 (CV value 20%) were obtained. The melting point of the solder in the solder particles 3 was 218 ° C.

はんだ粒子4の作製方法:
外表面にアミノ基を有するはんだ粒子の作製:
アミノ基を有するシランカップリング剤(信越シリコーン社製「KBM-603」)10gと、アセトン50g、水20gとを3つ口フラスコに秤量した。室温で撹拌しながら、窒素雰囲気下にて60℃で6時間加熱した。
Method for producing solder particles 4:
Fabrication of solder particles with amino groups on the outer surface:
10 g of a silane coupling agent having an amino group (“KBM-603” manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd.), 50 g of acetone, and 20 g of water were weighed in a three-necked flask. The mixture was heated at 60 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere while stirring at room temperature.

その後、室温まで冷却し、ろ紙ではんだ粒子をろ過し、真空乾燥にて、室温で1時間脱溶剤を行った。これにより、はんだ粒子4(CV値20%)を得た。はんだ粒子4におけるはんだの融点は、218℃であった。 Then, the mixture was cooled to room temperature, the solder particles were filtered through a filter paper, and vacuum dried to remove the solvent at room temperature for 1 hour. As a result, solder particles 4 (CV value 20%) were obtained. The melting point of the solder in the solder particles 4 was 218 ° C.

はんだ粒子5の作製方法:
Sn-3Ag-0.5Cuはんだ粒子(三井金属社製「ST-5」、平均粒子径(メディアン径)5μm)を、SnBiはんだ粒子、三井金属社製「ST-5」、平均粒子径(メディアン径)5μm)に変更したこと以外は、はんだ粒子1と同様にして、はんだ粒子5(CV値20%)を得た。はんだ粒子5におけるはんだの融点は、139℃であった。
Method for producing solder particles 5:
Sn-3Ag-0.5Cu solder particles (“ST-5” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., average particle diameter (median diameter) 5 μm), SnBi solder particles, “ST-5” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., average particle diameter (median) Solder particles 5 (CV value 20%) were obtained in the same manner as the solder particles 1 except that the diameter was changed to 5 μm). The melting point of the solder in the solder particles 5 was 139 ° C.

(はんだ粒子のCV値)
CV値を、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所社製「LA-920」)にて、測定した。
(CV value of solder particles)
The CV value was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring device (“LA-920” manufactured by HORIBA, Ltd.).

はんだ粒子A:SnBiはんだ粒子、融点139℃、三井金属社製「ST-5」、平均粒子径(メディアン径)5μm Solder particles A: SnBi solder particles, melting point 139 ° C, "ST-5" manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., average particle diameter (median diameter) 5 μm

ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル Diethylene glycol monohexyl ether

(実施例1~7及び比較例1,2)
(1)はんだペーストの作製
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、はんだペーストを得た。
(Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2)
(1) Preparation of Solder Paste A solder 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
複数の銅箔ランドが形成されたFR-4基板上にメタルマスクではんだペーストを、複数の銅箔ランドをまたがるように印刷した後、1005サイズの積層セラミックコンデンサ部品を銅箔ランドの印刷膜上にマウンターにて実装した。その後、最高温度260℃、保持時間40秒の条件で、リフローはんだ付けをし、試験基板である接続構造体を作製した。
(2) Fabrication of connection structure After printing solder paste with a metal mask on an FR-4 substrate on which multiple copper foil lands are formed so as to straddle multiple copper foil lands, 1005 size laminated ceramic capacitor parts. Was mounted on the printed film of the copper foil land with a mounter. Then, under the conditions of a maximum temperature of 260 ° C. and a holding time of 40 seconds, reflow soldering was performed to prepare a connection structure as a test substrate.

(評価)
(1)粘度
はんだペーストの25℃での粘度(η25)を、E型粘度計(東機産業社製)を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定した。
(evaluation)
(1) Viscosity The viscosity (η25) of the solder paste at 25 ° C. was measured using an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) under the conditions of 25 ° C. and 5 rpm.

(2)電極上のはんだの配置精度1
得られた接続構造体において、第1の電極とはんだ部と第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、はんだ部が配置されている面積の割合Xを評価した。電極上のはんだの配置精度1を下記の基準で判定した。
(2) Solder placement accuracy on electrodes 1
In the obtained connection structure, 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 solder portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode are used. The ratio X of the area where the solder portion is arranged in the area of 100% of the portions facing each other with the second electrode was evaluated. The solder placement accuracy 1 on the electrode was determined according to the following criteria.

[電極上のはんだの配置精度1の判定基準]
○○:割合Xが70%以上
○1:割合Xが65%以上、70%未満
○2:割合Xが60%以上、65%未満
△1:割合Xが55%以上、60%未満
△2:割合Xが50%以上、55%未満
×:割合Xが50%未満
[Criteria for determining solder placement accuracy 1 on electrodes]
○ ○: Ratio X is 70% or more ○ 1: Ratio X is 65% or more and less than 70% ○ 2: Ratio X is 60% or more and less than 65% △ 1: Ratio X is 55% or more and less than 60% △ 2 : Ratio X is 50% or more and less than 55% ×: Ratio X is less than 50%

(3)部品実装性の確認
得られた接続構造体について、積層セラミックコンデンサ500個のショートの有無を確認した。
(3) Confirmation of component mountability It was confirmed whether or not 500 multilayer ceramic capacitors were short-circuited in the obtained connection structure.

結果を下記の表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.

Figure 0007011892000007
Figure 0007011892000007

1…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…はんだ部
11…はんだ接合材料
11A…はんだ粒子
1 ... Connection structure 2 ... First connection target member 2a ... First electrode 3 ... Second connection target member 3a ... Second electrode 4 ... Solder part 11 ... Solder bonding material 11A ... Solder particles

Claims (15)

はんだ粒子と、フラックスと、バインダーとを含み、
前記はんだ粒子の含有量が80重量%を超え、
前記はんだ粒子として、外表面にアミノ基又はチオール基を有するはんだ粒子を含有するか、又は、前記フラックス及び前記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有し、
フラックスとして含有される場合の前記アミノ基又はチオール基を有する化合物が、アミノ基を有する化合物であり、該アミノ基を有する化合物が、カルボン酸とアミンとの反応物であり、
複数の第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、複数の第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材とにおける前記第1の電極と前記第2の電極との電気的な接続に用いられる、はんだ接合材料。
Contains solder particles, flux, and binder,
The content of the solder particles exceeds 80% by weight,
The solder particles contain solder particles having an amino group or a thiol group on the outer surface, or contain a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder.
The compound having an amino group or a thiol group when contained as a flux is a compound having an amino group, and the compound having the amino group is a reaction product of a carboxylic acid and an amine.
Electricity between the first electrode and the second electrode in a first connection target member having a plurality of first electrodes on the surface and a second connection target member having a plurality of second electrodes on the surface. Solder bonding material used for general connection.
前記フラックス及び前記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有する、請求項1に記載のはんだ接合材料。 The solder bonding material according to claim 1, which contains a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder. 前記アミノ基又はチオール基を有する化合物が、分子末端にアミノ基又はチオール基を有する、請求項1又は2に記載のはんだ接合材料。 The solder bonding material according to claim 1 or 2, wherein the compound having an amino group or a thiol group has an amino group or a thiol group at the molecular terminal. 前記アミノ基又はチオール基を有する化合物が、25℃で液状である、請求項1~3のいずれか1項に記載のはんだ接合材料。 The solder bonding material according to any one of claims 1 to 3, wherein the compound having an amino group or a thiol group is liquid at 25 ° C. 前記アミノ基又はチオール基を有する化合物が、ポリエーテル骨格を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のはんだ接合材料。 The solder bonding material according to any one of claims 1 to 4, wherein the compound having an amino group or a thiol group has a polyether skeleton. 前記アミノ基又はチオール基を有する化合物の分解温度及び揮発温度の内の少なくとも一方が、前記はんだ粒子の融点-45℃以上、260℃以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載のはんだ接合材料。 The invention according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the decomposition temperature and the volatile temperature of the compound having an amino group or a thiol group is the melting point of the solder particles of −45 ° C. or higher and 260 ° C. or lower. Solder bonding material. 前記アミノ基又はチオール基を有する化合物の分解温度及び揮発温度の内の少なくとも一方が、前記はんだ粒子の融点以上、260℃以下である、請求項6に記載のはんだ接合材料。 The solder bonding material according to claim 6, wherein at least one of the decomposition temperature and the volatile temperature of the compound having an amino group or a thiol group is equal to or higher than the melting point of the solder particles and lower than 260 ° C. 前記アミノ基又はチオール基を有する化合物として、チオール基を有する化合物を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のはんだ接合材料。 The solder bonding material according to any one of claims 1 to 7, which comprises the compound having a thiol group as the compound having an amino group or a thiol group. 前記アミノ基又はチオール基を有する化合物として、アミノ基を有する化合物と、チオール基を有する化合物とを含む、請求項8に記載のはんだ接合材料。 The solder bonding material according to claim 8, wherein the compound having an amino group or a thiol group includes a compound having an amino group and a compound having a thiol group. 前記フラックスの沸点が180℃以上、260℃以下である、請求項1~9のいずれか1項に記載のはんだ接合材料。 The solder bonding material according to any one of claims 1 to 9, wherein the flux has a boiling point of 180 ° C. or higher and 260 ° C. or lower. 前記はんだ粒子は、外表面にカルボキシル基を有する、請求項1~10のいずれか1項に記載のはんだ接合材料。 The solder bonding material according to any one of claims 1 to 10, wherein the solder particles have a carboxyl group on the outer surface. はんだペーストであり、
前記第1の電極上に、前記第1の電極よりも側方にはみ出すように塗布されるか、又は、複数の前記第1の電極上に、複数の前記第1の電極をまたがるように塗布されて用いられる、請求項1~11のいずれか1項に記載のはんだ接合材料。
It is a solder paste,
The first electrode is coated so as to protrude laterally from the first electrode, or the plurality of first electrodes are coated so as to straddle the plurality of the first electrodes. The solder bonding material according to any one of claims 1 to 11, which is used thereafter.
複数の第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、請求項1~12のいずれか1項に記載のはんだ接合材料を配置する工程と、
前記はんだ接合材料の前記第1の接続対象部材とは反対の表面上に、複数の第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、
前記はんだ粒子の融点以上に加熱することで、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はんだ部を、前記はんだ接合材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記はんだ部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 step of arranging the solder bonding material according to any one of claims 1 to 12 on the surface of the first connection target member having a plurality of first electrodes on the surface.
A second connection target member having a plurality of second electrodes on the surface opposite to the first connection target member of the solder bonding material is provided with the first electrode and the second electrode. And the process of arranging them so that they face each other
By heating to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles, a solder portion connecting the first connection target member and the second connection target member is formed by the solder bonding material, and the first connection target member is formed. A method for manufacturing a connection structure, comprising a step of electrically connecting the electrode of the above and the second electrode by the solder portion.
前記はんだ接合材料は、はんだペーストであり、
前記第1の電極上に、前記第1の電極よりも側方にはみ出すように、前記はんだ接合材料を配置するか、又は、複数の前記第1の電極上に、隣り合う前記第1の電極間をまたがるように、前記はんだ接合材料を配置し、
隣り合う前記第1の電極間を、前記はんだ部がまたがっておらず、かつ、隣り合う前記第2の電極間を、前記はんだ部がまたがっていない接続構造体を得る、請求項13に記載の接続構造体の製造方法。
The solder bonding material is a solder paste.
The solder bonding material is placed on the first electrode so as to protrude laterally from the first electrode, or the first electrodes are adjacent to each other on the plurality of the first electrodes. The solder bonding material is arranged so as to straddle the space.
13. The thirteenth aspect of the present invention, wherein the solder portion does not straddle between the adjacent first electrodes, and the solder portion does not straddle between the adjacent second electrodes. A method for manufacturing a connection structure.
前記はんだ接合材料が、前記フラックス及び前記バインダーの内の少なくとも一方として、アミノ基又はチオール基を有する化合物を含有し、
前記はんだ粒子の融点以上に加熱することで、かつ、前記アミノ基又はチオール基を有する化合物の分解温度及び揮発温度の内の少なくとも一方の温度以上に加熱することで、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はんだ部を、前記はんだ接合材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記はんだ部により電気的に接続する、請求項13又は14に記載の接続構造体の製造方法。
The solder bonding material contains a compound having an amino group or a thiol group as at least one of the flux and the binder.
By heating above the melting point of the solder particles and by heating above at least one of the decomposition temperature and the volatilization temperature of the compound having an amino group or a thiol group, the first connection target member. The solder portion connecting the second electrode and the second connection target member is formed of the solder bonding material, and the first electrode and the second electrode are electrically connected by the solder portion. The method for manufacturing a connection structure according to claim 13 or 14 .
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