JP7356217B2 - Conductive material, connected structure, and method for manufacturing connected structure - Google Patents
Conductive material, connected structure, and method for manufacturing connected structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP7356217B2 JP7356217B2 JP2018215452A JP2018215452A JP7356217B2 JP 7356217 B2 JP7356217 B2 JP 7356217B2 JP 2018215452 A JP2018215452 A JP 2018215452A JP 2018215452 A JP2018215452 A JP 2018215452A JP 7356217 B2 JP7356217 B2 JP 7356217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- conductive material
- solder
- connection
- solder particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
本発明は、はんだ粒子を含む導電材料に関する。また、本発明は、上記導電材料を用いた接続構造体及び接続構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to conductive materials containing solder particles. The present invention also relates to a connected structure using the above-mentioned conductive material and a method for manufacturing the connected structure.
異方性導電ペースト及び異方性導電フィルム等の異方性導電材料が広く知られている。上記異方性導電材料では、バインダー樹脂中に導電性粒子が分散されている。 Anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive pastes and anisotropic conductive films are widely known. In the above anisotropic conductive material, conductive particles are dispersed in a binder resin.
上記異方性導電材料は、各種の接続構造体を得るために使用されている。上記異方性導電材料による接続としては、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続(FOG(Film on Glass))、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続(COF(Chip on Film))、半導体チップとガラス基板との接続(COG(Chip on Glass))、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続(FOB(Film on Board))等が挙げられる。 The above-mentioned anisotropic conductive material is used to obtain various connected structures. Examples of connections using the anisotropic conductive material include connections between flexible printed circuit boards and glass substrates (FOG (Film on Glass)), connections between semiconductor chips and flexible printed circuit boards (COF (Chip on Film)), and semiconductor Examples include connection between a chip and a glass substrate (COG (Chip on Glass)), connection between a flexible printed circuit board and a glass epoxy substrate (FOB (Film on Board)), and the like.
上記異方性導電材料により、例えば、フレキシブルプリント基板の電極とガラスエポキシ基板の電極とを電気的に接続する際には、ガラスエポキシ基板上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を配置する。次に、フレキシブルプリント基板を積層して、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、導電性粒子を介して電極間を電気的に接続して、接続構造体を得る。 For example, when electrically connecting the electrodes of a flexible printed circuit board and the electrodes of a glass epoxy board using the anisotropic conductive material, the anisotropic conductive material containing conductive particles is placed on the glass epoxy board. do. Next, flexible printed circuit boards are laminated and heated and pressurized. Thereby, the anisotropic conductive material is cured, the electrodes are electrically connected via the conductive particles, and a connected structure is obtained.
下記の特許文献1には、導電部の外表面部分に、はんだを有する複数の導電性粒子と、熱硬化性成分とを含む導電材料が開示されている。上記導電材料では、25℃以上、上記導電性粒子における上記はんだの融点以下での導電材料の粘度の最小値は、25Pa・s以上255Pa・s以下である。上記導電性粒子の平均粒子径は、3μm以上15μm以下である。上記導電材料では、上記導電性粒子の平均粒子径(μm)をAとし、上記導電性粒子における上記はんだの融点での導電材料の粘度(Pa・s)をBとしたときに、上記Bが、(-5A+100)以上(-15A+300)以下である。
近年、はんだ粒子又ははんだを表面に有する導電性粒子を含む導電材料では、プリント配線板等における配線のファインピッチ化により、はんだ粒子又ははんだを表面に有する導電性粒子の微小化及び小粒子径化が進行している。 In recent years, with regard to conductive materials containing solder particles or conductive particles having solder on their surfaces, the finer pitch of wiring in printed wiring boards, etc. has led to miniaturization and smaller particle diameters of solder particles or conductive particles having solder on their surfaces. is in progress.
はんだ粒子等を単に小粒子径化した場合には、導電材料を用いた導電接続時に、接続されるべき上下の電極間にはんだ粒子等を効率的に配置できないという課題がある。特に、導電材料を加熱硬化させる際に、はんだ粒子等が電極上に十分に移動する前に、導電材料の粘度が上昇し、はんだ粒子等が電極がない領域に残存する場合がある。結果として、接続されるべき電極間の導通信頼性及び接続されてはならない隣接する電極間の絶縁信頼性を十分に高めることができない場合がある。 If solder particles or the like are simply reduced in particle size, there is a problem that the solder particles or the like cannot be efficiently arranged between the upper and lower electrodes to be connected during conductive connection using a conductive material. In particular, when heating and curing the conductive material, the viscosity of the conductive material increases before the solder particles and the like sufficiently move onto the electrodes, and the solder particles and the like may remain in areas where there are no electrodes. As a result, it may not be possible to sufficiently improve the continuity reliability between electrodes that should be connected and the insulation reliability between adjacent electrodes that should not be connected.
また、はんだ粒子等の小粒子径化に伴い、はんだ粒子等の表面積が増加するため、はんだ粒子等の表面の酸化被膜による酸化物の合計量も増加する。はんだ粒子等の表面に酸化被膜が存在すると、はんだ粒子等を電極上に効率的に凝集させることができないため、従来の導電材料では、導電材料中のフラックスの含有量を増加させる等の対策が必要となる。しかしながら、導電材料中のフラックスの含有量を増加させると、導電材料の硬化物中にボイドが発生したり、導電材料の硬化不良が発生したりすることがある。従来の導電材料では、上記の課題を解決することは困難である。 Furthermore, as the particle size of solder particles, etc. becomes smaller, the surface area of the solder particles, etc. increases, so the total amount of oxides due to the oxide film on the surface of the solder particles, etc. also increases. If an oxide film exists on the surface of solder particles, etc., the solder particles, etc. cannot be efficiently agglomerated on the electrode, so with conventional conductive materials, countermeasures such as increasing the flux content in the conductive material are taken. It becomes necessary. However, when the content of flux in the conductive material is increased, voids may be generated in the cured product of the conductive material or curing failure of the conductive material may occur. It is difficult to solve the above problems with conventional conductive materials.
本発明の目的は、電極上にはんだを効率的に配置することができ、隣接する電極間の絶縁信頼性を効果的に高めることができ、さらに、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる導電材料を提供することである。また、本発明の目的は、上記導電材料を用いた接続構造体及び接続構造体の製造方法を提供することである。 It is an object of the present invention to efficiently arrange solder on electrodes, to effectively improve insulation reliability between adjacent electrodes, and to provide continuity reliability between upper and lower electrodes to be connected. An object of the present invention is to provide a conductive material that can effectively improve the properties. Another object of the present invention is to provide a connected structure using the above conductive material and a method for manufacturing the connected structure.
本発明の広い局面によれば、熱硬化性化合物と、硬化促進剤と、はんだ粒子とを含む導電材料であり、前記はんだ粒子の粒子径が、30μm以下であり、前記導電材料における前記はんだ粒子を除く組成物の溶融粘度を測定し、溶融粘度の最小値を示す温度をX℃としたときに、X-10℃における溶融粘度及びX+10℃における溶融粘度がそれぞれ、10Pa・s以下である、導電材料が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, the conductive material includes a thermosetting compound, a curing accelerator, and solder particles, and the solder particles in the conductive material have a particle size of 30 μm or less. When the melt viscosity of the composition is measured, and the temperature at which the minimum value of the melt viscosity occurs is defined as X°C, the melt viscosity at X-10°C and the melt viscosity at X+10°C are each 10 Pa s or less, A conductive material is provided.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記溶融粘度の最小値を示す温度が、100℃以上110℃以下である。 In a particular aspect of the conductive material according to the present invention, the temperature at which the melt viscosity exhibits a minimum value is 100°C or more and 110°C or less.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記熱硬化性化合物100重量部に対する前記硬化促進剤の含有量が、0.1重量部以上20重量部以下である。 In a particular aspect of the conductive material according to the present invention, the content of the curing accelerator is 0.1 parts by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料100重量%中の前記はんだ粒子の含有量が、55重量%以上75重量%以下である。 In a particular aspect of the conductive material according to the present invention, the content of the solder particles in 100% by weight of the conductive material is 55% by weight or more and 75% by weight or less.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料が、導電ペーストである。 In a particular aspect of the conductive material according to the present invention, the conductive material is a conductive paste.
本発明の広い局面によれば、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、前記第1の接続対象部材と、前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、前記接続部の材料が、上述した導電材料であり、前記第1の電極と前記第2の電極とが、前記接続部中の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 a first electrode on its surface, a second connection target member having a second electrode on its surface, and the first connection target member, a connecting portion connecting the second connection target member, the material of the connecting portion is the above-mentioned conductive material, and the first electrode and the second electrode are connected to the connecting portion. A connection structure is provided that is electrically connected by a solder portion therein.
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の電極と前記接続部と前記第2の電極との積層方向に前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、前記接続部中のはんだ部が配置されている。 In a particular aspect of the connection structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode may face each other in a stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode. When looking at the portion, the solder portion in the connection portion is disposed on 50% or more of the 100% area of the portion where the first electrode and the second electrode face each other.
本発明の広い局面によれば、上述した導電材料を用いて、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、前記導電材料を配置する工程と、前記導電材料の前記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、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前記導電材料を加熱することで、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、前記導電材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記接続部中の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 above-described conductive material is disposed on the surface of a first connection target member having a first electrode on its surface; A second connection target member having a second electrode on its surface is arranged on a surface opposite to the first connection target member side so that the first electrode and the second electrode face each other. forming a connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member with the conductive material by heating the conductive material to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles; There is provided a method for manufacturing a connected structure, comprising the steps of: electrically connecting the first electrode and the second electrode with a solder portion in the connecting 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、前記第1の電極と前記接続部と前記第2の電極との積層方向に前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、前記接続部中のはんだ部が配置されている接続構造体を得る。 In a particular aspect of the method for manufacturing a connected structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode are stacked in the stacking direction of the first electrode, the connecting portion, and the second electrode. A connection in which the solder part in the connecting part is arranged in 50% or more of the 100% area of the facing part of the first electrode and the second electrode when looking at the facing parts. Get the struct.
本発明に係る導電材料は、熱硬化性化合物と、硬化促進剤と、はんだ粒子とを含む導電材料である。本発明に係る導電材料では、上記はんだ粒子の粒子径が、30μm以下である。本発明に係る導電材料では、上記導電材料における上記はんだ粒子を除く組成物の溶融粘度を測定し、溶融粘度の最小値を示す温度をX℃としたときに、X-10℃における溶融粘度及びX+10℃における溶融粘度がそれぞれ、10Pa・s以下である。本発明に係る導電材料は、上記の構成を備えているので、電極上にはんだを効率的に配置することができ、隣接する電極間の絶縁信頼性を効果的に高めることができ、さらに、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。 The conductive material according to the present invention is a conductive material containing a thermosetting compound, a curing accelerator, and solder particles. In the conductive material according to the present invention, the particle size of the solder particles is 30 μm or less. In the conductive material according to the present invention, the melt viscosity of the composition excluding the solder particles in the conductive material is measured, and the melt viscosity at Each has a melt viscosity of 10 Pa·s or less at X+10°C. Since the conductive material according to the present invention has the above configuration, it is possible to efficiently arrange the solder on the electrodes, effectively increasing the insulation reliability between adjacent electrodes, and further, The reliability of conduction between the upper and lower electrodes to be connected can be effectively increased.
以下、本発明の詳細を説明する。 The details of the present invention will be explained below.
(導電材料)
本発明に係る導電材料は、熱硬化性化合物と、硬化促進剤と、はんだ粒子とを含む導電材料である。本発明に係る導電材料では、上記はんだ粒子の粒子径が、30μm以下である。上記はんだ粒子の粒子径は比較的小さい。本発明に係る導電材料では、上記導電材料における上記はんだ粒子を除く組成物の溶融粘度を測定し、溶融粘度の最小値を示す温度をX℃としたときに、X-10℃における溶融粘度及びX+10℃における溶融粘度がそれぞれ、10Pa・s以下である。上記導電材料における上記はんだ粒子を除く組成物は、上記はんだ粒子を除く上記導電材料であり、はんだ粒子以外の上記導電材料に含まれる全成分を、導電材料中の配合比で含む。上記導電材料における上記はんだ粒子を除く組成物は、はんだ粒子以外の上記導電材料に含まれる全成分を、導電材料中の配合比で配合したり、導電材料からはんだ粒子のみを取り除いたりして、作製することができる。
(conductive material)
The conductive material according to the present invention is a conductive material containing a thermosetting compound, a curing accelerator, and solder particles. In the conductive material according to the present invention, the particle size of the solder particles is 30 μm or less. The particle size of the solder particles is relatively small. In the conductive material according to the present invention, the melt viscosity of the composition excluding the solder particles in the conductive material is measured, and the melt viscosity at Each has a melt viscosity of 10 Pa·s or less at X+10°C. The composition of the conductive material excluding the solder particles is the conductive material excluding the solder particles, and contains all components contained in the conductive material other than the solder particles in the proportions in the conductive material. The composition of the conductive material excluding the solder particles is obtained by blending all the components contained in the conductive material other than the solder particles at the same mixing ratio as in the conductive material, or by removing only the solder particles from the conductive material. It can be made.
本発明に係る導電材料は、上記の構成を備えているので、電極上にはんだを効率的に配置することができ、隣接する電極間の絶縁信頼性を効果的に高めることができ、さらに、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。 Since the conductive material according to the present invention has the above configuration, it is possible to efficiently arrange the solder on the electrodes, effectively increasing the insulation reliability between adjacent electrodes, and further, The reliability of conduction between the upper and lower electrodes to be connected can be effectively increased.
はんだ粒子を単に小粒子径化した導電材料では、導電材料を加熱硬化させる際に、はんだ粒子が電極上に十分に移動する前に、導電材料の粘度が上昇しやすくなる。このため、はんだ粒子が電極がない領域に残存し、接続されるべき上下の電極間にはんだ粒子を効率的に配置できないことがある。また、接続されるべき電極間の導通信頼性及び接続されてはならない隣接する電極間の絶縁信頼性を十分に高めることができないことがある。 In a conductive material in which solder particles are simply reduced in particle size, the viscosity of the conductive material tends to increase before the solder particles sufficiently move onto the electrode when the conductive material is heated and hardened. For this reason, solder particles may remain in areas where there are no electrodes, making it impossible to efficiently arrange the solder particles between the upper and lower electrodes to be connected. Furthermore, it may not be possible to sufficiently improve the continuity reliability between electrodes that should be connected and the insulation reliability between adjacent electrodes that should not be connected.
本発明者らは、特定の粒子径を有するはんだ粒子を用い、かつ導電材料の溶融粘度を特定の条件に制御することで、電極間の導電接続時に、導電材料と電極との温度差による熱対流が発生し、はんだ粒子を効率的に移動させることができ、電極上にはんだを効率的に配置することができることを見出した。本発明では、はんだ粒子を小粒子径化しているにもかかわらず、上記はんだ粒子の電極上への移動が十分に進行し、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。 By using solder particles with a specific particle size and controlling the melt viscosity of the conductive material under specific conditions, the present inventors succeeded in reducing heat generated by the temperature difference between the conductive material and the electrodes during conductive connection between the electrodes. It has been found that convection is generated and the solder particles can be efficiently moved, and the solder can be efficiently placed on the electrode. In the present invention, although the solder particles are made to have a small particle size, the solder particles can sufficiently move onto the electrodes, and the solder can be efficiently placed between the electrodes to be connected. It is possible to improve conduction reliability and insulation reliability.
また、電極幅又は電極間幅が狭い場合には、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、電極上にはんだを十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、はんだ粒子が、上下の対向した電極間に集まりやすく、はんだ粒子を電極(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、電極幅が広いと、はんだ粒子が電極上により一層効率的に配置される。 Furthermore, when the electrode width or the inter-electrode width is narrow, it tends to be difficult to gather the solder on the electrode, but in the present invention, even if the electrode width or the inter-electrode width is narrow, the solder can be gathered sufficiently on the electrode. can be collected. Since the present invention has the above configuration, when the electrodes are electrically connected, the solder particles easily gather between the upper and lower opposing electrodes, and the solder particles are efficiently transferred onto the electrodes (lines). can be placed in Further, in the present invention, when the electrode width is wide, the solder particles are more efficiently arranged on the electrode.
また、本発明では、特定の粒子径を有するはんだ粒子を用い、かつ導電材料の溶融粘度を特定の条件に制御していることによって、はんだ粒子を電極上に効率的に凝集させることができるので、導電材料中のフラックスの含有量を過度に増加させる必要がない。結果として、導電材料の硬化物中のボイドの発生を効果的に抑制でき、導電材料の硬化不良の発生を効果的に抑制することができる。 Furthermore, in the present invention, by using solder particles having a specific particle size and controlling the melt viscosity of the conductive material under specific conditions, the solder particles can be efficiently aggregated on the electrode. , there is no need to excessively increase the content of flux in the conductive material. As a result, the generation of voids in the cured material of the conductive material can be effectively suppressed, and the occurrence of curing defects of the conductive material can be effectively suppressed.
本発明では、上記のような効果を得るために、特定の粒子径を有するはんだ粒子を用い、かつ導電材料の溶融粘度を特定の条件に制御することは大きく寄与する。 In the present invention, in order to obtain the above effects, using solder particles having a specific particle size and controlling the melt viscosity of the conductive material under specific conditions greatly contributes.
また、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、複数のはんだ粒子が、上下の対向した電極間に集まりやすく、複数のはんだ粒子を電極(ライン)上に均一に配置することができる。また、複数のはんだ粒子の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子の量をかなり少なくすることができる。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接する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。 Furthermore, since the present invention has the above-mentioned configuration, when the electrodes are electrically connected, a plurality of solder particles tend to gather between the upper and lower opposing electrodes, and the plurality of solder particles are connected to the electrodes ( line). Furthermore, some of the plurality of solder particles are less likely to be placed in areas (spaces) where electrodes are not formed, and the amount of solder particles placed in areas where electrodes are not formed can be considerably reduced. Therefore, the reliability of conduction between the electrodes can be improved. Moreover, electrical connection between horizontally adjacent electrodes that should not be connected can be prevented, and insulation reliability can be improved.
さらに、本発明では、電極間の位置ずれを防ぐことができる。本発明では、導電材料を上面に配置した第1の接続対象部材に、第2の接続対象部材を重ね合わせる際に、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材の電極とのアライメントがずれた状態でも、そのずれを補正して電極同士を接続させることができる(セルフアライメント効果)。 Furthermore, in the present invention, positional displacement between the electrodes can be prevented. In the present invention, when the second connection target member is superimposed on the first connection target member having a conductive material disposed on the upper surface, the electrodes of the first connection target member and the second connection target member are connected to each other. Even in a state where the alignment is misaligned, the misalignment can be corrected and the electrodes can be connected to each other (self-alignment effect).
電極上にはんだをより一層均一に配置する観点からは、上記導電材料は、25℃で液状であることが好ましく、導電ペーストであることが好ましい。 From the viewpoint of arranging the solder more uniformly on the electrode, the conductive material is preferably liquid at 25° C., and is preferably a conductive paste.
電極上にはんだをより一層均一に配置する観点からは、上記導電材料の25℃での粘度(η25)は、好ましくは50Pa・s以上、より好ましくは100Pa・s以上であり、好ましくは400Pa・s以下、より好ましくは200Pa・s以下である。上記粘度(η25)は、配合成分の種類及び配合量により適宜調整することができる。 From the viewpoint of disposing the solder more uniformly on the electrode, the viscosity (η25) at 25°C of the conductive material is preferably 50 Pa·s or more, more preferably 100 Pa·s or more, and preferably 400 Pa·s. s or less, more preferably 200 Pa·s or less. The above viscosity (η25) can be adjusted as appropriate depending on the types and amounts of the ingredients.
上記粘度(η25)は、例えば、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)等を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定することができる。 The viscosity (η25) can be measured, for example, using an E-type viscometer (“TVE22L” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25° C. and 5 rpm.
上記導電材料における上記はんだ粒子を除く組成物の溶融粘度を測定し、溶融粘度の最小値を示す温度をX℃とする。X-10℃における溶融粘度(ηX-10)及びX+10℃における溶融粘度(ηX+10)はそれぞれ、10Pa・s以下である。上記溶融粘度(ηX-10)及び上記溶融粘度(ηX+10)は、8Pa・s以下であることが好ましく、6Pa・s以下であることがより好ましい。上記溶融粘度(ηX-10)及び上記溶融粘度(ηX+10)の下限は特に限定されない。上記溶融粘度(ηX-10)及び上記溶融粘度(ηX+10)はそれぞれ、1Pa・s以上であってもよい。上記溶融粘度(ηX-10)及び上記溶融粘度(ηX+10)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、絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができ、さらに、導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The melt viscosity of the composition of the conductive material excluding the solder particles is measured, and the temperature at which the melt viscosity shows the minimum value is defined as X°C. The melt viscosity at X-10°C (ηX-10) and the melt viscosity at X+10°C (ηX+10) are each 10 Pa·s or less. The melt viscosity (ηX-10) and the melt viscosity (ηX+10) are preferably 8 Pa·s or less, more preferably 6 Pa·s or less. The lower limits of the melt viscosity (ηX-10) and the melt viscosity (ηX+10) are not particularly limited. The melt viscosity (ηX−10) and the melt viscosity (ηX+10) may each be 1 Pa·s or more. When the melt viscosity (ηX-10) and the melt viscosity (ηX+10) are at least the lower limit and at most the upper limit, the solder can be placed on the electrode even more efficiently, and the insulation reliability can be further improved. Furthermore, the conduction reliability can be improved even more effectively.
上記溶融粘度(ηX-10)及び上記溶融粘度(ηX+10)は、例えば、Thermo Fisher Scientific社製レオメーター「HAAKE MARS III」を用いて、周波数2Hz、昇温速度0.11℃/秒、測定温度範囲40℃~200℃の条件で測定可能である。この測定において、溶融粘度の最小値を示す温度をX℃とする。 The above melt viscosity (ηX-10) and the above melt viscosity (ηX+10) are determined using, for example, a rheometer "HAAKE MARS III" manufactured by Thermo Fisher Scientific, at a frequency of 2 Hz, a heating rate of 0.11 °C/sec, and a measurement temperature. Measurement is possible under conditions ranging from 40°C to 200°C. In this measurement, the temperature showing the minimum value of melt viscosity is defined as X°C.
上記溶融粘度の最小値を示す温度(X℃)は、好ましくは95℃以上、より好ましくは100℃以上、さらに好ましくは103℃以上であり、好ましくは120℃以下、より好ましくは118℃以下、さらに好ましくは115℃以下、特に好ましくは110℃以下である。上記溶融粘度の最小値を示す温度(X℃)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、絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができ、導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The temperature (X°C) at which the above-mentioned minimum value of melt viscosity is shown is preferably 95°C or higher, more preferably 100°C or higher, even more preferably 103°C or higher, preferably 120°C or lower, more preferably 118°C or lower, The temperature is more preferably 115°C or lower, particularly preferably 110°C or lower. When the temperature (X°C) indicating the minimum value of the melt viscosity is above the above lower limit and below the above upper limit, the solder can be placed on the electrode even more efficiently, and the insulation reliability can be further improved. It is possible to improve the conduction reliability even more effectively.
上記導電材料は、導電ペースト及び導電フィルム等として使用され得る。上記導電ペーストは異方性導電ペーストであることが好ましく、上記導電フィルムは異方性導電フィルムであることが好ましい。電極上にはんだをより一層均一に配置する観点からは、上記導電材料は、導電ペーストであることが好ましい。上記導電材料は、電極の電気的な接続に好適に用いられる。上記導電材料は、回路接続材料であることが好ましい。 The above-mentioned conductive material can be used as a conductive paste, a conductive film, and the like. The conductive paste is preferably an anisotropic conductive paste, and the conductive film is preferably an anisotropic conductive film. From the viewpoint of arranging the solder more uniformly on the electrode, the conductive material is preferably a conductive paste. The above-mentioned conductive material is suitably used for electrical connection of electrodes. Preferably, the conductive material is a circuit connection material.
以下、導電材料に含まれる各成分を説明する。なお、本明細書中において、「(メタ)アクリル」は「アクリル」と「メタクリル」との一方又は双方を意味する。 Each component contained in the conductive material will be explained below. In addition, in this specification, "(meth)acrylic" means one or both of "acrylic" and "methacrylic."
(はんだ粒子)
上記はんだ粒子は、中心部分及び外表面のいずれもがはんだにより形成されている。上記はんだ粒子は、中心部分及び外表面のいずれもがはんだである粒子である。上記はんだ粒子の代わりに、はんだ以外の材料から形成された基材粒子と該基材粒子の表面上に配置されたはんだ部とを備える導電性粒子を用いた場合には、電極上に導電性粒子が集まり難くなる。また、上記導電性粒子では、導電性粒子同士のはんだ接合性が低いために、電極上に移動した導電性粒子が電極外に移動しやすくなる傾向があり、電極間の位置ずれの抑制効果も低くなる傾向がある。
(solder particles)
Both the center portion and the outer surface of the solder particles are made of solder. The solder particles described above are particles in which both the center portion and the outer surface are solder. When conductive particles comprising base particles made of a material other than solder and a solder portion disposed on the surface of the base particles are used instead of the solder particles described above, conductive particles can be placed on the electrodes. Particles become difficult to collect. In addition, since the conductive particles described above have low solder bondability between conductive particles, the conductive particles that have moved onto the electrode tend to move out of the electrode, and the effect of suppressing misalignment between the electrodes is also low. tends to be lower.
上記はんだは、融点が450℃以下である金属(低融点金属)であることが好ましい。上記はんだ粒子は、融点が450℃以下である金属粒子(低融点金属粒子)であることが好ましい。上記低融点金属粒子は、低融点金属を含む粒子である。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。上記はんだ粒子は、融点が150℃未満の低融点はんだであることが好ましい。 The solder is preferably a metal having a melting point of 450° C. or lower (low melting point metal). The solder particles are preferably metal particles having a melting point of 450° C. or lower (low-melting point metal particles). The low melting point metal particles are particles containing a low melting point metal. The low melting point metal refers to a metal having a melting point of 450° C. or lower. The melting point of the low melting point metal is preferably 300°C or lower, more preferably 160°C or lower. The solder particles are preferably a low melting point solder having a melting point of less than 150°C.
上記はんだ粒子の融点は、示差走査熱量測定(DSC)により求めることができる。示差走査熱量測定(DSC)装置としては、SII社製「EXSTAR DSC7020」等が挙げられる。 The melting point of the solder particles can be determined by differential scanning calorimetry (DSC). Examples of the differential scanning calorimetry (DSC) device include "EXSTAR DSC7020" manufactured by SII.
また、上記はんだ粒子は錫を含むことが好ましい。上記はんだ粒子に含まれる金属100重量%中、錫の含有量は、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。上記はんだ粒子における錫の含有量が、上記下限以上であると、はんだ部と電極との接続信頼性がより一層高くなる。 Further, it is preferable that the solder particles contain tin. The content of tin 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 in 100% by weight of the metal contained in the solder particles. . When the content of tin in the solder particles is equal to or higher than the lower limit, the reliability of connection between the solder portion 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」)等を用いて測定することができる。 The above tin content was measured using a high frequency inductively coupled plasma emission spectrometer ("ICP-AES" manufactured by Horiba Ltd.) or a fluorescent X-ray analyzer ("EDX-800HS" manufactured by Shimadzu Corporation), etc. can be measured.
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、はんだ部が電極間を導通させる。例えば、はんだ部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、上記はんだ粒子の使用により、はんだ部と電極との接合強度が高くなる結果、はんだ部と電極との剥離がより一層生じ難くなり、導通信頼性及び接続信頼性がより一層高くなる。 By using the above-mentioned solder particles, the solder melts and joins to the electrodes, and the solder portion establishes conduction between the electrodes. For example, since the solder portion and the electrode tend to make surface contact rather than point contact, the connection resistance becomes low. Furthermore, the use of the solder particles increases the bonding strength between the solder part and the electrode, making it even more difficult for the solder part to separate from the electrode, resulting in even higher conduction reliability and connection reliability.
上記はんだ粒子を構成する金属は特に限定されない。該金属は、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 metal constituting the solder particles is not particularly limited. Preferably, the metal is 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, since they have excellent wettability to the electrode. More preferred are tin-bismuth alloys and tin-indium alloys.
上記はんだ粒子は、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。上記はんだ粒子の組成としては、例えば亜鉛、金、銀、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウム等を含む金属組成が挙げられる。低融点で鉛フリーである錫-インジウム系(117℃共晶)、又は錫-ビスマス系(139℃共晶)が好ましい。すなわち、上記はんだ粒子は、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むか、又は錫とビスマスとを含むことが好ましい。 The solder particles are preferably filler metals whose liquidus line is 450° C. or less based on JIS Z3001: Welding terminology. Examples of the composition of the solder particles include metal compositions containing zinc, gold, silver, lead, copper, tin, bismuth, indium, and the like. Preferred are tin-indium (117° C. eutectic) or tin-bismuth (139° C. eutectic) which have a low melting point and are lead-free. That is, the solder particles preferably do not contain lead, and preferably contain tin and indium, or tin and bismuth.
はんだ部と電極との接合強度をより一層高めるために、上記はんだ粒子は、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、はんだ部と電極との接合強度をさらに一層高める観点からは、上記はんだ粒子は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム又は亜鉛を含むことが好ましい。はんだ部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、はんだ粒子100重量%中、好ましくは0.0001重量%以上、好ましくは1重量%以下である。 In order to further increase the bonding strength between the solder part and the electrode, the solder particles include nickel, copper, antimony, aluminum, zinc, iron, gold, titanium, phosphorus, germanium, tellurium, cobalt, bismuth, manganese, chromium, It may also contain metals such as molybdenum and palladium. Moreover, from the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder part and the electrode, it is preferable that the solder particles contain nickel, copper, antimony, aluminum, or zinc. From the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder part and the electrode, the content of these metals for increasing the bonding strength is preferably 0.0001% by weight or more, preferably 1% by weight based on 100% by weight of the solder particles. % or less.
上記はんだ粒子の粒子径は、30μm以下である。上記はんだ粒子の粒子径は、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、さらに好ましくは3μm以上であり、好ましくは25μm以下、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。上記はんだ粒子の粒子径が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだを電極上により一層効率的に配置することができる。上記はんだ粒子の粒子径は、3μm以上10μm以下であることが特に好ましい。上記はんだ粒子の粒子径が、上記の好ましい態様を満足すると、はんだを電極上により一層効率的に配置することができ、絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The particle size of the solder particles is 30 μm or less. The particle diameter of the solder particles is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, even more preferably 3 μm or more, and preferably 25 μm or less, more preferably 20 μm or less, and still more preferably 10 μm or less. When the 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 more efficiently disposed on the electrode. It is particularly preferable that the particle diameter of the solder particles is 3 μm or more and 10 μm or less. When the particle size of the solder particles satisfies the above preferred embodiments, the solder can be more efficiently disposed on the electrodes, and the insulation reliability can be improved even more effectively.
上記はんだ粒子の粒子径は、平均粒子径であることが好ましく、数平均粒子径であることが好ましい。はんだ粒子の粒子径は、例えば、任意のはんだ粒子50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、各はんだ粒子の粒子径の平均値を算出することや、レーザー回折式粒度分布測定を行うことにより求められる。電子顕微鏡又は光学顕微鏡での観察では、1個当たりのはんだ粒子の粒子径は、円相当径での粒子径として求められる。電子顕微鏡又は光学顕微鏡での観察において、任意の50個のはんだ粒子の円相当径での平均粒子径は、球相当径での平均粒子径とほぼ等しくなる。レーザー回折式粒度分布測定では、1個当たりのはんだ粒子の粒子径は、球相当径での粒子径として求められる。上記はんだ粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定により算出することが好ましい。 The particle size of the solder particles is preferably an average particle size, and preferably a number average particle size. The particle size of the solder particles can be determined, for example, by observing 50 arbitrary solder particles with an electron microscope or optical microscope and calculating the average value of the particle size of each solder particle, or by performing laser diffraction particle size distribution measurement. It is determined by In observation using an electron microscope or an optical microscope, the particle diameter of each solder particle is determined as the particle diameter in equivalent circle diameter. In observation using an electron microscope or an optical microscope, the average particle diameter of any 50 solder particles in equivalent circle diameter is approximately equal to the average particle diameter in equivalent sphere diameter. In the laser diffraction particle size distribution measurement, the particle diameter of each solder particle is determined as the particle diameter in equivalent sphere diameter. The average particle diameter of the solder particles is preferably calculated by laser diffraction particle size distribution measurement.
上記はんだ粒子の粒子径の変動係数(CV値)は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上であり、好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。上記はんだ粒子の粒子径の変動係数が、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均一に配置することができる。但し、上記はんだ粒子の粒子径のCV値は、5%未満であってもよい。 The coefficient of variation (CV value) of the particle diameter of the solder particles is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and preferably 40% or less, more preferably 30% or less. When the coefficient of variation of the particle diameter of the solder particles is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit, the solder can be more uniformly disposed on the electrode. However, the CV value of the particle diameter of the solder particles may be less than 5%.
上記変動係数(CV値)は、以下のようにして測定できる。 The above coefficient of variation (CV value) can be measured as follows.
CV値(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:はんだ粒子の粒子径の標準偏差
Dn:はんだ粒子の粒子径の平均値
CV value (%) = (ρ/Dn) x 100
ρ: Standard deviation of particle diameter of solder particles Dn: Average value of particle diameter of solder particles
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、扁平状等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 have a shape other than spherical, such as a flat shape.
導電材料100重量%中、上記はんだ粒子の含有量は、好ましくは55重量%以上、より好ましくは62重量%以上であり、好ましくは75重量%以下、より好ましくは70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容易であり、導通信頼性がより一層効果的に高くなる。導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、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 conductive material is preferably 55% by weight or more, more preferably 62% by weight or more, and preferably 75% by weight or less, more preferably 70% by weight or less. When the content of the solder particles is not less than the lower limit and not more than the upper limit, it is easier to arrange the solder on the electrode more efficiently, and the conduction reliability is further effectively increased. From the viewpoint of further effectively increasing conduction reliability, it is preferable that the content of the solder particles be large.
上記導電材料は、熱硬化性成分として、熱硬化性化合物と硬化促進剤とを含む。導電材料の硬化度を高めるために、上記導電材料は、熱硬化性成分として、熱硬化剤を含むことが好ましい。 The electrically conductive material includes a thermosetting compound and a curing accelerator as thermosetting components. In order to increase the degree of curing of the conductive material, the conductive material preferably contains a thermosetting agent as a thermosetting component.
以下、導電材料に含まれる各成分を説明する。 Each component contained in the conductive material will be explained below.
(熱硬化性化合物)
上記熱硬化性化合物は特に限定されない。上記熱硬化性化合物としては、オキセタン化合物、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、(メタ)アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。導電材料の硬化性及び粘度をより一層良好にする観点、導通信頼性をより一層効果的に高める観点、及び絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点からは、エポキシ化合物又はエピスルフィド化合物が好ましく、エポキシ化合物がより好ましい。上記熱硬化性化合物は、エポキシ化合物を含むことが好ましい。上記熱硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(thermosetting compound)
The above thermosetting compound is not particularly limited. Examples of the thermosetting compound include oxetane compounds, epoxy compounds, episulfide compounds, (meth)acrylic compounds, phenol compounds, amino compounds, unsaturated polyester compounds, polyurethane compounds, silicone compounds, and polyimide compounds. From the viewpoint of further improving the curability and viscosity of the conductive material, from the viewpoint of further effectively increasing conduction reliability, and from the viewpoint of further effectively increasing insulation reliability, epoxy compounds or episulfide compounds are preferable. Epoxy compounds are more preferred. The thermosetting compound preferably includes an epoxy compound. The above thermosetting compounds may be used alone or in combination of two or more.
上記エポキシ化合物は、少なくとも1個のエポキシ基を有する化合物である。上記エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、フルオレン型エポキシ化合物、フェノールアラルキル型エポキシ化合物、ナフトールアラルキル型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、アントラセン型エポキシ化合物、アダマンタン骨格を有するエポキシ化合物、トリシクロデカン骨格を有するエポキシ化合物、ナフチレンエーテル型エポキシ化合物、及びトリアジン核を骨格に有するエポキシ化合物等が挙げられる。上記エポキシ化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The above epoxy compound is a compound having at least one epoxy group. The above-mentioned epoxy compounds include bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, bisphenol S type epoxy compounds, phenol novolak type epoxy compounds, biphenyl type epoxy compounds, biphenyl novolac type epoxy compounds, biphenol type epoxy compounds, and naphthalene type epoxy compounds. , fluorene type epoxy compound, phenol aralkyl type epoxy compound, naphthol aralkyl type epoxy compound, dicyclopentadiene type epoxy compound, anthracene type epoxy compound, epoxy compound having an adamantane skeleton, epoxy compound having a tricyclodecane skeleton, naphthylene ether type Examples include epoxy compounds and epoxy compounds having a triazine nucleus in their skeleton. Only one kind of the above-mentioned epoxy compound may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination.
上記エポキシ化合物は、常温(23℃)で液状又は固体であり、上記エポキシ化合物が常温で固体である場合には、上記エポキシ化合物の溶融温度は、上記はんだ粒子の融点以下であることが好ましい。 The epoxy compound is liquid or solid at room temperature (23° C.), and when the epoxy compound is solid at room temperature, the melting temperature of the epoxy compound is preferably equal to or lower than the melting point of the solder particles.
絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ化合物を含むことが好ましい。 From the viewpoint of further effectively increasing the insulation reliability and the viewpoint of further effectively increasing the conduction reliability, the thermosetting compound preferably contains an epoxy compound.
硬化物の耐熱性をより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、イソシアヌル骨格を有する熱硬化性化合物を含むことが好ましい。 From the viewpoint of further effectively increasing the heat resistance of the cured product, the thermosetting compound preferably contains a thermosetting compound having an isocyanuric skeleton.
上記イソシアヌル骨格を有する熱硬化性化合物としてはトリイソシアヌレート型エポキシ化合物等が挙げられ、日産化学工業社製TEPICシリーズ(TEPIC-G、TEPIC-S、TEPIC-SS、TEPIC-HP、TEPIC-L、TEPIC-PAS、TEPIC-VL、TEPIC-UC)等が挙げられる。 Examples of the thermosetting compound having an isocyanuric skeleton include triisocyanurate type epoxy compounds, which include the TEPIC series manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. (TEPIC-G, TEPIC-S, TEPIC-SS, TEPIC-HP, TEPIC-L, TEPIC-PAS, TEPIC-VL, TEPIC-UC), etc.
導電材料100重量%中、上記熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上であり、好ましくは99重量%以下、より好ましくは98重量%以下、さらに好ましくは90重量%以下、特に好ましくは80重量%以下である。上記熱硬化性化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだを電極上により一層効率的に配置し、電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができ、電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。耐衝撃性をより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性化合物の含有量は多い方が好ましい。 The content of the thermosetting compound in 100% by weight of the conductive material is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, even more preferably 50% by weight or more, and preferably 99% by weight or less, more preferably It is preferably 98% by weight or less, more preferably 90% by weight or less, particularly preferably 80% by weight or less. When the content of the thermosetting compound is not less than the lower limit and not more than the upper limit, the solder can be more efficiently placed on the electrodes, and the insulation reliability between the electrodes can be further effectively increased. The reliability of conduction between the electrodes can be further effectively improved. From the viewpoint of increasing impact resistance even more effectively, it is preferable that the content of the thermosetting compound is as large as possible.
導電材料100重量%中、上記エポキシ化合物の含有量は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上であり、好ましくは99重量%以下、より好ましくは98重量%以下、さらに好ましくは90重量%以下、特に好ましくは80重量%以下である。上記エポキシ化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだを電極上により一層効率的に配置し、電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができ、電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。耐衝撃性をより一層高める観点からは、上記エポキシ化合物の含有量は多い方が好ましい。 The content of the epoxy compound in 100% by weight of the conductive material is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, even more preferably 50% by weight or more, and preferably 99% by weight or less, more preferably It is 98% by weight or less, more preferably 90% by weight or less, particularly preferably 80% by weight or less. When the content of the epoxy compound is at least the above lower limit and below the above upper limit, the solder can be more efficiently placed on the electrodes, the insulation reliability between the electrodes can be further effectively increased, and the The conduction reliability can be further effectively improved. From the viewpoint of further improving impact resistance, it is preferable that the content of the epoxy compound is as large as possible.
(熱硬化剤)
上記導電材料は、熱硬化剤を含むことが好ましい。上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤は、上記熱硬化性化合物を熱硬化させる。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤等のチオール硬化剤、酸無水物硬化剤、熱カチオン開始剤(熱カチオン硬化剤)及び熱ラジカル発生剤等が挙げられる。上記熱硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Thermosetting agent)
Preferably, the conductive material includes a thermosetting agent. The above thermosetting agent is not particularly limited. The thermosetting agent thermosets the thermosetting compound. Examples of the above-mentioned thermosetting agents include thiol curing agents such as imidazole curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, and polythiol curing agents, acid anhydride curing agents, thermal cationic initiators (thermal cationic curing agents), thermal radical generators, etc. can be mentioned. The above thermosetting agents may be used alone or in combination of two or more.
導電材料を低温でより一層速やかに硬化可能とする観点からは、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、チオール硬化剤、又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、上記熱硬化性化合物と上記熱硬化剤とを混合したときの保存安定性を高める観点からは、上記熱硬化剤は、潜在性の硬化剤であることが好ましい。潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性チオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。なお、上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。 From the viewpoint of enabling the conductive material to be cured more rapidly at low temperatures, the thermosetting agent is preferably an imidazole curing agent, a thiol curing agent, or an amine curing agent. Further, from the viewpoint of improving the storage stability when the thermosetting compound and the thermosetting agent are mixed, the thermosetting agent is preferably a latent curing agent. Preferably, the latent curing agent is a latent imidazole curing agent, a latent thiol curing agent or a latent amine curing agent. Note that the thermosetting agent may be coated with a polymeric substance such as polyurethane resin or polyester resin.
上記イミダゾール硬化剤は特に限定されない。上記イミダゾール硬化剤としては、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン及び2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-ベンジル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2-パラトルイル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2-メタトルイル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2-メタトルイル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-パラトルイル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール等における1H-イミダゾールの5位の水素をヒドロキシメチル基で、かつ、2位の水素をフェニル基またはトルイル基で置換したイミダゾール化合物等が挙げられる。 The above imidazole curing agent is not particularly limited. Examples of the imidazole curing agent include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6 -[2'-Methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine and 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct , 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-benzyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-paratolyl-4-methyl-5 -5-position of 1H-imidazole in hydroxymethylimidazole, 2-metatolyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-metatolyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-paratolyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, etc. Examples include imidazole compounds in which hydrogen at the 2-position is substituted with a hydroxymethyl group and hydrogen at the 2-position is substituted with a phenyl group or a tolyl group.
上記チオール硬化剤は特に限定されない。上記チオール硬化剤としては、トリメチロールプロパントリス-3-メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス-3-メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトールヘキサ-3-メルカプトプロピオネート等が挙げられる。 The above-mentioned thiol curing agent is not particularly limited. Examples of the thiol curing agent include trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate, pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate, and dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate.
上記アミン硬化剤は特に限定されない。上記アミン硬化剤としては、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)-2,4,8,10-テトラスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。 The above amine curing agent is not particularly limited. Examples of the amine curing agent include hexamethylene diamine, octamethylene diamine, decamethylene diamine, 3,9-bis(3-aminopropyl)-2,4,8,10-tetraspiro[5.5]undecane, bis(4 -aminocyclohexyl)methane, metaphenylenediamine, and diaminodiphenylsulfone.
上記酸無水物硬化剤は特に限定されず、エポキシ化合物等の熱硬化性化合物の硬化剤として用いられる酸無水物であれば広く用いることができる。上記酸無水物硬化剤としては、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルブテニルテトラヒドロ無水フタル酸、フタル酸誘導体の無水物、無水マレイン酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、無水グルタル酸、無水コハク酸、グリセリンビス無水トリメリット酸モノアセテート、及びエチレングリコールビス無水トリメリット酸等の2官能の酸無水物硬化剤、無水トリメリット酸等の3官能の酸無水物硬化剤、並びに、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、及びポリアゼライン酸無水物等の4官能以上の酸無水物硬化剤等が挙げられる。 The acid anhydride curing agent is not particularly limited, and any acid anhydride that can be used as a curing agent for thermosetting compounds such as epoxy compounds can be used. The acid anhydride curing agents include phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylbutenyltetrahydrophthalic anhydride. , anhydrides of phthalic acid derivatives, maleic anhydride, nadic anhydride, methyl nadic anhydride, glutaric anhydride, succinic anhydride, glycerin bis-trimellitic anhydride monoacetate, and difunctional compounds such as ethylene glycol bis-trimellitic anhydride. trifunctional acid anhydride curing agents such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, methylcyclohexenetetracarboxylic anhydride, polyazelaic anhydride, etc. Examples include acid anhydride curing agents having four or more functional groups.
上記熱カチオン開始剤は特に限定されない。上記熱カチオン開始剤としては、ヨードニウム系カチオン硬化剤、オキソニウム系カチオン硬化剤及びスルホニウム系カチオン硬化剤等が挙げられる。上記ヨードニウム系カチオン硬化剤としては、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。上記オキソニウム系カチオン硬化剤としては、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボラート等が挙げられる。上記スルホニウム系カチオン硬化剤としては、トリ-p-トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。 The thermal cationic initiator is not particularly limited. Examples of the thermal cationic initiator include iodonium-based cationic curing agents, oxonium-based cationic curing agents, and sulfonium-based cationic curing agents. Examples of the iodonium-based cationic curing agent include bis(4-tert-butylphenyl)iodonium hexafluorophosphate. Examples of the oxonium-based cationic curing agent include trimethyloxonium tetrafluoroborate. Examples of the sulfonium-based cationic curing agent include tri-p-tolylsulfonium hexafluorophosphate.
上記熱ラジカル発生剤は特に限定されない。上記熱ラジカル発生剤としては、アゾ化合物及び有機過酸化物等が挙げられる。上記アゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等が挙げられる。上記有機過酸化物としては、ジ-tert-ブチルペルオキシド及びメチルエチルケトンペルオキシド等が挙げられる。 The thermal radical generator described above is not particularly limited. Examples of the thermal radical generator include azo compounds and organic peroxides. Examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN) and the like. Examples of the organic peroxide include di-tert-butyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上であり、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、さらに好ましくは150℃以下、特に好ましくは140℃以下である。上記熱硬化剤の反応開始温度が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだが電極上により一層効率的に配置される。上記熱硬化剤の反応開始温度は、80℃以上140℃以下であることが特に好ましい。 The reaction initiation temperature of the thermosetting agent is preferably 50°C or higher, more preferably 70°C or higher, even more preferably 80°C or higher, preferably 250°C or lower, more preferably 200°C or lower, and even more preferably 150°C. The temperature below is particularly preferably 140°C or below. When the reaction initiation temperature of the thermosetting agent is at least the above lower limit and below the above upper limit, the solder can be more efficiently disposed on the electrode. It is particularly preferable that the reaction initiation temperature of the thermosetting agent is 80°C or more and 140°C or less.
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、上記熱硬化剤の反応開始温度は、上記はんだ粒子におけるはんだの融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことがさらに好ましい。 From the viewpoint of disposing the solder on the electrode more efficiently, the reaction initiation temperature of the thermosetting agent is preferably higher than the melting point of the solder in the solder particles, more preferably 5° C. or more, and 10° C. or higher. It is more preferable that the temperature is higher than ℃.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、DSCでの発熱ピークの立ち上がり開始の温度を意味する。 The reaction start temperature of the thermosetting agent means the temperature at which the exothermic peak starts rising in DSC.
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記熱硬化性化合物100重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは1重量部以上であり、好ましくは200重量部以下、より好ましくは100重量部以下、さらに好ましくは75重量部以下である。熱硬化剤の含有量が、上記下限以上であると、導電材料を十分に硬化させることが容易である。熱硬化剤の含有量が、上記上限以下であると、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の熱硬化剤が残存し難くなり、かつ硬化物の耐熱性がより一層高くなる。 The content of the thermosetting agent is not particularly limited. With respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound, the content of the thermosetting agent is preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, and preferably 200 parts by weight or less, more preferably The amount is 100 parts by weight or less, more preferably 75 parts by weight or less. When the content of the thermosetting agent is at least the above lower limit, it is easy to sufficiently cure the conductive material. When the content of the thermosetting agent is below the above upper limit, it becomes difficult for surplus thermosetting agent that did not take part in curing to remain after curing, and the heat resistance of the cured product becomes even higher.
(硬化促進剤)
上記硬化促進剤は特に限定されない。上記硬化促進剤は、上記熱硬化性化合物との反応において硬化触媒として作用する。上記硬化促進剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(hardening accelerator)
The above-mentioned curing accelerator is not particularly limited. The curing accelerator acts as a curing catalyst in the reaction with the thermosetting compound. As for the said hardening accelerator, only 1 type may be used, and 2 or more types may be used together.
上記硬化促進剤としては、ホスホニウム塩、三級アミン、三級アミン塩、四級オニウム塩、三級ホスフィン、クラウンエーテル錯体、及びホスホニウムイリド等が挙げられる。具体的には、上記硬化促進剤としては、イミダゾール化合物、イミダゾール化合物のイソシアヌル酸塩、ジシアンジアミド、ジシアンジアミドの誘導体、メラミン化合物、メラミン化合物の誘導体、ジアミノマレオニトリル、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、トリエタノールアミン、ジアミノジフェニルメタン、有機酸ジヒドラジド等のアミン化合物、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン-7、3,9-ビス(3-アミノプロピル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、並びに、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン及びメチルジフェニルホスフィン等の有機リン化合物等が挙げられる。 Examples of the curing accelerator include phosphonium salts, tertiary amines, tertiary amine salts, quaternary onium salts, tertiary phosphines, crown ether complexes, and phosphonium ylides. Specifically, the curing accelerators include imidazole compounds, isocyanurates of imidazole compounds, dicyandiamide, derivatives of dicyandiamide, melamine compounds, derivatives of melamine compounds, diaminomaleonitrile, diethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenepentamine. , bis(hexamethylene)triamine, triethanolamine, diaminodiphenylmethane, amine compounds such as organic acid dihydrazide, 1,8-diazabicyclo[5,4,0]undecene-7,3,9-bis(3-aminopropyl) Examples include -2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane, and organic phosphorus compounds such as triphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, tributylphosphine, and methyldiphenylphosphine.
上記ホスホニウム塩は特に限定されない。上記ホスホニウム塩としては、テトラノルマルブチルホスホニウムブロマイド、テトラノルマルブチルホスホニウムO-Oジエチルジチオリン酸、メチルトリブチルホスホニウムジメチルリン酸塩、テトラノルマルブチルホスホニウムベンゾトリアゾール、テトラノルマルブチルホスホニウムテトラフルオロボレート、及びテトラノルマルブチルホスホニウムテトラフェニルボレート等が挙げられる。 The above phosphonium salt is not particularly limited. The above phosphonium salts include tetra-n-butylphosphonium bromide, tetra-n-butylphosphonium O-O diethyldithiophosphate, methyltributylphosphonium dimethyl phosphate, tetra-n-butylphosphonium benzotriazole, tetra-n-butylphosphonium tetrafluoroborate, and tetra-n-butyl phosphonium. Examples include phosphonium tetraphenylborate.
上記熱硬化性化合物が良好に硬化するように、上記硬化促進剤の含有量は適宜選択される。上記熱硬化性化合物100重量部に対する上記硬化促進剤の含有量は、好ましくは0.001重量部以上、より好ましくは0.1重量部以上、より一層好ましくは0.5重量部以上、さらに好ましくは4重量部以上、特に好ましくは6重量部以上である。上記熱硬化性化合物100重量部に対する上記硬化促進剤の含有量は、30重量部以下、より好ましくは20重量部以下、さらに好ましくは16重量部以下、特に好ましくは12重量部以下である。上記硬化促進剤の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上記熱硬化性化合物を良好に硬化させることができる。上記硬化促進剤の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだを電極上により一層効率的に配置し、電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。特に上記硬化促進剤の含有量が、上記上限以下であると、溶融粘度の最小値をより一層低くすることができ、かつ、上記溶融粘度(ηX-10)及び上記溶融粘度(ηX+10)の値をより一層低くすることができる。 The content of the curing accelerator is appropriately selected so that the thermosetting compound is well cured. The content of the curing accelerator relative to 100 parts by weight of the thermosetting compound is preferably 0.001 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, even more preferably 0.5 parts by weight or more, and even more preferably is 4 parts by weight or more, particularly preferably 6 parts by weight or more. The content of the curing accelerator relative to 100 parts by weight of the thermosetting compound is 30 parts by weight or less, more preferably 20 parts by weight or less, still more preferably 16 parts by weight or less, particularly preferably 12 parts by weight or less. When the content of the curing accelerator is at least the above lower limit and at most the above upper limit, the thermosetting compound can be cured well. When the content of the curing accelerator is not less than the lower limit and not more than the upper limit, the solder can be more efficiently disposed on the electrodes, and the insulation reliability between the electrodes can be further effectively improved. In particular, when the content of the curing accelerator is below the upper limit, the minimum value of the melt viscosity can be further lowered, and the values of the melt viscosity (ηX-10) and the melt viscosity (ηX+10) can be further lowered. can be made even lower.
(フラックス)
上記導電材料は、フラックスを含んでいてもよい。フラックスを用いることで、はんだを電極上により一層効率的に配置することができる。上記フラックスは特に限定されない。上記フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを用いることができる。
(flux)
The conductive material may contain flux. By using flux, solder can be placed on the electrodes more efficiently. The above flux is not particularly limited. As the above-mentioned flux, a flux commonly used for soldering and the like can be used.
上記フラックスとしては、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、アミン化合物、有機酸及び松脂等が挙げられる。上記フラックスは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The above fluxes 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 amine compound, an organic acid and Examples include pine resin. The above fluxes may be used alone or in combination of two or more.
上記溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びグルタル酸等が挙げられる。上記松脂としては、活性化松脂及び非活性化松脂等が挙げられる。上記フラックスは、カルボキシル基を2個以上有する有機酸、又は松脂であることが好ましい。上記フラックスは、カルボキシル基を2個以上有する有機酸であってもよく、松脂であってもよい。カルボキシル基を2個以上有する有機酸、松脂の使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 Examples of the molten salt include ammonium chloride. Examples of the organic acids include lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid, and glutaric acid. Examples of the pine resin include activated pine resin and non-activated pine resin. The flux is preferably an organic acid having two or more carboxyl groups or pine resin. The above-mentioned flux may be an organic acid having two or more carboxyl groups, or may be pine resin. By using an organic acid or pine resin having two or more carboxyl groups, the reliability of conduction between the electrodes is further increased.
上記カルボキシル基を2個以上有する有機酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、及びセバシン酸等が挙げられる。 Examples of the organic acids having two or more carboxyl groups include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, and sebacic acid.
上記アミン化合物としては、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ベンズヒドリルアミン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、フェニルイミダゾール、カルボキシベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、及びカルボキシベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Examples of the amine compounds include cyclohexylamine, dicyclohexylamine, benzylamine, benzhydrylamine, imidazole, benzimidazole, phenylimidazole, carboxybenzimidazole, benzotriazole, and carboxybenzotriazole.
上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。上記ロジン類としては、アビエチン酸、及びアクリル変性ロジン等が挙げられる。フラックスはロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 The above-mentioned pine resin is a rosin whose main component is abietic acid. Examples of the rosins include abietic acid and acrylic modified rosin. The flux is preferably a rosin, more preferably abietic acid. By using this preferable flux, the reliability of conduction between the electrodes is further increased.
上記フラックスの活性温度(融点)は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上であり、好ましくは200℃以下、より好ましくは190℃以下、より一層好ましくは160℃以下、さらに好ましくは150℃以下、さらに一層好ましくは140℃以下である。上記フラックスの活性温度が、上記下限以上及び上記上限以下であると、フラックス効果がより一層効果的に発揮され、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 activation temperature (melting point) of the above flux is preferably 50°C or higher, more preferably 70°C or higher, even more preferably 80°C or higher, preferably 200°C or lower, more preferably 190°C or lower, even more preferably 160°C or lower. The temperature is preferably 150°C or lower, even more preferably 140°C or lower. When the activation temperature of the flux is equal to or higher than the lower limit and lower than the upper limit, the flux effect is even more effectively exhibited, and the solder is disposed on the electrode more efficiently. The activation temperature (melting point) of the flux is preferably 80°C or more and 190°C or less. It is particularly preferable that the activation temperature (melting point) of the above-mentioned flux is 80°C or more and 140°C or less.
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。 Examples of the above-mentioned fluxes having an active temperature (melting point) of 80°C or higher and 190°C or lower include succinic acid (melting point 186°C), glutaric acid (melting point 96°C), adipic acid (melting point 152°C), and pimelic acid (melting point 104°C). C), dicarboxylic acids such as suberic acid (melting point 142°C), benzoic acid (melting point 122°C), malic acid (melting point 130°C), and the like.
また、上記フラックスの沸点は200℃以下であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the boiling point of the above-mentioned flux is 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、上記はんだ粒子の融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことがさらに好ましい。 From the viewpoint of disposing the solder on the electrodes more efficiently, the melting point of the flux is preferably higher than the melting point of the solder particles, more preferably 5°C or more higher, and still more preferably 10°C or more higher. preferable.
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、上記熱硬化剤の反応開始温度よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことがさらに好ましい。 From the viewpoint of disposing the solder on the electrode more efficiently, the melting point of the flux is preferably higher than the reaction initiation temperature of the thermosetting agent, more preferably 5°C or more higher, and 10°C or more higher. It is even more preferable.
上記フラックスは、導電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 conductive material or may be attached to the surface of the solder particles.
フラックスの融点が、はんだ粒子の融点より高いことにより、電極部分にはんだ粒子を効率的に凝集させることができる。これは、接合時に熱を付与した場合、接続対象部材上に形成された電極と、電極周辺の接続対象部材の部分とを比較すると、電極部分の熱伝導率が電極周辺の接続対象部材部分の熱伝導率よりも高いことにより、電極部分の昇温が速いことに起因する。はんだ粒子の融点を超えた段階では、はんだ粒子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、優先的に電極上に移動したはんだ粒子の表面の酸化被膜が除去され、はんだ粒子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粒子を凝集させることができる。 Since the melting point of the flux is higher than the melting point of the solder particles, the solder particles can be efficiently aggregated on the electrode portion. This means that when heat is applied during bonding, when comparing the electrode formed on the member to be connected and the part of the member to be connected around the electrode, the thermal conductivity of the electrode part is lower than that of the part of the member to be connected around the electrode. This is due to the fact that the temperature of the electrode portion rises quickly due to its higher thermal conductivity. When the melting point of the solder particle is exceeded, the inside of the solder particle melts, but the oxide film formed on the surface is not removed because it has not reached the melting point (activation temperature) of the flux. In this state, the temperature of the electrode reaches the melting point (activation temperature) of the flux first, so the oxide film on the surface of the solder particles that have moved onto the electrode is removed preferentially, and the solder particles are transferred onto the surface of the electrode. Can get wet and spread. Thereby, solder particles can be efficiently aggregated on the electrodes.
上記フラックスは、加熱によりカチオンを放出するフラックスであることが好ましい。加熱によりカチオンを放出するフラックスの使用により、はんだを電極上により一層効率的に配置することができる。 The above-mentioned flux is preferably a flux that releases cations when heated. The use of a flux that releases cations upon heating allows the solder to be placed on the electrodes more efficiently.
上記加熱によりカチオンを放出するフラックスとしては、上記熱カチオン開始剤(熱カチオン硬化剤)が挙げられる。 Examples of the flux that releases cations upon heating include the thermal cation initiator (thermal cation curing agent).
電極上にはんだをより一層効率的に配置する観点、絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記フラックスは、酸化合物と塩基化合物との塩であることが好ましい。 From the viewpoint of arranging the solder more efficiently on the electrode, from the viewpoint of further effectively increasing the insulation reliability, and from the viewpoint of further effectively increasing the continuity reliability, the above-mentioned flux is composed of an acid compound and a basic compound. It is preferable that it is a salt with.
上記酸化合物は、カルボキシル基を有する有機化合物であることが好ましい。上記酸化合物としては、脂肪族系カルボン酸であるマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、クエン酸、リンゴ酸、環状脂肪族カルボン酸であるシクロヘキシルカルボン酸、1,4-シクロヘキシルジカルボン酸、芳香族カルボン酸であるイソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、及びエチレンジアミン四酢酸等が挙げられる。電極上にはんだをより一層効率的に配置する観点、絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記酸化合物は、グルタル酸、シクロヘキシルカルボン酸、又はアジピン酸であることが好ましい。 The acid compound is preferably an organic compound having a carboxyl group. The above acid compounds include aliphatic carboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, citric acid, malic acid, and cycloaliphatic carboxylic acids. Examples include cyclohexylcarboxylic acid, 1,4-cyclohexyldicarboxylic acid, aromatic carboxylic acids such as isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, and ethylenediaminetetraacetic acid. From the viewpoint of arranging the solder more efficiently on the electrode, from the viewpoint of further effectively increasing the insulation reliability, and from the viewpoint of further effectively increasing the conduction reliability, the above acid compounds include glutaric acid, cyclohexyl Preferably, it is carboxylic acid or adipic acid.
上記塩基化合物は、アミノ基を有する有機化合物であることが好ましい。上記塩基化合物としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ベンズヒドリルアミン、2-メチルベンジルアミン、3-メチルベンジルアミン、4-tert-ブチルベンジルアミン、N-メチルベンジルアミン、N-エチルベンジルアミン、N-フェニルベンジルアミン、N-tert-ブチルベンジルアミン、N-イソプロピルベンジルアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、イミダゾール化合物、及びトリアゾール化合物が挙げられる。電極上にはんだをより一層効率的に配置する観点、絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記塩基化合物は、ベンジルアミンであることが好ましい。 The basic compound is preferably an organic compound having an amino group. The above basic compounds include diethanolamine, triethanolamine, methyldiethanolamine, ethyldiethanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, benzylamine, benzhydrylamine, 2-methylbenzylamine, 3-methylbenzylamine, 4-tert-butylbenzylamine. , N-methylbenzylamine, N-ethylbenzylamine, N-phenylbenzylamine, N-tert-butylbenzylamine, N-isopropylbenzylamine, N,N-dimethylbenzylamine, imidazole compounds, and triazole compounds. . From the viewpoint of arranging the solder on the electrode more efficiently, from the viewpoint of further effectively increasing insulation reliability, and from the viewpoint of further effectively increasing continuity reliability, the above basic compound is benzylamine. It is preferable.
導電材料100重量%中、上記フラックスの含有量は、好ましくは0.5重量%以上であり、好ましくは30重量%以下、より好ましくは25重量%以下である。上記導電材料は、フラックスを含んでいなくてもよい。上記フラックスの含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、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。 The content of the flux in 100% by weight of the conductive material is preferably 0.5% by weight or more, preferably 30% by weight or less, and more preferably 25% by weight or less. The above-mentioned conductive material does not need to contain flux. When the content of the flux is more than the above lower limit and less than the above upper limit, it becomes even more difficult to form an oxide film on the surfaces of the solder and electrodes, and furthermore, it becomes even more difficult to form an oxide film on the surfaces of the solder and electrodes. Can be removed effectively.
(フィラー)
本発明に係る導電材料は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーは、有機フィラーであってもよく、無機フィラーであってもよい。上記導電材料がフィラーを含むことにより、基板の全電極上に対して、はんだ粒子を均一に凝集させることができる。
(filler)
The conductive material according to the present invention may contain a filler. The filler may be an organic filler or an inorganic filler. By containing the filler in the conductive material, solder particles can be uniformly aggregated over all the electrodes of the substrate.
上記導電材料は、上記フィラーを含まないか、又は上記フィラーを5重量%以下で含むことが好ましい。上記熱硬化性化合物を用いている場合には、フィラーの含有量が少ないほど、電極上にはんだ粒子が移動しやすくなる。 It is preferable that the conductive material does not contain the filler or contains 5% by weight or less of the filler. When using the above-mentioned thermosetting compound, the smaller the filler content, the easier the solder particles will move onto the electrode.
導電材料100重量%中、上記フィラーの含有量は、好ましくは0重量%(未含有)以上であり、好ましくは5重量%以下、より好ましくは2重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下である。上記フィラーの含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだが電極上により一層均一に配置される。 The content of the filler in 100% by weight of the conductive material is preferably 0% by weight or more (not contained), preferably 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less, and even more preferably 1% by weight or less. be. When the content of the filler is not less than the lower limit and not more than the upper limit, the solder is more uniformly disposed on the electrode.
(他の成分)
上記導電材料は、必要に応じて、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、チキソ剤、レベリング剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤及び難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
(other ingredients)
The above-mentioned conductive material may contain, if necessary, a filler, an extender, a softener, a plasticizer, a thixotropic agent, a leveling agent, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a coloring agent, an antioxidant, a heat stabilizer, and a light stabilizer. , an ultraviolet absorber, a lubricant, an antistatic agent, a flame retardant, and other various additives.
(接続構造体及び接続構造体の製造方法)
本発明に係る接続構造体は、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、上記第1の接続対象部材と、上記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備える。本発明に係る接続構造体では、上記接続部の材料が、上述した導電材料である。本発明に係る接続構造体では、上記第1の電極と上記第2の電極とが、上記接続部中のはんだ部により電気的に接続されている。
(Connected structure and method for manufacturing the connected structure)
The connection structure according to the present invention includes a first connection target member having a first electrode on its surface, a second connection target member having a second electrode on its surface, and the first connection target member, and a connecting portion connecting the second connection target member. In the connected structure according to the present invention, the material of the connecting portion is the conductive material described above. In the connected structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode are electrically connected by a solder part in the connecting part.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、上述した導電材料を用いて、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、上記導電材料を配置する工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記導電材料の上記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、上記第1の電極と上記第2の電極とが対向するように配置する工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記はんだ粒子の融点以上に上記導電材料を加熱することで、上記第1の接続対象部材と上記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、上記導電材料により形成し、かつ、上記第1の電極と上記第2の電極とを、上記接続部中のはんだ部により電気的に接続する工程を備える。 A method for manufacturing a connected structure according to the present invention includes a step of using the above-mentioned conductive material and arranging the above-described conductive material on the surface of a first connection target member having a first electrode on the surface. The method for manufacturing a connected structure according to the present invention includes a method for manufacturing a connected structure, in which a second connection target member having a second electrode on the surface is placed on a surface of the conductive material opposite to the first connection target member side. The method includes a step of arranging the first electrode and the second electrode so as to face each other. The method for manufacturing a connected structure according to the present invention provides a connection between the first connection target member and the second connection target member by heating the conductive material above the melting point of the solder particles. forming the part from the conductive material, and electrically connecting the first electrode and the second electrode by a solder part in the connecting part.
本発明に係る接続構造体及び接続構造体の製造方法では、特定の導電材料を用いているので、はんだ粒子が第1の電極と第2の電極との間に集まりやすく、はんだ粒子を電極(ライン)上に効率的に配置することができる。また、はんだ粒子の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子の量をかなり少なくすることができる。従って、第1の電極と第2の電極との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接する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。 In the bonded structure and the method for manufacturing the bonded structure according to the present invention, since a specific conductive material is used, solder particles tend to collect between the first electrode and the second electrode. line). Furthermore, some of the solder particles are less likely to be placed in areas (spaces) where no electrodes are formed, and the amount of solder particles placed in areas where no electrodes are formed can be considerably reduced. Therefore, the reliability of conduction between the first electrode and the second electrode can be improved. Moreover, electrical connection between horizontally adjacent electrodes that should not be connected can be prevented, and insulation reliability can be improved.
また、電極上にはんだを効率的に配置し、かつ電極が形成されていない領域に配置されるはんだの量をかなり少なくするためには、上記導電材料は、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いることが好ましい。 In addition, in order to efficiently arrange the solder on the electrodes and to significantly reduce the amount of solder placed in areas where no electrodes are formed, the above-mentioned conductive material should be a conductive paste instead of a conductive film. It is preferable.
電極間でのはんだ部の厚みは、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下である。電極の表面上のはんだ濡れ面積(電極の露出した面積100%中のはんだが接している面積)は、好ましくは50%以上、より好ましくは70%以上であり、好ましくは100%以下である。 The thickness of the solder portion between the electrodes is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less. The solder wetted area on the surface of the electrode (the area in contact with the solder out of 100% of the exposed area of the electrode) is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and preferably 100% or less.
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記導電材料には、上記第2の接続対象部材の重量が加わることが好ましい。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記接続部を形成する工程において、上記導電材料には、上記第2の接続対象部材の重量の力を超える加圧圧力は加わらないことが好ましい。これらの場合には、複数のはんだ部において、はんだ量の均一性をより一層高めることができる。さらに、はんだ部の厚みをより一層効果的に厚くすることができ、複数のはんだ粒子が電極間に多く集まりやすくなり、複数のはんだ粒子を電極(ライン)上により一層効率的に配置することができる。また、複数のはんだ粒子の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子におけるはんだの量をより一層少なくすることができる。従って、電極間の導通信頼性をより一層高めることができる。しかも、接続されてはならない横方向に隣接する電極間の電気的な接続をより一層防ぐことができ、絶縁信頼性をより一層高めることができる。 In the method for manufacturing a connected structure according to the present invention, in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the connection part, no pressure is applied to the conductive material, and the second connection target member is not pressurized. Preferably, the weight of the target member is added. In the method for manufacturing a connected structure according to the present invention, in the step of arranging the second member to be connected and the step of forming the connecting portion, the conductive material is subjected to the force of the weight of the second member to be connected. It is preferable not to apply pressure exceeding . In these cases, the uniformity of the amount of solder can be further improved in the plurality of solder parts. Furthermore, the thickness of the solder part can be increased even more effectively, making it easier for multiple solder particles to gather between the electrodes, making it possible to more efficiently arrange multiple solder particles on the electrodes (lines). can. In addition, it is difficult for some of the plurality of solder particles to be placed in areas (spaces) where electrodes are not formed, and it is possible to further reduce the amount of solder in solder particles placed in areas where electrodes are not formed. can. Therefore, the reliability of conduction between the electrodes can be further improved. Moreover, electrical connections between horizontally adjacent electrodes that should not be connected can be further prevented, and insulation reliability can be further improved.
また、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いれば、導電ペーストの塗布量によって、接続部及びはんだ部の厚みを調整することが容易になる。一方で、導電フィルムでは、接続部の厚みを変更したり、調整したりするためには、異なる厚みの導電フィルムを用意したり、所定の厚みの導電フィルムを用意したりしなければならないという問題がある。また、導電フィルムでは、導電ペーストと比べて、はんだの溶融温度で、導電フィルムの溶融粘度を十分に下げることができず、はんだ粒子の凝集が阻害されやすい傾向がある。 Further, if a conductive paste is used instead of a conductive film, it becomes easy to adjust the thickness of the connection portion and the solder portion by adjusting the amount of conductive paste applied. On the other hand, with conductive films, there is a problem in that in order to change or adjust the thickness of the connection part, it is necessary to prepare conductive films of different thicknesses or to prepare conductive films of a predetermined thickness. There is. Moreover, in a conductive film, compared to a conductive paste, the melt viscosity of the conductive film cannot be sufficiently lowered at the melting temperature of the solder, and aggregation of solder particles tends to be inhibited.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る導電材料を用いて得られる接続構造体を模式的に示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a connected structure obtained using a conductive material according to an embodiment of the present invention.
図1に示す接続構造体1は、第1の接続対象部材2と、第2の接続対象部材3と、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している接続部4とを備える。接続部4は、上述した導電材料により形成されている。本実施形態では、上記導電材料は、熱硬化性化合物と、硬化促進剤と、はんだ粒子とを含む。本実施形態では、導電材料として、導電ペーストが用いられている。
The
接続部4は、複数のはんだ粒子が集まり互いに接合したはんだ部4Aと、熱硬化性化合物が熱硬化された硬化物部4Bとを有する。
The connecting
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4Aにより電気的に接続されている。従って、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とが、はんだ部4Aにより電気的に接続されている。なお、接続部4において、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まったはんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)では、はんだ粒子は存在しない。はんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)では、はんだ部4Aと離れたはんだ粒子は存在しない。なお、少量であれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まったはんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)に、はんだ粒子が存在していてもよい。
The first
図1に示すように、接続構造体1では、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に、複数のはんだ粒子が集まり、複数のはんだ粒子が溶融した後、はんだ粒子の溶融物が電極の表面を濡れ拡がった後に固化して、はんだ部4Aが形成されている。このため、はんだ部4Aと第1の電極2a、並びにはんだ部4Aと第2の電極3aとの接続面積が大きくなる。すなわち、はんだ粒子を用いることにより、導電性の外表面がニッケル、金又は銅等の金属である導電性粒子を用いた場合と比較して、はんだ部4Aと第1の電極2a、並びにはんだ部4Aと第2の電極3aとの接触面積が大きくなる。このことによっても、接続構造体1における導通信頼性及び接続信頼性が高くなる。なお、導電材料にフラックスが含まれる場合に、フラックスは、一般に、加熱により次第に失活する。
As shown in FIG. 1, in the
なお、図1に示す接続構造体1では、はんだ部4Aの全てが、第1,第2の電極2a,3a間の対向している領域に位置している。図3に示す変形例の接続構造体1Xは、接続部4Xのみが、図1に示す接続構造体1と異なる。接続部4Xは、はんだ部4XAと硬化物部4XBとを有する。接続構造体1Xのように、はんだ部4XAの多くが、第1,第2の電極2a,3aの対向している領域に位置しており、はんだ部4XAの一部が第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出していてもよい。第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出しているはんだ部4XAは、はんだ部4XAの一部であり、はんだ部4XAから離れたはんだ粒子ではない。なお、本実施形態では、はんだ部から離れたはんだ粒子の量を少なくすることができるが、はんだ部から離れたはんだ粒子が硬化物部中に存在していてもよい。
In addition, in the
はんだ粒子の使用量を少なくすれば、接続構造体1を得ることが容易になる。はんだ粒子の使用量を多くすれば、接続構造体1Xを得ることが容易になる。
By reducing the amount of solder particles used, it becomes easier to obtain the
接続構造体1,1Xでは、第1の電極2aと接続部4,4Xと第2の電極3aとの積層方向に第1の電極2aと第2の電極3aとの対向し合う部分をみたときに、第1の電極2aと第2の電極3aとの対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、接続部4,4X中のはんだ部4A,4XAが配置されていることが好ましい。接続部4,4X中のはんだ部4A,4XAが、上記の好ましい態様を満足することで、導通信頼性をより一層高めることができる。
In the
上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の60%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることがより好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の70%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることがさらに好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の80%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが特に好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の90%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが最も好ましい。上記接続部中のはんだ部が、上記の好ましい態様を満足することで、導通信頼性をより一層高めることができる。 When looking at the opposing portions of the first electrode and the second electrode in the stacking direction of the first electrode, the connecting portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode It is preferable that the solder portion in the connection portion is disposed on 50% or more of the 100% area of the portion facing the second electrode. When looking at the opposing portions of the first electrode and the second electrode in the stacking direction of the first electrode, the connecting portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode It is more preferable that the solder portion in the connection portion is disposed on 60% or more of the 100% area of the portion facing the second electrode. When looking at the opposing portions of the first electrode and the second electrode in the stacking direction of the first electrode, the connecting portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode It is more preferable that the solder part in the connection part is disposed on 70% or more of the 100% area of the part facing the second electrode. When looking at the opposing portions of the first electrode and the second electrode in the stacking direction of the first electrode, the connecting portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode It is particularly preferable that the solder portion in the connection portion is disposed on 80% or more of the 100% area of the portion facing the second electrode. When looking at the opposing portions of the first electrode and the second electrode in the stacking direction of the first electrode, the connecting portion, and the second electrode, the first electrode and the second electrode It is most preferable that the solder part in the connection part is disposed on 90% or more of the 100% area of the part facing the second electrode. When the solder portion in the connection portion satisfies the preferred embodiments described above, conduction reliability can be further improved.
上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の60%以上が配置されていることが好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の70%以上が配置されていることがより好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の90%以上が配置されていることがさらに好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の95%以上が配置されていることが特に好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の99%以上が配置されていることが最も好ましい。上記接続部中のはんだ部が、上記の好ましい態様を満足することで、導通信頼性をより一層高めることができる。 When the opposing portions of the first electrode and the second electrode are viewed in a direction perpendicular to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first It is preferable that 60% or more of the solder portion in the connection portion is disposed at the portion where the electrode and the second electrode face each other. When the opposing portions of the first electrode and the second electrode are viewed in a direction perpendicular to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first More preferably, 70% or more of the solder portion in the connection portion is disposed in a portion where the electrode and the second electrode face each other. When the opposing portions of the first electrode and the second electrode are viewed in a direction perpendicular to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first It is further preferable that 90% or more of the solder portion in the connection portion be disposed at a portion where the electrode and the second electrode face each other. When the opposing portions of the first electrode and the second electrode are viewed in a direction perpendicular to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first It is particularly preferable that 95% or more of the solder portion in the connection portion is disposed at the portion where the electrode and the second electrode face each other. When the opposing portions of the first electrode and the second electrode are viewed in a direction perpendicular to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first It is most preferable that 99% or more of the solder portion in the connecting portion is disposed at the portion where the electrode and the second electrode face each other. When the solder portion in the connection portion satisfies the preferred embodiments described above, conduction reliability can be further improved.
次に、図2では、本発明の一実施形態に係る導電材料を用いて、接続構造体1を製造する方法の一例を説明する。
Next, in FIG. 2, an example of a method for manufacturing the
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、熱硬化性成分11Bと、複数のはんだ粒子11Aとを含む導電材料11を配置する(第1の工程)。用いた導電材料11は、熱硬化性成分11Bとして、熱硬化性化合物と硬化促進剤とを含む。
First, a first
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、導電材料11を配置する。導電材料11の配置の後に、はんだ粒子11Aは、第1の電極2a(ライン)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。
A
導電材料11の配置方法としては、特に限定されないが、ディスペンサーによる塗布、スクリーン印刷、及びインクジェット装置による吐出等が挙げられる。
Methods for disposing the
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の表面上の導電材料11において、導電材料11の第1の接続対象部材2側とは反対側の表面上に、第2の接続対象部材3を配置する(第2の工程)。導電材料11の表面上に、第2の電極3a側から、第2の接続対象部材3を配置する。このとき、第1の電極2aと第2の電極3aとを対向させる。
Further, a second
次に、はんだ粒子11Aの融点以上に導電材料11を加熱する(第3の工程)。好ましくは、熱硬化性成分11B(熱硬化性化合物)の硬化温度以上に導電材料11を加熱する。この加熱時には、電極が形成されていない領域に存在していたはんだ粒子11Aは、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まる(自己凝集効果)。導電フィルムではなく、導電ペーストを用いた場合には、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間により一層効果的に集まる。また、はんだ粒子11Aは溶融し、互いに接合する。また、熱硬化性成分11Bは熱硬化する。この結果、図2(c)に示すように、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している接続部4が、導電材料11により形成される。導電材料11により接続部4が形成され、複数のはんだ粒子11Aが接合することによってはんだ部4Aが形成され、熱硬化性成分11Bが熱硬化することによって硬化物部4Bが形成される。はんだ粒子11Aが十分に移動すれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に位置していないはんだ粒子11Aの移動が開始してから、第1の電極2aと第2の電極3aとの間にはんだ粒子11Aの移動が完了するまでに、温度を一定に保持しなくてもよい。
Next, the
本実施形態では、上記第2の工程及び上記第3の工程において、加圧を行わない方が好ましい。この場合には、導電材料11には、第2の接続対象部材3の重量が加わる。このため、接続部4の形成時に、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間により一層効果的に集まる。なお、上記第2の工程及び上記第3の工程の内の少なくとも一方において、加圧を行えば、はんだ粒子11Aが第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まろうとする作用が阻害される傾向が高くなる。
In this embodiment, it is preferable not to apply pressure in the second step and the third step. In this case, the weight of the second
また、本実施形態では、加圧を行っていないため、第1の電極2aと第2の電極3aとのアライメントがずれた状態で、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とが重ね合わされた場合でも、そのずれを補正して、第1の電極2aと第2の電極3aとを接続させることができる(セルフアライメント効果)。これは、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に自己凝集している溶融したはんだが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間のはんだと導電材料のその他の成分とが接する面積が最小となる方がエネルギー的に安定になるため、その最小の面積となる接続構造であるアライメントのあった接続構造にする力が働くためである。この際、導電材料が硬化していないこと、及び、その温度、時間にて、導電材料のはんだ粒子以外の成分の粘度が十分低いことが望ましい。
Furthermore, in this embodiment, since no pressure is applied, the first
はんだ粒子の融点での導電材料の粘度は、好ましくは50Pa・s以下、より好ましくは10Pa・s以下、さらに好ましくは1Pa・s以下であり、好ましくは0.1Pa・s以上、より好ましくは0.2Pa・s以上である。上記粘度が、上記上限以下であれば、はんだ粒子を効率的に凝集させることができる。上記粘度が、上記下限以上であれば、接続部でのボイドを抑制し、接続部以外への導電材料のはみだしを抑制することができる。 The viscosity of the conductive material at the melting point of the solder particles is preferably 50 Pa·s or less, more preferably 10 Pa·s or less, even more preferably 1 Pa·s or less, preferably 0.1 Pa·s or more, more preferably 0. .2 Pa·s or more. If the above-mentioned viscosity is below the above-mentioned upper limit, solder particles can be efficiently aggregated. If the above-mentioned viscosity is more than the above-mentioned lower limit, it is possible to suppress voids in the connection portion and to suppress the conductive material from protruding outside the connection portion.
上記はんだ粒子の融点での導電材料の粘度は、STRESSTECH(REOLOGICA社製)等を用いて、歪制御1rad、周波数1Hz、昇温速度20℃/分、測定温度範囲25~200℃(但し、はんだ粒子の融点が200℃を超える場合には温度上限をはんだ粒子の融点とする)の条件で測定可能である。測定結果から、はんだ粒子の融点(℃)での粘度が評価される。 The viscosity of the conductive material at the melting point of the solder particles mentioned above was measured using STRESSTECH (manufactured by REOLOGICA), etc., with strain control of 1 rad, frequency of 1 Hz, temperature increase rate of 20 °C/min, and measurement temperature range of 25 to 200 °C (however, solder If the melting point of the particles exceeds 200° C., the temperature can be measured under the following conditions: the upper temperature limit is the melting point of the solder particles. From the measurement results, the viscosity at the melting point (°C) of the solder particles is evaluated.
このようにして、図1に示す接続構造体1が得られる。なお、上記第2の工程と上記第3の工程とは連続して行われてもよい。また、上記第2の工程を行った後に、得られる第1の接続対象部材2と導電材料11と第2の接続対象部材3との積層体を、加熱部に移動させて、上記第3の工程を行ってもよい。上記加熱を行うために、加熱部材上に上記積層体を配置してもよく、加熱された空間内に上記積層体を配置してもよい。
In this way, the
上記第3の工程における上記加熱温度は、好ましくは140℃以上、より好ましくは160℃以上であり、好ましくは450℃以下、より好ましくは250℃以下、さらに好ましくは200℃以下である。 The heating temperature in the third step is preferably 140°C or higher, more preferably 160°C or higher, preferably 450°C or lower, more preferably 250°C or lower, even more preferably 200°C or lower.
上記第3の工程における加熱方法としては、はんだ粒子の融点以上及び熱硬化性成分の硬化温度以上に、接続構造体全体を、リフロー炉を用いて又はオーブンを用いて加熱する方法や、接続構造体の接続部のみを局所的に加熱する方法が挙げられる。 The heating method in the third step includes a method of heating the entire connected structure using a reflow oven or an oven to a temperature higher than the melting point of the solder particles and the curing temperature of the thermosetting component; One example is a method of locally heating only the connecting parts of the body.
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 devices used in the local heating method include a hot plate, a heat gun that applies hot air, a soldering iron, and an infrared heater.
また、ホットプレートにて局所的に加熱する際、接続部直下は、熱伝導性の高い金属にて、その他の加熱することが好ましくない個所は、フッ素樹脂等の熱伝導性の低い材質にて、ホットプレート上面を形成することが好ましい。 In addition, when heating locally with a hot plate, use a highly thermally conductive metal directly below the connection, and use a low thermally conductive material such as fluororesin for other areas where it is not desirable to heat. , preferably forming the top surface of the hot plate.
上記第1,第2の接続対象部材は、特に限定されない。上記第1,第2の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、半導体パッケージ、LEDチップ、LEDパッケージ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びに樹脂フィルム、プリント基板、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル、リジッドフレキシブル基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板等の電子部品等が挙げられる。上記第1,第2の接続対象部材は、電子部品であることが好ましい。 The first and second connection target members are not particularly limited. Specifically, the first and second connection target members include semiconductor chips, semiconductor packages, LED chips, LED packages, electronic components such as capacitors and diodes, resin films, printed circuit boards, flexible printed circuit boards, and flexible Examples include electronic components such as flat cables, rigid-flexible boards, circuit boards such as glass epoxy boards, and glass boards. It is preferable that the first and second connection target members are electronic components.
上記第1の接続対象部材及び上記第2の接続対象部材の内の少なくとも一方が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。上記第2の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル及びリジッドフレキシブル基板は、柔軟性が高く、比較的軽量であるという性質を有する。このような接続対象部材の接続に導電フィルムを用いた場合には、はんだ粒子が電極上に集まりにくい傾向がある。これに対して、導電ペーストを用いることで、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いたとしても、はんだ粒子を電極上に効率的に集めることで、電極間の導通信頼性を十分に高めることができる。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いる場合に、半導体チップ等の他の接続対象部材を用いた場合と比べて、加圧を行わないことによる電極間の導通信頼性の向上効果がより一層効果的に得られる。 It is preferable that at least one of the first connection target member and the second connection target member is a resin film, a flexible printed circuit board, a flexible flat cable, or a rigid flexible circuit board. It is preferable that the second connection target member is a resin film, a flexible printed circuit board, a flexible flat cable, or a rigid flexible circuit board. Resin films, flexible printed circuit boards, flexible flat cables, and rigid-flexible circuit boards have the properties of being highly flexible and relatively lightweight. When a conductive film is used to connect such connection target members, solder particles tend to be difficult to collect on the electrodes. On the other hand, by using a conductive paste, even if a resin film, flexible printed circuit board, flexible flat cable, or rigid-flex board is used, the solder particles can be efficiently collected on the electrodes, ensuring continuity between the electrodes. You can fully enhance your sexuality. When using resin films, flexible printed circuit boards, flexible flat cables, or rigid-flex circuit boards, the reliability of conduction between electrodes can be improved by not applying pressure, compared to when using other connection objects such as semiconductor chips. The improvement effect can be obtained even more effectively.
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極、SUS電極、及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極、銀電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物層の材料としては、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び3価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記3価の金属元素としては、Sn、Al及びGa等が挙げられる。 Examples of the electrodes provided on the connection target member include metal electrodes such as gold electrodes, nickel electrodes, tin electrodes, aluminum electrodes, copper electrodes, molybdenum electrodes, silver electrodes, SUS electrodes, and tungsten electrodes. When the member to be connected is a flexible printed circuit board, the electrode is preferably a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, a silver electrode, or a copper electrode. When the member to be connected is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, a silver electrode, or a tungsten electrode. In addition, when the said electrode is an aluminum electrode, it may be an electrode formed only with aluminum, and the electrode may be an electrode in which an aluminum layer is laminated|stacked on the surface of a metal oxide layer. Examples of the material for 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 elements include Sn, Al, and Ga.
本発明に係る接続構造体では、上記第1の電極及び上記第2の電極は、エリアアレイ又はペリフェラルにて配置されていることが好ましい。上記第1の電極及び上記第2の電極が、エリアアレイ又はペリフェラルにて配置されている場合において、本発明の効果がより一層効果的に発揮される。上記エリアアレイとは、接続対象部材の電極が配置されている面にて、格子状に電極が配置されている構造のことである。上記ペリフェラルとは、接続対象部材の外周部に電極が配置されている構造のことである。電極が櫛型に並んでいる構造の場合は、櫛に垂直な方向に沿ってはんだ粒子が凝集すればよいのに対して、上記エリアアレイ又はペリフェラル構造では電極が配置されている面において、全面にて均一にはんだ粒子が凝集する必要がある。そのため、従来の方法では、はんだ量が不均一になりやすいのに対して、本発明の方法では、本発明の効果がより一層効果的に発揮される。 In the connected structure according to the present invention, it is preferable that the first electrode and the second electrode are arranged in an area array or a peripheral. The effects of the present invention are even more effectively exhibited when the first electrode and the second electrode are arranged in an area array or peripherally. The above-mentioned area array is a structure in which electrodes are arranged in a grid pattern on the surface of the connection target member on which the electrodes are arranged. The above-mentioned peripheral refers to a structure in which electrodes are arranged on the outer periphery of a member to be connected. In the case of a structure in which the electrodes are arranged in a comb shape, the solder particles only need to aggregate along the direction perpendicular to the comb, whereas in the above area array or peripheral structure, the solder particles aggregate on the entire surface on the surface where the electrodes are arranged. It is necessary for the solder particles to coagulate uniformly. Therefore, in the conventional method, the amount of solder tends to be non-uniform, whereas in the method of the present invention, the effects of the present invention are more effectively exhibited.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples and Comparative Examples. The invention is not limited only to the following examples.
熱硬化性化合物:
熱硬化性化合物1:フェノールノボラック型エポキシ化合物、DOW社製「DEN431」
熱硬化性化合物2:ビスフェノールF型エポキシ化合物、新日鉄住金化学社製「YDF-8170C」
熱硬化性化合物3:ビスフェノールA型エポキシ化合物、新日鉄住金化学社製「YD-8125」
熱硬化性化合物4:脂肪族エポキシ化合物、共栄社化学社製「エポライト1600」
熱硬化性化合物5:イソシアヌル骨格含有エポキシ化合物、日産化学社製「TEPIC-SP」
Thermosetting compound:
Thermosetting compound 1: Phenol novolac type epoxy compound, “DEN431” manufactured by DOW
Thermosetting compound 2: Bisphenol F type epoxy compound, "YDF-8170C" manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.
Thermosetting compound 3: Bisphenol A type epoxy compound, "YD-8125" manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.
Thermosetting compound 4: Aliphatic epoxy compound, "Epolite 1600" manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
Thermosetting compound 5: Isocyanuric skeleton-containing epoxy compound, “TEPIC-SP” manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.
熱硬化剤:
熱硬化剤1:酸無水物硬化剤、新日本理化社製「リカシッドMH」
熱硬化剤2:酸無水物硬化剤、新日本理化社製「リカシッドTH」
Thermosetting agent:
Thermosetting agent 1: Acid anhydride curing agent, "Rikacid MH" manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.
Thermosetting agent 2: Acid anhydride curing agent, "Rikacid TH" manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.
硬化促進剤:
硬化促進剤1:有機ホスホニウム塩、日本化学工業社製「PX-4MP」、25℃で液状
Curing accelerator:
Curing accelerator 1: Organic phosphonium salt, “PX-4MP” manufactured by Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd., liquid at 25°C
はんだ粒子:
はんだ粒子1:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、平均粒子径:20μm
はんだ粒子2:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、平均粒子径:10μm
はんだ粒子3:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、平均粒子径:5μm
はんだ粒子4:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、平均粒子径:2μm
Solder particles:
Solder particle 1: SnBi solder particles, melting point 138°C, solder particles selected from "Sn42Bi58" manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., average particle size: 20 μm
Solder particle 2: SnBi solder particles, melting point 138°C, solder particles selected from "Sn42Bi58" manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., average particle size: 10 μm
Solder particle 3: SnBi solder particles, melting point 138°C, solder particles selected from "Sn42Bi58" manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., average particle size: 5 μm
Solder particle 4: SnBi solder particles, melting point 138°C, solder particles selected from "Sn42Bi58" manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., average particle size: 2 μm
フラックス:
フラックス1:「グルタル酸ベンジルアミン塩」、融点108℃
flux:
Flux 1: “Glutaric acid benzylamine salt”, melting point 108°C
フラックス1の作製方法:
ガラスビンに、反応溶媒である水24gと、グルタル酸(和光純薬工業社製)13.212gとを入れ、室温で均一になるまで溶解させた。その後、ベンジルアミン(和光純薬工業社製)10.715gを入れて、約5分間撹拌し、混合液を得た。得られた混合液を5~10℃の冷蔵庫に入れて、一晩放置した。析出した結晶をろ過により分取し、水で洗浄し、真空乾燥し、フラックス1を得た。
How to make Flux 1:
24 g of water as a reaction solvent and 13.212 g of glutaric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were placed in a glass bottle and dissolved until uniform at room temperature. Then, 10.715 g of benzylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred for about 5 minutes to obtain a mixed solution. The resulting mixture was placed in a refrigerator at 5 to 10°C and left overnight. The precipitated crystals were collected by filtration, washed with water, and vacuum dried to obtain
(はんだ粒子の粒子径)
はんだ粒子の粒子径は以下のように測定した。
(Particle size of solder particles)
The particle diameter of the solder particles was measured as follows.
はんだ粒子の粒子径の測定方法:
はんだ粒子の粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所社製「LA-920」)を用いて測定した。
How to measure the particle size of solder particles:
The particle diameter of the solder particles was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer (“LA-920” manufactured by Horiba, Ltd.).
(実施例1~17及び比較例1,2)
(1)導電材料(異方性導電ペースト)の作製
下記の表1,2に示す成分を下記の表1,2に示す配合量で配合して、導電材料(異方性導電ペースト)を得た。
(Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 and 2)
(1) Preparation of conductive material (anisotropic conductive paste) A conductive material (anisotropic conductive paste) was obtained by blending the ingredients shown in Tables 1 and 2 below in the amounts shown in Tables 1 and 2 below. Ta.
(2)接続構造体の作製
第2の接続対象部材として、半導体チップ本体(サイズ5×5mm、厚み0.4mm)の表面に、400μmピッチで250μmの銅電極が、エリアアレイにて配置されており、最表面にパッシベーション膜(ポリイミド、厚み5μm、電極部の開口径200μm)が形成されている半導体チップを準備した。銅電極の数は、半導体チップ1個当たり、10個×10個の合計100個である。
(2) Preparation of connection structure As the second connection target member, 250 μm copper electrodes are arranged in an area array at a 400 μm pitch on the surface of the semiconductor chip body (size 5 × 5 mm, thickness 0.4 mm). A semiconductor chip was prepared in which a passivation film (made of polyimide, thickness 5 μm, opening diameter of electrode portion 200 μm) was formed on the outermost surface. The number of copper electrodes is 10×10, 100 in total, per semiconductor chip.
第1の接続対象部材として、ガラスエポキシ基板本体(サイズ20×20mm、厚み1.2mm、材質FR-4)の表面に、第2の接続対象部材の電極に対して、同じパターンとなるように、銅電極が配置されており、銅電極が配置されていない領域にソルダーレジスト膜が形成されているガラスエポキシ基板を準備した。銅電極の表面とソルダーレジスト膜の表面との段差は、15μmであり、ソルダーレジスト膜は銅電極よりも突出している。 As the first connection target member, the surface of the glass epoxy board body (size 20 x 20 mm, thickness 1.2 mm, material FR-4) is coated with the same pattern as the electrode of the second connection target member. A glass epoxy substrate was prepared in which copper electrodes were arranged and a solder resist film was formed in areas where the copper electrodes were not arranged. The level difference between the surface of the copper electrode and the surface of the solder resist film is 15 μm, and the solder resist film protrudes from the copper electrode.
上記ガラスエポキシ基板の上面に、作製直後の導電材料(異方性導電ペースト)を厚さ100μmとなるように塗工し、導電材料(異方性導電ペースト)層を形成した。次に、導電材料(異方性導電ペースト)層の上面に半導体チップを電極同士が対向するように積層した。導電材料(異方性導電ペースト)層には、上記半導体チップの重量は加わる。その状態から、導電材料(異方性導電ペースト)層の温度が、昇温開始から5秒後にはんだの融点となるように加熱した。さらに、昇温開始から15秒後に、導電材料(異方性導電ペースト)層の温度が160℃となるように加熱し、導電材料(異方性導電ペースト)層を硬化させ、接続構造体を得た。加熱時には、加圧を行わなかった。 A conductive material (anisotropic conductive paste) immediately after preparation was applied to a thickness of 100 μm on the upper surface of the glass epoxy substrate to form a conductive material (anisotropic conductive paste) layer. Next, semiconductor chips were stacked on the upper surface of the conductive material (anisotropic conductive paste) layer so that the electrodes faced each other. The weight of the semiconductor chip is added to the conductive material (anisotropic conductive paste) layer. From this state, the temperature of the conductive material (anisotropic conductive paste) layer was heated to the melting point of the solder 5 seconds after the start of temperature rise. Furthermore, 15 seconds after the start of temperature rise, the conductive material (anisotropic conductive paste) layer is heated to a temperature of 160°C to harden the conductive material (anisotropic conductive paste) layer, and the connected structure is formed. Obtained. No pressure was applied during heating.
(評価)
(1)導電材料におけるはんだ粒子を除く組成物(はんだ粒子を除く導電材料)の溶融粘度
下記の表1,2に示す成分の内、はんだ粒子を除く成分を下記の表1,2に示す配合量で配合して溶融粘度測定用のサンプルを得た。得られたサンプルを、Thermo Fisher Scientific社製レオメーター「HAAKE MARS III」を用いて、周波数2Hz、昇温速度0.11℃/秒、測定温度範囲40℃~200℃の条件で測定した。得られた測定結果から、溶融粘度の最小値、及び溶融粘度の最小値を示す温度(X℃)を求めた。さらに、得られた測定結果から、X-10℃における溶融粘度(ηX-10)及びX+10℃における溶融粘度(ηX+10)を求めた。
(evaluation)
(1) Melt viscosity of conductive material composition excluding solder particles (conductive material excluding solder particles) Among the components shown in Tables 1 and 2 below, the components excluding solder particles are blended as shown in Tables 1 and 2 below. A sample for melt viscosity measurement was obtained by blending in a certain amount. The obtained sample was measured using a rheometer "HAAKE MARS III" manufactured by Thermo Fisher Scientific under conditions of a frequency of 2 Hz, a heating rate of 0.11° C./sec, and a measurement temperature range of 40° C. to 200° C. From the obtained measurement results, the minimum value of the melt viscosity and the temperature (X° C.) indicating the minimum value of the melt viscosity were determined. Further, from the obtained measurement results, the melt viscosity at X-10°C (ηX-10) and the melt viscosity at X+10°C (ηX+10) were determined.
(2)はんだ残り
得られた接続構造体において、第1の接続対象部材と接続部と第2の接続対象部材との積層方向に第1の接続対象部材と第2の接続対象部材との対向し合う部分をみたときに、隣接する電極間における第1の接続対象部材と第2の接続対象部材との対向し合う部分の面積100%中の、接続部中のはんだ粒子が配置されている面積の割合Xを評価した。はんだ残りを以下の基準で判定した。
(2) Solder Remains In the obtained connection structure, the first connection target member and the second connection target member face each other in the stacking direction of the first connection target member, the connecting portion, and the second connection target member. When looking at the mating portion, the solder particles in the connection portion are arranged within 100% of the area of the facing portion of the first connection target member and the second connection target member between adjacent electrodes. The area ratio X was evaluated. Solder residue was judged based on the following criteria.
[はんだ残りの判定基準]
○○:割合Xが5%未満
○:割合Xが5%以上、10%未満
△:割合Xが10%以上、30%未満
×:割合Xが30%以上
[Criteria for determining solder residue]
○○: Proportion X is less than 5% ○: Proportion X is 5% or more and less than 10% △: Proportion X is 10% or more and less than 30% ×: Proportion
(3)ボイド
得られた接続構造体において、走査型電子顕微鏡により接続部を観察することで、接続部にボイドが発生しているか否かを確認した。ボイドを以下の基準で判定した。
(3) Void In the obtained bonded structure, the bonded portion was observed using a scanning electron microscope to confirm whether or not voids were generated in the bonded portion. Void was determined based on the following criteria.
[ボイドの判定基準]
○:ボイドが発生していない
×:ボイドが発生している
[Void judgment criteria]
○: No voids have occurred ×: Voids have occurred
(4)電極上のはんだの配置精度
得られた接続構造体において、第1の電極と接続部と第2の電極との積層方向に第1の電極と第2の電極との対向し合う部分をみたときに、第1の電極と第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の、接続部中のはんだ部が配置されている面積の割合Yを評価した。電極上のはんだの配置精度を以下の基準で判定した。
(4) Accuracy of placement of solder on electrodes In the obtained connection structure, the portions where the first electrode and the second electrode face each other in the stacking direction of the first electrode, the connecting portion, and the second electrode The ratio Y of the area where the solder part in the connection part is arranged to 100% of the area of the opposing part of the first electrode and the second electrode was evaluated. The placement accuracy of the solder on the electrode was judged based on the following criteria.
[電極上のはんだの配置精度の判定基準]
○○:割合Yが70%以上
○:割合Yが60%以上、70%未満
△:割合Yが50%以上、60%未満
×:割合Yが50%未満
[Criteria for determining accuracy of solder placement on electrodes]
○○: Proportion Y is 70% or more ○: Proportion Y is 60% or more but less than 70% △: Proportion Y is 50% or more but less than 60% ×: Proportion Y is less than 50%
(5)上下の電極間の導通信頼性
得られた接続構造体(n=15個)において、上下の電極間の1接続箇所当たりの接続抵抗をそれぞれ、4端子法により測定した。接続抵抗の平均値を算出した。なお、電圧=電流×抵抗の関係から、一定の電流を流した時の電圧を測定することにより接続抵抗を求めることができる。導通信頼性を以下の基準で判定した。
(5) Continuity reliability between upper and lower electrodes In the obtained connected structures (n=15 pieces), the connection resistance per connection point between the upper and lower electrodes was measured using a four-terminal method. The average value of connection resistance was calculated. Note that from the relationship of voltage=current×resistance, the connection resistance can be determined by measuring the voltage when a constant current is passed. Continuity reliability was judged based on the following criteria.
[導通信頼性の判定基準]
○○:接続抵抗の平均値が50mΩ以下
○:接続抵抗の平均値が50mΩを超え、70mΩ以下
△:接続抵抗の平均値が70mΩを超え、100mΩ以下
×:接続抵抗の平均値が100mΩを超える、又は接続不良が生じている
[Criteria for determining continuity reliability]
○○: The average value of connection resistance is 50mΩ or less ○: The average value of connection resistance is more than 50mΩ and 70mΩ or less △: The average value of connection resistance is more than 70mΩ and 100mΩ or less ×: The average value of connection resistance is more than 100mΩ , or there is a poor connection.
(6)隣接する電極間の絶縁信頼性
得られた接続構造体(n=15個)において、85℃及び湿度85%の雰囲気中に100時間放置後、隣接する電極間に、5Vを印加し、抵抗値を25箇所で測定した。絶縁信頼性を以下の基準で判定した。
(6) Insulation reliability between adjacent electrodes After leaving the obtained connected structures (n = 15 pieces) in an atmosphere of 85°C and 85% humidity for 100 hours, 5V was applied between adjacent electrodes. , resistance values were measured at 25 locations. Insulation reliability was judged based on the following criteria.
[絶縁信頼性の判定基準]
○○:接続抵抗の平均値が107Ω以上
○:接続抵抗の平均値が106Ω以上、107Ω未満
△:接続抵抗の平均値が105Ω以上、106Ω未満
×:接続抵抗の平均値が105Ω未満
[Judgment criteria for insulation reliability]
○○: Average value of connection resistance is 10 7 Ω or more ○: Average value of connection resistance is 10 6 Ω or more, less than 10 7 Ω △: Average value of connection resistance is 10 5 Ω or more, less than 10 6 Ω ×: Connection Average resistance value is less than 10 5 Ω
結果を下記の表1,2に示す。 The results are shown in Tables 1 and 2 below.
フレキシブルプリント基板、樹脂フィルム、フレキシブルフラットケーブル及びリジッドフレキシブル基板を用いた場合でも、同様の傾向が見られた。 Similar trends were observed even when flexible printed circuit boards, resin films, flexible flat cables, and rigid-flex circuit boards were used.
1,1X…接続構造体
2…第1の接続対象部材
2a…第1の電極
3…第2の接続対象部材
3a…第2の電極
4,4X…接続部
4A,4XA…はんだ部
4B,4XB…硬化物部
11…導電材料
11A…はんだ粒子
11B…熱硬化性成分
1, 1X...
Claims (9)
前記はんだ粒子の粒子径が、30μm以下であり、
前記導電材料における前記はんだ粒子を除く組成物の溶融粘度を測定し、溶融粘度の最小値を示す温度をX℃としたときに、X-10℃における溶融粘度及びX+10℃における溶融粘度がそれぞれ、1Pa・s以上10Pa・s以下であり、
前記溶融粘度の最小値を示す温度X℃が、100℃以上115℃以下であり、
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))、又は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)に用いられる、導電材料。 A conductive material containing a thermosetting compound, a curing accelerator, and solder particles,
The particle size of the solder particles is 30 μm or less,
The melt viscosity of the composition excluding the solder particles in the conductive material is measured, and when the temperature at which the melt viscosity shows the minimum value is X ° C., the melt viscosity at X-10 ° C. and the melt viscosity at X + 10 ° C. are respectively, 1 Pa・s or more and 10 Pa・s or less ,
The temperature X° C. showing the minimum value of the melt viscosity is 100° C. or more and 115° C. or less,
Connection between a flexible printed circuit board and a glass substrate (FOG (Film on Glass)), connection between a semiconductor chip and a flexible printed circuit board (COF (Chip on Film)), connection between a semiconductor chip and a glass substrate (COG (Chip on Glass)) )) or for connecting flexible printed circuit boards and glass epoxy boards (FOB (Film on Board)) .
第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と、前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、
前記接続部の材料が、請求項1~5のいずれか1項に記載の導電材料であり、
前記第1の電極と前記第2の電極とが、前記接続部中のはんだ部により電気的に接続されている、接続構造体。 a first connection target member having a first electrode on its surface;
a second connection target member having a second electrode on its surface;
comprising a connection part connecting the first connection target member and the second connection target member,
The material of the connecting portion is the conductive material according to any one of claims 1 to 5,
A connection structure in which the first electrode and the second electrode are electrically connected by a solder part in the connection part.
前記導電材料の前記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、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前記導電材料を加熱することで、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、前記導電材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記接続部中の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。 using the conductive material according to any one of claims 1 to 5, disposing the conductive material on the surface of the first connection target member having the first electrode on the surface;
A second connection target member having a second electrode on its surface is placed on a surface of the conductive material opposite to the first connection target member side, and the first electrode and the second electrode are opposite to each other. a step of arranging the
A connecting portion connecting the first connection target member and the second connection target member is formed from the conductive material by heating the conductive material to a temperature higher than the melting point of the solder particles, and A method for manufacturing a connected structure, comprising the step of electrically connecting the first electrode and the second electrode with a solder part in the connecting part.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017220750 | 2017-11-16 | ||
JP2017220750 | 2017-11-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019091693A JP2019091693A (en) | 2019-06-13 |
JP7356217B2 true JP7356217B2 (en) | 2023-10-04 |
Family
ID=66837467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018215452A Active JP7356217B2 (en) | 2017-11-16 | 2018-11-16 | Conductive material, connected structure, and method for manufacturing connected structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7356217B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7280758B2 (en) * | 2019-06-20 | 2023-05-24 | 積水化学工業株式会社 | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure |
WO2020255874A1 (en) * | 2019-06-20 | 2020-12-24 | 積水化学工業株式会社 | Electroconductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure |
JP2021028895A (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 積水化学工業株式会社 | Conductive material, connection structure and production method of connection structure |
JP7389657B2 (en) * | 2020-01-21 | 2023-11-30 | 積水化学工業株式会社 | Conductive paste and connection structure |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100006625A1 (en) | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Composition and methods of forming solder bump and flip chip using the same |
JP2017033935A (en) | 2015-07-30 | 2017-02-09 | カーリング テクノロジーズ、 インコーポレイテッドCarling Technologies, Inc. | Polarity insensitive arc erasure |
-
2018
- 2018-11-16 JP JP2018215452A patent/JP7356217B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100006625A1 (en) | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Composition and methods of forming solder bump and flip chip using the same |
JP2017033935A (en) | 2015-07-30 | 2017-02-09 | カーリング テクノロジーズ、 インコーポレイテッドCarling Technologies, Inc. | Polarity insensitive arc erasure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019091693A (en) | 2019-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7356217B2 (en) | Conductive material, connected structure, and method for manufacturing connected structure | |
JP7518602B2 (en) | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing the connection structure | |
JP7184758B2 (en) | Conductive material, method for storing conductive material, method for manufacturing conductive material, and method for manufacturing connection structure | |
JP7184759B2 (en) | Conductive material, method for storing conductive material, method for manufacturing conductive material, and method for manufacturing connection structure | |
JPWO2018066368A1 (en) | Conductive material, connection structure and method of manufacturing connection structure | |
JP2023138947A (en) | Conductive material, connection structure and method for producing connection structure | |
JP2021028895A (en) | Conductive material, connection structure and production method of connection structure | |
JP6767307B2 (en) | Conductive material, connecting structure and manufacturing method of connecting structure | |
JP7271312B2 (en) | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure | |
JP7332458B2 (en) | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure | |
WO2020255874A1 (en) | Electroconductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure | |
JP7277289B2 (en) | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure | |
JP7312105B2 (en) | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure | |
JP7014576B2 (en) | Conductive material, connection structure and method for manufacturing the connection structure | |
JP7497136B2 (en) | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing the connection structure | |
JP2020119955A (en) | Connection structure, method for manufacturing connection structure, conductive material, and method for manufacturing conductive material | |
JP7372745B2 (en) | Conductive material, connected structure, and method for manufacturing connected structure | |
JP7421317B2 (en) | Conductive film and connected structure | |
JP7303675B2 (en) | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure | |
JP7389657B2 (en) | Conductive paste and connection structure | |
JP7284699B2 (en) | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure | |
JP7425561B2 (en) | Conductive material, connected structure, and method for manufacturing connected structure | |
JP7267685B2 (en) | Conductive material, connection structure, and method for manufacturing connection structure | |
JP2020170591A (en) | Conductive material and connection structure | |
JP2021009774A (en) | Conductive material, connection structure and method for producing connection structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210823 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220719 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220915 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221227 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20221227 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20230111 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20230117 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20230203 |
|
C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20230207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230922 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7356217 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |