JPS61276873A - 導電異方性接着剤 - Google Patents

導電異方性接着剤

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JPS61276873A
JPS61276873A JP11826885A JP11826885A JPS61276873A JP S61276873 A JPS61276873 A JP S61276873A JP 11826885 A JP11826885 A JP 11826885A JP 11826885 A JP11826885 A JP 11826885A JP S61276873 A JPS61276873 A JP S61276873A
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adhesive
resin
conductive
electrically conductive
parts
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JP11826885A
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Tsuneo Hanada
花田 常雄
Junji Suzuki
淳二 鈴木
Masayuki Nakamura
雅之 中村
Tomozo Miyazaki
宮崎 智三
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Dexerials Corp
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Sony Chemicals Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099Material
    • H01L2224/29198Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298Fillers
    • H01L2224/29299Base material
    • H01L2224/293Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives

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  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば半導体集積回路チップをリードフレーム
上や、配線基板薄板上に電気的及び機械的に連結する場
合に用いて好適な導電異方接着剤に係わる。
〔発明の概要〕
本発明は導電性粒子が分散された導電異方性接着剤にお
いて、特にその接着剤を軟化温度150℃以上の樹脂を
主体とする構成とすることによって、電気的連結と、導
電異方性の保持を確実に行うものである。
〔従来の技術〕
例えば半導体集積回路チップ(以下ICという)を、リ
ードフレーム、フィルムキャリヤ上に、ICの端子部な
いしは電極を対応するリードないしは配線部に電気的に
接続する方法としては、主としてワイヤーボンディング
法、テープオートメーションボディング法等があるが全
体的費用、パッケージスペース等の点で難点がある。
そこで、ICの端子部ないしは電極を、対応するリード
ないしは配線部に重ね合わせた状態で、両者間に導電性
粒子を分散させた導電異方性接着剤を介して加熱圧着し
て導電性粒子によって対応する部分間を接続し、対応せ
ざる部分間には、絶縁性接着剤によって電気的に分離し
て、すなわち電気的に異方性をもった接続を行い、且つ
機械的接着を行うという方法を採ることが望まれる。
ところが従来一般に提供されている導電性異方性接着剤
では、例えばICの接続後におけるパッケージの樹脂モ
ールド、熱エージング等の加熱を伴う処理を経ることに
よって電気的接続が不完全となったり、他部との短絡が
生じるなど信頼性に問題がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上述した例えばICのリードフレーム、配線
基板等への接続に通用して、上述した諸問題を解決して
信頼性の高い異方性接続を強固に行うことのできる導電
異方性接着剤を提供する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明においては、上述した導電異方性接着剤を構成す
る特に絶縁性接着剤として軟化温度が150℃以上の樹
脂を主体とする接着剤を用いこれに導電性粒子に均一に
分散させた構成とする。
ここに軟化温度とは、TMA (サーマルメカニカルア
ナリシス;熱機械分析法)特にに理学電機(株)製TM
A装置8090A −1によって、測定した値を指称す
る。すなわちこの装置は、昇温しながらフィルム状の測
定試料を引張り、延びの長さを測定するものであり、急
激に延びる温度を測定したものであり、以下本明細書で
軟化温度とは、この温度を指称する。
軟化温度が150℃以上の絶縁性接着剤としては、ボリ
アリレート系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、そして、
これらに他の樹脂例えばアクリレート樹脂を加えたもの
を用いることができる。
ボリアリレート樹脂は、芳香族ジカルボン酸またはその
機能誘導体とビスフェノール類またはその機能誘導体と
から成るポリエステルであり、テレフタル酸とイソフタ
ル酸またはこれらの機能誘導体の混合物(ただし、テレ
フタル酸基とイソフタル酸基のモル比は9;1〜1:9
である)と、一般式(1) 〔式中、Xは0. S、 502 + Goまたはアル
キレン基(必要に応じて1または2以上の炭化水素基、
ハロゲンまたはハロゲン化炭化水素基で置換されている
)・R1,R2・ R3,R4・Rt’ r R2’ 
IR3’およびR4’は水素原子、ハロゲン原子または
炭化水素基を表す)のビスフェノール類とを重ね合わせ
ることによって作ることができ、次のくり返し単位(n
)を有する。
これらのボリアリレートのうち代表的なものが、ビスフ
ェノール類としてビスフェノールAを用いたものであり
、次のくり返し単位(III)を有する。
商業的に入手が可能でかつ本発明において使用できるボ
リアリレート樹脂として、ボリアリレートU−100,
υ−1060、U−2030、U−4015(いずれも
ユニチカ社製品で、各記号はグレードを表す)などがあ
る。ボリアリレートU−100は前記くり返し単位(I
[I)を有するポリエステルであり、その他の前記各グ
レード品はU−100を若干変性したものである。
前記各グレードのボリアリレートはその重合度が対数粘
度(η)表示で例えば0.60〜1.4の範囲のものを
使用することができる。この対数粘度(マ)は、ボリア
リレートをフェノールとテトラクロルエタンとの6:4
混合溶媒に溶解しく濃度はl g/ dj7) 、25
℃において測定した流れ時間から、式 %式% (式中、tlはボリアリレート溶液の流れ時間、t2は
溶媒のみの流れ時間)よって求めることができる。
) また絶縁性接着剤の加熱接合時のM、  F、  
1(メルト・フロー・インデックス)は、0.001以
上、好ましくは0.005以上とする。このM、 F。
■は、ASTM、 01238のA法またはJIS、に
7210のA法に規定された装置で、所定の圧着温度に
おいて2160gの荷重を印加した時にオリフィス(孔
)から10分間に流出する樹脂のグラム数を示すもので
ある。
また、絶縁性接着剤に分散させる導電性粒子としては、
半田粒子、Ni、 Cu、 Ag+カーボン等の金属粒
子を用いることができる。
尚、必要に応じてこの導電性粒子と共に導体粒子を接着
剤に分散させることもできる。
〔作用〕
本発明の導電異方性接着剤は、これを相互に接続すべき
部材、例えばICと、これを接続するフレキシブルプリ
ント基板間の、少なくともその互いに電気的接続を行う
端子ないしは電極とこれに対応するリードないしは配線
を有する部分を含んで所要の面積に渡って介在させ、両
部材の、互いに電気的に接続すべき部分を互いに重ね合
わせ熱圧着する。このようにすると、導電性粒子が両部
材の互いの電気的接続部間に挾み込まれた状態で介在な
いしは融着し、電気的接続が行なわれる。
この場合、加熱により流動性が付与された絶縁性接着剤
は、他部に押しやられ、導電性粒子は直接に互いに接続
すべき例えば端子部ないしは電極と、リードないしは配
線間に接触して挾みつけられるので、良好に小なる導通
抵抗をもって接続され、しかも互いに対応しない他の接
続部間には押しやられた絶縁性接着剤が介在されること
によって電気的短絡が回避され、且つ機械的接着が良好
に行われる。そして、この場合、上述したように絶縁性
接着剤のM、F、Iを0.001以上とするとき互いに
電気的に接続すべき部分における導通抵抗は、0.1Ω
以下に、また互いに電気的に分離された部分、すなわち
互いに隣り合う接続部間の絶縁抵抗は107Ω以上の1
09Ωにすることができた。また特に本発明においては
、絶縁性接着剤として軟化温度が150℃以上の樹脂を
用いたことによって、接着処理を行った後において、I
Cパッケージの樹脂モールドや、エージング熱処理を行
っても、接着力が低下することによって接続部にずれが
生じたり、導電性粒子が、これが接触ないしは融着すべ
き例えば端子部ないしは電極、或いはリードないしは配
線から浮き上がって導通抵抗を高めたり電気的絶縁抵抗
を低めたりするおそれが確実に回避され、信頼性の向上
がはかられた。
〔実施例〕
実施例1 上記導電性接着組成物を良く攪拌分散し、剥離処理が施
された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート(P
ET)ベース上に、接着剤層の厚さが約20μmとなる
ように塗布した。これを熱風オーブン中で、塗布中の溶
剤を消失させる迄加熱乾燥した。
このようにして作られた導電異方性接着剤シートのPE
Tベースを剥離し第1図に示すようにその導電異方性接
着剤(1)を、5 X 5 mm2のチップ面積を有し
、外部と接続すべき、端子ないしは電極パッド部(2)
が0.1mm間隔で、 0.1mm幅に配列されたIC
(31と、25μmの厚さのポリイミドベース上に、1
8μmの厚さの銅箔の配線(4)が形成されたフレキシ
ブル配線基板(5)との間に介在させ、220℃、IC
の1チップ当りの荷重を30kgとして15秒間の熱圧
着を行った。
実施例2 実施例1と同様の方法により、IC(31のフレキシブ
ル基板(5)に対する接続を行ったが実施例1における
導電性接着組成物のボリアリレート樹脂としてユニチカ
製商品名U−4015を用いた。
実施例3 実施例1と同様の方法により、IC(31のフレキシブ
ル基板(5)に対する接続を行ったが実施例1における
導電性接着組成物のボリアリレート樹脂に代えてポリア
ミドイミド樹脂の三菱瓦斯化学製商品名トーロン400
0Tを用いた。
比較例1 実施例1と同様の方法により、IC(31のフレキシブ
ル基板(5)に対する接続を行ったが、実施例1におけ
る導電性接着組成物のボリアリレート樹脂に代えてポリ
エステル樹脂(ユニチカ製商品名:エリエーテルU E
 −3220、軟化温度100℃)の30%熔液を10
0重量部用いた。
比較例2 比較例1と同様の方法によるもポリエステル樹脂として
ユニチカ製商品名: U E−3300を用いた。
これら各実施例1〜3、及び比較例1.2に対する評価
の結果を、第2図に示す、第2図において従来例とは、
実施例1と同様の方法によってICの接着を行ったもの
であるが、この従来例においては、絶縁接着剤の樹脂と
してスチレンーブダジエン共重合体(旭化成社製商品名
:ソルプレン406)とテルペンフェノール樹脂(安原
油脂社製] 商品名:YSボリスタT130)とを用いた場合で、そ
の軟化温度は82℃、半田粉とし融点が150℃の半田
粉を分散した。
また各側の評価は、接着直後と、60℃で相対湿度が8
0%のエージング後行って後の各接着状態を評価したも
ので、O印は電気的接続部ではlΩ以下の導通抵抗を示
し、隣り合う接続部間の抵抗が10’Ω以上の場合、×
印はこれを満足しなかった場合である。
これによれば、本発明による場合、エージング後によっ
ても良好な接続が行われていることがわかる。
また、上述した実施例においては、絶縁性接着剤として
軟化温度が150℃以上の樹脂を用いた場合であるが、
これら樹脂の特性を害わない範囲で架橋して耐熱性を示
す他の樹脂、゛例えばアクリル系重合体、エポキシ樹脂
等を0〜50重量部組合せて用いることができ、この場
合の例を以下に説明する。
実施例4 ・・・・110重量部 H・・・・(a) 上記導電性接着組成物を用いて実施例1を同様方法によ
ってICをフレキシブルプリント基板上にプレス温度2
00℃で圧着した。
実施例5 [ボリアリレート樹脂 ・・・・  (b) 上記導電性接着組成物を用いて実施例1と同様方法によ
ってICをフレキシブルプリント基板上にプレス温度1
80℃で圧着した。
実施例6 [ボリアリレート樹脂 ・・・・  (( 上記導電性接着組成物を用いて実施例1と同様方法によ
ってICをフレキシブルプリント基板上にプレス温度1
80℃で圧着して後、120℃で熱硬化処理した。
実施例7 −ス上に塗布した後、電子ビームを5Mrad照射した
。以下、実施例1と同様にICをフレキシブル配線プリ
ント基板に接続した。このときのプレス温度は200℃
とした。
)  実施例4〜7のいずれのものも上述のエージング
後においても良好な異方性接続が得られた。
上述したように本発明による導電異方性接着剤によれば
、ICと難も、これをリードワイヤ等を用いることなく
直接的にその外部と接続すべき各端子部ないしは電極の
パッド部を、他部の例えばプリント基板上の配線部或い
はリードフレームのリード部に接続することができるの
で、ICにおける端子部ないしは電極を従来のワイヤー
ボンディング等による場合のようにチップの周辺部に配
列させる必要はなく、チップの主面の全域において任意
の配置に、且つ密に配置することができる。
また、上述した各側においては、絶縁性接着剤に導電性
粒子のみを分散させたものであるが、この導電性粒子と
共に不導体粒子を混入分散させることによって、導電性
粒子の分散性を高める効果や、例えばICのパッド部(
2)と外部配線ないしはリードとの各接続部の配列部に
おいて互いに隣り合う接続部間、特にパッド部(2)間
に導体粒子がたまって、互いに分離すべき接フ部相互の
抵抗に低下を来すことを防止する効果を奏することがで
きる。すなわち、本発明による導電異方性接着剤を、第
3図に示すように例えばICとこれを接続すべき、配線
基板とに挾み込んで加熱圧着するとき、その加圧よって
接着剤は、第3図に矢印fをもって示すように、IC(
3)下から外方に配線(4)の延長部間に沿って流れよ
うとし、これに伴って特にICの隣り合うパッド部(2
)間の間隔dが狭隘の場合、このパッド部(2)間の流
れの入口側(6)において導体粒子がたまってしまって
絶縁抵抗が低下するおそれがある場合において不導体粒
子を混入こせておくことによってここにたまり込む導体
粒子間に不導体粒子が分散介入させることができ、これ
によってここにおける分離すべき隣り合う接続部間絶縁
抵抗の低下を回避することができる。
尚、IC(31におけるパッド(2)の配列は、第3図
に示すようにIC(31のチップの隣り合う2辺以上に
沿って配列する場合、角部におけるパッド(2)の間隔
が、より狭隘となって前述した導体粒子のたまり込みが
、より著しくなるおそれがあるので、パッド(2)及び
これを接続されるべき配線(4)との全体の配列をほぼ
等角間隔の放射状配列するようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による導電異方性接着剤の一例の接着作
業状態を示す断面図、第2図は評価表図、第3図は本発
明の詳細な説明に供する図である。 (1)は導電性異方性接着剤、(3)はIC,+2)は
そのパッド部、(5)はフレキシブル配線基板、(4)
はその配線である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  軟化温度150℃以上の樹脂を主体とした絶縁性接着
    剤中に導電性粒子が均一に分散された導電異方性接着剤
JP11826885A 1985-05-31 1985-05-31 導電異方性接着剤 Pending JPS61276873A (ja)

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