KR101755749B1 - 도전 접속부재, 및 도전 접속부재의 제작방법 - Google Patents

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?지 마스모리
šœ지 마스모리
다쿠야 하라다
도모히로 이시이
히데미치 후지와라
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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
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    • H01L2224/13323—Magnesium [Mg] as principal constituent
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    • H01L2224/13324—Aluminium [Al] as principal constituent
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    • H01L2224/13338—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13339—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/13198—Material 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
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    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base 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
    • H01L2224/13338—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13344—Gold [Au] as principal constituent
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    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base 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
    • H01L2224/13338—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13347—Copper [Cu] as principal constituent
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    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material 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
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    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base 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
    • H01L2224/13338—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13349—Manganese [Mn] as principal constituent
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    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base 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
    • H01L2224/13338—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13355—Nickel [Ni] as principal constituent
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    • H01L2224/13357—Cobalt [Co] as principal constituent
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    • H01L2224/29305—Gallium [Ga] as principal constituent
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    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base 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
    • H01L2224/29301—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29309—Indium [In] as principal constituent
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    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material 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
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base 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
    • H01L2224/29301—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29311—Tin [Sn] as principal constituent
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    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material 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
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base 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
    • H01L2224/29301—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29313—Bismuth [Bi] as principal constituent
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    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material 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
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base 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
    • H01L2224/29301—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29316—Lead [Pb] as principal constituent
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    • H01L2224/29317—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
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    • H01L2224/29338—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29355—Nickel [Ni] as principal constituent
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    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base 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
    • H01L2224/29338—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29357—Cobalt [Co] as principal constituent
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    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material 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
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base 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
    • H01L2224/29363—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/29364—Palladium [Pd] as principal constituent
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    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
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    • H01L2224/29363—Base 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 the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/29366—Titanium [Ti] as principal constituent
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    • H01L2224/29369—Platinum [Pt] as principal constituent
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    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/3201—Structure
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    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
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Abstract

열사이클 특성이 우수한 금속 다공질체로 이루어지는 도전성 범프, 도전성 다이본드부 등의 도전 접속부재를 제공한다. 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에 형성된 도전 접속부재로서, 상기 도전 접속부재가 평균 1차 입자직경 10∼500㎚의 금속 미립자(P)와, 유기용제(S), 또는 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 가열처리하여 금속 미립자끼리가 결합되어 형성된 금속 다공질체이고, 상기 금속 다공질체의 공극률이 5∼35체적%이며, 상기 금속 다공질체를 구성하고 있는 금속 미립자의 평균입자직경이 10∼500㎚의 범위이며, 또한 상기 금속 미립자 사이에 존재하는 평균 공공직경이 1∼200㎚의 범위인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재.

Description

도전 접속부재, 및 도전 접속부재의 제작방법{CONDUCTIVE CONNECTING MEMBER AND MANUFACTURING METHOD OF SAME}
본 발명은, 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에 형성되는 도전(導電) 접속부재, 및 그 제작방법에 관한 것이다. 자세하게는, 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에 얹혀진, 평균 1차 입자직경이 나노 사이즈(나노 사이즈란 1㎛ 미만을 말한다, 이하 동일.)의 금속 미립자와 유기 분산매를 함유하는 도전성 페이스트를 가열처리하여 제작되는, 나노 사이즈의 금속 미립자가 결합하여 상기 금속 미립자 사이에 나노 사이즈의 공공(空孔)(공극)이 분포되어 있는 금속 다공질체로 이루어지는 도전성 범프, 도전성 다이본드부 등의 도전 접속부재, 및 그 제작방법에 관한 것이다.
최근 전자기기의 고기능, 고성능화 및 소형화를 실현하기 위해서 반도체 실장(實裝) 기술의 고밀도화가 진행된다. 반도체소자 간의 접속, 반도체소자와 회로기판 간의 접속 방법의 대표적 기술로서, 와이어 본딩 기술(WB), 무선 본딩 기술인 테이프 오토메이티드 와이어본딩 기술(TAB)이나 플립 칩 본딩 기술(FCB)이 알려져 있다. 이들 중에서도, 컴퓨터기기 등의 반도체장치를 고밀도로 실장하는 기술로서 가장 고밀도화가 가능한 플립 칩 본딩 기술이 많이 이용된다.
플립 칩 본딩은 반도체소자등 상에 형성된 범프(돌기 형상물)를, 회로기판 등에 접합하는 것이지만, 그 범프의 형성에는 도금법이 주로 채용된다.
도금법에 의한 범프의 형성에서는, 미세한 패턴의 형성이 가능하고, 조건 설정에 의해 범프 높이 제어가 시도되고 있지만, 범프의 높이에 다소의 격차가 생기는 것을 피할 수 없다고 하는 문제점이 있다. 전극의 접촉 불량을 방지하기 위해서, 이러한 범프 높이의 격차에 대한 대책으로서는, 접합시의 가압 수단에 의해 모든 범프를 밀착시키는 방법을 채용하는 것도 가능하지만, 과도하게 가압하면 범프 내부에 변형이 잔존하거나 내열(耐熱) 응력이 저하하고 파손으로 연결될 우려가 있다. 따라서, 금속제의 미세 패턴 접속용 범프의 구조를 가압시에 변형하기 쉬운 부드러움과 탄성을 갖는 구조로 함이 바람직하다. 또한, 도금법으로 형성한 범프에는, 사용 과정에 있어서 피로 파괴에 기인하는 것으로 생각되는 크랙의 발생, 파단(破斷)의 문제가 있다.
플립 칩 본딩에 있어서는, 반도체소자의 구성 재료와 반도체소자에 실장하는 회로 배선 기판과의 사이의 구성 재료가 다르면, 열팽창 계수의 상이에 기인하여 땜납 범프 전극에 응력 변형을 발생시킨다. 이 응력 변형은 땜납 범프 전극을 파괴시켜 신뢰성 수명을 저하시킨다.
특허문헌 1에는, 기판상에 감광성 수지등을 이용하여 개구부를 마련하고, 상기 개구부 안에 평균입자직경이 0.1㎛∼50㎛인 금속 미립자를 충전 후 소성(燒成)하여 형성된, 기판상의 도체 배선 회로와 다른 기판 혹은 부품을 전기적으로 접속하기 위한 접속용 범프가 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 나노 입자를 사용한 나노 땜납 선구체와 발포제를 혼합하여 다이에 얹어놓고 발포 땜납 선구체를 팽창시킨 나노 다공성 땜납이 개시되어 있다.
특허문헌 3에는, 평균입자직경이 0.005∼1.0㎛인 금분, 은분 또는 팔라듐분으로 이루어지는 금속분과, 유기용제로 이루어지는, 글래스 프릿(glass frit)을 함유하지 않는 금속 페이스트를 200∼400℃에서 소결(燒結)하여 얻어지는 범프가 개시되어 있다. 이와 같이 글래스 프릿을 함유하지 않는 금속 페이스트를 이용하면, 반도체 웨이퍼상에 비교적 부드럽고 탄력성을 갖는 소결체를 형성할 수 있는 것이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 4에는, 기판상에 마련한 포토레지스트층의 세공내에 금 도금층(제1 범프층, 높이: 10㎛)을 마련하고, 그 위에 금속 페이스트로서 금 페이스트를 적하하여 충전한 후 소결하여 소결체(제2 범프층)를 설치한 범프가 개시되어 있다.
일본공개특허 2003-174055호 공보 일본공표특허 2009-515711호 공보 일본공개특허 2005-216508호 공보 일본공개특허 2009-302511호 공보
상기 특허문헌 1, 2에 구체적으로 개시되어 있는 다공질체는 미크론 사이즈(1㎛ 이상, 1000㎛ 미만을 말한다, 이하 동일.)의 금속 입자의 결합체의 사이에 미크론 사이즈의 공공이 존재하는 구조이다. 금속재료중의 크랙의 전파의 이론에 의하면, 공공을 균열로서 파악하면, 공공사이즈가 충분히 작을 때 큰 응력이 작용해도 공공(균열)이 확대되지 않는 것이 알려져 있다(일본재료 학회편, 피로 설계 편람, 1995년 1월 20일, 요켄도(yokendo, 養賢堂) 발행, 148∼195페이지 참조). 이 경우, 예를 들면 나노 사이즈의 공공을 갖는 범프는, 미크론 사이즈의 공공을 갖는 범프보다 대략 100배 정도의 내응력성(耐應力性)이 있는 것으로 추측된다.
상기 특허문헌 3에는, 평균입경이 0.005㎛∼1.0㎛인 금속분을 사용한 금속 페이스트로부터 범프를 형성하는 방법이 개시되어 있다. 상기 범프의 형성방법은, 반도체 웨이퍼의 표면을 피복하고 있는 레지스트에 관통구멍을 형성하여, 상기 관통구멍에 금속 페이스트를 충전하며, 상기 페이스트를 건조 후 반도체 웨이퍼 표면으로부터 레지스트를 제거하고, 그 잔금속분으로 이루어지는 볼록 형상물을 소결하는, 범프를 형성하는 공정으로 이루어진다. 그러나, 상기 금속 페이스트에 있어서 금속 입자의 분산성을 높이는 유기용제의 사용, 및, 형성된 다공질체로 이루어지는 범프의 공극률이나 공공사이즈에 대해서는 일절 개시되어 있지 않고, 도전성 범프의 열사이클 특성의 향상에 대해서도 기재되어 있지 않다.
상기 특허문헌 4에 개시된 범프는, 범프 높이의 격차를 보완 가능한 것으로 하기 위해서, 기판상에 형성되어 도전성 금속의 벌크체로 이루어지는 제1 범프층과, 상기 범프층상에 제2 도전성 금속 분말의 소결체로 이루어지는 제2 범프층으로 이루어지는 2층 구조를 형성한다.
상기 범프에서는, 벌크 형상 금속을 범프의 주요부로 하여, 소결체로 이루어지는 탄력성을 갖는 범프 선단부에 배치하고, 그 강성은 제1 범프층에서 담보하여, 플립 칩 접합시의 범프의 횡방향의 변형을 억제하여 피치를 유지하는 동시에 제2 범프층의 탄력성으로 범프 높이의 격차에 추종하여 변형할 수 있으므로 저압이고 평탄도가 양호한 접합을 가능하게 한다. 이 경우, 기판에 레지스트막에 개구를 마련하여, 상기 개구부 안에 금도금층 등을 형성하고 또한 금속 페이스트를 도포 후 건조, 소성하여 범프를 형성하므로 공정이 번잡해지고, 또한, 특허문헌 3과 동일한 상기 공정에 있어서, 금속 페이스트중의 금속 입자의 분산성이 양호해지는 유기용제의 사용, 및, 형성된 다공질체로 이루어지는 범프의 공극률이나 공공사이즈에 대해서는 일절 개시되어 있지 않고, 도전성 범프의 열사이클 특성의 향상에 대해서도 기재되어 있지 않다.
또한, 반도체소자와 인터포저 등과의 접속 구조부인 다이본드부에 있어서의 접착성이 낮으면 기계적 스트레스(외부 응력, 내부 응력)나 물리 응력(열스트레스)에 의해, 반도체소자의 이면(裏面) 또는 인터포저 접속 단자와 도전성 다이본드부의 접착계면이, 부분 박리되거나 완전 박리되는 경우가 있다.
고성능 디바이스의 실현의 요청으로부터, 특히, 고온 동작이 가능한 디바이스의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 그 때문에, 확보해야 할 히트 사이클의 온도 범위가 확대되고 있어, 내(耐)히트 사이클 특성이 우수한 접합부의 개발이 요구된다. 또한, 반도체소자의 고밀도화에 수반하여 전극 단자의 피치 및 면적이 작아지고 있음에 수반하여, 반도체소자를 실장 기판에 플립 칩 실장할 때 이용하는 도전성 범프에 관해서도 금속 다공질체의 유연성, 탄성, 연성(延性)을 발휘시켜, 내히트 사이클이 우수한 도전성 범프, 도전성 다이본드부 등의 도전 접속부재의 형성이 요구된다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점에 감안하여, 금속 다공질체로 이루어지는 도전성 범프, 도전성 다이본드부 등의 도전 접속부재에 있어서, 공극률이 5∼35체적%이고, 또한 도전 접속부재를 형성하고 있는 나노 사이즈의 금속 미립자로 형성된 금속 다공질체의 공공사이즈가 나노 사이즈이면, 열(熱)사이클 특성이 우수하다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 이하의 (1) 내지 (14)에 기재하는 발명을 요지로 한다.
(1) 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에 형성된 도전 접속부재로서,
상기 도전 접속부재가 평균 1차 입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자(P)와 유기용제(S)를 포함하는 도전성 페이스트,
또는, 금속 미립자(P)와, 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 가열처리하여 금속 미립자(P)끼리가 결합하여 형성된 금속 다공질체이고,
상기 금속 다공질체가 평균입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자끼리가 결합하여 형성되고, 공극률이 5∼35체적%이고, 평균 공공직경이 1∼200㎚의 범위인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재(이하, 「제1 형태」라고 하는 경우가 있다).
(2) 상기 도전 접속부재가 반도체소자 간을 접속시키기 위한 도전성 범프인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 도전 접속부재.
(3) 상기 도전 접속부재가 반도체소자와 도전성 기판 간을 접속하기 위한 도전성 다이본드부인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 도전 접속부재.
(4) 도전 접속부재의 제작방법으로서,
전자 부품에 있어서의 반도체소자 혹은 회로기판의 전극 단자 또는 도전성 기판의 접합면에,
평균 1차 입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자(P)와 유기용제(S)를 포함하는 도전성 페이스트,
또는, 금속 미립자(P)와, 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 얹어 도전 접속부재 전구체(前驅體)를 형성하는 공정(공정 1)과,
상기 도전 접속부재 전구체상에 접속하는 타방의 전극 단자 또는 도전성 기판의 접합면을 위치 맞춤하는 공정(공정 2)과,
상기 양 전극 단자, 또는 전극 단자 및 도전성 기판과, 도전 접속부재 전구체를 150∼350℃의 온도에서 가열처리하여, 평균입자직경이 10∼500㎚인 금속 미립자끼리가 결합하여 형성된, 공극률이 5∼35체적%이고, 평균 공공직경이 1∼200㎚의 범위인, 금속 다공질체로 이루어지는 도전 접속부재를 형성함에 의해 상기 접합면 간을 접합하는 공정(공정 3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법(이하, 「제2 형태」라고 하는 경우가 있다).
(5) 상기 공정 1에 있어서의, 도전성 페이스트중의, 금속 미립자(P)와 유기 분산매(D)의 배합 비율(P/D)이 50∼85질량%/50∼15질량%이며, 상기 유기 분산매(D)중의 유기용제(S)와 유기 바인더(R)의 배합 비율(S/R)이 80∼100질량%/20∼0질량%(질량%의 합계는 모두 100질량%)인 것을 특징으로 하는 상기 (4)에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(6) 상기 공정 1에 있어서의, 금속 미립자(P)가, 적어도 구리, 니켈, 코발트, 팔라듐, 은, 백금, 및 금으로부터 선택된 1종 혹은 2종 이상의 제1 금속 미립자(P1),
또는, 상기 제1 금속 미립자(P1) 90∼100질량%와, 마그네슘, 알루미늄, 아연, 갈륨, 인듐, 주석, 안티몬, 납, 비스머스, 티타늄, 망간, 및 게르마늄으로부터 선택된 1종 혹은 2종 이상의 제2 금속 미립자(P2) 10∼0질량%(질량%의 합계는 100질량%)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(7) 상기 제2 금속 미립자(P2)가 금속 미립자(P) 중에서, 제1 금속 미립자(P1)와 합금을 형성하거나, 또는 제1 금속 미립자(P1)의 표면에서 피복층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 상기 (6)에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(8) 상기 공정 1에 있어서의, 유기용제(S)가
(ⅰ) 상압(常壓)에서의 비점이 100℃ 이상이고, 또한 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/혹은 다가 알코올로 이루어지는 유기용제(S1),
(ⅱ) 적어도, 아미드기를 갖는 유기용제(SA) 5∼90체적%, 상압에서의 비점이 20∼100℃인 저비점의 유기용제(SB) 5∼45체적%, 및 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 또한 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/혹은 다가 알코올로 이루어지는 유기용제(SC) 5∼90체적%를 포함하는 유기용제(S2), 및
(ⅲ) 적어도, 아미드기를 갖는 유기용제(SA) 5∼95체적%, 및 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 또한 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/혹은 다가 알코올로 이루어지는 유기용제(SC) 5∼95체적%를 포함하는 유기용제(S3) 중에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 상기 (4) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(9) 상기 유기용제(S1) 또는 (SC)가 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-부텐-1,4-디올, 2,3-부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 옥탄디올, 글리세롤, 1,1,1-트리히드록시메틸에탄, 2-에틸-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트레이톨, 에리트리톨, 펜타에리스리톨, 펜티톨, 및 헥시톨중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (8)에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(10) 상기 유기용제(SA)가 N-메틸아세트아미드, N-메틸포름아미드, N-메틸프로판아미드, 포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, N,N-디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 헥사메틸 포스포릭트리아미드, 2-피롤리디논, ε-카프로락탐, 및 아세트아미드중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 (8)에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(11) 상기 유기용제(SB)가, 일반식 R1-O-R2(R1, R2는, 각각 독립적으로 알킬기이고, 탄소 원자수는 1∼4이다.)로 표시되는 에테르계 화합물(SB1), 일반식 R3-OH(R3은, 알킬기이고, 탄소 원자수는 1∼4이다.)로 표시되는 알코올(SB2), 일반식 R4-C(=O)-R5(R4, R5는, 각각 독립적으로 알킬기이고, 탄소 원자수는 1∼2이다.)로 표시되는 케톤계 화합물(SB3), 및 일반식 R6-(N-R7)-R8(R6, R7, R8은, 각각 독립적으로 알킬기, 또는 수소 원자이고, 탄소 원자수는 0∼2이다.)로 표시되는 아민계 화합물(SB4) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (8)에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(12) 상기 유기용제(SB)가, 디에틸에테르, 메틸프로필에테르, 디프로필에테르, 디이소프로필에테르, 메틸-t-부틸에테르, t-아밀메틸에테르, 디비닐에테르, 에틸비닐에테르, 및 알릴에테르중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 에테르계 화합물(SB1),
메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 2-부탄올, 및 2-메틸 2-프로판올중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 알코올(SB2), 아세톤, 메틸에틸케톤, 및 디에틸케톤중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 케톤계 화합물(SB3),
및/또는 트리에틸아민, 및/혹은 디에틸아민인 아민계 화합물(SB4)인 것을 특징으로 하는 상기 (8) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(13) 상기 유기 바인더(R)가, 셀룰로오스 수지계 바인더, 아세테이트 수지계 바인더, 아크릴 수지계 바인더, 우레탄 수지계 바인더, 폴리비닐피롤리돈 수지계 바인더, 폴리아미드 수지계 바인더, 부티랄 수지계 바인더, 및 테르펜계 바인더중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (4) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(14) 상기 셀룰로오스 수지계 바인더가 아세틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 부틸셀룰로오스, 및 니트로셀룰로오스; 아세테이트 수지계 바인더가 메틸글리콜 아세테이트, 에틸글리콜 아세테이트, 부틸글리콜 아세테이트, 에틸디글리콜 아세테이트, 및 부틸디글리콜 아세테이트; 아크릴 수지계 바인더가 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 및 부틸메타크릴레이트; 우레탄 수지계 바인더가 2,4-토릴렌 디이소시아네이트, 및 p-페닐렌 디이소시아네이트; 폴리비닐피롤리돈 수지계 바인더가 폴리비닐피롤리돈, 및 N-비닐피롤리돈; 폴리아미드 수지계 바인더가 폴리아미드 6, 폴리아미드 6.6, 및 폴리아미드 11; 부티랄 수지계 바인더가 폴리비닐 부티랄; 테르펜계 바인더가 피넨, 시네올, 리모넨, 및 테르피네올로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (13)에 기재된 도전 접속부재의 제작방법.
(ⅰ) 상기 (1)에 기재된 제1 형태인 「도전 접속부재」는, 평균입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자끼리가 결합하여 형성된, 공극률이 5∼35체적%이고, 평균 공공직경이 1∼200㎚의 범위인 금속 다공질체로 이루어지므로, 도금법에 의해 형성된 범프 등과 대비하여 탄성과 유연성이 향상되고 열사이클 특성이 우수하기 때문에, 우수한 내크랙성을 갖는다.
(ⅱ) 상기 (4)에 기재된 제2 형태인 「도전 접속부재의 제작방법」은, 평균 1차 입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자(P)와 유기용제(S)를 포함하는 도전성 페이스트, 또는, 금속 미립자(P)와, 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 사용하므로 평균입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자끼리가 결합하여 형성된, 공극률이 5∼35체적%이고, 평균 공공직경이 1∼200㎚의 범위인 금속 다공질체로 이루어지는 도전 접속부재를 얻을 수 있다. 상기 도전 접속부재는, 상기 제1 형태에 기재한 바와 같이, 열사이클 특성이 우수하기 때문에, 우수한 내크랙성을 갖는다.
이하에, [1] 제1 형태의 「도전 접속부재」, 및 [2] 제2 형태의 「도전 접속부재의 제작방법」에 대해 설명한다.
[1] 제1 형태의 「도전 접속부재」
본 발명의 제1 형태인 「도전 접속부재」는, 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에 형성된 도전 접속부재로서,
상기 도전 접속부재가 평균 1차 입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자(P)와 유기용제(S)를 포함하는 도전성 페이스트,
또는, 금속 미립자(P)와, 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 가열처리하여 금속 미립자(P)끼리가 결합하여 형성된 금속 다공질체이고,
상기 금속 다공질체가 평균입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자끼리가 결합하여 형성되며, 공극률이 5∼35체적%이고, 평균 공공직경이 1∼200㎚의 범위인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
제1 형태의 도전 접속부재로서, 도전성 범프, 도전성 다이본드부 등을 들 수 있다. 도전성 범프는, 예를 들면 반도체소자 간을 접속시키기 위한 도전 접속부재이며, 도전성 다이본드부는, 통상 도전성 기판상에 배치하여 반도체소자와 접속시키기 위한 도전 접속부재이다.
아울러, 전자 부품의 전극 단자면상에 스터드 형상의 도전성의 접속부재를 형성하고, 상기 도전성의 접속부재를 사이에 두고 본 발명의 도전 접속부재를 더 형성하여 전극 패턴에 전기적으로 접속되는 것이라도 좋다.
(1) 도전성 페이스트를 가열처리하여 형성된 금속 다공질체
본 발명의 제1 형태인 「도전 접속부재」는, 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에 형성된 도전 접속부재로서, 상기 도전 접속부재는,
상기 도전 접속부재가 평균 1차 입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자(P)와 유기용제(S)를 포함하는 도전성 페이스트,
또는, 금속 미립자(P)와, 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 가열처리하여 금속 미립자(P)끼리가 결합하여 형성된 금속 다공질체이다.
상기 도전성 페이스트를 가열처리하여 금속 미립자끼리가 결합한 금속 다공질체의 형성방법에 대해서는 제2 형태에서 설명한다.
(2) 도전성 페이스트를 가열처리하여 얻어지는 금속 다공질체
제1 형태인 「도전 접속부재」에 있어서, 평균입자직경이 10∼500㎚의 범위인 금속 미립자(P)와 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 가열처리하여 얻어지는 금속 다공질체는, 금속 미립자(P)끼리가 그 입자 표면에서 결합하여 형성된 것으로, 금속 미립자(P)의 입자직경과 소성의 정도에 따라, 가열 처리 전(소결전)의 금속 미립자(P)의 입자 형상이 거의 유지되는 경우도 있지만, 입자 형상이 상당히 변화하는 경우도 많다.
아울러, 가열 처리 전의 금속 미립자(P)의 평균입자직경이 10㎚ 미만에서는, 가열 처리(소결)에 의해 다공질체 전체에 걸쳐 균질한 입자직경과 공공을 형성하는 것이 곤란하게 될 우려가 있어, 오히려 열사이클 특성이 저하하여 내크랙성도 저하하는 경우가 있다. 한편, 상기 평균입자직경이 500㎚를 넘으면 금속 다공질체를 구성하고 있는 금속 미립자 및 공공직경이 미크론 사이즈 근방으로 되어, 상술한 바와 같이 열사이클 특성이 저하된다.
가열 처리 전의 금속 미립자(P)의 평균입자직경은, 주사형(走査型) 전자현미경(SEM)에 의해 그 직경을 측정할 수 있다. 예를 들면, 2차원 형상이 대략 원 형상인 경우는 그 원의 직경, 대략 타원 형상인 경우는 그 타원의 단경(短徑), 대략 정방형 형상인 경우는 그 정방형의 변의 길이, 대략 장방형 형상인 경우는 그 장방형의 단변(短邊)의 길이를 측정한다. 「평균입자직경」은, 무작위로 10∼20개 선택된 복수의 입자의 입자직경을 상기 현미경으로 관찰하고 계측하여, 그 평균치를 계산함에 의해서 구할 수 있다.
금속 다공질체를 구성하고 있는 금속 미립자(P)로서는, 도전성, 가열 처리시의 소결성을 고려하면, (ⅰ) 적어도 구리, 니켈, 코발트, 팔라듐, 은, 백금, 및 금으로부터 선택된 1종 혹은 2종 이상의 제1 금속 미립자(P1),
또는 (ⅱ) 상기 제1 금속 미립자(P1) 90∼100질량%와, 마그네슘, 알루미늄, 아연, 갈륨, 인듐, 주석, 안티몬, 납, 비스머스, 티타늄, 망간, 및 게르마늄으로부터 선택된 1종 혹은 2종 이상의 제2 금속 미립자(P2) 10∼0질량%으로 이루어지는 금속 미립자를 사용할 수 있다.
금속 미립자(P)의 제조의 구체적인 예, 및 금속 미립자(P)에 있어서의 제2 금속 미립자(P2)의 결합 상태 등의 구체적인 예에 대해서는, 후술하는 제2 형태에 기재한 내용과 동일하다.
(3) 금속 미립자 사이에 존재하는 평균 공공직경
본 발명의 도전 접속부재에 있어서의 금속 다공질체의 공공의 평균 공공직경은, 1∼200㎚의 범위이다. 본 발명의 도전 접속부재는, 평균 1차 입자직경이 10∼500㎚인 금속 미립자(P)를 포함하는 도전성 페이스트를 가열 처리(소결)하여 얻을 수 있으므로, 상기 평균 공공직경의 것을 얻을 수 있다. 아울러, 평균 공공직경이 200㎚ 이하이면 열사이클 특성이 한층 향상되어 우수한 내크랙성을 얻을 수 있다. 평균 공공직경이 1㎚ 미만이면 균질인 금속 다공질체를 형성하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다.
상기 공공의 형상은, 원 형상, 타원 형상, 정방형 형상, 장방형 형상, 육각 형상 등의 어떠한 형상이어도 좋다. 여기서 「평균 공공직경」은, 공공의 개구 형상에 대한 최대 내접원의 직경인데, 예를 들면, 공공형상이 대략 원 형상인 경우는 그 원의 직경, 대략 타원 형상인 경우는 그 타원의 단경, 대략 정방형 형상인 경우는 그 정방형의 변의 길이, 대략 장방형 형상인 경우는 그 장방형의 단변의 길이이다. 또한 「평균 공공직경」은, 주사형 전자현미경(SEM)을 이용하여 무작위로 선택된 10∼20의 공공직경의 단면 형상을 관찰하고 계측하여 얻어지는 평균치이다.
(4) 금속 다공질체의 공극률
본 발명의 도전 접속부재에서의 금속 다공질체의 공극률은 5∼35체적%이다.
공극률이 5체적% 미만에서는, 도전 접속부재를 구성하는 벌크 상태의 금속에 근사(近似)하는 경향으로 되어, 탄성, 유연성이 저하하므로 내(耐)사이클 특성이 저하하고, 내크랙성도 저하할 우려가 있다. 한편, 공극률이 35체적%를 넘으면, 기계적 강도가 저하하는 동시에 금속 미립자끼리의 접촉이 불충분하게 되어 도전성이 저하할 우려가 있다. 공극률의 조정은, 도전성 페이스트의 금속 미립자(P)와 유기 분산매(D)의 배합 비율 등에 의해 행할 수 있다. 공극률의 측정은, 투과형 전자현미경(TEM), 주사형 전자현미경(SEM) 등을 사용하여 행할 수 있다. 전자현미경으로 측정하는 경우는, 전자현미경 사진을 찍어, 그 단면상(斷面像)의 해석으로 결정할 수 있다. 또한, 공공사이즈가 100㎚보다 작은 경우의 공극률은 울트라마이크로톰(Ultramicrotome)법이나 이온 밀링(Ion Milling)법 등에 의해 박편화(薄片化)함으로써, 투과형 전자현미경으로 관찰하여 측정할 수 있다.
(5) 도전 접속부재
제1 형태의 도전 접속부재는, 금속 미립자(P)를 적절히 가열 처리(소결)하여 얻어지는 것이다. 금속 미립자(P)를 소결함에 의해 형성되는 도전 접속부재에서는, 사용하는 금속분의 입도(粒度), 소결 조건에도 따르지만, 다공질로서 비교적 부드럽고 탄력성을 갖는 것으로 된다. 이 부드러운 도전 접속부재는, 기판상에서 전극 단자 간의 열팽창 차에 의해 도전 접속부재내에 발생하는 응력에 대해서 내구성이 양호하다. 그리고, 본 발명에 관한 도전 접속부재의 기계적 특성은, 벌크의 금속(도금법에 의해 형성된 범프재 등)과 비교하면 탄력성을 갖고, 팽창·수축에 의한 변형을 흡수하여 피로 파괴의 발생이 억제된다.
[2] 제2 형태에 기재된 「도전 접속부재의 제작방법」
본 발명의 제2 형태인 「도전 접속부재의 제작방법」은, 도전 접속부재의 제작방법으로서,
전자 부품에 있어서의 반도체소자 혹은 회로기판의 전극 단자 또는 도전성 기판의 접합면에,
평균 1차 입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자(P)와 유기용제(S)를 포함하는 도전성 페이스트,
또는, 금속 미립자(P)와, 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 얹어 도전 접속부재 전구체를 형성하는 공정(공정 1)과,
상기 도전 접속부재 전구체상에 접속하는 타방의 전극 단자 또는 도전성 기판의 접합면을 위치 맞춤시키는 공정(공정 2)과,
상기 양 전극 단자, 또는 전극 단자 및 도전성 기판과, 도전 접속부재 전구체를 150∼350℃의 온도에서 가열처리하여, 평균입자직경이 10∼500㎚인 금속 미립자끼리가 결합하여 형성된, 공극률이 5∼35체적%이고, 평균 공공직경이 1∼200㎚의 범위인, 금속 다공질체로 이루어지는 도전 접속부재를 형성함에 의해 상기 접합면 간을 접합하는 공정(공정 3)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[2-1] 공정 1에 대해서
공정 1은, 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에, 평균 1차 입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자(P)와, 유기용제(S), 또는 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 얹어, 도전 접속부재 전구체를 형성하는 공정이다.
(1) 금속 미립자(P)
금속 미립자(P)의 평균 1차 입자직경이 10∼500㎚의 범위가 바람직한 이유, 및 상기 입자직경의 측정법은, 제1 형태에 기재한 내용과 동일하다.
금속 다공질체를 구성하고 있는 금속 미립자(P)로서는, 도전성, 가열 처리시의 소결성, 제조의 용이성에서, (ⅰ) 적어도 구리, 니켈, 코발트, 팔라듐, 은, 백금, 및 금으로부터 선택된 1종 혹은 2종 이상의 제1 금속 미립자(P1),
또는 (ⅱ) 상기 제1 금속 미립자(P1) 90∼100질량%와, 마그네슘, 알루미늄, 아연, 갈륨, 인듐, 주석, 안티몬, 납, 비스머스, 티타늄, 망간, 및 게르마늄으로부터 선택된 1종 혹은 2종 이상의 제2 금속 미립자(P2) 10∼0질량%(질량%의 합계는 100질량%)로 이루어지는 입자인 것이 바람직하다.
상기 제1 금속 미립자(P1)는 상대적으로 도전성이 높은 금속이고, 한편, 제2 금속 미립자(P2)는 상대적으로 융점이 낮은 금속이다. 제1 금속 미립자(P1)에 제2 금속 미립자(P2)를 병용하는 경우에는, 제2 금속 미립자(P2)가 금속 미립자(P) 중에서 제1 금속 미립자(P1)와 합금을 형성하거나, 또는 상기 제2 금속 미립자(P2)가 금속 미립자(P) 중에서 제1 금속 미립자(P1)의 표면에서 피복층을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제1 금속 미립자(P1) 및 제2 금속 미립자(P2)를 병용함에 의해, 가열처리 온도를 저하시킬 수 있고, 또한 금속 미립자간의 결합을 더 용이하게 할 수 있다.
상기 제1 금속 미립자(P1) 및 제2 금속 미립자(P2)의 제조방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들면 습식 화학 환원법, 아토마이즈(atomize)법, 도금법, 플라즈마 CVD법, MOCVD법 등의 방법을 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 평균 1차 입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자(P1)의 제조방법은, 구체적으로는 일본 공개특허 2008-231564호 공보에 개시된 방법을 채용할 수 있다. 상기 공보에 개시된 제조방법을 채용하면, 평균 1차 입자직경이 10∼500㎚인 금속 미립자를 용이하게 얻는 것이 가능하고, 또한 상기 공보에 개시된 금속 미립자의 제조방법에 있어서, 금속 이온의 환원 반응 종료 후에 환원 반응 수용액에 응집제를 첨가하여 원심분리 등에 의해 회수되는, 반응액중의 불순물이 제거된 금속 미립자(P)에 유기 분산매(D)를 첨가하고 혼련하여, 본 발명의 도전성 페이스트를 제조할 수 있다.
(2) 유기 분산매(D)
본 발명에 있어서, 도전성 페이스트중에 금속 미립자(P)를 균일하게 분산시키기 위해서는 분산성, 가열 처리시의 소결성 등이 우수한 특정의 유기 분산매(D)를 선택하는 것이 중요하다.
유기 분산매(D)는, 도전성 페이스트중에서 금속 미립자(P)를 분산시켜, 도전성 페이스트의 점도의 조절, 및 도전성 범프 전구체, 도전성 다이본드부 전구체 등의 도전 접속부재 전구체의 형상을 유지하고, 또한 가열 처리시에 액상 및 가스 형상으로 환원제로서의 기능을 발휘할 수 있다. 유기 분산매(D)는, 유기용제(S), 또는 유기용제(S)와 유기 바인더(R)로 이루어진다.
(2-1) 유기용제(S)
유기용제(S)는,
(ⅰ) 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 또한 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/혹은 다가 알코올로 이루어지는 유기용제(S1),
(ⅱ) 적어도, 아미드기를 갖는 유기용제(SA) 5∼90체적%, 상압에서의 비점이 20∼100℃인 저비점의 유기용제(SB) 5∼45체적%, 및 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 또한 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/혹은 다가 알코올로 이루어지는 유기용제(SC) 5∼90체적%를 포함하는 유기용제(S2), 및
(ⅲ) 적어도, 아미드기를 갖는 유기용제(SA) 5∼95체적%, 및 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 또한 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/혹은 다가 알코올로 이루어지는 유기용제(SC) 5∼95체적%를 포함하는 유기용제(S3) 중에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다.
상기 이외의 다른 유기용제 성분을 배합하는 경우에는, 테트라히드로푸란, 디글라임, 에틸렌카르보네이트, 프로필렌카르보네이트, 술포란, 디메틸술폭시드 등의 극성 유기용제를 사용할 수 있다.
유기용제(S)는, 도전성 페이스트중에서 주로 금속 미립자(P)를 균일하게 분산시켜, 적절한 점도의 조절, 및 인쇄(도포)된 도전 접속부재 전구체가 가열 처리될 때에 건조, 소성 속도를 조절하는 기능을 발휘하고, 또한 금속 미립자(P)가 통상의 소결 온도보다 낮은 온도에서 소결하는 것을 가능하게 하는 용매 조정 기능을 발휘하는 것도 기대할 수 있다.
(a) 유기용제(S1)
유기용제(S1)는 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 또한 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/혹은 다가 알코올로 이루어져 환원성을 갖고, 유기용제(S2)와 유기용제(S3)와 비교하여, 분산성이 다소 뒤떨어지지만, 보다 저온에서의 소성이 가능하다고 하는 특징을 갖는다. 또한, 유기용제(S1)를 혼합 유기용제중에 존재시키면, 그 도전성 페이스트를 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에 인쇄(도포)하여 가열 처리하면 금속 다공질체의 균일성이 향상되고, 또한 유기용제(S1)가 갖는 산화 피막의 환원 촉진 효과도 작용하여, 도전성이 높은 소성막을 얻을 수 있다. 아울러, 상기한 특징을 효과적으로 발휘하는 한, 유기용제(S1)에 다른 유기용제를 배합하여 사용하는 것이 가능하고, 이 경우, 다른 유기용제의 배합량은, 10체적%이내가 바람직하고, 5체적%이내가 더 바람직하다.
(b) 유기용제(S2)
유기용제(S2)는, 적어도, 아미드기를 갖는 유기용제(SA) 5∼90체적%, 상압에서의 비점이 20∼100℃인 저비점의 유기용제(SB) 5∼45체적%, 및 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 또한 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/혹은 다가 알코올로 이루어지는 유기용제(SC) 5∼90체적%를 포함하는 유기용제이다.
유기용제(SA)는, 유기용제(S2) 중에 5∼90체적% 포함되어, 도전성 페이스트중에서 분산성과 보존 안정성을 향상시키고, 또한 상기 접합면상의 도전성 페이스트를 가열처리하여 금속 다공질체를 형성할 때에 접합면에서의 밀착성을 향상시키는 작용을 갖고 있다. 유기용제(SB)는, 유기용제(S2) 중에 5∼45체적% 이상 포함되어, 도전성 페이스트중에서 용매 분자간의 상호작용을 저하시켜, 분산되어 있는 금속 미립자(P)의 유기용제(S2)에 대한 친화성을 향상시키는 작용을 갖고 있다.
유기용제(SC)는, 유기용제(S2) 중에 5∼90체적% 이상 포함되어, 도전성 페이스트중에서 분산성과, 분산성의 가일층의 장기 안정화를 도모함이 가능하게 된다. 또한 유기용제(SC)를 혼합 유기용제중에 존재시키면, 그 도전성 페이스트를 전극 단자 접합면에 인쇄(도포)하여 가열 처리하면 금속 다공질체의 균일성이 향상되고, 또한 유기용제(SC)가 갖는 산화 피막의 환원 촉진 효과도 작용하여, 도전성이 높은 도전 접속부재를 얻을 수 있다. 아울러, 유기용제(SC)의 성분은, 유기용제(S1)와 동일하다.
「유기용제(S2)는, 적어도, 유기용제(SA) 5∼90체적%, 유기용제(SB) 5∼45체적%, 및 유기용제(SC) 5∼90체적%를 포함하는 유기용제이다.」란, 유기용제(S2)가 유기용제(SA), 유기용제(SB), 및 유기용제(SC)로부터 상기 배합 비율로 100체적%로 되도록 배합되어 있어도 좋고, 또한 상기 배합 비율의 범위내에서, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 다른 유기용제 성분을 더 배합해도 좋다는 것을 의미하지만, 이 경우, 유기용제(SA), 유기용제(SB), 및 유기용제(SC)로 이루어지는 성분이 90체적% 이상 포함되어 있음이 바람직하고, 95체적% 이상이 더 바람직하다.
(c) 유기용제(S3)
유기용제(S3)는, 적어도, 아미드기를 갖는 유기용제(SA) 5∼95체적%, 및 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 또한 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/혹은 다가 알코올로 이루어지는 유기용제(SC) 5∼95체적%를 포함하는 유기용제이다.
유기용제(SA)는, 유기용제(S3) 중에 5∼95체적% 포함되어, 상기 혼합 유기용제중에서 분산성과 보존 안정성을 향상하고, 도전성 페이스트를 가열처리하여 금속 다공질체를 형성할 때 접합면에서의 밀착성을 더 향상시키는 작용을 갖는다.
유기용제(SC)는, 유기용제(S3) 중에 5∼95체적% 포함되어, 도전성 페이스트중에서 분산성을 한층 향상시킨다. 또한 유기용제(SA)와 유기용제(SC)를 유기용제(S3) 중에 존재시키면, 도전성 페이스트를 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면상에 인쇄(도포) 후, 가열 처리할 때, 비교적 낮은 가열처리 온도에서도 소결을 진행시킬 수 있다.
「유기용제(S3)는, 적어도, 유기용제(SA) 5∼95체적%, 및 유기용제(SC) 5∼95체적%를 포함하는 유기용제이다.」란, 유기용제(S2)가 유기용제(SA), 및 유기용제(SC)로부터 상기 배합 비율로 100체적%로 되도록 배합되어 있어도 좋고, 또한 상기 배합 비율의 범위내에서, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 다른 유기용제 성분을 더 배합해도 좋다는 것을 의미하지만, 이 경우, 유기용제(SA), 및 유기용제(SC)로 이루어지는 성분이 90체적% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 95체적% 이상이 더 바람직하다.
(2-2) 유기용제(S)의 성분에 대해서
이하에 상기한 유기용제(S1), 유기용제(SA), 및 유기용제(SB)의 구체적인 예를 나타낸다. 아울러, 상술한 바와 같이, 유기용제(SC)의 성분은, 유기용제(S1)와 동일하다.
(a) 유기용제(S1)
유기용제(S1)는, 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올 및/또는 다가 알코올로 이루어지고, 환원성을 갖는 유기 화합물이다. 또한, 탄소수가 5 이상인 알코올, 및 탄소수가 2 이상인 다가 알코올이 바람직하고, 상온에서 액상이며, 비유전율(比誘電率)이 높은 것, 예를 들면 10 이상인 것이 바람직하다.
평균 1차 입자직경 10∼500㎚의 금속 미립자(P)는 미립자의 표면적이 크기 때문에 산화의 영향을 고려할 필요가 있지만, 이하에 열거하는 유기용제(S1)는 가열 처리(소결)시에 액상 및 가스상에서 환원제로서의 기능을 발휘하므로, 가열 처리시에 금속 미립자의 산화를 억제하여 소결을 촉진한다.
유기용제(S1)의 구체적인 예로서, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-부텐-1,4-디올, 2,3-부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 옥탄디올, 글리세롤, 1,1,1-트리히드록시메틸에탄, 2-에틸-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올 등을 예시할 수 있다.
또한, 유기용제(S1)의 구체적인 예로서, 트레이톨(D-Threitol), 에리트리톨(Erythritol), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 펜티톨(Pentitol), 헥시톨(Hexitol) 등의 당 알코올류도 사용 가능하고, 펜티톨에는, 크실리톨(Xylitol), 리비톨(Ribitol), 아라비톨(Arabitol)이 포함된다. 상기 헥시톨에는, 만니톨(Mannitol), 소르비톨(Sorbitol), 덜시톨(Dulcitol) 등이 포함된다. 또한, 글리세르 알데히드(Glyceric aldehyde), 디옥시아세톤(Dioxy-acetone), 트레오스(threose), 에리트룰로오스(Erythrulose), 에리트로스(Erythrose), 아라비노스(Arabinose), 리보스(Ribose), 리불로오스(Ribulose), 크실로오스(Xylose), 크실룰로오스(Xylulose), 릭소오스(Lyxose), 글루코오스(Glucose), 프룩토오스(Fructose), 만노오스(Mannose), 이도오스(Idose), 소르보스(Sorbose), 굴로스(Gulose), 탈로오스(Talose), 타가토오스(Tagatose), 갈락토오스(Galactose), 알로오스(Allose), 알트로오스(Altrose), 락토오스(Lactose), 이소말토오스(Isomaltose), 글루코 헵토오스(Gluco-heptose), 헵토오스(Heptose), 말토트리오스(Maltotriose), 락툴로오스(Lactulose), 트레할로스(Trehalose), 등의 당류도 사용 가능하지만 융점이 높은 것에 대해서는 다른 융점이 낮은 유기용제(S1)와 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.
상기 알코올류 중에는, 분자중에 2개 이상의 히드록실기를 갖는 다가 알코올이 더 바람직하고, 에틸렌글리콜 및 글리세롤이 특히 바람직하다.
(b) 유기용제(SA)
유기용제(SA)는, 아미드기(-CONH-)를 갖는 화합물이며, 특히 비유전율이 높은 것이 바람직하다. 유기용제(A)로서, N-메틸아세트아미드(32℃에서 191.3), N-메틸포름아미드(20℃에서 182.4), N-메틸프로판아미드(25℃에서 172.2), 포름아미드(20℃에서 111.0), N,N-디메틸아세트아미드(25℃에서 37.78), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(25℃에서 37.6), N,N-디메틸포름아미드(25℃에서 36.7), 1-메틸-2-피롤리돈(25℃에서 32.58), 헥사메틸 포스포릭트리아미드(20℃에서 29.0), 2-피롤리디논, ε-카프로락탐, 아세트아미드 등을 들 수 있지만, 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다. 아울러, 상기 아미드기를 갖는 화합물명의 뒤의 괄호속의 숫자는 각 용매의 측정 온도에 있어서의 비유전율을 나타낸다. 이들 중에서도 비유전율이 100 이상인, N-메틸아세트아미드, N-메틸포름아미드, 포름아미드, 아세트아미드 등이 적합하게 사용될 수 있다. 아울러, N-메틸아세트아미드(융점: 26∼28℃)와 같이 상온에서 고체인 경우에는 다른 용제와 혼합하여 처리 온도에서 액상으로서 사용할 수 있다.
(c) 유기용제(SB)
유기용제(SB)는, 상압에서의 비점이 20∼100℃의 범위에 있는 유기 화합물이다.
상압에서의 비점이 20℃ 미만이면, 유기용제(SB)를 포함하는 입자 분산액을 상온에서 보존했을 때, 유기용제(SB)의 성분이 휘발하여, 페이스트 조성이 변화해 버릴 우려가 있다. 또한 상압에서의 비점이 100℃ 이하인 경우에, 상기 용매 첨가에 의한 용매 분자간의 상호 인력(引力)을 저하시켜, 미립자의 분산성을 더 향상시키는 효과가 유효하게 발휘되는 것을 기대할 수 있다.
유기용제(SB)로서, 일반식 R1-O-R2(R1, R2는, 각각 독립적으로 알킬기이고, 탄소 원자수는 1∼4이다.)로 표시되는 에테르계 화합물(SB1), 일반식 R3-OH(R3은, 알킬기이고, 탄소 원자수는 1∼4이다.)로 표시되는 알코올(SB2), 일반식 R4-C(=O)-R5(R4, R5는, 각각 독립적으로 알킬기이고, 탄소 원자수는 1∼2이다.)로 표시되는 케톤계 화합물(SB3), 및 일반식 R6-(N-R7)-R8(R6, R7, R8은, 각각 독립적으로 알킬기, 또는 수소 원자이고, 탄소 원자수는 0∼2이다.)로 표시되는 아민계 화합물(SB4)을 예시할 수 있다.
이하에 상기 유기용제(SB)를 예시하지만, 화합물명의 뒤의 괄호안의 숫자는 상압에서의 비점을 나타낸다.
상기 에테르계 화합물(SB1)로서는, 디에틸에테르(35℃), 메틸프로필에테르(31℃), 디프로필에테르(89℃), 디이소프로필에테르(68℃), 메틸-t-부틸에테르(55.3℃), t-아밀메틸에테르(85℃), 디비닐에테르(28.5℃), 에틸비닐에테르(36℃), 알릴에테르(94℃) 등을 예시할 수 있다.
상기 알코올(SB2)로서는, 메탄올(64.7℃), 에탄올(78.0℃), 1-프로판올(97.15℃), 2-프로판올(82.4℃), 2-부탄올(100℃), 2-메틸 2-프로판올(83℃) 등을 예시할 수 있다.
상기 케톤계 화합물(SB3)로서는, 아세톤(56.5℃), 메틸에틸케톤(79.5℃), 디에틸케톤(100℃) 등을 예시할 수 있다.
또한, 상기 아민계 화합물(SB4)로서는, 트리에틸아민(89.7℃), 디에틸아민(55.5℃) 등을 예시할 수 있다.
(2-3) 유기 바인더(R)
유기 바인더(R)는, 도전성 페이스트중에서 금속 미립자(P)의 응집의 억제, 도전성 페이스트의 점도의 조절, 및 도전 접속부재 전구체의 형상을 유지하는 기능을 발휘한다.
상기 유기 바인더(R)는, 셀룰로오스 수지계 바인더, 아세테이트 수지계 바인더, 아크릴 수지계 바인더, 우레탄 수지계 바인더, 폴리비닐피롤리돈 수지계 바인더, 폴리아미드 수지계 바인더, 부티랄 수지계 바인더, 및 테르펜계 바인더중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 바람직하다.
구체적으로는, 상기 셀룰로오스 수지계 바인더가 아세틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 부틸셀룰로오스, 및 니트로셀룰로오스; 아세테이트 수지계 바인더가 메틸글리콜 아세테이트, 에틸글리콜 아세테이트, 부틸글리콜 아세테이트, 에틸디글리콜 아세테이트, 및 부틸디글리콜 아세테이트; 아크릴 수지계 바인더가 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 및 부틸메타크릴레이트; 우레탄 수지계 바인더가 2,4-토릴렌 디이소시아네이트, 및 p-페닐렌 디이소시아네이트; 폴리비닐피롤리돈 수지계 바인더가 폴리비닐피롤리돈, 및 N-비닐피롤리돈; 폴리아미드 수지계 바인더가 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 및 폴리아미드 11; 부티랄 수지계 바인더가 폴리비닐 부티랄; 테르펜계 바인더가 피넨, 시네올, 리모넨, 및 테르피네올 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
(3) 도전성 페이스트
도전성 페이스트는, 평균 1차 입자직경 10∼500㎚의 금속 미립자(P)와 유기용제(S)를 포함하는 도전성 페이스트,
또는, 상기 금속 미립자(P)와, 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트이다.
여기에 가열 처리하면, 어느 온도에 이르면 유기용제(S)의 증발, 또는 유기용제(S)의 증발과 유기 바인더(R)의 열분해가 진행되어, 금속 미립자(P)의 표면이 나타나, 서로 표면에서 결합(소결)하는 원리를 이용하여 접합재로서 기능하는 것이다.
상기 도전성 페이스트중의, 금속 미립자(P)와 유기 분산매(D)의 배합 비율(P/D)은 50∼85질량%/50∼15질량%(질량%의 합계는 100질량%)인 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 본 발명의 도전성 페이스트에 다른 금속 미립자, 유기 분산매 등을 배합할 수 있다.
금속 미립자(P)의 배합 비율이 상기 85질량%을 넘으면 페이스트가 고점도로 되어, 가열 처리에 있어서 금속 미립자(P) 표면간의 결합 부족이 발생하여 도전성이 저하할 우려가 있다. 한편, 금속 미립자(P)의 배합 비율이 상기 50질량% 미만에서는, 페이스트의 점도가 저하하여 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에 도포된 도전 접속부재 전구체의 형상 유지가 곤란해지고, 또한 가열 처리시에 수축이라고 하는 불량이 발생할 우려가 있고, 더욱이, 가열 처리할 때에 유기 분산매(D)가 증발하는 속도가 늦어지는 불량을 수반할 우려도 있다. 이러한 관점에서, 상기 금속 미립자(P)와 유기 분산매(D)의 배합 비율(P/D)은 55∼80질량%/45∼20질량%인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 유기 분산매(D)중의 유기용제(S)와 유기 바인더(R)의 배합 비율(S/R)은 80∼100질량%/20∼0질량%(질량%의 합계는 모두 100질량%)인 것이 바람직하다.
유기 분산매(D)중의 유기 바인더(R)의 배합 비율이 20질량%을 넘으면, 도전 접속부재 전구체를 가열 처리할 때에 유기 바인더(R)가 열분해되어 비산하는 속도가 늦어지고, 또한 도전 접속부재중에 잔류 카본량이 증가하면 소결이 저해되어, 크랙, 박리 등의 문제가 발생할 가능성이 있어 바람직하지 않다.
유기용제(S)의 선택에 의해, 상기 용제만으로 금속 미립자(P)를 균일하게 분산시켜, 도전성 페이스트의 점도의 조절, 및 도전 접속부재 전구체의 형상을 유지할 수 있는 기능을 발휘할 수 있는 경우에는, 유기 분산매(D)로서 유기용제(S)만으로 이루어지는 성분을 사용할 수 있다.
도전성 페이스트에는, 상기한 성분에 필요에 따라서 소포제(消泡劑), 분산제, 가소제(可塑劑), 계면활성제, 증점제(增粘劑) 등 공지의 첨가물을 부가할 수 있다. 도전성 페이스트를 제조할 때, 각 성분을 혼합한 후에 볼 밀 등을 이용하여 혼련할 수 있다.
(4) 도전 접속부재 전구체의 형성
도전성 페이스트를 반도체소자의 전극 단자 등의 위에 도포하고, 도전성 범프 전구체, 도전성 다이본드부 전구체 등의 도전 접속부재 전구체를 형성하는 수단으로서는, 특별히 제한되지 않지만 예를 들면 공지의 스크린 인쇄, 후술하는 레지스트 등에 의해 개구부를 형성하여 상기 개구부에 도전성 페이스트를 도포하는 방법 등을 들 수 있다.
스크린 인쇄를 사용하는 경우에는, 예를 들면 반도체소자의 전극 단자 등의 위에 판막(레지스트)이 설치된 스크린판을 배치하고, 그 위에 도전성 페이스트를 얹고 스퀴지(squeegee)로 상기 페이스트를 슬라이딩하면, 도전성 페이스트는 레지스트가 없는 부분의 스크린을 통과하여, 전극 단자 등의 위로 전이(轉移)해서, 도전 접속부재 전구체가 형성된다. 도전성 페이스트를 충전하기 위한 개구부 형성방법으로서는, 노광·현상 공정을 거쳐 감광성 수지층에 패턴을 형성하는 포토리소그래피방법, 레이저광, 전자선, 이온빔 등의 고에너지선을 소자상에 마련한 절연수지층에 조사하여, 가열에 의한 용융 혹은 수지의 분자 결합을 절단하는 어블레이션(ablation)에 의해 상기 수지층에 개구부를 형성하는 방법이 있다. 이러한 방법 중에서, 실용성의 관점에서 포토리소그래피법, 또는 레이저광을 이용한 개구부 형성방법이 바람직하다.
[2-2] 공정 2에 대해서
본 발명의 공정 2는, 상기 도전 접속부재 전구체상에 접속하는 다른 전극 단자를 위치 맞춤하는 공정이다. 상기 다른 전극 단자와의 위치 맞춤은, 예를 들면 반도체소자의 전극 단자상에 형성된 복수의 도전 접속부재 전구체와, 상기 전극 단자와 쌍을 이루어 접합되는 부분과의 위치 맞춤을 행하여, 가열 처리 후에, 반도체소자의 전극 단자와 회로기판의 전극 단자가 전기적 접속을 확보할 수 있도록 접촉시키는 공정이다. 구체적인 예로서는, 반도체소자상의 전극과, 테이프 릴 등으로 반송되어 온 기판의 접속 단자부를 광학장치 등으로 위치 맞춤할 수 있다.
[2-3] 공정 3에 대해서
공정 3은, 상기 도전 접속부재 전구체를 150∼350℃도의 온도에서 가열처리하여, 평균입자직경이 10∼500㎚인 금속 미립자끼리가 결합하여 형성된, 공극률이 5∼35체적%이고, 평균 공공직경이 1∼200㎚의 범위인, 금속 다공질체로 이루어지는 도전 접속부재를 형성함에 의해 상기 접합면 간을 접합하는 공정이다.
(1) 가열 처리
반도체소자의 전극 단자상 등의 위에 형성되어, 서로 마주하는 단자 전극과 접하고 있는 상태의 도전 접속부재 전구체는, 150∼350℃도의 온도에서 가열처리하여, 반도체소자의 전극 단자 등과 서로 마주하는 단자 전극 등을 전기적, 기계적으로 접합한다. 도전 접속부재 전구체 안에 유기 분산매(D)로서 비교적 저비점의 유기용제(S)가 함유되어 있는 경우에는, 가열 처리에 앞서, 미리 건조 공정을 마련하여 유기용제(S)의 적어도 일부를 증발, 제거해 둘 수 있다.
금속 미립자(P)로서 평균 1차 입자직경이 10∼500㎚의 범위인 입자를 사용하므로, 가열에 의해 유기 분산매(D)가 제거되면, 그 표면의 에너지에 의해서 벌크 상태의 금속의 융점보다 저온에서 응집하고, 금속 미립자 표면 간에서의 결합(소결)이 진행되어, 금속 다공질체로 이루어지는 도전 접속부재가 형성된다. 가열 처리시에 유기용제(S)중에, 유기용제(S1)(또는, 유기용제(SC)가 함유되어 있으면, 상기 용제가 액상 및 기체상에서 환원 기능을 발휘하므로, 금속 미립자(P)의 산화가 억제되어 소결이 촉진된다.
(2) 도전 접속부재
이와 같이 하여 얻어지는 금속 다공질체로 이루어지는 도전성 범프, 다이본드부 등의 도전 접속부재에 있어서의 금속 다공질내의 공극률이 5∼35체적%이고, 평균 공공직경이 1∼200㎚의 범위이다. 아울러, 도전 접속부재에 있어서의, 공극률, 금속 미립자의 평균입자직경, 및 평균 공공직경의 측정 방법은 제1 형태에 기재한 것과 동일하다.
본 발명의 도전 접속부재는, 금속 미립자(P)끼리가 면접촉하고, 결합(소결)하여 형성된 금속 다공질체이므로, 적당한 탄력성과 부드러움을 갖고, 또한, 도전성도 손상되지 않는다.
실시예
본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 아울러, 금속 미립자의 평균입자직경의 측정, 도전 접속부재의 평균 공공직경, 공극률의 측정 방법을 이하에 기재한다.
(1) 금속 미립자의 평균입자직경의 측정 방법
금속 미립자를 주사형 전자현미경(SEM)에 의해, 무작위로 10개 선택된 입자의 단면을 관찰하고, 그 단면의 이차원 형상에 대한 최대 내접원의 직경을 측정하여, 그 평균치를 구하였다. 아울러, 전자현미경의 단면 사진에 있어서, 이차원 형상이 대략 원 형상인 경우는 그 원의 직경, 대략 타원 형상인 경우는 그 타원의 단경, 대략 정방형 형상인 경우는 그 정방형의 변의 길이, 대략 장방형 형상인 경우는 그 장방형의 단변의 길이를 측정하였다.
(2) 평균 공공직경의 측정 방법
「평균 공공직경」은, 주사형 전자현미경(SEM)을 이용하여 무작위로 선택된 10∼20의 공공직경의 단면 형상을 관찰하고 계측하여, 그 평균치로 하였다.
(3) 공극률의 측정 방법
공극률의 측정은, 투과형 전자현미경(TEM)에 의해, 전자현미경 사진을 찍어, 그 단면상의 해석으로 결정할 수 있다. 또한, 공공사이즈가 100㎚보다 작은 경우의 공극률은 울트라마이크로톰법에 의해 박편화함으로써, 투과형 전자현미경(TEM)으로 관찰하여 측정하였다.
[실시예 1]
평균 1차 입자직경 150㎚의 구리 미립자와, 유기용제와 유기 바인더로 이루어지는 유기 분산매로부터 도전성 페이스트를 조제하고, 상기 도전성 페이스트를 도전성 기판상에 도포하여 도전성 범프 전구체를 형성하며, 다음으로 상기 전구체상에, 전자 부품의 리드를 얹은 후 가열 처리(소결)하여 도전성 범프 접합체를 형성하였다. 얻어진 도전성 범프 접합체의 내열 사이클 시험을 행하였다.
(1) 도전성 페이스트의 조제
표 1에 나타낸 바와 같이, 수용액중에서 구리 이온으로부터의 무전해 환원에 의해 조제된, 평균 1차 입자직경 150㎚의 구리 미립자 70질량%와, 유기용제로서 글리세롤 95질량%(본 발명의 유기용제(S1)에 상당함)와 유기 바인더로서 에틸셀룰로오스(평균 분자량 1000,000) 5질량%로 이루어지는 유기 분산매 30질량%을 혼련하여, 도전성 페이스트를 조제하였다.
(2) 기판상에 범프 전구체의 형성과, 상기 전구체의 소결에 의한 도전성 범프 접합체의 형성
상기 도전성 페이스트를 세라믹 기판상에 설치한 4개(1변이 4㎜인 정방형의 정점에 대응하는 위치의 100㎛φ×9㎛ 두께의 패드에, 각각 70㎛φ×70㎛인 두께로 스크린 인쇄함으로써, 도전성 범프 전구체를 형성하였다.
상기 범프 전구체상에, 칩형 전자 부품의 리드를 얹은 후, 불활성 가스 분위기하에서, 200℃에서 20분간 가열하고 소결하여, 금속 다공질체로 이루어지는 도전성 범프 접합체를 형성하였다.
(3) 도전성 범프의 평가
(ⅰ) 공공의 관찰
범프에 의해 접속된, 회로기판과 칩형 전자 부품을 에폭시수지에 매설한다. 이어서, 매설한 수지와 함께 전자 부품·회로기판을 연마하여 범프 부분의 단면을 노출시켰다.
범프의 단면을, 주사형 전자현미경에 의해 관찰을 행한 바, 표 1에 나타내는 바와 같이, 공극률은 5체적%이고, 평균 공공직경은 10㎚이었다.
(ⅱ) 내열 사이클 시험
상기 도전성 범프에 의해 부품이 접합된 회로기판(도전성 범프 접합체)을, 1사이클의 온도 변화를, 하기 4개의 조건을 차례로 1000회 반복함에 의해, 냉열(冷熱) 사이클에 의한 내열(耐熱) 사이클 시험을 행하였다.
조건: -55℃에서 30분간, 25℃에서 5분간, 125℃에서 30분간, 25℃에서 5분간의 순서
그 결과, 냉열 사이클 시험 후의 접속부의 저항이, 초기의 전기저항의 2배 이상으로 된 경우를 불량으로 하는 평가 기준으로 평가를 행한 바, 10개 샘플을 측정해도, 불량 발생수는 확인되지 않았다. 도전성 페이스트의 성분과 조성, 및 도전성 범프의 평가 결과를 정리하여 표 1에 나타낸다.
[실시예 2, 3]
실시예 2에 있어서, 유기용제로서 글리세롤의 단독 대신에, 글리세롤 40체적%, N-메틸아세트아미드 55체적%, 및 트리에틸아민 5체적%로 이루어지는 혼합 용매(본 발명의 유기용제(S2)에 상당한다)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 범프 전구체를 형성 후에 가열처리하여 도전성 범프 접합체를 형성하였다.
실시예 3에 있어서, 유기용제로서 글리세롤의 단독 대신에, 글리세롤 45체적%, 및 N-메틸아세트아미드 55체적%로 이루어지는 혼합 용매(본 발명의 유기용제(S3)에 상당함)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 범프 전구체를 형성 후에 가열처리하여 도전성 범프 접합체를 형성하였다.
다음으로, 실시예 2, 3에서 얻어진 도전성 범프 접합체에 대해서, 실시예 1에 기재한 것과 동일하게 내열 사이클 시험을 행하였다. 실시예 2, 3의 도전성 페이스트의 성분과 조성, 및 도전성 범프의 평가 결과를 정리하여 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
금속 미립자로서, 평균 1차 입자직경 1.5㎛인 구리 미립자(수용액중에서 구리 이온으로부터의 무전해 환원에 의해 조제된 구리 미립자)를 이용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 범프 전구체를 형성 후에 가열처리해서, 부품과의 도전성 범프 접합체를 형성하였다.
다음으로, 실시예 1에 기재한 것과 동일하게 내열 사이클 시험을 행하였다.
비교예 1의 도전성 페이스트의 성분과 조성, 및 도전성 범프의 평가 결과를 정리하여 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure 112012083962049-pct00001
[실시예 4]
실시예 1과 사용한 것과 동일한 평균 1차 입자직경 150㎚인 구리 미립자 60질량%와, 유기용제로서 글리세롤 95질량%(본 발명의 유기용제(S1)에 상당함)와, 유기 바인더로서 에틸셀룰로오스(평균 분자량 1000,000) 5질량%로 이루어지는 유기 분산매 40질량%를 혼련하여, 도전성 페이스트를 조제한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 범프 전구체를 형성 후에 가열처리하여 부품과의 도전성 범프 접합체를 형성하였다.
다음으로, 실시예 1에 기재한 것과 동일하게 내열 사이클 시험을 행하였다.
실시예 4의 도전성 페이스트의 성분과 조성, 및 도전성 범프의 평가 결과를 정리하여 표 2에 나타낸다.
[실시예 5, 6]
실시예 5에 있어서, 유기용제로서 글리세롤의 단독 대신에, 글리세롤 40체적%, N-메틸아세트아미드 55체적%, 및 트리에틸아민 5체적%로 이루어지는 혼합 용매(본 발명의 유기용제(S2)에 상당한다)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 범프 전구체를 형성 후에 가열처리해서 도전성 범프 접합체를 형성하였다.
실시예 6에 있어서, 유기용제로서 글리세롤의 단독 대신에, 글리세롤 45체적%, 및 N-메틸아세트아미드 55체적%로 이루어지는 혼합 용매(본 발명의 유기용제(S3)에 상당함)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 범프 전구체를 형성 후에 가열처리하여 도전성 범프 접합체를 형성하였다.
다음으로, 실시예 5, 6에서 얻어진 도전성 범프 접합체에 대해서, 실시예 1에 기재한 것과 동일하게 내열 사이클 시험을 행하였다.
실시예 5, 6의 도전성 페이스트의 성분과 조성, 및 도전성 범프의 평가 결과를 정리하여 표 2에 나타낸다.
[비교예 2]
금속 미립자로서, 평균 1차 입자직경 1.5㎛인 구리 미립자(수용액중에서 구리 이온으로부터의 무전해 환원에 의해 조제된 구리 미립자)를 이용한 것 이외는, 실시예 4와 동일하게 하여, 범프 전구체를 형성 후에 가열처리해서 도전성 범프 접합체를 형성하였다.
다음으로, 실시예 1에 기재한 것과 동일하게 내열 사이클 시험을 행하였다.
비교예 1의 도전성 페이스트의 성분과 조성, 및 도전성 범프의 평가 결과를 정리하여 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure 112012083962049-pct00002
[실시예 7, 8, 9]
평균 1차 입자직경 150㎚의 구리 미립자와 유기용제, 혹은 상기 평균 1차 입자직경의 구리 미립자와 유기용제, 및 유기 바인더를 혼합하고, 도전성 페이스트를 조제하여, 각각, 실시예 7, 8, 9에 이용하는 도전 페이스트를 제작하였다. 상기 도전성 페이스트를 도전성 기판상에 도포하여 각(角) 형상의 다이본드재를 형성하고, 다음으로 그 위에, 전자 부품의 리드를 얹은 후 가열 처리(소결)하여 접합체를 형성하였다. 얻어진 접합체의 공극률, 평균 공공직경의 측정, 및 내열 사이클 시험을 행하였다.
(1) 도전성 페이스트의 조제
수용액중에서 구리 이온으로부터의 무전해 환원에 의해 조제된, 평균 1차 입자직경 150㎚의 구리 미립자 70질량%와, 유기용제로서 글리세롤 95질량%(본 발명의 유기용제(S1)에 상당함)와 유기 바인더로서 에틸셀룰로오스(평균 분자량 1000000) 5질량%로 이루어지는 유기 분산매 30질량%를 혼련하여, 도전성 페이스트를 조제하였다.
(2) 전자 부품의 접합
알루미늄 기판(덴키가가쿠고교(電氣化學工業)(주)제, 상품명: 히트 플레이트 K-1, 알루미늄 판두께 1.5㎜상에, 두께 0.075㎜인 절연층이 형성되고, 또한 상기 절연층상에 두께 0.038㎜인 회로용 구리박이 적층되어 있음)을 이용하여, 상기 구리박을 에칭에 의해 5.5×5.5㎜로 패터닝해서 패드를 형성하였다. 도전성 페이스트를 이용하여 메탈 마스크를 5×5×0.15㎜의 패턴을 형성하고, 더욱이 그 위에 스퍼터 처리면과 가열 접합용 세편(細片)이 접하도록 4×4×0.35(두께)㎜인 실리콘 칩(스퍼터 처리 Ti/Au=35/150㎚)을 배치하였다. 플립 칩 본더에 의해 실리콘 칩의 상면으로부터 5MPa의 압력을 가하면서 300℃에서, 10분의 가열을 함으로써 알루미늄 기판상에 실리콘 칩을 실장하였다.
(3) 접속부의 평가
(ⅰ) 공공의 관찰
접속된 알루미늄 기판과 실리콘 칩을 에폭시수지에 매설한다. 이어서, 매설한 수지와 함께 접속체를 연마하여 페이스트 접속부의 단면을 노출시켰다.
접속부의 단면을, 주사형 전자현미경에 의해 관찰을 행한 바, 공극률은 5체적%이었다. 평균 공공직경은 50㎚의 범위였다.
(ⅱ) 내열 사이클 시험
상기 알루미늄 기판과 실리콘 칩을 접합한 부재를, 1사이클의 온도 변화를, 하기 4개의 조건을 차례로 1000회 반복함에 의해, 냉열 사이클에 의한 내열 사이클 시험을 행하였다.
조건: -55℃에서 30분간, 25℃에서 5분간, 125℃에서 30분간, 25℃에서 5분간의 순서
그 결과, 냉열 사이클 시험 후, 접속부에 있어서 초음파 현미경을 이용하여, 박리부의 유무의 관찰을 행하였다. 초음파 현미경 관찰에서는, 박리부는, 초음파의 반사 신호가 높게 관찰된다. 10개 샘플을 측정해도, 접속면전체에서 접속 부위에 있어서의 초음파 반사 신호가 거의 없고, 박리가 발생한 샘플은 확인되지 않았다. 도전성 페이스트의 성분과 조성, 및 평가 결과를 정리하여 표 3에 나타낸다.
[비교예 3]
금속 미립자로서, 평균 1차 입자직경 1.5㎛의 구리 미립자(수용액중에서 구리 이온으로부터의 무전해 환원에 의해 조제된 구리 미립자)를 이용한 것 이외는, 실시예 7과 동일하게 하여, 상기 도전성 페이스트를 도전성 기판상에 도포하여 각(角) 형상의 다이본드재를 형성하고, 이어서 그 위에, 전자 부품의 리드를 얹은 후 가열 처리(소결)하여 접합체를 형성하였다. 얻어진 접합체의 내열 사이클 시험을 행하였다. 다음으로, 실시예 1에 기재한 것과 동일하게, 얻어진 접합체의 공극률, 평균 공공직경의 측정, 및 내열 사이클 시험을 행하였다.
비교예 1의 도전성 페이스트의 성분과 조성, 및 도전성 범프의 평가 결과를 정리하여 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure 112016108793313-pct00004

Claims (14)

  1. 반도체소자의 전극 단자 또는 회로기판의 전극 단자의 접합면에 형성된 도전 접속부재로서,
    상기 도전 접속부재가 구리로부터 형성된, 평균 1차 입자직경 10∼500㎚의 금속 미립자(P)와, 상압(常壓)에서의 비점이 100℃ 이상이고, 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올, 다가 알코올 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유기용제(SC)를 포함하는 유기용제(S)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트, 또는, 상기 금속 미립자(P)와, 상기 유기용제(SC)를 포함하는 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트를 가열처리하여 금속 미립자(P)끼리가 결합하여 형성된 금속 다공질체이고,
    상기 금속 다공질체가 평균입자직경 10∼500㎚의 금속 미립자(P)끼리가 결합하여 형성되고, 공극률이 6∼9체적%이며, 평균 공공직경이 15∼120㎚의 범위인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도전 접속부재가 반도체소자 간을 접속시키기 위한 도전성 범프인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 도전 접속부재가 반도체소자와 도전성 기판 간을 접속하기 위한 도전성 다이본드부인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재.
  4. 도전 접속부재의 제작방법으로서,
    전자 부품에서의 반도체소자의 전극 단자, 회로기판의 전극 단자 또는 도전성 기판의 접합면에,
    구리로부터 형성된, 평균 1차 입자직경 10∼500㎚인 금속 미립자(P)와, 유기용제(S)로 이루어진 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트,
    또는, 상기 금속 미립자(P)와, 유기용제(S) 및 유기 바인더(R)로 이루어지는 유기 분산매(D)를 포함하는 도전성 페이스트이고,
    상기 유기용제(S)가 (ⅰ) 적어도, 아미드기를 갖는 유기용제(SA) 5∼90체적%, 상압에서의 비점이 20∼100℃인 저비점의 유기용제(SB) 5∼45체적%, 및 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올, 다가 알코올 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유기용제(SC) 5∼90체적%를 포함하는 유기용제(S1), 또는 (ii) 적어도, 아미드기를 갖는 유기용제(SA) 5∼95체적%, 및 상압에서의 비점이 100℃ 이상이고, 분자중에 1 또는 2 이상의 히드록실기를 갖는 알코올, 다가 알코올 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유기용제(SC) 5∼95체적%를 포함하는 유기용제(S2)인, 도전성 페이스트를 얹어서 도전 접속부재 전구체를 형성하는 공정(공정 1)과,
    상기 도전 접속부재 전구체상에 접속하는 타방의 반도체소자의 전극 단자, 타방의 회로기판의 전극 단자 또는 타방의 도전성 기판의 접합면을 위치 맞춤하는 공정(공정 2)과,
    상기 반도체소자의 전극 단자, 회로기판의 전극 단자 또는 도전성 기판 중의 어느 하나와, 상기 타방의 반도체소자의 전극 단자, 타방의 회로기판의 전극 단자 또는 타방의 도전성 기판 중의 어느 하나와, 도전 접속부재 전구체를 150∼350℃의 온도에서 가열처리하여, 평균입자직경이 10∼500㎚인 금속 미립자(P) 끼리가 결합하여 형성된, 공극률이 6∼9체적%이고, 평균 공공직경이 15∼120㎚의 범위인, 금속 다공질체로 이루어지는 도전 접속부재를 형성함에 의해 상기 접합면 간을 접합하는 공정(공정 3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 공정 1에서의, 도전성 페이스트중의, 금속 미립자(P)와 유기 분산매(D)의 배합 비율(P/D)이 50∼85질량%/50∼15질량%이며, 상기 유기 분산매(D)중의 유기용제(S)와 유기 바인더(R)의 배합 비율(S/R)이 80∼100질량%/20∼0질량%(질량%의 합계는 모두 100질량%)인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 공정 1에서의, 금속 미립자(P)가, 구리 미립자(P1), 또는, 구리 미립자(P1) 90∼100질량%와, 마그네슘, 알루미늄, 아연, 갈륨, 인듐, 주석, 안티몬, 납, 비스머스, 티타늄, 망간, 및 게르마늄으로부터 선택된 1종 혹은 2종 이상의 금속 미립자(P2) 10∼0질량%(질량%의 합계는 100질량%)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 금속 미립자(P2)가 금속 미립자(P) 중에서, 구리 미립자(P1)와 합금을 형성하거나, 또는 구리 미립자(P1)의 표면에서 피복층을 형성하는 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 유기용제(SC)가 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-부텐-1,4-디올, 2,3-부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 옥탄디올, 글리세롤, 1,1,1-트리히드록시메틸에탄, 2-에틸-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트레이톨, 에리트리톨, 펜타에리스리톨, 펜티톨, 및 헥시톨중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 유기용제(SA)가 N-메틸아세트아미드, N-메틸포름아미드, N-메틸프로판아미드, 포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, N,N-디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈, 헥사메틸 포스포릭트리아미드, 2-피롤리디논, ε-카프로락탐, 및 아세트아미드중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 유기용제(SB)가, 일반식 R1-O-R2(R1, R2는, 각각 독립적으로 알킬기이고, 탄소 원자수는 1∼4이다.)로 표시되는 에테르계 화합물(SB1), 일반식 R3-OH(R3은, 알킬기이고, 탄소 원자수는 1∼4이다.)로 표시되는 알코올(SB2), 일반식 R4-C(=O)-R5(R4, R5는, 각각 독립적으로 알킬기이고, 탄소 원자수는 1∼2이다.)로 표시되는 케톤계 화합물(SB3), 및 일반식 R6-(N-R7)-R8(R6, R7, R8은, 각각 독립적으로 알킬기, 또는 수소 원자이고, 탄소 원자수는 0∼2이다.)로 표시되는 아민계 화합물(SB4) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 유기용제(SB)가, 디에틸에테르, 메틸프로필에테르, 디프로필에테르, 디이소프로필에테르, 메틸-t-부틸에테르, t-아밀메틸에테르, 디비닐에테르, 에틸비닐에테르, 및 알릴에테르중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 에테르계 화합물(SB1),
    메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 2-부탄올, 및 2-메틸 2-프로판올중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 알코올(SB2), 아세톤, 메틸에틸케톤, 및 디에틸케톤중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 케톤계 화합물(SB3), 트리에틸아민, 디에틸아민인 아민계 화합물, 또는 이들 2종 이상의 혼합물(SB4), 또는 상기 화합물(SB1), (SB2) 및 (SB3) 중에서 선택되는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
  12. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 유기 바인더(R)가, 셀룰로오스 수지계 바인더, 아세테이트 수지계 바인더, 아크릴 수지계 바인더, 우레탄 수지계 바인더, 폴리비닐피롤리돈 수지계 바인더, 폴리아미드 수지계 바인더, 부티랄 수지계 바인더, 및 테르펜계 바인더중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 수지계 바인더가 아세틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 부틸셀룰로오스, 및 니트로셀룰로오스; 아세테이트 수지계 바인더가 메틸글리콜 아세테이트, 에틸글리콜 아세테이트, 부틸글리콜 아세테이트, 에틸디글리콜 아세테이트, 및 부틸디글리콜 아세테이트; 아크릴 수지계 바인더가 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 및 부틸메타크릴레이트; 우레탄 수지계 바인더가 2,4-토릴렌 디이소시아네이트, 및 p-페닐렌 디이소시아네이트; 폴리비닐피롤리돈 수지계 바인더가 폴리비닐피롤리돈, 및 N-비닐피롤리돈; 폴리아미드 수지계 바인더가 폴리아미드 6, 폴리아미드 6.6, 및 폴리아미드 11; 부티랄 수지계 바인더가 폴리비닐 부티랄; 테르펜계 바인더가 피넨, 시네올, 리모넨, 및 테르피네올로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 도전 접속부재의 제작방법.
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