KR101899185B1

KR101899185B1 - 회로 접속 재료, 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 구조의 제조 방법

Info

Publication number: KR101899185B1
Application number: KR1020137027238A
Authority: KR
Inventors: 다카시 나카자와; 도루 후지나와; 겐조우 다케무라; 유우스케 이이지마
Original assignee: 히타치가세이가부시끼가이샤
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2018-09-14
Also published as: CN103548207B; CN107254264A; CN107254264B; JP2017073386A; WO2012157375A1; KR20140019380A; JPWO2012157375A1; JP6146302B2; BR112013029413A2; BR112013029413B1; CN103548207A

Abstract

본 발명은, 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료이며, 접착제 조성물과 도전 입자를 함유하고, 도전 입자는 비커스 경도 300 내지 1000의 금속 또는 니켈을 포함하는 핵체와, 상기 핵체를 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있는 회로 접속 재료에 관한 것이다.

Description

회로 접속 재료, 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 구조의 제조 방법 {CIRCUIT CONNECTION MATERIAL, CIRCUIT MEMBER CONNECTION STRUCTURE, AND CIRCUIT MEMBER CONNECTION STRUCTURE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 회로 접속 재료, 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 구조의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 소자나 액정 표시 소자용 접착제로는 접착성이 우수하며, 높은 신뢰성을 나타내는 에폭시 수지 등의 열경화성 수지가 이용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 상기 접착제의 구성 성분으로는 에폭시 수지, 에폭시 수지와 반응성을 갖는 페놀 수지 등의 경화제, 에폭시 수지와 경화제의 반응을 촉진시키는 열잠재성 촉매가 일반적으로 이용되고 있다. 열잠재성 촉매는, 접착제의 경화 온도 및 경화 속도를 결정하는 중요한 인자가 되고 있으며, 실온에서의 저장 안정성 및 가열시 경화 속도의 측면에서 다양한 화합물이 이용되고 있다.

또한, 최근에는 아크릴레이트 유도체나 메타크릴레이트 유도체 등의 라디칼 중합성 화합물과 라디칼 중합 개시제인 과산화물로 구성되는 라디칼 경화형 접착제가 주목받고 있다. 라디칼 경화형 접착제는 저온이면서 단시간에서의 경화가 가능하였다(예를 들면, 특허문헌 2 내지 4 참조).

일본 특허 공개 (평)1-113480호 공보 일본 특허 공개 제2002-203427호 공보 국제 공개 제98/044067호 공보 일본 특허 공개 제2005-314696호 공보

이들 접착제는 액정 패널 등의 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display, 이하 "FPD"라 함)의 분야에서 주로 보급되고 있으며, 인쇄 배선판(Printed Wiring Board, 이하 경우에 의해 "PWB"라 함)과, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, 이하 "TCP"라 함) 또는 칩 온 플렉스(Chip On Flex, 이하 "COF"라 함)와의 접속에 사용되기 시작하고 있다. FPD 분야의 플렉시블 인쇄 배선판(Flexible Printed Circuits, 이하 경우에 따라 "FPC"라 함)과 PWB와의 접속에는 회로 접속 재료가 사용되고, 회로에는 일반적으로 금 도금 처리가 실시되어 있다. 한편, 칩이나 컨덴서 등의 부품이 실장되는 PWB에서는, 땜납에 의한 실장이 주류를 이루고 있다. 양호한 납땜성을 얻기 위해, 회로의 표면 처리로서 이미다졸 화합물을 포함하는 수지 피막을 형성하는 처리가 시도되고 있다. 또한, 대형 마더보드 등에는, 금을 사용하지 않고 비용을 삭감할 수 있다는 점에서, 이미다졸 화합물 등의 유기 수지를 포함하는 용액으로 처리(이하 경우에 의해 "OSP 처리"라 함)함으로써, 유기 피막(이하, 경우에 따라 "OSP막"이라 함)을 형성하는 것이 일반적이다. 이러한 OSP 처리된 회로 기판의 실장에 있어서도, 상기 회로 접속 재료의 사용이 검토되고 있다.

또한, 고밀도 실장의 흐름으로부터, 회로 기판의 구조는 다층 구성이 주류를 이루고 있으며, 접속시의 열을 식히기 위해 접속부의 근방에 바이어홀(via hole)이나 스루홀(through hole) 등이 설치되어 있다. 이 때문에, 접속부에 열량을 제공하기에는 충분한 시간이 필요한 바, 생산 효율 향상의 측면에서는 단시간의 접속이 요구되고 있다.

FPD 분야의 FPC와 PWB와의 접속에 사용되고 있는 속경화성의 라디칼 경화계 접착제는, 단시간에 경화 가능하지만, OSP 처리된 기판에 적용한 경우에는, 금 도금 처리된 기판에 적용한 경우에 비하여 접속 저항이 상승하기 쉬운 경향이 있다.

또한, 속경화 접속을 필요로 하지 않는 용도에서 종래 범용적으로 사용되어 온 에폭시 수지의 음이온 경화계의 접착제는, OSP 처리 기판에 대하여 양호한 접착력을 나타내지만, 납땜을 위해 리플로우로를 통과시킨 후에 접속 저항이 상승하는 경향이 있다.

따라서, 본 발명은 단시간에서의 경화가 가능하며, OSP 처리된 기판에 적용한 경우에 충분히 높은 접속 신뢰성을 제공하는 회로 접속 재료, 이를 이용한 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 구조의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제에 대해서 예의 검토한 결과, 상기 경화계 접착제를 이용한 경우 접속 저항의 상승은, OSP막 자체가 비도전성인 것, 및 납땜을 위해 리플로우로를 통과함으로써 회로 기판의 OSP막이 딱딱해진 것이 요인이라는 지견을 얻어, 이하의 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명은 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료이며, 접착제 조성물과 도전 입자를 함유하고, 도전 입자는 비커스 경도 300 내지 1000의 금속을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있는, 회로 접속 재료를 제공한다.

본 발명은 또한, 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료이며, 접착제 조성물과 도전 입자를 함유하고, 도전 입자는 니켈을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있는, 회로 접속 재료를 제공한다.

본 발명의 회로 접속 재료는, 상술한 바와 같은 도전 입자를 접착제 조성물과 함께 함유함으로써, 단시간에서의 경화가 가능하며, OSP 처리된 기판에 대해서도 양호한 접속 신뢰성을 나타낼 수 있다.

본 발명의 회로 접속 재료에 있어서의 도전 입자는, 요철에서의 높이의 차가 70 nm 내지 2 ㎛인 것이 바람직하다. 요철에서의 높이의 차가 상기 범위이면, 회로 전극의 OSP막을 관통하기 쉽고, 접속 저항의 상승을 억제하기 쉬워진다.

보다 단시간에서의 경화를 가능하게 하는 관점에서, 본 발명의 회로 접속 재료에 있어서, 접착제 조성물이 라디칼 중합성 물질과, 가열에 의해 유리 라디칼을 발생시키는 경화제를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 회로 접속 재료에 있어서의 접착제 조성물이 에폭시 수지와 잠재성 경화제를 포함하는 경우, 회로 부재의 접속 구조의 접속 신뢰성을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 회로 접속 재료에 있어서, 대향하는 회로 전극 중 적어도 하나가 이미다졸 화합물을 포함하는 피막을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 회로 접속 재료는, 상술한 바와 같은 도전 입자를 접착제 조성물과 함께 함유함으로써, 회로 전극이 이미다졸 화합물을 포함하는 피막을 갖고 있어도, 짧은 접속 시간으로 양호한 접속성을 얻는 것이 가능해진다.

본 발명은 제1 회로 기판의 주면 위에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 회로 기판의 주면 위에 제2 회로 전극이 형성되며, 제2 회로 전극이 제1 회로 전극과 대향 배치되도록 배치된 제2 회로 부재와, 제1 회로 기판과 제2 회로 기판 사이에 설치되며, 제1 및 제2 회로 전극이 전기적으로 접속되도록 제1 회로 부재와 제2 회로 부재를 접속하는 회로 접속부를 구비한 회로 부재의 접속 구조이며, 회로 접속부가 상기 본 발명의 필름상 회로 접속 재료의 경화물인 회로 부재의 접속 구조를 제공한다.

본 발명의 회로 부재의 접속 구조에 있어서는, 제1 및 상기 제2 회로 전극 중 적어도 하나가 이미다졸 화합물을 포함하는 피막을 갖는 것이 바람직하다.

종래의 단시간 경화형의 회로 접속 재료를 이용한 회로 부재의 접속 구조에서는, 회로 전극이 OSP막을 갖고 있는 경우, 단시간의 접속으로는 접속성을 향상시키는 것이 어려운 경향이 있다. 이에 반해, 본 발명의 회로 부재의 접속 구조는, 회로 접속부가 상기 본 발명의 회로 접속 재료의 경화물임으로써, 보다 짧은 접속 시간으로도 양호한 접속성을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 회로 부재의 접속 구조는, 회로 전극 표면을 이미다졸 화합물을 포함하는 재료로 이루어지는 피막으로 형성시키고 있기 때문에, 회로 전극이 산화로부터 보호되어, 양호한 납땜성을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 접속 구조는, 상기 본 발명의 회로 접속 재료에 의해 회로 부재끼리 접속되어 있음으로써, 충분히 높은 접착 강도 및 접속 신뢰성을 갖고 있다.

본 발명은 제1 회로 기판의 주면 위에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 회로 기판의 주면 위에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를, 제1 회로 전극 및 제2 회로 전극이 대향하도록 배치하고, 대향 배치한 제1 회로 전극과 제2 회로 전극 사이에 상기 필름상 회로 접속 재료를 개재시킨 상태에서 전체를 가열 및 가압하고, 제1 및 제2 회로 전극이 전기적으로 접속되도록 제1 회로 부재와 제2 회로 부재를 접속하는 공정을 구비하는, 회로 부재의 접속 구조의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 회로 부재의 접속 구조의 제조 방법은, 상기 본 발명의 회로 접속 재료를 제1 회로 전극과 제2 회로 전극 사이에 개재시켜 가열 및 가압함으로써, 보다 짧은 접속 시간으로도 양호한 접속성을 갖는 회로 부재의 접속 구조를 얻을 수 있다.

본 발명은 접착제 조성물과 도전 입자를 함유하는 접착제이고, 도전 입자는 비커스 경도 300 내지 1000의 금속을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있는, 접착제의 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료로서의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 접착제 조성물과 도전 입자를 함유하는 접착제이고, 도전 입자는 니켈을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있는, 접착제의 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료로서의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 접착제 조성물과 도전 입자를 함유하는 접착제이고, 도전 입자는 비커스 경도 300 내지 1000의 금속을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있는, 접착제의 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료의 제조를 위한 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 접착제 조성물과 도전 입자를 함유하는 접착제이고, 도전 입자는 니켈을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있는, 접착제의 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료의 제조를 위한 용도에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 단시간에서의 경화가 가능하며, OSP 처리된 기판에 적용한 경우에 높은 접속 신뢰성을 제공하는 회로 접속 재료, 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 구조의 제조 방법을 제공할 수 있다.

[도 1] 회로 접속 재료의 한 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
[도 2] 도전 입자의 외관의 일례를 나타내는 SEM 화상이다.
[도 3] 도전 입자의 확대한 표면의 일례를 나타내는 SEM 화상이다.
[도 4] 접속 구조의 한 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
[도 5] 접속 구조의 한 실시 형태를 도시하는 단면도이다.

이하, 필요에 따라 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 이하의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면 중 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하도록 하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 상하좌우 등의 위치 관계는, 특별한 언급이 없는 한 도면에 나타내는 위치 관계에 기초하도록 한다. 또한, 도면의 치수 비율은 도시한 비율로 한정되는 것은 아니다.

본 실시 형태에 따른 회로 접속 재료는, 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위해 이용되는 접착제이다. 도 1은 회로 접속 재료의 한 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 회로 접속 재료 (1)은, 수지층 (3)과, 수지층 (3) 내에 분산되어 있는 복수의 도전 입자 (8)로 구성되고, 필름상의 형상을 갖는다.

이하, 회로 접속 재료 (1)의 각 구성 재료에 대해서 설명한다.

(도전 입자)

도전 입자 (8)은, 비커스 경도 300 내지 1000의 금속을 포함하는 핵체와, 상기 핵체를 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖고, 도전 입자의 표면에 복수의 요철이 형성되어 있는 괴상의 입자이다. 또한, 도전 입자 (8)은 니켈을 포함하는 핵체와, 상기 핵체를 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖고, 도전 입자의 표면에 복수의 요철이 형성되어 있는 괴상의 입자이다. 여기서 도전 입자 표면의 요철은, 후술하는 핵체 표면의 요철에서 유래되는 것이다.

도 2는 도전 입자의 외관의 일례를 나타내는 SEM 화상이고, 도 3은 도전 입자를 확대한 표면의 일례를 나타내는 SEM 화상이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 도전 입자는 구상이 아닌 괴상의 입자이고, 그의 표면에 요철이 형성되어 있다. 이러한 도전 입자 (8)은, 회로 전극의 비도전성의 OSP 피막을 관통하기 쉬워, 접속 저항의 상승을 억제하기 쉽다. 그 때문에, 상기 도전 입자 (8)을 함유하는 회로 접속 재료 (1)을 이용하여 접속 신뢰성이 우수한 회로 부재의 접속 구조를 제작할 수 있다.

도전 입자 (8)의 핵체는 니켈, 크롬, 몰리브덴, 망간, 코발트, 철, 망간, 바나듐, 티탄, 플래튬, 이리듐, 오스뮴, 텅스텐, 탄탈, 니오븀, 지르코늄, 팔라듐 등의 전이 금속으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속으로 구성되는 것이 바람직하고, 니켈로 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다.

핵체를 구성하는 금속의 비커스 경도는 300 내지 1000이고, 400 내지 800인 것이 보다 바람직하고, 500 내지 700인 것이 더욱 바람직하다. 핵체의 비커스 경도가 300 미만이면 도전 입자 (8)이 변형되기 쉽고, 전극 위의 OSP막의 배제성이 저하되는 경향이 있으며, 1000을 초과하면 도전 입자 (8)이 변형되기 어렵고, 양호한 접속 신뢰성을 제공하는 데에 충분한 접촉 면적을 확보하기 어려워진다.

핵체는, 그의 표면에 요철을 갖는다. 핵체가 표면에 요철을 가짐으로써, 도전 입자의 표면에 요철을 형성할 수 있다. 핵체의 표면에 요철을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 핵체가 니켈인 경우에는, 카르보닐법에 의해 니켈 광석을 일산화탄소와 상온에서 반응시켜 니켈카르보닐 착체를 형성하고, 추가로 100℃ 이상에서 가열함으로써 일산화탄소를 탈리시켜, 표면에 요철이 형성된 니켈을 얻을 수 있다.

도전 입자 (8)의 표면에 형성된 요철에서의 높이의 차는 70 nm 내지 2 ㎛인 것이 바람직하고, 90 nm 내지 1.5 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 120 nm 내지 1 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 요철에서의 높이의 차가 70 nm 이상이면, OSP막을 갖는 회로 전극에 대하여 침식되기 쉬워져, 신뢰성 시험 후의 접속 저항이 억제되는 경향이 있다. 또한, 요철에서의 높이의 차가 2 ㎛ 이내이면, 요철에서의 볼록부의 근본부에 접착제 조성물이 잔류하기 어려워져, 역시 신뢰성 시험 후의 접속 저항이 억제되는 경향이 있다.

도전 입자 (8)의 평균 입경은 5 내지 20 ㎛이고, 8 내지 20 ㎛인 것이 바람직하고, 8 내지 15 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 평균 입경이 5 ㎛ 미만이면 도전 입자 (8)과 전극이 접촉하기 전에 수지층 (3)의 경화가 진행되고, 20 ㎛를 초과하면 도전 입자 (8)의 곡률 반경이 크기 때문에, 전극 위의 OSP막의 배제성이 저하되어, 어느 경우에도 전기적 도통을 얻기 어려워진다. 또한, 본원에서 규정하는 도전 입자의 평균 입경은, SEM 화상에 의해 도전 입자(n수 50개)를 관찰함으로써 얻어지는 측정값이고, 예를 들면 가장 긴 입경 부분과 가장 짧은 입경 부분을 평균함으로써 산출할 수 있다.

도전 입자 (8)의 최표층은 귀금속을 포함하고, 금, 은, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 오스뮴 등의 귀금속으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속으로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 금 또는 백금으로 구성되어 있는 것이 보다 바람직하고, 금으로 구성되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 도전 입자 (8)의 최표층을 이들 금속으로 구성함으로써, 회로 접속 재료 (1)의 가용 시간을 충분히 길게 할 수 있다.

도전 입자 (8)의 최표층의 두께는 0.03 내지 0.4 ㎛인 것이 바람직하고, 0.08 내지 0.2 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 최표층의 두께가 0.03 ㎛ 이상이면, 도전 입자 (8)의 도전성이 유지되어 접속 저항이 억제되는 경향이 있고, 0.4 ㎛ 이내이면, 핵체에 최표층을 형성할 때의 비용이 억제되어, 염가성이 우수한 경향이 있다. 또한, 핵체는 그의 전면이 귀금속을 포함하는 최표층으로 덮여 있는 것이 바람직하지만, 본 발명의 효과를 일탈하지 않는 범위에서 핵체의 일부, 예를 들면 핵체 표면의 요철이 최표층으로부터 노출되어 있을 수도 있다.

도전 입자 (8)의 회로 접속 재료 (1)에 있어서의 배합량은 용도에 의해 적절히 설정되지만, 통상 접착제 조성물(즉, 회로 접속 재료 (1) 중 도전 입자 (8) 이외의 수지층 (3)의 부분) 100 부피부에 대하여 0.1 내지 30 부피부의 범위 내이다. 또한, 동일한 회로 기판 위에서 인접하는 회로 전극끼리의 단락을 방지하는 관점에서는, 도전 입자 (8)의 배합량은 0.1 내지 10 부피부인 것이 보다 바람직하다.

(접착제 조성물)

수지층 (3)을 형성하는 접착제 조성물은, 유리 라디칼을 발생시키는 경화제와 라디칼 중합성 물질을 함유할 수 있다. 다시 말해, 회로 접속 재료 (1)은, 유리 라디칼을 발생시키는 경화제와 라디칼 중합성 물질을 포함하는 접착제 조성물과, 도전 입자 (8)을 함유할 수 있다. 회로 접속 재료 (1)이 가열되었을 때에 라디칼 중합성 물질의 중합에 의해 접착제 조성물에서 가교 구조가 형성되어, 회로 접속 재료 (1)의 경화물이 형성된다. 이 경우, 회로 접속 재료 (1)은 라디칼 경화형의 접착제로서 기능한다.

회로 접속 재료 (1)에 이용되는 유리 라디칼을 발생시키는 경화제는, 과산화 화합물, 아조계 화합물 등의 가열에 의해 분해하여 유리 라디칼을 발생시키는 것으로, 목적으로 하는 접속 온도, 접속 시간, 가용 시간 등에 의해 적절하게 선정된다. 배합량은 회로 접속 재료 (1)의 전체 질량을 기준으로 0.05 내지 10 질량％가 바람직하고, 0.1 내지 5 질량％(회로 접속 재료 (1)의 전체 질량을 100 질량부로 하여 0.05 내지 10 질량부가 바람직하고, 0.1 내지 5 질량부)가 보다 바람직하다. 유리 라디칼을 발생시키는 경화제는, 구체적으로는 디아실퍼옥시드, 퍼옥시디카르보네이트, 퍼옥시에스테르, 퍼옥시케탈, 디알킬퍼옥시드, 히드로퍼옥시드 등으로부터 선정할 수 있다. 또한, 회로 부재의 접속 단자의 부식을 억제하기 위해, 퍼옥시에스테르, 디알킬퍼옥시드, 히드로퍼옥시드로부터 선정되는 것이 바람직하고, 고반응성이 얻어지는 퍼옥시에스테르로부터 선정되는 것이 보다 바람직하다.

디아실퍼옥시드류로는, 예를 들면 2,4-디클로로벤조일퍼옥시드, 3,5,5,-트리메틸헥사노일퍼옥시드, 옥타노일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, 스테아로일퍼옥시드, 숙시닉퍼옥시드, 벤조일퍼옥시톨루엔, 벤조일퍼옥시드를 들 수 있다.

퍼옥시디카르보네이트류로는, 예를 들면 디-n-프로필퍼옥시디카르보네이트, 디이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트, 디-2-에톡시메톡시퍼옥시디카르보네이트, 디(2-에틸헥실퍼옥시)디카르보네이트, 디메톡시부틸퍼옥시디카르보네이트 및 디(3-메틸-3-메톡시부틸퍼옥시)디카르보네이트를 들 수 있다.

퍼옥시에스테르류로는, 예를 들면 1,1,3,3,-테트라메틸부틸퍼옥시네오데카노에이트, 1-시클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시노에데카노에이트, t-헥실퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1,3,3,-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일퍼옥시)헥산, 1-시클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시2-에틸헥사노네이트, t-헥실퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시이소부티레이트, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, t-헥실퍼옥시이소프로필모노카르보네이트, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, 2,5-디메틸-2,5-디(m-톨루오일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시이소프로필모노카르보네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카르보네이트, t-헥실퍼옥시벤조에이트 및 t-부틸퍼옥시아세테이트를 들 수 있다.

퍼옥시케탈류로는, 예를 들면 1,1-비스(t-헥실퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(t-헥실퍼옥시)시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-(t-부틸퍼옥시)시클로도데칸 및 2,2-비스-(t-부틸퍼옥시)데칸을 들 수 있다.

디알킬퍼옥시드류로는, 예를 들면 α,α' 비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠, 디쿠밀퍼옥시드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 및 t-부틸쿠밀퍼옥시드를 들 수 있다.

히드로퍼옥시드류로는, 예를 들면 디이소프로필벤젠히드로퍼옥시드 및 쿠멘히드로퍼옥시드를 들 수 있다.

이들 유리 라디칼을 발생시키는 경화제는 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있고, 분해 촉진제, 억제제 등을 혼합하여 이용할 수도 있다. 또한, 이들 경화제를 폴리우레탄계, 폴리에스테르계의 고분자 물질 등으로 피복하여 마이크로 캡슐화한 것은, 가용 시간이 연장되기 때문에 바람직하다.

회로 접속 재료 (1)에 이용되는 라디칼 중합성 물질이란, 라디칼에 의해 중합하는 관능기를 갖는 물질이고, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 말레이미드 화합물, 시트라콘이미드 수지, 나디이미드 수지 등을 들 수 있다. 라디칼 중합성 물질의 배합량은, 회로 접속 재료 (1)의 전체 질량을 100 질량부로 하여, 20 내지 50 질량부가 바람직하고, 30 내지 40 질량부가 보다 바람직하다. 라디칼 중합성 물질은, 단량체 및 올리고머 중 어느 상태에서도 이용하는 것이 가능하고, 단량체와 올리고머를 병용하는 것도 가능하다.

상기 아크릴레이트(대응하는 메타크릴레이트도 포함함, 이하 동일함)로는, 예를 들면 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디아크릴옥시프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시메톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시폴리에톡시)페닐]프로판, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트 및 우레탄아크릴레이트를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있어, 필요에 따라 히드로퀴논, 메틸에테르히드로퀴논류 등의 중합 금지제를 적절하게 이용할 수도 있다. 또한, 디시클로펜테닐기 및/또는 트리시클로데카닐기 및/또는 트리아진환을 갖는 경우에는, 내열성이 향상되기 때문에 바람직하다.

상기 말레이미드 화합물로는, 분자 중에 말레이미드기를 적어도 2개 이상 함유함으로써, 예를 들면 1-메틸-2,4-비스말레이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, N,N'-p-페닐렌비스말레이미드, N,N'-m-톨루일렌비스말레이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸비페닐렌)비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸디페닐메탄)비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디에틸디페닐메탄)비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐메탄비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐프로판비스말레이미드, N,N'-3,3'-디페닐술폰비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐에테르비스말레이미드, 2,2-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)프로판, 2,2-비스(3-s-부틸-4,8-(4-말레이미드페녹시)페닐)프로판, 1,1-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)데칸, 4,4'-시클로헥실리덴-비스(1-(4-말레이미드페녹시)-2-시클로헥실벤젠 및 2,2-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)헥사플루오로프로판을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 시트라콘이미드 수지란, 분자 중에 시트라콘이미드기를 적어도 1개 갖고 있는 시트라콘이미드 화합물을 중합시킨 것으로, 시트라콘이미드 화합물로는, 예를 들면 페닐시트라콘이미드, 1-메틸-2,4-비스시트라콘이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스시트라콘이미드, N,N'-p-페닐렌비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-(3,3-디메틸비페닐렌)비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-(3,3-디메틸디페닐메탄)비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-(3,3-디에틸디페닐메탄)비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-디페닐메탄비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-디페닐프로판비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-디페닐에테르비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-디페닐술폰비스시트라콘이미드, 2,2-비스(4-(4-시트라콘이미드페녹시)페닐)프로판, 2,2-비스(3-s-부틸-3,4-(4-시트라콘이미드페녹시)페닐)프로판, 1,1-비스(4-(4-시트라콘이미드페녹시)페닐)데칸, 4,4'-시클로헥실리덴-비스(1-(4-시트라콘이미드페녹시)페녹시)-2-시클로헥실벤젠 및 2,2-비스(4-(4-시트라콘이미드페녹시)페닐)헥사플루오로프로판을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 나디이미드 수지란, 분자 중에 나디이미드기를 적어도 1개 갖고 있는 나디이미드 화합물을 중합한 것으로, 나디이미드 화합물로는, 예를 들면 페닐나디이미드, 1-메틸-2,4-비스나디이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스나디이미드, N,N'-p-페닐렌비스나디이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스나디이미드, N,N'-4,4-(3,3-디메틸비페닐렌)비스나디이미드, N,N'-4,4-(3,3-디메틸디페닐메탄)비스나디이미드, N,N'-4,4-(3,3-디에틸디페닐메탄)비스나디이미드, N,N'-4,4-디페닐메탄비스나디이미드, N,N'-4,4-디페닐프로판비스나디이미드, N,N'-4,4-디페닐에테르비스나디이미드, N,N'-4,4-디페닐술폰비스나디이미드, 2,2-비스(4-(4-나디이미드페녹시)페닐)프로판, 2,2-비스(3-s-부틸-3,4-(4-나디이미드페녹시)페닐)프로판, 1,1-비스(4-(4-나디이미드페녹시)페닐)데칸, 4,4'-시클로헥실리덴-비스(1-(4-나디이미드페녹시)페녹시)-2-시클로헥실벤젠 및 2,2-비스(4-(4-나디이미드페녹시)페닐)헥사플루오로프로판을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

회로 접속 재료 (1)은, 유리 라디칼을 발생시키는 경화제 및 라디칼 중합성 물질에 더하여, 다른 성분을 함유할 수도 있다. 예를 들면, 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 함유할 수 있다.

열가소성 수지로는 폴리에틸렌 수지, 폴리이미드 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리페닐렌옥시드 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐포르말 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 폴리스티렌 수지, 크실렌 수지, 폴리우레탄 수지 등을 사용할 수 있다.

열가소성 수지로서 Tg(유리 전이 온도)가 40℃ 이상이고 분자량 10000 이상의 수산기 함유 수지를 바람직하게 사용할 수 있고, 예를 들면 페녹시 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 페녹시 수지는 이관능 페놀류와 에피할로히드린을 고분자량이 될 때까지 반응시키거나, 또는 이관능 에폭시 수지와 이관능 페놀류를 중부가 반응시킴으로써 얻어진다.

열경화성 수지로는 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 크실렌 수지, 에폭시 수지, 폴리이소시아네이트 수지 등을 들 수 있다.

상기 열가소성 수지를 함유하는 경우, 취급성도 양호하고 경화시의 응력 완화가 우수하기 때문에 바람직하다. 또한, 상기 열가소성 수지 및 열경화성 수지는 수산기 등의 관능기를 갖는 경우, 접착성이 향상되기 때문에 보다 바람직하고, 에폭시기 함유 엘라스토머, 라디칼 중합성의 관능기에 의해서 변성되어 있을 수도 있다. 라디칼 중합성의 관능기로 변성한 것은 내열성이 향상되기 때문에 바람직하다.

상기 열가소성 수지의 중량 평균 분자량은 10000 이상인 것이 제막성 등의 측면에서 바람직하지만, 1000000 이상이 되면 혼합성이 악화되는 경향이 있다. 또한, 본원에서 규정하는 중량 평균 분자량이란, 이하의 조건에 따라 겔 투과 크로마토그래피법(GPC)에 의해 표준 폴리스티렌에 의한 검량선을 이용하여 측정한 것을 말한다.

사용 기기: 히다치 L-6000형(히다치 세이사꾸쇼(주) 제조)

칼럼: 겔팩 GL-R420+겔팩 GL-R430+겔팩 GL-R440(총 3개)(히타치 가세이 고교(주) 제조)

용리액: 테트라히드로푸란

측정 온도: 40℃

유량: 1.75 mL/분

검출기: L-3300RI(히다치 세이사꾸쇼(주) 제조)

또한, 접착제 조성물(수지층 (3))은, 유리 라디칼을 발생시키는 경화제 및 라디칼 중합성 물질 대신에 에폭시 수지와 잠재성 경화제를 함유할 수도 있다. 즉, 회로 접속 재료 (1)은, 에폭시 수지와 잠재성 경화제를 포함하는 접착제 조성물과 도전 입자 (8)을 함유할 수 있다. 회로 접속 재료 (1)이 가열되었을 때에 에폭시 수지의 경화에 의해 접착제 조성물에서 가교 구조가 형성되고, 회로 접속 재료 (1)의 경화물이 형성된다. 이 경우, 회로 접속 재료 (1)은 에폭시 경화형의 접착제로서 기능한다.

에폭시 수지로는 비스페놀 A, F, AD 등의 비스페놀의 글리시딜에테르인 비스페놀형 에폭시 수지 및 페놀노볼락 또는 크레졸노볼락으로부터 유도되는 에폭시노볼락 수지가 대표적인 에폭시 수지이다. 그 밖의 예로서, 나프탈렌 골격을 갖는 나프탈렌형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 및 복소환식 에폭시 수지를 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 이용된다.

상기 에폭시 수지 중에서도, 비스페놀형 에폭시 수지가 분자량이 상이한 등급이 넓게 입수 가능하며, 접착성이나 반응성 등을 임의로 설정할 수 있기 때문에 바람직하다. 비스페놀형 에폭시 수지 중에서도, 비스페놀 F형 에폭시 수지가 특히 바람직하다. 비스페놀 F형 에폭시 수지의 점도는 낮아, 페녹시 수지와의 조합하여 이용함으로써, 회로 접속 재료 (1)의 유동성을 용이하게 광범위하게 설정할 수 있다. 또한, 비스페놀 F형 에폭시 수지는, 회로 접속 재료 (1)에 양호한 점착성을 부여하기 쉽다는 이점도 갖는다.

불순물 이온(Na⁺, Cl^- 등) 농도 또는 가수분해성 염소가 300 ppm 이하인 에폭시 수지를 이용하는 것이 일렉트론마이그레이션 방지를 위해 바람직하다.

잠재성 경화제로는 에폭시 수지를 경화시킬 수 있는 것이면 된다. 또한, 잠재성 경화제는 에폭시 수지와 반응하여 가교 구조 중에 도입되는 화합물일 수도 있고, 에폭시 수지의 경화 반응을 촉진시키는 촉매형 경화제일 수도 있다. 양자를 병용하는 것도 가능하다.

촉매형 경화제로는, 예를 들면 에폭시 수지의 음이온 중합을 촉진시키는 음이온 중합형 잠재성 경화제, 및 에폭시 수지의 양이온 중합을 촉진시키는 양이온 중합형 잠재성 경화제를 들 수 있다.

음이온 중합형 잠재성 경화제로는, 예를 들면 이미다졸계, 히드라지드계, 삼불소붕소-아민 착체, 아민이미드, 폴리아민의 염, 디시안디아미드 및 이들 변성물을 들 수 있다. 이미다졸계의 음이온 중합형 잠재성 경화제는, 예를 들면 이미다졸 또는 그의 유도체를 에폭시 수지에 부가하여 형성된다.

양이온 중합형 잠재성 경화제로는, 예를 들면 에너지선 조사에 의해 에폭시 수지를 경화시키는 감광성 오늄염(방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염 등이 주로 이용됨)이 바람직하다. 또한, 에너지선 조사 이외에 가열에 의해서 활성화하여 에폭시 수지를 경화시키는 것으로서, 지방족 술포늄염이 있다. 이 종류의 경화제는 속경화성이라는 특징을 갖기 때문에 바람직하다.

이들 잠재성 경화제를 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 물질, 니켈, 구리 등의 금속 박막 및 규산칼슘 등의 무기물로 피복하여 마이크로 캡슐화한 것은, 가용 시간이 연장될 수 있기 때문에 바람직하다.

잠재성 경화제의 배합량은, 에폭시 수지 100 질량부에 대하여 30 내지 60 질량부인 것이 바람직하고, 40 내지 55 질량부인 것이 보다 바람직하다. 잠재성 경화제의 배합량이 30 질량부 이상이면 회로 접속 재료 (1)의 경화 수축에 의한 피착체에 대한 조이는 힘이 저하되기 어려워진다. 그 결과, 도전 입자 (8)과 회로 전극과의 접촉이 유지되어, 신뢰성 시험 후의 접속 저항이 억제되기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 잠재성 경화제의 배합량의 60 질량부 이내이면 조이는 힘이 지나치게 강해지지 않기 때문에, 회로 접속 재료 (1)의 경화물에서의 내부 응력이 커지기 어려워, 접착 강도의 저하를 억제하기 쉬워지는 경향이 있다.

회로 접속 재료 (1)이 에폭시 수지계의 접착제인 경우, 필름 형성재를 함유하는 것이 바람직하다. 필름 형성재는, 액상물을 고형화하여 구성 조성물을 필름 형상으로 한 경우, 그 필름의 취급을 용이하게 하고, 용이하게 찢어지거나, 깨지거나, 달라붙지 않는 기계적 특성 등을 부여하는 것으로, 통상의 상태(상온 상압)에서 필름으로서의 취급이 가능한 것이다.

필름 형성재로서 상술한 열가소성 수지를 사용할 수 있고, 접착성, 상용성, 내열성 및 기계적 강도가 우수하기 때문에 페녹시 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

페녹시 수지는 2관능성 페놀류와 에피할로히드린을 고분자화할 때까지 반응시키거나, 또는 2관능성 에폭시 수지와 2관능성 페놀류를 중부가시킴으로써 얻어지는 수지이다. 페녹시 수지는, 예를 들면 2관능성 페놀류 1몰과 에피할로히드린 0.985 내지 1.015몰을 알칼리 금속 수산화물 등의 촉매의 존재하에, 비반응성 용매 중에서 40 내지 120℃의 온도에서 반응시킴으로써 얻을 수 있다.

또한, 페녹시 수지로는, 수지의 기계적 특성이나 열적 특성의 측면에서는, 특히 2관능성 에폭시 수지와 2관능성 페놀류와의 배합 당량비를 에폭시기/페놀 수산기=1/0.9 내지 1/1.1로 하고, 알칼리 금속 화합물, 유기 인계 화합물, 환상 아민계 화합물 등의 촉매의 존재하에 비점이 120℃ 이상인 아미드계, 에테르계, 케톤계, 락톤계, 알코올계 등의 유기 용제 중에서, 반응 고형분이 50 질량％ 이하의 조건으로 50 내지 200℃로 가열하여 중부가 반응시켜 얻은 것이 바람직하다.

2관능성 에폭시 수지로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 AD형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 2관능성 페놀류는 2개의 페놀성 수산기를 갖는 것이고, 예를 들면 히드로퀴논류, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S 등의 비스페놀 화합물을 들 수 있다.

페녹시 수지는, 라디칼 중합성의 관능기에 의해 변성되어 있을 수도 있다. 페녹시 수지는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 회로 접속 재료 (1)은 충전재, 연화재, 촉진제, 노화 방지제, 착색제, 난연화제, 틱소트로픽제, 커플링제 및 이소시아네이트류 등을 함유할 수도 있다. 충전재를 함유한 경우, 접속 신뢰성 등의 향상이 얻어지기 때문에 바람직하다. 충전재의 최대 직경이 도전 입자 (8)의 입경 미만이면 사용할 수 있으며, 배합량은 5 내지 60부피％의 범위가 바람직하다. 5 내지 60부피％이면 신뢰성 향상의 효과가 유지되기 쉬워진다. 커플링제로는 비닐기, 아크릴기, 아미노기, 에폭시기 및 이소시아네이트기 함유물이 접착성 향상의 측면에서 바람직하다. 필요에 따라, 히드로퀴논, 메틸에테르히드로퀴논류 등의 중합 금지제를 적절하게 이용할 수도 있다.

본 실시 형태의 회로 접속 재료는, 상술한 바와 같이 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위해서 이용되는 접착제이다.

즉, 본 실시 형태의 접착제는, 접착제 조성물과 도전 입자를 함유하는 접착제이고, 도전 입자는 비커스 경도 300 내지 1000의 금속을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있다. 본 접착제는, 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료로서 용도할 수 있다. 또한, 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료의 제조를 위해 용도할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 접착제는, 접착제 조성물과 도전 입자를 함유하는 접착제이고, 도전 입자는 니켈을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있다. 본 접착제는 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료로서 용도할 수 있다. 또한, 대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료의 제조를 위해 용도할 수 있다.

다음으로, 회로 접속 재료 (1)을 이용한 본 실시 형태의 회로 부재의 접속 구조에 대해서 설명한다. 회로 접속 재료 (1)은 반도체칩, 저항체칩 및 컨덴서칩 등의 칩 부품, 및 인쇄 배선판과 같은 1 또는 2 이상의 회로 전극(접속 단자)을 갖는 회로 부재끼리가 접속된 접속 구조를 형성하기 위해서 바람직하게 이용된다.

도 4는, 회로 부재의 접속 구조의 한 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 도 4에 도시한 회로 부재의 접속 구조 (100)은, 제1 회로 기판 (11) 및 이것의 주면 위에 형성된 제1 회로 전극 (13)을 갖는 제1 회로 부재 (10)과, 제2 회로 기판 (21) 및 이것의 주면 위에 형성된 제2 회로 전극 (23)을 갖고, 제2 회로 전극 (23)과 제1 회로 전극 (13)이 대향하도록 배치된 제2 회로 부재 (20)과, 제1 회로 부재 (10) 및 제2 회로 부재 (20) 사이에 개재하는 접속부 (1a)를 구비한다.

접속부 (1a)는, 회로 접속 재료 (1)이 경화하여 형성된 경화물로, 도전 입자 (8)을 포함하고 있다. 접속부 (1a)는, 대향하는 제1 회로 전극 (13)과 제2 회로 전극 (23)이 전기적으로 접속되도록 제1 회로 부재 (10)과 제2 회로 부재 (20)을 접착하고 있다. 대향하는 제1 회로 전극 (13)과 제2 회로 전극 (23)은, 도전 입자 (8)을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 접속부 (1a)가 도전 입자 (8)을 함유하지 않은 경우에도, 회로 접속 재료 (1)을 통해 제1 회로 전극 (13)과 제2 회로 전극 (23)은 전기적인 접속이 가능하다.

제1 회로 기판 (11)은 폴리에스테르테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 에폭시 수지, 아크릴 수지 및 폴리이미드 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지를 포함하는 수지 필름이다. 제1 회로 전극 (13)은, 전극으로서 기능할 수 있을 정도의 도전성을 갖는 재료(바람직하게는 금, 은, 주석, 백금족의 금속 및 인듐-주석 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종)로 형성되어 있다.

제2 회로 기판 (21)은 반도체칩류의 실리콘이나 갈륨·비소 등이나, 유리, 세라믹, 유리·에폭시 복합체, 플라스틱 등의 절연 기판에서 형성되는 다층 배선판이다. 제2 회로 전극 (23)은 도체부 (23a)와, 회로 전극 (23)의 표면 중 접속부 (1a)와 접하는 부분을 형성하는 피막 (23b)를 갖고, 피막 (23b)는 도전 입자 (8)의 표면에 형성된 요철에 의해서 관통되어 전기적으로 접속하고 있는 것이 바람직하다. 도체부 (23a)는 회로 전극 (23)이 전극으로서 기능할 수 있을 정도의 도전성을 갖는 재료(바람직하게는 금, 은, 주석, 백금족의 금속 및 인듐-주석 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종)로 형성되어 있다.

피막 (23b)는 유기 수지를 포함하는 재료로 이루어지는 피막이고, 이미다졸 화합물 등의 유기 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 피막 (23b)는 제2 회로 기판 (21)을 OSP(Organic Solderability Preservative; 유기 땜납 보존제) 처리함으로써 형성된다. 여기서 OSP 처리란, 수용성 프리플럭스라고도 불리는 기판의 처리 방법이고, 일반적으로는 이미다졸 화합물을 포함하는 용액으로 기판을 처리함으로써 OSP막을 형성하고 있다. 이미다졸 화합물을 포함하는 피막이란, 이미다졸계 유도체와 금속으로부터 생성된 착체가, 전극 표면 위에서 상호 결합함으로써 형성된 막이다. 즉, 이미다졸 화합물을 포함하는 피막은, 회로 전극이 형성된 기판을 이미다졸 화합물을 포함하는 용액으로 OSP 처리함으로써 형성할 수 있다. 이미다졸 화합물로는, 내열성 측면에서 벤즈이미다졸계 유도체가 바람직하게 이용된다. OSP 처리는, 예를 들면 시판되고 있는 것으로는 시코쿠 가세이(주) 제조의 상품명 타프에이스 F2, F2(LX) 또는 (주)상와 겡뀨쇼 제조 도코트 GVII, 또는 엔손 인크(Enthone.Inc) 제조 Entek106A, 106A(X), 또는 맥크(주) 제조 맥크시일 CL-5824S, CL-5018, CL-5018S를 이용하여 행할 수 있다.

본 실시 형태에 따른 회로 접속 재료는, 제1 및 제2 회로 전극 중 적어도 하나가 유기 수지를 포함하는 재료를 포함하는 피막을 갖고 있는 회로 부재의 접속에 사용할 수 있다. 또한, 도 5에 도시한 회로 부재의 접속 구조의 한 실시 형태를 도시하는 단면도와 같이, 제2 회로 전극 (23)뿐만 아니라, 제1 회로 전극 (13)이 도체부 (13a)와, 회로 전극 (13)의 표면 중 접속부 (1a)와 접하는 부분을 형성하는 피막 (13b)를 가질 수도 있고, 제1 회로 전극 (13)의 피막 (13b)도 도전 입자 (8)의 표면에 형성된 요철에 의해서 관통되어 전기적으로 접속하고 있는 것이 바람직하다. 피막 (13b)는 피막 (23b)와 마찬가지의 방법으로 형성된다.

본 실시 형태의 회로 부재의 접속 구조의 제조 방법은, 제1 회로 기판의 주면 위에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 회로 기판의 주면 위에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를 제1 회로 전극 및 제2 회로 전극이 대향하도록 배치하고, 대향 배치한 제1 회로 전극과 제2 회로 전극 사이에 본 실시 형태의 필름상 회로 접속 재료를 개재시킨 상태에서 전체를 가열 및 가압하여, 제1 및 제2 회로 전극이 전기적으로 접속되도록 제1 회로 부재와 제2 회로 부재를 접속하는 공정을 구비한다.

회로 부재의 접속 구조 (100)은, 예를 들면 제1 회로 부재 (10)과, 상술한 필름상의 회로 접속 재료 (1)과, 제2 회로 부재 (20)을 제1 회로 전극 (13)과 제2 회로 전극 (23)이 대치하도록 이 순서대로 적층한 적층체를 가열 및 가압함으로써, 제1 회로 전극 (13)과 제2 회로 전극 (23)이 전기적으로 접속되도록 제1 회로 부재 (10)과 제2 회로 부재 (20)을 접속하는 제조 방법에 의해서 얻어진다.

이 제조 방법에 있어서는, 예를 들면 지지 필름 위에 형성되어 있는 필름상의 회로 접속 재료 (1)을 제2 회로 부재 (20) 위에 접합시킨 상태에서 가열 및 가압하여 회로 접속 재료 (1)을 가접착하고, 지지 필름을 박리한 뒤, 제1 회로 부재 (10)을 회로 전극이 대향하도록 위치 정렬하면서 적재하여 적층체를 준비할 수 있다. 접속시의 가열에 의해서 발생하는 휘발 성분에 의한 접속에의 영향을 방지하기 위해, 접속 공정 전에 회로 부재를 미리 가열 처리해 두는 것이 바람직하다.

상기 적층체를 가열 및 가압하는 조건은, 회로 접속 재료 중 조성물의 경화성 등에 따라, 회로 접속 재료가 경화하여 충분한 접착 강도가 얻어지도록 적절하게 조정된다. 또한, 회로 접속 재료 중 조성물에 따라 광 조사로 접속할 수도 있다.

접속 구조를 구성하는 회로 부재가 갖는 기판은 실리콘 및 갈륨·비소 등의 반도체칩 및 유리, 세라믹, 유리·에폭시 복합체 및 플라스틱 등의 절연 기판일 수도 있다.

실시예

이하, 본 발명의 내용을 실시예를 이용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

(1) 회로 접속 재료의 제작

(1-1) 접착제 조성물을 구성하는 각 성분의 준비

"퍼헥사 25O": 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일)헥산(닛본 유시 제조, 상품명)

"UN5500": 우레탄아크릴레이트올리고머(네가미 고교 제조, 상품명)

"DCP-A": 디시클로펜타디엔형 디아크릴레이트(도아 고세이 제조, 상품명)

"M-215": 이소시아누르산 EO 변성 디아크릴레이트(도아 고세이 제조, 상품명)

"P-2M": 2-메타크릴로일옥시에틸애시드포스페이트(교에이샤 가가꾸 제조, 상품명)

"HX3941HP": 음이온 중합형 잠재성 경화제 함유 에폭시 수지(이미다졸계 마이크로 캡슐형 경화제를 35 질량％ 함유, 아사히 가세이 케미컬즈 제조, 상품명)

"UR-8200": 폴리에스테르우레탄(도요 보세끼 제조, 상품명)

"EV40W": 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(미쓰이 듀퐁 폴리케미컬 제조, 상품명)

"PKHC": 비스페놀 A형 페녹시 수지(중량 평균 분자량 45000, 인켐 코포레이션 제조, 상품명)

"아크릴 고무 A": 부틸아크릴레이트 40 질량부-에틸아크릴레이트 30 질량부-아크릴로니트릴 30 질량부-글리시딜메타크릴레이트 3 질량부의 공중합체(중량 평균 분자량 약 85만)

"SH6040": 실란 커플링제(γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 도레이 다우코닝 실리콘 제조, 상품명)

(1-2) 도전 입자의 준비

"도전 입자 A"로서 표면에 복수의 요철이 형성된 Ni 입자를 포함하는 핵체와, 상기 핵체에 금 도금을 실시하여 형성된 금으로 이루어진 최표층을 갖는, 평균 입경 10 ㎛의 도전 입자를 준비하였다. "도전 입자 B"로서, 표면에 복수의 요철이 형성된 Ni 입자를 포함하는 핵체와, 상기 핵체에 팔라듐 도금을 실시하여 형성된 금으로 이루어진 최표층을 갖는 평균 입경 10 ㎛의 도전 입자를 준비하였다. 또한, "도전 입자 C"로서, 구상의 Ni 입자를 포함하는 핵체와, 상기 핵체에 금 도금을 실시하여 형성된 금으로 이루어진 최표층을 갖는, 평균 입경 10 ㎛의 도전 입자를 준비하였다. "도전 입자 D"로서, 구상의 Ni 입자를 포함하는 핵체와, 상기 핵체에 금 도금을 실시하여 형성된 금으로 이루어진 최표층을 갖는, 평균 입경 10 ㎛의 도전 입자를 준비하였다. 또한, "도전 입자 E"로서, 표면에 요철이 형성된 Ni 입자를 포함하는 핵체만을 갖는, 평균 입경 10 ㎛의 도전 입자를 준비하였다. "도전 입자 F"로서, 구상의 Ni 입자인 핵체만을 갖는, 평균 입경 10 ㎛의 도전 입자를 준비하였다. 여기서 표면에 복수의 요철이 형성된 Ni 입자를 포함하는 핵체는, 니켈 광석을 일산화탄소와 25℃ 환경하에서 반응시켜 니켈카르보닐 착체를 형성하고, 상기 니켈카르보닐 착체를 100℃에서 가열하고 일산화탄소를 탈리시켜(카르보닐법) 얻은 것이다.

(실시예 1)

"퍼헥사 25O"의 50 질량％ 탄화수소 용매 용액 8 질량부(불휘발분 환산으로 4 질량부), 라디칼 중합성 물질로서 "UN5500"의 50 질량％ 톨루엔 용액 60 질량부(불휘발분 환산으로 30 질량부), "DCP-A" 8 질량부, "M-215" 8 질량부, "P-2M" 2 질량부, "UR-8200"의 30 질량％ 메틸에틸케톤/톨루엔(=50/50) 용액을 150 질량부(불휘발분 환산으로 45 질량부) 및 "EV40W"의 20 질량％ 톨루엔 용액 50 질량부(불휘발분 환산으로 10 질량부)를 배합하고, 추가로 "도전 입자 A" 10 질량부를 배합하였다. 이 혼합 용액을 어플리케이터로 PET 필름 위에 도포하고, 70℃ 10분의 열풍 건조에 의해 수지층의 두께가 35 ㎛인 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(실시예 2)

도전 입자로서, 도전 입자 B를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(실시예 3)

도전 입자로서, 도전 입자 A를 20 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(실시예 4)

"HX3941HP-SS" 50 질량부, "PKHC"의 40 질량％ 톨루엔/아세트산에틸(=50/50) 용액 37.5 질량부(불휘발분 환산으로 15 질량부), "아크릴 고무 A"의 10 질량％ 톨루엔/아세트산에틸(=50/50) 용액 350 질량부(불휘발분 환산으로 35 질량부) 및 "SH6040" 2 질량부를 배합하고, 추가로 "도전 입자 A" 10 질량부를 배합하였다. 이 혼합 용액을 어플리케이터로 PET 필름 위에 도포하고, 70℃ 10분의 열풍 건조에 의해 수지층의 두께가 35 ㎛인 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(실시예 5)

도전 입자로서, 도전 입자 B를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(실시예 6)

도전 입자로서, 도전 입자 A를 20 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(비교예 1)

도전 입자로서, 도전 입자 C를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(비교예 2)

도전 입자로서, 도전 입자 D를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(비교예 3)

도전 입자로서, 도전 입자 E를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(비교예 4)

도전 입자로서, 도전 입자 F를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(비교예 5)

도전 입자로서, 도전 입자 C를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(비교예 6)

도전 입자로서, 도전 입자 D를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(비교예 7)

도전 입자로서, 도전 입자 E를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

(비교예 8)

도전 입자로서, 도전 입자 F를 10 질량부 이용한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여 필름상의 회로 접속 재료를 얻었다.

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 8의 회로 접속 재료의 조성을 질량부(불휘발분 환산)로 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.

(2) 회로 부재의 접속 구조의 제작

(2-1) OSP 처리된 인쇄 배선판(PWB)의 제작

유리·에폭시 다층 인쇄 배선판 위에 라인폭 100 ㎛, 피치 400 ㎛, 두께 35 ㎛의 구리 회로 전극을 형성시켰다(이를 이하 "PWB"라 함). 또한 PWB의 구리 회로 전극 표면에 벤즈이미다졸 화합물(시코쿠 가세이(주) 제조, 상품명 "타프에이스")을 이용하여 OSP 처리를 하고, 두께 0.10 내지 0.32 ㎛의 벤즈이미다졸계 수지 착체의 피막을 형성시켰다(이를 이하 "OSP-PWB"라 함).

(2-2) OSP 처리된 플렉시블 인쇄 배선판(FPC)의 제작

두께 25 ㎛의 폴리이미드 필름 위에 라인폭 100 ㎛, 피치 400 ㎛, 두께 18 ㎛의 구리 회로 전극이 직접 형성된 플렉시블 인쇄 배선판(이를 이하 "FPC"라 함)을 준비하였다. 이것에 상기 OSP-PWB와 동일하게 하여 OSP 처리를 실시하여, 두께 0.10 내지 0.32 ㎛의 벤즈이미다졸계 수지 착체의 피막을 형성시켰다(이를 이하 "OSP-FPC"라 함).

(2-3) 회로 전극의 접속(PWB와 FPC의 접속)

접속하기 전에 리플로우로 통과의 모의 처리로서, OSP-PWB 및 OSP-FPC를 250℃의 핫 플레이트 위에서 30초간 가열 처리하였다. OSP-PWB 위에 상기한 필름상의 회로 접속 재료의 접착면을 첩부한 후, 70℃, 1 MPa로 2초간 가열 및 가압하여 임시 접속한 후, PET 필름을 박리하였다. 다음으로, OSP-FPC의 회로 전극과 OSP-PWB의 회로 전극이 대향하도록 위치 정렬한 후, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에 대해서는 160℃, 4 MPa로 6초간 가열 및 가압하였다. 또한, 실시예 4 내지 6 및 비교예 5 내지 8에 대해서는 170℃, 4 MPa로 20초간 가열하였다. FPC와 PWB의 기판 사이의 폭은 2 mm였다.

(3) 회로 부재의 접속 구조의 평가

(3-1) 접속 저항의 측정

제작한 접속 구조의 회로 접속부를 포함하는 회로 사이의 저항값을 디지털 멀티미터를 이용하여 4 단자법으로 측정하였다. 접속 저항의 측정은 접속 직후 85℃, 85％ RH의 항온항습조 중에 1000시간 유지하는 고온 고습 처리를 행한 후와, -40℃ 내지 +100℃의 열충격 시험 1000사이클 처리를 행한 후에 각각 측정하였다. 신뢰성 시험 후의 4 단자법에 의한 접속 저항이 100 mΩ 이하의 범위를 양호하다고 판단하였다. 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 6의 회로 접속 재료는 고온 고습 처리 후 및 열충격 시험 후 중 어느 하나에서도 접속 저항의 상승이 작고, 접속 신뢰성이 우수한 것이 확인되었다. 한편, 비교예 1 내지 8의 회로 접속 재료는, 고온 고습 처리 후 및 열충격 시험 후 중 어느 하나에서도 100 mΩ를 초과하는 접속 저항을 나타내고, 접속 신뢰성이 떨어져 있었다.

[산업상의 이용가능성]

1… 회로 접속 재료, 1a… 접속부, 3… 수지층, 8… 도전 입자, 10… 제1 회로 부재, 11… 제1 회로 기판, 13… 제1 회로 전극, 20… 제2 회로 부재, 21… 제2 회로 기판, 23… 제2 회로 전극, 23a… 도체부, 23b… 피막, 100… 회로 부재의 접속 구조.

Claims

대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료이며,
접착제 조성물과 도전 입자를 함유하고,
상기 도전 입자는 비커스 경도 300 내지 1000의 금속을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층(最表層)을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 상기 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있는, 회로 접속 재료.
대향하는 회로 전극끼리를 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료이며,
접착제 조성물과 도전 입자를 함유하고,
상기 도전 입자는 니켈을 포함하는 핵체와, 상기 핵체의 표면을 피복하는 귀금속을 포함하는 최표층을 갖는, 평균 입경이 5 내지 20 ㎛인 괴상의 입자이고, 상기 도전 입자의 표면에 요철이 형성되어 있는, 회로 접속 재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요철에서의 높이의 차가 70 nm 내지 2 ㎛인 회로 접속 재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 라디칼 중합성 물질과, 가열에 의해 유리 라디칼을 발생시키는 경화제를 포함하는, 회로 접속 재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제 조성물이 에폭시 수지와 잠재성 경화제를 포함하는, 회로 접속 재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대향하는 회로 전극 중 적어도 하나가 이미다졸 화합물을 포함하는 피막을 갖는, 회로 접속 재료.
제1 회로 기판의 주면 위에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와,
제2 회로 기판의 주면 위에 제2 회로 전극이 형성되며, 상기 제2 회로 전극이 상기 제1 회로 전극과 대향 배치되도록 배치된 제2 회로 부재와,
상기 제1 회로 기판과 상기 제2 회로 기판 사이에 설치되며, 상기 제1 및 상기 제2 회로 전극이 전기적으로 접속되도록 상기 제1 회로 부재와 상기 제2 회로 부재를 접속하는 회로 접속부
를 구비한 회로 부재의 접속 구조이며,
상기 회로 접속부가 제1항 또는 제2항에 기재된 필름상 회로 접속 재료의 경화물인 회로 부재의 접속 구조.
제7항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 회로 전극 중 적어도 하나가 이미다졸 화합물을 포함하는 피막을 갖는, 접속 구조.
제1 회로 기판의 주면 위에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 회로 기판의 주면 위에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를, 상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극이 대향하도록 배치하고, 대향 배치한 상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극 사이에 제1항 또는 제2항에 기재된 필름상 회로 접속 재료를 개재시킨 상태로 전체를 가열 및 가압하고, 상기 제1 및 상기 제2 회로 전극이 전기적으로 접속되도록 상기 제1 회로 부재와 상기 제2 회로 부재를 접속하는 공정을 구비하는, 회로 부재의 접속 구조의 제조 방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제