KR102005129B1 - 도전성 접착제, 및 전자 부품의 접속 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리플럭스 처리된 기판에 대하여 양호한 도통을 얻을 수 있는 도전성 접착제, 및 전자 부품의 접속 방법을 제공한다. 중합성 아크릴계 화합물과, 유기 과산화물과, 땜납 입자를 함유하고, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮은 도전성 접착제를 이용한다. 열압착 시에 땜납 입자가 압궤되어, 산화막이 제거됨과 함께, 용융·유동함으로써 범프 표면의 프리플럭스층이 제거되어, 도통이 확보된 후, 접착제 성분이 완전히 경화된다.

Description

도전성 접착제, 및 전자 부품의 접속 방법{ELECTRICALLY CONDUCTIVE ADHESIVE AGENT, AND METHOD FOR CONNECTING ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은 도전성 입자가 분산된 도전성 접착제, 그를 이용한 전자 부품의 접속 방법에 관한 것이다. 본 출원은 일본에서 2011년 12월 15일에 출원된 일본 특허 출원 번호 특원 2011-274841을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것으로서, 이 출원을 참조함으로써, 본 출원에 원용된다.
최근 들어, 기판의 회로 부분의 보호를 위해 수지계의 프리플럭스 처리가 실시되고 있다. 그러나, 비교적 저온에서 압착을 행하는 도전성 접착제를 이용한 접속 공법에서는 단자 상에 존재하는 프리플럭스층이 도통을 저해한다는 문제가 생긴다.
이 문제를 해결하기 위해, 이방 도전성 접착 필름 중에 산 성분 등의 유기막 분해 성분을 배합하는 것(예를 들면, 특허문헌 1 참조), 압착 전에 트리클로로에탄 등으로 프리플럭스를 세정 제거하는 것(예를 들면, 특허문헌 2 참조) 등이 제안되어 있다.
그러나, 특허문헌 1의 방법에서는 배합의 자유도에 제약이 생김과 함께, 산 성분 등이 단자 등의 부재를 부식할 우려가 있다. 또한, 특허문헌 2의 방법에서는 공정이 증가하기 때문에 제조 비용이 증대하게 된다.
일본 특허 공개 제2011-77045호 공보 일본 특허 공개 (평)5-63355호 공보
본 발명은 이러한 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 프리플럭스 처리된 기판에 대하여 양호한 도통을 얻을 수 있는 도전성 접착제, 및 전자 부품의 접속 방법을 제공한다.
본건 발명자들은 예의 검토를 행한 결과, 도전성 입자로서 땜납 입자를 이용하고, 중합 개시제로서 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮은 유기 과산화물을 이용함으로써, 프리플럭스 처리된 기판에 대하여 양호한 도통이 얻어지는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명에 따른 도전성 접착제는 중합성 아크릴계 화합물과, 유기 과산화물과, 땜납 입자를 함유하고, 상기 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 상기 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전자 부품의 접속 방법은 막 형성 수지와, 중합성 아크릴계 화합물과, 유기 과산화물과, 땜납 입자를 함유하고, 상기 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 상기 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮은 도전성 접착제를, 프리플럭스 처리된 제1 전자 부품의 전극과 제2 전자 부품의 전극의 사이에 끼우고, 제1 전자 부품과 제2 전자 부품을 열압착하여, 제1 전자 부품의 전극과 제2 전자 부품의 전극을 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮음으로써, 열압착 시에 땜납 입자가 압궤되어, 산화막이 제거됨과 함께, 용융·유동함으로써 범프 표면의 프리플럭스층이 제거되어, 도통이 확보된 후, 접착제 성분이 완전히 경화된다. 또한, 프리플럭스 처리된 기판에 대하여 양호한 도통을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 하기 순서로 상세히 설명한다.
1. 도전성 접착제
2. 전자 부품의 접속 방법
3. 실시예
<1. 도전성 접착제>
본 실시 형태에서의 도전성 접착제는 접속 시의 경화 온도의 저온화, 택트 타임의 단축화를 위해, 유기 과산화물로 라디칼 중합을 개시하는 중합성 아크릴계 화합물을 열경화성 접착 주성분으로 하는 것이다.
즉, 본 실시 형태에서의 도전성 접착제는 막 형성 수지와, 중합성 아크릴계 화합물과, 유기 과산화물과, 도전성 입자를 함유한다.
막 형성 수지로서는, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드, EVA 등의 열가소성 엘라스토머 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 내열성, 접착성을 위해, 비스페놀 A와 에피클로로히드린으로부터 합성되는 페녹시 수지를 바람직하게 사용할 수 있다.
막 형성 수지의 사용량은 너무 적으면 필름을 형성하지 않고, 너무 많으면 전기 접속을 얻기 위한 수지의 배제성이 낮아지는 경향이 있기 때문에, 수지 고형분(중합성 아크릴계 화합물과 막 형성 수지의 합계)의 80 내지 30 질량％, 보다 바람직하게는 70 내지 40 질량％이다.
중합성 아크릴계 화합물로서는, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 인산 에스테르형 아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌디아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산, 라우릴아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, o-프탈산디글리시딜에테르아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 비스페놀 A형 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 및 이들에 상당하는 (메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 이들 중에서도 경화물의 응집력의 향상, 도통 신뢰성의 향상, 접착성의 향상 등을 위해, 우레탄 아크릴레이트, 단관능 아크릴레이트 등을 병용하는 것이 바람직하다.
중합성 아크릴계 화합물의 사용량은 너무 적으면 도통 신뢰성이 낮아지고, 너무 많으면 접착 강도가 낮아져, 추가로 필름을 형성할 수 없는 경향이 있기 때문에, 바람직하게는 수지 고형분(중합성 아크릴계 화합물과 필름 형성 수지의 합계)의 20 내지 70 질량％, 보다 바람직하게는 30 내지 60 질량％이다.
유기 과산화물로서는, 디(4-메틸벤조일)퍼옥사이드(1분간 반감기 온도 128.2℃), 디(3-메틸벤조일)퍼옥사이드(1분간 반감기 온도 131.1℃), 디벤조일 퍼옥사이드(1분간 반감기 온도 130.0℃), t-헥실 퍼옥시벤조에이트(1분간 반감기 온도 160.3℃), t-부틸 퍼옥시벤조에이트(1분간 반감기 온도 166.8℃), 디이소부티릴 퍼옥사이드(1분간 반감기 온도 85.1℃), 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(1분간 반감기 온도 124.3℃), 디라우로일 퍼옥사이드(1분간 반감기 온도 116.4℃), 디(3,5,5-트리메틸헥사노일)퍼옥사이드(1분간 반감기 온도 112.6℃), t-부틸 퍼옥시피발레이트(1분간 반감기 온도 110.3℃), t-헥실 퍼옥시피발레이트(1분간 반감기 온도 109.1℃), t-부틸 퍼옥시네오헵타노에이트(1분간 반감기 온도 104.6℃), t-부틸 퍼옥시네오데카노에이트(1분간 반감기 온도 103.5℃), t-헥실 퍼옥시네오데카노에이트(1분간 반감기 온도 100.9℃), 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트(1분간 반감기 온도 90.6℃), 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트(1분간 반감기 온도 92.1℃), 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시네오데카노에이트(1분간 반감기 온도 92.1℃), 디-sec-부틸 퍼옥시디카보네이트(1분간 반감기 온도 85.1℃), 디-n-프로필 퍼옥시디카보네이트(1분간 반감기 온도 85.1℃), 쿠밀 퍼옥시네오데카노에이트(1분간 반감기 온도 85.1℃) 등을 들 수 있다. 이들은 2종 이상을 병용할 수 있다.
유기 과산화물의 사용량은 너무 적으면 반응성이 없어지고, 너무 많으면 이방성 도전 필름의 제품 수명이 저하되는 경향이 있기 때문에, 중합성 아크릴계 화합물 100 질량부에 대하여 바람직하게는 1 내지 10 질량부, 보다 바람직하게는 3 내지 7 질량부이다.
본 실시 형태에서는 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮은 것이 이용된다. 보다 바람직하게는, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 0℃ 이상 20℃ 이하 낮은 것이 이용된다.
유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 높으면, 땜납 입자가 용융되더라도 수지의 경화가 진행되지 않기 때문에, 프리플럭스 처리된 기판에 대하여 양호한 도통이 얻어지지 않는다. 또한, 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 20℃를 초과하여 낮으면, 열압착 시에 도전성 접착제의 경화 반응이 너무 빠르게 진행하기 때문에, 저압의 열압착 조건에서의 양호한 도통이 곤란해진다.
또한, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도는 160℃ 이하인 것이 바람직하다. 이에 따라, 200℃ 이하, 2 내지 3 MPa의 저온·저압의 열압착 조건에서 양호한 도통을 얻을 수 있다.
땜납 입자로서는, 경화 온도의 저온화 면에서 Sn(47)-Bi(53)계(고상선 온도: 139℃), Sn(49)-In(34)-Pb(17)계(고상선 온도: 130℃), Sn(22)-Bi(50)-Pb(28)계(고상선 온도: 124℃), Sn(48)-In(52)계(고상선 온도: 117℃) 등의 저융점의 것이 바람직하게 이용된다.
땜납 입자의 사용량은 너무 적으면 도통 불량이 생길 가능성이 높아지고, 너무 많으면 단락이 생길 가능성이 높아지기 때문에, 수지 고형분 100 질량부에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 20 질량부, 보다 바람직하게는 0.2 내지 10 질량부이다. 또한, 땜납 입자의 평균 입경은 통상 1 내지 15μm, 보다 바람직하게는 5 내지 10μm이다.
또한, 본 실시 형태에서의 도전성 접착제를 구성하는 다른 첨가 조성물로서, 필요에 따라 각종 아크릴 단량체 등의 희석용 단량체, 충전제, 연화제, 착색제, 난연화제, 틱소트로픽제, 커플링제 등을 함유할 수 있다.
이러한 구성을 포함하는 도전성 접착제는 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮음으로써, 열압착 시에 땜납 입자가 압궤되어, 산화막이 제거됨과 함께, 용융·유동함으로써 범프 표면의 프리플럭스층이 제거되어, 도통이 확보된 후, 접착제 성분이 완전히 경화되기 때문에, 프리플럭스 처리된 기판에 대하여 양호한 도통을 얻을 수 있다.
또한, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 0℃ 이상 20℃ 이하 낮음으로써, 저압의 열압착 조건에서 양호한 도통을 얻을 수 있다. 또한, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 160℃ 이하, 구체적으로는 80℃ 이상 160℃ 이하임으로써, 200℃ 이하, 2 내지 3 MPa의 저온·저압의 열압착 조건에서 양호한 도통을 얻을 수 있다.
다음으로, 상술한 도전성 접착제의 제조 방법에 대하여 이방 도전성 필름을 예로 들어 설명한다. 본 실시 형태에서의 이방 도전성 필름의 제조 방법은 박리 기재 상에 막 형성 수지와, 중합성 아크릴계 화합물과, 유기 과산화물과, 땜납 입자를 함유하는 조성물을 도포하는 도포 공정과, 박리 기재 상의 조성물을 건조시키는 건조 공정을 갖는다.
도포 공정에서는 상술한 바와 같이 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮은 것을 배합하고, 유기 용제를 이용하여 조정한 후, 이 조성물을 박리 기재 상에 바 코터, 도포 장치 등을 이용하여 도포한다.
유기 용제로서는, 톨루엔, 아세트산에틸, 또는 이들의 혼합 용제, 기타 각종 유기 용제를 사용할 수 있다. 또한, 박리 기재는, 예를 들면 실리콘 등의 박리제를 PET(Poly Ethylene Terephthalate; 폴리에틸렌 테레프탈레이트), OPP(Oriented Polypropylene; 배향 폴리프로필렌), PMP(Poly-4-methlpentene-1; 폴리-4-메틸펜텐-1), PTFE(Polytetrafluoroethylene; 폴리테트라플루오로에틸렌) 등에 도포한 적층 구조를 포함하고, 조성물의 필름 형상을 유지한다.
다음의 건조 공정에서는 박리 기재 상의 조성물을 열 오븐, 가열 건조 장치 등에 의해 건조시킨다. 이에 따라, 상술한 도전성 접착제가 막형으로 형성된 이방성 도전 필름을 얻을 수 있다.
<2. 전자 부품의 접속 방법>
다음으로, 도전성 접착제를 이용한 전자 부품의 접속 방법에 대하여 설명한다. 구체예로서 나타내는 전자 부품의 접속 방법은 막 형성 수지와, 중합성 아크릴계 화합물과, 유기 과산화물과, 땜납 입자를 함유하고, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮은 도전성 접착제를, 프리플럭스 처리된 제1 전자 부품의 전극과 제2 전자 부품의 전극의 사이에 끼우고, 제1 전자 부품과 제2 전자 부품을 열압착하여, 제1 전자 부품의 전극과 제2 전자 부품의 전극을 전기적으로 접속한다. 또한, 제2 전자 부품은 프리플럭스 처리되어 있든 프리플럭스 처리되어 있지 않든 상관없다.
본 실시 형태에서는 제1 전자 부품과 제2 전자 부품을 땜납 입자의 고상선 온도보다 5℃ 이상 높은 온도, 구체적으로는 5℃ 이상 30℃ 이하 높은 온도에서 열압착한다. 이에 따라, 땜납 입자가 압궤되어, 산화막이 제거됨과 함께, 용융·유동함으로써 범프 표면의 프리플럭스층을 제거할 수 있다. 또한, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도는 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮기 때문에, 접착제 성분을 완전히 경화시킬 수 있다.
또한, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 0℃ 이상 20℃ 이하 낮은 도전성 접착제를 이용한 경우, 저압에서도 충분히 땜납 입자가 압궤되어, 산화막이 제거됨과 함께, 용융·유동함으로써 범프 표면의 프리플럭스층을 제거할 수 있다.
또한, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 160℃ 이하임으로써, 200℃ 이하, 2 내지 3 MPa의 저온·저압의 열압착 조건에서 양호한 도통을 얻을 수 있다.
본 실시 형태에서의 도전성 접착제는 다양한 장면에서 사용할 수 있지만, 제1의 전기 부품이 액정 패널, 인쇄 배선판(PWB) 등, 또한 제2의 전기 부품이 플렉시블 인쇄 회로 기판, 테이프 캐리어 패키지(TCP) 기판, 칩온 필름(COF) 기판 등인 경우에 바람직하게 적용할 수 있다. 또한, 태양 전지 모듈에서의 태양 전지 셀의 전극과 탭선의 접속에 이용할 수도 있다.
또한, 본 실시 형태의 도전성 접착제에 의해 접속된 접속체는 도전성 입자로서 땜납 입자에 의해 접속되어 있기 때문에, 높은 접속 신뢰성을 갖는다.
실시예
<3. 실시예>
이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 여기서는, 소정의 고상선 온도를 갖는 땜납 입자와, 소정의 1분간 반감기 온도를 갖는 유기 과산화물을 포함하는 아크릴계 열경화형의 도전성 접착 필름을 제작하였다. 그리고, 이 도전성 접착 필름을 이용하여 프리플럭스 처리된 리지드 기판과 플렉시블 기판을 접속시키고, 도통 저항을 평가하였다.
[실시예 1]
(이방성 도전 필름의 제작)
페녹시 수지(상품명: YP50, 도토 가세이사 제조)를 38 질량부, 우레탄 아크릴레이트(상품명: MP1600, 도아 고세이사 제조)를 20 질량부, 2관능 아크릴 단량체(상품명: DCP, 신나카무라 가가꾸사 제조)를 20 질량부, 단관능 아크릴 단량체(상품명: A-SA, 신나카무라 가가꾸사 제조)를 10 질량부, 유기 과산화물(상품명: 나이퍼 BW, 닛본 유시사 제조, 1분간 반감기 온도: 130℃)을 3 질량부, 실리카(상품명: RY200, 닛본 에어로실사 제조)를 2 질량부, 고무 성분(상품명: JER-91, 재팬 에폭시 레진사 제조)을 10 질량부, 실란 커플링제(상품명: KMB503, 신에쓰 가가꾸 고교사 제조)를 1 질량부, 및 평균 입경 10μm의 땜납 입자(고상선 온도: 139℃)를 5 질량부 배합하여 수지 조성물을 제조하였다.
이 수지 조성물을, 톨루엔 100 질량부에 용해·혼합시킨 후, 박리 처리된 PET에 바 코터를 이용하여 도포하고, 60℃의 오븐에서 10분 건조시켜 두께 30μm의 이방성 도전 필름을 제작하였다.
땜납 입자(고상선 온도: 139℃)는 다음과 같이 제작하였다. 물 분사법에 의해 Sn과 Bi가 용융한 합금(Sn: 47％, Bi: 53％)을 소정의 노즐로부터 수중에 분무하고, 급냉 응고하여 평균 입경 10μm의 땜납 입자를 얻었다.
(접속 신뢰성 평가용 구조체의 제작·평가)
프리플럭스 처리(OSP(Organic Solderability Preservative; 유기 납땜성 보존제) 처리라고도 부름)한 리지드 기판과, 200μm 피치의 Cu 배선을 Sn 도금 처리한 플렉시블 기판을 상기 이방성 도전 필름을 이용하여 소정의 조건으로 접속하였다. 프리플럭스 처리는 리지드 기판을 25 내지 40℃의 수용성 프리플럭스(상품명: F2LX, 시코쿠 가세이사 제조) 중에 3 내지 5분간 침지시킨 후, 이 리지드 기판을 피크 톱 260℃의 리플로우를 3회 패스시켰다.
이 접속 구조체의 초기, 및 온도 사이클 시험(TCT: -55℃, 15분간 ←→ 125℃, 15분간을 1000 사이클) 후의 도통 저항을 4 단자법에 의해 측정하였다. 초기의 도통 저항 및 TCT 후의 도통 저항의 양자가 0.5Ω 이하인 것을 ○, 그 이외를 ×로 평가하였다.
실시예 1의 이방성 도전 필름을 이용하여 145℃, 2 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ○였다. 또한, 실시예 1의 이방성 도전 필름을 이용하여 140℃, 2 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ×였다. 표 1에 도통 저항의 평가 결과를 나타낸다.
[실시예 2]
(이방성 도전 필름의 제작)
유기 과산화물(상품명: 퍼로일 L, 닛본 유시사 제조, 1분간 반감기 온도: 116℃)을 3 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 2의 이방성 도전 필름을 제작하였다.
(접속 신뢰성 평가용 구조체의 제작·평가)
실시예 2의 이방성 도전 필름을 이용하여 145℃, 2 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ×였다. 또한, 실시예 2의 이방성 도전 필름을 이용하여 145℃, 5 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ○였다. 표 1에 도통 저항의 평가 결과를 나타낸다.
[실시예 3]
(이방성 도전 필름의 제작)
고상선 온도는 130℃인 땜납 입자를 5 질량부, 및 1분간 반감기 온도가 116℃인 유기 과산화물(상품명: 퍼로일 L, 닛본 유시사 제조)을 3 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 3의 이방성 도전 필름을 제작하였다.
땜납 입자(고상선 온도: 130℃)는 다음과 같이 제작하였다. 물 분사법에 의해, Sn과 In과 Pb가 용융한 합금(Sn: 49％, In: 34％, Pb: 17％)을 소정의 노즐로부터 수중에 분무하고, 급냉 응고하여 평균 입경 10μm의 땜납 입자를 얻었다.
(접속 신뢰성 평가용 구조체의 제작·평가)
실시예 3의 이방성 도전 필름을 이용하여 135℃, 2 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ○였다. 표 1에 도통 저항의 평가 결과를 나타낸다.
[실시예 4]
(이방성 도전 필름의 제작)
고상선 온도는 130℃인 땜납 입자를 5 질량부, 및 1분간 반감기 온도가 92℃인 유기 과산화물(상품명: 퍼로일 TCP, 닛본 유시사 제조)을 3 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 4의 이방성 도전 필름을 제작하였다.
(접속 신뢰성 평가용 구조체의 제작·평가)
실시예 4의 이방성 도전 필름을 이용하여 135℃, 2 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ×였다. 또한, 실시예 2의 이방성 도전 필름을 이용하여 135℃, 5 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ○였다. 표 1에 도통 저항의 평가 결과를 나타낸다.
[비교예 1]
(이방성 도전 필름의 제작)
1분간 반감기 온도가 153℃인 유기 과산화물(상품명: 퍼테트라 A, 닛본 유시사 제조)을 3 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 1의 이방성 도전 필름을 제작하였다.
(접속 신뢰성 평가용 구조체의 제작·평가)
비교예 1의 이방성 도전 필름을 이용하여 145℃, 2 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ×였다. 표 1에 도통 저항의 평가 결과를 나타낸다.
[참조예 1]
(이방성 도전 필름의 제작)
땜납 입자 대신에, Ni·Au 도금이 실시된 수지 입자(닛본 가가꾸 제조, 평균 입경 10μm)를 5 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 참조예 1의 이방성 도전 필름을 제작하였다.
(접속 신뢰성 평가용 구조체의 제작·평가)
참조예 1의 이방성 도전 필름을 이용하여 145℃, 2 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ×였다. 또한, 프리플럭스 처리하지 않은 리지드 기판을 이용하여 145℃, 2 MPa, 10초의 조건으로 열압착한 접속 구조체의 도통 저항의 평가는 ○였다. 표 1에 도통 저항의 평가 결과를 나타낸다.
Figure 112014063619172-pct00001
실시예 1 내지 4에 나타낸 바와 같이, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮은 이방성 도전 필름을 이용함으로써, 프리플럭스 처리된 기판에 대하여 양호한 도통을 얻을 수 있다.
또한, 실시예 1, 3에 나타낸 바와 같이, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 0℃ 이상 20℃ 이하 낮은 이방성 도전 필름을 이용함으로써, 3 MPa 이하의 저압의 열압착 조건에서도, 프리플럭스 처리된 기판에 대하여 양호한 도통을 얻을 수 있다.
또한, 실시예 1에 나타낸 바와 같이, 땜납 입자의 고상선 온도보다 5℃ 이상 높은 온도에서 열압착함으로써, 땜납 입자를 압궤했을 때, 프리플럭스의 제거와 함께, 땜납 입자의 일부를 용융시켜 기판의 플럭스에 의해 땜납의 습윤성을 향상시킬 수 있다.
한편, 비교예 1에 나타낸 바와 같이, 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 땜납 입자의 고상선 온도보다 높은 이방성 도전 필름을 이용한 경우, 수지의 경화가 진행되지 않기 때문에, 양호한 도통이 얻어지지 않는다.
또한, 참조예 1에 나타낸 바와 같이, 도전성 입자로서 Ni·Au 도금이 실시된 수지 입자를 이용한 경우, 보통의 기판이라면 양호한 도통이 얻어지지만, 프리플럭스 처리된 기판에 대해서는 플럭스가 제거되지 않아, 양호한 도통이 얻어지지 않는다.

Claims (7)

  1. 중합성 아크릴계 화합물과, 유기 과산화물과, 땜납 입자를 함유하고,
    상기 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 상기 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮으며,
    제1 전자 부품과 제2 전자 부품의 적어도 한쪽이 프리플럭스 처리되고, 제1 전자 부품의 단자와 제2 전자 부품의 단자를 접속하기 위한 도전성 접착제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 상기 땜납 입자의 고상선 온도보다 9℃ 이상 20℃ 이하 낮은 도전성 접착제.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 160℃ 이하인 도전성 접착제.
  4. 막 형성 수지와, 중합성 아크릴계 화합물과, 유기 과산화물과, 땜납 입자를 함유하고, 상기 유기 과산화물의 1분간 반감기 온도가 상기 땜납 입자의 고상선 온도보다 낮은 도전성 접착제를, 프리플럭스 처리된 제1 전자 부품의 전극과 제2 전자 부품의 전극의 사이에 끼우고, 제1 전자 부품과 제2 전자 부품을 열압착하여, 제1 전자 부품의 전극과 제2 전자 부품의 전극을 전기적으로 접속하는 전자 부품의 접속 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 전자 부품과 상기 제2 전자 부품을 상기 땜납 입자의 고상선 온도보다 5℃ 이상 높은 온도에서 열압착하는 전자 부품의 접속 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 전자 부품과 상기 제2 전자 부품을 2 내지 3 MPa의 압력으로 열압착하는 전자 부품의 접속 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 접착제에 의해, 제1 전자 부품의 전극과 제2 전자 부품의 전극이 전기적으로 접속된 접속체.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6231394B2 (ja) * 2014-02-03 2017-11-15 デクセリアルズ株式会社 アクリル系接着剤の反応率測定方法、及びアクリル系接着剤
JP2016035044A (ja) * 2014-06-03 2016-03-17 太陽インキ製造株式会社 導電性接着剤および電子部品
JP6280017B2 (ja) * 2014-10-03 2018-02-14 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルム、並びに、接続方法及び接合体
JP6510846B2 (ja) * 2015-03-24 2019-05-08 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルム、接続方法、及び接合体
JP6899069B2 (ja) * 2016-06-27 2021-07-07 株式会社スリーボンド 熱硬化型導電性接着剤
JP7148799B2 (ja) * 2016-09-02 2022-10-06 株式会社スリーボンド （メタ）アクリル樹脂組成物およびそれを用いた導電性接着剤
KR20230107273A (ko) * 2020-11-12 2023-07-14 가부시끼가이샤 레조낙 회로 접속용 접착제 필름 및 그 제조 방법, 및 접속 구조체 및 그 제조 방법
WO2024111481A1 (ja) * 2022-11-24 2024-05-30 デクセリアルズ株式会社 異方性導電膜、電子部品の製造方法、及びカード積層体

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008019327A (ja) 2006-07-12 2008-01-31 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 熱硬化性コーティング組成物
JP2009277769A (ja) 2008-05-13 2009-11-26 Hitachi Chem Co Ltd 回路接続材料及びそれを用いた回路部材の接続構造
JP2010226140A (ja) * 2010-06-15 2010-10-07 Sony Chemical & Information Device Corp 接続構造体の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0563355A (ja) 1991-08-30 1993-03-12 Hitachi Ltd 電子部品の実装組立方法
JP5329028B2 (ja) * 2006-09-15 2013-10-30 パナソニック株式会社 電子部品実装構造体の製造方法
JP4872949B2 (ja) * 2007-10-12 2012-02-08 日立化成工業株式会社 回路接続材料及びそれを用いた回路部材の接続構造
KR101615797B1 (ko) * 2008-07-11 2016-04-26 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 이방성 도전 필름
JP5440478B2 (ja) 2010-11-12 2014-03-12 住友電気工業株式会社 異方導電性接着剤、電極の接続構造及び電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008019327A (ja) 2006-07-12 2008-01-31 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 熱硬化性コーティング組成物
JP2009277769A (ja) 2008-05-13 2009-11-26 Hitachi Chem Co Ltd 回路接続材料及びそれを用いた回路部材の接続構造
JP2010226140A (ja) * 2010-06-15 2010-10-07 Sony Chemical & Information Device Corp 接続構造体の製造方法

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