KR20120004967A - 도전성 미립자, 이방성 도전 재료, 및 접속 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 보관시에 있어서의 흑화 현상의 발생을 억제하여, 높은 접속 신뢰성을 실현할 수 있는 도전성 미립자, 그 도전성 미립자를 사용하여 이루어지는 이방성 도전 재료, 및 접속 구조체를 제공한다.
본 발명은, 기재 미립자의 표면에, 도전층 및 저융점 금속층이 순차 형성되어 있는 도전성 미립자로서, 상기 저융점 금속층 표면의 산술 평균 조도가 50 ㎚ 이하인 도전성 미립자이다.

Description

도전성 미립자, 이방성 도전 재료, 및 접속 구조체{CONDUCTIVE FINE PARTICLES, ANISOTROPIC CONDUCTIVE ELEMENT, AND CONNECTION STRUCTURE}

본 발명은, 보관시에 있어서의 흑화 현상의 발생을 억제하여, 높은 접속 신뢰성을 실현할 수 있는 도전성 미립자, 그 도전성 미립자를 사용하여 이루어지는 이방성 도전 재료, 및 접속 구조체에 관한 것이다.

종래, 전자 회로 기판에 있어서, IC 나 LSI 는 전극을 프린트 기판에 납땜함으로써 접속되어 있었다. 그러나, 납땜에서는 프린트 기판과 IC 나 LSI 를 효율적으로 접속할 수 없었다. 또, 납땜에서는, IC 나 LSI 의 실장 밀도를 향상시키는 것이 곤란하였다.

이것을 해결하기 위해서 땜납을 구 형상으로 한, 이른바 「땜납 볼」로 IC 나 LSI 를 기판에 접속하는 BGA (볼 그리드 어레이) 가 개발되었다. 이 기술에 의하면, 칩 또는 기판 상에 실장된 땜납 볼을 고온에서 용융하여 기판과 칩을 접속함으로써, 고생산성, 고접속 신뢰성을 양립시킨 전자 회로를 구성할 수 있다.

그러나, 최근, 기판의 다층화가 진행되어, 다층 기판은 사용 환경의 영향을 받기 쉬운 점에서, 기판에 변형이나 신축이 발생하여 기판간의 접속부에 단선이 발생한다는 문제가 있었다.

이와 같은 문제에 대해, 특허문헌 1 에는 수지 미립자의 표면에, 도전성이 높은 금속이 함유되는 금속층 (도전층) 이 형성되고, 또한, 금속층의 표면에 주석등의 금속으로 이루어지는 저융점 금속층 (땜납층) 이 형성된 도전성 미립자가 개시되어 있다. 이와 같은 도전성 미립자를 사용하면, 유연한 수지 미립자가 도전성 미립자에 가해지는 응력을 완화할 수 있으며, 또한 최표면에 저융점 금속층을 형성함으로써, 전극간을 용이하게 도전 접속할 수 있다.

그러나, 전해 도금 등의 방법에 의해 금속층의 표면에 저융점 금속층을 형성한 경우에는, 얻어지는 저융점 금속층은, 결정 형상으로 저융점 금속이 석출되어, 표면에 미소한 요철이 존재하는 구조가 된다. 저융점 금속층이 이와 같은 형상인 경우, 보관시에 도전성 미립자끼리가 서로 스침으로써, 저융점 금속의 일부가 깎여지고, 깎여진 금속편이 산화됨으로써 흑색의 미분말로 변화한 후, 다시 헤테로 응집에 의해 도전성 미립자 표면에 부착된다는, 이른바 흑화 현상이 발생하고 있었다. 흑화 현상이 발생하면, 도전성 미립자를 용융시켜, 실장을 실시하는 경우에 저융점 금속의 용융성이 저해되어 실장 불량이 발생하고 있었다.

이와 같은 흑화 현상에 의한 문제를 해결하기 위해, 특허문헌 1 에는, 표면에 활제가 균일하게 피복된 도전성 미립자가 기재되어 있지만, 이와 같은 도전성 미립자를 사용한 경우에는, 도전성 미립자끼리가 표면의 활제에 의해 미접착되어, 응집되기 쉬워진다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 특허문헌 2 및 특허문헌 3 에는, 표면에 금속 비누 분자막이나 유기 피막을 형성한 도전성 미립자를 사용하는 방법이 기재되어 있지만, 이들의 방법에서는, 금속 비누 분자막이나 유기 피막에서 기인되는 불순물이 발생함으로써, 저융점 금속의 용융성이 저해된다는 새로운 문제가 발생하고 있었다.

일본 공개특허공보 2000-288771호 일본 공개특허공보 2006-9112호 일본 공개특허공보 2005-254246호

본 발명은, 보관시에 있어서의 흑화 현상의 발생을 억제하여, 높은 접속 신뢰성을 실현할 수 있는 도전성 미립자, 그 도전성 미립자를 사용하여 이루어지는 이방성 도전 재료, 및 접속 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 기재 미립자의 표면에, 도전층 및 저융점 금속층이 순차 형성되어 있는 도전성 미립자로서, 상기 저융점 금속층 표면의 산술 평균 조도가 50 ㎚ 이하인 도전성 미립자이다.

이하에 본 발명을 상세히 서술한다.

본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 저융점 금속층 표면의 산술 평균 조도를 50 ㎚ 이하로 함으로써, 보관시에 있어서, 저융점 금속이 깎여지는 것에 의해 발생하는 흑화 현상를 억제하여, 도전성 미립자의 접속 신뢰성을 대폭 개선할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명의 도전성 미립자는, 기재 미립자의 표면에 도전층 및 저융점 금속층이 순차 형성되어 있는 도전성 미립자로서, 상기 저융점 금속층 표면의 산술 평균 조도가 50 ㎚ 이하이다.

상기 기재 미립자는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 수지 미립자, 무기 미립자, 유기 무기 하이브리드 미립자, 금속 미립자 등을 들 수 있다. 상기 기재 미립자로는 특히 수지 미립자가 바람직하다.

상기 수지 미립자는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 페놀포름알데히드 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 벤조구아나민포름알데히드 수지, 우레아포름알데히드 수지 등으로 구성되는 수지 미립자를 들 수 있다.

상기 폴리올레핀 수지는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리이소부틸렌 수지, 폴리부타디엔 수지 등을 들 수 있다. 상기 아크릴 수지는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리메틸아크릴레이트 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는, 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다.

상기 수지 미립자를 제작하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 중합법에 의한 방법, 고분자 보호제를 사용하는 방법, 계면활성제를 사용하는 방법 등을 들 수 있다.

상기 중합법은 특별히 한정되지 않고, 유화 중합, 현탁 중합, 시드 중합, 분산 중합, 분산 시드 중합 등의 중합법을 들 수 있다.

상기 무기 미립자는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 실리카, 알루미나 등의 금속 산화물로 구성되는 미립자를 들 수 있다. 상기 유기 무기 하이브리드 미립자는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 오르가노실록산 골격 중에 아크릴 폴리머를 함유하는 하이브리드 미립자를 들 수 있다.

상기 금속 미립자는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 니켈, 철, 금, 은 등의 금속으로 이루어지는 미립자를 들 수 있다. 그 중에서도 구리 미립자가 바람직하다. 상기 구리 미립자는, 실질적으로 구리 금속만으로 형성된 구리 미립자여도 되고, 구리 금속을 함유하는 구리 미립자여도 된다. 또한, 상기 기재 미립자가 구리 미립자인 경우에는, 후술하는 도전층을 형성하지 않아도 되다.

상기 기재 미립자가 수지 미립자인 경우, 상기 수지 미립자의 10 % K 값의 바람직한 하한은 1000 ㎫, 바람직한 상한은 15000 ㎫ 이다. 상기 10 % K 값이 1000 ㎫ 미만이면, 수지 미립자를 압축 변형시키면, 수지 미립자가 파괴되는 경우가 있다. 상기 10 % K 값이 15000 ㎫ 를 초과하면, 도전성 미립자가 전극을 손상시키는 경우가 있다. 상기 10 % K 값의 보다 바람직한 하한은 2000 ㎫, 보다 바람직한 상한은 10000 ㎫ 이다.

또한, 상기 10 % K 값은, 미소 압축 시험기 (예를 들어, 시마즈 제작소사 제조 「PCT-200」) 를 사용하여 수지 미립자를 직경 50 ㎛ 의 다이아몬드제 원기둥의 평활 압자 단면에서, 압축 속도 2.6 mN/초, 최대 시험 하중 10 g 의 조건하에서 압축한 경우의 압축 변위 (㎜) 를 측정하여, 하기 식에 의해 구할 수 있다.

F : 수지 미립자의 10 % 압축 변형에 있어서의 하중치 (N)

S : 수지 미립자의 10 % 압축 변형에 있어서의 압축 변위 (㎜)

R : 수지 미립자의 반경 (㎜)

상기 기재 미립자의 평균 입자 직경은 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 1 ㎛, 바람직한 상한은 2000 ㎛ 이다. 상기 기재 미립자의 평균 입자 직경이 1 ㎛ 미만이면, 기재 미립자가 응집되기 쉽고, 응집된 기재 미립자의 표면에 저융점 금속층을 형성한 도전성 미립자를 사용하면, 인접하는 전극간을 단락시키는 경우가 있다. 상기 기재 미립자의 평균 입자 직경이 2000 ㎛ 를 초과하면, 회로 기판 등의 전극간의 접속에 적합한 범위를 초과하는 경우가 있다. 상기 기재 미립자의 평균 입자 직경의 보다 바람직한 하한은 3 ㎛, 보다 바람직한 상한은 1000 ㎛ 이다.

또한, 상기 기재 미립자의 평균 입자 직경은, 광학 현미경 또는 전자 현미경을 사용하여 무작위로 선택한 50 개의 기재 미립자의 입자 직경을 측정하고, 측정한 입자 직경을 산술 평균함으로써 구할 수 있다.

상기 기재 미립자의 평균 입자 직경의 변동 계수는 특별히 한정되지 않지만, 10 % 이하인 것이 바람직하다. 상기 변동 계수가 10 % 를 초과하면, 도전성 미립자의 접속 신뢰성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 상기 변동 계수란, 입자 직경 분포로부터 얻어지는 표준 편차를 평균 입자 직경으로 나누어 얻어지는 값을 백분율 (%) 로 나타낸 수치이다.

상기 기재 미립자의 형상은, 대향하는 전극의 간격을 유지할 수 있는 형상이면 특별히 한정되지 않지만, 진구 (眞球) 형상인 것이 바람직하다. 또, 상기 기재 미립자의 표면은 평활해도 되고, 돌기를 갖고 있어도 된다.

본 발명의 도전성 미립자는, 상기 기재 미립자의 표면에 도전층이 형성되어 있다. 상기 도전층은 하지 금속층으로서의 역할을 갖는다.

상기 도전층을 형성하는 금속은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 금, 은, 구리, 아연, 철, 납, 주석, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 안티몬, 비스무트, 게르마늄, 카드뮴 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전성이 우수한 점에서, 상기 도전층을 형성하는 금속은 금, 구리 또는 니켈인 것이 바람직하다.

상기 기재 미립자의 표면에, 상기 도전층을 형성시키는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 무전해 도금법, 전해 도금법, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, 이온 스퍼터링법 등을 들 수 있다.

상기 도전층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 0.1 ㎛, 바람직한 상한은 100 ㎛ 이다. 상기 도전층의 두께가 0.1 ㎛ 미만이면, 도전성이 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 상기 도전층의 두께가 100 ㎛ 를 초과하면, 도전성 미립자의 유연성이 저하되는 경우가 있다. 상기 도전층의 두께의 보다 바람직한 하한은 0.2 ㎛, 보다 바람직한 상한은 50 ㎛ 이다.

또한, 상기 도전층의 두께는 무작위로 선택한 10 개의 도전성 미립자의 단면을 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의해 관찰하여 측정하고, 이들을 산술 평균한 두께이다.

본 발명의 도전성 미립자는, 저융점 금속을 갖는다. 상기 저융점 금속층은, 리플로우 공정에 의해 용융되어 전극에 접합하고, 전극간을 도통시키는 역할을 갖는다.

본 발명에 있어서, 상기 저융점 금속층 표면의 산술 평균 조도는 50 ㎚ 이하이다. 상기 산술 평균 조도가 50 ㎚ 를 초과하면, 보관시에 있어서 저융점 금속의 일부가 깎임으로써, 흑화 현상이 발생한다. 상기 산술 평균 조도는 45 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 25 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 명세서에 있어서, 산술 평균 조도 (Ra) 는, JIS B 0601 에 준거한 방법으로 측정된 것이다.

상기 저융점 금속층은 XRD 측정을 실시한 경우에, 제 1 우선 배향의 피크 강도에 대해 강도비가 30 % 이상의 피크 강도를 갖는 결정 방위를 6 이상 갖는 주석을 함유하는 것이 바람직하다.

종래의 도전성 미립자의 표면에 형성된 저융점 금속층은, 경도가 낮고, 연성이 높은 금속으로 구성되어 있기 때문에, 보관시에 있어서의 도전성 미립자끼리의 스침이나, 실장시에 있어서의 기기와의 접촉에 의해 저융점 금속층이 변형되어, 도전성 미립자의 진구도가 저하되는 경우가 있었다. 이로써, 실장 공정에 있어서 볼 마운터의 흡착에 문제가 발생하여, 결과적으로 실장 불량이 발생해 버린다는 문제가 있었다.

본 발명의 도전성 미립자는, XRD 측정을 실시한 경우에, 제 1 우선 배향의 피크 강도에 대해 강도비가 30 % 이상의 피크 강도를 갖는 결정 방위를 6 이상 갖는 주석을 함유함으로써, 저융점 금속층의 경도가 증가되어, 연성이 저하되는 점에서, 보관시에 있어서의 도전성 미립자끼리의 스침이나, 실장시에 있어서의 기기와의 접촉에 의해, 저융점 금속층이 변형되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과, 볼 마운터의 흡착 불량 등의 실장 공정에 있어서의 문제를 저감시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 「XRD 측정」이란, X 선 회절 (X-Ray Diffraction) 측정에 의한 결정의 해석법을 말한다.

구체적으로는, 피측정 결정에 X 선을 입사하고, 각 결정 방위에서의 브래그 (Bragg) 반사의 강도를 측정한다.

이로써, 그 결정 중에 존재하는 결정 방위의 종류, 및 그 강도비로부터 각 결정 방위의 존재 비율을 구하는 것이다.

또, 「제 1 우선 배향」이란, 그 XRD 측정에서 2θ 를 30 ∼ 90°의 범위 내로 한 경우에 있어서의 가장 피크 강도가 큰 결정 방위를 말한다.

그리고, 「강도비」란, 제 1 우선 배향으로 규정된 결정 방위의 피크 강도를 100 % 로 한 경우의 강도비를 말한다.

또한, 「제 1 우선 배향의 피크 강도에 대해 강도비가 30 % 이상의 피크 강도를 갖는 결정 방위」의 수에는, 제 1 우선 배향 자체도 포함하는 것으로 한다.

상기 주석은, 상기 서술한 바와 같이 규정되는 제 1 우선 배향의 피크 강도에 대해 강도비가 30 % 이상의 피크 강도를 갖는 결정 방위를 6 이상 갖는 것이 바람직하다.

상기 강도비가 30 % 이상인 결정 방위를 6 이상 갖는다는 것은, 상기 주석의 배향이 많은 것을 의미한다.

이와 같은 주석을 함유함으로써, 저융점 금속층의 경도가 증가되어, 연성이 저하되는 점에서, 보관시에 있어서의 도전성 미립자끼리의 스침이나, 실장시에 있어서의 기기와의 접촉에 의해, 저융점 금속층이 변형되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과, 볼 마운터의 흡착 불량 등의 실장 공정에서의 문제를 저감시킬 수 있다.

상기 강도비가 30 % 이상의 피크 강도를 갖는 결정 방위가 6 미만이면, 상기 저융점 금속층의 경도가 낮아, 연성이 높아지기 때문에 실장 불량을 초래하는 경우가 있다.

본 발명에서는, 상기 강도비가 30 % 이상의 피크 강도를 갖는 결정 방위를 6 이상 갖는 것이 보다 바람직하고, 10 이하 갖는 것이 바람직하다.

상기 저융점 금속층을 구성하는 저융점 금속은 특별히 한정되지 않지만, 주석, 또는 주석을 함유하는 합금인 것이 바람직하다. 상기 합금은, 주석-은 합금, 주석-구리 합금, 주석-은-구리 합금, 주석-비스무트 합금, 주석-아연 합금 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 각 전극 재료에 대해 젖음성이 우수한 점에서, 저융점 금속은 주석, 주석-은 합금, 주석-은-구리 합금이 바람직하다.

또한, 상기 저융점 금속층과 전극의 접합 강도를 향상시키기 위해서, 상기 저융점 금속층에 니켈, 구리, 안티몬, 알루미늄, 아연, 철, 금, 티탄, 인, 게르마늄, 텔루르, 코발트, 비스무트, 망간, 크롬, 몰리브덴, 팔라듐 등의 금속을 함유시켜도 된다. 그 중에서도 상기 저융점 금속층과 전극의 접합 강도를 향상시키는 효과가 우수한 점에서, 상기 저융점 금속층에 니켈, 구리, 안티몬, 알루미늄, 아연을 함유시키는 것이 바람직하다.

상기 저융점 금속층 중에 함유되는 금속의 합계에서 차지하는 상기 금속의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 0.0001 중량%, 바람직한 상한은 1 중량% 이다. 상기 저융점 금속층 중에 함유되는 금속의 합계에서 차지하는 상기 금속의 함유량이 0.0001 ∼ 1 중량% 의 범위 내임으로써, 상기 저융점 금속층과 전극의 접합 강도를 보다 향상시킬 수 있다.

상기 저융점 금속층에 있어서의 상기 주석의 함유량은, 40 중량% 이상인 것이 바람직하다. 상기 함유량이 40 중량% 미만이면, 본 발명의 효과가 충분히 얻어지지 않아, 실장 불량을 초래하는 경우가 있다. 또한, 상기 저융점 금속층에 있어서의 주석의 함유량이란, 저융점 금속층에 함유되는 원소의 합계에서 차지하는 주석의 비율을 의미하고, 상기 저융점 금속층의 주석 함유량은 고주파 유도 결합 플라스마 발광 분광 분석 장치 (호리바 제작소사 제조 「ICP-AES」), 형광 X 선분석 장치 (시마즈 제작소사 제조 「EDX-800HS」) 등을 사용하여 측정할 수 있다.

상기 저융점 금속층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 0.1 ㎛, 바람직한 상한은 200 ㎛ 이다. 상기 저융점 금속층의 두께가 0.1 ㎛ 미만이면, 리플로우하여 용융시켜도 충분히 전극에 접합할 수 없는 경우가 있고, 상기 저융점 금속층의 두께가 200 ㎛ 를 초과하면, 상기 저융점 금속층을 형성할 때에 응집이 발생하기 쉽고, 응집된 도전성 미립자는 인접 전극간의 단락을 일으키는 경우가 있다. 상기 저융점 금속층의 두께의 보다 바람직한 하한은 0.2 ㎛, 보다 바람직한 상한은 50 ㎛ 이다.

또한, 상기 저융점 금속층의 두께는 무작위로 선택한 10 개의 도전성 미립자의 단면을 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의해 관찰하여 측정하고, 측정치를 산술 평균한 두께이다.

상기 저융점 금속층은, 상기 도전층측에 밀착층을 갖는 구성이어도 된다.

상기 밀착층은, 치환 도금에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 도전층과 저융점 금속층의 밀착성이 대폭 향상되기 때문에 1 차 실장 후에 도전층이 노출되는 것에서 기인하는 접합 불량의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 밀착층을 형성하는 금속은 주석이 바람직하지만, 주석 이외의 원소를 함유해도 되고, 주석과 다른 금속의 합금으로 해도 된다. 상기 합금은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 주석-구리 합금, 주석-은 합금, 주석-비스무트 합금, 주석-아연 합금, 주석-인듐 합금 등을 들 수 있다.

상기 치환 도금이란, 금속염 용액을 함유하는 도금액에 피도금물을 침지시키고, 피도금물의 소지 (素地) 금속과 치환 도금액 중의 금속 이온의 이온화 경향의 차를 이용하여 소지 금속에 금속 이온을 석출시키는 방법이다. 예를 들어, 이온화 경향이 작은 금속 이온을 함유하는 도금액에, 이온화 경향이 큰 금속으로 이루어지는 도전층이 형성된 기재 미립자를 침지시킴으로써, 이온화 경향이 큰 금속을 용해시켜, 이온화 경향이 작은 금속으로 이루어지는 밀착층을 형성할 수 있다.

또한, 상기 치환 도금은, 금속 이온을 함유하는 도금액 중에서 피도금물의 소지 금속을 음극으로 하여 통전하고, 표면에 금속 피막을 석출시키는 전기 도금과는 상이한 도금 방법이며, 또, 환원 보조제를 첨가함으로써, 도금액 중의 금속 이온을 화학적으로 환원 석출시키고, 소지 금속 표면에 금속 피막을 형성하는 무전해 환원 도금과도 상이한 도금 방법이다.

상기 치환 도금 공정에 있어서 사용하는 치환 도금액에 대해서는, 금속 이온을 함유하는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 주석 이온이나 은 이온 등을 함유하는 것 등을 들 수 있다. 또, 금속 이온의 농도는, 도전층의 재질에 따라 적절히 변경하는 것이 바람직하다.

또, 상기 치환 도금액에는, 소지 금속의 전위를 낮춰, 소지 금속보다 이온화 경향이 높은 도금액 중의 금속 이온에서도 석출할 수 있게 되는 것을 목적으로 하고, 각종 산이나 착화제, 그 밖의 첨가제를 첨가해도 된다. 또한, 상기 금속 이온의 카운터 이온으로서 황산 이온, 질산 이온, 할로겐화물 이온 등의 각종 카운터 이온을 함유하고 있어도 된다.

본 발명의 도전성 미립자는, 150 ℃ 에서 300 시간 가열한 후에 있어서의 도전층과 저융점 금속층 사이의 금속간 확산층의 두께의 상한이, 도전층의 두께와 저융점 금속층의 두께의 합계에 대해 20 % 인 것이 바람직하다.

종래의 도전성 미립자에서는, 전해 도금 등의 방법에 의해 금속층의 표면에 저융점 금속층을 형성한 경우, 실장을 실시할 때의 가열에 의해, 금속층과 저융점 금속층의 계면에 있어서 균열 등의 파괴가 발생하기 쉬워져, 이것에서 기인하여 얻어지는 접속 구조체 등의 접속 신뢰성이 대폭으로 저해된다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 전극간의 도전 접속에 있어서, 금속층 (도전층) 과 저융점 금속층의 계면에 파괴가 발생하는 요인으로서, 도전층을 구성하는 금속과 저융점 금속층을 구성하는 금속간에 형성되는 금속간 화합물로 이루어지는 층 (금속간 확산층) 이 관계되어 있는 것을 알아냈다. 즉, 취약한 금속간 확산층이 형성됨으로써, 외력에 대해 금속간 확산층이 기점이 되어 계면의 파괴가 발생하는 것을 알아냈다.

그리고, 본 발명자들은 더욱 예의 검토한 결과, 150 ℃ 에서 300 시간 가열한 후에 있어서의 도전층과 저융점 금속층 사이의 금속간 확산층의 두께를 도전층의 두께와 저융점 금속층의 두께의 합계에 대해 20 % 이하로 한 경우에, 도전층과 저융점 금속층의 계면에서의 파괴를 억제하여, 접속 신뢰성을 대폭으로 개선할 수 있는 것을 알아냈다.

「150 ℃ 에서 300 시간 가열한 후에 있어서의 도전층과 저융점 금속층 사이의 금속간 확산층의 두께의 상한이, 도전층의 두께와 저융점 금속층의 두께의 합계 에 대해 20 % 이다」란, 도전성 미립자의 제작시에 도전층을 구성하는 금속과 저융점 금속층을 구성하는 금속의 원자 단위에서의 접촉이 매우 적은 것을 의미한다.

이로써, 금속간 확산층의 형성을 억제하고, 계면의 파괴를 방지하여, 접속 신뢰성이 높은 도전성 미립자로 할 수 있다.

상기 금속간 확산층의 두께가, 도전층의 두께와 저융점 금속층의 두께의 합계에 대해 20 % 를 초과하면, 금속간 확산층을 기점으로 한 계면의 파괴가 발생하는 경우가 있다.

상기 금속간 확산층의 두께의 보다 바람직한 하한은 도전층의 두께와 저융점 금속층의 두께의 합계의 1 %, 보다 바람직한 상한은 도전층의 두께와 저융점 금속층의 두께의 합계의 16.7 % 이다.

또한, 본 발명에 있어서 「금속간 확산층」이란, 도전층을 구성하는 금속 원소와, 저융점 금속층을 구성하는 금속 원소가 결합된 「금속간 화합물」로 이루어지는 층을 말한다.

또, 상기 금속간 확산층의 두께는, 주사 전자 현미경 (FE-SEM, 호리바 제작소사 제조) 을 사용하여 전자 현미경 사진 촬영과 원소선 분석을 실시하고, 그 결과를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 도전성 미립자의 제조 방법은, 상기 서술한 바와 같은 형상을 갖는 저융점 금속층이 얻어지는 방법이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 기재 미립자의 표면에 도전층을 형성하는 공정, 상기 도전층을 형성한 기재 미립자에 저융점 금속 미립자를 접촉시켜, 전단 압축에 의해 상기 저융점 금속 미립자를 용융 연화시킴으로써, 상기 도전층의 표면에 저융점 금속층을 형성하는 공정을 갖는 방법을 들 수 있다.

이와 같은 도전성 미립자의 제조 방법도 또한 본 발명 중 하나이다.

또한, 상기 도전층 상에 치환 도금에 의해 주석 등을 함유하는 밀착층을 형성하는 공정을 실시한 후, 추가로, 주석 또는 주석과 다른 금속의 합금으로 이루어지는 층을 형성함으로써, 저융점 금속층을 형성해도 된다.

본 발명의 도전성 미립자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 구리 등의 금속을 함유하는 도전층을 형성하는 공정에는, 무전해 도금법 등의 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다. 또, 밀착층을 형성하는 공정으로는, 상기 서술한 방법을 사용할 수 있다.

상기 저융점 금속층을 형성하는 공정으로는, 도전층이 형성된 기재 미립자에, 주석 또는 주석과 다른 금속의 합금을 함유하는 저융점 금속 미립자를 접촉시키고, 전단 압축에 의해 저융점 금속 미립자를 용융시킴으로써, 저융점 금속층을 형성하는 공정을 갖는 방법 (건식 피복법) 을 사용한 경우, 저융점 금속층 표면의 산술 평균 조도가 50 ㎚ 이하인 도전성 미립자를 바람직하게 제조할 수 있다.

상기 건식 피복법에서는, 예를 들어, 시타콘 포저 (토꾸쥬 공작소사 제조) 를 사용하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 시타콘 포저는, 타원형의 캐비티를 구비하는 베셀과, 캐비티 내에서 이 베셀과 동일축 상에 있어서 별개로 회전되는 로터를 구비하고 있고, 혼합시에는 베셀과 로터를 역회전시킴으로써, 캐비티의 단경과 로터의 장경이 일치하는 부근의 간극 내에서, 전단 압축력을 작용시킬 수 있다. 이 전단 압축에 의해 저융점 금속 미립자를 용융 연화시켜, 저융점 금속 미립자를 기재 미립자에 부착시키는 것을 반복함으로써, 기재 미립자의 도전층의 표면에 저융점 금속층이 형성된 도전성 미립자를 제조할 수 있다.

도 1 은 상기 기재 미립자에 상기 저융점 금속 미립자를 접촉시키고, 전단 압축에 의해 상기 저융점 금속 미립자를 용융시킴으로써, 상기 기재 미립자의 표면에 저융점 금속층을 형성하는 공정의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 1 에서는 상기 기재 미립자의 표면에 저융점 금속층을 형성하는 방법으로서 시타콘 포저 (토꾸쥬 공작소사 제조) 를 사용한 방법을 나타낸다.

상기 공정에서는, 최초로 기재 미립자 (1) 및 저융점 금속 미립자 (2) 를 시타콘 포저 (4) 의 회전 용기 (베셀) 와 회전 날개 (로터) 사이에 투입한다. 이어서, 시타콘 포저 (4) 를 작동시켜, 베셀과 로터를 역회전시킴으로써, 베셀 내의 캐비티의 단경과 로터의 장경이 거의 일치하는 부근의 간극 내에서, 전단 압축에 의해 저융점 금속 미립자 (2) 가 순식간에 용융되어 (도 1 의 (a)), 기재 미립자 (1) 의 표면에 부착된다 (도 1 의 (b)). 그 후, 도 1 의 (a) 및 (b) 가 반복됨으로써, 기재 미립자 (1) 의 표면에 저융점 금속층이 형성된 도전성 미립자 (3) 가 얻어진다 (도 1 의 (c)).

본 발명에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같은 저융점 금속층을 형성하는 공정을 실시함으로써, 입자 직경이 200 ㎛ 이하인 기재 미립자에 저융점 금속층을 형성할 수 있다. 또, 저융점 금속 미립자의 선정에 의해, 원하는 조성을 갖는 저융점 금속층을 형성할 수 있다. 또한, 도금액의 조제 등의 번잡한 공정을 실시할 필요가 없어, 간편한 방법으로 저렴하게 도전성 미립자를 제조할 수 있다.

상기 기재 미립자에 저융점 금속 미립자를 접촉시켜, 전단 압축에 의해 상기 저융점 금속 미립자를 용융시키는 방법으로서 예를 들어, 시타콘 포저 (토꾸쥬 공작소사 제조), 메카노 퓨전 (호소카와 마이크론사 제조) 등의 혼합기를 사용하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 시타콘 포저는, 타원형의 캐비티를 구비하는 베셀과, 캐비티 내에서 이 베셀과 동일축 상에 있어서 별개로 회전되는 로터를 구비하고 있고, 혼합시에는, 베셀과 로터를 역회전시킴으로써, 캐비티의 단경과 로터의 장경이 거의 일치하는 부근의 간극 내에서 전단 압축력이 발생한다.

상기 저융점 금속층을 형성할 때에 사용하는 저융점 금속 미립자의 평균 입자 직경은 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은 0.1 ㎛, 바람직한 상한은 100 ㎛ 이다. 상기 저융점 금속 미립자의 평균 입자 직경이 0.1 ㎛ 미만이면, 저융점 금속 미립자가 응집되기 쉬워지기 때문에, 저융점 금속층을 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 상기 저융점 금속 미립자의 평균 입자 직경이 100 ㎛ 를 초과하면, 전단 압축시에 완전하게 용융 연화되지 않아, 저융점 금속층을 형성하는 것이 곤란해질 때가 있다. 또한, 상기 저융점 금속 미립자의 평균 입자 직경은, 광학 현미경 또는 전자 현미경을 사용하여 무작위로 선택한 50 개의 저융점 금속 미립자의 입자 직경을 측정하고, 측정한 입자 직경을 산술 평균함으로써 구할 수 있다.

또, 상기 저융점 금속 미립자의 평균 입자 직경은, 상기 기재 미립자의 평균 입자 직경의 1/10 이하인 것이 바람직하다. 상기 저융점 금속 미립자의 평균 입자 직경이, 상기 기재 미립자의 평균 입자 직경의 1/10 을 초과하면, 전단 압축시에 상기 저융점 금속 미립자를 상기 기재 미립자의 도전층에 부착, 피막화시킬 수 없는 경우가 있다.

본 발명의 도전성 미립자를 바인더 수지에 분산시킴으로써 이방성 도전 재료를 제조할 수 있다. 이와 같은 이방성 도전 재료도 또한 본 발명 중 하나이다.

본 발명의 이방성 도전 재료로서 예를 들어, 이방성 도전 페이스트, 이방성 도전 잉크, 이방성 도전 접착제, 이방성 도전 필름, 이방성 도전 시트 등을 들 수 있다.

상기 바인더 수지는 특별히 한정되지 않지만, 절연성 수지가 사용되고, 예를 들어, 비닐 수지, 열가소성 수지, 경화성 수지, 열가소성 블록 공중합체, 엘라스토머 등을 들 수 있다.

상기 비닐 수지는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지, 스티렌 수지 등을 들 수 있다.

상기 열가소성 수지는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 폴리올레핀 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다.

상기 경화성 수지는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 경화성 수지는 상온 경화형 수지, 열 경화형 수지, 광 경화형 수지, 습기 경화형 수지여도 된다. 상기 경화성 수지는 경화제와 병용해도 된다.

상기 열가소성 블록 공중합체는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체의 수소 첨가물 등을 들 수 있다.

상기 엘라스토머는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 스티렌-부타디엔 공중합 고무, 아크릴로니트릴-스티렌 블록 공중합 고무 등을 들 수 있다.

이들 수지는, 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어도 된다.

본 발명의 이방성 도전 재료는, 본 발명의 도전성 미립자, 및 상기 바인더 수지 외에, 본 발명의 과제 달성을 저해하지 않는 범위에서, 예를 들어, 증량제, 가소제, 점접착성 향상제, 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 착색제, 난연제, 유기 용매 등을 함유해도 된다.

본 발명의 이방성 도전 재료의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 상기 바인더 수지에 본 발명의 도전성 미립자를 첨가하여, 균일하게 혼합하여 분산시키고, 예를 들어, 이방성 도전 페이스트, 이방성 도전 잉크, 이방성 도전 접착제 등을 제조하는 방법을 들 수 있다. 또, 상기 바인더 수지에 본 발명의 도전성 미립자를 첨가하여, 균일하게 분산시키거나, 또는 가열 용해시켜 이형지나 이형 필름 등의 이형재의 이형 처리면에 소정의 필름 두께로 되도록 도공(塗工)하고, 예를 들어, 이방성 도전 필름, 이방성 도전 시트 등을 제조하는 방법도 들 수 있다.

또, 상기 바인더 수지와 본 발명의 도전성 미립자를 혼합하지 않고, 따로 따로 사용하여 이방성 도전 재료로 해도 된다.

본 발명의 도전성 미립자 또는 본 발명의 이방성 도전 재료를 사용하여 이루어지는 접속 구조체도 또한 본 발명 중 하나이다.

본 발명의 접속 구조체는, 1 쌍의 회로 기판간에, 본 발명의 도전성 미립자 또는 본 발명의 이방성 도전 재료를 충전함으로써, 1 쌍의 회로 기판간을 접속시킨 도전 접속 구조체이다.

본 발명에 의하면, 보관시에 있어서의 흑화 현상의 발생을 억제하여, 높은 접속 신뢰성을 실현할 수 있는 도전성 미립자, 그 도전성 미립자를 사용하여 이루어지는 이방성 도전 재료, 및 접속 구조체를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 있어서, 저융점 금속층을 형성하는 공정의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자 표면의 원자간력 현미경 화상이다.
도 3 은 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 전에 있어서의 단면을 촬영한 전자 현미경 사진이다.
도 4 는 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 후에 있어서의 단면을 촬영한 전자 현미경 사진이다.
도 5 는 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 전에 있어서의 원소선 분석 측정 결과를 나타내는 차트이다.
도 6 은 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 후에 있어서의 원소선 분석 측정 결과를 나타내는 차트이다.
도 7 은 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 XRD 측정 결과를 나타내는 차트이다.
도 8 은 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자 표면의 원자간력 현미경 화상이다.
도 9 는 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 전에 있어서의 단면을 촬영한 전자 현미경 사진이다.
도 10 은 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 후에 있어서의 단면을 촬영한 전자 현미경 사진이다.
도 11 은 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 전에 있어서의 원소선 분석 측정 결과를 나타내는 차트이다.
도 12 는 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 후에 있어서의 원소선 분석 측정 결과를 나타내는 차트이다.
도 13 은 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 XRD 측정 결과를 나타내는 차트이다.

이하에 실시예를 예로 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되지 않는다.

(실시예 1)

테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트와 디비닐벤젠의 공중합체로 이루어지는 수지 미립자 (평균 입자 직경 240 ㎛) 의 표면에, 전기 도금에 의해 두께 10 ㎛ 의 구리층을 형성하여, 기재 미립자를 얻었다.

이어서, 얻어진 구리층 형성 기재 미립자 90 g 에 대해, 하기 조성의 주석 도금액 (도금액온 20 ℃) 500 g 을 사용하여 치환 도금을 실시하고, 구리층 형성 수지 미립자의 표면에 두께 0.5 ㎛ 의 주석층을 형성하였다.

(주석 도금액 조성)

황산주석 15 g

메탄술폰산 75 g

티오우레아 45 g

물 365 g

이어서, 구리층 및 주석층을 형성한 수지 미립자와, 주석 96.5 은 3.5 합금 미립자 (입자 직경 분포 5 ∼ 15 ㎛) 165 g 을 시타콘 포저 (토꾸쥬 공작소사 제조) 에 투입하여 혼합하였다. 이로써, 주석 96.5 은 3.5 합금 미립자를 구리층 및 주석층을 형성한 수지 미립자에 부착, 피막화시켜, 두께 25 ㎛ 의 주석 96.5 은 3.5 합금층을 형성하여 도전성 미립자를 얻었다. 또한, 시타콘 포저를 사용하여 혼합할 때에는, 회전 용기 (베셀) 를 35 rpm, 회전 날개 (로터) 를 3500 rpm 으로 역회전시켜, 전단 압축력이 작용하도록 하였다. 혼합 시간은 300 분간으로 하였다.

또한, 광학 현미경 또는 전자 현미경을 사용하여 무작위로 선택한 50 개의 도전성 미립자의 진구도를 측정하고, 측정한 진구도를 산술 평균함으로써 측정한 진구도는 99.4 % 였다. 또한, 상기 진구도는, 광학 현미경 또는 전자 현미경을 사용하여 촬영한 투영 사진에 대해, 도전성 미립자에 접하는 외접원의 면적과 내접원의 면적을 구하여 하기 식으로부터 산출하였다.

{1-((외접원의 면적-내접원의 면적)/외접원의 면적)}×100

(실시예 2)

실시예 1 에 있어서, 수지 미립자 (평균 입자 직경 240 ㎛) 대신에, 구리 미립자 (평균 입자 직경 260 ㎛) 를 사용하고, 구리층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 도전성 미립자를 제작하였다.

(실시예 3)

실시예 1 에 있어서, 주석 96.5 은 3.5 합금 미립자 (입자 직경 분포 5 ∼ 15 ㎛) 대신에, 주석 96.5 은 3.0 구리 0.5 합금 미립자 (입자 직경 분포 5 ∼ 15 ㎛) 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 도전성 미립자를 제작하였다.

(실시예 4)

실시예 1 에 있어서, 주석 96.5 은 3.5 합금 미립자 (입자 직경 분포 5 ∼ 15 ㎛) 대신에, 주석 42.0 비스무트 58.0 합금 미립자 (입자 직경 분포 5 ∼ 15 ㎛) 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 도전성 미립자를 제작하였다.

(비교예 1)

실시예 1 과 동일한 방법으로, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트와 디비닐벤젠의 공중합체로 이루어지는 수지 미립자 (평균 입자 직경 240 ㎛) 의 표면에, 구리층 및 주석층을 형성하였다.

이어서, 얻어진 구리층 및 주석층을 형성한 수지 미립자의 표면에 전기 도금에 의해 두께 25 ㎛ 의 주석 96.5 은 3.5 합금층을 형성하여, 도전성 미립자를 얻었다.

또한, 광학 현미경 또는 전자 현미경을 사용하여 무작위로 선택한 50 개의 도전성 미립자의 진구도를 측정하고, 측정한 진구도를 산술 평균함으로써 측정한 진구도는 99.5 % 였다.

＜평가＞

실시예 및 비교예에서 얻어진 도전성 미립자에 대해, 이하의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다.

(1) 표면 조도 측정

원자간력 현미경 (VN-8000 : 키엔스사 제조) 을 사용하여 얻어진 도전성 미립자 표면의 산술 평균 조도를 JIS B 0601-1994 에 준거한 방법으로 측정하였다. 또한, 측정에 있어서는 2 차 곡면 보정 (자동) 을 실시하여, 단면 형상에 대해서도 동일한 보정을 실시하였다.

또한, 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자 표면의 원자간력 현미경 화상을 도 2, 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자 표면의 원자간력 현미경 화상을 도 8 에 나타냈다.

(2) 흑화 가속 시험

얻어진 도전성 미립자를, 유리제 용기 내에 넣고, 진동기 (쉐이커) 에서 1 시간 진동시켰다. 그 후, 이들 도전성 미립자를, 구리 전극을 갖는 실리콘 칩 상에 112 개 탑재하고, 270 ℃ 로 설정한 리플로우 노에 투입하여 용융시켰다. 이어서, 주사형 전자 현미경을 사용하여 실장 표면을 관찰하고, 구리 전극 상에 저융점 금속층이 젖으면서 확산되어, 범프 형성하고 있는 것의 총수를 계측하였다.

(3) 금속간 확산층 두께 측정

얻어진 도전성 미립자에 대해, 주사 전자 현미경 (FE-SEM, 호리바 제작소사 제조) 을 사용하여, 150 ℃ 에서 300 시간 가열하기 전후에 있어서의 도전성 미립자의 두께 방향의 절단면의 전자 현미경 사진을 촬영하고, 동시에 원소선 분석을 실시하였다. 이어서, 도전성 미립자의 두께 방향의 직선상에 있어서의 구리 원소 및 주석 원소가 혼재하는 길이로부터 금속간 확산층의 두께를 측정하였다. 동일한 두께 측정을 10 회 실시하여, 두께의 평균치를 구함으로써, 금속간 확산층의 두께를 결정하였다. 또, 구리층, 주석층 및 합금층의 두께의 합계에 대한 금속간 확산층의 두께의 막두께 비를 표 1 에 나타냈다.

또한, 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 전에 있어서의 전자 현미경 사진을 도 3, 가열 후에 있어서의 전자 현미경 사진을 도 4, 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 전에 있어서의 전자 현미경 사진을 도 9, 가열 후에 있어서의 전자 현미경 사진을 도 10 에 나타냈다.

또, 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 전에 있어서의 원소선 분석의 결과를 도 5, 가열 후에 있어서의 원소선 분석의 결과를 도 6, 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 가열 전에 있어서의 원소선 분석의 결과를 도 11, 가열 후에 있어서의 원소선 분석의 결과를 도 12 에 나타냈다.

(4) 신뢰성 평가

얻어진 도전성 미립자를 150 ℃ 에서 300 시간 가열한 후, 구리 전극을 갖는 실리콘 칩 상에 112 개 탑재하고, 270 ℃ 로 설정한 리플로우 노에 투입하여 용융시켰다. 이어서 도전성 미립자를 실장한 실리콘 칩을, 구리 전극을 갖는 기판 상에 탑재하고, 270 ℃ 로 설정한 리플로우 노에 투입하여 용융시킴으로써 접속 구조체를 얻었다.

얻어진 접속 구조체의 낙하 강도 시험을 JEDEC 규격 JESD22-B111 에 따라 실시하였다. 접속 구조체의 단선이 확인될 때까지 낙하를 실시하여, 단선이 일어날 때까지의 낙하 횟수를 구하였다. 낙하 횟수가 150 회를 초과해도 단선되지 않는 경우를 ○, 150 회 이하에서 단선되는 경우를 × 라고 평가하였다.

(5) XRD 측정

얻어진 도전성 미립자에 대해, X 선 회절 장치 (RINT1000, 리가꾸사 제조) 를 사용하여 XRD 측정을 실시하고, 각 결정 방위에 있어서의 제 1 우선 배향의 피크 강도에 대한 강도비를 측정하였다. 실시예 1 및 비교예 1 에서 얻어진 결과를 표 2 에 나타냈다. 표 2 에는 강도가 높은 피크 8 개에 대해 기재하였다.

또한, 실시예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 XRD 측정 차트 결과를 도 7 에, 비교예 1 에서 얻어진 도전성 미립자의 XRD 측정 차트 결과를 도 13 에 나타낸다. 도 7 및 도 13 에 나타내는 바와 같이, 실시예 및 비교예에서는 Sn (101) 이 제 1 우선 배향으로 되어 있다.

(6) 접촉에 의한 변형

얻어진 도전성 미립자와 물을 용기 내에 넣어 혼합시켜, 초음파를 인가함으로써 도전성 미립자끼리의 접촉을 촉진시켰다 (가속 시험). 이어서, 초음파 인가 후의 도전성 미립자의 진구도를 구하였다.

(7) 볼 마운터 탑재 불량

「(6) 접촉에 의한 변형」시험을 실시한 후의 도전성 미립자를, 볼 마운터를 사용하여 기판 상의 전극 부분에 탑재시키고, 그 때에 발생한 도전성 미립자의 탑재 불량의 비율을 구하였다.

산업상 이용가능성

본 발명에 의하면, 보관시에 있어서의 흑화 현상의 발생을 억제하고, 높은 접속 신뢰성을 실현할 수 있는 도전성 미립자, 그 도전성 미립자를 사용하여 이루어지는 이방성 도전 재료, 및 접속 구조체를 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 기재 미립자의 표면에, 도전층 및 저융점 금속층이 순차 형성되어 있는 도전성 미립자로서, 상기 저융점 금속층 표면의 산술 평균 조도가 50 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 도전성 미립자.
2. 제 1 항에 있어서,
   저융점 금속층은, XRD 측정을 실시한 경우에, 제 1 우선 배향의 피크 강도 에 대해 강도비가 30 % 이상의 피크 강도를 갖는 결정 방위를 6 이상 갖는 주석을 함유하는 것을 특징으로 하는 도전성 미립자.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   150 ℃ 에서 300 시간 가열한 후에 있어서의 도전층과 저융점 금속층 사이의 금속간 확산층의 두께가, 도전층의 두께와 저융점 금속층의 두께의 합계에 대해20 % 이하인 것을 특징으로 하는 도전성 미립자.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   저융점 금속층은, 주석 또는 주석과 다른 금속의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 미립자.
5. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   도전층은, 구리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 미립자.
6. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   기재 미립자는, 수지 미립자인 것을 특징으로 하는 도전성 미립자.
7. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   기재 미립자는, 구리 미립자인 것을 특징으로 하는 도전성 미립자.
8. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 도전성 미립자가 바인더 수지에 분산되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 재료.
9. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 도전성 미립자, 또는, 제 7 항에 기재된 이방성 도전 재료를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
10. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 도전성 미립자를 제조하는 방법으로서,
    기재 미립자의 표면에 도전층을 형성하는 공정, 상기 도전층을 형성한 기재 미립자에 저융점 금속 미립자를 접촉시켜, 전단 압축에 의해 상기 저융점 금속 미립자를 용융 연화시킴으로써, 상기 도전층의 표면에 저융점 금속층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 미립자의 제조 방법.

Images