KR20160125344A - 도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 배치할 수 있고, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있는 도전 페이스트를 제공한다. 본 발명에 관한 도전 페이스트는, 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자를 포함하고, 상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스이다.

Description

도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법{CONDUCTIVE PASTE, CONNECTION STRUCTURE, AND CONNECTION STRUCTURE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 땜납 입자를 포함하는 도전 페이스트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 도전 페이스트를 사용한 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.

이방성 도전 페이스트 및 이방성 도전 필름 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 상기 이방성 도전 재료에서는, 결합제 수지 중에 도전성 입자가 분산되어 있다.

상기 이방성 도전 재료는, 각종 접속 구조체를 얻기 위하여, 예를 들어 플렉시블 프린트 기판과 유리 기판의 접속(FOG(Film on Glass)), 반도체 칩과 플렉시블 프린트 기판의 접속(COF(Chip on Film)), 반도체 칩과 유리 기판의 접속(COG(Chip on Glass)) 및 플렉시블 프린트 기판과 유리 에폭시 기판의 접속(FOB(Film on Board)) 등에 사용되고 있다.

상기 이방성 도전 재료에 의해, 예를 들어 플렉시블 프린트 기판의 전극과 유리 에폭시 기판의 전극을 전기적으로 접속할 때에는, 유리 에폭시 기판 상에 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 재료를 배치한다. 이어서, 플렉시블 프린트 기판을 적층하고, 가열 및 가압한다. 이에 의해, 이방성 도전 재료를 경화시켜, 도전성 입자를 개재하여 전극간을 전기적으로 접속하여, 접속 구조체를 얻는다.

상기 이방성 도전 재료의 일례로서, 하기의 특허문헌 1에는, 열경화성 수지를 포함하는 수지층과, 땜납분과, 경화제를 포함하고, 상기 땜납분과 상기 경화제가 상기 수지층 중에 존재하는 접착 테이프가 개시되어 있다. 이 접착 테이프는, 필름상이며, 페이스트상이 아니다.

또한, 특허문헌 1에서는, 상기 접착 테이프를 사용한 접착 방법이 개시되어 있다. 구체적으로는, 제1 기판, 접착 테이프, 제2 기판, 접착 테이프 및 제3 기판을 밑에서부터 이 순서대로 적층하여, 적층체를 얻는다. 이때, 제1 기판의 표면에 설치된 제1 전극과, 제2 기판의 표면에 설치된 제2 전극을 대향시킨다. 또한, 제2 기판의 표면에 설치된 제2 전극과 제3 기판의 표면에 설치된 제3 전극을 대향시킨다. 그리고, 적층체를 소정의 온도에서 가열하여 접착한다. 이에 의해, 접속 구조체를 얻는다.

WO2008/023452A1

특허문헌 1에 기재된 접착 테이프는, 필름상이며, 페이스트상이 아니다. 이로 인해, 땜납분을 전극(라인) 상에 효율적으로 배치하는 것은 곤란하다. 예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 접착 테이프에서는, 땜납분의 일부가, 전극이 형성되어 있지 않은 영역(스페이스)에도 배치되기 쉽다. 전극이 형성되어 있지 않은 영역에 배치된 땜납분은 전극간의 도통에 기여하지 않는다.

또한, 땜납분을 포함하는 이방성 도전 페이스트이어도, 땜납분이 전극(라인) 상에 효율적으로 배치되지 않는 경우가 있다.

본 발명의 목적은, 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 배치할 수 있고, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있는 도전 페이스트를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 도전 페이스트를 사용한 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 넓은 국면에 의하면, 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자를 포함하고, 상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스인, 도전 페이스트가 제공된다.

본 발명에 관한 도전 페이스트의 어느 특정한 국면에서는, 상기 땜납 입자가, 땜납 입자 본체와, 상기 땜납 입자 본체의 표면 상에 배치된 음이온 중합체를 갖는다.

본 발명에 관한 도전 페이스트의 어느 특정한 국면에서는, 도전 페이스트 중의 상기 땜납 입자를 제외한 성분을 사용하여 측정된 유전율이 3.4 이상 6 이하이다.

본 발명에 관한 도전 페이스트의 어느 특정한 국면에서는, 25℃에서의 점도가 10Pa·s 이상 800Pa·s 이하이다.

본 발명에 관한 도전 페이스트의 어느 특정한 국면에서는, 상기 땜납 입자의 융점 이하의 온도 영역에서의 점도의 최저값이 0.1Pa·s 이상 10Pa·s 이하이다.

본 발명에 관한 도전 페이스트의 어느 특정한 국면에서는, 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경이 1㎛ 이상 40㎛ 이하이다.

본 발명에 관한 도전 페이스트의 어느 특정한 국면에서는, 상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 땜납 입자의 함유량이 10중량％ 이상 60중량％ 이하이다.

본 발명에 관한 도전 페이스트의 어느 특정한 국면에서는, 상기 땜납 입자의 입자 직경의 CV값이 5％ 이상 40％ 이하이다.

본 발명의 넓은 국면에 의하면, 적어도 1개의 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와, 적어도 1개의 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하며, 상기 접속부가, 상술한 도전 페이스트에 의해 형성되어 있고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이, 상기 접속부 중의 땜납부에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체가 제공된다.

본 발명의 넓은 국면에 의하면, 상술한 도전 페이스트를 사용하여, 적어도 1개의 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재의 표면 상에, 상기 도전 페이스트를 배치하는 공정과, 상기 도전 페이스트의 상기 제1 접속 대상 부재측과는 반대인 표면 상에, 적어도 1개의 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 대향하도록 배치하는 공정과, 상기 땜납 입자의 융점 이상이면서 상기 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로 상기 도전 페이스트를 가열함으로써, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를, 상기 도전 페이스트에 의해 형성하고, 또한 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을, 상기 접속부 중의 땜납부에 의해 전기적으로 접속하는 공정을 구비하는, 접속 구조체의 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 관한 접속 구조체의 제조 방법의 어느 특정한 국면에서는, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에 있어서, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해진다.

상기 제1 전극과 상기 접속부와 상기 제2 전극의 적층 방향으로 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 서로 대향하는 부분을 보았을 때에, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 서로 대향하는 부분의 면적 100％ 중의 50％ 이상에, 상기 접속부 중의 땜납부가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 한 쪽의 측면이 내측을 향하여 경사져 있고, 경사져 있는 전극의 경사부 선단에서의 내각이 20도 이상 80도 이하인 것이 바람직하다. 상기 제2 접속 대상 부재가, 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판인 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 도전 페이스트는, 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자를 포함하고, 상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스이므로, 전극간을 전기적으로 접속한 경우에 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 배치할 수 있고, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 도전 페이스트를 사용하여 얻어지는 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 부분 절결 정면 단면도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 도전 페이스트를 사용하여, 접속 구조체를 제조하는 방법의 일례의 각 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 접속 구조체의 변형예를 나타내는 부분 절결 정면 단면도이다.
도 4는 전극의 형상의 일례를 설명하기 위한 모식적인 정면도이다.
도 5의 (a), (b) 및 (c)는, 본 발명의 실시 형태에 포함되는 도전 페이스트를 사용한 접속 구조체의 일례를 나타내는 화상이며, 도 5의 (a) 및 (b)는 단면 화상이며, 도 5의 (c)는 평면 화상이다.
도 6의 (a), (b) 및 (c)는, 본 발명의 실시 형태에 포함되지 않는 도전 페이스트를 사용한 접속 구조체의 일례를 나타내는 화상이며, 도 6의 (a) 및 (b)는 단면 화상이며, 도 6의 (c)는 평면 화상이다.

이하, 본 발명의 상세를 설명한다.

본 발명에 관한 도전 페이스트는, 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자를 포함한다. 본 발명에 관한 도전 페이스트에서는, 상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스이다. 일반적인 땜납 입자 표면의 제타 전위는 플러스가 아니다. 본 발명에 관한 도전 페이스트에서는, 땜납 입자 표면의 제타 전위를 플러스로서 사용한다.

본 발명에 관한 도전 페이스트에서는, 상기한 구성이 채용되어 있으므로, 전극간을 전기적으로 접속한 경우에, 복수의 땜납 입자가, 상하의 대향한 전극 사이에 모이기 쉬워, 복수의 땜납 입자를 전극(라인) 상에 효율적으로 배치할 수 있다. 또한, 복수의 땜납 입자의 일부가, 전극이 형성되어 있지 않은 영역(스페이스)에 배치되기 어려워, 전극이 형성되어 있지 않은 영역에 배치되는 땜납 입자의 양을 상당히 적게 할 수 있다. 따라서, 전극간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다. 게다가, 접속되어서는 안되는 가로 방향으로 인접하는 전극간의 전기적인 접속을 방지할 수 있어, 절연 신뢰성을 높일 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위하여, 상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스인 것은 크게 기여한다. 상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스인 땜납 입자는, 서로 모여들기 쉽다.

또한, 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스임으로써, 접속 대상 부재의 전극이 금속인 경우, 전극 표면의 전하가 마이너스로 되기 때문에, 전극 상에 땜납 입자가 응집되기 쉬워진다고 추정된다. 땜납 입자의 제타 전위는 1mV 이하인 것이 바람직하다. 땜납 입자의 제타 전위가 1mV 이하임으로써, 도전 페이스트의 점도가 열 등에 의해 저하된 경우에, 땜납 입자끼리의 반발이 작기 때문에, 땜납 입자끼리 한층 더 응집되기 쉬워진다고 추정된다.

본 발명에 관한 도전 페이스트는, 이하의 본 발명에 관한 접속 구조체의 제조 방법에 적절하게 사용할 수 있다.

본 발명에 관한 접속 구조체의 제조 방법에서는, 도전 페이스트와, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재를 사용한다. 본 발명에 관한 접속 구조체의 제조 방법으로 사용되는 도전 재료는, 도전 필름이 아니라, 도전 페이스트이다. 상기 도전 페이스트는 복수의 땜납 입자와, 열경화성 성분을 포함한다. 상기 제1 접속 대상 부재는, 적어도 1개의 제1 전극을 표면에 갖는다. 상기 제2 접속 대상 부재는 적어도 1개의 제2 전극을 표면에 갖는다.

본 발명에 관한 접속 구조체의 제조 방법은, 상기 제1 접속 대상 부재의 표면 상에 본 발명에 관한 도전 페이스트를 배치하는 공정과, 상기 도전 페이스트의 상기 제1 접속 대상 부재측과는 반대인 표면 상에 상기 제2 접속 대상 부재를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 대향하도록 배치하는 공정과, 상기 땜납 입자의 융점 이상 및 상기 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로 상기 도전 페이스트를 가열함으로써, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를, 상기 도전 페이스트에 의해 형성하고, 또한 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을, 상기 접속부 중의 땜납부에 의해 전기적으로 접속하는 공정을 구비한다. 본 발명에 관한 접속 구조체의 제조 방법에서는, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에 있어서, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해지는 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 접속 구조체의 제조 방법에서는, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에 있어서, 상기 도전 페이스트에는, 상기 제2 접속 대상 부재의 중량의 힘을 초과하는 가압 압력은 가해지지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 접속 구조체의 제조 방법에서는, 상기한 구성이 채용되어 있으므로, 복수의 땜납 입자가 제1 전극과 제2 전극 사이에 모이기 쉬워, 복수의 땜납 입자를 전극(라인) 상에 효율적으로 배치할 수 있다. 또한, 복수의 땜납 입자의 일부가, 전극이 형성되어 있지 않은 영역(스페이스)에 배치되기 어려워, 전극이 형성되어 있지 않은 영역에 배치되는 땜납 입자의 양을 상당히 적게 할 수 있다. 따라서, 제1 전극과 제2 전극 사이의 도통 신뢰성을 높일 수 있다. 게다가, 접속되어서는 안되는 가로 방향으로 인접하는 전극간의 전기적인 접속을 방지할 수 있어, 절연 신뢰성을 높일 수 있다.

이와 같이, 복수의 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 배치하고, 또한 전극이 형성되어 있지 않은 영역에 배치되는 땜납 입자의 양을 상당히 적게 하기 위해서는, 도전 필름이 아니라, 도전 페이스트를 사용할 필요가 있는 것을, 본 발명자들은 발견했다.

또한, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에 있어서, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해지면, 접속부가 형성되기 전에 전극이 형성되어 있지 않은 영역(스페이스)에 배치되어 있던 땜납 입자가 제1 전극과 제2 전극 사이에 한층 더 모이기 쉬워져, 복수의 땜납 입자를 전극(라인) 상에 효율적으로 배치할 수 있는 것도, 본 발명자들은 발견했다. 본 발명에서는, 도전 필름이 아니라, 도전 페이스트를 사용한다는 구성과, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는, 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해지도록 한다는 구성을 조합하여 채용하는 것에는, 본 발명의 효과를 한층 더 높은 레벨에서 얻기 때문에 큰 의미가 있다.

또한, WO2008/023452A1에서는, 땜납분을 전극 표면에 휩쓸려 흘러가게 하여 효율적으로 이동시키는 관점에서는, 접착 시에 소정의 압력으로 가압하면 되는 것이 기재되어 있으며, 가압 압력은, 땜납 영역을 더욱 확실하게 형성하는 관점에서는, 예를 들어 0MPa 이상, 바람직하게는 1MPa 이상으로 하는 것이 기재되어 있으며, 또한 접착 테이프에 의도적으로 가해지는 압력이 0MPa이어도, 접착 테이프 상에 배치된 부재의 자중에 의해, 접착 테이프에 소정의 압력이 가해져도 되는 것이 기재되어 있다. WO2008/023452A1에서는, 접착 테이프에 의도적으로 가해지는 압력이 0MPa일 수도 있는 것은 기재되어 있지만, 0MPa를 초과하는 압력을 부여한 경우와 0MPa로 한 경우의 효과의 차이에 대해서는, 전혀 기재되어 있지 않다.

또한, 도전 필름이 아니라 도전 페이스트를 사용하면, 도전 페이스트의 도포량에 의해, 접속부의 두께를 적절히 조정하는 것도 가능하다. 한편, 도전 필름에서는, 접속부의 두께를 변경하거나 조정하거나 하기 위해서는, 상이한 두께의 도전 필름을 준비하거나, 소정의 두께의 도전 필름을 준비하거나 해야 한다는 문제가 있다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 형태 및 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 명확히 한다.

우선, 도 1에, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 도전 페이스트를 사용하여 얻어지는 접속 구조체를 모식적으로 부분 절결 정면 단면도로 도시한다.

도 1에 도시하는 접속 구조체(1)는 제1 접속 대상 부재(2)와, 제2 접속 대상 부재(3)와, 제1 접속 대상 부재(2)와 제2 접속 대상 부재(3)를 접속하고 있는 접속부(4)를 구비한다. 접속부(4)는 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자를 포함하는 도전 페이스트에 의해 형성되어 있다. 이 도전 페이스트에서는, 상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스이다.

접속부(4)는 복수의 땜납 입자가 모여 서로 접합한 땜납부(4A)와, 열경화성 성분이 열경화된 경화물부(4B)를 갖는다.

제1 접속 대상 부재(2)는 표면(상면)에, 복수의 제1 전극(2a)을 갖는다. 제2 접속 대상 부재(3)는 표면(하면)에 복수의 제2 전극(3a)을 갖는다. 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)이, 땜납부(4A)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제1 접속 대상 부재(2)와 제2 접속 대상 부재(3)가, 땜납부(4A)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 접속부(4)에 있어서, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a) 사이에 모인 땜납부(4A)와는 상이한 영역(경화물부(4B) 부분)에서는, 땜납은 존재하지 않는다. 땜납부(4A)와는 상이한 영역(경화물부(4B) 부분)에서는, 땜납부(4A)와 이격된 땜납은 존재하지 않는다. 또한, 소량이면, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a) 사이에 모인 땜납부(4A)는 상이한 영역(경화물부(4B) 부분)에 땜납이 존재하고 있을 수도 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 접속 구조체(1)에서는, 복수의 땜납 입자가 용융된 후, 땜납 입자의 용융물이 전극의 표면을 번진 후에 고화되어, 땜납부(4A)가 형성되어 있다. 이로 인해, 땜납부(4A)와 제1 전극(2a) 및 땜납부(4A)와 제2 전극(3a)의 접속 면적이 커진다. 즉, 땜납 입자를 사용함으로써, 도전성의 외표면이 니켈, 금 또는 구리 등의 금속인 도전성 입자를 사용한 경우와 비교하여, 땜납부(4A)와 제1 전극(2a) 및 땜납부(4A)와 제2 전극(3a)의 접촉 면적이 커진다. 이로 인해, 접속 구조체(1)에 있어서의 도통 신뢰성 및 접속 신뢰성이 높아진다. 또한, 도전 페이스트는 플럭스를 포함하고 있을 수도 있다. 플럭스를 사용한 경우에는, 가열에 의해 일반적으로 플럭스는 점차 실활한다.

또한, 도 1에 도시하는 접속 구조체(1)에서는, 땜납부(4A) 모두가, 제1, 제2 전극(2a, 3a)간의 대향하고 있는 영역에 위치하고 있다. 도 3에 도시하는 변형예의 접속 구조체(1X)는, 접속부(4X)만이, 도 1에 도시하는 접속 구조체(1)와 상이하다. 접속부(4X)는, 땜납부(4XA)와 경화물부(4XB)를 갖는다. 접속 구조체(1X)와 같이, 땜납부(4XA)의 대부분이, 제1, 제2 전극(2a, 3a)의 대향하고 있는 영역에 위치하고 있으며, 땜납부(4XA)의 일부가 제1, 제2 전극(2a, 3a)의 대향하고 있는 영역으로부터 측방으로 비어져 나올 수도 있다. 제1, 제2 전극(2a, 3a)의 대향하고 있는 영역으로부터 측방으로 비어져 나오고 있는 땜납부(4XA)는, 땜납부(4XA)의 일부이며, 땜납부(4XA)로부터 이격된 땜납이 아니다. 또한, 본 실시 형태에서는, 땜납부로부터 이격된 땜납의 양을 적게 할 수 있지만, 땜납부로부터 이격된 땜납이 경화물부 중에 존재하고 있을 수도 있다.

땜납 입자의 사용량을 적게 하면, 접속 구조체(1)를 얻는 것이 용이해진다. 땜납 입자의 사용량을 많게 하면, 접속 구조체(1X)를 얻는 것이 용이해진다.

도통 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 접속 구조체(1, 1X)에서는, 제1 전극(2a)과 접속부(4)와 제2 전극(3a)의 적층 방향으로 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 서로 대향하는 부분을 보았을 때에, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 서로 대향하는 부분의 면적 100％ 중의 50％ 이상에, 바람직하게는 75％ 이상에, 접속부(4, 4X) 중의 땜납부(4A, 4XA)가 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이어서, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 도전 페이스트를 사용하여, 접속 구조체(1)를 제조하는 방법의 일례를 설명한다.

우선, 제1 전극(2a)을 표면(상면)에 갖는 제1 접속 대상 부재(2)를 준비한다. 이어서, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 접속 대상 부재(2)의 표면 상에, 열경화성 성분(11B)과, 복수의 땜납 입자(11A)를 포함하는 도전 페이스트(11)를 배치한다(제1 공정). 제1 접속 대상 부재(2)의 제1 전극(2a)이 설치된 표면 상에 도전 페이스트(11)를 배치한다. 도전 페이스트(11)의 배치 후에, 땜납 입자(11A)는, 제1 전극(2a)(라인) 상과, 제1 전극(2a)이 형성되어 있지 않은 영역(스페이스) 상 양쪽에 배치되어 있다.

도전 페이스트(11)의 배치 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 디스펜서에 의한 도포, 스크린 인쇄 및 잉크젯 장치에 의한 토출 등을 들 수 있다.

또한, 제2 전극(3a)을 표면(하면)에 갖는 제2 접속 대상 부재(3)를 준비한다. 이어서, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 접속 대상 부재(2)의 표면 상의 도전 페이스트(11)에 있어서, 도전 페이스트(11)의 제1 접속 대상 부재(2)측과는 반대측의 표면 상에 제2 접속 대상 부재(3)를 배치한다(제2 공정). 도전 페이스트(11)의 표면 상에 제2 전극(3a)측으로부터, 제2 접속 대상 부재(3)를 배치한다. 이때, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)을 대향시킨다.

이어서, 땜납 입자(11A)의 융점 이상 및 열경화성 성분(11B)의 경화 온도 이상으로 도전 페이스트(11)를 가열한다(제3 공정). 즉, 땜납 입자(11A)의 융점 및 열경화성 성분(11B)의 경화 온도 중 보다 낮은 온도 이상으로, 도전 페이스트(11)를 가열한다. 이 가열 시에는, 전극이 형성되어 있지 않은 영역에 존재하고 있던 땜납 입자(11A)는, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a) 사이에 모인다(자기 응집 효과). 본 실시 형태에서는, 도전 필름이 아니라 도전 페이스트를 사용하고 있기 때문에, 땜납 입자(11A)가, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a) 사이에 효과적으로 모인다. 또한, 땜납 입자(11A)는 용융되어, 서로 접합한다. 또한, 열경화성 성분(11B)은 열경화된다. 이 결과, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 접속 대상 부재(2)와 제2 접속 대상 부재(3)를 접속하고 있는 접속부(4)를, 도전 페이스트(11)에 의해 형성한다. 도전 페이스트(11)에 의해 접속부(4)가 형성되고, 복수의 땜납 입자(11A)가 접합됨으로써 땜납부(4A)가 형성되고, 열경화성 성분(11B)이 열 경화됨으로써 경화물부(4B)가 형성된다. 땜납 입자(11A)는 빠르게 이동하므로, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a) 사이에 위치하고 있지 않은 땜납 입자(11A)의 이동이 개시되고 나서, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a) 사이에 땜납 입자(11A)의 이동이 완료될 때까지, 온도를 일정하게 유지하지 않아도 된다.

본 실시 형태에서는, 상기 제2 공정 및 상기 제3 공정에 있어서, 가압을 행하고 있지 않다. 본 실시 형태에서는, 도전 페이스트(11)에는, 제2 접속 대상 부재(3)의 중량이 가해진다. 이로 인해, 접속부(4)의 형성 시에, 땜납 입자(11A)가, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a) 사이에 효과적으로 모인다. 또한, 상기 제2 공정 및 상기 제3 공정 중 적어도 한 쪽에 있어서, 가압을 행하면, 땜납 입자가 제1 전극과 제2 전극 사이에 모이려고 하는 작용이 저해되는 경향이 높아진다. 이것은, 본 발명자들에 의해 발견되었다.

이와 같이 하여, 도 1에 도시하는 접속 구조체(1)가 얻어진다. 또한, 상기 제2 공정과 상기 제3 공정은 연속하여 행할 수도 있다. 또한, 상기 제2 공정을 행한 후에, 얻어지는 제1 접속 대상 부재(2)와 도전 페이스트(11)와 제2 접속 대상 부재(3)의 적층체를, 가열부로 이동시켜, 상기 제3 공정을 행할 수도 있다. 상기 가열을 행하기 위하여, 가열 부재 위에 상기 적층체를 배치할 수도 있고, 가열된 공간 내에 상기 적층체를 배치할 수도 있다.

도통 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 접속 구조체(1, 1X)에서는, 제1 전극(2a)과 접속부(4)와 제2 전극(3a)의 적층 방향으로 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 서로 대향하는 부분을 보았을 때에, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 서로 대향하는 부분의 면적 100％ 중의 50％ 이상에, 접속부(4, 4X) 중의 땜납부(4A, 4XA)가 배치되어 있는 접속 구조체(1, 1X)를 얻는 것이 바람직하다.

상기 제3 공정에서의 가열 온도는, 땜납 입자의 융점 이상 및 열경화성 성분의 경화 온도 이상이면 특별히 한정되지 않는다. 상기 가열 온도는, 바람직하게는 130℃ 이상, 보다 바람직하게는 160℃ 이상, 바람직하게는 450℃ 이하, 보다 바람직하게는 250℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하이다.

또한, 상기 제3 공정 후에, 위치의 수정이나 제조의 재시도를 목적으로 하여, 제1 접속 대상 부재 또는 제2 접속 대상 부재를, 접속부로부터 박리할 수 있다. 이 박리를 행하기 위한 가열 온도는, 바람직하게는 땜납 입자의 융점 이상, 보다 바람직하게는 땜납 입자의 융점(℃)+10℃ 이상이다. 이 박리를 행하기 위한 가열 온도는, 땜납 입자의 융점(℃)+100℃ 이하일 수도 있다.

상기 제3 공정에서의 가열 방법으로서는, 땜납 입자의 융점 이상 및 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로, 접속 구조체 전체를, 리플로우로를 사용하거나 또는 오븐을 사용하여 가열하는 방법이나, 접속 구조체의 접속부만을 국소적으로 가열하는 방법을 들 수 있다.

국소적으로 가열하는 방법에 사용하는 기구로서는, 핫 플레이트, 열풍을 부여하는 히트 건, 땜납 인두 및 적외선 히터 등을 들 수 있다.

또한, 핫 플레이트로 국소적으로 가열할 때, 접속부 직하는 열전도성이 높은 금속으로, 기타 가열하는 것이 바람직하지 않은 개소는 불소 수지 등의 열전도성이 낮은 재질로, 핫 플레이트 상면을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 접속 대상 부재는, 적어도 1개의 제1 전극을 갖고 있으면 된다. 상기 제1 접속 대상 부재는 복수의 제1 전극을 갖는 것이 바람직하다. 상기 제2 접속 대상 부재는, 적어도 1개의 제2 전극을 갖고 있으면 된다. 상기 제2 접속 대상 부재는 복수의 제2 전극을 갖는 것이 바람직하다.

상기 제1, 제2 접속 대상 부재는, 특별히 한정되지 않는다. 상기 제1, 제2 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는, 반도체 칩, 콘덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 및 수지 필름, 프린트 기판, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블, 리지드 플렉시블 기판, 유리 에폭시 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판 등의 전자 부품 등을 들 수 있다. 상기 제1, 제2 접속 대상 부재는, 전자 부품인 것이 바람직하다.

상기 제1, 제2 접속 대상 부재의 바람직한 조합으로서는, 콘덴서 및 다이오드 등의 전자 부품과, 회로 기판의 조합을 들 수 있다. 이 조합에서는, 전자 부품의 저면적(땜납에 의해 접속되는 측의 표면적)이 8000㎛² 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이 조합에서는, 전자 부품의 측면에 전극이 형성되어 있지 않고, 전자 부품의 저면(땜납에 의해 접속되는 측의 표면)에만 전극이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 전자 부품의 저면 전체에, 상기 도전 페이스트를 도포함으로써, 전자 부품의 한쪽만이 상승되어 버리는 맨하탄 현상을 억제할 수 있어, 전극간에 응집된 땜납에 의해, 높은 접속 신뢰성을 얻을 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재의 바람직한 조합으로서는, 반도체 칩 또는 반도체 패키지와, 회로 기판의 조합을 들 수 있다. 이 조합에서는, 반도체 칩 또는 반도체 패키지의 접속면에 전극만이 형성되어 있고, 범프가 형성되어 있지 않은 것이 바람직하다. 상기 도전 페이스트를 사용하여 접속을 행함으로써, 대향한 전극간에 도전 페이스트 중의 땜납 입자가 응집됨으로써 범프를 형성할 수 있음과 함께, 형성된 범프가, 열경화성 성분의 경화물로 보강된 접속 구조체를 얻을 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재의 바람직한 조합으로서는, 케이블 선과, 회로 기판의 조합을 들 수 있다. 회로 기판의 전극 상에 배치된 케이블 선을 덮도록 땜납 입자를 응집시켜 접속을 행할 수 있음과 함께, 그 둘레를 덮는 열경화성 성분이 경화됨으로써, 신뢰성이 높은 접속 구조체를 얻을 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재의 바람직한 조합으로서는, 회로 기판과, 회로 기판의 조합을 들 수 있다. 예를 들어, 제1 접속 대상 부재의 접속면과는 반대인 이면에 반도체 부품이 있는 경우, 압력을 가하지 않고 제2 접속 대상 부재의 접속을 행할 수 있다. 이에 의해, 제1 접속 대상 부재의 접속면과는 반대인 이면에 위치하고 있는 반도체 부품의 불량의 발생을 억제하여, 양호한 접속 구조체를 얻을 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재의 바람직한 조합으로서는, EMI 대책으로서, 휴대 전화 등의 기판 상에 배치되는 금속제의 커버인 실드 커버 또는 실드 케이스와, 회로 기판의 조합을 들 수 있다. 실드 커버 및 실드 케이스 이외의 전자 부품을 회로 기판 상에 실장한 후, 상기 도전 페이스트를 사용하여 접속을 행함으로써, 통상의 납 프리 땜납과 비교하여, 저온에서 실드 커버 또는 실드 케이스와 회로 기판을 접속할 수 있어, 이미 실장된 실드 커버 또는 실드 케이스 이외의 전자 부품에의 열 대미지를 저감시킬 수 있다.

또한, 외주에 금속의 제1 전극(배선)을 갖는 제1 접속 대상 부재와, 제1 전극(배선)에 대향시키는 제2 전극(배선)을 갖는 제2 접속 대상 부재의 조합을 들 수 있다. 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재를 상기 도전 페이스트로 접합하고, 가열함으로써, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재의 대향한 제1, 제2 전극간을 땜납으로 접속하고, 그 주변을 열경화성 성분의 경화물로 굳힌 접속 구조체가 얻어진다. 이에 의해 외주부로부터 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상재가 접합된 내부에, 물 및 수증기가 침입하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재의 바람직한 조합으로서는, 휴대 전화 등에 탑재되는 카메라 모듈의 기판과 플렉시블 프린트 기판 등의 조합도 들 수 있다. 이 조합에서는, 플렉시블 기판측으로부터 가열을 행하고, 카메라 모듈의 렌즈측으로부터 압력을 가하지 않고 실장을 행하는 것이 가능하기 때문에, 카메라 모듈의 광학계에 대미지를 끼치지 않고 실장을 행할 수 있다.

공법의 일례로서, 한쪽의 접속 대상 부재에, 도전 페이스트를 도포하고, 열이나, 광에 의해, 열경화성 성분을 반경화시킨 후, 다른 쪽의 접속 대상 부재에 접합하고, 이어서, 다시 땜납이 용융하는 온도 이상에서 접합하여, 접착하는 방법을 들 수 있다. 열경화성 성분을 반경화시킨 경우에는, 땜납의 융점 온도 이상의 조건 하에서 열경화성 성분을 반경화시키면, 도포한 접속 대상 부재의 전극 상에 땜납이 응집되어, 범프를 형성시킬 수 있다. 열경화성 성분을 반경화시킴으로써, 제1 접속 대상 부재의 제1 전극과 제2 접속 대상 부재의 제2 전극을 고정밀도로 위치 정렬할 수 있어, 접속 신뢰성을 높일 수 있다.

공법의 다른 예로서, 회로 기판의 배선 위에 도전 페이스트를 도포하고, 땜납의 융점 이상으로 가열을 행함으로써, 배선 위에 땜납을 응집시켜, 높이 방향으로 두툼한 배선을 형성하는 배선의 형성 방법도 들 수 있다. 이 공법은, 배선의 단면적을 향상시킬 수 있으므로, 고전류를 흘리는 배선의 형성에 유용하다.

공법의 또 다른 예로서, 비아가 형성된 회로 기판, 또는 반도체 칩 또는 웨이퍼 등의 반도체 부품 위에 도전 페이스트를 도포하고, 땜납의 융점 이상으로 가열함으로써, 비아 내에 땜납을 충전시키는 공법을 들 수 있다. 이에 의해, 회로 기판과 반도체 부품의 표면 및 이면을 도통시킬 수 있음과 함께, 비아 주변을 열경화성 성분의 경화물로 보강함으로써, 신뢰성이 높은 접속 구조체가 얻어진다.

상기 제1 접속 대상 부재 및 상기 제2 접속 대상 부재 중 적어도 한 쪽이, 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판인 것이 바람직하다. 상기 제2 접속 대상 부재가, 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판인 것이 바람직하다. 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 및 리지드 플렉시블 기판은, 유연성이 높고, 비교적 경량이라는 성질을 갖는다. 이러한 접속 대상 부재의 접속에 도전 필름을 사용한 경우에는 땜납 입자가 전극 상에 모이기 어려운 경향이 있다. 이에 반해, 본 발명에 관한 도전 페이스트를 사용하고 있기 때문에, 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판을 사용했다고 해도 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 모을 수 있어, 전극간의 도통 신뢰성을 충분히 높일 수 있다. 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판을 사용하는 경우에, 반도체 칩 등의 다른 접속 대상 부재를 사용한 경우에 비하여, 가압을 행하지 않는 것에 의한 전극간의 도통 신뢰성의 향상 효과가 한층 더 효과적으로 얻어진다. 상기 제1, 제2 접속 대상 부재는, 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판 또는 플렉시블 플랫 케이블일 수도 있고, 리지드 플렉시블 기판일 수도 있다.

상기 접속 대상 부재에 설치되어 있는 전극으로서는, 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 알루미늄 전극, 구리 전극, 은 전극, 몰리브덴 전극, SUS 전극 및 텅스텐 전극 등의 금속 전극을 들 수 있다. 상기 접속 대상 부재가 플렉시블 프린트 기판 또는 플렉시블 플랫 케이블인 경우에는, 상기 전극은 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 은 전극 또는 구리 전극인 것이 바람직하다. 상기 접속 대상 부재가 유리 기판인 경우에는, 상기 전극은 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극, 은 전극 또는 텅스텐 전극인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전극이 알루미늄 전극인 경우에는 알루미늄만으로 형성된 전극일 수도 있고, 금속 산화물층의 표면에 알루미늄층이 적층된 전극일 수도 있다. 상기 금속 산화물층의 재료로서는, 3가의 금속 원소가 도핑된 산화인듐 및 3가의 금속 원소가 도핑된 산화아연 등을 들 수 있다. 상기 3가의 금속 원소로서는 Sn, Al 및 Ga 등을 들 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1 접속 대상 부재(2Y)의 제1 전극(2a) 및 제2 접속 대상 부재(3Y)의 제2 전극(3a) 중 적어도 한 쪽의 측면이 내측을 향하여 경사져 있는 것이 바람직하다. 제1 전극(2a) 및 제2 전극(3a)의 양쪽의 측면이 내측을 향하여 경사져 있는 것이 바람직하다. 전극의 측면이 내측을 향하여 경사져 있는 경우에, 전극의 접속측과는 반대측으로부터 전극의 접속측을 향하여 전극 폭이 좁아진다. 경사져 있는 전극의 경사부 선단에서의 내각(도 4의 C)은 바람직하게는 20도 이상, 바람직하게는 90도 미만, 보다 바람직하게는 85도 이하, 더욱 바람직하게는 80도 이하이다. 상기와 같은 경사면을 갖는 전극을 사용하면, 땜납 입자가 전극 상에 한층 더 모이기 쉬워진다. 이것은, 전극의 측면이, 땜납 입자의 이동을 방해하기 어려워지기 때문이라고 생각되어진다. 특히, 땜납 입자를 한데 모으기 때문에, 상기 경사 구조는 큰 효과를 발휘한다.

상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 대향하고 있는 위치에서의 상기 접속부의 거리 D1은 바람직하게는 3㎛ 이상, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상, 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30㎛ 이하이다. 상기 거리 D1이 상기 하한 이상이면 접속부와 접속 대상 부재의 접속 신뢰성이 한층 더 높아진다. 상기 거리 D1이 상기 상한 이하이면, 접속부의 형성 시에 땜납 입자가 전극 상에 한층 더 모이기 쉬워져, 전극간의 도통 신뢰성이 한층 더 높아진다. 또한, 전극간의 도통 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 거리 D1은 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 12㎛ 이상이다.

땜납 입자를 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치하기 위하여, 상기 도전 페이스트의 25℃에서의 점도 η1은 바람직하게는 10Pa·s 이상, 보다 바람직하게는 50Pa·s 이상, 더욱 바람직하게는 100Pa·s 이상, 바람직하게는 800Pa·s 이하, 보다 바람직하게는 600Pa·s 이하, 더욱 바람직하게는 500Pa·s 이하이다.

상기 점도는 배합 성분의 종류 및 배합량으로 적절히 조정 가능하다. 또한, 필러의 사용에 의해, 점도를 비교적 높일 수 있다.

상기 점도는, 예를 들어 E형 점도계(도키 산교사제) 등을 사용하여, 25℃ 및 5rpm의 조건에서 측정 가능하다.

25℃ 이상, 상기 땜납 입자(땜납)의 융점 ℃ 이하의 온도 영역에서의, 상기 도전 페이스트의 점도의 최저값(최저 용융 점도의 값)은, 바람직하게는 0.1Pa·s 이상, 보다 바람직하게는 0.2Pa·s 이상, 바람직하게는 10Pa·s 이하, 보다 바람직하게는 1Pa·s 이하이다. 상기 점도의 최저값이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 땜납 입자를 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치할 수 있다.

상기 점도의 최저값은, 스트레스테크(STRESSTECH)(에콜로지카(EOLOGICA)사제) 등을 사용하여, 변형 제어 1rad, 주파수 1Hz, 승온 속도 20℃/분, 측정 온도 범위 40 내지 200℃(단, 땜납 입자의 융점이 200℃를 초과한 경우에는 온도 상한을 땜납 입자의 융점으로 함)의 조건에서 측정 가능하다. 측정 결과로부터, 땜납 입자의 융점 ℃ 이하의 온도 영역에서의 점도의 최저값이 평가된다.

상기 땜납 입자를 제외한 성분을 사용하여 측정된 유전율은 바람직하게는 3.4 이상, 보다 바람직하게는 3.5 이상, 더욱 바람직하게는 4 이상, 바람직하게는 6 이하, 보다 바람직하게는 5 이하이다. 상기 땜납 입자를 제외한 성분은, 도전 페이스트로부터 땜납 입자를 제거하여 얻을 수도 있고, 도전 페이스트에 있어서의 땜납 입자를 제외한 배합 성분을 배합하여 얻을 수도 있다. 상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스이며, 상기 땜납 입자를 제외한 성분의 유전율이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 땜납 입자가 전극 상에 한층 더 모이기 쉬워진다.

상기 유전율은, 유전체 측정 장치(도요 테크니카사제, 126096W형)를 사용하여, 샘플 사이즈 직경 20㎜, 두께 100㎛, 인가 전압 0.2MV/m, 응답 스피드 8ms 및 측정 주파수 100MHz의 조건에서 측정 가능하다.

땜납 입자를 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치하는 관점에서는, 25℃ 이상, 상기 땜납 입자의 융점 ℃ 이하의 온도 영역에서의, 상기 도전 페이스트의 점도의 최저값(최저 용융 점도의 값)이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면서, 상기 땜납 입자를 제외한 성분을 사용하여 측정된 유전율이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하인 것이 바람직하다.

상기 도전 페이스트는 열경화성 성분과 복수의 땜납 입자를 포함한다. 상기 열경화성 성분은, 가열에 의해 경화 가능한 경화성 화합물(열경화성 화합물)과, 열경화제를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 도전 페이스트는 플럭스를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 다른 상세를 설명한다.

(땜납 입자)

상기 땜납 입자는, 땜납을 도전성의 외표면에 갖는다. 상기 땜납 입자는, 중심 부분 및 도전성의 외표면 모두 땜납에 의해 형성되어 있다. 상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스이다.

표면의 제타 전위를 플러스로 하는 것이 용이한 점에서, 상기 땜납 입자는, 땜납 입자 본체와, 상기 땜납 입자 본체의 표면 상에 배치된 음이온 중합체를 갖는 것이 바람직하다. 상기 땜납 입자는, 땜납 입자 본체를 음이온 중합체 또는 음이온 중합체로 되는 화합물로 표면 처리함으로써 얻어지는 것이 바람직하다. 상기 음이온 중합체 및 상기 음이온 중합체로 되는 화합물은 각각 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다. 상기 음이온 중합체는, 산성기를 갖는 중합체이다.

땜납 입자 본체를 음이온 중합체로 표면 처리하는 방법으로서는, 음이온 중합체로서, 예를 들어 (메트)아크릴산을 공중합한 (메트)아크릴 중합체, 디카르복실산과 디올로 합성되고 또한 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리에스테르 중합체, 디카르복실산의 분자간 탈수 축합 반응에 의해 얻어지고 또한 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 중합체, 디카르복실산과 디아민으로 합성되고 또한 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리에스테르 중합체, 및 카르복실기를 갖는 변성 포발(닛본 고세 가가쿠사제 「고세넥스 T」) 등을 사용하여, 음이온 중합체의 카르복실기와, 땜납 입자 본체의 표면의 수산기를 반응시키는 방법을 들 수 있다.

상기 음이온 중합체의 음이온 부분으로서는, 상기 카르복실기를 들 수 있고, 그 이외에는, 토실기 p-H₃CC₆H₄S(=O)^{2 -}) 및 술폰산 이온기(-SO^3-), 인산 이온기(-PO^4-) 등을 들 수 있다.

또한, 표면 처리의 다른 방법으로서는, 땜납 입자 본체의 표면의 수산기와 반응하는 관능기를 갖고, 추가로 부가, 축합 반응에 의해 중합 가능한 관능기를 갖는 화합물을 사용하여, 이 화합물을 땜납 입자 본체의 표면 상에서 중합체화하는 방법을 들 수 있다. 땜납 입자 본체의 표면의 수산기와 반응하는 관능기로서는, 카르복실기 등을 들 수 있고, 부가, 축합 반응에 의해 중합하는 관능기로서는, 수산기, 카르복실기, 아미노기 및 (메트)아크릴로일기를 들 수 있다.

또한, 표면 처리의 다른 방법으로서는, 땜납 입자 본체의 표면의 수산기와 반응하는 관능기를 갖고, 추가로 중합 가능한 관능기를 갖는 화합물로, 땜납 입자 본체의 표면을 수식한 후에, 음이온 중합체로 표면 처리할 수도 있다. 땜납 입자 본체의 표면의 수산기와 반응하는 관능기를 갖고, 추가로 중합 가능한 관능기를 갖는 화합물로서는, 이소시아네이트기를 갖는 실란 커플링제를 들 수 있다. 상기 땜납 입자는, 이소시아네이트기를 갖는 실란 커플링제를 사용하여 얻어지고 있는 것이 바람직하다.

상기 음이온 중합체의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 2000 이상, 보다 바람직하게는 3000 이상, 바람직하게는 10000 이하, 보다 바람직하게는 8000 이하이다. 상기 중량 평균 분자량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 땜납 입자의 표면에 충분한 양의 전하 및 플럭스성을 도입할 수 있다. 이에 의해, 땜납 입자 표면의 제타 전위를 적합한 범위로 제어하는 것이 용이하고, 또한 접속 대상 부재의 접속 시에, 전극 표면의 산화막을 효과적으로 제거할 수 있다.

상기 중량 평균 분자량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 땜납 입자 본체의 표면 상에 음이온 중합체를 배치하는 것이 용이하고, 땜납 입자 표면의 제타 전위를 플러스로 하는 것이 용이하여, 전극 상에 땜납 입자를 한층 더 효율적으로 배치할 수 있다.

상기 중량 평균 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된 폴리스티렌 환산으로의 중량 평균 분자량을 나타낸다.

땜납 입자 본체를 음이온 중합체로 되는 화합물로 표면 처리함으로써 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량은, 땜납 입자 중의 땜납을 용해하고, 중합체의 분해를 일으키지 않는 희염산 등에 의해, 땜납 입자를 제거한 후, 잔존하고 있는 중합체의 중량 평균 분자량을 측정함으로써 구할 수 있다.

음이온 중합체의 땜납 입자의 표면에 있어서의 도입량에 관해서는, 땜납 입자 1g당 산가가, 바람직하게는 1㎎KOH 이상, 보다 바람직하게는 2㎎KOH 이상, 바람직하게는 10㎎KOH 이하, 보다 바람직하게는 6㎎KOH 이하이다.

상기 산가는 이하와 같이 하여 측정 가능하다. 땜납 입자 1g을, 아세톤 36g에 첨가하고, 초음파로 1분간 분산시킨다. 그 후, 지시약으로서, 페놀프탈레인을 사용하여, 0.1mol/L의 수산화칼륨에탄올 용액으로 적정한다.

상기 땜납은, 융점이 450℃ 이하인 저융점 금속인 것이 바람직하다. 상기 땜납 입자는, 융점이 450℃ 이하인 저융점 금속 입자인 것이 바람직하다. 상기 저융점 금속 입자는, 저융점 금속을 포함하는 입자이다. 상기 저융점 금속이란, 융점이 450℃ 이하인 금속을 나타낸다. 저융점 금속의 융점은 바람직하게는 300℃ 이하, 보다 바람직하게는 160℃ 이하이다. 또한, 상기 땜납 입자는 주석을 포함한다. 상기 땜납 입자에 포함되는 금속 100중량％ 중 주석의 함유량은 바람직하게는 30중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 70중량％ 이상, 특히 바람직하게는 90중량％ 이상이다. 상기 땜납 입자에 있어서의 주석의 함유량이 상기 하한 이상이면 땜납부와 전극의 접속 신뢰성이 한층 더 높아진다.

또한, 상기 주석의 함유량은, 고주파 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석 장치(호리바 세이사쿠쇼사제 「ICP-AES」), 또는 형광 X선 분석 장치(시마즈 세이사쿠쇼사제 「EDX-800HS」) 등을 사용하여 측정 가능하다.

상기 땜납 입자를 사용함으로써 땜납이 용융하여 전극에 접합하고, 땜납부가 전극간을 도통시킨다. 예를 들어, 땜납부와 전극이 점접촉이 아니고 면접촉하기 쉽기 때문에, 접속 저항이 낮아진다. 또한, 땜납 입자의 사용에 의해, 땜납부와 전극의 접합 강도가 높아지는 결과, 땜납부와 전극의 박리가 한층 더 발생하기 어려워져, 도통 신뢰성 및 접속 신뢰성이 효과적으로 높아진다.

상기 땜납 입자를 구성하는 저융점 금속은 특별히 한정되지 않는다. 해당 저융점 금속은, 주석, 또는 주석을 포함하는 합금인 것이 바람직하다. 해당 합금은, 주석-은 합금, 주석-구리 합금, 주석-은-구리 합금, 주석-비스무트 합금, 주석-아연 합금, 주석-인듐 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 전극에 대한 습윤성이 우수한 점에서, 상기 저융점 금속은, 주석, 주석-은 합금, 주석-은-구리 합금, 주석-비스무트 합금, 주석-인듐 합금인 것이 바람직하다. 주석-비스무트 합금, 주석-인듐 합금인 것이 보다 바람직하다.

상기 땜납 입자는, JIS Z3001: 용접 용어에 기초하여, 액상선이 450℃ 이하인 용가재인 것이 바람직하다. 상기 땜납 입자의 조성으로서는, 예를 들어 아연, 금, 은, 납, 구리, 주석, 비스무트, 인듐 등을 포함하는 금속 조성을 들 수 있다. 그 중에서도 저융점이고 납 프리인 주석-인듐계(117℃ 공정), 또는 주석-비스무트계(139℃ 공정)가 바람직하다. 즉, 상기 땜납 입자는, 납을 포함하지 않는 것이 바람직하고, 주석과 인듐을 포함하거나 또는 주석과 비스무트를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 땜납부와 전극의 접합 강도를 한층 더 높이기 위하여, 상기 땜납 입자는, 니켈, 구리, 안티몬, 알루미늄, 아연, 철, 금, 티타늄, 인, 게르마늄, 텔루륨, 코발트, 비스무트, 망간, 크롬, 몰리브덴, 팔라듐 등의 금속을 포함하고 있을 수도 있다. 또한, 땜납부와 전극의 접합 강도를 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 땜납 입자는, 니켈, 구리, 안티몬, 알루미늄 또는 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 땜납부와 전극의 접합 강도를 한층 더 높이는 관점에서는, 접합 강도를 높이기 위한 이들 금속의 함유량은, 땜납 입자 100중량％ 중 바람직하게는 0.0001중량％ 이상, 바람직하게는 1중량％ 이하이다.

상기 땜납 입자의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이상, 특히 바람직하게는 5㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 40㎛ 이하, 한층 더 바람직하게는 30㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이하, 특히 바람직하게는 15㎛ 이하, 가장 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 땜납 입자를 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치할 수 있다. 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경은 3㎛ 이상 30㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.

상기 땜납 입자의 「평균 입자 직경」은, 수 평균 입자 직경을 나타낸다. 땜납 입자의 평균 입자 직경은, 예를 들어 임의의 땜납 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하여, 평균값을 산출함으로써 구해진다.

상기 땜납 입자의 입자 직경의 변동 계수는, 바람직하게는 5％ 이상, 보다 바람직하게는 10％ 이상, 바람직하게는 40％ 이하, 보다 바람직하게는 30％ 이하이다. 상기 입자 직경의 변동 계수가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 상에 땜납 입자를 한층 더 효율적으로 배치할 수 있다. 단, 상기 땜납 입자의 입자 직경의 변동 계수는 5％ 미만일 수도 있다.

상기 변동 계수(CV값)은 하기 식으로 표시된다.

CV값(％)=(ρ/Dn)×100

ρ: 땜납 입자의 입자 직경의 표준 편차

Dn: 땜납 입자의 입자 직경의 평균값

상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 1중량％ 이상, 보다 바람직하게는 2중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 10중량％ 이상, 특히 바람직하게는 20중량％ 이상, 특히 바람직하게는 30중량％ 이상, 바람직하게는 80중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 50중량％ 이하이다. 상기 땜납 입자의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 상에 땜납 입자를 한층 더 효율적으로 배치할 수 있고, 전극간에 땜납 입자를 많이 배치하는 것이 용이하여, 도통 신뢰성이 한층 더 높아진다. 도통 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 땜납 입자의 함유량은 많은 편이 바람직하다.

상기 땜납 입자 표면의 제타 전위는 플러스이다. 제타 전위는 이하와 같이 하여 측정된다.

제타 전위의 측정 방법:

땜납 입자 0.05g을 메탄올 10g에 넣고, 초음파 처리 등을 함으로써, 균일하게 분산시켜, 분산액을 얻는다. 이 분산액을 사용하고, 또한 벡크만 코울터(Beckman Coulter)사제 「Delsamax PRO」를 사용하여, 전기 영동 측정법으로 제타 전위를 측정할 수 있다.

도전 페이스트에 이미 분산되어 있는 땜납 입자의 제타 전위의 측정 방법으로서는, 하기를 들 수 있다. 예를 들어, 도전 페이스트의 땜납 입자를 제외한 성분을 용해 가능한 용제에, 도전 페이스트 중의 땜납 입자를 제외한 성분을 용해시켜, 침전법이나, 원심 분리로 땜납 입자를 분취한 후, 메탄올로 세정하고, 상기 방법으로 측정할 수 있다. 이때, 도전 페이스트 중의 첨가제, 계면 활성제를 세정할 수 있는 용제로 세정을 행하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 메틸에틸케톤(MEK) 50g에, 도전 페이스트 1g을 첨가하고, 초음파로 23℃에서 1분간 분산시킨 후, 여과지로 땜납 입자를 분취한다. 그 후, 땜납 입자를 메탄올로 세정하고, 땜납 입자 0.05g을 칭량하고, 메탄올 10g에 넣어, 초음파 처리 등을 함으로써, 균일하게 분산시켜, 분산액을 얻는다. 이 분산액을 사용하고, 또한 벡크만 코울터사제 「Delsamax PRO」를 사용하여, 전기 영동 측정법으로 23℃에서 제타 전위를 측정할 수 있다. pH의 조정은 행하지 않을 수도 있다.

땜납 입자의 제타 전위는 바람직하게는 0mV 초과, 바람직하게는 10mV 이하, 보다 바람직하게는 5mV 이하, 한층 더 바람직하게는 1mV 이하, 더욱 바람직하게는 0.7mV 이하, 특히 바람직하게는 0.5mV 이하이다. 제타 전위가 상기 상한 이하이면, 도전 접속 시에 땜납 입자가 모이기 쉽다. 제타 전위가 0mV 이하이면, 실장 시에 전극 상으로의 땜납 입자의 응집이 불충분한 경우가 있다.

(가열에 의해 경화 가능한 화합물: 열경화성 성분)

상기 열경화성 화합물로서는, 옥세탄 화합물, 에폭시 화합물, 에피술피드 화합물, (메트)아크릴 화합물, 페놀 화합물, 아미노 화합물, 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리우레탄 화합물, 실리콘 화합물 및 폴리이미드 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전 페이스트의 경화성 및 점도를 한층 더 양호하게 하여, 접속 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서, 에폭시 화합물이 바람직하다.

상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 열경화성 화합물의 함유량은, 바람직하게는 20중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 50중량％ 이상, 바람직하게는 99중량％ 이하, 보다 바람직하게는 98중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 90중량％ 이하, 특히 바람직하게는 80중량％ 이하이다. 내충격성을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 열경화성 성분의 함유량은 많은 편이 바람직하다.

(열경화제: 열경화성 성분)

상기 열경화제는, 상기 열경화성 화합물을 열경화시킨다. 상기 열경화제로서는, 이미다졸 경화제, 아민 경화제, 페놀 경화제, 폴리티올 경화제, 산 무수물, 열 양이온 개시제 및 열 라디칼 발생제 등을 들 수 있다. 상기 열경화제는 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.

그 중에서도, 도전 페이스트를 저온에서 한층 더 빠르게 경화 가능하므로, 이미다졸 경화제, 폴리티올 경화제 또는 아민 경화제가 바람직하다. 또한, 가열에 의해 경화 가능한 경화성 화합물과 상기 열경화제를 혼합했을 때에 보존 안정성이 높아지므로, 잠재성의 경화제가 바람직하다. 잠재성의 경화제는, 잠재성 이미다졸 경화제, 잠재성 폴리티올 경화제 또는 잠재성 아민 경화제인 것이 바람직하다. 또한, 상기 열경화제는 폴리우레탄 수지 또는 폴리에스테르 수지 등의 고분자 물질로 피복되어 있을 수도 있다.

상기 이미다졸 경화제로서는, 특별히 한정되지 않고 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진 및 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물 등을 들 수 있다.

상기 폴리티올 경화제로서는, 특별히 한정되지 않고 트리메틸올프로판트리스-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨테트라키스-3-머캅토프로피오네이트 및 디펜타에리트리톨헥사-3-머캅토프로피오네이트 등을 들 수 있다.

상기 폴리티올 경화제의 용해도 파라미터는, 바람직하게는 9.5 이상, 바람직하게는 12 이하이다. 상기 용해도 파라미터는, 페도르(Fedors)법으로 계산된다. 예를 들어, 트리메틸올프로판트리스-3-머캅토프로피오네이트의 용해도 파라미터는 9.6, 디펜타에리트리톨헥사-3-머캅토프로피오네이트의 용해도 파라미터는 11.4이다.

상기 아민 경화제로서는, 특별히 한정되지 않고 헥사메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 3,9-비스(3-아미노프로필)-2,4,8,10-테트라스피로 [5.5]운데칸, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 메타페닐렌디아민 및 디아미노디페닐술폰 등을 들 수 있다.

상기 열 양이온 경화제로서는, 요오도늄계 양이온 경화제, 옥소늄계 양이온 경화제 및 술포늄계 양이온 경화제 등을 들 수 있다. 상기 요오도늄계 양이온 경화제로서는, 비스(4-tert-부틸페닐)요오도늄헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다. 상기 옥소늄계 양이온 경화제로서는, 트리메틸옥소늄테트라플루오로보레이트 등을 들 수 있다. 상기 술포늄계 양이온 경화제로서는, 트리-p-톨릴술포늄헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있다.

상기 열 라디칼 발생제로서는, 특별히 한정되지 않고 아조 화합물 및 유기 과산화물 등을 들 수 있다. 상기 아조 화합물로서는, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 등을 들 수 있다. 상기 유기 과산화물로서는, 디-tert-부틸퍼옥시드 및 메틸에틸케톤퍼옥시드 등을 들 수 있다.

상기 열경화제의 반응 개시 온도는, 바람직하게는 50℃ 이상, 보다 바람직하게는 70℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상, 바람직하게는 250℃ 이하, 보다 바람직하게는 200℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150℃ 이하, 특히 바람직하게는 140℃ 이하이다. 상기 열경화제의 반응 개시 온도가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 땜납 입자가 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치된다. 상기 열경화제의 반응 개시 온도는 80℃ 이상 140℃ 이하인 것이 특히 바람직하다.

땜납을 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 열경화제의 반응 개시 온도는, 상기 땜납 입자에 있어서의 땜납의 융점보다도 높은 것이 바람직하고, 5℃ 이상 높은 것이 보다 바람직하고, 10℃ 이상 높은 것이 더욱 바람직하다.

상기 열경화제의 반응 개시 온도는, DSC에서의 발열 피크의 상승 개시 온도를 의미한다.

상기 열경화제의 함유량은 특별히 한정되지 않는다. 상기 열경화성 화합물 100중량부에 대하여, 상기 열경화제의 함유량은, 바람직하게는 0.01중량부 이상, 보다 바람직하게는 1중량부 이상, 바람직하게는 200중량부 이하, 보다 바람직하게는 100중량부 이하, 더욱 바람직하게는 75중량부 이하이다. 열경화제의 함유량이 상기 하한 이상이면 도전 페이스트를 충분히 경화시키는 것이 용이하다. 열경화제의 함유량이 상기 상한 이하이면, 경화 후에 경화에 관여하지 않은 잉여의 열경화제가 잔존하기 어려워지고, 또한 경화물의 내열성이 한층 더 높아진다.

(플럭스)

상기 도전 페이스트는, 플럭스를 포함하는 것이 바람직하다. 플럭스의 사용에 의해, 땜납을 전극 상에 한층 더 효과적으로 배치할 수 있다. 해당 플럭스는 특별히 한정되지 않는다. 플럭스로서, 땜납 접합 등에 일반적으로 사용되고 있는 플럭스를 사용할 수 있다. 상기 플럭스로서는, 예를 들어 염화아연, 염화아연과 무기 할로겐화물의 혼합물, 염화아연과 무기산의 혼합물, 용융염, 인산, 인산의 유도체, 유기 할로겐화물, 히드라진, 유기산 및 송지 등을 들 수 있다. 상기 플럭스는 1종만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.

상기 용융염으로서는, 염화암모늄 등을 들 수 있다. 상기 유기산으로서는, 락트산, 시트르산, 스테아르산, 글루탐산 및 글루타르산 등을 들 수 있다. 상기 송지로서는, 활성화 송지 및 비활성화 송지 등을 들 수 있다. 상기 플럭스는, 카르복실기를 2개 이상 갖는 유기산, 송지인 것이 바람직하다. 상기 플럭스는, 카르복실기를 2개 이상 갖는 유기산일 수도 있고, 송지일 수도 있다. 카르복실기를 2개 이상 갖는 유기산, 송지의 사용에 의해, 전극간의 도통 신뢰성이 한층 더 높아진다.

상기 송지는 아비에트산을 주성분으로 하는 로진류이다. 플럭스는, 로진류인 것이 바람직하고, 아비에트산인 것이 보다 바람직하다. 이 바람직한 플럭스의 사용에 의해, 전극간의 도통 신뢰성이 한층 더 높아진다.

상기 플럭스의 융점은, 바람직하게는 50℃ 이상, 보다 바람직하게는 70℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상, 바람직하게는 200℃ 이하, 보다 바람직하게는 160℃ 이하, 한층 더 바람직하게는 150℃ 이하, 더욱 바람직하게는 140℃ 이하이다. 상기 플럭스의 융점이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 플럭스 효과가 한층 더 효과적으로 발휘되어, 땜납 입자가 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치된다. 상기 플럭스의 융점은 80℃ 이상, 190℃ 이하인 것이 바람직하다. 상기 플럭스의 융점은 80℃ 이상 140℃ 이하인 것이 특히 바람직하다.

융점이 80℃ 이상 190℃ 이하인 상기 플럭스로서는, 숙신산(융점 186℃), 글루타르산(융점 96℃), 아디프산(융점 152℃), 피멜산(융점 104℃), 수베르산(융점 142℃) 등의 디카르복실산, 벤조산(융점 122℃), 말산(융점 130℃) 등을 들 수 있다.

또한, 상기 플럭스의 비점은 200℃ 이하인 것이 바람직하다.

땜납을 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 플럭스의 융점은, 상기 땜납 입자에 있어서의 땜납의 융점보다도 낮은 것이 바람직하고, 5℃ 이상 낮은 것이 보다 바람직하고, 10℃ 이상 낮은 것이 더욱 바람직하다.

땜납을 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 플럭스의 융점은, 상기 열경화제의 반응 개시 온도보다도 낮은 것이 바람직하고, 5℃ 이상 낮은 것이 보다 바람직하고, 10℃ 이상 낮은 것이 더욱 바람직하다.

상기 플럭스는, 도전 페이스트 중에 분산되어 있을 수도 있고, 땜납 입자의 표면 상에 부착되어 있을 수도 있다.

상기 플럭스는, 가열에 의해 양이온을 방출하는 플럭스인 것이 바람직하다. 가열에 의해 양이온을 방출하는 플럭스의 사용에 의해, 땜납 입자를 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치할 수 있다.

상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 플럭스의 함유량은 바람직하게는 0.5중량％ 이상, 바람직하게는 30중량％ 이하, 보다 바람직하게는 25중량％ 이하이다. 상기 도전 페이스트는, 플럭스를 포함하고 있지 않을 수도 있다. 플럭스의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 땜납 및 전극의 표면에 산화 피막이 한층 더 형성되기 어려워지고, 또한 땜납 및 전극의 표면에 형성된 산화 피막을 한층 더 효과적으로 제거할 수 있다.

(필러)

상기 도전 페이스트에는, 필러를 첨가할 수도 있다. 필러는, 유기 필러일 수도 있고, 무기 필러일 수도 있다. 필러의 첨가에 의해, 땜납 입자의 응집되는 거리를 억제하여, 기판의 전체 전극 상에 대하여 땜납 입자를 균일하게 응집시킬 수 있다.

상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 필러의 함유량은 바람직하게는 0중량％(미함유) 이상, 바람직하게는 5중량％ 이하, 보다 바람직하게는 2중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 1중량％ 이하이다. 상기 필러의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 땜납 입자가 전극 상에 한층 더 효율적으로 배치된다.

(고유전율을 갖는 화합물)

상기 도전 페이스트에는, 수산기, 티올기 또는 카르복실기를 갖는 화합물, 아민 화합물 및 이미다졸 화합물 등의 고유전율을 갖는 화합물을 첨가할 수도 있다. 고유전율을 갖는 화합물은, 고유전율을 갖는 경화제일 수도 있다.

상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 고유전율을 갖는 화합물(고유전율 경화제 등)의 함유량은 바람직하게는 5중량부 이상, 보다 바람직하게는 10중량부 이상, 바람직하게는 40중량부 이하, 보다 바람직하게는 30중량부 이하이다. 또한, 상기 고유전율을 갖는 화합물은, 에폭시기와 반응하는 관능기를 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 상기 고유전율을 갖는 화합물의 유전율은 4 이상이며, 바람직하게는 5 이상, 바람직하게는 7 이하이다.

(다른 성분)

상기 도전 페이스트는, 필요에 따라, 예를 들어 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 활제, 대전 방지제 및 난연제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다.

(도전 페이스트의 다른 상세)

상기 도전 페이스트는 이방성 도전 페이스트인 것이 바람직하다.

상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 열경화성 성분의 함유량은 바람직하게는 10중량％ 이상, 보다 바람직하게는 20중량％ 이상, 한층 더 바람직하게는 30중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 40중량％ 이상, 또한 한층 바람직하게는 50중량％ 이상, 특히 바람직하게는 55중량％ 이상, 가장 바람직하게는 70중량％ 이상, 바람직하게는 99.99중량％ 이하, 보다 바람직하게는 99.9중량％ 이하이다. 상기 열경화성 성분의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간에 도전성 입자가 효율적으로 배치되고, 도전 페이스트에 의해 접속된 접속 대상 부재의 접속 신뢰성이 한층 더 높아진다.

상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 0.01중량％ 이상, 보다 바람직하게는 0.1중량％ 이상, 바람직하게는 80중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 45중량％ 이하이다. 상기 땜납 입자의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극간의 도통 신뢰성이 한층 더 높아진다.

본 발명에 있어서의 특정한 땜납 입자에 의해 도통 신뢰성을 높일 수 있으므로, 전극이 형성되어 있는 부분의 라인(L)이 50㎛ 이상 150㎛ 미만인 경우에, 상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 20중량％ 이상, 보다 바람직하게는 30중량％ 이상, 바람직하게는 55중량％ 이하, 보다 바람직하게는 45중량％ 이하이다.

본 발명에 있어서의 특정한 땜납 입자에 의해 도통 신뢰성을 높일 수 있으므로, 전극이 형성되어 있지 않은 부분의 스페이스(S)가 50㎛ 이상 150㎛ 미만인 경우에, 상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 30중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하이다.

또한, 본 발명에 있어서의 특정한 땜납 입자에 의해 도통 신뢰성을 높일 수 있으므로, 전극이 형성되어 있는 부분의 라인(L)이 150㎛ 이상 1000㎛ 미만인 경우에, 상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 30중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하이다.

본 발명에 있어서의 특정한 땜납 입자에 의해 도통 신뢰성을 높일 수 있으므로, 전극이 형성되어 있지 않은 부분의 스페이스(S)가 150㎛ 이상 1000㎛ 미만인 경우에, 상기 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 30중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하이다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시예에만 한정되지 않는다.

중합체 A:

비스페놀 F와 1,6-헥산디올디글리시딜에테르 및 비스페놀 F형 에폭시 수지의 반응물(중합체 A)의 합성:

비스페놀 F(4,4'-메틸렌비스페놀과 2,4'-메틸렌비스페놀과 2,2'-메틸렌비스페놀을 중량비로 2:3:1로 포함함) 72중량부, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르 70중량부, 비스페놀 F형 에폭시 수지(DIC사제 「에피클론(EPICLON) EXA-830CRP」) 30중량부를, 삼구 플라스크에 넣고, 질소 플로우 하에서, 150℃에서 용해시켰다. 그 후, 수산기와 에폭시기의 부가 반응 촉매인 테트라-n-부틸술포늄브로마이드 0.1중량부를 첨가하고, 질소 플로우 하에서, 150℃에서 6시간, 부가 중합 반응시킴으로써 반응물(중합체 A)을 얻었다.

NMR에 의해, 부가 중합 반응이 진행된 것을 확인하여, 반응물(중합체 A)이, 비스페놀 F에서 유래하는 수산기와 1,6-헥산디올디글리시딜에테르 및 비스페놀 F형 에폭시 수지의 에폭시기가 결합한 구조 단위를 주쇄에 갖고, 또한 에폭시기를 양쪽 말단에 갖는 것을 확인했다.

GPC에 의해 얻어진 반응물(중합체 A)의 중량 평균 분자량은 10000, 수 평균 분자량은 3500이었다.

중합체 B: 양쪽 말단 에폭시기 강직 골격 페녹시 수지, 미츠비시 가가쿠사제 「YX6900BH45」, 중량 평균 분자량 16000

열경화성 화합물 1: 레조르시놀형 에폭시 화합물, 나가세 켐텍스사제 「EX-201」

열경화성 화합물 2: 나프탈렌형 에폭시 화합물, DIC사제 「HP-4032D」

고유전율 경화제: 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토부티레이트)

열경화제: 쇼와덴코사제 「카렌즈 MT PE1」

플럭스: 아디프산, 와코 쥰야꾸 고교사제

땜납 입자 1 내지 6, 9의 제작 방법:

음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자: 땜납 입자 본체 200g과, 아디프산 40g과, 아세톤 70g을 삼구 플라스크에 칭량하고, 다음에 땜납 입자 본체의 표면의 수산기와 아디프산의 카르복실기의 탈수 축합 촉매인 디부틸주석옥시드 0.3g을 첨가하고, 60℃에서 4시간 반응시켰다. 그 후, 땜납 입자를 여과함으로써 회수했다.

회수한 땜납 입자와, 아디프산 50g과, 톨루엔 200g과, 파라톨루엔술폰산 0.3g을 삼구 플라스크에 칭량하고, 진공화 및 환류를 행하면서, 120℃에서 3시간 반응시켰다. 이때, 딘 스타크 추출 장치를 사용하여, 탈수 축합에 의해 생성한 물을 제거하면서 반응시켰다.

그 후, 여과에 의해 땜납 입자를 회수하고, 헥산으로 세정하고, 건조했다. 그 후, 얻어진 땜납 입자를 볼 밀로 해쇄한 후, 소정의 CV값으로 되도록 체를 선택했다.

음이온 중합체 2를 갖는 땜납 입자:

상기 음이온 중합체 1을 형성할 때에, 아디프산을 글루타르산으로 변경한 것 이외는, 음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자와 마찬가지로 하여, 땜납 입자를 얻었다.

(제타 전위 측정)

또한, 얻어진 땜납 입자를, 음이온 중합체 1 또는 음이온 중합체 2를 갖는 땜납 입자 0.05g을 메탄올 10g에 넣고, 초음파 처리를 함으로써, 균일하게 분산시켜, 분산액을 얻었다. 이 분산액을 사용하고, 또한 벡크만 코울터사제 「Delsamax PRO」를 사용하여, 전기 영동 측정법으로 제타 전위를 측정했다. 측정 시에, 액온을 23℃로 하고, pH의 조정은 행하지 않았다.

(음이온 중합체의 중량 평균 분자량)

땜납 입자 표면의 음이온 중합체 1의 중량 평균 분자량은 0.1N의 염산을 사용하여, 땜납을 용해한 후, 중합체를 여과에 의해 회수하고, GPC에 의해 구했다.

(땜납 입자의 CV값)

CV값을 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(호리바 세이사쿠쇼사제 「LA-920」)로 측정했다.

땜납 입자 1(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사제 「ST-3」을 선별한 땜납 입자 본체를 사용하여, 표면 처리를 행한 음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자, 평균 입자 직경 4㎛, CV값 7％, 표면의 제타 전위: +0.65mV, 중합체 분자량 Mw=6500)

땜납 입자 2(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사제 「ST-5」를 선별한 땜납 입자 본체를 사용하여, 표면 처리를 행한 음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자, 평균 입자 직경 6㎛, CV값 10％, 표면의 제타 전위: +0.61mV, 중합체 분자량 Mw=6800)

땜납 입자 3(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사제 「DS10」을 선별한 땜납 입자 본체를 사용하여, 표면 처리를 행한 음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자, 평균 입자 직경 13㎛, CV값 20％, 표면의 제타 전위: +0.48mV, 중합체 분자량 Mw=7000)

땜납 입자 4(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사제 「10-25」를 선별한 땜납 입자 본체를 사용하여, 표면 처리를 행한 음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자, 평균 입자 직경 25㎛, CV값 15％, 표면의 제타 전위: +0.4mV, 중합체 분자량 Mw=8000)

땜납 입자 5(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사제 「ST-3」을 선별한 땜납 입자 본체를 사용하여, 표면 처리를 행한 음이온 중합체 2를 갖는 땜납 입자, 평균 입자 직경 4㎛, CV값 7％, 표면의 제타 전위: +0.7mV, 중합체 분자량 Mw=7000)

땜납 입자 6(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사제 「10-25」를 선별한 땜납 입자를 사용하여, 표면 처리를 행한 음이온 중합체 2를 갖는 땜납 입자, 평균 입자 직경 25㎛, CV값 15％, 표면의 제타 전위: +0.5mV, 중합체 분자량 Mw=7500)

땜납 입자 7(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사제 「10-25」를 선별한 입자, 평균 입자 직경 22㎛, CV값 14％, 표면의 제타 전위: -27mV)

땜납 입자 8(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사제 「20-40」을 선별한 입자, 평균 입자 직경 38㎛, CV값 20％, 표면의 제타 전위: -25mV)

또한, 땜납 입자 1과 표면 처리량만을 상이하게 하여, 이하의 땜납 입자 9를 제작했다.

땜납 입자 9(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사제 「ST-3」을 선별한 땜납 입자 본체를 사용하여, 표면 처리를 행한 음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자, 평균 입자 직경 4㎛, CV값 7％, 표면의 제타 전위: +0.1mV, 중합체 분자량 Mw=6500)

도전성 입자 1: 수지 입자의 표면 상에 두께 1㎛의 구리층이 형성되어 있고, 해당 구리층의 표면에 두께 3㎛의 땜납층(주석:비스무트=43중량％:57중량％)이 형성되어 있는 도전성 입자

도전성 입자 1의 제작 방법:

평균 입자 직경 10㎛의 디비닐벤젠 수지 입자(세키스이 가가쿠 고교사제 「마이크로펄 SP-210」)를 무전해 니켈 도금하여, 수지 입자의 표면 상에 두께 0.1㎛의 하지 니켈 도금층을 형성했다. 계속해서, 하지 니켈 도금층이 형성된 수지 입자를 전해 구리 도금하여, 두께 1㎛의 구리층을 형성했다. 또한, 주석 및 비스무트를 함유하는 전해 도금액을 사용하여, 전해 도금하여, 두께 3㎛의 땜납층을 형성했다. 이와 같이 하여, 수지 입자의 표면 상에 두께 1㎛의 구리층이 형성되어 있고, 해당 구리층의 표면에 두께 3㎛의 땜납층(주석:비스무트=43중량％:57중량％)이 형성되어 있는 도전성 입자 1을 제작했다.

페녹시 수지(신닛테츠 스미킨 가가쿠사제 「YP-50S」)

(실시예 1 내지 12 및 15 내지 17)

(1) 이방성 도전 페이스트의 제작

하기의 표 1, 2에 나타내는 성분을 하기의 표 1, 2에 나타내는 배합량으로 배합하여, 이방성 도전 페이스트를 얻었다.

(2) 제1 접속 구조체(L/S=50㎛/50㎛)의 제작

L/S가 50㎛/50㎛인 구리 전극 패턴(구리 전극 두께 10㎛)을 상면에 갖는 유리 에폭시 기판(FR-4 기판)(제1 접속 대상 부재)을 준비했다. 또한, L/S가 50㎛/50㎛인 구리 전극 패턴(구리 전극 두께 10㎛)을 하면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(제2 접속 대상 부재)을 준비했다. 또한, 유리 에폭시 기판의 전극과 플렉시블 프린트 기판의 전극의 양쪽의 측면은, 내측을 향하여 경사져 있고, 경사져 있는 전극의 경사부 선단에서의 내각 C는 75도이다.

유리 에폭시 기판과 플렉시블 프린트 기판의 중첩 면적은 1.5㎝×4㎜로 하고, 접속한 전극수는 75쌍으로 했다.

상기 유리 에폭시 기판의 상면에, 제작 직후의 이방성 도전 페이스트를 두께 50㎛로 되도록 도공하여, 이방성 도전 페이스트층을 형성했다. 이어서, 이방성 도전 페이스트층의 상면에 상기 플렉시블 프린트 기판을, 전극끼리 대향하도록 적층했다. 이때, 가압을 행하지 않았다. 이방성 도전 페이스트층에는, 상기 플렉시블 프린트 기판의 중량은 가해진다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 185℃로 되도록 가열하면서, 땜납을 용융시키고, 또한 이방성 도전 페이스트층을 185℃에서 경화시켜, 제1 접속 구조체를 얻었다.

(3) 제2 접속 구조체(L/S=75㎛/75㎛)의 제작

L/S가 75㎛/75㎛인 구리 전극 패턴(구리 전극 두께 10㎛)을 상면에 갖는 유리 에폭시 기판(FR-4 기판)(제1 접속 대상 부재)을 준비했다. 또한, L/S가 75㎛/75㎛인 구리 전극 패턴(구리 전극 두께 10㎛)을 하면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(제2 접속 대상 부재)을 준비했다.

L/S가 상이한 상기 유리 에폭시 기판 및 플렉시블 프린트 기판을 사용한 것 이외는 제1 접속 구조체의 제작과 마찬가지로 하여, 제2 접속 구조체를 얻었다.

(4) 제3 접속 구조체(L/S=100㎛/100㎛)의 제작

L/S가 100㎛/100㎛인 구리 전극 패턴(구리 전극 두께 10㎛)을 상면에 갖는 유리 에폭시 기판(FR-4 기판)(제1 접속 대상 부재)을 준비했다. 또한, L/S가 100㎛/100㎛인 구리 전극 패턴(구리 전극 두께 10㎛)을 하면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(제2 접속 대상 부재)을 준비했다.

L/S가 상이한 상기 유리 에폭시 기판 및 플렉시블 프린트 기판을 사용한 것 이외는 제1 접속 구조체의 제작과 마찬가지로 하여, 제3 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 13)

전극 사이즈/전극간 스페이스(L/S)가 100㎛/100㎛(제3 접속 구조체용), 75㎛/75㎛(제2 접속 구조체용), 50㎛/50㎛(제1 접속 구조체용)인, 한변이 5㎜인 사각형의 반도체 칩(두께 400㎛)과, 거기에 대향하는 전극을 갖는 유리 에폭시 기판(사이즈 30×30㎜, 두께 0.4㎜)을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제1, 제2, 제3 접속 구조체를 얻었다.

(실시예 14)

제1, 제2, 제3 접속 구조체를 얻을 때에, 유리 에폭시 기판의 전극과 플렉시블 프린트 기판의 전극의 양쪽의 측면에 경사 구조를 없앤 것(내각 C는 90도) 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제1, 제2, 제3 접속 구조체를 얻었다.

(비교예 1 내지 4)

(1) 이방성 도전 페이스트의 제작

하기의 표 2에 나타내는 성분을 하기의 표 2에 나타내는 배합량으로 배합하여, 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제1, 제2, 제3 접속 구조체를 얻었다.

(비교예 4)

페녹시 수지(신닛테츠 스미킨 가가쿠사제 「YP-50S」) 10중량부를 메틸에틸케톤(MEK)에 고형분이 50중량％로 되도록 용해시켜, 용해액을 얻었다. 하기의 표 2에 나타내는 페녹시 수지를 제외한 성분을 하기의 표 2에 나타내는 배합량과, 상기 용해액의 전량을 배합하고, 유성식 교반기를 사용하여 2000rpm으로 5분간 교반한 후, 바 코터를 사용하여 건조 후의 두께가 30㎛이 되도록 이형 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름 위에 도공했다. 실온에서 진공 건조함으로써, MEK를 제거함으로써, 이방성 도전 필름을 얻었다.

이방성 도전 필름을 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제1, 제2, 제3 접속 구조체를 얻었다.

(비교예 5)

L/S가 100㎛/100㎛(제3 접속 구조체용), 75㎛/75㎛(제2 접속 구조체용), 50㎛/50㎛(제1 접속 구조체용)인 구리 전극 패턴(구리 전극 두께 10㎛)을 하면에 갖는 반도체 칩을 준비했다.

플렉시블 프린트 기판을 반도체 칩으로 변경한 것 이외는 비교예 1과 마찬가지로 하여, 제1, 제2, 제3 접속 구조체를 얻었다.

(평가)

(1) 점도

이방성 도전 페이스트의 25℃에서의 점도 η1을, E형 점도계(도키 산교사제)를 사용하여, 25℃ 및 5rpm의 조건에서 측정했다.

(2) 최저 용융 점도

25℃부터 땜납 입자의 융점 또는 도전성 입자 표면의 땜납의 융점까지의 온도 영역에서의, 이방성 도전 페이스트의 최저 용융 점도를 측정했다.

(3) 유전율

하기의 표 1, 2에 나타내는 배합 성분에 있어서, 도전 페이스트 중의 땜납 입자를 제외한 성분을 배합한 배합물을 준비했다. 이 배합물을 사용하여, 유전체 측정 장치(도요 테크니카사제, 126096W형)를 사용하여, 샘플 사이즈 직경 20㎜, 두께 100㎛, 인가 전압 0.2MV/m, 응답 스피드 8ms, 측정 스피드 115회/초의 조건에서, 유전율의 측정을 행했다.

(4) 접속부의 거리(전극간의 간격)

얻어진 제1 접속 구조체를 단면 관찰함으로써, 상하의 전극이 대향하고 있는 위치에 있어서의 접속부의 거리 D1(전극간의 간격)을 평가했다.

(5) 전극 상의 땜납의 배치 정밀도

얻어진 제1 접속 구조체의 단면(도 1에 도시하는 방향의 단면)에 있어서, 땜납의 전체 면적 100％ 중 전극간에 배치된 땜납부로부터 이격되어 경화물 중에 잔존하고 있는 땜납의 면적(％)을 평가했다. 또한, 5개의 단면에 있어서의 면적의 평균을 산출했다. 전극 상의 땜납의 배치 정밀도를 하기의 기준으로 판정했다.

[전극 상의 땜납의 배치 정밀도의 판정 기준]

○○: 단면에 나타나 있는 땜납의 전체 면적 100％ 중 전극간에 배치된 땜납부로부터 이격되어 경화물 중에 잔존하고 있는 땜납(땜납 입자)의 면적이 0％ 이상 1％ 이하

○: 단면에 나타나 있는 땜납의 전체 면적 100％ 중 전극간에 배치된 땜납부로부터 이격되어 경화물 중에 잔존하고 있는 땜납(땜납 입자)의 면적이 1％ 초과 10％ 이하

△: 단면에 나타나 있는 땜납의 전체 면적 100％ 중 전극간에 배치된 땜납부로부터 이격되어 경화물 중에 잔존하고 있는 땜납(땜납 입자)의 면적이 10％ 초과 30％ 이하

×: 단면에 나타나 있는 땜납의 전체 면적 100％ 중 전극간에 배치된 땜납부로부터 이격되어 경화물 중에 잔존하고 있는 땜납(땜납 입자)의 면적이 30％ 초과

(6) 상하의 전극간의 도통 신뢰성

얻어진 제1, 제2, 제3 접속 구조체(n=15개)에 있어서, 상하의 전극간의 접속 저항을 각각 4단자법에 의해 측정했다. 접속 저항의 평균값을 산출했다. 또한, 전압=전류×저항의 관계로부터, 일정한 전류를 흘렸을 때의 전압을 측정함으로써 접속 저항을 구할 수 있다. 도통 신뢰성을 하기의 기준으로 판정했다.

[도통 신뢰성의 판정 기준]

○○: 접속 저항의 평균값이 8.0Ω 이하

○: 접속 저항의 평균값이 8.0Ω 초과 10.0Ω 이하

△: 접속 저항의 평균값이 10.0Ω 초과 15.0Ω 이하

×: 접속 저항의 평균값이 15.0Ω 초과

(7) 인접하는 전극간의 절연 신뢰성

얻어진 제1, 제2, 제3 접속 구조체(n=15개)에 있어서, 온도 85℃ 및 습도 85％의 분위기 중에 100시간 방치 후, 인접하는 전극간에 5V를 인가하여, 저항값을 25개소에서 측정했다. 절연 신뢰성을 하기의 기준으로 판정했다.

[절연 신뢰성의 판정 기준]

○○: 접속 저항의 평균값이 10⁷Ω 이상

○: 접속 저항의 평균값이 10⁶Ω 이상 10⁷Ω 미만

△: 접속 저항의 평균값이 10⁵Ω 이상 10⁶Ω 미만

×: 접속 저항의 평균값이 10⁵Ω 미만

(8) 전극 상의 땜납의 배치 정밀도

제1 전극과 접속부와 제2 전극의 적층 방향으로 제1 전극과 제2 전극의 서로 대향하는 부분을 보았을 때에, 제1 전극과 제2 전극의 서로 대향하는 부분의 면적 100％ 중 접속부 중의 땜납부가 배치되어 있는 면적 A(％)를 평가했다. 또한, 5개의 단면에 있어서의 면적의 평균을 산출했다. 전극 상의 땜납의 배치 정밀도를 하기의 기준으로 판정했다.

[전극 상의 땜납의 배치 정밀도의 판정 기준]

○○: 상기 면적 A가 75％ 이상 100％ 이하

○: 상기 면적 A가 50％ 이상 75％ 미만

△: 상기 면적 A가 30％ 이상 50％ 미만

×: 상기 면적 A가 30％ 미만

(9) 임피던스의 측정

텍트로닉스(Tektronix)사제 「DSA8200 임피던스 측정 장치」를 사용하고, 프로브로서 텍트로닉스사제 「P80318」을 사용하여, TDR법으로 인접하는 전극에 있어서의 차동 임피던스를 측정했다. 제3 접속 구조체에서, 기판, FPC의 차동 임피던스(90Ω)에 대하여, 이방 도전 페이스트로 접속한 개소의 임피던스의 차이를 구했다. 임피던스의 측정을 하기의 기준으로 판정했다.

[임피던스의 측정 판정 기준]

○○: 접속한 개소의 차동 임피던스가 -5Ω 미만

○: 접속한 개소의 차동 임피던스가 -5Ω 이상 -10Ω 미만

△: 접속한 개소의 차동 임피던스가 -10Ω 이상 -15Ω 미만

×: 접속한 개소의 차동 임피던스가 -15Ω 이상

결과를 하기의 표 1, 2에 나타낸다.

실시예 1과 비교예 1의 결과의 차이와, 실시예 13과 비교예 5의 결과의 차이로부터, 제2 접속 대상 부재가 플렉시블 프린트 기판인 경우에, 제2 접속 대상 부재가 반도체 칩인 경우에 비하여, 본 발명의 도전 페이스트의 사용에 의한 도통 신뢰성의 향상 효과가 한층 더 효과적으로 얻어지는 것을 알 수 있다.

플렉시블 프린트 기판 대신에, 수지 필름 및 플렉시블 플랫 케이블을 사용한 경우에도 마찬가지이었다.

또한, 도 5의 (a), (b) 및 (c)에, 본 발명의 실시 형태에 포함되는 도전 페이스트를 사용한 접속 구조체의 일례를 나타냈다. 도 5의 (a) 및 (b)는 단면 화상이며, 도 5의 (c)는 평면 화상이다. 도 5의 (a), (b), (c)에서는, 전극간에 배치된 땜납부로부터 이격되어 경화물 중에 잔존하고 있는 땜납(땜납 입자)이 존재하고 있지 않음을 알 수 있다.

또한, 도 6의 (a), (b) 및 (c)에, 본 발명의 실시 형태에 포함되지 않는 도전 페이스트를 사용한 접속 구조체의 일례를 나타냈다. 도 6의 (a) 및 (b)는 단면 화상이며, 도 6의 (c)는 평면 화상이다. 도 6의 (a), (b), (c)에서는, 전극간에 배치된 땜납부로부터 이격되어 경화물 중에 잔존하고 있는 땜납(땜납 입자)이, 땜납부의 측방에 복수 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 접속부를 형성하는 공정에 있어서, 가압을 행해도, 도 6의 (a), (b) 및 (c)에 도시한 접속 구조체와 마찬가지의 접속 구조체가 얻어지는 것을 확인했다.

1, 1X…접속 구조체
2, 2Y…제1 접속 대상 부재
2a…제1 전극
3, 3Y…제2 접속 대상 부재
3a…제2 전극
4, 4X…접속부
4A, 4XA…땜납부
4B, 4XB…경화물부
11…도전 페이스트
11A…땜납 입자
11B…열경화성 성분

Claims (17)

1. 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자를 포함하고,
   상기 땜납 입자 표면의 제타 전위가 플러스인, 도전 페이스트.
2. 제1항에 있어서, 상기 땜납 입자가, 땜납 입자 본체와, 상기 땜납 입자 본체의 표면 상에 배치된 음이온 중합체를 갖는, 도전 페이스트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 도전 페이스트 중의 상기 땜납 입자를 제외한 성분을 사용하여 측정된 유전율이 3.4 이상 6 이하인, 도전 페이스트.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 25℃에서의 점도가 10Pa·s 이상 800Pa·s 이하인, 도전 페이스트.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 땜납 입자의 융점 이하의 온도 영역에서의 점도의 최저값이 0.1Pa·s 이상 10Pa·s 이하인, 도전 페이스트.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경이 1㎛ 이상 40㎛ 이하인, 도전 페이스트.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 도전 페이스트 100중량％ 중 상기 땜납 입자의 함유량이 10중량％ 이상 60중량％ 이하인, 도전 페이스트.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 땜납 입자의 입자 직경의 CV값이 5％ 이상 40％ 이하인, 도전 페이스트.
9. 적어도 1개의 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와,
   적어도 1개의 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재와,
   상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를 구비하며,
   상기 접속부가, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 도전 페이스트에 의해 형성되어 있고,
   상기 제1 전극과 상기 제2 전극이, 상기 접속부 중의 땜납부에 의해 전기적으로 접속되어 있는, 접속 구조체.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 접속부와 상기 제2 전극의 적층 방향으로 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 서로 대향하는 부분을 보았을 때에, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 서로 대향하는 부분의 면적 100％ 중의 50％ 이상에, 상기 접속부 중의 땜납부가 배치되어 있는, 접속 구조체.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 한 쪽의 측면이 내측을 향하여 경사져 있고, 경사져 있는 전극의 경사부 선단에서의 내각이 20도 이상 80도 이하인, 접속 구조체.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 접속 대상 부재가, 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판인, 접속 구조체.
13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 도전 페이스트를 사용하여, 적어도 1개의 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재의 표면 상에, 상기 도전 페이스트를 배치하는 공정과,
    상기 도전 페이스트의 상기 제1 접속 대상 부재측과는 반대인 표면 상에, 적어도 1개의 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재를, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 대향하도록 배치하는 공정과,
    상기 땜납 입자의 융점 이상이면서 상기 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로 상기 도전 페이스트를 가열함으로써, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재를 접속하고 있는 접속부를, 상기 도전 페이스트에 의해 형성하고, 또한 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을, 상기 접속부 중의 땜납부에 의해 전기적으로 접속하는 공정을 구비하는, 접속 구조체의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 접속부와 상기 제2 전극의 적층 방향으로 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 서로 대향하는 부분을 보았을 때에, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 서로 대향하는 부분의 면적 100％ 중의 50％ 이상에, 상기 접속부 중의 땜납부가 배치되어 있는 접속 구조체를 얻는, 접속 구조체의 제조 방법.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에 있어서, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해지는, 접속 구조체의 제조 방법.
16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 한 쪽의 측면이 내측을 향하여 경사져 있고, 경사져 있는 전극의 경사부 선단에서의 내각이 20도 이상 80도 이하인, 접속 구조체의 제조 방법.
17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 접속 대상 부재가, 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판인, 접속 구조체의 제조 방법.

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