KR20170094070A - 도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법 - Google Patents

도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170094070A
KR20170094070A KR1020167031969A KR20167031969A KR20170094070A KR 20170094070 A KR20170094070 A KR 20170094070A KR 1020167031969 A KR1020167031969 A KR 1020167031969A KR 20167031969 A KR20167031969 A KR 20167031969A KR 20170094070 A KR20170094070 A KR 20170094070A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
conductive paste
target member
solder particles
solder
Prior art date
Application number
KR1020167031969A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102431084B1 (ko
Inventor
히데아끼 이시자와
신야 우에노야마
Original Assignee
세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 filed Critical 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
Publication of KR20170094070A publication Critical patent/KR20170094070A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102431084B1 publication Critical patent/KR102431084B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/16—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive material in insulating or poorly conductive material, e.g. conductive rubber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/04—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11—Manufacturing methods
    • H01L2224/115—Manufacturing methods by chemical or physical modification of a pre-existing or pre-deposited material
    • H01L2224/1152—Self-assembly, e.g. self-agglomeration of the bump material in a fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

전극 사이의 간격을 고정밀도로 제어할 수 있고, 또한 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 배치할 수 있어, 전극 사이의 도통 신뢰성을 높일 수 있는 도전 페이스트를 제공한다. 본 발명에 따른 도전 페이스트는, 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재를 접속하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속하기 위해 사용되고, 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자와, 융점이 250℃ 이상인 복수의 스페이서를 포함하고, 상기 스페이서의 평균 입자 직경은 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경보다도 크다.

Description

도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법{ELECTROCONDUCTIVE PASTE, CONNECTION STRUCTURE, AND METHOD FOR MANUFACTURING CONNECTION STRUCTURE}
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 위해서, 예를 들어 플렉시블 프린트 기판과 유리 기판과의 접속(FOG(Film on Glass)), 반도체 칩과 플렉시블 프린트 기판과의 접속(COF(Chip on Film)), 반도체 칩과 유리 기판과의 접속(COG(Chip on Glass)), 및 플렉시블 프린트 기판과 유리 에폭시 기판과의 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 때는, 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 개재해서 전극 사이를 전기적으로 접속하여, 접속 구조체를 얻는다.
상기 이방성 도전 재료의 일례로서, 하기 특허문헌 1에는, 열경화성 수지를 포함하는 수지층과, 땜납 분말과, 경화제를 포함하고, 상기 땜납 분말과 상기 경화제가 상기 수지층 중에 존재하는 접착 테이프가 개시되어 있다. 이 접착 테이프는 필름 형상이며, 페이스트 형상은 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 가열해서 접착한다. 이에 의해, 접속 구조체를 얻는다.
또한, 하기 특허문헌 2에는, 제1 전자 부품의 접속부의 전극인 제1 전극과, 제2 전자 부품의 접속부의 전극인 제2 전극을 전기적으로 접속시키는 이방성 도전성의 접착제가 개시되어 있다. 상기 이방성 도전성의 접착제는 절연성 중합체 수지와, 접합 입자와, 스페이서 입자를 포함한다. 상기 접합 입자는 상기 이방성 도전성의 접착제에 인가되는 초음파에 의해 발생하는 열에 의해 용융된다. 상기 스페이서 입자는 상기 접합 입자보다 높은 융점을 갖는다. 상기 접합 입자로서는, 땜납 입자가 예시되어 있다.
WO2008/023452A1 일본 특허 공표 제2012-532979호 공보
특허문헌 1에 기재된 접착 테이프는 필름 형상이며, 페이스트 형상은 아니다. 이 때문에, 땜납 분말을 전극(라인) 상에 효율적으로 배치하는 것은 곤란하다. 예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 접착 테이프에서는, 땜납 분말의 일부가, 전극이 형성되어 있지 않은 영역(스페이스)에도 배치되기 쉽다. 전극이 형성되어 있지 않은 영역에 배치된 땜납 분말은 전극 사이의 도통에 기여하지 않는다.
또한, 땜납 분말을 포함하는 이방성 도전 페이스트이어도, 땜납 분말이 전극(라인) 상에 효율적으로 배치되지 않는 경우가 있다. 또한, 땜납 분말을 포함하는 이방성 도전 페이스트를 사용한 경우에는, 도전 접속 후에, 전극 사이의 간격에 변동이 발생하기 쉽다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 접착제에서도, 땜납 입자 등의 접합 입자가 전극(라인) 상에 효율적으로 배치되지 않는 경우가 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 땜납 입자 등의 접합 입자와는 별도로, 스페이서 입자를 사용했다고 해도, 접합 입자가 전극(라인) 상에 효율적으로 배치되지 않는 경우가 있다.
본 발명의 목적은, 전극 사이의 간격을 고정밀도로 제어할 수 있고, 또한 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 배치할 수 있어, 전극 사이의 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, 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재를 접속하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속하기 위해 사용되는 도전 페이스트이며, 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자와, 융점이 250℃ 이상인 복수의 스페이서를 포함하고, 상기 스페이서의 평균 입자 직경은 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경보다도 큰, 도전 페이스트가 제공된다.
본 발명에 따른 도전 페이스트의 한 특정한 국면에서는, 상기 스페이서가 절연성 입자이다.
본 발명에 따른 도전 페이스트의 한 특정한 국면에서는, 상기 도전 페이스트는, 상기 스페이서가 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 접하도록 사용된다.
본 발명에 따른 도전 페이스트의 한 특정한 국면에서는, 상기 도전 페이스트는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속할 때 상기 땜납 입자의 융점 이상이며 또한 상기 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로 가열하여, 복수의 상기 땜납 입자를 응집시켜, 일체화시켜서 사용된다.
본 발명에 따른 도전 페이스트의 한 특정한 국면에서는, 상기 스페이서의 평균 입자 직경의, 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경에 대한 비가 1.1 이상, 15 이하이다.
본 발명에 따른 도전 페이스트의 한 특정한 국면에서는, 상기 스페이서의 함유량이 0.1중량％ 이상, 10중량％ 이하이다.
본 발명에 따른 도전 페이스트의 한 특정한 국면에서는, 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경이 1㎛ 이상, 40㎛ 이하이다.
본 발명에 따른 도전 페이스트의 한 특정한 국면에서는, 상기 땜납 입자의 함유량이 10중량％ 이상, 80중량％ 이하이다.
본 발명에 따른 도전 페이스트의 한 특정한 국면에서는, 상기 땜납 입자의 중량％ 단위에서의 함유량의, 상기 스페이서의 중량％ 단위에서의 함유량에 대한 비가 2 이상, 100 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 구비하고, 상기 접속부의 재료가 상술한 도전 페이스트이며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이, 상기 접속부 중의 땜납부에 의해 전기적으로 접속되어 있고, 상기 스페이서가, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 접촉하고 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 반대의 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 이상이며 또한 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 접속하고, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 상기 스페이서를 접촉시키는 공정을 구비하는, 접속 구조체의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 접속 구조체의 제조 방법의 한 특정한 국면에서는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속할 때 상기 땜납 입자의 융점 이상이며 또한 상기 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로 가열하여, 복수의 상기 땜납 입자를 응집시켜, 일체화시킨다.
본 발명에 따른 접속 구조체의 제조 방법의 한 특정한 국면에서는, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에서, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해진다.
상기 제2 접속 대상 부재가 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 도전 페이스트는 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자와, 융점이 250℃ 이상인 복수의 스페이서를 포함하므로, 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재를 접속하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속한 경우에, 전극 사이의 간격을 고정밀도로 제어할 수 있고, 또한 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 배치할 수 있어, 전극 사이의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 도전 페이스트를 사용해서 얻어지는 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 도전 페이스트를 사용하여, 접속 구조체를 제조하는 방법의 일례의 각 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 접속 구조체의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 접속 구조체의 변형예를 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 상세를 설명한다.
(도전 페이스트)
본 발명에 따른 도전 페이스트는, 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재를 접속하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속하기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 도전 페이스트는 열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자와, 융점이 250℃ 이상인 복수의 스페이서를 포함한다.
본 발명에 따른 도전 페이스트에서는, 상기 스페이서의 평균 입자 직경은 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경보다도 크다.
본 발명에 따른 도전 페이스트에서는, 상기 구성이 채용되어 있으므로, 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에, 전극 사이의 간격을 고정밀도로 제어할 수 있다. 또한, 땜납 입자가 전극 사이에 모일 때 스페이서에 의해 상하의 전극의 간격이 충분히 확보되므로, 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, 전극 사이의 도통 신뢰성을 높일 수 있다. 게다가, 접속되어서는 안되는 가로 방향에 인접하는 전극 사이의 전기적인 접속을 방지할 수 있어, 절연 신뢰성을 높일 수 있다. 본 발명에서는, 스페이서를 배합함으로써, 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 배치할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 스페이서를 간단히 배합하고 있을 뿐만 아니라, 스페이서와 땜납 입자와의 평균 입자 직경을 특정한 범위로 설정하고 있기 때문에, 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 배치할 수 있다. 특정한 평균 입자 직경을 갖는 스페이서의 사용은, 접속되어야 할 상하의 전극 사이에 있어서의 땜납의 양 및 배치 정밀도의 향상에 크게 기여한다.
상기 스페이서의 평균 입자 직경이 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경보다도 큼으로써, 땜납 입자가 전극 상에 이동할 때, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재와의 사이에 땜납 입자가 이동할 수 있는 간격이 확보되어, 땜납 입자의 이동이 촉진된다. 결과로서, 상하의 전극 사이에 배치되는 땜납량이 많아지므로, 전극 사이의 도통 신뢰성이 높아진다.
또한, 본 발명에서는, 스페이서의 사용에 의해, 스페이서가 상하의 전극 간격을 규제할 뿐만 아니라, 스페이서가 땜납 입자의 응집성을 높이는 것에 기여하는 것을 알아내었다.
또한, 본 발명에서는, 전극 사이의 위치 어긋남을 방지할 수 있다. 본 발명에서는, 도전 페이스트를 도포한 제1 접속 대상 부재에, 제2 접속 대상 부재를 중첩했을 때, 제1 접속 대상 부재의 전극과 제2 접속 대상 부재의 전극의 얼라인먼트가 어긋난 상태에서, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재가 중첩된 경우에도, 그 어긋남을 보정하여, 제1 접속 대상 부재의 전극과 제2 접속 대상 부재의 전극을 접속시킬 수 있다(셀프 얼라인먼트 효과).
또한, 상기 땜납 입자가 아니라, 땜납에 의해 형성되어 있지 않은 기재 입자와 기재 입자의 표면 상에 배치된 땜납층을 구비하는 도전성 입자를 사용한 경우에는, 전극 상에 도전성 입자가 모이기 어려워져, 도전성 입자끼리의 땜납 접합성이 낮기 때문에, 전극 상에 이동한 도전성 입자가 전극 밖으로 이동하기 쉬워진다. 이 때문에, 전극 사이의 위치 어긋남의 억제 효과도 낮아진다.
땜납 입자를 전극 상에 보다 한층 효율적으로 배치하기 위해서, 상기 도전 페이스트의 25℃에서의 점도(η25)는 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 점도(η25)는, 배합 성분의 종류 및 배합량으로 적절히 조정 가능하다. 또한, 필러의 사용에 의해, 점도를 비교적 높게 할 수 있다.
상기 점도(η25)는, 예를 들어 E형 점도계(도끼 산교사 제조) 등을 사용하여, 25℃ 및 5rpm의 조건에서 측정 가능하다.
본 발명에 따른 도전 페이스트는, 후술하는 본 발명에 따른 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법에 적합하게 사용할 수 있다.
도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 도전 페이스트는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속할 때 상기 땜납 입자의 융점 이상이며 또한 상기 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로 가열하여, 복수의 상기 땜납 입자를 응집시켜, 일체화시켜서 사용되는 것이 바람직하다. 복수의 땜납 입자의 일체화에 의해, 보다 대면적의 땜납부가 형성된다. 1개의 땜납부에 있어서, 도전 페이스트 중의 2 이상의 땜납 입자가 일체화되어 있는 것이 바람직하고, 도전 페이스트 중의 3 이상의 땜납 입자가 일체화되어 있는 것이 보다 바람직하고, 도전 페이스트 중의 5 이상의 땜납 입자가 일체화되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
상기 도전 페이스트는, 전극의 전기적인 접속에 적합하게 사용된다. 상기 도전 페이스트는 회로 접속 재료인 것이 바람직하다.
이하, 상기 도전 페이스트에 포함되는 각 성분을 설명한다.
(땜납 입자)
상기 땜납 입자는, 땜납을 도전성의 외표면에 갖는다. 상기 땜납 입자는, 중심 부분 및 도전성의 외표면의 모두가 땜납에 의해 형성되어 있다. 상기 땜납 입자는, 상기 땜납 입자의 중심 부분 및 도전성의 외표면의 모두가 땜납인 입자이다.
전극 상에 땜납 입자를 효율적으로 모으는 관점에서는, 상기 땜납 입자의 표면의 제타 전위가 플러스인 것이 바람직하다. 단, 본 발명에서는, 상기 땜납 입자의 표면의 제타 전위가 플러스가 아니어도 된다.
제타 전위는 이하와 같이 해서 측정된다.
제타 전위의 측정 방법:
땜납 입자 0.05g을, 메탄올 10g에 넣고, 초음파 처리 등을 함으로써, 균일하게 분산시켜 분산액을 얻는다. 이 분산액을 사용해서, 또한 Beckman Coulter사 제조 「Delsamax PRO」를 사용하여, 전기 영동 측정법으로, 23℃에서 제타 전위를 측정할 수 있다.
땜납 입자의 제타 전위는 바람직하게는 0mV 이상, 보다 바람직하게는 0mV를 초과하고, 바람직하게는 10mV 이하, 보다 바람직하게는 5mV 이하, 보다 한층 바람직하게는 1mV 이하, 더욱 바람직하게는 0.7mV 이하, 특히 바람직하게는 0.5mV 이하이다. 제타 전위가 상기 상한 이하이면, 사용 전의 도전 페이스트 중에서, 땜납 입자가 응집되기 어려워진다. 제타 전위가 0mV 이상이면, 실장 시에 전극 상에 땜납 입자가 효율적으로 응집된다.
표면의 제타 전위를 플러스로 하는 것이 용이하므로, 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 중합체가 되는 화합물로 표면 처리함으로써 얻어지는 것이 바람직하다. 상기 땜납 입자는, 음이온 중합체 또는 음이온 중합체가 되는 화합물에 의한 표면 처리물인 것이 바람직하다. 상기 음이온 중합체 및 상기 음이온 중합체가 되는 화합물은 각각, 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
땜납 입자 본체를 음이온 중합체로 표면 처리하는 방법으로서는, 음이온 중합체로서, 예를 들어 (메트)아크릴산을 공중합한 (메트)아크릴 중합체, 디카르복실산과 디올로부터 합성되고 또한 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리에스테르 중합체, 디카르복실산의 분자간 탈수 축합 반응에 의해 얻어지고 또한 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 중합체, 디카르복실산과 디아민으로부터 합성되고 또한 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리에스테르 중합체, 및 카르복실기를 갖는 변성 폴리비닐알코올(닛본 고세 가가꾸사 제조 「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-), 술폰산 이온기(-SO3-) 및 인산 이온기(-PO4-) 등을 들 수 있다.
또한, 다른 방법으로서는, 땜납 입자 본체의 표면의 수산기와 반응하는 관능기를 갖고, 또한 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 및 이소시아네이트기 등을 들 수 있고, 부가, 축합 반응에 의해 중합하는 관능기로서는, 수산기, 카르복실기, 아미노기 및 (메트)아크릴로일기를 들 수 있다.
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 입자 본체의 표면 상에 음이온 중합체를 배치하는 것이 용이하고, 땜납 입자의 표면의 제타 전위를 플러스로 하는 것이 용이해서, 전극 상에 땜납 입자를 보다 한층 효율적으로 배치할 수 있다.
상기 중량 평균 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된 폴리스티렌 환산에서의 중량 평균 분자량을 나타낸다.
땜납 입자 본체를 음이온 중합체가 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.
상기 땜납은 융점이 450℃ 이하인 금속(저융점 금속)인 것이 바람직하다. 상기 땜납 입자는, 융점이 450℃ 이하인 금속 입자(저융점 금속 입자)인 것이 바람직하다. 상기 저융점 금속 입자는, 저융점 금속을 포함하는 입자이다. 해당 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 전극과의 접속 신뢰성이 보다 한층 높아진다.
또한, 상기 주석의 함유량은, 고주파 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석 장치(호리바 세이사꾸쇼사 제조 「ICP-AES」) 또는 형광 X선 분석 장치(시마즈 세이사꾸쇼사 제조 「EDX-800HS」) 등을 사용하여 측정 가능하다.
상기 땜납 입자를 사용함으로써, 땜납이 용융해서 전극에 접합하여, 땜납부가 전극 사이를 도통시킨다. 예를 들어, 땜납부와 전극이 점 접촉이 아니라 면 접촉하기 쉽기 때문에, 접속 저항이 낮아진다. 또한, 땜납 입자의 사용에 의해, 땜납부와 전극과의 접합 강도가 높아지는 결과, 땜납부와 전극과의 박리가 보다 한층 발생하기 어려워져, 도통 신뢰성 및 접속 신뢰성이 효과적으로 높아진다.
상기 땜납 입자를 구성하는 금속(저융점 금속)은 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. 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 용가재(溶加材)인 것이 바람직하다. 상기 땜납 입자의 조성으로서는, 예를 들어 아연, 금, 은, 납, 구리, 주석, 비스무트, 인듐 등을 포함하는 금속 조성을 들 수 있다. 저융점이고 납 프리인 주석-인듐계(117℃ 공정(共晶)), 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 전극과의 접합 강도를 보다 한층 높이기 위해서, 상기 땜납 입자는 니켈, 구리, 안티몬, 알루미늄, 아연, 철, 금, 티타늄, 인, 게르마늄, 텔루륨, 코발트, 비스무트, 망간, 크롬, 몰리브덴, 팔라듐 등의 금속을 포함하고 있어도 된다. 또한, 땜납부와 전극과의 접합 강도를 더 한층 높이는 관점에서는, 상기 땜납 입자는 니켈, 구리, 안티몬, 알루미늄 또는 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 땜납부와 전극과의 접합 강도를 보다 한층 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 80㎛ 미만, 보다 한층 바람직하게는 75㎛ 이하, 보다 한층 바람직하게는 60㎛ 이하, 보다 한층 바람직하게는 40㎛ 이하, 보다 한층 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 보다 한층 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 산출하는 것이나, 레이저 회절식 입도 분포 측정을 행함으로써 구할 수 있다.
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 보다 한층 효율적으로 배치할 수 있다. 단, 상기 땜납 입자의 입자 직경의 변동 계수는 5％ 미만이어도 된다.
상기 변동 계수(CV값)는 하기 식으로 표현된다.
CV값(％)=(ρ/Dn)×100
ρ: 땜납 입자의 입자 직경의 표준 편차
Dn: 땜납 입자의 입자 직경의 평균값
상기 땜납 입자의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 상기 땜납 입자의 형상은 구 형상이어도 되고, 편평 형상 등의 구 형상 이외의 형상이어도 된다.
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 보다 한층 효율적으로 배치할 수 있고, 전극 사이에 땜납 입자를 많이 배치하는 것이 용이해서, 도통 신뢰성이 보다 한층 높아진다. 도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 땜납 입자의 함유량은 많은 것이 바람직하다.
전극이 형성되어 있는 부분의 라인(L)이 50㎛ 이상, 150㎛ 미만인 경우에, 도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 도전 페이스트 100중량％ 중, 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 20중량％ 이상, 보다 바람직하게는 30중량％ 이상, 바람직하게는 55중량％ 이하, 보다 바람직하게는 45중량％ 이하이다.
전극이 형성되어 있지 않은 부분의 스페이스(S)가 50㎛ 이상, 150㎛ 미만인 경우에, 도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 도전 페이스트 100중량％ 중, 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 30중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하이다.
전극이 형성되어 있는 부분의 라인(L)이 150㎛ 이상, 1000㎛ 미만인 경우에, 도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 도전 페이스트 100중량％ 중, 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 30중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하이다.
전극이 형성되어 있지 않은 부분의 스페이스(S)가 150㎛ 이상, 1000㎛ 미만인 경우에, 도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 도전 페이스트 100중량％ 중, 상기 땜납 입자의 함유량은 바람직하게는 30중량％ 이상, 보다 바람직하게는 40중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하이다.
(스페이서)
상기 스페이서는, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 접하도록 적합하게 사용된다. 따라서, 본 발명에 따른 도전 페이스트는, 상기 스페이서가 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 접하도록 적합하게 사용된다. 상기 스페이서는, 상기 제1 접속 대상 부재의 상기 제1 전극(상기 제1 전극이 설치되어 있는 영역)과 상기 제2 접속 대상 부재의 상기 제2 전극(상기 제2 전극이 설치되어 있는 영역)의 양쪽에 접하도록 적합하게 사용된다. 상기 스페이서는, 상기 제1 접속 대상 부재의 상기 제1 전극이 설치되어 있지 않은 영역과 상기 제2 접속 대상 부재의 상기 제2 전극이 설치되어 있지 않은 영역의 양쪽에도 접하도록 적합하게 사용된다. 도전 접속 시에 땜납이 전극 사이에 모이려고 하는 작용에 의해, 스페이서는 전극이 설치되어 있지 않은 영역에 이동하기 쉽다. 한편, 상기 스페이서는 전극 사이에 배치되는 경우가 있다.
상기 스페이서의 융점은 250℃ 이상이다. 제1 전극과 제2 전극의 전기적인 접속 시에, 상기 스페이서가 용융하지 않도록, 융점이 높게 설정되어 있다. 상기 스페이서의 융점의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 상기 스페이서의 융점은 400℃ 이하이어도 된다.
스페이서의 용융을 보다 한층 방지하는 관점에서는, 상기 스페이서의 융점은 바람직하게는 300℃ 이상, 보다 바람직하게는 350℃ 이상이다.
상기 스페이서는 수지 입자이어도 된다. 수지 입자의 재료로서는, 예를 들어 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥시드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 디비닐벤젠 중합체 및 비닐벤젠-스티렌 공중합체나 디비닐벤젠-(메트)아크릴산에스테르 공중합체 등의 디비닐벤젠계 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 수지 입자의 경도를 적합한 범위로 용이하게 제어할 수 있으므로, 상기 수지 입자의 재료는, 에틸렌성 불포화 기를 갖는 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킨 중합체인 것이 바람직하다. 특히, 디비닐벤젠 중합체, 폴리이미드 또는 폴리아미드이미드가 바람직하다.
또한, 상기 스페이서의 재료로서는, 수지 이외에, 실리카, 유리, 석영, 실리콘, 금속 및 금속 산화물 등을 들 수 있다. 상기 스페이서의 재료는 금속이 아니어도 된다. 상기 스페이서의 재료는 수지인 것이 바람직하고, 디비닐벤젠계 공중합체인 것이 보다 바람직하다. 상기 디비닐벤젠계 공중합체는, 예를 들어 공중합 성분으로서 디비닐벤젠을 포함한다.
가로 방향에 인접하는 전극 사이에 스페이서가 배치되는 경우가 있으므로, 절연 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 스페이서는 절연성 입자인 것이 바람직하다.
상기 스페이서의 평균 입자 직경은 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 25㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 75㎛ 이하, 보다 한층 바람직하게는 50㎛ 이하이다. 상기 스페이서의 평균 입자 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 간격을 보다 한층 고정밀도로 제어할 수 있고, 땜납 입자를 전극 상에 보다 한층 효율적으로 배치할 수 있다.
상기 스페이서의 「평균 입자 직경」은 수 평균 입자 직경을 나타낸다. 스페이서의 평균 입자 직경은 예를 들어 임의의 스페이서 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰하여, 평균값을 산출하는 것이나, 레이저 회절식 입도 분포 측정을 행함으로써 구할 수 있다.
전극 사이를 고정밀도로 제어하고, 땜납을 전극 상에 효율적으로 배치하는 관점에서, 상기 스페이서의 평균 입자 직경은 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경보다도 크다.
전극 사이를 보다 한층 고정밀도로 제어하고, 땜납을 전극 상에 보다 한층 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 스페이서의 평균 입자 직경의, 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경에 대한 비(스페이서의 평균 입자 직경/땜납 입자의 평균 입자 직경)는 바람직하게는 1.1 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상, 더욱 바람직하게는 2 이상, 바람직하게는 15 이하, 보다 바람직하게는 10 이하, 더욱 바람직하게는 8 이하이다. 전극 사이를 더한층 고정밀도로 제어하고, 땜납을 전극 상에 더한층 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 스페이서의 평균 입자 직경의, 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경에 대한 비(스페이서의 평균 입자 직경/땜납 입자의 평균 입자 직경)는 바람직하게는 1.0 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상, 바람직하게는 15 이하, 보다 바람직하게는 10 이하이다.
상기 스페이서의 입자 직경의 변동 계수는 바람직하게는 3％ 이상, 보다 바람직하게는 5％ 이상, 바람직하게는 30％ 이하, 보다 바람직하게는 20％ 이하이다. 상기 입자 직경의 변동 계수가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 간격을 보다 한층 고정밀도로 제어할 수 있다.
상기 변동 계수(CV값)는 하기 식으로 표현된다.
CV값(％)=(ρ/Dn)×100
ρ: 스페이서의 입자 직경의 표준 편차
Dn: 스페이서의 입자 직경의 평균값
전극 사이를 보다 한층 고정밀도로 제어하고, 땜납을 전극 상에 보다 한층 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 땜납 입자의 중량％ 단위에서의 함유량(도전 페이스트 100중량％ 중)의, 상기 스페이서의 중량％ 단위에서의 함유량(도전 페이스트 100중량％ 중)에 대한 비(땜납 입자의 함유량(중량％)/스페이서의 함유량(중량％))는 바람직하게는 2 이상, 보다 바람직하게는 5 이상, 더욱 바람직하게는 10 이상, 바람직하게는 100 이하, 보다 바람직하게는 80 이하, 더욱 바람직하게는 70이다.
전극 사이를 보다 한층 고정밀도로 제어하고, 땜납을 전극 상에 보다 한층 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 스페이서의 10％ K값(10％ 압축했을 때의 압축 탄성률)는 바람직하게는 2000N/mm2 이상, 보다 바람직하게는 3500N/mm2 이상, 바람직하게는 8000N/mm2 이하, 보다 바람직하게는 6000N/mm2 이하이다. 또한, 상기 스페이서의 10％ K값이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 스페이서가 제1 전극과 제2 전극의 양쪽에 접한 후에, 스페이서의 과도한 이동을 방지할 수 있고, 땜납 입자의 응집이 촉진되어, 제1 전극과 제2 전극의 위치 어긋남도 방지할 수 있고, 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 스페이서의 10％ K값은 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.
미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 50㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서, 25℃, 최대 시험 하중 90mN을 30초에 걸쳐 부하하는 조건 하에서 스페이서를 압축한다. 이때의 하중값(N) 및 압축 변위(mm)를 측정한다. 얻어진 측정값으로부터, 압축 탄성률을 하기 식에 의해 구할 수 있다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다.
K값(N/mm2)=(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2
F: 스페이서가 10％ 압축 변형되었을 때의 하중값(N)
S: 스페이서가 10％ 압축 변형되었을 때의 압축 변위(mm)
R: 스페이서의 반경(mm)
전극 사이를 보다 한층 고정밀도로 제어하고, 땜납을 전극 상에 보다 한층 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 스페이서의 압축 회복률은 바람직하게는 30％ 이상, 보다 바람직하게는 40％ 이상, 바람직하게는 80％ 이하, 보다 바람직하게는 70％ 이하이다. 또한, 상기 스페이서의 압축 회복률이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 스페이서가 제1 전극과 제2 전극의 양쪽에 접한 후에, 스페이서의 과도한 이동을 방지할 수 있고, 땜납 입자의 응집이 촉진되어, 제1 전극과 제2 전극의 위치 어긋남도 방지할 수 있고, 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 압축 회복률은 이하와 같이 해서 측정할 수 있다.
시료대 상에 스페이서를 살포한다. 살포된 스페이서 1개에 대해서, 미소 압축 시험기를 사용하여, 원기둥(직경 100㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서, 25℃에서, 스페이서의 중심 방향으로, 스페이서가 40％ 압축 변형될 때까지 부하(반전 하중값)를 부여한다. 그 후, 원점용 하중값(0.40mN)까지 제하를 행한다. 그 동안의 하중-압축 변위를 측정하여, 하기 식으로부터 압축 회복률을 구할 수 있다. 또한, 부하 속도는 0.33mN/초로 한다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사 제조 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다.
압축 회복률(％)=[(L1-L2)/L1]×100
L1: 부하를 부여할 때의 원점용 하중값으로부터 반전 하중값에 이르기까지의 압축 변위
L2: 부하를 해방할 때의 반전 하중값으로부터 원점용 하중값에 이르기까지의 제하 변위
상기 도전 페이스트 100중량％ 중, 상기 스페이서의 함유량은 바람직하게는 0.1중량％ 이상, 보다 바람직하게는 0.5중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 1중량％ 이상, 바람직하게는 10중량％ 이하, 보다 바람직하게는 5중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 4중량％ 이하, 특히 바람직하게는 3중량％ 이하이다. 상기 스페이서의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 사이의 간격을 보다 한층 고정밀도로 제어할 수 있고, 전극 상에 땜납 입자를 보다 한층 효율적으로 배치할 수 있으며, 전극 사이에 땜납 입자를 많이 배치하는 것이 용이해서, 도통 신뢰성이 보다 한층 높아진다.
(열경화성 화합물: 열경화성 성분)
상기 열경화성 화합물은 가열에 의해 경화 가능한 화합물이다. 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. 도전 페이스트의 경화성 및 점도를 보다 한층 양호하게 하고, 접속 신뢰성을 보다 한층 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 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 열경화성 성분의 함유량은 많은 것이 바람직하다.
(열경화제: 열경화성 성분)
상기 열경화제는 상기 열경화성 화합물을 열경화시킨다. 상기 열경화제로서는, 이미다졸 경화제, 아민 경화제, 페놀 경화제, 폴리티올 경화제 등의 티올 경화제, 산 무수물, 열 양이온 개시제(열 양이온 경화제) 및 열 라디칼 발생제 등을 들 수 있다. 상기 열경화제는 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
도전 페이스트를 저온에서 보다 한층 빠르게 경화 가능하므로, 이미다졸 경화제, 티올 경화제 또는 아민 경화제가 바람직하다. 또한, 가열에 의해 경화 가능한 경화성 화합물과 상기 열경화제를 혼합했을 때 보존 안정성이 높아지므로, 잠재성의 경화제가 바람직하다. 잠재성의 경화제는 잠재성 이미다졸 경화제, 잠재성 티올 경화제 또는 잠재성 아민 경화제인 것이 바람직하다. 또한, 상기 열경화제는 폴리우레탄 수지 또는 폴리에스테르 수지 등의 고분자 물질로 피복되어 있어도 된다.
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 티올 경화제로서는, 특별히 한정되지 않고 트리메틸올프로판트리스-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨테트라키스-3-머캅토프로피오네이트 및 디펜타에리트리톨헥사-3-머캅토프로피오네이트 등을 들 수 있다.
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 개시제로서는, 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 보다 한층 효율적으로 배치된다. 상기 열경화제의 반응 개시 온도는 80℃ 이상, 140℃ 이하인 것이 특히 바람직하다.
땜납을 전극 상에 보다 한층 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 개시의 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 보다 한층 높아진다.
(플럭스)
상기 도전 페이스트는 플럭스를 포함하는 것이 바람직하다. 플럭스의 사용에 의해, 땜납을 전극 상에 보다 한층 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 할로겐화물과의 혼합물, 염화아연과 무기산과의 혼합물, 용융염, 인산, 인산의 유도체, 유기 할로겐화물, 히드라진, 유기산 및 송지 등을 들 수 있다. 상기 플럭스는 1종만이 사용되어도 되고, 2종 이상이 병용되어도 된다.
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 유기산이어도 되고, 송지이어도 된다. 카르복실기를 2개 이상 갖는 유기산, 송지의 사용에 의해, 전극 사이의 도통 신뢰성이 보다 한층 높아진다.
상기 송지는 아비에트산을 주성분으로 하는 로진류이다. 플럭스는 로진류인 것이 바람직하고, 아비에트산인 것이 보다 바람직하다. 이 바람직한 플럭스의 사용에 의해, 전극 사이의 도통 신뢰성이 보다 한층 높아진다.
상기 플럭스의 활성 온도(융점)는 바람직하게는 50℃ 이상, 보다 바람직하게는 70℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상, 바람직하게는 200℃ 이하, 보다 바람직하게는 190℃ 이하, 보다 한층 바람직하게는 160℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150℃ 이하, 더한층 바람직하게는 140℃ 이하이다. 상기 플럭스의 활성 온도가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 플럭스 효과가 보다 한층 효과적으로 발휘되어, 땜납 입자가 전극 상에 보다 한층 효율적으로 배치된다. 상기 플럭스의 활성 온도는 80℃ 이상, 190℃ 이하인 것이 바람직하다. 상기 플럭스의 활성 온도는 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 보다 한층 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 플럭스의 융점은 상기 땜납 입자에 있어서의 땜납의 융점보다도 높은 것이 바람직하고, 5℃ 이상 높은 것이 보다 바람직하고, 10℃ 이상 높은 것이 더욱 바람직하다.
땜납을 전극 상에 보다 한층 효율적으로 배치하는 관점에서는, 상기 플럭스의 융점은 상기 열경화제의 반응 개시 온도보다도 높은 것이 바람직하고, 5℃ 이상 높은 것이 보다 바람직하고, 10℃ 이상 높은 것이 더욱 바람직하다.
플럭스의 융점이 땜납의 융점보다 높음으로써, 전극 부분에 땜납 입자를 효율적으로 응집시킬 수 있다. 이것은, 접합 시에 열을 부여한 경우, 접속 대상 부재 상에 형성된 전극과, 전극 주변의 접속 대상 부재의 부분을 비교하면, 전극 부분의 열전도율이 전극 주변의 접속 대상 부재 부분의 열전도율보다도 높음으로써, 전극 부분의 승온이 빠른 것에 기인한다. 땜납 입자의 융점을 초과한 단계에서는, 땜납 입자의 내부는 용해하지만, 표면에 형성된 산화 피막은 플럭스의 융점(활성 온도)에 달하지 않았으므로, 제거되지 않는다. 이 상태에서, 전극 부분의 온도가 먼저, 플럭스의 융점(활성 온도)에 달하기 때문에, 우선적으로 전극 상에 도달한 땜납 입자의 표면의 산화 피막이 제거되어, 땜납 입자가 전극의 표면 상에 번질 수 있다. 이에 의해, 전극 상에 효율적으로 땜납 입자를 응집시킬 수 있다.
상기 플럭스는 도전 페이스트 중에 분산되어 있어도 되고, 땜납 입자의 표면 상에 부착되어 있어도 된다.
상기 플럭스는 가열에 의해 양이온을 방출하는 플럭스인 것이 바람직하다. 가열에 의해 양이온을 방출하는 플럭스의 사용에 의해, 땜납 입자를 전극 상에 보다 한층 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 않아도 된다. 플럭스의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 땜납 및 전극의 표면에 산화 피막이 보다 한층 형성되기 어려워지고, 또한 땜납 및 전극의 표면에 형성된 산화 피막을 보다 한층 효과적으로 제거할 수 있다.
(필러)
상기 도전 페이스트에는, 필러를 첨가해도 된다. 필러는 유기 필러이어도 되고, 무기 필러이어도 된다. 필러의 첨가에 의해, 땜납 입자가 응집하는 거리를 억제하여, 기판의 전체 전극 상에 대하여 땜납 입자를 균일하게 응집시킬 수 있다.
상기 도전 페이스트 100중량％ 중, 상기 필러의 함유량은 바람직하게는 0중량％ 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 보다 한층 효율적으로 배치된다.
(다른 성분)
상기 도전 페이스트는, 필요에 따라, 예를 들어 충전제, 증량제, 연화제, 가소제, 중합 촉매, 경화 촉매, 착색제, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 활제, 대전 방지제 및 난연제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있어도 된다.
(접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법)
본 발명에 따른 접속 구조체는, 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 구비한다. 본 발명에 따른 접속 구조체에서는, 상기 접속부가 상술한 도전 페이스트에 의해 형성되어 있고, 상술한 도전 페이스트의 경화물이다. 본 발명에 따른 접속 구조체에서는, 상기 접속부의 재료가 상술한 도전 페이스트이다. 본 발명에 따른 접속 구조체에서는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이, 상기 접속부 중의 땜납부에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 상기 스페이서는, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 접촉하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 접속 구조체의 제조 방법은 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 반대의 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 이상이며 또한 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. 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 상기 스페이서를 접촉시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 접속 구조체 및 본 발명에 따른 접속 구조체의 제조 방법에서는, 특정한 도전 페이스트를 사용하고 있으므로, 복수의 땜납 입자가 제1 전극과 제2 전극의 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 전극의 사이의 도통 신뢰성을 높일 수 있다. 게다가, 접속되어서는 안되는 가로 방향에 인접하는 전극 사이의 전기적인 접속을 방지할 수 있어, 절연 신뢰성을 높일 수 있다.
도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속할 때, 상기 땜납 입자의 융점 이상이며 또한 상기 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로 가열하여, 복수의 상기 땜납 입자를 응집시켜, 일체화시키는 것이 바람직하다.
또한, 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 발명자는 알아내었다.
본 발명에서는, 복수의 땜납 입자를 전극 사이에 효율적으로 모으는 다른 방법을 또한 채용해도 된다. 복수의 땜납 입자를 전극 사이에 효율적으로 모으는 방법으로서는, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와의 사이의 도전 페이스트에, 열을 부여했을 때, 열에 의해 도전 페이스트의 점도가 저하됨으로써, 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와의 사이의 도전 페이스트의 대류를 발생시키는 방법 등을 들 수 있다. 이 방법에 있어서, 접속 대상 부재의 표면의 전극과 그 이외의 표면 부재와의 열용량의 차이에 의해 대류를 발생시키는 방법, 접속 대상 부재의 수분을, 열에 의해 수증기로 해서 대류를 발생시키는 방법, 및 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재와의 온도 차에 의해 대류를 발생시키는 방법 등을 들 수 있다. 이에 의해, 도전 페이스트 중의 땜납 입자를, 전극의 표면에 효율적으로 이동시킬 수 있다.
본 발명에서는, 전극의 표면에 선택적으로 땜납 입자를 응집시키는 방법을 또한 채용해도 된다. 전극의 표면에 선택적으로 땜납 입자를 응집시키는 방법으로서는, 용융된 땜납 입자의 습윤성이 좋은 전극 재질과, 용융된 땜납 입자의 습윤성이 나쁜 그 밖의 표면 재질에 의해 형성된 접속 대상 부재를 선택하여, 전극의 표면에 도달한 용융된 땜납 입자를 선택적으로 전극에 부착시키고, 그 용융된 땜납 입자에 대하여 별도의 땜납 입자를 용융시켜서 부착시키는 방법, 열전도성이 좋은 전극 재질과, 열전도성이 나쁜 그 밖의 표면 재질에 의해 형성된 접속 대상 부재를 선택하여, 열을 부여했을 때, 전극의 온도를 다른 표면 부재에 대하여 높게 함으로써, 선택적으로 전극 상에서 땜납을 용융시키는 방법, 금속에 의해 형성된 전극 상에 존재하는 마이너스의 전하에 대하여 플러스의 전하를 갖도록 처리된 땜납 입자를 사용하여, 전극에 선택적으로 땜납 입자를 응집시키는 방법, 및 친수성의 금속 표면을 갖는 전극에 대하여, 도전 페이스트 중의 땜납 입자 이외의 수지를 소수성으로 함으로써, 전극에 선택적으로 땜납 입자를 응집시키는 방법 등을 들 수 있다.
전극 사이에서의 땜납부의 두께는 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 80㎛ 이하이다. 전극의 표면 상의 땜납 습윤 면적(전극이 노출된 면적 100％ 중 땜납이 접하고 있는 면적)은 바람직하게는 50％ 이상, 보다 바람직하게는 60％ 이상, 더욱 바람직하게는 70％ 이상, 바람직하게는 100％ 이하이다.
본 발명에 따른 접속 구조체의 제조 방법에서는, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에서, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해지거나, 또는 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정 중 적어도 한쪽에서, 가압을 행하고, 또한 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정의 양쪽에서, 가압의 압력이 1MPa 미만인 것이 바람직하다. 1MPa 이상의 가압의 압력을 가하지 않음으로써, 땜납 입자의 응집이 상당히 촉진된다. 접속 대상 부재의 휨을 억제하는 관점에서는, 본 발명에 따른 접속 구조체의 제조 방법에서는, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정 중 적어도 한쪽에서, 가압을 행하고, 또한 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정의 양쪽에서, 가압의 압력이 1MPa 미만이어도 된다. 가압을 행하는 경우에, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정에서만 가압을 행해도 되고, 상기 접속부를 형성하는 공정에서만 가압을 행해도 되고, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정과 상기 접속부를 형성하는 공정의 양쪽에서 가압을 행해도 된다. 가압의 압력이 1MPa 미만에는, 가압하지 않은 경우가 포함된다. 가압을 행하는 경우에, 가압의 압력은 바람직하게는 0.9MPa 이하, 보다 바람직하게는 0.8MPa 이하이다. 가압의 압력이 0.8MPa 이하인 경우에, 가압의 압력이 0.8MPa을 초과하는 경우에 비해서, 땜납 입자의 응집이 보다 한층 현저하게 촉진된다.
본 발명에 따른 접속 구조체의 제조 방법에서는, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에서, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해지는 것이 바람직하고, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에서, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량의 힘을 초과하는 가압 압력은 가해지지 않는 것이 바람직하다. 이들 경우에는, 복수의 땜납부에 있어서, 땜납량의 균일성을 보다 한층 높일 수 있다. 또한, 땜납부의 두께를 보다 한층 효과적으로 두껍게 할 수 있고, 복수의 땜납 입자가 전극 사이에 많이 모이기 쉬워져, 복수의 땜납 입자를 전극(라인) 상에 보다 한층 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 보다 한층 적게 할 수 있다. 따라서, 전극 사이의 도통 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다. 게다가, 접속되어서는 안되는 가로 방향에 인접하는 전극 사이의 전기적인 접속을 보다 한층 방지할 수 있어, 절연 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다.
또한, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에서, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해지면, 접속부가 형성되기 전에 전극이 형성되어 있지 않은 영역(스페이스)에 배치되어 있던 땜납 입자가 제1 전극과 제2 전극과의 사이에 보다 한층 모이기 쉬워져, 복수의 땜납 입자를 전극(라인) 상에 보다 한층 효율적으로 배치할 수 있는 것도, 본 발명자는 알아내었다. 본 발명에서는, 도전 필름이 아니라, 도전 페이스트를 사용한다는 구성과, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해지도록 한다는 구성을 조합해서 채용하는 것에는, 본 발명의 효과를 보다 한층 높은 레벨로 얻기 때문에 큰 의미가 있다.
또한, WO2008/023452A1에서는, 땜납 분말을 전극 표면에 흘려보내 효율적으로 이동시키는 관점에서는, 접착 시에 소정의 압력으로 가압하면 되는 것이 기재되어 있고, 가압 압력은 땜납 영역을 더욱 확실하게 형성하는 관점에서는, 예를 들어 0MPa 이상, 바람직하게는 1MPa 이상으로 하는 것이 기재되어 있고, 또한 접착 테이프에 의도적으로 가하는 압력이 0MPa이어도, 접착 테이프 상에 배치된 부재의 자중에 의해, 접착 테이프에 소정의 압력이 가해져도 되는 것이 기재되어 있다. WO2008/023452A1에서는, 접착 테이프에 의도적으로 가하는 압력이 0MPa이어도 되는 것은 기재되어 있지만, 0MPa을 초과하는 압력을 부여한 경우와 0MPa로 한 경우의 효과의 차이에 대해서는, 전혀 기재되어 있지 않다. 또한, WO2008/023452A1에서는, 필름 형상이 아니라, 페이스트 형상의 도전 페이스트를 사용하는 것의 중요성에 대해서도 전혀 인식되어 있지 않다.
또한, 도전 필름이 아니라, 도전 페이스트를 사용하면, 도전 페이스트의 도포량에 따라, 접속부 및 땜납부의 두께를 조정하는 것이 용이해진다. 한편, 도전 필름에서는, 접속부의 두께를 변경하거나, 조정하거나 하기 위해서는, 서로 다른 두께의 도전 필름을 준비하거나, 소정의 두께의 도전 필름을 준비하거나 해야 한다는 문제가 있다. 또한, 도전 필름에서는, 땜납의 용융 온도에서, 도전 필름의 용융 점도를 충분히 낮출 수 없어, 땜납 입자의 응집이 저해된다는 문제가 있다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 도전 페이스트를 사용해서 얻어지는 접속 구조체를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
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 화합물과, 열경화제와, 복수의 땜납 입자와, 복수의 스페이서(5)를 포함하는 도전 페이스트에 의해 형성되어 있다. 상기 열경화성 화합물과 상기 열경화제는 열경화성 성분이다.
접속부(4)는, 복수의 땜납 입자가 모여 서로 접합한 땜납부(4A)와, 열경화성 성분이 열경화된 경화물부(4B)와, 스페이서(5)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)의 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, 소량이라면, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 사이에 모인 땜납부(4A)와는 상이한 영역(경화물부(4B) 부분)에, 땜납이 존재하고 있어도 된다.
스페이서(5)는, 제1 접속 대상 부재(2)의 제1 전극(2a)과 제2 접속 대상 부재(3)의 제2 전극(3a)의 양쪽에 접하고 있다. 스페이서(5)에 의해, 제1 접속 대상 부재(2)와 제2 접속 대상 부재(3)의 간격이 규제되어 있고, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 간격이 규제되어 있다. 스페이서(5)는, 제1 접속 대상 부재(2)의 제1 전극(2a)이 설치되어 있지 않은 영역과 제2 접속 대상 부재(3)의 제2 전극(3a)이 설치되어 있지 않은 영역의 양쪽에 접하고 있어도 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 접속 구조체(1)에서는, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 사이에 복수의 땜납 입자가 모이고, 복수의 땜납 입자가 용융된 후, 땜납 입자의 용융물이 전극의 표면에 번진 후에 고화되어, 땜납부(4A)가 형성되어 있다. 이 때문에, 땜납부(4A)와 제1 전극(2a), 및 땜납부(4A)와 제2 전극(3a)과의 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)과의 접촉 면적이 커진다. 이 때문에, 접속 구조체(1)에 있어서의 도통 신뢰성 및 접속 신뢰성이 높아진다. 또한, 도전 페이스트는 플럭스를 포함하고 있어도 된다. 플럭스를 사용한 경우에는, 가열에 의해, 일반적으로 플럭스는 점차 실활된다.
또한, 도 1에 도시하는 접속 구조체(1)에서는, 땜납부(4A) 모두가, 제1, 제2 전극(2a, 3a) 사이의 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)와, 스페이서(5X)를 갖는다. 접속 구조체(1X)와 같이, 땜납부(4XA)의 대부분이, 제1, 제2 전극(2a, 3a)의 대향하고 있는 영역에 위치하고 있고, 땜납부(4XA)의 일부가 제1, 제2 전극(2a, 3a)의 대향하고 있는 영역으로부터 측방으로 비어져 나와 있어도 된다. 제1, 제2 전극(2a, 3a)의 대향하고 있는 영역으로부터 측방으로 비어져 나와 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 있는데, 땜납부로부터 이격된 땜납이 경화물부 중에 존재하고 있어도 된다.
땜납 입자의 사용량을 적게 하면, 접속 구조체(1)를 얻는 것이 용이해진다. 땜납 입자의 사용량을 많게 하면, 접속 구조체(1X)를 얻는 것이 용이해진다. 또한, 땜납이 전극의 표면에 번지고 있으면 되며, 반드시 땜납이 상하의 전극 사이에 모이지 않아도 된다.
또한, 도 4에 도시하는 접속 구조체(1Y)와 같이, 제1 전극(2a)을 표면에 갖고, 또한 제1 전극(2a)측의 제1 전극(2a)이 없는 영역에 제1 볼록부(2y)를 갖는 제1 접속 대상 부재(2Y)와, 제2 전극(3a)을 표면에 갖고, 또한 제2 전극(3a)측의 제2 전극(3a)이 없는 영역에 제2 볼록부(3y)를 갖는 제2 접속 대상 부재(3Y)를 사용해도 된다. 제1 볼록부(2y)는 제1 전극(2a)보다도 돌출되어 있다. 제2 볼록부(3y)는 제2 전극(3a)보다도 돌출되어 있다. 제1 볼록부(2y)와 제2 볼록부(3y)의 간격은 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 간격보다도 좁다. 이 접속 구조체(1Y)에서는, 접속부(4Y)는, 땜납부(4YA)와 경화물부(4YB)와, 스페이서(5Y)를 갖는다. 접속 구조체(1Y)에서는, 스페이서(5Y)는, 제1 볼록부(2y)와 제2 볼록부(3y)의 양쪽에 접촉하고 있다. 결과로서, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 간격이 스페이서(5Y)에 의해 규제되어 있다.
도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 제1 전극과 상기 접속부와 상기 제2 전극과의 적층 방향으로 상기 제1 전극과 상기 제2 전극과의 서로 대향하는 부분을 보았을 때, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극과의 서로 대향하는 부분의 면적 100％ 중의 50％ 이상(바람직하게는 60％ 이상, 보다 바람직하게는 70％ 이상, 더욱 바람직하게는 80％ 이상, 특히 바람직하게는 90％ 이상)에, 상기 접속부 중의 땜납부가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
도통 신뢰성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 제1 전극과 상기 접속부와 상기 제2 전극과의 적층 방향과 직교하는 방향으로 상기 제1 전극과 상기 제2 전극과의 서로 대향하는 부분을 보았을 때, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극과의 서로 대향하는 부분에, 상기 접속부 중의 땜납부의 70％ 이상이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이어서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 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)와, 스페이서(5)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) 상의 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 내의 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)의 사이에 모인다(자기 응집 효과). 본 실시 형태에서는, 도전 필름이 아니라, 도전 페이스트를 사용하고 있기 때문에, 또한 도전 페이스트가 특정한 조성을 갖기 때문에, 땜납 입자(11A)가 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 사이에 효과적으로 모인다. 또한, 땜납 입자(11A)는 용융되어 서로 접합한다. 또한, 열경화성 성분(11B)은 열경화한다. 그 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 접합함으로써 땜납부(4A)가 형성되고, 열경화성 성분(11B)이 열경화함으로써 경화물부(4B)가 형성된다. 땜납 입자(11A)가 충분히 이동하면, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 사이에 위치하지 않은 땜납 입자(11A)의 이동이 개시하고 나서, 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 사이에 땜납 입자(11A)의 이동이 완료될 때까지, 온도를 일정하게 유지하지 않아도 된다.
본 실시 형태에서는, 상기 제2 공정 및 상기 제3 공정에서, 가압을 행하고 있지 않다. 본 실시 형태에서는, 도전 페이스트(11)에는, 제2 접속 대상 부재(3)의 중량이 가해진다. 이 때문에, 접속부(4)의 형성 시에, 땜납 입자(11A)가 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 사이에 효과적으로 모인다. 또한, 접속부(4X)는, 땜납부(4XA)와 경화물부(4XB)와, 스페이서(5)를 갖는다. 땜납 입자(11A)의 모임에 의해, 스페이서(5)가 압출되기 쉽다. 접속부(4)의 형성 시에, 스페이서(5)는 제1 접속 대상 부재(2)와 제2 접속 대상 부재(3)의 양쪽에 접촉시킬 수 있다. 구체적으로는, 접속부(4)의 형성 시에, 스페이서(5)는 제1 전극(2a)과 제2 전극(3a)의 양쪽에 접촉시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 공정 및 상기 제3 공정 중 적어도 한쪽에서 가압을 행하면, 땜납 입자가 제1 전극과 제2 전극의 사이로 모이려고 하는 작용이 저해되는 경향이 높아진다. 이것은 본 발명자에 의해 발견되었다.
또한, 본 실시 형태에서는, 가압을 행하고 있지 않기 때문에, 도전 페이스트를 도포한 제1 접속 대상 부재에, 제2 접속 대상 부재를 중첩했을 때, 제1 접속 대상 부재의 전극과 제2 접속 대상 부재의 전극의 얼라인먼트가 어긋난 상태에서, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재가 중첩된 경우에도, 그 어긋남을 보정하여, 제1 접속 대상 부재의 전극과 제2 접속 대상 부재의 전극을 접속시킬 수 있다(셀프 얼라인먼트 효과). 이것은, 제1 접속 대상 부재의 전극과 제2 접속 대상 부재의 전극의 사이에 자기 응집한 용융된 땜납이, 제1 접속 대상 부재의 전극과 제2 접속 대상 부재의 전극의 사이의 땜납과 도전 페이스트의 그 밖의 성분이 접하는 면적이 최소가 되는 것이 에너지적으로 안정되기 때문에, 그 최소의 면적이 되는 접속 구조인 얼라인먼트였던 접속 구조로 하는 힘이 작용하기 때문이다. 이때, 도전 페이스트가 경화되어 있지 않은 것, 및 그 온도, 시간에서, 도전 페이스트의 땜납 입자 이외의 성분의 점도가 충분히 낮은 것이 바람직하다.
스페이서가, 제1 접속 대상 부재와 제2 접속 대상 부재의 사이에 존재함으로써, 제1 접속 대상 부재의 전극과, 제2 접속 대상 부재의 전극의 사이의 거리를 충분히 확보할 수 있다. 이에 의해, 땜납 입자가 응집하는 공간을 확보할 수 있어, 땜납 입자의 응집성을 높일 수 있다. 또한, 제1 접속 대상 부재의 전극과, 제2 접속 대상 부재의 전극의 사이에, 충분한 땜납량을 확보할 수 있으므로, 상대하는 전극이 어긋나서 중첩된 경우에도, 셀프 얼라인먼트 효과가 발현되기 쉬워진다. 도전 접속 후의 바람직한 전극의 어긋남량에 대해서는, 전극의 폭을 L로 했을 경우, 바람직하게는 0L 이상(0 이상), 바람직하게는 0.9L 이하, 보다 바람직하게는 0.75L 이하이다. 또한, 도전 접속 후의 바람직한 어긋남량(X)에 대해서는, 스페이서의 입자 직경을 R로 했을 경우, 바람직하게는 0R 이상(0 이상), 바람직하게는 3R 이하, 보다 바람직하게는 2R 이하이다.
땜납의 융점 온도에서의 도전 페이스트의 점도는 바람직하게는 50Pa·s 이하, 보다 바람직하게는 10Pa·s 이하, 더욱 바람직하게는 1Pa·s 이하, 바람직하게는 0.1Pa·s 이상, 보다 바람직하게는 0.2Pa·s 이상이다. 소정의 점도 이하이면 땜납 입자를 효율적으로 응집시킬 수 있고, 소정의 점도 이상이면, 접속부에서의 보이드를 억제하고, 접속부 이외로의 도전 페이스트의 비어져 나옴을 억제할 수 있다.
이와 같이 하여, 도 1에 도시하는 접속 구조체(1)가 얻어진다. 또한, 상기 제2 공정과 상기 제3 공정은 연속해서 행하여져도 된다. 또한, 상기 제2 공정을 행한 후에, 얻어지는 제1 접속 대상 부재(2)와 도전 페이스트(11)와 제2 접속 대상 부재(3)의 적층체를, 가열부에 이동시켜, 상기 제3 공정을 행해도 된다. 상기 가열을 행하기 위해서, 가열 부재 상에 상기 적층체를 배치해도 되고, 가열된 공간 내에 상기 적층체를 배치해도 된다.
상기 제3 공정에서의 가열 온도는, 땜납 입자의 융점 이상 및 열경화성 성분의 경화 온도 이상이면 특별히 한정되지 않는다. 상기 가열 온도는 바람직하게는 140℃ 이상, 보다 바람직하게는 160℃ 이상, 바람직하게는 450℃ 이하, 보다 바람직하게는 250℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하이다.
제3 공정 전에, 용융 전의 땜납 입자의 응집을 균일화하기 위해서, 가열 공정을 마련해도 된다. 상기 가열 공정에서의 가열 온도는 바람직하게는 60℃ 이상, 보다 바람직하게는 80℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이하, 보다 바람직하게는 120℃ 이하의 온도 조건에서, 바람직하게는 5초 이상, 바람직하게는 120초 이하 유지한다. 이 가열 공정에 의해, 열경화성 성분이 열에 의해 저점도화하여, 용융 전의 땜납 입자가 응집됨으로써 그물눈 구조를 형성하고, 제3 공정에서 땜납 입자가 용융되어 응집될 때, 응집되지 않는 땜납 입자를 적게 할 수 있다.
제3 공정에서, 바람직하게는 땜납의 융점(℃) 이상, 보다 바람직하게는 땜납의 융점(℃)+5℃ 이상, 바람직하게는 땜납의 융점(℃)+20℃ 이하, 보다 바람직하게는 땜납의 융점(℃)+10℃ 이하의 온도에서, 바람직하게는 10초 이상, 바람직하게는 120초 이하 유지한 뒤, 열경화성 성분의 경화 온도로 올려도 된다. 이에 의해, 열경화성 성분이 경화하기 전의, 열경화성 성분의 점도가 낮은 상태에서, 땜납 입자의 응집을 완료시킬 수 있어, 보다 한층 균일한 땜납 입자의 응집을 행할 수 있다.
제3 공정에서의 승온 속도는, 30℃부터 땜납 입자의 융점까지의 승온에 대해서, 바람직하게는 50℃/초 이하, 보다 바람직하게는 20℃/초 이하, 더욱 바람직하게는 10℃/초 이하, 바람직하게는 1℃/초 이상, 보다 바람직하게는 5℃/초 이상이다. 승온 속도가 상기 하한 이상이면, 땜납 입자의 응집이 보다 한층 균일해진다. 승온 속도가 상기 상한 이하이면, 열경화성 성분의 경화 진행에 의한 과도한 점도 상승이 억제되어, 땜납 입자의 응집이 저해되기 어려워진다.
또한, 상기 제3 공정 후에, 위치의 수정이나 제조의 재수행을 목적으로, 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℃ 이하이어도 된다.
상기 제3 공정에서의 가열 방법으로서는, 땜납 입자의 융점 이상 및 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로, 접속 구조체 전체를, 리플로우로를 사용해서 또는 오븐을 사용해서 가열하는 방법이나, 접속 구조체의 접속부만을 국소적으로 가열하는 방법을 들 수 있다.
국소적으로 가열하는 방법에 사용하는 기구로서는, 핫 플레이트, 열풍을 부여하는 히트 건, 땜납 인두기 및 적외선 히터 등을 들 수 있다.
또한, 핫 플레이트에서 국소적으로 가열할 때, 접속부 바로 아래는, 열전도성이 높은 금속으로, 그 밖의 가열하는 것이 바람직하지 않은 개소는, 불소 수지 등의 열전도성이 낮은 재질로, 핫 플레이트 상면을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제1, 제2 접속 대상 부재는 특별히 한정되지 않는다. 상기 제1, 제2 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는, 반도체 칩, 반도체 패키지, LED 칩, LED 패키지, 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 접속 대상 부재 및 상기 제2 접속 대상 부재 중 적어도 한쪽이 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, 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판을 사용했다고 해도, 도전 페이스트를 사용해서 땜납 입자를 전극 상에 효율적으로 모음으로써, 전극 사이의 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 경우와 비교하여, 가압을 행하지 않음으로 인한 전극 사이의 도통 신뢰성의 향상 효과가 보다 한층 효과적으로 얻어진다.
상기 접속 대상 부재에 설치되어 있는 전극으로서는, 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 알루미늄 전극, 구리 전극, 몰리브덴 전극, 은 전극, SUS 전극 및 텅스텐 전극 등의 금속 전극을 들 수 있다. 상기 접속 대상 부재가 플렉시블 프린트 기판인 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 전극이어도 되고, 금속 산화물층의 표면에 알루미늄층이 적층된 전극이어도 된다. 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.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 에리어 어레이(area array) 또는 퍼리퍼럴(peripheral)로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 전극이 에리어 어레이, 퍼리퍼럴로 면에 배치되어 있는 경우에, 본 발명의 효과가 한층 효과적으로 발휘된다. 에리어 어레이란, 접속 대상 부재의 전극이 배치되어 있는 면에, 격자 형상으로 전극이 배치되어 있는 구조이다. 퍼리퍼럴이란, 접속 대상 부재의 외주부에 전극이 배치되어 있는 구조이다. 전극이 빗살형으로 나열되어 있는 구조의 경우에는, 빗살에 수직인 방향을 따라 땜납 입자가 응집되면 되는 것에 반해, 상기 구조에서는 전극이 배치되어 있는 면에 있어서, 전체 면에서 균일하게 땜납 입자가 응집될 필요가 있기 때문에, 종래의 방법에서는, 땜납량이 불균일해지기 쉬운 것에 반해, 본 발명의 방법에서는, 본 발명의 효과가 한층 효과적으로 발휘된다.
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 수지와의 반응물(중합체 A)의 합성:
비스페놀 F(4,4'-메틸렌비스페놀과 2,4'-메틸렌비스페놀과 2,2'-메틸렌비스페놀을 중량비로 2:3:1로 포함함) 100중량부, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르 130중량부 및 비스페놀 F형 에폭시 수지(DIC사 제조 「EPICLON EXA-830CRP」) 5중량부, 레조르시놀형 에폭시 화합물(나가세 켐텍스사 제조 「EX-201」) 10중량부를, 3구 플라스크에 넣고, 질소 플로우 하에서 100℃에서 용해시켰다. 그 후, 수산기와 에폭시기의 부가 반응 촉매인 트리페닐부틸포스포늄브로마이드 0.15중량부를 첨가하고, 질소 플로우 하에서, 140℃에서 4시간, 부가 중합 반응시킴으로써, 반응물(중합체 A)을 얻었다.
NMR에 의해, 부가 중합 반응이 진행된 것을 확인하고, 반응물(중합체 A)이, 비스페놀 F에서 유래되는 수산기와 1,6-헥산디올디글리시딜에테르 및 비스페놀 F형 에폭시 수지의 에폭시기가 결합한 구조 단위를 주쇄에 갖고, 또한 에폭시기를 양쪽 말단에 갖는 것을 확인하였다.
GPC에 의해 얻어진 반응물(중합체 A)의 중량 평균 분자량은 28000, 수 평균 분자량은 8000이었다.
중합체 B: 양쪽 말단 에폭시기 강직 골격 페녹시 수지, 미쯔비시 가가꾸사 제조 「YX6900BH45」, 중량 평균 분자량 16000
열경화성 화합물 1: 레조르시놀형 에폭시 화합물, 나가세 켐텍스사 제조 「EX-201」
열경화성 화합물 2: 에폭시 화합물, DIC사 제조 「EXA-4850-150」, 분자량 900, 에폭시 당량 450g/eq
열경화제 1: 트리메틸올프로판트리스(3-머캅토프로피네이트), SC 유키 가가쿠사 제조 「TMMP」
잠재성 에폭시 열경화제 1: T&K TOKA사 제조 「후지 큐어 7000」
플럭스 1: 글루타르산, 와코 쥰야꾸 고교사 제조, 융점(활성 온도) 96℃
땜납 입자 1 내지 3의 제작 방법:
음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자: 땜납 입자 본체 200g과, 아디프산 40g과, 아세톤 70g을 3구 플라스크에 칭량하고, 이어서 땜납 입자 본체의 표면의 수산기와 아디프산의 카르복실기와의 탈수 축합 촉매인 디부틸주석옥사이드 0.3g을 첨가하여, 60℃에서 4시간 반응시켰다. 그 후, 땜납 입자를 여과함으로써 회수하였다.
회수한 땜납 입자와, 아디프산 50g과, 톨루엔 200g과, 파라톨루엔술폰산 0.3g을 3구 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 세정하여 건조하였다. 그 후, 얻어진 땜납 입자를 볼 밀로 해쇄한 후, 소정의 CV값이 되도록 체를 선택하였다.
(제타 전위 측정)
또한, 얻어진 땜납 입자를, 음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자 0.05g을, 메탄올 10g에 넣고, 초음파 처리를 함으로써 균일하게 분산시켜, 분산액을 얻었다. 이 분산액을 사용해서, 또한 Beckman Coulter사 제조 「Delsamax PRO」를 사용하여, 전기 영동 측정법으로 제타 전위를 측정하였다.
(음이온 중합체의 중량 평균 분자량)
땜납 입자의 표면의 음이온 중합체 1의 중량 평균 분자량은 0.1N의 염산을 사용하여, 땜납을 용해한 후, 중합체를 여과에 의해 회수하여, GPC에 의해 구하였다.
(땜납 입자의 CV값)
CV값을, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(호리바 세이사꾸쇼사 제조 「LA-920」)로 측정하였다.
땜납 입자 1(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사 제조 「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 긴조쿠사 제조 「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 3(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사 제조 「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 4(SnBi 땜납 입자, 융점 139℃, 미츠이 긴조쿠사 제조 「ST-3」을 선별한 땜납 입자 본체를 사용하여, 표면 처리를 행한 음이온 중합체 1을 갖는 땜납 입자, 평균 입자 직경 3㎛, CV값 7％, 표면의 제타 전위: +0.65mV, 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(세키스이가가쿠 고교사 제조 「마이크로펄 SP-210」)를 무전해 니켈 도금하여, 수지 입자의 표면 상에 두께 0.1㎛의 하지 니켈 도금층을 형성하였다. 계속해서, 하지 니켈 도금층이 형성된 수지 입자를 전해 구리 도금하여, 두께 1㎛의 구리층을 형성하였다. 또한, 주석 및 비스무트를 함유하는 전해 도금액을 사용해서 전해 도금하여, 두께 3㎛의 땜납층을 형성하였다. 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 제작하였다.
스페이서 1(평균 입자 직경 20㎛, CV값 5％, 연화점 330℃, 세키스이가가쿠 고교사 제조, 디비닐벤젠 가교 입자, 10％ K값 4400N/mm2, 압축 회복률 55％)
스페이서 2(평균 입자 직경 30㎛, CV값 5％, 연화점 330℃, 세키스이가가쿠 고교사 제조, 디비닐벤젠 가교 입자, 10％ K값 4200N/mm2, 압축 회복률 54％)
스페이서 3(평균 입자 직경 50㎛, CV값 5％, 연화점 330℃, 세키스이가가쿠 고교사 제조, 디비닐벤젠 가교 입자, 10％ K값 4100N/mm2, 압축 회복률 54％)
페녹시 수지(신닛떼쯔 스미낑 가가꾸사 제조 「YP-50S」)
(실시예 1 내지 10)
(1) 이방성 도전 페이스트의 제작
다음의 표 1에 나타내는 성분을 다음의 표 1에 나타내는 배합량으로 배합하여, 이방성 도전 페이스트를 얻었다.
(2) 제1 접속 구조체(L/S=50㎛/50㎛)의 제작
L/S가 50㎛/50㎛, 전극 길이 3mm인 구리 전극 패턴(구리 전극의 두께 12㎛)을 상면에 갖는 유리 에폭시 기판(FR-4 기판)(제1 접속 대상 부재)을 준비하였다. 또한, L/S가 50㎛/50㎛, 전극 길이 3mm인 구리 전극 패턴(구리 전극의 두께 12㎛)을 하면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(제2 접속 대상 부재)을 준비하였다.
유리 에폭시 기판과 플렉시블 프린트 기판과의 중첩 면적은 1.5cm×3mm로 하고, 접속한 전극수는 75쌍으로 하였다.
상기 유리 에폭시 기판의 상면에, 제작 직후의 이방성 도전 페이스트를, 유리 에폭시 기판의 전극 상에서 두께 100㎛가 되도록, 메탈 마스크를 사용해서, 스크린 인쇄로 도공하여, 이방성 도전 페이스트층을 형성하였다. 이어서, 이방성 도전 페이스트층의 상면에 상기 플렉시블 프린트 기판을, 전극끼리 대향하도록 적층하였다. 이때, 가압을 행하지 않았다. 이방성 도전 페이스트층에는, 상기 플렉시블 프린트 기판의 중량이 가해진다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 190℃가 되도록 가열하면서, 땜납을 용융시키고, 또한 이방성 도전 페이스트층을 190℃에서 10초 경화시켜, 제1 접속 구조체를 얻었다.
(3) 제2 접속 구조체(L/S=75㎛/75㎛)의 제작
L/S가 75㎛/75㎛, 전극 길이 3mm인 구리 전극 패턴(구리 전극의 두께 12㎛)을 상면에 갖는 유리 에폭시 기판(FR-4 기판)(제1 접속 대상 부재)을 준비하였다. 또한, L/S가 75㎛/75㎛, 전극 길이 3mm인 구리 전극 패턴(구리 전극의 두께 12㎛)을 하면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(제2 접속 대상 부재)을 준비하였다.
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㎛, 전극 길이 3mm인 구리 전극 패턴(구리 전극의 두께 12㎛)을 상면에 갖는 유리 에폭시 기판(FR-4 기판)(제1 접속 대상 부재)을 준비하였다. 또한, L/S가 100㎛/100㎛, 전극 길이 3mm인 구리 전극 패턴(구리 전극의 두께 12㎛)을 하면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(제2 접속 대상 부재)을 준비하였다.
L/S가 상이한 상기 유리 에폭시 기판 및 플렉시블 프린트 기판을 사용한 것 이외는 제1 접속 구조체의 제작과 마찬가지로 하여, 제3 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 1)
다음의 표 1에 나타내는 성분을 다음의 표 1에 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 2)
다음의 표 1에 나타내는 성분을 다음의 표 1에 나타내는 배합량으로 배합하여, 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것, 가열 시에 1MPa의 압력을 가한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제1, 제2, 제3 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 3)
페녹시 수지(신닛떼쯔 스미낑 가가꾸사 제조 「YP-50S」)를 메틸에틸케톤(MEK)에 고형분이 50중량％가 되도록 용해시켜서, 용해액을 얻었다. 다음의 표 1에 나타내는 페녹시 수지를 제외한 성분을 다음의 표 1에 나타내는 배합량과, 상기 용해액의 전량을 배합하여, 유성식 교반기를 사용해서 2000rpm으로 5분간 교반한 후, 바 코터를 사용해서 건조 후의 두께가 30㎛가 되도록 이형 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름 상에 도공하였다. 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 4, 5)
다음의 표 1에 나타내는 성분을 다음의 표 1에 나타내는 배합량으로 배합하여, 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제1, 제2, 제3 접속 구조체를 얻었다.
(평가)
(1) 점도
이방성 도전 페이스트의 25℃에서의 점도(η25)를, E형 점도계(도끼 산교사 제조)를 사용하여, 25℃ 및 5rpm의 조건에서 측정하였다.
(2) 땜납부의 두께
얻어진 접속 구조체를 단면 관찰함으로써, 상하의 전극이 사이에 위치하고 있는 땜납부의 두께를 평가하였다.
(3) 셀프 얼라인먼트성
제3 접속 구조체의 제작에 있어서, 유리 에폭시 기판의 전극과, 플렉시블 프린트 기판의 전극과의 어긋남량을, 25㎛(제4 접속 구조체용), 50㎛(제5 접속 구조체용), 75㎛(제6 접속 구조체용), 90㎛(제7 접속 구조체용)로 해서, 중첩한 것 이외는 마찬가지로 하여, 제4 내지 제7 접속 구조체를 얻었다.
얻어진 제4 내지 제7 접속 구조체의 유리 에폭시 기판의 전극과, 플렉시블 프린트 기판의 전극과의 어긋남량을 측정하였다. 제4 내지 제7 접속 구조체를 25개 제작하고, 각각의 접속 구조체의 양단에 위치하는 전극에서, 상하 전극의 어긋남량을 측정하여, 그 측정값의 평균값을 구하였다. 셀프 얼라인먼트성을 다음의 기준으로 판정하였다.
○○: 어긋남량의 평균값이 10㎛ 미만
○: 어긋남량의 평균값이 10㎛ 이상, 25㎛ 미만
△: 어긋남량의 평균값이 25㎛ 이상, 50㎛ 미만
×: 어긋남량의 평균값이 50㎛ 이상
(4) 전극 상의 땜납의 배치 정밀도 1
얻어진 제1, 제2, 제3 접속 구조체에 있어서, 제1 전극과 접속부와 제2 전극과의 적층 방향으로 제1 전극과 제2 전극의 서로 대향하는 부분을 보았을 때, 제1 전극과 제2 전극의 서로 대향하는 부분의 면적 100％ 중의, 접속부 중의 땜납부가 배치되어 있는 면적의 비율 X를 평가하였다. 전극 상의 땜납의 배치 정밀도 1을 다음의 기준으로 판정하였다.
[전극 상의 땜납의 배치 정밀도 1의 판정 기준]
○○: 비율 X가 70％ 이상
○: 비율 X가 60％ 이상, 70％ 미만
△: 비율 X가 50％ 이상, 60％ 미만
×: 비율 X가 50％ 미만
(5) 전극 상의 땜납의 배치 정밀도 2
얻어진 제1, 제2, 제3 접속 구조체에 있어서, 제1 전극과 접속부와 제2 전극과의 적층 방향과 직교하는 방향으로 제1 전극과 제2 전극의 서로 대향하는 부분을 보았을 때, 접속부 중의 땜납부 100％ 중, 제1 전극과 제2 전극의 서로 대향하는 부분에 배치되어 있는 접속부 중의 땜납부의 비율 Y를 평가하였다. 전극 상의 땜납의 배치 정밀도 2를 다음의 기준으로 판정하였다.
[전극 상의 땜납의 배치 정밀도 2의 판정 기준]
○○: 비율 Y가 99％ 이상
○: 비율 Y가 90％ 이상, 99％ 미만
△: 비율 Y가 70％ 이상, 90％ 미만
×: 비율 Y가 70％ 미만
(6) 상하의 전극 사이의 도통 신뢰성
얻어진 제1, 제2, 제3 접속 구조체(n=15개)에 있어서, 상하의 전극 사이의 1 접속 개소당 접속 저항을 각각, 4 단자법에 의해 측정하였다. 접속 저항의 평균값을 산출하였다. 또한, 전압=전류×저항의 관계에서, 일정한 전류를 흘렸을 때의 전압을 측정함으로써 접속 저항을 구할 수 있다. 도통 신뢰성을 다음의 기준으로 판정하였다.
[도통 신뢰성의 판정 기준]
○○: 접속 저항의 평균값이 50mΩ 이하
○: 접속 저항의 평균값이 50mΩ을 초과하고, 70mΩ 이하
△: 접속 저항의 평균값이 70mΩ을 초과하고, 100mΩ 이하
×: 접속 저항의 평균값이 100mΩ을 초과하거나, 또는 접속 불량이 발생함
(7) 인접하는 전극 사이의 절연 신뢰성
얻어진 제1, 제2, 제3 접속 구조체(n=15개)에 있어서, 85℃, 습도 85％의 분위기 중에 100시간 방치 후, 인접하는 전극 사이에 5V를 인가하여, 저항값을 25곳에서 측정하였다. 절연 신뢰성을 다음의 기준으로 판정하였다.
[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) 상하의 전극 사이의 위치 어긋남
얻어진 제1, 제2, 제3 접속 구조체에 있어서, 제1 전극과 접속부와 제2 전극과의 적층 방향으로 제1 전극과 제2 전극의 서로 대향하는 부분을 보았을 때, 제1 전극의 중심선과 제2 전극의 중심선이 정렬되어 있는지 여부, 및 위치 어긋남의 거리를 평가하였다. 상하의 전극 사이의 위치 어긋남을 다음의 기준으로 판정하였다.
[상하의 전극 사이의 위치 어긋남의 판정 기준]
○○: 위치 어긋남이 15㎛ 미만
○: 위치 어긋남이 15㎛ 이상, 25㎛ 미만
△: 위치 어긋남이 25㎛ 이상, 40㎛ 미만
×: 위치 어긋남이 40㎛ 이상
상세 및 결과를 다음의 표 1, 2에 나타내었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
플렉시블 프린트 기판 대신에, 수지 필름, 플렉시블 플랫 케이블 및 리지드 플렉시블 기판을 사용한 경우에도, 마찬가지의 경향이 나타났다.
1, 1X, 1Y : 접속 구조체 2, 2Y : 제1 접속 대상 부재
2a : 제1 전극 2y : 제1 볼록부
3, 3Y : 제2 접속 대상 부재 3a : 제2 전극
3y : 제2 볼록부 4, 4X, 4Y : 접속부
4A, 4XA, 4YA : 땜납부 4B, 4XB, 4YB : 경화물부
5, 5X, 5Y : 스페이서 11 : 도전 페이스트
11A : 땜납 입자 11B : 열경화성 성분

Claims (15)

  1. 제1 전극을 표면에 갖는 제1 접속 대상 부재와 제2 전극을 표면에 갖는 제2 접속 대상 부재를 접속하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속하기 위해 사용되는 도전 페이스트이며,
    열경화성 성분과, 복수의 땜납 입자와, 융점이 250℃ 이상인 복수의 스페이서를 포함하고,
    상기 스페이서의 평균 입자 직경은 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경보다도 큰, 도전 페이스트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스페이서가 절연성 입자인, 도전 페이스트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전 페이스트는, 상기 스페이서가 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 접하도록 사용되는, 도전 페이스트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전 페이스트는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속할 때 상기 땜납 입자의 융점 이상이며 또한 상기 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로 가열하여, 복수의 상기 땜납 입자를 응집시켜, 일체화시켜서 사용되는, 도전 페이스트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서의 평균 입자 직경의, 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경에 대한 비가 1.1 이상, 15 이하인, 도전 페이스트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서의 함유량이 0.1중량％ 이상, 10중량％ 이하인, 도전 페이스트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 땜납 입자의 평균 입자 직경이 1㎛ 이상, 40㎛ 이하인, 도전 페이스트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 땜납 입자의 함유량이 10중량％ 이상, 80중량％ 이하인, 도전 페이스트.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 땜납 입자의 중량％ 단위에서의 함유량의, 상기 스페이서의 중량％ 단위에서의 함유량에 대한 비가 2 이상, 100 이하인, 도전 페이스트.
  10. 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 구비하고,
    상기 접속부의 재료가, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 도전 페이스트이며,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이, 상기 접속부 중의 땜납부에 의해 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 스페이서가, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 접촉하고 있는, 접속 구조체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 접속 대상 부재가 수지 필름, 플렉시블 프린트 기판, 플렉시블 플랫 케이블 또는 리지드 플렉시블 기판인, 접속 구조체.
  12. 제1항 내지 제9항 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 반대의 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 이상이며 또한 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 접속하고, 상기 제1 접속 대상 부재와 상기 제2 접속 대상 부재의 양쪽에 상기 스페이서를 접촉시키는 공정을 구비하는, 접속 구조체의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 접속할 때 상기 땜납 입자의 융점 이상이며 또한 상기 열경화성 성분의 경화 온도 이상으로 가열하여, 복수의 상기 땜납 입자를 응집시켜, 일체화시키는, 접속 구조체의 제조 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제2 접속 대상 부재를 배치하는 공정 및 상기 접속부를 형성하는 공정에서, 가압을 행하지 않고, 상기 도전 페이스트에는 상기 제2 접속 대상 부재의 중량이 가해지는, 접속 구조체의 제조 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 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.
KR1020167031969A 2014-12-04 2015-11-27 도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법 KR102431084B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-246113 2014-12-04
JP2014246113 2014-12-04
PCT/JP2015/083349 WO2016088664A1 (ja) 2014-12-04 2015-11-27 導電ペースト、接続構造体及び接続構造体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170094070A true KR20170094070A (ko) 2017-08-17
KR102431084B1 KR102431084B1 (ko) 2022-08-11

Family

ID=56091609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167031969A KR102431084B1 (ko) 2014-12-04 2015-11-27 도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6067149B2 (ko)
KR (1) KR102431084B1 (ko)
CN (1) CN107148653B (ko)
TW (1) TWI688636B (ko)
WO (1) WO2016088664A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016133114A1 (ja) * 2015-02-19 2016-08-25 積水化学工業株式会社 接続構造体の製造方法
KR20220129672A (ko) * 2016-07-19 2022-09-23 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 조광 적층체 및 조광 적층체용 수지 스페이서
WO2018143501A1 (ko) * 2017-02-06 2018-08-09 이경섭 미세피치용 이방성 도전 접착제 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 미세피치용 이방성 도전 접착제
KR101979078B1 (ko) * 2017-04-10 2019-05-16 한국과학기술원 솔더 코팅된 금속 도전 입자를 사용한 이방성 전도 필름
KR101880053B1 (ko) * 2017-04-26 2018-07-20 (주)노피온 갭퍼를 포함하는 이방성 도전 접착제의 제조방법 및 갭퍼를 이용하는 부품 실장방법
JP2019099610A (ja) * 2017-11-29 2019-06-24 積水化学工業株式会社 接続構造体の製造方法、導電材料及び接続構造体
JP6709943B2 (ja) * 2017-12-13 2020-06-17 ナミックス株式会社 導電性ペースト
JP7184759B2 (ja) * 2017-12-22 2022-12-06 積水化学工業株式会社 導電材料、導電材料の保管方法、導電材料の製造方法及び接続構造体の製造方法
JP7368947B2 (ja) * 2018-02-19 2023-10-25 積水化学工業株式会社 電子部品
JP7425561B2 (ja) * 2019-08-09 2024-01-31 積水化学工業株式会社 導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法
JP6971362B1 (ja) * 2020-07-17 2021-11-24 京都エレックス株式会社 導電性接着剤組成物

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5057458A (ko) * 1973-09-19 1975-05-19
JPS5530571B2 (ko) * 1975-12-10 1980-08-12
WO2006082909A1 (ja) * 2005-02-03 2006-08-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. フリップチップ実装体とその実装方法及びバンプ形成方法
JP2007277526A (ja) * 2006-03-17 2007-10-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導電性樹脂組成物とこれを用いた電極間の接続方法及び電子部品と回路基板の電気接続方法
WO2008023452A1 (fr) 2006-08-25 2008-02-28 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Bande adhésive, structure de jonction, et ensemble semi-conducteur
JP2010040893A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Sumitomo Bakelite Co Ltd 端子間の接続方法、それを用いた半導体装置の製造方法、および導電性粒子の凝集方法
JP2012532979A (ja) 2009-07-13 2012-12-20 カイスト 超音波接合用の異方性伝導性の接着剤及びこれを利用した電子部品間の接続方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6052187B2 (ja) * 1981-05-20 1985-11-18 株式会社精工舎 導電性接着剤
US7537961B2 (en) * 2006-03-17 2009-05-26 Panasonic Corporation Conductive resin composition, connection method between electrodes using the same, and electric connection method between electronic component and circuit substrate using the same
JP2009277652A (ja) * 2008-04-17 2009-11-26 Hitachi Chem Co Ltd 回路接続材料及び回路部材の接続構造
KR102095291B1 (ko) 2012-11-28 2020-03-31 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 절연성 입자 부착 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5057458A (ko) * 1973-09-19 1975-05-19
JPS5530571B2 (ko) * 1975-12-10 1980-08-12
WO2006082909A1 (ja) * 2005-02-03 2006-08-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. フリップチップ実装体とその実装方法及びバンプ形成方法
JP2007277526A (ja) * 2006-03-17 2007-10-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導電性樹脂組成物とこれを用いた電極間の接続方法及び電子部品と回路基板の電気接続方法
WO2008023452A1 (fr) 2006-08-25 2008-02-28 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Bande adhésive, structure de jonction, et ensemble semi-conducteur
JP2010040893A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Sumitomo Bakelite Co Ltd 端子間の接続方法、それを用いた半導体装置の製造方法、および導電性粒子の凝集方法
JP2012532979A (ja) 2009-07-13 2012-12-20 カイスト 超音波接合用の異方性伝導性の接着剤及びこれを利用した電子部品間の接続方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107148653B (zh) 2019-03-29
CN107148653A (zh) 2017-09-08
JP6067149B2 (ja) 2017-01-25
WO2016088664A1 (ja) 2016-06-09
JPWO2016088664A1 (ja) 2017-04-27
KR102431084B1 (ko) 2022-08-11
TW201625760A (zh) 2016-07-16
TWI688636B (zh) 2020-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102431084B1 (ko) 도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법
KR20170058884A (ko) 도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법
KR102456447B1 (ko) 도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법
KR20190051893A (ko) 도전 재료, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법
KR20170102184A (ko) 도전 페이스트, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법
JP6592350B2 (ja) 異方性導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法
KR20170118678A (ko) 접속 구조체의 제조 방법
JP2016126878A (ja) 導電ペースト、接続構造体及び接続構造体の製造方法
JP2016004971A (ja) 接続構造体及び接続構造体の製造方法
TWI663900B (zh) 連接構造體之製造方法
KR102569944B1 (ko) 도전 재료 및 접속 구조체
JP2019096549A (ja) 導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法
JP6329014B2 (ja) 接続構造体及び接続構造体の製造方法
KR20220019708A (ko) 도전 재료, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법
JP6514615B2 (ja) 接続構造体の製造方法
JP6514610B2 (ja) 接続構造体の製造方法
WO2016035637A1 (ja) 接続構造体の製造方法
KR20180043192A (ko) 도전 재료 및 접속 구조체
JP6514614B2 (ja) 接続構造体の製造方法及び接続構造体
KR20180029945A (ko) 도전 재료 및 접속 구조체
JP2019204784A (ja) 導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法
JP2019204779A (ja) 導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法
KR20180042148A (ko) 도전 재료 및 접속 구조체
JP2018046003A (ja) 導電材料及び接続構造体
JP2016126876A (ja) 導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)