KR20230153384A - 접합 시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 접합 시트는, 매트릭스 수지와, 땜납 입자와, 플럭스제를 함유한다. 접합 시트는, 표면 조도 (Sa) 가 2.5 ㎛ 이하인 표면을 갖는다.
Description
본 발명은, 땜납 접합용 접합 시트에 관한 것이다.
배선 기판에 대한 전자 부품의 실장에 있어서는, 예를 들면 배선 기판의 단자와 전자 부품의 단자 사이가 땜납 접합된다. 또한, 땜납 접합용 땜납 재료 공급재로는, 열경화성 수지와 땜납 입자를 함유하는 접합 시트가 알려져 있다. 그러한 접합 시트에 관한 기술에 대해서는, 예를 들어 하기의 특허문헌 1 에 기재되어 있다.
땜납 접합용 접합 시트는, 예를 들어 다음과 같이 사용된다. 먼저, 배선 기판과, 접합 시트와, 전자 부품이, 이 순서로 적층된다. 배선 기판 및 전자 부품은, 배선 기판의 단자와 전자 부품의 단자가 대향하는 배치로, 접합 시트를 개재하여 가접합된다. 다음으로, 가열 공정을 거쳐 대향 단자 사이에 땜납부가 형성된다. 구체적으로는, 가열에 의해, 접합 시트 내에 있어서, 열경화성 수지는 일단 연화되고, 땜납 입자는, 용융되고 응집되어, 대향 단자 사이에 모여들고 (셀프 얼라인먼트), 모여든 땜납 재료 주위에서 열경화성 수지의 경화가 진행된다. 대향 단자 사이에 모여든 땜납 재료는, 그 후의 강온에 의해 응고되어 땜납부를 형성한다. 땜납부 주위에는, 열경화성 수지가 경화 수지부를 형성한다.
특허문헌 1 에 기재된 접합 시트는, 플럭스 입자를 함유한다. 플럭스 입자는, 가열 공정에 있어서, 용융되어, 땜납 입자 표면의 산화막을 제거한다. 이 산화막 제거에 의해, 땜납 입자는 응집되기 쉬워진다.
그러나, 접합 시트 중의 플럭스 입자는, 접합 시트 표면에 요철을 발생시킨다. 플럭스 입자가 클수록, 접합 시트의 표면 요철은 크다. 당해 표면 요철이 클수록, 상기 서술한 가접합시에 있어서, 배선 기판 및 전자 부품에 대한 접합 시트의 접착력은 약하다. 접합 시트의 접착력 부족은, 가접합시에, 배선 기판 및 전자 부품이 위치 어긋남을 야기하여 바람직하지 않다. 땜납 접합용 접합 시트에는, 이러한 접착 불량이 발생하지 않을 것이 요구된다.
본 발명은, 피착체에 대한 접착 불량을 억제하는 데에 적합한 접합 시트를 제공한다.
본 발명 [1] 은, 매트릭스 수지와, 땜납 입자와, 플럭스제를 함유하는 접합 시트로서, 표면 조도 (Sa) 가 2.5 ㎛ 이하인 표면을 갖는, 접합 시트를 포함한다.
본 발명 [2] 는, 상기 플럭스제가 25 ℃ 에서 고체의 카르복실산인, 상기 [1] 에 기재된 접합 시트를 포함한다.
본 발명 [3] 은, 30 ㎛ 이하의 두께를 갖는, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 접합 시트를 포함한다.
본 발명 [4] 는, 상기 플럭스제를 함유하지 않는 것 이외에는 동일한 접합 시트로부터의 택 변화율이 -30 % 이상인, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 접합 시트를 포함한다.
본 발명의 접합 시트는, 상기와 같이, 매트릭스 수지와, 땜납 입자와, 플럭스제를 함유하고, 표면 조도 (Sa) 가 2.5 ㎛ 이하인 표면을 갖는다. 그 때문에, 본 접합 시트는, 피착체에 대한 첩합시의 접착력을 확보하는 데에 적합하고, 따라서, 피착체에 대한 접착 불량을 억제하는 데에 적합하다.
도 1 은 본 발명의 접합 시트의 일 실시형태의 단면 모식도이다.
도 2 는 본 발명의 접합 시트 제조 방법의 일 실시형태에 있어서의 일부의 공정을 나타낸다. 도 2A 는 도막 형성 공정을 나타내고, 도 2B 는 건조 공정을 나타낸다.
도 3 은 도 1 에 나타내는 접합 시트를 사용한 땜납 접합 방법의 일례의 공정도이다. 도 3A 는 준비 공정을 나타내고, 도 3B 는 적층 공정을 나타내고, 도 3C 는 가열 공정을 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 접합 시트 제조 방법의 일 실시형태에 있어서의 일부의 공정을 나타낸다. 도 2A 는 도막 형성 공정을 나타내고, 도 2B 는 건조 공정을 나타낸다.
도 3 은 도 1 에 나타내는 접합 시트를 사용한 땜납 접합 방법의 일례의 공정도이다. 도 3A 는 준비 공정을 나타내고, 도 3B 는 적층 공정을 나타내고, 도 3C 는 가열 공정을 나타낸다.
도 1 은, 본 발명의 접합 시트의 일 실시형태로서의 접합 시트 (10) 의 단면 모식도이다 (접합 시트 (10) 가 기재 (S1, S2) 사이에 끼인 상태를 예시적으로 도시한다). 접합 시트 (10) 는, 땜납 접합용 시트이며, 땜납 입자와, 플럭스제와, 매트릭스 수지를 함유한다. 접합 시트 (10) 는, 소정의 두께의 시트 형상을 갖고, 두께 방향 (H) 과 직교하는 방향 (면 방향) 으로 연장된다. 또한, 접합 시트 (10) 는, 장척 시트 형상을 가져도 된다. 접합 시트 (10) 가 장척 시트 형상을 갖는 경우, 권회된 롤의 형태를 가져도 된다. 또는, 접합 시트 (10) 는 매엽 형태를 가져도 된다.
땜납 입자로는, 예를 들어 환경 적정의 관점에서, 납을 함유하지 않는 땜납 재료 (납 프리 땜납) 를 들 수 있다. 그러한 땜납 재료로는, 예를 들어 주석-비스무트계 합금 및 주석-은계 합금을 들 수 있다. 주석-비스무트계 합금으로는, 예를 들면, 주석-비스무트 합금 (Sn-Bi) 및 주석-비스무트-인듐 합금 (Sn-Bi-In) 을 들 수 있다. 주석-은계 합금으로는, 예를 들어 주석-은 합금 (Sn-Ag) 및 주석-은-구리 합금 (Sn-Ag-Cu) 을 들 수 있다. 저온 접합의 관점에서는, 땜납 입자의 재료로는, 바람직하게는 주석-비스무트 합금, 및 주석-비스무트-인듐 합금이 사용된다. 땜납 입자는, 단독으로 사용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다.
주석-비스무트계 합금에 있어서의 주석의 함유 비율은, 예를 들어 10 질량% 이상, 바람직하게는 20 질량% 이상, 보다 바람직하게는 25 질량% 이상이고, 또, 예를 들어 75 질량% 이하, 바람직하게는 50 질량% 이하, 보다 바람직하게는 30 질량% 이하이다. 주석-비스무트계 합금에 있어서의 비스무트의 함유 비율은, 예를 들어 25 질량% 이상, 바람직하게는 55 질량% 이상이고, 또, 예를 들어 90 질량% 이하, 바람직하게는 75 질량% 이하이다. 주석-비스무트계 합금이 인듐을 함유하는 경우, 그 인듐의 함유 비율은, 예를 들어 8 질량% 이상, 바람직하게는 12 질량% 이상, 보다 바람직하게는 18 질량% 이상이고, 또, 예를 들어 30 질량% 이하, 바람직하게는 25 질량% 이하이다.
땜납 재료의 융점 (땜납 입자의 융점) 은, 예를 들어 240 ℃ 이하이고, 바람직하게는 200 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 180 ℃ 이하이고, 또, 예를 들어 70 ℃ 이상이고, 바람직하게는 100 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 120 ℃ 이상이다. 땜납 재료의 융점은, 시차 주사 열량 측정 (DSC) 에 의해 구할 수 있다 (후기하는 플럭스제의 재료의 융점에 대해서도 동일하다).
땜납 입자의 형상으로는, 예를 들어 구 형상, 판 형상 및 바늘 형상을 들 수 있고, 바람직하게는 구 형상을 들 수 있다.
땜납 입자의 입자경 D50 은, 바람직하게는 7 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 6 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다. 이와 같은 구성은, 접합 시트 (10) 의 제조 과정에서 조정되는 후기하는 혼합 조성물 중에서의 땜납 입자의 침강을 억제하는 데에 바람직하고, 따라서, 형성되는 접합 시트 (10) 중에서의 땜납 입자의 양호한 분산 상태를 실현하는 데에 바람직하다. 또한, 접합 시트 (10) 의 두께에 대한, 땜납 입자의 입자경 D50 은, 바람직하게는 0.9 이하, 보다 바람직하게는 0.7 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 이하이다. 이러한 구성은, 접합 시트 (10) 를 표면 요철이 억제된 상태에서 얇게 제작하는 데에 바람직하다. 게다가, 땜납 입자의 작음에 관한 이들 구성은, 접합 시트 (10) 를 사용하여 그 얇기에 상응하는 미소한 땜납부를 땜납 입자로부터 형성하는 데에 바람직하다. 땜납 접합 대상물 사이에 적절하게 땜납부를 형성하는 관점에서는, 땜납 입자의 입자경 D50 은, 바람직하게는 10 nm 이상이다. 땜납 입자의 입자경 D50 은, 체적 기준의 입도 분포에 있어서의 메디안 직경 (소경측으로부터 체적 누적 빈도가 50 % 에 달하는 입경) 이며, 예를 들어 레이저 회절·산란법에 의해 얻어지는 입도 분포에 기초하여 구해진다 (후기하는 플럭스 입자의 입자경 D50 에 대해서도 동일하다).
접합 시트 (10) 에 있어서의 땜납 입자의 함유량은, 매트릭스 수지 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 50 질량부 이상, 보다 바람직하게는 100 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 120 질량부 이상이다. 또한, 접합 시트 (10) 에 있어서의 땜납 입자의 체적 비율은, 바람직하게는 5 체적% 이상, 보다 바람직하게는 10 체적% 이상, 더욱 바람직하게는 15 체적% 이상이다. 이들 구성은, 땜납 접합 과정에 있어서 접합 시트 (10) 내에서의 땜납 입자의 응집성을 확보하는 데에 바람직하다. 또한, 접합 시트 (10) 에 있어서의 땜납 입자의 함유량은, 매트릭스 수지 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 600 질량부 이하, 보다 바람직하게는 450 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 170 질량부 이하이다. 또한, 접합 시트 (10) 에 있어서의 땜납 입자의 체적 비율은, 바람직하게는 80 체적% 이하, 보다 바람직하게는 50 체적% 이하, 더욱 바람직하게는 30 체적% 이하이다. 이들 구성은, 접합 시트 (10) 의 시트 부재로서의 제작의 용이성 (성형성) 의 관점에서 바람직하다.
플럭스제는, 땜납 접합을 위한 가열시에 접합 시트 (10) 에 있어서 땜납 입자에 대하여 산화막 제거 기능을 발휘하는 성분이며, 당해 산화막 제거에 의해 땜납 입자는 적절하게 용융되어 응집된다.
플럭스제의 재료로는, 예를 들어 유기산, 퀴놀리놀 유도체 및 금속 카르보닐산염을 들 수 있다. 유기산으로는, 예를 들어 카르복실산을 들 수 있다. 카르복실산으로는, 모노카르복실산, 디카르복실산 및 트리카르복실산을 들 수 있다. 모노카르복실산으로는, 예를 들어 글리콜산, 락트산 및 2-하이드록시부탄산을 들 수 있다. 디카르복실산으로는, 예를 들어, 타르타르산, 말산, 아디프산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 피멜산, 수베르산, 및 세바크산을 들 수 있다. 트리카르복실산으로는, 예를 들어 시트르산을 들 수 있다. 플럭스제는, 단독으로 사용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다. 산화막 제거 기능의 관점에서, 플럭스제는, 바람직하게는 카르복실산이고, 보다 바람직하게는 디카르복실산이고, 더욱 바람직하게는 말산, 아디프산 및 말론산이고, 특히 바람직하게는 말산 및 말론산이다.
접합 시트 (10) 의 성형성의 관점에서, 플럭스제는 25 ℃ 에서 고체인 것이 바람직하다. 플럭스제의 융점은 25 ℃ 보다 높고, 바람직하게는 80 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 100 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 120 ℃ 이상이다. 플럭스제의 융점은, 예를 들어 200 ℃ 이하이고, 바람직하게는 180 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 160 ℃ 이하이다. 접합 시트 (10) 의 성형성과 상기 산화막 제거 기능의 양립의 관점에서, 플럭스제는, 바람직하게는 25 ℃ 에서 고체인 카르복실산이다.
접합 시트 (10) 에 있어서의 플럭스제의 함유량은, 매트릭스 수지 100 질량부에 대하여, 예를 들어 10 질량부 이상, 바람직하게는 30 질량부 이상, 보다 바람직하게는 40 질량부 이상이다. 또한, 접합 시트 (10) 에 있어서의 플럭스제의 체적 비율은, 예를 들어 10 체적% 이상, 바람직하게는 20 체적% 이상, 보다 바람직하게는 30 체적% 이상이다. 이들 구성은, 땜납 접합 과정에서 접합 시트 (10) 내에서의 땜납 입자의 응집성을 확보하는 데에 바람직하다.
또한, 접합 시트 (10) 에 있어서의 플럭스제의 함유량은, 매트릭스 수지 100 질량부에 대하여, 예를 들어 100 질량부 이하, 바람직하게는 80 질량부 이하, 보다 바람직하게는 60 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 50 질량부 미만이다. 또한, 접합 시트 (10) 에 있어서의 플럭스제의 체적 비율은, 예를 들어 100 체적% 이하, 바람직하게는 80 체적% 이하, 보다 바람직하게는 50 체적% 이하이다. 이들 구성은, 접합 시트 (10) 의 성형성의 관점에서 바람직하다.
매트릭스 수지는, 본 실시형태에서는, 열경화성 수지와 열가소성 수지를 함유한다. 접합 시트 (10) 의 성형성의 관점에서, 바람직하게는, 열경화성 수지는 경화 전에 상온에서 액상이고, 또한 열가소성 수지는 상온에서 고체이다.
열경화성 수지로는, 예를 들어 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 열경화성 (메트)아크릴 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 열경화성 폴리에스테르 및 말레이미드 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지는, 단독으로 사용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다. 바람직하게는, 경화 전에는 상온에서 액상인 에폭시 수지가 사용된다.
에폭시 수지로는, 예를 들어 비스페놀형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형 에폭시 수지 및 글리시딜아민형 에폭시 수지를 들 수 있다. 비스페놀형 에폭시 수지로는, 예를 들면, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 비스페놀 S 형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 및 다이머산 변성 비스페놀형 에폭시 수지를 들 수 있다. 노볼락형 에폭시 수지로는, 예를 들어 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지 및 비페닐형 에폭시 수지를 들 수 있다. 플루오렌형 에폭시 수지로는, 예를 들어 비스아릴플루오렌형 에폭시 수지를 들 수 있다. 트리페닐메탄형 에폭시 수지로는, 예를 들어 트리스하이드록시페닐메탄형 에폭시 수지를 들 수 있다. 에폭시 수지로는, 바람직하게는 비스페놀형 에폭시 수지가 사용되고, 보다 바람직하게는 비스페놀 A 형 에폭시 수지가 사용된다.
에폭시 수지의 에폭시 당량은, 예를 들어 80 g/eq 이상, 바람직하게는 100 g/eq 이상이고, 또, 예를 들어, 500 g/eq 이하, 바람직하게는 400 g/eq 이하이다.
열경화성 수지가 경화되는 온도는, 예를 들어 90 ℃ 이상, 바람직하게는 140 ℃ 이상이고, 또한, 예를 들어 250 ℃ 이하, 바람직하게는 230 ℃ 이하이다.
매트릭스 수지에 있어서의 열경화성 수지의 비율은, 바람직하게는 50 질량% 이상, 보다 바람직하게는 60 질량% 이상이고, 또한, 바람직하게는 90 질량% 이하, 보다 바람직하게는 80 질량% 이하이다. 또한, 접합 시트 (10) 에 있어서의 열경화성 수지의 비율은, 바람직하게는 30 체적% 이상, 보다 바람직하게는 40 체적% 이상이고, 또한, 바람직하게는 70 체적% 이하, 보다 바람직하게는 60 체적% 이하이다. 이들 구성은, 접합 시트 (10) 의 성형성과, 후술하는 땜납 접합 과정을 거친 접합 시트 (10) 의 접합 대상물에 대한 접합 강도를 양립하는 데에 바람직하다.
열경화성 수지로서 에폭시 수지를 사용하는 경우, 매트릭스 수지는, 에폭시 수지의 경화제로서, 페놀 수지를 추가로 함유해도 된다. 그러한 페놀 수지로는, 예를 들어, 노볼락형 페놀 수지 및 레졸형 페놀 수지를 들 수 있다. 노볼락형 페놀 수지로는, 예를 들어 페놀노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지, 크레졸노볼락 수지, tert-부틸페놀노볼락 수지 및 노닐페놀노볼락 수지를 들 수 있다.
열가소성 수지로는, 예를 들어 아크릴 수지, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리부타디엔 고무, 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 열가소성 폴리우레탄, 열가소성 폴리이미드, 열가소성 폴리아미드 및 폴리아세탈 수지를 들 수 있다. 열가소성 수지는, 단독으로 사용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다. 열가소성 수지로는, 바람직하게는 아크릴 수지가 사용된다.
아크릴 수지는, (메트)아크릴산알킬에스테르를 포함하는 모노머 성분의 중합체이다. 「(메트)아크릴산」이란, 아크릴산 및/또는 메타크릴산을 의미한다.
(메트)아크릴산알킬에스테르로는, 예를 들어, 직사슬형 또는 분기형의, 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르를 들 수 있다. 그러한 (메트)아크릴산알킬에스테르로는, 예를 들어 (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산프로필, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산이소프로필, (메트)아크릴산이소부틸, (메트)아크릴산s-부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산펜틸, (메트)아크릴산이소펜틸, (메트)아크릴산네오펜틸, (메트)아크릴산헥실, (메트)아크릴산헵틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산옥틸, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산노닐, (메트)아크릴산이소노닐, (메트)아크릴산데실, (메트)아크릴산이소데실, (메트)아크릴산운데실, (메트)아크릴산도데실, (메트)아크릴산이소트리데실, (메트)아크릴산테트라데실, (메트)아크릴산이소테트라데실, (메트)아크릴산펜타데실, (메트)아크릴산헥사데실, (메트)아크릴산헵타데실, (메트)아크릴산옥타데실, (메트)아크릴산이소옥타데실, (메트)아크릴산노나데실, 및 (메트)아크릴산에이코실을 들 수 있다. (메트)아크릴산알킬에스테르는, 단독으로 사용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다.
모노머 성분에 있어서의 (메트)아크릴산알킬에스테르의 비율은, 바람직하게는 70 질량% 이상, 보다 바람직하게는 80 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량% 이상이다. 또한, 모노머 성분에 있어서의 (메트)아크릴산알킬에스테르의 비율은, 바람직하게는 99.5 질량% 이하, 보다 바람직하게는 99 질량% 이하이다.
모노머 성분은, (메트)아크릴산알킬에스테르와 공중합 가능한 공중합성 모노머를 포함하고 있어도 된다.
공중합성 모노머로는, 예를 들어 극성기 함유 비닐 모노머를 들 수 있다. 극성기 함유 비닐 모노머는, 아크릴 수지의 응집력의 확보 등, 아크릴 수지의 개질에 도움이 된다. 극성기 함유 비닐 모노머로는, 예를 들어 수산기 함유 비닐 모노머, 카르복시기 함유 비닐 모노머, 산 무수물 비닐 모노머, 술포기 함유 비닐 모노머, 인산기 함유 비닐 모노머, 시아노기 함유 비닐 모노머 및 글리시딜기 함유 비닐 모노머를 들 수 있고, 바람직하게는 수산기 함유 비닐 모노머를 들 수 있다.
공중합성 모노머로는, 방향족 비닐 모노머도 들 수 있다. 방향족 비닐 모노머는, 아크릴 수지의 상온에서의 고형화에 도움이 된다. 방향족 비닐 모노머로는, 예를 들어 스티렌, 클로로스티렌, 클로로메틸스티렌 및 α-메틸스티렌을 들 수 있고, 바람직하게는 스티렌이 사용된다.
공중합성 모노머는, 단독으로 사용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다.
모노머 성분에 있어서의 공중합성 모노머의 비율은, 공중합성 모노머를 사용하는 것에 의한 효과를 확보하는 관점에서, 바람직하게는 0.1 질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.5 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 1.5 질량% 이상이다. 모노머 성분에 있어서의 공중합성 모노머의 비율은, 바람직하게는 10 질량% 이하, 보다 바람직하게는 5 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 3 질량% 이하이다.
아크릴 수지는, 상기 서술한 모노머 성분을 중합시킴으로써 형성할 수 있다. 중합 방법으로는, 예를 들어 용액 중합, 괴상 중합 및 유화 중합을 들 수 있고, 바람직하게는 용액 중합을 들 수 있다.
아크릴 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 예를 들어 0.8 만 이상, 바람직하게는 1 만 이상이고, 또, 예를 들어 200 만 이하이고, 바람직하게는 150 만 이하이다. 아크릴 수지의 Mw (표준 폴리스티렌 환산값) 는, GPC 에 의해 산출된다.
아크릴 수지의 유리 전이 온도 Tg 는, 바람직하게는 30 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 50 ℃ 이상이며, 또한, 예를 들어 100 ℃ 이하, 바람직하게는 50 ℃ 이하이다.
폴리머의 유리 전이 온도 (Tg) 에 대해서는, 하기의 Fox 의 식에 기초하여 구해지는 유리 전이 온도 (이론값) 를 사용할 수 있다. Fox 의 식은, 폴리머의 유리 전이 온도 Tg 와, 당해 폴리머를 구성하는 모노머의 호모폴리머의 유리 전이 온도 Tgi 의 관계식이다. 하기 Fox 의 식에 있어서, Tg 는 폴리머의 유리 전이 온도 (℃) 를 나타내고, Wi 는 당해 폴리머를 구성하는 모노머 i 의 중량 분율을 나타내고, Tgi 는, 모노머 i 로부터 형성되는 호모폴리머의 유리 전이 온도 (℃) 를 나타낸다. 호모폴리머의 유리 전이 온도에 대해서는 문헌치를 사용할 수 있고, 예를 들어 「Polymer Handbook」(제 4 판, John Wiley & Sons, Inc., 1999년) 및 「신고분자 문고 7 도료용 합성 수지 입문」(키타오카 쿄조 저, 고분자 간행회, 1995년) 에는, 각종 호모폴리머의 유리 전이 온도가 예시되어 있다. 한편, 모노머의 호모폴리머의 유리 전이 온도에 대해서는, 일본 공개특허공보 2007-51271호에 구체적으로 기재되어 있는 방법에 의해 구하는 것도 가능하다.
Fox 의 식 1/(273+Tg)=Σ[Wi/(273+Tgi)]
매트릭스 수지에 있어서의 열가소성 수지의 비율은, 바람직하게는 10 질량% 이상, 보다 바람직하게는 20 질량% 이상이며, 또한, 바람직하게는 50 질량% 이하, 보다 바람직하게는 40 질량% 이하이다. 또한, 접합 시트 (10) 에 있어서의 열가소성 수지의 비율은, 바람직하게는 2 체적% 이상, 보다 바람직하게는 5 체적% 이상, 더욱 바람직하게는 10 체적% 이상이며, 또한, 바람직하게는 50 체적% 이하, 보다 바람직하게는 30 체적% 이하, 더욱 바람직하게는 20 체적% 이하이다. 이들 구성은, 접합 시트 (10) 의 성형성과, 후술하는 땜납 접합 과정을 거친 접합 시트 (10) 의 접합 대상물에 대한 접합 강도를 양립하는 데에 바람직하다.
매트릭스 수지는, 열경화 촉매를 함유해도 된다. 열경화 촉매는, 가열에 의해 열경화성 수지의 경화를 촉진하는 촉매이다. 열경화 촉매로는, 예를 들어 이미다졸 화합물, 트리페닐포스핀 화합물, 아민 화합물 및 트리할로겐보란 화합물을 들 수 있다. 이미다졸 화합물로는, 예를 들어 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸 및 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸을 들 수 있다. 트리페닐포스핀 화합물로는, 예를 들어 트리페닐포스핀, 트리부틸포스핀, 디페닐톨릴포스핀, 테트라페닐포스포늄브로마이드, 메틸트리페닐포스포늄브로마이드, 메틸트리페닐포스포늄클로라이드, 메톡시메틸트리페닐포스포늄, 및 벤질트리페닐포스포늄클로라이드를 들 수 있다. 아민 화합물로는, 예를 들어 모노에탄올아민트리플루오로보레이트 및 디시안디아미드를 들 수 있다. 트리할로겐보란 화합물로는, 예를 들어 트리클로로보란을 들 수 있다. 열경화 촉매는 단독으로 사용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다. 열경화 촉매로는, 바람직하게는 이미다졸 화합물이 사용되고, 보다 바람직하게는 1-벤질-2-페닐이미다졸이 사용된다.
열경화 촉매가 사용되는 경우, 열경화 촉매의 배합량은, 열경화성 수지 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 질량부 이상, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상이며, 또한, 바람직하게는 7 질량부 이하, 보다 바람직하게는 5 질량부 이하이다.
접합 시트 (10) 에 있어서의 매트릭스 수지의 함유 비율은, 바람직하게는 40 체적% 이상, 보다 바람직하게는 55 체적% 이상이며, 또한, 바람직하게는 80 체적% 이하, 보다 바람직하게는 70 체적% 이하이다. 이와 같은 구성은, 땜납 접합에 있어서의 가열 과정에서의, 용융 땜납의 응집의 용이성과, 서로 이격된 땜납부의 형성 용이성의, 밸런스를 취하는 데에 바람직하다.
접합 시트 (10) 는, 필요에 따라 다른 성분을 함유해도 된다. 다른 성분으로는, 예를 들어 착색제 및 커플링제를 들 수 있다.
착색제로는, 예를 들어 흑계 착색제, 시안계 착색제, 마젠타계 착색제 및 옐로계 착색제를 들 수 있다. 착색제는, 안료여도 되고, 염료여도 된다.
착색제로는, 레이저 마킹 등에 의한 각인성을 확보하는 관점에서, 흑계 착색제가 바람직하다. 흑계 착색제로는, 예를 들어 카본 블랙, 산화구리, 이산화망간, 아닐린 블랙, 페릴렌 블랙, 티타늄 블랙 및 시아닌 블랙을 들 수 있다. 또한, 착색제로는, 자외선 등의 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물이 사용되어도 된다. 그러한 화합물로는, 예를 들어 류코 색소를 들 수 있다. 이들 착색제는, 단독으로 사용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다. 접합 시트 (10) 가 착색제를 함유하는 경우, 접합 시트 (10) 에 있어서의 착색제의 함유 비율은, 예를 들어 0.01 질량% 이상이며, 또한, 예를 들어 1 질량% 이하이다.
접합 시트 (10) 의 두께는, 예를 들어 50 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 25 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 20 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 15 ㎛ 이하이다. 접합 시트 (10) 가 얇을수록, 범프 형성 지점의 미세 피치화에 대응하기 쉽다. 접합 시트 (10) 의 두께는, 접합 시트 (10) 의 핸들링성의 관점에서, 바람직하게는 3 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 이상이다.
접합 시트 (10) 는, 표면 조도 (Sa) 가 2.5 ㎛ 이하인 표면 (10a) 을 갖는다. 당해 표면 조도 (Sa) 는, 바람직하게는 1.5 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.7 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.5 ㎛ 미만이다. 표면 조도 (Sa) 는, 3 차원 산술 평균 조도이고, 실시예에 관하여 후술하는 방법에 의해 구해진다. 표면 조도 (Sa) 는, 예를 들어 0.01 ㎛ 이상이다.
접합 시트 (10) 는, 상기 서술한 플럭스제를 함유하지 않는 것 이외에는 동일한 접합 시트 (참조 접합 시트) 로부터의 택 변화율이, 바람직하게는 -30 % 이상, 보다 바람직하게는 -20 % 이상, 더욱 바람직하게는 -15 % 이상, 특히 바람직하게는 -5 % 이상, 특히 더 바람직하게는 0 % 이상이다 (상기 택 변화율은, 참조 접합 시트의 택을 기준으로 하는, 접합 시트 (10) 의 택의 변화의 비율이다). 이와 같은 구성은, 접합 시트 (10) 에 있어서, 피착체에 대한 접합시의 접착력을 확보하는 데에 바람직하다.
접합 시트 (10) 는, 이하의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 이 제조 방법은, 본 발명의 접합 시트 제조 방법의 일 실시형태이다.
먼저, 상기 서술한 플럭스제를 제 1 용매에 용해시켜 플럭스제 용액을 조제한다 (제 1 공정). 제 1 용매는, 플럭스제를 용해 가능한 용매이며, 플럭스제의 종류에 따라 선택된다. 또한, 플럭스제는, 용매에 용해시키지 않고 분체인 채로 사용할 수도 있다.
제 1 용매로는, 플럭스제가 용해되는 용매라면, 한정되지 않는다. 제 1 용매로는, 예를 들면, 극성 용매 및 저극성 용매를 들 수 있다. 극성 용매로는, 예를 들어 물, 알코올 및 카르복실산을 들 수 있다. 알코올로는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 및 부탄올을 들 수 있다. 카르복실산으로는, 포름산 및 아세트산을 들 수 있다. 저극성 용매로는, 예를 들면, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤을 들 수 있다. 플럭스제로서, 상온에서 고체인 카르복실산이 사용되는 경우, 제 1 용매로는, 바람직하게는 극성 용매가 사용되고, 보다 바람직하게는 알코올이 사용되고, 더욱 바람직하게는 에탄올이 사용된다.
본 공정에서 이용되는 플럭스제의 입자경 D50 은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 10 nm 이상이며, 또한 예를 들면 100 ㎛ 이하이다. 본 제조 방법에서는, 플럭스제가 본 공정에서 제 1 용매에 용해되기 때문에, 플럭스제로서, 비교적 큰 플럭스 입자라도 적절히 이용할 수 있다.
플럭스제 용액의 플럭스제 농도 (불휘발 성분 농도) 는, 다음의 제 2 공정에서의 타성분과의 혼합성의 관점에서, 바람직하게는 10 질량% 이상, 보다 바람직하게는 20 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 25 질량% 이상이고, 또 바람직하게는 50 질량% 이하, 보다 바람직하게는 40 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 35 질량% 이하이다.
본 제조 방법에서는, 이어서 제 2 용매와, 상기 서술한 매트릭스 수지의 성분 (열경화성 수지, 열가소성 수지, 필요에 따라 배합되는 다른 성분) 과, 땜납 입자와, 플럭스제 용액을 혼합하여, 혼합 조성물을 조제한다 (제 2 공정). 제 2 용매는, 제 1 용매와 상이한 종류의 용매로서, 제 1 용매보다 극성이 낮은 용매이다. 제 2 용매는, 바람직하게는 플럭스제의 적어도 일부가 용해되는 용매이다. 제 2 용매로는, 예를 들면, 케톤류, 알킬에스테르류, 지방족 탄화수소류, 및 방향족 탄화수소류를 들 수 있다. 케톤류로는, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 및 시클로헥사논을 들 수 있다. 알킬에스테르류로는, 예를 들어 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸 및 아세트산아밀을 들 수 있다. 지방족 탄화수소류로는, 예를 들어 n-헥산, n-헵탄, 옥탄, 시클로헥산 및 메틸시클로헥산을 들 수 있다. 방향족 탄화수소류로는, 예를 들어 톨루엔, 자일렌 및 에틸벤젠을 들 수 있다. 제 2 용매는, 단독으로 이용되어도 되고, 2 종류 이상이 병용되어도 된다. 혼합 조성물의 고형분 농도는, 다음의 제 3 공정에서의 도막 형성의 용이성의 관점에서, 바람직하게는 50 질량% 이상, 보다 바람직하게는 60 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 65 질량% 이상이고, 또, 바람직하게는 80 질량% 이하, 보다 바람직하게는 75 질량% 이하이다.
다음으로, 도 2A 에 나타내는 바와 같이, 혼합 조성물을 기재 (S1) 상에 도포하여 도막 (10A) 을 형성한 후, 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 도막 (10A) 을 건조시켜 접합 시트 (10) 를 형성한다 (제 3 공정). 기재 (S1) 로는, 예를 들면 플라스틱 필름을 들 수 있다. 당해 플라스틱 필름으로는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 및 폴리에스테르 필름을 들 수 있다. 기재의 표면은, 바람직하게는 표면 이형 처리되어 있다.
본 공정에서는, 바람직하게는 가열에 의해 접합 시트 (10) 를 건조시킨다. 건조 온도는, 열가소성 수지의 연화 온도 이상이며, 땜납 입자 및 플럭스제의 융점 미만이고, 또한 열경화성 수지의 경화 온도 미만이다. 당해 건조 온도는, 바람직하게는 60 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 75 ℃ 이상이며, 또한, 바람직하게는 130 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 120 ℃ 이하이다.
제 3 공정 전 또는 후에, 기재 (S1) 상의 접합 시트 (10) 상에, 기재 (S2) 를 적층해도 된다. 기재 (S2) 로는, 기재 (S1) 에 관하여 상기한 플라스틱 필름을 이용할 수 있다 (접합 시트 (10) 가 기재 (S1, S2) 사이에 끼인 상태를, 도 1 에 예시적으로 도시한다).
이상과 같이 하여, 접합 시트 (10) 를 제조할 수 있다.
본 제조 방법에서는, 상기 서술한 바와 같이, 제 1 공정에 있어서, 플럭스제가 제 1 용매에 용해된다. 제 2 공정에서는, 플럭스제는, 제 1 용매에 용해되어 있는 상태에서, 다른 성분 (매트릭스 수지의 성분, 땜납 입자) 과 혼합된다. 그리고, 제 3 공정에서는, 먼저, 용해 상태에 있는 플럭스제를 함유하는 혼합 조성물로부터, 기재 (S1) 상에 도막이 형성된다. 이 도막에 있어서는, 플럭스제의 함유에서 기인하는 표면 요철이 억제되어 있다. 그 때문에, 도막의 건조에 의해 형성되는 접합 시트 (10) 에 있어서도, 플럭스제의 함유에서 기인하는 표면 요철이 억제된다. 이러한 접합 시트 제조 방법은, 매트릭스 수지와, 땜납 입자와, 플럭스제를 함유하고, 또한 표면 조도 (Sa) 가 2.5 ㎛ 이하인 표면 (10a) 을 갖는, 접합 시트 (10) 를 제조하는 데에 적합하다.
도 3 은, 접합 시트 (10) 를 사용한 땜납 접합 방법의 일례를 나타낸다.
본 방법에서는, 먼저, 도 3A 에 나타내는 바와 같이, 배선 기판 (30) 과, 전자 부품 (40) 과, 접합 시트 (10) 를 준비한다 (준비 공정). 배선 기판 (30) 은, 일방의 접합 대상물의 일례이며, 기판 (31) 과, 복수의 단자 (32) 를 갖는다. 기판 (31) 은, 예를 들어 평판 형상을 갖는 절연 기판이다. 단자 (32) 는, 금속으로 이루어진다. 복수의 단자 (32) 는 서로 이격되어 있다. 단자 (32) 의 최대 길이는, 예를 들면 10 ㎛ 이상이며, 예를 들면 200 ㎛ 이하이다. 단자 (32) 사이의 간격은, 예를 들어 10 ㎛ 이상이며, 예를 들어 200 ㎛ 이하이다. 전자 부품 (40) 은, 타방의 접합 대상물의 일례이고, 표면이 수지 봉지되어 있는 본체부 (41) 와, 부품 내부와 전기적으로 접속되어 있는 복수의 단자 (42) 를 갖는다. 단자 (42) 는, 금속으로 이루어진다. 복수의 단자 (42) 는, 서로 이격되어 있다. 복수의 단자 (42) 는, 배선 기판 (30) 의 복수의 단자 (32) 에 대향하는 배치 및 사이즈로 형성되어 있다. 접합 시트 (10) 에 대해서는, 땜납 입자 (11) 와, 매트릭스 수지 (12) 를 도시한다.
다음으로, 도 3B 에 나타내는 바와 같이, 배선 기판 (30) 과, 접합 시트 (10) 와, 전자 부품 (40) 을, 이 순서로 적층한다 (적층 공정). 구체적으로는, 배선 기판 (30) 과 전자 부품 (40) 을, 대응하는 단자 (32, 42) 끼리가 대향하는 배치로, 또한 단자 (32, 42) 가 접합 시트 (10) 중에 매설되도록, 접합 시트 (10) 를 개재하여 압착시킨다. 이로써, 적층체 (W) 가 얻어진다.
배선 기판 (30) 및 전자 부품 (40) 은, 접합 시트 (10) 를 개재하여 가접합되어 있다.
다음으로, 적층체 (W) 를 가열하여, 도 3C 에 나타내는 바와 같이, 각 단자 (32, 42) 사이에 땜납부 (11A) 를 형성한다 (가열 공정). 가열 온도는, 땜납 입자 (11) 및 플럭스제의 융점 이상의 온도이고, 열가소성 수지의 연화점 이상의 온도이며, 또한 열경화성 수지의 경화 온도 이상의 온도이다. 가열 온도는, 열경화성 수지, 열가소성 수지, 땜납 입자 및 플럭스제의 종류에 따라 적절히 결정되고, 예를 들어 120 ℃ 이상이고, 바람직하게는 130 ℃ 이상이고, 또, 예를 들어 170 ℃ 이하이고, 바람직하게는 160 ℃ 이하이다. 또한, 가열 시간은, 예를 들어 3 초 이상이며, 또한, 예를 들어 30 초 이하, 바람직하게는 20 초 이하이다.
가열 공정에 있어서의 상기 서술한 바와 같은 단시간 가열에 의해, 접합 시트 (10) 내에 있어서, 열가소성 수지는 일단 용융되고, 플럭스제는, 용융되어 땜납 입자 표면의 산화막 제거 기능을 발휘한다. 땜납 입자는, 용융되고 응집되어, 단자 (32, 42) 사이에 모여들고 (셀프 얼라인먼트), 모여든 땜납 주위에서 열경화성 수지의 경화가 진행된다. 가열 공정 종료 후에 강온됨으로써, 단자 (32, 42) 사이에 응집된 땜납 재료가 응고되어 땜납부 (11A) 가 형성된다. 이로써, 배선 기판 (30) 과 전자 부품 (40) 이 접합 시트 (10) 에 의해 접합됨과 함께, 단자 (32, 42) 사이가 땜납부 (11A) 에 의해 전기적으로 접속된다. 땜납부 (11A) 주위에는, 매트릭스 수지 (12) 유래의 경화 수지부 (12A) 가 형성된다.
경화 수지부 (12A) 는, 적어도 부분적으로 경화가 진행된 열경화성 수지와, 고화된 열가소성 수지를 포함하고, 바람직하게는 완전 경화 상태의 열경화성 수지와, 고화된 열가소성 수지를 포함한다.
이상과 같이 하여, 접합 시트 (10) 를 사용하여 배선 기판 (30) 에 대하여 전자 부품 (40) 을 실장할 수 있다.
접합 시트 (10) 의 표면 (10a) 의 표면 조도 (Sa) 는, 상기 서술한 바와 같이 2.5 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 1.5 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.7 ㎛ 이하이다. 이와 같은 구성은, 접합 시트 (10) 에 의한 피착체 (배선 기판 (30), 전자 부품 (40)) 의 가접합시 (도 3B) 의 접착력을 확보하는 데에 적합하고, 따라서 피착체에 대한 접착 불량을 억제하는 데에 적합하다.
한편, 상기 서술한 가접합시에는, 접합 시트 (10) 의 표면 요철이 클수록, 피착체와 접합 시트 (10) 사이에 보이드 (부분적인 공극) 가 형성되기 쉽다. 당해 보이드의 형성은, 상기 서술한 땜납부 (11A) 및 경화 수지부 (12A) 의 형성 불량의 원인이 되어, 바람직하지 않다. 표면 조도 (Sa) 에 관한 상기의 구성은, 가접합시에 있어서, 피착체와 접합 시트 (10) 사이에 보이드가 형성되는 것을 억제하는 데에 적합하다. 보이드의 억제는, 피착체에 대한 접착 불량을 억제하는 데에 도움이 된다.
실시예
[실시예 1]
이하와 같이 하여, 실시예 1 의 접합 시트를 제작하였다.
먼저, 플럭스제로서의 말산 (입자경 D50 은 4.4 ㎛) 을 에탄올에 첨가하여 용해시켜, 고형분 농도 (불휘발 성분 농도) 33 질량% 의 플럭스제 용액을 조제하였다 (제 1 공정).
다음으로, 열경화성 수지로서의 에폭시 수지 (상품명 「jER828」, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 에폭시 당량 184 ∼ 194 g/eq, 상온에서 액상, 미츠비시 케미컬사 제조) 70 질량부와, 열가소성 수지로서의 아크릴 수지 (상품명 「ARUFON UH-2170」, 수산기 함유 스티렌아크릴 폴리머, 상온에서 고체, 토아 합성사 제조) 30 질량부와, 땜납 입자 (42 질량% Sn-58 질량% Bi 합금, 융점 139 ℃, 구 형상, 입자경 D50 은 3 ㎛) 150 질량부와, 플럭스제 용액을, 메틸에틸케톤 (MEK) 에 첨가하여 혼합하여, 고형분 농도 70 질량% 의 혼합 조성물을 조제하였다 (제 2 공정). 이 혼합 조성물에 있어서의 플럭스제의 함유량은 50 질량부이다.
이어서, 혼합 조성물을 세퍼레이터 상에 도포하여 도막을 형성한 후, 당해 도막을 건조시켰다 (제 3 공정). 건조 온도는 80 ℃ 로 하고, 건조 시간은 3 분간으로 하였다. 이로써, 세퍼레이터 상에 두께 10 ㎛ 의 접합 시트를 형성하였다. 실시예 1 의 접합 시트의 조성을 표 1 에 나타낸다 (후기하는 실시예 및 비교예의 접합 시트의 조성도 표 1 및 표 2 에 나타낸다). 표 1 및 표 2 에 있어서, 조성물의 조성을 나타내는 각 수치의 단위는, 상대적인 “질량부” 이다.
[실시예 2]
제 2 공정에 있어서, 혼합 조성물 중의 플럭스제 (말산) 의 배합량을 50 질량부 대신에 25 질량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 의 접합 시트와 동일하게 하여, 실시예 2 의 접합 시트를 제작하였다.
[실시예 3]
제 3 공정에 있어서, 접합 시트의 두께를 10 ㎛ 대신에 20 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 의 접합 시트와 동일하게 하여, 실시예 3 의 접합 시트를 제작하였다.
[실시예 4]
제 1 공정에 있어서, 플럭스제로서의 말산을 말론산으로 하고, 제 2 공정에 있어서, 혼합 조성물에 있어서의 플럭스제의 함유량은 25 질량부인 것 이외에는, 실시예 1 의 접합 시트와 동일하게 하여, 실시예 4 의 접합 시트를 제작하였다.
[실시예 5]
제 1 공정에 있어서, 플럭스제로서의 말산을 말론산으로 하고, 제 2 공정에 있어서, 혼합 조성물에 있어서의 플럭스제의 함유량은 25 질량부로 하고, 제 3 공정에 있어서, 세퍼레이터 상에 두께 20 ㎛ 의 접합 시트를 형성한 것 이외에는, 실시예 1 의 접합 시트와 동일하게 하여, 실시예 5 의 접합 시트를 제작하였다.
[실시예 6]
제 1 공정에 있어서, 플럭스제로서의 말산을 말론산으로 하고, 제 2 공정에 있어서, 혼합 조성물에 있어서의 플럭스제의 함유량은 10 질량부로 하고, 제 3 공정에 있어서, 세퍼레이터 상에 두께 20 ㎛ 의 접합 시트를 형성한 것 이외에는, 실시예 1 의 접합 시트와 동일하게 하여, 실시예 6 의 접합 시트를 제작하였다.
[실시예 7 ∼ 10]
제 1 공정에 있어서, 플럭스제로서의 말산을 아디프산으로 하고, 에탄올에 용해시키지 않고 분체인 채로 사용하고, 제 2 공정에 있어서, 열경화성 수지로서의 에폭시 수지와, 열가소성 수지로서의 아크릴 수지와, 땜납 입자와, 플럭스제 용액을 혼합한 후, 표 2 에 기재된 소정량의 메틸에틸케톤 (MEK) 을 첨가하여 혼합하여, 도공액을 조제하고 (제 2 공정), 혼합 조성물에 있어서의 플럭스제의 함유량은 25 질량부로 하고, 제 3 공정에 있어서, 세퍼레이터 상에 두께 20 ㎛ 의 접합 시트를 형성한 것 이외에는, 실시예 1 의 접합 시트와 동일하게 하여, 실시예 7 ∼ 10 의 접합 시트를 제작하였다.
[비교예 1]
다음의 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 1 의 접합 시트를 제작하였다. 제 1 공정에 있어서, 플럭스제로서, 말산 대신에 아디프산 (입자경 D50 은 4.5 ㎛) 을 사용하고, 당해 아디프산은 에탄올에 용해시키지 않았다.
[비교예 2]
다음의 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 2 의 접합 시트를 제작하였다. 제 1 공정에 있어서, 플럭스제로서, 말산 대신에 아디프산 (입자경 D50 은 4.5 ㎛) 을 사용하고, 당해 아디프산은 에탄올에 용해시키지 않았다. 제 2 공정에 있어서, 혼합 조성물 중의 플럭스제의 배합량을 50 질량부 대신에 25 질량부로 하였다.
[비교예 3]
다음의 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 3 의 접합 시트를 제작하였다. 제 1 공정에 있어서, 플럭스제로서, 말산 대신에 아디프산 (입자경 D50 은 4.5 ㎛) 을 사용하고, 당해 아디프산은 에탄올에 용해시키지 않았다. 제 2 공정에 있어서, 혼합 조성물 중의 플럭스제의 배합량을 50 질량부 대신에 25 질량부로 하였다. 제 3 공정에 있어서, 접합 시트의 두께를 10 ㎛ 대신에 20 ㎛ 로 하였다.
[비교예 4]
제 1 공정에 있어서, 플럭스제로서의 말산을 아디프산으로 하고, 에탄올에 용해시키지 않고 분체인 채로 사용하고, 제 2 공정에 있어서, 열경화성 수지로서의 에폭시 수지와, 열가소성 수지로서의 아크릴 수지와, 땜납 입자와, 플럭스제 용액을 혼합한 후, 표 2 에 기재된 소정량의 메틸에틸케톤 (MEK) 을 첨가하여 혼합하여, 도공액을 조제하고 (제 2 공정), 혼합 조성물에 있어서의 플럭스제의 함유량은 25 질량부로 하고, 제 3 공정에 있어서 세퍼레이터 상에 두께 20 ㎛ 의 접합 시트를 형성한 것 이외에는, 실시예 1 의 접합 시트와 동일하게 하여, 비교예 4 의 접합 시트를 제작하였다.
[참고예 1]
플럭스제를 사용하지 않는 것 이외에는, 실시예 1, 2, 4 및 비교예 1, 2 의 접합 시트와 동일하게 하여, 참고예 1 의 접합 시트 (두께 10 ㎛) 를 제작하였다. 실시예 1, 2, 4 및 비교예 1, 2 의 각 접합 시트에 있어서, 참고예 1 의 접합 시트는, 플럭스제를 함유하지 않는 것 이외에는 동일한 접합 시트에 상당한다.
[참고예 2]
플럭스제를 사용하지 않는 것 이외에는, 실시예 3, 5 ∼ 10 및 비교예 3, 4 의 접합 시트와 동일하게 하여, 참고예 2 의 접합 시트 (두께 20 ㎛) 를 제조하였다. 실시예 3, 5 ∼ 10 및 비교예 3, 4 의 각 접합 시트에 있어서, 참고예 2 의 접합 시트는, 플럭스제를 함유하지 않는 것 이외에는 동일한 접합 시트에 상당한다.
<표면 조도>
실시예 1 ∼ 10, 비교예 1 ∼ 4 및 참고예 1, 2 의 각 접합 시트의 표면 조도를 측정하였다. 구체적으로는, 먼저, 세퍼레이터가 부착된 접합 시트로부터, 5 cm × 5 cm 의 사이즈의 측정 시료를 잘라내었다. 이어서, 측정 시료에 있어서의 접합 시트의 노출 표면을, 레이저 현미경 (상품명 「VHX-7000」, 키엔스사 제조) 에 의해 촬영하였다. 촬영에서는, 20 배 렌즈를 이용하고, 측정 모드를 콘포컬 모드 (ISO 25178-607) 로 하였다. 그리고, 촬영 데이터에 기초하여, 소정 영역 (300 ㎛ × 300 ㎛) 의 표면 조도 (Sa) (㎛) 를 산출하였다. 그 값을 표 1 및 표 2 에 나타낸다.
<택>
실시예 1 ∼ 10, 비교예 1 ∼ 4, 및 참고예 1, 2 의 각 접합 시트의 택을, 다음과 같이 하여 측정하였다.
먼저, 측정용 시험편을 작성하였다. 구체적으로는, 먼저, 폴리에스테르 필름 (상품명 「루미러」, 두께 50 ㎛, 도레이 제조) 에 양면 점착 테이프 (상품명 「No.5000NS」, 닛토 전공사 제조) 를 첩합하였다. 다음으로, 당해 양면 점착 테이프에, 접합 시트를 첩합하여 적층체를 얻었다. 이들 첩합에는, 2 kg 의 핸드 롤러를 사용하였다. 이 후, 적층체로부터, 2 cm × 2 cm 사이즈의 시험편을 잘라내었다.
이어서, 시험편에 있어서의 접합 시트의 표면의 택 (N) 을, 태킹 시험기 (상품명 「TAC1000」, 레스카사 제조) 에 의해 측정하였다. 본 측정에서는, SUS403 제의 프로브 (직경 5 mm) 를 사용하고, 프로브의 가압 속도를 0.5 mm/초로 하고, 가압 압력을 0.5 N 으로 하고, 가압 시간을 1.5 초로 하고, 프로브의 박리 속도를 2 mm/초로 하였다. 측정 결과를 표 1 및 표 2 에 나타낸다.
참고예 1 의 접합 시트 (두께 10 ㎛) 의 택 (T1) 에 대한, 실시예 1, 2, 4, 및 비교예 1, 2 의 각 접합 시트 (두께 10 ㎛) 의 택 (T2) 의 변화율 (제 1 택 변화율), 및 참고예 2 의 접합 시트 (두께 10 ㎛) 의 택 (T3) 에 대한, 실시예 3, 5 ∼ 10, 및 비교예 3, 4 의 각 접합 시트 (두께 20 ㎛) 의 택 (T4) 의 변화율 (제 2 택 변화율) 도, 표 1, 2 에 나타낸다. 제 1 택 변화율은 (T2-T1)/T1 로 나타낸다. 실시예 1, 2, 4 및 비교예 1, 2 의 각 접합 시트의 상기 제 1 택 변화율은, 플럭스제를 함유하지 않는 것 이외에는 동일한 참고예 1 의 접합 시트로부터의 택 변화율이다. 또, 제 2 택 변화율은 (T4-T3)/T3 으로 나타낸다. 실시예 3, 5 ∼ 10, 및 비교예 3, 4 의 각 접합 시트의 상기 제 2 택 변화율은, 플럭스제를 함유하지 않는 것 이외에는 동일한 참고예 2 의 접합 시트로부터의 택 변화율이다.
실시예 1, 2, 및 4 의 각 접합 시트의 제 1 택 변화율, 및 실시예 3, 5 ∼ 10 의 접합 시트의 제 2 택 변화율은, -30 % 이상이고, 실시예 1 ∼ 10 의 접합 시트에서는, 플럭스제가 존재하는 것에 의한 택 저하성이 억제되어, 양호한 점착성이 확보되었다. 이에 반하여, 비교예 1, 2 의 각 접합 시트의 제 1 택 변화율, 및, 비교예 3, 4 의 접합 시트의 제 2 택 변화율은, -30 % 미만이고, 비교예 1 ∼ 4 의 접합 시트에서는, 플럭스제가 존재하는 것에 의한 택 저하성이 억제되어 있지 않아, 양호한 점착성이 확보되지 않았다.
또한, 상기 발명은 본 발명의 예시의 실시형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해 분명한 본 발명의 변형예는, 후기하는 청구범위에 포함되는 것이다.
산업상 이용가능성
본 발명의 접합 시트는, 예컨대, 배선 회로 기판의 단자와 전자 부품의 단자의 접합, 2 개의 배선 회로 기판의 단자 사이의 접합에 있어서 바람직하게 이용된다.
10 : 접합 시트
10a : 표면
H : 두께 방향
10A : 도막
11 : 땜납 입자
11A : 땜납부
12 : 매트릭스 수지
12A : 경화 수지부
S1, S2 : 기재
30 : 배선 기판
40 : 전자 부품
10a : 표면
H : 두께 방향
10A : 도막
11 : 땜납 입자
11A : 땜납부
12 : 매트릭스 수지
12A : 경화 수지부
S1, S2 : 기재
30 : 배선 기판
40 : 전자 부품
Claims (4)
- 매트릭스 수지와, 땜납 입자와, 플럭스제를 함유하는 접합 시트로서,
표면 조도 (Sa) 가 2.5 ㎛ 이하인 표면을 갖는, 접합 시트. - 제 1 항에 있어서,
상기 플럭스제가, 25 ℃ 에서 고체의 카르복실산인, 접합 시트. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
30 ㎛ 이하의 두께를 갖는, 접합 시트. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플럭스제를 함유하지 않는 것 이외에는 동일한 접합 시트로부터의 택 변화율이 -30 % 이상인, 접합 시트.
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