TW201618628A - 連接構造體的製造方法 - Google Patents

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Hideaki Ishizawa
Shinya Uenoyama
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種即使阻焊劑膜較電極更突出,亦可確保導通性,進而可將焊料粒子有效地配置於電極間,可提高電極間之導通可靠性之連接構造體的製造方法。 本發明之連接構造體的製造方法包含以下步驟:於第1連接對象構件之表面上配置導電膏;於上述導電膏之表面上配置第2連接對象構件;及藉由將上述導電膏加熱至焊料粒子之熔點以上且熱硬化性成分之硬化溫度以上,而形成連接部;且作為上述第1連接對象構件,使用在上述第1電極側之表面之未設置上述第1電極之區域具有阻焊劑膜、且上述阻焊劑膜之外表面較上述第1電極之外表面更突出之第1連接對象構件。

Description

連接構造體的製造方法
本發明係關於一種使用包含焊料粒子之導電膏之連接構造體的製造方法。
各向異性導電膏及各向異性導電膜等各向異性導電材料已廣為知曉。於上述各向異性導電材料中,於黏合樹脂中分散有導電性粒子。
上述各向異性導電材料為了獲得各種連接構造體,而使用於例如可撓性印刷基板與玻璃基板之連接(FOG(Film on Glass:玻璃覆膜))、半導體晶片與可撓性印刷基板之連接(COF(Chip on Film:薄膜覆晶))、半導體晶片與玻璃基板之連接(COG(Chip on Glass:玻璃覆晶))、以及可撓性印刷基板與環氧玻璃基板之連接(FOB(Film on Board:板上覆膜))等。
藉由上述各向異性導電材料,例如,於將可撓性印刷基板之電極與環氧玻璃基板之電極電性連接時,於環氧玻璃基板上配置包含導電性粒子之各向異性導電材料。接著,積層可撓性印刷基板,加熱及加壓。藉此,使各向異性導電材料硬化,經由導電性粒子將電極間電性連接而獲得連接構造體。
作為上述各向異性導電材料之一例,於下述專利文獻1,揭示有接著膠帶,其包含含有熱硬化性樹脂之樹脂層、焊料粉、及硬化劑,且上述焊料粉與上述硬化劑存在於上述樹脂層中。該接著膠帶係薄膜 狀,而非膏狀。
又,於專利文獻1中,揭示有使用上述接著膠帶之接著方法。具體而言,自下方依序積層第一基板、接著膠帶、第二基板、接著膠帶、及第三基板,而獲得積層體。此時,使設置於第一基板之表面之第一電極、與設置於第二基板之表面之第二電極對向。又,使設置於第二基板之表面之第二電極與設置於第三基板之表面之第三電極對向。然後,以特定之溫度加熱積層體而接著。藉此,獲得連接構造體。
又,於下述之專利文獻2,揭示有使用包含含有硬化性樹脂成分及助熔劑之硬化性樹脂組合物、與導電性粒子之導電連接材料之端子間之連接方法。關於上述硬化性樹脂組合物,以160℃加熱90秒後之160℃之熔融黏度為0.01~10Pa.s,160℃之絕緣電阻值未達1×107Ω,且以160℃加熱300秒後之160℃之熔融黏度為100Pa.s以上,160℃之絕緣電阻值為1×107Ω以上。於專利文獻2中,記載有亦可使用常溫時為液狀、固體狀之任一形態之導電連接材料。
又,具體而言,專利文獻2所記載之端子間之連接方法包含:配置步驟,其係將上述導電連接材料配置於對向之端子間;加熱步驟,其係以上述導電性粒子之熔點以上且上述硬化性樹脂成分之硬化未完成之溫度加熱上述導電連接材料;施加步驟,其係對各端子施加電壓,而使上述對向之端子間產生電位差;及硬化步驟,其係使上述硬化性樹脂成分硬化。
又,於專利文獻2中,記載有亦可使用具備基材、與使用阻焊劑而形成於基材上及電路層上之絕緣層之基板。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]WO2008/023452A1
[專利文獻2]日本特開2010-40893號公報
專利文獻1所記載之接著膠帶係薄膜狀,而非膏狀。因此,難以將焊料粉有效地配置於電極(線路)上。例如,於專利文獻1所記載之接著膠帶中,焊料粉之一部分亦容易配置於未形成電極之區域(空間)。配置於未形成電極之區域之焊料粉無助於電極間之導通。
又,即使為包含焊料粉之各向異性導電膏,亦有焊料粉未被有效地配置於電極(線路)上之情況。
又,於專利文獻2中,為了將導電性粒子集中於端子間,對各端子施加電壓,而使上述對向之端子間產生電位差。然而,若進行此種電壓之施加,則連接構造體之製造效率變低。又,專利文獻2所記載之導電連接材料亦可為固體狀(薄膜狀)。然而,若使用固體狀之導電連接材料,則即使使上述對向之端子間產生電位差,亦難以將導電性粒子有效地配置於電極(線路)上。
本發明之目的係提供一種即使阻焊劑膜較電極更為突出,亦可確保導通性,進而將焊料粒子有效地配置於電極間,而可提高電極間之導通可靠性之連接構造體的製造方法。
根據本發明之廣泛態樣,提供一種連接構造體的製造方法,其使用包含熱硬化性成分與複數個焊料粒子之導電膏、於表面具有至少1個第1電極之第1連接對象構件、及於表面具有至少1個第2電極之第2連接對象構件,且包含以下步驟:於上述第1連接對象構件之表面上,配置上述導電膏;於上述導電膏之與上述第1連接對象構件側相反之表面上,以上述第1電極與上述第2電極對向之方式配置上述第2連接對象構件;及藉由將上述導電膏加熱至上述焊料粒子之熔點以上 且上述熱硬化性成分之硬化溫度以上,而藉由上述導電膏形成連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部,且,藉由上述連接部中之焊料部而將上述第1電極與上述第2電極電性連接;且作為上述第1連接對象構件,使用在上述第1電極側之表面之未設置上述第1電極之區域具有阻焊劑膜,且上述阻焊劑膜之外表面較上述第1電極之外表面更突出之第1連接對象構件;於所獲得之連接構造體中,使上述阻焊劑膜位於上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之間。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,於上述第1連接對象構件中,上述阻焊劑膜之外表面較上述第1電極之外表面更突出5μm以上。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,上述第1連接對象構件中上述阻焊劑膜之外表面之較上述第1電極之外表面更突出之距離為上述導電膏所包含之上述焊料粒子之平均粒徑之0.15倍以上、6倍以下。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,上述阻焊劑膜之厚度為15μm以上、75μm以下。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,將於所獲得之連接構造體中位於上述第1電極與上述第2電極之間之上述焊料部之厚度設為100μm以下。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中,不進行加壓,而對上述導電膏施加上述第2連接對象構件之重量,或,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中之至少一者中,進行加壓,且,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟之兩者中,加壓之壓力未達2MPa。亦可於配置上述第 2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中,不進行加壓,而對上述導電膏施加上述第2連接對象構件之重量。亦可於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中之至少一者中,進行加壓,且,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟之兩者中,加壓之壓力未達2MPa。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,上述焊料粒子之平均粒徑為0.5μm以上、100μm以下。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,上述導電膏中之上述焊料粒子之含量為10重量%以上、80重量%以下。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,上述第2連接對象構件為樹脂薄膜、可撓性印刷基板、剛性可撓性基板或可撓性扁平纜線。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,上述第1電極之電極寬度為50μm以上、1000μm以下,上述第2電極之電極寬度為50μm以上、1000μm以下,上述第1電極之電極間寬度為50μm以上、1000μm以下,上述第2電極之電極間寬度為50μm以上、1000μm以下。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,於上述阻焊劑膜之較上述第1電極之外表面更突出之部分中,上述阻焊劑膜之側面隨著趨向於上述阻焊劑膜之外表面而朝內側傾斜。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,作為上述第2連接對象構件,使用在上述第2電極側之表面之未設置上述第2電極之區域具有阻焊劑膜,且上述阻焊劑膜之外表面未較上述第2電極之外表面突出之第2連接對象構件,或,使用在上述第2電極側之表面之未設置上述第2電極之區域不具有阻焊劑膜之第2連接對象構件。
於本發明之連接構造體的製造方法之某一特定態樣中,於使上 述熱硬化性成分硬化前,不對上述第1電極與上述第2電極施加電壓。
本發明之連接構造體的製造方法係使用包含熱硬化性成分與複數個焊料粒子之導電膏、於表面具有至少1個第1電極之第1連接對象構件、及於表面具有至少1個第2電極之第2連接對象構件,且包含以下步驟:於上述第1連接對象構件之表面上,配置上述導電膏;於上述導電膏之與上述第1連接對象構件側相反之表面上,以上述第1電極與上述第2電極對向之方式配置上述第2連接對象構件;及藉由將上述導電膏加熱至上述焊料粒子之熔點以上且上述熱硬化性成分之硬化溫度以上,而藉由上述導電膏形成連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部,且,藉由上述連接部中之焊料部而將上述第1電極與上述第2電極電性連接;且進而作為上述第1連接對象構件,使用在上述第1電極側之表面之未設置上述第1電極之區域具有阻焊劑膜、且上述阻焊劑膜之外表面較上述第1電極之外表面突出之第1連接對象構件,故於所獲得之連接構造體中,即使使上述阻焊劑膜位於上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之間,且,即使阻焊劑膜較電極更突出,亦可確保導通性,進而可將焊料粒子有效地配置於電極間,可提高電極間之導通可靠性。
1‧‧‧連接構造體
1X‧‧‧連接構造體
2‧‧‧第1連接對象構件
2A‧‧‧第1連接對象構件
2Aa‧‧‧電極
2Ab‧‧‧阻焊劑膜
2a‧‧‧第1電極
2b‧‧‧阻焊劑膜
3‧‧‧第2連接對象構件
3a‧‧‧第2電極
4‧‧‧連接部
4A‧‧‧焊料部
4B‧‧‧硬化物部
4X‧‧‧連接部
4XA‧‧‧焊料部
4XB‧‧‧硬化物部
11‧‧‧導電膏
11A‧‧‧焊料粒子
11B‧‧‧熱硬化性成分
101‧‧‧連接構造體
102‧‧‧第1連接對象構件
102a‧‧‧第1電極
103‧‧‧第2連接對象構件
103a‧‧‧第2電極
104‧‧‧連接部
104A‧‧‧焊料部
104B‧‧‧硬化物部
D‧‧‧距離
θ‧‧‧傾斜角度
圖1係示意性顯示藉由本發明之一實施形態之連接構造體的製造方法所獲得之連接構造體之部分缺口前視剖視圖。
圖2(a)~(c)係用以說明本發明之一實施形態之連接構造體的製造方法之各步驟之部分缺口前視剖視圖。
圖3係顯示連接構造體之變化例之部分缺口前視剖視圖。
圖4係顯示第1連接對象構件之變化例之部分缺口前視剖視圖。
圖5係顯示藉由先前之連接構造體的製造方法所獲得之先前之連 接構造體之部分缺口前視剖視圖。
以下,說明本發明之細節。
於本發明之連接構造體的製造方法中,使用包含熱硬化性成分與複數個焊料粒子之導電膏、於表面具有至少1個第1電極之第1連接對象構件、及於表面具有至少1個第2電極之第2連接對象構件。
於本發明之連接構造體的製造方法中,包含以下步驟:於上述第1連接對象構件之表面上,配置上述導電膏;於上述導電膏之與上述第1連接對象構件側相反之表面上,將上述第2連接對象構件以使上述第1電極與上述第2電極對向之方式配置;及藉由將上述導電膏加熱至上述焊料粒子之熔點以上且上述熱硬化性成分之硬化溫度以上,而將連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部藉由上述導電膏形成,且,將上述第1電極與上述第2電極藉由上述連接部中之焊料部而電性連接。
於本發明之連接構造體的製造方法中,作為上述第1連接對象構件,使用在上述第1電極側之表面之未設置上述第1電極之區域具有阻焊劑膜,且上述阻焊劑膜之外表面較上述第1電極之外表面突出之第1連接對象構件。於本發明之連接構造體的製造方法中,於所獲得之連接構造體中,使上述阻焊劑膜位於上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之間。
於本發明之連接構造體的製造方法中,由於採用上述之構成,故複數個焊料粒子較多集中於各電極間,可將複數個焊料粒子有效地配置於電極(線路)上。又,複數個焊料粒子之一部分難以配置於未形成電極之區域(空間),可使配置於未形成電極之區域之焊料粒子之量相當少。因此,可提高電極間之導通可靠性。而且,可防止不能連接之於橫向鄰接之電極間之電性連接,可提高絕緣可靠性。於使用導電 膜之情形時,複數個焊料粒子難以較多集中於各電極間,但於本發明中,由於使用導電膏,故複數個焊料粒子較多集中於各電極間。其理由在於:於加熱時之相對較早之階段,焊料粒子之移動開始。
又,於本發明中,由於焊料粒子有效地集中於電極間,故可使焊料部之厚度較厚,即使阻焊劑膜較電極突出,亦可確保導通性。 又,藉由使阻焊劑膜突出,阻焊劑膜上之焊料粒子容易於凹部即第1電極上移動,可將焊料粒子有效地集中於電極間。又,藉由形成阻焊劑膜,可更進一步提高絕緣可靠性。
自將焊料粒子有效地集中於上下電極間之觀點而言,作為上述第2連接對象構件,較佳為使用在上述第2電極側之表面之未設置上述第2電極之區域具有阻焊劑膜,且上述阻焊劑膜之外表面不較上述第2電極之外表面突出之第2連接對象構件,或,使用在上述第2電極側之表面之未設置上述第2電極之區域不具有阻焊劑膜之第2連接對象構件,更佳為使用在上述第2電極側之表面之未設置上述第2電極之區域不具有阻焊劑膜之第2連接對象構件。於該情形時,於第1連接對象構件之設置有阻焊劑膜之區域,焊料粒子移動之空間更進一步變廣。於使用上述阻焊劑膜之外表面不較上述第2電極之外表面突出之第2連接對象構件之情形時,上述阻焊劑膜之外表面較佳為較上述第2電極之外表面凹陷,更佳為較上述第2電極之外表面凹陷5μm以上,進而較佳為凹陷10μm以上。
另,於本發明中,亦可進而採用將複數個焊料粒子有效地集中於電極間之其他方法。作為將複數個焊料粒子有效地集中於電極間之方法,可舉出對第1連接對象構件、與第2連接對象構件之間之導電膏賦予熱時,因熱使導電膏之黏度降低,藉此使第1連接對象構件、與第2連接對象構件之間之導電膏之對流產生之方法等。於該方法中,可舉出藉由連接對象構件之表面之電極與其以外之表面構件之熱容量 之差異而使對流產生之方法、將連接對象構件之水分藉由熱成為水蒸氣而使對流產生之方法、以及藉由第1連接對象構件與第2連接對象構件之溫度差使對流產生之方法等。藉此,可使導電膏中之焊料粒子有效地移動至電極之表面。
另,於本發明中,亦可進而採用使焊料粒子選擇性地凝聚於電極之表面之方法。作為使焊料粒子選擇性地凝聚於電極之表面之方法,可舉出選擇藉由熔融之焊料粒子之濡濕性較佳之電極材質、與熔融之焊料粒子之濡濕性不佳之其他表面材質而形成之連接對象構件,使到達於電極之表面之熔融之焊料粒子選擇性地附著於電極,並對於該熔融之焊料粒子,使其他焊料粒子熔融而附著之方法;選擇藉由熱傳導性較佳之電極材質、與熱傳導性不佳之其他表面材質而形成之連接對象構件,於賦予熱時,使電極之溫度相對於其他表面構件較高,藉此使焊料選擇性地熔融於電極上之方法;對於存在於藉由金屬形成之電極上之負電荷,使用經帶正電荷處理之焊料粒子,而使焊料粒子選擇性地凝聚於電極之方法;以及、藉由相對於具有親水性之金屬表面,將導電膏中除了焊料粒子以外之樹脂設為疏水性,而使焊料粒子選擇性地凝聚於電極之方法等。
較佳為於使上述熱硬化性成分硬化前,不對上述第1電極與上述第2電極施加電壓。於施加電壓之情形時,連接構造體之製造效率變得相當低。藉由不施加電壓,可大幅提高連接構造體之製造效率。於本發明中,即使不施加電壓,亦可使焊料粒子於上下之電極間移動。
自可對應於連接構造體之薄型化,且更進一步提高導通可靠性之觀點而言,於電極間之焊料部之厚度較佳為10μm以上,更佳為20μm以上,較佳為100μm以下,更佳為80μm以下,進而較佳為70μm以下,尤佳為60μm以下,最佳為50μm以下。電極之表面上之焊料濡濕面積(電極之露出面積100%中之焊料接觸面積)較佳為50%以上,更 佳為70%以上,較佳為100%以下。
於本發明之連接構造體的製造方法中,較佳為於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中,不進行加壓,而對上述導電膏施加上述第2連接對象構件之重量,或,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟內之至少一者中,以未達2MPa進行加壓,且,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟之兩者中,加壓之壓力未達2MPa。藉由不施加2MPa以上之加壓之壓力,而大大促進焊料粒子之凝聚。自抑制連接對象構件之翹曲之觀點而言,於本發明之連接構造體的製造方法中,亦可於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟內之至少一者中,進行加壓,且,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟之兩者中,加壓之壓力未達2MPa。於進行加壓之情形時,亦可僅於配置上述第2連接對象構件之步驟中進行加壓,亦可僅於形成上述連接部之步驟中進行加壓,亦可於配置上述第2連接對象構件之步驟與形成上述連接部之步驟之兩者中進行加壓。於加壓之壓力未達2MPa中包含未加壓之情形。於進行加壓之情形時,加壓之壓力較佳為1.9MPa以下,更佳為1.5MPa以下,進而較佳為1MPa以下,尤佳為0.8MPa以下。尤其,於加壓之壓力為1MPa以下之情形時,與加壓之壓力超過1MPa之情形相比,顯著地促進焊料粒子之凝聚。於加壓之壓力為0.8MPa以下之情形時,與加壓之壓力超過0.8MPa之情形相比,更進一步顯著地促進焊料粒子之凝聚。
於本發明之連接構造體的製造方法中,較佳為於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中,不進行加壓,而對上述導電膏施加上述第2連接對象構件之重量,較佳為於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中,不對上述導電膏施加超過上述第2連接對象構件之重量之力之加壓壓力。於該等情形時, 於複數個焊料部,可更進一步提高焊料量之均一性。進而,可更進一步有效地使焊料部之厚度較厚,且複數個焊料粒子容易較多集中於電極間,可將複數個焊料粒子更進一步有效地配置於電極(線路)上。 又,複數個焊料粒子之一部分難以配置於未形成電極之區域(空間),可使配置於未形成電極之區域之焊料粒子之量更進一步減少。因此,可更進一步提高電極間之導通可靠性。而且,可更進一步防止不能連接之於橫向鄰接之電極間之電性連接,可更進一步提高絕緣可靠性。
如此,本發明者們發現,為了將複數個焊料粒子有效地配置於電極上,且使配置於未形成電極之區域之焊料粒子之量相當少,有必要使用導電膏而非導電膜。
進而,本發明者們亦發現,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中,若不進行加壓,而對上述導電膏施加上述第2連接對象構件之重量,則於形成連接部前配置於未形成電極之區域(空間)之焊料粒子更進一步容易集中於第1電極與第2電極之間,可將複數個焊料粒子更進一步有效地配置於電極(線路)上。於本發明中,將使用導電膏而非導電膜之構成、與不進行加壓而對上述導電膏施加上述第2連接對象構件之重量之構成組合而採用,因能以更進一步高之位準獲得本發明之效果,故有較大之意義。
另,於WO2008/023452A1中,記載有自使焊料粉於電極表面沖刷而高效地移動之觀點而言,只要於接著時以特定之壓力加壓即可,記載有於進而確實地形成焊料區域之觀點而言,加壓壓力例如設為0MPa以上,較佳為1MPa以上,進而,記載有即使有意地施加於接著膠帶之壓力為0MPa,亦可藉由配置於接著膠帶上之構件之自重,對接著膠帶施加特定之壓力。於WO2008/023452A1中,記載有有意地施加於接著膠帶之壓力亦可為0MPa,但關於賦予超過0MPa之壓力之情形與設為0MPa之情形之效果之差異,並未作任何記載。又,於 WO2008/023452A1中,關於使用膏狀之導電膏而非膜狀之重要性亦未作任何辨識。
又,若使用導電膏而非導電膜,則藉由導電膏之塗佈量,容易調整連接部及焊料部之厚度。另一方面,於導電膜方面,有為了變更或調整連接部之厚度,必須準備不同厚度之導電膜或準備特定厚度之導電膜之問題。又,於導電膜方面,有於焊料之熔融溫度,無法使導電膜之熔融黏度充分降低,而阻礙焊料粒子之凝聚之問題。
以下,藉由參照圖式,說明本發明之具體實施形態及實施例,而闡明本發明。
首先,於圖1,示意性地以部分缺口前視剖視圖顯示藉由本發明之一實施形態之連接構造體的製造方法所獲得之連接構造體。
圖1所示之連接構造體1包含:第1連接對象構件2;第2連接對象構件3;及連接部4,其連接第1連接對象構件2與第2連接對象構件3。 連接部4係藉由包含熱硬化性成分、與複數個焊料粒子之導電膏而形成,且為導電膏之硬化物。
連接部4包含:焊料部4A,其使複數個焊料粒子集中而相互接合;及硬化物部4B,其使熱硬化性成分熱硬化。
第1連接對象構件2於表面(上表面)具有複數個第1電極2a。第1連接對象構件2於第1電極2a側之表面(上表面)之未設置第1電極2a之區域具有阻焊劑膜2b。阻焊劑膜2b之厚度大於第1電極2a之厚度。因此,阻焊劑膜2b之外表面(上表面)較第1電極2a之外表面(上表面)突出。於第1連接對象構件2中,阻焊劑膜2b之外表面較第1電極2a之外表面突出。第2連接對象構件3於表面(下表面)具有複數個第2電極3a。第1電極2a與第2電極3a係藉由焊料部4A而電性連接。因此,第1連接對象構件2與第2連接對象構件3係藉由焊料部4A而電性連接。另,於連接部4中,於與集中於第1電極2a與第2電極3a之間之焊料部4A不同之區域 (硬化物部4B部分),不存在焊料。於與焊料部4A不同之區域(硬化物部4B部分),不存在與焊料部4A分離之焊料。另,若為少量,則於與集中於第1電極2a與第2電極3a之間之焊料部4A不同之區域(硬化物部4B部分),亦可存在焊料。
如圖1所示,於連接構造體1中,複數個焊料粒子集中於第1電極2a與第2電極3a之間,於複數個焊料粒子熔融後,焊料粒子之熔融物於電極之表面濡濕擴散後固化,而形成焊料部4A。於本實施形態中,於連接構造體1中位於第1電極2a與第2電極3a之間之焊料部4A之厚度大於上述導電膏所包含之複數個上述焊料粒子之平均粒徑。因此,即使阻焊劑膜2b較第1電極2a更突出,亦可充分確保導通性。 又,因第1、第2電極2a、3a間之焊料部4A之厚度大於上述導電膏所包含之複數個上述焊料粒子之平均粒徑,故焊料部4A與第1電極2a、以及焊料部4A與第2電極3a之接觸面積變大。藉由使用焊料粒子,與導電性之外表面使用鎳、金或銅等金屬之導電性粒子之情形相比,焊料部4A與第1電極2a、以及焊料部4A與第2電極3a之接觸面積變大。藉此,亦使連接構造體1之導通可靠性及連接可靠性變高。另,導電膏亦可包含助熔劑。於導電膏中包含助熔劑之情形時,助熔劑一般會因加熱而逐漸去活化。
上述阻焊劑膜位於上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之間。上述第1連接對象構件較佳為於表面具有複數個第1電極,且於複數個第1電極間具有上述阻焊劑膜。
上述第1連接對象構件之上述阻焊劑膜之外表面(上表面)之較上述第1電極之外表面(上表面)更突出之距離D較佳為超過0μm,更佳為1μm以上,進而較佳為5μm以上,尤佳為10μm以上,較佳為50μm以下,更佳為40μm以下,進而較佳為25μm以下。若上述距離D為上述下限以上及上述上限以下,則焊料粒子更進一步有效地集中於電極 間,電極間之導通可靠性更進一步變高。
上述阻焊劑膜之厚度較佳為15μm以上,更佳為20μm以上,進而較佳為25μm以上,較佳為75μm以下,更佳為65μm以下,進而較佳為50μm以下。若上述阻焊劑膜之厚度為上述下限以上及上述上限以下,則焊料粒子更進一步有效地集中於電極間,電極間之導通可靠性更進一步變高,絕緣可靠性亦更進一步變高。
上述第1連接對象構件之上述阻焊劑膜之外表面之較上述第1電極之外表面突出之距離D較佳為上述導電膏所包含之上述焊料粒子之平均粒徑之0.15倍以上,更佳為0.5倍以上,更進一步較佳為1倍以上,進而較佳為1.5倍以上,尤佳為2倍以上,較佳為6倍以下,更佳為5倍以下,進而較佳為4倍以下。若上述距離D與上述焊料粒子之平均粒徑滿足上述之關係,則焊料粒子更進一步有效地集中於電極間,電極間之導通可靠性更進一步變高。上述距離D若為上述焊料粒子之平均粒徑之0.5倍以上,則焊料粒子容易顯著地集中於電極間,若上述距離D為上述焊料粒子之平均粒徑之1倍以上,則焊料粒子容易更進一步顯著地集中於電極間。
另,於圖1所示之連接構造體1中,焊料部4A之整體位於第1、第2電極2a、3a間之對向區域。圖3所示之變化例之連接構造體1X僅連接部4X與圖1所示之連接構造體1不同。連接部4X具有焊料部4XA與硬化物部4XB。如連接構造體1X般,焊料部4XA之大部分位於第1、第2電極2a、3a之對向區域,焊料部4XA之一部分亦可自第1、第2電極2a、3a之對向區域朝側方溢出。自第1、第2電極2a、3a之對向區域朝側方溢出之焊料部4XA係焊料部4XA之一部分,並非自焊料部4XA分離之焊料。另,於本實施形態中,可減少自焊料部分離之焊料之量,但自焊料部分離之焊料亦可存在於硬化物部中。
若減少焊料粒子之使用量,則容易獲得連接構造體1。若增多焊 料粒子之使用量,則容易獲得連接構造體1X。若焊料粒子之使用量較多,則容易使連接構造體中位於第1電極與第2電極之間之焊料部之厚度大於上述導電膏所包含之複數個上述焊料粒子之平均粒徑。
接著,說明使用本發明之一實施形態之導電膏,製造連接構造體1之方法之一例。
首先,準備於表面(上表面)上具有第1電極2a之第1連接對象構件2。第1連接對象構件2於第1電極2a側之表面(上表面)之未設置第1電極2a之區域具有阻焊劑膜2b。接著,如圖2(a)所示,於第1連接對象構件2之表面上配置包含熱硬化性成分11B、與複數個焊料粒子11A之導電膏11(第1步驟)。於第1連接對象構件2之設置有第1電極2a之表面上,配置導電膏11。於導電膏11之配置之後,焊料粒子11A係配置於第1電極2a(線路)上、與未形成第1電極2a之區域(空間、阻焊劑膜2b)上之兩者。
作為導電膏11之配置方法,並未特別限定,可舉出利用點膠機之塗佈、網版印刷、及利用噴墨裝置之噴出等。
又,準備於表面(下表面)具有第2電極3a之第2連接對象構件3。 接著,如圖2(b)所示,於第1連接對象構件2之表面上之導電膏11中,於導電膏11之與第1連接對象構件2側相反側之表面上,配置第2連接對象構件3(第2步驟)。於導電膏11之表面上,自第2電極3a側配置第2連接對象構件3。此時,使第1電極2a與第2電極3a對向。
接著,將導電膏11加熱至焊料粒子11A之熔點以上及熱硬化性成分11B之硬化溫度以上(第3步驟)。即,將導電膏11加熱至焊料粒子11A之熔點及熱硬化性成分11B之硬化溫度內較低之溫度以上。於該加熱時,存在於未形成電極之區域之焊料粒子11A集中於第1電極2a與第2電極3a之間(自身凝聚效果)。又,於本實施形態中,由於使用導電膏而非導電膜,故焊料粒子11A有效地集中於第1電極2a與第2電極 3a之間。又,焊料粒子11A熔融而相互接合。又,熱硬化性成分11B係熱硬化。其結果,如圖2(c)所示,藉由導電膏11而形成連接第1連接對象構件2與第2連接對象構件3之連接部4。藉由導電膏11形成連接部4,藉由接合複數個焊料粒子11A而形成焊料部4A,藉由使熱硬化性成分11B熱硬化而形成硬化物部4B。若焊料粒子3迅速移動,則自不位於第1電極2a與第2電極3a之間之焊料粒子3之移動開始,至於第1電極2a與第2電極3a之間焊料粒子3之移動完成為止,亦可不將溫度保持為一定。
假定於第1連接對象構件102於表面不具有阻焊劑膜之情形時,容易獲得如圖5所示之連接構造體101。連接構造體101具備第1連接對象構件102、第2連接對象構件103、及連接部104。第1連接對象構件102於表面具有複數個第1電極102a。第2連接對象構件103於表面具有複數個第2電極103a。第1連接部104具有焊料部104A、與硬化物部104B。於圖5所示之連接構造體101中,因焊料粒子未充分集中於焊料部104A,而有未藉由焊料部104A使第1電極102a與第2電極103a電性連接之部位。
於本實施形態中,於上述第2步驟及上述第3步驟中未進行加壓。於本實施形態中,於導電膏11施加第2連接對象構件3之重量。 又,於本實施形態中,使用導電膏而非導電膜。因此,於連接部4之形成時,焊料粒子11A有效地集中於第1電極2a與第2電極3a之間。作為結果,第1電極2a與第2電極3a之間之焊料部4A之厚度容易變大。因此,即使阻焊劑膜2b較第1電極2a突出,亦可充分確保導通性。另,於上述第2步驟及上述第3步驟內之至少一者中,若進行加壓,則焊料粒子欲集中於第1電極與第2電極之間之作用被阻礙之傾向變高。此種情況係由本發明者們發現。
又,於本實施形態中,由於未進行加壓,故於塗佈有導電膏之 第1連接對象構件重疊第2連接對象構件時,即使於以第1連接對象構件之電極與第2連接對象構件之電極之對準偏移之狀態,使第1連接對象構件與第2連接對象構件重疊之情形時,亦可修正其偏移,而使第1連接對象構件之電極與第2連接對象構件之電極連接(自動對準效果)。其理由在於:因為自身凝聚於第1連接對象構件之電極與第2連接對象構件之電極間之熔融焊料,在第1連接對象構件之電極與第2連接對象構件之電極之間之焊料與導電膏之其他成分接觸之面積成為最小者能量方面較穩定,而使作用於該成為最小面積之連接構造即具有對準之連接構造之力發揮作用。此時,較理想為導電膏未硬化,及於該溫度、時間,導電膏之焊料粒子以外之成分之黏度充分低。
焊料之熔點溫度下之導電膏之黏度較佳為50Pa.s以下,更佳為10Pa.s以下,進而較佳為1Pa.s以下,較佳為0.1Pa.s以上,更佳為0.2Pa.s以上。若為特定之黏度以下,則可使焊料粒子有效地凝聚,若為特定之黏度以上,則可抑制於連接部之孔隙,抑制導電膏向連接部以外溢出。
如此一來,可獲得圖1所示之連接構造體1。另,上述第2步驟與上述第3步驟亦可連續進行。又,於進行上述第2步驟後,亦可使所獲得之第1連接對象構件2、導電膏11、及第2連接對象構件3之積層體移動至加熱構件,而進行上述第3步驟。為了進行上述加熱,可於加熱構件上配置上述積層體,亦可於所加熱之空間內配置上述積層體。
上述第3步驟之加熱溫度若為焊料粒子之熔點以上及熱硬化性成分之硬化溫度以上,則並未特別限定。上述加熱溫度較佳為140℃以上,更佳為160℃以上,較佳為450℃以下,更佳為250℃以下,進而較佳為200℃以下。
另,於上述第3步驟之後,以位置之修正或製造之重工為目的,可將第1連接對象構件或第2連接對象構件自連接部剝離。用以進行該 剝離之加熱溫度較佳為焊料粒子之熔點以上,更佳為焊料粒子之熔點(℃)+10℃以上。用以進行該剝離之加熱溫度亦可為焊料粒子之熔點(℃)+100℃以下。
作為上述第3步驟之加熱方法,可舉出使用回流爐或使用烘箱將連接構造體整體加熱至焊料粒子之熔點以上及熱硬化性成分之硬化溫度以上之方法、或僅對連接構造體之連接部進行局部加熱之方法。
作為局部加熱之方法所使用之器具,可舉出熱板、賦予熱風之熱風槍、烙鐵、及紅外線加熱器等。
又,以熱板進行局部加熱時,較佳為連接部正下方以熱傳導性較高之金屬形成熱板上表面,其他不宜加熱之部位,以氟樹脂等熱傳導性較低之材質形成熱板上表面。
自更進一步提高導通可靠性之觀點而言,較佳為獲得如下一種連接構造體:於第1電極、連接部、及第2電極之積層方向觀察第1電極與第2電極相互對向之部分時,於第1電極與第2電極相互對向之部分之面積100%中之50%以上配置有連接部中之焊料部。
另,上述第1連接對象構件只要具有至少1個第1電極即可。上述第1連接對象構件較佳為具有複數個第1電極。上述第2連接對象構件只要具有至少1個第2電極即可。上述第2連接對象構件較佳為具有複數個第2電極。
如圖4所示,較佳為使用如下一種第1連接對象構件2A:於阻焊劑膜2Ab之較第1電極2Aa之外表面突出之部分中,阻焊劑膜2Ab之側面隨著趨向於阻焊劑膜2Ab之外表面而朝內側傾斜。於該情形時,於焊料粒子之移動時,阻焊劑膜之側面不易妨礙焊料粒子之移動,但不如說是焊料粒子容易通過阻焊劑膜之側面。作為結果,於上下電極間更進一步有效地配置焊料,電極間之導通可靠性更進一步變高。自於上下電極間更進一步有效地配置焊料之觀點而言,阻焊劑膜之側面向 內側之傾斜角度θ較佳為超過0度,更佳為3度以上,進而較佳為5度以上,尤佳為10度以上,最佳為20度以上。
上述第1、第2連接對象構件並未特別限定。作為上述第1、第2連接對象構件,具體而言,可舉出半導體晶片、半導體封裝、LED晶片、IED封裝、電容器及二極體等電子零件、以及樹脂薄膜、印刷基板、可撓性印刷基板、可撓性扁平纜線、剛性可撓性基板、環氧玻璃基板及玻璃基板等電路基板等電子零件等。上述第1、第2連接對象構件較佳為電子零件。
上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件內之至少一者較佳為樹脂薄膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平纜線或剛性可撓性基板。上述第2連接對象構件較佳為樹脂薄膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平纜線或剛性可撓性基板。樹脂薄膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平纜線及剛性可撓性基板具有柔軟性較高,且為相對輕量之性質。 於此種連接對象構件之連接中使用導電膜之情形時,有焊料粒子難以集中於電極上之傾向。相對於此,即使使用樹脂薄膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平纜線或剛性可撓性基板,亦將焊料粒子有效地集中於電極上,可充分提高電極間之導通可靠性。於使用樹脂薄膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平纜線或剛性可撓性基板之情形時,與使用半導體晶片等其他連接對象構件之情形相比,可更進一步有效地獲得因不進行加壓而得之電極間之導通可靠性之提高效果。
作為設置於上述連接對象構件之電極,可舉出金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、鉬電極、銀電極及鎢電極等金屬電極。於上述連接對象構件為可撓性印刷基板之情形時,上述電極較佳為金電極、鎳電極、錫電極、銀電極或銅電極。於上述連接對象構件為玻璃基板之情形時,上述電極較佳為鋁電極、銅電極、鉬電極、銀電極或鎢電極。另,於上述電極為鋁電極之情形時,可為僅由鋁形成 之電極,亦可為於金屬氧化物層之表面積層有鋁層之電極。作為上述金屬氧化物層之材料,可舉出摻雜3價金屬元素之氧化銦及摻雜3價金屬元素之氧化鋅等。作為上述3價金屬元素,可舉出Sn、Al及Ga等。
為了將焊料粒子更進一步有效地配置於電極上,上述導電膏之於25℃之黏度η較佳為10Pa.s以上,更佳為50Pa.s以上,進而較佳為100Pa.s以上,較佳為800Pa.s以下,更佳為600Pa.s以下,進而較佳為500Pa.s以下。
上述黏度可對添加成分之種類及添加量進行適當調整。又,藉由填料之使用,可使黏度相對較高。
上述黏度例如可使用E型黏度計(東機產業公司製造)等,於25℃及5rpm之條件下測定。
於25℃以上、上述焊料粒子(焊料)之熔點℃以下之溫度區域內之上述導電膏之黏度之最低值(最低熔融黏度之值)較佳為0.1Pa.s以上,更佳為0.2Pa.s以上,較佳為10Pa.s以下,更佳為1Pa.s以下。若上述黏度之最低值為上述下限以上及上述上限以下,則可將焊料粒子更進一步有效地配置於電極上。
上述黏度之最低值可使用STRESSTECH(EOLOGICA公司製造)等,於形變控制1rad、頻率1Hz、升溫速度20℃/分、測定溫度範圍40~200℃(但,於焊料粒子之熔點超過200℃之情形時,將溫度上限設為焊料粒子之熔點)之條件下測定。根據測定結果,評估於焊料粒子之熔點℃以下之溫度區域內之黏度之最低值。
於複數個焊料部中,自提高焊料量之均一性之觀點而言,上述第1電極之電極寬度及上述第2電極之電極寬度較佳為50μm以上,更佳為75μm以上,較佳為1000μm以下,更佳為500μm以下,進而較佳為250μm以下。上述電極寬度係L/S之線路(L)之寬度。自更進一步提高導通可靠性之觀點而言,上述第1電極之電極間寬度及上述第2電 極之電極間寬度較佳為50μm以上,更佳為75μm以上,較佳為1000μm以下,更佳為500μm以下,進而較佳為250μm以下。上述電極間寬度係L/S之空間(S)之寬度。隨著電極寬度及電極間寬度以100μm以下、85μm以下、70μm以下之順序變得越小,越能進一步有效地發揮本發明之效果。
上述導電膏包含熱硬化性成分與複數個焊料粒子。上述熱硬化性成分較佳為包含可藉由加熱而硬化之硬化性化合物(熱硬化性化合物)、與熱硬化劑。自有效去除焊料粒子之表面及電極之表面之氧化膜,而更進一步降低連接電阻之觀點而言,較佳為上述導電膏包含助熔劑。
以下,說明本發明之其他細節。
(焊料粒子)
上述焊料粒子於導電性之外表面具有焊料。上述焊料粒子係中心部分及導電性之外表面均藉由焊料而形成。
自於電極上有效地集中焊料粒子之觀點而言,上述焊料粒子之表面之界達電位較佳為正。但,於本發明中,上述焊料粒子之表面之界達電位亦可不為正。
界達電位係如以下般測定。
界達電位之測定方法:將焊料粒子0.05g放入至甲醇10g,藉由進行超音波處理等,使其均勻地分散,而獲得分散液。可使用該分散液,且使用Beckman Coulter公司製造「Delsamax PRO」,以電泳測定法測定界達電位。
焊料粒子之界達電位較佳為超過0mV,較佳為1mV以下,更佳為0.7mV以下,進而較佳為0.5mV以下。若界達電位為上述上限以下,則於使用前之導電膏中,焊料粒子難以凝聚。若界達電位為0mV以上,則於安裝時焊料粒子有效地凝聚於電極上。
由於容易將表面之界達電位設為正,故上述焊料粒子較佳為具有焊料粒子本體、與配置於上述焊料粒子本體之表面上之陰離子聚合物。上述焊料粒子較佳為藉由以陰離子聚合物或成為陰離子聚合物之化合物對焊料粒子本體進行表面處理而獲得。上述陰離子聚合物及上述成為陰離子聚合物之化合物分別可僅使用一種,亦可並用2種以上。
作為以陰離子聚合物對焊料粒子本體進行表面處理之方法,可舉出使用將例如(甲基)丙烯酸共聚合之(甲基)丙烯酸聚合物、由二羧酸與二醇合成且於兩末端具有羧基之聚酯聚合物、藉由二羧酸之分子間脫水縮合反應而獲得且於兩末端具有羧基之聚合物、由二羧酸與二胺合成且於兩末端具有羧基之聚酯聚合物、以及具有羧基之變性聚乙烯醇(日本合成化學公司製造「GOHSENX T」)等作為陰離子聚合物,並使陰離子聚合物之羧基、與焊料粒子本體表面之羥基反應之方法。
作為上述陰離子聚合物之陰離子部分,可舉出上述羧基,除此以外,可舉出甲苯磺醯基(p-H3CC6H4S(=O)2-)、磺酸離子基(-SO3-)及磷酸離子基(-PO4 -)等。
又,作為其他方法,可舉出使用具有與焊料粒子本體表面之羥基反應之官能基,進而具有可藉由加成、縮合反應而聚合之官能基之化合物,並使該化合物於焊料粒子本體之表面上聚合物化之方法。作為與焊料粒子本體表面之羥基反應之官能基,可舉出羧基及異氰酸基等,作為可藉由加成、縮合反應而聚合之官能基,可舉出羥基、羧基、胺基及(甲基)丙烯醯基。
上述陰離子聚合物之重量平均分子量較佳為2000以上,更佳為3000以上,較佳為10000以下,更佳為8000以下。
若上述重量平均分子量為上述下限以上及上述上限以下,則容 易於焊料粒子本體之表面上配置陰離子聚合物,容易將焊料粒子表面之界達電位設為正,可於電極上更進一步有效地配置焊料粒子。
上述重量平均分子量表示藉由凝膠滲透層析法(GPC)所測定之以聚苯乙烯換算之重量平均分子量。
藉由以成為陰離子聚合物之化合物對焊料粒子本體進行表面處理而獲得之聚合物之重量平均分子量,可藉由將焊料粒子中之焊料熔解,並藉由不引起聚合物之分解之稀鹽酸等去除焊料粒子後,測定殘存之聚合物之重量平均分子量而求出。
上述焊料較佳為熔點為450℃以下之金屬(低熔點金屬)。上述焊料粒子較佳為熔點為450℃以下之低熔點金屬粒子。上述低熔點金屬粒子係包含低熔點金屬之粒子。所謂該低熔點金屬係表示熔點為450℃以下之金屬。低熔點金屬之熔點較佳為300℃以下,更佳為160℃以下。又,上述焊料粒子包含錫。上述焊料粒子所包含之金屬100重量%中,錫之含量較佳為30重量%以上,更佳為40重量%以上,進而較佳為70重量%以上,尤佳為90重量%以上。若上述焊料粒子中錫之含量為上述下限以上,則焊料部與電極之連接可靠性更進一步變高。
另,上述錫之含量可使用高頻感應耦合電漿發光分光分析裝置(堀場製作所公司製造「ICP-AES」)、或螢光X射線分析裝置(島津製作所公司製造「EDX-800HS」)等測定。
藉由使用上述焊料粒子,焊料熔融而與電極接合,焊料部使電極間導通。例如,由於焊料部與電極容易面接觸而非點接觸,故連接電阻變低。又,藉由焊料粒子之使用,焊料部與電極之接合強度變高之結果,更進一步難以產生焊料部與電極之剝離,導通可靠性及連接可靠性有效地變高。
構成上述焊料粒子之低熔點金屬並未特別限定。該低熔點金屬 較佳為錫、或包含錫之合金。該合金可舉出錫-銀合金、錫-銅合金、錫-銀-銅合金、錫-鉍合金、錫-鋅合金、錫-銦合金等。其中,由於相對於電極之濡濕性優異,故上述低熔點金屬較佳為錫、錫-銀合金、錫-銀-銅合金、錫-鉍合金、錫-銦合金。更佳為錫-鉍合金、錫-銦合金。
上述焊料粒子基於JIS Z3001:焊接用語,較佳為液相線為450℃以下之熔填材料。作為上述焊料粒子之組成,可舉出包含例如鋅、金、銀、鉛、銅、錫、鉍、銦等之金屬組成。其中,較佳為低熔點且無鉛之錫-銦系(117℃共晶)、或錫-鉍系(139℃共晶)。即,上述焊料粒子較佳為不包含鉛,較佳為包含錫與銦、或錫與鉍。
為了更進一步提高上述焊料部與電極之接合強度,上述焊料粒子亦可包含鎳、銅、銻、鋁、鋅、鐵、金、鈦、磷、鍺、碲、鈷、鉍、錳、鉻、鉬、鈀等金屬。又,自進而進一步提高焊料部與電極之接合強度之觀點而言,上述焊料粒子較佳為包含鎳、銅、銻、鋁或鋅。自更進一步提高焊料部與電極之接合強度之觀點而言,用以提高接合強度之該等金屬之含量於焊料粒子100重量%中,較佳為0.0001重量%以上,較佳為1重量%以下。
上述焊料粒子之平均粒徑較佳為0.5μm以上,更佳為1μm以上,進而較佳為3μm以上,尤佳為5μm以上,較佳為100μm以下,更佳為未達80μm,更進一步較佳為75μm以下,更進一步較佳為40μm以下,更進一步較佳為30μm以下,進而較佳為20μm以下,尤佳為15μm以下,最佳為10μm以下。若上述焊料粒子之平均粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則可將焊料粒子更進一步有效地配置於電極上。上述焊料粒子之平均粒徑尤佳為3μm以上、30μm以下。
上述焊料粒子之「平均粒徑」表示數平均粒徑。焊料粒子之平均粒徑係藉由例如以電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意之50個焊料粒 子,算出平均值而求出。
上述焊料粒子之粒徑之變動係數較佳為5%以上,更佳為10%以上,較佳為40%以下,更佳為30%以下。若上述粒徑之變動係數為上述下限以上及上述上限以下,則可於電極上更進一步有效地配置焊料粒子。但,上述焊料粒子之粒徑之變動係數亦可為未達5%。
上述變動係數(CV值)係以下述式表示。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:焊料粒子之粒徑之標準偏差
Dn:焊料粒子之粒徑之平均值
上述焊料粒子之形狀並未特別限定。上述焊料粒子之形狀可為球狀,亦可為扁平狀等球形狀以外之形狀。
上述導電膏100重量%中,上述焊料粒子之含量較佳為1重量%以上,更佳為2重量%以上,進而較佳為10重量%以上,尤佳為20重量%以上,最佳為30重量%以上,較佳為80重量%以下,更佳為60重量%以下,進而較佳為50重量%以下。若上述焊料粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則可於電極上更進一步有效地配置焊料粒子,容易於電極間配置較多焊料粒子,使導通可靠性更進一步變高。自更進一步提高導通可靠性之觀點而言,較佳為上述焊料粒子之含量較多。
尤其,上述導電膏100重量%中,上述焊料粒子之含量較佳為1重量%以上,較佳為80重量%以下。於該情形時,焊料粒子有效地集中於電極上,導通可靠性更進一步變高。
(可藉由加熱而硬化之化合物:熱硬化性成分)
作為上述熱硬化性化合物,可舉出氧雜環丁烷化合物、環氧化合物、環硫化合物、(甲基)丙烯酸化合物、苯酚化合物、胺基化合物、不飽和聚酯化合物、聚胺酯化合物、矽化合物及聚醯亞胺化合物 等。其中,自使導電膏之硬化性及黏度更進一步良好,且更進一步提高連接可靠性之觀點而言,較佳為環氧化合物。
作為上述環氧化合物,可舉出芳香族環氧化合物。其中,較佳為間苯二酚型環氧化合物、萘型環氧化合物、聯苯型環氧化合物、二苯甲酮型環氧化合物等結晶性環氧化合物。較佳為於常溫(23℃)為固體,且熔融溫度為焊料之熔點以下之環氧化合物。熔融溫度較佳為100℃以下,更佳為80℃以下,較佳為40℃以上。藉由使用上述較佳之環氧化合物,於貼合連接對象構件之階段,黏度較高,於搬送等之衝擊被賦予加速度時,可抑制第1連接對象構件、與第2連接對象構件之位置偏移,且,藉由硬化時之熱,可使導電膏之黏度大幅降低,可使焊料粒子之凝聚高效地進行。
上述導電膏100重量%中,上述熱硬化性化合物之含量較佳為20重量%以上,更佳為40重量%以上,進而較佳為50重量%以上,較佳為99重量%以下,更佳為98重量%以下,進而較佳為90重量%以下,尤佳為80重量%以下。自更進一步提高耐衝擊性之觀點而言,較佳為上述熱硬化性成分之含量較多。
(熱硬化劑:熱硬化性成分)
上述熱硬化劑使上述熱硬化性化合物熱硬化。作為上述熱硬化劑,可舉出咪唑硬化劑、胺硬化劑、苯酚硬化劑、聚硫醇硬化劑等硫醇硬化劑、酸酐、熱陽離子引發劑及熱自由基產生劑等。上述熱硬化劑可僅使用1種,亦可並用2種以上。
其中,由於可使導電膏於低溫更進一步迅速地硬化,故較佳為咪唑硬化劑、硫醇硬化劑或胺硬化劑。又,由於混合可藉由加熱而硬化之硬化性化合物與上述熱硬化劑時保存穩定性變高,故較佳為潛在性之硬化劑。潛在性之硬化劑較佳為潛在性咪唑硬化劑、潛在性硫醇硬化劑或潛在性胺硬化劑。另,上述熱硬化劑亦可由聚胺酯樹脂或聚 酯樹脂等高分子物質所被覆。
作為上述咪唑硬化劑,並未特別限定,可舉出2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、及2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪異氰脲酸加成物等。
作為上述硫醇硬化劑,並未特別限定,可舉出三羟甲基丙烷三-3-巯基丙、季戊四醇四-3-巯基丙及二季戊四醇六-3-巯基丙等。
作為上述胺硬化劑,並未特別限定,可舉出己二胺、辛二胺、癸二胺、3,9-雙(3-胺基丙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一烷、雙(4-胺基環己基)甲烷、間苯二胺及二胺基二苯砜等。
作為上述熱陽離子引發劑,可舉出碘系陽離子硬化劑、氧鎓系陽離子硬化劑及鋶系陽離子硬化劑等。作為上述碘系陽離子硬化劑,可舉出雙(4-第三丁基苯基)碘六氟磷酸等。作為上述氧鎓系陽離子硬化劑,可舉出三甲基氧鎓四氟硼酸等。作為上述鋶系陽離子硬化劑,可舉出三對甲苯鋶六氟磷酸等。
作為上述熱自由基產生劑,並未特別限定,可舉出偶氮化合物及有機過氧化物等。作為上述偶氮化合物,可舉出偶氮雙異丁腈(AIBN)等。作為上述有機過氧化物,可舉出二-第三丁基過氧化物及甲基乙基酮過氧化物等。
上述熱硬化劑之反應開始溫度較佳為50℃以上,更佳為70℃以上,進而較佳為80℃以上,較佳為250℃以下,更佳為200℃以下,進而較佳為150℃以下,尤佳為140℃以下。若上述熱硬化劑之反應開始溫度為上述下限以上及上述上限以下,則焊料粒子更進一步有效地配置於電極上。上述熱硬化劑之反應開始溫度尤佳為80℃以上,140℃以下。
自將焊料更進一步有效地配置於電極上之觀點而言,上述熱硬 化劑之反應開始溫度較佳為較上述焊料粒子之焊料之熔點高,更佳為高5℃以上,進而較佳為高10℃以上。
上述熱硬化劑之反應開始溫度係指於DSC之發熱峰值之上升開始之溫度。
上述熱硬化劑之含量並未特別限定。相對於上述熱硬化性化合物100重量份,上述熱硬化劑之含量較佳為0.01重量份以上,更佳為1重量份以上,較佳為200重量份以下,更佳為100重量份以下,進而較佳為75重量份以下。若熱硬化劑之含量為上述下限以上,則容易使導電膏充分硬化。若熱硬化劑之含量為上述上限以下,則於硬化後難以殘存未參與硬化之剩餘之熱硬化劑,且硬化物之耐熱性更進一步變高。
(助熔劑)
上述導電膏較佳為包含助熔劑。藉由助熔劑之使用,可將焊料更進一步有效地配置於電極上。該助熔劑並未特別限定。作為助熔劑,可使用一般使用於焊料接合等之助熔劑。作為上述助熔劑,可舉出例如氯化鋅、氯化鋅與無機鹵化物之混合物、氯化鋅與無機酸之混合物、熔融鹽、磷酸、磷酸之衍生物、有機鹵化物、肼、有機酸及松脂等。上述助熔劑可僅使用1種,亦可並用2種以上。
作為上述熔融鹽,可舉出氯化銨等。作為上述有機酸,可舉出乳酸、檸檬酸、硬脂酸、榖胺酸及戊二酸等。作為上述松脂,可舉出活化松脂及非活化松脂等。上述助熔劑較佳為具有2個以上羧基之有機酸、松脂。上述助熔劑可為具有2個以上羧基之有機酸,亦可為松脂。藉由具有2個以上羧基之有機酸、松脂之使用,電極間之導通可靠性更進一步變高。
上述松脂係以松脂酸為主成分之松香類。助熔劑較佳為松香類,更佳為松脂酸。藉由該較佳之助熔劑之使用,電極間之導通可靠 性更進一步變高。
上述助熔劑之活性溫度(熔點)較佳為50℃以上,更佳為70℃以上,進而較佳為80℃以上,較佳為200℃以下,更佳為190℃以下,更進一步較佳為160℃以下,進而較佳為150℃以下,進而進一步較佳為140℃以下。若上述助熔劑之活性溫度為上述下限以上及上述上限以下,則更進一步有效地發揮助熔劑效果,焊料粒子更進一步有效地配置於電極上。上述助熔劑之活性溫度較佳為80℃以上,190℃以下。上述助熔劑之活性溫度尤佳為80℃以上,且為140℃以下。
作為熔點為80℃以上、190℃以下之上述助熔劑,可舉出琥珀酸(熔點186℃)、戊二酸(熔點96℃)、己二酸(熔點152℃)、庚二酸(熔點104℃)、辛二酸(熔點142℃)等二羧酸、苯甲酸(熔點122℃)、蘋果酸(熔點130℃)等。
又,上述助熔劑之沸點較佳為200℃以下。
自將焊料更進一步有效地配置於電極上之觀點而言,上述助熔劑之熔點較佳為較上述焊料粒子之焊料之熔點高,更佳為高5℃以上,進而較佳為高10℃以上。
自將焊料更進一步有效地配置於電極上之觀點而言,上述助熔劑之熔點較佳為較上述熱硬化劑之反應開始溫度高,更佳為高5℃以上,進而較佳為高10℃以上。
上述助熔劑可分散於導電膏中,亦可附著於焊料粒子之表面上。
藉由使助熔劑之熔點高於焊料之熔點,可使焊料粒子有效地凝聚於電極部分。此係由以下情況引起:於接合時加熱之情形時,若將形成於連接對象構件上之電極、與電極周邊之連接對象構件之部分進行比較,則電極部分之熱傳導率高於電極周邊之連接對象構件部分之熱傳導率,而使電極部分之升溫較早。於超過焊料粒子之熔點之階 段,焊料粒子之內部熔解,但形成於表面之氧化被膜由於未達到助熔劑之熔點(活性溫度),故未被去除。由於於該狀態下,電極部分之溫度先達到助熔劑之熔點(活性溫度),故可優先去除到達至電極上之焊料粒子之表面之氧化被膜,使焊料粒子於電極之表面上濡濕擴散。藉此,可使焊料粒子有效地凝聚於電極上。
上述助熔劑較佳為因加熱而放出陽離子之助熔劑。藉由因加熱而放出陽離子之助熔劑之使用,可將焊料粒子更進一步有效地配置於電極上。
作為上述因加熱而放出陽離子之助熔劑,可舉出上述熱陽離子引發劑。
上述導電膏100重量%中,上述助熔劑之含量較佳為0.5重量%以上,較佳為30重量%以下,更佳為25重量%以下。上述導電膏亦可不包含助熔劑。若助熔劑之含量為上述下限以上及上述上限以下,則於焊料及電極之表面更進一步難以形成氧化被膜,進而,可更進一步有效地去除形成於焊料及電極之表面之氧化被膜。
(其他成分)
上述導電膏亦可根據需要而包含例如填充劑、增量劑、軟化劑、增塑劑、聚合催化劑、硬化催化劑、著色劑、防氧化劑、熱穩定劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、防靜電劑及阻燃劑等各種添加劑。
以下,舉出實施例及比較例,對本發明進行具體說明。本發明並非僅限定於以下之實施例。
聚合物A:雙酚F與1,6-己二醇二縮水甘油醚、及雙酚F型環氧樹脂之反應物(聚合物A)之合成:將雙酚F(以重量比2:3:1包含4,4'-亞甲基雙酚、2,4'-亞甲基雙 酚、及2,2'-亞甲基雙酚)72重量份、1,6-己二醇二縮水甘油醚70重量份、及雙酚F型環氧樹脂(DIC公司製造「EPICLON EXA-830CRP」)30重量份放入至3頸燒瓶,於氮流下,於150℃使其溶解。其後,添加羥基與環氧基之加成反應催化劑即四正丁基溴化锍0.1重量份,於氮流下,於150℃使其進行加成聚合反應6小時,藉此獲得反應物(聚合物A)。
藉由NMR,確認已進行加成聚合反應,確認反應物(聚合物A)於主鏈上具有由雙酚F型環氧樹脂衍生之羥基與1,6-己二醇二縮水甘油醚、及雙酚F型環氧樹脂之環氧基耦合之構造單位,且於兩末端具有環氧基。
藉由GPC獲得之反應物(聚合物A)之重量平均分子量為10000,數平均分子量為3500。
聚合物B:兩末端環氧基剛性骨架苯氧基樹脂、三菱化學公司製造「YX6900BH45」、重量平均分子量16000
熱硬化性化合物1:間苯二酚型環氧化合物、Nagase ChemteX公司製造「EX-201」
熱硬化性化合物2:雙酚F型環氧樹脂、DIC公司製造 「EPICLON EXA-830CRP」
熱硬化劑1:季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、昭和電工公司製造「Karenz MT PE1」
潛在性環氧熱硬化劑1:T&K TOKA公司製造「FUJICURE 7000」
助熔劑1:己二酸、和光純藥工業公司製造、熔點(活性溫度)152℃
助熔劑2:琥珀酸、和光純藥工業公司製造、熔點(活性溫度)186℃
焊料粒子1~3之製作方法: 具有陰離子聚合物1之焊料粒子:將焊料粒子本體200g、己二酸40g、及丙酮70g以3頸燒瓶稱量,接著添加焊料粒子本體之表面之羥基與己二酸之羧基之脫水縮合催化劑即二丁基氧化錫0.3g,使其於60℃反應4小時。其後,藉由過濾而回收焊料粒子。
將回收之焊料粒子、己二酸50g、甲苯200g、及對甲苯磺酸0.3g以3頸燒瓶稱量,邊進行抽真空及回流,邊使其於120℃反應3小時。 此時,使用Dean-Stark抽取裝置,邊去除因脫水縮合而產生之水邊進行反應。
其後,藉由過濾而回收焊料粒子,以己烷洗淨並乾燥。其後,將所獲得之焊料粒子以球磨機壓碎後,以成為特定之CV值之方式選擇篩子。
(界達電位測定)
又,將所獲得之焊料粒子,具有陰離子聚合物1之焊料粒子0.05g放入至甲醇10g,藉由進行超音波處理,使其均勻地分散,而獲得分散液。使用該分散液,且使用Beckman Coulter公司製造「Delsamax PRO」,以電泳測定法測定界達電位。
(陰離子聚合物之重量平均分子量)
焊料粒子之表面之陰離子聚合物1之重量平均分子量係使用0.1N之鹽酸,將焊料溶解後,藉由過濾而回收聚合物,並藉由GPC而求出。
(焊料粒子之CV值)
以雷射衍射式粒度分佈測定裝置(堀場製作所公司製造「LA-920」)測定CV值。
焊料粒子1(SnBi焊料粒子,熔點139℃,使用經分選三井金屬公司製造「ST-3」之焊料粒子本體,具有進行表面處理後之陰離子聚合物1之焊料粒子、平均粒徑4μm、CV值7%、表面之界達電位:+0.65mV、聚合物分子量Mw=6500)
焊料粒子2(SnBi焊料粒子,熔點139℃,使用經分選三井金屬公司製造「DS10」之焊料粒子本體,具有進行表面處理後之陰離子聚合物1之焊料粒子、平均粒徑13μm、CV值20%、表面之界達電位:+0.48mV、聚合物分子量Mw=7000)
焊料粒子3(SnBi焊料粒子,熔點139℃,使用經分選三井金屬公司製造「10-25」之焊料粒子本體,具有進行表面處理後之陰離子聚合物1之焊料粒子、平均粒徑25μm、CV值15%、表面之界達電位:+0.4mV、聚合物分子量Mw=8000)
焊料粒子4(SnBi焊料粒子,熔點139℃,使用焊料粒子本體,具有進行表面處理後之陰離子聚合物1之焊料粒子、平均粒徑45μm、CV值7%、表面之界達電位:+0.65mV、聚合物分子量Mw=6500)
焊料粒子5(SnBi焊料粒子,熔點139℃,使用焊料粒子本體,具有進行表面處理後之陰離子聚合物1之焊料粒子、平均粒徑55μm、CV值7%、表面之界達電位:+0.65mV、聚合物分子量Mw=6500)
導電性粒子1:於樹脂粒子之表面上形成有厚度1μm之銅層,且 於該銅層之表面形成有厚度3μm之焊料層(錫:鉍=42重量%:58重量%)之導電性粒子
導電性粒子1之製作方法: 將平均粒徑10μm之二乙烯基苯樹脂粒子(積水化學工業公司製造「Micropearl SP-210」)無電解鍍鎳,於樹脂粒子之表面上形成厚度0.1μm之基礎鎳鍍層。接著,將形成有基礎鎳鍍層之樹脂粒子電解鍍銅,形成厚度1μm之銅層。進而使用包含錫及鉍之電解鍍敷液進行電解鍍敷,而形成厚度3μm之焊料層。如此一來,製作於樹脂粒子之表面上形成有厚度1μm之銅層,且於該銅層之表面形成有厚度3μm之焊料層(錫:鉍=42重量%:58重量%)之導電性粒子1。
苯氧基樹脂(新日鐵住金化學公司製造「YP-50S」) (實施例1~4、16~18及比較例4) (1)各向異性導電膏之製作
以下述之表1~3所示之添加量添加下述之表1~3所示之成分,而獲得各向異性導電膏。
(2)第1連接構造體(L/S=50μm/50μm)之製作
準備L/S為50μm/50μm,於上表面具有電極長度3mm之銅電極圖案(銅電極之厚度12μm),且於未設置電極之區域之上表面具有阻焊劑膜(阻焊劑膜之厚度35μm)之環氧玻璃基板(FR-4基板)(第1連接對象構件)。於該環氧玻璃基板中,阻焊劑膜整體上為圖案狀,且電極與阻焊劑膜相連接。阻焊劑膜之外表面之自第1電極(銅電極)之外表面突出之距離D為23μm。於環氧玻璃基板中,於阻焊劑膜之較電極之外表面突出之部分中,阻焊劑膜之側面隨著趨向於阻焊劑膜之外表面而朝內側傾斜。
又,準備L/S為50μm/50μm,於下表面具有電極長度3mm之銅電極圖案(銅電極厚度12μm)之可撓性印刷基板(第2連接對象構件)。
環氧玻璃基板與可撓性印刷基板之重疊面積係設為1.5cm×3mm,所連接之電極數係設為75對。
於上述環氧玻璃基板之上表面,將剛製作完畢之各向異性導電膏以於環氧玻璃基板之電極上成為厚度100μm之方式,使用金屬掩膜並以網版印刷塗敷,而形成各向異性導電膏層。接著,將上述可撓性印刷基板以使電極彼此對向之方式積層於各向異性導電膏層之上表面。此時,未進行加壓。對各向異性導電膏層施加上述可撓性印刷基板之重量。其後,邊以使各向異性導電膏層之溫度成為190℃之方式進行加熱,邊使焊料熔融,且使各向異性導電膏層於190℃硬化10秒,而獲得第1連接構造體。
(3)第2連接構造體(L/S=75μm/75μm)之製作
準備L/S為75μm/75μm,於上表面具有電極長度3mm之銅電極圖案(銅電極厚度12μm),且於未設置電極之區域之上表面具有阻焊劑膜(阻焊劑膜之厚度35μm)之環氧玻璃基板(FR-4基板)(第1連接對象構件)。於該環氧玻璃基板中,阻焊劑膜整體上為圖案狀,且電極與阻焊劑膜相連接。阻焊劑膜之外表面之自第1電極(銅電極)之外表面突出之距離D為23μm。於環氧玻璃基板中,於阻焊劑膜之較電極之外表面突出之部分中,阻焊劑膜之側面隨著趨向於阻焊劑膜之外表面而朝內側傾斜。
又,準備L/S為75μm/75μm,於下表面具有電極長度3mm之銅電極圖案(銅電極厚度12μm)之可撓性印刷基板(第2連接對象構件)。
除了使用L/S不同之上述環氧玻璃基板及可撓性印刷基板以外,與第1連接構造體之製作相同,而獲得第2連接構造體。
(4)第3連接構造體(L/S=100μm/100μm)之製作
準備L/S為100μm/100μm,於上表面具有電極長度3mm之銅電極圖案(銅電極厚度12μm),且於未設置電極之區域之上表面具有阻 焊劑膜(阻焊劑膜之厚度35μm)之環氧玻璃基板(FR-4基板)(第1連接對象構件)。於該環氧玻璃基板中,阻焊劑膜整體上為圖案狀,且電極與阻焊劑膜相連接。阻焊劑膜之外表面之自第1電極(銅電極)之外表面突出之距離D為23μm。於環氧玻璃基板中,於阻焊劑膜之較電極之外表面突出之部分中,阻焊劑膜之側面隨著趨向於阻焊劑膜之外表面而朝內側傾斜。
又,準備L/S為100μm/100μm,於下表面具有電極長度3mm之銅電極圖案(銅電極厚度12μm)之可撓性印刷基板(第2連接對象構件)。
除了使用L/S不同之上述環氧玻璃基板及可撓性印刷基板以外,與第1連接構造體之製作相同,而獲得第3連接構造體。
(實施例5)
除了將各向異性導電膏之組成如下述之表1所示般變更,以及於第1、第2、第3連接構造體所使用之第1連接對象構件中,將阻焊劑膜之厚度變更為20μm以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。距離D為8μm。
(實施例6)
除了於第1、第2、第3連接構造體所使用之第1連接對象構件中,將阻焊劑膜之厚度變更為25μm以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。距離D為13μm。
(實施例7)
除了將各向異性導電膏之組成如下述之表1所示般變更,以及於第1、第2、第3連接構造體所使用之第1連接對象構件中,將阻焊劑膜之厚度變更為50μm以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。距離D為38μm。
(實施例8)
除了於第1、第2、第3連接構造體所使用之第1連接對象構件中,將阻焊劑膜之厚度變更為50μm以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。距離D為38μm。
(實施例9)
除了將各向異性導電膏之組成如下述之表2所示般變更,以及於第1、第2、第3連接構造體所使用之第1連接對象構件中,將阻焊劑膜之厚度變更為35μm以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。距離D為23μm。
(實施例10)
除了於第1導電膏層之加熱時施加1MPa之壓力以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。
(實施例11)
除了於第1導電膏層之加熱時施加0.8MPa之壓力以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。
(實施例12)
除了於第1導電膏層之加熱時施加2MPa之壓力以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。
(實施例13)
準備具有與實施例1相同之L/S,於下表面具有電極長度3mm之銅電極圖案(銅電極厚度12μm),且於未設置電極之區域之下表面具有阻焊劑膜(阻焊劑膜之厚度5μm)之可撓性印刷基板(第2連接對象構件)。除了變更第2連接對象構件以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。
(實施例14)
準備具有與實施例1相同之L/S,於下表面具有電極長度3mm之銅電極圖案(銅電極厚度12μm),且於未設置電極之區域之下表面具 有阻焊劑膜(阻焊劑膜之厚度15μm)之可撓性印刷基板(第2連接對象構件)。除了變更第2連接對象構件以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。
(實施例15)
準備相對於實施例1中所使用之環氧玻璃基板(FR-4基板)(第1連接對象構件),僅於阻焊劑膜之較電極之外表面突出之部分中,阻焊劑膜之側面未隨著趨向於阻焊劑膜之外表面而朝內側傾斜不同之第1連接對象構件。除了變更第1連接對象構件以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。
(比較例1)
除了於第1、第2、第3連接構造體所使用之第1連接對象構件中未形成阻焊劑膜以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。
(比較例2)
除了於第1、第2、第3連接構造體所使用之第1連接對象構件中,將阻焊劑膜之厚度變更為12μm以外,與實施例1相同,而獲得第1、第2、第3連接構造體。距離D為0μm(不突出)。
(比較例3)
使苯氧基樹脂(新日鐵住金化學公司製造「YP-50S」)10重量份以固成分成為50重量%之方式溶解於甲基乙基酮(MEK),而獲得溶解液。將下述之表3所示之除了苯氧基樹脂以外之成分,添加下述之表3所示之添加量、與上述溶解液之全量,且使用行星式攪拌機以2000rpm攪拌5分鐘後,使用棒式塗佈機以乾燥後之厚度成為30μm之方式塗敷於脫模PET(聚對苯二甲酸乙二脂)膜上。藉由於室溫進行真空乾燥,去除MEK,而獲得各向異性導電膜。
除了使用各向異性導電膜以外與實施例1相同,而獲得第1、第 2、第3連接構造體。
(評估) (1)黏度
使用E型黏度計(東機產業公司製造),於25℃及5rpm之條件下測定各向異性導電膏之於25℃之黏度η。
又,使用STRESSTECH(EOLOGICA公司製造),測定自25℃至焊料粒子之熔點或導電性粒子之表面之焊料之熔點之溫度區域內的各向異性導電膏之最低熔融黏度。由以下之基準判定最低熔融黏度。
[最低熔融黏度之判定基準]
A:0.2Pa.s以上、10Pa.s以下
B:不符合A之基準
(2)焊料部之厚度
藉由剖面觀察所獲得之連接構造體,評估位於上下之電極之間之焊料部之厚度。
(3)電極上之焊料之配置精度
於所獲得之連接構造體之剖面(圖1所示之方向之剖面)中,評估焊料之總面積100%中,自配置於電極間之焊料部分離而殘存於硬化物中之焊料之面積(%)。另,算出5個剖面之面積之平均。以下述之基準判定電極上之焊料之配置精度。
[電極上之導電性粒子之配置精度之判定基準]
○○:剖面上所顯現之焊料之總面積100%中,自配置於電極間之焊料部分離而殘存於硬化物中之焊料(焊料粒子)之面積為0%以上、1%以下
○:剖面上所顯現之焊料之總面積100%中,自配置於電極間之焊料部分離而殘存於硬化物中之焊料(焊料粒子)之面積超過1%,且為10%以下
△:剖面上所顯現之焊料之總面積100%中,自配置於電極間之焊料部分離而殘存於硬化物中之焊料(焊料粒子)之面積超過10%,且為30%以下
×:剖面上所顯現之焊料之總面積100%中,自配置於電極間之焊料部分離而殘存於硬化物中之焊料(焊料粒子)之面積超過30%
(4)上下電極間之導通可靠性
於所獲得之第1、第2、第3連接構造體(n=15個)中,分別藉由4端子法而測定上下電極間之每1連接部位之連接電阻。算出連接電阻之平均值。另,根據電壓=電流×電阻之關係,可藉由測定流通一定之電流時之電壓而求出連接電阻。以下述之基準判定導通可靠性。
[導通可靠性之判定基準]
○○:連接電阻之平均值為50mΩ以下
○:連接電阻之平均值超過50mΩ,且為70mΩ以下
△:連接電阻之平均值超過70mΩ,且為100mΩ以下
×:連接電阻之平均值超過100mΩ,或產生連接不良
(5)鄰接之電極間之絕緣可靠性
於所獲得之第1、第2、第3連接構造體(n=15個)中,於85℃、濕度85%之氣體環境中放置100小時後,於鄰接之電極間施加5V,並於25部位測定電阻值。以下述之基準判定絕緣可靠性。
[絕緣可靠性之判定基準]
○○:連接電阻之平均值為107Ω以上
○:連接電阻之平均值為106Ω以上,且未達107Ω
△:連接電阻之平均值為105Ω以上,且未達106Ω
×:連接電阻之平均值未達105Ω
於下述之表1~3顯示結果。
即使於代替可撓性印刷基板,使用樹脂薄膜、可撓性扁平纜線及剛性可撓性基板之情形時,亦可觀察到相同之傾向。又,於實施例所獲得之連接構造體中,任一者均於在第1電極、連接部及第2電極之積層方向觀察第1電極與第2電極相互對向之部分時,於第1電極與第2電極相互對向之部分之面積100%中之50%以上,配置有連接部中之焊料部。又,於實施例所獲得之連接構造體中,電極之表面上之焊料濡濕面積(電極之露出之面積100%中之焊料接觸之面積)均為50%以上。
1‧‧‧連接構造體
2‧‧‧第1連接對象構件
2a‧‧‧第1電極
2b‧‧‧阻焊劑膜
3‧‧‧第2連接對象構件
3a‧‧‧第2電極
4‧‧‧連接部
4A‧‧‧焊料部
4B‧‧‧硬化物部
D‧‧‧距離

Claims (15)

  1. 一種連接構造體的製造方法,其使用包含熱硬化性成分與複數個焊料粒子之導電膏、於表面具有至少1個第1電極之第1連接對象構件、及於表面具有至少1個第2電極之第2連接對象構件,且包含以下步驟:於上述第1連接對象構件之表面上,配置上述導電膏;於上述導電膏之與上述第1連接對象構件側相反之表面上,以上述第1電極與上述第2電極對向之方式配置上述第2連接對象構件;及藉由將上述導電膏加熱至上述焊料粒子之熔點以上且上述熱硬化性成分之硬化溫度以上,而藉由上述導電膏形成連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部,且,藉由上述連接部中之焊料部而將上述第1電極與上述第2電極電性連接;且作為上述第1連接對象構件,使用在上述第1電極側之表面之未設置上述第1電極之區域具有阻焊劑膜、且上述阻焊劑膜之外表面較上述第1電極之外表面更突出之第1連接對象構件;於所獲得之連接構造體中,使上述阻焊劑膜位於上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之間。
  2. 如請求項1之連接構造體的製造方法,其中於上述第1連接對象構件中,上述阻焊劑膜之外表面較上述第1電極之外表面更突出5μm以上。
  3. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中上述第1連接對象構件中上述阻焊劑膜之外表面之較上述第1電極之外表面更突出之距離為上述導電膏所包含之上述焊料粒子之平均粒徑之0.15倍 以上、6倍以下。
  4. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中上述阻焊劑膜之厚度為15μm以上、75μm以下。
  5. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中將於所獲得之連接構造體中位於上述第1電極與上述第2電極之間之上述焊料部之厚度設為100μm以下。
  6. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中,不進行加壓,而對上述導電膏施加上述第2連接對象構件之重量;或於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中之至少一者中,進行加壓,且,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟之兩者中,加壓之壓力未達2MPa。
  7. 如請求項6之連接構造體的製造方法,其中於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中,不進行加壓,而對上述導電膏施加上述第2連接對象構件之重量。
  8. 如請求項6之連接構造體的製造方法,其中於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟中之至少一者中,進行加壓,且,於配置上述第2連接對象構件之步驟及形成上述連接部之步驟之兩者中,加壓之壓力未達2MPa。
  9. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中上述焊料粒子之平均粒徑為0.5μm以上、100μm以下。
  10. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中上述導電膏中之上述焊料粒子之含量為10重量%以上、80重量%以下。
  11. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中上述第2連接對象構件為樹脂薄膜、可撓性印刷基板、剛性可撓性基板或可撓性 扁平纜線。
  12. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中上述第1電極之電極寬度為50μm以上、1000μm以下;上述第2電極之電極寬度為50μm以上、1000μm以下;上述第1電極之電極間寬度為50μm以上、1000μm以下;且上述第2電極之電極間寬度為50μm以上、1000μm以下。
  13. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中於上述阻焊劑膜之較上述第1電極之外表面更突出之部分中,上述阻焊劑膜之側面隨著趨向於上述阻焊劑膜之外表面而朝內側傾斜。
  14. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中作為上述第2連接對象構件,使用在上述第2電極側之表面之未設置上述第2電極之區域具有阻焊劑膜、且上述阻焊劑膜之外表面未較上述第2電極之外表面突出之第2連接對象構件,或,使用在上述第2電極側之表面之未設置上述第2電極之區域不具有阻焊劑膜之第2連接對象構件。
  15. 如請求項1或2之連接構造體的製造方法,其中於使上述熱硬化性成分硬化前,不對上述第1電極與上述第2電極施加電壓。
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