TW201839780A - 導電性粒子、導電材料及連接構造體 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種導電性粒子,其可容易地於低溫下安裝,進而,可有效地提高連接部之耐衝擊性。 本發明之導電性粒子包含:熔點未達200℃之焊料粒子、及配置於上述焊料粒子之表面上之被覆部,且上述被覆部包含銀。
Description
本發明係關於一種包含焊料之導電性粒子。又,本發明係關於一種使用上述導電性粒子之導電材料及連接構造體。
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人知。上述各向異性導電材料係於黏合劑中分散有導電性粒子。 上述各向異性導電材料可用於獲得各種連接構造體。作為利用上述各向異性導電材料進行之連接,例如可列舉:可撓性印刷基板與玻璃基板之連接(FOG(Film on Glass,鍍膜玻璃))、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玻璃環氧基板之連接(FOB(Film on Board,鍍膜板))等。 於利用上述各向異性導電材料將例如可撓性印刷基板之電極與玻璃環氧基板之電極進行電性連接時,於玻璃環氧基板上配置包含導電性粒子之各向異性導電材料。繼而,積層可撓性印刷基板,進行加熱及加壓。藉此,使各向異性導電材料硬化,經由導電性粒子使電極間實現電性連接,而獲得連接構造體。 於下述專利文獻1~3中揭示有上述各向異性導電材料等導電材料。 於下述專利文獻1中記載有一種各向異性導電材料,其包含導電性粒子、及於該導電性粒子之熔點下不會完全硬化之樹脂成分。作為上述導電性粒子,具體而言,可列舉:錫(Sn)、銦(In)、鉍(Bi)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、鎵(Ga)、銀(Ag)及鉈(Tl)等金屬、或該等金屬之合金。 於專利文獻1中記載有經過將各向異性導電材料加熱至高於上述導電性粒子熔點且不會使上述樹脂成分完全硬化之溫度之樹脂加熱步驟、及使上述樹脂成分硬化之樹脂成分硬化步驟,而實現電極間之電性連接。又,於專利文獻1中記載有於專利文獻1之圖8所示之溫度分佈下進行安裝。於專利文獻1中,於對各向異性導電材料進行加熱之溫度下未完全硬化之樹脂成分內,導電性粒子熔融。 於下述專利文獻2中揭示有一種接著帶(導電材料),其含有包含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。 於下述專利文獻3中揭示有一種導電性粒子,其具備粒子、與藉由無電解鍍覆法形成於該粒子之表面之導電性被膜。上述導電性被膜具有藉由無電解鍍覆自內側依序形成之鍍鎳被膜、鍍錫被膜、及鍍鉍被膜。又,上述導電性被膜於最外側之表面具有鍍銀被膜。上述導電性粒子可用於各向異性導電材料。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2004-260131號公報 [專利文獻2]WO2008/023452A1 [專利文獻3]WO2006/085481A1
[發明所欲解決之問題] 先前之導電材料存在如下情況:導電性粒子或焊料粒子易被氧化,無法充分提高所連接之電極間之連接部之耐衝擊性。尤其是使用導電材料進行安裝後之基板等,於連接部之耐衝擊性不夠充分之情形時,存在因基板之落下等衝擊而導致連接部產生裂痕等之情況。結果致使難以充分提高電極間之導通可靠性。 作為提高連接部之耐衝擊性之方法,可列舉使用SAC(錫-銀-銅合金)粒子代替先前之導電性粒子或焊料粒子之方法。然而,SAC粒子熔點達200℃以上,難以於低溫下進行安裝。 本發明之目的在於提供一種導電性粒子,其可容易地於低溫下安裝,進而,可有效地提高連接部之耐衝擊性。又,本發明之目的在於提供一種使用上述導電性粒子之導電材料及連接構造體。 [解決問題之技術手段] 本發明於廣義上提供一種導電性粒子,其具備:熔點未達200℃之焊料粒子、及配置於上述焊料粒子之表面上之被覆部,且上述被覆部包含銀。 本發明之導電性粒子於一特定態樣下,上述焊料粒子包含錫及鉍。 本發明之導電性粒子於一特定態樣下,於導電性粒子100重量%中,上述銀之含量為1重量%以上且20重量%以下。 本發明之導電性粒子於一特定態樣下,於上述焊料粒子之表面積整體100%中,上述焊料粒子之表面之經上述被覆部被覆之表面積為80%以上。 本發明之導電性粒子於一特定態樣下,上述被覆部之厚度為0.1 μm以上且5 μm以下。 本發明之導電性粒子於一特定態樣下,上述導電性粒子於上述焊料粒子之外表面與上述被覆部之間具備包含鎳之金屬部。 本發明於廣義上提供一種導電材料,其包含上述導電性粒子與熱硬化性化合物。 本發明之導電材料於一特定態樣下,於導電材料100重量%中,上述導電性粒子之含量超過50重量%。 本發明之導電材料於一特定態樣下,上述熱硬化性化合物包含具有聚醚骨架之熱硬化性化合物。 本發明之導電材料於一特定態樣下,上述導電材料包含熔點為50℃以上且140℃以下之助焊劑。 本發明之導電材料於一特定態樣下,於25℃下之黏度為20 Pa・s以上且600 Pa・s以下。 本發明之導電材料於一特定態樣下,上述導電材料為導電膏。 本發明於廣義上提供一種連接構造體,其具備:於表面具有至少一個第1電極之第1連接對象構件、於表面具有至少一個第2電極之第2連接對象構件、及連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部,上述連接部之材料包含上述導電性粒子,且上述第1電極與上述第2電極係藉由上述連接部中之焊料部而電性連接。 本發明之連接構造體於一特定態樣下,於沿上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,上述第1電極與上述第2電極相對向之部分之面積100%中之50%以上配置有上述連接部中之焊料部。 [發明之效果] 本發明之導電性粒子具備:熔點未達200℃之焊料粒子、與配置於上述焊料粒子之表面上之被覆部。本發明之導電性粒子於上述被覆部包含銀。本發明之導電性粒子由於具備上述構成,故而可容易地於低溫下安裝,進而,可有效地提高連接部之耐衝擊性。
以下,詳細說明本發明。 (導電性粒子) 本發明之導電性粒子具備:焊料粒子、與配置於該焊料粒子之表面上之被覆部。於本發明之導電性粒子中,上述焊料粒子之熔點未達200℃。於本發明之導電性粒子中,上述被覆部包含銀。 於本發明中,由於具備上述構成,故而可容易地於低溫下安裝,進而,可有效地提高連接部之耐衝擊性。 又,於製作連接構造體時,有藉由網版印刷等於基板等連接對象構件上配置包含導電性粒子之導電材料後,至進行電極間之電性連接前放置一定期間的情況。先前之導電性粒子例如有於一段時間之放置期間,金屬離子自導電性粒子溶出之情況。溶出之金屬離子存在促進導電材料中之熱硬化性化合物等硬化而使導電材料增黏之情況。結果導致存在無法有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料,電極間之導通可靠性降低的情況。於本發明中,由於採用上述構成,故而包含導電性粒子之導電材料即便於配置後放置了一定期間,亦可防止導電材料增黏,可有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料,可充分提高電極間之導通可靠性。 進而,於本發明中,即便為了應對電極寬度及電極間寬度較窄之電極而縮小焊料粒子之粒徑,亦可防止焊料粒子之表面之氧化,可良好地保持焊料之潤濕性。先前之導電材料存在於電極寬度或電極間寬度較窄之情形時焊料難以聚集至電極上之傾向。於本發明中,即便電極寬度或電極間寬度較窄,亦可使導電性粒子中之焊料充分地聚集至電極上。 於本發明中,上述導電性粒子具備包含銀之被覆部對於獲得如上所述之效果大有裨益。 又,於本發明中,由於具備上述構成,故而於將電極間進行電性連接之情形時,複數個導電性粒子容易聚集至上下對向之電極間,可有效率地於電極(線)上配置複數個導電性粒子。又,複數個導電性粒子之一部分難以被配置至未形成電極之區域(間隔),可顯著減少配置於未形成電極之區域之導電性粒子之量。因此,可提高電極間之導通可靠性。並且,可防止於不應連接之橫向上鄰接之電極間之電性連接,可提高絕緣可靠性。 進而,於本發明中,可防止電極間之位置偏移。於本發明中,於將第2連接對象構件與上表面配置有包含導電性粒子之導電材料之第1連接對象構件進行重疊時,即便於第1電極與第2電極之對準偏移之狀態下,亦可修正該偏移,使第1電極與第2電極實現連接(自對準效應)。 圖4係表示本發明之第1實施形態之導電性粒子的剖視圖。 圖4所示之導電性粒子21具備:焊料粒子22、與配置於焊料粒子22之表面上之被覆部23。焊料粒子22之熔點未達200℃。被覆部23包含銀。被覆部23被覆焊料粒子22之表面。導電性粒子21係焊料粒子22之表面經被覆部23被覆之被覆粒子。上述被覆部可完全被覆上述焊料粒子之表面,亦可未完全被覆上述焊料粒子之表面。上述焊料粒子可具有未經上述被覆部被覆之部分。 圖5係表示本發明之第2實施形態之導電性粒子的剖視圖。 圖5所示之導電性粒子31具備:焊料粒子22、配置於焊料粒子22之表面上之金屬部32、及配置於金屬部32之表面上之被覆部23。導電性粒子31於焊料粒子22與被覆部23之間具備金屬部32。金屬部32被覆焊料粒子22之表面。被覆部23被覆金屬部32之表面。被覆部23包含銀。金屬部32包含鎳。導電性粒子31係焊料粒子22之表面經金屬部32及被覆部23被覆之被覆粒子。 上述導電性粒子之粒徑較佳為0.5 μm以上,更佳為1 μm以上,進而較佳為3 μm以上,尤佳為5 μm以上,又,較佳為100 μm以下,更佳為40 μm以下,更佳為30 μm以下,進而較佳為20 μm以下,尤佳為15 μm以下,最佳為10 μm以下。若上述導電性粒子之粒徑為上述下限以上且上述上限以下,則可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料。上述導電性粒子之粒徑尤佳為5 μm以上且30 μm以下。 上述導電性粒子之粒徑表示數量平均粒徑。導電性粒子之粒徑例如藉由如下方式求出:利用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意50個導電性粒子進行觀察,算出各導電性粒子之粒徑之平均值,或進行雷射繞射式粒度分佈測定。 上述導電性粒子之粒徑之變異係數(CV值)較佳為5%以上,更佳為10%以上,又,較佳為40%以下,更佳為30%以下。若上述導電性粒子之粒徑之變異係數為上述下限以上且上述上限以下,則可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料。又,上述導電性粒子之粒徑之CV值亦可未達5%。 上述變異係數(CV值)可藉由如下方式測定。 CV值(%)=(ρ/Dn)×100 ρ:導電性粒子之粒徑之標準偏差 Dn:導電性粒子之粒徑之平均值 上述導電性粒子之形狀並無特別限定。上述導電性粒子之形狀可為球狀,亦可為扁平狀等球狀以外之形狀。 以下,說明導電性粒子之其他詳細情況。 (焊料粒子) 上述焊料粒子其中心部分及外表面均由焊料形成。上述焊料粒子係中心部分及外表面均為焊料之粒子。於使用具備由焊料以外之材料所形成之基材粒子與配置於該基材粒子之表面上之焊料部的導電性粒子代替上述焊料粒子之情形時,導電性粒子難以聚集至電極上。又,由於導電性粒子彼此之焊料接合性較低,故而存在已移動至電極上之導電性粒子容易向電極外移動之傾向,存在抑制電極間位置偏移之效果亦降低之傾向。 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℃以下之金屬粒子(低熔點金屬粒子)。上述低熔點金屬粒子為包含低熔點金屬之粒子。該所謂低熔點金屬,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,更佳為未達200℃,進而較佳為160℃以下。 於本發明之導電性粒子中,上述焊料粒子之熔點未達200℃。就更容易地於低溫下安裝之觀點而言,上述焊料粒子較佳為熔點未達200℃之低熔點焊料,更佳為熔點未達150℃之低熔點焊料。 就更容易地於低溫下安裝之觀點而言,上述焊料粒子較佳為包含錫及鉍。於上述焊料粒子所含之金屬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。若上述焊料粒子中之錫之含量為上述下限以上,則焊料部與電極之連接可靠性變得更高。於上述焊料粒子所含之金屬100重量%中,鉍之含量較佳為40重量%以上,更佳為45重量%以上,進而較佳為48重量%以上,尤佳為50重量%以上。若上述焊料粒子中之鉍之含量為上述下限以上,則焊料部與電極之連接可靠性變得更高。 上述錫及鉍之含量可使用高頻感應耦合電漿發射光譜分析裝置(堀場製作所公司製造之「ICP-AES」)、或螢光X射線分析裝置(島津製作所公司製造之「EDX-800HS」)等進行測定。 藉由使用上述焊料粒子,焊料熔融而與電極接合,焊料部使電極間實現導通。例如焊料部與電極容易成為面接觸而非點接觸,因此連接電阻變低。又,藉由使用上述焊料粒子,焊料部與電極之接合強度變高,結果焊料部與電極更不易產生剝離,導通可靠性及連接可靠性變得更高。 構成上述焊料粒子之低熔點金屬只要熔點未達200℃,則並無特別限定。該低熔點金屬較佳為錫或包含錫之合金。作為該合金,可列舉: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。就對電極之潤濕性優異之方面而言,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。 上述焊料粒子較佳為基於JIS Z3001:熔接用語,液相線為450℃以下之熔加材。作為上述焊料粒子之組成,例如可列舉包含鋅、金、銀、鉛、銅、錫、鉍、銦等之金屬組成。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含鉛,較佳為包含錫與銦、或包含錫與鉍。 為了進一步提高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,就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。就進一步提高焊料部與電極之接合強度之觀點而言,於焊料粒子100重量%中,用以提高接合強度之該等金屬之含量較佳為0.0001重量%以上,且較佳為1重量%以下。 上述焊料粒子之粒徑較佳為0.5 μm以上,更佳為1 μm以上,進而較佳為3 μm以上,尤佳為5 μm以上,又,較佳為100 μm以下,更佳為40 μm以下,更佳為30 μm以下,進而較佳為20 μm以下,尤佳為15 μm以下,最佳為10 μm以下。若上述焊料粒子之粒徑為上述下限以上且上述上限以下,則可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料。上述焊料粒子之粒徑尤佳為5 μm以上且30 μm以下。 上述焊料粒子之粒徑表示數量平均粒徑。焊料粒子之粒徑例如藉由如下方式求出:利用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意50個焊料粒子進行觀察,算出各焊料粒子之粒徑之平均值,或進行雷射繞射式粒度分佈測定。 上述焊料粒子之粒徑之變異係數(CV值)較佳為5%以上,更佳為10%以上,又,較佳為40%以下,更佳為30%以下。若上述焊料粒子之粒徑之變異係數為上述下限以上且上述上限以下,則可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料。又,上述焊料粒子之粒徑之CV值亦可未達5%。 上述變異係數(CV值)可藉由如下方式測定。 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無特別限定。上述焊料粒子之形狀可為球狀,亦可為扁平狀等球狀以外之形狀。 (被覆部) 上述被覆部係配置於上述焊料粒子之表面上。上述被覆部包含銀。上述被覆部可僅包含銀,亦可包含銀以外之金屬。上述被覆部所含之銀以外之金屬並無特別限定,可列舉:金、銅、鎳、鈀、及鈦等。 於導電性粒子100重量%中,上述銀之含量較佳為1重量%以上,更佳為5重量%以上,進而較佳為10重量%以上,尤佳為11重量%以上,又,較佳為20重量%以下,更佳為15重量%以下,進而較佳為13重量%以下。若上述銀之含量為上述下限以上且上述上限以下,則可更容易地於低溫下安裝,可更有效地提高連接部之耐衝擊性。 就更容易地於低溫下安裝之觀點,及更有效地提高連接部之耐衝擊性之觀點而言,於上述焊料粒子之表面積整體100%中,上述焊料粒子之表面之經上述被覆部被覆之表面積(被覆率)較佳為80%以上,更佳為90%以上。上述被覆率之上限並無特別限定。上述被覆率可為100%以下。 上述被覆率可藉由如下方式算出:對上述導電性粒子進行SEM-EDX(scanning electron microscope-Energy Dispersive X-Ray,掃描電子顯微能量色散X射線)分析,藉此進行Ag映射,進行圖像解析。 就更容易地於低溫下安裝之觀點,及更有效地提高連接部之耐衝擊性之觀點而言,上述被覆部之厚度較佳為0.1 μm以上,更佳為1 μm以上,又,較佳為5 μm以下,更佳為2 μm以下。再者,上述被覆部之厚度僅指具有配置於上述焊料粒子之表面上之被覆部的部分之被覆部之厚度。關於不具有配置於上述焊料粒子之表面上之被覆部的部分,於計算被覆部之厚度時不將其考慮在內。 於上述被覆部僅由銀形成之情形時,上述被覆部之厚度較佳為0.1 μm以上,更佳為0.5 μm以上,進而較佳為1 μm以上,尤佳為1.5 μm以上,又,較佳為5 μm以下,更佳為2 μm以下。於上述被覆部僅由銀形成之情形時,若上述被覆部之厚度為上述下限以上且上述上限以下,則可更容易地於低溫下安裝,可更有效地提高連接部之耐衝擊性。 又,上述被覆部可為單層,亦可為2層以上之層(多層)。於上述被覆部為2層以上之層(多層)之情形時,上述被覆部之厚度意指上述被覆部整體之厚度。 上述被覆部之厚度可藉由上述焊料粒子之粒徑與上述導電性粒子之粒徑的差而算出。 就更容易地於低溫下安裝之觀點,及更有效地提高連接部之耐衝擊性之觀點而言,上述被覆部之厚度相對於上述焊料粒子之粒徑的比(被覆部之厚度/焊料粒子之粒徑)較佳為0.001以上,更佳為0.01以上,又,較佳為5以下,更佳為1以下。 藉由於導電材料等中使用具備上述被覆部之導電性粒子,可有效地防止金屬離子自導電性粒子溶出,可有效地防止導電材料增黏。又,藉由使導電性粒子具備上述被覆部,可有效地防止導電性粒子之焊料之表面之氧化,可更良好地保持焊料之潤濕性。 進而,較佳為於導電連接(安裝)前,導電性粒子中之上述焊料粒子之焊料與上述被覆部所含之銀分別獨立存在而非合金化。於該情形時,可使導電連接前之導電性粒子於上述焊料粒子之熔點下熔融。由於上述焊料粒子較佳為熔點未達200℃之低熔點焊料,故而導電連接(安裝)前之導電性粒子可於相對低溫下熔融,可容易地於低溫下實現導電連接(安裝)。又,較佳為於導電連接(安裝)後,導電性粒子中之上述焊料粒子之焊料與上述被覆部所含之銀藉由導電連接(安裝)時所施加之熱而變為合金化。於該情形時,導電連接(安裝)後之連接部(焊料部)之熔點變得高於上述焊料粒子之熔點,因此可有效地提高連接部(焊料部)之耐衝擊性。 (金屬部) 上述導電性粒子較佳為於上述焊料粒子之外表面與上述被覆部之間具備包含鎳之金屬部。上述導電性粒子較佳為具備配置於上述焊料粒子之表面上之金屬部、與配置於上述金屬部之表面上之被覆部。藉由使上述導電性粒子滿足上述較佳態樣,可更容易地於低溫下安裝,可更有效地提高連接部之耐衝擊性。 上述金屬部較佳為包含鎳。上述金屬部亦可包含鎳以外之金屬。上述金屬部所含之鎳以外之金屬並無特別限定,可列舉:金、銀、銅、鈀、及鈦等。 就更容易地於低溫下安裝之觀點,及更有效地提高連接部之耐衝擊性之觀點而言,上述金屬部之厚度較佳為0.1 μm以上,更佳為1 μm以上,又,較佳為5 μm以下,更佳為2 μm以下。再者,上述金屬部之厚度僅指具有配置於上述焊料粒子之表面上之金屬部的部分之金屬部之厚度。關於不具有配置於上述焊料粒子之表面上之金屬部的部分,於計算金屬部之厚度時不將其考慮在內。 於上述金屬部僅由鎳之情形時,就更容易地於低溫下安裝之觀點,及更有效地提高連接部之耐衝擊性之觀點而言,上述金屬部之厚度較佳為0.1 μm以上,更佳為0.5 μm以上,進而較佳為1 μm以上,又,較佳為5 μm以下,更佳為2 μm以下。 又,上述金屬部可為單層,亦可為2層以上之層(多層)。於上述金屬部為2層以上之層(多層)之情形時,上述金屬部之厚度意指上述金屬部整體之厚度。 上述金屬部之厚度例如可藉由使用穿透式電子顯微鏡(TEM),觀察導電性粒子之剖面而求出。 就更容易地於低溫下安裝之觀點,及更有效地提高連接部之耐衝擊性之觀點而言,上述金屬部之厚度相對於上述焊料粒子之粒徑的比(金屬部之厚度/焊料粒子之粒徑)較佳為0.001以上,更佳為0.01以上,又,較佳為5以下,更佳為1以下。 (導電材料) 本發明之導電材料較佳為包含上述導電性粒子與熱硬化性化合物。 就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,上述導電材料較佳為於25℃下為液狀,較佳為導電膏。 就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,上述導電材料於25℃下之黏度(η25)較佳為20 Pa・s以上,更佳為30 Pa・s以上,又,較佳為600 Pa・s以下,更佳為300 Pa・s以下。上述黏度(η25)可藉由調配成分之種類及調配量而適當調整。 上述黏度(η25)例如可使用E型黏度計(東機產業公司製造之「TVE22L」)等,於25℃及5 rpm之條件下進行測定。 就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,上述導電材料於上述導電性粒子之熔點下之黏度(ηmp)較佳為0.1 Pa・s以上,更佳為0.5 Pa・s以上,又,較佳為5 Pa・s以下,更佳為1 Pa・s以下。上述黏度(ηmp)可藉由調配成分之種類及調配量而適當調整。 導電性粒子之熔點係容易影響導電性粒子中之焊料向電極上之移動之溫度。 上述導電材料於上述導電性粒子之熔點下之黏度(ηmp)例如可使用STRESSTECH(REOLOGICA公司製造)等,於應變控制1 rad、頻率1 Hz、升溫速度20℃/min、測定溫度範圍40℃~導電性粒子之熔點的條件下進行測定。於該測定中,將於導電性粒子之熔點下之黏度作為導電材料之黏度(ηmp)。 上述導電材料可作為導電膏及導電膜等使用。上述導電膏較佳為各向異性導電膏,上述導電膜較佳為各向異性導電膜。就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,上述導電材料較佳為導電膏。上述導電材料適用於電極之電性連接。上述導電材料較佳為電路連接材料。 就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,於上述導電材料100重量%中,上述導電性粒子之含量較佳為超過50重量%。於上述導電材料100重量%中之上述導電性粒子之含量超過50重量%之情形時,更可發揮低溫下之安裝性、及連接部之耐衝擊性之提高效果。於上述導電材料100重量%中,上述導電性粒子之含量較佳為50重量%以上,更佳為70重量%以上,又,較佳為90重量%以下,更佳為80重量%以以下。上述導電性粒子之含量為上述下限以上及上述上限下若,則可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料,容易於電極間配置較多之導電性粒子,導通可靠性變得更高。就進一步提高導通可靠性之觀點而言,上述導電性粒子之含量宜較多。 以下,對導電材料所含之各成分進行說明。再者,於本說明書中,「(甲基)丙烯酸」意指「丙烯酸」與「甲基丙烯酸」之一者或兩者,「(甲基)丙烯酸酯」意指「丙烯酸酯」與「甲基丙烯酸酯」之一者或兩者。 (熱硬化性化合物) 上述導電材料較佳為包含熱硬化性化合物。上述熱硬化性化合物係藉由加熱而能夠硬化之化合物。作為上述熱硬化性化合物,可列舉:氧雜環丁烷化合物、環氧化合物、環硫化合物、(甲基)丙烯酸系化合物、酚系化合物、胺基化合物、不飽和聚酯化合物、聚胺基甲酸酯化合物、聚矽氧化合物及聚醯亞胺化合物等。就使導電材料之硬化性及黏度變得更良好、進一步提高連接可靠性之觀點而言,上述熱硬化性化合物較佳為環氧化合物或環硫化合物。上述熱硬化性化合物可僅使用1種,亦可將2種以上併用。 就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,上述熱硬化性化合物較佳為包含具有聚醚骨架之熱硬化性化合物。 作為上述具有聚醚骨架之熱硬化性化合物,可列舉:於碳數3~12之烷基鏈之兩末端具有縮水甘油醚基的化合物、及具有碳數2~4之聚醚骨架且具有由該聚醚骨架2~10個連續鍵結而成之結構單元的聚醚型環氧化合物等。 就進一步提高導電材料之硬化物之耐熱性之觀點、及進一步降低導電材料之硬化物之介電常數之觀點而言,上述熱硬化性化合物較佳為包含具有三骨架之熱硬化性化合物。 作為上述具有三骨架之熱硬化性化合物,可列舉三三縮水甘油醚等,可列舉日產化學工業公司製造之TEPIC系列(TEPIC-G、TEPIC-S、TEPIC-SS、TEPIC-HP、TEPIC-L、TEPIC-PAS、TEPIC-VL、TEPIC-UC)等。 作為上述環氧化合物,可列舉芳香族環氧化合物。上述環氧化合物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。上述環氧化合物較佳為於常溫(23℃)下為固體、且熔融溫度為焊料之熔點以下之環氧化合物。上述熔融溫度較佳為100℃以下,更佳為80℃以下,又,較佳為40℃以上。藉由使用上述較佳之環氧化合物,於將連接對象構件進行貼合之階段中黏度較高,可抑制因搬送等衝擊而被賦予加速度時第1連接對象構件與第2連接對象構件發生位置偏移。進而,藉由使用上述較佳之環氧化合物,利用硬化時之熱而可大幅降低導電材料之黏度,可使導電性粒子中之焊料高效率地凝集。 就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,上述熱硬化性化合物較佳為包含25℃下為液狀之熱硬化性化合物。作為上述25℃下為液狀之熱硬化性化合物,可列舉環氧化合物及環硫化合物等。 於上述導電材料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,又,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。若上述熱硬化性化合物之含量為上述下限以上且上述上限以下,則可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料,可進一步抑制電極間之位置偏移,可進一步提高電極間之導通可靠性。就進一步提高耐衝擊性之觀點而言,上述熱硬化性化合物之含量宜較多。 (熱硬化劑) 上述導電材料較佳為包含熱硬化劑。上述導電材料較佳為一併包含上述熱硬化性化合物與熱硬化劑。上述熱硬化劑可使上述熱硬化性化合物熱硬化。有如下上述熱硬化劑:咪唑硬化劑、酚系硬化劑、硫醇硬化劑、胺硬化劑、酸酐硬化劑、熱陽離子硬化劑及熱自由基產生劑等。上述熱硬化劑可僅使用1種,亦可將2種以上併用。 就能夠使導電材料於低溫下更快速地硬化之觀點而言,上述熱硬化劑較佳為咪唑硬化劑、硫醇硬化劑或胺硬化劑。又,就提高將上述熱硬化性化合物與上述熱硬化劑進行混合時之保存穩定性之觀點而言,上述熱硬化劑較佳為潛伏性之硬化劑。潛伏性之硬化劑較佳為潛伏性咪唑硬化劑、潛伏性硫醇硬化劑或潛伏性胺硬化劑。再者,上述熱硬化劑亦可經聚胺基甲酸酯樹脂或聚酯樹脂等高分子物質被覆。 上述咪唑硬化劑並無特別限定。作為上述咪唑硬化劑,可列舉:2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、偏苯三酸1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]乙基均三及2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]乙基均三異三聚氰酸加成物等。 上述硫醇硬化劑並無特別限定。作為上述硫醇硬化劑,可列舉:三羥甲基丙烷三-3-巰基丙酸酯、季戊四醇四-3-巰基丙酸酯及二季戊四醇六-3-巰基丙酸酯等。 上述胺硬化劑並無特別限定。作為上述胺硬化劑,可列舉:六亞甲基二胺、八亞甲基二胺、十亞甲基二胺、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基碸等。 上述熱陽離子硬化劑並無特別限定。作為上述熱陽離子硬化劑,可列舉:錪系陽離子硬化劑、氧鎓系陽離子硬化劑及鋶系陽離子硬化劑等。作為上述錪系陽離子硬化劑,可列舉雙(4-第三丁基苯基)錪六氟磷酸鹽等。作為上述氧鎓系陽離子硬化劑,可列舉三甲基氧鎓四氟硼酸鹽等。作為上述鋶系陽離子硬化劑,可列舉三對甲苯基鋶六氟磷酸鹽等。 上述熱自由基產生劑並無特別限定。作為上述熱自由基產生劑,可列舉偶氮化合物及有機過氧化物等。作為上述偶氮化合物,可列舉偶氮二異丁腈(AIBN)等。作為上述有機過氧化物,可列舉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起始溫度較佳為50℃以上,更佳為70℃以上,進而較佳為80℃以上,又,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起始溫度為上述下限以上且上述上限以下,則可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料。上述熱硬化劑之反應起始溫度尤佳為80℃以上且140℃以下。 就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,上述熱硬化劑之反應起始溫度較佳為高於上述導電性粒子中之焊料之熔點,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起始溫度意指於DSC(示差掃描熱量測定)中之放熱峰之開始上升之溫度。 上述熱硬化劑之含量並無特別限定。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,又,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,則容易使熱硬化性化合物充分硬化。若熱硬化劑之含量為上述上限以下,則硬化後不易殘存未參與硬化之剩餘之熱硬化劑,且硬化物之耐熱性變得更高。 (助焊劑) 上述導電材料較佳為包含助焊劑。藉由使用助焊劑,可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料。上述助焊劑並無特別限定。作為上述助焊劑,可使用通常用於焊料接合等之助焊劑。 作為上述助焊劑,例如可列舉: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、胺化合物、有機酸及松脂等。上述助焊劑可僅使用1種,亦可將2種以上併用。 作為上述熔融鹽,可列舉氯化銨等。作為上述有機酸,可列舉:乳酸、檸檬酸、硬脂酸、麩胺酸及戊二酸等。作為上述松脂,可列舉活化松脂及非活化松脂等。上述助焊劑較佳為具有2個以上之羧基之有機酸、松脂。上述助焊劑可為具有2個以上之羧基之有機酸,亦可為松脂。藉由使用具有2個以上之羧基之有機酸、松脂,電極間之導通可靠性變得更高。 作為上述具有2個以上之羧基之有機酸,例如可列舉:琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等。 作為上述胺化合物,例如可列舉:環己基胺、二環己基胺、苄基胺、二苯甲基胺、咪唑、苯并咪唑、苯基咪唑、羧基苯并咪唑、苯并三唑羧基苯并三唑等。 上述松脂係以松香酸作為主成分之松香類。作為上述松香類,例如可列舉:松香酸、丙烯酸改性松香等。助焊劑較佳為松香類,更佳為松香酸。藉由使用該較佳之助焊劑,電極間之導通可靠性變得更高。 上述助焊劑之熔點(活性溫度)較佳為10℃以上,更佳為50℃以上,更佳為70℃以上,進而較佳為80℃以上,又,較佳為200℃以下,更佳為190℃以下,更佳為160℃以下,進而較佳為150℃以下,進而更佳為140℃以下。若上述助焊劑之熔點為上述下限以上且上述上限以下,則可更有效地發揮助焊劑效果,可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料。上述助焊劑之熔點(活性溫度)較佳為80℃以上且190℃以下。上述助焊劑之熔點(活性溫度)尤佳為80℃以上且140℃以下。 作為助焊劑之熔點(活性溫度)為80℃以上且190℃以下之上述助焊劑,可列舉: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,上述助焊劑之沸點較佳為200℃以下。 就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,上述助焊劑之熔點較佳為高於上述導電性粒子中之焊料之熔點,更佳為高5℃以上,進而較佳為高10℃以上。 就更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料之觀點而言,上述助焊劑之熔點較佳為高於上述熱硬化劑之反應起始溫度,更佳為高5℃以上,進而較佳為高10℃以上。 上述助焊劑可分散於導電材料中,亦可附著於導電性粒子之表面上。 藉由助焊劑之熔點高於導電性粒子中之焊料之熔點,可使導電性粒子中之焊料有效率地凝集於電極部分。其原因在於:於接合時賦予熱之情形時,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,則電極部分之熱導率高於電極周邊之連接對象構件部分之熱導率,藉此電極部分快速升溫。於超過導電性粒子中之焊料之熔點之階段,導電性粒子之內部熔解,但形成於表面之氧化被膜因未達到助焊劑之熔點(活性溫度),故不會被去除。於該狀態下,由於電極部分之溫度先達到助焊劑之熔點(活性溫度),故而位於電極上之導電性粒子之表面之氧化被膜優先被去除,導電性粒子中之焊料可於電極之表面上潤濕擴展。藉此,可使導電性粒子中之焊料有效率地凝集於電極上。 於上述導電材料100重量%中,上述助焊劑之含量較佳為0.5重量%以上,又,較佳為30重量%以下,更佳為25重量%以下。上述導電材料亦可不含助焊劑。若助焊劑之含量為上述下限以上且上述上限以下,則導電性粒子及電極之表面上更不易形成氧化被膜,進而,可更有效地去除導電性粒子及電極之表面上所形成之氧化被膜。 (絕緣性粒子) 就高精度地控制由導電材料之硬化物所連接之連接對象構件間之間隔之觀點、及高精度地控制由焊料部所連接之連接對象構件間之間隔之觀點而言,上述導電材料較佳為包含絕緣性粒子。於上述導電材料中,上述絕緣性粒子可不附著於上述焊料粒子之表面。於上述導電材料中,上述絕緣性粒子較佳為與上述焊料粒子分開存在。 上述絕緣性粒子之粒徑較佳為10 μm以上,更佳為20 μm以上,進而較佳為25 μm以上,又,較佳為100 μm以下,更佳為75 μm以下,進而較佳為50 μm以下。若上述絕緣性粒子之粒徑為上述下限以上且上述上限以下,則由導電材料之硬化物所連接之連接對象構件間之間隔、及由焊料部所連接之連接對象構件間之間隔變得更加適度。 作為上述絕緣性粒子之材料,可列舉:絕緣性樹脂、及絕緣性無機物等。作為上述絕緣性樹脂,可列舉:聚烯烴化合物、(甲基)丙烯酸酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、嵌段聚合物、熱塑性樹脂、熱塑性樹脂之交聯物、熱硬化性樹脂及水溶性樹脂等。 作為上述聚烯烴化合物,可列舉:聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及乙烯-丙烯酸酯共聚物等。作為上述(甲基)丙烯酸酯聚合物,可列舉:聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯及聚(甲基)丙烯酸丁酯等。作為上述嵌段聚合物,可列舉:聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、SB型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、及SBS型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、以及該等之氫化物等。作為上述熱塑性樹脂,可列舉:乙烯系聚合物及乙烯系共聚物等。作為上述熱硬化性樹脂,可列舉:環氧樹脂、酚系樹脂及三聚氰胺樹脂等。作為上述水溶性樹脂,可列舉:聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚乙烯基吡咯啶酮、聚環氧乙烷及甲基纖維素等。較佳為水溶性樹脂,更佳為聚乙烯醇。 作為上述絕緣性無機物,可列舉:二氧化矽及有機無機混成粒子等。上述由二氧化矽形成之粒子並無特別限定,例如可列舉藉由如下方式獲得之粒子:將具有2個以上之水解性烷氧基矽烷基之矽化合物進行水解而形成交聯聚合物粒子後,視需要進行煅燒。作為上述有機無機混成粒子,例如可列舉由經交聯所得之烷氧基矽烷基聚合物與丙烯酸系樹脂所形成之有機無機混成粒子等。 於上述導電材料100重量%中,上述絕緣性粒子之含量較佳為0.1重量%以上,更佳為0.5重量%以上,又,較佳為10重量%以下,更佳為5重量%以下。上述導電材料亦可不含上述絕緣性粒子。若上述絕緣性粒子之含量為上述下限以上且上述上限以下,則由導電材料之硬化物所連接之連接對象構件間之間隔、及由焊料部所連接之連接對象構件間之間隔變得更加適度。 (其他成分) 上述導電材料視需要亦可包含例如偶合劑、遮光劑、反應性稀釋劑、消泡劑、調平劑、填充劑、增量劑、軟化劑、塑化劑、聚合觸媒、硬化觸媒、著色劑、抗氧化劑、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。 (連接構造體及連接構造體之製造方法) 本發明之連接構造體具備:表面具有至少一個第1電極之第1連接對象構件、表面具有至少一個第2電極之第2連接對象構件、及連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部。於本發明之連接構造體中,上述連接部之材料包含上述導電性粒子。於本發明之連接構造體中,上述連接部較佳為上述導電性粒子或上述導電材料。於本發明之連接構造體中,上述連接部較佳為由上述導電性粒子形成、或由上述導電材料形成。於本發明之連接構造體中,上述連接部較佳為上述導電材料之硬化物。於本發明之連接構造體中,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實現電性連接。 上述連接構造體之製造方法包括如下步驟:使用上述導電性粒子或上述導電材料,於表面具有至少一個第1電極之第1連接對象構件之表面上配置上述導電性粒子或上述導電材料。上述連接構造體之製造方法包括如下步驟:於上述導電性粒子或上述導電材料之與上述第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電極相對向之方式配置表面具有至少一個第2電極之第2連接對象構件。上述連接構造體之製造方法包括如下步驟:將上述導電材料加熱至上述導電性粒子之熔點以上,藉此由上述導電性粒子或上述導電材料形成連接上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之連接部,且經由上述連接部中之焊料部使上述第1電極與上述第2電極實現電性連接。較佳為將上述導電材料加熱至上述熱硬化性化合物之硬化溫度以上。 於本發明之連接構造體及連接構造體之製造方法中,由於使用特定之導電性粒子或特定之導電材料,故而導電性粒子容易聚集至第1電極與第2電極之間,可有效率地於電極(線)上配置導電性粒子。又,導電性粒子之一部分難以被配置至未形成電極之區域(間隔),可顯著減少配置於未形成電極之區域之導電性粒子之量。因此,可提高第1電極與第2電極之間之導通可靠性。並且,可防止於不應連接之橫向上鄰接之電極間之電性連接,可提高絕緣可靠性。 又,為了有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料、並顯著減少配置於未形成電極之區域之焊料之量,上述導電材料較佳為使用導電膏而非導電膜。 電極間之焊料部之厚度較佳為10 μm以上,更佳為20 μm以上,又,較佳為100 μm以下,更佳為80 μm以下。電極之表面上之焊料潤濕面積(電極所露出之面積100%中之與焊料接觸之面積)較佳為50%以上,更佳為70%以上,又,較佳為100%以下。 於本發明之連接構造體之製造方法中,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,較佳為未加壓,將上述第2連接對象構件之重量施加於上述導電性粒子或上述導電材料上。又,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,較佳為未對上述導電性粒子或上述導電材料施加超過上述第2連接對象構件之重量之力的加壓壓力。於該等情形時,可進一步提高複數個焊料部中焊料量之均勻性。進而,可更有效地增大焊料部之厚度,容易使複數個導電性粒子較多地聚集至電極間,可更有效率地於電極(線)上配置複數個導電性粒子。又,複數個導電性粒子之一部分難以被配置至未形成電極之區域(間隔),可進一步減少配置於未形成電極之區域之導電性粒子之量。因此,可進一步提高電極間之導通可靠性。並且,可進一步防止於不應連接之橫向上鄰接之電極間之電性連接,可進一步提高絕緣可靠性。 又,若使用導電膏而非導電膜,則容易藉由導電膏之塗佈量而調整連接部及焊料部之厚度。另一方面,導電膜存在如下問題: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。又,與導電膏相比,導電膜存在如下傾向:無法於導電性粒子之熔融溫度下充分降低導電膜之熔融黏度,容易阻礙導電性粒子中之焊料凝集。 以下,參照圖式而說明本發明之具體之實施形態。 圖1係模式性地表示使用本發明之一實施形態之導電材料所獲得之連接構造體的剖視圖。 圖1所示之連接構造體1具備:第1連接對象構件2、第2連接對象構件3、及連接第1連接對象構件2與第2連接對象構件3之連接部4。連接部4係由上述導電材料形成。於本實施形態中,上述導電材料包含熱硬化性化合物、熱硬化劑、及導電性粒子。於本實施形態中,作為導電材料,使用導電膏。 連接部4具有:由複數個導電性粒子聚集並相互接合而成之焊料部4A、與由熱硬化性化合物熱硬化而成之硬化物部4B。 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藉由焊料部4A而實現電性連接。因此,第1連接對象構件2與第2連接對象構件3藉由焊料部4A而實現電性連接。再者,於連接部4中,與集中於第1電極2a與第2電極3a之間之焊料部4A不同的區域(硬化物部4B部分)不存在導電性粒子。與焊料部4A不同之區域(硬化物部4B部分)不存在自焊料部4A分離之導電性粒子。再者,與集中於第1電極2a與第2電極3a之間之焊料部4A不同的區域(硬化物部4B部分)亦可存在少量之導電性粒子。 如圖1所示,於連接構造體1中,第1電極2a與第2電極3a之間聚集了複數個導電性粒子,於複數個導電性粒子熔融後,導電性粒子之熔融物於電極之表面上潤濕擴展後固化,而形成焊料部4A。因此,焊料部4A與第1電極2a之連接面積、及焊料部4A與第2電極3a之連接面積變大。藉此亦使連接構造體1中之導通可靠性及連接可靠性變高。再者,於導電材料包含助焊劑之情形時,助焊劑一般因加熱而逐漸失活。 再者,於圖1所示之連接構造體1中,焊料部4A全部位於第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不同於圖1所示之連接構造體1。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之對向之區域,焊料部4XA之一部分亦可自第1、第2電極2a、3a對向之區域向側方伸出。自第1、第2電極2a、3a對向之區域向側方伸出之焊料部4XA為焊料部4XA之一部分,並非自焊料部4XA分離之導電性粒子。再者,於本實施形態中,可減少自焊料部分離之導電性粒子之量,自焊料部分離之導電性粒子亦可存在於硬化物部中。 若減少導電性粒子之使用量,則容易獲得連接構造體1。若增大導電性粒子之使用量,則容易獲得連接構造體1X。 於連接構造體1、1X中,較佳為沿第1電極2a、連接部4、4X、及第2電極3a之積層方向觀察第1電極2a與第2電極3a相對向之部分時,第1電極2a與第2電極3a相對向之部分之面積100%中之50%以上配置有連接部4、4X中之焊料部4A、4XA。藉由使連接部4、4X中之焊料部4A、4XA滿足上述較佳態樣,可進一步提高導通可靠性。 較佳為於沿上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,上述第1電極與上述第2電極相對向之部分之面積100%中之50%以上配置有上述連接部中之焊料部。更佳為於沿上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,上述第1電極與上述第2電極相對向之部分之面積100%中之60%以上配置有上述連接部中之焊料部。進而較佳為於沿上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,上述第1電極與上述第2電極相對向之部分之面積100%中之70%以上配置有上述連接部中之焊料部。尤佳為於沿上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,上述第1電極與上述第2電極相對向之部分之面積100%中之80%以上配置有上述連接部中之焊料部。最佳為於沿上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,上述第1電極與上述第2電極相對向之部分之面積100%中之90%以上配置有上述連接部中之焊料部。藉由使上述連接部中之焊料部滿足上述較佳態樣,可進一步提高導通可靠性。 於沿與上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向正交之方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,較佳為上述連接部中之焊料部之60%以上係配置於上述第1電極與上述第2電極相對向之部分。於沿與上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向正交之方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,更佳為上述連接部中之焊料部之70%以上係配置於上述第1電極與上述第2電極相對向之部分。於沿與上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向正交之方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,進而較佳為上述連接部中之焊料部之90%以上係配置於上述第1電極與上述第2電極相對向之部分。於沿與上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向正交之方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,尤佳為上述連接部中之焊料部之95%以上係配置於上述第1電極與上述第2電極相對向之部分。於沿與上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向正交之方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,最佳為上述連接部中之焊料部之99%以上係配置於上述第1電極與上述第2電極相對向之部分。藉由使上述連接部中之焊料部滿足上述較佳態樣,可進一步提高導通可靠性。 繼而,對使用本發明之一實施形態之導電材料而製造連接構造體1之方法之一例進行說明。 首先,準備於表面(上表面)具有第1電極2a之第1連接對象構件2。繼而,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與複數個導電性粒子11A之導電材料11(第1步驟)。所使用之導電材料11包含熱硬化性化合物與熱硬化劑作為熱硬化性成分11B。 於第1連接對象構件2之設置有第1電極2a之表面上配置導電材料11。配置導電材料11後,於第1電極2a(線)上與未形成第1電極2a之區域(間隔)上均配置有導電性粒子11A。 作為導電材料11之配置方法,並無特別限定,可列舉:使用分注器之塗佈、網版印刷、及使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。繼而,如圖2(b)所示,對於第1連接對象構件2之表面上之導電材料11,於導電材料11之與第1連接對象構件2側為相反側之表面上配置第2連接對象構件3(第2步驟)。於導電材料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。 繼而,將導電材料11加熱至導電性粒子11A之熔點以上(第3步驟)。較佳為將導電材料11加熱至熱硬化性成分11B(熱硬化性化合物)之硬化溫度以上。於該加熱時,存在於未形成電極之區域之導電性粒子11A聚集至第1電極2a與第2電極3a之間(自凝集效應)。於使用導電膏而非導電膜之情形時,導電性粒子11A更有效地向第1電極2a與第2電極3a之間聚集。又,導電性粒子11A熔融而相互接合。又,熱硬化性成分11B熱硬化。其結果,如圖2(c)所示,由導電材料11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。藉由導電材料11而形成連接部4,藉由複數個導電性粒子11A接合而形成焊料部4A,藉由熱硬化性成分11B熱硬化而形成硬化物部4B。只要導電性粒子11A充分移動,則自未位於第1電極2a與第2電極3a之間之導電性粒子11A開始移動起直至導電性粒子11A完成向第1電極2a與第2電極3a之間之移動為止,溫度可並非保持恆定。 於本實施形態中,於上述第1步驟及上述第2步驟中,導電性粒子11A中之焊料粒子之焊料與導電性粒子11A之被覆部所含之銀尚未實現合金化。因此,於上述第3步驟中對導電材料11進行加熱時,只要加熱至焊料粒子之熔點以上即可,可於相對低溫下使導電性粒子11A熔融,可於相對低溫下形成焊料部4A。又,於本實施形態中,於由複數個導電性粒子11A接合而形成之焊料部4A中,導電性粒子11A中之焊料粒子之焊料與導電性粒子11A之被覆部所含之銀實現了合金化。因此,可使焊料部4A之熔點高於焊料粒子之熔點,可有效地提高焊料部4A之耐衝擊性。 於本實施形態中,較佳為於上述第2步驟及上述第3步驟中未進行加壓。於該情形時,將第2連接對象構件3之重量施加於導電材料11上。因此,於形成連接部4時,導電性粒子11A更有效地向第1電極2a與第2電極3a之間聚集。再者,若於上述第2步驟及上述第3步驟中之至少一步驟中進行加壓,則導電性粒子11A欲向第1電極2a與第2電極3a之間聚集之作用受到阻礙之傾向變高。 又,於本實施形態中,由於未進行加壓,故而於塗佈有導電材料之第1連接對象構件上重疊第2連接對象構件時,即便第1電極與第2電極為對準偏移之狀態,亦可修正該偏移,使第1電極與第2電極連接(自對準效應)。其原因在於:於第1電極與第2電極之間自我凝集之熔融之焊料於第1電極與第2電極之間之焊料與導電材料中之其他成分接觸之面積成為最小時在能量上穩定,因此,形成該面積最小之連接構造即互相對準之連接構造之力發揮作用。此時,較理想為導電材料並未硬化,且導電材料中之導電性粒子以外之成分於該溫度、時間下之黏度充分低。 如此獲得圖1所示之連接構造體1。再者,上述第2步驟與上述第3步驟可連續進行。又,亦可於進行上述第2步驟後,將所獲得之第1連接對象構件2與導電材料11及第2連接對象構件3之積層體移動至加熱部,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,亦可於經加熱之空間內配置上述積層體。 上述第3步驟中之上述加熱溫度較佳為140℃以上,更佳為160℃以上,又,較佳為450℃以下,更佳為250℃以下,進而較佳為200℃以下。 作為上述第3步驟中之加熱方法,可列舉:使用回焊爐或使用烘箱將連接構造體整體加熱至導電性粒子之熔點以上及熱硬化性化合物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。 作為局部加熱方法所使用之器具,可列舉:加熱板、產生熱風之熱風槍、烙鐵、及紅外線加熱器等。 又,於使用加熱板進行局部加熱時,較佳為於連接部正下方利用導熱性較高之金屬形成加熱板上表面,於其他不宜加熱之部位利用氟樹脂等導熱性較低之材質形成加熱板上表面。 上述第1、第2連接對象構件並無特別限定。作為上述第1、第2連接對象構件,具體而言,可列舉:半導體晶片、半導體封裝體、LED晶片、LED封裝體、電容器及二極體等電子零件,以及樹脂膜、印刷基板、可撓性印刷基板、可撓性扁平電纜、剛性可撓性基板、玻璃環氧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。 較佳為上述第1連接對象構件及上述第2連接對象構件中之至少一者為樹脂膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平電纜或剛性可撓性基板。較佳為上述第2連接對象構件為樹脂膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平電纜或剛性可撓性基板。樹脂膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平電纜及剛性可撓性基板具有柔軟性較高、相對輕量之性質。於將導電膜用於此種連接對象構件之連接之情形時,存在導電性粒子中之焊料不易聚集至電極上之傾向。相對於此,藉由使用導電膏,即便使用樹脂膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平電纜或剛性可撓性基板,亦可有效率地使導電性粒子中之焊料聚集至電極上,藉此能夠充分提高電極間之導通可靠性。於使用樹脂膜、可撓性印刷基板、可撓性扁平電纜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,可更有效地獲得因未進行加壓而產生之電極間之導通可靠性之提高效果。 作為上述連接對象構件上所設置之電極,可列舉:金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、鉬電極、銀電極、SUS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。再者,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,可列舉摻雜有3價金屬元素之氧化銦及摻雜有3價金屬元素之氧化鋅等。作為上述3價金屬元素,可列舉:Sn、Al及Ga等。 於本發明之連接構造體中,上述第1電極及上述第2電極較佳為以面陣列(area array)或周邊式(peripheral)之形式配置。於上述第1電極及上述第2電極係以面陣列或周邊式之形式配置之情形時,可更有效地發揮本發明之效果。上述所謂面陣列係指於連接對象構件之配置有電極之面上呈格子狀地配置電極之構造。上述所謂周邊式係指於連接對象構件之外周部配置電極之構造。於電極呈梳狀排列之構造之情形時,導電性粒子中之焊料只要沿與梳齒垂直之方向凝集即可,相對於此,於上述面陣列或周邊式構造之情形時,導電性粒子中之焊料需於配置有電極之面上整面且均勻地凝集。若採用先前之方法,焊料量容易出現不均勻,相對於此,若採用本發明之方法,可更有效率地於電極上配置導電性粒子中之焊料,可使整面上均勻地凝集有導電性粒子中之焊料。 以下,列舉實施例及比較例而具體地說明本發明。本發明並不僅限定於以下之實施例。 熱硬化性化合物: 熱硬化性化合物1:間苯二酚型環氧化合物,共榮社化學公司製造之「Epolight TDC-LC」,環氧當量120 g/eq 熱硬化性化合物2:環氧化合物,ADEKA公司製造之「EP-3300」,環氧當量160 g/eq 熱硬化劑: 潛伏性環氧熱硬化劑1:T&K TOKA公司製造之「FUJICURE 7000」 潛伏性環氧熱硬化劑2:Asahi Kasei E-Materials公司製造之「HXA-3922HP」 助焊劑: 助焊劑1:和光純藥工業公司製造之「戊二酸」 導電性粒子: 導電性粒子1(對SnBi焊料粒子(熔點139℃,三井金屬公司製造之「Sn42Bi58」)進行篩選,使用選出之焊料粒子,藉由無電解鍍覆而形成被覆部所獲得之導電性粒子,粒徑:31 μm,被覆部之厚度:0.5 μm) (導電性粒子1之製作方法) 藉由無電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子: 將粒徑30 μm之焊料粒子50 g放入至1重量%之檸檬酸溶液500 g中,而去除焊料粒子之表面之氧化膜。製備包含硝酸銀5 g與離子交換水1000 g之溶液,將氧化膜經去除之焊料粒子50 g放入至該溶液中,進行混合,而獲得懸浮液。於所獲得之懸浮液中添加硫代蘋果酸30 g、N-乙醯咪唑80 g、及次磷酸鈉10 g,進行混合,而獲得鍍覆液。使用10重量%之氨溶液進行調整,以使所獲得之鍍覆液之pH值成為9,於25℃下實施20分鐘無電解鍍覆,藉此獲得藉由無電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子。 導電性粒子2(對SnBi焊料粒子(熔點139℃,三井金屬公司製造之「Sn42Bi58」)進行篩選,使用選出之焊料粒子,藉由無電解鍍覆而形成金屬部及被覆部所獲得之導電性粒子,粒徑:33 μm,金屬部之厚度:1 μm,被覆部之厚度:0.5 μm) (導電性粒子2之製作方法) 藉由無電解鍍覆而形成有金屬部及被覆部之導電性粒子: 將粒徑30 μm之焊料粒子50 g放入至1重量%之檸檬酸溶液500 g中,而去除焊料粒子之表面之氧化膜。使用氧化膜經去除之焊料粒子50 g,藉由二液活化法使鈀附著,而獲得表面附著有鈀之焊料粒子。製備包含硫酸鎳20 g與離子交換水1000 g之溶液,將表面附著有鈀之焊料粒子30 g放入至該溶液中,進行混合,而獲得第1懸浮液。於所獲得之第1懸浮液中添加檸檬酸30 g、次磷酸鈉80 g、及乙酸10 g,進行混合,而獲得第1鍍覆液。使用10重量%之氨溶液進行調整,以使所獲得之第1鍍覆液之pH值成為10,於60℃下實施20分鐘無電解鍍覆,藉此獲得藉由無電解鍍覆而形成有金屬部之導電性粒子。 繼而,製備包含硝酸銀5 g與離子交換水1000 g之溶液,將形成有金屬部之導電性粒子50 g放入至該溶液中,進行混合,而獲得第2懸浮液。於所獲得之第2懸浮液中添加琥珀醯亞胺30 g、N-乙醯咪唑80 g、及乙醛酸5 g,進行混合,而獲得第2鍍覆液。使用10重量%之氨溶液進行調整,以使所獲得之第2鍍覆液之pH值成為9,於20℃下實施20分鐘無電解鍍覆,藉此獲得藉由無電解鍍覆而形成有金屬部及被覆部之導電性粒子。 導電性粒子3(對SnBi焊料粒子(熔點139℃,三井金屬公司製造之「Sn42Bi58」)進行篩選,使用選出之焊料粒子,藉由電解鍍覆而形成被覆部所獲得之導電性粒子,粒徑:32 μm,被覆部之厚度:1 μm) (導電性粒子3之製作方法) 藉由電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子: 將粒徑30 μm之焊料粒子50 g放入至1重量%之檸檬酸溶液500 g中,而去除焊料粒子之表面之氧化膜。製備包含硝酸銀5 g、離子交換水1000 g、1,3-二溴-5,5-二甲基乙內醯脲5 g、及硫代蘋果酸3 g之溶液,將氧化膜經去除之焊料粒子50 g放入至該溶液中,進行混合,而獲得懸浮液。使用所獲得之懸浮液,於陽極:鉑、陰極:含磷銅、電流密度:1 A/dm2
之條件下,實施電解鍍覆,藉此獲得藉由電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子。 導電性粒子4(SAC粒子,熔點218℃,千住金屬公司製造之「M705」,粒徑:30 μm) 導電性粒子5(對SnBi焊料粒子(熔點139℃,三井金屬公司製造之「Sn42Bi58」)進行篩選,使用選出之焊料粒子,藉由電解鍍覆而形成被覆部所獲得之導電性粒子,粒徑:35 μm,被覆部之厚度:2.5 μm) (導電性粒子5之製作方法) 藉由電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子: 將粒徑30 μm之焊料粒子50 g放入至1重量%之檸檬酸溶液500 g中,而去除焊料粒子之表面之氧化膜。製備包含硝酸銀5 g、離子交換水1000 g、1,3-二溴-5,5-二甲基乙內醯脲5 g、及硫代蘋果酸3 g之溶液,將氧化膜經去除之焊料粒子50 g放入至該溶液中,進行混合,而獲得懸浮液。使用所獲得之懸浮液,於陽極:鉑、陰極:含磷銅、電流密度:3 A/dm2
之條件下,實施電解鍍覆,藉此獲得藉由電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子。 導電性粒子6(對SnBi焊料粒子(熔點139℃,三井金屬公司製造之「Sn42Bi58」)進行篩選,使用選出之焊料粒子,藉由電解鍍覆而形成被覆部所獲得之導電性粒子,粒徑:33 μm,被覆部之厚度:1.5 μm) (導電性粒子6之製作方法) 藉由電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子: 將粒徑30 μm之焊料粒子50 g放入至1重量%之檸檬酸溶液500 g中,而去除焊料粒子之表面之氧化膜。製備包含硝酸銀5 g、離子交換水1000 g、1,3-二溴-5,5-二甲基乙內醯脲5 g、及硫代蘋果酸3 g之溶液。將氧化膜經去除之焊料粒子50 g放入至該溶液中,進行混合,而獲得懸浮液。使用所獲得之懸浮液,於陽極:鉑、陰極:含磷銅、電流密度:2 A/dm2
之條件下,實施電解鍍覆,藉此獲得藉由電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子。 導電性粒子7(對SnBi焊料粒子,熔點139℃,千住金屬公司製造之「L20-30050」進行篩選,使用選出之焊料粒子,藉由無電解鍍覆而形成被覆部所獲得之導電性粒子,粒徑:31 μm,被覆部之厚度:0.08 μm) (導電性粒子7之製作方法) 藉由無電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子: 將粒徑30 μm之焊料粒子50 g放入至包含次氮基三乙酸1 g與10重量%氫氧化鈉50 g之溶液中,於50℃下攪拌5分鐘後,進行水洗,藉此去除焊料表面之氧化膜。將氧化膜經去除之焊料粒子50 g放入至包含硫酸鈀2 g與離子交換水100 g之溶液中,而使鈀附著於焊料粒子之表面。 添加離子交換水1000 g、乙二胺四乙酸10 g、次氮基三乙酸10 g、磷酸氫鈉30 g、氫氧化鈉30 g、硝酸銀3 g、及聚乙二醇(聚乙二醇1000)1 g,進行混合,而獲得鍍覆液。使用10重量%之氨溶液進行調整,以使所獲得之鍍覆液之pH值成為8。於鍍覆液中添加附著有鈀之焊料粒子50 g、與硼氫化鈉6 g,於25℃下實施20分鐘無電解鍍覆,藉此獲得藉由無電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子。 導電性粒子8(對SnBi焊料粒子,熔點139℃,千住金屬公司製造之「L20-30050」進行篩選,使用選出之焊料粒子,藉由無電解鍍覆而形成被覆部所獲得之導電性粒子,粒徑:31 μm,被覆部之厚度:0.12 μm) (導電性粒子8之製作方法) 藉由無電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子: 將粒徑30 μm之焊料粒子50 g放入至包含次氮基三乙酸1 g與10重量%氫氧化鈉50 g之溶液中,於50℃下攪拌5分鐘後,進行水洗,藉此去除焊料表面之氧化膜。將氧化膜經去除之焊料粒子50 g放入至包含硫酸鈀2 g與離子交換水100 g之溶液中,而使鈀附著於焊料粒子之表面。 添加離子交換水1000 g、乙二胺四乙酸四鈉10 g、次氮基三乙酸二鈉10 g、磷酸氫鈉30 g、氫氧化鈉30 g、甲磺酸銀7 g、及聚乙二醇(聚乙二醇1000)1 g,進行混合,而獲得鍍覆液。使用10重量%之硫酸溶液進行調整,以使所獲得之鍍覆液之pH值成為3。於鍍覆液中添加附著有鈀之焊料粒子50 g、與草酸6 g,於25℃下實施20分鐘無電解鍍覆,藉此獲得藉由無電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子。 導電性粒子9(對SnBi焊料粒子,熔點139℃,千住金屬公司製造之「L20-30050」進行篩選,使用選出之焊料粒子,藉由無電解鍍覆而形成被覆部所獲得之導電性粒子,粒徑:31 μm,被覆部之厚度:0.15 μm) (導電性粒子9之製作方法) 藉由無電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子: 將粒徑30 μm之焊料粒子50 g放入至包含次氮基三乙酸1 g與10重量%氫氧化鈉50 g之溶液中,於50℃下攪拌5分鐘後,進行水洗,藉此去除焊料表面之氧化膜。將氧化膜經去除之焊料粒子50 g放入至包含硫酸鈀2 g與離子交換水100 g之溶液中,而使鈀附著於焊料粒子之表面。 添加離子交換水1000 g、乙二胺四乙酸四鈉10 g、次氮基三乙酸二鈉10 g、磷酸氫鈉30 g、氫氧化鈉30 g、甲磺酸銀7 g、及聚乙二醇(聚乙二醇1000)1 g,進行混合,而獲得鍍覆液。使用10重量%之氫氧化鈉溶液進行調整,以使所獲得之鍍覆液之pH值成為7。於鍍覆液中添加附著有鈀之焊料粒子50 g、與甲酸6 g,於40℃下實施20分鐘無電解鍍覆,藉此獲得藉由無電解鍍覆而形成有被覆部之導電性粒子。金屬部之厚度及被覆部之厚度: 藉由上述方法測定金屬部之厚度及被覆部之厚度。 (實施例1~8及比較例1) (1)導電材料之製作 以下述表1所示之調配量調配下述表1所示之成分,利用行星式攪拌裝置進行混合及脫泡,藉此獲得導電材料(各向異性導電膏)。 (2)連接構造體(面陣列基板)之製作 (2-1)條件A下之連接構造體之具體製作方法: 作為第2連接對象構件,準備如下半導體晶片:於半導體晶片本體(尺寸5×5 mm,厚度0.4 mm)之表面,以400 μm間距、以面陣列之形式配置250 μm之銅電極,於最表面形成鈍化膜(聚醯亞胺,厚度5 μm,電極部之開口徑200 μm)。每個半導體晶片上之銅電極之個數為10個×10個,合計100個。 作為第1連接對象構件,準備如下玻璃環氧基板:於玻璃環氧基板本體(尺寸20×20 mm,厚度1.2 mm,材質FR-4)之表面,以對應於第2連接對象構件之電極而成為相同圖案之方式配置銅電極,於未配置銅電極之區域形成阻焊膜。銅電極之表面與阻焊膜之表面的段差為15 μm,阻焊膜較銅電極而更突出。 於上述玻璃環氧基板之上表面以厚度100 μm之方式塗佈剛製作後不久之導電材料(各向異性導電膏),而形成各向異性導電膏層。繼而,於各向異性導電膏層之上表面以電極彼此對向之方式積層半導體晶片。將上述半導體晶片之重量施加於各向異性導電膏層上。於該狀態下,以各向異性導電膏層之溫度自升溫開始起經過5秒後達到139℃(焊料之熔點)之方式進行加熱。進而,以各向異性導電膏層之溫度自升溫開始起經過15秒後達到160℃之方式進行加熱,而使各向異性導電膏層硬化,從而獲得連接構造體。加熱時未進行加壓。 (2-2)條件B下之連接構造體之具體製作方法: 除進行如下變更以外,藉由與條件A相同之方式製作連接構造體(面陣列基板)。 條件A向條件B之變更點: 於上述玻璃環氧基板之上表面以厚度100 μm之方式塗佈剛製作後不久之導電材料(各向異性導電膏),而形成各向異性導電膏層後,於25℃及濕度50%之環境下放置6小時。經放置後,於各向異性導電膏層之上表面以電極彼此對向之方式積層半導體晶片。 (評價) (1)導電材料(各向異性導電膏)於25℃下之黏度(η25) 使用E型黏度計(東機產業公司製造之「TVE22L」),於25℃及5 rpm之條件下測定剛製成後不久之導電材料(各向異性導電膏)於25℃下之黏度(η25)。根據以下之基準判定η25。 [η25之判定基準] △:η25未達20 Pa・s 〇:η25為20 Pa・s以上且600 Pa・s以下 ×:η25超過600 Pa・s (2)導電材料(各向異性導電膏)於導電性粒子之熔點下之黏度(ηmp)使用STRESSTECH(REOLOGICA公司製造),於應變控制1 rad、頻率1 Hz、升溫速度20℃/min、測定溫度範圍40℃~導電性粒子之熔點的條件下,對剛製成後不久之導電材料(各向異性導電膏)進行測定。於該測定中,讀取於導電性粒子之熔點下之黏度,作為導電材料(各向異性導電膏)於導電性粒子之熔點下之黏度(ηmp)。根據以下之基準判定ηmp。 [ηmp之判定基準] △:ηmp未達0.1 Pa・s 〇:ηmp為0.1 Pa・s以上且5 Pa・s以下 ×:ηmp超過5 Pa・s (3)儲存穩定性 使用E型黏度計(東機產業公司製造之「TVE22L」),於25℃及5 rpm之條件下測定剛製成後不久之導電材料(各向異性導電膏)於25℃下之黏度(η1)。又,藉由與η1相同之方式,測定於25℃及濕度50%環境中靜置3天後之導電材料(各向異性導電膏)於25℃下之黏度(η2)。根據以下之基準判定儲存穩定性。 [儲存穩定性之判定基準] ○:η2/η1未達2 △:η2/η1為2以上且未達3 ×:η2/η1為3以上 (4)焊料之潤濕性 準備上述(3)之評價中所使用之於25℃及濕度50%環境中靜置3天後之導電材料(各向異性導電膏)。使用該等導電材料(各向異性導電膏),評價焊料之潤濕性。焊料之潤濕性係藉由如下方式進行評價。根據以下之基準判定焊料之潤濕性。 焊料之潤濕性之評價方法: 於金電極8 mm2
上利用2 mmf之遮罩而塗佈導電材料(各向異性導電膏)2 mg,利用加熱板於170℃下加熱10分鐘。其後,藉由圖像解析而算出焊料之潤濕面積(金電極之表面中之與焊料接觸之面積)相對於金電極之比率。 [焊料之潤濕性之判定基準] ○:焊料之潤濕面積相對於金電極之比率為70%以上 △:焊料之潤濕面積相對於金電極之比率為40%以上且未達70% ×:焊料之潤濕面積相對於金電極之比率未達40% (5)電極上之焊料之配置精度 評價於條件A及條件B下獲得之連接構造體中,於沿第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電極相對向之部分時,配置有連接部中之焊料部之面積於第1電極與第2電極相對向之部分之面積100%中所占之比率X。根據以下之基準判定電極上之焊料之配置精度。 [電極上之焊料之配置精度之判定基準] ○○:比率X為70%以上 ○:比率X為60%以上且未達70% △:比率X為50%以上且未達60% ×:比率X未達50% (6)上下之電極間之導通可靠性 藉由4端子法,分別測定於條件A及條件B下獲得之連接構造體(n=15個)中,上下之電極間之每個連接部位之連接電阻。算出連接電阻之平均值。再者,根據電壓=電流×電阻之關係,測定於流通恆定電流時之電壓,藉此可求出連接電阻。根據以下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50 mΩ以下 ○:連接電阻之平均值超過50 mΩ且為70 mΩ以下 △:連接電阻之平均值超過70 mΩ且為100 mΩ以下 ×:連接電阻之平均值超過100 mΩ、或發生連接不良 (7)鄰接之電極間之絕緣可靠性 將於條件A及條件B下獲得之連接構造體(n=15個)於85℃及濕度85%之環境中放置100小時後,對鄰接之電極間施加5 V電壓,測定25個部位之電阻值。絕緣可靠性根據以下之基準判定。 [絕緣可靠性之判定基準] ○○:連接電阻之平均值為107
Ω以上 ○:連接電阻之平均值為106
Ω以上且未達107
Ω △:連接電阻之平均值為105
Ω以上且未達106
Ω ×:連接電阻之平均值未達105
Ω (8)耐衝擊性 準備上述(6)之評價中所使用之連接構造體。使該等連接構造體自高度70 cm之位置落下,以與上述(6)之評價相同之方式確認導通可靠性,藉此進行耐衝擊性之評價。藉由電阻值相對於上述(6)之評價中所獲得之連接電阻之平均值的上升率,根據以下之基準判定耐衝擊性。 [耐衝擊性之判定基準] ○○:電阻值之相對於連接電阻之平均值的上升率為20%以下 ○:電阻值之相對於連接電阻之平均值的上升率超過20%且為35%以下 △:電阻值之相對於連接電阻之平均值的上升率超過35%且為50%以下 ×:電阻值之相對於連接電阻之平均值的上升率超過50% (9)被覆率 針對所獲得之導電性粒子,算出於焊料粒子之表面積整體100%中,上述焊料粒子之表面之經被覆部被覆之表面積(被覆率)。上述被覆率可藉由如下方式算出:對所獲得之導電性粒子進行SEM-EDX分析,藉此進行Ag映射,進行圖像解析。根據以下之基準判定被覆率。 [被覆率之判定基準] ○○:被覆率超過95% ○:被覆率超過90%且為95%以下 △:被覆率超過80%且為90%以下 ×:被覆率為80%以下 將結果示於下述表1。 [表1]
即便於使用可撓性印刷基板、樹脂膜、可撓性扁平電纜及剛性可撓性基板之情形時,亦可見相同傾向。
1‧‧‧連接構造體
1X‧‧‧連接構造體
2‧‧‧第1連接對象構件
2a‧‧‧第1電極
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‧‧‧導電材料
11A‧‧‧導電性粒子
11B‧‧‧熱硬化性成分
21‧‧‧導電性粒子
22‧‧‧焊料粒子
23‧‧‧被覆部
31‧‧‧導電性粒子
32‧‧‧金屬部
圖1係模式性地表示使用本發明之一實施形態之導電材料所獲得之連接構造體的剖視圖。 圖2(a)~(c)係用以說明使用本發明之一實施形態之導電材料而製造連接構造體之方法之一例之各步驟的剖視圖。 圖3係表示連接構造體之變化例的剖視圖。 圖4係表示本發明之第1實施形態之導電性粒子的剖視圖。 圖5係表示本發明之第2實施形態之導電性粒子的剖視圖。
Claims (14)
- 一種導電性粒子,其包含:熔點未達200℃之焊料粒子、及 配置於上述焊料粒子之表面上之被覆部,且 上述被覆部包含銀。
- 如請求項1之導電性粒子,其中上述焊料粒子包含錫及鉍。
- 如請求項1或2之導電性粒子,其中於導電性粒子100重量%中,上述銀之含量為1重量%以上且20重量%以下。
- 如請求項1或2之導電性粒子,其中於上述焊料粒子之表面積整體100%中,上述焊料粒子之表面之經上述被覆部被覆之表面積為80%以上。
- 如請求項1或2之導電性粒子,其中上述被覆部之厚度為0.1 μm以上且5 μm以下。
- 如請求項1或2之導電性粒子,其於上述焊料粒子之外表面與上述被覆部之間具備包含鎳之金屬部。
- 一種導電材料,其包含如請求項1至6中任一項之導電性粒子與熱硬化性化合物。
- 如請求項7之導電材料,其中於導電材料100重量%中,上述導電性粒子之含量超過50重量%。
- 如請求項7或8之導電材料,其中上述熱硬化性化合物包含具有聚醚骨架之熱硬化性化合物。
- 如請求項7或8之導電材料,其包含熔點為50℃以上且140℃以下之助焊劑。
- 如請求項7或8之導電材料,其於25℃下之黏度為20 Pa・s以上且600 Pa・s以下。
- 如請求項7或8之導電材料,其為導電膏。
- 一種連接構造體,其包含:於表面具有至少一個第1電極之第1連接對象構件、 於表面具有至少一個第2電極之第2連接對象構件、及 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, 上述連接部之材料包含如請求項1至6中任一項之導電性粒子,且 上述第1電極與上述第2電極係藉由上述連接部中之焊料部而電性連接。
- 如請求項13之連接構造體,其中於沿上述第1電極、上述連接部、及上述第2電極之積層方向觀察上述第1電極與上述第2電極相對向之部分時,於上述第1電極與上述第2電極相對向之部分之面積100%中之50%以上配置有上述連接部中之焊料部。
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