TW202133984A - 導電性接著劑組成物及製造連接結構體的方法 - Google Patents

導電性接著劑組成物及製造連接結構體的方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202133984A
TW202133984A TW110104790A TW110104790A TW202133984A TW 202133984 A TW202133984 A TW 202133984A TW 110104790 A TW110104790 A TW 110104790A TW 110104790 A TW110104790 A TW 110104790A TW 202133984 A TW202133984 A TW 202133984A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
adhesive composition
conductive adhesive
conductive
circuit board
conductive particles
Prior art date
Application number
TW110104790A
Other languages
English (en)
Inventor
須方振一郎
Original Assignee
日商昭和電工材料股份有限公司
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 日商昭和電工材料股份有限公司 filed Critical 日商昭和電工材料股份有限公司
Publication of TW202133984A publication Critical patent/TW202133984A/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/06Non-macromolecular additives organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J201/00Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0837Bismuth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/001Conductive additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/005Additives being defined by their particle size in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8119Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81193Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed on both the semiconductor or solid-state body and another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本發明揭示一種導電性接著劑組成物,其含有(A)導電性粒子、(B)熱硬化性樹脂及(C)助熔活性劑。導電性粒子包含熔點為200℃以下的金屬。於導電性粒子的體積基準的累積粒度分佈中,累積50%粒徑D50為3 μm~10 μm且累積10%粒徑D10為2.4 μm以上。助熔活性劑包含具有羥基及羧基的化合物。導電接著劑組成物用於將電路基板2與搭載於電路基板2的電子零件3電性連接。

Description

導電性接著劑組成物及製造連接結構體的方法
本揭示是有關於一種用以將電子零件與電路基板電性連接的導電性接著劑組成物及製造使用導電性接著劑組成物的連接結構體的方法。
作為用以將電子零件與電路基板連接的材料,有時使用使金屬粒子分散於熱硬化性樹脂中而成的膏狀的導電性接著劑(例如,參照專利文獻1)。
於為了連接微小的電極墊或以窄間距配置的連接端子而應用導電性接著劑組成物時,為了實現電極間橋接所引起的短路的防止及少量塗佈下的充分的導通,某程度有效的是應用包含小粒徑的導電性粒子的導電性接著劑。然而,於平均粒徑為10 μm以下程度的小粒徑的導電性粒子的情況下,由於比表面積大,因此形成於其表面的氧化膜的量增加,因此存在熔融性及接合性顯著降低的傾向。若熔融性及接合性降低,則導電性接著劑的導電性降低。另外,未熔融的導電性粒子漂浮至電極墊外的區域,所述情況有引起電極間的短路的可能性。
因此,提出有一種導電性接著劑組成物,其藉由某程度增加助熔活性材量而提高連接性,並提高對於溫度循環試驗的耐受性(參照專利文獻2)。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-199937號公報 [專利文獻2]國際公開第2019/013336號
[發明所欲解決之課題] 然而,若助熔活性劑的量多,則導電性接著劑的硬化性降低,其結果存在硬化後的接著強度明顯降低的傾向。另外,對於將電子零件與電路基板連接而成的連接結構體,亦要求對於260℃的回焊試驗的耐受性,但由於由導電性接著劑形成的樹脂部的物性因大量的助熔活性劑而降低,因此於260℃的耐回焊試驗中,因金屬部分的熱膨脹而樹脂部被破壞,所述情況有時成為導通不良的原因。
因此,本揭示的一方面是有關於一種包含粒徑相對小的導電性粒子的導電性接著劑組成物,且目的在於:於用以將電路基板與搭載於該電路基板的電子零件電性連接時,以充分的接著強度及良好的導通性將電子零件搭載於電路基板,同時在對於溫度循環試驗的耐受性及對於260℃的耐回焊試驗的耐受性的方面實現改善。
[解決課題之手段] 本揭示的一方面提供一種導電性接著劑組成物,其用於將電路基板與搭載於該電路基板的電子零件電性連接。換言之,本揭示的一方面提供一種導電性接著劑組成物的用以將電路基板與搭載於該電路基板的電子零件電性連接的應用。所述導電性接著劑組成物含有(A)導電性粒子、(B)熱硬化性樹脂及(C)助熔活性劑。所述導電性粒子包含熔點為200℃以下的金屬。於所述導電性粒子的體積基準的累積粒度分佈中,D50為3 μm~10 μm且D10為2.4 μm以上。所述助熔活性劑包含具有羥基及羧基的化合物。
於所述本發明的導電性接著劑組成物中,導電性粒子雖具有D50為3 μm~30 μm的相對小的粒徑,但D10為2.4 μm以上,因此比表面積大的粒徑為2.4 μm以下的微小粒子的比例小。因此,不易產生導電性粒子表面的氧化膜的影響所引起的導通性的降低,藉此可在維持充分的接著強度的同時確保良好的導通性。此外,於溫度循環試驗及260℃的回焊試驗中,可維持初期的低連接電阻。
本發明的另一方面提供一種製造連接結構體的方法。本發明的一方面的方法包括:準備具有兩個以上的連接端子的電路基板及具有兩個以上的連接端子的電子零件,並於所述電路基板的連接端子上或所述電子零件的連接端子上配置所述導電性接著劑組成物的步驟;介隔所述導電性接著劑組成物而將所述電子零件以使所述電路基板的連接端子與所述電子零件的連接端子相向的方式配置於所述電路基板上,獲得具有所述電路基板、所述導電性接著劑組成物及所述電子零件的預連接體的步驟;以及藉由對所述預連接體進行加熱而形成具有導電部及形成於該導電部的周圍的樹脂部的連接部,藉此獲得利用所述將所述電路基板與所述電子零件接合而成的連接結構體的步驟,所述導電部由所述導電性接著劑組成物中的導電性粒子形成且將所述電路基板的連接端子與所述電子零件的連接端子電性連接。
[發明的效果] 根據本揭示的一方面,可提供一種導電性接著劑組成物,其包含粒徑相對小的導電性粒子,且所述導電性接著劑組成物於用以將電路基板與搭載於該電路基板的電子零件電性連接時,以充分的接著強度及良好的導通性將電子零件搭載於電路基板,同時可改善對於溫度循環試驗的耐受性及對於260℃的耐回焊試驗的耐受性。本揭示的一方面的導電性接著劑組成物可抑制以窄間距配置的連接端子間的橋接所引起的短路,同時可改善接著強度及導通性,直至達到可滿足與260℃的回焊試驗相關的要求特性的水準。本揭示的一方面的導電性接著劑組成物在將電子零件安裝於電路基板的步驟中的、連接溫度的低溫化以及小型及薄型裝置的翹曲抑制的方面亦有利。本揭示的導電性接著劑組成物可減少成為連接部的空隙原因的助熔劑含量,因此亦適合於微細的連接端子的連接。
以下,對本發明的若干實施形態進行詳細說明。其中,本發明並不限定於以下的實施形態。
一實施形態的導電性接著劑組成物含有(A)導電性粒子、(B)熱硬化性樹脂及(C)助熔活性劑。
(A)導電性粒子含有熔點為200℃以下的金屬。導電性粒子中所含的金屬的熔點亦可為180℃以下或150℃以下。導電性粒子中的金屬的熔點的下限並無特別限定,但為100℃左右。若將此種導電性粒子用於導電性接著劑組成物中,則於相對低的溫度下熔融並凝聚,認為該凝聚體有助於連接端子的電性連接。於導電性粒子中所含的金屬為包含兩種以上的金屬種的合金的情況下,合金的熔點只要為200℃以下即可。
就減少環境負荷的觀點而言,導電性粒子中的金屬可包含鉛以外的金屬。作為導電性粒子中所含的金屬,例如可列舉選自錫(Sn)、鉍(Bi)、銦(In)及鋅(Zn)中的一種金屬單體或包含兩種以上的金屬種的合金。就可獲得更良好的連接可靠性的方面而言,合金可於導電性粒子中的金屬整體的熔點成為200℃以下的範圍內進而含有選自鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鋁(Al)等中的高熔點的成分。
作為構成導電性粒子的金屬的具體例,可列舉:Sn42-Bi58焊料(熔點為138℃)、Sn48-In52焊料(熔點為117℃)、Sn42-Bi57-Ag1焊料(熔點為139℃)、Sn90-Ag2-Cu0.5-Bi7.5焊料(熔點為189℃)、Sn96-Zn8-Bi3焊料(熔點為190℃)及Sn91-Zn9焊料(熔點為197℃)。該些顯示出熔解後的明確的固化行為。所謂固化行為,是指金屬於熔融後冷卻而凝固。就獲取容易性及效果的觀點而言,導電性粒子可包含Sn42-Bi58焊料。該些可單獨使用或組合使用兩種以上。
於導電性粒子的體積基準的累積粒度分佈中,累積50%粒徑D50可為3 μm~10 μm。此處的累積粒度分佈可藉由雷射衍射-散射法來測定。若D50為3 μm以上,則導電性接著劑組成物容易具有適度低的黏度,可確保良好的作業性。另外,存在為了獲得導電性粒子的充分的熔融性,所需的助熔活性劑的量變小的傾向。若助熔活性劑的量少,則由導電性接著劑組成物形成的樹脂硬化物容易維持良好的物性(高溫下的接著性等)。進而,於260℃的回焊試驗中,樹脂部不易因包含金屬的導電部的膨脹而被破壞。若導電性粒子的D50為10 μm以下,則於將以窄間距配置的連接端子與電子零件連接時,不易產生相鄰的連接端子彼此橋接所引起的連接端子間的短路。此外,關於導電性接著劑組成物,即便藉由印刷法、轉印法、分配法的任一方法,亦可容易地塗佈於小面積的連接端子。就使導電性接著劑組成物的塗佈性及作業性更良好的觀點而言,導電性粒子的D50可為4 μm~9 μm。就提高導電性接著劑組成物的保存穩定性及硬化物的安裝可靠性的觀點而言,導電性粒子的D50可為5 μm~8 μm。
於導電性粒子的體積基準的累積粒度分佈中,累積10%粒徑D10可為2.4 μm以上。若D10為2.4 μm以上,則存在根據與所述相同的理由,所需的助熔活性劑的量變小的傾向,因此,例如,容易維持260℃下的耐回焊性高的水平。就相同的觀點而言,累積粒度分佈中的最小粒徑Dmin可為1.0 μm以上。D10可為2.9 μm以下,Dmin可為2.5 μm以下。
於導電性粒子的體積基準的累積粒度分佈中,累積90%粒徑D90可為12 μm以下。若D90為12 μm以下,則存在可抑制連接端子間的橋接所引起的短路的產生的傾向。就相同的觀點而言,最大粒徑Dmax可為20 μm以下。D90可為10 μm以上,Dmax可為13 μm以上。
導電性粒子的比表面積可為1.45×10-4 cm2 /g~8.45×10-4 cm2 /g。
導電性粒子可為僅包含金屬的金屬粒子,亦可為具有包含陶瓷、二氧化矽及樹脂材料等金屬以外的固體材料的核粒子與被覆核粒子的表面且包含熔點為200℃以下的金屬的金屬膜的複合粒子,還可為它們的組合。
導電性粒子的含量相對於導電性接著劑組成物的整體質量而可為5質量%~95質量%。於導電性粒子的含量未滿5質量%的情況下,存在導電性接著劑組成物的硬化物的導電性降低的傾向。若導電性粒子的含量超過95質量%,則導電性接著劑組成物的黏度變高,因此存在作業性降低的傾向。另外,由於導電性接著劑組成物中的熱硬化性的接著劑成分的比例相對變少,因此亦存在安裝可靠性降低的傾向。就提高作業性或導電性的觀點而言,導電性粒子的含量可為30質量%~90質量%,就提高導電性接著劑組成物的安裝可靠性的觀點而言,導電性粒子的含量可為40質量%~85質量%。
除包含熔點為200℃以下的金屬的導電性粒子以外,導電性接著劑組成物亦可包括(a1)包含具有超過200℃的熔點的金屬的高熔點的導電性粒子。作為熔點高於200℃的金屬,例如可列舉選自Pt、Au、Ag、Cu、Ni、Pd、Al及Sn中的一種金屬單體或包含兩種以上的金屬種的合金。作為高熔點的導電性粒子的具體例,可列舉:Au粉、Ag粉、Cu粉、Ag鍍層Cu粉、Sn粉、SnAgCu粉。作為高熔點的導電性粒子的市售品,可獲取作為鍍銀銅粉的「MA05K」(日立化成股份有限公司製造,商品名)。
於將(A)包含熔點為200℃以下的金屬的導電性粒子與(a1)包含具有超過200℃的熔點的金屬的導電性粒子加以組合的情況下,(A)包含熔點為200℃以下的金屬的導電性粒子與(a1)包含具有超過200℃的熔點的金屬的導電性粒子的質量比((A):(a1))可為99:1~50:50或99:1~60:40的範圍內。
(B)熱硬化性樹脂具有接著被黏附體的作用,並且作為使導電性接著劑組成物中的導電性粒子及視需要所添加的填料相互結合的黏合劑成分而發揮作用。作為熱硬化性樹脂的例子,可列舉:環氧樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、順丁烯二醯亞胺樹脂及氰酸酯樹脂等熱硬化性的有機高分子化合物以及該些的前驅物。(甲基)丙烯酸樹脂表示甲基丙烯酸樹脂及丙烯酸樹脂。熱硬化性樹脂可為(甲基)丙烯酸樹脂及順丁烯二醯亞胺樹脂所代表的具有可聚合的碳-碳雙鍵的化合物或環氧樹脂。該些熱硬化性樹脂的耐熱性及接著性優異,而且只要視需要而使其溶解或分散於有機溶劑中,則亦可以液體的狀態進行操作,因此作業性亦優異。就獲取容易性與可靠性的觀點而言,熱硬化性樹脂可為環氧樹脂。該些熱硬化性樹脂可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
此處,環氧樹脂為具有兩個以上的環氧基的化合物。作為環氧樹脂的例子,可列舉雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂及胺型環氧樹脂。
作為市售的環氧樹脂的具體例,可列舉:作為雙酚A型環氧樹脂的AER-X8501(旭化成工業股份有限公司製造,商品名)、R-301(三菱化學股份有限公司製造,商品名)及YL-980(三菱化學股份有限公司製造,商品名);作為雙酚F型環氧樹脂的YDF-170(東都化成股份有限公司製造,商品名)及YL-983U(三菱化學股份有限公司製造,商品名);作為雙酚AD型環氧樹脂的R-1710(三井石油化學工業股份有限公司製造,商品名);作為苯酚酚醛清漆型環氧樹脂的N-730S(大日本油墨化學工業股份有限公司製造,商品名)及庫阿萊克斯(Quatrex)-2010(陶氏化學(Dow Chemical)股份有限公司製造,商品名);作為甲酚酚醛清漆型環氧樹脂的YDCN-702S(東都化成股份有限公司製造,商品名)及EOCN-100(日本化藥股份有限公司製造,商品名);作為多官能環氧樹脂的EPPN-501(日本化藥公司製造,商品名)、泰克齊(TACTIX)-742(陶氏化學(Dow Chemical)股份有限公司製造,商品名)、VG-3010(三井石油化學工業股份有限公司製造,商品名)及1032S(三菱化學股份有限公司製造,商品名);作為具有萘骨架的環氧樹脂的HP-4032(大日本油墨化學工業股份有限公司製造,商品名);作為脂環式環氧樹脂的EHPE-3150、CEL-3000(均為大賽璐(Daicel)化學工業公司製造,商品名)、DME-100(新日本理化股份有限公司製造,商品名)及EX-216L(長瀨(Nagase)化成工業股份有限公司製造,商品名);作為脂肪族環氧樹脂的W-100(新日本理化股份有限公司製造,商品名);作為胺型環氧樹脂的ELM-100(住友化學工業股份有限公司製造,商品名)、YH-434L(東都化成股份有限公司製造,商品名)、泰拉德(TETRAD)-X、泰拉德(TETRAD)-C(均為三菱瓦斯化學股份有限公司製造,商品名)、630、630LSD(均為三菱化學股份有限公司製造,商品名);作為間苯二酚型環氧樹脂的丹納考爾(Denacol)EX-201(長瀨(Nagase)化成工業股份有限公司製造,商品名);作為新戊二醇型環氧樹脂的丹納考爾(Denacol)EX-211(長瀨(Nagase)化成工業股份有限公司製造,商品名);作為1,6-己二醇二縮水甘油醚的丹納考爾(Denacol)EX-212(長瀨(Nagase)化成工業股份有限公司製造,商品名);作為乙二醇-丙二醇型環氧樹脂的丹納考爾(Denacol)EX系列(EX-810、811、850、851、821、830、832、841、861(均為長瀨(Nagase)化成工業股份有限公司製造,商品名));作為下述通式(I)所表示的環氧樹脂的E-XL-24、E-XL-3L(均為三井化學股份有限公司製造,商品名)。
[化1]
Figure 02_image001
式(I)中,k表示1~5的整數。
於熱硬化性樹脂包含環氧樹脂的情況下,導電性接著劑組成物亦可進而含有具有一個環氧基的環氧化合物作為反應性稀釋劑。作為具有一個環氧基的環氧化合物的市售品的具體例,可列舉:PGE(日本化藥股份有限公司製造,商品名);PP-101(東都化成股份有限公司製造,商品名);ED-502、ED-509、ED-509S(旭電化工業股份有限公司製造,商品名);YED-122(油化殼牌環氧股份有限公司製造,商品名);KBM-403(信越化學工業股份有限公司製造,商品名);TSL-8350、TSL-8355、TSL-9905(東芝矽酮股份有限公司製造,商品名)。該些可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
於導電性接著劑組成物含有反應性稀釋劑的情況下,其含量只要為不顯著阻礙本發明所帶來的效果的範圍即可,相對於環氧樹脂的總量而可為0.1質量%~30質量%。
熱硬化性樹脂亦可包含(甲基)丙烯酸樹脂。(甲基)丙烯酸樹脂包含具有可聚合的碳-碳雙鍵(丙烯醯基或甲基丙烯醯基)的化合物。作為所述化合物,例如可列舉:單丙烯酸酯化合物、單甲基丙烯酸酯化合物、二丙烯酸酯化合物及二甲基丙烯酸酯化合物。
作為單丙烯酸酯化合物,例如可列舉:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十三酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸異硬脂酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸異冰片酯、二乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚丙二醇丙烯酸酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸2-丁氧基乙酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸2-苯甲醯氧基乙酯、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸2-氰基乙酯、γ-丙烯醯氧基乙基三甲氧基矽烷、丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸二甲基胺基乙酯、丙烯酸二乙基胺基乙酯、丙烯醯氧基乙基磷酸酯及丙烯醯氧基乙基苯基酸式磷酸酯。
作為單甲基丙烯酸酯化合物,例如可列舉:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十三酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸異硬脂酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、二乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚丙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸2-丁氧基乙酯、甲氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-苯甲醯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-氰基乙酯、γ-甲基丙烯醯氧基乙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙基胺基乙酯、甲基丙烯醯氧基乙基磷酸酯及甲基丙烯醯氧基乙基苯基酸式磷酸酯。
作為二丙烯酸酯化合物,例如可列舉:乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、1莫耳的雙酚A、雙酚F或雙酚AD與2莫耳的丙烯酸縮水甘油酯的反應產物、雙酚A、雙酚F或雙酚AD的聚環氧乙烷加成物的二丙烯酸酯、雙酚A、雙酚F或雙酚AD的聚環氧丙烷加成物的二丙烯酸酯、雙(丙烯醯氧基丙基)聚二甲基矽氧烷及雙(丙烯醯氧基丙基)甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物。
作為二甲基丙烯酸酯化合物,例如可列舉:乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、1莫耳的雙酚A、雙酚F或雙酚AD與2莫耳的甲基丙烯酸縮水甘油酯的反應產物、雙酚A、雙酚F或雙酚AD的聚環氧乙烷加成物的二甲基丙烯酸酯、雙酚F或雙酚AD的聚環氧丙烷加成物、雙(甲基丙烯醯氧基丙基)聚二甲基矽氧烷及雙(甲基丙烯醯氧基丙基)甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物。
該些化合物可單獨使用一種或組合使用兩種以上。於熱硬化性樹脂包含(甲基)丙烯酸樹脂的情況下,可事先將該些化合物聚合後使用,亦可將該些化合物與導電性粒子、助熔活性劑等一起混合,並於混合的同時進行聚合。該些於分子中具有可聚合的碳-碳雙鍵的化合物可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
於熱硬化性樹脂包含(甲基)丙烯酸樹脂的情況下,導電性接著劑組成物亦可進而含有自由基聚合起始劑。關於自由基聚合起始劑,就有效地抑制空隙的觀點等而言,較佳為有機過氧化物。就提高接著劑成分的硬化性及黏度穩定性的觀點而言,有機過氧化物的分解溫度可為130℃~200℃。
作為自由基聚合起始劑,可使用通常所使用者,作為其一例,可列舉:過氧化苯甲醯及過氧化-2-乙基己酸第三丁酯等過氧化物;偶氮雙異丁腈及偶氮雙二甲基戊腈等偶氮化合物。
自由基聚合起始劑的含量相對於導電性接著劑組成物的總量而可為0.01質量%~20質量%、0.1質量%~10質量%或0.5質量%~5質量%。
作為(甲基)丙烯酸樹脂,可使用市售品。作為其具體例,可列舉範迪克(FINEDIC)A-261(大日本油墨化學工業股份有限公司製造,商品名)及範迪克(FINEDIC)A-229-30(大日本油墨化學工業股份有限公司製造,商品名)。
導電性接著劑組成物中的熱硬化性樹脂的含量相對於導電性接著劑組成物的整體質量而可為1質量%~60質量%、5質量%~40質量%或10質量%~30質量%。
(C)助熔活性劑為顯示出將形成於導電性粒子的表面的氧化膜去除的功能的成分。藉由使用此種助熔活性劑,可將成為導電性粒子的熔融凝聚的障礙的氧化膜去除。一實施形態的助熔活性劑包含含有羥基及羧基的化合物。該化合物可顯示出良好的助熔活性,且可顯示出與可用作熱硬化性樹脂的環氧樹脂的反應性。具有羥基及羧基的化合物的導電性粒子的粒徑小,即便於氧化膜量多的情況下,亦顯示出良好的氧化膜去除能力,就該方面而言,可為脂肪族二羥基羧酸。具體而言,助熔活性劑亦可包含下述通式(V)所表示的化合物、酒石酸或它們的組合。
[化2]
Figure 02_image003
式(V)中,R5表示碳數1~5的烷基。就更有效地發揮本發明所帶來的所述效果的觀點而言,R5可為甲基、乙基或丙基。n及m分別獨立地表示0~5的整數。就更有效地發揮本發明所帶來的所述效果的觀點而言,可為n為0且m為1,亦可為n及m這兩者為1。
作為所述通式(V)所表示的化合物的例子,可列舉:2,2-雙(羥基甲基)丙酸、2,2-雙(羥基甲基)丁酸及2,2-雙(羥基甲基)戊酸。助熔活性劑亦可包含選自該些中的至少一種化合物。
就更有效地發揮對於260℃的回焊試驗的耐受性等本發明的效果的觀點而言,助熔活性劑的含量相對於導電性粒子的量可為1.0質量%~3.9質量%、1.8質量%~3.9質量%或1.5質量%~3.5質量%。就導電性接著劑組成物的硬化性與空隙抑制的觀點而言,助熔活性劑的含量相對於導電性粒子的量可為2.5質量%~3.5質量%。
於熱硬化性樹脂為環氧樹脂的情況下,導電性接著劑組成物亦可進而含有(D)硬化觸媒。(D)硬化觸媒為促進環氧樹脂的硬化的成分。就硬化性、可使用時間的長度、硬化物的耐熱性等觀點而言,硬化觸媒可包含具有咪唑基的化合物。作為具有咪唑基的化合物的市售品的例子,可列舉:2P4MHZ-PW(2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑)、2PHZ-PW(2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)、C11Z-CN(1-氰基乙基-2-十一基咪唑)、2E4MZ-CN(1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑)、2PZ-CN(1-氰基乙基-2-苯基咪唑)、2MZ-A(2,4-二胺基-6-[2'甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪)、2E4MZ-A(2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪)、2MAOK-PW(2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪異三聚氰酸加成物)(均為四國化成股份有限公司製造,商品名)。該些硬化觸媒可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
硬化觸媒的含量相對於環氧樹脂100質量份而可為0.01質量份~90質量份或0.1質量份~50質量份。若硬化觸媒的含量未滿0.01質量份,則存在硬化性降低的傾向,若硬化觸媒的含量超過90質量份,則黏度增大,而存在操作導電性接著劑組成物時的作業性降低的傾向。
為了調整環氧樹脂的硬化速度,導電性接著劑組成物可進而含有硬化劑。
作為硬化劑,若為先前使用者,則並無特別限定,可獲取市售品。作為市售的硬化劑,例如可列舉:作為苯酚酚醛清漆樹脂的H-1(明和化成股份有限公司製造,商品名)及VR-9300(三井東壓化學股份有限公司製造,商品名);作為苯酚芳烷基樹脂的XL-225(三井東壓化學股份有限公司製造,商品名);作為下述通式(II)所表示的對甲酚酚醛清漆樹脂的MTPC(本州化學工業股份有限公司製造,商品名);作為烯丙基化苯酚酚醛清漆樹脂的AL-VR-9300(三井東壓化學股份有限公司製造,商品名);作為下述通式(III)所表示的特殊苯酚樹脂的PP-700-300(日本石油化學股份有限公司製造,商品名)。
[化3]
Figure 02_image005
式(II)中,多個R1分別獨立地表示一價烴基,可為甲基或烯丙基。q表示1~5的整數。式(III)中,R2表示烷基,可為甲基或乙基。R3表示氫原子或一價烴基,p表示2~4的整數。
作為硬化劑,亦可使用二氰二胺(dicyandiamide)等先前用作硬化劑者,且可獲取市售品。作為市售品,例如可列舉:作為下述通式(IV)所表示的二元酸二醯肼的ADH、PDH及SDH(均為日本肼工業股份有限公司製造,商品名);作為包含環氧樹脂與胺化合物的反應產物的微膠囊型硬化劑的諾瓦固(Novacure)(旭化成工業股份有限公司製造,商品名)。該些硬化劑可單獨使用一種或組合使用兩種以上。
[化4]
Figure 02_image007
式(IV)中,R4表示二價芳香族基或碳數1~12的直鏈或分支鏈的伸烷基,可為間伸苯基或對伸苯基。
就保存穩定性及硬化時間的觀點而言,導電性接著劑組成物實質上可不含有硬化劑。所謂「實質上不含有」,是指含量相對於導電性接著劑組成物的整體質量而為0.05質量%以下。
導電性接著劑組成物亦可含有填料。作為填料,例如可列舉:丙烯酸橡膠及聚苯乙烯等聚合物粒子;金剛石、氮化硼、氮化鋁、氧化鋁及二氧化矽等無機粒子。該些填料可單獨使用一種或混合使用兩種以上。
除所述各成分以外,導電性接著劑組成物亦可視需要而包含選自由用以緩和應力的可撓劑、用以提高作業性的稀釋劑、接著力提高劑、潤濕性提高劑及消泡劑所組成的群組中的一種以上的添加劑。
作為可撓劑的例子,可列舉液狀聚丁二烯(宇都興產股份有限公司製造,商品名「CTBN-1300×31」及「CTBN-1300×9」;日本曹達股份有限公司製造,商品名「NISSO-PB-C-2000」)。可撓劑的含量相對於熱硬化性樹脂的質量100質量份而可為0.1質量份~500質量份。
作為稀釋劑的例子,可列舉:丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、丁基溶纖劑、卡必醇、乙酸丁基溶纖劑、乙酸卡必醇、二丙二醇單甲醚、乙二醇二乙醚及α-萜品醇等沸點相對高的有機溶劑。稀釋劑的含量相對於導電性接著劑組成物的整體質量而可為0.1質量%~30質量%。
接著力提高劑可為矽烷偶合劑、鈦偶合劑等偶合劑。作為矽烷偶合劑,例如可列舉信越化學公司製造的商品名「KBM-573」。潤濕性提高劑例如可為陰離子系界面活性劑或氟系界面活性劑。消泡劑例如可為矽酮油。接著力提高劑、潤濕性提高劑、消泡劑分別可單獨使用一種或組合使用兩種以上。該些的含量相對於導電性接著劑組成物的整體質量而可為0.1質量%~10質量%。
關於以上所說明的所例示的各成分,可組合任一者。
導電性接著劑組成物可藉由如下方式而獲得:對所述各成分一次或分多次地視需要進行加熱,並加以混合、溶解、解粒混練或分散。導電性接著劑組成物可為各成分均勻地分散的膏狀。作為此時所使用的分散·溶解裝置,可列舉:公知的攪拌器、擂潰器、三根輥、行星式混合機等。導電性接著劑組成物於25℃下為膏狀,且其黏度可為5 Pa·s~400 Pa·s。
根據以上所說明的本實施形態的導電性接著劑組成物,相對於具有小面積的電極墊或以窄間距配置的電極的電路基板,可不引起電極間的短路而以良好的導電性連接搭載零件。本實施形態的導電性接著劑組成物於將電子零件安裝於具有以窄間距配置的電極的電路基板的步驟中,可使回焊加熱溫度低溫化,且可抑制電路基板的翹曲。由本實施形態的導電性接著劑組成物形成的連接部可具有包含導電性粒子的導電部與由絕緣性的接著劑成分形成的樹脂部。樹脂部所帶來的增強可有助於連接結構體的耐溫度循環試驗性提高。進而,於260℃回焊製程中,增強樹脂部分亦不會斷裂而可維持連接性。
繼而,參照圖1及圖2對作為連接結構體的一例的搭載有電子零件的基板進行說明。
圖1是表示連接結構體的一實施形態的示意剖面圖。圖1所示的連接結構體1為搭載有電子零件的基板,所述搭載有電子零件的基板包括:電路基板2,具有基材5及形成於基材5的主面上的兩個以上的連接端子7;電子零件3,與電路基板2相向且具有本體部4及兩個以上的連接端子6;及連接部8,配置於電路基板2與電子零件3之間,並將該些接合。連接部8包含導電部8a與形成於導電部8a的周圍的樹脂部8b,所述導電部8a配置於電路基板2的連接端子7與電子零件3的連接端子6之間,並將該些電性連接。連接部8為所述實施形態的導電性接著劑組成物的硬化物。導電部8a主要包含導電性接著劑組成物中所含的導電性粒子的凝聚體。樹脂部8b主要包含導電性接著劑組成物中所含的、包含熱硬化性樹脂及硬化觸媒的接著劑成分的硬化物。其中,樹脂部8b可於維持適當的絕緣性的範圍內包含少量的導電性粒子。電路基板2與電子零件3是藉由連接部8而相互接合並電性連接。
連接結構體1例如可藉由如下方法來製造,所述方法包括:準備分別具有兩個以上的連接端子7、連接端子6的電路基板2及電子零件3,並於電路基板2的連接端子7或電子零件3的連接端子6上配置導電性接著劑組成物的步驟;介隔配置於連接端子7上或連接端子6上的導電性接著劑組成物而將電子零件3以使電路基板2的連接端子7與電子零件3的連接端子6相向的方式配置於電路基板2上,獲得具有電路基板2、導電性接著劑組成物及電子零件3的預連接體的步驟;以及藉由對預連接體進行加熱而形成具有導電部8a及形成於導電部8a的周圍的樹脂部8b的連接部8,藉此獲得連接結構體1的步驟,所述導電部8a由導電性接著劑組成物中的導電性粒子形成且將電路基板2的連接端子7與電子零件3的連接端子6電性連接。
導電性接著劑組成物可藉由分配法、網版印刷法、列印(stamping)法等方法而塗佈於電路基板或電子零件的連接端子。預連接體的加熱可使用烘箱或回焊爐等加熱裝置來進行。亦可視需要而於加壓下對預連接體進行加熱。於導電性接著劑組成物的加熱硬化的過程中,通常形成具有導電部8a及樹脂部8b的連接部8。導電部8a包含藉由因加熱而熔融的導電性粒子進行融合而形成的凝聚體。該凝聚體與電路基板及電子零件的連接端子接合而形成金屬連接路徑。
於圖2所示的連接結構體1的情況下,設置有由導電性接著劑組成物形成的導電部8a與位於電子零件3的連接端子6上的焊料球10,焊料球10與電路基板2的連接端子7藉由導電部8a而電性連接。即,電路基板2的連接端子7與電子零件3的連接端子6經由導電部8a及焊料球10而電性連接。電路基板2的連接端子7亦可相互空開200 μm以下的間隔而配置於基材2的主面上。
於該些連接結構體中,導電部8a藉由樹脂部8b而增強。若連接結構體經受基於溫度循環試驗的熱歷程,則產生翹曲等,因此於連接部及其他構成構件中產生大的應變。由於導電部8a藉由樹脂部8b而增強,因此基材的變形被樹脂部7b阻止,從而可抑制連接部中的裂紋的產生。
於在電子零件的連接端子顯示出最大寬度的位置觀察連接結構體的沿厚度方向的剖面時,導電部與樹脂部的面積比可為5:95~80:20。
電子零件可為互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)等固體攝像元件。
以上,對本發明的較佳實施形態進行了說明,但本發明並不限定於所述實施形態。本發明可於不脫離其主旨的範圍內進行各種變形。 [實施例]
以下,列舉實施例對本發明進行更具體說明。其中,本發明並不限定於該些實施例。
1.材料 (A)導電性粒子 ·STC-7:Sn42-Bi58粒子(D50:8.0 μm、D10:5.3 μm、D90:10.3 μm、Dmin:2.8 μm、Dmax:20 μm、三井金屬股份有限公司製造、熔點為138℃) ·STC-5:Sn42-Bi58粒子(D50:6.4 μm、D10:4.6 μm、D90:8.7 μm、Dmin:1.7 μm、Dmax:13 μm、三井金屬股份有限公司製造、熔點為138℃) ·STC-3:Sn42-Bi58粒子(D50:4.1 μm、D10:2.7 μm、D90:6.0 μm、Dmin:1.0 μm、Dmax:11 μm、三井金屬股份有限公司製造、熔點為138℃) ·ST-5:Sn42-Bi58粒子(D50:5.3 μm、D10:2.3 μm、D90:8.5 μm、Dmin:0.7 μm、Dmax:14 μm、三井金屬股份有限公司製造、熔點為138℃) ·ST-3:Sn42-Bi58粒子(D50:3.1 μm、D10:1.7 μm、D90:5.0 μm、Dmin:0.6 μm、Dmax:11 μm、三井金屬股份有限公司製造、熔點為138℃) ·Sn42-Bi57-Ag1粒子(D50:約5 μm、D10:2.2 μm、D90:8.6 μm、Dmin:0.7 μm、Dmax:14 μm) (B)熱硬化性樹脂 ·YL980(三菱化學股份有限公司製造,雙酚A型環氧樹脂的商品名) (C)助熔活性劑 ·BHPA:2,2-雙(羥基甲基)丙酸 ·BHBA:2,2-雙羥基甲基丁酸 ·酒石酸 (D)硬化觸媒 ·2P4MHZ-PW(四國化成股份有限公司製造,咪唑化合物的商品名)
2.導電性接著劑組成物 實施例1 將15.2質量份的YL980、0.8質量份的2P4MHZ-PW、3.0質量份的作為助熔活性劑的BHPA加以混合,並將混合物於三根輥中通過三次。繼而,相對於19質量份的混合物而加入81質量份的作為Sn42-Bi58粒子的STC-7。使用行星式混合機對混合物進行攪拌,並以500 Pa以下脫泡處理10分鐘,從而獲得導電性接著劑組成物。
實施例2~實施例16、比較例1~比較例20 除如表1、表2或表3所示般變更調配比(質量份)以外,與實施例1同樣地進行,從而獲得實施例2~實施例16及比較例1~比較例20的導電性接著劑組成物。
比較例21~比較例23 準備下述市售的導電性接著劑。 比較例21:Ag膏(藤倉化成股份有限公司製造,道奇特(Dotite)(商品名)) 比較例22:Sn42-Bi58糊焊料(千住金屬工業股份有限公司製造,艾克焊料(Eco solder)(商品名)) 比較例23:Sn96.5-Ag3-Cu0.5糊焊料(千住金屬工業股份有限公司製造,艾克焊料(Eco solder))
3.接著性、導電性、耐溫度循環試驗(Temperature Cycle Test,TCT)性的評價 利用下述方法來評價各實施例及比較例的導電性接著劑組成物的特性。將其結果匯總示於表1、表2及表3中。表中,「助熔劑/金屬比率(%)」是指助熔活性劑相對於導電性粒子的比率(質量%)。
(1)接著性(接著強度) 將約0.5 mg的導電性接著劑組成物塗佈於帶有銀鍍層的銅板上,於其上壓接2 mm×2 mm×0.25 mm的矩形平板狀的帶有錫鍍層的銅板而獲得試驗片。針對所獲得的試驗片,於150℃下施加10分鐘的熱歷程。其中,針對比較例23的試驗片,於260℃下施加10分鐘的熱歷程。使用黏結強度試驗機(bond tester)(達格(DAGE)公司製造,2400),於剪切速度為500 μm/sec、間隙為100 μm的條件下對施加熱歷程後的各試驗片於25℃下的接著強度(剪切強度)進行測定。
(2)導電性(體積電阻率) 介隔導電性接著劑組成物而將兩片1 mm×50 mm×0.03 mm的帶狀的帶有金鍍層的銅板以相互正交的方式貼合,從而獲得試驗片。銅板的正交部分的接著劑的尺寸為1 mm×1 mm×0.03 mm。繼而,對試驗片施加與「(1)接著性」的評價方法相同的熱歷程。然後,利用四端子法來測定各試驗片的體積電阻率。
(3)耐TCT性 準備包括相鄰的兩個銅箔連接盤(0.2 mm×0.4 mm)且銅箔連接盤間的距離為100 μm的100 mm×50 mm×0.5 mm的矩形平板狀的薄型FR4基板。使用金屬遮罩(厚度為100 μm,開口尺寸為0.2 mm×0.3 mm)將導電性接著劑組成物印刷於銅箔連接盤上。介隔導電性接著劑組成物而將電極間距離為100 μm的小型晶片電阻(0.2 mm×0.4 mm)以使電極與銅箔連接盤相向的方式載置於銅箔連接盤上。對所獲得的搭載有零件的基板施加與「(1)接著性」的評價相同的熱歷程,從而獲得耐TCT性評價用的試驗基板。使用簡易試驗機對該試驗基板的初期電阻進行確認。然後,將試驗基板供於如下熱衝擊試驗中:使用熱衝擊試驗機,以於-55℃下保持30分鐘、以5分鐘升溫至125℃、於125℃下保持30分鐘及以5分鐘降溫至-55℃的順序的溫度變化為1循環。對熱衝擊試驗後的試驗基板的連接電阻進行測定。一邊增加循環數一邊測定試驗基板的連接電阻,將相對於初期電阻而顯示±10%以內的電阻變化率的最大循環數設為耐TCT性的指標。
(4)耐260℃回焊性 準備包括相鄰的兩個銅箔連接盤(0.2 mm×0.4 mm)且銅箔連接盤間的距離為100 μm的100 mm×50 mm×0.5 mm的矩形平板狀的薄型FR4基板。使用金屬遮罩(厚度為100 μm,開口尺寸為0.2 mm×0.3 mm)將導電性接著劑組成物印刷於銅箔連接盤上。介隔導電性接著劑組成物而將電極間距離為100 μm的小型晶片電阻(0.2 mm×0.4 mm)以使電極與銅箔連接盤相向的方式載置於銅箔連接盤上。對所獲得的搭載有零件的基板施加與「(1)接著性」的評價相同的熱歷程,從而獲得耐260℃回焊性評價用的試驗基板。
使用簡易試驗機來測定該試驗基板的初期電阻。然後,將試驗基板供於如下回焊試驗中:使用回焊模擬裝置(三陽精工股份有限公司製造,高溫觀察裝置SK-5000)以260℃回焊分佈(profile)(最大溫度260℃/30秒加熱)進行加熱。測定實施3次回焊試驗後的試驗基板的連接電阻,將回焊試驗後的連接電阻相對於回焊試驗前的連接電阻的比作為電阻變化率。表中,「良好」是指電阻變化率為±10%以內,「不良」是指電阻變化率超過±10%。
[表1]
  實施例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
熱硬化性樹脂 YL980 15.2 15.2 15.2 12.8 12.8 12.8 15.2 15.2 12.8 12.8 8.0 26.0 8.0 26.0 8.0 26.0
硬化觸媒 2P4MHZ-PW 0.8 0.8 0.8 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 1.3 0.4 1.3 0.4 1.3
助熔活性劑 BHPA 3.0 3.0 3.0 2.6 2.6 2.6 - - - - 1.6 2.7 1.6 2.7 1.6 2.7
BHBA - - - - - - 3.0 - 2.6 - - - - - - -
酒石酸 - - - - - - - 3.0 - 2.6 - - - - - -
導電性粒子 Sn42-Bi58 STC-7 81 - - 84 - - - - - - 90 70 - - - -
Sn42-Bi58 STC-5 - 81 - - 84 - 81 81 84 84 - - 90 70 - -
Sn42-Bi58 STC-3 - - 81 - - 84 - - - - - - - - 90 70
助熔劑/金屬比率(%) 3.8 3.8 3.8 3.1 3.1 3.1 3.8 3.8 3.1 3.1 1.8 3.9 1.8 3.9 1.8 3.9
接著強度(MPa) 75 74 74 75 74 74 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72
體積電阻率(×10-5 Ω·m) 4.9 4.8 4.9 4.9 4.8 5.2 5.1 4.8 5.2 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1 5.1
耐TCT性(循環數) 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500
耐260℃回焊性 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好
[表2]
  比較例
1 2 3 4 5 6 7 8
熱硬化性樹脂 YL980 17.7 17.7 17.7 17.7 21.0 28.1 30.9 15.9
硬化觸媒 2P4MHZ-PW 0.9 0.9 0.9 0.9 1.0 1.4 1.5 0.8
助熔活性劑 BHPA 6.4 - - 6.4 3.0 5.5 2.6 3.3
BHBA - 6.4 - - - - - -
酒石酸 - - 6.4 - - - - -
導電性粒子 Sn42-Bi58 ST-5 75 75 75 - 75 65 65 80
Sn42-Bi57-Ag1 - - - 75 - - - -
助熔劑/金屬比率(%) 8.5 8.5 8.5 8.5 4.0 8.5 4.0 4.1
接著強度(MPa) 75 73 70 72 63 63 63 76
體積電阻率(×10-5 Ω·m) 4.9 4.8 4.9 5.1 5.2 5.3 5.0 4.9
耐TCT性(循環數) 2000 2000 2000 2000 1800 1800 1800 1800
耐260℃回焊性 不良 不良 不良 不良 不良 不良 不良 不良
[表3]
  比較例
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
熱硬化性樹脂 YL980 15.2 15.2 12.8 12.8 15.2 15.2 12.8 12.8 8.0 26.0 8.0 26.0 - - -
硬化觸媒 2P4MHZ-PW 0.8 0.8 0.6 0.6 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 1.3 0.4 1.3 - - -
助熔活性劑 BHPA 3.0 3.0 2.6 2.6 - - - - 1.6 2.7 1.6 2.7 - - -
BHBA - - - - 3.0 - 2.6 - - - - - - - -
酒石酸 - - - - - 3.0 - 2.6 - - - - - - -
導電性粒子 Sn42-Bi58 ST-5 81 - 84 - 81 81 84 84 90 70 - - - - -
Sn42-Bi58 ST-3 - 81 - 84 - - - - - - 90 70 - - -
導電性接著劑 Ag膏 - - - - - - - - - - - - 100 - -
Sn42-Bi58 糊焊料 - - - - - - - - - - - - - 100 -
Sn96.5-Ag3-Cu0.5 糊焊料 - - - - - - - - - - - - - - 100
助熔劑/金屬比率(%) 3.8 3.8 3.1 3.1 3.8 3.8 3.1 3.1 1.8 3.9 1.8 3.9 - - -
接著強度(MPa) 45 45 35 35 35 35 30 30 20 45 20 45 30 55 71
體積電阻率(×10-5 Ω·m) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 9.5 4.8 4.9
耐TCT性(循環數) 1200 1200 1000 1000 1100 1100 1000 1000 800 1200 800 1200 900 300 N/A
耐260℃回焊性 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 不良 N/A
實施例1~實施例16均顯示出良好的接著強度、體積電阻率、耐TCT性及耐260℃回焊性。亦基本未發現試驗基板的翹曲。於比較例1~比較例8中,確認到耐260℃回焊性降低,與實施例1~實施例16相比,耐TCT性降低。於比較例9~比較例20中,雖然耐260℃回焊性良好,但體積電阻率上升,接著強度及耐TCT性降低。因此,暗示焊料粒子的熔融性降低,並產生了連接不良。於比較例21中,耐260℃回焊性良好,但與實施例1~實施例16相比,接著強度及耐TCT性降低。於比較例22中,與實施例1~實施例16相比,接著強度、體積電阻率、耐TCT性及耐260℃回焊性惡化。於比較例23中,當以260℃進行加熱連接時,基板大幅翹曲,連接部破損。因此,無法測定耐TCT性及耐260℃回焊性。
1:連接結構體 2:電路基板 3:電子零件 4:電子零件的本體部(本體部) 5:基材 6:電子零件的連接端子(連接端子) 7:電路基板的連接端子(連接端子) 8:連接部 8a:導電部 8b:樹脂部 10:焊料球
圖1是表示連接結構體的一實施形態的示意剖面圖。 圖2是表示連接結構體的一實施形態的示意剖面圖。
1:連接結構體
2:電路基板
3:電子零件
4:電子零件的本體部(本體部)
5:基材
6:電子零件的連接端子(連接端子)
7:電路基板的連接端子(連接端子)
8:連接部
8a:導電部
8b:樹脂部

Claims (10)

  1. 一種導電性接著劑組成物,含有(A)導電性粒子、(B)熱硬化性樹脂及(C)助熔活性劑, 所述導電性粒子包含熔點為200℃以下的金屬, 於所述導電性粒子的體積基準的累積粒度分佈中,累積50%粒徑D50為3 μm~10 μm且累積10%粒徑D10為2.4 μm以上, 所述助熔活性劑包含具有羥基及羧基的化合物, 所述導電性接著劑組成物用於將電路基板與搭載於所述電路基板的電子零件電性連接。
  2. 如請求項1所述的導電性接著劑組成物,其中,所述助熔活性劑的含量相對於所述導電性粒子的量為1.0質量%~3.9質量%。
  3. 如請求項1或請求項2所述的導電性接著劑組成物,其中,於所述導電性粒子的體積基準的累積粒度分佈中,累積90%粒徑D90為12 μm以下。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的導電性接著劑組成物,其中,於所述導電性粒子的體積基準的累積粒度分佈中,最小粒徑Dmin為1.0 μm以上。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的導電性接著劑組成物,其中,於所述導電性粒子的體積基準的累積粒度分佈中,最大粒徑Dmax為20 μm以下。
  6. 如請求項1至請求項5中任一項所述的導電性接著劑組成物,其中,所述導電性粒子中所含的熔點為200℃以下的所述金屬包含選自鉍、銦、錫及鋅中的至少一種。
  7. 如請求項1至請求項6中任一項所述的導電性接著劑組成物,其中,所述熱硬化性樹脂包含環氧樹脂。
  8. 如請求項7所述的導電性接著劑組成物,其進而含有(D)硬化觸媒。
  9. 如請求項1至請求項8中任一項所述的導電性接著劑組成物,其中,所述電路基板具有基材及配置於所述基材的主面上的兩個以上的連接端子,所述導電性接著劑組成物用於將所述兩個以上的連接端子與所述電子零件的連接端子電性連接。
  10. 一種製造連接結構體的方法,包括: 準備具有兩個以上的連接端子的電路基板及具有兩個以上的連接端子的電子零件,並於所述電路基板的連接端子上或所述電子零件的連接端子上配置如請求項1至請求項9中任一項所述的導電性接著劑組成物的步驟; 介隔所述導電性接著劑組成物而將所述電子零件以使所述電路基板的連接端子與所述電子零件的連接端子相向的方式配置於所述電路基板上,獲得具有所述電路基板、所述導電性接著劑組成物及所述電子零件的預連接體的步驟;以及 藉由對所述預連接體進行加熱而形成具有導電部及形成於所述導電部的周圍的樹脂部的連接部,並獲得利用所述連接部將所述電路基板與所述電子零件接合而成的連接結構體的步驟,所述導電部由所述導電性接著劑組成物中的導電性粒子形成且將所述電路基板的連接端子與所述電子零件的連接端子電性連接。
TW110104790A 2020-02-12 2021-02-08 導電性接著劑組成物及製造連接結構體的方法 TW202133984A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-021335 2020-02-12
JP2020021335 2020-02-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202133984A true TW202133984A (zh) 2021-09-16

Family

ID=77292258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110104790A TW202133984A (zh) 2020-02-12 2021-02-08 導電性接著劑組成物及製造連接結構體的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230087229A1 (zh)
JP (1) JPWO2021161963A1 (zh)
CN (1) CN115380095B (zh)
TW (1) TW202133984A (zh)
WO (1) WO2021161963A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5373464B2 (ja) * 2008-04-23 2013-12-18 パナソニック株式会社 導電性ペーストおよびこれを用いた実装構造体
KR101225497B1 (ko) * 2009-11-05 2013-01-23 (주)덕산테코피아 도전성 접착제와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 전자 장치
CN103928077B (zh) * 2013-01-10 2017-06-06 杜邦公司 含有共混弹性体的导电粘合剂
JP6190653B2 (ja) * 2013-07-26 2017-08-30 京セラ株式会社 導電性樹脂組成物および半導体装置
JP6374298B2 (ja) * 2014-10-31 2018-08-15 千住金属工業株式会社 フラックス及びフラックスを用いた接合方法
JP6782413B2 (ja) * 2015-12-18 2020-11-11 昭和電工マテリアルズ株式会社 導電性接着剤組成物、接続構造体及び半導体発光素子搭載フレキシブル配線基板
JP2018168336A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 太陽インキ製造株式会社 導電性接着剤、硬化物、電子部品および電子部品の製造方法
JP7331693B2 (ja) * 2017-07-14 2023-08-23 株式会社レゾナック 導電性接着剤組成物及びこれを用いた接続構造体

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021161963A1 (zh) 2021-08-19
WO2021161963A1 (ja) 2021-08-19
CN115380095A (zh) 2022-11-22
CN115380095B (zh) 2024-02-20
US20230087229A1 (en) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101334429B1 (ko) 접착제 조성물 및 그것을 이용한 전자부품 탑재 기판 및 반도체장치
JP5468199B2 (ja) 導電性接着剤組成物、電子部品搭載基板及び半導体装置
JP6508292B2 (ja) 導電性接着剤組成物
KR101420547B1 (ko) 도전성 접착제, 태양 전지 및 그 제조 방법, 그리고 태양 전지 모듈
KR101085722B1 (ko) 접속 필름, 및 접합체 및 그 제조 방법
JP6782413B2 (ja) 導電性接着剤組成物、接続構造体及び半導体発光素子搭載フレキシブル配線基板
JPWO2012102077A1 (ja) 導電性接着剤組成物、接続体及び太陽電池モジュール
JP2014084395A (ja) 導電性接着剤組成物、導電性接着剤付金属導線、接続体及び太陽電池モジュールとその製造方法
TWI845477B (zh) 導電性接著劑組成物及使用其的連接結構體
KR102455211B1 (ko) 반도체용 필름형 접착제, 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치
JP4419382B2 (ja) 接着剤組成物、これを用いた接着フィルムおよび半導体装置
TW202133984A (zh) 導電性接著劑組成物及製造連接結構體的方法
JP7183702B2 (ja) 半導体用フィルム状接着剤、半導体用フィルム状接着剤の製造方法、半導体装置の製造方法及び半導体装置
WO2021161964A1 (ja) 導電性接着剤組成物、及び、撮像モジュールを製造する方法
JP2022135663A (ja) 導電性接着剤組成物、有機エレクトロニクスデバイス、及び有機エレクトロニクスデバイスを製造する方法
JP2020188268A (ja) 導電性接着剤組成物、接続構造体及び半導体発光素子搭載フレキシブル配線基板
JP2022160604A (ja) 導電性接着剤組成物、接続構造体及び半導体発光素子搭載フレキシブル配線基板