TW202135380A

TW202135380A - 連接體之製造方法及連接體

Info

Publication number: TW202135380A
Application number: TW110104515A
Authority: TW
Inventors: 伊藤亮; 山田泰伸; 佐藤大祐
Original assignee: 日商迪睿合股份有限公司
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2021-09-16
Also published as: JP2021125692A; JP6949258B2; CN115053640A

Abstract

本發明提供一種可抑制具有窄間距之端子排之連接器變形，獲得優異之絕緣性及導電性之連接體之製造方法及連接體。本發明之連接體之製造方法具有以下步驟：經由含有焊料粒子21之熱固性連接材料20，將於與基板10之接合面之內側具有第1端子排11及第2端子排31之端子間距離之最小值為0.8 mm以下之第2端子排31之連接器30固定於基板10之第1端子排11上；及使用設定為焊料粒子21之熔點以上之回焊爐，使第1端子排11與第2端子排31無負荷地接合。

Description

連接體之製造方法及連接體

本技術係關於一種安裝連接器之連接體之製造方法及連接體。

先前，連接器之安裝係於基板上設置焊料膏，或於連接器之導線部分設置焊料(BGA，Ball Grid Array，球柵陣列)，藉由回焊進行基板與連接器之焊料安裝(例如參照專利文獻1)。近年來，根據電子機器小型化之要求，期望連接器之間距為0.8 mm以下、進而為0.3 mm以下者。

然而，於先前之連接器之安裝中，於基板側之端子排使用抗蝕劑，故難以使連接器之間距進而狹小化。作為將窄間距之端子排連接之技術，可列舉各向異性連接，但連接器一般為樹脂成型品，故於進行各向異性連接之情形時，因正式壓接時工具之加壓而導致連接器變形，例如有無法插入纜線之顧慮。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平10-284199號公報

[發明所欲解決之問題]

本技術係鑒於此種先前之實際情況而提出，其提供一種可抑制具有窄間距之端子排之連接器變形，獲得優異之絕緣性及導電性之連接體之製造方法及連接體。 [解決問題之技術手段]

本技術之連接體之製造方法具有以下步驟：經由含有焊料粒子之熱固性連接材料，將於與基板之接合面之內側具有端子間距離之最小值為0.8 mm以下之第2端子排之連接器固定於上述基板之第1端子排上；及使用設定為上述焊料粒子之熔點以上之回焊爐，使上述第1端子排與上述第2端子排無負荷地接合。

本技術之連接體具備：基板，其具有第1端子排；連接器，其於與上述基板之接合面之內側具有端子間距離之最小值為0.8 mm以下之第2端子排；及接著層，其將上述第1端子排與上述第2端子排藉由焊料粒子而接合，並且將上述基板與上述連接器接著。 [發明之效果]

根據本技術，可抑制具有窄間距之端子排之連接器變形，獲得優異之絕緣性及導電性。又，作為次要之效果，可實現具備連接器之連接體之省空間化或輕量化，降低成本。

以下，一面參照圖式，一面按下述順序對本技術之實施方式詳細地進行說明。 1.連接體之製造方法 2.連接體 3.熱固性連接材料 4.實施例

＜1.連接體之製造方法＞本實施方式之連接體之製造方法具有以下步驟：經由含有焊料粒子之熱固性連接材料，將於與基板之接合面之內側具有端子間距離之最小值為0.8 mm以下之第2端子排之連接器固定於基板之第1端子排上；及使用設定為焊料粒子之熔點以上之回焊爐，使第1端子排與第2端子排無負荷地接合。此處，焊料粒子之平均粒徑相對於第1端子排及第2端子排之端子間距離之最小值之比較佳為未達0.15，更佳為0.1以下。

本說明書中，關於平均粒徑，於使用有金屬顯微鏡、光學顯微鏡、SEM(Scanning Electron Microscope，掃描式電子顯微鏡)等電子顯微鏡等之觀察圖像中，平均粒徑為以例如N＝20以上、較佳為N＝50以上、更佳為N＝200以上測定之粒子之長軸徑之平均值，於粒子為球形之情形時，平均粒徑為粒子直徑之平均值。又，亦可為使用公知之圖像解析軟體(「WinROOF」：三谷商事(股)，「A像君(註冊商標)」：旭化成工程股份有限公司等)測量觀察圖像所得之測定值、使用圖像型粒度分佈測定裝置(作為一例，使用FPIA-3000(Malvern Instruments Ltd))測定之測定值(N＝1000以上)。自觀察圖像或圖像型粒度分佈測定裝置求出之平均粒徑可設為粒子之最大長度之平均值。再者，於製作熱固性連接材料時，可使用由雷射繞射散射法簡易地求出之粒度分佈中之頻度之累積成為50%之粒徑(D50)、算術平均直徑(較佳為體積基準)等廠商值。又，所謂連接體係將二種材料或構件電性連接而成者。又，所謂接合係將二種材料或構件相接。所謂無負荷係指無機械性加壓之狀態。

作為基板，只要為設置有配線者則並無特別限定，只要為設置有可搭載連接器之電極的可廣義地定義為所謂印刷配線板(PWB)者即可，可為硬質基板，亦可為可撓性基板(FPC：Flexible Printed Circuits，可撓性印刷電路板)。作為按基材種類而分之基板例，可列舉例如玻璃基板、陶瓷基板、塑膠基板等。

連接器具有端子間距離之最小值為0.8 mm以下之第2端子排，第2端子排至少形成於與基板之接合面之內側，連接器本體部分與基板之第1端子排重疊。上述端子間距離之最小值亦可未達0.35 mm。分別設置於基板及連接器之第1端子排及第2端子排(電極排列、電極群)對向設置，亦可以將複數個連接器搭載於一個基板之方式將端子排設置於基板。即，基板亦可為供複數個連接器一起接合者。

又，藉由於與基板之接合面之內側具有第2端子排而將連接器對位(對準)並固定連接器之步驟中，連接器可沿垂直方向施加充分之負荷，使焊料粒子與基板之端子及連接器之端子接觸，去除焊料粒子表面之氧化膜變得容易。亦可以與連接器及基板對應之方式設置對準標記。

又，較佳為將基板之端子及連接器之端子之表面鍍金。再者，基板及連接器較理想為具備回焊步驟中之耐熱性。

本實施方式之連接體藉由BGA(Ball grid array，球柵陣列)等中廣泛使用之焊料粒子而連接，連接可靠性較高，故可應用於感測器機器、車載用機器、IoT(Internet of Things，物聯網)機器等多種用途。但是，相較BGA中使用之焊料粒子小。

熱固性連接材料可為膜狀之熱固性連接膜、或膏狀之熱固性連接膏之任一者。又，於連接時即便將熱固性連接膏形成為膜狀，亦可藉由搭載零件而形成為近似於膜之形態。

於熱固性連接膏之情形時，只要可於基板上均勻地塗佈特定量即可，例如可使用點膠、壓印、網版印刷等塗佈方法，視需要亦可使其乾燥。該情形時，藉由沿用、改造並應用先前所使用之焊膏之設備而可期待抑制設備投資。於熱固性連接膜之情形時，根據膜厚不僅可使接合材料(例如，各向異性導電接合材料)之量均勻化，而且可一起層壓於基板上，可縮短工作時間，故特佳。又，藉由預先形成為膜狀而容易操作，故亦可期待提高作業效率。該情形時，只要於先前設備中導入膜貼合裝置，或如下所述視情形導入接合裝置，或者進行改良設置即可，從而能夠以最小限度之設備投資謀求作業之效率化。

以下，參照圖1～圖7，對將熱固性連接材料設置於基板之第1端子排上之步驟(A)、將連接器固定於熱固性連接材料上之步驟(B)、及使用設定為焊料粒子之熔點以上之回焊爐，使基板之第1端子排與連接器之第2端子排接合之步驟(C)進行說明。

[步驟(A)] 圖1係模式性表示基板之一例之剖視圖，圖2係模式性表示將熱固性連接材料設置於基板之端子上之狀態之剖視圖。如圖1及圖2所示，於步驟(A)中，將含有焊料粒子21之熱固性連接材料20設置於基板10之第1端子排11上。

步驟(A)可為將熱固性連接膏於基板上形成為膜狀之步驟，亦可為如先前之導電膜或各向異性導電膜中所使用般，將熱固性連接膜以低溫低壓貼合於基板上之暫貼步驟，還可為將熱固性連接膜層壓於基板上之層壓步驟。

於步驟(A)為暫貼步驟之情形時，可於公知之使用條件下將熱固性連接膜設置於基板上。該情形時，自先前之裝置僅進行工具之設置或變更等最低限度之變更即可，故可取得經濟價值。

於步驟(A)為層壓步驟之情形時，例如使用加壓式貼合機將熱固性連接膜層壓於基板上。層壓步驟亦可為真空加壓式。若為先前之導電膜或各向異性導電膜之使用有加熱加壓工具之暫貼，則膜之寬度受工具寬度之制約，但於層壓步驟之情形時，由於不使用加熱加壓工具，故可期待能夠一起搭載相對較大之寬度。又，亦可將一個熱固性連接膜層壓於一個基板。藉此，不會使加熱壓接工具之上下移動與熱固性連接膜之搬送進行複數次，故可縮短設置熱固性連接材料之步驟之時間。

步驟(A)中，將接合材料設置於基板上，故要求熱固性連接材料之厚度為特定之範圍內。關於熱固性連接材料之厚度之下限，若厚度過薄，則雖可期待容易將焊料粒子夾持於電極間之效果，但形成為膜狀時難度變高之擔憂加深，或設置於基板上時之技術難度增加，故為焊料粒子之平均粒徑之50%以上，較佳為80%以上，更佳為90%以上。又，熱固性連接材料之厚度之上限為焊料粒子之平均粒徑之300%以下，較佳為200%以下，更佳為150%以下。若熱固性連接材料之厚度過厚，則有給接合帶來障礙之虞。

又，於考慮下述步驟(B)之連接器之按壓之情形時，較佳為於夾持焊料粒子之前容易排除熱固性連接材料，故焊料粒子之平均粒徑相對於熱固性連接材料之厚度之比之上限較佳為1.4以下，更佳為1.2以下，進而佳為1.0以下。若焊料粒子之平均粒徑相對於熱固性連接材料之厚度之比較大，則於步驟(B)之連接器之按壓時需較高之壓力，從而有對連接器造成損傷之虞，故不佳。

[步驟(B)] 圖3係模式性表示基板之端子排與連接器之端子排對位之剖視圖，圖4係模式性表示利用工具自連接器側按壓之狀態之剖視圖。如圖3及圖4所示，步驟(B)中，將基板10之端子排11與連接器30之端子排31對位，將連接器30固定於熱固性連接材料20上。本技術中，無法期待焊料之自對準，故於步驟(B)中，較理想為將基板10準確地對準，並由熱固性連接材料20固定。

步驟(B)中，使用工具40，將基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31對位，將連接器30搭載於熱固性連接材料20上。工具40較佳為加熱型拾取工具，且較佳為具備吸附連接器30之吸附機構。

又，步驟(B)中，較佳為利用工具40自連接器30側按壓之暫時壓接。按壓連接器30之壓力相較步驟(A)大，其係施加至基板10之第1端子排與連接器30之第2端子排相面對之電極面積者，該壓力之上限只要不使連接器本體或搭載之零件產生變形，則無特別限制。又，壓力之下限例如可大於1.0 MPa，可大於2.0 MPa，亦可大於3.0 MPa，還可大於5.0 MPa。如圖4所示，暫時壓接之目的在於，使焊料粒子21確實夾持於基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31之電極間，加熱而使焊料粒子21成為熔融狀態之焊料接合24或與其近似之狀態，對伴隨回焊步驟時焊料粒子之熔融而實現之電極間之接合有利地發揮作用。藉此，可去除焊料粒子表面之氧化膜。又，於暫時壓接中，亦可使基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31直接接觸，使回焊步驟中對利用焊料粒子之接合之貢獻度相對減少，能夠容易穩定地獲得導通。藉由使基板10之第1端子排與連接器30之第2端子排直接接觸，且使焊料粒子存在於其附近，而讓焊料粒子無負荷，於回焊步驟時僅憑熔融便有助於連接器之電極與基板之電極之接合，且焊料粒子之調配量為不會產生自對準之程度，故容易達成微間距連接。此種暫時壓接與回焊步驟之焊料接合為本技術與一般之焊膏或BGA之連接方法之不同之一例。再者，根據容易沿用先前之見解之觀點，亦可與一般之各向異性連接之暫時壓接條件相同。作為一般之各向異性連接中使用之暫時壓接條件，較佳為2.0 MPa以下，更佳為1.5 MPa以下，進而佳為1.0 MPa以下。又，壓力之下限較佳為0.2 MPa以上，更佳為0.4 MPa以上。即便為該條件，亦可藉由於無負荷連接(回焊步驟)之前之焊料粒子及接著劑黏合劑之條件之調整而達成目的。上限及下限根據裝置之規格而變動，故並非限定於以上之數值範圍，只要可達成將熱固性連接材料20壓入直至對向之電極接觸、或至焊料粒徑之目的即可。

又，步驟(B)中，較佳為於熱固性連接材料之最低熔融黏度到達溫度-30℃～+60℃之範圍之溫度下按壓連接器，更佳為於熱固性連接材料之最低熔融黏度到達溫度-10℃～+40℃之範圍之溫度下按壓連接器。藉此，熱固性連接材料之熔融黏度降低，故即便降低按壓連接器之壓力，亦可獲得於基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31之間夾持有焊料粒子21之狀態。又，步驟(B)中，只要可獲得於基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31之間夾持有焊料粒子21之狀態，或各電極經由熔融或一部分熔融之焊料而接觸之狀態，則熱硬化樹脂層22之熱固性連接材料可開始硬化，既可為熱固性連接材料並不完全硬化之被稱為所謂B階段之半硬化狀態，亦可完全硬化。其原因在於，可於回焊步驟時使硬化完全結束，或只要於硬化後使樹脂熔融並於連接器之自重下(無負荷狀態下)獲得利用焊料粒子實現之電極間之接合即可。就製造管理方面而言，亦較佳為可選擇性地實現上述情形。

又，步驟(B)中，亦可於工具40與連接器30之間使用緩衝材。作為緩衝材，可使用聚四氟乙烯(PTFE：polytetrafluoroethylene)、矽橡膠等。藉此，可進而抑制連接器30之損壞。

[步驟(C)] 圖5係模式性表示將連接器固定於基板之狀態之剖視圖，圖6係模式性表示利用回焊爐加熱基板及連接器之狀態之剖視圖，圖7係模式性表示連接體之剖視圖。如圖5～圖7所示，於步驟(C)中，使用設定為焊料粒子21之熔點以上之回焊爐，使基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子31接合。

回焊爐可不進行機械加壓而於無負荷下加熱接合，故可抑制基板10及連接器30之損壞。又，與使用有一般之加熱加壓工具之各向異性導電連接相比，不會產生不需要之樹脂流動，故亦可抑制夾帶氣泡。又，由於為無負荷，故焊料粒子之移動量變小，能預測到焊料粒子之捕捉效率較高。再者，亦可電極彼此直接接觸，且接著劑將其保持。又，電極彼此連接之附近之焊料粒子亦可以輔助此連接之方式而起作用。焊料粒子可夾持於電極間，亦可於電極間直接連接之後，存在於其周邊之焊料粒子熔融而有助於接合。因此，較佳為焊料粒子之含量為不會進行自對準之程度。此為本技術與一般之各向異性導電連接之不同點之一。即，本技術中，可經由作為導電粒子之焊料粒子而導通(與各向異性連接相同或近似之狀態)，亦可電極彼此直接接觸且接著劑將其保持而導通(與各向異性連接不同之狀態)，亦可存在於電極附近之焊料粒子輔助性地有助於導通及電極間接合。

作為回焊爐，可列舉大氣壓回焊、真空回焊、大氣壓烘箱、高壓釜(加壓烘箱)等，其中，較佳為使用可將接合部所內含之氣泡排除之真空回焊、高壓釜等。

回焊爐之峰值溫度(最高到達溫度)之下限只要為焊料粒子熔融之溫度以上、且熱固性黏合劑開始硬化之溫度以上即可，較佳為150℃以上，更佳為180℃以上，進而佳為200℃以上。又，回焊爐之峰值溫度之上限為300℃以下，更佳為290℃以下，進而佳為280℃以下。藉此，將基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31進行焊料接合24。又，熱固性連接材料中之焊料粒子21之含量為無法期待自對準之程度，故多個焊料粒子21並未成為一體，於一個端子內存在複數個焊料接合24部位。又，於熱固性連接材料為熱固性黏合劑之情形時，將端子內之複數個焊料接合24部位以外藉由熱固性黏合劑而接著。此處，所謂焊料接合係指使焊料熔融而將對向之電子零件各自之電極相連。

回焊爐中，藉由加熱使熱硬化樹脂熔融，藉由為焊料熔點以上之正式加熱使夾持於電極間之焊料粒子31熔融，焊料於電極中潤濕擴散，並藉由冷卻使基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31接合。回焊除升溫步驟與降溫步驟之外，亦可包含維持為固定溫度之步驟(保持步驟)。可具有成為最高溫之峰值步驟，亦可於升溫或降溫之中途包含步驟。升溫步驟為2個階段，即：使黏合劑熔融之步驟(例如升溫至120℃)、及焊料粒子熔融並塗佈擴散之步驟(例如120～175℃)。因此，升溫速度舉一例可為10～120℃/min，亦可為20～100℃/min。保持步驟(例如175～180℃)之維持時間亦成為使黏合劑硬化之步驟。該溫度舉一例為溫度160～230℃，亦可具有5～10℃左右之差，亦可與峰值溫度相同。該時間可適當選擇，例如為0.5 min以上或0.75 min以上，若過長則製造效率變差，故例如為5 min以下或3 min以下。回焊亦可僅為升溫步驟與降溫步驟，該情形時，只要硬化樹脂藉由兩步驟而熔融，夾持於電極間之焊料粒子31藉由為焊料熔點以上之正式加熱而熔融，焊料於電極中潤濕擴散，使基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31藉由冷卻而接合即可。於步驟管理上，可以超出特定之溫度之時間進行管理。上述特定之溫度較佳為150℃，更佳為180℃以上，進而佳為200℃以上。上述特定之時間例如為0.5 min。藉由經過降溫步驟冷卻(焊料粒子之熔點以下)，可使焊料粒子為固相，使電極間接合。關於降溫速度，為了較早地取出以提高生產性，降溫速度宜較高，為了提昇接合體之品質，較理想為不使接合狀態急冷，故降溫速度宜較低。舉一例而言，可為與升溫步驟相同之速度，較佳為10～30℃/min。降溫速度可根據接合對象物之組合與要使用之黏合劑之條件等進行調整。對於取出溫度或其環境亦會造成影響。

根據上述連接體之製造方法，於回焊步驟前使焊料粒子與膜厚度近似，使焊料粒子與端子接觸，藉此可更容易進行接合。又，於熱固性連接材料為熱固性黏合劑之情形時，藉由使回焊步驟之升溫、維持、降溫與熱固性連接材料之熱固性之行為一致，而可使回焊步驟中之樹脂熔融、端子間之焊料粒子之夾持、焊料熔融、樹脂硬化最佳化。再者，熱固性連接材料之熱固性之行為可藉由DSC(differential scanning calorimetry，示差掃描熱量法)測定或流變儀之黏度測定而瞭解。

又，連接體之製造裝置具備：材料設置部，其將含有焊料粒子之熱固性連接材料設置於基板之第1端子排上；固定部，其將連接器固定於熱固性連接材料上；及回焊爐，其使基板之第1端子排與連接器之第2端子排接合。

於熱固性連接材料為膜之情形時，材料設置部可為將膜以低溫低壓貼合於基板上之暫貼裝置，亦可為將膜層壓於基板上之層壓裝置。又，於熱固性連接材料為膏之情形時，材料設置部亦可為於基板上均勻地塗佈特定量之塗佈裝置。固定部例如可使用具有加熱機構與加壓機構之倒裝晶片接合機，利用工具將連接器吸附並對位，藉由將工具壓下而將連接器固定於熱固性連接材料上。亦可沿用先前於連接器連接中使用之裝置進行對位或固定。回焊爐之最大溫度設定為焊料粒子之熔點以上，於將連接器固定於基板之狀態下加熱，使基板之端子與連接器之端子接合。

＜2.連接體＞圖7係模式性表示連接體之剖視圖。如圖7所示，本實施方式之連接體具備：基板10，其具有第1端子排11；連接器30，其具有第2端子排31；及接著層23，其將第1端子排11與第2端子排31藉由焊料粒子21而進行焊料接合24，並且將基板10與第2連接器30接著。

又，第1端子排11及第2端子排31之鄰接端子間距離(間隙間距離)之最小值之上限為0.8 mm以下，較佳為0.3 mm以下，更佳為0.2 mm以下。又，第1端子排11及第2端子排31之鄰接端子間距離之最小值之下限為50 μm以上，更佳為60 μm以上，進而佳為70 μm以上。

又，焊料粒子21之平均粒徑相對於第1端子排11及第2端子排31之鄰接端子間距離(間隙間距離)之最小值之比之上限為未達0.15，更佳為0.1以下。

根據如上之第1端子排11及第2端子排31之鄰接端子間距離、及焊料粒子21之平均粒徑之關係，可使用回焊爐，使基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31接合。

基板10與以上所述相同，作為按基材種類而分之基板例，可列舉例如剛性基板、玻璃基板、陶瓷基板、塑膠基板等。又，於第1端子排之鄰接端子間未形成用於阻焊劑之防短路之加工(壁或槽等)自經濟性之觀點而言較佳。即，第1端子排11之鄰接端子間之距端子之高度較佳為100 μm以下，更佳為35 μm以下，進而佳為12 μm以下。又，作為第1端子排11之鄰接端子間之距端子之高度之下限，與端子高度相同(端子間於水平方向上與基板面相同，無端子隆起之狀態，基板之連接面平坦之狀態)，但設置於基板之第1端子排之端子亦可自基板平面突出。藉此，於步驟(B)中，容易使基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31之間以接觸焊料粒子21之狀態夾持焊料粒子21。

接著層23係於步驟(C)後熱硬化樹脂層22之熱固性連接材料硬化成為膜狀者，將基板10之第1端子排11與連接器30之第2端子排31進行焊料接合34，並且將熱固性連接材料填充至基板10與連接器30之間而成。而且，於一個端子內，存在複數個焊料接合24部位，於熱固性連接材料為熱固性黏合劑之情形時，除複數個焊料接合24部位以外，存在熱固性黏合劑之接著部位。

本說明書中，所謂連接器主要為具有嵌合部之樹脂成型品。嵌合部例如將FPC之端子或插塞嵌合，且嵌合之端子之間距為0.8 mm以下，較佳為0.3 mm以下，更佳為0.2 mm以下。其係指可進行插入至嵌合部之零件、與安裝有連接器之零件之電性連接與機械性結合者。例如，有複數個電極沿長度方向頂出於樹脂成形物者(所謂，蜈蚣型連接器)，亦包含未頂出者(倒裝晶片型連接器)。即便為窄間距之連接器，亦可如上所述將連接器以低壓固定，並使用回焊爐無負荷地加熱接合。

圖8係表示連接器之短邊方向之一例之剖視圖。該連接器為垂直嵌合型，且包含藉由絕緣樹脂51將第1端子52A及第2端子52B固定之插座、及藉由絕緣樹脂53將第1端子54A及第2端子54B固定之插塞。又，於連接器之長度方向上，以特定之間距形成有第1端子52A及第2端子52B、以及第1端子54A及第2端子54B。於該連接器中，例如，插座之第1端子52A或第2端子52B相當於圖3所示之長度方向之剖面之連接器30之第2端子排31。

絕緣樹脂51、53例如包含聚醯胺、LCP(Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物)等，且藉由例如樹脂成形將第1端子52A及第2端子52B、以及第1端子54A及第2端子54固定。

第1端子52A及第2端子52B、以及第1端子54A及第2端子54以第1端子52A、54A彼此、及第2端子52B彼此垂直嵌合之方式將金屬彎折。又，於插座及插塞之短邊方向之端部，分別形成有導線，形成蜈蚣型端子。

本實施方式中，可將連接器以低壓固定，並使用回焊爐不進行機械性加壓而無負荷地加熱接合，故即便連接器為窄間距之連接器亦可進行安裝。又，根據本實施方式，無需導線，故可於與基板之接合面之內側安裝具有第2端子排之倒裝晶片型連接器，從而可削減安裝面積。應用本技術之連接器相較一般之各向異性導電連接中使用之FPC或IC(integrated circuit，積體電路)晶片等，於連接方向上具有厚度(為了插入FPC等而使用)。因此，相較一般之各向異性連接，有易產生由連接時之加壓(按壓)而導致之對準偏移(指第1端子排列與第2端子排列之對向偏移)之顧慮。然而，如上所述若於對準後進行暫時固定，並使用回焊爐不進行機械加壓而無負荷地加熱接合，則亦能夠避免此種技術上之問題。根據此種理由，亦可換言之為要求本技術。

＜3.熱固性連接材料＞本實施方式之熱固性連接材料係使焊料粒子分散於熱固性黏合劑中而成，焊料粒子之含量為50 wt%以下。藉此，可將熱固性連接材料上之連接器固定並回焊，並且可抑制產生焊料粒子之自對準，故可安裝具有0.8 mm間距以下之端子排之連接器。

焊料粒子之調配量之質量比範圍之下限較佳為20 wt%以上，更佳為30 wt%以上，進而佳為35 wt%以上，焊料粒子之調配量之質量比範圍之上限為50 wt%以下，更佳為45 wt%以下，進而佳為40 wt%以下。又，焊料粒子之調配量之體積比範圍之下限較佳為5 vol%以上，更佳為10 vol%以上，進而佳為15 vol%以上，焊料粒子之調配量之體積比範圍之上限較佳為30 vol%以下，更佳為25 vol%以下，進而佳為20 vol%以下。藉由焊料粒子之調配量滿足上述之質量比範圍或體積比範圍而可獲得優異之導通性、散熱性、及接著性。於焊料粒子存在於黏合劑中之情形時，可使用體積比，於製造各向異性導電接合材料之情形時(焊料粒子存在於黏合劑之前)，亦可使用質量比。質量比可自調配物之比重或調配比等轉換成體積比。若焊料粒子之調配量過少則無法獲得優異之導通性、散熱性、及接著性，若調配量過多則易損及各向異性，從而難以獲得優異之導通可靠性。

又，熱固性連接材料較佳為發熱峰值溫度高於焊料粒子之熔點，且較佳為具有相較焊料粒子之熔點低之熔融溫度者。此處，發熱峰值溫度可使用旋轉式流變儀(Thermo Fisher公司製造)，於測定壓力1 N、溫度範圍30～200℃、升溫速度10℃/分鐘、測定頻率1 Hz、測定平板直徑8 mm之條件下測定。藉此，熱固性黏合劑由加熱而熔融，於焊料粒子夾持於端子間之狀態下焊料熔融，故可使具備微間距之電極之電子零件接合。

於熱固性連接材料如上所述為膜狀之情形時，焊料粒子之平均粒徑相對於熱固性連接材料之厚度之比之下限較佳為0.6以上，更佳為0.8以上，進而佳為0.9以上。於焊料粒子之平均粒徑相對於熱固性連接材料之厚度之比較大之情形時，於步驟(B)中，變得容易將焊料粒子夾持於電極間，但於熱固性連接材料為膜之情形時有操作性之難度變高之虞。

又，焊料粒子之平均粒徑相對於熱固性連接材料之厚度之比之上限較佳為1.5以下，更佳為1.2以下，進而佳為1.1以下。於焊料粒子之平均粒徑相對於熱固性連接材料之厚度之比較大之情形時，於步驟(B)之連接器之按壓中需較高之壓力，從而有造成連接器損壞之虞。

膜厚度可使用可測定1 μm以下、較佳為0.1 μm以下之公知之測微計或數位式厚度規(例如，三豐股份有限公司：MDE-25M，最小顯示量0.0001 mm)而測定。膜厚度只要測定10個部位以上並平均而求出即可。但是，於膜厚度相較粒徑薄之情形時，不適宜接觸式之厚度測定器，故較佳為使用雷射移位計(例如，基恩士股份有限公司，分光干涉移位型SI-T系列等)。此處，膜厚度為僅樹脂層之厚度，不包含粒徑。

[熱硬化型黏合劑] 作為熱硬化型黏合劑(絕緣性黏合劑)，可列舉包含(甲基)丙烯酸酯化合物與熱自由基聚合起始劑之熱自由基聚合型樹脂組合物、包含環氧化合物與熱陽離子聚合起始劑之熱陽離子聚合型樹脂組合物、及包含環氧化合物與熱陰離子聚合起始劑之熱陰離子聚合型樹脂組合物等。又，亦可使用公知之黏著劑組合物。再者，(甲基)丙烯酸單體係指包含丙烯酸單體、及甲基丙烯酸單體之任一者。

以下，作為具體例，列舉含有固形環氧樹脂、液狀環氧樹脂、及環氧樹脂硬化劑之熱陰離子聚合型樹脂組合物為例進行說明。

固形環氧樹脂只要係於常溫下為固形，且於分子內具有1個以上之環氧基之環氧樹脂，則並無特別限定，例如亦可為雙酚A型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂等。藉此，可維持膜形狀。再者，常溫係JIS Z 8703所規定之20℃±15℃(5℃～35℃)之範圍。

液狀環氧樹脂只要於常溫下為液狀，則並無特別限定，例如可為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂等，亦可為胺基甲酸酯改性之環氧樹脂。

液狀環氧樹脂之調配量相對於固形環氧樹脂100質量份，較佳為160質量份以下，更佳為100質量份以下，進而佳為70質量份以下。若液狀環氧樹脂之調配量變多，則難以維持膜形狀。

環氧樹脂硬化劑只要為因熱而開始硬化之熱硬化劑，則並無特別限定，可列舉例如胺、咪唑等陰離子系硬化劑、鋶鹽等陽離子系硬化劑。又，硬化劑亦可以能對膜化時使用之溶劑獲得抗性之方式微膠囊化。

又，較佳為於熱硬化型黏合劑中不含有熔劑化合物。藉此，使絕緣性提高，並且無需熔劑化合物之清洗步驟，從而可縮短回焊步驟中之氧化膜去除步驟之時間。

[焊料粒子] 焊料粒子較佳為分散於熱固性連接材料中，上述焊料粒子可為無規配置，亦可按固定之規則配置。平均粒徑可使用公知之金屬顯微鏡或光學顯微鏡，任意抽取5個部位以上之於膜俯視下1 mm² 以上之面積並進行確認。

又，焊料粒子亦可為複數個凝集而成之凝集體。凝集體之各個焊料粒子之平均粒徑可以與上述平均粒徑相同之方式測量。

焊料粒子之平均粒徑較佳為作為被附體之基板之第1端子排及連接器之第2端子排之端子間距離(間隙間距離)之最小值之0.2倍以下。若焊料粒子之平均粒徑大於基板之第1端子排及連接器之第2端子排之端子間距離之最小值之0.2倍，則產生短路之可能性變高。

焊料粒子之平均粒徑之下限較佳為0.5 μm以上，更佳為3 μm以上，進而佳為5 μm以上。藉此，可使膜之塗佈厚度固定。若焊料粒子之平均粒徑小於0.5 μm，則無法獲得與電極部良好之焊料接合狀態，從而有可靠性變差之傾向。又，焊料粒子之平均粒徑之上限可為50 μm以下，為30 μm以下，較佳為20 μm以下，更佳為10 μm以下。又，為複數個焊料粒子凝集而成之凝集體之情形時，亦可將凝集體之大小設為與上述焊料粒子之平均粒徑相等。形成為凝集體之情形時，亦可使焊料粒子之平均粒徑小於上述值。各個焊料粒子之大小如上所述可利用電子顯微鏡觀察而求出。

又，焊料粒子之最大直徑可設為平均粒徑之200%以下，較佳為平均粒徑之150%以下，更佳為平均粒徑之120%以下。藉由焊料粒子之最大直徑為上述範圍，可使焊料粒子夾持於電極間，藉由焊料粒子之熔融而使電極間接合。又，於為複數個焊料粒子凝集而成之凝集體之情形時，亦可使凝集體之大小與上述焊料粒子之最大直徑相等。形成為凝集體之情形時，亦可使焊料粒子之最大直徑小於上述值。各個焊料粒子之大小如上所述可利用電子顯微鏡觀察而求出。

焊料粒子可根據電極材料或連接條件等而自例如JIS Z 3282-1999所規定之Sn-Pb系、Pb-Sn-Sb系、Sn-Sb系、Sn-Pb-Bi系、Bi-Sn系、Sn-Cu系、Sn-Pb-Cu系、Sn-In系、Sn-Ag系、Sn-Pb-Ag系、Pb-Ag系等適當選擇。焊料粒子之熔點之下限較佳為110℃以上，更佳為120℃以上，進而佳為130℃以上。焊料粒子之熔點之上限可為200℃以下，較佳為180℃以下，更佳為160℃以下，進而佳為150℃以下。又，焊料粒子為了使表面活化亦可將熔劑化合物直接結合於表面。藉由使表面活化而可促進與電極部之金屬結合。

[其他添加劑] 熱固性連接材料中，除上述絕緣性黏合劑及焊料粒子外，於不損及本發明之效果之範圍，可調配先前於加熱硬化型接著劑中使用之各種添加劑。添加劑之粒徑較理想為小於焊料粒子之平均粒徑，但只要為不阻礙電極間接合之大小，則並無特別限定。

上述熱固性連接材料例如可由以下方式獲得，即，將絕緣性黏合劑及焊料粒子於溶劑中混合，將該混合物藉由棒式塗佈機於剝離處理膜上塗佈成為特定厚度之後，使其乾燥而使溶劑揮發。又，亦可在將混合物藉由棒式塗佈機塗佈於剝離處理膜上之後，藉由加壓而成為特定厚度。又，為了提高焊料粒子之分散性，較佳為於含有溶劑之狀態下進行高分配。例如，可使用公知之批次式行星攪拌裝置。又，熱固性連接材料之殘留溶劑量較佳為2%以下，更佳為1%以下。 [實施例]

＜4.實施例＞本實施例中，製作含有焊料粒子之接著膜，並使用其作為連接器之替代將軟性印刷基板安裝於剛性基板。繼而，進行安裝體之絕緣評估、及連接電阻值評估。再者，本實施例並非限定於該等。

[安裝體之絕緣評估] 對安裝體試樣，測定鄰接之端子間之電阻值，將10⁶ Ω以下設為短路並計數。將無短路之安裝體評估為「正常(OK)」，將有1部位以上短路之安裝體評估為「異常(NG)」。

[安裝體之連接電阻值評估] 對安裝體試樣，測定使1 mA電流流過軟性印刷基板與硬質基板之間之各端子間時之電阻值，算出中央值。將電阻值之中央值為0.1 Ω以下之安裝體評估為「正常」，將除此以外之安裝體評估為「異常」。

＜安裝例1-1＞準備軟性印刷基板(迪睿合(股)評估用FPC，端子寬100 μm，鄰接端子間距離(最小值)100 μm，線與間隙1:1，間距200 μm，端子數30個，鍍Ni-Au，)、及剛性基板(迪睿合評估用剛性基板，端子寬100 μm，鄰接端子間距離(最小值)100 μm，間距200 μm，端子數30個，18 μm厚Cu圖案，鍍Ni-Au)。

於90℃-2 s-1 MPa之搭載條件下，將軟性印刷基板經由接著膜對位並固定於剛性基板上。接著膜使用於丙烯酸系熱固性黏合劑(迪睿合(股)公司製造，最低熔融黏度到達溫度80℃)中調配有平均粒徑10 μm之焊料粒子(MP-L20，千住金屬工業(股)，Sn-58Bi合金，固層點溫度139℃)38 wt%而成之膜厚度為12 μm者。

其後，藉由回焊將軟性印刷基板安裝於剛性基板上。回焊條件為150℃～260℃-100 sec，峰頂設為260℃。

表1中顯示安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估之結果。

＜安裝例1-2＞

如表1所示，除將搭載條件設為100℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例1-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例1-3＞如表1所示，除將搭載條件設為130℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例1-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例1-4＞如表1所示，除將搭載條件設為150℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例1-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例2-1＞準備軟性印刷基板(迪睿合(股)評估用FPC，端子寬300 μm，鄰接端子間距離(最小值)300 μm，線與間隙1:1，間距300 μm，端子數30個，鍍Ni-Au，)、及剛性基板(迪睿合評估用剛性基板，端子寬300 μm，鄰接端子間距離(最小值)300 μm，間距300 μm，端子數30個，18 μm厚Cu圖案，鍍Ni-Au)。

於90℃-2 s-1 MPa之搭載條件下，經由接著膜將軟性印刷基板對位並固定於剛性基板上。接著膜使用於丙烯酸系熱固性黏合劑(迪睿合(股)公司製造，最低熔融黏度到達溫度80℃)中調配有平均粒徑30 μm之焊料粒子(MP-L20，千住金屬工業(股)，Sn-58Bi合金，固相點溫度139℃)38 wt%而成之膜厚度為35 μm者。

其後，藉由回焊將軟性印刷基板安裝於剛性基板上。回焊條件設為150℃～260℃-100 sec，峰頂設為260℃。

表1中顯示安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估之結果。

＜安裝例2-2＞如表1所示，除將搭載條件設為100℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例2-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例2-3＞如表1所示，除將搭載條件設為130℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例2-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例2-4＞如表1所示，除將搭載條件設為150℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例2-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例3-1＞準備軟性印刷基板(迪睿合(股)評估用FPC，端子寬100 μm，鄰接端子間距離(最小值)100 μm，線與間隙1:1，間距100 μm，端子數30個，鍍Ni-Au，)、及剛性基板(迪睿合評估用剛性基板，端子寬100 μm，鄰接端子間距離(最小值)100 μm，間距100 μm，端子數30個，18 μm厚Cu圖案，鍍Ni-Au)。

於90℃-2 s-1 MPa之搭載條件下，經由接著膜將軟性印刷基板對位並固定於剛性基板上。接著膜使用於丙烯酸系熱固性黏合劑(迪睿合(股)公司製造，最低熔融黏度到達溫度80℃)中調配有平均粒徑30 μm之焊料粒子(MP-L20，千住金屬工業(股)，Sn-58Bi合金，固相點溫度139℃)38 wt%而成之膜厚度為28 μm者。

其後，藉由回焊將軟性印刷基板安裝於剛性基板上。回焊條件設為150℃～260℃-100 sec，峰頂設為260℃。表1中顯示安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估之結果。

＜安裝例3-2＞如表1所示，除將搭載條件設為100℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例3-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例3-3＞如表1所示，除將搭載條件設為130℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例3-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例3-4＞如表1所示，除將搭載條件設為150℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例3-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例4-1＞準備軟性印刷基板(迪睿合(股)評估用FPC，端子寬100 μm，鄰接端子間距離(最小值)100 μm，線與間隙1:1，間距100 μm，端子數30個，鍍Ni-Au，)、及剛性基板(迪睿合評估用剛性基板，端子寬100 μm，鄰接端子間距離(最小值)100 μm，間距100 μm，端子數30個，18 μm厚Cu圖案，鍍Ni-Au)。

表2中顯示安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估之結果。

＜安裝例4-2＞如表2所示，除將搭載條件設為100℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例4-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例4-3＞如表2所示，除將搭載條件設為130℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例4-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。＜安裝例4-4＞如表2所示，除將搭載條件設為150℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例4-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例5-1＞準備軟性印刷基板(迪睿合(股)評估用FPC，端子寬200 μm，鄰接端子間距離(最小值)200 μm，線與間隙1:1，間距200 μm，端子數30個，鍍Ni-Au，)、及剛性基板(迪睿合評估用剛性基板，端子寬200 μm，鄰接端子間距離(最小值)200 μm，間距200 μm，端子數30個，18 μm厚Cu圖案，鍍Ni-Au)。

表2中顯示安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估之結果。

＜安裝例5-2＞如表2所示，除將搭載條件設為100℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例5-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例5-3＞如表2所示，除將搭載條件設為130℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例5-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

＜安裝例5-4＞如表2所示，除將搭載條件設為150℃-2 s-1 MPa以外，與安裝例5-1同樣地製作安裝體，進行安裝體之絕緣評估及連接電阻值評估。

[表1]

安裝例1-1

安裝例1-2

安裝例1-3

安裝例1-4

安裝例2-1

安裝例2-2

安裝例2-3

安裝例2-4

安裝例3-1

安裝例3-2

安裝例3-3

安裝例3-4

焊料粒徑[um]

10

30

導體間距離[um]

100

300

100

膜厚度[um]

12

35

28

焊料粒徑/導體間距離

0.1

0.3

焊料粒徑/膜厚度

0.83

0.86

1.07

零件對位溫度[℃]

90

100

130

150

90

100

130

150

90

100

130

150

絕緣評估

正常

異常(短路)

連接電阻值評估

異常(開路)

正常

異常(開路)

正常

異常(開路)

正常

[表2]

	安裝例4-1	安裝例4-2	安裝例4-3	安裝例4-4	安裝例5-1	安裝例5-2	安裝例5-3	安裝例5-4
焊料粒徑[um]	30	30
導體間距離[um]	100	200
膜厚度[um]	35	35
焊料粒徑/導體間距離	0.3	0.15
焊料粒徑/膜厚度	0.86	0.86
零件對位溫度[℃]	90	100	130	150	90	100	130	150
絕緣評估	異常(短路)	異常(短路)	異常(短路)	異常(短路)	異常(短路)	異常(短路)	異常(短路)	異常(短路)
連接電阻值評估	異常(開路)	正常	正常	正常	異常(開路)	正常	正常	正常

根據安裝例1-2～安裝例1-4、安裝例2-2～安裝例2-4，鄰接端子間距離之最小值為0.3 mm以下，藉由焊料粒子之平均粒徑相對於鄰接端子間距離之最小值之比未達0.15，可獲得具有優異絕緣性及導通性之安裝體。又，藉由將相對於最低熔融黏度到達溫度為80℃之接著膜對位時之溫度設為100℃～150℃，可獲得具有優異絕緣性及導通性之安裝體。

再者，本實施例中，安裝軟性印刷基板，但亦可安裝連接器。又，連接器不僅可安裝蜈蚣型，亦可安裝倒裝晶片型。

10:基板 11:第1端子排 20:熱固性連接材料 21:焊料粒子 22:熱硬化樹脂層 23:接著層 24:焊料接合 30:連接器 31:第2端子排 40:工具 51:絕緣樹脂 52A:第1端子 52B:第2端子 53:絕緣樹脂 54A:第1端子 54B:第2端子

圖1係模式性表示基板之一例之剖視圖。圖2係模式性表示於基板之端子上設置有熱固性連接材料之狀態之剖視圖。圖3係模式性表示基板之第1端子排與連接器之第2端子排對位之剖視圖。圖4係模式性表示利用工具自連接器側按壓之狀態之剖視圖。圖5係模式性表示將連接器固定於基板之狀態之剖視圖。圖6係模式性表示利用回焊爐加熱基板及連接器之狀態之剖視圖。圖7係模式性表示連接體之剖視圖。圖8係表示連接器之短邊方向之一例之剖視圖。

10:基板

11:第1端子排

Claims

一種連接體之製造方法，其具有以下步驟：經由含有焊料粒子之熱固性連接材料，將於與基板之接合面之內側具有端子間距離之最小值為0.8 mm以下之第2端子排之連接器固定於上述基板之第1端子排上；及使用設定為上述焊料粒子之熔點以上之回焊爐，使上述第1端子排與上述第2端子排無負荷地接合。
如請求項1之連接體之製造方法，其中上述焊料粒子之平均粒徑相對於上述第1端子排及上述第2端子排之端子間距離之最小值之比為未達0.15。
如請求項1或2之連接體之製造方法，其中上述固定連接器之步驟中，以上述熱固性連接材料之最低熔融黏度到達溫度-10℃～+40℃之範圍之溫度將上述連接器壓接。
如請求項1至3中任一項之連接體之製造方法，其中上述固定連接器之步驟中，以2.0 MPa以下之壓力壓接上述連接器。
如請求項1至4中任一項之連接體之製造方法，其中上述連接器為樹脂成型品。
如請求項1至5中任一項之連接體之製造方法，其中上述熱固性連接材料中之上述焊料粒子之含量為50 wt%以下。
如請求項1至6中任一項之連接體之製造方法，其中上述熱固性連接材料為膜狀。
一種連接體，其具備：基板，其具有第1端子排；連接器，其於與上述基板之接合面之內側具有端子間距離之最小值為0.8 mm以下之第2端子排；及接著層，其將上述第1端子排與上述第2端子排藉由焊料粒子而接合，並且將上述基板與上述連接器接著。