TWI676184B - 導電性粒子、導電性粒子之製造方法、導電材料及連接構造體 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種於將電極間電性連接之情形時可降低電極間之連接電阻之導電性粒子。
本發明之導電性粒子於導電性部分之表面具有焊料,且於焊料之表面經由含有下述式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基。
Description
本發明係關於一種於導電性部分之表面具有焊料之導電性粒子及導電性粒子之製造方法。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之製造方法。
各向異性導電膏及各向異性導電膜等各向異性導電材料廣為人知。上述各向異性導電材料中,於黏合劑樹脂中分散有導電性粒子。
為了獲得各種連接構造體,上述各向異性導電材料被用於例如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。
於藉由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電性連接時,於玻璃環氧基板上配置含有導電性粒子之各向異性導電材料。其次,積層可撓性印刷基板並進行加熱及加壓。藉此,使各向異性導電材料硬化,經由導電性粒子而將電極間電性連接,從而獲得連接構造體。
作為上述各向異性導電材料之一例,於下述專利文獻1、2中揭示有包含熱硬化性黏合劑、熔點為180℃以下或160℃以下之焊料粒子、及助焊劑成分之各向異性導電材料。作為上述助焊劑成分,使用
下述式(101)或(102)所表示之化合物。又,專利文獻1所記載之各向異性導電材料必須含有環氧樹脂與陽離子硬化起始劑作為上述熱硬化性黏合劑。又,於專利文獻1、2中記載有助焊劑成分與焊料粒子進行螯合配位。
上述式(101)及上述式(102)中,R1~R4表示氫原子、烷基或羥基,X表示金屬可進行配位之具有孤對電子或雙鍵性π電子之原子團,Y表示形成主鏈骨架之原子或原子團。再者,於專利文獻2中,上述式(101)及上述式(102)中之Y為烷基。
於下述專利文獻3中,揭示有利用碳數為10~25且具有羧基之至少兩種有機酸被覆表面之焊料球。於該焊料球中,上述有機酸之羧基與上述焊料球之表面進行螯合配位。
於下述專利文獻4中,揭示有使脂肪酸及二羧酸之至少一者化學鍵結於表面而進行被覆之焊料粉。又,於專利文獻4中揭示有包含上述焊料粉、樹脂、及硬化劑之導電性接著劑(各向異性導電材料)。
於下述專利文獻5中,揭示有於導電性部分之表面具有焊料且於
焊料之表面共價鍵結有含羧基之基的導電性粒子。
[專利文獻1]日本專利特開2011-63727號公報
[專利文獻2]WO2009/001448A1
[專利文獻3]日本專利特開2008-272779號公報
[專利文獻4]日本專利特開2010-126719號公報
[專利文獻5]WO2013/125517A1
於專利文獻1、2中,使用上述式(101)或上述式(102)所表示之化合物作為具有助焊劑作用之成分。然而,於專利文獻1、2中,只不過係與焊料粒子獨立地使用上述式(101)或上述式(102)所表示之化合物。
於使用如專利文獻1、2所記載之先前之各向異性導電材料而獲得上述連接構造體之情形時,於所獲得之連接構造體中,存在各向異性導電材料之硬化物產生空隙之情況。因此,存在連接構造體之連接可靠性降低、或電極間之連接電阻變高之問題。
又,於專利文獻1、2中記載有助焊劑成分與焊料粒子進行螯合配位。然而,僅使助焊劑成分與焊料粒子以螯合配位之方式進行配位鍵結時,助焊劑成分容易自焊料粒子之表面脫離。又,僅使助焊劑成分與焊料粒子進行配位鍵結時,存在電極間之連接電阻變高、或無法充分地抑制空隙產生之情況。
又,即便使用專利文獻3所記載之焊料球,亦存在有機酸容易自焊料球之表面脫離,電極間之連接電阻變高,或無法充分地抑制空隙產生之情況。
於專利文獻4中,使脂肪酸及二羧酸之至少一者化學鍵結於表面。又,於專利文獻4中,為了獲得焊料粉,不使用觸媒而於40~60℃下進行反應。因此,脂肪酸及二羧酸並未共價鍵結於焊料粉之表面。即便使用此種專利文獻4所記載之焊料粉,亦存在脂肪酸或二羧酸容易自焊料粉之表面脫離,電極間之連接電阻變高,或無法充分地抑制空隙產生之情況。
於專利文獻5所記載之導電性粒子中,可某種程度地降低電極間之連接電阻。另一方面,若可藉由與專利文獻5所記載之方法不同之方法將羧基導入至焊料之表面,則可獲得新的導電性粒子。
本發明之目的在於提供一種於將電極間電性連接之情形時可降低電極間之連接電阻之導電性粒子及導電性粒子之製造方法。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。
根據本發明之較廣態樣,提供一種導電性粒子,其係於導電性部分之表面具有焊料者,且於焊料之表面經由含有下述式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述式(X)所表示之基之碳原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於焊料之表面。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述式(X)所表示之基
之碳原子直接共價鍵結於焊料之表面。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於上述具有至少1個羧基之基。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於上述具有至少1個羧基之基。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述具有至少1個羧基之基具有矽原子,且上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於上述具有至少1個羧基之基之矽原子。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述具有至少1個羧基之基具有複數個羧基。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述具有至少1個羧基之基係藉由使用具有羧基之矽烷偶合劑之反應而導入、或藉由於使用矽烷偶合劑之反應後使具有至少1個羧基之化合物與源自矽烷偶合劑之基進行反應而導入。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,其係藉由使用異氰酸酯化合物,使焊料表面之羥基與上述異氰酸酯化合物進行反應後,與具有至少1個羧基之化合物進行反應而獲得。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述具有至少1個羧基之化合物具有複數個羧基。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述導電性粒子具備基材粒子及配置於上述基材粒子之表面上之焊料層,且藉由上述焊料層而於導電性部分之表面具有上述焊料。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述導電性粒子進而具備配置於上述基材粒子與上述焊料層之間之第1導電層,且於上述
第1導電層之外表面上配置有上述焊料層。
於本發明之導電性粒子之某特定態樣中,上述導電性粒子係分散於黏合劑樹脂中而用作導電材料。
根據本發明之較廣態樣,提供一種導電性粒子之製造方法,其係上述導電性粒子之製造方法,且其使用導電性部分之表面具有焊料之導電性粒子,且使用異氰酸酯化合物,使焊料表面之羥基與上述異氰酸酯化合物進行反應後,與具有至少1個羧基之化合物進行反應,而獲得於焊料之表面經由下述式(X)所表示之基而鍵結有具有至少1個羧基之基的導電性粒子。
根據本發明之較廣態樣,提供一種導電材料,其包含上述導電性粒子及黏合劑樹脂。
於本發明之導電材料之某特定態樣中,上述導電性粒子之含量為1重量%以上且80重量%以下。
根據本發明之較廣態樣,提供一種連接構造體,其具備:第1連接對象構件,其於表面具有第1電極;第2連接對象構件,其於表面具有第2電極;及連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接;上述連接部之材料為上述導電性粒子、或含有上述導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料;且上述第1電極與上述第2電極係藉由上述導電性粒子而電性連接。
本發明之導電性粒子於導電性部分之表面具有焊料,且於焊料之表面經由含有式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基,因此於將電極間電性連接之情形時可降低電極間之連接電阻。
1‧‧‧導電性粒子
1a‧‧‧表面
2‧‧‧樹脂粒子
2a‧‧‧表面
3‧‧‧導電層
4‧‧‧第1導電層
4a‧‧‧外表面
5‧‧‧焊料層
5a‧‧‧熔融之焊料層部分
11‧‧‧導電性粒子
12‧‧‧焊料層
16‧‧‧導電性粒子
21‧‧‧連接構造體
22‧‧‧第1連接對象構件
22a‧‧‧表面
22b‧‧‧第1電極
23‧‧‧第2連接對象構件
23a‧‧‧表面
23b‧‧‧第2電極
24‧‧‧連接部
圖1係模式性地表示本發明之第1實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖2係模式性地表示本發明之第2實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖3係模式性地表示本發明之第3實施形態之導電性粒子之剖視圖。
圖4係模式性地表示使用本發明之第1實施形態之導電性粒子之連接構造體之前視剖視圖。
圖5係將圖4所示之連接構造體中之導電性粒子與電極之連接部分放大而模式性地表示之前視剖視圖。
以下,說明本發明之詳細情況。
本發明之導電性粒子於導電性部分之表面(外表面)具有焊料。本發明之導電性粒子中,於焊料之表面經由含有式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基。下述式(X)中之右端及左端表示鍵結部位。
本發明之導電性粒子藉由具有羧基之化合物而不同於單純對導
電性部分之表面具有焊料之導電性粒子進行被覆處理所得之粒子。於本發明之導電性粒子中,不僅於焊料之表面存在羧基,而且於焊料之表面經由含有式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基。又,本發明之導電性粒子亦不同於具有羧基之化合物螯合配位(配位鍵結)於焊料之表面之導電性粒子。
本發明之導電性粒子於導電性部分之表面具有焊料,且於焊料之表面經由含有式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基,因此於使用本發明之導電性粒子將電極間電性連接而獲得連接構造體之情形時,可降低電極間之連接電阻。本發明之導電性粒子於導電性部分之表面具有焊料,且經由含有式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基,因此於使用本發明之導電性粒子將電極間電性連接而獲得連接構造體之情形時,亦可抑制所獲得之連接構造體中之空隙之產生。可抑制空隙產生之結果為,連接構造體之連接可靠性提高。進而,可抑制因空隙所致之連接構造體之連接電阻之上升。又,不易於焊料之表面形成氧化膜,進而可於電極間之連接時有效地排除電極表面之氧化膜。
又,較佳為於使導電性粒子分散於黏合劑樹脂中之前,於上述導電性粒子中之焊料之表面經由含有式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基。較佳為使經由含有式(X)所表示之基之基而於焊料之表面鍵結有具有至少1個羧基之基的導電性粒子分散於黏合劑樹脂中而獲得導電材料。藉由於使導電性粒子分散於黏合劑樹脂中之前,於上述導電性粒子中之焊料之表面經由含有式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基,從而即便不於導電材料中調配助焊劑,或添加至導電材料中之助焊劑之量較少,亦可有效地排除焊料表面及電極表面之氧化膜。藉由不調配助焊劑、或減少助焊劑之使用量,可進一步抑制連接構造體中之空隙之產生。
於本發明之導電性粒子中,可增厚焊料之表面經由含有式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基的被覆部之厚度。藉此,可有效地排除導電性粒子及電極之表面之氧化膜,可降低電極間之連接電阻。
本發明之導電性粒子係分散於黏合劑樹脂中而較佳地用作導電材料。上述導電材料亦可為能夠藉由光之照射與加熱之兩者而硬化之導電材料。於此情形時,可於藉由光之照射使導電材料半硬化(B階段化)而降低導電材料之流動性後,藉由加熱使導電材料硬化。又,亦可使用反應溫度不同之兩種熱硬化劑。若使用反應溫度不同之兩種熱硬化劑,則可藉由加熱使導電材料半硬化,進而藉由加熱使半硬化之導電材料正式硬化。
又,含有先前之導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料存在導電性粒子無法有效率地集中於上下電極間之情況。與此相對,藉由使用含有本發明之導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料,導電性粒子容易有效率地集中於上下電極間。本發明中,可於電極上選擇性地配置導電性粒子中之焊料。尤其是於導電性粒子為焊料粒子之情形時,可於電極上進一步選擇性地配置導電性粒子中之焊料。於將電極間電性連接之情形時,導電性粒子中之焊料容易集中於上下對向之電極間,可將導電性粒子中之焊料有效率地配置於電極(線)上。又,導電性粒子中之焊料之一部分不易配置於未形成電極之區域(間隙),可明顯減少配置於未形成電極之區域之焊料之量。本發明中,可使不位於對向電極間之焊料有效率地移動至對向電極間。因此,可提高電極間之導通可靠性。並且,可防止不應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。
以下,首先對本發明之導電性粒子進行詳細說明。進而,對上述導電材料中所含之各成分、及較佳為含有之各成分進行詳細說明。
[導電性粒子]
上述導電性粒子於導電性部分之表面具有焊料。上述導電性粒子中,於焊料之表面經由含有式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基。就有效地降低連接構造體之連接電阻且有效地抑制空隙產生之觀點而言,較佳為上述式(X)所表示之基之碳原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於焊料之表面,較佳為上述式(X)所表示之基之碳原子直接共價鍵結於焊料之表面。就有效地降低連接構造體之連接電阻且有效地抑制空隙產生之觀點而言,較佳為上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於上述具有至少1個羧基之基,更佳為上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結於上述具有至少1個羧基之基。就有效地降低連接構造體之連接電阻且有效地抑制空隙產生之觀點而言,較佳為上述式(X)所表示之基之碳原子直接共價鍵結於焊料之表面,上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於上述具有至少1個羧基之基。就有效地降低連接構造體之連接電阻且有效地抑制空隙產生之觀點而言,較佳為上述具有至少1個羧基之基具有矽原子,且上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於上述具有至少1個羧基之基之矽原子。
就有效地抑制連接構造體之連接電阻且有效地抑制空隙產生之觀點而言,較佳為上述具有至少1個羧基之基具有複數個羧基。
本發明者著眼於焊料之表面存在羥基,發現藉由使該羥基與異氰酸酯化合物進行鍵結,可形成較藉由其他配位鍵結(螯合配位)等進行鍵結之情形強之鍵,因此可獲得能夠降低電極間之連接電阻且抑制空隙產生之導電性粒子。又,於源自異氰酸酯化合物之基,可利用其反應性而容易地導入羧基,藉由對源自異氰酸酯化合物之基導入羧基,可獲得上述導電性粒子。
又,焊料表面之羥基與羧基之反應相對較慢。與此相對,焊料表面之羥基與異氰酸酯化合物之反應相對較快。因此,可有效率地獲得上述導電性粒子,進而可有效率地增厚經由含有式(X)所表示之基之基而於焊料之表面鍵結有具有至少1個羧基之基的被覆部之厚度。
本發明之導電性粒子中,焊料之表面與具有至少1個羧基之基之鍵結形態可不包含配位鍵結,亦可不包含利用螯合配位之鍵結。
就有效地降低連接構造體之連接電阻且有效地抑制空隙產生之觀點而言,上述導電性粒子較佳為經過使用異氰酸酯化合物,使上述異氰酸酯與焊料表面之羥基進行反應之步驟而獲得。於上述反應中,形成共價鍵。藉由使焊料表面之羥基與上述異氰酸酯化合物進行反應,可容易地獲得於焊料之表面共價鍵結有上述式源自異氰酸酯基之基之氮原子的導電性粒子。藉由使上述異氰酸酯化合物與上述焊料表面之羥基進行反應,可使上述源自異氰酸酯基之基以共價鍵結之形態化學鍵結於焊料之表面。
又,可容易地使源自異氰酸酯基之基與矽烷偶合劑進行反應。就可容易地獲得上述導電性粒子而言,較佳為上述具有至少1個羧基之基係藉由使用具有羧基之矽烷偶合劑之反應而導入、或藉由於使用矽烷偶合劑之反應後使具有至少1個羧基之化合物與源自矽烷偶合劑之基進行反應而導入。上述導電性粒子較佳為藉由使用上述異氰酸酯化合物,使焊料表面之羥基與上述異氰酸酯化合物進行反應之後,與具有至少1個羧基之化合物進行反應而獲得。
就有效地降低連接構造體之連接電阻且有效地抑制空隙產生之觀點而言,較佳為上述具有至少1個羧基之化合物具有複數個羧基。
作為上述異氰酸酯化合物,可列舉二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)及異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)等。亦可使用該等以外之異氰酸酯化合物。藉由
使該化合物與焊料之表面進行反應後,使殘留異氰酸酯基與和該殘留異氰酸酯基具有反應性且具有羧基之化合物進行反應,可經由含有式(X)所表示之基之基而將羧基導入至焊料表面。
作為上述異氰酸酯化合物,亦可使用具有不飽和雙鍵且具有異氰酸酯基之化合物。例如可列舉異氰酸2-丙烯醯氧基乙酯及甲基丙烯酸2-異氰酸酯基乙酯。藉由使該化合物之異氰酸酯基與焊料之表面進行反應後,與具有對殘留之不飽和雙鍵具有反應性之官能基且具有羧基之化合物進行反應,可經由含有式(X)所表示之基之基而將羧基導入至焊料表面。
作為上述矽烷偶合劑,可列舉3-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷(信越化學工業公司製造之「KBE-9007」)、及3-異氰酸酯基丙基三甲氧基矽烷(MOMENTIVE公司製造之「Y-5187」)等。上述矽烷偶合劑可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述具有至少1個羧基之化合物,可列舉:乙醯丙酸、戊二酸、琥珀酸、蘋果酸、草酸、丙二酸、己二酸、5-酮基己酸、3-羥基丙酸、4-胺基丁酸、3-巰基丙酸、3-巰基異丁酸、3-甲硫基丙酸、3-苯基丙酸、3-苯基異丁酸、4-苯基丁酸、癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、9-十六碳烯酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、異油酸、亞麻油酸、(9,12,15)-次亞麻油酸、十九烷酸、花生酸、癸烷二酸及十二烷二酸等。其中,較佳為戊二酸、己二酸或乙醇酸。上述具有至少1個羧基之化合物可僅使用1種,亦可併用2種以上。
藉由使用上述異氰酸酯化合物,使焊料表面之羥基與上述異氰酸酯化合物進行反應後,與具有複數個羧基之化合物之一部分羧基進行反應,從而可藉由與焊料表面之羥基進行反應而殘留具有至少1個羧基之基。
就有效地降低連接構造體之連接電阻且有效地抑制空隙產生之觀點而言,上述具有至少1個羧基之化合物較佳為下述式(1)所表示之化合物。下述式(1)所表示之化合物具有助焊劑作用。又,下述式(1)所表示之化合物於導入至焊料之表面之狀態下具有助焊劑作用。
上述式(1)中,X表示可與羥基反應之官能基,R表示碳數1~5之二價有機基。該有機基可包含碳原子、氫原子及氧原子。該有機基可為碳數1~5之二價烴基。上述有機基之主鏈較佳為二價烴基。該有機基中,亦可於二價烴基鍵結有羧基或羥基。上述式(1)所表示之化合物包含例如檸檬酸。
上述具有至少1個羧基之化合物較佳為下述式(1A)或下述式(1B)所表示之化合物。上述具有至少1個羧基之化合物較佳為下述式(1A)所表示之化合物,較佳為下述式(1B)所表示之化合物。
上述式(1A)中,R表示碳數1~5之二價有機基。上述式(1A)中之R與上述式(1)中之R相同。
上述式(1B)中,R表示碳數1~5之二價有機基。上述式(1B)中之R與上述式(1)中之R相同。
較佳為於焊料之表面鍵結有下述式(2A)或下述式(2B)所表示之基。較佳為於焊料之表面鍵結有下述式(2A)所表示之基,更佳為鍵結有下述式(2B)所表示之基。下述式(2A)中之左端表示鍵結部位。
上述式(2A)中,R表示碳數1~5之二價有機基。上述式(2A)中之R與上述式(1)中之R相同。下述式(2B)中之左端表示鍵結部位。
上述式(2B)中,R表示碳數1~5之二價有機基。上述式(2B)中之R與上述式(1)中之R相同。
就提高焊料之表面之潤濕性之觀點而言,上述具有至少1個羧基
之化合物之分子量較佳為10000以下,更佳為1000以下,進而較佳為500以下。
關於上述分子量,於上述具有至少1個羧基之化合物並非聚合物之情形、及可特定出上述具有至少1個羧基之化合物之結構式之情形時,係指可根據該結構式算出之分子量。又,於上述具有至少1個羧基之化合物為聚合物之情形時,係指重量平均分子量。
於本發明之導電性粒子之製造方法中,使用導電性部分之表面具有焊料之導電性粒子,且使用異氰酸酯化合物,使焊料表面之羥基與上述異氰酸酯化合物進行反應後,與具有至少1個羧基之化合物進行反應,而獲得於焊料之表面經由含有上述式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基的導電性粒子。於本發明之導電性粒子之製造方法中,藉由上述步驟,可容易地獲得於焊料之表面導入有含羧基之基之導電性粒子。
作為上述導電性粒子之具體製造方法,可列舉以下方法。使導電性粒子分散於有機溶劑中,添加具有異氰酸酯基之矽烷偶合劑。其後,使用導電性粒子之焊料表面之羥基與異氰酸酯基之反應觸媒,使矽烷偶合劑共價鍵結於焊料表面。其次,藉由使矽烷偶合劑之鍵結於矽原子之烷氧基水解,而生成羥基。使具有至少1個羧基之化合物之羧基與所生成之羥基進行反應。
又,作為上述導電性粒子之具體製造方法,可列舉以下方法。使導電性粒子分散於有機溶劑中,添加具有異氰酸酯基與不飽和雙鍵之化合物。其後,使用導電性粒子之焊料表面之羥基與異氰酸酯基之反應觸媒,形成共價鍵。其後,使具有不飽和雙鍵及羧基之化合物與所導入之不飽和雙鍵進行反應。
作為導電性粒子之焊料表面之羥基與異氰酸酯基之反應觸媒,可列舉:錫系觸媒(二月桂酸二丁基錫等)、胺系觸媒(三伸乙基二胺
等)、羧酸鹽觸媒(環烷酸鉛、乙酸鉀等)、及三烷基膦觸媒(三乙基膦等)等。
上述導電性粒子可為焊料粒子,亦可為具備基材粒子及配置於該基材粒子之表面上之焊料層之導電性粒子。上述焊料粒子於芯部不具有基材粒子,並非芯殼粒子。上述焊料粒子之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導電性外表面均為焊料之粒子。
上述導電性粒子較佳為具備基材粒子及配置於該基材粒子之表面上之焊料層。上述導電性粒子亦可於上述基材粒子與上述焊料層之間具備焊料層以外之導電層(第1導電層)。上述焊料層亦可介隔焊料層以外之導電層而配置於上述基材粒子之表面上。亦可於焊料層以外之導電層之表面上配置上述焊料層。就進一步提高連接構造體之耐熱衝擊特性之觀點而言,上述基材粒子較佳為樹脂粒子。上述基材粒子較佳為熔點為400℃以上之金屬粒子或軟化點為260℃以上之樹脂粒子。上述樹脂粒子之軟化點較佳為高於焊料層之軟化點,更佳為較焊料層之軟化點高10℃以上。
作為上述基材粒子,可列舉樹脂粒子、除金屬粒子以外之無機粒子、有機無機混合粒子及金屬粒子等。上述基材粒子較佳為並非金屬粒子,更佳為樹脂粒子或有機無機混合粒子,進而較佳為樹脂粒子。上述樹脂粒子係由樹脂形成。上述基材粒子可為熔點未達400℃之金屬粒子,可為熔點為400℃以上之金屬粒子,可為軟化點未達260℃之樹脂粒子,亦可為軟化點為260℃以上之樹脂粒子。
圖1中以剖視圖表示本發明之第1實施形態之導電性粒子。
圖1所示之導電性粒子1具有樹脂粒子2(基材粒子)、及配置於樹脂粒子2之表面2a上之導電層3。導電層3被覆樹脂粒子2之表面2a。導電性粒子1係樹脂粒子2之表面2a經導電層3被覆之被覆粒子。因此,
導電性粒子1於表面1a具有導電層3。亦可使用金屬粒子等代替樹脂粒子2。
導電層3具有配置於樹脂粒子2之表面2a上之第1導電層4、及配置於該第1導電層4之外表面4a上之焊料層5(第2導電層)。第1導電層4配置於樹脂粒子2(基材粒子)與焊料層5之間。導電層3之外側之表面層為焊料層5。導電性粒子1藉由焊料層5而於導電層3之表面具有焊料。因此,導電性粒子1具有焊料層5作為導電層3之一部分,進而於樹脂粒子2與焊料層5之間具有與焊料層5不同之第1導電層4作為導電層3之一部分。如此,導電層3可具有多層構造,可具有2層以上之積層構造。
圖2中以剖視圖表示本發明之第2實施形態之導電性粒子。
如上所述,於圖1所示之導電性粒子1中,導電層3具有2層構造。如圖2所示,導電性粒子11亦可具有焊料層12作為單層之導電層。導電性粒子中之導電部(導電層)之至少表面(外側之表面層)為焊料(焊料層)即可。但就導電性粒子容易製作而言,導電性粒子1與導電性粒子11中較佳為導電性粒子1。
又,圖3中以剖視圖表示本發明之第3實施形態之導電性粒子。
可使用如圖3所示,於芯部不具有基材粒子而並非芯殼粒子之焊料粒子即導電性粒子16。
導電性粒子1、11、16係本發明之導電性粒子,可用於導電材料。導電性粒子1、11、16中,較佳為導電性粒子1、11,更佳為導電性粒子1。
作為用以形成上述樹脂粒子之樹脂,例如可列舉:聚烯烴樹脂、丙烯酸系樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、苯胍胺樹脂、脲樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、飽和聚酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碸、聚苯醚、聚縮醛、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚
碸、二乙烯基苯聚合物、以及二乙烯基苯系共聚物等。作為上述二乙烯基苯系共聚物等,可列舉二乙烯基苯-苯乙烯共聚物及二乙烯基苯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等。就可容易地將上述樹脂粒子之硬度控制於較佳之範圍而言,用以形成上述樹脂粒子之樹脂較佳為使1種或2種以上之具有乙烯性不飽和基之聚合性單體進行聚合而成之聚合物。
於上述樹脂粒子之表面上形成導電層之方法、以及於上述樹脂粒子之表面上或上述第1導電層之表面上形成焊料層之方法並無特別限定。作為形成上述導電層及上述焊料層之方法,例如可列舉:利用無電鍍敷之方法、利用電鍍之方法、利用物理碰撞之方法、利用機械化學反應之方法、利用物理蒸鍍或物理吸附之方法、以及將金屬粉末或含有金屬粉末與黏合劑之膏塗佈於樹脂粒子表面之方法等。其中,較佳為利用無電鍍敷、電鍍或物理碰撞之方法。作為上述利用物理蒸鍍之方法,可列舉真空蒸鍍、離子鍍覆及離子濺鍍等方法。又,上述利用物理碰撞之方法中例如使用Thetacomposer(德壽工作所公司製造)等。
形成上述焊料層之方法較佳為利用物理碰撞之方法。上述焊料層較佳為藉由物理衝擊而配置於上述基材粒子之表面上。
構成上述焊料(焊料層)之材料較佳為基於JIS Z3001:焊接用語,液相線為450℃以下之熔填金屬。作為上述焊料之組成,例如可列舉包含鋅、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,上述焊料較佳為不含鉛,較佳為含有錫與銦之焊料、或含有錫與鉍之焊料。
於上述焊料(焊料層)100重量%中,錫之含量較佳為未達90重量%,更佳為85重量%以下。又,上述焊料100重量%中之錫之含量係考慮焊料之熔點等而適當決定。上述焊料100重量%中之錫之含量較佳
為5重量%以上,更佳為10重量%以上,進而較佳為20重量%以上。
上述第1導電層及上述焊料層之厚度分別較佳為0.5μm以上,更佳為1μm以上,進而較佳為2μm以上,且較佳為20μm以下,更佳為10μm以下,進而較佳為6μm以下。若第1導電層及焊料層之厚度為上述下限以上,則導電性充分變高。若第1導電層及焊料層之厚度為上述上限以下,則基材粒子與第1導電層及焊料層之熱膨脹率之差減小,不易產生第1導電層及焊料層之剝離。
上述導電性粒子之平均粒徑較佳為0.1μm以上,更佳為1μm以上,且較佳為500μm以下,更佳為100μm以下,進而較佳為80μm以下,尤佳為50μm以下,最佳為40μm以下。若導電性粒子之平均粒徑為上述下限以上及上述上限以下,則導電性粒子與電極之接觸面積充分變大,且形成導電層時不易形成凝聚之導電性粒子。又,經由導電性粒子而連接之電極間之間隔不會變得過大,且導電層不易自基材粒子之表面剝離。
就為適於導電材料中之導電性粒子之大小,且電極間之間隔進一步變小而言,導電性粒子之平均粒徑較佳為0.1μm以上,更佳為100μm以下,進而較佳為50μm以下。
上述導電性粒子之「平均粒徑」表示數量平均粒徑。導電性粒子之平均粒徑係藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意之50個導電性粒子進行觀察並算出平均值之方法、或進行雷射繞射式粒度分佈測定之方法而求出。
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,亦可為扁平狀等球形狀以外之形狀。
上述導電性粒子中之上述樹脂粒子可根據所要安裝之基板之電極尺寸或焊盤直徑而適當使用。
就更確實地將上下電極間連接且進一步抑制於橫向上鄰接之電
極間之短路之觀點而言,導電性粒子之平均粒徑C相對於樹脂粒子之平均粒徑A之比(C/A)超過1.0,較佳為3.0以下。又,於在上述樹脂粒子與上述焊料層之間具有上述第1導電層之情形時,除焊料層以外之導電性粒子部分之平均粒徑B相對於樹脂粒子之平均粒徑A之比(B/A)超過1.0,較佳為2.0以下。進而,於在上述樹脂粒子與上述焊料層之間具有上述第1導電層之情形時,包含焊料層之導電性粒子之平均粒徑C相對於除焊料層以外之導電性粒子部分之平均粒徑B之比(C/B)超過1.0,較佳為2.5以下。若上述比(B/A)為上述範圍內、或上述比(C/B)為上述範圍內,則可更確實地將上下電極間連接,且進一步抑制於橫向上鄰接之電極間之短路。
適於FOB及FOF用途之各向異性導電材料:
上述導電性粒子較佳地用於可撓性印刷基板與玻璃環氧基板之連接(FOB(Film on Board))、或可撓性印刷基板與可撓性印刷基板之連接(FOF(Film on Film,膜覆膜))。
於FOB及FOF用途中,有電極之部分(線)與無電極之部分(間隙)之尺寸即L&S一般為100~500μm。FOB及FOF用途所使用之樹脂粒子之平均粒徑較佳為3~100μm。若樹脂粒子之平均粒徑為3μm以上,則配置於電極間之各向異性導電材料及連接部之厚度充分變厚,接著力進一步提高。若樹脂粒子之平均粒徑為100μm以下,則於鄰接之電極間更不易產生短路。
適於覆晶用途之各向異性導電材料:
上述導電性粒子較佳地用於覆晶用途。
於覆晶用途中,一般而言,焊盤直徑為15~80μm。覆晶用途所使用之樹脂粒子之平均粒徑較佳為1~15μm。若樹脂粒子之平均粒徑為1μm以上,則可充分增厚配置於該樹脂粒子之表面上之焊料層之厚度,可將電極間更確實地電性連接。若樹脂粒子之平均粒徑為15μm
以下,則於鄰接之電極間更不易產生短路。
適於COB及COF之各向異性導電材料:
上述導電性粒子較佳地用於半導體晶片與玻璃環氧基板之連接(COB(Chip on Board))、或半導體晶片與可撓性印刷基板之連接(COF(Chip on Film))。
於COB及COF用途中,有電極之部分(線)與無電極之部分(間隙)之尺寸即L&S一般為10~50μm。COB及COF用途所使用之樹脂粒子之平均粒徑較佳為1~10μm。若樹脂粒子之平均粒徑為1μm以上,則可充分增厚配置於該樹脂粒子之表面上之焊料層之厚度,可將電極間更確實地電性連接。若樹脂粒子之平均粒徑為10μm以下,則於鄰接之電極間更不易產生短路。
上述導電性粒子之表面亦可藉由絕緣性材料、絕緣性粒子、助焊劑等進行絕緣處理。絕緣性材料、絕緣性粒子、助焊劑等較佳為藉由利用連接時之熱而發生軟化、流動從而於導電性部分之表面與連接部被排除。藉此,可抑制電極間之短路。
於上述導電材料100重量%中,上述導電性粒子之含量較佳為1重量%以上,更佳為2重量%以上,進而較佳為3重量%以上,尤佳為10重量%以上,且較佳為80重量%以下,更佳為60重量%以下,進一步較佳為50重量%以下,進而較佳為45重量%以下,尤佳為未達45重量%,尤佳為40重量%以下。若上述導電性粒子之含量為上述下限以上及上述上限以下,則可容易地將導電性粒子配置於應連接之上下電極間。進而,不應連接之鄰接之電極間不易經由複數個導電性粒子而電性連接。即,可進一步防止相鄰之電極間之短路。
於FOB及FOF用途之情形時,於上述導電材料100重量%中,上述導電性粒子之含量較佳為1重量%以上,更佳為10重量%以上,且較佳為50重量%以下,更佳為45重量%以下。
於COB及COF用途之情形時,於上述導電材料100重量%中,上述導電性粒子之含量較佳為1重量%以上,更佳為10重量%以上,且較佳為50重量%以下,更佳為45重量%以下。
[黏合劑樹脂]
上述黏合劑樹脂較佳為包含熱塑性化合物、或包含可藉由加熱而硬化之硬化性化合物及熱硬化劑。上述黏合劑樹脂較佳為包含可藉由加熱而硬化之硬化性化合物及熱硬化劑。
作為上述熱塑性化合物,可列舉苯氧基樹脂、胺基甲酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂及聚醯胺樹脂等。
上述可藉由加熱而硬化之硬化性化合物可為不會藉由光之照射而發生硬化之硬化性化合物(熱硬化性化合物),亦可為可藉由光之照射與加熱之兩者而硬化之硬化性化合物(光及熱硬化性化合物)。
又,較佳為上述導電材料係可藉由光之照射與加熱之兩者而硬化之導電材料,進而包含可藉由光之照射而硬化之硬化性化合物(光硬化性化合物、或光及熱硬化性化合物)作為上述黏合劑樹脂。上述可藉由光之照射而硬化之硬化性化合物可為不會藉由加熱而發生硬化之硬化性化合物(光硬化性化合物),亦可為可藉由光之照射與加熱之兩者而硬化之硬化性化合物(光及熱硬化性化合物)。上述導電材料較佳為包含光硬化起始劑。上述導電材料較佳為包含光自由基產生劑作為上述光硬化起始劑。上述導電材料較佳為包含熱硬化性化合物且進而包含光硬化性化合物、或光及熱硬化性化合物作為上述硬化性化合物。上述導電材料較佳為包含熱硬化性化合物與光硬化性化合物作為上述硬化性化合物。
又,上述導電材料較佳為包含反應起始溫度不同之2種以上之熱硬化劑。又,反應起始溫度為低溫側之熱硬化劑較佳為熱自由基產生
劑。反應起始溫度為高溫側之熱硬化劑較佳為熱陽離子產生劑。
作為上述硬化性化合物,並無特別限定,可列舉具有不飽和雙鍵之硬化性化合物及具有環氧基或環硫乙烷基之硬化性化合物等。
又,就提高上述導電材料之硬化性,進一步提高電極間之導通可靠性之觀點而言,上述硬化性化合物較佳為包含具有不飽和雙鍵之硬化性化合物,較佳為包含具有(甲基)丙烯醯基之硬化性化合物。上述不飽和雙鍵較佳為(甲基)丙烯醯基。作為上述具有不飽和雙鍵之硬化性化合物,可列舉不具有環氧基或環硫乙烷基且具有不飽和雙鍵之硬化性化合物、及具有環氧基或環硫乙烷基且具有不飽和雙鍵之硬化性化合物。
作為上述具有(甲基)丙烯醯基之硬化性化合物,較佳為使用使(甲基)丙烯酸與具有羥基之化合物進行反應而獲得之酯化合物、使(甲基)丙烯酸與環氧化合物進行反應而獲得之環氧(甲基)丙烯酸酯、或使異氰酸酯與具有羥基之(甲基)丙烯酸衍生物進行反應而獲得之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯等。上述「(甲基)丙烯醯基」係表示丙烯醯基與甲基丙烯醯基。上述「(甲基)丙烯酸系」係表示丙烯酸系與甲基丙烯酸系。上述「(甲基)丙烯酸酯」係表示丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯。
上述使(甲基)丙烯酸與具有羥基之化合物進行反應而獲得之酯化合物並無特別限定。作為該酯化合物,可使用單官能之酯化合物、二官能之酯化合物及三官能以上之酯化合物之任一者。
就提高上述導電材料之硬化性,進一步提高電極間之導通可靠性,進而進一步提高硬化物之接著力之觀點而言,上述導電材料較佳為包含具有不飽和雙鍵與熱硬化性官能基之兩者之硬化性化合物。作為上述熱硬化性官能基,可列舉環氧基、環硫乙烷基及氧雜環丁基等。上述具有不飽和雙鍵與熱硬化性官能基之兩者之硬化性化合物較佳為具有環氧基或環硫乙烷基且具有不飽和雙鍵之硬化性化合物,較
佳為具有熱硬化性官能基與(甲基)丙烯醯基之兩者之硬化性化合物,較佳為具有環氧基或環硫乙烷基且具有(甲基)丙烯醯基之硬化性化合物。
上述具有環氧基或環硫乙烷基且具有(甲基)丙烯醯基之硬化性化合物較佳為藉由將具有2個以上環氧基或2個以上環硫乙烷基之硬化性化合物之一部分環氧基或一部分環硫乙烷基轉換為(甲基)丙烯醯基而獲得之硬化性化合物。此種硬化性化合物係部分(甲基)丙烯酸酯化環氧化合物或部分(甲基)丙烯酸酯化環硫化合物。
上述硬化性化合物較佳為具有2個以上環氧基或2個以上環硫乙烷基之化合物與(甲基)丙烯酸之反應物。該反應物係藉由依照常法使具有2個以上環氧基或2個以上環硫乙烷基之化合物與(甲基)丙烯酸於鹼性觸媒等觸媒之存在下進行反應而獲得。較佳為環氧基或環硫乙烷基之20%以上轉換(轉化率)為(甲基)丙烯醯基。該轉化率更佳為30%以上,且較佳為80%以下,更佳為70%以下。最佳為環氧基或環硫乙烷基之40%以上且60%以下轉換為(甲基)丙烯醯基。
作為上述部分(甲基)丙烯酸酯化環氧化合物,可列舉雙酚型環氧(甲基)丙烯酸酯、甲酚酚醛清漆型環氧(甲基)丙烯酸酯、羧酸酐改性環氧(甲基)丙烯酸酯、及苯酚酚醛清漆型環氧(甲基)丙烯酸酯等。
作為上述硬化性化合物,亦可使用將具有2個以上環氧基或2個以上環硫乙烷基之苯氧基樹脂之一部分環氧基或一部分環硫乙烷基轉換為(甲基)丙烯醯基而成之改性苯氧基樹脂。即,亦可使用具有環氧基或環硫乙烷基與(甲基)丙烯醯基之改性苯氧基樹脂。
一般而言,上述「苯氧基樹脂」係例如使表鹵醇與二元酚化合物進行反應而獲得之樹脂、或使二元環氧化合物與二元酚化合物進行反應而獲得之樹脂。
又,上述硬化性化合物可為交聯性化合物,亦可為非交聯性化
合物。
作為上述交聯性化合物之具體例,例如可列舉: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、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油甲基丙烯酸酯丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、二乙烯基苯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、及(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯等。
作為上述非交聯性化合物之具體例,可列舉:(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(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)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯及(甲基)丙烯酸十四烷基酯等。
進而,作為上述硬化性化合物,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。
就容易控制上述導電材料之硬化、或進一步提高連接構造體之導通可靠性之觀點而言,上述硬化性化合物較佳為包含具有環氧基或環硫乙烷基之硬化性化合物。具有環氧基之硬化性化合物為環氧化合物。具有環硫乙烷基之硬化性化合物為環硫化合物。就提高導電材料之硬化性之觀點而言,於上述硬化性化合物100重量%中,上述具有環氧基或環硫乙烷基之化合物之含量較佳為10重量%以上,更佳為20重量%以上且100重量%以下。亦可使上述硬化性化合物之總量為上述
具有環氧基或環硫乙烷基之硬化性化合物。就使操作性良好且進一步提高連接構造體之導通可靠性之觀點而言,上述具有環氧基或環硫乙烷基之化合物較佳為環氧化合物。
又,上述導電材料較佳為包含具有環氧基或環硫乙烷基之硬化性化合物與具有不飽和雙鍵之硬化性化合物。
上述具有環氧基或環硫乙烷基之硬化性化合物較佳為具有芳香族環。作為上述芳香族環,可列舉:苯環、萘環、蒽環、菲環、稠四苯環、環、聯三伸苯環、苯并蒽環、芘環、稠五苯環、苉環及苝環等。其中,上述芳香族環較佳為苯環、萘環或蒽環,更佳為苯環或萘環。又,萘環由於具有平面結構而可更迅速地硬化,故而較佳。
於併用熱硬化性化合物與光硬化性化合物之情形時,光硬化性化合物與熱硬化性化合物之調配比係根據光硬化性化合物與熱硬化性化合物之種類而適當調整。上述導電材料較佳為以重量比1:99~90:10包含光硬化性化合物與熱硬化性化合物,更佳為以5:95~60:40包含光硬化性化合物與熱硬化性化合物,進而較佳為以10:90~40:60包含光硬化性化合物與熱硬化性化合物。
上述導電材料包含熱硬化劑。該熱硬化劑使上述可藉由加熱而硬化之硬化性化合物硬化。作為該熱硬化劑,可使用先前公知之熱硬化劑。上述熱硬化劑可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述熱硬化劑,可列舉咪唑硬化劑、胺硬化劑、酚硬化劑、多硫醇硬化劑等硫醇硬化劑、熱陽離子產生劑、酸酐及熱自由基產生劑等。其中,就可使導電材料以低溫更迅速地硬化而言,較佳為咪唑硬化劑、硫醇硬化劑或胺硬化劑。又,就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提高而言,較佳為潛伏性硬化劑。潛伏性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。該等熱硬化劑可僅使用1種,亦可併用2種以
上。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。
作為上述咪唑硬化劑,並無特別限定,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。
作為上述硫醇硬化劑,並無特別限定,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。
作為上述胺硬化劑,並無特別限定,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。
作為上述熱陽離子產生劑,可列舉:錪系陽離子硬化劑、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,可列舉六氟磷酸雙(4-第三丁基苯基)錪等。作為上述系陽離子硬化劑,可列舉四氟硼酸三甲基等。作為上述鋶系陽離子硬化劑,可列舉六氟磷酸三對甲苯基鋶等。
就去除形成於焊料表面或電極表面之氧化膜,易於形成與上下電極之金屬接合,進一步提高連接可靠性之觀點而言,上述熱硬化劑較佳為包含熱陽離子產生劑。
上述熱硬化劑之含量並無特別限定。相對於上述可藉由加熱而硬化之硬化性化合物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,且較佳為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,則容易使導電材料充分硬化。若熱硬化劑之含量為上述
上限以下,則於硬化後不易殘留未參與硬化之剩餘之熱硬化劑,且硬化物之耐熱性進一步提高。
於上述熱硬化劑包含熱陽離子產生劑之情形時,相對於上述可藉由加熱而硬化之硬化性化合物100重量份,上述熱陽離子產生劑之含量較佳為0.01重量份以上,更佳為0.05重量份以上,且較佳為10重量份以下,更佳為5重量份以下。若上述熱陽離子產生劑之含量為上述下限以上及上述上限以下,則硬化性組成物充分地熱硬化。
上述導電材料較佳為包含光硬化起始劑。該光硬化起始劑並無特別限定。作為上述光硬化起始劑,可使用先前公知之光硬化起始劑。就進一步提高電極間之導通可靠性及連接構造體之連接可靠性之觀點而言,上述導電材料較佳為包含光自由基產生劑。上述光硬化起始劑可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述光硬化起始劑,並無特別限定,可列舉:苯乙酮光硬化起始劑(苯乙酮光自由基產生劑)、二苯甲酮光硬化起始劑(二苯甲酮光自由基產生劑)、9-氧硫、縮酮光硬化起始劑(縮酮光自由基產生劑)、鹵代酮、醯基膦氧化物及醯基磷酸酯等。
作為上述苯乙酮光硬化起始劑之具體例,可列舉:4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、及2-羥基-2-環己基苯乙酮等。作為上述縮酮光硬化起始劑之具體例,可列舉苯偶醯二甲基縮酮等。
上述光硬化起始劑之含量並無特別限定。相對於可藉由光之照射而硬化之硬化性化合物100重量份,上述光硬化起始劑之含量(於光硬化起始劑為光自由基產生劑之情形時為光自由基產生劑之含量)較佳為0.1重量份以上,更佳為0.2重量份以上,且較佳為2重量份以下,更佳為1重量份以下。若上述光硬化起始劑之含量為上述下限以上及
上述上限以下,則可使導電材料適度地光硬化。藉由對導電材料照射光而B階段化,可抑制導電材料之流動。
上述導電材料較佳為包含熱自由基產生劑。該熱自由基產生劑並無特別限定。作為上述熱自由基產生劑,可使用先前公知之熱自由基產生劑。藉由使用熱自由基產生劑,電極間之導通可靠性及連接構造體之連接可靠性進一步提高。上述熱自由基產生劑可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述熱自由基產生劑,並無特別限定,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,可列舉過氧化二第三丁基及過氧化甲基乙基酮等。
相對於可藉由加熱而硬化之硬化性化合物100重量份,上述熱自由基產生劑之含量較佳為0.1重量份以上,更佳為0.2重量份以上,且較佳為5重量份以下,更佳為3重量份以下。若上述熱自由基產生劑之含量為上述下限以上及上述上限以下,則可使導電材料適度地熱硬化。藉由使導電材料B階段化,可抑制導電材料之流動,進而可抑制接合時產生空隙。
上述導電材料較佳為包含助焊劑。又,藉由使用該助焊劑,而不易於焊料表面形成氧化膜,進而可有效地去除形成於焊料表面或電極表面之氧化膜。其結果,連接構造體之導通可靠性進一步提高。再者,上述導電材料亦可未必包含助焊劑。
上述助焊劑並無特別限定。作為該助焊劑,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。
上述助焊劑可僅使用1種,亦可併用2種以上。
作為上述熔鹽,可列舉氯化銨等。作為上述有機酸,可列舉乳酸、檸檬酸、硬脂酸及麩胺酸等。作為上述松脂,可列舉活化松脂及非活化松脂等。上述助焊劑較佳為松脂。藉由使用松脂,電極間之連接電阻進一步降低。
上述松脂係以松香酸作為主成分之松脂類。上述助焊劑較佳為松脂類,更佳為松香酸。藉由使用該較佳之助焊劑,電極間之連接電阻進一步降低。
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,且較佳為30重量%以下,更佳為25重量%以下。若上述助焊劑之含量為上述下限以上及上限以下,則更不易於焊料表面形成氧化膜,進而可更有效地去除形成於焊料表面或電極表面之氧化膜。又,若上述助焊劑之含量為上述下限以上,則更有效地表現出助焊劑之添加効果。若上述助焊劑之含量為上述上限以下,則硬化物之吸濕性進一步降低,連接構造體之可靠性進一步提高。
就進一步抑制連接構造體中之空隙產生之觀點而言,較佳為上述導電材料不含上述助焊劑、或上述導電材料含有上述助焊劑且上述導電材料100重量%中之上述助焊劑之含量為25重量%以下。就進一步抑制連接構造體中之空隙產生之觀點而言,上述導電材料中之上述助焊劑之含量越少越佳。就進一步抑制連接構造體中之空隙產生之觀點而言,上述導電材料中之上述助焊劑之含量更佳為15重量%以下,進而較佳為10重量%以下,尤佳為5重量%以下,最佳為1重量%以下。
上述導電材料較佳為包含填料。藉由使用填料,導電材料之硬化物之熱線膨脹率降低。作為上述填料之具體例,可列舉:二氧化矽、氮化鋁、氧化鋁、玻璃、氮化硼、氮化矽、聚矽氧、碳、石墨、石墨烯及滑石等。填料可僅使用1種,亦可併用2種以上。若使用導熱率較高之填料,則正式硬化時間縮短。
上述導電材料亦可包含溶劑。藉由使用該溶劑,可容易地調整導電材料之黏度。作為上述溶劑,例如可列舉乙酸乙酯、甲基溶纖素、甲苯、丙酮、甲基乙基酮、環己烷、正己烷、四氫呋喃及二乙醚等。
(導電性粒子及導電材料之詳細情況及用途)
上述導電材料較佳為各向異性導電材料。上述導電材料較佳為膏狀或膜狀之導電材料,更佳為膏狀之導電材料。膏狀之導電材料為導電膏。膜狀之導電材料為導電膜。於導電材料為導電膜之情形時,亦可於含有導電性粒子之導電膜積層不含導電性粒子之膜。
上述導電材料較佳為導電膏且以膏狀之狀態塗佈於連接對象構件上。上述導電材料較佳地用於電極間之電性連接。上述導電材料較佳為電路連接材料。
上述導電膏之25℃下之黏度較佳為3Pa‧s以上,更佳為5Pa‧s以上,且較佳為500Pa‧s以下,更佳為300Pa‧s以下。若上述黏度為上述下限以上,則可抑制導電膏中之導電性粒子之沈澱。若上述黏度為上述上限以下,則導電性粒子之分散性進一步提高。只要塗佈前之上述導電膏之上述黏度為上述範圍內,則可於在第1連接對象構件上塗佈導電膏後進一步抑制硬化前之導電膏之流動,進而更不易產生空隙。
上述導電性粒子較佳為用於連接具有銅電極之連接對象構件之導電性粒子。上述導電材料較佳為用於連接具有銅電極之連接對象構件之導電材料。於銅電極之表面極易形成氧化膜。對此,由於在上述導電性粒子之焊料之表面共價鍵結有含羧基之基,故而可有效地去除銅電極表面之氧化膜,可提高連接構造體之導通可靠性。
上述導電性粒子及上述導電材料可用於接著各種連接對象構件。上述導電材料較佳地用於獲得將第1、第2連接對象構件電性連接
而成之連接構造體。
圖4中模式性地以剖視圖表示使用本發明之第1實施形態之導電性粒子之連接構造體之一例。
圖4所示之連接構造體21具備第1連接對象構件22、第2連接對象構件23、及將第1、第2連接對象構件22、23電性連接之連接部24。連接部24之材料係含有導電性粒子1之導電材料(各向異性導電材料等)。連接部24之材料亦可為導電性粒子1。連接部24係由含有導電性粒子1之導電材料(各向異性導電材料等)形成。連接部24亦可由導電性粒子1形成。於此情形時,導電性粒子1本身成為連接部。又,亦可使用導電性粒子11、16等代替導電性粒子1。
第1連接對象構件22於表面22a具有複數個第1電極22b。第2連接對象構件23於表面23a具有複數個第2電極23b。第1電極22b與第2電極23b藉由1個或複數個導電性粒子1而電性連接。因此,第1、第2連接對象構件22、23藉由導電性粒子1而電性連接。
上述連接構造體之製造方法並無特別限定。作為該連接構造體之製造方法之一例,可列舉於上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件之間配置上述導電材料,獲得積層體後對該積層體進行加熱及加壓之方法等。藉由加熱及加壓,導電性粒子1之焊料層5熔融而藉由該導電性粒子1將電極間電性連接。進而,於黏合劑樹脂含有熱硬化性化合物之情形時,黏合劑樹脂硬化,藉由硬化之黏合劑樹脂而將第1、第2連接對象構件22、23連接。上述加壓之壓力為9.8×104~4.9×106Pa左右。上述加熱之溫度為120~220℃左右。
圖5係將圖4所示之連接構造體21中之導電性粒子1與第1、第2電極22b、23b之連接部分放大而以前視剖視圖表示。如圖5所示,於連接構造體21中,藉由對上述積層體進行加熱及加壓,導電性粒子1之焊料層5熔融後,熔融之焊料層部分5a與第1、第2電極22b、23b充分
接觸。即,藉由使用表面層為焊料層5之導電性粒子1,與使用導電層之表面層為鎳、金或銅等金屬之導電性粒子之情形相比,可增大導電性粒子1與電極22b、23b之接觸面積。因此,可提高連接構造體21之導通可靠性。再者,一般藉由加熱,助焊劑會逐漸失活。又,可使第1導電層4與第1電極22b及第2電極23b接觸。
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、電容器及二極體等電子零件、以及印刷基板、可撓性印刷基板、玻璃環氧基板及玻璃基板等電路基板等電子零件等。上述導電材料較佳為用於連接電子零件之導電材料。上述導電材料較佳為液狀且以液狀之狀態塗敷於連接對象構件之上表面之導電材料。
就進一步提高電極間之導通可靠性之觀點而言,關於連接構造體中之連接部中之焊料部之配置狀態,較佳為沿上述第1電極、上述連接部、上述第2電極之積層方向觀察上述第1電極與上述第2電極之相對向之部分時,於上述第1電極與上述第2電極之相對向之部分之面積100%中之50%以上(較佳為60%以上,更佳為70%以上,進而較佳為80%以上,尤佳為90%以上,最佳為100%)配置有上述焊料部。
就進一步提高電極間之導通可靠性之觀點而言,關於連接構造體中之連接部中之焊料部之配置狀態,沿與上述第1電極、上述連接部、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電極之相對向之部分時,於上述連接部中之上述焊料部100%中,配置於上述第1電極與上述第2電極之相對向之部分的上述連接部中之上述焊料部之比率較佳為70%以上,更佳為80%以上,進而較佳為90%以上,尤佳為95%以上,最佳為99%以上。
作為設置於上述連接對象構件之電極,可列舉金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、銀電極、SUS(Steel Use Stainless,不
鏽鋼)電極、鉬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,可列舉摻雜有三價金屬元素之氧化銦及摻雜有三價金屬元素之氧化鋅等。作為上述三價金屬元素,可列舉Sn、Al及Ga等。
上述第1電極或上述第2電極較佳為銅電極。較佳為上述第1電極及上述第2電極之兩者均為銅電極。
以下,列舉實施例及比較例對本發明具體地說明。本發明並不僅限定於以下之實施例。
於實施例、比較例及參考例中使用以下材料。
(黏合劑樹脂)
熱硬化性化合物1(雙酚A型環氧化合物,三菱化學公司製造之「YL980」)
熱硬化性化合物2(環氧樹脂,DIC公司製造之「EXA-4850-150」)
熱硬化劑A(咪唑化合物,四國化成工業公司製造之「2P-4MZ」)
接著賦予劑:信越化學工業公司製造之「KBE-403」
助焊劑: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:
將SnBi焊料粒子(三井金屬公司製造之「DS-10」,平均粒徑(中值徑)12μm)200g、具有異氰酸酯基之矽烷偶合劑(信越化學工業公司製造之「KBE-9007」)10g、丙酮70g稱量於三口燒瓶中。一面於室溫
下攪拌一面添加作為焊料粒子表面之羥基與異氰酸酯基之反應觸媒之月桂酸二丁基錫0.25g,於攪拌下在氮氣環境下以60℃加熱30分鐘。其後,添加甲醇50g,於攪拌下在氮氣環境下以60℃加熱10分鐘。
其後,冷卻至室溫,利用濾紙對焊料粒子進行過濾,並藉由真空乾燥而於室溫下進行1小時脫溶劑。
將上述焊料粒子投入至三口燒瓶,添加丙酮70g、己二酸單乙酯30g、作為酯交換反應觸媒之氧化單丁基錫0.5g,於攪拌下在氮氣環境下在60℃下反應1小時。
藉此,藉由酯交換反應使己二酸單乙酯之酯基與源自矽烷偶合劑之矽烷醇基進行反應,而進行共價鍵結。
其後,追加己二酸10g,並於60℃下反應1小時,藉此,對己二酸單乙酯之未與矽烷醇基反應之殘留乙酯基加成己二酸。
其後,冷卻至室溫,利用濾紙對焊料粒子進行過濾,並於濾紙上利用己烷清洗焊料粒子,將未反應及以非共價鍵結附著於焊料粒子表面的殘留己二酸單乙酯、己二酸去除後,藉由真空乾燥於室溫下進行1小時脫溶劑。
藉由球磨機將所獲得之焊料粒子壓碎之後,以成為特定之CV(coefficient of variation,變異係數)值之方式選擇篩網。
形成於焊料表面之聚合物之分子量係使用0.1N之鹽酸將焊料溶解後,藉由過濾回收聚合物,藉由GPC(Gel Permeation Chromatography,凝膠滲透層析法)求出重量平均分子量。
又,關於所獲得之焊料粒子之ζ電位,藉由施加超音波而使以陰離子聚合物被覆之焊料粒子0.05g均勻地分散於甲醇10g中。對其使用Beckman Coulter公司製造之「Delsamax PRO」,藉由電泳測定法進行測定。
又,藉由雷射繞射式粒度分佈測定裝置(堀場製作所公司製造之
「LA-920」)測定CV值。
藉此,獲得導電性粒子1。所獲得之導電性粒子1之CV值為20%,表面之ζ電位為0.9mV,聚合物之分子量Mw=9800。
導電性粒子2:
於獲得上述導電性粒子1之步驟中,將己二酸單乙酯變更為戊二酸單乙酯,將己二酸變更為戊二酸,除此以外,以同樣之方式獲得導電性粒子2。所獲得之導電性粒子2之CV值為20%,表面之ζ電位為0.92mV,聚合物之分子量Mw=9600。
導電性粒子3:
於獲得上述導電性粒子1之步驟中,將己二酸單乙酯變更為癸二酸單乙酯,將己二酸變更為癸二酸,除此以外,以同樣之方式獲得導電性粒子3。所獲得之導電性粒子3之CV值為20%,表面之ζ電位為0.88mV,聚合物之分子量Mw=12000。
導電性粒子4:
於獲得上述導電性粒子1之步驟中,將己二酸單乙酯變更為辛二酸單乙酯,將己二酸變更為辛二酸,除此以外,以同樣之方式獲得導電性粒子4。所獲得之導電性粒子4之CV值為20%,表面之ζ電位為0.90mV,聚合物之分子量Mw=9600。
導電性粒子5:
使巰基乙酸10g溶解於甲醇400m1而製作反應液。其次,將SnBi焊料粒子(三井金屬公司製造之「DS-10」,平均粒徑(中值徑)12μm)200g添加至上述反應液,於25℃下攪拌2小時。於利用甲醇進行清洗後對粒子進行過濾,藉此獲得於表面具有(硫代)羧基之焊料粒子。
其次,藉由超純水將重量平均分子量約70000之30%聚伸乙基亞胺P-70溶液(和光純藥工業公司製造)進行稀釋,獲得0.3重量%聚伸乙
基亞胺水溶液。將上述具有(硫代)羧基之焊料粒子200g添加至0.3重量%聚伸乙基亞胺水溶液,於25℃下攪拌15分鐘。其次,對焊料粒子進行過濾,並投入至純水1000g,於25℃下攪拌5分鐘。進一步對焊料粒子進行過濾,藉由1000g超純水進行2次清洗,藉此將未吸附之聚伸乙基亞胺去除。其後,將上述焊料粒子分散於甲醇400ml中,添加己二酸10g,於攪拌下在氮氣環境下在60℃下反應1小時。
其後,冷卻至室溫,利用濾紙對焊料粒子進行過濾,並於濾紙上利用己烷清洗焊料粒子,將未反應及以非共價鍵結附著於焊料粒子表面之殘留己二酸去除後,藉由真空乾燥於室溫下進行1小時脫溶劑。
藉由球磨機將所獲得之焊料粒子壓碎後,以成為特定之CV值之方式選擇篩網。所獲得之導電性粒子5之CV值為20%,表面之ζ電位為0.60mV。
導電性粒子6:
使聚丙烯酸(東亞合成公司製造之「AC-10P」)150g溶解於甲醇400ml而製作反應液。其次,將SnBi焊料粒子(三井金屬公司製造之「DS-10」,平均粒徑(中值徑)12μm)200g添加至上述反應液,於25℃下攪拌2小時。於利用甲醇進行清洗後對粒子進行過濾,藉此獲得於表面具有聚丙烯酸之焊料粒子。
其次,藉由超純水將重量平均分子量約70000之30%聚伸乙基亞胺P-70溶液(和光純藥工業公司製造)進行稀釋,獲得0.3重量%聚伸乙基亞胺水溶液。將上述具有羧基之焊料粒子200g添加至0.3重量%聚伸乙基亞胺水溶液,於25℃下攪拌15分鐘。其次,對焊料粒子進行過濾,投入至純水1000g,於25℃下攪拌5分鐘。進一步對焊料粒子進行過濾,藉由1000g超純水進行2次清洗,藉此將未吸附之聚伸乙基亞胺去除。其後,將上述焊料粒子分散於甲醇400ml中,添加己二酸
10g,於攪拌下在氮氣環境下在60℃下反應1小時。
其後,冷卻至室溫,利用濾紙對焊料粒子進行過濾,並於濾紙上利用己烷清洗焊料粒子,將未反應及以非共價鍵結附著於焊料粒子表面之殘留己二酸去除後,藉由真空乾燥於室溫下進行1小時脫溶劑。
藉由球磨機將所獲得之焊料粒子壓碎後,以成為特定之CV值之方式選擇篩網。所獲得之導電性粒子6之CV值為20%,表面之ζ電位為0.70mV。
導電性粒子A:SnBi焊料粒子(三井金屬公司製造之「DS-10」,平均粒徑(中值徑)12μm)
導電性粒子B(樹脂芯焊料被覆粒子,按照下述程序製作):
對二乙烯基苯樹脂粒子(積水化學工業公司製造之「Micropearl SP-210」,平均粒徑10μm,軟化點330℃,10%K值(23℃)3.8GPa)進行無電鍍鎳,於樹脂粒子之表面上形成厚度0.1μm之基底鍍鎳層。繼而,對形成有基底鍍鎳層之樹脂粒子進行電解鍍銅,形成厚度1μm之銅層。進而,使用含有錫及鉍之電解鍍敷液進行電解鍍敷,形成厚度2μm之焊料層。如此,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2μm之焊料層(錫:鉍=43重量%:57重量%)的處理前導電性粒子(平均粒徑16μm,CV值20%,樹脂芯焊料被覆粒子)。
其次,使用作為觸媒之對甲苯磺酸將所獲得之處理前導電性粒子與戊二酸(具有2個羧基之化合物,和光純藥工業公司製造之「戊二酸」)一面於甲苯溶劑中在90℃下進行脫水一面攪拌8小時,藉此,獲得於焊料之表面共價鍵結有含羧基之基之導電性粒子。將該導電性粒子稱為導電性粒子B。
(實施例1~9及比較例1、2)
以下述表1所示之調配量調配下述表1所示之成分,獲得各向異性導電膏。
(評價)
(1)連接構造體A之製作
準備於上表面具有L/S為100μm/100μm之銅電極圖案(銅電極之厚度10μm)之玻璃環氧基板(FR-4基板)。又,準備於下表面具有L/S為100μm/100μm之銅電極圖案(銅電極之厚度10μm)之可撓性印刷基板。
玻璃環氧基板與可撓性印刷基板之重疊面積係設為1.5cm×4mm,所連接之電極數係設為75對。
於上述玻璃環氧基板之上表面,以厚度成為50μm之方式塗敷剛製作後之各向異性導電膏,形成各向異性導電膏層。此時,對含有溶劑之各向異性導電膏進行溶劑乾燥。其次,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上述可撓性印刷基板。其後,一面以各向異性導電膏層之溫度成為185℃之方式調整加壓加熱頭之溫度,一面於半導體晶片之上表面載置加壓加熱頭,施加2.0MPa之壓力,使焊料熔融且使各向異性導電膏層以185℃硬化,而獲得連接構造體A。
(2)連接構造體B之製作
將連接構造體A中所準備之上述玻璃環氧基板於230℃下暴露40秒以上,使銅電極氧化。除使用氧化後之玻璃環氧基板以外,以與連接構造體A同樣之方式獲得連接構造體B。
(3)連接構造體C之製作
於上述連接構造體B之製作中,將玻璃環氧基板之電極之材質自銅變更為鋁,除此以外,以同樣之方式獲得連接構造體C。
(4)連接構造體D之製作
於上述連接構造體B之製作中,將玻璃環氧基板之銅電極變更為利用Glicoat-SMD F2(四國化成工業公司製造)進行了預助焊劑(OSP:Organic Solderability Preservative,有機可焊性保護劑)處理之銅電極,除此以外,以同樣之方式獲得連接構造體D。
(5)上下電極間之導通試驗
藉由四端子法分別測定所獲得之連接構造體A~D之上下電極間之連接電阻。算出2個連接電阻之平均值。再者,根據電壓=電流×電阻之關係,可藉由測定流通恆定電流時之電壓而求出連接電阻。根據下述基準判定導通試驗。再者,連接構造體B之電極之氧化物較連接構造體A多量,因此有連接電阻容易變高之傾向。
[導通試驗之判定基準]
○○:連接電阻之平均值為8.0Ω以下
○:連接電阻之平均值超過8.0Ω且為10.0Ω以下
△:連接電阻之平均值超過10.0Ω且為15.0Ω以下
×:連接電阻之平均值超過15.0Ω
(6)空隙之有無
於所獲得之連接構造體A~D中,自透明玻璃基板之下表面側以目視觀察於由各向異性導電膏層所形成之硬化物層是否產生空隙。根據下述基準判定有無空隙。再者,連接構造體B之電極之氧化物較連接構造體A多量,因此有容易產生空隙之傾向。
[有無空隙之判定基準]
○○:無空隙
○:有1處較小之空隙
△:有2處以上較小之空隙
×:有較大之空隙且使用上存在問題
(7)電極上之焊料之配置精度1
關於所獲得之連接構造體A~D,對沿第1電極、連接部、第2電極之積層方向觀察第1電極與第2電極之相對向之部分時,第1電極與第2電極之相對向之部分之面積100%中配置有連接部中之焊料部之面積之比率X進行評價。根據下述基準判定電極上之焊料之配置精度1。
[電極上之焊料之配置精度1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%
(8)電極上之焊料之配置精度2
關於所獲得之連接構造體,對沿與第1電極、連接部、第2電極之積層方向正交之方向觀察第1電極與第2電極之相對向之部分時,連接部中之焊料部100%中配置於第1電極與第2電極之相對向之部分的連接部中之焊料部之比率Y進行評價。根據下述基準判定電極上之焊料之配置精度2。
[電極上之焊料之配置精度2之判定基準]
○○:比率Y為99%以上
○:比率Y為90%以上且未達99%
△:比率Y為70%以上且未達90%
×:比率Y未達70%
將結果示於下述表1。
再者,雖然例示了使用焊料粒子之實施例,但關於具備基材粒子、配置於該基材粒子之表面上之焊料層、及配置於該基材粒子與該焊料層之間之第1導電層,且藉由上述焊料層而於導電性部分之表面具有上述焊料的導電性粒子,亦確認到發揮本發明之效果。但焊料粒子之上述電極上之焊料之配置精度1、2之評價結果更優異。
Claims (17)
- 一種導電性粒子,其係於導電性部分之表面具有焊料者,且於焊料之表面經由含有下述式(X)所表示之基之基而鍵結有具有至少1個羧基之基,
- 如請求項1之導電性粒子,其中上述式(X)所表示之基之碳原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於焊料之表面。
- 如請求項2之導電性粒子,其中上述式(X)所表示之基之碳原子直接共價鍵結於焊料之表面。
- 如請求項1或2之導電性粒子,其中上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於上述具有至少1個羧基之基。
- 如請求項3之導電性粒子,其中上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於上述具有至少1個羧基之基。
- 如請求項4之導電性粒子,其中上述具有至少1個羧基之基具有矽原子,且上述式(X)所表示之基之氮原子直接共價鍵結或經由有機基而鍵結於上述具有至少1個羧基之基之矽原子。
- 如請求項1至3中任一項之導電性粒子,其中上述具有至少1個羧基之基具有複數個羧基。
- 如請求項1至3中任一項之導電性粒子,其中上述具有至少1個羧基之基係藉由使用具有羧基之矽烷偶合劑之反應而導入、或藉由於使用矽烷偶合劑之反應後使具有至少1個羧基之化合物與源自矽烷偶合劑之基進行反應而導入。
- 如請求項1至3中任一項之導電性粒子,其係藉由使用異氰酸酯化合物,使焊料表面之羥基與上述異氰酸酯化合物進行反應後,與具有至少1個羧基之化合物進行反應而獲得。
- 如請求項9之導電性粒子,其中上述具有至少1個羧基之化合物具有複數個羧基。
- 如請求項1至3中任一項之導電性粒子,其包括:基材粒子;及焊料層,其配置於上述基材粒子之表面上;且藉由上述焊料層而於導電性部分之表面具有上述焊料。
- 如請求項11之導電性粒子,其進而包括配置於上述基材粒子與上述焊料層之間之第1導電層,且於上述第1導電層之外表面上配置有上述焊料層。
- 如請求項1至3中任一項之導電性粒子,其係分散於黏合劑樹脂中而用作導電材料。
- 一種導電性粒子之製造方法,其係如請求項1至13中任一項之導電性粒子之製造方法,且其使用導電性部分之表面具有焊料之導電性粒子,且使用異氰酸酯化合物,使焊料表面之羥基與上述異氰酸酯化合物進行反應後,與具有至少1個羧基之化合物進行反應,而獲得於焊料之表面經由下述式(X)所表示之基而鍵結有具有至少1個羧基之基的導電性粒子,
- 一種導電材料,其包含如請求項1至13中任一項之導電性粒子及黏合劑樹脂。
- 如請求項15之導電材料,其中上述導電性粒子之含量為1重量%以上且80重量%以下。
- 一種連接構造體,其包括:第1連接對象構件,其於表面具有第1電極;第2連接對象構件,其於表面具有第2電極;及連接部,其將上述第1連接對象構件與上述第2連接對象構件連接;上述連接部之材料為如請求項1至13中任一項之導電性粒子、或包含上述導電性粒子及黏合劑樹脂之導電材料;且上述第1電極與上述第2電極係藉由上述導電性粒子而電性連接。
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