JP2019099610A - Production method of connection structure, conductive material and connection structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、はんだ粒子を含む導電材料に関する。また、本発明は、上記導電材料を用いた接続構造体及び接続構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a conductive material comprising solder particles. The present invention also relates to a connection structure using the conductive material and a method of manufacturing the connection structure.
異方性導電ペースト及び異方性導電フィルム等の異方性導電材料が広く知られている。上記異方性導電材料では、バインダー樹脂中に導電性粒子が分散されている。 Anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive paste and anisotropic conductive film are widely known. In the anisotropic conductive material, conductive particles are dispersed in a binder resin.
上記異方性導電材料は、各種の接続構造体を得るために使用されている。上記異方性導電材料による接続としては、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続(FOG(Film on Glass))、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続(COF(Chip on Film))、半導体チップとガラス基板との接続(COG(Chip on Glass))、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続(FOB(Film on Board))等が挙げられる。 The anisotropic conductive material is used to obtain various connection structures. As the connection by the anisotropic conductive material, for example, connection of a flexible printed substrate and a glass substrate (FOG (Film on Glass)), connection of a semiconductor chip and a flexible printed substrate (COF (Chip on Film)), semiconductor The connection between a chip and a glass substrate (COG (Chip on Glass)), the connection between a flexible printed substrate and a glass epoxy substrate (FOB (Film on Board)), and the like can be mentioned.
上記異方性導電材料により、例えば、フレキシブルプリント基板の電極とガラスエポキシ基板の電極とを電気的に接続する際には、ガラスエポキシ基板上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を配置する。次に、フレキシブルプリント基板を積層して、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、導電性粒子を介して電極間を電気的に接続して、接続構造体を得る。 For example, when electrically connecting an electrode of a flexible printed board and an electrode of a glass epoxy board with the above-mentioned anisotropic conductive material, an anisotropic conductive material containing conductive particles is arranged on the glass epoxy board Do. Next, the flexible printed circuit is laminated, and heated and pressurized. Thus, the anisotropic conductive material is cured to electrically connect the electrodes via the conductive particles to obtain a connection structure.
下記の特許文献1には、10wt%〜90wt%のSnBi系はんだ粉末を含む導電性接着剤が開示されている。上記SnBi系はんだ粉末は、粒子径が20μm〜30μmのはんだ粒子と、粒子径が8μm〜12μmのはんだ粒子とから構成されている。はんだ粉末全体100wt%中、粒子径が20μm〜30μmのはんだ粒子の含有量は40wt%〜90wt%である。はんだ粉末の残部が、粒子径が8μm〜12μmのはんだ粒子である。 Patent Document 1 below discloses a conductive adhesive containing 10 wt% to 90 wt% of SnBi-based solder powder. The SnBi-based solder powder is composed of solder particles with a particle diameter of 20 μm to 30 μm and solder particles with a particle diameter of 8 μm to 12 μm. The content of solder particles having a particle diameter of 20 μm to 30 μm is 40 wt% to 90 wt% in 100 wt% of the entire solder powder. The remainder of the solder powder is solder particles having a particle diameter of 8 μm to 12 μm.
導電材料は、2つの部材の表面に位置する電極間に位置する接続部を形成するために用いられている。上記接続部においては、電極間の導通信頼性を高めるために、接続部の厚さ(電極間の間隔)を高精度に制御することが必要となる。しかしながら、はんだ粒子や、はんだ層を表面に有する導電性粒子を含む従来の導電材料では、2つの部材間に導電材料が配置された後、一定時間放置された場合に、部材の自重により接続部が圧縮されるため、接続部の厚さ(電極間の間隔)が変動しやすく、該厚さを制御することは困難である。結果として、接続されるべき電極間の導通信頼性を十分に高めることができないことがある。 The conductive material is used to form a connection located between the electrodes located on the surface of the two members. In the connection portion, in order to increase the reliability of conduction between the electrodes, it is necessary to control the thickness of the connection portion (the distance between the electrodes) with high accuracy. However, in a conventional conductive material containing solder particles or conductive particles having a solder layer on the surface, the connection portion is caused by the weight of the members when the conductive material is placed between the two members and then left for a certain time. The thickness of the connection (the distance between the electrodes) tends to vary, and it is difficult to control the thickness. As a result, the conduction reliability between the electrodes to be connected may not be sufficiently improved.
本発明の目的は、部材間の間隔を高精度に制御することができ、さらに、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる導電材料を提供することである。また、本発明の目的は、上記導電材料を用いた接続構造体及び接続構造体の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a conductive material capable of controlling the distance between members with high accuracy and further effectively improving the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected. . Moreover, the objective of this invention is providing the manufacturing method of the connection structure which used the said electrically-conductive material, and a connection structure.
本発明者らは、接続部の厚さ(電極間の間隔)を高精度に制御するという課題に対して、特定のスペーサを含む導電材料の新たな構成を見出した。 The inventors of the present invention have found a new configuration of a conductive material including a specific spacer for the problem of controlling the thickness of the connection (the distance between the electrodes) with high accuracy.
本発明の広い局面によれば、熱硬化性成分と、第1のスペーサと、前記第1のスペーサよりも小さい粒子径を有するはんだ粒子とを含む導電材料を用いて、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、前記導電材料を配置する第1の配置工程と、前記導電材料の前記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するように配置する第2の配置工程と、前記はんだ粒子の融点以上に前記導電材料を加熱することで、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、前記導電材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記接続部中のはんだ部により電気的に接続する接続工程とを備え、前記第2の配置工程において、前記第1のスペーサにより前記第1の電極と前記第2の電極との間隔を制御し、前記接続工程において、前記第1のスペーサにより前記第1の電極と前記第2の電極との間隔が制御されなくなるように、前記第1のスペーサの形状を変化させる、接続構造体の製造方法が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, the first electrode is surfaced using a conductive material including a thermosetting component, a first spacer, and solder particles having a particle diameter smaller than the first spacer. A first disposing step of disposing the conductive material on a surface of a first connection target member, and a second electrode on a surface of the conductive material opposite to the first connection target member side. A second disposing step of disposing a second connection target member having a surface on the surface so that the first electrode and the second electrode face each other, and heating the conductive material above the melting point of the solder particles The connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member is formed of the conductive material, and the first electrode and the second electrode And a connecting step of electrically connecting the In the second arrangement step, the distance between the first electrode and the second electrode is controlled by the first spacer, and in the connection step, the first spacer is used to control the distance between the first electrode and the second electrode. A method of manufacturing a connection structure is provided, in which the shape of the first spacer is changed such that the distance from the second electrode is not controlled.
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記第1のスペーサの融点が、30℃以上、前記はんだ粒子の融点+20℃以下である。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the melting point of the first spacer is 30 ° C. or more and the melting point of the solder particles + 20 ° C. or less.
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記第1のスペーサの粒子径の、前記はんだ粒子の粒子径に対する比が、1.5を超える。 In a particular aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the solder particles is more than 1.5.
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記導電材料において、前記はんだ粒子と前記第1のスペーサとの合計100重量%中、前記第1のスペーサの含有量が、35重量%未満である。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, in the conductive material, the content of the first spacer is 35% of the total 100% by weight of the solder particles and the first spacer. It is less than weight percent.
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記第1のスペーサの粒子径が、30μm以上である。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the particle diameter of the first spacer is 30 μm or more.
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記導電材料が、第2のスペーサを含み、前記第2のスペーサの粒子径が、前記第1のスペーサの粒子径よりも小さく、前記接続工程において、前記第2のスペーサが前記第1の電極と前記第2の電極との間隔を制御する。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the conductive material includes a second spacer, and the particle diameter of the second spacer is smaller than the particle diameter of the first spacer. In the connecting step, the second spacer controls the distance between the first electrode and the second electrode.
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記第2のスペーサの粒子径が、20μm以上、100μm以下である。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the particle diameter of the second spacer is 20 μm or more and 100 μm or less.
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記第1の電極と前記接続部と前記第2の電極との積層方向に前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、前記接続部中のはんだ部が配置されている接続構造体を得る。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode are arranged in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode. A connection in which the solder portion in the connection portion is arranged in 50% or more of the area 100% of the opposing portion of the first electrode and the second electrode when the opposing portion is viewed. Get the structure.
本発明の広い局面によれば、熱硬化性成分と、第1のスペーサと、前記第1のスペーサよりも小さい粒子径を有するはんだ粒子とを含む導電材料であり、前記第1のスペーサの融点が、30℃以上、前記はんだ粒子の融点+20℃以下であり、前記第1のスペーサの粒子径の、前記はんだ粒子の粒子径に対する比が、1.5を超え、前記はんだ粒子と前記第1のスペーサとの合計100重量%中、前記第1のスペーサの含有量が、35重量%未満である、導電材料が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, it is a conductive material comprising a thermosetting component, a first spacer, and solder particles having a particle size smaller than the first spacer, wherein the melting point of the first spacer Is 30 ° C. or more, and the melting point of the solder particles is + 20 ° C. or less, and the ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the solder particles exceeds 1.5, and the solder particles and the first The conductive material is provided, wherein the content of the first spacer is less than 35% by weight in a total of 100% by weight of the spacer.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記第1のスペーサの粒子径が、30μm以上である。 In a specific aspect of the conductive material according to the present invention, the particle diameter of the first spacer is 30 μm or more.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料が第2のスペーサを含み、前記第2のスペーサの粒子径が、前記第1のスペーサの粒子径よりも小さい。 In one specific aspect of the conductive material according to the present invention, the conductive material includes a second spacer, and the particle diameter of the second spacer is smaller than the particle diameter of the first spacer.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記第2のスペーサの粒子径が、20μm以上、100μm以下である。 In a specific aspect of the conductive material according to the present invention, the particle diameter of the second spacer is 20 μm or more and 100 μm or less.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料が、導電ペーストである。 In a specific aspect of the conductive material according to the present invention, the conductive material is a conductive paste.
本発明の広い局面によれば、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、前記第1の接続対象部材と、前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、前記接続部の材料が、上述した導電材料であり、前記第1の電極と前記第2の電極とが、前記接続部中のはんだ部により電気的に接続されている、接続構造体が提供される。 According to a broad aspect of the present invention, a first connection target member having a first electrode on the surface, a second connection target member having a second electrode on the surface, and the first connection target member And a connection portion connecting the second connection target member, the material of the connection portion is the above-described conductive material, and the first electrode and the second electrode are the connection portion. A connection structure is provided, which is electrically connected by the solder portion in the inside.
本発明に係る接続構造体のある特定の局面では、前記第1の電極と前記接続部と前記第2の電極との積層方向に前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、前記接続部中のはんだ部が配置されている。 In a specific aspect of the connection structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode face each other in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode. When viewing the portion, the solder portion in the connection portion is disposed in 50% or more of the area 100% of the opposing portion of the first electrode and the second electrode.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、熱硬化性成分と、第1のスペーサと、上記第1のスペーサよりも小さい粒子径を有するはんだ粒子とを含む導電材料を用いて、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、上記導電材料を配置する第1の配置工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記導電材料の上記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、上記第1の電極と上記第2の電極とが対向するように配置する第2の配置工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記はんだ粒子の融点以上に上記導電材料を加熱することで、上記第1の接続対象部材と上記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、上記導電材料により形成し、かつ、上記第1の電極と上記第2の電極とを、上記接続部中のはんだ部により電気的に接続する接続工程とを備える。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の配置工程において、上記第1のスペーサにより上記第1の電極と上記第2の電極との間隔を制御する。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記接続工程において、上記第1のスペーサにより上記第1の電極と上記第2の電極との間隔が制御されなくなるように、上記第1のスペーサの形状を変化させる。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記の構成が備えられているので、部材間の間隔を高精度に制御することができ、さらに、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。 A method of manufacturing a connection structure according to the present invention uses a conductive material including a thermosetting component, a first spacer, and solder particles having a particle diameter smaller than that of the first spacer. A first disposing step of disposing the conductive material on a surface of a first connection target member having an electrode on the surface is provided. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, a second connection target member having a second electrode on the surface is provided on the surface of the conductive material opposite to the first connection target member. A second arrangement step is provided in which one electrode and the second electrode are arranged to face each other. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the first connection target member and the second connection target member are connected by heating the conductive material above the melting point of the solder particles. And a connecting step of electrically connecting the first electrode and the second electrode by the solder portion in the connection portion. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, in the second arrangement step, the distance between the first electrode and the second electrode is controlled by the first spacer. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, in the connection step, the distance between the first electrode and the second electrode is not controlled by the first spacer. Change the shape. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, since the above configuration is provided, the distance between the members can be controlled with high accuracy, and further, the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected Can be effectively enhanced.
本発明に係る導電材料は、熱硬化性成分と、第1のスペーサと、上記第1のスペーサよりも小さい粒子径を有するはんだ粒子とを含む導電材料である。本発明に係る導電材料では、上記第1のスペーサの融点が、30℃以上、上記はんだ粒子の融点+20℃以下である。本発明に係る導電材料では、上記第1のスペーサの粒子径の、上記はんだ粒子の粒子径に対する比が、1.5を超える。本発明に係る導電材料では、上記はんだ粒子と上記第1のスペーサとの合計100重量%中、上記第1のスペーサの含有量は、35重量%未満である。本発明に係る導電材料では、上記の構成が備えられているので、部材間の間隔を高精度に制御することができ、さらに、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。 The conductive material according to the present invention is a conductive material including a thermosetting component, a first spacer, and solder particles having a particle diameter smaller than that of the first spacer. In the conductive material according to the present invention, the melting point of the first spacer is 30 ° C. or more and the melting point of the solder particles + 20 ° C. or less. In the conductive material according to the present invention, the ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the solder particles exceeds 1.5. In the conductive material according to the present invention, the content of the first spacer is less than 35% by weight in 100% by weight of the total of the solder particles and the first spacer. In the conductive material according to the present invention, since the above configuration is provided, the distance between the members can be controlled with high accuracy, and furthermore, the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected can be effectively achieved. It can be enhanced.
以下、本発明の詳細を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(接続構造体及び接続構造体の製造方法)
本発明に係る接続構造体の製造方法は、熱硬化性成分と、第1のスペーサと、上記第1のスペーサよりも小さい粒子径を有するはんだ粒子とを含む導電材料を用いて、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、上記導電材料を配置する第1の配置工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記導電材料の上記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、上記第1の電極と上記第2の電極とが対向するように配置する第2の配置工程を備える。本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記はんだ粒子の融点以上に上記導電材料を加熱することで、上記第1の接続対象部材と上記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、上記導電材料により形成し、かつ、上記第1の電極と上記第2の電極とを、上記接続部中のはんだ部により電気的に接続する接続工程とを備える。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の配置工程において、上記第1のスペーサにより上記第1の電極と上記第2の電極との間隔を制御する。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記接続工程において、上記第1のスペーサにより上記第1の電極と上記第2の電極との間隔が制御されなくなるように、上記第1のスペーサの形状を変化させる。
(Connection structure and manufacturing method of connection structure)
A method of manufacturing a connection structure according to the present invention uses a conductive material including a thermosetting component, a first spacer, and solder particles having a particle diameter smaller than that of the first spacer. A first disposing step of disposing the conductive material on a surface of a first connection target member having an electrode on the surface is provided. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, a second connection target member having a second electrode on the surface is provided on the surface of the conductive material opposite to the first connection target member. A second arrangement step is provided in which one electrode and the second electrode are arranged to face each other. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the first connection target member and the second connection target member are connected by heating the conductive material above the melting point of the solder particles. And a connecting step of electrically connecting the first electrode and the second electrode by the solder portion in the connection portion. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, in the second arrangement step, the distance between the first electrode and the second electrode is controlled by the first spacer. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, in the connection step, the distance between the first electrode and the second electrode is not controlled by the first spacer. Change the shape.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記の構成を備えているので、部材間の間隔を高精度に制御することができ、さらに、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。 Since the method of manufacturing a connection structure according to the present invention has the above-described configuration, the distance between members can be controlled with high accuracy, and further, the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected can be controlled. It can be effectively enhanced.
また、本発明に係る接続構造体及び接続構造体の製造方法では、特定の導電材料を用いているので、はんだ粒子が第1の電極と第2の電極との間に集まりやすく、はんだ粒子を電極(ライン)上に効率的に配置することができる。また、はんだ粒子の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子の量をかなり少なくすることができる。従って、第1の電極と第2の電極との間の導通信頼性を高めることができる。しかも、接続されてはならない横方向に隣接する電極間の電気的な接続を防ぐことができ、絶縁信頼性を高めることができる。 Further, in the connection structure and the method of manufacturing the connection structure according to the present invention, since the specific conductive material is used, the solder particles are easily collected between the first electrode and the second electrode, and the solder particles It can be efficiently arranged on the electrodes (lines). In addition, it is difficult for a portion of the solder particles to be disposed in the area (space) in which the electrode is not formed, and the amount of the solder particle disposed in the area in which the electrode is not formed can be considerably reduced. Therefore, the conduction reliability between the first electrode and the second electrode can be enhanced. Moreover, electrical connection between laterally adjacent electrodes, which should not be connected, can be prevented, and insulation reliability can be enhanced.
また、電極上にはんだを効率的に配置し、かつ電極が形成されていない領域に配置されるはんだの量をかなり少なくするためには、上記導電材料は、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いることが好ましい。 Also, in order to efficiently dispose the solder on the electrode and considerably reduce the amount of solder disposed in the area where the electrode is not formed, the conductive material is not a conductive film but a conductive paste. Is preferred.
電極間でのはんだ部の厚みは、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下である。電極の表面上のはんだ濡れ面積(電極の露出した面積100%中のはんだが接している面積)は、好ましくは50%以上、より好ましくは70%以上であり、好ましくは100%以下である。 The thickness of the solder portion between the electrodes is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less. The solder wet area on the surface of the electrode (the area in contact with the solder in 100% of the exposed area of the electrode) is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and preferably 100% or less.
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記導電材料には、上記第2の接続対象部材の重量が加わることが好ましい。本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記接続部を形成する工程において、上記導電材料には、上記第2の接続対象部材の重量の力を超える加圧圧力は加わらないことが好ましい。これらの場合には、複数のはんだ部において、はんだ量の均一性をより一層高めることができる。さらに、はんだ部の厚みをより一層効果的に厚くすることができ、複数のはんだ粒子が電極間に多く集まりやすくなり、複数のはんだ粒子を電極(ライン)上により一層効率的に配置することができる。また、複数のはんだ粒子の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子の量をより一層少なくすることができる。従って、電極間の導通信頼性をより一層高めることができる。しかも、接続されてはならない横方向に隣接する電極間の電気的な接続をより一層防ぐことができ、絶縁信頼性をより一層高めることができる。 In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, no pressure is applied in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the connection portion, and the second connection is performed on the conductive material. Preferably, the weight of the target member is added. In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the connection portion, the conductive material is controlled by the force of weight of the second connection target member. Preferably, no overpressure is applied. In these cases, the uniformity of the amount of solder can be further improved in the plurality of solder portions. Furthermore, the thickness of the solder portion can be further effectively increased, a plurality of solder particles are easily collected between the electrodes, and the plurality of solder particles can be arranged more efficiently on the electrodes (lines). it can. In addition, some of the plurality of solder particles are difficult to be disposed in the region (space) in which the electrode is not formed, and the amount of solder particles disposed in the region in which the electrode is not formed can be further reduced. Therefore, the conduction reliability between the electrodes can be further enhanced. In addition, the electrical connection between the laterally adjacent electrodes which should not be connected can be further prevented, and the insulation reliability can be further enhanced.
また、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いれば、導電ペーストの塗布量によって、接続部及びはんだ部の厚みを調整することが容易になる。一方で、導電フィルムでは、接続部の厚みを変更したり、調整したりするためには、異なる厚みの導電フィルムを用意したり、所定の厚みの導電フィルムを用意したりしなければならないという問題がある。また、導電フィルムでは、導電ペーストと比べて、はんだの溶融温度で、導電フィルムの溶融粘度を十分に下げることができず、はんだ粒子の凝集が阻害されやすい傾向がある。 In addition, if the conductive paste is used instead of the conductive film, the thickness of the connection portion and the solder portion can be easily adjusted by the application amount of the conductive paste. On the other hand, in the case of the conductive film, in order to change or adjust the thickness of the connection portion, it is necessary to prepare conductive films having different thicknesses or to prepare conductive films having a predetermined thickness. There is. In addition, in the case of the conductive film, compared to the conductive paste, the melt viscosity of the conductive film can not be sufficiently lowered at the melting temperature of the solder, and the aggregation of the solder particles tends to be inhibited.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る導電材料を用いて得られる接続構造体を模式的に示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a connection structure obtained by using a conductive material according to an embodiment of the present invention.
図1に示す接続構造体1は、第1の接続対象部材2と、第2の接続対象部材3と、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している接続部4とを備える。接続部4は、上述した導電材料により形成されている。本実施形態では、上記導電材料は、熱硬化性成分と、第1のスペーサと、上記第1のスペーサよりも小さい粒子径を有するはんだ粒子とを含む。本実施形態では、導電材料として、導電ペーストが用いられている。
The connection structure 1 shown in FIG. 1 is a connection in which the first
接続部4は、複数のはんだ粒子及び第1のスペーサが集まり互いに接合したはんだ部4Aと、熱硬化性化合物が熱硬化された硬化物部4Bとを有する。
The
第1の接続対象部材2は表面(上面)に、複数の第1の電極2aを有する。第2の接続対象部材3は表面(下面)に、複数の第2の電極3aを有する。第1の電極2aと第2の電極3aとが、はんだ部4Aにより電気的に接続されている。従って、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とが、はんだ部4Aにより電気的に接続されている。なお、接続部4において、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まったはんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)では、はんだ粒子は存在しない。はんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)では、はんだ部4Aと離れたはんだ粒子は存在しない。なお、少量であれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まったはんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)に、はんだ粒子が存在していてもよい。
The first
図1に示すように、接続構造体1では、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に、複数のはんだ粒子及び第1のスペーサが集まり、複数のはんだ粒子及び第1のスペーサが溶融した後、はんだ粒子及び第1のスペーサの溶融物が電極の表面を濡れ拡がった後に固化して、はんだ部4Aが形成されている。このため、はんだ部4Aと第1の電極2a、並びにはんだ部4Aと第2の電極3aとの接続面積が大きくなる。すなわち、はんだ粒子を用いることにより、導電性の外表面がニッケル、金又は銅等の金属である導電性粒子を用いた場合と比較して、はんだ部4Aと第1の電極2a、並びにはんだ部4Aと第2の電極3aとの接触面積が大きくなる。このことによっても、接続構造体1における導通信頼性及び接続信頼性が高くなる。なお、導電材料にフラックスが含まれる場合に、フラックスは、一般に、加熱により次第に失活する。
As shown in FIG. 1, in the connection structure 1, a plurality of solder particles and a first spacer are gathered between the
なお、図1に示す接続構造体1では、はんだ部4Aの全てが、第1,第2の電極2a,3a間の対向している領域に位置している。図3に示す変形例の接続構造体1Xは、接続部4Xのみが、図1に示す接続構造体1と異なる。接続部4Xは、はんだ部4XAと硬化物部4XBとを有する。接続構造体1Xのように、はんだ部4XAの多くが、第1,第2の電極2a,3aの対向している領域に位置しており、はんだ部4XAの一部が第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出していてもよい。第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出しているはんだ部4XAは、はんだ部4XAの一部であり、はんだ部4XAから離れたはんだ粒子ではない。なお、本実施形態では、はんだ部から離れたはんだ粒子の量を少なくすることができるが、はんだ部から離れたはんだ粒子及び第1のスペーサが硬化物部中に存在していてもよい。
In the connection structure 1 shown in FIG. 1, all of the
はんだ粒子の使用量を少なくすれば、接続構造体1を得ることが容易になる。はんだ粒子の使用量を多くすれば、接続構造体1Xを得ることが容易になる。
The connection structure 1 can be easily obtained by reducing the amount of solder particles used. The
接続構造体1,1Xでは、第1の電極2aと接続部4,4Xと第2の電極3aとの積層方向に第1の電極2aと第2の電極3aとの対向し合う部分をみたときに、第1の電極2aと第2の電極3aとの対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、接続部4,4X中のはんだ部4A,4XAが配置されていることが好ましい。接続部4,4X中のはんだ部4A,4XAが、上記の好ましい態様を満足することで、導通信頼性をより一層高めることができる。
In the
上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の60%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることがより好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の70%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることがさらに好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の80%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが特に好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の90%以上に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが最も好ましい。上記接続部中のはんだ部が、上記の好ましい態様を満足することで、導通信頼性をより一層高めることができる。 When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is viewed in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the It is preferable that the solder part in the said connection part is arrange | positioned in 50% or more in 100% of the area of the part which opposes 2 electrodes. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is viewed in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the It is more preferable that the solder part in the said connection part is arrange | positioned in 60% or more in 100% of area of the part which opposes 2 electrodes. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is viewed in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the It is further preferable that the solder portion in the connection portion be disposed at 70% or more in 100% of the area of the portion facing the two electrodes. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is viewed in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the It is particularly preferable that the solder portion in the connection portion be disposed at 80% or more of the area 100% of the portion facing the two electrodes. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other is viewed in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode, the first electrode and the It is most preferable that the solder portion in the connection portion be disposed in 90% or more of the area 100% of the portion facing the two electrodes. The conduction reliability can be further enhanced by the solder portion in the connection portion satisfying the above-described preferred embodiment.
上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の60%以上が配置されていることが好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の70%以上が配置されていることがより好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の90%以上が配置されていることがさらに好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の95%以上が配置されていることが特に好ましい。上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向と直交する方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分に、上記接続部中のはんだ部の99%以上が配置されていることが最も好ましい。上記接続部中のはんだ部が、上記の好ましい態様を満足することで、導通信頼性をより一層高めることができる。 When the portion where the first electrode and the second electrode face each other in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode is viewed, the first It is preferable that 60% or more of the solder portion in the connection portion be disposed at a portion where the electrode and the second electrode face each other. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode is viewed, the first It is more preferable that 70% or more of the solder portion in the connection portion be disposed at a portion where the electrode and the second electrode face each other. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode is viewed, the first It is further preferable that 90% or more of the solder portion in the connection portion be disposed at a portion where the electrode and the second electrode face each other. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode is viewed, the first It is particularly preferable that 95% or more of the solder portion in the connection portion be disposed at a portion where the electrode and the second electrode face each other. When the portion where the first electrode and the second electrode face each other in a direction orthogonal to the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode is viewed, the first It is most preferable that 99% or more of the solder portion in the connection portion be disposed at a portion where the electrode and the second electrode face each other. The conduction reliability can be further enhanced by the solder portion in the connection portion satisfying the above-described preferred embodiment.
次に、図2では、本発明の一実施形態に係る導電材料を用いて、接続構造体1を製造する方法の一例を説明する。 Next, FIG. 2 demonstrates an example of the method of manufacturing the connection structure 1 using the electrically-conductive material which concerns on one Embodiment of this invention.
先ず、第1の電極2aを表面(上面)に有する第1の接続対象部材2を用意する。次に、図2(a)に示すように、第1の接続対象部材2の表面上に、熱硬化性成分11Bと、はんだ粒子11Aと、第1のスペーサ11Cとを含む導電材料11を配置する(第1の工程、第1の配置工程)。用いた導電材料11は、熱硬化性成分11Bとして、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含む。
First, the first
第1の接続対象部材2の第1の電極2aが設けられた表面上に、導電材料11を配置する。導電材料11の配置の後に、はんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cは、第1の電極2a(ライン)上と、第1の電極2aが形成されていない領域(スペース)上との双方に配置されている。
The
導電材料11の配置方法としては、特に限定されないが、ディスペンサーによる塗布、スクリーン印刷、及びインクジェット装置による吐出等が挙げられる。
The method of arranging the
また、第2の電極3aを表面(下面)に有する第2の接続対象部材3を用意する。次に、図2(b)に示すように、第1の接続対象部材2の表面上の導電材料11において、導電材料11の第1の接続対象部材2側とは反対側の表面上に、第2の接続対象部材3を配置する(第2の工程、第2の配置工程)。導電材料11の表面上に、第2の電極3a側から、第2の接続対象部材3を配置する。このとき、第1の電極2aと第2の電極3aとを対向させる。
In addition, the second
上記第2の配置工程では、第1のスペーサ11Cにより第1の電極2aと第2の電極3aとの間隔を制御する。上記第2の配置工程では、第1のスペーサ11C(1個当たり)を、第1の電極2aと第2の電極3aとの双方に接触させる。はんだ粒子11Aは、上記第2の配置工程において、第1の電極2aと第2の電極3aとの間隔を制御する第1のスペーサ11Cとは異なる。上記第2の配置工程において、はんだ粒子11A(1個当たり)を、第1の電極2aと第2の電極3aとの双方に接触させない。
In the second arrangement step, the distance between the
上記第2の配置工程における上記第1の電極と上記第2の電極との間隔は、好ましくは30μm以上、より好ましくは60μm以上であり、好ましくは120μm以下、より好ましくは113μm以下である。上記第2の配置工程における上記第1の電極と上記第2の電極との間隔が、上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層高めることができる。 The distance between the first electrode and the second electrode in the second disposing step is preferably 30 μm or more, more preferably 60 μm or more, and preferably 120 μm or less, more preferably 113 μm or less. When the distance between the first electrode and the second electrode in the second arrangement step is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit, the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected is further enhanced. be able to.
本実施形態では、第1のスペーサ11Cの形状は球状である。上記第1のスペーサの形状は特に限定されない。上記第1のスペーサの形状は、球状であってもよく、柱状であってもよく、俵状であってもよい。導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記第1のスペーサの形状は球状であることが好ましい。
In the present embodiment, the shape of the
導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記第1のスペーサの粒子径は、好ましくは30μm以上、より好ましくは60μm以上であり、好ましくは150μm以下、より好ましくは120μm以下である。 The particle diameter of the first spacer is preferably 30 μm or more, more preferably 60 μm or more, preferably 150 μm or less, more preferably 120 μm or less, from the viewpoint of more effectively enhancing conduction reliability.
導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記第1のスペーサの粒子径の、上記はんだ粒子の粒子径に対する比は、好ましくは1.5を超え、より好ましくは5を超え、好ましくは30以下、より好ましくは12以下である。 From the viewpoint of more effectively enhancing the conduction reliability, the ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the solder particles is preferably more than 1.5, more preferably more than 5, and preferably Is 30 or less, more preferably 12 or less.
次に、はんだ粒子11Aの融点以上に導電材料11を加熱する(第3の工程、接続工程)。好ましくは、熱硬化性成分11B(熱硬化性化合物)の硬化温度以上に導電材料11を加熱する。この加熱時には、電極が形成されていない領域に存在していたはんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cは、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まる(自己凝集効果)。導電フィルムではなく、導電ペーストを用いた場合には、はんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間により一層効果的に集まる。また、はんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cは溶融し、互いに接合する。また、熱硬化性成分11Bは熱硬化する。この結果、図2(c)に示すように、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している接続部4が、導電材料11により形成される。導電材料11により接続部4が形成され、複数のはんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cが接合することによってはんだ部4Aが形成され、熱硬化性成分11Bが熱硬化することによって硬化物部4Bが形成される。はんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cが十分に移動すれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に位置していないはんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cの移動が開始してから、第1の電極2aと第2の電極3aとの間にはんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cの移動が完了するまでに、温度を一定に保持しなくてもよい。
Next, the
上記接続工程において、第1のスペーサ11Cにより第1の電極2aと第2の電極2bとの間隔が制御されなくなるように、第1のスペーサ11Cの形状を変化させる。上記接続工程において、第1のスペーサ11Cの形状変化物は、該形状変化物単体では、スペーサとして機能しなくなる。第1のスペーサ11Cの形状変化によって、第1のスペーサ11Cにより、第1の電極2aと第2の電極3aとの間隔が制御されなくなる。上記接続工程において、第1のスペーサ11Cを溶融させてもよく、軟化させてもよい。上記接続工程において、第1のスペーサ11Cを溶融させた後に固化させてもよい。本実施形態では、上記接続工程において、第1のスペーサ11Cは、はんだ粒子11Aとともに第1の電極2aと第2の電極3aとの間に凝集し、溶融して互いに接合する。
In the connection step, the shape of the
部材間の間隔をより一層高精度に制御する観点、及び接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記第1のスペーサの融点は、好ましくは30℃以上、より好ましくは130℃以上であり、好ましくは上記はんだ粒子の融点+20℃以下、より好ましくは上記はんだ粒子の融点+10℃以下である。 The melting point of the first spacer is preferably 30 from the viewpoint of controlling the distance between members with higher accuracy and the viewpoint of more effectively enhancing the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected. C. or higher, more preferably 130.degree. C. or higher, preferably the melting point of the solder particles + 20.degree. C. or less, more preferably the melting point of the solder particles + 10.degree. C. or less.
上記導電材料において、上記はんだ粒子と上記第1のスペーサとの合計100重量%中、上記第1のスペーサの含有量は、好ましくは5重量%以上、より好ましくは9重量%以上である。上記はんだ粒子と上記第1のスペーサとの合計100重量%中、上記第1のスペーサの含有量は、好ましくは35重量%未満、より好ましくは20重量%以下である。上記第1のスペーサの含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、部材間の間隔をより一層高精度に制御することができ、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。 In the conductive material, the content of the first spacer is preferably 5% by weight or more, more preferably 9% by weight or more, in 100% by weight of the total of the solder particles and the first spacer. The content of the first spacer is preferably less than 35% by weight, and more preferably 20% by weight or less in 100% by weight of the total of the solder particles and the first spacer. When the content of the first spacer is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the distance between the members can be controlled with higher accuracy, and the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected It can be enhanced more effectively.
また、本発明では、上記導電材料は、第2のスペーサを含んでいてもよい。上記第2のスペーサの粒子径は、上記第1のスペーサの粒子径よりも小さいことが好ましい。上記接続工程において、上記第2のスペーサにより上記第1の電極と上記第2の電極との間隔を制御することが好ましい。上記接続工程において、上記第1のスペーサが溶融した後に、上記第2のスペーサが、上記第1の電極と上記第2の電極との間隔を制御していることが好ましい。上記接続工程では、上記第2のスペーサ(1個当たり)を、第1の電極と第2の電極との双方に接触させることが好ましい。上記導電材料が上記第2のスペーサを含み、上記の好ましい態様を満足することで、上記接続工程において、部材の自重や圧力が接続部に負荷されたとしても、上記第1の電極と上記第2の電極との間隔を制御することができる。結果として、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。 Further, in the present invention, the conductive material may include a second spacer. The particle diameter of the second spacer is preferably smaller than the particle diameter of the first spacer. In the connection step, the distance between the first electrode and the second electrode is preferably controlled by the second spacer. In the connection step, preferably, the second spacer controls the distance between the first electrode and the second electrode after the first spacer is melted. In the connection step, preferably, the second spacer (per piece) is in contact with both the first electrode and the second electrode. When the conductive material includes the second spacer and the above-described preferable aspect is satisfied, the first electrode and the first electrode may be connected to the first electrode even if the weight or pressure of the member is applied to the connection portion in the connection step. The distance between the two electrodes can be controlled. As a result, the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected can be more effectively enhanced.
部材間の間隔をより一層高精度に制御する観点、及び接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記第2のスペーサの粒子径は、好ましくは20μm以上、より好ましくは50μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下である。 The particle diameter of the second spacer is preferably set from the viewpoint of controlling the distance between the members with higher accuracy and the viewpoint of more effectively improving the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected. It is 20 μm or more, more preferably 50 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less.
部材間の間隔をより一層高精度に制御する観点、及び接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記第1のスペーサの粒子径の、上記第2のスペーサの粒子径に対する比は、好ましくは1.2を超え、より好ましくは2.2以上であり、好ましくは5.2以下、より好ましくは3以下である。 From the viewpoint of controlling the distance between members with higher accuracy and the viewpoint of more effectively enhancing the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected, the particle diameter of the first spacer may be smaller The ratio of 2 to the particle size of the spacer is preferably more than 1.2, more preferably 2.2 or more, preferably 5.2 or less, more preferably 3 or less.
部材間の間隔をより一層高精度に制御する観点、及び接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記接続工程において、上記第2のスペーサを溶融させないことが好ましい。上記接続工程において、第2のスペーサが第1の電極と第2の電極との間隔を制御しないように、第2のスペーサの形状を変化させないことが好ましい。上記接続工程において、第2のスペーサを、第1の電極と第2の電極との双方に接触させることが好ましい。 The second spacer is melted in the connection step from the viewpoint of controlling the distance between the members with higher precision and the contact reliability between the upper and lower electrodes to be connected more effectively. It is preferable not to let it go. Preferably, in the connection step, the shape of the second spacer is not changed so that the second spacer does not control the distance between the first electrode and the second electrode. In the connection step, the second spacer is preferably in contact with both the first electrode and the second electrode.
部材間の間隔をより一層高精度に制御する観点、及び接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記第2のスペーサの融点は、好ましくは上記はんだ粒子の融点+20℃以上、より好ましくは上記はんだ粒子の融点+40℃以上であり、好ましくは280℃以下、より好ましくは260℃以下である。 From the viewpoint of controlling the distance between members with higher accuracy and the viewpoint of enhancing the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected more effectively, the melting point of the second spacer is preferably the above. The melting point of the solder particles is + 20 ° C. or more, more preferably the melting point of the solder particles + 40 ° C. or more, preferably 280 ° C. or less, more preferably 260 ° C. or less.
部材間の間隔をより一層高精度に制御する観点、及び接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記導電材料100重量%中、上記第2のスペーサの含有量は、好ましくは0.15重量%以上、より好ましくは0.35重量%以上であり、好ましくは1重量%以下、より好ましくは0.6重量%以下である。 From the viewpoint of controlling the distance between the members with higher accuracy and the viewpoint of more effectively improving the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected, the second one in 100% by weight of the conductive material The content of the spacer is preferably 0.15% by weight or more, more preferably 0.35% by weight or more, preferably 1% by weight or less, more preferably 0.6% by weight or less.
本実施形態では、上記第2の工程及び上記第3の工程において、加圧を行わない方が好ましい。この場合には、導電材料11には、第2の接続対象部材3の重量が加わる。このため、接続部4の形成時に、はんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間により一層効果的に集まる。なお、上記第2の工程及び上記第3の工程の内の少なくとも一方において、加圧を行えば、はんだ粒子11A及び第1のスペーサ11Cが第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まろうとする作用が阻害される傾向が高くなる。
In the present embodiment, it is preferable not to apply pressure in the second step and the third step. In this case, the weight of the second
また、本実施形態では、加圧を行っていないため、第1の電極2aと第2の電極3aとのアライメントがずれた状態で、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とが重ね合わされた場合でも、そのずれを補正して、第1の電極2aと第2の電極3aとを接続させることができる(セルフアライメント効果)。これは、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に自己凝集している溶融したはんだが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間のはんだと導電材料のその他の成分とが接する面積が最小となる方がエネルギー的に安定になるため、その最小の面積となる接続構造であるアライメントのあった接続構造にする力が働くためである。この際、導電材料が硬化していないこと、及び、その温度、時間にて、導電材料のはんだ粒子以外の成分の粘度が十分低いことが望ましい。
Further, in the present embodiment, since the pressurization is not performed, the first
はんだ粒子の融点での導電材料の粘度は、好ましくは50Pa・s以下、より好ましくは10Pa・s以下、さらに好ましくは1Pa・s以下であり、好ましくは0.1Pa・s以上、より好ましくは0.2Pa・s以上である。上記粘度が、上記上限以下であれば、はんだ粒子を効率的に凝集させることができる。上記粘度が、上記下限以上であれば、接続部でのボイドを抑制し、接続部以外への導電材料のはみだしを抑制することができる。 The viscosity of the conductive material at the melting point of the solder particles is preferably 50 Pa · s or less, more preferably 10 Pa · s or less, still more preferably 1 Pa · s or less, preferably 0.1 Pa · s or more, more preferably 0 .2 Pa · s or more. If the said viscosity is below the said upper limit, solder particle | grains can be aggregated efficiently. If the said viscosity is more than the said minimum, the void in a connection part can be suppressed and the protrusion of the electrically-conductive material to other than a connection part can be suppressed.
上記はんだ粒子の融点での導電材料の粘度は、STRESSTECH(REOLOGICA社製)等を用いて、歪制御1rad、周波数1Hz、昇温速度20℃/分、測定温度範囲25〜200℃(但し、はんだ粒子の融点が200℃を超える場合には温度上限をはんだ粒子の融点とする)の条件で測定可能である。測定結果から、はんだ粒子の融点(℃)での粘度が評価される。 The viscosity of the conductive material at the melting point of the above-mentioned solder particles is strain control 1 rad, frequency 1 Hz, heating rate 20 ° C./min, measurement temperature range 25 to 200 ° C. (using solder, using STRESSTECH (manufactured by REOLOGICA) etc. When the melting point of the particles exceeds 200 ° C., the temperature upper limit is taken as the melting point of the solder particles). From the measurement results, the viscosity at the melting point (° C.) of the solder particles is evaluated.
このようにして、図1に示す接続構造体1が得られる。なお、上記第2の工程と上記第3の工程とは連続して行われてもよい。また、上記第2の工程を行った後に、得られる第1の接続対象部材2と導電材料11と第2の接続対象部材3との積層体を、加熱部に移動させて、上記第3の工程を行ってもよい。上記加熱を行うために、加熱部材上に上記積層体を配置してもよく、加熱された空間内に上記積層体を配置してもよい。
Thus, the connection structure 1 shown in FIG. 1 is obtained. The second step and the third step may be performed continuously. Moreover, after performing the said 2nd process, the laminated body of the 1st
上記第3の工程における上記加熱温度は、好ましくは140℃以上、より好ましくは160℃以上であり、好ましくは450℃以下、より好ましくは250℃以下、さらに好ましくは200℃以下である。 The heating temperature in the third step is preferably 140 ° C. or more, more preferably 160 ° C. or more, preferably 450 ° C. or less, more preferably 250 ° C. or less, still more preferably 200 ° C. or less.
上記第3の工程における加熱方法としては、はんだ粒子の融点以上及び熱硬化性化合物の硬化温度以上に、接続構造体全体を、リフロー炉を用いて又はオーブンを用いて加熱する方法や、接続構造体の接続部のみを局所的に加熱する方法が挙げられる。 As a heating method in the third step, a method of heating the entire connection structure by using a reflow furnace or using an oven at a temperature higher than the melting point of the solder particles and higher than the curing temperature of the thermosetting compound There is a method of locally heating only the body connection.
局所的に加熱する方法に用いる器具としては、ホットプレート、熱風を付与するヒートガン、はんだゴテ、及び赤外線ヒーター等が挙げられる。 As a tool used for the method of heating locally, a hot plate, a heat gun for applying hot air, a soldering iron, an infrared heater and the like can be mentioned.
また、ホットプレートにて局所的に加熱する際、接続部直下は、熱伝導性の高い金属にて、その他の加熱することが好ましくない個所は、フッ素樹脂等の熱伝導性の低い材質にて、ホットプレート上面を形成することが好ましい。 In addition, when heating locally with a hot plate, the metal directly under the connection should be a metal with high thermal conductivity, and other parts where heating is not desirable should be a material with low thermal conductivity such as fluorocarbon resin. Preferably, the upper surface of the hot plate is formed.
上記第1,第2の接続対象部材は、特に限定されない。上記第1,第2の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、半導体パッケージ、LEDチップ、LEDパッケージ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びに樹脂フィルム、プリント基板、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル、リジッドフレキシブル基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板等の電子部品等が挙げられる。上記第1,第2の接続対象部材は、電子部品であることが好ましい。 The first and second connection target members are not particularly limited. Specifically, the first and second connection target members include semiconductor chips, semiconductor packages, LED chips, LED packages, electronic components such as capacitors and diodes, resin films, printed boards, flexible printed boards, flexible Examples include electronic components such as flat cables, rigid flexible substrates, glass epoxy substrates, and circuit substrates such as glass substrates. The first and second connection target members are preferably electronic components.
上記第1の接続対象部材及び上記第2の接続対象部材の内の少なくとも一方が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。上記第2の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル及びリジッドフレキシブル基板は、柔軟性が高く、比較的軽量であるという性質を有する。このような接続対象部材の接続に導電フィルムを用いた場合には、はんだ粒子が電極上に集まりにくい傾向がある。これに対して、導電ペーストを用いることで、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いたとしても、はんだ粒子を電極上に効率的に集めることで、電極間の導通信頼性を十分に高めることができる。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いる場合に、半導体チップ等の他の接続対象部材を用いた場合と比べて、加圧を行わないことによる電極間の導通信頼性の向上効果がより一層効果的に得られる。 It is preferable that at least one of the first connection target member and the second connection target member is a resin film, a flexible printed board, a flexible flat cable, or a rigid flexible board. It is preferable that the said 2nd connection object member is a resin film, a flexible printed circuit board, a flexible flat cable, or a rigid flexible substrate. The resin film, the flexible printed circuit, the flexible flat cable and the rigid flexible substrate have properties of high flexibility and relatively light weight. When a conductive film is used to connect such a connection target member, the solder particles tend to be difficult to collect on the electrode. On the other hand, by using a conductive paste, even if a resin film, a flexible printed board, a flexible flat cable, or a rigid flexible board is used, the solder particles are efficiently collected on the electrodes, so that the conduction reliability between the electrodes is achieved. It is possible to improve sexuality sufficiently. When using a resin film, a flexible printed board, a flexible flat cable, or a rigid flexible board, compared with the case of using other connection target members such as a semiconductor chip, reliability of conduction between electrodes by not applying pressure The improvement effect can be obtained more effectively.
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極、SUS電極、及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極、銀電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物層の材料としては、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び3価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記3価の金属元素としては、Sn、Al及びGa等が挙げられる。 As an electrode provided in the said connection object member, metal electrodes, such as a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, a silver electrode, a SUS electrode, and a tungsten electrode, are mentioned. When the connection target member is a flexible printed circuit, the electrode is preferably a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, a silver electrode or a copper electrode. When the connection target member is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, a silver electrode or a tungsten electrode. In addition, when the said electrode is an aluminum electrode, the electrode formed only with aluminum may be sufficient, and the electrode by which the aluminum layer was laminated | stacked on the surface of a metal oxide layer may be sufficient. As a material of the said metal oxide layer, the indium oxide in which the trivalent metal element was doped, the zinc oxide in which the trivalent metal element was doped, etc. are mentioned. Sn, Al, Ga, etc. are mentioned as said trivalent metal element.
本発明に係る接続構造体では、上記第1の電極及び上記第2の電極は、エリアアレイ又はペリフェラルにて配置されていることが好ましい。上記第1の電極及び上記第2の電極が、エリアアレイ又はペリフェラルにて配置されている場合において、本発明の効果がより一層効果的に発揮される。上記エリアアレイとは、接続対象部材の電極が配置されている面にて、格子状に電極が配置されている構造のことである。上記ペリフェラルとは、接続対象部材の外周部に電極が配置されている構造のことである。電極が櫛型に並んでいる構造の場合は、櫛に垂直な方向に沿ってはんだ粒子が凝集すればよいのに対して、上記エリアアレイ又はペリフェラル構造では電極が配置されている面において、全面にて均一にはんだ粒子が凝集する必要がある。そのため、従来の方法では、はんだ量が不均一になりやすいのに対して、本発明の方法では、本発明の効果がより一層効果的に発揮される。 In the connection structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode are preferably arranged in an area array or a peripheral. When the first electrode and the second electrode are arranged in an area array or peripheral, the effect of the present invention is more effectively exhibited. The area array is a structure in which the electrodes are arranged in a grid on the surface on which the electrodes of the connection target member are arranged. The peripheral is a structure in which an electrode is disposed on the outer peripheral portion of the connection target member. In the case of a structure in which the electrodes are arranged in a comb shape, the solder particles may be aggregated along the direction perpendicular to the comb, whereas in the area array or peripheral structure described above, the entire surface on which the electrodes are arranged It is necessary for the solder particles to be uniformly aggregated. Therefore, while the amount of solder tends to be uneven in the conventional method, the effect of the present invention is more effectively exhibited in the method of the present invention.
以下、導電材料の詳細を説明する。 Hereinafter, the details of the conductive material will be described.
(導電材料)
本発明に係る接続構造体の製造方法に用いられる導電材料は、熱硬化性成分と、第1のスペーサと、上記第1のスペーサよりも小さい粒子径を有するはんだ粒子とを含む導電材料である。本発明に係る接続構造体の製造方法に用いられる導電材料では、上記第1のスペーサの融点が、30℃以上、上記はんだ粒子の融点+20℃以下であることが好ましい。本発明に係る接続構造体の製造方法に用いられる導電材料では、上記第1のスペーサの粒子径の、上記はんだ粒子の粒子径に対する比が、1.5を超えることが好ましい。本発明に係る接続構造体の製造方法に用いられる導電材料では、上記はんだ粒子と上記第1のスペーサとの合計100重量%中、上記第1のスペーサの含有量は、35重量%未満であることが好ましい。
(Conductive material)
The conductive material used in the method for producing a connection structure according to the present invention is a conductive material including a thermosetting component, a first spacer, and a solder particle having a particle diameter smaller than that of the first spacer. . In the conductive material used in the method for producing a connection structure according to the present invention, the melting point of the first spacer is preferably 30 ° C. or more and 20 ° C. or less of the melting point of the solder particles. In the conductive material used in the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the solder particles is preferably more than 1.5. In the conductive material used in the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the content of the first spacer is less than 35% by weight in 100% by weight of the total of the solder particles and the first spacer. Is preferred.
本発明に係る導電材料は、熱硬化性成分と、第1のスペーサと、上記第1のスペーサよりも小さい粒子径を有するはんだ粒子とを含む導電材料である。本発明に係る導電材料では、上記第1のスペーサの融点が、30℃以上、上記はんだ粒子の融点+20℃以下である。本発明に係る導電材料では、上記第1のスペーサの粒子径の、上記はんだ粒子の粒子径に対する比が、1.5を超える。本発明に係る導電材料では、上記はんだ粒子と上記第1のスペーサとの合計100重量%中、上記第1のスペーサの含有量は、35重量%未満である。 The conductive material according to the present invention is a conductive material including a thermosetting component, a first spacer, and solder particles having a particle diameter smaller than that of the first spacer. In the conductive material according to the present invention, the melting point of the first spacer is 30 ° C. or more and the melting point of the solder particles + 20 ° C. or less. In the conductive material according to the present invention, the ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the solder particles exceeds 1.5. In the conductive material according to the present invention, the content of the first spacer is less than 35% by weight in 100% by weight of the total of the solder particles and the first spacer.
本発明に係る導電材料は、上記の構成を備えているので、部材間の間隔を高精度に制御することができ、さらに、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性を効果的に高めることができる。 Since the conductive material according to the present invention has the above configuration, the distance between the members can be controlled with high accuracy, and the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected can be effectively improved. be able to.
また、本発明に係る導電材料では、上記の構成が備えられているので、電極間を電気的に接続した場合に、複数のはんだ粒子が、上下の対向した電極間に集まりやすく、複数のはんだ粒子を電極(ライン)上に均一に配置することができる。また、複数のはんだ粒子の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子の量をかなり少なくすることができる。従って、電極間の導通信頼性を高めることができる。しかも、接続されてはならない横方向に隣接する電極間の電気的な接続を防ぐことができ、絶縁信頼性を高めることができる。 Further, in the conductive material according to the present invention, since the above configuration is provided, when the electrodes are electrically connected, the plurality of solder particles are easily collected between the upper and lower opposed electrodes, and the plurality of solders The particles can be arranged uniformly on the electrodes (lines). Further, some of the plurality of solder particles are difficult to be disposed in the region (space) in which the electrode is not formed, and the amount of solder particles disposed in the region in which the electrode is not formed can be considerably reduced. Therefore, the conduction reliability between the electrodes can be enhanced. Moreover, electrical connection between laterally adjacent electrodes, which should not be connected, can be prevented, and insulation reliability can be enhanced.
さらに、本発明では、電極間の位置ずれを防ぐことができる。本発明では、導電材料を上面に配置した第1の接続対象部材に、第2の接続対象部材を重ね合わせる際に、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材の電極とのアライメントがずれた状態でも、そのずれを補正して電極同士を接続させることができる(セルフアライメント効果)。 Furthermore, in the present invention, positional deviation between the electrodes can be prevented. In the present invention, when the second connection target member is superimposed on the first connection target member on the upper surface of which the conductive material is disposed, the electrode of the first connection target member and the electrode of the second connection target member Even in the state where the alignment is deviated, it is possible to correct the deviation and connect the electrodes (self-alignment effect).
以下、本発明に係る接続構造体の製造方法に用いられる導電材料、及び、本発明に係る導電材料について、より具体的に説明する。 Hereinafter, the conductive material used for the manufacturing method of the connection structure concerning the present invention, and the conductive material concerning the present invention are explained more concretely.
電極上にはんだをより一層均一に配置する観点からは、上記導電材料は、25℃で液状であることが好ましく、導電ペーストであることが好ましい。 From the viewpoint of arranging the solder more uniformly on the electrodes, the conductive material is preferably liquid at 25 ° C., and is preferably a conductive paste.
電極上にはんだをより一層均一に配置する観点からは、上記導電材料の25℃での粘度(η25)は、好ましくは50Pa・s以上、より好ましくは100Pa・s以上であり、好ましくは300Pa・s以下、より好ましくは200Pa・s以下である。上記粘度(η25)は、配合成分の種類及び配合量により適宜調整することができる。 From the viewpoint of arranging the solder more uniformly on the electrode, the viscosity (η 25) at 25 ° C. of the above conductive material is preferably 50 Pa · s or more, more preferably 100 Pa · s or more, preferably 300 Pa · s. s or less, more preferably 200 Pa · s or less. The viscosity (η 25) can be appropriately adjusted according to the type and the amount of the blending component.
上記粘度(η25)は、例えば、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)等を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定することができる。 The viscosity (η 25) can be measured, for example, at 25 ° C. and 5 rpm using an E-type viscometer (“TVE 22L” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) or the like.
上記導電材料は、導電ペースト及び導電フィルム等として使用され得る。上記導電ペーストは異方性導電ペーストであることが好ましく、上記導電フィルムは異方性導電フィルムであることが好ましい。電極上にはんだをより一層均一に配置する観点からは、上記導電材料は、導電ペーストであることが好ましい。上記導電材料は、電極の電気的な接続に好適に用いられる。上記導電材料は、回路接続材料であることが好ましい。 The said conductive material can be used as a conductive paste, a conductive film, etc. The conductive paste is preferably an anisotropic conductive paste, and the conductive film is preferably an anisotropic conductive film. From the viewpoint of arranging the solder more uniformly on the electrodes, the conductive material is preferably a conductive paste. The said conductive material is used suitably for the electrical connection of an electrode. The conductive material is preferably a circuit connection material.
以下、導電材料に含まれる各成分を説明する。なお、本明細書中において、「(メタ)アクリル」は「アクリル」と「メタクリル」との一方又は双方を意味し、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」と「メタクリロイル」との一方又は双方を意味する。 Hereinafter, each component contained in a conductive material is demonstrated. In the present specification, "(meth) acrylic" means one or both of "acrylic" and "methacrylic", and "(meth) acryloyl" means one or both of "acryloyl" and "methacryloyl". It means both.
(はんだ粒子)
上記はんだ粒子は、中心部分及び外表面のいずれもがはんだにより形成されている。上記はんだ粒子は、中心部分及び外表面のいずれもがはんだである粒子である。上記はんだ粒子の代わりに、はんだ以外の材料から形成された基材粒子と該基材粒子の表面上に配置されたはんだ部とを備える導電性粒子を用いた場合には、電極上に導電性粒子が集まり難くなる。また、上記導電性粒子では、導電性粒子同士のはんだ接合性が低いために、電極上に移動した導電性粒子が電極外に移動しやすくなる傾向があり、電極間の位置ずれの抑制効果も低くなる傾向がある。
(Solder particles)
Both the central portion and the outer surface of the solder particles are formed by solder. The solder particles are particles in which both the central portion and the outer surface are solder. In the case of using conductive particles comprising a base material particle formed of a material other than solder and a solder portion disposed on the surface of the base material particle instead of the above-mentioned solder particles, conductivity is achieved on the electrode It becomes difficult for particles to collect. In addition, in the conductive particles described above, since the solderability of the conductive particles is low, the conductive particles moved onto the electrodes tend to move out of the electrodes, and the effect of suppressing displacement between the electrodes is also obtained. It tends to be lower.
上記はんだは、融点が450℃以下である金属(低融点金属)であることが好ましい。上記はんだ粒子は、融点が450℃以下である金属粒子(低融点金属粒子)であることが好ましい。上記低融点金属粒子は、低融点金属を含む粒子である。該低融点金属とは、融点が450℃以下の金属を示す。低融点金属の融点は好ましくは300℃以下、より好ましくは160℃以下である。上記はんだ粒子は、融点が150℃未満の低融点はんだであることが好ましい。 It is preferable that the said solder is a metal (low melting metal) whose melting | fusing point is 450 degrees C or less. It is preferable that the said solder particle is a metal particle (low melting-point metal particle) whose melting | fusing point is 450 degrees C or less. The low melting point metal particles are particles containing a low melting point metal. The low melting point metal means a metal having a melting point of 450 ° C. or less. The melting point of the low melting point metal is preferably 300 ° C. or less, more preferably 160 ° C. or less. The solder particles are preferably low melting point solder having a melting point of less than 150.degree.
上記はんだ粒子の融点は、示差走査熱量測定(DSC)により求めることができる。示差走査熱量測定(DSC)装置としては、SII社製「EXSTAR DSC7020」等が挙げられる。 The melting point of the solder particles can be determined by differential scanning calorimetry (DSC). Examples of a differential scanning calorimetry (DSC) apparatus include "EXSTAR DSC 7020" manufactured by SII.
また、上記はんだ粒子は錫を含むことが好ましい。上記はんだ粒子に含まれる金属100重量%中、錫の含有量は、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。上記はんだ粒子における錫の含有量が、上記下限以上であると、はんだ部と電極との接続信頼性がより一層高くなる。 Preferably, the solder particles contain tin. The content of tin is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 70% by weight or more, particularly preferably 90% by weight or more, in 100% by weight of the metal contained in the solder particles. . The connection reliability of a solder part and an electrode becomes it still higher that content of tin in the said solder particle is more than the said minimum.
なお、上記錫の含有量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置(堀場製作所社製「ICP−AES」)、又は蛍光X線分析装置(島津製作所社製「EDX−800HS」)等を用いて測定することができる。 The content of tin is determined using a high-frequency inductively coupled plasma emission spectrometer ("ICP-AES" manufactured by Horiba, Ltd.) or a fluorescent X-ray analyzer ("EDX-800HS" manufactured by Shimadzu Corporation). It can be measured.
上記はんだ粒子を用いることで、はんだが溶融して電極に接合し、はんだ部が電極間を導通させる。例えば、はんだ部と電極とが点接触ではなく面接触しやすいため、接続抵抗が低くなる。また、上記はんだ粒子の使用により、はんだ部と電極との接合強度が高くなる結果、はんだ部と電極との剥離がより一層生じ難くなり、導通信頼性及び接続信頼性がより一層高くなる。 By using the above-described solder particles, the solder melts and joins to the electrodes, and the solder portions conduct between the electrodes. For example, since the solder portion and the electrode are likely to be in surface contact rather than point contact, connection resistance is reduced. Moreover, as a result of the use of the above-mentioned solder particles, the joint strength between the solder portion and the electrode becomes high, so that peeling between the solder portion and the electrode becomes even more difficult to occur, and the conduction reliability and the connection reliability become even higher.
上記はんだ粒子を構成する金属は特に限定されない。該金属は、錫、又は錫を含む合金であることが好ましい。該合金は、錫−銀合金、錫−銅合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−亜鉛合金、錫−インジウム合金等が挙げられる。電極に対する濡れ性に優れることから、上記低融点金属は、錫、錫−銀合金、錫−銀−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることが好ましい。錫−ビスマス合金、錫−インジウム合金であることがより好ましい。 The metal which comprises the said solder particle is not specifically limited. The metal is preferably tin or an alloy containing tin. Examples of the alloy include tin-silver alloy, tin-copper alloy, tin-silver-copper alloy, tin-bismuth alloy, tin-zinc alloy, tin-indium alloy and the like. The low melting point metal is preferably tin, a tin-silver alloy, a tin-silver-copper alloy, a tin-bismuth alloy, or a tin-indium alloy because the wettability to the electrode is excellent. More preferably, tin-bismuth alloy or tin-indium alloy is used.
上記はんだ粒子は、JIS Z3001:溶接用語に基づき、液相線が450℃以下である溶加材であることが好ましい。上記はんだ粒子の組成としては、例えば亜鉛、金、銀、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウム等を含む金属組成が挙げられる。低融点で鉛フリーである錫−インジウム系(117℃共晶)、又は錫−ビスマス系(139℃共晶)が好ましい。すなわち、上記はんだ粒子は、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むか、又は錫とビスマスとを含むことが好ましい。 It is preferable that the said solder particle is a filler material whose liquidus line is 450 degrees C or less based on JISZ3001: welding term. Examples of the composition of the solder particles include metal compositions containing zinc, gold, silver, lead, copper, tin, bismuth, indium and the like. Low melting point and lead-free tin-indium (117 ° C eutectic) or tin-bismuth (139 ° C eutectic) is preferable. That is, the solder particles preferably do not contain lead, and preferably contain tin and indium, or contain tin and bismuth.
はんだ部と電極との接合強度をより一層高めるために、上記はんだ粒子は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム、亜鉛、鉄、金、チタン、リン、ゲルマニウム、テルル、コバルト、ビスマス、マンガン、クロム、モリブデン、パラジウム等の金属を含んでいてもよい。また、はんだ部と電極との接合強度をさらに一層高める観点からは、上記はんだ粒子は、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム又は亜鉛を含むことが好ましい。はんだ部と電極との接合強度をより一層高める観点からは、接合強度を高めるためのこれらの金属の含有量は、はんだ粒子100重量%中、好ましくは0.0001重量%以上、好ましくは1重量%以下である。 The above-mentioned solder particles are nickel, copper, antimony, aluminum, zinc, iron, gold, titanium, phosphorus, germanium, tellurium, cobalt, bismuth, manganese, chromium, in order to further increase the joint strength between the solder portion and the electrode. You may contain metals, such as molybdenum and palladium. Further, from the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder portion and the electrode, the solder particles preferably contain nickel, copper, antimony, aluminum or zinc. From the viewpoint of further enhancing the bonding strength between the solder portion and the electrode, the content of these metals for enhancing the bonding strength is preferably 0.0001% by weight or more, preferably 1% by weight in 100% by weight of the solder particles. % Or less.
上記はんだ粒子の粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、さらに好ましくは2μm以上、特に好ましくは5μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは40μm以下、より一層好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下、特に好ましくは15μm以下、最も好ましくは10μm以下である。上記はんだ粒子の粒子径が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだを電極上により一層均一に配置することができる。上記はんだ粒子の粒子径は、2μm以上、30μm以下であることが特に好ましい。 The particle diameter of the solder particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 2 μm or more, particularly preferably 5 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 40 μm or less, still more preferably It is 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, particularly preferably 15 μm or less, and most preferably 10 μm or less. The solder can be arranged more uniformly on the electrode as the particle diameter of the solder particles is not less than the lower limit and not more than the upper limit. The particle diameter of the solder particles is particularly preferably 2 μm or more and 30 μm or less.
上記はんだ粒子の粒子径は、平均粒子径であることが好ましい。該平均粒子径は、数平均粒子径である。はんだ粒子の粒子径は、例えば、任意のはんだ粒子50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、各はんだ粒子の粒子径の平均値を算出することや、レーザー回折式粒度分布測定を行うことにより求められる。 The particle size of the solder particles is preferably an average particle size. The average particle size is a number average particle size. As for the particle diameter of the solder particles, for example, 50 arbitrary solder particles are observed with an electron microscope or an optical microscope to calculate the average value of the particle diameter of each solder particle, or to perform laser diffraction particle size distribution measurement. Determined by
上記はんだ粒子の粒子径の変動係数(CV値)は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上であり、好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。上記はんだ粒子の粒子径の変動係数が、上記下限以上及び上記上限以下であると、電極上にはんだをより一層均一に配置することができる。但し、上記はんだ粒子の粒子径のCV値は、5%未満であってもよい。 The coefficient of variation (CV value) of the particle diameter of the solder particles is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, preferably 40% or less, more preferably 30% or less. When the variation coefficient of the particle diameter of the solder particles is not less than the lower limit and not more than the upper limit, the solder can be arranged more uniformly on the electrode. However, the CV value of the particle diameter of the solder particles may be less than 5%.
上記変動係数(CV値)は、以下のようにして測定できる。 The coefficient of variation (CV value) can be measured as follows.
CV値(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:はんだ粒子の粒子径の標準偏差
Dn:はんだ粒子の粒子径の平均値
CV value (%) = (ρ / Dn) × 100
ρ: Standard deviation of particle diameter of solder particle Dn: Average value of particle diameter of solder particle
上記はんだ粒子の形状は特に限定されない。上記はんだ粒子の形状は、球状であってもよく、扁平状等の球形状以外の形状であってもよい。 The shape of the solder particles is not particularly limited. The shape of the solder particles may be spherical or may be a shape other than a spherical shape such as a flat shape.
導電材料100重量%中、上記はんだ粒子の含有量は、好ましくは1重量%以上、より好ましくは2重量%以上、さらに好ましくは10重量%以上、特に好ましくは20重量%以上、最も好ましくは30重量%以上であり、好ましくは90重量%以下、より好ましくは80重量%以下、さらに好ましくは70重量%以下である。上記はんだ粒子の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、電極上にはんだをより一層効率的に配置することができ、電極間にはんだを均一に配置することが容易であり、導通信頼性がより一層効果的に高くなる。導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記はんだ粒子の含有量は多い方が好ましい。 The content of the solder particles is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more, still more preferably 10% by weight or more, particularly preferably 20% by weight or more, and most preferably 30% by weight in 100% by weight of the conductive material. It is not less than 90% by weight, preferably not more than 80% by weight, and more preferably not more than 70% by weight. When the content of the solder particles is at least the lower limit and the upper limit, the solder can be arranged more efficiently on the electrode, and the solder can be easily arranged uniformly between the electrodes, The conduction reliability is more effectively enhanced. From the viewpoint of more effectively enhancing the conduction reliability, it is preferable that the content of the solder particles is large.
(第1のスペーサ)
上記第1のスペーサは特に限定されない。上記第1のスペーサとしては、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子及び金属粒子等が挙げられる。上記第1のスペーサは、はんだ粒子であってもよい。
(First spacer)
The first spacer is not particularly limited. Examples of the first spacer include resin particles, inorganic particles other than metal particles, organic-inorganic hybrid particles, metal particles and the like. The first spacer may be a solder particle.
上記接続工程において、上記第1のスペーサの形状を容易に変化させる観点から、上記第1のスペーサは、はんだ粒子であることが好ましい。上記第1のスペーサがはんだ粒子である場合に、該はんだ粒は、粒子径を除いて、上記(はんだ粒子)の欄に記載した好ましい構成を有することが好ましい。 From the viewpoint of easily changing the shape of the first spacer in the connection step, the first spacer is preferably a solder particle. When the first spacer is a solder particle, the solder particle preferably has the preferable configuration described in the (solder particle) column except for the particle diameter.
部材間の間隔をより一層高精度に制御する観点、及び接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上第1のスペーサは、金属粒子であることが好ましい。上記第1のスペーサは、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを有していてもよく、コアシェル粒子であってもよい。上記コアが有機コアであってもよく、上記シェルが無機シェルであってもよい。 The upper first spacer is a metal particle from the viewpoint of controlling the distance between members with higher accuracy and the viewpoint of more effectively improving the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected. Is preferred. The first spacer may have a core and a shell disposed on the surface of the core, and may be core-shell particles. The core may be an organic core, and the shell may be an inorganic shell.
上記樹脂粒子を形成するための樹脂として、種々の有機物が好適に用いられる。上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂;ポリメチルメタクリレート及びポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂;ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ジビニルベンゼン重合体、並びにジビニルベンゼン系共重合体等が挙げられる。上記ジビニルベンゼン系共重合体等としては、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体及びジビニルベンゼン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。上記樹脂粒子の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、上記樹脂粒子を形成するための樹脂は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を1種又は2種以上重合させた重合体であることが好ましい。 Various organic substances are suitably used as the resin for forming the above-mentioned resin particles. Examples of the resin for forming the above resin particles include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyisobutylene and polybutadiene; acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate; polycarbonate , Polyamide, phenol formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, benzoguanamine formaldehyde resin, urea formaldehyde resin, phenol resin, melamine resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, saturated polyester resin, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyphenylene oxide , Polyacetal, polyimide, polyamide imide, polyether ether Tons, polyether sulfone, divinyl benzene polymer, and divinylbenzene copolymer, and the like. Examples of the divinylbenzene copolymer and the like include divinylbenzene-styrene copolymer and divinylbenzene- (meth) acrylic acid ester copolymer and the like. Since the hardness of the resin particle can be easily controlled to a suitable range, the resin for forming the resin particle is a weight obtained by polymerizing one or two or more polymerizable monomers having an ethylenically unsaturated group. It is preferable to be combined.
上記樹脂粒子を、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を重合させて得る場合、上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。 When the resin particle is obtained by polymerizing a polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group, the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group is crosslinkable with a non-crosslinkable monomer. And monomers of
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート化合物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート化合物;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル化合物;酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル化合物;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素;トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the non-crosslinkable monomers include styrene-based monomers such as styrene and α-methylstyrene; carboxyl-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid and maleic anhydride; methyl ( Meta) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl ( Alkyl (meth) acrylate compounds such as meta) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate and the like Element-containing (meth) acrylate compounds; nitrile-containing monomers such as (meth) acrylonitrile; vinyl ether compounds such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and propyl vinyl ether; and acids such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl laurate and vinyl stearate Vinyl ester compounds; unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, isoprene and butadiene; halogen-containing monomers such as trifluoromethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, vinyl chloride, vinyl fluoride and chlorostyrene Etc.
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート化合物;トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer include, for example, tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and dipentamer. Erythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) Multifunctional (meth) acrylate compounds such as acrylate, (poly) tetramethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate; triallyl (iso) cyan Silane-containing monomers such as triaryltrimellitate, divinylbenzene, diallyl phthalate, diallylacrylamide, diallyl ether, .gamma .- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, trimethoxysilylstyrene, vinyltrimethoxysilane, etc. Can be mentioned.
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を、公知の方法により重合させることで、上記樹脂粒子を得ることができる。この方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法、並びに非架橋の種粒子を用いてラジカル重合開始剤とともに単量体を膨潤させて重合する方法等が挙げられる。 The said resin particle can be obtained by polymerizing the polymerizable monomer which has the said ethylenically unsaturated group by a well-known method. Examples of this method include a method of suspension polymerization in the presence of a radical polymerization initiator, and a method of swelling and polymerizing a monomer with a radical polymerization initiator using non-crosslinked seed particles.
上記第1のスペーサが金属を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である場合には、第1のスペーサを形成するための無機物としては、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウム、ジルコニア及びカーボンブラック等が挙げられる。上記無機物は金属ではないことが好ましい。上記シリカにより形成された粒子としては特に限定されないが、例えば、加水分解性のアルコキシシリル基を2つ以上有するケイ素化合物を加水分解して架橋重合体粒子を形成した後に、必要に応じて焼成を行うことにより得られる粒子が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。 When the first spacer is an inorganic particle or an organic-inorganic hybrid particle excluding metal, examples of the inorganic substance for forming the first spacer include silica, alumina, barium titanate, zirconia, carbon black and the like. Be It is preferable that the said inorganic substance is not a metal. The particles formed of the above silica are not particularly limited. For example, after forming a crosslinked polymer particle by hydrolyzing a silicon compound having two or more hydrolyzable alkoxysilyl groups, baking is carried out as necessary. The particles obtained by carrying out are mentioned. As said organic-inorganic hybrid particle | grains, the organic-inorganic hybrid particle | grains etc. which were formed, for example by bridge | crosslinking alkoxy silyl polymer and acrylic resin are mentioned.
上記有機無機ハイブリッド粒子は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを有するコアシェル型の有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。上記コアが有機コアであることが好ましい。上記シェルが無機シェルであることが好ましい。 The organic-inorganic hybrid particle is preferably a core-shell type organic-inorganic hybrid particle having a core and a shell disposed on the surface of the core. It is preferable that the said core is an organic core. It is preferable that the said shell is an inorganic shell.
上記有機コアを形成するための材料としては、上述した樹脂粒子を形成するための樹脂等が挙げられる。 As a material for forming the said organic core, resin etc. for forming the resin particle mentioned above are mentioned.
上記無機シェルを形成するための材料としては、上述した第1のスペーサを形成するための無機物が挙げられる。上記無機シェルを形成するための材料は、シリカであることが好ましい。上記無機シェルは、上記コアの表面上で、金属アルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を焼結させることにより形成されていることが好ましい。上記金属アルコキシドはシランアルコキシドであることが好ましい。上記無機シェルはシランアルコキシドにより形成されていることが好ましい。 As a material for forming the said inorganic shell, the inorganic substance for forming the 1st spacer mentioned above is mentioned. The material for forming the inorganic shell is preferably silica. The inorganic shell is preferably formed on the surface of the core by forming a metal alkoxide into a shell by a sol-gel method and then sintering the shell. The metal alkoxide is preferably a silane alkoxide. The inorganic shell is preferably formed of a silane alkoxide.
上記金属粒子を構成する金属は特に限定されない。上記金属粒子を構成する金属としては、錫、銀、及び銅等が挙げられる。部材間の間隔をより一層高精度に制御する観点、及び接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記金属粒子は、錫、銀、又は銅を含むことが好ましく、銀を含むことがより好ましい。 The metal which comprises the said metal particle is not specifically limited. As a metal which comprises the said metal particle, tin, silver, copper, etc. are mentioned. From the viewpoint of controlling the distance between the members with higher accuracy and the viewpoint of more effectively improving the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected, the metal particles are made of tin, silver or copper. It is preferable to contain, and it is more preferable to contain silver.
本発明に係る導電材料では、上記第1のスペーサの融点は、好ましくは30℃以上、より好ましくは130℃以上であり、好ましくは上記はんだ粒子の融点+20℃以下、より好ましくは上記はんだ粒子の融点+10℃以下である。上記第1のスペーサの融点が、上記下限以上及び上記上限以下であると、部材間の間隔をより一層高精度に制御することができ、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。 In the conductive material according to the present invention, the melting point of the first spacer is preferably 30 ° C. or more, more preferably 130 ° C. or more, preferably the melting point of the solder particles + 20 ° C. or less, more preferably the solder particles Melting point + 10 ° C. or less. When the melting point of the first spacer is above the lower limit and below the upper limit, the distance between the members can be controlled with higher accuracy, and the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected can be further enhanced. It can be enhanced more effectively.
本発明に係る導電材料では、上記第1のスペーサの粒子径の、上記はんだ粒子の粒子径に対する比は、1.5を超える。上記比(第1のスペーサの粒子径/はんだ粒子の粒子径)は、好ましくは1.6以上、より好ましくは5以上であり、好ましくは30以下、より好ましくは12以下である。上記比(第1のスペーサの粒子径/はんだ粒子の粒子径)が、上記下限以上及び上記上限以下であると、部材間の間隔をより一層高精度に制御することができ、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。 In the conductive material according to the present invention, the ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the solder particles exceeds 1.5. The above ratio (particle diameter of first spacer / particle diameter of solder particles) is preferably 1.6 or more, more preferably 5 or more, preferably 30 or less, more preferably 12 or less. When the above ratio (the particle diameter of the first spacer / the particle diameter of the solder particles) is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the distance between members can be controlled with higher accuracy, and The conduction reliability between the upper and lower electrodes can be more effectively enhanced.
部材間の間隔をより一層高精度に制御する観点、及び接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記第1のスペーサの粒子径は、好ましくは30μm以上、より好ましくは60μm以上であり、好ましくは150μm以下、より好ましくは120μm以下である。 The particle diameter of the first spacer is preferably set from the viewpoint of controlling the distance between the members with higher precision, and the viewpoint of enhancing the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected more effectively. It is 30 μm or more, more preferably 60 μm or more, preferably 150 μm or less, more preferably 120 μm or less.
上記第1のスペーサの粒子径は、平均粒子径であることが好ましい。該平均粒子径は、数平均粒子径である。上記第1のスペーサの粒子径は、例えば、任意の第1のスペーサ50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、第1のスペーサの粒子径の平均値を算出することや、レーザー回折式粒度分布測定を行うことにより求められる。 The particle diameter of the first spacer is preferably an average particle diameter. The average particle size is a number average particle size. For the particle diameter of the first spacer, for example, 50 arbitrary first spacers are observed with an electron microscope or an optical microscope to calculate the average value of the particle diameters of the first spacer, and the laser diffraction type It can be determined by performing particle size distribution measurement.
本発明に係る導電材料では、上記はんだ粒子と上記第1のスペーサとの合計100重量%中、上記第1のスペーサの含有量は、35重量%未満である。上記はんだ粒子と上記第1のスペーサとの合計100重量%中、上記第1のスペーサの含有量は、好ましくは5重量%以上、より好ましくは9重量%以上であり、好ましくは34重量%以下、より好ましくは20重量%以下である。上記第1のスペーサの含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、部材間の間隔をより一層高精度に制御することができ、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。 In the conductive material according to the present invention, the content of the first spacer is less than 35% by weight in 100% by weight of the total of the solder particles and the first spacer. The content of the first spacer is preferably 5% by weight or more, more preferably 9% by weight or more, and preferably 34% by weight or less in 100% by weight of the total of the solder particles and the first spacer. And more preferably 20% by weight or less. When the content of the first spacer is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the distance between the members can be controlled with higher accuracy, and the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected It can be enhanced more effectively.
導電材料100重量%中、上記第1のスペーサの含有量は、好ましくは3重量%以上、より好ましくは6重量%以上であり、好ましくは20重量%以下、より好ましくは13重量%以下である。上記第1のスペーサの含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、部材間の間隔をより一層高精度に制御することができ、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。 In 100% by weight of the conductive material, the content of the first spacer is preferably 3% by weight or more, more preferably 6% by weight or more, and preferably 20% by weight or less, more preferably 13% by weight or less . When the content of the first spacer is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the distance between the members can be controlled with higher accuracy, and the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected It can be enhanced more effectively.
上記導電材料は、第2のスペーサを含んでいてもよい。上記導電材料が上記第2のスペーサを含むことで、接続されるべき上下の電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。 The conductive material may include a second spacer. When the conductive material includes the second spacer, the conduction reliability between the upper and lower electrodes to be connected can be more effectively enhanced.
上記第2のスペーサは特に限定されない。上記第2のスペーサとしては、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子及び金属粒子等が挙げられる。電極間の導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上第2のスペーサは、樹脂粒子であることが好ましく、有機無機ハイブリッド粒子であることも好ましい。上記第2のスペーサは、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを有していてもよく、コアシェル粒子であってもよい。上記コアが有機コアであってもよく、上記シェルが無機シェルであってもよい。 The second spacer is not particularly limited. Examples of the second spacer include resin particles, inorganic particles other than metal particles, organic-inorganic hybrid particles, metal particles and the like. From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability between the electrodes, the upper second spacer is preferably a resin particle, and is also preferably an organic-inorganic hybrid particle. The second spacer may have a core and a shell disposed on the surface of the core, and may be core-shell particles. The core may be an organic core, and the shell may be an inorganic shell.
上記樹脂粒子としては、上述した樹脂粒子等が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、上述した有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。 Examples of the resin particles include the above-described resin particles and the like. Examples of the organic-inorganic hybrid particles include the organic-inorganic hybrid particles described above.
電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2のスペーサの粒子径は、好ましくは20μm以上、より好ましくは50μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下である。 From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability between the electrodes, the particle diameter of the second spacer is preferably 20 μm or more, more preferably 50 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less.
上記第2のスペーサの粒子径は、平均粒子径であることが好ましい。該平均粒子径は、数平均粒子径である。上記第2のスペーサの粒子径は、例えば、任意の第2のスペーサ50個を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、第2のスペーサの粒子径の平均値を算出することや、レーザー回折式粒度分布測定を行うことにより求められる。 The particle diameter of the second spacer is preferably an average particle diameter. The average particle size is a number average particle size. The particle diameter of the second spacer may be, for example, observing 50 arbitrary second spacers with an electron microscope or an optical microscope to calculate an average value of particle diameters of the second spacers, or a laser diffraction type. It can be determined by performing particle size distribution measurement.
電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2のスペーサの粒子径は、上記第1のスペーサの粒子径よりも小さいことが好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability between the electrodes, the particle diameter of the second spacer is preferably smaller than the particle diameter of the first spacer.
上記第1のスペーサの粒子径の、上記第2のスペーサの粒子径に対する比(第1のスペーサの粒子径/第2のスペーサの粒子径)は、好ましくは1を超え、より好ましくは1.2以上、更に好ましくは2.2以上であり、好ましくは5.2以下、より好ましくは3以下である。上記比(第1のスペーサの粒子径/第2のスペーサの粒子径)が、上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の導通信頼性をより一層高めることができる。 The ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the second spacer (particle diameter of first spacer / particle diameter of second spacer) is preferably more than 1, and more preferably 1. It is 2 or more, more preferably 2.2 or more, preferably 5.2 or less, more preferably 3 or less. When the ratio (particle diameter of first spacer / particle diameter of second spacer) is greater than or equal to the lower limit and less than or equal to the upper limit, the conduction reliability between the electrodes can be further enhanced.
電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第2のスペーサの粒子径は、上記はんだ粒子の粒子径よりも大きいことが好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability between the electrodes, the particle diameter of the second spacer is preferably larger than the particle diameter of the solder particles.
上記第2のスペーサの粒子径の、上記はんだ粒子の粒子径に対する比(第2のスペーサの粒子径/はんだ粒子の粒子径)は、好ましくは1を超え、より好ましくは2以上、更に好ましくは5以上であり、好ましくは10以下、より好ましくは8以下である。上記比(第2のスペーサの粒子径/はんだ粒子の粒子径)が、上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の導通信頼性をより一層高めることができる。 The ratio of the particle diameter of the second spacer to the particle diameter of the solder particles (the particle diameter of the second spacer / the particle diameter of the solder particles) is preferably more than 1, more preferably 2 or more, still more preferably It is 5 or more, preferably 10 or less, more preferably 8 or less. When the ratio (particle diameter of second spacer / particle diameter of solder particles) is above the lower limit and below the upper limit, the conduction reliability between the electrodes can be further enhanced.
(熱硬化性成分:熱硬化性化合物)
上記熱硬化性成分は特に限定されない。上記熱硬化性成分は、加熱により硬化可能な熱硬化性化合物と、熱硬化剤とを含んでいてもよい。上記熱硬化性成分は、硬化促進剤を含んでいてもよい。上記熱硬化性化合物としては、オキセタン化合物、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、(メタ)アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。導電材料の硬化性及び粘度をより一層良好にする観点、導通信頼性をより一層効果的に高める観点、及び絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点からは、エポキシ化合物又はエピスルフィド化合物が好ましく、エポキシ化合物がより好ましい。上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物を含むことが好ましい。上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物と、硬化剤とを含むことが好ましい。上記熱硬化性成分は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Thermosetting component: Thermosetting compound)
The said thermosetting component is not specifically limited. The thermosetting component may contain a thermosetting compound that can be cured by heating and a thermosetting agent. The thermosetting component may contain a curing accelerator. Examples of the thermosetting compound include oxetane compounds, epoxy compounds, episulfide compounds, (meth) acrylic compounds, phenol compounds, amino compounds, unsaturated polyester compounds, polyurethane compounds, silicone compounds and polyimide compounds. From the viewpoint of further improving the curability and viscosity of the conductive material, the viewpoint of enhancing the conduction reliability more effectively, and the viewpoint of enhancing the insulation reliability more effectively, an epoxy compound or an episulfide compound is preferable, Epoxy compounds are more preferred. It is preferable that the said thermosetting component contains an epoxy compound. It is preferable that the said thermosetting component contains an epoxy compound and a hardening | curing agent. Only one type of the thermosetting component may be used, or two or more types may be used in combination.
上記エポキシ化合物は、少なくとも1個のエポキシ基を有する化合物である。上記エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、フルオレン型エポキシ化合物、フェノールアラルキル型エポキシ化合物、ナフトールアラルキル型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、アントラセン型エポキシ化合物、アダマンタン骨格を有するエポキシ化合物、トリシクロデカン骨格を有するエポキシ化合物、ナフチレンエーテル型エポキシ化合物、及びトリアジン核を骨格に有するエポキシ化合物等が挙げられる。上記エポキシ化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The epoxy compound is a compound having at least one epoxy group. Examples of the epoxy compounds include bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, bisphenol S type epoxy compounds, phenol novolac type epoxy compounds, biphenyl type epoxy compounds, biphenyl novolac type epoxy compounds, biphenol type epoxy compounds, naphthalene type epoxy compounds , Fluorene type epoxy compounds, phenol aralkyl type epoxy compounds, naphthol aralkyl type epoxy compounds, dicyclopentadiene type epoxy compounds, anthracene type epoxy compounds, epoxy compounds having an adamantane skeleton, epoxy compounds having a tricyclodecane skeleton, naphthalene ether type The epoxy compound, the epoxy compound which has a triazine nucleus in frame | skeleton, etc. are mentioned. Only one type of the epoxy compound may be used, or two or more types may be used in combination.
上記エポキシ化合物は、常温(23℃)で液状又は固体であり、上記エポキシ化合物が常温で固体である場合には、上記エポキシ化合物の溶融温度は、上記はんだ粒子の融点以下であることが好ましい。 When the epoxy compound is liquid or solid at normal temperature (23 ° C.), and the epoxy compound is solid at normal temperature, the melting temperature of the epoxy compound is preferably equal to or lower than the melting point of the solder particles.
絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物を含むことが好ましい。 From the viewpoint of more effectively improving the insulation reliability and the viewpoint of more effectively improving the conduction reliability, it is preferable that the thermosetting component contains an epoxy compound.
硬化物の耐熱性をより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、イソシアヌル骨格を有する熱硬化性化合物を含むことが好ましい。 From the viewpoint of more effectively improving the heat resistance of the cured product, the thermosetting compound preferably contains a thermosetting compound having an isocyanuric skeleton.
上記イソシアヌル骨格を有する熱硬化性化合物としてはトリイソシアヌレート型エポキシ化合物等が挙げられ、日産化学工業社製TEPICシリーズ(TEPIC−G、TEPIC−S、TEPIC−SS、TEPIC−HP、TEPIC−L、TEPIC−PAS、TEPIC−VL、TEPIC−UC)等が挙げられる。 Examples of the thermosetting compound having an isocyanuric skeleton include triisocyanurate type epoxy compounds and the like, and TEPIC series (TEPIC-G, TEPIC-S, TEPIC-SS, TEPIC-HP, TEPIC-L, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.). TEPIC-PAS, TEPIC-VL, TEPIC-UC) etc. are mentioned.
導電材料100重量%中、上記熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上であり、好ましくは99重量%以下、より好ましくは98重量%以下、さらに好ましくは90重量%以下、特に好ましくは80重量%以下である。上記熱硬化性化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだを電極上により一層均一に配置し、電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができ、電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。耐衝撃性をより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性化合物の含有量は多い方が好ましい。 The content of the thermosetting compound is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, and preferably 99% by weight or less in 100% by weight of the conductive material. It is preferably at most 98 wt%, more preferably at most 90 wt%, particularly preferably at most 80 wt%. When the content of the thermosetting compound is at least the lower limit and the upper limit, the solder can be arranged more uniformly on the electrode, and the insulation reliability between the electrodes can be more effectively enhanced. The conduction reliability between them can be more effectively improved. From the viewpoint of more effectively improving the impact resistance, the content of the thermosetting compound is preferably as large as possible.
導電材料100重量%中、上記エポキシ化合物の含有量は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上であり、好ましくは99重量%以下、より好ましくは98重量%以下、さらに好ましくは90重量%以下、特に好ましくは80重量%以下である。上記エポキシ化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだを電極上により一層均一に配置し、電極間の絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができ、電極間の導通信頼性をより一層効果的に高めることができる。耐衝撃性をより一層高める観点からは、上記エポキシ化合物の含有量は多い方が好ましい。 The content of the above-mentioned epoxy compound is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, and preferably 99% by weight or less, more preferably 100% by weight of the conductive material. It is at most 98 wt%, more preferably at most 90 wt%, particularly preferably at most 80 wt%. When the content of the epoxy compound is at least the lower limit and the upper limit, the solder can be arranged more uniformly on the electrodes, and the insulation reliability between the electrodes can be more effectively enhanced. The conduction reliability can be more effectively enhanced. From the viewpoint of further improving the impact resistance, the content of the epoxy compound is preferably as large as possible.
(熱硬化性成分:熱硬化剤)
上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤は、上記熱硬化性化合物を熱硬化させる。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤等のチオール硬化剤、酸無水物硬化剤、熱カチオン開始剤(熱カチオン硬化剤)及び熱ラジカル発生剤等が挙げられる。上記熱硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Thermosetting component: thermosetting agent)
The said thermosetting agent is not specifically limited. The thermosetting agent thermally cures the thermosetting compound. Examples of the thermosetting agent include imidazole curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, thiol curing agents such as polythiol curing agents, acid anhydride curing agents, thermal cation initiators (thermal cationic curing agents), thermal radical generating agents, etc. Can be mentioned. Only one type of the thermosetting agent may be used, or two or more types may be used in combination.
導電材料を低温でより一層速やかに硬化可能とする観点からは、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、チオール硬化剤、又はアミン硬化剤であることが好ましい。また、上記熱硬化性化合物と上記熱硬化剤とを混合したときの保存安定性を高める観点からは、上記熱硬化剤は、潜在性の硬化剤であることが好ましい。潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性チオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。なお、上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。 From the viewpoint of enabling the conductive material to be cured more rapidly at low temperature, the heat curing agent is preferably an imidazole curing agent, a thiol curing agent, or an amine curing agent. Further, from the viewpoint of enhancing the storage stability when the thermosetting compound and the thermosetting agent are mixed, the thermosetting agent is preferably a latent curing agent. The latent curing agent is preferably a latent imidazole curing agent, a latent thiol curing agent or a latent amine curing agent. The thermosetting agent may be coated with a polymeric substance such as a polyurethane resin or a polyester resin.
上記イミダゾール硬化剤は特に限定されない。上記イミダゾール硬化剤としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン及び2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−ベンジル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−パラトルイル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−メタトルイル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−メタトルイル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−パラトルイル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等における1H−イミダゾールの5位の水素をヒドロキシメチル基で、かつ、2位の水素をフェニル基またはトルイル基で置換したイミダゾール化合物等が挙げられる。 The imidazole curing agent is not particularly limited. Examples of the imidazole curing agent include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6 -[2'-Methylimidazolyl- (1 ')]-ethyl-s-triazine and 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct , 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-benzyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-paratoluyl-4-methyl-5 -Hydroxymethylimidazole, 2-metatoluyl-4-methyl-5-h The hydrogen at the 5-position of 1H-imidazole in hydroxymethylimidazole, 2-metatoluyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-paratoluyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, etc. is a hydroxymethyl group at the 2-position The imidazole compound etc. which were substituted by the phenyl group or toluyl group are mentioned.
上記チオール硬化剤は特に限定されない。上記チオール硬化剤としては、トリメチロールプロパントリス−3−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス−3−メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトールヘキサ−3−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。 The thiol curing agent is not particularly limited. Examples of the above-mentioned thiol curing agent include trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate, pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate and dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate.
上記アミン硬化剤は特に限定されない。上記アミン硬化剤としては、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。 The above-mentioned amine curing agent is not particularly limited. As the amine curing agent, hexamethylenediamine, octamethylenediamine, decamethylenediamine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro [5.5] undecane, bis (4 (4) -Aminocyclohexyl) methane, metaphenylene diamine, diaminodiphenyl sulfone and the like.
上記酸無水物硬化剤は特に限定されず、エポキシ化合物等の熱硬化性化合物の硬化剤として用いられる酸無水物であれば広く用いることができる。上記酸無水物硬化剤としては、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルブテニルテトラヒドロ無水フタル酸、フタル酸誘導体の無水物、無水マレイン酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、無水グルタル酸、無水コハク酸、グリセリンビス無水トリメリット酸モノアセテート、及びエチレングリコールビス無水トリメリット酸等の2官能の酸無水物硬化剤、無水トリメリット酸等の3官能の酸無水物硬化剤、並びに、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、及びポリアゼライン酸無水物等の4官能以上の酸無水物硬化剤等が挙げられる。 The above-mentioned acid anhydride curing agent is not particularly limited, and any acid anhydride may be used widely as long as it is used as a curing agent for thermosetting compounds such as epoxy compounds. As the above acid anhydride curing agent, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylbutenyltetrahydrophthalic anhydride , Anhydrides of phthalic acid derivatives, maleic anhydride, nadic acid anhydride, methyl nadic acid anhydride, glutaric acid anhydride, succinic acid anhydride, glycerin bis trimellitic anhydride monoacetate, and difunctional ethylene glycol bis trimellitic anhydride, etc. Acid anhydride curing agents, trifunctional acid anhydride curing agents such as trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, methylcyclohexene tetracarboxylic acid anhydride, polyazelaic acid anhydride, etc. Acidic anhydride of 4 or more functional Curing agents.
上記熱カチオン開始剤は特に限定されない。上記熱カチオン開始剤としては、ヨードニウム系カチオン硬化剤、オキソニウム系カチオン硬化剤及びスルホニウム系カチオン硬化剤等が挙げられる。上記ヨードニウム系カチオン硬化剤としては、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。上記オキソニウム系カチオン硬化剤としては、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボラート等が挙げられる。上記スルホニウム系カチオン硬化剤としては、トリ−p−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。 The thermal cation initiator is not particularly limited. Examples of the thermal cation initiator include iodonium-based cation curing agents, oxonium-based cation curing agents, and sulfonium-based cation curing agents. Examples of the iodonium-based cationic curing agent include bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate and the like. Examples of the oxonium-based cationic curing agent include trimethyloxonium tetrafluoroborate and the like. Examples of the sulfonium-based cationic curing agent include tri-p-tolylsulfonium hexafluorophosphate and the like.
上記熱ラジカル発生剤は特に限定されない。上記熱ラジカル発生剤としては、アゾ化合物及び有機過酸化物等が挙げられる。上記アゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等が挙げられる。上記有機過酸化物としては、ジ−tert−ブチルペルオキシド及びメチルエチルケトンペルオキシド等が挙げられる。 The heat radical generating agent is not particularly limited. Examples of the heat radical generator include azo compounds and organic peroxides. Examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN). Examples of the organic peroxide include di-tert-butyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上であり、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、さらに好ましくは150℃以下、特に好ましくは140℃以下である。上記熱硬化剤の反応開始温度が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだが電極上により一層均一に配置される。上記熱硬化剤の反応開始温度は、80℃以上、140℃以下であることが特に好ましい。 The reaction initiation temperature of the thermosetting agent is preferably 50 ° C. or more, more preferably 70 ° C. or more, still more preferably 80 ° C. or more, preferably 250 ° C. or less, more preferably 200 ° C. or less, still more preferably 150 ° C. The temperature is particularly preferably 140 ° C. or less. A solder is arrange | positioned much more uniformly on an electrode as the reaction start temperature of the said thermosetting agent is more than the said minimum and below the said upper limit. The reaction initiation temperature of the thermosetting agent is particularly preferably 80 ° C. or more and 140 ° C. or less.
はんだを電極上により一層均一に配置する観点からは、上記熱硬化剤の反応開始温度は、上記はんだ粒子におけるはんだの融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことがさらに好ましい。 From the viewpoint of arranging the solder more uniformly on the electrode, the reaction initiation temperature of the thermosetting agent is preferably higher than the melting point of the solder in the solder particles, more preferably 5 ° C. or more, and preferably 10 ° C. It is more preferable that the above is higher.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、DSCでの発熱ピークの立ち上がり開始の温度を意味する。 The reaction initiation temperature of the thermosetting agent means the temperature at which the onset of the onset of the exothermic peak in DSC.
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記熱硬化性化合物100重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは1重量部以上であり、好ましくは200重量部以下、より好ましくは100重量部以下、さらに好ましくは75重量部以下である。熱硬化剤の含有量が、上記下限以上であると、導電材料を十分に硬化させることが容易である。熱硬化剤の含有量が、上記上限以下であると、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の熱硬化剤が残存し難くなり、かつ硬化物の耐熱性がより一層高くなる。 The content of the thermosetting agent is not particularly limited. The content of the thermosetting agent is preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, and preferably 200 parts by weight or less, more preferably 100 parts by weight of the thermosetting compound. It is 100 parts by weight or less, more preferably 75 parts by weight or less. It is easy to fully harden a conductive material as content of a thermosetting agent is more than the above-mentioned minimum. When the content of the thermosetting agent is less than or equal to the above upper limit, it becomes difficult for the surplus thermosetting agent that did not participate in curing to remain after curing, and the heat resistance of the cured product is further enhanced.
(熱硬化性成分:硬化促進剤)
上記導電材料は硬化促進剤を含んでいてもよい。上記硬化促進剤は特に限定されない。上記硬化促進剤は、上記熱硬化性化合物と上記熱硬化剤との反応において硬化触媒として作用することが好ましい。上記硬化促進剤は、上記熱硬化性化合物との反応において硬化触媒として作用することが好ましい。上記硬化促進剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Thermosetting component: curing accelerator)
The conductive material may contain a curing accelerator. The said hardening accelerator is not specifically limited. The curing accelerator preferably acts as a curing catalyst in the reaction of the thermosetting compound with the thermosetting agent. The curing accelerator preferably acts as a curing catalyst in the reaction with the thermosetting compound. The said hardening accelerator may be used only by 1 type, and 2 or more types may be used together.
上記硬化促進剤としては、ホスホニウム塩、三級アミン、三級アミン塩、四級オニウム塩、三級ホスフィン、クラウンエーテル錯体、及びホスホニウムイリド等が挙げられる。具体的には、上記硬化促進剤としては、イミダゾール化合物、イミダゾール化合物のイソシアヌル酸塩、ジシアンジアミド、ジシアンジアミドの誘導体、メラミン化合物、メラミン化合物の誘導体、ジアミノマレオニトリル、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、トリエタノールアミン、ジアミノジフェニルメタン、有機酸ジヒドラジド等のアミン化合物、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、三フッ化ホウ素、並びに、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン及びメチルジフェニルホスフィン等の有機リン化合物等が挙げられる。 Examples of the curing accelerator include phosphonium salts, tertiary amines, tertiary amine salts, quaternary onium salts, tertiary phosphines, crown ether complexes, and phosphonium ylides. Specifically, as the curing accelerator, an imidazole compound, isocyanurate of an imidazole compound, dicyandiamide, a derivative of dicyandiamide, a melamine compound, a derivative of a melamine compound, diaminomaleonitrile, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine , Amine compounds such as bis (hexamethylene) triamine, triethanolamine, diaminodiphenylmethane, organic acid dihydrazide, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7,3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-Tetraoxaspiro [5,5] undecane, boron trifluoride, and triphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, tributylphosphine and methyldiphenylphosphine And the like organic phosphorus compounds.
上記ホスホニウム塩は特に限定されない。上記ホスホニウム塩としては、テトラノルマルブチルホスホニウムブロマイド、テトラノルマルブチルホスホニウムO−Oジエチルジチオリン酸、メチルトリブチルホスホニウムジメチルリン酸塩、テトラノルマルブチルホスホニウムベンゾトリアゾール、テトラノルマルブチルホスホニウムテトラフルオロボレート、及びテトラノルマルブチルホスホニウムテトラフェニルボレート等が挙げられる。 The phosphonium salt is not particularly limited. Examples of the phosphonium salt include tetranormal butyl phosphonium bromide, tetra normal butyl phosphonium OO diethyl dithiophosphate, methyl tributyl phosphonium dimethyl phosphate, tetra normal butyl phosphonium benzotriazole, tetra normal butyl phosphonium tetrafluoroborate, and tetra normal butyl Examples include phosphonium tetraphenyl borate and the like.
上記熱硬化性化合物が良好に硬化するように、上記硬化促進剤の含有量は適宜選択される。上記熱硬化性化合物100重量部に対する上記硬化促進剤の含有量は、好ましくは0.5重量部以上、より好ましくは3重量部以上であり、好ましくは8重量部以下、より好ましくは6重量部以下である。上記硬化促進剤の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、上記熱硬化性化合物を良好に硬化させることができる。 The content of the curing accelerator is appropriately selected so that the thermosetting compound cures satisfactorily. The content of the curing accelerator relative to 100 parts by weight of the thermosetting compound is preferably 0.5 parts by weight or more, more preferably 3 parts by weight or more, preferably 8 parts by weight or less, more preferably 6 parts by weight It is below. The said thermosetting compound can be favorably hardened as content of the said hardening accelerator is more than the said minimum and below the said upper limit.
(フラックス)
上記導電材料は、フラックスを含んでいてもよい。フラックスを用いることで、はんだを電極上により一層均一に配置することができる。上記フラックスは特に限定されない。上記フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを用いることができる。
(flux)
The conductive material may contain a flux. By using the flux, the solder can be arranged more uniformly on the electrode. The flux is not particularly limited. As the above-mentioned flux, a flux generally used for solder joint etc. can be used.
上記フラックスとしては、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、アミン化合物、有機酸及び松脂等が挙げられる。上記フラックスは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the flux include zinc chloride, a mixture of zinc chloride and an inorganic halide, a mixture of zinc chloride and an inorganic acid, a molten salt, phosphoric acid, a derivative of phosphoric acid, an organic halide, a hydrazine, an amine compound, an organic acid and Matsusebo, etc. may be mentioned. The flux may be used alone or in combination of two or more.
上記溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。上記有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びグルタル酸等が挙げられる。上記松脂としては、活性化松脂及び非活性化松脂等が挙げられる。上記フラックスは、カルボキシル基を2個以上有する有機酸、又は松脂であることが好ましい。上記フラックスは、カルボキシル基を2個以上有する有機酸であってもよく、松脂であってもよい。カルボキシル基を2個以上有する有機酸、松脂の使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 Ammonium chloride etc. are mentioned as said molten salt. Examples of the organic acids include lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid and glutaric acid. Examples of the rosin include activated rosin and non-activated rosin. The flux is preferably an organic acid having two or more carboxyl groups, or rosin. The flux may be an organic acid having two or more carboxyl groups, or may be rosin. The use of an organic acid having two or more carboxyl groups, or rosin, further enhances the conduction reliability between the electrodes.
上記カルボキシル基を2個以上有する有機酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、及びセバシン酸等が挙げられる。 Examples of the organic acid having two or more carboxyl groups include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, and sebacic acid.
上記アミン化合物としては、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ベンズヒドリルアミン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、フェニルイミダゾール、カルボキシベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、及びカルボキシベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Examples of the above amine compound include cyclohexylamine, dicyclohexylamine, benzylamine, benzhydrylamine, imidazole, benzimidazole, phenylimidazole, carboxybenzimidazole, benzotriazole, carboxybenzotriazole and the like.
上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。上記ロジン類としては、アビエチン酸、及びアクリル変性ロジン等が挙げられる。フラックスはロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 The above-mentioned rosins are rosins mainly composed of abietic acid. Examples of the rosins include abietic acid and acrylic modified rosin. The flux is preferably rosins, more preferably abietic acid. The use of this preferred flux further enhances the conduction reliability between the electrodes.
上記フラックスの活性温度(融点)は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上であり、好ましくは200℃以下、より好ましくは190℃以下、より一層好ましくは160℃以下、さらに好ましくは150℃以下、更に一層好ましくは140℃以下である。上記フラックスの活性温度が、上記下限以上及び上記上限以下であると、フラックス効果がより一層効果的に発揮され、はんだが電極上により一層均一に配置される。上記フラックスの活性温度(融点)は80℃以上、190℃以下であることが好ましい。上記フラックスの活性温度(融点)は80℃以上、140℃以下であることが特に好ましい。 The activation temperature (melting point) of the flux is preferably 50 ° C. or more, more preferably 70 ° C. or more, still more preferably 80 ° C. or more, preferably 200 ° C. or less, more preferably 190 ° C. or less, still more preferably 160 Or less, more preferably 150 ° C. or less, still more preferably 140 ° C. or less. The flux effect is exhibited more effectively as the activation temperature of the above-mentioned flux is more than the above-mentioned lower limit and below the above-mentioned upper limit, and solder is arranged more uniformly on an electrode. The activation temperature (melting point) of the flux is preferably 80 ° C. or more and 190 ° C. or less. The activation temperature (melting point) of the flux is particularly preferably 80 ° C. or more and 140 ° C. or less.
フラックスの活性温度(融点)が80℃以上、190℃以下である上記フラックスとしては、コハク酸(融点186℃)、グルタル酸(融点96℃)、アジピン酸(融点152℃)、ピメリン酸(融点104℃)、スベリン酸(融点142℃)等のジカルボン酸、安息香酸(融点122℃)、リンゴ酸(融点130℃)等が挙げられる。 The flux having an activation temperature (melting point) of 80 ° C. to 190 ° C. includes succinic acid (melting point 186 ° C.), glutaric acid (melting point 96 ° C.), adipic acid (melting point 152 ° C.), pimelic acid (melting point) C.), dicarboxylic acids such as suberic acid (melting point 142.degree. C.), benzoic acid (melting point 122.degree. C.), malic acid (melting point 130.degree. C.) and the like.
また、上記フラックスの沸点は200℃以下であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the boiling point of the said flux is 200 degrees C or less.
はんだを電極上により一層均一に配置する観点からは、上記フラックスの融点は、上記はんだ粒子の融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of arranging the solder more uniformly on the electrode, the melting point of the flux is preferably higher than the melting point of the solder particles, more preferably 5 ° C. or more, still more preferably 10 ° C. or more .
はんだを電極上により一層均一に配置する観点からは、上記フラックスの融点は、上記熱硬化剤の反応開始温度よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of arranging the solder more uniformly on the electrode, the melting point of the flux is preferably higher than the reaction initiation temperature of the thermosetting agent, more preferably 5 ° C. or more, and preferably 10 ° C. or more. Is more preferred.
上記フラックスは、導電材料中に分散されていてもよく、はんだ粒子の表面上に付着していてもよい。 The flux may be dispersed in the conductive material and may be deposited on the surface of the solder particles.
フラックスの融点が、はんだ粒子の融点より高いことにより、電極部分にはんだ粒子を効率的に凝集させることができる。これは、接合時に熱を付与した場合、接続対象部材上に形成された電極と、電極周辺の接続対象部材の部分とを比較すると、電極部分の熱伝導率が電極周辺の接続対象部材部分の熱伝導率よりも高いことにより、電極部分の昇温が速いことに起因する。はんだ粒子の融点を超えた段階では、はんだ粒子の内部は溶解するが、表面に形成された酸化被膜は、フラックスの融点(活性温度)に達していないので、除去されない。この状態で、電極部分の温度が先に、フラックスの融点(活性温度)に達するため、優先的に電極上に移動したはんだ粒子の表面の酸化被膜が除去され、はんだ粒子が電極の表面上に濡れ拡がることができる。これにより、電極上に効率的にはんだ粒子を凝集させることができる。 When the melting point of the flux is higher than the melting point of the solder particles, the solder particles can be efficiently aggregated in the electrode portion. This is because, when heat is applied at the time of bonding, the thermal conductivity of the electrode portion is equal to that of the connection target member portion when comparing the electrode formed on the connection target member and the connection target member portion around the electrode. The higher temperature than the thermal conductivity is attributed to the rapid temperature rise of the electrode portion. When the temperature exceeds the melting point of the solder particle, the inside of the solder particle dissolves, but the oxide film formed on the surface is not removed because it does not reach the melting point (activation temperature) of the flux. In this state, since the temperature of the electrode portion first reaches the melting point (activation temperature) of the flux, the oxide film on the surface of the solder particle which has preferentially moved onto the electrode is removed and the solder particle is on the electrode surface It can spread wet. Thereby, solder particles can be efficiently aggregated on the electrode.
上記フラックスは、加熱によりカチオンを放出するフラックスであることが好ましい。加熱によりカチオンを放出するフラックスの使用により、はんだを電極上により一層均一に配置することができる。 It is preferable that the said flux is a flux which discharge | releases a cation by heating. The use of a flux that releases cations upon heating allows the solder to be placed more uniformly on the electrodes.
上記加熱によりカチオンを放出するフラックスとしては、上記熱カチオン開始剤(熱カチオン硬化剤)が挙げられる。 As a flux which releases a cation by the above-mentioned heating, the above-mentioned heat cation initiator (heat cation hardening agent) is mentioned.
電極上にはんだをより一層均一に配置する観点、絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記フラックスは、酸化合物と塩基化合物との塩であることが好ましい。 From the viewpoint of more uniformly arranging the solder on the electrode, the viewpoint of more effectively enhancing the insulation reliability, and the viewpoint of more effectively enhancing the conduction reliability, the flux contains an acid compound and a base compound. It is preferable that it is a salt of
上記酸化合物は、カルボキシル基を有する有機化合物であることが好ましい。上記酸化合物としては、脂肪族系カルボン酸であるマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、クエン酸、リンゴ酸、環状脂肪族カルボン酸であるシクロヘキシルカルボン酸、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸、芳香族カルボン酸であるイソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、及びエチレンジアミン四酢酸等が挙げられる。電極上にはんだをより一層均一に配置する観点、絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記酸化合物は、グルタル酸、シクロヘキシルカルボン酸、又はアジピン酸であることが好ましい。 The acid compound is preferably an organic compound having a carboxyl group. Examples of the acid compound include malonic acid which is an aliphatic carboxylic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, citric acid, malic acid and cycloaliphatic carboxylic acid Examples thereof include cyclohexylcarboxylic acid, 1,4-cyclohexyldicarboxylic acid, isophthalic acid which is an aromatic carboxylic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, and ethylenediaminetetraacetic acid. From the viewpoint of arranging the solder more uniformly on the electrode, the viewpoint of enhancing the insulation reliability more effectively, and the viewpoint of enhancing the conduction reliability more effectively, the above acid compound is selected from glutaric acid and cyclohexyl carbonic acid. Preferably it is an acid or adipic acid.
上記塩基化合物は、アミノ基を有する有機化合物であることが好ましい。上記塩基化合物としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ベンズヒドリルアミン、2−メチルベンジルアミン、3−メチルベンジルアミン、4−tert−ブチルベンジルアミン、N−メチルベンジルアミン、N−エチルベンジルアミン、N−フェニルベンジルアミン、N−tert−ブチルベンジルアミン、N−イソプロピルベンジルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、イミダゾール化合物、及びトリアゾール化合物が挙げられる。電極上にはんだをより一層均一に配置する観点、絶縁信頼性をより一層効果的に高める観点、及び導通信頼性をより一層効果的に高める観点からは、上記塩基化合物は、ベンジルアミンであることが好ましい。 The base compound is preferably an organic compound having an amino group. As the above-mentioned base compound, diethanolamine, triethanolamine, methyldiethanolamine, ethyldiethanolamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, benzylamine, benzhydrylamine, 2-methylbenzylamine, 3-methylbenzylamine, 4-tert-butylbenzylamine , N-methylbenzylamine, N-ethylbenzylamine, N-phenylbenzylamine, N-tert-butylbenzylamine, N-isopropylbenzylamine, N, N-dimethylbenzylamine, imidazole compounds, and triazole compounds. . From the viewpoint of more uniformly arranging the solder on the electrode, the viewpoint of enhancing the insulation reliability more effectively, and the viewpoint of enhancing the conduction reliability more effectively, the above-mentioned base compound is benzylamine Is preferred.
導電材料100重量%中、上記フラックスの含有量は、好ましくは0.5重量%以上であり、好ましくは30重量%以下、より好ましくは25重量%以下である。上記導電材料は、フラックスを含んでいなくてもよい。上記フラックスの含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだ及び電極の表面に酸化被膜がより一層形成され難くなり、更に、はんだ及び電極の表面に形成された酸化被膜をより一層効果的に除去できる。 The content of the flux is preferably 0.5% by weight or more, preferably 30% by weight or less, and more preferably 25% by weight or less in 100% by weight of the conductive material. The conductive material may not contain flux. When the content of the flux is above the lower limit and below the upper limit, it is more difficult to form an oxide film on the surface of the solder and the electrode, and further, the oxide film formed on the surface of the solder and the electrode is made more It can be removed effectively.
(フィラー)
本発明に係る導電材料は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーは、有機フィラーであってもよく、無機フィラーであってもよい。上記導電材料がフィラーを含むことにより、基板の全電極上に対して、はんだ粒子を均一に凝集させることができる。
(Filler)
The conductive material according to the present invention may contain a filler. The filler may be an organic filler or an inorganic filler. When the conductive material contains a filler, the solder particles can be uniformly aggregated on all the electrodes of the substrate.
上記導電材料は、上記フィラーを含まないか、又は上記フィラーを5重量%以下で含むことが好ましい。上記熱硬化性化合物を用いている場合には、フィラーの含有量が少ないほど、電極上にはんだ粒子が移動しやすくなる。 It is preferable that the conductive material does not contain the filler, or contains 5% by weight or less of the filler. When the above-mentioned thermosetting compound is used, the smaller the filler content, the easier the solder particles move on the electrode.
導電材料100重量%中、上記フィラーの含有量は、好ましくは0重量%(未含有)以上であり、好ましくは5重量%以下、より好ましくは2重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下である。上記フィラーの含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだが電極上により一層均一に配置される。 The content of the filler is preferably 0% by weight (not contained) or more, preferably 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less, and still more preferably 1% by weight or less in 100% by weight of the conductive material. is there. A solder is arrange | positioned much more uniformly on an electrode as content of the said filler is more than the said minimum and below the said upper limit.
(他の成分)
上記導電材料は、必要に応じて、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、チキソ剤、レベリング剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤及び難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
(Other ingredients)
The conductive material may optionally contain, for example, a filler, an extender, a softener, a plasticizer, a thixo agent, a leveling agent, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, and a light stabilizer. It may contain various additives such as UV absorbers, lubricants, antistatic agents and flame retardants.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples and comparative examples. The invention is not limited to the following examples.
熱硬化性成分(熱硬化性化合物):
熱硬化性化合物1:ビスフェノールF型エポキシ化合物、新日鉄住金化学社製「YDF−8170C」
熱硬化性化合物2:ビスフェノールA型エポキシ化合物、新日鉄住金化学社製「YD−8125」
熱硬化性化合物3:フェノールノボラック型エポキシ化合物、DOW社製「DEN431」
熱硬化性化合物4:脂肪族エポキシ化合物、共栄社化学社製「エポライト1600」
熱硬化性化合物5:イソシアヌル骨格含有エポキシ化合物、日産化学社製「TEPIC−SP」
Thermosetting Component (Thermosetting Compound):
Thermosetting compound 1: Bisphenol F type epoxy compound, "YDF-8170C" manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.
Thermosetting compound 2: Bisphenol A type epoxy compound, "YD-8125" manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.
Thermosetting compound 3: Phenolic novolac epoxy compound, DOW "DEN 431"
Thermosetting compound 4: Aliphatic epoxy compound, "Epolight 1600" manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
Thermosetting compound 5: Isocyanuric skeleton-containing epoxy compound, "TEPIC-SP" manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
熱硬化性成分(熱硬化剤):
熱硬化剤1:酸無水物硬化剤、新日本理化社製「リカシッドTH」
熱硬化剤2:酸無水物硬化剤、新日本理化社製「リカシッドMH」
Thermosetting component (thermosetting agent):
Thermosetting agent 1: Acid anhydride curing agent, Shin Nippon Rika Co., Ltd. "Rikasid TH"
Thermosetting agent 2: Acid anhydride curing agent, Shin Nippon Rika Co., Ltd. "Rikasid MH"
熱硬化性成分(硬化促進剤):
硬化促進剤1:有機ホスホニウム塩、日本化学工業社製「PX−4MP」、25℃で液状
Thermosetting component (hardening accelerator):
Hardening accelerator 1: Organic phosphonium salt, "PX-4MP" manufactured by Nippon Chemical Industrial Co., Ltd., liquid at 25 ° C.
フラックス:
フラックス1:「グルタル酸ベンジルアミン塩」、融点108℃
フラックス1の作製方法:
ガラスビンに、反応溶媒である水24gと、グルタル酸(和光純薬工業社製)13.212gとを入れ、室温で均一になるまで溶解させた。その後、ベンジルアミン(和光純薬工業社製)10.715gを入れて、約5分間撹拌し、混合液を得た。得られた混合液を5〜10℃の冷蔵庫に入れて、一晩放置した。析出した結晶をろ過により分取し、水で洗浄し、真空乾燥し、フラックス1を得た。
flux:
Flux 1: "benzyl glutarate salt", melting point 108 ° C
How to make Flux 1:
In a glass bottle, 24 g of water as a reaction solvent and 13.212 g of glutaric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were placed and dissolved until uniform at room temperature. Thereafter, 10.715 g of benzylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was stirred for about 5 minutes to obtain a mixed solution. The resulting mixture was placed in a 5-10 ° C refrigerator and left overnight. The precipitated crystals were separated by filtration, washed with water and vacuum dried to obtain flux 1.
はんだ粒子及び第1のスペーサ:
はんだ粒子1:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、粒子径(平均粒子径):30μm
はんだ粒子2:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、粒子径(平均粒子径):10μm
はんだ粒子3:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、粒子径(平均粒子径):5μm
はんだ粒子4:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、粒子径(平均粒子径):2μm
はんだ粒子5:SACはんだ粒子、融点214℃、三井金属社製「Sn96.5Ag3Cu0.5」を選別したはんだ粒子、粒子径(平均粒子径):10μm
はんだ粒子6:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、粒子径(平均粒子径):60μm
はんだ粒子7:SnBiはんだ粒子、融点138℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子、粒子径(平均粒子径):113μm
はんだ粒子8:SACはんだ粒子、融点214℃、三井金属社製「Sn96.5Ag3Cu0.5」を選別したはんだ粒子、粒子径(平均粒子径):60μm
Solder Particles and First Spacer:
Solder particles 1: SnBi solder particles, melting point 138 ° C., solder particles obtained by sorting “Sn 42 Bi 58” manufactured by Mitsui Metals, Inc., particle diameter (average particle diameter): 30 μm
Solder particles 2: SnBi solder particles, melting point 138 ° C., solder particles obtained by sorting “Sn 42 Bi 58” manufactured by Mitsui Metals, Inc., particle diameter (average particle diameter): 10 μm
Solder particles 3: SnBi solder particles, melting point 138 ° C., solder particles obtained by sorting “Sn 42 Bi 58” manufactured by Mitsui Metals, Inc., particle diameter (average particle diameter): 5 μm
Solder particles 4: SnBi solder particles, melting point 138 ° C., solder particles obtained by sorting “Sn 42 Bi 58” manufactured by Mitsui Metals, Inc., particle diameter (average particle diameter): 2 μm
Solder particles 5: SAC solder particles, melting point 214 ° C., solder particles obtained by sorting “Sn 96.5
Solder particles 6: SnBi solder particles, melting point 138 ° C., solder particles obtained by sorting “Sn 42 Bi 58” manufactured by Mitsui Metals, Inc., particle diameter (average particle diameter): 60 μm
Solder particles 7: SnBi solder particles, melting point 138 ° C., solder particles obtained by selecting “Sn 42 Bi 58” manufactured by Mitsui Metals, Inc., particle diameter (average particle diameter): 113 μm
Solder particles 8: SAC solder particles, melting point 214 ° C., solder particles obtained by sorting “Sn 96.5
(実施例1〜14及び比較例1)
(1)導電材料(異方性導電ペースト)の作製
下記の表1,2に示す成分を下記の表1,2に示す配合量で配合して、導電材料(異方性導電ペースト)を得た。
(Examples 1 to 14 and Comparative Example 1)
(1) Preparation of conductive material (anisotropic conductive paste) The components shown in Tables 1 and 2 below are blended in the amounts shown in Tables 1 and 2 below to obtain a conductive material (anisotropic conductive paste) The
(2)接続構造体の作製
第1の接続対象部材として、銅電極パターン(L/S:50μm/50μm、電極の長さ:3mm、電極の厚み:12μm)を上面に有するガラスエポキシ基板(FR−4基板、厚み0.6mm)を用意した。
(2) Preparation of Connection Structure A glass epoxy substrate (FR) having a copper electrode pattern (L / S: 50 μm / 50 μm, electrode length: 3 mm, electrode thickness: 12 μm) on the top surface as a first connection target member -4 substrate, thickness 0.6 mm) was prepared.
第2の接続対象部材として、銅電極パターン(L/S:50μm/50μm、電極の長さ:3mm、電極の厚み:12μm)を下面に有するフレキシブルプリント基板(ポリイミドにより形成、厚み0.1mm)を用意した。 A flexible printed circuit board (formed of polyimide, 0.1 mm thick) having a copper electrode pattern (L / S: 50 μm / 50 μm, electrode length: 3 mm, electrode thickness: 12 μm) on the lower surface as a second connection target member Prepared.
上記ガラスエポキシ基板の上面に、作製直後の導電材料(異方性導電ペースト)を第1のスペーサの粒子径の1.5倍の厚みとなるように塗工し、導電材料(異方性導電ペースト)層を形成した(第1の配置工程)。次に、導電材料(異方性導電ペースト)層の上面にフレキシブルプリント基板を電極同士が対向するように積層した(第2の配置工程)。導電材料(異方性導電ペースト)層には、上記フレキシブルプリント基板の重量は加わる。その状態から、導電材料(異方性導電ペースト)層の温度が、昇温開始から5秒後にはんだの融点となるように加熱した。さらに、昇温開始から15秒後に、導電材料(異方性導電ペースト)層の温度が160℃となるように加熱し、導電材料(異方性導電ペースト)層を硬化させ、接続構造体を得た(接続工程)。加熱時には、加圧を行わなかった。 A conductive material (anisotropic conductive paste) immediately after preparation is coated on the upper surface of the above glass epoxy substrate so as to have a thickness 1.5 times the particle diameter of the first spacer. A paste) layer was formed (first arrangement step). Next, on the upper surface of the conductive material (anisotropic conductive paste) layer, a flexible printed board was stacked so that the electrodes face each other (second arrangement step). The weight of the flexible printed board is added to the conductive material (anisotropic conductive paste) layer. From that state, the temperature of the conductive material (anisotropic conductive paste) layer was heated to become the melting point of the solder 5 seconds after the start of the temperature rise. Further, after 15 seconds from the start of the temperature rise, the conductive material (anisotropic conductive paste) layer is heated to 160 ° C. to harden the conductive material (anisotropic conductive paste) layer, and the connection structure is obtained. Obtained (connection step). During heating, no pressure was applied.
(評価)
(1)第1のスペーサとはんだ粒子との関係
導電材料(異方性導電ペースト)に含まれるはんだ粒子と第1のスペーサとの粒子径及び融点を測定した。
(Evaluation)
(1) Relationship between First Spacer and Solder Particles The particle diameter and the melting point of the solder particles contained in the conductive material (anisotropic conductive paste) and the first spacer were measured.
はんだ粒子と第1のスペーサとの粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所社製「LA−920」)を用いて測定した。はんだ粒子と第1のスペーサとの融点は、示差走査熱量測定(DSC)を用いて測定した。示差走査熱量測定(DSC)装置としては、SII社製「EXSTAR DSC7020」を用いた。 The particle diameter of the solder particles and the first spacer was measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus ("LA-920" manufactured by Horiba, Ltd.). The melting points of the solder particles and the first spacer were measured using differential scanning calorimetry (DSC). As a differential scanning calorimetry (DSC) apparatus, "EXSTAR DSC7020" manufactured by SII was used.
得られたはんだ粒子と第1のスペーサとの粒子径及び融点の測定結果から、導電材料中に含まれる第1のスペーサの融点とはんだ粒子の融点との関係、及び導電材料中に含まれる第1のスペーサの粒子径とはんだ粒子の粒子径との関係を確認した。第1のスペーサとはんだ粒子との関係を以下の基準で判定した。 The relationship between the melting point of the first spacer contained in the conductive material and the melting point of the solder particles from the measurement results of the particle diameter and the melting point of the obtained solder particles and the first spacer, and the number contained in the conductive material The relationship between the particle diameter of the spacer 1 and the particle diameter of the solder particles was confirmed. The relationship between the first spacer and the solder particles was determined according to the following criteria.
[第1のスペーサの融点とはんだ粒子の融点との関係の判定基準]
A1:第1のスペーサの融点が、30℃以上、上記はんだ粒子の融点+20℃以下という関係を満足する
B1:第1のスペーサの融点が、30℃以上、上記はんだ粒子の融点+20℃以下という関係を満足しない
[Criteria for determining the relationship between the melting point of the first spacer and the melting point of the solder particles]
A1: The melting point of the first spacer satisfies the relationship of 30 ° C. or more and the melting point of the solder particles + 20 ° C. or less B1: The melting point of the first spacer is 30 ° C. or more and the melting point of the solder particles + 20 ° C. or less I do not satisfy the relationship
[第1のスペーサの粒子径とはんだ粒子の粒子径との関係の判定基準]
A2:第1のスペーサの粒子径の、上記はんだ粒子の粒子径に対する比が1.5を超えるという関係を満足する
B2:第1のスペーサの粒子径の、上記はんだ粒子の粒子径に対する比が1.5を超えるという関係を満足しない
[Criteria for determining the relationship between the particle size of the first spacer and the particle size of the solder particles]
A2: The ratio that the ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the solder particle exceeds 1.5 is satisfied. The ratio of the particle diameter of the first spacer to the particle diameter of the solder particle is Not satisfied with the relationship of more than 1.5
なお、導電材料中に含まれる第1のスペーサとはんだ粒子とが、上記の関係を満足している場合には、上記第2の配置工程の際に、上記第1のスペーサが上記第1の電極と上記第2の電極との間隔を制御していることを確認した。また、導電材料中に含まれる第1のスペーサとはんだ粒子とが、上記の関係を満足している場合には、上記接続工程の際に、上記第1のスペーサの形状が変化し、かつ、上記第1のスペーサが上記第1の電極と上記第2の電極との間隔を制御していないことを確認した。 When the first spacer and the solder particles contained in the conductive material satisfy the above-described relationship, the first spacer is not affected by the first spacer in the second disposing step. It was confirmed that the distance between the electrode and the second electrode was controlled. Further, when the first spacer and the solder particles contained in the conductive material satisfy the above relationship, the shape of the first spacer changes in the connection step, and It was confirmed that the first spacer did not control the distance between the first electrode and the second electrode.
(2)電極上のはんだの配置精度
得られた接続構造体において、第1の電極と接続部と第2の電極との積層方向に第1の電極と第2の電極との対向し合う部分をみたときに、第1の電極と第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の、接続部中のはんだ部が配置されている面積の割合Yを評価した。電極上のはんだの配置精度を以下の基準で判定した。
(2) Placement accuracy of the solder on the electrode In the obtained connection structure, a portion where the first electrode and the second electrode face each other in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode. The ratio Y of the area in which the solder portion in the connection portion is disposed in 100% of the area of the facing portion of the first electrode and the second electrode was evaluated. The placement accuracy of the solder on the electrode was determined according to the following criteria.
[電極上のはんだの配置精度の判定基準]
○○○:割合Yが90%以上
○○:割合Yが80%以上、90%未満
○:割合Yが70%以上、80%未満
×:割合Yが70%未満
[Criteria for accuracy of placement of solder on electrodes]
○○: Ratio Y is 90% or more ○○: Ratio Y is 80% or more and less than 90% ○: Ratio Y is 70% or more and less than 80% ×: Ratio Y is less than 70%
(3)上下の電極間の導通信頼性
得られた接続構造体(n=15個)において、上下の電極間の1接続箇所当たりの接続抵抗をそれぞれ、4端子法により測定した。接続抵抗の平均値を算出した。なお、電圧=電流×抵抗の関係から、一定の電流を流した時の電圧を測定することにより接続抵抗を求めることができる。導通信頼性を以下の基準で判定した。
(3) Conduction Reliability Between Upper and Lower Electrodes In the obtained connection structure (n = 15 pieces), the connection resistance per one connection point between the upper and lower electrodes was measured by the four-terminal method. The average value of connection resistance was calculated. The connection resistance can be determined from the relationship of voltage = current × resistance by measuring the voltage when a constant current flows. The conduction reliability was determined based on the following criteria.
[導通信頼性の判定基準]
○○○:抵抗値が10×1012Ω未満の電極の数が95%以上
○○:抵抗値が10×1012Ω未満の電極の数が90%以上、95%未満
○:抵抗値が10×1012Ω未満の電極の数が85%以上、90%未満
×:抵抗値が10×1012Ω未満の電極の数が85%未満
[Criteria for continuity reliability]
○○○: The number of electrodes with a resistance value of less than 10 × 10 12 Ω is 95% or more ○○: The number of electrodes with a resistance value of less than 10 × 10 12 Ω is 90% or more and less than 95% ○: The resistance value is Number of electrodes less than 10 × 10 12 Ω is 85% or more and less than 90% ×: Number of electrodes less than 10 × 10 12 Ω is less than 85%
(4)隣接する電極間の絶縁信頼性
得られた接続構造体(n=15個)において、85℃及び湿度85%の雰囲気中に100時間放置後、隣接する電極間に、5Vを印加し、抵抗値を25箇所で測定した。絶縁信頼性を以下の基準で判定した。
(4) Insulating reliability between adjacent electrodes In the obtained connection structure (n = 15 pieces), after standing for 100 hours in an atmosphere of 85 ° C. and 85% humidity, 5 V is applied between the adjacent electrodes. The resistance value was measured at 25 points. The insulation reliability was judged according to the following criteria.
[絶縁信頼性の判定基準]
○○○:接続抵抗の平均値が107Ω以上
○○:接続抵抗の平均値が106Ω以上、107Ω未満
○:接続抵抗の平均値が105Ω以上、106Ω未満
×:接続抵抗の平均値が105Ω未満
[Criteria for insulation reliability]
○○○: average connection resistance is 10 7 Ω or more ○○: average connection resistance is 10 6 Ω or more and less than 10 7 Ω ○: average connection resistance is 10 5 Ω or more and less than 10 6 Ω × : The average value of connection resistance is less than 10 5 Ω
結果を下記の表1,2に示す。 The results are shown in Tables 1 and 2 below.
1,1X…接続構造体
2…第1の接続対象部材
2a…第1の電極
3…第2の接続対象部材
3a…第2の電極
4,4X…接続部
4A,4XA…はんだ部
4B,4XB…硬化物部
11…導電材料
11A…はんだ粒子
11B…熱硬化性成分
11C…第1のスペーサ
Claims (15)
前記導電材料の前記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するように配置する第2の配置工程と、
前記はんだ粒子の融点以上に前記導電材料を加熱することで、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、前記導電材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記接続部中のはんだ部により電気的に接続する接続工程とを備え、
前記第2の配置工程において、前記第1のスペーサにより前記第1の電極と前記第2の電極との間隔を制御し、
前記接続工程において、前記第1のスペーサにより前記第1の電極と前記第2の電極との間隔が制御されなくなるように、前記第1のスペーサの形状を変化させる、接続構造体の製造方法。 A first connection target member having a first electrode on the surface, using a conductive material including a thermosetting component, a first spacer, and solder particles having a particle diameter smaller than that of the first spacer. A first disposing step of disposing the conductive material on a surface;
On the surface of the conductive material opposite to the first connection target member, a second connection target member having a second electrode on the surface, the first electrode and the second electrode face each other A second arrangement step of arranging to
By heating the conductive material above the melting point of the solder particles, a connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member is formed of the conductive material, and Electrically connecting the first electrode and the second electrode by a solder portion in the connection portion;
In the second arrangement step, the distance between the first electrode and the second electrode is controlled by the first spacer,
A method of manufacturing a connection structure, wherein in the connection step, a shape of the first spacer is changed such that a distance between the first electrode and the second electrode is not controlled by the first spacer.
前記第2のスペーサの粒子径が、前記第1のスペーサの粒子径よりも小さく、
前記接続工程において、前記第2のスペーサにより前記第1の電極と前記第2の電極との間隔を制御する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 The conductive material includes a second spacer,
The particle size of the second spacer is smaller than the particle size of the first spacer,
The method for manufacturing a connection structure according to any one of claims 1 to 5, wherein in the connection step, a distance between the first electrode and the second electrode is controlled by the second spacer.
前記第1のスペーサの融点が、30℃以上、前記はんだ粒子の融点+20℃以下であり、
前記第1のスペーサの粒子径の、前記はんだ粒子の粒子径に対する比が、1.5を超え、
前記はんだ粒子と前記第1のスペーサとの合計100重量%中、前記第1のスペーサの含有量が、35重量%未満である、導電材料。 A conductive material comprising a thermosetting component, a first spacer, and solder particles having a particle diameter smaller than that of the first spacer,
The melting point of the first spacer is 30 ° C. or more and the melting point of the solder particles + 20 ° C. or less,
The ratio of the particle size of the first spacer to the particle size of the solder particles is greater than 1.5,
A conductive material, wherein a content of the first spacer is less than 35% by weight in a total of 100% by weight of the solder particles and the first spacer.
前記第2のスペーサの粒子径が、前記第1のスペーサの粒子径よりも小さい、請求項9又は10に記載の導電材料。 Including a second spacer,
The conductive material according to claim 9, wherein a particle diameter of the second spacer is smaller than a particle diameter of the first spacer.
第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と、前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、
前記接続部の材料が、請求項9〜13のいずれか1項に記載の導電材料であり、
前記第1の電極と前記第2の電極とが、前記接続部中のはんだ部により電気的に接続されている、接続構造体。 A first connection target member having a first electrode on the surface;
A second connection target member having a second electrode on its surface;
A connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member;
The material of the connection portion is the conductive material according to any one of claims 9 to 13,
A connection structure in which the first electrode and the second electrode are electrically connected by a solder portion in the connection portion.
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