JP6514610B2 - Method of manufacturing connection structure - Google Patents
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Description
本発明は、はんだ粒子を含む導電ペーストを用いる接続構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a connection structure using a conductive paste containing solder particles.
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、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))等に使用されている。 The anisotropic conductive material is, for example, a connection between a flexible printed substrate and a glass substrate (FOG (Film on Glass)) and a connection between a semiconductor chip and a flexible printed substrate (COF (COF) to obtain various connection structures. It is used for chip on film), connection between semiconductor chip and glass substrate (COG (chip on glass)), connection between flexible printed circuit board and glass epoxy substrate (FOB (film on board)), and the like.
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.
上記異方性導電材料の一例として、下記の特許文献1には、熱硬化性樹脂を含む樹脂層と、はんだ粉と、硬化剤とを含み、上記はんだ粉と上記硬化剤とが上記樹脂層中に存在する接着テープが開示されている。この接着テープは、フィルム状であり、ペースト状ではない。 As an example of the anisotropic conductive material, Patent Document 1 below contains a resin layer containing a thermosetting resin, a solder powder, and a curing agent, and the solder powder and the curing agent are the resin layer. An adhesive tape is disclosed therein. The adhesive tape is in the form of a film, not in the form of paste.
また、特許文献1では、上記接着テープを用いた接着方法が開示されている。具体的には、第一基板、接着テープ、第二基板、接着テープ、及び第三基板を下からこの順に積層して、積層体を得る。このとき、第一基板の表面に設けられた第一電極と、第二基板の表面に設けられた第二電極とを対向させる。また、第二基板の表面に設けられた第二電極と第三基板の表面に設けられた第三電極とを対向させる。そして、積層体を所定の温度で加熱して接着する。これにより、接続構造体を得る。 Further, Patent Document 1 discloses a bonding method using the above-mentioned adhesive tape. Specifically, a first substrate, an adhesive tape, a second substrate, an adhesive tape, and a third substrate are laminated in this order from the bottom to obtain a laminate. At this time, the first electrode provided on the surface of the first substrate and the second electrode provided on the surface of the second substrate are opposed to each other. Further, the second electrode provided on the surface of the second substrate and the third electrode provided on the surface of the third substrate are opposed to each other. Then, the laminate is heated at a predetermined temperature and adhered. Thereby, a connection structure is obtained.
特許文献1に記載の接着テープは、フィルム状であり、ペースト状ではない。このため、はんだ粉を電極(ライン)上に効率的に配置することは困難である。例えば、特許文献1に記載の接着テープでは、はんだ粉の一部が、電極が形成されていない領域(スペース)にも配置されやすい。電極が形成されていない領域に配置されたはんだ粉は、電極間の導通に寄与しない。 The adhesive tape described in Patent Document 1 is in the form of a film, not in the form of paste. For this reason, it is difficult to arrange solder powder efficiently on an electrode (line). For example, in the adhesive tape described in Patent Document 1, part of the solder powder is likely to be disposed also in the area (space) where the electrode is not formed. The solder powder disposed in the area where the electrodes are not formed does not contribute to the conduction between the electrodes.
また、特許文献1には記載されていない新たな課題として、はんだ粒子を含む導電ペーストを用いて、3個以上の接続対象部材を接続し、中間に位置する接続対象部材の両面の電極を、下方に位置する接続対象部材の上面の電極と、上方に位置する接続対象部材の下面の電極とに電気的に接続する場合に、はんだ粉が電極間に効率的に集まらないことがあることが本発明者により見出された。 Further, as a new problem not described in Patent Document 1, three or more connection target members are connected using a conductive paste containing solder particles, and electrodes on both surfaces of the connection target member positioned in the middle are When electrically connecting the electrode on the upper surface of the lower connection target member to the electrode on the lower surface of the upper connection target member, solder powder may not be efficiently collected between the electrodes. It was found by the present inventor.
本発明の目的は、はんだ粒子を電極間に効率的に配置することができ、電極間の導通信頼性を高めることができる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 method of manufacturing a connection structure in which solder particles can be efficiently disposed between electrodes and the reliability of conduction between the electrodes can be enhanced.
本発明の広い局面によれば、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペーストを用いて、少なくとも1つの第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材と、少なくとも1つの第2の電極を上面に有しかつ少なくとも1つの第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材とが、導電性粒子を含む第1の接続部により接続されており、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とが前記導電性粒子に由来する第1の導電部により電気的に接続されている積層体を用いて、かつ、少なくとも1つの第3の電極を下面に有する第3の接続対象部材を用いて、前記積層体における前記第2の接続対象部材の上面上に、前記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、前記第2の導電ペースト層の上面上に、前記第3の接続対象部材を下面側から、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とが対向するように配置する工程と、前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第2の導電ペースト層を加熱することで、前記第2の接続対象部材と前記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とを、前記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備え、前記第2の接続対象部材として、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極が対向しておらず、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる、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, there is provided a first connection target member having at least one first electrode on the top surface, using a second conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles. A second connection target member having one second electrode on the upper surface and at least one second electrode on the lower surface is connected by a first connection portion including conductive particles, and the upper surface Using a laminate in which the first electrode and the second electrode on the lower surface are electrically connected by a first conductive portion derived from the conductive particle, and at least one third electrode Placing a second conductive paste layer on the top surface of the second connection target member in the laminate using the third connection target member having the lower surface on the lower surface And on the top surface of the second conductive paste layer Arranging the third connection target member so that the second electrode on the upper surface faces the third electrode on the lower surface from the lower surface side, and the solder included in the second conductive paste layer The second connection target member and the third connection target member are connected by heating the second conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the particles and to a temperature equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting component. The second connection portion is formed of the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are connected to a second solder portion in the second connection portion. Electrically connecting according to the second connection target member, the second electrode does not face each other on the upper surface and the lower surface of the second connection target member; The second electrode is misaligned on the upper surface and the lower surface of the target member Using the connection object member, the manufacturing method of the connecting structure is provided.
本発明の広い局面によれば、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第1の導電ペーストを用いて、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペーストを用いて、少なくとも1つの第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材を用いて、少なくとも1つの第2の電極を上面に有しかつ少なくとも1つの第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材を用いて、かつ、少なくとも1つの第3の電極を下面に有する第3の接続対象部材を用いて、前記第1の接続対象部材の上面上に、前記第1の導電ペーストを塗布して、第1の導電ペースト層を配置する工程と、前記第1の導電ペースト層の上面上に、前記第2の接続対象部材を下面側から、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とが対向するように配置する工程と、前記第1の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第1の導電ペースト層を加熱することで、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第1の接続部を、前記第1の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とを、前記第1の接続部中の第1のはんだ部により電気的に接続する工程と、前記第2の接続対象部材の上面上に、前記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、前記第2の導電ペースト層の上面上に、前記第3の接続対象部材を下面側から、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とが対向するように配置する工程と、前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第2の導電ペースト層を加熱することで、前記第2の接続対象部材と前記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とを、前記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備え、前記第2の接続対象部材として、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極が対向しておらず、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる、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, using a first conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles, using a second conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles A second connection having at least one second electrode on the upper surface and at least one second electrode on the lower surface, using a first connection target member having at least one first electrode on the upper surface The first conductive paste is applied on the upper surface of the first connection target member using the target member and using the third connection target member having at least one third electrode on the lower surface. A step of arranging a first conductive paste layer, and on the upper surface of the first conductive paste layer, the second connection target member from the lower surface side, the first electrode of the upper surface and the Arranging the two electrodes so as to face each other, By heating the first conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer and equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting component, the first connection target member and the second connection target member A first connection portion connecting the connection target member to the connection target member is formed of the first conductive paste layer, and the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are A step of electrically connecting by the first solder portion in the first connection portion, and arranging a second conductive paste layer on the upper surface of the second connection target member using the second conductive paste And the third connection target member is disposed on the upper surface of the second conductive paste layer so that the second electrode on the upper surface faces the third electrode on the lower surface from the lower surface side. And the solder particles contained in the second conductive paste layer A second connection target member and the third connection target member by heating the second conductive paste layer to a temperature higher than the melting point of the second conductive paste layer and higher than a curing temperature of the thermosetting component. The connection portion is formed of the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are formed by the second solder portion in the second connection portion. And electrically connecting the second electrode as the second connection target member on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, and the second electrode is not opposed to the second connection target member. A method of manufacturing a connection structure is provided, using a second connection target member in which the positions of the second electrodes are shifted on the upper surface and the lower surface of the member.
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の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成する際に、前記第2の導電ペースト層の加熱開始から前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点に達するまでの時間を、2秒以上、60秒以下にする。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, when the second connection portion is formed by the second conductive paste layer, the heating of the second conductive paste layer is started from the start of heating. The time to reach the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer is 2 seconds or more and 60 seconds 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3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満である。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, no pressure is applied in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the third connection portion. Weight of the third connection target member is added to the conductive paste layer, or at least one of the step of arranging the third connection target member and the step of forming the third connection portion In both of the step of applying pressure and disposing the third connection target member and the step of forming the third connection portion, the pressure of the pressure is less than 1 MPa.
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3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わる。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, no pressure is applied in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion. The weight of the third connection target member is added to the conductive paste layer.
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の接続部を、前記第1の導電ペースト層により形成する際に、前記第1の導電ペースト層の加熱開始から前記第1の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点に達するまでの時間を、2秒以上、60秒以下にし、前記第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成する際に、前記第2の導電ペースト層の加熱開始から前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点に達するまでの時間を、2秒以上、60秒以下にする。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, when the first connection portion is formed of the first conductive paste layer, the heating is started from the start of heating the first conductive paste layer. The time to reach the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer is 2 seconds or more and 60 seconds or less, and the second connection portion is formed by the second conductive paste layer The time from the start of heating of the second conductive paste layer to reaching the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer is set to 2 seconds or more and 60 seconds 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2の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第1の導電ペースト層には、前記第2の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第2の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第2の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であり、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第3の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満である。 In a specific aspect of 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 second connection portion, no pressurization is performed, and the first Weight of the second connection target member is added to the conductive paste layer, or at least one of the step of arranging the second connection target member and the step of forming the second connection portion The pressing pressure is less than 1 MPa in both of the step of pressing and disposing the second connection target member and the step of forming the second connection portion, and the third connection target In the step of arranging the member and the step of forming the third connection portion, no pressure is applied, and the weight of the third connection target member is added to the second conductive paste layer, or Step of arranging the third connection target member And in at least one of the steps of forming the third connection portion, in both of the step of applying pressure and arranging the third connection target member and the step of forming the third connection portion. And the pressure of pressurization is less than 1 MPa.
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の接続対象部材を配置する工程及び前記第1の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第1の導電ペースト層には、前記第2の接続対象部材の重量が加わり、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わる。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, no pressure is applied in the step of disposing the second connection target member and the step of forming the first connection portion. The weight of the second connection target member is added to the conductive paste layer of the second connection target member, and pressurization is not performed in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion. The weight of the third connection target member is added to the second conductive paste layer.
前記第2の導電ペーストに含まれる前記はんだ粒子の平均粒子径が0.5μm以上、100μm以下であることが好ましい。前記第1の導電ペーストに含まれる前記はんだ粒子の平均粒子径が0.5μm以上、100μm以下であることが好ましい。前記第2の導電ペースト中の前記はんだ粒子の含有量が10重量%以上、80重量%以下であることが好ましい。前記第1の導電ペースト中の前記はんだ粒子の含有量が10重量%以上、80重量%以下であることが好ましい。 The average particle diameter of the solder particles contained in the second conductive paste is preferably 0.5 μm or more and 100 μm or less. The average particle diameter of the solder particles contained in the first conductive paste is preferably 0.5 μm or more and 100 μm or less. The content of the solder particles in the second conductive paste is preferably 10% by weight or more and 80% by weight or less. The content of the solder particles in the first conductive paste is preferably 10% by weight or more and 80% by weight 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2の接続対象部材の主面方向において、前記第2の接続対象部材の上面の前記第2の電極の端部と前記2の接続対象部材の下面の前記第2の電極の端部との距離が0μm以上、1000μm以下である。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, an end portion of the second electrode on the upper surface of the second connection target member and the second electrode in the main surface direction of the second connection target member The distance between the lower surface of the second connection target member and the end of the second electrode is 0 μm or more and 1000 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2の接続対象部材の主面方向において、前記第2の接続対象部材の上面の前記第2の電極の端部と前記2の接続対象部材の下面の前記第2の電極の端部との距離が10μm以上、1000μm以下である。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, an end portion of the second electrode on the upper surface of the second connection target member and the second electrode in the main surface direction of the second connection target member The distance between the lower surface of the second connection target member and the end of the second electrode is 10 μm or more and 1000 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3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、リジッドフレキシブル基板又はフレキシブルフラットケーブルである。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the third connection target member is a resin film, a flexible printed circuit, a rigid flexible substrate or a flexible flat cable.
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の接続対象部材が、リジッドフレキシブル基板を除くリジッド基板であり、前記第3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、リジッドフレキシブル基板又はフレキシブルフラットケーブルである。 In a specific aspect of the method for manufacturing a connection structure according to the present invention, the second connection target member is a rigid substrate excluding a rigid flexible substrate, and the third connection target member is a resin film, a flexible print It is a substrate, a rigid flexible substrate or a flexible flat cable.
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の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第2の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第3の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第1の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第2の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下であり、前記第3の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下である。 In a specific aspect of the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the electrode width of the first electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less, and the electrode width of the second electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less The electrode width of the third electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less, the inter-electrode width of the first electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less, and the inter-electrode width of the second electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less, and the inter-electrode width of the third electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記積層体を用いる場合に、上記積層体における上記第2の接続対象部材の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、上記第2の導電ペースト層の上面上に、上記第3の接続対象部材を下面側から、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とが対向するように配置する工程と、上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第2の導電ペースト層を加熱することで、上記第2の接続対象部材と上記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とを、上記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備えており、更に上記第2の接続対象部材として、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極が対向しておらず、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いるので、はんだ粒子を電極間に効率的に配置することができ、電極間の導通信頼性を高めることができる。 In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, when the laminate is used, the second conductive paste is used on the upper surface of the second connection target member in the laminate to form a second conductive material. In the step of disposing a paste layer, and on the upper surface of the second conductive paste layer, the third connection target member is faced from the lower surface side, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface face each other And heating the second conductive paste layer to a temperature higher than the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and higher than the curing temperature of the thermosetting component. A second connection portion connecting the second connection target member and the third connection target member is formed by the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the lower surface And a second electrode in the second connection portion And a step of electrically connecting by means of the projection, and as the second connection target member, the second electrode does not face each other on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, Since the second connection target member in which the position of the second electrode is shifted is used on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, solder particles can be efficiently disposed between the electrodes. It is possible to improve the continuity reliability between the two.
また、本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記第1の接続対象部材の上面上に、上記第1の導電ペーストを塗布して、第1の導電ペースト層を配置する工程と、上記第1の導電ペースト層の上面上に、上記第2の接続対象部材を下面側から、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とが対向するように配置する工程と、上記第1の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第1の導電ペースト層を加熱することで、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第1の接続部を、上記第1の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とを、上記第1の接続部中の第1のはんだ部により電気的に接続する工程と、上記第2の接続対象部材の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、上記第2の導電ペースト層の上面上に、上記第3の接続対象部材を下面側から、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とが対向するように配置する工程と、上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第2の導電ペースト層を加熱することで、上記第2の接続対象部材と上記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とを、上記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備えており、更に上記第2の接続対象部材として、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極が対向しておらず、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いるので、はんだ粒子を電極間に効率的に配置することができ、電極間の導通信頼性を高めることができる。 In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, the first conductive paste is applied on the upper surface of the first connection target member, and the first conductive paste layer is disposed; Arranging the second connection target member on the upper surface of the first conductive paste layer so that the first electrode on the upper surface faces the second electrode on the lower surface from the lower surface side; By heating the first conductive paste layer above the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer and above the curing temperature of the thermosetting component, the first connection target member and the second connection target member The first connection portion connecting the connection target member is formed of the first conductive paste layer, and the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are the first connection portion. Electrically connecting by the first solder portion in the first connection portion; Placing a second conductive paste layer on the upper surface of the second connection target member using the second conductive paste, and forming the third conductive paste layer on the upper surface of the second conductive paste layer Arranging the connection target member so that the second electrode on the upper surface faces the third electrode on the lower surface from the lower surface side, and the melting point or more of the solder particles contained in the second conductive paste layer And the second connection portion connecting the second connection target member and the third connection target member by heating the second conductive paste layer to a temperature higher than the curing temperature of the thermosetting component. Is formed by the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are electrically connected by the second solder portion in the second connection portion. And, as the second connection target member, The second electrode does not face each other on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, and the position of the second electrode is shifted on the upper surface and the lower surface of the second connection target member Since the second connection target member is used, solder particles can be efficiently disposed between the electrodes, and conduction reliability between the electrodes 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.
本発明の広い局面では、本発明に係る接続構造体の製造方法では、
(B)熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペースト、
(A’/C’/D’)少なくとも1つの第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材と、少なくとも1つの第2の電極を上面に有しかつ少なくとも1つの第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材とが、導電性粒子を含む第1の接続部により接続されており、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とが上記導電性粒子に由来する第1の導電部により電気的に接続されている積層体、かつ、
(E)少なくとも1つの第3の電極を下面に有する第3の接続対象部材を用いる。
In a broad aspect of the present invention, in the method of manufacturing a connection structure according to the present invention,
(B) a second conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles,
(A '/ C' / D ') A first connection target member having at least one first electrode on the upper surface, and at least one second electrode on the upper surface, and at least one second electrode A second connection target member on the lower surface is connected by a first connection portion including conductive particles, and the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are connected to the conductive particles. A laminate electrically connected by the first conductive portion derived therefrom, and
(E) A third connection target member having at least one third electrode on the lower surface is used.
本発明では、上記の(B)、(A’/C’/D’)及び(E)の第2の導電ペースト、積層体及び第2の接続対象部材を用いる場合に、上記第2の接続対象部材として、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極が対向しておらず、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる。 In the present invention, in the case of using the second conductive paste of (B), (A ′ / C ′ / D ′) and (E) described above, the laminate and the second connection target member, the second connection is preferable. As a target member, the second electrode is not opposed on the upper surface and the lower surface of the second connection target member, and the position of the second electrode is on the upper surface and the lower surface of the second connection target member The second connection target member which is shifted is used.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記の(B)、(A’/C’/D’)及び(E)の第2の導電ペースト、積層体及び第2の接続対象部材を用いる場合に、
(第4’の工程)上記積層体における上記第2の接続対象部材の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、
(第5の工程)上記第2の導電ペースト層の上面上に、上記第3の接続対象部材を下面側から、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とが対向するように配置する工程と、
(第6の工程)上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第2の導電ペースト層を加熱することで、上記第2の接続対象部材と上記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とを、上記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程と、
を備える。
The method for producing a connection structure according to the present invention uses the second conductive paste of (B), (A '/ C' / D ') and (E) described above, the laminate, and the second connection target member. In case,
(Fourth Step) A step of disposing a second conductive paste layer using the second conductive paste on the upper surface of the second connection target member in the laminate.
(Fifth Step) The third connection target member is placed on the upper surface of the second conductive paste layer so that the second electrode on the upper surface faces the third electrode on the lower surface from the lower surface side Placing in
(Sixth Step) The second conductive paste layer is heated by heating the second conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and equal to or higher than a curing temperature of the thermosetting component. A second connection portion connecting the connection target member and the third connection target member is formed of the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third on the lower surface are formed. Electrically connecting the first and second electrodes by the second solder portion in the second connection portion;
Equipped with
本発明では、上記の(B)、(A’/C’/D’)及び(E)の第2の導電ペースト、積層体及び第2の接続対象部材を用いる場合に、上記積層体は、後述する第1,第2,第3の工程を経て得られていてもよく、後述する第1,第2,第3の工程を経て得られていなくてもよい。 In the present invention, when the second conductive paste of (B), (A ′ / C ′ / D ′) and (E), the laminate and the second connection target member described above are used, the laminate is It may be obtained through first, second and third steps described later, or may not be obtained through first, second and third steps described later.
また、本発明の広い局面では、本発明に係る接続構造体の製造方法は、
(A)熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第1の導電ペースト、
(B)熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペースト、
(C)少なくとも1つの第1の電極を上面に有する第1の接続対象部材、
(D)少なくとも1つの第2の電極を上面に有しかつ少なくとも1つの第2の電極を下面に有する第2の接続対象部材、及び、
(E)少なくとも1つの第3の電極を下面に有する第3の接続対象部材、
を用いる。
In a broad aspect of the present invention, a method of manufacturing a connection structure according to the present invention is:
(A) a first conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles,
(B) a second conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles,
(C) a first connection target member having at least one first electrode on the upper surface,
(D) a second connection target member having at least one second electrode on the upper surface and at least one second electrode on the lower surface;
(E) a third connection target member having at least one third electrode on the lower surface,
Use
本発明では、上記の(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)の導電ペースト及び接続対象部材を用いる場合に、上記第2の接続対象部材として、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極が対向しておらず、上記第2の接続対象部材の上面及び下面で、上記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる。 In the present invention, when the conductive paste and the connection target member of the above (A), (B), (C), (D) and (E) are used, the second connection target member is the second connection target member. The second connection target in which the second electrode is not opposed on the upper surface and the lower surface of the connection target member, and the position of the second electrode is shifted on the upper surface and the lower surface of the second connection target member Use a member.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、上記の(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)の導電ペースト及び接続対象部材を用いる場合に、
(第1の工程)上記第1の接続対象部材の上面上に、上記第1の導電ペーストを塗布して、第1の導電ペースト層を配置する工程と、
(第2の工程)上記第1の導電ペースト層の上面上に、上記第2の接続対象部材を下面側から、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とが対向するように配置する工程と、
(第3の工程)上記第1の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第1の導電ペースト層を加熱することで、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第1の接続部を、上記第1の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第1の電極と下面の上記第2の電極とを、上記第1の接続部中の第1のはんだ部により電気的に接続する工程と、
(第4の工程)上記第2の接続対象部材の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、
(第5の工程)上記第2の導電ペースト層の上面上に、上記第3の接続対象部材を下面側から、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とが対向するように配置する工程と、
(第6の工程)上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記第2の導電ペースト層を加熱することで、上記第2の接続対象部材と上記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の上記第2の電極と下面の上記第3の電極とを、上記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程と、
を備える。
In the case of using the conductive paste of the above (A), (B), (C), (D) and (E) and the connection target member, the method for producing a connection structure according to the present invention,
(First Step) A step of applying the first conductive paste on the upper surface of the first connection target member and arranging a first conductive paste layer;
(Second Step) On the upper surface of the first conductive paste layer, the second connection target member is placed from the lower surface side so that the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface face each other Placing in
(Third Step) The first conductive paste layer is heated by heating the first conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer and equal to or higher than a curing temperature of the thermosetting component. A first connection portion connecting the connection target member and the second connection target member is formed of the first conductive paste layer, and the first electrode on the upper surface and the second on the lower surface are formed. Electrically connecting the first and second electrodes with the first and second electrodes;
(Fourth Step) A step of disposing a second conductive paste layer on the upper surface of the second connection target member using the second conductive paste
(Fifth Step) The third connection target member is placed on the upper surface of the second conductive paste layer so that the second electrode on the upper surface faces the third electrode on the lower surface from the lower surface side Placing in
(Sixth Step) The second conductive paste layer is heated by heating the second conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and equal to or higher than a curing temperature of the thermosetting component. A second connection portion connecting the connection target member and the third connection target member is formed of the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third on the lower surface are formed. Electrically connecting the first and second electrodes by the second solder portion in the second connection portion;
Equipped with
本発明では、上記の構成が備えられているので、複数のはんだ粒子が電極間に集まりやすく、複数のはんだ粒子を電極(ライン)上に効率的に配置することができる。特に上面の第2の電極と下面の第3の電極との間に、複数のはんだ粒子を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。 In the present invention, since the above configuration is provided, a plurality of solder particles are easily collected between the electrodes, and the plurality of solder particles can be efficiently arranged on the electrodes (lines). In particular, a plurality of solder particles can be efficiently disposed between the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface. 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.
具体的には、第2の接続対象部材の上面と下面とで第2の電極の位置がずれているために、第2の導電ペースト層の熱硬化時に、熱が下面の第2の電極によって放散されない。このため、上面の第2の電極と下面の第3の電極との間の第2の導電ペースト層の温度を充分に高めることができ、第2の導電ペースト層の溶融粘度を充分に低くすることができ、上面の第2の電極と下面の第3の電極との間に、はんだ粒子を効果的に集めることができる。 Specifically, since the position of the second electrode is shifted between the upper surface and the lower surface of the second connection target member, heat is applied by the second electrode of the lower surface when the second conductive paste layer is thermally cured. Not dissipated. Therefore, the temperature of the second conductive paste layer between the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface can be sufficiently raised, and the melt viscosity of the second conductive paste layer is sufficiently lowered. The solder particles can be effectively collected between the upper second electrode and the lower third electrode.
一方で、第2の接続対象部材の上面と下面とで第2の電極の位置がずれていない場合には、第2の導電ペースト層の熱硬化時に、熱が下面の第2の電極によって放散される。このため、上面の第2の電極と下面の第3の電極との間の第2の導電ペースト層の温度が充分に高くならず、第2の導電ペースト層の溶融粘度が充分に低くならず、上面の第2の電極と下面の第3の電極との間に、はんだ粒子が効果的に集まらない傾向がある。 On the other hand, when the position of the second electrode is not shifted between the upper surface and the lower surface of the second connection target member, heat is dissipated by the second electrode of the lower surface when the second conductive paste layer is thermally cured. Be done. For this reason, the temperature of the second conductive paste layer between the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface is not sufficiently high, and the melt viscosity of the second conductive paste layer is not sufficiently low. The solder particles tend not to collect effectively between the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface.
なお、本発明では、複数のはんだ粒子を電極間に効率的に集める他の方法を更に採用してもよい。複数のはんだ粒子を電極間に効率的に集める方法としては、接続対象部材間の導電ペーストに、熱を付与した際、熱により導電ペーストの粘度を低下させることで、導電ペーストの対流を発生させる方法等が挙げられる。この方法において、接続対象部材の表面の電極とそれ以外の表面部材との熱容量の差異により対流を発生させる方法、接続対象部材の水分を、熱により水蒸気として対流を発生させる方法、並びに上下の接続対象部材との温度差により対流を発生させる方法等が挙げられる。これにより、導電ペースト中のはんだ粒子を、電極の表面に効率的に移動させることができる。 In the present invention, other methods of efficiently collecting a plurality of solder particles between the electrodes may be further adopted. As a method of efficiently collecting a plurality of solder particles between electrodes, when heat is applied to the conductive paste between members to be connected, convection of the conductive paste is generated by reducing the viscosity of the conductive paste by heat. Methods etc. In this method, convection is generated by the difference in heat capacity between the electrode on the surface of the connection target member and the other surface members, the method of causing the water of the connection target member to generate convection as water vapor by heat, and upper and lower connection The method etc. which generate | occur | produce a convection by temperature difference with an object member are mentioned. Thereby, the solder particles in the conductive paste can be efficiently moved to the surface of the electrode.
なお、本発明では、電極の表面に選択的にはんだ粒子を凝集させる方法を更に採用してもよい。電極の表面に選択的にはんだ粒子を凝集させる方法としては、溶融したはんだ粒子の濡れ性がよい電極材質と、溶融したはんだ粒子の濡れ性の悪いその他の表面材質とにより形成された接続対象部材を選択し、電極の表面に到達した溶融したはんだ粒子を選択的に電極に付着させ、その溶融したはんだ粒子に対し、別のはんだ粒子を溶融させて付着させる方法、熱伝導性がよい電極材質と、熱伝導性が悪いその他の表面材質とにより形成された接続対象部材を選択し、熱を付与した際に、電極の温度を他の表面部材に対し高くすることで、選択的に電極上ではんだを溶融させる方法、金属により形成された電極上に存在するマイナスの電荷に対して、プラスの電荷を持つように処理されたはんだ粒子を用いて、電極に選択的にはんだ粒子を凝集させる方法、並びに、親水性の金属表面を有する電極に対して、導電ペースト中のはんだ粒子以外の樹脂を疎水性とすることで、電極に選択的にはんだ粒子を凝集させる方法等が挙げられる。 In the present invention, a method of selectively agglomerating solder particles on the surface of the electrode may be further employed. As a method of selectively aggregating solder particles on the surface of an electrode, a connection target member formed of an electrode material having good wettability of melted solder particles and another surface material having poor wettability of melted solder particles Selected, the melted solder particles that have reached the surface of the electrode are selectively attached to the electrode, and another solder particle is melted and attached to the melted solder particles, an electrode material with good thermal conductivity By selecting the connection target member formed of the other surface materials with poor thermal conductivity and applying heat, the temperature of the electrode is made higher than that of the other surface member, thereby selectively on the electrode. Method of melting the solder by the method, solder particles selectively condensed on the electrode using the solder particles treated to have a positive charge with respect to the negative charge present on the electrode formed of metal Method of, and, the electrode having a hydrophilic metal surface, the resin other than the solder particles in the conductive paste by a hydrophobic, a method to aggregate selectively solder particles on the electrode, and the like.
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、好ましくは150μm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60%以上、更に好ましくは70%以上、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 150 μm or less, more preferably 80 μm or less. The solder wet area on the surface of the electrode (area in contact with the solder in 100% of the exposed area of the electrode) is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, still more preferably 70% or more, 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第1の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第1の導電ペースト層には、上記第2の接続対象部材の重量が加わるか、又は、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であることが好ましい。1MPa以上の加圧の圧力を加えないことで、はんだ粒子の凝集がかなり促進される。接続対象部材の反りを抑える観点からは、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第1の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であってもよい。加圧を行う場合に、上記第2の接続対象部材を配置する工程のみにおいて、加圧を行ってもよく、上記第1の接続部を形成する工程のみにおいて、加圧を行ってもよく、上記第2の接続対象部材を配置する工程と上記第1の接続部を形成する工程との双方において、加圧を行ってもよい。加圧の圧力が1MPa未満には、加圧していない場合が含まれる。加圧を行う場合に、加圧の圧力は、好ましくは0.9MPa以下、より好ましくは0.8MPa以下である。加圧の圧力が0.8MPa以下である場合に、加圧の圧力が0.8MPaを超える場合と比べて、はんだ粒子の凝集がより一層顕著に促進される。 In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, no pressure is applied to the first conductive paste layer in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion. Is performed by applying pressure in at least one of the step of disposing the second connection target member and the step of arranging the second connection target member or adding the weight of the second connection target member And, in both of the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, it is preferable that a pressure of pressurization is less than 1 MPa. By not applying a pressure of 1 MPa or more, aggregation of the solder particles is considerably promoted. From the viewpoint of suppressing the warpage of the connection target member, in the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, at least one of the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion In both of the step of applying pressure and disposing the second connection target member and the step of forming the first connection portion, the pressure of the pressure may be less than 1 MPa. When pressing is performed, pressing may be performed only in the step of arranging the second connection target member, or may be performed only in the step of forming the first connection portion. Pressurization may be performed in both the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion. The pressure of less than 1 MPa includes the case where the pressure is not applied. When pressurization is performed, the pressure of pressurization is preferably 0.9 MPa or less, more preferably 0.8 MPa or less. When the pressure of pressure is 0.8 MPa or less, the aggregation of the solder particles is more significantly promoted as compared to the case where the pressure of pressure exceeds 0.8 MPa.
本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第2の導電ペースト層には、上記第3の接続対象部材の重量が加わるか、又は、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であることが好ましい。1MPa以上の加圧の圧力を加えないことで、はんだ粒子の凝集がかなり促進される。接続対象部材の反りを抑える観点からは、本発明に係る接続構造体の製造方法では、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であってもよい。加圧を行う場合に、上記第3の接続対象部材を配置する工程のみにおいて、加圧を行ってもよく、上記第2の接続部を形成する工程のみにおいて、加圧を行ってもよく、上記第3の接続対象部材を配置する工程と上記第2の接続部を形成する工程との双方において、加圧を行ってもよい。加圧の圧力が1MPa未満には、加圧していない場合が含まれる。加圧を行う場合に、加圧の圧力は、好ましくは0.9MPa以下、より好ましくは0.8MPa以下である。加圧の圧力が0.8MPa以下である場合に、加圧の圧力が0.8MPaを超える場合と比べて、はんだ粒子の凝集がより一層顕著に促進される。 In the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, no pressure is applied to the second conductive paste layer in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion. Is performed by applying pressure in at least one of the step of placing the third connection target member and the step of forming the second connection portion, or adding a weight of the third connection target member or And, in both of the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, the pressure of pressurization is preferably less than 1 MPa. By not applying a pressure of 1 MPa or more, aggregation of the solder particles is considerably promoted. From the viewpoint of suppressing the warpage of the connection target member, in the method of manufacturing a connection structure according to the present invention, at least one of the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion In both of the step of applying pressure and disposing the third connection target member and the step of forming the second connection portion, the pressure of the pressure may be less than 1 MPa. When pressing is performed, pressing may be performed only in the step of arranging the third connection target member, or may be performed only in the step of forming the second connection portion. Pressurization may be performed in both the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion. The pressure of less than 1 MPa includes the case where the pressure is not applied. When pressurization is performed, the pressure of pressurization is preferably 0.9 MPa or less, more preferably 0.8 MPa or less. When the pressure of pressure is 0.8 MPa or less, the aggregation of the solder particles is more significantly promoted as compared to the case where the pressure of pressure exceeds 0.8 MPa.
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第1の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第1の導電ペースト層には、上記第2の接続対象部材の重量が加わることが好ましく、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程において、上記第1の導電ペースト層には、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。さらに、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第2の導電ペースト層には、上記第3の接続対象部材の重量が加わることが好ましく、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程において、上記第2の導電ペースト層には、上記第3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、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 to the first conductive paste layer in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion. Preferably, the weight of the second connection target member is added, and in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, the first conductive paste layer is It is preferable not to apply an applied pressure that exceeds the force of the weight of the second connection target member. Furthermore, in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressurization is performed, and the second conductive paste layer is formed of the third connection target member. It is preferable that weight is added, and in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, the weight of the third connection target member is included in the second conductive paste layer. Preferably, no overpressure is applied which exceeds the force of. In these cases, the thickness of the solder portion can be increased more effectively, and a plurality of solder particles are more likely to be collected between the electrodes, and the plurality of solder particles can be made more efficient on the electrodes (lines). It can be arranged. 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、複数のはんだ粒子を電極上に効率的に配置し、かつ電極が形成されていない領域に配置されるはんだ粒子の量をかなり少なくするためには、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いる必要があることを、本発明者は見出した。 In addition, it is necessary to use a conductive paste, not a conductive film, in order to efficiently dispose a plurality of solder particles on the electrode and to considerably reduce the amount of solder particles disposed in the area where the electrode is not formed. The inventor found that there was.
さらに、上記第2の接続対象部材を配置する工程及び上記第1の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第1の導電ペースト層に、上記第2の接続対象部材の重量が加われば、接続部が形成される前に電極が形成されていない領域(スペース)に配置されていたはんだ粒子が第1の電極と第2の電極との間により一層集まりやすくなり、上記第3の接続対象部材を配置する工程及び上記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、上記第2の導電ペースト層に、上記第3の接続対象部材の重量が加われば、接続部が形成される前に電極が形成されていない領域(スペース)に配置されていたはんだ粒子が第1の電極と第2の電極との間により一層集まりやすくなり、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ことも、本発明者は見出した。本発明では、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いるという構成と、加圧を行わず、上記第1の導電ペースト層には、上記第2の接続対象部材の重量が加わるようにするという構成、又は、加圧を行わず、上記第2の導電ペースト層には、上記第3の接続対象部材の重量が加わるようにするという構成とを組み合わせて採用することには、本発明の効果をより一層高いレベルで得るために大きな意味がある。 Furthermore, in the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, no pressure is applied, and the weight of the second connection target member is added to the first conductive paste layer. The solder particles arranged in the region (space) in which the electrode is not formed before the connection portion is formed are more easily collected between the first electrode and the second electrode, If the weight of the third connection target member is added to the second conductive paste layer without applying pressure in the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, The solder particles arranged in the region (space) where the electrode is not formed before the connection portion is formed are more easily collected between the first electrode and the second electrode, and the plurality of solder particles are More effective on (line) Also, the present inventors have found that it is possible to arranged. In the present invention, not the conductive film but the conductive paste is used, and the weight of the second connection target member is added to the first conductive paste layer without applying pressure. Alternatively, the effect of the present invention can be further enhanced by adopting a combination of a configuration in which the weight of the third connection target member is added to the second conductive paste layer without applying pressure. It has great meaning to get at a higher level.
なお、WO2008/023452A1では、はんだ粉を電極表面に押し流して効率よく移動させる観点からは、接着時に所定の圧力で加圧するとよいことが記載されており、加圧圧力は、はんだ領域をさらに確実に形成する観点では、例えば、0MPa以上、好ましくは1MPa以上とすることが記載されており、更に、接着テープに意図的に加える圧力が0MPaであっても、接着テープ上に配置された部材の自重により、接着テープに所定の圧力が加わってもよいことが記載されている。WO2008/023452A1では、接着テープに意図的に加える圧力が0MPaであってもよいことは記載されているが、0MPaを超える圧力を付与した場合と0MPaとした場合との効果の差異については、何ら記載されていない。また、WO2008/023452A1では、フィルム状ではなく、ペースト状の導電ペーストを用いることの重要性についても何ら認識されていない。 WO 2008/023452 A1 describes that it is preferable to press with a predetermined pressure at the time of bonding from the viewpoint of pushing solder powder to the electrode surface and moving it efficiently, and the pressing pressure further secures the solder area. In the viewpoint of forming it, for example, 0 MPa or more, preferably 1 MPa or more is described, and further, even if the pressure intentionally applied to the adhesive tape is 0 MPa, It is described that the adhesive tape may be subjected to a predetermined pressure by its own weight. Although it is described in WO 2008/023452 A1 that the pressure intentionally applied to the adhesive tape may be 0 MPa, any difference in the effect between the case where the pressure exceeds 0 MPa and the case where the pressure is made 0 MPa is considered Not listed. Moreover, WO2008 / 023452A1 does not recognize at all the importance of using a non-film-like, paste-like conductive paste.
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、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るという問題がある。 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. Moreover, in the case of the conductive film, the melt viscosity of the conductive film can not be sufficiently lowered at the melting temperature of the solder, and there is a problem that the aggregation of the solder particles is inhibited.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態及び実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments and examples of the present invention with reference to the drawings.
先ず、図1に、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法により得られる接続構造体を模式的に部分切欠正面断面図で示す。 First, FIG. 1 schematically shows a connection structure obtained by the method of manufacturing a connection structure according to an embodiment of the present invention in a partially cutaway front cross-sectional view.
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3の接続対象部材4と、第1の接続部5と、第2の接続部6とを備える。
The connection structure 1 shown in FIG. 1 includes a first
第1の接続部5は、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。第1の接続部5は、熱硬化性成分と、複数のはんだ粒子とを含む第1の導電ペーストにより形成されている。第1の接続部5は、第1の導電ペーストの硬化物である。但し、第1の接続部5は、導電性粒子を含む導電材料により形成されていてもよく、この導電性粒子ははんだ粒子でなくてもよい。また、上記導電材料は、導電ペーストであってもよく、導電フィルムであってもよく、熱硬化性成分を含まずかつ熱可塑性成分を含んでいてもよい。
The
第2の接続部6は、第2の接続対象部材3と第3の接続対象部材4とを接続している。第2の接続部6は、熱硬化性成分と、複数のはんだ粒子とを含む第2の導電ペーストにより形成されている。第2の接続部6は、第2の導電ペーストの硬化物である。
The
第1の接続部5は、複数のはんだ粒子が集まり互いに接合した第1のはんだ部5Aと、熱硬化性成分が熱硬化された第1の硬化物部5Bとを有する。第1の接続部が、熱硬化性成分と複数の導電性粒子とを含む導電材料により形成されている場合には、第1の接続部は、複数の導電性粒子に由来する第1の導電部と、熱硬化性成分が熱硬化された第1の硬化物部とを有する。
The
第1の接続対象部材2は上面に、複数の第1の電極2aを有する。第2の接続対象部材3は下面に、複数の第2の電極3aを有する。上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとが、第1のはんだ部5A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、第1のはんだ部5Aにより電気的に接続されている。なお、第1の接続部5において、上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとの間に集まった第1のはんだ部5Aとは異なる領域(第1の硬化物部5B部分)では、はんだは存在しない。第1のはんだ部5Aとは異なる領域(第1の硬化物部5B部分)では、第1のはんだ部5Aと離れたはんだは存在しない。なお、少量であれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まった第1のはんだ部5Aとは異なる領域(第1の硬化物部5B部分)に、はんだが存在していてもよい。
The first
第2の接続部6は、複数のはんだ粒子が集まり互いに接合した第2のはんだ部6Aと、熱硬化性成分が熱硬化された第2の硬化物部6Bとを有する。
The
第2の接続対象部材3は上面に、複数の第2の電極3bを有する。第3の接続対象部材4は下面に、複数の第3の電極4aを有する。上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとが、第2のはんだ部6Aにより電気的に接続されている。従って、第2の接続対象部材3と第3の接続対象部材4とが、第2のはんだ部6Aにより電気的に接続されている。なお、第2の接続部6において、上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとの間に集まった第2のはんだ部6Aとは異なる領域(第2の硬化物部6B部分)では、はんだは存在しない。第2のはんだ部6Aとは異なる領域(第2の硬化物部6B部分)では、第2のはんだ部6Aと離れたはんだは存在しない。なお、少量であれば、第2の電極3bと第3の電極4aとの間に集まった第2のはんだ部6Aとは異なる領域(第2の硬化物部6B部分)に、はんだが存在していてもよい。
The second
図1に示すように、接続構造体1では、上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとの間に、複数のはんだ粒子が集まり、複数のはんだ粒子が溶融した後、はんだ粒子の溶融物が電極の表面を濡れ拡がった後に固化して、第1のはんだ部5Aが形成されている。本実施形態では、接続構造体1において上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとの間に位置している第1のはんだ部5Aの厚みは、上記第1の導電ペーストに含まれる複数の上記はんだ粒子の平均粒子径よりも大きい。このため、第1のはんだ部5Aと第1の電極2a、並びに第1のはんだ部5Aと第2の電極3aとの接触面積が大きくなる。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、第1のはんだ部5Aと第1の電極2aとの接触面積、並びに第1のはんだ部5A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。
As shown in FIG. 1, in the connection structure 1, a plurality of solder particles gather between the
また、図1に示すように、接続構造体1では、上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとの間に、複数のはんだ粒子が集まり、複数のはんだ粒子が溶融した後、はんだ粒子の溶融物が電極の表面を濡れ拡がった後に固化して、第2のはんだ部6Aが形成されている。本実施形態では、接続構造体1において上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとの間に位置している第2のはんだ部6Aの厚みは、上記第2の導電ペーストに含まれる複数の上記はんだ粒子の平均粒子径よりも大きい。このため、第2のはんだ部6Aと第2の電極3b、並びに第2のはんだ部6Aと第3の電極4aとの接触面積が大きくなる。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、第2のはんだ部6Aと第2の電極3bとの接触面積、並びに第2のはんだ部6Aと第3の電極4a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。
Further, as shown in FIG. 1, in the connection structure 1, a plurality of solder particles gather between the
なお、導電ペースト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。 In the case where the conductive paste contains a flux, the flux is generally gradually inactivated by heating.
次に、本発明の一実施形態に係る接続構造体の製造方法を説明する。 Next, a method of manufacturing a connection structure according to an embodiment of the present invention will be described.
先ず、熱硬化性成分11Bと、複数のはんだ粒子11Aとを含む第1の導電ペーストを用意する。また、第1の電極2aを上面に有する第1の接続対象部材2を用意する。
First, a first conductive paste containing a
図2(a)に示すように、第1の接続対象部材2の上面上に、上記第1の導電ペーストを用いて、第1の導電ペースト層11を配置する(第1の工程)。第1の接続対象部材2の上面の第1の電極2aが設けられた表面上に、第1の導電ペースト層11を配置する。第1の導電ペースト層11の配置の後に、はんだ粒子11A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。
As shown to Fig.2 (a), the 1st
第1の導電ペースト層11及び後述する第2の導電ペースト層12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 arrangement method of the first
また、第2の電極3aを下面に有し、かつ第2の電極3bを上面に有する第2の接続対象部材3を用意する。
In addition, a second
次に、図2(b)に示すように、第1の接続対象部材2の上面上の第1の導電ペースト層11において、第1の導電ペースト層11の第1の接続対象部材2側とは反対側の表面(上面)上に、第2の接続対象部材3を下面側から配置する(第2の工程)。第1の導電ペースト層11の上面上に、下面の第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、上面の第1の電極2aと下面の第2の電極3aとを対向させる。
Next, as shown in FIG. 2B, in the first
次に、はんだ粒子11Aの融点以上及び熱硬化性成分11Bの硬化温度以上に第1の導電ペースト層11を加熱する(第3の工程)。すなわち、第1の導電ペースト層11に含まれるはんだ粒子11Aの融点及び熱硬化性成分11Bの硬化温度の内のより低い温度以上に、第1の導電ペースト層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)。また、本実施形態では、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いているために、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に効果的に集まる。また、はんだ粒子11A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とを接続している第1の接続部5を、第1の導電ペースト層11により形成する。第1の導電ペースト層11により第1の接続部5が形成され、複数のはんだ粒子11Aが接合することによって第1のはんだ部5Aが形成され、熱硬化性成分11Bが熱硬化することによって第1の硬化物部5Bが形成される。はんだ粒子11A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 first
また、熱硬化性成分12Bと、複数のはんだ粒子12Aとを含む第2の導電ペーストを用意する。
In addition, a second conductive paste including a
図3(a)に示すように、第2の接続対象部材3の上面上に、上記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層12を配置する(第4の工程)。第2の接続対象部材3の上面の第2の電極3bが設けられた表面上に、第2の導電ペースト層12を配置する。第2の導電ペースト層12の配置の後に、はんだ粒子12Aは、第2の電極3b(ライン)上と、第2の電極3b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。
As shown to Fig.3 (a), the 2nd
また、第3の電極4aを下面に有する第3の接続対象部材4を用意する。
In addition, the third
次に、図3(b)に示すように、第2の接続対象部材3の上面上の第2の導電ペースト層12において、第2の導電ペースト層12の第2の接続対象部材3側とは反対側の表面(上面)上に、第3の接続対象部材4を下面側から配置する(第5の工程)。第2の導電ペースト層12の上面上に、下面の第3の電極4a側から、第3の接続対象部材4を配置する。このとき、上面の第2の電極3bと下面の第3の電極4aとを対向させる。
Next, as shown in FIG. 3B, in the second
次に、第2の導電ペースト層12に含まれるはんだ粒子12Aの融点以上及び熱硬化性成分12Bの硬化温度以上に第2の導電ペースト層12を加熱する(第6の工程)。すなわち、はんだ粒子12Aの融点及び熱硬化性成分12Bの硬化温度の内のより低い温度以上に、第2の導電ペースト層12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12Aは、第2の電極3bと第3の電極4aとの間に集まる(自己凝集効果)。また、本実施形態では、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いているために、はんだ粒子12Aが、第2の電極3bと第3の電極4aとの間に効果的に集まる。また、はんだ粒子12Aは溶融し、互いに接合する。また、熱硬化性成分12Bは熱硬化する。この結果、図3(c)に示すように、第2の接続対象部材3と第3の接続対象部材4とを接続している第2の接続部6を、第2の導電ペースト層12により形成する。第2の導電ペースト層12により第2の接続部6が形成され、複数のはんだ粒子12Aが接合することによって第2のはんだ部6Aが形成され、熱硬化性成分12Bが熱硬化することによって第2の硬化物部6Bが形成される。はんだ粒子12Aが十分に移動すれば、第2の電極2bと第3の電極4aとの間に位置していないはんだ粒子12Aの移動が開始してから、第2の電極2bと第3の電極4aとの間にはんだ粒子12A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 second
本実施形態では、複数の第2のはんだ部6Aにおいて、はんだ量を多くすることができる。これは、第2の接続対象部材3の上面及び下面で、第2の電極3aと第2の電極3bとが対向しておらず、第2の接続対象部材3の上面及び下面で、第2の電極3aと第2の電極3bとの位置がずれているためである。第2の接続対象部材本体を介して、第2の電極3aと第2の電極3bとが対向しておらず、第2の接続対象部材3の上面及び下面で、第2の電極3aと第2の電極3bとの位置がずれている。下面の第2の電極3aの上方に、上面の第2の電極3bがない。上面の第2の電極3bの下方に、下面の第2の電極3aがない。このため、加熱によって上面の第2の電極3b上のはんだ粒子12Aが移動する際に、上面の第2の電極3bの下方に熱が放散されにくく、第2の導電ペースト層12の粘度が充分に下がりやすい。結果として、はんだ粒子12Aが効率的に移動する。
In the present embodiment, the amount of solder can be increased in the plurality of
仮に、第2の接続対象部材103の上面及び下面で、第2の電極103a,103bが対向しており、第2の接続対象部材103の上面及び下面で、第2の電極103a,103bの位置がずれていない場合には、図5に示すような接続構造体101が得られやすい。接続構造体101は、第1の接続対象部材102と、第2の接続対象部材103と、第3の接続対象部材104と、第1の接続部105と、第2の接続部106とを備える。第1の接続対象部材102は上面に、複数の第1の電極102aを有する。第2の接続対象部材103は下面に、複数の第2の電極103aを有し、上面に、複数の第2の電極103bを有する。第3の接続対象部材104は下面に、複数の第3の電極104aを有する。第1の接続部105は、第1のはんだ部105Aと、第1の硬化物部105Bとを有する。第2の接続部106は、第2のはんだ部106Aと、第1の硬化物部106Bとを有する。
Temporarily, the
接続構造体101を得る際には、加熱によって上面の第2の電極103a上のはんだ粒子が移動する際に、上面の第2の電極103aの下方に熱が放散されやすい。このため、上面の第2の電極103aと下面の第3の電極104aとの間の第2の導電ペースト層の温度が充分に高くならず、第2の導電ペースト層の溶融粘度が充分に低くならず、上面の第2の電極103aと下面の第3の電極103bとの間に、はんだ粒子が効果的に集まりにくい。
When obtaining the
上記第2の接続対象部材の主面方向において、上記第2の接続対象部材の上面の上記第2の電極の端部と上記2の接続対象部材の下面の上記第2の電極の端部との距離D(図1参照)は0μm以上、好ましくは0μmを超え、より好ましくは0.1μm以上、より一層好ましくは1μm以上、更に好ましくは3μm以上、更に一層好ましくは5μm以上、更に一層好ましくは10μm以上、更に一層好ましくは50μm以上、特に好ましくは100μm以上、特に好ましくは150μm以上、最も好ましくは200μm以上、好ましくは1000μm以下である。上記距離Dが大きいほど、下面の第2の電極による熱の放散をより一層防ぐことができる。上記第2の接続対象部材の主面方向は、一般に、得られる接続構造体における第1,第2,第3の接続対象部材の積層方向と直交する方向である。 In the main surface direction of the second connection target member, an end of the second electrode on the upper surface of the second connection target member and an end of the second electrode on the lower surface of the connection target member of the second The distance D (see FIG. 1) is 0 μm or more, preferably more than 0 μm, more preferably 0.1 μm or more, still more preferably 1 μm or more, still more preferably 3 μm or more, still more preferably 5 μm or more, still more preferably 10 μm or more, still more preferably 50 μm or more, particularly preferably 100 μm or more, particularly preferably 150 μm or more, most preferably 200 μm or more, preferably 1000 μm or less. As the distance D is larger, the heat dissipation by the second electrode on the lower surface can be further prevented. The main surface direction of the second connection target member is generally a direction orthogonal to the stacking direction of the first, second, and third connection target members in the obtained connection structure.
なお、図1に示す接続構造体1では、第1のはんだ部5A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おり、第2のはんだ部6Aの全てが、第2,第3の電極3b,4a間の対向している領域に位置している。図4に示す変形例の接続構造体1Xは、第1,第2の接続部5X,6Xのみが、図1に示す接続構造体1と異なる。第1,第2の接続部5X,6Xは、第1,第2のはんだ部5XA,6XAと第1,第2の硬化物部5XB,6XBとを有する。接続構造体1Xのように、第1のはんだ部5XA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、第1のはんだ部5XA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第1のはんだ部5XAは、第1のはんだ部5XAの一部であり、第1のはんだ部5XAから離れたはんだではない。接続構造体1Xのように、第2のはんだ部6XAの多くが、第2,第3の電極3b,4aの対向している領域に位置しており、第2のはんだ部6XAの一部が第2,第3の電極3b,4a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2,第3の電極3b,4aの対向している領域から側方にはみ出している第2のはんだ部6XAは、第2のはんだ部6XAの一部であり、第2のはんだ部6XAから離れたはんだではない。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。はんだ粒子の使用量が多いと、接続構造体において電極間に位置しているはんだ部の厚みを、導電ペーストに含まれるはんだ粒子の平均粒子径よりも大きくすることが容易である。
The connection structure 1 can be easily obtained by reducing the amount of solder particles used. The
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、加圧を行っておらず、上記第5の工程及び上記第6の工程において、加圧を行っていない。本実施形態では、第1の導電ペースト層11には、第2の接続対象部材3の重量が加わり、第2の導電ペースト層12には、第3の接続対象部材4の重量が加わる。また、本実施形態では、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いている。このため、第1,第2の接続部5,6の形成時に、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に効果的に集まり、はんだ粒子12Aが、第2の電極3bと第3の電極4aとの間に効果的に集まる。結果として、第1の電極2aと第2の電極3aとの間の第1のはんだ部5Aの厚み及び第2の電極3bと第3の電極4aとの間の第2のはんだ部6Aの厚みが厚くなりやすい。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、はんだ粒子が第1の電極と第2の電極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り、上記第5の工程及び上記第6の工程の内の少なくとも一方において、加圧を行えば、はんだ粒子が第2の電極と第3の電極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。このことは、本発明者によって見出された。
In the present embodiment, no pressurization is performed in the second step and the third step, and no pressurization is performed in the fifth step and the sixth step. In the present embodiment, 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、接続対象部材の電極のアライメントがずれた状態で、接続対象部材が重ね合わされた場合でも、そのずれを補正して、電極間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、電極間に自己凝集した溶融したはんだが、電極間のはんだと導電ペースト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、導電ペーストが硬化していないこと、及び、その温度、時間にて、導電ペースト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 pressurization is not performed, even when the connection target members are overlapped in a state where the alignment of the electrodes of the connection target members is shifted, the shift is corrected to connect the electrodes. Can (self alignment effect). This is because the area where the molten solder self-aggregated between the electrodes is in contact with the solder between the electrodes and the other components of the conductive paste is minimized in energy, so the connection is the smallest area This is because a force acts on the connection structure having alignment, which is a structure. At this time, it is desirable that the conductive paste is not cured, and that the viscosity of the components other than the solder particles of the conductive paste be sufficiently low at the temperature and time.
はんだの融点温度での上記第1の導電ペースト及び上記第2の導電ペーストの粘度は、好ましくは50Pa・s以下、より好ましくは10Pa・s以下、更に好ましくは1Pa・s以下、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。所定の粘度以下であれば、はんだ粒子を効率的に凝集させることができ、所定の粘度以上であれば、接合部でのボイドを抑制し、接続部以外への導電ペーストのはみだしを抑制し、並びに、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。 The viscosity of the first conductive paste and the second conductive paste at the melting point temperature of the solder is preferably 50 Pa · s or less, more preferably 10 Pa · s or less, still more preferably 1 Pa · s or less, preferably 0. It is 1 Pa · s or more, more preferably 0.2 Pa · s or more. If the viscosity is less than the predetermined viscosity, the solder particles can be efficiently aggregated, and if the viscosity is the predetermined viscosity or more, the voids at the bonding portion are suppressed, and the spreading of the conductive paste to other than the connection portion is suppressed. Also, the uniformity of the amount of solder can be further enhanced in the plurality of solder portions.
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く、上記第5の工程と第6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、第1の接続対象部材2と第1の導電ペースト層11と第2の接続対象部材3とが積層された状態で、加熱部材に移動させて、上記第3の工程を行ってもよい。上記第5の工程を行った後に、第2の接続対象部材3と第2の導電ペースト層12と第3の接続対象部材4とが積層された状態で、加熱部材に移動させて、上記第6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 process and the third process may be performed continuously, and the fifth process and the sixth process may be performed continuously. Moreover, after performing the said 2nd process, it is moved to a heating member in the state on which the 1st
上記第3の工程及び上記第6の工程における加熱温度は、第1,第2の導電ペースト層にそれぞれ含まれるはんだ粒子の融点以上及び熱硬化性成分の硬化温度以上であれば特に限定されない。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、好ましくは450℃以下、より好ましくは250℃以下、更に好ましくは200℃以下である。 The heating temperatures in the third step and the sixth step are not particularly limited as long as they are equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the first and second conductive paste layers and equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting component. The heating temperature 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.
はんだ粒子の移動をより一層促進し、かつ接続構造体の製造効率をより一層高める観点からは、上記第1の接続部を、上記第1の導電ペースト層により形成する際に、上記第1の導電ペースト層の加熱開始から上記第1の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点に達するまでの時間は、好ましくは1秒以上、より好ましくは2秒以上、好ましくは300秒以下、より好ましくは120秒以下、更に好ましくは60秒以下にする。この時間は、2秒以上、60秒以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of further promoting the movement of the solder particles and further enhancing the manufacturing efficiency of the connection structure, when the first connection portion is formed of the first conductive paste layer, the first connection portion may be formed. The time from the start of heating of the conductive paste layer to the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer is preferably 1 second or more, more preferably 2 seconds or more, preferably 300 seconds or less, more preferably Is set to 120 seconds or less, more preferably 60 seconds or less. This time is particularly preferably 2 seconds or more and 60 seconds or less.
はんだ粒子の移動をより一層促進し、かつ接続構造体の製造効率をより一層高める観点からは、上記第2の接続部を、上記第2の導電ペースト層により形成する際に、上記第2の導電ペースト層の加熱開始から上記第2の導電ペースト層に含まれる上記はんだ粒子の融点に達するまでの時間は、好ましくは1秒以上、より好ましくは2秒以上、好ましくは300秒以下、より好ましくは120秒以下、更に好ましくは60秒以下にする。この時間は、2秒以上、60秒以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of further promoting the movement of the solder particles and further enhancing the production efficiency of the connection structure, when the second connection portion is formed of the second conductive paste layer, the second The time from the start of heating of the conductive paste layer to the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer is preferably 1 second or more, more preferably 2 seconds or more, preferably 300 seconds or less, more preferably Is set to 120 seconds or less, more preferably 60 seconds or less. This time is particularly preferably 2 seconds or more and 60 seconds or less.
なお、上記第3の工程の後に、位置の修正や製造のやり直しを目的として、第1の接続対象部材又は第2の接続対象部材を、接続部から剥離することができる。上記第5の工程の後に、位置の修正や製造のやり直しを目的として、第2の接続対象部材又は第3の接続対象部材を、接続部から剥離することができる。この剥離を行うための加熱温度は、第1,第2の導電ペースト層にそれぞれ含まれるはんだ粒子の融点を考慮して、好ましくははんだ粒子の融点以上、より好ましくははんだ粒子の融点(℃)+10℃以上である。この剥離を行うための加熱温度は、はんだ粒子の融点(℃)+100℃以下であってもよい。 In addition, after the said 3rd process, a 1st connection object member or a 2nd connection object member can be peeled from a connection part for the purpose of correction of a position or rework of manufacture. After the fifth step, the second connection target member or the third connection target member can be peeled off from the connection portion for the purpose of position correction and production rework. The heating temperature for performing this peeling is preferably not less than the melting point of the solder particles, more preferably the melting point (° C.) of the solder particles, in consideration of the melting points of the solder particles contained in the first and second conductive paste layers respectively. + 10 ° C. or higher. The heating temperature for performing this peeling may be the melting point (° C.) of the solder particles plus 100 ° C. or less.
上記第3の工程及び上記第6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成分の硬化温度以上に、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 and the sixth step, the entire connection structure is heated using a reflow furnace or using an oven above the melting point of the solder particles and the curing temperature of the thermosetting component. Or a method of locally heating only the connection portion of the connection structure.
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.
なお、上記第1の接続対象部材は、少なくとも1つの第1の電極を有していればよい。上記第1の接続対象部材は複数の第1の電極を有することが好ましい。上記第2の接続対象部材は、上面及び下面のそれぞれに、少なくとも1つの第2の電極を有していればよい。上記第2の接続対象部材は、上面及び下面のそれぞれに、複数の第2の電極を有することが好ましい。上記第3の接続対象部材は、少なくとも1つの第3の電極を有していればよい。上記第3の接続対象部材は複数の第2の電極を有することが好ましい。 The first connection target member may have at least one first electrode. The first connection target member preferably includes a plurality of first electrodes. The second connection target member may have at least one second electrode on each of the upper surface and the lower surface. The second connection target member preferably has a plurality of second electrodes on each of the upper surface and the lower surface. The third connection target member may have at least one third electrode. The third connection target member preferably has a plurality of second electrodes.
上記第1,第2,第3の接続対象部材は、特に限定されない。上記第1,第2,第3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などの電子部品等が挙げられる。上記第1,第2,第3の接続対象部材は、電子部品であることが好ましい。 The first, second and third connection target members are not particularly limited. Specifically, the first, second and third connection target members include a semiconductor chip, a semiconductor package, an LED chip, an LED package, an electronic component such as a capacitor and a diode, a resin film, a printed circuit board, and a flexible print Examples include electronic components such as substrates, flexible flat cables, rigid flexible substrates, circuit substrates such as glass epoxy substrates and glass substrates, and the like. The first, second, and third connection target members are preferably electronic components.
上記第1の接続対象部材、上記第2の接続対象部材及び上記第3の接続対象部材の内の少なくとも1つが、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。上記第3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、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充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、半導体チップなど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, the second connection target member, and the third 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. It is preferable that the said 3rd 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, even if a resin film, a flexible printed circuit, a flexible flat cable, or a rigid flexible substrate is used, the conduction reliability between the electrodes can be sufficiently improved by efficiently collecting the solder particles on the electrodes. it can. When using a resin film, a flexible printed board, a flexible flat cable, or a rigid flexible board, compared with the case where other connection target members such as a semiconductor chip are used, reliability of conduction between electrodes by not applying pressure The improvement effect can be obtained more effectively.
上記第2の接続対象部材が、リジッドフレキシブル基板を除くリジッド基板であり、上記第3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、リジッドフレキシブル基板又はフレキシブルフラットケーブルであることが好ましい。第2の接続対象部材がリジッド基板であると、リジッド基板が硬いので、第2の導電ペーストを高精度に配置することができる。 The second connection target member is preferably a rigid substrate excluding a rigid flexible substrate, and the third connection target member is preferably a resin film, a flexible printed circuit, a rigid flexible substrate or a flexible flat cable. When the second connection target member is a rigid substrate, since the rigid substrate is hard, the second conductive paste can be arranged with high accuracy.
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, a tungsten electrode, etc. 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.
はんだ粒子を電極上により一層効率的に配置するために、上記第1の導電ペースト及び上記第2の導電ペーストの25℃での粘度ηは好ましくは10Pa・s以上、より好ましくは50Pa・s以上、更に好ましくは100Pa・s以上、好ましくは800Pa・s以下、より好ましくは600Pa・s以下、更に好ましくは500Pa・s以下である。 The viscosity η at 25 ° C. of the first conductive paste and the second conductive paste is preferably 10 Pa · s or more, more preferably 50 Pa · s or more, in order to arrange the solder particles more efficiently on the electrode. More preferably, it is 100 Pa · s or more, preferably 800 Pa · s or less, more preferably 600 Pa · s or less, still more preferably 500 Pa · s or less.
上記粘度は、配合成分の種類及び配合量に適宜調整可能である。また、フィラーの使用により、粘度を比較的高くすることができる。 The viscosity can be appropriately adjusted to the type and the amount of the blended components. Also, the use of a filler can make the viscosity relatively high.
上記粘度は、例えば、E型粘度計(東機産業社製)等を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定可能である。 The viscosity can be measured under conditions of 25 ° C. and 5 rpm using, for example, an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) or the like.
複数のはんだ部において、はんだ量の均一性を高める観点からは、上記第1の電極の電極幅、上記第2の電極の電極幅及び上記第3の電極の電極幅は、好ましくは50μm以上、より好ましくは75μm以上、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下、更に好ましくは250μm以下である。上記電極幅は、L/Sにおけるライン(L)の幅である。はんだ粒子を電極間により一層効率的に配置する観点からは、上記第1の電極の電極間幅、上記第2の電極の電極間幅及び上記第3の電極の電極間幅は、好ましくは50μm以上、より好ましくは75μm以上、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下、更に好ましくは250μm以下である。上記電極間幅は、L/Sにおけるスペース(S)の幅である。電極幅及び電極間幅が100μm以下、85μm以下、70μm以下の順で小さくなるほど、本発明の効果がより一層効果的に発揮される。 In the plurality of solder portions, the electrode width of the first electrode, the electrode width of the second electrode, and the electrode width of the third electrode are preferably 50 μm or more, from the viewpoint of enhancing the uniformity of the solder amount. More preferably, it is 75 μm or more, preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, still more preferably 250 μm or less. The electrode width is the width of the line (L) in L / S. The inter-electrode width of the first electrode, the inter-electrode width of the second electrode and the inter-electrode width of the third electrode are preferably 50 μm from the viewpoint of arranging the solder particles more efficiently between the electrodes. The thickness is more preferably 75 μm or more, preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, and still more preferably 250 μm or less. The inter-electrode width is the width of the space (S) in L / S. The effect of the present invention is more effectively exhibited as the electrode width and the inter-electrode width decrease in the order of 100 μm or less, 85 μm or less, and 70 μm or less.
上記第1の導電ペーストは、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含むことが好ましい。上記第2の導電ペーストは、熱硬化性成分と複数のはんだ粒子とを含む。上記熱硬化性成分は、加熱により硬化可能な硬化性化合物(熱硬化性化合物)と、熱硬化剤とを含むことが好ましい。はんだ粒子の表面及び電極の表面の酸化膜を効果的に除去し、接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記導電ペーストはフラックスを含むことが好ましい。 The first conductive paste preferably includes a thermosetting component and a plurality of solder particles. The second conductive paste contains a thermosetting component and a plurality of solder particles. It is preferable that the said thermosetting component contains the curable compound (thermosetting compound) which can be hardened | cured by heating, and a thermosetting agent. From the viewpoint of effectively removing the oxide film on the surface of the solder particle and the surface of the electrode and further reducing the connection resistance, the conductive paste preferably contains a flux.
以下、本発明の他の詳細を説明する。 Hereinafter, other details of the present invention will be described.
(はんだ粒子)
上記はんだ粒子は、はんだを導電性の外表面に有する。上記はんだ粒子では、中心部分及び導電性の外表面と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、中心部分及び導電性の外表面とのいずれもがはんだである粒子である。
(Solder particles)
The solder particles have solder on the conductive outer surface. In the solder particles, both the central portion and the conductive outer surface are formed by solder. The solder particles are particles in which both the central portion and the conductive outer surface are solder.
電極上にはんだ粒子を効率的に集める観点からは、上記はんだ粒子の表面のゼータ電位がプラスであることが好ましい。但し、本発明では、上記はんだ粒子の表面のゼータ電位がプラスでなくてもよい。 From the viewpoint of efficiently collecting the solder particles on the electrode, the zeta potential of the surface of the solder particles is preferably positive. However, in the present invention, the zeta potential of the surface of the solder particle may not be positive.
ゼータ電位は以下のようにして測定される。 The zeta potential is measured as follows.
ゼータ電位の測定方法:
はんだ粒子0.05gを、メタノール10gに入れ、超音波処理等をすることで、均一に分散させて、分散液を得る。この分散液を用いて、かつBeckman Coulter社製「Delsamax PRO」を用いて、電気泳動測定法にて、ゼータ電位を測定することができる。
How to measure zeta potential:
0.05 g of solder particles are placed in 10 g of methanol and subjected to ultrasonication or the like to be dispersed uniformly to obtain a dispersion. The zeta potential can be measured by an electrophoresis measurement method using this dispersion and using "Delsamax PRO" manufactured by Beckman Coulter.
はんだ粒子のゼータ電位は好ましくは0mVを超え、好ましくは10mV以下、より好ましくは5mV以下、より一層好ましくは1mV以下、更に好ましくは0.7mV以下、特に好ましくは0.5mV以下である。ゼータ電位が上記上限以下であると、使用前の導電ペースト中にて、はんだ粒子が凝集しにくくなる。ゼータ電位が0mV以上であると、実装時に電極上にはんだ粒子が効率的に凝集する。 The zeta potential of the solder particles is preferably more than 0 mV, preferably 10 mV or less, more preferably 5 mV or less, still more preferably 1 mV or less, still more preferably 0.7 mV or less, particularly preferably 0.5 mV or less. When the zeta potential is less than or equal to the above upper limit, the solder particles are less likely to aggregate in the conductive paste before use. When the zeta potential is 0 mV or more, solder particles are efficiently aggregated on the electrode at the time of mounting.
表面のゼータ電位をプラスにすることが容易であることから、上記はんだ粒子は、はんだ粒子本体と、上記はんだ粒子本体の表面上に配置されたアニオンポリマーとを有することが好ましい。上記はんだ粒子は、はんだ粒子本体をアニオンポリマー又はアニオンポリマーとなる化合物で表面処理することにより得られることが好ましい。上記はんだ粒子は、アニオンポリマー又はアニオンポリマーとなる化合物による表面処理物であることが好ましい。上記アニオンポリマー及び上記アニオンポリマーとなる化合物はそれぞれ、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 solder particles preferably have a solder particle body and an anionic polymer disposed on the surface of the solder particle body, because it is easy to make the zeta potential of the surface positive. It is preferable that the said solder particle is obtained by surface-treating a solder particle main body with the compound used as anionic polymer or an anionic polymer. It is preferable that the said solder particle is a surface treatment by the compound used as an anion polymer or an anion polymer. The anionic polymer and the compound to be the anionic polymer may be used alone or in combination of two or more.
はんだ粒子本体をアニオンポリマーで表面処理する方法としては、アニオンポリマーとして、例えば(メタ)アクリル酸を共重合した(メタ)アクリルポリマー、ジカルボン酸とジオールとから合成されかつ両末端にカルボキシル基を有するポリエステルポリマー、ジカルボン酸の分子間脱水縮合反応により得られかつ両末端にカルボキシル基を有するポリマー、ジカルボン酸とジアミンから合成されかつ両末端にカルボキシル基を有するポリエステルポリマー、並びにカルボキシル基を有する変性ポバール(日本合成化学社製「ゴーセネックスT」)等を用いて、アニオンポリマーのカルボキシル基と、はんだ粒子本体の表面の水酸基とを反応させる方法が挙げられる。 As a method of surface-treating the solder particle body with an anionic polymer, for example, a (meth) acrylic polymer copolymerized with (meth) acrylic acid, a dicarboxylic acid and a diol as an anionic polymer, and having carboxyl groups at both ends Polyester polymer, polymer obtained by intermolecular dehydration condensation reaction of dicarboxylic acid and having carboxyl group at both ends, polyester polymer synthesized from dicarboxylic acid and diamine and having carboxyl group at both ends, and modified POVAL (having carboxyl group) The method of making the carboxyl group of an anion polymer and the hydroxyl group of the surface of a solder particle main body react using Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd. "Gosenex T") etc. is mentioned.
上記アニオンポリマーのアニオン部分としては、上記カルボキシル基が挙げられ、それ以外には、トシル基(p−H3CC6H4S(=O)2−)、スルホン酸イオン基(−SO3 −)、及びリン酸イオン基(−PO4 −)等が挙げられる。 Examples of the anionic portion of the anionic polymer, the carboxyl group and the like, in otherwise, tosyl group (p-H 3 CC 6 H 4 S (= O) 2 -), sulfonate ion group (-SO 3 - And phosphate ion groups (—PO 4 − ) and the like.
また、他の方法としては、はんだ粒子本体の表面の水酸基と反応する官能基を有し、さらに、付加、縮合反応により重合可能な官能基を有する化合物を用いて、この化合物をはんだ粒子本体の表面上にてポリマー化する方法が挙げられる。はんだ粒子本体の表面の水酸基と反応する官能基としては、カルボキシル基、イソシアネート基等が挙げられ、付加、縮合反応により重合する官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基が挙げられる。 Another method is to use a compound having a functional group that reacts with a hydroxyl group on the surface of the solder particle body, and further having a functional group that can be polymerized by addition or condensation reaction. Methods of polymerizing on the surface can be mentioned. As a functional group which reacts with a hydroxyl group on the surface of the solder particle main body, a carboxyl group, an isocyanate group, etc. are mentioned, As a functional group polymerized by addition and condensation reaction, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group and (meth) acryloyl group Can be mentioned.
上記アニオンポリマーの重量平均分子量は好ましくは2000以上、より好ましくは3000以上、好ましくは10000以下、より好ましくは8000以下である。 The weight average molecular weight of the anionic polymer is preferably 2000 or more, more preferably 3000 or more, preferably 10000 or less, more preferably 8000 or less.
上記重量平均分子量が上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだ粒子本体の表面上にアニオンポリマーを配置することが容易であり、はんだ粒子の表面のゼータ電位をプラスにすることが容易であり、電極上にはんだ粒子をより一層効率的に配置することができる。 It is easy to arrange an anionic polymer on the surface of the solder particle body as the above-mentioned weight average molecular weight is more than the above-mentioned lower limit and below the above-mentioned upper limit, and it is easy to make zeta potential of the surface of solder particle positive. The solder particles can be arranged more efficiently on the electrode.
上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されたポリスチレン換算での重量平均分子量を示す。 The said weight average molecular weight shows the weight average molecular weight in polystyrene conversion measured by gel permeation chromatography (GPC).
はんだ粒子本体をアニオンポリマーとなる化合物で表面処理することにより得られたポリマーの重量平均分子量は、はんだ粒子中のはんだを溶解し、ポリマーの分解を起こさない希塩酸等により、はんだ粒子を除去した後、残存しているポリマーの重量平均分子量を測定することで求めることができる。 The weight average molecular weight of the polymer obtained by surface treatment of the solder particle main body with a compound to be an anionic polymer dissolves the solder in the solder particles and removes the solder particles by dilute hydrochloric acid or the like which does not cause decomposition of the polymer. And the weight average molecular weight of the remaining polymer can be determined.
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。また、上記はんだ粒子は錫を含む。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、更に好ましくは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。 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. Also, 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 the tin in the said solder particle | grain 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」)等を用いて測定可能である。 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、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効果的に高くなる。 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 solder particles, the bonding strength between the solder portion and the electrode is increased, so that peeling between the solder portion and the electrode is more difficult to occur, and conduction reliability and connection reliability are effectively enhanced.
上記はんだ粒子を構成する低融点金属は特に限定されない。該低融点金属は、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。なかでも、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 low melting point metal which comprises the said solder particle is not specifically limited. The low melting point 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. Among them, it is preferable that the low melting point metal is 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、インジウムなどを含む金属組成が挙げられる。なかでも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. Among these, a tin-indium-based (117 ° C. eutectic) which is a low melting point and lead-free, or a 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.
上記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。 In order to further increase the bonding strength between the solder portion and the electrode, the solder particles are nickel, copper, antimony, aluminum, zinc, iron, gold, titanium, phosphorus, germanium, tellurium, cobalt, bismuth, manganese, chromium And metals such as molybdenum and palladium may be contained. 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.
上記はんだ粒子の平均粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは3μm以上、特に好ましくは5μm以上、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm未満、より一層好ましくは75μm以下、より一層好ましくは60μm以下、より一層好ましくは40μm以下、より一層好ましくは30μm以下、更に好ましくは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。上記はんだ粒子の平均粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだ粒子を電極上により一層効率的に配置することができる。上記はんだ粒子の平均粒子径は、3μm以上、30μm以下であることが特に好ましい。 The average particle size of the solder particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 3 μm or more, particularly preferably 5 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably less than 80 μm, still more preferably 75 μm The following is more preferably 60 μm or less, still more preferably 40 μm or less, still more preferably 30 μm or less, still more preferably 20 μm or less, particularly preferably 15 μm or less, most preferably 10 μm or less. Solder particles can be arranged more efficiently on the electrode as the average particle diameter of the solder particles is not less than the lower limit and not more than the upper limit. The average particle diameter of the solder particles is particularly preferably 3 μm or more and 30 μm or less.
上記はんだ粒子の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。はんだ粒子の平均粒子径は、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、平均値を算出することにより求められる。 The “average particle size” of the solder particles indicates a number average particle size. The average particle size of the solder particles can be determined, for example, by observing 50 arbitrary solder particles with an electron microscope or an optical microscope and calculating an average value.
上記はんだ粒子の粒子径の変動係数は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。上記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、電極上にはんだ粒子をより一層効率的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変動係数は、5%未満であってもよい。 The coefficient of variation 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 is equal to or more than the lower limit and equal to or less than the upper limit, solder particles can be arranged more efficiently on the electrode. However, the coefficient of variation of the particle diameter of the solder particles may be less than 5%.
上記変動係数(CV値)は下記式で表される。 The coefficient of variation (CV value) is expressed by the following equation.
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、扁平状など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.
上記導電ペースト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、更に好ましくは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、好ましくは80重量%以下、より好ましくは60重量%以下、更に好ましくは50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、電極上にはんだ粒子をより一層効率的に配置することができ、電極間にはんだ粒子を多く配置することが容易であり、導通信頼性がより一層高くなる。導通信頼性をより一層高める観点からは、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 paste. The content is preferably at least 80% by weight, more preferably at most 60% by weight, still more preferably at most 50% by weight. When the content of the solder particles is not less than the lower limit and not more than the upper limit, the solder particles can be arranged more efficiently on the electrode, and it is easy to arrange many solder particles between the electrodes, The conduction reliability is further enhanced. From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability, it is preferable that the content of the solder particles is large.
特に、上記導電ペースト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、好ましくは80重量%以下である。この場合には、電極上にはんだ粒子が効率的に集まり、導通信頼性がより一層高くなる。 In particular, the content of the solder particles is preferably 1% by weight or more and preferably 80% by weight or less in 100% by weight of the conductive paste. In this case, the solder particles are efficiently collected on the electrode, and the conduction reliability is further enhanced.
(加熱により硬化可能な化合物:熱硬化性成分)
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。なかでも、導電ペーストの硬化性及び粘度をより一層良好にし、接続信頼性をより一層高める観点から、エポキシ化合物が好ましい。
(Compounds curable by heating: thermosetting component)
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. Among them, epoxy compounds are preferable from the viewpoint of further improving the curability and viscosity of the conductive paste and further enhancing the connection reliability.
上記エポキシ化合物としては、芳香族エポキシ化合物が挙げられる。中でも、レゾルシノール型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、ベンゾフェノン型エポキシ化合物等の結晶性エポキシ化合物が好ましい。常温(23℃)で固体であり、かつ溶融温度がはんだの融点以下であるエポキシ化合物が好ましい。溶融温度は好ましくは100℃以下、より好ましくは80℃以下、好ましくは40℃以上である。上記の好ましいエポキシ化合物を用いることで、接続対象部材を貼り合わせた段階では、粘度が高く、搬送等の衝撃が、加速度が付与された際に、接続対象部材の位置ずれを抑制することができ、なおかつ、硬化時の熱により、導電ペーストの粘度を大きく低下させることができ、はんだ粒子の凝集を効率よく進行させることができる。 As said epoxy compound, an aromatic epoxy compound is mentioned. Among them, crystalline epoxy compounds such as resorcinol type epoxy compounds, naphthalene type epoxy compounds, biphenyl type epoxy compounds and benzophenone type epoxy compounds are preferable. The epoxy compound which is solid at normal temperature (23 ° C.) and whose melting temperature is equal to or lower than the melting point of the solder is preferable. The melting temperature is preferably 100 ° C. or less, more preferably 80 ° C. or less, preferably 40 ° C. or more. By using the above preferable epoxy compound, when the connection target member is bonded, the viscosity is high, and when an impact such as conveyance is given an acceleration, the positional deviation of the connection target member can be suppressed. Furthermore, the viscosity of the conductive paste can be greatly reduced by the heat at the time of curing, and aggregation of the solder particles can be efficiently advanced.
上記導電ペースト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、更に好ましくは50重量%以上、好ましくは99重量%以下、より好ましくは98重量%以下、更に好ましくは90重量%以下、特に好ましくは80重量%以下である。耐衝撃性をより一層高める観点からは、上記熱硬化性成分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, preferably 99% by weight or less, based on 100% by weight of the conductive paste. Is preferably at most 98 wt%, more preferably at most 90 wt%, particularly preferably at most 80 wt%. From the viewpoint of further improving the impact resistance, it is preferable that the content of the thermosetting component is large.
(熱硬化剤:熱硬化性成分)
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などのチオール硬化剤、酸無水物、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 agent: thermosetting component)
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 anhydrides, thermal cation initiators (thermal cationic curing agents), thermal radical generating agents, etc. Be Only one type of the thermosetting agent may be used, or two or more types may be used in combination.
なかでも、導電ペーストを低温でより一層速やかに硬化可能であるので、イミダゾール硬化剤、チオール硬化剤又はアミン硬化剤が好ましい。また、加熱により硬化可能な硬化性化合物と上記熱硬化剤とを混合したときに保存安定性が高くなるので、潜在性の硬化剤が好ましい。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。 Among these, an imidazole curing agent, a thiol curing agent or an amine curing agent is preferable because the conductive paste can be cured more rapidly at a low temperature. Moreover, since a storage stability becomes high when the curable compound which can be hardened | cured by heating and the said thermosetting agent are mixed, a latent hardening agent is preferable. 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としては、特に限定されず、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等が挙げられる。 The imidazole curing agent is not particularly limited, and 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- The triazine isocyanuric acid adduct etc. are mentioned.
上記チオール硬化剤としては、特に限定されず、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 above-mentioned thiol curing agent is not particularly limited, and examples thereof include trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate, pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate and dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate. .
上記アミン硬化剤としては、特に限定されず、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 amine curing agent is not particularly limited, and hexamethylenediamine, octamethylenediamine, decamethylenediamine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro [5.5] Undecane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, metaphenylene diamine, diaminodiphenyl sulfone and the like can be mentioned.
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。 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としては、特に限定されず、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、アゾビスイゾブチロニトリル(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。 It does not specifically limit as said thermal radical generating agent, An azo compound, an organic peroxide, etc. are mentioned. Examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN) and the like. 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、更に好ましくは80℃以上、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、更に好ましくは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、はんだ粒子が電極上により一層効率的に配置される。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 heat curing 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. or less Particularly preferably, it is 140 ° C. or less. When the reaction initiation temperature of the thermosetting agent is not less than the lower limit and not more than the upper limit, the solder particles are more efficiently disposed on the electrode. 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効率的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℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of arranging the solder more efficiently 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 10 It is more preferable that the temperature be as high as ° C or more.
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、好ましくは200重量部以下、より好ましくは100重量部以下、更に好ましくは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、導電ペーストを充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, preferably 200 parts by weight or less, and more preferably 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound. Or less, more preferably 75 parts by weight or less. It is easy to fully harden a conductive paste 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 is 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.
(フラックス)
上記導電ペーストは、フラックスを含むことが好ましい。フラックスの使用により、はんだを電極上により一層効果的に配置することができる。該フラックスは特に限定されない。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使用できる。上記フラックスとしては、例えば、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、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。
(flux)
The conductive paste preferably contains a flux. The use of flux allows the solder to be placed more effectively on the electrodes. The flux is not particularly limited. As the flux, a flux generally used for solder bonding can be used. 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, hydrazine, an organic acid and rosin. Etc. Only one type of flux may be used, or two or more types may be used in combination.
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、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.
上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。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. 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、更に好ましくは80℃以上、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、更に好ましくは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、はんだ粒子が電極上により一層効率的に配置される。上記フラックスの活性温度は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は80℃以上、かつ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 ° C. or less More preferably, it is 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 particles are arranged more efficiently on an electrode. The activation temperature of the flux is preferably 80 ° C. or more and 190 ° C. or less. The activation temperature of the flux is particularly preferably 80 ° C. or more and 140 ° C. or less.
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 a 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 (
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効率的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℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of arranging the solder more efficiently on the electrodes, the melting point of the flux is preferably higher than the melting point of the solder in the solder particles, more preferably 5 ° C. or more, and preferably 10 ° C. or more. Is more preferred.
はんだを電極上により一層効率的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 efficiently 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 more preferably 10 ° C. or more Is more preferred.
上記フラックスは、導電ペースト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 paste or may be deposited on the surface of the solder particles.
フラックスの融点が、はんだ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、電極部分の昇温が早いことに起因する。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、優先的に電極上に来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, 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 particles that has come to the top of the electrode is preferentially removed, and the solder particles are on the surface of the electrode 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、はんだ粒子を電極上により一層効率的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 particles to be placed more efficiently on the electrode.
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が挙げられる。 Examples of the flux which releases a cation by the heating include the above-mentioned thermal cation initiator.
上記導電ペースト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、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。上記導電ペーストは、フラックスを含んでいなくてもよい。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、さらに、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, based on 100% by weight of the conductive paste. The conductive paste may not contain flux. When the content of the flux is at least the above lower limit and the above upper limit, it is more difficult to form an oxide film on the surface of the solder and the electrode, and furthermore, the oxide film formed on the surface of the solder and the electrode is more effective Can be removed.
(他の成分)
上記導電ペーストは、必要に応じて、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、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 paste may optionally contain, for example, a filler, an extender, a softener, a plasticizer, a polymerization catalyst, a curing catalyst, a colorant, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, a UV absorber, and a lubricant. And various additives such as an antistatic agent and a flame retardant may be included.
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.
ポリマーA:
ビスフェノールFと1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、及びビスフェノールF型エポキシ樹脂との反応物(ポリマーA)の合成:
ビスフェノールF(4,4’−メチレンビスフェノールと2,4’−メチレンビスフェノールと2,2’−メチレンビスフェノールとを重量比で2:3:1で含む)72重量部、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル70重量部、及びビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製「EPICLON EXA−830CRP」)30重量部を、3つ口フラスコに入れ、窒素フロー下にて、150℃で溶解させた。その後、水酸基とエポキシ基の付加反応触媒であるテトラーn−ブチルスルホニウムブロミド0.1重量部を添加し、窒素フロー下にて、150℃で6時間、付加重合反応させることにより、反応物(ポリマーA)を得た。
Polymer A:
Synthesis of Reactant (Polymer A) of Bisphenol F with 1,6-Hexanediol Diglycidyl Ether, and Bisphenol F Type Epoxy Resin:
72 parts by weight of bisphenol F (containing 2,4: 1 by weight ratio of 4,4′-methylenebisphenol, 2,4′-methylenebisphenol and 2,2′-methylenebisphenol), 1,6-hexanediol 70 parts by weight of glycidyl ether and 30 parts by weight of bisphenol F-type epoxy resin ("EPICLON EXA-830 CRP" manufactured by DIC Corporation) were placed in a three-necked flask and dissolved at 150 ° C under a nitrogen flow. Thereafter, 0.1 part by weight of tetra-n-butylsulfonium bromide, which is a catalyst for addition reaction of hydroxyl group and epoxy group, is added, and the reaction product (polymer is caused by addition polymerization reaction at 150 ° C. for 6 hours under nitrogen flow. I got A).
NMRにより、付加重合反応が進行したことを確認して、反応物(ポリマーA)が、ビスフェノールF型エポキシ樹脂に由来する水酸基と1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、及びビスフェノールF型エポキシ樹脂のエポキシ基とが結合した構造単位を主鎖に有し、かつエポキシ基を両末端に有することを確認した。 It is confirmed by NMR that the addition polymerization reaction has progressed, and the reaction product (polymer A) is a hydroxyl group derived from a bisphenol F-type epoxy resin, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, and a bisphenol F-type epoxy resin It was confirmed that the resin had a structural unit to which an epoxy group was bonded in its main chain and that it had an epoxy group at both ends.
GPCにより得られた反応物(ポリマーA)の重量平均分子量は10000、数平均分子量は3500であった。 The weight average molecular weight of the reaction product (polymer A) obtained by GPC was 10000, and the number average molecular weight was 3500.
ポリマーB:両末端エポキシ基剛直骨格フェノキシ樹脂、三菱化学社製「YX6900BH45」、重量平均分子量16000 Polymer B: Both-end epoxy group rigid-skeleton phenoxy resin, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation "YX6900BH45", weight average molecular weight 16000
熱硬化性化合物1:レゾルシノール型エポキシ化合物、ナガセケムテックス社製「EX−201」 Thermosetting compound 1: resorcinol type epoxy compound, manufactured by Nagase ChemteX "EX-201"
熱硬化性化合物2:ビスフェノールF型エポキシ樹脂、DIC社製「EPICLON EXA−830CRP」 Thermosetting compound 2: Bisphenol F type epoxy resin, "EPICLON EXA-830 CRP" manufactured by DIC
熱硬化剤1:ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、昭和電工社製「カレンズMT PE1」 Thermosetting agent 1: Pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), Showa Denko "Karens MT PE1"
潜在性エポキシ熱硬化剤1:T&K TOKA社製「フジキュア7000」 Latent epoxy thermosetting agent 1: "Fuji Cure 7000" manufactured by T & K TOKA
フラックス1:アジピン酸、和光純薬工業社製、融点(活性温度)152℃ Flux 1: Adipic acid, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., melting point (activation temperature) 152 ° C.
はんだ粒子1〜3の作製方法:
アニオンポリマー1を有するはんだ粒子:はんだ粒子本体200gと、アジピン酸40gと、アセトン70gとを3つ口フラスコに秤量し、次にはんだ粒子本体の表面の水酸基とアジピン酸のカルボキシル基との脱水縮合触媒であるジブチル錫オキサイド0.3gを添加し、60℃で4時間反応させた。その後、はんだ粒子を濾過することで回収した。
Method of producing solder particles 1 to 3:
Solder particles having anion polymer 1: 200 g of solder particle body, 40 g of adipic acid and 70 g of acetone are weighed in a three-necked flask, and then dehydration condensation of hydroxyl group on the surface of the solder particle body and carboxyl group of adipic acid 0.3 g of dibutyltin oxide as a catalyst was added and reacted at 60 ° C. for 4 hours. Thereafter, the solder particles were recovered by filtration.
回収したはんだ粒子と、アジピン酸50gと、トルエン200gと、パラトルエンスルホン酸0.3gとを3つ口フラスコに秤量し、真空引き、及び還流を行いながら、120℃で、3時間反応させた。この際、ディーンスターク抽出装置を用いて、脱水縮合により生成した水を除去しながら反応させた。 The collected solder particles, 50 g of adipic acid, 200 g of toluene, and 0.3 g of p-toluenesulfonic acid were weighed in a three-necked flask, and reacted at 120 ° C. for 3 hours while performing vacuum suction and reflux. . Under the present circumstances, it was made to react, removing the water produced | generated by dehydration condensation using a Dean-Stark extraction apparatus.
その後、ろ過によりはんだ粒子を回収し、ヘキサンにて洗浄し、乾燥した。その後、得られたはんだ粒子をボールミルで解砕した後、所定のCV値となるように篩を選択した。 Thereafter, the solder particles were recovered by filtration, washed with hexane and dried. Thereafter, the obtained solder particles are crushed by a ball mill, and a sieve is selected so as to obtain a predetermined CV value.
(ゼータ電位測定)
また、得られたはんだ粒子を、アニオンポリマー1を有するはんだ粒子0.05gを、メタノール10gに入れ、超音波処理をすることで、均一に分散させて、分散液を得た。この分散液を用いて、かつBeckman Coulter社製「Delsamax PRO」を用いて、電気泳動測定法にて、ゼータ電位を測定した。
(Zeta potential measurement)
In addition, 0.05 g of the solder particles having the anionic polymer 1 was put into 10 g of methanol, and the obtained solder particles were subjected to ultrasonic treatment to be uniformly dispersed to obtain a dispersion. The zeta potential was measured by an electrophoresis measurement method using this dispersion and using "Delsamax PRO" manufactured by Beckman Coulter.
(アニオンポリマーの重量平均分子量)
はんだ粒子の表面のアニオンポリマー1の重量平均分子量は、0.1Nの塩酸を用い、はんだを溶解した後、ポリマーをろ過により回収し、GPCにより求めた。
(Weight-average molecular weight of anionic polymer)
The weight average molecular weight of the anionic polymer 1 on the surface of the solder particles was determined by GPC after the solder was dissolved using 0.1 N hydrochloric acid, and the polymer was recovered by filtration.
(はんだ粒子のCV値)
CV値を、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所社製「LA−920」)にて、測定した。
(CV value of solder particle)
The CV value was measured with a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus ("LA-920" manufactured by Horiba, Ltd.).
はんだ粒子1(SnBiはんだ粒子、融点139℃、三井金属社製「ST−3」を選別したはんだ粒子本体を用い、表面処理を行ったアニオンポリマー1を有するはんだ粒子、平均粒子径4μm、CV値7%、表面のゼータ電位:+0.65mV、ポリマー分子量Mw=6500)
Solder particles 1 (SnBi solder particles, melting point 139 ° C., solder particle main body selected from Mitsui Metals Corporation “ST-3”, solder particles having anionic polymer 1 subjected to surface treatment,
はんだ粒子2(SnBiはんだ粒子、融点139℃、三井金属社製「DS10」を選別したはんだ粒子本体を用い、表面処理を行ったアニオンポリマー1を有するはんだ粒子、平均粒子径13μm、CV値20%、表面のゼータ電位:+0.48mV、ポリマー分子量Mw=7000) Solder particles 2 (SnBi solder particles, melting point 139 ° C., “DS10” manufactured by Mitsui Metals, Inc., using solder particle main body, solder particles having anionic polymer 1 subjected to surface treatment, average particle diameter 13 μm, CV value 20% Surface zeta potential: +0.48 mV, polymer molecular weight Mw = 7000)
はんだ粒子3(SnBiはんだ粒子、融点139℃、三井金属社製「10−25」を選別したはんだ粒子本体を用い、表面処理を行ったアニオンポリマー1を有するはんだ粒子、平均粒子径25μm、CV値15%、表面のゼータ電位:+0.4mV、ポリマー分子量Mw=8000) Solder particles 3 (SnBi solder particles, melting point 139 ° C., “10-25” manufactured by Mitsui Metals, Inc., using solder particle main body, solder particles having anionic polymer 1 subjected to surface treatment, average particle diameter 25 μm, CV value 15%, zeta potential of surface: +0.4 mV, polymer molecular weight Mw = 8000)
導電性粒子1:樹脂粒子の表面上に厚み1μmの銅層が形成されており、該銅層の表面に厚み3μmのはんだ層(錫:ビスマス=43重量%:57重量%)が形成されている導電性粒子 Conductive particle 1: A copper layer having a thickness of 1 μm is formed on the surface of a resin particle, and a solder layer having a thickness of 3 μm (tin: bismuth = 43% by weight: 57% by weight) is formed on the surface of the copper layer Conductive particles
導電性粒子1の作製方法:
平均粒子径10μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−210」)を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面上に厚さ0.1μmの下地ニッケルめっき層を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、厚さ1μmの銅層を形成した。更に、錫及びビスマスを含有する電解めっき液を用いて、電解めっきし、厚さ3μmのはんだ層を形成した。このようにして、樹脂粒子の表面上に厚み1μmの銅層が形成されており、該銅層の表面に厚み3μmのはんだ層(錫:ビスマス=43重量%:57重量%)が形成されている導電性粒子1を作製した。
Method of producing conductive particle 1:
Electroless nickel plating was performed on divinyl benzene resin particles ("Micropearl SP-210" manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 10 μm to form a base nickel plating layer with a thickness of 0.1 μm on the surface of the resin particles. Subsequently, the resin particle in which the base nickel plating layer was formed was electrolytically copper-plated, and the 1-micrometer-thick copper layer was formed. Furthermore, it electroplated using the electroplating solution containing tin and bismuth, and formed the 3 micrometers-thick solder layer. Thus, a 1 μm thick copper layer is formed on the surface of the resin particle, and a 3 μm thick solder layer (tin: bismuth = 43% by weight: 57% by weight) is formed on the surface of the copper layer Conductive particles 1 were produced.
フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「YP−50S」) Phenoxy resin ("NY-50S" manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.)
(実施例1)
(1)異方性導電ペーストの作製
下記の表1に示す成分を下記の表1に示す配合量で配合して、異方性導電ペーストを得た。
Example 1
(1) Preparation of anisotropic conductive paste The components shown in Table 1 below were blended in the amounts shown in Table 1 below to obtain an anisotropic conductive paste.
(2)第1の接続構造体
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが1mmであるように、基板の上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは250μmであった。
(2) First connection structure: 20 electrodes of a copper electrode pattern with an electrode size of 500 μm × 500 μm are provided on the upper surface of the substrate so that the space between the electrodes is 1 mm, and the electrode size is 500 μm × 500 μm A glass epoxy substrate was prepared which had 20 electrodes of a copper electrode pattern on the lower surface of the substrate such that the electrodes on the upper surface and the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the main surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the electrode on the upper surface and the end of the electrode on the lower surface was 250 μm.
また、ガラスエポキシ基板では、銅電極の厚みを12μm、ソルダーレジストの厚みを30μm、基板の総厚みを0.6mmとした。 In the glass epoxy substrate, the thickness of the copper electrode was 12 μm, the thickness of the solder resist was 30 μm, and the total thickness of the substrate was 0.6 mm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが1mmであるように、一方の表面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, prepare first and second flexible printed circuit boards (total thickness 100 μm) that have 20 electrodes of copper electrode pattern with electrode size 500 μm × 500 μm on one surface so that the space between the electrodes is 1 mm. did.
上記ガラスエポキシ基板の上面に、作製直後の異方性導電ペーストを、ガラスエポキシ基板の電極上で厚さ100μmとなるように、メタルマスクを用い、スクリーン印刷にて塗工し、第1の異方性導電ペースト層を形成した。次に、第1の異方性導電ペースト層の上面に上記第1の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。このとき、加圧を行わなかった。第1の異方性導電ペースト層には、上記第1のフレキシブルプリント基板の重量は加わる。その後、第1の異方性導電ペースト層の温度が190℃となるように、ホットプレート上で加熱しながら、はんだを溶融させ、かつ第1の異方性導電ペースト層を190℃及び10秒で硬化させ、積層体を得た。 The anisotropic conductive paste immediately after preparation is coated on the upper surface of the glass epoxy substrate by screen printing using a metal mask so as to have a thickness of 100 μm on the electrode of the glass epoxy substrate, and the first A directional conductive paste layer was formed. Next, the first flexible printed circuit was laminated on the upper surface of the first anisotropic conductive paste layer so that the electrodes face each other. At this time, no pressure was applied. The weight of the first flexible printed circuit board is added to the first anisotropic conductive paste layer. Thereafter, the solder is melted while heating on the hot plate so that the temperature of the first anisotropic conductive paste layer becomes 190 ° C., and the first anisotropic conductive paste layer is heated to 190 ° C. and 10 seconds And cured to obtain a laminate.
得られた積層体を反転させ、その上面に、作製直後の異方性導電ペーストを、積層体の電極上で厚さ100μmとなるように、メタルマスクを用い、スクリーン印刷にて塗工し、第2の異方性導電ペースト層を形成した。次に、第2の異方性導電ペースト層の上面に上記第2の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。このとき、加圧を行わなかった。第2の異方性導電ペースト層には、上記第2のフレキシブルプリント基板の重量は加わる。その後、第2の異方性導電ペースト層の温度が190℃となるようにホットプレート上で加加熱しながら、はんだを溶融させ、かつ第2の異方性導電ペースト層を190℃及び10秒で硬化させ、第1の接続構造体を得た。 The obtained laminate is inverted, and the anisotropic conductive paste immediately after preparation is applied on the upper surface by screen printing using a metal mask so as to have a thickness of 100 μm on the electrodes of the laminate, A second anisotropic conductive paste layer was formed. Next, the second flexible printed substrate was laminated on the upper surface of the second anisotropic conductive paste layer so that the electrodes face each other. At this time, no pressure was applied. The weight of the second flexible printed circuit board is added to the second anisotropic conductive paste layer. Thereafter, the solder is melted while heating on the hot plate so that the temperature of the second anisotropic conductive paste layer is 190 ° C., and the second anisotropic conductive paste layer is heated to 190 ° C. and 10 seconds. And cured to obtain a first connection structure.
(実施例2)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが750μmであるように、上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは125μmであった。
(Example 2)
It has 20 electrodes of a copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm on the upper surface so that the space between the electrodes is 750 μm, and 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm A glass epoxy substrate provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the main surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the electrode on the upper surface and the end of the electrode on the lower surface was 125 μm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが750μmであるように、一方の表面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, prepare first and second flexible printed circuit boards (total thickness 100 μm) that have 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm on one surface so that the space between the electrodes is 750 μm. did.
上記のガラスエポキシ基板及び第1,第2のフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は、実施例1の第1の接続構造体と同様にして第2の接続構造体を得た。 A second connection structure was obtained in the same manner as the first connection structure of Example 1, except that the above glass epoxy substrate and the first and second flexible printed circuit boards were used.
(実施例3)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが500μmであるように、上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは0μmであった。
(Example 3)
It has 20 electrodes of a copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm on the top surface so that the space between the electrodes is 500 μm, and 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm A glass epoxy substrate provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the main surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the electrode on the upper surface and the end of the electrode on the lower surface was 0 μm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが500μmであるように、一方の面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, prepare first and second flexible printed circuit boards (total thickness 100 μm) that have 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm on one side so that the space between the electrodes is 500 μm. did.
上記のガラスエポキシ基板及び第1,第2のフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は、実施例1の第1の接続構造体と同様にして第3の接続構造体を得た。 A third connection structure was obtained in the same manner as the first connection structure of Example 1 except that the above glass epoxy substrate and the first and second flexible printed circuit boards were used.
(実施例4)
異方性導電ペーストの配合成分及び配合量を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。
(Example 4)
A first connected structure was obtained in the same manner as Example 1 except that the blending components and the blending amount of the anisotropic conductive paste were changed as shown in Table 1 below.
(実施例5)
実施例4で得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例2と同様にして、第2の接続構造体を得た。
(Example 5)
A second connection structure was obtained in the same manner as in Example 2 except that the anisotropic conductive paste obtained in Example 4 was used.
(実施例6)
実施例4で得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例3と同様にして、第3の接続構造体を得た。
(Example 6)
A third connected structure was obtained in the same manner as in Example 3 except that the anisotropic conductive paste obtained in Example 4 was used.
(参考例7)
第2の導電ペースト層の加熱時に1Mpaの圧力を加えたこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。
( Reference Example 7)
The 1st connection structure was obtained like Example 1 except having added the pressure of 1 Mpa at the time of heating of the 2nd conductive paste layer.
(実施例8)
異方性導電ペーストの配合成分及び配合量を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。
(Example 8)
A first connected structure was obtained in the same manner as Example 1 except that the blending components and the blending amount of the anisotropic conductive paste were changed as shown in Table 1 below.
(実施例9)
実施例8で得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例2と同様にして、第2の接続構造体を得た。
(Example 9)
A second connected structure was obtained in the same manner as in Example 2 except that the anisotropic conductive paste obtained in Example 8 was used.
(実施例10)
実施例8で得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例3と同様にして、第3の接続構造体を得た。
(Example 10)
A third connected structure was obtained in the same manner as in Example 3 except that the anisotropic conductive paste obtained in Example 8 was used.
(実施例11)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが600μmであるように、上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは50μmであった。
(Example 11)
It has 20 electrodes of a copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm on the upper surface so that the space between the electrodes is 600 μm, and 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm A glass epoxy substrate provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the main surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the electrode on the upper surface and the end of the electrode on the lower surface was 50 μm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが600μmであるように、一方の面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, prepare first and second flexible printed circuit boards (total thickness 100 μm) that have 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm on one side so that the space between the electrodes is 600 μm. did.
上記のガラスエポキシ基板及び第1,第2のフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は、実施例1の第1の接続構造体と同様にして第4の接続構造体を得た。 A fourth connection structure was obtained in the same manner as the first connection structure of Example 1 except that the above glass epoxy substrate and the first and second flexible printed circuit boards were used.
(実施例12)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが520μmであるように、上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するガラスエポキシ基板を用意した。上記ガラスエポキシ基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは10μmであった。
(Example 12)
It has 20 electrodes of a copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm on the upper surface so that the space between the electrodes is 520 μm, and 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm A glass epoxy substrate provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the lower surface were alternately arranged at equal intervals. In the main surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the glass epoxy substrate, the distance D between the end of the electrode on the upper surface and the end of the electrode on the lower surface was 10 μm.
次に、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが520μmであるように、一方の面に有する第1,第2のフレキシブルプリント基板(総厚み100μm)を用意した。 Next, prepare first and second flexible printed circuit boards (total thickness 100 μm) that have 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm on one side so that the space between the electrodes is 520 μm. did.
上記のガラスエポキシ基板及び第1,第2のフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は、実施例1の第1の接続構造体と同様にして第5の接続構造体を得た。 A fifth connection structure was obtained in the same manner as the first connection structure of Example 1 except that the above glass epoxy substrate and the first and second flexible printed circuit boards were used.
(実施例13)
電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、電極間のスペースが1mmであるように、基板の上面に有し、かつ、電極サイズ500μm×500μmの銅電極パターンの電極20個を、上面と下面との電極が交互に等間隔で並ぶように、基板の下面に有するフレキシブルプリント基板を用意した。上記フレキシブルプリント基板の主面方向(厚み方向と直交する方向)において、上面の電極の端部と下面の電極の端部との距離Dは250μmであった。
(Example 13)
Having 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm on the upper surface of the substrate so that a space between the electrodes is 1 mm, and 20 electrodes of copper electrode pattern of electrode size 500 μm × 500 μm, A flexible printed circuit board provided on the lower surface of the substrate was prepared so that the electrodes on the upper surface and the lower surface were alternately arranged at equal intervals. The distance D between the end of the electrode on the upper surface and the end of the electrode on the lower surface was 250 μm in the main surface direction (direction orthogonal to the thickness direction) of the flexible printed circuit.
また、フレキシブルプリント基板では、銅電極の厚みを12μm、ソルダーレジストの厚みを30μm、基板の総厚みを0.6mmとした。 Further, in the flexible printed circuit, the thickness of the copper electrode was 12 μm, the thickness of the solder resist was 30 μm, and the total thickness of the substrate was 0.6 mm.
ガラスエポキシ基板をフレキシブルプリント基板に変更したこと以外は実施例1と同様にして、第6の接続構造体を得た。 A sixth connection structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that the glass epoxy substrate was changed to a flexible printed circuit.
(比較例1)
上記ガラスエポキシ基板の上面及び下面で、電極が対向しており、上記第1のフレキシブルプリント基板の上面及び下面で、電極の位置がずれていないように変更したこと以外は実施例1と同様にして、第7の接続構造体(ガラスエポキシ基板の電極対向)を得た。
(Comparative example 1)
The same as in Example 1 except that the electrodes face each other on the upper surface and the lower surface of the glass epoxy substrate, and the positions of the electrodes on the upper surface and the lower surface of the first flexible printed circuit are not shifted. Thus, a seventh connection structure (facing the electrodes of the glass epoxy substrate) was obtained.
(比較例2)
フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「YP−50S」)18重量部をメチルエチルケトン(MEK)に固形分が50重量%となるように溶解させて、溶解液を得た。下記の表1に示すフェノキシ樹脂を除く成分を下記の表1に示す配合量と、上記溶解液の全量とを配合して、遊星式攪拌機を用いて2000rpmで5分間攪拌した後、バーコーターを用いて乾燥後の厚みが30μmになるよう離型PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に塗工した。室温で真空乾燥することで、MEKを除去することにより、異方性導電フィルムを得た。
(Comparative example 2)
A solution was obtained by dissolving 18 parts by weight of a phenoxy resin ("YP-50S" manufactured by Nippon Steel Sumikin Chemical Co., Ltd.) in methyl ethyl ketone (MEK) so that the solid content was 50% by weight. The components except for the phenoxy resin shown in Table 1 below are blended with the compounding amounts shown in Table 1 below and the total amount of the above-mentioned solution, and stirred for 5 minutes at 2000 rpm using a planetary stirrer, and then the bar coater It coated on release PET (polyethylene terephthalate) film so that the thickness after drying using it might be 30 micrometers. The anisotropic conductive film was obtained by removing MEK by vacuum-drying at room temperature.
異方性導電フィルムを用いたこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。 A first connected structure was obtained in the same manner as Example 1 except that the anisotropic conductive film was used.
(比較例3)
異方性導電ペーストの配合成分及び配合量を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、第1の接続構造体を得た。
(Comparative example 3)
A first connected structure was obtained in the same manner as Example 1 except that the blending components and the blending amount of the anisotropic conductive paste were changed as shown in Table 1 below.
(評価)
(1)粘度
異方性導電ペーストの25℃での粘度ηを、E型粘度計(東機産業社製)を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定した。
(Evaluation)
(1) Viscosity The viscosity η at 25 ° C. of the anisotropic conductive paste was measured using an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) under the conditions of 25 ° C. and 5 rpm.
(2)はんだ部の厚み
得られた接続構造体を断面観察することにより、上下の電極の間に位置しているはんだ部の厚みを評価した。
(2) Thickness of Solder Portion The thickness of the solder portion located between the upper and lower electrodes was evaluated by observing the cross section of the obtained connection structure.
(3)電極上のはんだの配置精度
得られた接続構造体の上記第1,第2のフレキシブルプリント基板間の断面(図1に示す方向の断面)において、はんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだの面積(%)を評価した。なお、5つの断面における面積の平均を算出した。電極上のはんだの配置精度を下記の基準で判定した。
(3) Placement accuracy of solder on electrode In the cross section between the first and second flexible printed circuit boards of the obtained connection structure (cross section in the direction shown in FIG. 1), the electrode is in 100% of the total area of the solder The area (%) of the solder remaining in the cured product apart from the solder portion disposed between was evaluated. In addition, the average of the area in five cross sections was calculated. The placement accuracy of the solder on the electrode was determined according to the following criteria.
[電極上の導電性粒子の配置精度の判定基準]
○○:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が0%以上、1%以下
○1:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が1%を超え、5%以下
○2:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が5%を超え、10%以下
△:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が10%を超え、30%以下
×:断面に現れているはんだの全面積100%中、電極間に配置されたはんだ部から離れて硬化物中に残存しているはんだ(はんだ粒子)の面積が30%を超える
[Criteria for determining placement accuracy of conductive particles on electrodes]
○: The area of the solder (solder particles) remaining in the cured product apart from the solder portion disposed between the electrodes is 0% or more and 1% or less of the total area 100% of the solder appearing in the cross section ○ 1: The area of the solder (solder particles) remaining in the hardened material apart from the solder portion disposed between the electrodes is 100% or more of the total area 100% of the solder appearing in the cross section, 5% Or less ○ 2: The area of the solder (solder particles) remaining in the cured product away from the solder part disposed between the electrodes in the total area of 100% of the solder appearing in the cross section exceeds 5%, 10 % Or less :: The area of the solder (solder particles) remaining in the cured product apart from the solder part disposed between the electrodes is over 10% in the total area 100% of the solder appearing in the cross section, 30 % Or less ×: 100% of the total area of the solder appearing in the cross section The area of the solder (solder particles) greater than 30% remaining in the cured product in away from the solder portion disposed to the machining gap
(4)上下の電極間の導通信頼性
得られた第1,第2,第3の接続構造体(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。導通信頼性を下記の基準で判定した。
(4) Conduction reliability between upper and lower electrodes In the obtained first, second and third connection structures (n = 15), the connection resistance per one connection point between the upper and lower electrodes is 4 It measured by the 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]
○○:接続抵抗の平均値が50mΩ以下
○1:接続抵抗の平均値が50mΩを超え、60mΩ以下
○2:接続抵抗の平均値が60mΩを超え、70mΩ以下
△:接続抵抗の平均値が70mΩを超え、100mΩ以下
×:接続抵抗の平均値が100mΩを超える
[Criteria for continuity reliability]
○: Average value of connection resistance is 50mΩ or less ○ 1: Average value of connection resistance exceeds 50mΩ, 60mΩ or less ○ 2: Average value of connection resistance exceeds 60mΩ, 70mΩ or less Δ: Average value of connection resistance is 70mΩ Exceeding 100 mΩ or less ×: Average value of connection resistance exceeds 100 mΩ
(5)隣接する電極間の絶縁信頼性
得られた第1,第2,第3の接続構造体(n=15個)において、85℃、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。絶縁信頼性を下記の基準で判定した。
(5) Insulating reliability between adjacent electrodes In the obtained first, second and third connection structures (n = 15), after being left in an atmosphere of 85 ° C. and humidity 85% for 100 hours, they are adjacent 5 V was applied between the electrodes to be measured, and 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 value of connection resistance is 10 7 Ω or more ○: average value of connection resistance is 10 6 Ω or more and less than 10 7 Ω Δ: average value of connection resistance is 10 5 Ω or more and less than 10 6 Ω ×: connection Average value of resistance is less than 10 5 Ω
結果を下記の表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.
第1,第2のフレキシブルプリント基板にかえて、樹脂フィルム、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を用いた場合でも、同様の傾向が見られた。 The same tendency was observed when resin films, flexible flat cables and rigid flexible substrates were used instead of the first and second flexible printed substrates.
1,1X…接続構造体
2…第1の接続対象部材
2a…第1の電極(上面側)
3…第2の接続対象部材
3a…第2の電極(下面側)
3b…第2の電極(上面側)
4…第3の接続対象部材
4a…第3の電極(下面側)
5,5X…第1の接続部
5A,5XA…第1のはんだ部
5B,5XB…第1の硬化物部
6,6X…第2の接続部
6A,6XA…第2のはんだ部
6B,6XB…第2の硬化物部
11…第1の導電ペースト層
11A…はんだ粒子
11B…熱硬化性成分
12…第2の導電ペースト層
12A…はんだ粒子
12B…熱硬化性成分
1, 1 X: connected structure 2: first
3 ... 2nd
3b second electrode (upper surface side)
4 ··· Third
5, 5X:
Claims (15)
前記積層体における前記第2の接続対象部材の上面上に、前記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、
前記第2の導電ペースト層の上面上に、前記第3の接続対象部材を下面側から、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とが対向するように配置する工程と、
前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第2の導電ペースト層を加熱することで、前記第2の接続対象部材と前記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とを、前記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備え、
前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であり、
前記第2の接続対象部材として、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極が対向しておらず、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる、接続構造体の製造方法。 A first connection target member having at least one first electrode on the upper surface and at least one second electrode on the upper surface using the second conductive paste containing the thermosetting component and the plurality of solder particles A second connection target member having at least one second electrode on the lower surface is connected by a first connection portion including conductive particles, and the first electrode on the upper surface and the lower surface Third connection target using a stacked body electrically connected to a second electrode by a first conductive portion derived from the conductive particles and having at least one third electrode on the lower surface Using the members
Disposing a second conductive paste layer on the top surface of the second connection target member in the laminate using the second conductive paste;
Arranging the third connection target member on the upper surface of the second conductive paste layer so that the second electrode on the upper surface faces the third electrode on the lower surface from the lower surface side;
By heating the second conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and equal to or higher than a curing temperature of the thermosetting component, the second connection target member and the A second connection portion connecting the third connection target member is formed of the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are the same. Electrically connecting with the second solder portion in the second connection portion,
In the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied, and the weight of the third connection target member is applied to the second conductive paste layer. In at least one of the step of adding or arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, pressurization is performed and the third connection target member is arranged The pressure of pressurization is less than 1 MPa in both the step of forming and the step of forming the second connection,
As the second connection target member, the second electrode is not opposed to the upper surface and the lower surface of the second connection target member, and the second electrode is not the upper surface and the lower surface of the second connection target member. The manufacturing method of a connection structure using the 2nd connection object member which the position of the electrode of 4 has shifted.
前記第1の接続対象部材の上面上に、前記第1の導電ペーストを塗布して、第1の導電ペースト層を配置する工程と、
前記第1の導電ペースト層の上面上に、前記第2の接続対象部材を下面側から、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とが対向するように配置する工程と、
前記第1の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第1の導電ペースト層を加熱することで、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第1の接続部を、前記第1の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第1の電極と下面の前記第2の電極とを、前記第1の接続部中の第1のはんだ部により電気的に接続する工程と、
前記第2の接続対象部材の上面上に、前記第2の導電ペーストを用いて、第2の導電ペースト層を配置する工程と、
前記第2の導電ペースト層の上面上に、前記第3の接続対象部材を下面側から、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とが対向するように配置する工程と、
前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記第2の導電ペースト層を加熱することで、前記第2の接続対象部材と前記第3の接続対象部材とを接続している第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成し、かつ、上面の前記第2の電極と下面の前記第3の電極とを、前記第2の接続部中の第2のはんだ部により電気的に接続する工程とを備え、
前記第2の接続対象部材を配置する工程及び前記第1の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第1の導電ペースト層には、前記第2の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第2の接続対象部材を配置する工程及び前記第1の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第2の接続対象部材を配置する工程及び前記第1の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であり、
前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わるか、又は、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程の内の少なくとも一方において、加圧を行い、かつ、前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程の双方において、加圧の圧力が1MPa未満であり、
前記第2の接続対象部材として、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極が対向しておらず、前記第2の接続対象部材の上面及び下面で、前記第2の電極の位置がずれている第2の接続対象部材を用いる、接続構造体の製造方法。 Using a first conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles, using at least one first electrode using a second conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles Using a second connection target member having at least one second electrode on the upper surface and at least one second electrode on the lower surface using the first connection target member having the upper surface, and at least Using a third connection target member having one third electrode on the lower surface,
Applying the first conductive paste on the upper surface of the first connection target member to dispose the first conductive paste layer;
Arranging the second connection target member on the upper surface of the first conductive paste layer so that the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface face each other from the lower surface side;
By heating the first conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer and equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting component, the first connection target member and the first connection target member The first connection portion connecting the two connection target members is formed of the first conductive paste layer, and the first electrode on the upper surface and the second electrode on the lower surface are the first connection portion. Electrically connecting by the first solder portion in the first connection portion;
Disposing a second conductive paste layer on the upper surface of the second connection target member using the second conductive paste;
Arranging the third connection target member on the upper surface of the second conductive paste layer so that the second electrode on the upper surface faces the third electrode on the lower surface from the lower surface side;
By heating the second conductive paste layer to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer and equal to or higher than a curing temperature of the thermosetting component, the second connection target member and the A second connection portion connecting the third connection target member is formed of the second conductive paste layer, and the second electrode on the upper surface and the third electrode on the lower surface are the same. Electrically connecting with the second solder portion in the second connection portion,
In the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, no pressure is applied, and the weight of the second connection target member is applied to the first conductive paste layer. In at least one of the step of adding or arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, pressurization is performed and the second connection target member is arranged The pressure of pressurization is less than 1 MPa both in the step of forming and the step of forming the first connection,
In the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied, and the weight of the third connection target member is applied to the second conductive paste layer. In at least one of the step of adding or arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, pressurization is performed and the third connection target member is arranged The pressure of pressurization is less than 1 MPa in both the step of forming and the step of forming the second connection,
As the second connection target member, the second electrode is not opposed to the upper surface and the lower surface of the second connection target member, and the second electrode is not the upper surface and the lower surface of the second connection target member. The manufacturing method of a connection structure using the 2nd connection object member which the position of the electrode of 4 has shifted.
前記第2の接続部を、前記第2の導電ペースト層により形成する際に、前記第2の導電ペースト層の加熱開始から前記第2の導電ペースト層に含まれる前記はんだ粒子の融点に達するまでの時間を、2秒以上、60秒以下にする、請求項2に記載の接続構造体の製造方法。 From the start of heating of the first conductive paste layer to the melting point of the solder particles contained in the first conductive paste layer when the first connection portion is formed by the first conductive paste layer Time of 2 seconds or more and 60 seconds or less,
From the start of heating of the second conductive paste layer to the melting point of the solder particles contained in the second conductive paste layer when the second connection portion is formed by the second conductive paste layer The method for manufacturing a connection structure according to claim 2, wherein the time of time t is 2 seconds or more and 60 seconds or less.
前記第3の接続対象部材を配置する工程及び前記第2の接続部を形成する工程において、加圧を行わず、前記第2の導電ペースト層には、前記第3の接続対象部材の重量が加わる、請求項2又は5に記載の接続構造体の製造方法。 In the step of arranging the second connection target member and the step of forming the first connection portion, no pressure is applied, and the weight of the second connection target member is applied to the first conductive paste layer. Join,
In the step of arranging the third connection target member and the step of forming the second connection portion, no pressure is applied, and the weight of the third connection target member is applied to the second conductive paste layer. The method of manufacturing a connection structure according to claim 2 or 5 , additionally.
前記第2の導電ペーストに含まれる前記はんだ粒子の平均粒子径が0.5μm以上、100μm以下である、請求項2、5及び6のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法 The average particle diameter of the solder particles contained in the first conductive paste is 0.5 μm or more and 100 μm or less,
The manufacturing method of the connection structure of any one of Claim 2, 5 and 6 whose average particle diameter of the said solder particle contained in a said 2nd conductive paste is 0.5 micrometer or more and 100 micrometers or less.
前記第2の導電ペースト中の前記はんだ粒子の含有量が10重量%以上、80重量%以下である、請求項2、5、6及び8のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 The content of the solder particles in the first conductive paste is 10% by weight or more and 80% by weight or less,
The method for manufacturing a connection structure according to any one of claims 2, 5, 6 and 8 , wherein the content of the solder particles in the second conductive paste is 10% by weight or more and 80% by weight or less. .
前記第3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、リジッドフレキシブル基板又はフレキシブルフラットケーブルである、請求項1〜13のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 The second connection target member is a rigid substrate excluding a rigid flexible substrate,
The third connection object member, a resin film, a flexible printed circuit board, a rigid flexible board or flexible flat cable, a manufacturing method of a connection structure according to any one of claims 1 to 13.
前記第2の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、
前記第3の電極の電極幅が、50μm以上、1000μm以下であり、
前記第1の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下であり、
前記第2の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下であり、
前記第3の電極の電極間幅が、50μm以上、1000μm以下である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法。 The electrode width of the first electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The electrode width of the second electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The electrode width of the third electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The inter-electrode width of the first electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The inter-electrode width of the second electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less,
The manufacturing method of the connection structure according to any one of claims 1 to 14 , wherein an inter-electrode width of the third electrode is 50 μm or more and 1000 μm or less.
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