本發(fā)明涉及含有焊錫粒子的導(dǎo)電糊劑。本發(fā)明還涉及使用了上述導(dǎo)電糊劑的連接結(jié)構(gòu)體及連接結(jié)構(gòu)體的制造方法。
背景技術(shù):
各向異性導(dǎo)電糊劑及各向異性導(dǎo)電膜等各向異性導(dǎo)電材料已廣為人知。就上述各向異性導(dǎo)電材料而言,在粘合劑中分散有導(dǎo)電性粒子。
為了獲得各種連接結(jié)構(gòu)體,上述各向異性導(dǎo)電材料已被用于例如撓性印刷基板與玻璃基板的連接(FOG(Film on Glass))、半導(dǎo)體芯片與撓性印刷基板的連接(COF(ChiponFilm))、半導(dǎo)體芯片與玻璃基板的連接(COG(Chip on Glass))、以及撓性印刷基板與玻璃環(huán)氧基板的連接(FOB(Film on Board))等。
在利用上述各向異性導(dǎo)電材料對例如撓性印刷基板的電極與玻璃環(huán)氧基板的電極進(jìn)行電連接時,在玻璃環(huán)氧基板上配置含有導(dǎo)電性粒子的各向異性導(dǎo)電材料。接著,疊層撓性印刷基板,并進(jìn)行加熱及加壓。由此,使各向異性導(dǎo)電材料固化,通過導(dǎo)電性粒子對電極間進(jìn)行電連接,從而得到連接結(jié)構(gòu)體。
作為上述各向異性導(dǎo)電材料的一個例子,下述專利文獻(xiàn)1中公開有一種粘接膠帶,其包含含有熱固化性樹脂的樹脂層、焊錫粉和固化劑,且上述焊錫粉和上述固化劑存在于上述樹脂層中。該粘接帶為膜狀而不是糊狀。
另外,專利文獻(xiàn)1中還公開有一種使用了上述粘接膠帶的粘接方法。具體而言,對第一基板、粘接帶、第二基板、粘接帶及第三基板從下部開始依次進(jìn)行疊層,從而得到疊層體。此時,使設(shè)置于第一基板表面上的第一電極和設(shè)于第二基板表面上的第二電極對置。另外,使設(shè)于第二基板表面上的第二電極和設(shè)于第三基板表面上的第三電極對置。而且,以指定的溫度加熱疊層體并進(jìn)行粘接。由此,得到連接結(jié)構(gòu)體。
下述專利文獻(xiàn)2中公開有一種使導(dǎo)電性粒子分散于絕緣性粘合劑的各向異性導(dǎo)電材料。該各向異性導(dǎo)電材料的最低熔融粘度[η0]為1.0×102~1.0×106mPa·sec。該各向異性導(dǎo)電材料中,滿足1<[η1]/[η0]≦3([η0]是各向異性導(dǎo)電材料的最低熔融粘度,[η1]是比表示最低熔融粘度的溫度T0低30℃的溫度T1下的熔融粘度)。
另外,下述專利文獻(xiàn)3中公開有一種含有固化性化合物、熱自由基引發(fā)劑、光自由基引發(fā)劑和導(dǎo)電性粒子的各向異性導(dǎo)電材料。
下述專利文獻(xiàn)4中記載有一種含有導(dǎo)電性粒子和在該導(dǎo)電性粒子的熔點(diǎn)固化未完成的樹脂成分的各向異性導(dǎo)電材料。作為上述導(dǎo)電性粒子,具體而言,可舉出:錫(Sn)、銦(In)、鉍(Bi)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、鎵(Ga)、銀(Ag)及鉈(Tl)等金屬或這些金屬的合金。
專利文獻(xiàn)4中記載了,經(jīng)由在比上述導(dǎo)電性粒子的熔點(diǎn)高且上述樹脂成分的固化未完成的溫度下,加熱各向異性導(dǎo)電樹脂的樹脂加熱步驟和使上述樹脂成分固化的樹脂成分固化步驟,對電極間進(jìn)行電連接。另外,專利文獻(xiàn)1中記載了,以專利文獻(xiàn)1的圖8所示的溫度曲線進(jìn)行安裝。專利文獻(xiàn)1中,在加熱各向異性導(dǎo)電樹脂的溫度下固化未完成的樹脂成分內(nèi),導(dǎo)電性粒子熔融。
另外,下述的專利文獻(xiàn)5中公開有一種倒裝芯片安裝方法,其包括:將具有多個連接端子的半導(dǎo)體芯片與具有多個電極端子的配線基板對置地配設(shè),并將上述配線基板的上述電極端子與上述半導(dǎo)體芯片的上述連接端子進(jìn)行電連接。該倒裝芯片安裝方法包含:(1)向上述配線基板的具有上述電極端子的表面上供給含有焊錫粉及對流添加劑的樹脂的工序;(2)使上述半導(dǎo)體芯片與上述樹脂表面抵接的工序;(3)將上述配線基板加熱至上述焊錫粉熔融的溫度的工序;(4)上述加熱工序后,使上述樹脂固化的工序。上述配線基板的加熱工序(3)中,形成對上述電極端子與上述連接端子電連接的連接體,另外,在上述樹脂的固化工序(4)中,將上述半導(dǎo)體芯片固定于上述配線基板上。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:WO2008/023452A1
專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-32657號公報
專利文獻(xiàn)3:日本特開2012-186161號公報
專利文獻(xiàn)4:日本特開2004-260131號公報
專利文獻(xiàn)5:日本特開2006-114865號公報
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
專利文獻(xiàn)1中記載的粘接膠帶為膜狀而不是膏狀。因此,難以將焊錫粉有效地配置于電極(線)上。例如,專利文獻(xiàn)1所記載的粘接膠帶中,焊錫粉的一部分容易配置于未形成電極的區(qū)域(間隔)。配置于未形成電極區(qū)域的焊錫粉不會有助于電極間的導(dǎo)通。
另外,含有現(xiàn)有的焊錫粉或表面具有焊錫層的導(dǎo)電性粒子的各向異性導(dǎo)電糊劑中,有時不能將焊錫粉或?qū)щ娦粤W佑行У嘏渲糜陔姌O(線)上。現(xiàn)有的焊錫粉或?qū)щ娦粤W又?,有時焊錫粉或?qū)щ娦粤W酉螂姌O上的移動速度較慢。
另外,現(xiàn)有的各向異性導(dǎo)電糊劑中,有時產(chǎn)生應(yīng)連接的上下電極間的位置偏離。
此外,專利文獻(xiàn)1、2中,對各向異性導(dǎo)電材料所使用的導(dǎo)電性粒子沒有具體的記載。專利文獻(xiàn)3、5的實(shí)施例中,使用了在樹脂粒子的表面上形成銅層且在該銅層的表面上形成焊錫層的導(dǎo)電性粒子。該導(dǎo)電性粒子的中心部分由樹脂粒子構(gòu)成。另外,即使使用專利文獻(xiàn)1、2、3、5所記載的各向異性導(dǎo)電材料,有時也不能將導(dǎo)電性粒子有效地配置于電極(線)上,或產(chǎn)生應(yīng)連接的上下電極間的位置偏離。
另外,使用專利文獻(xiàn)4所記載的各向異性導(dǎo)電材料,通過專利文獻(xiàn)4所記載的方法對電極間進(jìn)行電連接時,有時不能將含有焊錫的導(dǎo)電性粒子有效地配置于電極(線)上。另外,專利文獻(xiàn)4的實(shí)施例中,為了使焊錫在焊錫熔點(diǎn)以上的溫度下充分移動,而保持為恒定溫度,連接結(jié)構(gòu)體的制造效率變低。當(dāng)以專利文獻(xiàn)4的圖8所示的溫度曲線進(jìn)行安裝時,連接結(jié)構(gòu)體的制造效率變低。
本發(fā)明的目的在于,提供一種能夠?qū)⒑稿a粒子有效地配置于電極上,從而能夠防止電極間的位置偏離,并能夠提高電極間的導(dǎo)通可靠性的導(dǎo)電糊劑。本發(fā)明還提供一種使用了所述導(dǎo)電糊劑的連接結(jié)構(gòu)體及連接結(jié)構(gòu)體的制造方法。
用于解決課題的技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明寬泛的方面,提供一種導(dǎo)電糊劑,其含有熱固化性化合物及熱固化劑作為熱固化性成分,并含有多個焊錫粒子,所述熱固化性化合物包含結(jié)晶性熱固化性化合物,所述焊錫粒子是中心部分及導(dǎo)電性的外表面均為焊錫的粒子。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述結(jié)晶性熱固化性化合物在25℃下為固體。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述結(jié)晶性熱固化性化合物的熔點(diǎn)為80℃以上且150℃以下。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述結(jié)晶性熱固化性化合物的分子量為300以上且500以下。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述結(jié)晶性熱固化性化合物是二苯甲酮型環(huán)氧化合物。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比為5以下。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長徑為所述焊錫粒子的平均粒徑的1/1.5以下。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長徑為所述焊錫粒子的平均粒徑的1/10以上。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述結(jié)晶性熱固化性化合物的熔點(diǎn)比所述焊錫的熔點(diǎn)低。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述導(dǎo)電糊劑含有助熔劑,所述結(jié)晶性熱固化性化合物的熔點(diǎn)比所述助熔劑的活性溫度低。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述熱固化性化合物的整體100重量%中,所述結(jié)晶性熱固化性化合物的含量為10重量%以上。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述導(dǎo)電糊劑不含有填料,或含有5重量%以下的填料。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,在所述導(dǎo)電糊劑中,所述結(jié)晶性熱固化性化合物分散成粒子狀。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,含有與結(jié)晶性熱固化性化合物不同的其它熱固化性化合物。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述焊錫粒子的平均粒徑為1μm以上且60μm以下。
在本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑的某個特定方面,所述焊錫粒子的含量為10重量%以上且80重量%以下。
根據(jù)本發(fā)明寬泛的方面,提供一種連接結(jié)構(gòu)體,其具備:表面具有至少一個第一電極的第一連接對象部件、表面具有至少一個第二電極的第二連接對象部件、將所述第一連接對象部件和所述第二連接對象部件連接在一起的連接部,所述連接部為所述的導(dǎo)電糊劑的固化物,所述第一電極和所述第二電極通過所述連接部中的焊錫部實(shí)現(xiàn)了電連接。
根據(jù)本發(fā)明寬泛的方面,提供一種連接結(jié)構(gòu)體的制造方法,其包括:使用所述導(dǎo)電糊劑,在表面具有至少一個第一電極的第一連接對象部件的表面上配置所述導(dǎo)電糊劑的工序;在所述導(dǎo)電糊劑的與所述第一連接對象部件側(cè)相反的表面上配置表面具有至少一個第二電極的第二連接對象部件,并使所述第一電極和所述第二電極對置的工序;通過將所述導(dǎo)電糊劑加熱到所述焊錫粒子的熔點(diǎn)以上且所述熱固化性成分的固化溫度以上,利用所述導(dǎo)電糊劑形成將所述第一連接對象部件和所述第二連接對象部件連接在一起的連接部,且通過所述連接部中的焊錫部對所述第一電極和所述第二電極進(jìn)行電連接的工序。
在本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法的某個特定方面,在所述配置第二連接對象部件的工序及形成所述連接部的工序中,不進(jìn)行加壓,而是將所述第二連接對象部件的重量施加在所述導(dǎo)電糊劑上,或者,在所述配置第二連接對象部件的工序及所述形成連接部的工序中的至少一個工序中,進(jìn)行加壓,且在所述配置第二連接對象部件的工序及所述形成連接部的工序這兩個工序中,加壓的壓力低于1MPa。
在本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法的某個特定方面,在所述配置第二連接對象部件的工序及形成所述連接部的工序中,不進(jìn)行加壓,而是將所述第二連接對象部件的重量施加在所述導(dǎo)電糊劑上。
優(yōu)選所述第二連接對象部件為樹脂膜、撓性印刷基板、撓性扁形線纜或剛撓結(jié)合基板。
所述連接結(jié)構(gòu)體中,優(yōu)選沿所述第一電極、所述連接部和所述第二電極的疊層方向觀察所述第一電極和所述第二電極對置的部分時,在所述第一電極和所述第二電極對置部分面積的100%中的50%以上配置有所述連接部中的焊錫部。所述連接結(jié)構(gòu)體中,優(yōu)選沿與所述第一電極、所述連接部和所述第二電極的疊層方向垂直的方向觀察所述第一電極與所述第二電極對置重合的部分時,在所述第一電極與所述第二電極對置重合的部分配置有所述連接部中的焊錫部的70%以上。
發(fā)明的效果
本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑含有作為熱固化性成分的熱固化性化合物及熱固化劑、和多個焊錫粒子,所述熱固化性化合物含有結(jié)晶性熱固化性化合物,所述焊錫粒子是中心部分及導(dǎo)電性的外表面均為焊錫的粒子,因此,在對電極間進(jìn)行電連接的情況下,可以將焊錫粒子有效地配置于電極上,可以防止電極間的位置偏離,并可以提高電極間的導(dǎo)通可靠性。
附圖說明
圖1是示意性地表示使用本發(fā)明的一個實(shí)施方式的導(dǎo)電糊劑得到的連接結(jié)構(gòu)體的剖視圖;
圖2(a)~圖2(c)是用于說明使用本發(fā)明一個實(shí)施方式的導(dǎo)電糊劑制造連接結(jié)構(gòu)體的方法的一個例子的各工序的剖視圖;
圖3是表示連接結(jié)構(gòu)體的變形例的剖視圖。
符號說明
1、1X…連接結(jié)構(gòu)體
2…第一連接對象部件
2a…第一電極
3…第二連接對象部件
3a…第二電極
4、4X…連接部
4A、4XA…焊錫部
4B、4XB…固化物部
11…導(dǎo)電糊劑
11A…焊錫粒子
11B…熱固化性成分
具體實(shí)施方式
以下,說明本發(fā)明的詳細(xì)情況。
(導(dǎo)電糊劑)
本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑含有作為熱固化性成分的熱固化性化合物及熱固化劑和多個焊錫粒子。本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑中,上述熱固化性化合物含有結(jié)晶性熱固化性化合物。上述焊錫粒子的中心部分及導(dǎo)電性的外表面均由焊錫形成。上述焊錫粒子是上述焊錫粒子的中心部分及導(dǎo)電性的外表面均為焊錫的粒子。
本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑中,采用上述結(jié)構(gòu),因此,在對電極間進(jìn)行了電連接的情況下,多個焊錫粒子易于集聚在上下對置的電極間,而可以將多個焊錫粒子有效地配置于電極(線)上。另外,多個焊錫粒子的一部分不易配置于未形成電極的區(qū)域(空隙),可以大量減少配置于未形成電極的區(qū)域的焊錫粒子的量。因此,可以提高電極間的導(dǎo)通可靠性。而且,可以防止不能進(jìn)行連接的橫方向上的鄰接電極間的電連接,并可以提高絕緣可靠性。并且,可以防止電極間的位置偏離。本發(fā)明中,將第二連接對象部件重合在涂布有導(dǎo)電糊劑的第一連接對象部件上時,即使在以第一連接對象部件的電極和第二連接對象部件的電極的定位出現(xiàn)偏差的狀態(tài)下,使第一連接對象部件和第二連接對象部件重合的情況下,也可以修正該偏差,而使第一連接對象部件的電極與第二連接對象部件的電極連接(自定位效應(yīng))。以下事實(shí)大幅有助于得到這種效果,所述事實(shí)為:是導(dǎo)電糊劑,與熱固化性化合物及熱固化劑一起使用的導(dǎo)電性粒子為焊錫粒子,以及上述熱固化性化合物是結(jié)晶性熱固化性化合物。
此外,在不是上述焊錫粒子,而使用具有不是由焊錫形成的基材粒子和配置于基材粒子的表面上的焊錫層的導(dǎo)電性粒子的情況下,導(dǎo)電性粒子不易集聚于電極上,導(dǎo)電性粒子彼此的焊錫接合性較低,因此,在電極上移動的導(dǎo)電性粒子易于移動至電極外。因此,電極間的位置偏離的抑制效果也降低。
結(jié)晶性熱固化性化合物中的“結(jié)晶性”是指分子鏈規(guī)則正確地排列的狀態(tài),上述化合物具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及熔點(diǎn)。
本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑中,上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比優(yōu)選為5以下。
現(xiàn)有的各向異性導(dǎo)電糊劑中,當(dāng)在保管后進(jìn)行使用時,有時導(dǎo)電性粒子更進(jìn)一步難以配置于電極(線)上。
上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比為5以下的情況下,導(dǎo)電糊劑的保存穩(wěn)定性優(yōu)異。因此,即使在導(dǎo)電糊劑在保管前及保管后的任意的情況下,均可以將焊錫有效地配置于電極上,可以提高電極間的導(dǎo)通可靠性。
通過在導(dǎo)電糊劑中含有結(jié)晶性熱固化性化合物,但對導(dǎo)電糊劑賦予熱時,導(dǎo)電糊劑的粘度充分變低。當(dāng)對上述導(dǎo)電糊劑賦予熱時,上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶性消失,由此,導(dǎo)電糊劑的粘度充分降低,可促進(jìn)焊錫的移動。另外,就含有結(jié)晶性熱固化性化合物的導(dǎo)電糊劑而言,發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)電糊劑的保管前后,有時焊錫粒子的移動性能不同。認(rèn)為這是由于,結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶狀態(tài)改變。發(fā)現(xiàn)在使用結(jié)晶性熱固化性化合物的情況下,如果該結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比為5以下,則在導(dǎo)電糊劑的保管前后,焊錫粒子的移動性能不易改變。
并且,本發(fā)明中,可以防止電極間的位置偏離。本發(fā)明中,使第二連接對象部件重合在上表面配置有導(dǎo)電糊劑的第一連接對象部件上時,即使在以第一連接對象部件的電極和第二連接對象部件的電極的定位發(fā)生偏差的狀態(tài)下,使第一連接對象部件和第二連接對象部件重合的情況下,也可以修正該偏差,使第一連接對象部件的電極與第二連接對象部件的電極連接(自定位效應(yīng))。使用具有特定組成的導(dǎo)電糊劑大幅有助于得到這種效果。
作為將上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比設(shè)為5以下的方法,可舉出粉碎結(jié)晶性熱固化性化合物的方法等。優(yōu)選在粉碎結(jié)晶性熱固化性化合物后,配合于導(dǎo)電糊劑中。也可以在選擇結(jié)晶性熱固化性化合物后,使用結(jié)晶性熱固化性化合物,使平均長寬比成為5以下。
從更進(jìn)一步提高導(dǎo)電糊劑的保存穩(wěn)定性,將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上且更進(jìn)一步抑制電極間的位置偏離的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比優(yōu)選為4以下。上述平均長寬比是多個結(jié)晶的長寬比的平均。上述長寬比表示長徑/短徑。上述長寬比是導(dǎo)電糊劑中的長寬比。
上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比為1以上。上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶優(yōu)選為針狀結(jié)晶。從提高導(dǎo)電糊劑的初始粘度,抑制導(dǎo)電糊劑過度的濕潤擴(kuò)散,并且將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比優(yōu)選為1.3以上,更優(yōu)選為1.5以上。
從更進(jìn)一步提高導(dǎo)電糊劑的保存穩(wěn)定性,將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上,且更進(jìn)一步抑制電極間的位置偏離的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長徑優(yōu)選為上述焊錫粒子的平均粒徑的1/1.5以下,更優(yōu)選為上述焊錫粒子的平均粒徑的1/2以下。
從提高導(dǎo)電糊劑的初始粘度,抑制導(dǎo)電糊劑的過度的濕潤擴(kuò)散,并且將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長徑優(yōu)選為上述焊錫粒子的平均粒徑的1/10以上,更優(yōu)選為上述焊錫粒子的平均粒徑的1/8以上。
從將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上,且更進(jìn)一步抑制電極間的位置偏離的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的熔點(diǎn)優(yōu)選比上述焊錫的熔點(diǎn)低。從將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上,且更進(jìn)一步抑制電極間的位置偏離的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的熔點(diǎn)與上述焊錫的熔點(diǎn)之差的絕對值優(yōu)選為10℃以上,更優(yōu)選為20℃以上,優(yōu)選為80℃以下,更優(yōu)選為70℃以下。
從更進(jìn)一步提高導(dǎo)通可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),上述導(dǎo)電糊劑優(yōu)選含有助熔劑。從將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上,且更進(jìn)一步抑制電極間的位置偏離的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的熔點(diǎn)優(yōu)選比上述助熔劑的活性溫度低。從將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上,且更進(jìn)一步抑制電極間的位置偏離的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的熔點(diǎn)與上述助熔劑的活性溫度之差的絕對值優(yōu)選為5℃以上,更優(yōu)選為10℃以上,優(yōu)選為60℃以下,更優(yōu)選為50℃以下。
從可以以較高的水平兼顧涂布性的提高效果和通過導(dǎo)電性粒子向電極上的有效移動而達(dá)成的電極間的導(dǎo)通可靠性的提高效果雙方的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑中,上述結(jié)晶性熱固化性化合物優(yōu)選分散成粒子狀。
為了將焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上,上述導(dǎo)電糊劑在25℃下的粘度(η25)優(yōu)選為10Pa·s以上,更優(yōu)選為50Pa·s以上,進(jìn)一步優(yōu)選為100Pa·s以上,優(yōu)選為800Pa·s以下,更優(yōu)選為600Pa·s以下,進(jìn)一步優(yōu)選為500Pa·s以下。
上述粘度(η25)可以依據(jù)配合成分的種類及配合量適當(dāng)調(diào)整。另外,通過填料的使用,可以使粘度較高。
上述粘度(η25)可以使用例如E型粘度計(東機(jī)產(chǎn)業(yè)株式會社制造)等在25℃及5rpm的條件下測定。
本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑可以優(yōu)選用于后述的本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體及連接結(jié)構(gòu)體的制造方法。
上述導(dǎo)電糊劑優(yōu)選為各向異性導(dǎo)電糊劑。上述導(dǎo)電糊劑適用于電極的電連接。上述導(dǎo)電糊劑優(yōu)選為電路連接材料。
以下,說明上述導(dǎo)電糊劑所含有的各成分。
(焊錫粒子)
上述焊錫粒子在導(dǎo)電性外表面上具有焊錫。上述焊錫粒子中,中心部分及導(dǎo)電性的外表面均由焊錫形成。上述焊錫粒子是中心部分及導(dǎo)電性的外表面均為焊錫的粒子。
從在電極上有效地集聚焊錫粒子的觀點(diǎn)出發(fā),上述焊錫粒子表面的ζ電位優(yōu)選為正。但是,本發(fā)明中,上述焊錫粒子表面的ζ電位也可以不為正。
ζ電位如下測定。
ζ電位的測定方法:
通過將焊錫粒子0.05g放入甲醇10g中并進(jìn)行超聲波處理等,使其均勻地分散,得到分散液。使用該分散液,且使用Beckman Coulter公司制造的“Delsamax PRO”,通過電泳測定法可以測定ζ電位。
焊錫粒子的ζ電位優(yōu)選為0mV以上,更優(yōu)選超過0mV,優(yōu)選為10mV以下,更優(yōu)選為5mV以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為1mV以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.7mV以下,特別優(yōu)選為0.5mV以下。ζ電位為上述上限以下時,在使用前的導(dǎo)電糊劑中,焊錫粒子不易凝聚。ζ電位為0mV以上時,在安裝時焊錫粒子有效地凝聚在電極上。
由于容易將表面的ζ電位調(diào)整為正,因此,上述焊錫粒子優(yōu)選具有焊錫粒子主體和配置于上述焊錫粒子主體表面上的陰離子聚合物。上述焊錫粒子優(yōu)選通過利用陰離子聚合物或成為陰離子聚合物的化合物對焊錫粒子主體進(jìn)行表面處理而得到。上述焊錫粒子優(yōu)選為利用陰離子聚合物或成為陰離子聚合物的化合物進(jìn)行的表面處理物。上述陰離子聚合物及成為上述陰離子聚合物的化合物分別可以單獨(dú)使用一種,也可以組合使用兩種以上。
作為利用陰離子聚合物對焊錫粒子主體進(jìn)行表面處理的方法,可舉出使用下述聚合物作為陰離子聚合物,使陰離子聚合物的羧基和焊錫粒子主體的表面的羥基反應(yīng)的方法:例如使(甲基)丙烯酸共聚合而成的(甲基)丙烯酸聚合物、由二羧酸和二醇合成且兩末端具有羧基的聚酯聚合物、通過二羧酸的分子間脫水縮合反應(yīng)而得到且兩末端具有羧基的聚合物、由二羧酸和二胺合成且兩末端具有羧基的聚酯聚合物以及具有羧基的改性聚乙烯醇(日本合成化學(xué)株式會社制造的“高先利萬事T”)等。
作為上述陰離子聚合物的陰離子部分,可舉出上述羧基,除此以外,還可舉出甲苯磺?;?p-H3CC6H4S(=O)2-)及磺酸離子基團(tuán)(-SO3-)、磷酸離子基團(tuán)(-PO4-)等。
另外,作為另一方法,可舉出下述方法:使用具有與焊錫粒子主體表面的羥基反應(yīng)的官能團(tuán)、且還具有能夠通過加成縮合反應(yīng)聚合的官能團(tuán)的化合物,并使該化合物聚合化于焊錫粒子主體的表面上。作為與焊錫粒子主體表面的羥基反應(yīng)的官能團(tuán)可舉出羧基及異氰酸酯基等,作為通過加成、縮合反應(yīng)而聚合的官能團(tuán)可舉出羥基、羧基、氨基及(甲基)丙烯?;?。
上述陰離子聚合物的重均分子量優(yōu)選為2000以上,更優(yōu)選為3000以上,優(yōu)選為10000以下,更優(yōu)選為8000以下。
上述重均分子量為上述下限以上及上述上限以下時,容易在焊錫粒子主體的表面上配置陰離子聚合物,容易將焊錫粒子的表面的ζ電位調(diào)整為正,可以將焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上。
上述重均分子量表示通過凝膠滲透色譜法(GPC)測定得到的以聚苯乙烯計的重均分子量。
利用作為陰離子聚合物的化合物對焊錫粒子主體進(jìn)行表面處理而得到的聚合物的重均分子量可以如下求得,熔解焊錫粒子中的焊錫,利用不會引起聚合物分解的稀鹽酸等除去焊錫粒子,然后,對殘留的聚合物的重均分子量進(jìn)行測定。
上述焊錫優(yōu)選是熔點(diǎn)為450℃以下的金屬(低熔點(diǎn)金屬)。上述焊錫粒子優(yōu)選是熔點(diǎn)為450℃以下的金屬粒子(低熔點(diǎn)金屬粒子)。上述低熔點(diǎn)金屬粒子是含有低熔點(diǎn)金屬的粒子。該低熔點(diǎn)金屬表示熔點(diǎn)450℃以下的金屬。低熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn)優(yōu)選為300℃以下,更優(yōu)選為160℃以下。另外,上述焊錫粒子含有錫。上述焊錫粒子所含有的金屬100重量%中,錫的含量優(yōu)選為30重量%以上,更優(yōu)選為40重量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為70重量%以上,特別優(yōu)選為90重量%以上。上述焊錫粒子中的錫的含量為上述下限以上時,更進(jìn)一步提高焊錫部與電極的連接可靠性。
此外,上述錫的含量可利用高頻電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析裝置(株式會社堀場制作所制造的“ICP-AES”)、或熒光X射線分析裝置(株式會社島津制作所制造的“EDX-800HS”)等進(jìn)行測定。
通過使用上述焊錫粒子,焊錫熔融與電極接合,且焊錫部使電極間導(dǎo)通。例如,焊錫部和電極容易進(jìn)行面接觸,而不進(jìn)行點(diǎn)接觸,因此,連接電阻降低。另外,通過焊錫粒子的使用,焊錫部和電極的接合強(qiáng)度變高,結(jié)果,更進(jìn)一步不易產(chǎn)生焊錫部和電極的剝離,而有效地提高導(dǎo)通可靠性及連接可靠性。
構(gòu)成上述焊錫粒子的金屬(低熔點(diǎn)金屬)沒有特別限制。該低熔點(diǎn)金屬優(yōu)選為錫、或含有錫的合金。該合金可舉出:錫-銀合金、錫-銅合金、錫-銀-銅合金、錫-鉍合金、錫-鋅合金、錫-銦合金等。其中,由于對電極的潤濕性優(yōu)異,因此,上述低熔點(diǎn)金屬優(yōu)選為錫、錫-銀合金、錫-銀-銅合金、錫-鉍合金、錫-銦合金,更優(yōu)選為錫-鉍合金、錫-銦合金。
上述焊錫粒子優(yōu)選為基于JIS Z3001:焊接術(shù)語,液相線為450℃以下的填充金屬。作為上述焊錫粒子的組成,可舉出例如含有鋅、金、銀、鉛、銅、錫、鉍、銦等的金屬組成。其中,優(yōu)選低熔點(diǎn)且不含鉛的錫-銦類(117℃共晶)、或錫-鉍類(139℃共晶)。即,上述焊錫粒子優(yōu)選不含有鉛,優(yōu)選為含有錫和銦的焊錫、或含有錫和鉍的焊錫。
為了進(jìn)一步提高上述焊錫部和電極的接合強(qiáng)度,上述焊錫粒子可以包含鎳、銅、銻、鋁、鋅、鐵、金、鈦、磷、鍺、碲、鈷、鉍、錳、鉻、鉬、鈀等金屬。另外,從進(jìn)一步提高焊錫部和電極的接合強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā),上述焊錫粒子優(yōu)選包含鎳、銅、銻、鋁或鋅。從進(jìn)一步提高焊錫部和電極的焊接強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā),在焊錫粒子100重量%中,用于提高接合強(qiáng)度的這些金屬的含量優(yōu)選為0.0001重量%以上,優(yōu)選為1重量%以下。
上述焊錫粒子的平均粒徑優(yōu)選為0.5μm以上,更優(yōu)選為1μm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為3μm以上,特別優(yōu)選為5μm以上,優(yōu)選為100μm以下,更優(yōu)選低于80μm,更進(jìn)一步優(yōu)選為75μm以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為60μm以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為40μm以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為30μm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20μm以下,特別優(yōu)選為15μm以下,最優(yōu)選為10μm以下。上述焊錫粒子的平均粒徑為上述下限以上及上述上限以下時,可以將焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上。上述焊錫粒子的平均粒徑特別優(yōu)選為3μm以上且30μm以下。
上述焊錫粒子的“平均粒徑”表示數(shù)均粒徑。焊錫粒子的平均粒徑例如通過利用電子顯微鏡或光學(xué)顯微鏡觀察任意50個焊錫粒子,并算出平均值或進(jìn)行激光衍射式粒度分布測定而求得。
上述焊錫粒子的粒徑的變動系數(shù)優(yōu)選為5%以上,更優(yōu)選為10%以上,優(yōu)選為40%以下,更優(yōu)選為30%以下。當(dāng)上述粒徑的變動系數(shù)為上述下限以上及上述上限以下時,可以使焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上。但是,上述焊錫粒子的粒徑的變動系數(shù)也可以低于5%。
上述變動系數(shù)(CV值)以下式表示。
CV值(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:焊錫粒子的粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差
Dn:焊錫粒子的粒徑的平均值
上述焊錫粒子的形狀沒有特別限定。上述焊錫粒子的形狀也可以為球狀,也可以為扁平狀等的球形狀以外的形狀。
上述導(dǎo)電糊劑100重量%中,上述焊錫粒子的含量優(yōu)選為1重量%以上,更優(yōu)選為2重量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為10重量%以上,特別優(yōu)選為20重量%以上,最優(yōu)選為30重量%以上,優(yōu)選為80重量%以下,更優(yōu)選為60重量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為50重量%以下。上述焊錫粒子的含量為上述下限以上及上述上限以下時,可以使焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上,容易將焊錫粒子大量配置于電極間,從而更進(jìn)一步提高導(dǎo)通可靠性。從更進(jìn)一步提高導(dǎo)通可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選上述焊錫粒子的含量較多。
在形成有電極的部分的線(L)為50μm以上且低于150μm的情況下,從更進(jìn)一步提高導(dǎo)通可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),上述導(dǎo)電糊劑100重量%中,上述焊錫粒子的含量優(yōu)選為20重量%以上,更優(yōu)選為30重量%以上,優(yōu)選為55重量%以下,更優(yōu)選為45重量%以下。
在未形成電極的部分的間隔(S)為50μm以上且低于150μm的情況下,從更進(jìn)一步提高導(dǎo)通可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),上述導(dǎo)電糊劑100重量%中,上述焊錫粒子的含量優(yōu)選為30重量%以上,更優(yōu)選為40重量%以上,優(yōu)選為70重量%以下,更優(yōu)選為60重量%以下。
在形成有電極的部分的線(L)為150μm以上且低于1000μm的情況下,從更進(jìn)一步提高導(dǎo)通可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),上述導(dǎo)電糊劑100重量%中,上述焊錫粒子的含量優(yōu)選為30重量%以上,更優(yōu)選為40重量%以上,優(yōu)選為70重量%以下,更優(yōu)選為60重量%以下。
(熱固化性化合物:熱固化性成分)
上述熱固化性化合物是通過加熱可固化的化合物。作為上述熱固化性化合物,可舉出:氧雜環(huán)丁烷化合物、環(huán)氧化合物、環(huán)硫化物化合物、(甲基)丙烯酸化合物、苯酚化合物、氨基化合物、不飽和聚酯化合物、聚氨酯化合物、聚硅氧烷化合物及聚酰亞胺化合物等。其中,從使導(dǎo)電糊劑的固化性及粘度更進(jìn)一步良好且更進(jìn)一步提高連接可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為環(huán)氧化合物。
從將焊錫粒子有效地配置于電極上,有效地抑制電極間的位置偏離且提高電極間的導(dǎo)通可靠性及絕緣可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),上述熱固化性化合物含有結(jié)晶性熱固化性化合物。上述結(jié)晶性熱固化性化合物可以單獨(dú)使用一種,也可以組合使用兩種以上。
從將焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上,更進(jìn)一步有效地抑制電極間的位置偏離且更進(jìn)一步提高電極間的導(dǎo)通可靠性及絕緣可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物優(yōu)選在25℃下為固體。
從將焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上,更進(jìn)一步有效地抑制電極間的位置偏離且更進(jìn)一步提高電極間的導(dǎo)通可靠性及絕緣可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的熔點(diǎn)優(yōu)選為80℃以上,更優(yōu)選為85℃以上,優(yōu)選為150℃以下,更優(yōu)選為140℃以下。
從將焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上,更進(jìn)一步有效地抑制電極間的位置偏離且更進(jìn)一步提高電極間的導(dǎo)通可靠性及絕緣可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物的分子量優(yōu)選為300以上,更優(yōu)選為350以上,優(yōu)選為500以下,更優(yōu)選為400以下。
上述分子量是指,在上述熱固化性化合物不是聚合體的情況及可確定上述熱固化性化合物的結(jié)構(gòu)式的情況下,可根據(jù)該結(jié)構(gòu)式算出的分子量。另外,在上述熱固化性化合物為聚合體的情況下,是指重均分子量。
作為上述結(jié)晶性熱固化性化合物,可舉出環(huán)氧化合物及(甲基)丙烯酸化合物等。
作為上述環(huán)氧化合物,可舉出芳香族環(huán)氧化合物。其中,優(yōu)選:間苯二酚型環(huán)氧化合物、萘型環(huán)氧化合物、聯(lián)苯型環(huán)氧化合物、二苯甲酮型環(huán)氧化合物等結(jié)晶性環(huán)氧化合物。特別優(yōu)選為2.4-雙(縮水甘油氧基)二苯甲酮或4,4’-雙(縮水甘油氧基)二苯甲酮。通過使用上述優(yōu)選的環(huán)氧化合物,在使連接對象部件貼合的階段,粘度高,在施加輸送等的沖擊及加速度時,可以抑制第一連接對象部件和第二連接對象部件的位置偏離,此外,利用固化時的熱,可以大幅降低導(dǎo)電糊劑的粘度,從而可以使焊錫粒子的凝聚高效地進(jìn)行。
上述(甲基)丙烯酸化合物為具有(甲基)丙烯?;幕衔?。作為上述(甲基)丙烯酸化合物,可舉出環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯化合物。優(yōu)選為利用(甲基)丙烯酸等向環(huán)氧化合物中導(dǎo)入(甲基)丙烯酰基的化合物。
從將焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上,更進(jìn)一步有效地抑制電極間的位置偏離且更進(jìn)一步提高電極間的導(dǎo)通可靠性及絕緣可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),上述結(jié)晶性熱固化性化合物特別優(yōu)選為二苯甲酮型環(huán)氧化合物,最優(yōu)選為2,4-雙(縮水甘油氧基)二苯甲酮或4,4’-雙(縮水甘油氧基)二苯甲酮。
上述導(dǎo)電糊劑100重量%中,上述熱固化性化合物的含量優(yōu)選為20重量%以上,更優(yōu)選為40重量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為50重量%以上,優(yōu)選為99重量%以下,更優(yōu)選為98重量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為90重量%以下,特別優(yōu)選為80重量%以下。從更進(jìn)一步提高耐沖擊性的觀點(diǎn)出發(fā),上述熱固化性成分及上述熱固化性化合物的含量越多越好。
熱固化性化合物(其它熱固化性化合物及結(jié)晶性熱固化性化合物)的整體100重量%中,上述結(jié)晶性熱固化性化合物的含量優(yōu)選為10重量%以上,更優(yōu)選為30重量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為50重量%以上,特別優(yōu)選為70重量%以上,優(yōu)選為100重量%以下。
(熱固化劑:熱固化性成分)
上述熱固化劑使上述熱固化性化合物熱固化。作為上述熱固化劑,可舉出:咪唑固化劑、胺固化劑、苯酚固化劑、多硫醇固化劑等硫醇固化劑、酸酐、熱陽離子引發(fā)劑(熱陽離子固化劑)及熱自由基產(chǎn)生劑等。上述熱固化劑也可以單獨(dú)使用一種,也可以組合使用兩種以上。
可以在低溫下使導(dǎo)電糊劑更進(jìn)一步快速地固化,因此,優(yōu)選咪唑固化劑、硫醇固化劑或胺固化劑。另外,在混合熱固化性化合物和上述熱固化劑時,保存穩(wěn)定性提高,因此,優(yōu)選潛伏性固化劑。潛伏性固化劑優(yōu)選為潛伏性咪唑固化劑、潛伏性硫醇固化劑或潛伏性胺固化劑。此外,上述熱固化劑也可以被聚氨酯樹脂或聚酯樹脂等的高分子物質(zhì)包覆。
作為上述咪唑固化劑沒有特別限定,可以舉出:2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸鹽、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪及2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪異氰脲酸加成物等。
作為上述多硫醇固化劑沒有特別限定,可列舉出:三羥甲基丙烷三-3-巰基丙酸酯、季戊四醇四-3-巰基丙酸酯及二季戊四醇六-3-巰基丙酸酯等。
作為上述胺固化劑沒有特別限定,可舉出:六亞甲基二胺、八亞甲基二胺、十亞甲基二胺、3,9-雙(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一碳烷、雙(4-氨基環(huán)己基)甲烷、間苯二胺及二氨基二苯基砜等。
作為上述熱陽離子引發(fā)劑,可舉出碘鎓類陽離子固化劑、氧鎓類陽離子固化劑及硫鎓類陽離子固化劑等。作為上述碘鎓類陽離子固化劑,可舉出雙(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽等。作為上述氧鎓類陽離子固化劑,可舉出三甲基氧鎓四氟硼酸鹽等。作為上述硫鎓類陽離子固化劑,可舉出三-對-甲苯基硫鎓六氟磷酸鹽等。
作為上述熱自由基產(chǎn)生劑,沒有特別限定,可舉出偶氮化合物及有機(jī)過氧化物等。作為上述偶氮化合物,可舉出偶氮二異丁腈(AIBN)等。作為上述有機(jī)過氧化物,可舉出二-叔丁基過氧化物及甲基乙基酮過氧化物等。
上述熱固化劑的反應(yīng)開始溫度優(yōu)選為50℃以上,更優(yōu)選為70℃以上,進(jìn)一步優(yōu)選為80℃以上,優(yōu)選為250℃以下,更優(yōu)選為200℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為150℃以下,特別優(yōu)選為140℃以下。上述熱固化劑的反應(yīng)開始溫度為上述下限以上及上述上限以下時,將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上。上述熱固化劑的反應(yīng)開始溫度特別優(yōu)選為80℃以上且140℃以下。
從將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上的觀點(diǎn)出發(fā),上述熱固化劑的反應(yīng)開始溫度優(yōu)選比上述焊錫的熔點(diǎn)高,更優(yōu)選高5℃以上,進(jìn)一步優(yōu)選高10℃以上。
上述熱固化劑的反應(yīng)開始溫度是指,DSC中的發(fā)熱峰的開始上升的溫度。
上述熱固化劑的含量沒有特別限定。相對于上述熱固化性化合物100重量份,上述熱固化劑的含量優(yōu)選為0.01重量份以上,更優(yōu)選為1重量份以上,優(yōu)選為200重量份以下,更優(yōu)選為100重量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為75重量份以下。當(dāng)熱固化劑的含量為上述下限以上時,容易使導(dǎo)電糊劑充分固化。當(dāng)熱固化劑的含量為上述上限以下時,固化后未用于固化的剩余熱固化劑不易殘留,且更進(jìn)一步提高固化物的耐熱性。
相對于上述結(jié)晶性熱固化性化合物100重量份,上述熱固化劑的含量優(yōu)選為0.01重量份以上,更優(yōu)選為1重量份以上,優(yōu)選為200重量份以下,更優(yōu)選為100重量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為75重量份以下。另外,相對于上述熱固化性化合物的整體100重量份,上述熱固化劑的含量優(yōu)選為0.01重量份以上,更優(yōu)選為1重量份以上,優(yōu)選為200重量份以下,更優(yōu)選為100重量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為75重量份以下。熱固化劑的含量為上述下限以上時,容易使導(dǎo)電糊劑充分固化。熱固化劑的含量為上述上限以下時,在固化后未用于固化的剩余熱固化劑不易殘留,且更進(jìn)一步提高固化物的耐熱性。
(助熔劑)
上述導(dǎo)電糊劑優(yōu)選含有助熔劑。通過助熔劑的使用,可以使焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上。作為助熔劑,可使用通常用于焊錫焊接等的助熔劑。上述助熔劑沒有特殊限制。作為上述助熔劑,可舉出例如:氯化鋅、氯化鋅與無機(jī)鹵化物的混合物、氯化鋅與無機(jī)酸的混合物、熔融鹽、磷酸、磷酸的衍生物、有機(jī)鹵化物、肼、有機(jī)酸及松脂等。上述助熔劑可以單獨(dú)使用一種,也可以組合使用兩種以上。
作為上述熔融鹽,可舉出氯化銨等。作為上述有機(jī)酸,可舉出乳酸、檸檬酸、硬脂酸、谷氨酸及戊二酸等。作為上述松脂,可舉出活化松脂及非活化松脂等。上述助熔劑優(yōu)選為含有兩個以上羧基的有機(jī)酸、及松脂。上述助熔劑可以是含有兩個以上的羧基的有機(jī)酸,也可以是松脂。通過具有兩個以上羧基的有機(jī)酸、松脂的使用,更進(jìn)一步提高電極間的導(dǎo)通可靠性。
上述松脂是以松香酸為主成分的松香類。助熔劑優(yōu)選為松香類,更優(yōu)選為松香酸。通過該優(yōu)選的助熔劑的使用,更進(jìn)一步提高電極間的導(dǎo)通可靠性。
上述助熔劑的活性溫度(熔點(diǎn))優(yōu)選為50℃以上,更優(yōu)選為70℃以上,進(jìn)一步優(yōu)選為80℃以上,優(yōu)選為200℃以下,更優(yōu)選為190℃以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為160℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為150℃以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為140℃以下。上述助熔劑的活性溫度為上述下限以上及上述上限以下時,更進(jìn)一步有效地發(fā)揮助熔劑效果,且將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上。上述助熔劑的活性溫度(熔點(diǎn))優(yōu)選為80℃以上且190℃以下。上述助熔劑的活性溫度(熔點(diǎn))特別優(yōu)選為80℃以上且140℃以下。
作為助熔劑的活性溫度(熔點(diǎn))為80℃以上且190℃以下的上述助熔劑,可舉出:琥珀酸(熔點(diǎn)186℃)、戊二酸(熔點(diǎn)96℃)、己二酸(熔點(diǎn)152℃)、庚二酸(熔點(diǎn)104℃)、辛二酸(熔點(diǎn)142℃)等二羧酸、苯甲酸(熔點(diǎn)122℃)、蘋果酸(熔點(diǎn)130℃)等。
另外,上述助熔劑的沸點(diǎn)優(yōu)選為200℃以下。
從將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上的觀點(diǎn)出發(fā),上述助熔劑的熔點(diǎn)優(yōu)選比上述焊錫的熔點(diǎn)高,更優(yōu)選高5℃以上,進(jìn)一步優(yōu)選高10℃以上。
從將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上的觀點(diǎn)出發(fā),上述助熔劑的熔點(diǎn)優(yōu)選比上述熱固化劑的反應(yīng)開始溫度高,更優(yōu)選高5℃以上,進(jìn)一步優(yōu)選高10℃以上。
上述助熔劑可以分散于導(dǎo)電糊劑中,也可以附著于焊錫粒子的表面上。
上述助熔劑優(yōu)選為通過加熱放出陽離子的助熔劑。通過根據(jù)加熱放出陽離子的助熔劑的使用,可以將焊錫更進(jìn)一步有效地配置于電極上。
上述導(dǎo)電糊劑100重量%中,上述助熔劑的含量優(yōu)選為0.5重量%以上,優(yōu)選為30重量%以下,更優(yōu)選為25重量%以下。上述導(dǎo)電糊劑可以不含有助熔劑。助熔劑的含量為上述下限以上及上述上限以下時,在焊錫及電極的表面上更進(jìn)一步不易形成氧化被膜,并且,可更進(jìn)一步有效地除去形成于焊錫及電極表面的氧化被膜。
(填料)
上述導(dǎo)電糊劑中可以添加填料。填料可以是有機(jī)填料,也可以是無機(jī)填料。通過填料的添加,可以抑制焊錫粒子發(fā)生凝聚的距離,且在基板的整個部電極上使焊錫粒子均勻地凝聚。
上述導(dǎo)電糊劑優(yōu)選不含有上述填料,或含有5重量%以下的上述填料。由于使用結(jié)晶性熱固化性化合物,因此,填料的含量越少,焊錫越易于在電極上移動。
上述導(dǎo)電糊劑100重量%中,上述填料的含量優(yōu)選為0重量%(未含有)以上,優(yōu)選為5重量%以下,更優(yōu)選為2重量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為1重量%以下。當(dāng)上述填料的含量為上述下限以上及上述上限以下時,焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極上。
(其它成分)
上述導(dǎo)電糊劑可以根據(jù)需要,例如含有:充填劑、增量劑、軟化劑、增塑劑、聚合催化劑、固化催化劑、著色劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、抗靜電劑及阻燃劑等各種添加劑。
(連接結(jié)構(gòu)體及連接結(jié)構(gòu)體的制造方法)
本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體具備:表面上具有至少一個第一電極的第一連接對象部件、表面上具有至少一個第二電極的第二連接對象部件、將上述第一連接對象部件和上述第二連接對象部件連接在一起的連接部。就本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體而言,上述連接部由上述的導(dǎo)電糊劑形成,是上述的導(dǎo)電糊劑的固化物。本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體中,上述第一電極和上述第二電極通過上述連接部中的焊錫部實(shí)現(xiàn)了電連接。
本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法具備:使用上述導(dǎo)電糊劑,在表面具有至少一個第一電極的第一連接對象部件的表面上配置上述導(dǎo)電糊劑的工序;在與上述導(dǎo)電糊劑的上述第一連接對象部件側(cè)相反的表面上配置表面具有至少一個第二電極的第二連接對象部件,并使上述第一電極和上述第二電極對置的工序;通過將上述導(dǎo)電糊劑加熱到上述焊錫粒子的熔點(diǎn)以上且上述熱固化性成分的固化溫度以上,利用上述導(dǎo)電糊劑形成將上述第一連接對象部件和上述第二連接對象部件連接在一起的連接部,且通過上述連接部中的焊錫部對上述第一電極和上述第二電極進(jìn)行電連接的工序。優(yōu)選將上述導(dǎo)電糊劑加熱至上述熱固化性化合物的固化溫度以上。
本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體及本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法中,使用特定的導(dǎo)電糊劑,因此,多個焊錫粒子易于集聚于第一電極和第二電極之間,可以將多個焊錫粒子有效地配置于電極(線)上。另外,多個焊錫粒子的一部分不易配置于未形成電極的區(qū)域(間隔),可以使配置于未形成電極的區(qū)域的焊錫粒子的量非常少。因此,可以提高第一電極和第二電極之間的導(dǎo)通可靠性。而且,可以防止不能進(jìn)行連接的橫方向上的鄰接電極間的電連接,可以提高絕緣可靠性。
另外,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),為了將多個焊錫粒子有效地配置于電極上,且使配置于未形成電極的區(qū)域的焊錫粒子的量非常少,需要使用導(dǎo)電糊劑,而不使用導(dǎo)電膜。
本發(fā)明中,可以進(jìn)一步采用將多個焊錫粒子有效地聚集于電極間的其它方法。作為將多個焊錫粒子有效地集聚電極間的方法,可舉出如下方法:在對第一連接對象部件和第二連接對象部件之間的導(dǎo)電糊劑賦予熱時,通過熱降低導(dǎo)電糊劑的粘度,由此,產(chǎn)生第一連接對象部件和第二連接對象部件之間的導(dǎo)電糊劑的對流等。該方法中,可舉出:利用連接對象部件表面的電極和除此以外的表面部件的熱容量的差異而產(chǎn)生對流的方法;將連接對象部件的水分通過熱制成水蒸氣而產(chǎn)生對流的方法;以及通過第一連接對象部件和第二連接對象部件的溫度差產(chǎn)生對流的方法等。由此,可以使導(dǎo)電糊劑中的焊錫粒子有效地移動至電極表面。
本發(fā)明中,可以進(jìn)一步采用使焊錫粒子選擇性地凝聚于電極表面的方法。作為使焊錫粒子選擇性地凝聚于電極表面的方法,可舉出:對由熔融后的焊錫粒子的濕潤性良好的電極材質(zhì)和熔融后的焊錫粒子的濕潤性差的其它表面材質(zhì)形成的連接對象部件進(jìn)行選擇,并使到達(dá)電極表面的熔融后的焊錫粒子選擇性地附著于電極,相對于該熔融后的焊錫粒子,使其它焊錫粒子熔融并附著的方法;對由熱傳導(dǎo)性良好的電極材質(zhì)和熱傳導(dǎo)性差的其它表面材質(zhì)形成的連接對象部件進(jìn)行選擇,在賦予熱時,相對于其它表面部件提高電極溫度,由此,選擇性地在電極上使焊錫熔融的方法;使用經(jīng)過處理的焊錫粒子,使其具有相對于在由金屬形成的電極上存在的負(fù)電荷的正電荷,使焊錫粒子選擇性地凝聚于電極上的方法;以及相對于具有親水性金屬表面的電極,將導(dǎo)電糊劑中的焊錫粒子以外的樹脂調(diào)整為疏水性,由此,使焊錫粒子選擇性地凝聚于電極上的方法等。
在電極間的焊錫部的厚度優(yōu)選為10μm以上,更優(yōu)選為20μm以上,優(yōu)選為100μm以下,更優(yōu)選為80μm以下。電極的表面上的焊錫濕潤面積(電極露出的面積100%中的焊錫接觸的面積)優(yōu)選為50%以上,更優(yōu)選為60%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為70%以上,優(yōu)選為100%以下。
本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法中,優(yōu)選在配置上述第二連接對象部件的工序及形成上述連接部的工序中,不進(jìn)行加壓而是將上述第二連接對象部件的重量施加在上述導(dǎo)電糊劑上,或在上述配置第二連接對象部件的工序及形成上述連接部的工序中的至少一個工序中進(jìn)行加壓,且在上述配置第二連接對象部件的工序及形成上述連接部的工序這兩個工序中,加壓的壓力低于1MPa。通過不施加1MPa以上的加壓的壓力,可大幅促進(jìn)焊錫粒子的凝聚。從抑制連接對象部件的翹曲的觀點(diǎn)出發(fā),本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法中,可以在配置上述第二連接對象部件的工序及形成上述連接部的工序中的至少一個工序進(jìn)行加壓,且在配置上述第二連接對象部件的工序及形成上述連接部的工序這兩個工序,加壓的壓力低于1MPa。在進(jìn)行加壓的情況下,可以僅在配置上述第二連接對象部件的工序中進(jìn)行加壓,也可以僅在形成上述連接部的工序中進(jìn)行加壓,還可以在配置上述第二連接對象部件的工序和形成上述連接部的工序這兩個工序中,進(jìn)行加壓。加壓的壓力低于1MPa中包含不進(jìn)行加壓的情況。在進(jìn)行加壓的情況下,加壓的壓力優(yōu)選為0.9MPa以下,更優(yōu)選為0.8MPa以下。在加壓的壓力為0.8MPa以下的情況下,與加壓的壓力超過0.8MPa的情況相比,更進(jìn)一步顯著地促進(jìn)焊錫粒子的凝聚。
本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)體的制造方法中,優(yōu)選在配置上述第二連接對象部件的工序及形成上述連接部的工序中不進(jìn)行加壓,對上述導(dǎo)電糊劑施加上述第二連接對象部件的重量,優(yōu)選在配置上述第二連接對象部件的工序及形成上述連接部的工序中,不對上述導(dǎo)電糊劑施加超過上述第二連接對象部件重量的力的加壓壓力。在這些的情況下,在多個焊錫部中,可以更進(jìn)一步提高焊錫量的均勻性。并且,可以更進(jìn)一步有效地增厚焊錫部的厚度,多個焊錫粒子容易大量集聚于電極間,可以將多個焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極(線)上。另外,多個焊錫粒子的一部分不易配置于未形成電極的區(qū)域(間隔),可以更進(jìn)一步減少配置于未形成電極的區(qū)域的焊錫粒子的量。因此,可以更進(jìn)一步提高電極間的導(dǎo)通可靠性。而且,可以更進(jìn)一步防止不能進(jìn)行連接的橫方向上的鄰接電極間的電連接,可以更進(jìn)一步提高絕緣可靠性。
另外,本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),如果在配置上述第二連接對象部件的工序及形成上述連接部的工序中不進(jìn)行加壓,且對上述導(dǎo)電糊劑施加上述第二連接對象部件的重量,則在形成連接部之前,配置于未形成電極的區(qū)域(間隔)的焊錫粒子更進(jìn)一步易于集聚于第一電極和第二電極之間,可以將多個焊錫粒子更進(jìn)一步有效地配置于電極(線)上。本發(fā)明中,組合采用下述構(gòu)成在用于以更高的水平得到本發(fā)明的效果上具有重大的意義:使用導(dǎo)電糊劑而不使用導(dǎo)電膜的構(gòu)成,對上述導(dǎo)電糊劑施加上述第二連接對象部件的重量的結(jié)構(gòu)而不進(jìn)行加壓的構(gòu)成。
此外,WO2008/023452A1中,記載了從沿電極表面推動焊錫粉而使之有效地移動的觀點(diǎn)出發(fā),可以在焊接時以指定的壓力進(jìn)行加壓,且記載了從更可靠地形成焊錫區(qū)域的觀點(diǎn)出發(fā),加壓壓力調(diào)整為例如0MPa以上,優(yōu)選1MPa以上,還記載了即使對粘接膠帶有意施加的壓力為0MPa,由于配置于粘接膠帶上的部件的自重,也可以對粘接帶施加指定的壓力。WO2008/023452A1中,記載了對粘接膠帶有意施加的壓力可以為0MPa,但對施加超過0MPa的壓力的情況和調(diào)整為0MPa的情況的效果的差異沒有任何記載。另外,WO2008/023452A1中,對使用糊狀的導(dǎo)電糊劑而不是膜狀的重要性沒有任何認(rèn)識。
另外,如果使用導(dǎo)電糊劑,而不使用導(dǎo)電膜,則容易根據(jù)導(dǎo)電糊劑的涂布量,調(diào)整連接部及焊錫部的厚度。另一方面,導(dǎo)電膜存在如下問題:為了變更或調(diào)整連接部的厚度,必須準(zhǔn)備不同厚度的導(dǎo)電膜或準(zhǔn)備指定厚度的導(dǎo)電膜。另外,導(dǎo)電膜存在如下問題:在焊錫的熔融溫度下,不能使導(dǎo)電膜的熔融粘度充分降低,而阻礙焊錫粒子的凝聚。
以下,參照附圖說明本發(fā)明具體的實(shí)施方式。
圖1是示意性地表示使用本發(fā)明一個實(shí)施方式的導(dǎo)電糊劑得到的連接結(jié)構(gòu)體的剖視圖。
圖1所示的連接結(jié)構(gòu)體1具備:第一連接對象部件2、第二連接對象部件3、將第一連接對象部件2和第二連接對象部件3連接在一起的連接部4。連接部4由上述的導(dǎo)電糊劑形成。本實(shí)施方式中,包含含有結(jié)晶性熱固化性化合物的熱固化性化合物、熱固化劑和多個焊錫粒子。上述熱固化性化合物和上述熱固化劑為熱固化性成分。
連接部4具有多個焊錫粒子集聚且相互接合而成的焊錫部4A和使熱固化性成分熱固化而成的固化物部4B。
第一連接對象部件2的表面(上表面)上具有多個第一電極2a。第二連接對象部件3的表面(下表面)上具有多個第二電極3a。第一電極2a和第二電極3a通過焊錫部4A實(shí)現(xiàn)了電連接。因此,第一連接對象部件2和第二連接對象部件3通過焊錫部4A實(shí)現(xiàn)了電連接。此外,連接部4中,在與集聚于第一電極2a和第二電極3a之間的焊錫部4A不同的區(qū)域(固化物部4B部分)中,不存在焊錫。在與焊錫部4A不同的區(qū)域(固化物部4B部分)中,不存在脫離焊錫部4A的焊錫。此外,如果是少量,則焊錫可以存在于與集聚于第一電極2a和第二電極3a之間的焊錫部4A不同的區(qū)域(固化物部4B部分)。
如圖1所示,連接結(jié)構(gòu)體1中,在第一電極2a和第二電極3a之間集聚有多個焊錫粒子,多個焊錫粒子熔融后,焊錫粒子的熔融物使電極表面潤濕并擴(kuò)散后固化,從而形成了焊錫部4A。因此,焊錫部4A和第一電極2a以及焊錫部4A和第二電極3a的連接面積變大。即,通過使用焊錫粒子,與使用導(dǎo)電性的外表面為鎳、金或銅等金屬的導(dǎo)電性粒子的情況相比,焊錫部4A和第一電極2a,以及焊錫部4A和第二電極3a的接觸面積變大。因此,連接結(jié)構(gòu)體1中的導(dǎo)通可靠性及連接可靠性提高。此外,導(dǎo)電糊劑可以含有助熔劑。在使用助熔劑的情況下,通常,助熔劑會因加熱而逐漸失活。
此外,圖1所示的連接結(jié)構(gòu)體1中,焊錫部4A全部位于第一電極2a、第二電極3a之間的對置區(qū)域。圖3所示的變形例的連接結(jié)構(gòu)體1X中,僅連接部4X與圖1所示的連接結(jié)構(gòu)體1不同。連接部4X具有焊錫部4XA和固化物部4XB??梢匀邕B接結(jié)構(gòu)體1X那樣,大量焊錫部4XA位于第一電極2a、第二電極3a對置的區(qū)域,焊錫部4XA的一部分從第一電極2a、第二電極3a對置的區(qū)域向側(cè)方露出。從第一電極2a和第二電極3a對置的區(qū)域向側(cè)方露出的焊錫部4XA是焊錫部4XA的一部分,不是脫離焊錫部4XA的焊錫。此外,本實(shí)施方式中,可以減少脫離焊錫部的焊錫的量,但脫離焊錫部的焊錫可以存在于固化物部中。
如果減少焊錫粒子的使用量,則容易得到連接結(jié)構(gòu)體1。如果增多焊錫粒子的使用量,則容易得到連接結(jié)構(gòu)體1X。
從更進(jìn)一步提高導(dǎo)通可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),沿著上述第一電極、上述連接部和上述第二電極的疊層方向觀察上述第一電極和上述第二電極對置的部分時,優(yōu)選在上述第一電極和上述第二電極對置的部分的面積100%中的50%以上(優(yōu)選為60%以上,更優(yōu)選為70%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為80%以上,特別優(yōu)選為90%以上)配置有上述連接部中的焊錫部。
接著,使用本發(fā)明一個實(shí)施方式的導(dǎo)電糊劑,說明制造連接結(jié)構(gòu)體1的方法的一個例子。
首先,準(zhǔn)備在表面(上表面)上具有第一電極2a的第一連接對象部件2。接著,如圖2(a)所示,在第一連接對象部件2的表面上配置含有熱固化性成分11B和多個焊錫粒子11A的導(dǎo)電糊劑11(第一工序)。在第一連接對象部件2的設(shè)有第一電極2a的表面上配置導(dǎo)電糊劑11。配置導(dǎo)電糊劑11后,焊錫粒子11A配置于第一電極2a(線)和未形成第一電極2a的區(qū)域(間隔)這兩個區(qū)域。
作為導(dǎo)電糊劑11的配置方法,沒有特別限定,可舉出利用點(diǎn)膠機(jī)進(jìn)行的涂布、絲網(wǎng)印刷及通過噴墨裝置的噴涂等。
另外,準(zhǔn)備表面(下表面)上具有第二電極3a的第二連接對象部件3。接著,如圖2(b)所示,第一連接對象部件2的表面上的導(dǎo)電糊劑11中,在導(dǎo)電糊劑11的與第一連接對象部件2側(cè)相反一側(cè)的表面上配置第二連接對象部件3(第二工序)。在導(dǎo)電糊劑11的表面上,從第二電極3a側(cè)開始配置第二連接對象部件3。此時,使第一電極2a和第二電極3a對置。
接著,將導(dǎo)電糊劑11加熱至焊錫粒子11A的熔點(diǎn)以上及熱固化性成分11B的固化溫度以上(第三工序)。即,將導(dǎo)電糊劑11加熱至比焊錫粒子11A的熔點(diǎn)及熱固化性成分11B的固化溫度中的更低的溫度以上。在該加熱時,存在于未形成電極的區(qū)域的焊錫粒子11A在第一電極2a和第二電極3a之間集聚(自凝聚效應(yīng))。本實(shí)施方式中,由于使用導(dǎo)電糊劑,而不使用導(dǎo)電膜,并且由于導(dǎo)電糊劑還具有特定的組成,因此焊錫粒子11A在第一電極2a和第二電極3a之間有效地集聚。另外,焊錫粒子11A熔融且相互焊接。另外,熱固化性成分11B進(jìn)行熱固化。該結(jié)果,如圖2(c)所示,利用導(dǎo)電糊劑11形成將第一連接對象部件2和第二連接對象部件3連接在一起的連接部4。利用導(dǎo)電糊劑11形成連接部4,通過多個焊錫粒子11A接合而形成焊錫部4A,通過熱固化性成分11B熱固化而形成固化物部4B。如果焊錫粒子11A充分移動,則從未位于第一電極2a和第二電極3a之間的焊錫粒子11A的移動開始后,直到焊錫粒子11A的移動至第一電極2a和第二電極3a之間結(jié)束,溫度可以不保持成恒定。
就本實(shí)施方式而言,在上述第二工序及上述第三工序中,不進(jìn)行加壓。本實(shí)施方式中,對導(dǎo)電糊劑11施加第二連接對象部件3的重量。因此,在形成連接部4時,焊錫粒子11A有效地集聚在第一電極2a和第二電極3a之間。此外,如果在上述第二工序及上述第三工序中的至少一個工序中進(jìn)行加壓,則對焊錫粒子集聚于第一電極和第二電極之間的作用進(jìn)行阻礙的傾向變高。該情況被本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)。
但是,如果可確保第一電極和第二電極的間隔,則也可以進(jìn)行加壓。作為確保電極間的間隔的方式,例如只要添加相當(dāng)于期望的電極間的間隔的隔離物,且在電極間配置至少1個,優(yōu)選為3個以上的隔離物即可。作為隔離物,可舉出無機(jī)粒子、有機(jī)粒子。隔離物優(yōu)選為絕緣性粒子。
另外,本實(shí)施方式中,不進(jìn)行加壓,因此,將第二連接對象部件重合在涂布有導(dǎo)電糊劑的第一連接對象部件上時,即使在以第一連接對象部件的電極和第二連接對象部件的電極的定位發(fā)生偏差的狀態(tài)下,使第一連接對象部件和第二連接對象部件重合的情況下,也可以修正該偏差,而使第一連接對象部件的電極與第二連接對象部件的電極連接(自定位效應(yīng))。這是由于,在第一連接對象部件的電極和第二連接對象部件的電極之間自凝聚的熔融后的焊錫中,第一連接對象部件的電極和第二連接對象部件的電極之間的焊錫與導(dǎo)電糊劑的其它成分接觸的面積最小的能量穩(wěn)定,因此,調(diào)整為成為這個最小面積的連接結(jié)構(gòu)即存在定位的連接結(jié)構(gòu)的力發(fā)揮作用。此時,優(yōu)選導(dǎo)電糊劑未固化及在該溫度、時間,導(dǎo)電糊劑的焊錫粒子以外的成分的粘度充分低。
在焊錫的熔點(diǎn)溫度下的導(dǎo)電糊劑的粘度優(yōu)選為50Pa·s以下,更優(yōu)選為10Pa·s以下,進(jìn)一步優(yōu)選為1Pa·s以下,優(yōu)選為0.1Pa·s以上,更優(yōu)選為0.2Pa·s以上。如果為指定的粘度以下,則可以使焊錫粒子有效地凝聚,如果為指定的粘度以上,則可以抑制在連接部的空隙,且抑制導(dǎo)電糊劑溢出至連接部以外。
如上所述,可得到圖1所示的連接結(jié)構(gòu)體1。此外,上述第二工序和上述第三工序可以連續(xù)進(jìn)行。另外,可以在進(jìn)行上述第二工序后,使得到的第一連接對象部件2、導(dǎo)電糊劑11和第二連接對象部件3的疊層體轉(zhuǎn)移至加熱部,進(jìn)行上述第三工序。為了進(jìn)行上述加熱,可以在加熱部件上配置上述疊層體,也可以在加熱的空間內(nèi)配置上述疊層體。
此外,上述第三工序后,以位置的修正及制造的返工為目的,可以從連接部剝離第一連接對象部件或第二連接對象部件。用于進(jìn)行該剝離的加熱溫度優(yōu)選為焊錫粒子的熔點(diǎn)以上,更優(yōu)選為焊錫粒子的熔點(diǎn)(℃)+10℃以上。用于進(jìn)行該剝離的加熱溫度可以為焊錫粒子的熔點(diǎn)(℃)+100℃以下。
上述第三工序中的加熱溫度只要是焊錫粒子的熔點(diǎn)以上及熱固化性成分的固化溫度以上,就沒有特別限定。上述加熱溫度優(yōu)選為140℃以上,更優(yōu)選為160℃以上,優(yōu)選為450℃以下,更優(yōu)選為250℃以下,進(jìn)一步優(yōu)選為200℃以下。
在第三工序之前,為了使熔融前的焊錫粒子的凝聚均勻化,也可以設(shè)置加熱工序。上述加熱工序中的加熱溫度優(yōu)選為60℃以上,更優(yōu)選為80℃以上,優(yōu)選為130℃以下,更優(yōu)選為120℃以下的溫度條件下,優(yōu)選保持5秒以上,優(yōu)選保持120秒以下。通過該加熱工序,熱固化性成分通過熱而低粘度化,熔融前的焊錫粒子凝聚,由此,可以形成網(wǎng)眼結(jié)構(gòu),且在第三工序中焊錫粒子熔融凝聚時,減少殘留的焊錫粒子。
第三工序中,優(yōu)選為焊錫的熔點(diǎn)(℃)以上,更優(yōu)選為焊錫的熔點(diǎn)(℃)+5℃以上,優(yōu)選為焊錫的熔點(diǎn)(℃)+20℃以下,更優(yōu)選在焊錫的熔點(diǎn)(℃)+10℃以下的溫度下,優(yōu)選保持10秒以上,優(yōu)選保持120秒以下后,只要處于熱固化性成分的固化溫度即可。由此,可以在熱固化性成分固化之前的、熱固化性成分的粘度較低的狀態(tài)下,使焊錫粒子的凝聚完成,可以進(jìn)行更進(jìn)一步均勻的焊錫粒子的凝聚。
就第三工序中的升溫速度而言,關(guān)于從30℃到焊錫粒子的熔點(diǎn)的升溫,優(yōu)選為50℃/秒以下,更優(yōu)選為20℃/秒以下,進(jìn)一步優(yōu)選為10℃/秒以下,優(yōu)選為1℃/秒以上,更優(yōu)選為5℃/秒以上。當(dāng)升溫速度為上述下限以上時,焊錫粒子的凝聚更進(jìn)一步均勻。當(dāng)升溫速度為上述上限以下時,抑制熱固化性成分的固化發(fā)展引起的粘度過度上升,不易阻礙焊錫粒子的凝聚。
作為上述第三工序中的加熱方法,可舉出在焊錫粒子的熔點(diǎn)以上及熱固化性成分的固化溫度以上,使用回流爐或使用烤箱加熱連接結(jié)構(gòu)體整體的方法,或僅局部地加熱連接結(jié)構(gòu)體的連接部的方法。
作為局部加熱的方法所使用的器具,可舉出:加熱板、賦予熱風(fēng)的熱風(fēng)槍、烙鐵及紅外加熱器等。
另外,在利用加熱板進(jìn)行局部加熱時,優(yōu)選如下形成加熱板上表面:連接部正下方利用熱傳導(dǎo)性較高的金屬形成,其它不優(yōu)選進(jìn)行加熱的部位利用氟樹脂等熱傳導(dǎo)性較低的材質(zhì)形成。
上述第一連接對象部件、第二連接對象部件沒有特別限定。作為上述第一連接對象部件、第二連接對象部件,具體而言,可舉出:半導(dǎo)體芯片、半導(dǎo)體封裝、LED芯片、LED封裝、電容器及二極管等電子零件、以及樹脂膜、印刷基板、撓性印刷基板、撓性扁形線纜、剛撓結(jié)合基板、玻璃環(huán)氧基板及玻璃基板等電路基板等的電子零件等。上述第一連接對象部件、第二連接對象部件優(yōu)選為電子零件。
上述第一連接對象部件及上述第二連接對象部件中的至少一個連接對象部件優(yōu)選為樹脂膜、撓性印刷基板、撓性扁形線纜或剛撓結(jié)合基板。上述第二連接對象部件優(yōu)選為樹脂膜、撓性印刷基板、撓性扁形線纜或剛撓結(jié)合基板。樹脂膜、撓性印刷基板、撓性扁形線纜及剛撓結(jié)合基板具有柔軟性高且比較輕質(zhì)的性質(zhì)。在將導(dǎo)電膜用于這種連接對象部件的連接的情況下,具有焊錫粒子難以集聚于電極上的傾向。對此,即使使用樹脂膜、撓性印刷基板、撓性扁形線纜或剛撓結(jié)合基板,也可以將焊錫粒子有效地集聚于電極上,由此,可以充分提高電極間的導(dǎo)通可靠性。在使用樹脂膜、撓性印刷基板、撓性扁形線纜或剛撓結(jié)合基板的情況下,與使用了半導(dǎo)體芯片等其它連接對象部件的情況相比,不進(jìn)行加壓的電極間的導(dǎo)通可靠性的提高效果可以得到進(jìn)一步提高。
作為設(shè)于上述連接對象部件的電極,可舉出:金電極、鎳電極、錫電極、鋁電極、銅電極、鉬電極、銀電極、SUS電極及鎢電極等金屬電極。在上述連接對象部件為撓性印刷基板的情況下,上述電極優(yōu)選為金電極、鎳電極、錫電極、銀電極或銅電極。在上述連接對象部件為玻璃基板的情況下,上述電極優(yōu)選為鋁電極、銅電極、鉬電極、銀電極或鎢電極。此外,在上述電極為鋁電極的情況下,可以是僅由鋁形成的電極,也可以是在金屬氧化物層的表面疊層鋁層的電極。作為上述金屬氧化物層的材料,可以舉出:摻雜有3價金屬元素的氧化銦及摻雜有3價金屬元素的氧化鋅等。作為上述3價金屬元素,可以舉出:Sn、Al及Ga等。
上述第一電極及上述第二電極優(yōu)選以面陣或外圍配置。在將電極以面陣、外圍并在表面上配置的情況下,更有效地發(fā)揮本發(fā)明的效果。面陣是在連接對象部件的電極配置的表面上,格子狀地配置電極的結(jié)構(gòu)。外圍是在連接對象部件的外周部配置電極的結(jié)構(gòu)。在將電極梳子型排列的結(jié)構(gòu)的情況下,只要焊錫粒子沿著與梳子垂直的方向凝聚即可,對此,上述結(jié)構(gòu)中,需要在配置電極的整個表面上均勻地凝聚焊錫粒子,因此,在現(xiàn)有的方法中,焊錫量易于不均勻,與之相對,本發(fā)明的方法中,更有效地發(fā)揮本發(fā)明的效果。
以下,舉出實(shí)施例及比較例,具體地說明本發(fā)明。本發(fā)明不僅限定于以下的實(shí)施例。
聚合物A:
將雙酚F(以重量比計含有2:3:1的4,4’-亞甲基雙酚、2,4’-亞甲基雙酚和2,2’-亞甲基雙酚)100重量份、1,6-己二醇二縮水甘油基醚130重量份、雙酚F型環(huán)氧樹脂(DIC株式會社制造“EPICLON EXA-830CRP”)5重量份、及間苯二酚型環(huán)氧化合物(Nagase Chemtex株式會社制造的“EX-201”)10重量份,放入3口燒瓶中,在氮?dú)饬飨?,?00℃溶解。然后,添加作為羥基和環(huán)氧基的加成反應(yīng)催化劑的三苯基丁基溴化鏻0.15重量份,在氮?dú)饬飨?,?40℃加成聚合反應(yīng)4小時,由此,得到反應(yīng)物(聚合物A)。
通過NMR,確認(rèn)進(jìn)行了加成聚合反應(yīng),還確認(rèn)到反應(yīng)物(聚合物A)在主鏈上具有來自雙酚F的羥基和1,6-己二醇二縮水甘油基醚及雙酚F型環(huán)氧樹脂及間苯二酚型環(huán)氧化合物的環(huán)氧基鍵合而成的結(jié)構(gòu)單元,且在兩末端具有環(huán)氧基。
通過GPC得到的反應(yīng)物(聚合物A)的重均分子量為28000,數(shù)平均分子量為8000。
聚合物B:兩末端環(huán)氧基剛性骨架苯氧基樹脂,三菱化學(xué)株式會社制造的“YX6900BH45”,重均分子量16000
熱固化性化合物1:2,4-雙(縮水甘油氧基)二苯甲酮(結(jié)晶性熱固化性化合物,熔點(diǎn)94℃,分子量362)
2,4-雙(縮水甘油氧基)二苯甲酮的合成:
向3口燒瓶中放入2,4-二羥基二苯甲酮27g、表氯醇230g、正丁醇70g及四乙基芐基氯化銨1g,在室溫下攪拌使其溶解。然后,在氮氛圍下,在攪拌下升溫至70℃,減壓回流下,滴加氫氧化鈉水溶液(濃度48重量%)45g。用4小時進(jìn)行滴加。然后,在70℃下,一邊使用Dean-Stark管除去水分,一邊反應(yīng)2小時。然后,在減壓下,除去未反應(yīng)的表氯醇。
將得到的反應(yīng)生成物溶解于MEK(甲基乙基酮):正丁醇=3:1(重量比)的混合溶劑400g中,添加氫氧化鈉水溶液(濃度10重量%)5g,并在80℃下加熱2小時。
然后,冷卻至室溫,利用純水進(jìn)行凈洗,直到洗液成為中性。一邊過濾有機(jī)層,一邊分取,在減壓下除去殘留水分及混合溶劑,得到反應(yīng)生成物。
使用正己烷,將上述反應(yīng)生成物34g通過再結(jié)晶進(jìn)行提純,并通過真空干燥除去殘留溶劑成分。
得到的環(huán)氧化合物:通過DSC的熔點(diǎn)為94℃,環(huán)氧當(dāng)量為176g/eq.,通過質(zhì)譜得到的分子量為362,150℃下的熔融粘度為5mPa·s。
·差示掃描熱量測定(DSC)測定裝置及測定條件
裝置;Hitachi-hightech株式會社制造的“X-DSC7000”,樣品量;3mg,溫度條件;10℃/min
·150℃下的熔融粘度:依據(jù)ASTM D4287,使用M.S.T.Engineering株式會社制造的ICI錐板粘度計測定
·環(huán)氧當(dāng)量的測定:依據(jù)JIS K7236:2001測定
·分子量的測定:使用質(zhì)譜GC-MS裝置(日本電子株式會社制造“JMSK-9”)測定
熱固化性化合物2:4,4’-雙(縮水甘油氧基)二苯甲酮(結(jié)晶性熱固化性化合物,熔點(diǎn)132℃,分子量362)
4,4’-雙(縮水甘油氧基)二苯甲酮的合成:
向3口燒瓶中放入4,4’-二羥基二苯甲酮27g、表氯醇230g、正丁醇70g及四乙基芐基氯化銨1g,在室溫下攪拌使其溶解。然后,在氮氛圍下,在攪拌下升溫至70℃,在減壓回流下,滴加氫氧化鈉水溶液(濃度48重量%)45g。用4小時進(jìn)行滴加。然后,在70℃下一邊使用Dean-Stark管除去水分,一邊反應(yīng)2小時。然后,在減壓下除去未反應(yīng)的表氯醇。
將得到的反應(yīng)生成物溶解于MEK(甲基乙基酮):正丁醇=3:1(重量比)的混合溶劑400g中,添加氫氧化鈉水溶液(濃度10重量%)5g,以80℃加熱2小時。
然后,冷卻至室溫,利用純水進(jìn)行凈洗,直到洗液成為中性。一邊過濾有機(jī)層一邊分取,在減壓下除去殘留水分及混合溶劑,得到反應(yīng)生成物。
使用正己烷,將上述反應(yīng)生成物34g通過再結(jié)晶進(jìn)行提純,并通過真空干燥除去殘留溶劑成分。
得到的環(huán)氧化合物:通過DSC的熔點(diǎn)為135℃,環(huán)氧當(dāng)量為176g/eq.,通過質(zhì)譜得到的分子量為362,150℃下的熔融粘度為12mPa·s。
熱固化性化合物3:1,6己二醇二縮水甘油基醚(四日市合成株式會社制造“Epogose HD(エポゴーセHD)”,25℃下液體,分子量230)
熱固化性化合物4:雙酚F型環(huán)氧化合物,DIC株式會社制造“EXA830CRP”
熱固化劑1:季戊四醇四(3-巰基丁酸酯),昭和電工株式會社制造“CURRANTS MTPE1”
潛伏性環(huán)氧熱固化劑1:T&KTOKA株式會社制造的“Fujicure7000”
助熔劑1:己二酸,和光純藥工業(yè)株式會社制造,熔點(diǎn)(活性溫度)152℃
焊錫粒子1~3的制作方法:
具有陰離子聚合物1的焊錫粒子:在三口燒瓶中稱重焊錫粒子主體200g、己二酸40g、丙酮70g,接著,添加焊錫粒子主體表面的羥基和己二酸的羧基進(jìn)行脫水縮合的催化劑即二丁基氧化錫0.3g,在60℃下反應(yīng)4小時。然后,通過對焊錫粒子進(jìn)行過濾而回收。
在三口燒瓶中稱重回收的焊錫粒子、己二酸50g、甲苯200g、對甲苯磺酸0.3g,一邊進(jìn)行抽真空及回流,一邊在120℃下反應(yīng)3小時。此時,使用Dean-Stark提取裝置,并且一邊除去通過脫水縮合生成的水一邊進(jìn)行反應(yīng)。
然后,通過過濾回收焊錫粒子,利用己烷清洗并干燥。然后,利用球磨機(jī)粉碎得到的焊錫粒子后,選擇篩網(wǎng)使其成為指定的CV值。
焊錫粒子1(SnBi焊錫粒子,熔點(diǎn)139℃,焊錫粒子:使用了對三井金屬株式會社制造的“ST-3”進(jìn)行了分選而得到的焊錫粒子主體,并具有經(jīng)過表面處理的陰離子聚合物1,平均粒徑4μm,CV值7%,表面的ζ電位:+0.65mV,聚合物分子量Mw=6500)
焊錫粒子2(SnBi焊錫粒子,熔點(diǎn)139℃,焊錫粒子:使用對三井金屬株式會社制造的“DS-10”進(jìn)行了分選而得到的焊錫粒子主體,并具有經(jīng)過表面處理的陰離子聚合物1,平均粒徑13μm,CV值20%,表面的ζ電位:+0.48mV,聚合物分子量Mw=7000)
焊錫粒子3(SnBi焊錫粒子,熔點(diǎn)139℃,焊錫粒子:使用對三井金屬株式會社制造的“10-25”進(jìn)行了分選而得到的焊錫粒子主體,并具有經(jīng)過表面處理的陰離子聚合物1,平均粒徑25μm,CV值15%,表面的ζ電位:+0.4mV,聚合物分子量Mw=8000)
焊錫粒子4~6的制作方法:
焊錫粒子4:
在3口燒瓶中稱重SnBi焊錫粒子(三井金屬株式會社制造的“DS-10”,平均粒徑(中間粒徑)12μm)200g、具有異氰酸酯基的硅烷偶聯(lián)劑(信越化學(xué)工業(yè)株式會社制造“KBE-9007”)10g、丙酮70g。一邊在室溫下攪拌,一邊添加使焊錫粒子表面的羥基和異氰酸酯基的反應(yīng)催化劑即月桂酸二丁錫0.25g,在攪拌下,在氮氛圍下,以60℃加熱30分鐘。然后,添加甲醇50g,攪拌下,在氮氛圍下以60℃加熱10分鐘。
然后,冷卻至室溫,利用濾紙過濾焊錫粒子,并通過真空干燥在室溫下進(jìn)行脫溶劑1小時。
將上述焊錫粒子放入3口燒瓶中,添加丙酮70g、己二酸單乙酯30g、作為酯交換反應(yīng)催化劑的單丁基氧化錫0.5g,攪拌下,在氮氛圍下以60℃反應(yīng)1小時。
由此,對于來自硅烷偶聯(lián)劑的硅烷醇基,使己二酸單乙酯的酯基通過酯交換反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng),進(jìn)行共價鍵合。
然后,追加10g己二酸,在60℃下反應(yīng)1小時,由此,使己二酸和不與己二酸單乙酯的硅烷醇基反應(yīng)的殘留的乙基酯基進(jìn)行加成。
然后,冷卻至室溫,利用濾紙過濾焊錫粒子,并利用己烷在濾紙上凈洗焊錫粒子,由此,除去未反應(yīng)的、及通過非共價鍵附著于焊錫粒子的表面的殘留的己二酸單乙酯及己二酸,然后,通過真空干燥,在室溫下進(jìn)行脫溶劑1小時。
利用球磨機(jī)對得到的焊錫粒子進(jìn)行粉碎后,選擇篩網(wǎng)使其成為指定的CV值。
就形成于焊錫表面的聚合物的分子量而言,使用0.1N的鹽酸,使焊錫溶解后,通過過濾回收聚合物,并通過GPC求得重均分子量。
由此,得到焊錫粒子4。得到的焊錫粒子4中,CV值為20%,表面的ζ電位為0.9mV,構(gòu)成表面的聚合物的分子量為Mw=9800。
焊錫粒子5:
除了使用SnBi焊錫粒子(三井金屬株式會社制造,平均粒徑(中值粒徑)30μm)代替SnBi焊錫粒子(三井金屬株式會社制造的“DS-10”,平均粒徑(中間粒徑)12μm)以外,與焊錫粒子4同樣地操作,制作焊錫粒子5。得到的焊錫粒子5中,CV值為15%,表面的ζ電位為1mV,構(gòu)成表面的聚合物的分子量為Mw=9900。
焊錫粒子6:
除了使用SnBi焊錫粒子(三井金屬株式會社制造,平均粒徑(中間粒徑)50μm)代替SnBi焊錫粒子(三井金屬株式會社制造的“DS-10”,平均粒徑(中間粒徑)12μm)以外,與焊錫粒子4同樣地操作,制作焊錫粒子6。得到的焊錫粒子6中,CV值為13%,表面的ζ電位為1.1mV,構(gòu)成表面的聚合物的分子量為Mw=10000。
(ζ電位測定)
另外,將得到的焊錫粒子、具有陰離子聚合物1的焊錫粒子0.05g放入甲醇10g中,并進(jìn)行超聲波處理,由此,均勻地分散,得到分散液。使用該分散液,且使用Beckman Coulter公司制造的“Delsamax PRO”,通過電泳測定法測定ζ電位。
(陰離子聚合物的重均分子量)
就焊錫粒子的表面的陰離子聚合物1的重均分子量而言,使用0.1N的鹽酸,溶解焊錫后,通過過濾回收聚合物,并通過GPC求得。
(焊錫粒子的CV值)
利用激光衍射式粒度分布測定裝置(株式會社堀場制作所制造的“LA-920”)測定CV值。
導(dǎo)電性粒子1:在樹脂粒子的表面上形成有厚度1μm的銅層,且在該銅層的表面上形成有厚度3μm的焊錫層(錫:鉍=43重量%:57重量%)的導(dǎo)電性粒子。
導(dǎo)電性粒子1的制作方法:
對平均粒徑10μm的二乙烯基苯樹脂粒子(積水化學(xué)工業(yè)株式會社制造的“Micropearl SP-210”)進(jìn)行非電解鍍鎳,在樹脂粒子的表面上形成厚度0.1μm的基底鍍鎳層。接著,對形成有基底鍍鎳層的樹脂粒子進(jìn)行電解鍍銅,形成厚度1μm的銅層。進(jìn)一步使用含有錫及鉍的電解鍍敷液,進(jìn)行電解鍍敷,形成厚度3μm的焊錫層。這樣,制作在樹脂粒子的表面上形成有厚度1μm的銅層且在該銅層的表面上形成有厚度3μm的焊錫層(錫:鉍=43重量%:57重量%)的導(dǎo)電性粒子1。
苯氧樹脂(新日鐵住金化學(xué)株式會社制造“YP-50S”)
(實(shí)施例1~6,8及比較例2)
(1)各向異性導(dǎo)電糊劑的制作
將下述表1所示的成分以下述表1所示的配合量配合,得到各向異性導(dǎo)電糊劑。此外,比較例2中,使用了中心部分不是焊錫的導(dǎo)電性粒子。
(2)第一連接結(jié)構(gòu)體(L/S=50μm/50μm)的制作
準(zhǔn)備上表面具有L/S為50μm/50μm、電極長度為3mm的銅電極圖案(銅電極的厚度12μm)的玻璃環(huán)氧基板(FR-4基板)(第一連接對象部件)。另外,準(zhǔn)備下表面具有L/S為50μm/50μm、電極長度為3mm的銅電極圖案(銅電極的厚度12μm)的撓性印刷基板(第二連接對象部件)。
玻璃環(huán)氧基板和撓性印刷基板重合的面積設(shè)為1.5cm×3mm,連接的電極數(shù)設(shè)為75對。
在上述玻璃環(huán)氧基板的上面,以剛制作成的各向異性導(dǎo)電糊劑在玻璃環(huán)氧基板的電極上成為厚度100μm的方式,使用金屬掩模,通過絲網(wǎng)印刷進(jìn)行涂布,形成各向異性導(dǎo)電糊劑層。接著,在各向異性導(dǎo)電糊劑層的上表面疊層上述撓性印刷基板,使電極彼此對置。此時,不進(jìn)行加壓。對各向異性導(dǎo)電糊劑層施加上述撓性印刷基板的重量。然后,一邊進(jìn)行加熱使各向異性導(dǎo)電糊劑層的溫度成為190℃,一邊使焊錫熔融,且使各向異性導(dǎo)電糊劑層以190℃及10秒進(jìn)行固化,得到第一連接結(jié)構(gòu)體。
(3)第二連接結(jié)構(gòu)體(L/S=75μm/75μm)的制作
準(zhǔn)備上表面具有L/S為75μm/75μm、電極長度為3mm的銅電極圖案(銅電極的厚度12μm)的玻璃環(huán)氧基板(FR-4基板)(第一連接對象部件)。另外,準(zhǔn)備下表面具有L/S為75μm/75μm、電極長度3mm的銅電極圖案(銅電極的厚度12μm)的撓性印刷基板(第二連接對象部件)。
除了使用L/S不同的上述玻璃環(huán)氧基板及撓性印刷基板以外,與第一連接結(jié)構(gòu)體的制作一樣,得到第二連接結(jié)構(gòu)體。
(4)第三連接結(jié)構(gòu)體(L/S=100μm/100μm)的制作
準(zhǔn)備上表面具有L/S為100μm/100μm、電極長度為3mm的銅電極圖案(銅電極的厚度12μm)的玻璃環(huán)氧基板(FR-4基板)(第一連接對象部件)。另外,準(zhǔn)備下面具有L/S為100μm/100μm、電極長度為3mm的銅電極圖案(銅電極的厚度12μm)的撓性印刷基板(第二連接對象部件)。
除了使用L/S不同的上述玻璃環(huán)氧基板及撓性印刷基板以外,與第一連接結(jié)構(gòu)體的制作一樣,得到第三連接結(jié)構(gòu)體。
(實(shí)施例7)
除了在加熱第一導(dǎo)電糊劑層時施加1MPa的壓力以外,與實(shí)施例1一樣,得到第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體。
(比較例1)
(1)各向異性導(dǎo)電糊劑的制作
將下述表1所示的成分以下述表1所示的配合量配合,得到各向異性導(dǎo)電糊劑。除了使用得到的各向異性導(dǎo)電糊劑和在加熱時施加1MPa的壓力以外,與實(shí)施例1一樣,得到第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體。
(比較例3)
使苯氧樹脂(新日鐵住金化學(xué)株式會社制造的“YP-50S”)10重量份溶解于甲基乙基酮(MEK)中,使固體成分成為50重量%,得到溶解液。以下述表1表示的配合量對除去下述表1表示的苯氧基樹脂的成分和上述溶解液的總量進(jìn)行配合,使用行星式攪拌機(jī)以2000rpm攪拌5分鐘后,使用棒式涂布機(jī)涂布于脫模PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)膜上,使其干燥后的厚度為30μm。通過在室溫下進(jìn)行真空干燥,除去MEK,由此,得到各向異性導(dǎo)電膜。
除了使用各向異性導(dǎo)電膜以外,與實(shí)施例1一樣,得到第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體。
(實(shí)施例9~18)
將下述表3、表4所示的成分以下述表3、表4所示的配合量配合,得到各向異性導(dǎo)電糊劑。
首先,將熱固化性化合物1、熱固化性化合物2加熱至140℃,使其液態(tài)化。將該液體冷卻至40℃,添加熱固化劑1。然后,添加另一作為熱固化性化合物的熱固化性化合物3,利用行星式攪拌機(jī)攪拌直到成為均勻。然后,在10℃下靜置5小時,使熱固化性化合物1、熱固化性化合物2結(jié)晶化。
將上述配合物利用3根輥進(jìn)行混煉,直到熱固化性化合物1、熱固化性化合物2的結(jié)晶成為下述表2、表3所示的指定的結(jié)晶大小。
進(jìn)一步添加其它配合物,并利用行星式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。
使用保管前的各向異性導(dǎo)電糊劑,與實(shí)施例1~6、8及比較例2一樣,制作第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體。在50℃下保管各向異性導(dǎo)電糊劑12小時。使用保管后的各向異性導(dǎo)電糊劑,與實(shí)施例1~6、8及比較例2一樣,制作第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體。
(評價)
(0)結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比及平均長徑
通過利用電子顯微鏡觀察保管前的各向異性導(dǎo)電糊劑,評價結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比及平均長徑。
(1)粘度
使用E型粘度計(東機(jī)產(chǎn)業(yè)株式會社制造),在25℃及5rpm和25℃及0.5rpm的各條件下測定保管前的各向異性導(dǎo)電糊劑在25℃下的粘度(η25)。
(2)保存穩(wěn)定性
將各向異性導(dǎo)電糊劑在50℃下保管24小時。使用E型粘度計(東機(jī)產(chǎn)業(yè)株式會社制造),在25℃及5rpm的條件下測定保管后的各向異性導(dǎo)電糊劑在25℃下的粘度(η25’)。通過以下的基準(zhǔn)判定保存穩(wěn)定性。
[保存穩(wěn)定性的判定基準(zhǔn)]
○○:粘度(η25’)/粘度(η25)為1以上且低于1.2
○:粘度(η25’)/粘度(η25)為1.2以上且低于1.5
△:粘度(η25’)/粘度(η25)為1.5以上且低于2
×:粘度(η25’)/粘度(η25)為2以上
(3)焊錫部的厚度
對使用保管前的各向異性導(dǎo)電糊劑得到的第一連接結(jié)構(gòu)體進(jìn)行截面觀察,由此,評價位于上下電極之間的焊錫部的厚度。
(4)電極上的焊錫的配置精度1
得到的第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體中,沿著第一電極、連接部和第二電極的疊層方向?qū)Φ谝浑姌O和第二電極對置的部分進(jìn)行觀察時,對第一電極和第二電極對置的部分的面積100%中的、連接部中的焊錫部配置的面積的比例X進(jìn)行評價。以下述基準(zhǔn)對電極上的焊錫的配置精度1進(jìn)行判定。
[電極上的焊錫的配置精度1的判定基準(zhǔn)]
○○:比例X為70%以上
○:比例X為60%以上且低于70%
△:比例X為50%以上且低于60%
×:比例X低于50%
(5)電極上的焊錫的配置精度2
得到的第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體中,沿著與第一電極、連接部和第二電極的疊層方向垂直的方向?qū)Φ谝浑姌O和第二電極對置的部分進(jìn)行觀察時,對連接部中的焊錫部100%中配置于第一電極和第二電極對置部分的連接部中焊錫部的比例Y進(jìn)行評價。以下述基準(zhǔn)對電極上的焊錫的配置精度2進(jìn)行判定。
[電極上的焊錫的配置精度2的判定基準(zhǔn)]
○○:比例Y為99%以上
○:比例Y為90%以上且低于99%
△:比例Y為70%以上且低于90%
×:比例Y低于70%
(6)上下的電極間的導(dǎo)通可靠性
得到的第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體(n=15個)中,將上下的電極間的每一個連接部位的連接電阻分別通過四端子法進(jìn)行測定。算出連接電阻的平均值。此外,根據(jù)電壓=電流×電阻的關(guān)系,測定流過恒定電流時的電壓,可以求得連接電阻。將導(dǎo)通可靠性以下述基準(zhǔn)進(jìn)行判定。
[導(dǎo)通可靠性的判定基準(zhǔn)]
○○:連接電阻的平均值為50mΩ以下
○:連接電阻的平均值超過50mΩ且70mΩ以下
△:連接電阻的平均值超過70mΩ且100mΩ以下
×:連接電阻的平均值超過100mΩ或產(chǎn)生連接不良
(7)橫方向上鄰接的電極間的絕緣可靠性
得到的第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體(n=15個)中,在85℃、濕度85%的氛圍中放置100小時后,對橫方向上鄰接的電極間施加5V,并在25個部位測定電阻值。以下述基準(zhǔn)對絕緣可靠性進(jìn)行判定。
[絕緣可靠性的判定基準(zhǔn)]
○○:連接電阻的平均值為107Ω以上
○:連接電阻的平均值為106Ω以上且低于107Ω
△:連接電阻的平均值為105Ω以上且低于106Ω
×:連接電阻的平均值低于105Ω
(8)上下電極間的位置偏離
得到的第一連接結(jié)構(gòu)體、第二連接結(jié)構(gòu)體、及第三連接結(jié)構(gòu)體中,沿著第一電極、連接部和第二電極的疊層方向?qū)Φ谝浑姌O和第二電極對置的部分進(jìn)行觀察時,對第一電極的中心線和第二電極的中心線是否對齊以及位置偏離的距離進(jìn)行評價。將上下電極間的位置偏離以下述基準(zhǔn)進(jìn)行判定。
[上下電極間的位置偏離的判定基準(zhǔn)]
○○:位置偏離低于15μm
○:位置偏離為15μm以上且低于25μm
△:位置偏離為25μm以上且低于40μm
×:位置偏離為40μm以上
將結(jié)果示于下述表1~3中。
表2
表3
此外,實(shí)施例9、10、16的保管后的各向異性導(dǎo)電糊劑中的結(jié)晶性熱固化性化合物的結(jié)晶的平均長寬比及平均長徑與保管前的各向異性導(dǎo)電糊劑相同。實(shí)施例9的保管后的各向異性導(dǎo)電糊劑在25℃及5rpm下的粘度為130mPa·s,在25℃及0.5rpm下的粘度為450mPa·s,實(shí)施例10的保管后的各向異性導(dǎo)電糊劑在25℃及5rpm下的粘度為160mPa·s,在25℃及0.5rpm下的粘度為500mPa·s,實(shí)施例16的保管后的各向異性導(dǎo)電糊劑在25℃及5rpm下的粘度為350mPa·s,在25℃及0.5rpm下的粘度為1200mPa·s。另外,就使用保管后的各向異性導(dǎo)電糊劑得到的第一連接結(jié)構(gòu)體的焊錫部的厚度而言,實(shí)施例9中為33μm,實(shí)施例10中為36μm,實(shí)施例16中為43μm。
不僅撓性印刷基板,在使用樹脂膜、撓性扁形線纜及剛撓結(jié)合基板的情況下,也看到相同的傾向。