JP2014017248A - Conductive material, production method of conductive material, and connection structure - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の第1の導電性粒子の凝集が生じ難く、更に電極間の接続に用いた場合に、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる導電材料、並びに該導電材料を用いた接続構造体を提供する。
【解決手段】本発明に係る導電材料は、はんだを導電性の表面に有する第1の導電性粒子と、第1の導電性粒子よりも平均粒子径が小さいはんだ粒子21と、バインダー樹脂とを含む。本発明に係る接続構造体51Aは、第1の電極52aを表面に有する第1の接続対象部材52と、第2の電極53aを表面に有する第2の接続対象部材53と、第1,第2の接続対象部材52,53を接続している接続部54Aとを備える。接続部54Aは、上記導電材料により形成されている。第1,第2の電極52a,53aが、上記導電材料に含まれる第1の導電性粒子21B又ははんだ粒子21により電気的に接続されている。
【選択図】図1Aggregation of a plurality of first conductive particles hardly occurs, and further, when used for connection between electrodes, a conductive material capable of improving conduction reliability and insulation reliability, and the use of the conductive material A connection structure is provided.
A conductive material according to the present invention includes first conductive particles having solder on a conductive surface, solder particles 21 having an average particle diameter smaller than that of the first conductive particles, and a binder resin. Including. The connection structure 51A according to the present invention includes a first connection target member 52 having a first electrode 52a on the surface, a second connection target member 53 having a second electrode 53a on the surface, And a connection portion 54 </ b> A connecting the two connection target members 52 and 53. The connecting portion 54A is made of the conductive material. The first and second electrodes 52a and 53a are electrically connected by the first conductive particles 21B or the solder particles 21 included in the conductive material.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、フレキシブルプリント基板、ガラス基板、半導体チップ及びガラスエポキシ基板などの電極間の電気的な接続に用いられる導電材料及び導電材料の製造方法に関する。また、本発明は、上記導電材料を用いた接続構造体に関する。 The present invention relates to a conductive material used for electrical connection between electrodes such as a flexible printed circuit board, a glass substrate, a semiconductor chip, and a glass epoxy substrate, and a method for manufacturing the conductive material. The present invention also relates to a connection structure using the conductive material.
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。該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 pastes and anisotropic conductive films 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。 In order to obtain various connection structures, the anisotropic conductive material is, for example, a connection between a flexible printed circuit board and a glass substrate (FOG (Film on Glass)) or a connection between a semiconductor chip and a flexible printed circuit board (COF ( Chip on Film)), connection between a semiconductor chip and a glass substrate (COG (Chip on Glass)), connection between a flexible printed circuit board and a 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、半導体チップの電極とガラス基板の電極とを電気的に接続する際には、ガラス基板上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を配置する。次に、半導体チップを積層して、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 the electrode of the semiconductor chip and the electrode of the glass substrate are electrically connected by the anisotropic conductive material, an anisotropic conductive material containing conductive particles is disposed on the glass substrate. Next, the semiconductor chips are stacked, and heated and pressurized. As a result, the anisotropic conductive material is cured, and the electrodes are electrically connected 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、加熱により流動する接着剤組成物と、第1の粒子と、第2の粒子とを含む異方性導電材料が開示されている。上記第1の粒子は、融点130〜250℃の低融点金属が主成分であるコアと、該コアの表面を被覆しており上記低融点金属の融点よりも低い軟化点を有する樹脂組成物により形成された絶縁層とを有する。上記第2の粒子は、上記第1の粒子におけるコアよりも平均粒径が小さい。上記第2の粒子の主成分は、上記低融点金属の融点よりも高い融点又は高い軟化点を有する材料である。
As an example of the anisotropic conductive material, the following
下記の特許文献2には、絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散された異方導電性接着剤が開示されている。上記導電性粒子は、平均粒径が異なる2種以上の導電性粒子であり、かつこれらの導電性粒子は、上記絶縁性接着剤に不溶な絶縁性樹脂で被覆された絶縁被覆導電粒子である。
特許文献1に記載のような従来の異方性導電材料を上下の電極間の接続に用いた場合には、接続されてはならない横方向に隣接する電極間の導通が生じて、絶縁不良が生じることがある。特に、はんだを導電性の表面に有する導電性粒子により電極間を接続した場合には、絶縁不良が生じやすい。一方で、導電性の表面がはんだではない導電性粒子により電極間を接続した場合には、はんだのように電極表面を導電性物質が濡れ拡がらないために、電極間の導通信頼性及び接続信頼性が低くなる。
When a conventional anisotropic conductive material as described in
特許文献2では、具体的には、上記導電性粒子として、樹脂粒子の表面上にAu/Niめっき層を形成した導電性粒子を用いた異方導電性接着剤が記載されているにすぎない。
Specifically,
また、近年、電子機器の小型化に伴って、電極が形成されている部分のライン(L)と、電極が形成されていない部分のスペース(S)との間隔が狭くなってきている。例えば、L/Sが100μm以下/100μm以下の微細な電極間を電気的に接続する必要性が高まっている。L/Sが小さい電極間を電気的に接続する場合には、従来の異方性導電材料では、絶縁不良が特に生じやすいという問題がある。 In recent years, with the downsizing of electronic devices, the distance between the line (L) where the electrode is formed and the space (S) where the electrode is not formed has become narrower. For example, there is an increasing need to electrically connect fine electrodes having L / S of 100 μm or less / 100 μm or less. When electrically connecting electrodes having a small L / S, the conventional anisotropic conductive material has a problem that insulation failure is particularly likely to occur.
また、従来の異方性導電材料では、異方性導電材料中で、複数の導電性粒子が凝集することがある。複数の導電性粒子が凝集していると、絶縁不良がより一層生じやすいという問題がある。 In the conventional anisotropic conductive material, a plurality of conductive particles may aggregate in the anisotropic conductive material. If a plurality of conductive particles are aggregated, there is a problem that insulation failure is more likely to occur.
本発明の目的は、複数の第1の導電性粒子の凝集が生じ難く、更に電極間を接続した場合に、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる導電材料及び導電材料の製造方法、並びに該導電材料を用いた接続構造体を提供することである。 An object of the present invention is to prevent agglomeration of a plurality of first conductive particles and to further improve the conduction reliability and insulation reliability when the electrodes are connected to each other. In addition, a connection structure using the conductive material is provided.
本発明の広い局面によれば、はんだを導電性の表面に有する第1の導電性粒子と、前記第1の導電性粒子よりも平均粒子径が小さいはんだ粒子と、バインダー樹脂とを含む、導電材料が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, there is provided a conductive material including first conductive particles having solder on a conductive surface, solder particles having an average particle diameter smaller than that of the first conductive particles, and a binder resin. Material is provided.
本発明の広い局面によれば、はんだを導電性の表面に有する第1の導電性粒子と、前記第1の導電性粒子よりも平均粒子径が小さいはんだ粒子と、バインダー樹脂とを混合して、前記第1の導電性粒子と、前記はんだ粒子と、前記バインダー樹脂とを含む導電材料を得る、導電材料の製造方法が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, first conductive particles having solder on a conductive surface, solder particles having an average particle diameter smaller than that of the first conductive particles, and a binder resin are mixed. There is provided a method for producing a conductive material, which obtains a conductive material containing the first conductive particles, the solder particles, and the binder resin.
前記第1の導電性粒子の平均粒子径に対する前記はんだ粒子の平均粒子径の比が、0.1以上、0.7以下であることが好ましい。前記第1の導電性粒子の平均粒子径が1μm以上、20μm以下であることが好ましい。前記第1の導電性粒子の粒子径のCV値が20%以下であることが好ましい。 The ratio of the average particle diameter of the solder particles to the average particle diameter of the first conductive particles is preferably 0.1 or more and 0.7 or less. The average particle diameter of the first conductive particles is preferably 1 μm or more and 20 μm or less. The CV value of the particle diameter of the first conductive particles is preferably 20% or less.
本発明に係る導電材料及び本発明に係る導電材料の製造方法のある特定の局面では、前記第1の導電性粒子が、はんだ粒子である。 On the specific situation with the electrically-conductive material which concerns on this invention, and the manufacturing method of the electrically-conductive material which concerns on this invention, a said 1st electroconductive particle is a solder particle.
本発明に係る導電材料及び本発明に係る導電材料の製造方法のある特定の局面では、前記第1の導電性粒子が、基材粒子と、前記基材粒子の表面上に配置されたはんだ層とを備える。 In a specific aspect of the conductive material according to the present invention and the method for producing the conductive material according to the present invention, the first conductive particles are base particles and a solder layer disposed on the surface of the base particles With.
本発明の広い局面によれば、第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、前記接続部が、上述した導電材料により形成されており、前記第1の電極と前記第2の電極とが、前記導電材料に含まれる前記第1の導電性粒子又は前記はんだ粒子により電気的に接続されている、接続構造体が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, a first connection target member having a first electrode on the surface, a second connection target member having a second electrode on the surface, the first connection target member, and the A connecting portion that connects a second connection target member, the connecting portion is formed of the conductive material described above, and the first electrode and the second electrode are the conductive material. A connection structure is provided which is electrically connected by the first conductive particles or the solder particles included in the structure.
本発明に係る導電材料は、はんだを導電性の表面に有する第1の導電性粒子と、該第1の導電性粒子よりも平均粒子径が小さいはんだ粒子と、バインダー樹脂とを含むので、バインダー樹脂中で複数の第1の導電性粒子が凝集するのを抑制できる。さらに、本発明に係る導電材料を用いて電極間を接続した場合に、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる。 Since the conductive material according to the present invention includes first conductive particles having solder on a conductive surface, solder particles having an average particle diameter smaller than that of the first conductive particles, and a binder resin, Aggregation of the plurality of first conductive particles in the resin can be suppressed. Furthermore, when the electrodes are connected using the conductive material according to the present invention, the conduction reliability and the insulation reliability can be improved.
本発明に係る導電材料の製造方法は、はんだを導電性の表面に有する第1の導電性粒子と、該第1の導電性粒子よりも平均粒子径が小さいはんだ粒子と、バインダー樹脂とを含む導電材料を得るので、得られる導電材料を用いて電極間を接続した場合に、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる。 The method for producing a conductive material according to the present invention includes first conductive particles having solder on a conductive surface, solder particles having an average particle diameter smaller than that of the first conductive particles, and a binder resin. Since a conductive material is obtained, when the electrodes are connected using the obtained conductive material, conduction reliability and insulation reliability can be improved.
以下、本発明の詳細を説明する。 Details of the present invention will be described below.
本発明に係る導電材料は、第1の導電性粒子と、はんだ粒子(第2の導電性粒子)と、バインダー樹脂とを含む。第1の導電性粒子は、はんだを導電性の表面に有する。上記はんだ粒子の平均粒子径は、上記第1の導電性粒子の平均粒子径よりも小さい。 The conductive material according to the present invention includes first conductive particles, solder particles (second conductive particles), and a binder resin. The first conductive particles have solder on the conductive surface. The average particle diameter of the solder particles is smaller than the average particle diameter of the first conductive particles.
本発明に係る導電材料の製造方法では、上記第1の導電性粒子と、上記第1の導電性粒子よりも平均粒子径が小さいはんだ粒子(第2の導電性粒子)と、バインダー樹脂とを混合して、上記第1の導電性粒子と、上記はんだ粒子と、上記バインダー樹脂とを含む導電材料を得る。 In the method for producing a conductive material according to the present invention, the first conductive particles, solder particles (second conductive particles) having an average particle diameter smaller than that of the first conductive particles, and a binder resin are used. By mixing, a conductive material containing the first conductive particles, the solder particles, and the binder resin is obtained.
本発明に係る導電材料及び本発明に係る導電材料の製造方法では、上述した構成が採用されているので、バインダー樹脂中で複数の第1の導電性粒子が凝集するのを抑制できる。特に、上記第1の導電性粒子よりも平均粒子径が小さいはんだ粒子の使用によって、バインダー樹脂中で、複数の第1の導電性粒子が凝集し難くなる。 In the conductive material according to the present invention and the method for producing a conductive material according to the present invention, the above-described configuration is adopted, and therefore, the aggregation of the plurality of first conductive particles in the binder resin can be suppressed. In particular, the use of solder particles having an average particle diameter smaller than that of the first conductive particles makes it difficult for the plurality of first conductive particles to aggregate in the binder resin.
さらに、本発明に係る導電材料及び本発明に係る導電材料の製造方法では、上述した構成が採用されているので、本発明に係る導電材料を用いて電極間を接続した場合に、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる。例えば、本発明に係る導電材料を上下の電極間の接続に用いた場合には、上下の電極間の導通信頼性を高めることができ、更に接続されてはならない横方向に隣接する電極間の導通を生じ難くすることができ、絶縁不良が生じるのを効果的に抑制できる。 Further, in the conductive material according to the present invention and the method for producing the conductive material according to the present invention, the above-described configuration is adopted. Therefore, when the electrodes are connected using the conductive material according to the present invention, the conduction reliability is improved. In addition, the insulation reliability can be improved. For example, when the conductive material according to the present invention is used for the connection between the upper and lower electrodes, the conduction reliability between the upper and lower electrodes can be improved, and further, between the electrodes adjacent in the lateral direction that should not be connected. Conduction can be made difficult to occur, and it is possible to effectively suppress the occurrence of insulation failure.
特に、電極が形成されている部分のライン(L)と、電極が形成されていない部分のスペース(S)とを示すL/Sが100μm以下/100μm以下である場合に、絶縁信頼性を効果的に高めることができ、L/Sが75μm以下/75μm以下である場合に、絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができ、L/Sが62.5μm以下/62.5μm以下である場合に、絶縁信頼性を更に一層効果的に高めることができ、L/Sが50μm以下/50μm以下である場合に、絶縁信頼性を特に効果的に高めることができる。 In particular, when the L / S indicating the line (L) where the electrode is formed and the space (S) where the electrode is not formed is 100 μm or less / 100 μm or less, the insulation reliability is effective. When L / S is 75 μm or less / 75 μm or less, the insulation reliability can be further effectively improved, and L / S is 62.5 μm or less / 62.5 μm or less. In this case, the insulation reliability can be further effectively improved, and the insulation reliability can be particularly effectively improved when L / S is 50 μm or less / 50 μm or less.
また、本発明に係る導電材料により導通信頼性を高めることができるので、電極が形成されている部分のライン(L)は、好ましくは100μm以下、より好ましくは75μm以下、更に好ましくは62.5μm以下、特に好ましくは50μm以下である。ライン(L)は、第1の導電性粒子の平均粒子径よりも大きいことが好ましく、更に第1の導電性粒子の平均粒子径の1.1倍以上であることが好ましく、2倍以上であることがより好ましく、3倍以上であることが特に好ましい。 Further, since the conduction reliability can be improved by the conductive material according to the present invention, the line (L) where the electrode is formed is preferably 100 μm or less, more preferably 75 μm or less, and even more preferably 62.5 μm. Hereinafter, it is particularly preferably 50 μm or less. The line (L) is preferably larger than the average particle size of the first conductive particles, more preferably 1.1 times or more of the average particle size of the first conductive particles, and more than 2 times. More preferably, it is more preferably 3 times or more.
また、本発明に係る導電材料により絶縁信頼性を高めることができるので、電極が形成されていない部分のスペース(S)は、好ましくは100μm以下、より好ましくは75μm以下、更に好ましくは62.5μm以下、特に好ましくは50μm以下である。スペース(S)は、第1の導電性粒子の平均粒子径よりも大きいことが好ましく、更に第1の導電性粒子の平均粒子径の1.1倍以上であることが好ましく、2倍以上であることがより好ましく、3倍以上であることが特に好ましい。 In addition, since the insulation reliability can be improved by the conductive material according to the present invention, the space (S) where the electrode is not formed is preferably 100 μm or less, more preferably 75 μm or less, and even more preferably 62.5 μm. Hereinafter, it is particularly preferably 50 μm or less. The space (S) is preferably larger than the average particle size of the first conductive particles, more preferably 1.1 times or more of the average particle size of the first conductive particles, and more than 2 times. More preferably, it is more preferably 3 times or more.
さらに、本発明に係る導電材料では、上記第1の導電性粒子における導電性の表面がはんだであるので、電極表面にはんだを濡れ拡がらせることが可能であることから、電極間の導通信頼性及び接続信頼性を高めることができる。 Furthermore, in the conductive material according to the present invention, since the conductive surface of the first conductive particles is solder, it is possible to wet and spread the solder on the electrode surface. And connection reliability can be improved.
なお、上記第1の導電性粒子の導電性の表面がはんだではなかったり、上記はんだ粒子にかえてはんだ粒子以外の導電性粒子を用いたりした場合には、導通信頼性が低くなる。本発明では、上記第1の導電性粒子の導電性の表面がはんだであること、並びに第1の導電性粒子よりも平均粒子径が小さい粒子がはんだ粒子であることは、導通信頼性を高めるなどの新たな機能及び作用を発揮する重要な構成である。 When the conductive surface of the first conductive particles is not solder, or when conductive particles other than solder particles are used instead of the solder particles, the conduction reliability is lowered. In the present invention, the conductive surface of the first conductive particles is a solder, and the fact that the particles having an average particle diameter smaller than that of the first conductive particles are solder particles improves the conduction reliability. This is an important configuration that exhibits new functions and actions.
上記第1の導電性粒子の平均粒子径に対する上記はんだ粒子の平均粒子径の比(はんだ粒子の平均粒子径/第1の導電性粒子の平均粒子径)は、好ましくは0.06以上、より好ましくは0.1以上、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.7以下である。上記比(はんだ粒子の平均粒子径/第1の導電性粒子の平均粒子径)が上記下限以上及び上記上限以下であると、第1の導電性粒子の凝集がより一層生じ難くなり、絶縁信頼性がより一層高くなる。上記比(はんだ粒子の平均粒子径/第1の導電性粒子の平均粒子径)は、0.1以上、0.7以下であることが特に好ましい。 The ratio of the average particle diameter of the solder particles to the average particle diameter of the first conductive particles (the average particle diameter of the solder particles / the average particle diameter of the first conductive particles) is preferably 0.06 or more. Preferably it is 0.1 or more, preferably 0.8 or less, more preferably 0.7 or less. When the ratio (average particle diameter of solder particles / average particle diameter of first conductive particles) is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the aggregation of the first conductive particles is further less likely to occur, and the insulation reliability The nature becomes even higher. The ratio (average particle diameter of solder particles / average particle diameter of first conductive particles) is particularly preferably 0.1 or more and 0.7 or less.
上記第1の導電性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5μm以上、特に好ましくは10μm以上、好ましくは100μm以下、より好ましくは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。上記第1の導電性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、第1の導電性粒子の凝集がより一層生じ難くなり、絶縁信頼性がより一層高くなる。上記第1の導電性粒子の平均粒子径は、5μm以上、10μm以下であることが特に好ましい。 The average particle diameter of the first conductive particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 5 μm or more, particularly preferably 10 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 30 μm or less, and further It is preferably 20 μm or less, particularly preferably 15 μm or less, and most preferably 10 μm or less. When the average particle diameter of the first conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the aggregation of the first conductive particles is less likely to occur, and the insulation reliability is further enhanced. The average particle diameter of the first conductive particles is particularly preferably 5 μm or more and 10 μm or less.
上記第1の導電性粒子及び上記はんだ粒子の「平均粒子径」はそれぞれ、数平均粒子径を示す。上記第1の導電性粒子及び上記はんだ粒子の平均粒子径は、任意の上記第1の導電性粒子又は上記はんだ粒子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 diameter” of the first conductive particles and the solder particles respectively represents the number average particle diameter. The average particle diameter of the first conductive particles and the solder particles is obtained by observing 50 arbitrary first conductive particles or 50 solder particles with an electron microscope or an optical microscope, and calculating an average value. Desired.
第1の導電性粒子の凝集をより一層抑制する観点からは、上記第1の導電性粒子の粒子径のCV値は好ましくは40%以下、より好ましくは20%以下である。上記第1の導電性粒子の粒子径のCV値が上記上限以下であると、第1の導電性粒子の凝集をより一層抑制できる。この結果、絶縁信頼性をより一層高めることができる。 From the viewpoint of further suppressing the aggregation of the first conductive particles, the CV value of the particle diameter of the first conductive particles is preferably 40% or less, more preferably 20% or less. When the CV value of the particle diameter of the first conductive particles is not more than the above upper limit, aggregation of the first conductive particles can be further suppressed. As a result, the insulation reliability can be further improved.
上記粒子径のCV値(変動係数)は下記式で表される。 The CV value (coefficient of variation) of the particle diameter is represented by the following formula.
CV値(%)=(σn/Dn)×100
σn:第1の導電性粒子の粒子径の標準偏差
Dn:第1の導電性粒子の数平均粒子径
CV value (%) = (σn / Dn) × 100
σn: standard deviation of particle diameter of first conductive particles Dn: number average particle diameter of first conductive particles
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挙げることにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by giving specific embodiments and examples of the present invention with reference to the drawings.
(導電性粒子)
図4は、導電性粒子の一例を示す断面図である。
(Conductive particles)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of conductive particles.
図4に示す導電性粒子は、はんだ粒子21である。はんだ粒子21は、はんだのみにより形成されている。はんだ粒子21は、基材粒子をコアに有さず、コア−シェル粒子ではない。はんだ粒子21は、中心部分及び外表面のいずれも、はんだにより形成されている。はんだ粒子21は、平均粒子径が適切な範囲内にあれば、上記第1の導電性粒子として用いることができる。また、はんだ粒子21は、平均粒子径が適切な範囲内にあれば、上記第2の導電性粒子として用いることができる。
The conductive particles shown in FIG. 4 are
図5は、第1の導電性粒子の第1の変形例を示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a first modification of the first conductive particles.
図5に示す第1の導電性粒子1は、基材粒子2と、基材粒子2の表面上に配置された導電層3とを備える。導電層3は、基材粒子2の表面を被覆している。第1の導電性粒子1は、基材粒子2の表面が導電層3により被覆された被覆粒子である。
A first
導電層3は、第2の導電層3Aと、第2の導電層3Aの表面上に配置されたはんだ層3B(第1の導電層)とを有する。第1の導電性粒子1は、基材粒子2と、はんだ層3Bとの間に、第2の導電層3Aを備える。従って、第1の導電性粒子1は、基材粒子2と、基材粒子2の表面上に配置された第2の導電層3Aと、第2の導電層3Aの表面上に配置されたはんだ層3Bとを備える。このように、導電層3は、多層構造を有していてもよく、2層以上の積層構造を有していてもよい。
The
上記のように、第1の導電性粒子1における導電層3は2層構造を有する。図6に示す第2の変形例のように、第1の導電性粒子11は、単層の導電層として、はんだ層12を有していてもよい。第1の導電性粒子11は、基材粒子2と、基材粒子2の表面上に配置されたはんだ層12とを備える。
As described above, the
なお、第1の導電性粒子も、はんだ粒子であってもよい。この場合には、粒子径が異なる2種のはんだ粒子(第1のはんだ粒子(第1の導電性粒子)、第2のはんだ粒子(第2の導電性粒子))が用いられる。本発明において、上記はんだを導電性の表面に有する第1の導電性粒子は、はんだ粒子であることが好ましい。 The first conductive particles may also be solder particles. In this case, two types of solder particles having different particle diameters (first solder particles (first conductive particles) and second solder particles (second conductive particles)) are used. In the present invention, the first conductive particles having the solder on the conductive surface are preferably solder particles.
上記基材粒子としては、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子及び金属粒子等が挙げられる。上記基材粒子は、金属粒子を除く基材粒子であることが好ましく、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であることがより好ましい。上記基材粒子は、銅粒子であってもよい。 Examples of the substrate particles include resin particles, inorganic particles excluding metal particles, organic-inorganic hybrid particles, and metal particles. The substrate particles are preferably substrate particles excluding metal particles, and more preferably resin particles, inorganic particles excluding metal particles, or organic-inorganic hybrid particles. The substrate particles may be copper particles.
上記基材粒子は、樹脂により形成された樹脂粒子であることが好ましい。導電性粒子を用いて電極間を接続する際には、導電性粒子を電極間に配置した後、圧着することにより導電性粒子を圧縮させる。上記基材粒子が樹脂粒子であると、上記圧着の際に導電性粒子が変形しやすく、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなる。このため、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 The substrate particles are preferably resin particles formed of a resin. When connecting between electrodes using electroconductive particle, after arrange | positioning electroconductive particle between electrodes, electroconductive particle is compressed by crimping | bonding. When the substrate particles are resin particles, the conductive particles are easily deformed during the pressure bonding, and the contact area between the conductive particles and the electrode is increased. For this reason, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes becomes still higher.
上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂;ポリアルキレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ジビニルベンゼン重合体、並びにジビニルベンゼン系共重合体等が挙げられる。上記ジビニルベンゼン系共重合体等としては、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体及びジビニルベンゼン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。上記樹脂粒子の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、上記樹脂粒子を形成するための樹脂は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を1種又は2種以上重合させた重合体であることが好ましい。 Examples of the resin for forming the resin particles include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyisobutylene, and polybutadiene; acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate; Alkylene terephthalate, polycarbonate, polyamide, phenol formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, benzoguanamine formaldehyde resin, urea formaldehyde resin, phenol resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, saturated polyester resin, polyethylene terephthalate, Polysulfone, polyphenylene oxide, polyacetal, polyimide, polyamide Bromide, polyether ether ketone, polyether sulfone, divinyl benzene polymer, and divinylbenzene copolymer, and the like. Examples of the divinylbenzene copolymer include divinylbenzene-styrene copolymer and divinylbenzene- (meth) acrylic acid ester copolymer. Since the hardness of the resin particles can be easily controlled within a suitable range, the resin for forming the resin particles is a polymer obtained by polymerizing one or more polymerizable monomers having an ethylenically unsaturated group. It is preferably a coalescence.
上記樹脂粒子を、エチレン性不飽和基を有する単量体を重合させて得る場合には、該エチレン性不飽和基を有する単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。 When the resin particles are obtained by polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated group, the monomer having the ethylenically unsaturated group may be a non-crosslinkable monomer or a crosslinkable monomer. And a polymer.
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類;酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル類;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素;トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the non-crosslinkable monomer include styrene monomers such as styrene and α-methylstyrene; carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride; (Meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl ( Alkyl (meth) acrylates such as meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; oxygen such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate (Meth) acrylates; nitrile-containing monomers such as (meth) acrylonitrile; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether; vinyl acids such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl laurate, vinyl stearate Esters; Unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, isoprene and butadiene; Halogen-containing monomers such as trifluoromethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, vinyl chloride, vinyl fluoride and chlorostyrene Is mentioned.
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレンジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer include tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and dipenta Erythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) Polyfunctional (meth) acrylates such as acrylate, (poly) tetramethylene di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate; triallyl (iso) cyanurate, tria Rutorimeriteto, divinylbenzene, diallyl phthalate, diallyl acrylamide, diallyl ether, .gamma. (meth) acryloxy propyl trimethoxy silane, trimethoxy silyl styrene, include silane-containing monomers such as vinyltrimethoxysilane.
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を、公知の方法により重合させることで、上記樹脂粒子を得ることができる。この方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法、並びに非架橋の種粒子を用いてラジカル重合開始剤とともに単量体を膨潤させて重合する方法等が挙げられる。 The resin particles can be obtained by polymerizing the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group by a known method. Examples of this method include a method of suspension polymerization in the presence of a radical polymerization initiator, and a method of polymerizing by swelling a monomer together with a radical polymerization initiator using non-crosslinked seed particles.
上記基材粒子が金属を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である場合には、基材粒子を形成するための無機物としては、シリカ及びカーボンブラック等が挙げられる。上記シリカにより形成された粒子としては特に限定されないが、例えば、加水分解性のアルコキシシル基を2つ以上有するケイ素化合物を加水分解して架橋重合体粒子を形成した後に、必要に応じて焼成を行うことにより得られる粒子が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。 In the case where the substrate particles are inorganic particles or organic-inorganic hybrid particles excluding metal, examples of the inorganic material for forming the substrate particles include silica and carbon black. Although it does not specifically limit as the particle | grains formed with the said silica, For example, after hydrolyzing the silicon compound which has two or more hydrolysable alkoxysil groups, and forming a crosslinked polymer particle, it calcinates as needed. The particle | grains obtained by performing are mentioned. Examples of the organic / inorganic hybrid particles include organic / inorganic hybrid particles formed of a crosslinked alkoxysilyl polymer and an acrylic resin.
上記基材粒子が金属粒子である場合に、該金属粒子を形成するための金属としては、銀、銅、ニッケル、ケイ素、金及びチタン等が挙げられる。上記基材粒子が金属粒子である場合に、該金属粒子は銅粒子であることが好ましい。但し、上記基材粒子は金属粒子ではないことが好ましい。 When the substrate particles are metal particles, examples of the metal for forming the metal particles include silver, copper, nickel, silicon, gold, and titanium. When the base material particles are metal particles, the metal particles are preferably copper particles. However, the substrate particles are preferably not metal particles.
上記基材粒子の表面上に導電層を形成する方法、並びに上記基材粒子の表面上又は上記第2の導電層の表面上にはんだ層を形成する方法は特に限定されない。上記導電層及び上記はんだ層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、物理的な衝突による方法、メカノケミカル反応による方法、物理的蒸着又は物理的吸着による方法、並びに金属粉末もしくは金属粉末とバインダーとを含むペーストを粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。なかでも、無電解めっき、電気めっき又は物理的な衝突による方法が好適である。上記物理的蒸着による方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング及びイオンスパッタリング等の方法が挙げられる。また、上記物理的な衝突による方法では、例えば、シーターコンポーザ(徳寿工作所社製)等が用いられる。 The method for forming the conductive layer on the surface of the base particle and the method for forming the solder layer on the surface of the base particle or the surface of the second conductive layer are not particularly limited. As a method of forming the conductive layer and the solder layer, for example, a method by electroless plating, a method by electroplating, a method by physical collision, a method by mechanochemical reaction, a method by physical vapor deposition or physical adsorption, In addition, a method of coating the surface of the particles with a metal powder or a paste containing a metal powder and a binder may be used. Among these, a method using electroless plating, electroplating, or physical collision is preferable. Examples of the method by physical vapor deposition include methods such as vacuum vapor deposition, ion plating, and ion sputtering. Further, in the method based on the physical collision, for example, a sheeter composer (manufactured by Tokuju Kogakusha Co., Ltd.) or the like is used.
上記基材粒子の融点は、上記はんだ層の融点よりも高いことが好ましい。上記基材粒子の融点は、好ましくは160℃を超え、より好ましくは300℃を超え、更に好ましくは400℃を超え、特に好ましくは450℃を超える。なお、上記基材粒子の融点は、400℃未満であってもよい。上記基材粒子の融点は、160℃以下であってもよい。上記基材粒子の軟化点は260℃以上であることが好ましい。上記基材粒子の軟化点は260℃未満であってもよい。 The melting point of the base particle is preferably higher than the melting point of the solder layer. The melting point of the substrate particles is preferably higher than 160 ° C, more preferably higher than 300 ° C, still more preferably higher than 400 ° C, and particularly preferably higher than 450 ° C. The melting point of the substrate particles may be less than 400 ° C. The melting point of the substrate particles may be 160 ° C. or less. The softening point of the substrate particles is preferably 260 ° C. or higher. The softening point of the substrate particles may be less than 260 ° C.
上記はんだ粒子の平均粒子径は、上記第1の導電性粒子における上記基材粒子の平均粒子径よりも小さいことが好ましい。 The average particle size of the solder particles is preferably smaller than the average particle size of the base particles in the first conductive particles.
上記第1の導電性粒子は、単層のはんだ層を有していてもよい。上記第1の導電性粒子は、複数の層の導電層(はんだ層,第2の導電層)を有していてもよい。すなわち、上記導電性粒子では、導電層を2層以上積層してもよい。 The first conductive particles may have a single solder layer. The first conductive particles may have a plurality of conductive layers (solder layer, second conductive layer). That is, in the conductive particles, two or more conductive layers may be stacked.
上記はんだは、融点が450℃以下である低融点金属であることが好ましい。上記はんだ層は、融点が450℃以下である低融点金属層であることが好ましい。上記低融点金属層は、低融点金属を含む層である。上記はんだ粒子は、融点が450℃以下である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、上記はんだ層及び上記はんだ粒子は錫を含むことが好ましい。上記はんだ層に含まれる金属100重量%中及び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。上記はんだ層及び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、第1の導電性粒子と電極との接続信頼性がより一層高くなる。 The solder is preferably a low melting point metal having a melting point of 450 ° C. or lower. The solder layer is preferably a low melting point metal layer having a melting point of 450 ° C. or lower. The low melting point metal layer is a layer containing a low melting point metal. The solder particles are preferably low melting point metal particles having a melting point of 450 ° C. or lower. The low melting point metal particles are particles containing a low melting point metal. The low melting point metal is a metal having a melting point of 450 ° C. or lower. The melting point of the low melting point metal is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. or lower. The solder layer and the solder particles preferably contain tin. In 100% by weight of the metal contained in the solder layer and 100% by weight of the metal contained in the solder particles, the tin content is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and even more preferably 70% by weight. Above, particularly preferably 90% by weight or more. When the content of tin in the solder layer and the solder particles is equal to or higher than the lower limit, the connection reliability between the first conductive particles and the electrodes is further increased.
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 tin content is determined using a high frequency inductively coupled plasma optical emission spectrometer (“ICP-AES” manufactured by Horiba, Ltd.) or a fluorescent X-ray analyzer (“EDX-800HS” manufactured by Shimadzu). It can be measured.
上記はんだを導電性の表面に有する第1の導電性粒子を用いることで、はんだが溶融して電極に接合し、はんだが電極間を導通させる。例えば、はんだ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、はんだを導電性の表面に有する第1の導電性粒子の使用により、はんだと電極との接合強度が高くなる結果、はんだ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 1st electroconductive particle which has the said solder on the electroconductive surface, a solder fuse | melts and it joins to an electrode, and a solder conducts between electrodes. For example, since the solder and the electrode are not in point contact but in surface contact, the connection resistance is lowered. In addition, the use of the first conductive particles having solder on the conductive surface increases the bonding strength between the solder and the electrode. As a result, peeling between the solder and the electrode is further less likely to occur. Reliability is effectively increased.
上記はんだ層及び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 constituting the solder layer and the solder particles is not particularly limited. The low melting point metal is preferably tin or an alloy containing tin. Examples of the alloy include a tin-silver alloy, a tin-copper alloy, a tin-silver-copper alloy, a tin-bismuth alloy, a tin-zinc alloy, and a tin-indium alloy. Especially, since it is excellent in the wettability with respect to an electrode, it is preferable that the said low melting metal is a tin, a tin-silver alloy, a tin-silver-copper alloy, a tin-bismuth alloy, and a tin-indium alloy. More preferred are a tin-bismuth alloy and a tin-indium alloy.
上記はんだ層及び上記はんだ粒子を構成する材料は特に限定されないが、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。上記はんだ層及び上記はんだ粒子の組成としては、例えば亜鉛、金、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、上記はんだ層及び上記はんだ粒子は、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。 Although the material which comprises the said solder layer and the said solder particle is not specifically limited, Based on JISZ3001: welding term, it is preferable that it is a filler material whose liquidus is 450 degrees C or less. As a composition of the said solder layer and the said solder particle, the metal composition containing zinc, gold | metal | money, lead, copper, tin, bismuth, indium etc. is mentioned, for example. Among them, a tin-indium system (117 ° C. eutectic) or a tin-bismuth system (139 ° C. eutectic) which is low-melting and lead-free is preferable. That is, the solder layer and the solder particles preferably do not contain lead, and preferably contain tin and indium, or contain tin and bismuth.
上記はんだと電極との接合強度をより一層高めるために、上記はんだ層及び上記はんだ粒子は、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、上記はんだ層及び上記はんだ粒子は、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、上記はんだ層及び上記はんだ粒子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 and the electrode, the solder layer and the solder particles are nickel, copper, antimony, aluminum, zinc, iron, gold, titanium, phosphorus, germanium, tellurium, cobalt, bismuth, Metals such as manganese, chromium, molybdenum, and palladium may be included. Moreover, from the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder and the electrode, the solder layer and the solder particles preferably contain nickel, copper, antimony, aluminum, or zinc. From the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder and the electrode, the content of these metals for increasing the bonding strength is preferably 0.0001% by weight or more in the solder layer and 100% by weight of the solder particles, Preferably it is 1 weight% or less.
上記第2の導電層の融点は、上記はんだ層の融点よりも高いことが好ましい。上記第2の導電層の融点は好ましくは160℃を超え、より好ましくは300℃を超え、更に好ましくは400℃を超え、更に一層好ましくは450℃を超え、特に好ましくは500℃を超え、最も好ましくは600℃を超える。上記はんだ層は融点が低いために導電接続時に溶融する。上記第2の導電層は導電接続時に溶融しないことが好ましい。上記導電性粒子は、はんだを溶融させて用いられることが好ましく、上記はんだ層を溶融させて用いられることが好ましく、上記はんだ層を溶融させてかつ上記第2の導電層を溶融させずに用いられることが好ましい。上記第2の導電層の融点が上記はんだ層の融点よりも高いことによって、導電接続時に、上記第2の導電層を溶融させずに、上記はんだ層のみを溶融させることができる。 The melting point of the second conductive layer is preferably higher than the melting point of the solder layer. The melting point of the second conductive layer is preferably above 160 ° C, more preferably above 300 ° C, even more preferably above 400 ° C, even more preferably above 450 ° C, particularly preferably above 500 ° C, most preferably Preferably it exceeds 600 degreeC. Since the solder layer has a low melting point, it melts during conductive connection. The second conductive layer is preferably not melted at the time of conductive connection. The conductive particles are preferably used after melting solder, preferably used after melting the solder layer, and used without melting the second conductive layer while melting the solder layer. It is preferred that Since the melting point of the second conductive layer is higher than the melting point of the solder layer, only the solder layer can be melted without melting the second conductive layer at the time of conductive connection.
上記はんだ層の融点と上記第2の導電層との融点との差の絶対値は、0℃を超え、好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上、更に好ましくは30℃以上、特に好ましくは50℃以上、最も好ましくは100℃以上である。 The absolute value of the difference between the melting point of the solder layer and the melting point of the second conductive layer exceeds 0 ° C, preferably 5 ° C or more, more preferably 10 ° C or more, still more preferably 30 ° C or more, particularly preferably Is 50 ° C. or higher, most preferably 100 ° C. or higher.
上記第2の導電層は、金属を含むことが好ましい。上記第2の導電層を構成する金属は、特に限定されない。該金属としては、例えば、金、銀、銅、白金、パラジウム、亜鉛、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム及びカドミウム、並びにこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属として、錫ドープ酸化インジウム(ITO)を用いてもよい。上記金属は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The second conductive layer preferably contains a metal. The metal constituting the second conductive layer is not particularly limited. Examples of the metal include gold, silver, copper, platinum, palladium, zinc, lead, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, germanium and cadmium, and alloys thereof. Further, tin-doped indium oxide (ITO) may be used as the metal. As for the said metal, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記第2の導電層は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層であることが好ましく、ニッケル層又は金層であることがより好ましく、銅層であることが更に好ましい。導電性粒子は、ニッケル層、パラジウム層、銅層又は金層を有することが好ましく、ニッケル層又は金層を有することがより好ましく、銅層を有することが更に好ましい。これらの好ましい導電層を有する導電性粒子を電極間の接続に用いることにより、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、これらの好ましい導電層の表面には、はんだ層をより一層容易に形成できる。 The second conductive layer is preferably a nickel layer, a palladium layer, a copper layer, or a gold layer, more preferably a nickel layer or a gold layer, and even more preferably a copper layer. The conductive particles preferably have a nickel layer, a palladium layer, a copper layer, or a gold layer, more preferably have a nickel layer or a gold layer, and still more preferably have a copper layer. By using the conductive particles having these preferable conductive layers for the connection between the electrodes, the connection resistance between the electrodes is further reduced. In addition, a solder layer can be more easily formed on the surface of these preferable conductive layers.
上記はんだ層の平均厚みは、好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上、好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、更に好ましくは0.3μm以下である。はんだ層の平均厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、充分な導電性が得られ、かつ導電性粒子が硬くなりすぎずに、電極間の接続の際に導電性粒子を充分に変形する。上記はんだ層の平均厚みは、導電材料に含まれる複数の第1の導電性粒子におけるはんだ層の厚みの平均である。 The average thickness of the solder layer is preferably 0.005 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, and still more preferably 0.3 μm or less. When the average thickness of the solder layer is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, sufficient conductivity can be obtained, and the conductive particles do not become too hard, and the conductive particles are sufficiently deformed when connecting the electrodes. To do. The average thickness of the solder layer is an average of the thicknesses of the solder layers in the plurality of first conductive particles contained in the conductive material.
上記第2の導電層の平均厚みは、好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上、好ましくは10μm以下、より好ましくは1μm以下、更に好ましくは0.3μm以下である。上記第2の導電層の平均厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の接続抵抗がより一層低くなる。また、上記第2の導電層の平均厚みは、導電材料に含まれる複数の第1の導電性粒子における第2の導電層の厚みの平均である。 The average thickness of the second conductive layer is preferably 0.005 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or less, and still more preferably 0.3 μm or less. When the average thickness of the second conductive layer is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the connection resistance between the electrodes is further reduced. The average thickness of the second conductive layer is an average of the thicknesses of the second conductive layers in the plurality of first conductive particles included in the conductive material.
上記第1の導電性粒子がはんだ粒子である場合には、第1の導電性粒子(はんだ粒子)と、相対的に小さいはんだ粒子(第2の導電性粒子)とにおいて、第1の導電性粒子(はんだ粒子)のはんだの融点と、相対的に小さいはんだ粒子(第2の導電性粒子)のはんだの融点との差の絶対値は、好ましくは0℃を超え、好ましくは30℃以下である。このような融点の関係を満足すると、導通信頼性及び絶縁信頼性の双方がバランスよく高くなる。 When the first conductive particles are solder particles, the first conductive particles (solder particles) and the relatively small solder particles (second conductive particles) have a first conductivity. The absolute value of the difference between the melting point of the solder of the particles (solder particles) and the melting point of the solder of the relatively small solder particles (second conductive particles) is preferably greater than 0 ° C., preferably 30 ° C. or less. is there. If such a melting point relationship is satisfied, both conduction reliability and insulation reliability are improved in a well-balanced manner.
上記第1の導電性粒子がはんだ粒子である場合には、第1の導電性粒子(はんだ粒子)の平均粒子径と、相対的に小さいはんだ粒子(第2の導電性粒子)の平均粒子径との差の絶対値は好ましくは0.06以上、好ましくは0.8以下である。相対的に小さいはんだ粒子(第2の導電性粒子)の平均粒子径は好ましくは2μm以上、より好ましくは5μm以上、好ましくは20μm以下、より好ましくは15μm以下である。このような平均粒子径の関係を満足すると、導通信頼性及び絶縁信頼性の双方がバランスよく高くなる。 When the first conductive particles are solder particles, the average particle size of the first conductive particles (solder particles) and the average particle size of relatively small solder particles (second conductive particles) The absolute value of the difference is preferably 0.06 or more, and preferably 0.8 or less. The average particle diameter of relatively small solder particles (second conductive particles) is preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less. When such a relationship of the average particle diameter is satisfied, both the conduction reliability and the insulation reliability are improved with a good balance.
(導電材料)
本発明に係る導電材料は、上記第1の導電性粒子と、上記はんだ粒子と、バインダー樹脂とを含む。本発明に係る導電材料は、複数の上記第1の導電性粒子を含む。本発明に係る導電材料は、複数の上記はんだ粒子を含む。本発明に係る導電材料は、異方性導電材料であることが好ましい。
(Conductive material)
The conductive material according to the present invention includes the first conductive particles, the solder particles, and a binder resin. The conductive material according to the present invention includes a plurality of the first conductive particles. The conductive material according to the present invention includes a plurality of the solder particles. The conductive material according to the present invention is preferably an anisotropic conductive material.
上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂としては、一般的には絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂は、熱可塑性化合物を含むか、又は熱硬化性成分を含むことが好ましい。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と熱硬化剤とを含むことが好ましい。上記バインダー樹脂は、加熱により硬化可能な硬化性化合物と熱硬化剤とを含むことが好ましい。上記バインダー樹脂は、熱可塑性化合物を含んでいてもよく、加熱により硬化可能な硬化性化合物を含んでいてもよい。 The binder resin is not particularly limited. In general, an insulating resin is used as the binder resin. The binder resin preferably contains a thermoplastic compound or contains a thermosetting component. The thermosetting component preferably contains a curable compound that can be cured by heating and a thermosetting agent. The binder resin preferably contains a curable compound that can be cured by heating and a thermosetting agent. The binder resin may contain a thermoplastic compound, or may contain a curable compound that can be cured by heating.
上記加熱により硬化可能な硬化性化合物の硬化温度は、上記第1の導電性粒子におけるはんだの融点よりも1℃以上高いことが好ましく、上記はんだ粒子(上記第2の導電性粒子)の融点よりも1℃以上高いことが好ましい。このような硬化温度を満足すると、導通信頼性及び絶縁信頼性の双方がバランスよく高くなる。上記加熱により硬化可能な硬化性化合物の硬化温度は、好ましくは40℃以下である。 The curing temperature of the curable compound curable by heating is preferably higher by 1 ° C. than the melting point of the solder in the first conductive particles, and is higher than the melting point of the solder particles (second conductive particles). Is preferably 1 ° C. or higher. When such a curing temperature is satisfied, both conduction reliability and insulation reliability are improved in a well-balanced manner. The curing temperature of the curable compound curable by heating is preferably 40 ° C. or lower.
上記導電材料100重量%中、上記第1の導電性粒子と上記はんだ粒子との合計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。上記第1の導電性粒子と上記はんだ粒子との合計の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間に第1の導電性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。また、熱硬化性成分などの含有量が適度になることから、電極間の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、上記導電性粒子と上記はんだ粒子との合計の含有量は多い方が好ましい。 In 100% by weight of the conductive material, the total content of the first conductive particles and the solder particles is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more, and even more preferably 10% by weight or more. It is preferably 20% by weight or more, most preferably 30% by weight or more, preferably 80% by weight or less, more preferably 60% by weight or less, and still more preferably 50% by weight or less. When the total content of the first conductive particles and the solder particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, it is easy to dispose a large amount of the first conductive particles between the electrodes, and the conduction reliability The nature becomes even higher. Moreover, since content, such as a thermosetting component, becomes moderate, the conduction | electrical_connection reliability between electrodes becomes still higher. From the viewpoint of further improving the conduction reliability, it is preferable that the total content of the conductive particles and the solder particles is large.
上記導電材料において、上記第1の導電性粒子と上記はんだ粒子との重量比は、好ましくは1:0.06〜1:2、より好ましくは1:0.2〜1:2、更に好ましくは1:1〜1:2である。上記第1の導電性粒子の含有量が多いほど、電極間に第1の導電性粒子を多く配置することが容易あり、導通信頼性がより一層高くなる。上記はんだ粒子の含有量が多いほど、第1の導電性粒子の凝集がより一層生じ難くなる。 In the conductive material, the weight ratio of the first conductive particles to the solder particles is preferably 1: 0.06 to 1: 2, more preferably 1: 0.2 to 1: 2, and still more preferably. 1: 1 to 1: 2. The greater the content of the first conductive particles, the easier it is to dispose the first conductive particles between the electrodes, and the conduction reliability is further enhanced. The greater the content of the solder particles, the more difficult the aggregation of the first conductive particles occurs.
上記導電材料100重量%中、上記熱可塑性化合物の含有量又は上記熱硬化性成分の含有量は、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。電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記熱可塑性化合物及び上記熱硬化性成分の含有量は多い方が好ましい。 In 100% by weight of the conductive material, the content of the thermoplastic compound or the content of the thermosetting component is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, preferably Is 99% by weight or less, more preferably 98% by weight or less, still more preferably 90% by weight or less, and particularly preferably 80% by weight or less. From the viewpoint of further enhancing the conduction reliability between the electrodes, it is preferable that the contents of the thermoplastic compound and the thermosetting component are large.
上記加熱により硬化可能な化合物としては、エポキシ化合物、(メタ)アクリル化合物及びフェノール化合物等が挙げられる。なかでも、接続信頼性をより一層高める観点からは、エポキシ化合物が好ましい。 Examples of the compound that can be cured by heating include an epoxy compound, a (meth) acryl compound, and a phenol compound. Among these, an epoxy compound is preferable from the viewpoint of further improving connection reliability.
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、酸無水物、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。なかでも、導電材料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、ポリ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、潜在性ポリ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。 Examples of the thermosetting agent include imidazole curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, polythiol curing agents, acid anhydrides, thermal cation curing agents, and thermal radical generators. Among these, an imidazole curing agent, a polythiol curing agent, or an amine curing agent is preferable because the conductive material can be cured more rapidly at a low temperature. Moreover, since a storage stability becomes high when the curable compound curable by heating and the thermosetting agent are mixed, a latent curing agent is preferable. The latent curing agent is preferably a latent imidazole curing agent, a latent polythiol curing agent or a latent amine curing agent. In addition, the said thermosetting agent may be coat | covered with polymeric substances, 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- Examples include triazine isocyanuric acid adducts.
上記ポリ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 polythiol 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 hexamethylene diamine, octamethylene diamine, decamethylene diamine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro [5.5]. Examples include undecane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, metaphenylenediamine, and diaminodiphenylsulfone.
上記熱カチオン硬化剤としては、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 cationic curing agent include iodonium-based cationic curing agents, oxonium-based cationic curing agents, and sulfonium-based cationic curing agents. Examples of the iodonium-based cationic curing agent include bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate. Examples of the oxonium-based cationic curing agent include trimethyloxonium tetrafluoroborate. Examples of the sulfonium-based cationic curing agent include tri-p-tolylsulfonium hexafluorophosphate.
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。 The thermal radical generator is not particularly limited, and examples thereof include azo compounds and organic peroxides. Examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN). Examples of the organic peroxide include di-tert-butyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide.
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記加熱により硬化可能な硬化性化合物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、導電材料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, based on 100 parts by weight of the curable compound that can be cured by heating. The amount is preferably 100 parts by weight or less, more preferably 75 parts by weight or less. When the content of the thermosetting agent is not less than the above lower limit, it is easy to sufficiently cure the conductive material. When the content of the thermosetting agent is not more than the above upper limit, it is difficult for an excess thermosetting agent that did not participate in curing after curing to remain, and the heat resistance of the cured product is further enhanced.
上記バインダー樹脂は、フラックスを含むことが好ましい。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。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。 The binder resin preferably contains a flux. The flux is not particularly limited. As the flux, a flux generally used for soldering or the like 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 pine resin. Is mentioned. As for the said flux, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
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。 Examples of the molten salt include ammonium chloride. Examples of the organic acid include lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid, and glutaric acid. Examples of the pine resin include activated pine resin and non-activated pine resin. The flux is preferably an organic acid having two or more carboxyl groups, pine resin. The flux may be an organic acid having two or more carboxyl groups, or pine resin. By using an organic acid having two or more carboxyl groups, pine resin, the conduction reliability between the electrodes is further enhanced.
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 rosin is a rosin composed mainly of abietic acid. The flux is preferably rosins, and more preferably abietic acid. By using this preferable flux, the conduction reliability between the electrodes is further enhanced.
上記フラックスは、導電材料中に分散されていてもよく、第1の導電性粒子又ははんだ粒子の表面上に付着していてもよい。 The flux may be dispersed in the conductive material, or may be attached on the surface of the first conductive particles or solder particles.
上記導電材料100重量%中、上記フラックスの含有量は0重量%以上、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。上記導電材料は、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。 In 100% by weight of the conductive material, the content of the flux is 0% by weight or more, preferably 0.5% by weight or more, preferably 30% by weight or less, more preferably 25% by weight or less. The conductive material may not contain flux. When the flux content is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, it becomes more difficult to form an oxide film on the surface of the solder and the electrode, and the oxide film formed on the surface of the solder and the electrode is more effective. Can be removed.
上記導電材料は、必要に応じて、例えば、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、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。 The conductive material may be, 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, an ultraviolet absorber, and a lubricant as necessary. In addition, various additives such as an antistatic agent and a flame retardant may be included.
上記バインダー樹脂中に上記第1の導電性粒子及び上記はんだ粒子を分散させる方法は、従来公知の分散方法を用いることができ特に限定されない。上記バインダー樹脂中に上記第1の導電性粒子及び上記はんだ粒子を分散させる方法としては、例えば、上記バインダー樹脂中に上記第1の導電性粒子及び上記はんだ粒子を添加した後、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、上記第1の導電性粒子及び上記はんだ粒子を水又は有機溶剤中にホモジナイザー等を用いて均一に分散させた後、上記バインダー樹脂中に添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法、並びに上記バインダー樹脂を水又は有機溶剤等で希釈した後、上記第1の導電性粒子及び上記はんだ粒子を添加し、プラネタリーミキサー等で混練して分散させる方法等が挙げられる。 The method for dispersing the first conductive particles and the solder particles in the binder resin is not particularly limited, and a conventionally known dispersion method can be used. As a method of dispersing the first conductive particles and the solder particles in the binder resin, for example, after adding the first conductive particles and the solder particles to the binder resin, a planetary mixer or the like The first conductive particles and the solder particles are uniformly dispersed in water or an organic solvent using a homogenizer or the like, and then added to the binder resin, and a planetary mixer, etc. And the method in which the binder resin is diluted with water or an organic solvent, the first conductive particles and the solder particles are added, and the mixture is kneaded and dispersed with a planetary mixer or the like. Is mentioned.
本発明に係る導電材料は、導電ペースト及び導電フィルム等として使用され得る。本発明に係る導電材料が、導電フィルムである場合には、上記第1の導電性粒子及び上記はんだ粒子を含む導電フィルムに、上記第1の導電性粒子及び上記はんだ粒子を含まないフィルムが積層されていてもよい。上記導電ペーストは、異方性導電ペーストであることが好ましい。上記導電フィルムは、異方性導電フィルムであることが好ましい。 The conductive material according to the present invention can be used as a conductive paste and a conductive film. When the conductive material according to the present invention is a conductive film, a film not including the first conductive particles and the solder particles is laminated on the conductive film including the first conductive particles and the solder particles. May be. The conductive paste is preferably an anisotropic conductive paste. The conductive film is preferably an anisotropic conductive film.
(接続構造体)
上述した導電材料を用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
(Connection structure)
A connection structure can be obtained by connecting the connection target members using the conductive material described above.
上記接続構造体は、第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、該接続部が上述した導電材料により形成されている接続構造体であることが好ましい。 The connection structure includes a first connection target member, a second connection target member, and a connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member, and the connection portion. Is preferably a connection structure formed of the conductive material described above.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る導電材料を用いた接続構造体を模式的に示す正面断面図である。ここで用いた導電材料は、はんだ粒子21B(第1の導電性粒子)と、はんだ粒子21とバインダー樹脂とを含む。使用前において、はんだ粒子21の平均粒子径は、はんだ粒子21Bの平均粒子径よりも小さい。
FIG. 1 is a front sectional view schematically showing a connection structure using a conductive material according to the first embodiment of the present invention. The conductive material used here includes
図1に示す接続構造体51Aは、第1の接続対象部材52と、第2の接続対象部材53と、第1の接続対象部材52と第2の接続対象部材53とを接続している接続部54Aとを備える。接続部54Aは、上記導電材料により形成されている。上記バインダー樹脂が熱硬化性成分を含み、接続部54Aは、上記導電材料に含まれる熱硬化性成分を熱硬化させることにより形成されていることが好ましい。
The connection structure 51 </ b> A shown in FIG. 1 is a connection that connects the first
図2は、本発明の第2の実施形態に係る導電材料を用いた接続構造体を模式的に示す正面断面図である。ここで用いた導電材料は、第1の導電性粒子1とはんだ粒子21とバインダー樹脂とを含む。第1の導電性粒子1にかえて、第1の導電性粒子11などを用いてもよい。
FIG. 2 is a front sectional view schematically showing a connection structure using a conductive material according to the second embodiment of the present invention. The conductive material used here includes the first
図2に示す接続構造体51Bは、第1の接続対象部材52と、第2の接続対象部材53と、第1の接続対象部材52と第2の接続対象部材53とを接続している接続部54Bとを備える。接続部54Bは、上記導電材料により形成されている。上記バインダー樹脂が熱硬化性成分を含み、接続部54Bは、上記導電材料に含まれる熱硬化性成分を熱硬化させることにより形成されていることが好ましい。
The connection structure 51 </ b> B shown in FIG. 2 is a connection that connects the first
第1の接続対象部材52は表面(上面)に、複数の第1の電極52aを有する。第2の接続対象部材53は表面(下面)に、複数の第2の電極53aを有する。第1の電極52aと第2の電極53aとが、1つ又は複数のはんだ粒子21B又ははんだ粒子21により電気的に接続されていたり、1つ又は複数の第1の導電性粒子1又ははんだ粒子21により電気的に接続されていたりする。接続構造体51Aでは、はんだ粒子21Bにより電気的に接続されていることが好ましい。接続構造体51Bでは、第1の導電性粒子1により電気的に接続されていることが好ましい。
The first
なお、接続構造体51Aでは、はんだ粒子21は溶融した後に、はんだ粒子21Bと結合したり、はんだ粒子21B中に拡散したりする。また、はんだ粒子21は、はんだ粒子21Bとは別の領域で存在していてもよい。なお、図1では、はんだ粒子21が溶融した後に、はんだ粒子21Bと結合したり、はんだ粒子21B中に拡散したりしている場合を、はんだ粒子21と区別して、はんだ21Aとして示した。
In the
なお、接続構造体51Bでは、はんだ粒子21は溶融した後に、第1の導電性粒子1におけるはんだ層3Bと結合したり、はんだ層3B中に拡散したりする。また、はんだ粒子21は、第1の導電性粒子1とは別の領域で存在していてもよい。なお、図2では、はんだ粒子21が溶融した後に、第1の導電性粒子1におけるはんだ層3Bと結合したり、はんだ層3B中に拡散したりしている場合を、はんだ粒子21と区別して、はんだ21Aとして示した。
In the
上記接続構造体の製造方法は特に限定されない。該接続構造体の製造方法の一例としては、上記第1の接続対象部材と上記第2の接続対象部材との間に上記導電材料を配置し、積層体を得た後、該積層体を加熱及び加圧する方法等が挙げられる。加熱及び加圧により、第1の導電性粒子又ははんだ粒子におけるはんだが溶融して、該第1の導電性粒子又ははんだ粒子により電極間が電気的に接続される。さらに、バインダー樹脂が熱硬化性成分を含む場合には、バインダー樹脂が熱硬化して、硬化したバインダー樹脂により第1,第2の接続対象部材が接続される。上記加圧の圧力は9.8×104〜4.9×106Pa程度である。上記加熱の温度は、120〜220℃程度である。 The manufacturing method of the connection structure is not particularly limited. As an example of the manufacturing method of the connection structure, the conductive material is disposed between the first connection target member and the second connection target member to obtain a multilayer body, and then the multilayer body is heated. And a method of applying pressure. The solder in the first conductive particles or solder particles is melted by heating and pressurization, and the electrodes are electrically connected by the first conductive particles or solder particles. Furthermore, when the binder resin includes a thermosetting component, the binder resin is thermoset, and the first and second connection target members are connected by the cured binder resin. The pressure of the said pressurization is about 9.8 * 10 < 4 > -4.9 * 10 < 6 > Pa. The temperature of the said heating is about 120-220 degreeC.
図3に、図2に示す接続構造体51Bにおける第1の導電性粒子1と第1,第2の電極52a,53aとの接続部分を拡大して正面断面図で示す。図3に示すように、接続構造体51Bでは、第1の導電性粒子1におけるはんだ層3Bが溶融した後、溶融したはんだ層部分3Baが第1,第2の電極52a,53aと十分に接触する。すなわち、表面層がはんだ層3Bである第1の導電性粒子1を用いることにより、導電層の表面層がニッケル、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の導電性粒子1と第1,第2の電極52a,53aとの接触面積が大きくなる。このため、接続構造体51Bの導通信頼性及び接続信頼性を高めることができる。なお、フラックスを用いた場合には、加熱により、一般にフラックスは次第に失活する。また、導通信頼性をより一層高める観点からは、第2の導電層3Aを第1の電極52aに接触させることが好ましく、第2の導電層3Aを第2の電極53aに接触させることが好ましい。
FIG. 3 is an enlarged front sectional view showing a connection portion between the first
上記第1,第2の接続対象部材は、特に限定されない。上記第1,第2の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板、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。上記導電材料は、電子部品の接続に用いられる導電材料であることが好ましい。上記導電材料は、電極間の電気的な接続に用いられる導電材料であることが好ましい。上記導電材料は、液状であって、かつ液状の状態で接続対象部材の上面に塗工される導電材料であることが好ましい。 The said 1st, 2nd connection object member is not specifically limited. Specifically, the first and second connection target members include electronic components such as semiconductor chips, capacitors, and diodes, and circuit boards such as printed boards, flexible printed boards, glass epoxy boards, and glass boards. Examples include parts. The conductive material is preferably a conductive material used for connecting electronic components. The conductive material is preferably a conductive material used for electrical connection between electrodes. The conductive material is preferably a liquid and is a conductive material that is applied to the upper surface of the connection target member in a liquid state.
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。 Examples of the electrode provided on the connection target member include metal electrodes such as a gold electrode, a nickel electrode, a tin electrode, an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, and a tungsten electrode. When the connection object member is a flexible printed board, the electrode is preferably a gold electrode, a nickel electrode, a tin 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, 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 the metal oxide layer may be sufficient. Examples of the material for the metal oxide layer include indium oxide doped with a trivalent metal element and zinc oxide doped with a trivalent metal element. Examples of the trivalent metal element include Sn, Al, and Ga.
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 with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited only to the following examples.
(バインダー樹脂)
熱可塑性化合物1:
3Lのセパラブルフラスコに、プリポール1009(HOOC−(CH2)34−COOH、クローダジャパン社製、分子量567)219gと、エチレンジアミン(NH2CH2CH2NH2、分子量60)5gと、ピペラジン(C4H10N2、分子量86)27gと、5%亜リン酸水溶液0.8gとを入れた。
(Binder resin)
Thermoplastic compound 1:
In a 3 L separable flask, 219 g of Pripol 1009 (HOOC- (CH 2 ) 34 —COOH, molecular weight 567, manufactured by Croda Japan Co., Ltd.), 5 g of ethylenediamine (NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 , molecular weight 60), piperazine ( 27 g of C 4 H 10 N 2 , molecular weight 86) and 0.8 g of 5% aqueous phosphorous acid solution were added.
水分離管を取り付け、窒素フロー下にて、攪拌しながら190℃まで昇温し、反応物の数平均分子量が1400になるまで重縮合反応を行った。その後、ドデカン二酸(東京化成工業社製)83gを添加し、内容物が透明になるまで190℃で攪拌した。その後、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(三菱化学社製「PTMG1000」、数平均分子量1000)358gと、イルガノックス1098(BASFジャパン社製)1gとを添加し、均一にまるまで攪拌した。その後、三酸化アンチモン0.1gとモノブチルヒドロキシスズオキシド0.1gとを添加し、250℃まで昇温し、30分間攪拌した。1mmHgまで減圧し、更に250℃で4時間反応を行った。その結果、数平均分子量28000、融点120℃のポリアミド・ポリエステルブロックポリマーを得た。このポリアミド・ポリエステルブロックポリマーを熱可塑性化合物1と呼ぶ。
A water separation tube was attached, the temperature was raised to 190 ° C. with stirring under a nitrogen flow, and a polycondensation reaction was performed until the number average molecular weight of the reaction product reached 1400. Thereafter, 83 g of dodecanedioic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added and stirred at 190 ° C. until the contents became transparent. Thereafter, 358 g of polytetramethylene ether glycol (“PTMG1000” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, number average molecular weight 1000) and 1 g of Irganox 1098 (manufactured by BASF Japan) were added and stirred until they were even. Thereafter, 0.1 g of antimony trioxide and 0.1 g of monobutylhydroxytin oxide were added, the temperature was raised to 250 ° C., and the mixture was stirred for 30 minutes. The pressure was reduced to 1 mmHg, and the reaction was further performed at 250 ° C. for 4 hours. As a result, a polyamide / polyester block polymer having a number average molecular weight of 28000 and a melting point of 120 ° C. was obtained. This polyamide / polyester block polymer is referred to as
熱硬化性化合物1(エポキシ基含有アクリル樹脂、三菱化学社製「ブレンマーCP−30」)
熱硬化性化合物2(ビスフェノールA型エポキシ化合物、三菱化学社製「YL980」)
熱硬化性化合物3(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」)
熱硬化性化合物4(エポキシ化合物、DIC社製「EXA−4850−150」)
熱硬化性化合物5(フェノキシ樹脂、Inchem社製「PKHC」、重量平均分子量43000)
熱硬化性化合物6(エポキシ化合物、DIC社製「EPICLON HP−4032D)
熱硬化剤A(イミダゾール化合物、四国化成工業社製「2P−4MZ」)
熱硬化剤B(イミダゾールのアミンアダクト体、味の素ファインテクノ社製「PN−23」)
熱カチオン発生剤1(下記式(11)で表される化合物、加熱によりリン原子を含む無機酸イオンを放出する化合物)
Thermosetting compound 1 (epoxy group-containing acrylic resin, "Blemmer CP-30" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Thermosetting compound 2 (bisphenol A type epoxy compound, “YL980” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Thermosetting compound 3 (resorcinol type epoxy compound, “EX-201” manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
Thermosetting compound 4 (epoxy compound, “EXA-4850-150” manufactured by DIC)
Thermosetting compound 5 (phenoxy resin, “PKHC” manufactured by Inchem, weight average molecular weight 43000)
Thermosetting compound 6 (epoxy compound, “EPICLON HP-4032D” manufactured by DIC Corporation)
Thermosetting agent A (imidazole compound, “2P-4MZ” manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.)
Thermosetting agent B (amine adduct of imidazole, “PN-23” manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co.)
Thermal cation generator 1 (compound represented by the following formula (11), compound that releases inorganic acid ion containing phosphorus atom by heating)
熱カチオン発生剤2(下記式(12)で表される化合物、加熱によりアンチモン原子を含む無機酸イオンを放出する化合物) Thermal cation generator 2 (compound represented by the following formula (12), compound that releases inorganic acid ion containing antimony atom by heating)
熱カチオン発生剤3(下記式(13)で表される化合物、加熱によりホウ素原子を含む有機酸イオンを放出する化合物) Thermal cation generator 3 (compound represented by the following formula (13), a compound that releases an organic acid ion containing a boron atom by heating)
硬化促進剤A(2−エチル−4−メチルイミダゾール)
接着付与剤:信越化学工業社製「KBE−403」
フラックス:和光純薬工業社製「グルタル酸」
Curing accelerator A (2-ethyl-4-methylimidazole)
Adhesion imparting agent: “KBE-403” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Flux: “Glutaric acid” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
(第1の導電性粒子及びはんだ粒子)
第1の導電性粒子1(樹脂コアはんだ被覆粒子、下記手順で作製)
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」、平均粒子径10μm、軟化点330℃、10%K値(23℃)3.8GPa)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2μm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2μm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(平均粒子径16μm、CV値20%、樹脂コアはんだ被覆粒子)を作製した。
第1の導電性粒子2(樹脂コアはんだ被覆粒子、下記手順で作製)
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」、平均粒子径5μm、軟化点330℃、10%K値(23℃)3.8GPa)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2μm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2μm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(平均粒子径11μm、CV値20%、樹脂コアはんだ被覆粒子)を作製した。
第1の導電性粒子3:SnBiはんだ粒子(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径15μm)
第1の導電性粒子4:SnBiはんだ粒子(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径13μm)
第1の導電性粒子5:SnBiはんだ粒子(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径9μm)
はんだ粒子A:SnBiはんだ粒子(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径3μm)
はんだ粒子B:SnBiはんだ粒子(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径10μm)
はんだ粒子C:SnBiはんだ粒子(錫:ビスマス=43重量%:57重量%、平均粒子径5μm)
(First conductive particles and solder particles)
First conductive particles 1 (resin core solder-coated particles, prepared by the following procedure)
Divinylbenzene resin particles (“Micropearl SP-210” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., average particle diameter 10 μm, softening point 330 ° C., 10% K value (23 ° C.) 3.8 GPa) are electroless nickel plated, A base nickel plating layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the surface. Next, the resin particles on which the base nickel plating layer was formed were subjected to electrolytic copper plating to form a 1 μm thick copper layer. Further, electrolytic plating was performed using an electrolytic plating solution containing tin and bismuth to form a 2 μm thick solder layer. In this way, a 1 μm thick copper layer is formed on the surface of the resin particles, and a 2 μm thick solder layer (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%) is formed on the surface of the copper layer. Conductive particles (average particle size 16 μm, CV value 20%, resin core solder-coated particles) were prepared.
First conductive particles 2 (resin core solder-coated particles, prepared by the following procedure)
Divinylbenzene resin particles (“Micropearl SP-210” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., average particle size 5 μm, softening point 330 ° C., 10% K value (23 ° C.) 3.8 GPa) are electroless nickel plated, A base nickel plating layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the surface. Next, the resin particles on which the base nickel plating layer was formed were subjected to electrolytic copper plating to form a 1 μm thick copper layer. Further, electrolytic plating was performed using an electrolytic plating solution containing tin and bismuth to form a 2 μm thick solder layer. In this way, a 1 μm thick copper layer is formed on the surface of the resin particles, and a 2 μm thick solder layer (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%) is formed on the surface of the copper layer. Conductive particles (average particle diameter 11 μm, CV value 20%, resin core solder-coated particles) were prepared.
First conductive particles 3: SnBi solder particles (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%, average particle diameter: 15 μm)
First conductive particles 4: SnBi solder particles (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%, average particle diameter 13 μm)
First conductive particles 5: SnBi solder particles (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%, average particle diameter 9 μm)
Solder particles A: SnBi solder particles (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%,
Solder particles B: SnBi solder particles (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%, average particle diameter 10 μm)
Solder particles C: SnBi solder particles (tin: bismuth = 43 wt%: 57 wt%, average particle diameter 5 μm)
(実施例1〜53及び比較例1〜10)
下記の表1〜3に示す成分を下記の表1〜3に示す配合量で配合して、異方性導電ペーストを得た。
(Examples 1 to 53 and Comparative Examples 1 to 10)
The components shown in Tables 1 to 3 below were blended in the blending amounts shown in Tables 1 to 3 to obtain anisotropic conductive pastes.
また、下記の表4,5に示す成分を下記の表4,5に示す配合量で配合して、更に固形分が35重量%となるよう溶剤であるトルエンを配合した後、遊星式攪拌機を用いて2000rpmで5分間攪拌することにより、組成物を得た。離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム上に、得られた組成物を塗工した後、80℃で15分間真空乾燥して溶剤を除去し、厚みが50μmである異方性導電フィルムを得た。 In addition, the components shown in Tables 4 and 5 below were blended in the blending amounts shown in Tables 4 and 5 below, and further toluene as a solvent was blended so that the solid content was 35% by weight. The resulting composition was obtained by stirring at 2000 rpm for 5 minutes. After coating the obtained composition on the polyethylene terephthalate film subjected to the release treatment, the solvent was removed by vacuum drying at 80 ° C. for 15 minutes to obtain an anisotropic conductive film having a thickness of 50 μm.
(評価)
(1)凝集状態
得られた異方性導電ペーストを25℃で72時間保管した。保管後に、異方性導電ペーストにおいて凝集した第1の導電性粒子が沈降しているか否かを評価した。また、異方性導電フィルムを得る際に調製した組成物を25℃で72時間保管した。保管後の組成物を用いたこと以外は同様にして、実施例及び比較例の異方性導電フィルムを作製した。得られた異方性導電フィルムにおいて凝集した第1の導電性粒子が沈降しているか否かを評価した。凝集状態を下記の基準で判定した。
(Evaluation)
(1) Aggregation state The obtained anisotropic conductive paste was stored at 25 ° C. for 72 hours. After storage, it was evaluated whether or not the first conductive particles aggregated in the anisotropic conductive paste were settled. Moreover, the composition prepared when obtaining an anisotropic conductive film was stored at 25 degreeC for 72 hours. The anisotropic conductive films of Examples and Comparative Examples were produced in the same manner except that the composition after storage was used. It was evaluated whether or not the aggregated first conductive particles in the obtained anisotropic conductive film were settled. The aggregation state was determined according to the following criteria.
なお、異方性導電フィルムを得る段階で、上記組成物が保管されることがある。上記組成物における第1の導電性粒子の沈降を抑えることで、第1の導電性粒子の凝集が抑えられた異方性導電フィルムが得られる。 In addition, the said composition may be stored in the step which obtains an anisotropic conductive film. By suppressing sedimentation of the first conductive particles in the composition, an anisotropic conductive film in which aggregation of the first conductive particles is suppressed can be obtained.
[凝集状態の判定基準]
○:凝集した第1の導電性粒子が沈降していない
△:凝集した第1の導電性粒子がわずかに沈降している
×:凝集した第1の導電性粒子が多く沈降している
[Judgment criteria for aggregation state]
○: Aggregated first conductive particles are not settled Δ: Aggregated first conductive particles are slightly settled ×: Many aggregated first conductive particles are settled
(2)第1の接続構造体(L/S=50μm/50μm)の作製
L/Sが50μm/50μmの銅電極パターン(銅電極厚み10μm)を上面に有するガラスエポキシ基板(FR−4基板)を用意した。また、L/Sが50μm/50μmの銅電極パターン(銅電極厚み10μm)を下面に有するフレキシブルプリント基板を用意した。
(2) Production of first connection structure (L / S = 50 μm / 50 μm) Glass epoxy substrate (FR-4 substrate) having a copper electrode pattern (copper electrode thickness 10 μm) with L / S of 50 μm / 50 μm on the upper surface Prepared. Moreover, the flexible printed circuit board which has a copper electrode pattern (copper electrode thickness 10 micrometers) whose L / S is 50 micrometers / 50 micrometers on the lower surface was prepared.
ガラスエポキシ基板とフレキシブルプリント基板との重ね合わせ面積は、1.5cm×4mmとし、接続した電極数は75対とした。 The overlapping area of the glass epoxy substrate and the flexible printed circuit board was 1.5 cm × 4 mm, and the number of connected electrodes was 75 pairs.
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厚さ50μmとなるように塗工し、異方性導電材料層を形成した。次に、異方性導電材料層の上面に上記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。その後、異方性導電材料層の温度が185℃となるようにヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧加熱ヘッドを載せ、2.0MPaの圧力をかけて、はんだを溶融させ、かつ異方性導電材料層を185℃で硬化させ、異方性導電ペーストを用いた第1の接続構造体を得た。 On the upper surface of the glass epoxy substrate, the anisotropic conductive paste immediately after preparation was applied to a thickness of 50 μm to form an anisotropic conductive material layer. Next, the flexible printed circuit board was laminated on the upper surface of the anisotropic conductive material layer so that the electrodes face each other. Then, while adjusting the temperature of the head so that the temperature of the anisotropic conductive material layer is 185 ° C., a pressure heating head is placed on the upper surface of the semiconductor chip and a pressure of 2.0 MPa is applied to melt the solder. And the anisotropic conductive material layer was hardened at 185 degreeC, and the 1st connection structure using an anisotropic conductive paste was obtained.
また、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フィルムを積層して、異方性導電材料層を形成したこと以外は同様にして、異方性導電フィルムを用いた第1の接続構造体を得た。 Further, a first anisotropic conductive film was used in the same manner except that the anisotropic conductive film immediately after fabrication was laminated on the upper surface of the glass epoxy substrate to form an anisotropic conductive material layer. A connection structure was obtained.
(3)第2の接続構造体(L/S=75μm/75μm)の作製
L/Sが75μm/75μmの銅電極パターン(銅電極厚み10μm)を上面に有するガラスエポキシ基板(FR−4基板)を用意した。また、L/Sが75μm/75μmの銅電極パターン(銅電極厚み10μm)を下面に有するフレキシブルプリント基板を用意した。
(3) Production of second connection structure (L / S = 75 μm / 75 μm) Glass epoxy substrate (FR-4 substrate) having a copper electrode pattern (copper electrode thickness 10 μm) having L / S of 75 μm / 75 μm on the upper surface Prepared. Moreover, the flexible printed circuit board which has a copper electrode pattern (copper electrode thickness 10 micrometers) whose L / S is 75 micrometers / 75 micrometers on the lower surface was prepared.
L/Sが異なる上記ガラスエポキシ基板及びフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は第1の接続構造体の作製と同様にして、第2の接続構造体を得た。 A second connection structure was obtained in the same manner as the production of the first connection structure except that the glass epoxy substrate and the flexible printed circuit board having different L / S were used.
(4)第3の接続構造体(L/S=100μm/100μm)の作製
L/Sが100μm/100μmの銅電極パターン(銅電極厚み10μm)を上面に有するガラスエポキシ基板(FR−4基板)を用意した。また、L/Sが100μm/100μmの銅電極パターン(銅電極厚み10μm)を下面に有するフレキシブルプリント基板を用意した。
(4) Production of third connection structure (L / S = 100 μm / 100 μm) Glass epoxy substrate (FR-4 substrate) having a copper electrode pattern (copper electrode thickness 10 μm) having L / S of 100 μm / 100 μm on the upper surface Prepared. Moreover, the flexible printed circuit board which has a copper electrode pattern (copper electrode thickness 10 micrometers) with L / S of 100 micrometers / 100 micrometers on the lower surface was prepared.
L/Sが異なる上記ガラスエポキシ基板及びフレキシブルプリント基板を用いたこと以外は第1の接続構造体の作製と同様にして、第3の接続構造体を得た。 A third connection structure was obtained in the same manner as the production of the first connection structure except that the glass epoxy substrate and the flexible printed circuit board having different L / S were used.
(5)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。
(5) Conduction reliability between upper and lower electrodes In the obtained first, second and third connection structures (n = 15), the connection resistance between the upper and lower electrodes was measured by the four-terminal method, respectively. . The average value of connection resistance was calculated. Note that the connection resistance can be obtained by measuring the voltage when a constant current is passed from the relationship of voltage = current × resistance. The conduction reliability was determined according to the following criteria.
[導通信頼性の判定基準]
○○:接続抵抗の平均値が8.0Ω以下
○:接続抵抗の平均値が8.0Ωを超え、10.0Ω以下
△:接続抵抗の平均値が10.0Ωを超え、15.0Ω以下
×接続抵抗の平均値が15.0Ωを超える
[Judgment criteria for conduction reliability]
○○: Average value of connection resistance is 8.0Ω or less ○: Average value of connection resistance exceeds 8.0Ω and 10.0Ω or less △: Average value of connection resistance exceeds 10.0Ω and 15.0Ω or less × Average connection resistance exceeds 15.0Ω
(6)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、隣接する電極間に、15V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。
(6) Insulation reliability between adjacent electrodes In the obtained first, second and third connection structures (n = 15), 15 V was applied between the adjacent electrodes, and the resistance value was 25 locations. Measured with Insulation reliability was judged according to the following criteria.
[絶縁信頼性の判定基準]
○:85℃、85%RHで絶縁抵抗値1.0×107Ω以上を500時間保持
△:85℃、85%RHで絶縁抵抗値1.0×107Ω以上を250時間以上、500時間未満保持
×:85℃、85%RHで絶縁抵抗値1.0×107Ω以上を250時間未満保持
[Criteria for insulation reliability]
○: 85 ℃, 85% RH in the insulation resistance 1.0 × 10 7 Ω or more 500 hours holding △: 85 ℃, 85% RH in the insulation resistance 1.0 × 10 7 Ω or more 250 or more hours, 500 Retained for less than time x: Retained at an insulation resistance value of 1.0 × 10 7 Ω or higher at 85 ° C. and 85% RH for less than 250 hours
結果を下記の表1〜5に示す。 The results are shown in Tables 1 to 5 below.
なお、全ての実施例において、得られた第1,第2,第3の接続構造体では、電極に銅層が接触していた。 In all the examples, in the obtained first, second, and third connection structures, the copper layer was in contact with the electrode.
1…第1の導電性粒子
2…基材粒子
3…導電層
3A…第2の導電層
3B…はんだ層
3Ba…溶融したはんだ層部分
11…第1の導電性粒子
12…はんだ層
21…はんだ粒子
21A…はんだ
21B…はんだ粒子(第1の導電性粒子)
51A,51B…接続構造体
52…第1の接続対象部材
52a…第1の電極
53…第2の接続対象部材
53a…第2の電極
54A,54B…接続部
DESCRIPTION OF
51A, 51B ...
Claims (14)
前記第1の導電性粒子よりも平均粒子径が小さいはんだ粒子と、
バインダー樹脂とを含む、導電材料。 First conductive particles having solder on a conductive surface;
Solder particles having an average particle size smaller than that of the first conductive particles;
A conductive material containing a binder resin.
前記第1の導電性粒子と、前記はんだ粒子と、前記バインダー樹脂とを含む導電材料を得る、導電材料の製造方法。 First conductive particles having solder on a conductive surface, solder particles having an average particle diameter smaller than that of the first conductive particles, and a binder resin are mixed.
A method for producing a conductive material, wherein a conductive material including the first conductive particles, the solder particles, and the binder resin is obtained.
第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電材料により形成されており、
前記第1の電極と前記第2の電極とが、前記導電材料に含まれる前記第1の導電性粒子又は前記はんだ粒子により電気的に接続されている、接続構造体。 A first connection object member having a first electrode on its surface;
A second connection target member having a second electrode on its surface;
A connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member;
The connecting portion is formed of the conductive material according to any one of claims 1 to 6,
The connection structure in which the first electrode and the second electrode are electrically connected by the first conductive particles or the solder particles contained in the conductive material.
第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項7〜12のいずれか1項に記載の導電材料の製造方法により得られた導電材料により形成されており、
前記第1の電極と前記第2の電極とが、前記導電材料に含まれる前記第1の導電性粒子又は前記はんだ粒子により電気的に接続されている、接続構造体。 A first connection object member having a first electrode on its surface;
A second connection target member having a second electrode on its surface;
A connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member;
The connection portion is formed of a conductive material obtained by the method for manufacturing a conductive material according to any one of claims 7 to 12,
The connection structure in which the first electrode and the second electrode are electrically connected by the first conductive particles or the solder particles contained in the conductive material.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2013123598A JP2014017248A (en) | 2012-06-14 | 2013-06-12 | Conductive material, production method of conductive material, and connection structure |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
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