JP2018006084A - Conductive material, connection structure and method for producing connection structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、はんだを有する導電性粒子を含む導電材料に関する。また、本発明は、上記導電材料を用いた接続構造体及び接続構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a conductive material including conductive particles having solder. The present invention also relates to a connection structure using the conductive material and a method for manufacturing the connection structure.
異方性導電ペースト及び異方性導電フィルム等の異方性導電材料が広く知られている。上記異方性導電材料では、バインダー樹脂中に導電性粒子が分散されている。 Anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive 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、フレキシブルプリント基板の電極とガラスエポキシ基板の電極とを電気的に接続する際には、ガラスエポキシ基板上に、導電性粒子を含む異方性導電材料を配置する。次に、フレキシブルプリント基板を積層して、加熱及び加圧する。これにより、異方性導電材料を硬化させて、導電性粒子を介して電極間を電気的に接続して、接続構造体を得る。 For example, when electrically connecting the electrode of the flexible printed circuit board and the electrode of the glass epoxy substrate by the anisotropic conductive material, an anisotropic conductive material containing conductive particles is disposed on the glass epoxy substrate. To do. Next, a flexible printed circuit board is laminated, 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、導電性粒子と、該導電性粒子の融点で硬化が完了しない樹脂成分とを含む異方性導電材料が記載されている。上記導電性粒子としては、具体的には、錫(Sn)、インジウム(In)、ビスマス(Bi)、銀(Ag)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、カドミウム(Cd)、ガリウム(Ga)及びタリウム(Tl)等の金属や、これらの金属の合金が挙げられている。
As an example of the anisotropic conductive material,
特許文献1では、上記導電性粒子の融点よりも高く、かつ上記樹脂成分の硬化が完了しない温度に、異方性導電樹脂を加熱する樹脂加熱ステップと、上記樹脂成分を硬化させる樹脂成分硬化ステップとを経て、電極間を電気的に接続することが記載されている。また、特許文献1には、特許文献1の図8に示された温度プロファイルで実装を行うことが記載されている。特許文献1では、異方性導電樹脂が加熱される温度にて硬化が完了しない樹脂成分内で、導電性粒子が溶融する。
In
また、下記の特許文献2には、融点240℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、及びフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物が開示されている。上記熱硬化性樹脂バインダーは、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有する。上記エポキシ樹脂は、芳香核に他の基との結合部位を有する芳香族炭化水素基(a1)と、エーテル結合を含む炭化水素基(a2)又はその他の炭化水素基(a3)とが、アセタール結合(a4)を介して結合した構造を有し、かつ、グリシジルオキシ基が芳香族炭化水素基(a1)に結合した構造を有する直鎖状2官能エポキシ樹脂(A)、及び重量平均分子量(Mw)15000〜70000の直鎖状2官能フェノキシ樹脂(B)から選ばれる少なくとも1種の柔軟性エポキシ樹脂を含有する。上記硬化剤は、酸無水物当量200〜400の脂肪族酸無水物からなる柔軟性酸無水物硬化剤を含有する。
特許文献2では、硬化剤の使用量は適宜設定されるが、エポキシ樹脂のエポキシ当量に対する硬化剤の化学量論上の当量比が0.8〜1.2の範囲となるようにすることが好ましい旨が記載されているように、特許文献2に記載の酸無水物は、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられており、吸水剤として用いられているわけではない。
In
特許文献1,2に記載のような従来の導電材料では、接続される電極間に導電材料を効率的に配置することができない場合がある。特に、導電材料をスクリーン塗布等によってうすく塗工した際に、導電性粒子におけるはんだが電極上へ凝集し難くなる場合があり、結果として導通信頼性及び絶縁信頼性が低くなる場合がある。
In the conventional conductive materials described in
本発明の目的は、優れたはんだ凝集性によって、接続される電極間にはんだを効率的に配置することができ、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を提供することである。また、本発明の目的は、上記導電材料を用いた接続構造体及び接続構造体の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a conductive material that can efficiently arrange solder between electrodes to be connected due to excellent solder cohesion and can improve conduction reliability and insulation reliability. . Another object of the present invention is to provide a connection structure using the conductive material and a method for manufacturing the connection structure.
本発明の広い局面によれば、導電部の外表面部分に、はんだを有する複数の導電性粒子と、熱硬化性成分と、フラックスと、吸水剤とを含む、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 a plurality of conductive particles having solder, a thermosetting component, a flux, and a water absorbing agent on an outer surface portion of a conductive portion.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料100重量%中、前記吸水剤の含有量が、0.1重量%以上、5重量%以下である。 On the specific situation with the electrically-conductive material which concerns on this invention, content of the said water absorbing agent is 0.1 to 5 weight% in 100 weight% of said electrically-conductive materials.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、70℃における前記吸水剤の吸水量が、0.03ml/g以上である。 On the specific situation with the electrically-conductive material which concerns on this invention, the water absorption amount of the said water absorbing agent in 70 degreeC is 0.03 ml / g or more.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料は、前記吸水剤として、プロピレン化合物、アセチレン化合物、又は酸無水物を含む。 On the specific situation with the electrically-conductive material which concerns on this invention, the said electrically-conductive material contains a propylene compound, an acetylene compound, or an acid anhydride as the said water absorbing agent.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料は、前記吸水剤として、酸無水物を含む。 On the specific situation with the electrically-conductive material which concerns on this invention, the said electrically-conductive material contains an acid anhydride as the said water absorbing agent.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記酸無水物が、フラックスの溶融温度−10℃で液状である。 On the specific situation with the electrically-conductive material which concerns on this invention, the said acid anhydride is a liquid at the melting temperature of -10 degreeC of a flux.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記熱硬化性成分が、熱硬化性化合物と、硬化剤とを含む。 On the specific situation with the electrically-conductive material which concerns on this invention, the said thermosetting component contains a thermosetting compound and a hardening | curing agent.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記硬化剤が、チオール硬化剤である。 In a specific aspect of the conductive material according to the present invention, the curing agent is a thiol curing agent.
本発明に係る導電材料のある特定の局面では、前記導電材料が、導電ペーストである。 In a specific aspect of the conductive material according to the present invention, the conductive material is a conductive paste.
本発明の広い局面によれば、少なくとも1つの第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、少なくとも1つの第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、前記接続部の材料が、上述した導電材料であり、前記第1の電極と前記第2の電極とが前記接続部中のはんだ部により電気的に接続されている、接続構造体が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, a first connection target member having at least one first electrode on the surface, a second connection target member having at least one second electrode on the surface, and the first A connection portion connecting the second connection target member and the second connection target member, wherein the material of the connection portion is the conductive material described above, and the first electrode and the second electrode Is provided that is electrically connected by a solder part in the connection part.
本発明に係る接続構造体のある特定の局面では、前記第1の電極と前記接続部と前記第2の電極との積層方向に前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、前記接続部中のはんだ部が配置されている。 In a specific aspect of the connection structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode face each other in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode. When the portion is viewed, the solder portion in the connection portion is arranged in 50% or more of the area of 100% of the portion where the first electrode and the second electrode face each other.
本発明の広い局面によれば、上述した導電材料を用いて、少なくとも1つの第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、前記導電材料を配置する工程と、前記導電材料の前記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、少なくとも1つの第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するように配置する工程と、前記導電性粒子におけるはんだの融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記導電材料を加熱することで、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、前記導電材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記接続部中のはんだ部により電気的に接続する工程とを備える、接続構造体の製造方法が提供される。 According to a wide aspect of the present invention, using the conductive material described above, the step of disposing the conductive material on the surface of the first connection target member having at least one first electrode on the surface; On the surface opposite to the first connection target member side of the material, the second connection target member having at least one second electrode on the surface, the first electrode and the second electrode are The step of disposing so as to face each other, and heating the conductive material above the melting point of the solder in the conductive particles and above the curing temperature of the thermosetting component, the first connection object member and the second A step of forming a connection portion connecting a member to be connected with the conductive material, and electrically connecting the first electrode and the second electrode with a solder portion in the connection portion. Provided with a method for manufacturing a connection structure It is.
本発明に係る接続構造体の製造方法のある特定の局面では、前記第1の電極と前記接続部と前記第2の電極との積層方向に前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、前記第1の電極と前記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上に、前記接続部中のはんだ部が配置されている接続構造体を得る。 In a specific aspect of the manufacturing method of the connection structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode are stacked in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode. A connection in which the solder part in the connection part is arranged in 50% or more of the area of 100% of the part where the first electrode and the second electrode face each other when the part facing each other is viewed. Get a structure.
本発明に係る導電材料は、導電部の外表面部分に、はんだを有する複数の導電性粒子と、熱硬化性成分と、フラックスと、吸水剤とを含むので、優れたはんだ凝集性によって、接続される電極間にはんだを効率的に配置することができ、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる。 The conductive material according to the present invention includes a plurality of conductive particles having solder, a thermosetting component, a flux, and a water-absorbing agent on the outer surface portion of the conductive portion. Solder can be efficiently arranged between the electrodes to be connected, and 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.
(導電材料)
本発明に係る導電材料は、複数の導電性粒子と、熱硬化性成分と、フラックスと、吸水剤とを含む。
(Conductive material)
The conductive material according to the present invention includes a plurality of conductive particles, a thermosetting component, a flux, and a water absorbing agent.
上記導電性粒子は、導電部を有する。上記導電性粒子は、導電部の外表面部分に、はんだを有する。はんだは、導電部に含まれ、導電部の一部又は全部である。 The conductive particles have a conductive part. The conductive particles have solder on the outer surface portion of the conductive portion. Solder is contained in the conductive part and is a part or all of the conductive part.
本発明では、上記の構成が備えられているので、優れたはんだ凝集性によって、接続される電極間にはんだを効率的に配置することができ、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる。電極幅又は電極間幅が狭い場合には、電極上にはんだを寄せ集めにくい傾向があるが、本発明では、電極幅又は電極間幅が狭くても、電極上にはんだを十分に寄せ集めることができる。本発明では、電極間を電気的に接続した場合に、はんだが、上下の対向した電極間に集まりやすく、はんだを電極(ライン)上に効率的に配置することができる。また、本発明では、電極がある電極幅が広いと、はんだが電極上により一層効率的に配置される。 In the present invention, since the above configuration is provided, the solder can be efficiently arranged between the electrodes to be connected due to the excellent solder cohesiveness, and the conduction reliability and the insulation reliability can be improved. . When the electrode width or the inter-electrode width is narrow, there is a tendency that the solder is difficult to gather on the electrodes, but in the present invention, the solder is sufficiently gathered on the electrodes even if the electrode width or the inter-electrode width is narrow. Can do. In the present invention, when the electrodes are electrically connected, the solder tends to gather between the upper and lower electrodes, and the solder can be efficiently disposed on the electrodes (lines). Also, in the present invention, when an electrode has a wide electrode width, the solder is more efficiently arranged on the electrode.
上記の効果が発現するのは、導電材料中に存在する水、又は加熱時に発生する水を吸水剤により除去できるためである。導電材料中に水が存在していると、フラックスが水へ溶解して、電極表面やはんだ表面の酸化膜を十分に除去できず、また、はんだの濡れ性も悪化する。本発明では、吸水剤により水を除去することで、接続される電極間にはんだを効率的に配置することができ、導通信頼性及び絶縁信頼性を高めることができる。 The above-described effect is manifested because water present in the conductive material or water generated during heating can be removed by the water absorbing agent. If water is present in the conductive material, the flux dissolves in the water, and the oxide film on the electrode surface or the solder surface cannot be sufficiently removed, and the wettability of the solder also deteriorates. In the present invention, by removing water with the water-absorbing agent, the solder can be efficiently arranged between the electrodes to be connected, and the conduction reliability and the insulation reliability can be improved.
また、本発明では、はんだの一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだの量をかなり少なくすることができる。本発明では、対向する電極間に位置していないはんだを、対向する電極間に効率的に移動させることができる。従って、電極間の導通信頼性を高めることができる。しかも、接続されてはならない横方向に隣り合う電極間の電気的な接続を防ぐことができ、絶縁信頼性を高めることができる。 Further, in the present invention, a part of the solder is difficult to be disposed in a region (space) where no electrode is formed, and the amount of solder disposed in a region where no electrode is formed can be considerably reduced. In the present invention, the solder that is not located between the opposing electrodes can be efficiently moved between the opposing electrodes. Therefore, the conduction reliability between the electrodes can be improved. In addition, it is possible to prevent electrical connection between the laterally adjacent electrodes that should not be connected, and to improve the insulation reliability.
更に、本発明では、電極間の位置ずれを防ぐことができる。本発明では、導電材料を上面に配置した第1の接続対象部材に、第2の接続対象部材を重ね合わせた際に、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材の電極とのアライメントがずれた状態で、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材とが重ね合わされた場合でも、そのずれを補正して、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材の電極とを接続させることができる(セルフアライメント効果)。 Furthermore, in the present invention, it is possible to prevent displacement between the electrodes. In the present invention, when the second connection target member is superimposed on the first connection target member having the conductive material disposed on the upper surface, the electrode of the first connection target member and the electrode of the second connection target member Even when the first connection target member and the second connection target member are overlapped in a state where the alignment of the first connection target member and the second connection target member are overlaid, the shift is corrected and the electrode of the first connection target member and the second connection target are corrected. The electrode of the member can be connected (self-alignment effect).
はんだを電極上により一層効率的に配置するために、上記導電材料の25℃での粘度(η25)は、好ましくは30Pa・s以上、より好ましくは80Pa・s以上であり、好ましくは400Pa・s以下、より好ましくは200Pa・s以下である。上記粘度(η25)は、配合成分の種類及び配合量に適宜調整可能である。 In order to arrange the solder more efficiently on the electrode, the viscosity (η25) of the conductive material at 25 ° C. is preferably 30 Pa · s or more, more preferably 80 Pa · s or more, preferably 400 Pa · s. Hereinafter, more preferably 200 Pa · s or less. The said viscosity ((eta) 25) can be suitably adjusted with the kind and compounding quantity of a compounding component.
上記粘度(η25)は、例えば、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)等を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定可能である。 The viscosity (η25) can be measured using, for example, an E-type viscometer (“TVE22L” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) and the like at 25 ° C. and 5 rpm.
はんだを電極上により一層効率的に配置するために、上記導電性粒子におけるはんだの融点−10℃での導電材料の粘度(η−10)は好ましくは0.1Pa・s以上、より好ましくは1Pa・s以上、更に好ましくは3Pa・s以上、好ましくは20Pa・s以下、より好ましくは15Pa・s以下、更に好ましくは10Pa・s以下である。上記粘度(η−10)は、配合成分の種類及び配合量に適宜調整可能である。 In order to arrange the solder more efficiently on the electrode, the viscosity (η-10) of the conductive material at the melting point of the solder in the conductive particles −10 ° C. is preferably 0.1 Pa · s or more, more preferably 1 Pa. · S or more, more preferably 3 Pa · s or more, preferably 20 Pa · s or less, more preferably 15 Pa · s or less, still more preferably 10 Pa · s or less. The said viscosity ((eta) -10) can be suitably adjusted with the kind and compounding quantity of a compounding component.
はんだの融点−10℃は、導電性粒子の電極上への移動に影響しやすい温度である。 The melting point of the solder of −10 ° C. is a temperature that easily affects the movement of the conductive particles onto the electrode.
上記粘度(η−10)は、例えば、STRESSTECH(EOLOGICA社製)等を用いて、歪制御1rad、周波数1Hz、昇温速度20℃/分、測定温度範囲40℃〜はんだの融点℃の条件で測定可能である。この測定において、はんだの融点−10℃での粘度を読み取る。
The viscosity (η-10) is, for example, using STRESSTECH (manufactured by EOLOGICA) or the like under the conditions of
上記導電材料は、導電ペースト及び導電フィルム等として使用される。上記導電ペーストは、異方性導電ペーストであることが好ましく、上記導電フィルムは、異方性導電フィルムであることが好ましい。はんだをより一層電極上に配置する観点からは、上記導電材料は、導電ペーストであることが好ましい。 The conductive material is used as a conductive paste and a conductive film. The conductive paste is preferably an anisotropic conductive paste, and the conductive film is preferably an anisotropic conductive film. From the viewpoint of further disposing the solder on the electrode, the conductive material is preferably a conductive paste.
上記導電ペーストを作製する方法は特に限定されず、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリーミキサー、ニーダー、3本ロール等の混合機を用いて、混合する方法等が挙げられる。 The method for producing the conductive paste is not particularly limited, and examples thereof include a method of mixing using a mixer such as a homodisper, a homomixer, a universal mixer, a planetary mixer, a kneader, or a three roll.
上記導電材料は、電極の電気的な接続に好適に用いられる。上記導電材料は、回路接続材料であることが好ましい。 The conductive material is preferably used for electrical connection of electrodes. The conductive material is preferably a circuit connection material.
以下、導電材料に含まれる各成分を説明する。 Hereinafter, each component contained in the conductive material will be described.
(導電性粒子)
本発明に係る導電性粒子は、導電部の外表面部分に、はんだを有する。上記導電性粒子は、はんだにより形成されたはんだ粒子であってもよい。上記はんだ粒子は、はんだを導電部の外表面部分に有する。上記はんだ粒子は、中心部分及び導電部の外表面のいずれもがはんだである粒子である。上記はんだ粒子は、コア粒子として、基材粒子を有さない。上記はんだ粒子は、基材粒子と、上記基材粒子の表面上に配置された導電部とを備える導電性粒子とは異なる。上記はんだ粒子は、例えば、はんだを好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、更に好ましくは95重量%以上で含む。
(Conductive particles)
The electroconductive particle which concerns on this invention has a solder in the outer surface part of an electroconductive part. The conductive particles may be solder particles formed by solder. The solder particles have solder on the outer surface portion of the conductive portion. The solder particles are particles in which both the central portion and the outer surface of the conductive portion are solder. The solder particles do not have base particles as core particles. The solder particles are different from conductive particles including base particles and conductive portions arranged on the surface of the base particles. The solder particles include, for example, solder preferably at 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and further preferably 95% by weight or more.
上記導電性粒子は、基材粒子と、該基材粒子の表面上に配置された導電部とを有していてもよい。この場合に、上記導電性粒子は、導電部の外表面部分に、はんだを有する。なお、導電性粒子として、上記はんだ粒子を用いた場合と比べて、はんだにより形成されていない基材粒子と基材粒子の表面上に配置されたはんだ部とを備える導電性粒子を用いた場合には、電極上に導電性粒子が集まりにくくなり、導電性粒子同士のはんだ接合性が低いために、電極上に移動した導電性粒子が電極外に移動しやすくなる傾向があり、電極間の位置ずれの抑制効果も低くなる傾向がある。従って、上記導電性粒子は、はんだにより形成されたはんだ粒子であることが好ましい。 The said electroconductive particle may have a base material particle and the electroconductive part arrange | positioned on the surface of this base material particle. In this case, the conductive particles have solder on the outer surface portion of the conductive portion. As compared with the case where the solder particles are used as the conductive particles, the case where the conductive particles including the base particles not formed by the solder and the solder portion arranged on the surface of the base particles are used. The conductive particles are less likely to collect on the electrodes, and the conductive particles that have moved onto the electrodes tend to move out of the electrodes because of the low solderability between the conductive particles. There is a tendency that the effect of suppressing misalignment also becomes low. Therefore, the conductive particles are preferably solder particles formed by solder.
接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記導電性粒子の外表面(はんだの外表面)に、カルボキシル基又はアミノ基が存在することが好ましく、カルボキシル基が存在することが好ましく、アミノ基が存在することが好ましい。上記導電性粒子の外表面(はんだの外表面)に、Si−O結合、エーテル結合、エステル結合又は下記式(X)で表される基を介して、カルボキシル基又はアミノ基を含む基が共有結合していることが好ましい。カルボキシル基又はアミノ基を含む基は、カルボキシル基とアミノ基との双方を含んでいてもよい。なお、下記式(X)において、右端部及び左端部は結合部位を表す。 From the viewpoint of effectively reducing the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, a carboxyl group or an amino group is present on the outer surface of the conductive particles (the outer surface of the solder). It is preferable that a carboxyl group is present, and an amino group is preferably present. A group containing a carboxyl group or an amino group is shared on the outer surface of the conductive particle (the outer surface of the solder) via a Si-O bond, an ether bond, an ester bond, or a group represented by the following formula (X). Bonding is preferred. The group containing a carboxyl group or an amino group may contain both a carboxyl group and an amino group. In the following formula (X), the right end and the left end represent a binding site.
はんだの表面に水酸基が存在する。この水酸基とカルボキシル基を含む基とを共有結合させることにより、他の配位結合(キレート配位)等にて結合させる場合よりも強い結合を形成できるため、電極間の接続抵抗を低くし、かつボイドの発生を抑えることが可能な導電性粒子が得られる。 Hydroxyl groups exist on the surface of the solder. By covalently bonding this hydroxyl group and a group containing a carboxyl group, a stronger bond can be formed than in the case of bonding by other coordination bond (chelate coordination) or the like, so the connection resistance between the electrodes is reduced, And the electroconductive particle which can suppress generation | occurrence | production of a void is obtained.
上記導電性粒子では、はんだの表面と、カルボキシル基を含む基との結合形態に、配位結合が含まれていなくてもよく、キレート配位による結合が含まれていなくてもよい。 In the conductive particles, the bond form between the surface of the solder and the group containing a carboxyl group may not include a coordination bond, and may not include a bond due to a chelate coordination.
接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記導電性粒子は、水酸基と反応可能な官能基とカルボキシル基又はアミノ基とを有する化合物(以下、化合物Xと記載することがある)を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記水酸基と反応可能な官能基を反応させることにより得られることが好ましい。上記反応では、共有結合を形成させる。はんだの表面の水酸基と上記化合物Xにおける上記水酸基と反応可能な官能基とを反応させることで、はんだの表面にカルボキシル基又はアミノ基を含む基が共有結合している導電性粒子を容易に得ることができ、はんだの表面にエーテル結合又はエステル結合を介してカルボキシル基又はアミノ基を含む基が共有結合している導電性粒子を得ることもできる。上記はんだの表面の水酸基に上記水酸基と反応可能な官能基を反応させることで、はんだの表面に、上記化合物Xを共有結合の形態で化学結合させることができる。 From the viewpoint of effectively reducing the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, the conductive particle is a compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group and a carboxyl group or an amino group ( Hereinafter, it is preferably obtained by reacting a hydroxyl group on the surface of the solder with a functional group capable of reacting with the hydroxyl group using a compound X). In the above reaction, a covalent bond is formed. By reacting a hydroxyl group on the surface of the solder with a functional group capable of reacting with the hydroxyl group in the compound X, conductive particles in which a group containing a carboxyl group or an amino group is covalently bonded to the surface of the solder are easily obtained. It is also possible to obtain conductive particles in which a group containing a carboxyl group or an amino group is covalently bonded to the surface of the solder via an ether bond or an ester bond. By reacting a hydroxyl group on the surface of the solder with a functional group capable of reacting with the hydroxyl group, the compound X can be chemically bonded to the surface of the solder in the form of a covalent bond.
上記水酸基と反応可能な官能基としては、水酸基、カルボキシル基、エステル基及びカルボニル基等が挙げられる。水酸基又はカルボキシル基が好ましい。上記水酸基と反応可能な官能基は、水酸基であってもよく、カルボキシル基であってもよい。 Examples of the functional group capable of reacting with the hydroxyl group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an ester group, and a carbonyl group. A hydroxyl group or a carboxyl group is preferred. The functional group capable of reacting with the hydroxyl group may be a hydroxyl group or a carboxyl group.
水酸基と反応可能な官能基を有する化合物としては、レブリン酸、グルタル酸、グリコール酸、コハク酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、アジピン酸、5−ケトヘキサン酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、4−アミノ酪酸、3−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトイソブチル酸、3−メチルチオプロピオン酸、3−フェニルプロピオン酸、3−フェニルイソブチル酸、4−フェニル酪酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、9−ヘキサデセン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、(9,12,15)−リノレン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、デカン二酸及びドデカン二酸等が挙げられる。グルタル酸又はグリコール酸が好ましい。上記水酸基と反応可能な官能基を有する化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。上記水酸基と反応可能な官能基を有する化合物は、カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物であることが好ましい。 Examples of the compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group include levulinic acid, glutaric acid, glycolic acid, succinic acid, malic acid, oxalic acid, malonic acid, adipic acid, 5-ketohexanoic acid, 3-hydroxypropionic acid, 4- Aminobutyric acid, 3-mercaptopropionic acid, 3-mercaptoisobutyric acid, 3-methylthiopropionic acid, 3-phenylpropionic acid, 3-phenylisobutyric acid, 4-phenylbutyric acid, decanoic acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, Hexadecanoic acid, 9-hexadecenoic acid, heptadecanoic acid, stearic acid, oleic acid, vaccenic acid, linoleic acid, (9,12,15) -linolenic acid, nonadecanoic acid, arachidic acid, decanedioic acid and dodecanedioic acid It is done. Glutaric acid or glycolic acid is preferred. Only 1 type may be used for the compound which has the functional group which can react with the said hydroxyl group, and 2 or more types may be used together. The compound having a functional group capable of reacting with the hydroxyl group is preferably a compound having at least one carboxyl group.
上記化合物Xは、フラックス作用を有することが好ましく、上記化合物Xは、はんだの表面に結合した状態でフラックス作用を有することが好ましい。フラックス作用を有する化合物は、はんだの表面の酸化膜及び電極の表面の酸化膜を除去可能である。カルボキシル基はフラックス作用を有する。 The compound X preferably has a flux action, and the compound X preferably has a flux action in a state of being bonded to the solder surface. The compound having a flux action can remove the oxide film on the surface of the solder and the oxide film on the surface of the electrode. The carboxyl group has a flux action.
フラックス作用を有する化合物としては、レブリン酸、グルタル酸、グリコール酸、コハク酸、5−ケトヘキサン酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、4−アミノ酪酸、3−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトイソブチル酸、3−メチルチオプロピオン酸、3−フェニルプロピオン酸、3−フェニルイソブチル酸及び4−フェニル酪酸等が挙げられる。グルタル酸又はグリコール酸が好ましい。上記フラックス作用を有する化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the compound having a flux action include levulinic acid, glutaric acid, glycolic acid, succinic acid, 5-ketohexanoic acid, 3-hydroxypropionic acid, 4-aminobutyric acid, 3-mercaptopropionic acid, 3-mercaptoisobutyric acid, 3- Examples include methylthiopropionic acid, 3-phenylpropionic acid, 3-phenylisobutyric acid, and 4-phenylbutyric acid. Glutaric acid or glycolic acid is preferred. As for the compound which has the said flux effect | action, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記化合物Xにおける上記水酸基と反応可能な官能基が、水酸基又はカルボキシル基であることが好ましい。上記化合物Xにおける上記水酸基と反応可能な官能基は、水酸基であってもよく、カルボキシル基であってもよい。上記水酸基と反応可能な官能基がカルボキシル基である場合には、上記化合物Xは、カルボキシル基を少なくとも2個有することが好ましい。カルボキシル基を少なくとも2個有する化合物の一部のカルボキシル基を、はんだの表面の水酸基に反応させることで、はんだの表面にカルボキシル基を含む基が共有結合している導電性粒子が得られる。 From the viewpoint of effectively reducing the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, the functional group capable of reacting with the hydroxyl group in the compound X is preferably a hydroxyl group or a carboxyl group. The functional group capable of reacting with the hydroxyl group in the compound X may be a hydroxyl group or a carboxyl group. When the functional group capable of reacting with the hydroxyl group is a carboxyl group, the compound X preferably has at least two carboxyl groups. By reacting a part of the carboxyl group of the compound having at least two carboxyl groups with the hydroxyl group on the surface of the solder, conductive particles in which the group containing the carboxyl group is covalently bonded to the surface of the solder can be obtained.
上記導電性粒子の製造方法は、例えば、導電性粒子を用いて、該導電性粒子、水酸基と反応可能な官能基とカルボキシル基とを有する化合物、触媒及び溶媒を混合する工程を備える。上記導電性粒子の製造方法では、上記混合工程により、はんだの表面に、カルボキシル基を含む基が共有結合している導電性粒子を容易に得ることができる。 The manufacturing method of the said electroconductive particle is equipped with the process of mixing the compound, catalyst, and solvent which have the functional group and carboxyl group which can react with this electroconductive particle and a hydroxyl group, for example using electroconductive particle. In the method for producing conductive particles, conductive particles in which a group containing a carboxyl group is covalently bonded to the surface of the solder can be easily obtained by the mixing step.
また、上記導電性粒子の製造方法では、導電性粒子を用いて、該導電性粒子、上記水酸基と反応可能な官能基とカルボキシル基とを有する化合物、上記触媒及び上記溶媒を混合し、加熱することが好ましい。混合及び加熱工程により、はんだの表面に、カルボキシル基を含む基が共有結合している導電性粒子をより一層容易に得ることができる。 Moreover, in the said manufacturing method of electroconductive particle, using electroconductive particle, this electroconductive particle, the compound which has the functional group and carboxyl group which can react with the said hydroxyl group, the said catalyst, and the said solvent are mixed, and it heats. It is preferable. By the mixing and heating step, conductive particles in which a group containing a carboxyl group is covalently bonded to the surface of the solder can be obtained more easily.
上記溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール溶媒や、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン及びキシレン等が挙げられる。上記溶媒は有機溶媒であることが好ましく、トルエンであることがより好ましい。上記溶媒は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol and butanol, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, toluene and xylene. The solvent is preferably an organic solvent, and more preferably toluene. As for the said solvent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記触媒としては、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及び10−カンファースルホン酸等が挙げられる。上記触媒は、p−トルエンスルホン酸であることが好ましい。上記触媒は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the catalyst include p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid and 10-camphorsulfonic acid. The catalyst is preferably p-toluenesulfonic acid. As for the said catalyst, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記混合時に加熱することが好ましい。加熱温度は好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上、好ましくは130℃以下、より好ましくは110℃以下である。 It is preferable to heat at the time of the mixing. The heating temperature is preferably 90 ° C or higher, more preferably 100 ° C or higher, preferably 130 ° C or lower, more preferably 110 ° C or lower.
接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記導電性粒子は、イソシアネート化合物を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記イソシアネート化合物を反応させる工程を経て得られることが好ましい。上記反応では、共有結合を形成させる。はんだの表面の水酸基と上記イソシアネート化合物とを反応させることで、はんだの表面に、イソシアネート基に由来する基の窒素原子が共有結合している導電性粒子を容易に得ることができる。上記はんだの表面の水酸基に上記イソシアネート化合物を反応させることで、はんだの表面に、イソシアネート基に由来する基を共有結合の形態で化学結合させることができる。 From the viewpoint of effectively reducing the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, the conductive particles react with the isocyanate compound to the hydroxyl group on the surface of the solder using the isocyanate compound. It is preferable that it is obtained through the process of making it. In the above reaction, a covalent bond is formed. By reacting the hydroxyl group on the surface of the solder with the isocyanate compound, it is possible to easily obtain conductive particles in which the nitrogen atom of the group derived from the isocyanate group is covalently bonded to the surface of the solder. By reacting the isocyanate compound with a hydroxyl group on the surface of the solder, a group derived from an isocyanate group can be chemically bonded to the surface of the solder in the form of a covalent bond.
上記イソシアネート化合物としては、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)及びイソホロンジイソシアネート(IPDI)等が挙げられる。これら以外のイソシアネート化合物を用いてもよい。この化合物をはんだの表面に反応させた後、残イソシアネート基と、その残イソシアネート基と反応性を有し、かつカルボキシル基を有する化合物を反応させることで、はんだ表面に上記式(X)で表される基を介して、カルボキシル基を導入することができる。 Examples of the isocyanate compound include diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), toluene diisocyanate (TDI), and isophorone diisocyanate (IPDI). Isocyanate compounds other than these may be used. After reacting this compound on the surface of the solder, by reacting the residual isocyanate group and a compound having reactivity with the residual isocyanate group and having a carboxyl group, the surface of the solder is represented by the above formula (X). A carboxyl group can be introduced through the group to be formed.
また、上記イソシアネート化合物としては、不飽和二重結合を有し、かつイソシアネート基を有する化合物を用いてもよい。例えば、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート及び2−イソシアナトエチルメタクリレートが挙げられる。この化合物のイソシアネート基をはんだの表面に反応させた後、残存している不飽和二重結合に対し反応性を有する官能基を有し、かつカルボキシル基を有する化合物を反応させることで、はんだ表面に上記式(X)で表される基を介して、カルボキシル基を導入することができる。 Moreover, as said isocyanate compound, you may use the compound which has an unsaturated double bond and has an isocyanate group. Examples include 2-acryloyloxyethyl isocyanate and 2-isocyanatoethyl methacrylate. After reacting the isocyanate group of this compound on the surface of the solder, the surface of the solder is reacted with a compound having a functional group having reactivity with the remaining unsaturated double bond and having a carboxyl group. A carboxyl group can be introduced into the group via the group represented by the above formula (X).
また、上記イソシアネート化合物としては、イソシアネート基を有するシランカップリング剤を用いてもよい。該シランカップリング剤のイソシアネート基をはんだの表面に反応させた後、残存する基と反応性を有し、かつカルボキシル基を有する化合物を反応させることで、はんだ表面に上記式(X)で表される基を介して、カルボキシル基を導入することができる。 Moreover, as said isocyanate compound, you may use the silane coupling agent which has an isocyanate group. After reacting the isocyanate group of the silane coupling agent on the surface of the solder, the compound having reactivity with the remaining group and having a carboxyl group is reacted with the surface of the solder by the above formula (X). A carboxyl group can be introduced through the group to be formed.
上記イソシアネート基を有するシランカップリング剤としては、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(信越シリコーン社製「KBE−9007」)、及び3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(MOMENTIVE社製「Y−5187」)等が挙げられる。上記シランカップリング剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the silane coupling agent having an isocyanate group include 3-isocyanatepropyltriethoxysilane (“KBE-9007” manufactured by Shin-Etsu Silicone), 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane (“Y-5187” manufactured by MOMENTIVE), and the like. Is mentioned. As for the said silane coupling agent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
また、イソシアネート基は、シランカップリング剤と容易に反応させることができる。上記はんだ粒子を容易に得ることができるので、上記カルボキシル基が、カルボキシル基を有するシランカップリング剤を用いた反応により導入されているか、又は、イソシアネート基を有するシランカップリング剤を用いた反応の後に、該シランカップリング剤に由来する基にカルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物を反応させることで導入されていることが好ましい。 Moreover, an isocyanate group can be easily reacted with a silane coupling agent. Since the solder particles can be easily obtained, the carboxyl group is introduced by a reaction using a silane coupling agent having a carboxyl group or a reaction using a silane coupling agent having an isocyanate group. It is preferably introduced later by reacting a group derived from the silane coupling agent with a compound having at least one carboxyl group.
上記導電性粒子は、上記イソシアネート化合物を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記イソシアネート化合物を反応させた後、カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物を反応させることにより得られることが好ましい。 The conductive particles are preferably obtained by reacting the isocyanate compound with a hydroxyl group on the surface of the solder using the isocyanate compound and then reacting a compound having at least one carboxyl group.
接続構造体における接続抵抗をより一層低くし、ボイドの発生をより一層抑制する観点からは、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物が、カルボキシル基を複数有することが好ましい。 From the viewpoint of further reducing the connection resistance in the connection structure and further suppressing the generation of voids, the compound having at least one carboxyl group preferably has a plurality of carboxyl groups.
上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物としては、レブリン酸、グルタル酸、グリコール酸、コハク酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、アジピン酸、5−ケトヘキサン酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、4−アミノ酪酸、3−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトイソブチル酸、3−メチルチオプロピオン酸、3−フェニルプロピオン酸、3−フェニルイソブチル酸、4−フェニル酪酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、9−ヘキサデセン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、(9,12,15)−リノレン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸、デカン二酸及びドデカン二酸等が挙げられる。グルタル酸、アジピン酸又はグリコール酸が好ましい。上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the compound having at least one carboxyl group include levulinic acid, glutaric acid, glycolic acid, succinic acid, malic acid, oxalic acid, malonic acid, adipic acid, 5-ketohexanoic acid, 3-hydroxypropionic acid, 4-amino Butyric acid, 3-mercaptopropionic acid, 3-mercaptoisobutyric acid, 3-methylthiopropionic acid, 3-phenylpropionic acid, 3-phenylisobutyric acid, 4-phenylbutyric acid, decanoic acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecane Examples include acid, 9-hexadecenoic acid, heptadecanoic acid, stearic acid, oleic acid, vaccenic acid, linoleic acid, (9,12,15) -linolenic acid, nonadecanoic acid, arachidic acid, decanedioic acid, and dodecanedioic acid. . Glutaric acid, adipic acid or glycolic acid is preferred. As for the compound which has at least 1 said carboxyl group, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記イソシアネート化合物を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記イソシアネート化合物を反応させた後、カルボキシル基を複数有する化合物の一部のカルボキシル基を、はんだの表面の水酸基と反応させることで、カルボキシル基を含む基を残存させることができる。 After reacting the isocyanate compound with the hydroxyl group on the surface of the solder using the isocyanate compound, the carboxyl group of the compound having a plurality of carboxyl groups is reacted with the hydroxyl group on the surface of the solder. The group containing can be left.
上記導電性粒子の製造方法では、導電性粒子を用いて、かつ、イソシアネート化合物を用いて、はんだの表面の水酸基に、上記イソシアネート化合物を反応させた後、カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物を反応させて、はんだの表面に、上記式(X)で表される基を介して、カルボキシル基を含む基が結合している導電性粒子を得る。上記導電性粒子の製造方法では、上記の工程により、はんだの表面に、カルボキシル基を含む基が導入された導電性粒子を容易に得ることができる。 In the method for producing conductive particles, the conductive particles are used and the isocyanate compound is used to react the hydroxyl group on the surface of the solder with the isocyanate compound, and then the compound having at least one carboxyl group is reacted. Thus, conductive particles in which a group containing a carboxyl group is bonded to the surface of the solder via the group represented by the above formula (X) are obtained. In the method for producing conductive particles, conductive particles in which a group containing a carboxyl group is introduced on the surface of the solder can be easily obtained by the above-described steps.
上記導電性粒子の具体的な製造方法としては、以下の方法が挙げられる。有機溶媒に導電性粒子を分散させ、イソシアネート基を有するシランカップリング剤を添加する。その後、導電性粒子のはんだ表面の水酸基とイソシアネート基との反応触媒を用い、はんだ表面にシランカップリング剤を共有結合させる。次に、シランカップリング剤の珪素原子に結合しているアルコキシ基を加水分解することで、水酸基を生成させる。生成した水酸基に、カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物のカルボキシル基を反応させる。 The following method is mentioned as a specific manufacturing method of the said electroconductive particle. Conductive particles are dispersed in an organic solvent, and a silane coupling agent having an isocyanate group is added. Thereafter, a silane coupling agent is covalently bonded to the solder surface using a reaction catalyst of hydroxyl groups and isocyanate groups on the solder surface of the conductive particles. Next, a hydroxyl group is generated by hydrolyzing the alkoxy group bonded to the silicon atom of the silane coupling agent. The produced hydroxyl group is reacted with a carboxyl group of a compound having at least one carboxyl group.
また、上記導電性粒子の具体的な製造方法としては、以下の方法が挙げられる。有機溶媒に導電性粒子を分散させ、イソシアネート基と不飽和二重結合を有する化合物を添加する。その後、導電性粒子のはんだ表面の水酸基とイソシアネート基との反応触媒を用い、共有結合を形成させる。その後、導入された不飽和二重結合に対して、不飽和二重結合、及びカルボキシル基を有する化合物を反応させる。 Moreover, the following method is mentioned as a specific manufacturing method of the said electroconductive particle. Conductive particles are dispersed in an organic solvent, and a compound having an isocyanate group and an unsaturated double bond is added. Then, a covalent bond is formed using the reaction catalyst of the hydroxyl group and isocyanate group of the solder surface of electroconductive particle. Thereafter, the unsaturated double bond introduced is reacted with a compound having an unsaturated double bond and a carboxyl group.
導電性粒子のはんだ表面の水酸基とイソシアネート基との反応触媒としては、錫系触媒(ジブチル錫ジラウレート等)、アミン系触媒(トリエチレンジアミン等)、カルボキシレート触媒(ナフテン酸鉛、酢酸カリウム等)、及びトリアルキルホスフィン触媒(トリエチルホスフィン等)等が挙げられる。 As a reaction catalyst for the hydroxyl group and isocyanate group on the solder surface of the conductive particles, a tin catalyst (dibutyltin dilaurate, etc.), an amine catalyst (triethylenediamine, etc.), a carboxylate catalyst (lead naphthenate, potassium acetate, etc.), And a trialkylphosphine catalyst (such as triethylphosphine).
接続構造体における接続抵抗を効果的に低くし、ボイドの発生を効果的に抑制する観点からは、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物は、下記式(1)で表される化合物であることが好ましい。下記式(1)で表される化合物は、フラックス作用を有する。また、下記式(1)で表される化合物は、はんだの表面に導入された状態でフラックス作用を有する。 From the viewpoint of effectively reducing the connection resistance in the connection structure and effectively suppressing the generation of voids, the compound having at least one carboxyl group is a compound represented by the following formula (1): Is preferred. The compound represented by the following formula (1) has a flux action. Moreover, the compound represented by following formula (1) has a flux effect | action in the state introduced into the surface of solder.
上記式(1)中、Xは、水酸基と反応可能な官能基を表し、Rは、炭素数1〜5の2価の有機基を表す。該有機基は、炭素原子と水素原子と酸素原子とを含んでいてもよい。該有機基は炭素数1〜5の2価の炭化水素基であってもよい。上記有機基の主鎖は2価の炭化水素基であることが好ましい。該有機基では、2価の炭化水素基にカルボキシル基や水酸基が結合していてもよい。上記式(1)で表される化合物には、例えばクエン酸が含まれる。 In said formula (1), X represents the functional group which can react with a hydroxyl group, R represents a C1-C5 bivalent organic group. The organic group may contain a carbon atom, a hydrogen atom, and an oxygen atom. The organic group may be a divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. The main chain of the organic group is preferably a divalent hydrocarbon group. In the organic group, a carboxyl group or a hydroxyl group may be bonded to a divalent hydrocarbon group. Examples of the compound represented by the above formula (1) include citric acid.
上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物は、下記式(1A)又は下記式(1B)で表される化合物であることが好ましい。上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物は、下記式(1A)で表される化合物であることが好ましく、下記式(1B)で表される化合物であることがより好ましい。 The compound having at least one carboxyl group is preferably a compound represented by the following formula (1A) or the following formula (1B). The compound having at least one carboxyl group is preferably a compound represented by the following formula (1A), and more preferably a compound represented by the following formula (1B).
上記式(1A)中、Rは、炭素数1〜5の2価の有機基を表す。上記式(1A)中のRは上記式(1)中のRと同様である。 In said formula (1A), R represents a C1-C5 bivalent organic group. R in the above formula (1A) is the same as R in the above formula (1).
上記式(1B)中、Rは、炭素数1〜5の2価の有機基を表す。上記式(1B)中のRは上記式(1)中のRと同様である。 In said formula (1B), R represents a C1-C5 bivalent organic group. R in the above formula (1B) is the same as R in the above formula (1).
はんだの表面に、下記式(2A)又は下記式(2B)で表される基が結合していることが好ましい。はんだの表面に、下記式(2A)で表される基が結合していることが好ましく、下記式(2B)で表される基が結合していることがより好ましい。なお、下記式(2A)において、左端部は結合部位を表す。 A group represented by the following formula (2A) or the following formula (2B) is preferably bonded to the surface of the solder. A group represented by the following formula (2A) is preferably bonded to the surface of the solder, and more preferably a group represented by the following formula (2B) is bonded. In the following formula (2A), the left end represents a binding site.
上記式(2A)中、Rは、炭素数1〜5の2価の有機基を表す。上記式(2A)中のRは上記式(1)中のRと同様である。なお、下記式(2B)において、左端部は結合部位を表す。 In said formula (2A), R represents a C1-C5 bivalent organic group. R in the above formula (2A) is the same as R in the above formula (1). In the following formula (2B), the left end represents a binding site.
上記式(2B)中、Rは、炭素数1〜5の2価の有機基を表す。上記式(2B)中のRは上記式(1)中のRと同様である。 In said formula (2B), R represents a C1-C5 bivalent organic group. R in the above formula (2B) is the same as R in the above formula (1).
はんだの表面の濡れ性を高める観点からは、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物の分子量は、好ましくは10000以下、より好ましくは1000以下、更に好ましくは500以下である。 From the viewpoint of improving the wettability of the solder surface, the molecular weight of the compound having at least one carboxyl group is preferably 10,000 or less, more preferably 1000 or less, and even more preferably 500 or less.
上記分子量は、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物が重合体ではない場合、及び上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物の構造式が特定できる場合は、当該構造式から算出できる分子量を意味する。また、上記カルボキシル基を少なくとも1つ有する化合物が重合体である場合は、重量平均分子量を意味する。 The molecular weight means a molecular weight that can be calculated from the structural formula when the compound having at least one carboxyl group is not a polymer and when the structural formula of the compound having at least one carboxyl group can be specified. Further, when the compound having at least one carboxyl group is a polymer, it means a weight average molecular weight.
はんだを電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記導電性粒子は、導電性粒子本体と、上記導電性粒子本体の表面上に配置されたアニオンポリマーとを有することが好ましい。上記導電性粒子は、導電性粒子本体をアニオンポリマー又はアニオンポリマーとなる化合物で表面処理することにより得られることが好ましい。上記導電性粒子は、アニオンポリマー又はアニオンポリマーとなる化合物による表面処理物であることが好ましい。上記アニオンポリマー及び上記アニオンポリマーとなる化合物はそれぞれ、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。上記アニオンポリマーは、酸性基を有するポリマーである。 From the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrode, the conductive particles preferably have a conductive particle main body and an anionic polymer arranged on the surface of the conductive particle main body. The conductive particles are preferably obtained by surface-treating the conductive particle body with an anionic polymer or a compound that becomes an anionic polymer. The conductive particles are preferably a surface treated product of an anionic polymer or a compound that becomes an anionic polymer. As for the said anion polymer and the compound used as the said anion polymer, only 1 type may respectively be used and 2 or more types may be used together. The anionic polymer is a polymer having an acidic group.
導電性粒子本体をアニオンポリマーで表面処理する方法としては、アニオンポリマーとして、例えば(メタ)アクリル酸を共重合した(メタ)アクリルポリマー、ジカルボン酸とジオールとから合成されかつ両末端にカルボキシル基を有するポリエステルポリマー、ジカルボン酸の分子間脱水縮合反応により得られかつ両末端にカルボキシル基を有するポリマー、ジカルボン酸とジアミンから合成されかつ両末端にカルボキシル基を有するポリエステルポリマー、並びにカルボキシル基を有する変性ポバール(日本合成化学社製「ゴーセネックスT」)等を用いて、アニオンポリマーのカルボキシル基と、導電性粒子本体の表面の水酸基とを反応させる方法が挙げられる。 As a method of surface-treating the conductive particle body with an anionic polymer, as an anionic polymer, for example, a (meth) acrylic polymer copolymerized with (meth) acrylic acid, synthesized from a dicarboxylic acid and a diol and having carboxyl groups at both ends are used. Polyester polymer having a carboxyl group at both ends obtained by intermolecular dehydration condensation reaction of dicarboxylic acid, polyester polymer synthesized from dicarboxylic acid and diamine and having carboxyl group at both ends, and modified poval having carboxyl group (Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd. "GOHSEX T") etc., and the method of making the carboxyl group of an anionic polymer react with the hydroxyl group of the surface of an electroconductive particle main body is mentioned.
上記アニオンポリマーのアニオン部分としては、上記カルボキシル基が挙げられ、それ以外には、トシル基(p−H3CC6H4S(=O)2−)、スルホン酸イオン基(−SO3 −)、及びリン酸イオン基(−PO4 −)等が挙げられる。 Examples of the anion portion of the anion polymer include the carboxyl group, and other than that, a tosyl group (p-H 3 CC 6 H 4 S (═O) 2 —), a sulfonate ion group (—SO 3 — ), And phosphate ion groups (—PO 4 − ) and the like.
また、表面処理の他の方法としては、導電性粒子本体の表面の水酸基と反応する官能基を有し、更に、付加、縮合反応により重合可能な官能基を有する化合物を用いて、この化合物を導電性粒子本体の表面上にてポリマー化する方法が挙げられる。導電性粒子本体の表面の水酸基と反応する官能基としては、カルボキシル基、及びイソシアネート基等が挙げられ、付加、縮合反応により重合する官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、及び(メタ)アクリロイル基が挙げられる。 In addition, as another method of the surface treatment, a compound having a functional group that reacts with a hydroxyl group on the surface of the conductive particle main body and having a functional group that can be polymerized by addition or condensation reaction is used. The method of polymerizing on the surface of an electroconductive particle main body is mentioned. Examples of the functional group that reacts with the hydroxyl group on the surface of the conductive particle body include a carboxyl group and an isocyanate group, and the functional group that polymerizes by addition and condensation reactions includes a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, and (meta ) An acryloyl group is mentioned.
上記アニオンポリマーの重量平均分子量は好ましくは2000以上、より好ましくは3000以上、好ましくは10000以下、より好ましくは8000以下である。上記重量平均分子量が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子の表面に十分な量の電荷、及びフラックス性を導入することができる。これにより、導電接続時に導電性粒子の凝集性を効果的に高めることができ、かつ、接続対象部材の接続時に、電極の表面の酸化膜を効果的に除去することができる。 The weight average molecular weight of the anionic polymer is preferably 2000 or more, more preferably 3000 or more, preferably 10,000 or less, more preferably 8000 or less. When the weight average molecular weight is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, a sufficient amount of charge and flux properties can be introduced on the surface of the conductive particles. Thereby, the cohesiveness of electroconductive particle can be effectively improved at the time of conductive connection, and the oxide film on the surface of an electrode can be effectively removed at the time of connection of the connection object member.
上記重量平均分子量が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電性粒子本体の表面上にアニオンポリマーを配置することが容易であり、導電接続時に導電性粒子の凝集性を効果的に高めることができ、電極上に導電性粒子をより一層効率的に配置することができる。 When the weight average molecular weight is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, it is easy to dispose an anionic polymer on the surface of the conductive particle main body, and effectively increase the cohesiveness of the conductive particles during conductive connection. And the conductive particles can be more efficiently arranged on the electrode.
上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されたポリスチレン換算での重量平均分子量を示す。 The weight average molecular weight indicates a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).
導電性粒子本体をアニオンポリマーとなる化合物で表面処理することにより得られたポリマーの重量平均分子量は、導電性粒子中のはんだを溶解し、ポリマーの分解を起こさない希塩酸等により、導電性粒子を除去した後、残存しているポリマーの重量平均分子量を測定することで求めることができる。 The weight average molecular weight of the polymer obtained by surface-treating the conductive particle main body with a compound that becomes an anionic polymer is obtained by dissolving the solder in the conductive particles, and diluting the conductive particles with diluted hydrochloric acid that does not cause decomposition of the polymer After removal, it can be determined by measuring the weight average molecular weight of the remaining polymer.
アニオンポリマーの導電性粒子の表面における導入量に関しては、導電性粒子1gあたりの酸価が、好ましくは1mgKOH以上、より好ましくは2mgKOH以上、好ましくは10mgKOH以下、より好ましくは6mgKOH以下である。上記酸価が上記下限以上及び上記上限以下であると、硬化物の耐熱性がより一層高くなり、硬化物の変色がより一層抑えられる。 Regarding the introduction amount of the anionic polymer on the surface of the conductive particles, the acid value per 1 g of the conductive particles is preferably 1 mgKOH or more, more preferably 2 mgKOH or more, preferably 10 mgKOH or less, more preferably 6 mgKOH or less. When the acid value is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the heat resistance of the cured product is further enhanced, and discoloration of the cured product is further suppressed.
上記酸価は以下のようにして測定される。 The acid value is measured as follows.
酸価の測定方法:
導電性粒子1gを、アセトン36gに添加し、超音波にて1分間分散させる。その後、指示薬として、フェノールフタレインを用い、0.1mol/Lの水酸化カリウムエタノール溶液にて滴定することができる。
Method for measuring acid value:
1 g of conductive particles is added to 36 g of acetone and dispersed with an ultrasonic wave for 1 minute. Then, it can titrate with a 0.1 mol / L potassium hydroxide ethanol solution using phenolphthalein as an indicator.
次に、図面を参照しつつ、導電性粒子の具体例を説明する。 Next, specific examples of conductive particles will be described with reference to the drawings.
図4は、導電材料に使用可能な導電性粒子の第1の例を示す断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first example of conductive particles that can be used as a conductive material.
図4に示す導電性粒子21は、はんだ粒子である。導電性粒子21は、全体がはんだにより形成されている。導電性粒子21は、基材粒子をコアに有さず、コアシェル粒子ではない。導電性粒子21は、中心部分及び導電部の外表面部分のいずれもがはんだにより形成されている。
The
図5は、導電材料に使用可能な導電性粒子の第2の例を示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second example of conductive particles that can be used for the conductive material.
図5に示す導電性粒子31は、基材粒子32と、基材粒子32の表面上に配置された導電部33とを備える。導電部33は、基材粒子32の表面を被覆している。導電性粒子31は、基材粒子32の表面が導電部33により被覆された被覆粒子である。
The
導電部33は、第2の導電部33Aと、はんだ部33B(第1の導電部)とを有する。導電性粒子31は、基材粒子32と、はんだ部33Bとの間に、第2の導電部33Aを備える。従って、導電性粒子31は、基材粒子32と、基材粒子32の表面上に配置された第2の導電部33Aと、第2の導電部33Aの外表面上に配置されたはんだ部33Bとを備える。
The
図6は、導電材料に使用可能な導電性粒子の第3の例を示す断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third example of conductive particles that can be used for the conductive material.
上記のように、導電性粒子31における導電部33は2層構造を有する。図6に示す導電性粒子41は、単層の導電部として、はんだ部42を有する。導電性粒子41は、基材粒子32と、基材粒子32の表面上に配置されたはんだ部42とを備える。
As described above, the
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、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを有していてもよく、コアシェル粒子であってもよい。上記コアが有機コアであってもよく、上記シェルが無機シェルであってもよい。 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 base particle may have a core and a shell disposed on the surface of the core, or may be a core-shell particle. The core may be an organic core, and the shell may be an inorganic shell.
上記基材粒子は、樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であることが更に好ましく、樹脂粒子であってもよく、有機無機ハイブリッド粒子であってもよい。上記導電性粒子を用いて電極間を接続する際には、上記導電性粒子を電極間に配置した後、圧着することにより上記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、上記圧着の際に上記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をより一層高めることができる。 The substrate particles are more preferably resin particles or organic-inorganic hybrid particles, and may be resin particles or organic-inorganic hybrid particles. When connecting between electrodes using the said electroconductive particle, after arrange | positioning the said electroconductive particle between electrodes, the said 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 can be improved further.
上記樹脂粒子を形成するための樹脂として、種々の有機物が好適に用いられる。上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂;ポリメチルメタクリレート及びポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂;ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ジビニルベンゼン重合体、並びにジビニルベンゼン系共重合体等が挙げられる。上記ジビニルベンゼン系共重合体等としては、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体及びジビニルベンゼン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。上記樹脂粒子の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、上記樹脂粒子を形成するための樹脂は、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を1種又は2種以上重合させた重合体であることが好ましい。 Various organic materials are suitably used as the resin for forming the resin particles. 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; 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, polyamideimide, polyether ether Tons, 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重合性単量体を重合させて得る場合、上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。 When the resin particles are obtained by polymerizing a polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group, the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group may be a non-crosslinkable monomer or a crosslinkable monomer. And the monomer.
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート化合物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート化合物;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル化合物;酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル化合物;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素;トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the non-crosslinkable 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) acrylate compounds such as meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, etc. Elemental atom-containing (meth) acrylate compounds; nitrile-containing monomers such as (meth) acrylonitrile; vinyl ether compounds such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether; acids such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl laurate, vinyl stearate Vinyl ester compounds; unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, isoprene, and butadiene; halogen-containing monomers such as trifluoromethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, vinyl chloride, vinyl fluoride, and chlorostyrene Etc.
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート化合物;トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer include 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) acrylate compounds such as acrylate, (poly) tetramethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate; triallyl (iso) cyanide Silane-containing monomers such as salts, triallyl trimellitate, divinylbenzene, diallyl phthalate, diallylacrylamide, diallyl ether, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, trimethoxysilylstyrene, vinyltrimethoxysilane, etc. Is mentioned.
「(メタ)アクリレート」の用語は、アクリレートとメタクリレートとを示す。「(メタ)アクリル」の用語は、アクリルとメタクリルとを示す。「(メタ)アクリロイル」の用語は、アクリロイルとメタクリロイルとを示す。 The term “(meth) acrylate” refers to acrylate and methacrylate. The term “(meth) acryl” refers to acrylic and methacrylic. The term “(meth) acryloyl” refers to acryloyl and methacryloyl.
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、アルミナ、チタン酸バリウム、ジルコニア及びカーボンブラック等が挙げられる。上記無機物は金属ではないことが好ましい。上記シリカにより形成された粒子としては特に限定されないが、例えば、加水分解性のアルコキシシリル基を2つ以上有するケイ素化合物を加水分解して架橋重合体粒子を形成した後に、必要に応じて焼成を行うことにより得られる粒子が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。 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, alumina, barium titanate, zirconia, and carbon black. The inorganic substance is preferably not a metal. The particles formed from the silica are not particularly limited. For example, after forming a crosslinked polymer particle by hydrolyzing a silicon compound having two or more hydrolyzable alkoxysilyl groups, firing may be performed as necessary. 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.
上記有機無機ハイブリッド粒子は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを有するコアシェル型の有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。上記コアが有機コアであることが好ましい。上記シェルが無機シェルであることが好ましい。電極間の接続抵抗をより一層低くする観点からは、上記基材粒子は、有機コアと上記有機コアの表面上に配置された無機シェルとを有する有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。 The organic-inorganic hybrid particles are preferably core-shell type organic-inorganic hybrid particles having a core and a shell disposed on the surface of the core. The core is preferably an organic core. The shell is preferably an inorganic shell. From the viewpoint of further reducing the connection resistance between the electrodes, the base material particles are preferably organic-inorganic hybrid particles having an organic core and an inorganic shell disposed on the surface of the organic core.
上記有機コアを形成するための材料としては、上述した樹脂粒子を形成するための樹脂等が挙げられる。 Examples of the material for forming the organic core include the resin for forming the resin particles described above.
上記無機シェルを形成するための材料としては、上述した基材粒子を形成するための無機物が挙げられる。上記無機シェルを形成するための材料は、シリカであることが好ましい。上記無機シェルは、上記コアの表面上で、金属アルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を焼結させることにより形成されていることが好ましい。上記金属アルコキシドはシランアルコキシドであることが好ましい。上記無機シェルはシランアルコキシドにより形成されていることが好ましい。 Examples of the material for forming the inorganic shell include inorganic substances for forming the above-described base material particles. The material for forming the inorganic shell is preferably silica. The inorganic shell is preferably formed on the surface of the core by forming a metal alkoxide into a shell by a sol-gel method and then sintering the shell. The metal alkoxide is preferably a silane alkoxide. The inorganic shell is preferably formed of a silane alkoxide.
上記コアの粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上であり、好ましくは500μm以下、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは50μm以下、特に好ましくは20μm以下、最も好ましくは10μm以下である。上記コアの粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の電気的な接続により一層適した導電性粒子が得られ、基材粒子を導電性粒子の用途に好適に使用可能になる。例えば、上記コアの粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、上記導電性粒子を用いて電極間を接続した場合に、導電性粒子と電極との接触面積が十分に大きくなり、かつ基材粒子の表面に導電部を形成する際、凝集した導電性粒子が形成され難くすることができる。また、導電性粒子を介して接続された電極間の間隔が大きくなりすぎず、かつ導電部が基材粒子の表面から剥離し難くすることができる。 The particle diameter of the core is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, preferably 500 μm or less, more preferably 100 μm or less, still more preferably 50 μm or less, particularly preferably 20 μm or less, and most preferably 10 μm or less. It is. When the particle diameter of the core is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, conductive particles more suitable for electrical connection between electrodes can be obtained, and the base particles can be suitably used for the use of conductive particles. Become. For example, when the particle diameter of the core is not less than the lower limit and not more than the upper limit, when the electrodes are connected using the conductive particles, the contact area between the conductive particles and the electrodes is sufficiently large, and When the conductive portion is formed on the surface of the base particle, the aggregated conductive particles can be made difficult to be formed. In addition, the distance between the electrodes connected via the conductive particles does not become too large, and the conductive portion can be made difficult to peel from the surface of the base material particles.
上記コアの粒子径は、上記コアが真球状である場合には直径を意味し、上記コアが真球状以外の形状である場合には、最大径を意味する。また、コアの粒子径は、コアを任意の粒子径測定装置により測定した平均粒子径を意味する。例えば、レーザー光散乱、電気抵抗値変化、撮像後の画像解析等の原理を用いた粒度分布測定装置が利用できる。 The particle diameter of the core means the diameter when the core is a true sphere, and the maximum diameter when the core is a shape other than the true sphere. Moreover, the particle diameter of a core means the average particle diameter which measured the core with arbitrary particle diameter measuring apparatuses. For example, a particle size distribution measuring apparatus using principles such as laser light scattering, electrical resistance value change, and image analysis after imaging can be used.
上記シェルの厚みは、好ましくは100nm以上、より好ましくは200nm以上であり、好ましくは5μm以下、より好ましくは3μm以下である。上記シェルの厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、電極間の電気的な接続により一層適した導電性粒子が得られ、基材粒子を導電性粒子の用途に好適に使用可能になる。上記シェルの厚みは、基材粒子1個あたりの平均厚みである。ゾルゲル法の制御によって、上記シェルの厚みを制御可能である。 The thickness of the shell is preferably 100 nm or more, more preferably 200 nm or more, preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less. When the thickness of the shell is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, conductive particles more suitable for electrical connection between the electrodes can be obtained, and the base particles can be suitably used for the use of conductive particles. . The thickness of the shell is an average thickness per base particle. The thickness of the shell can be controlled by controlling the sol-gel method.
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は、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.
上記基材粒子の粒子径は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは1.5μm以上、特に好ましくは2μm以上であり、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下、より一層好ましくは300μm以下、更に好ましくは50μm以下、更に一層好ましくは30μm以下、特に好ましくは5μm以下、最も好ましくは3μm以下である。上記基材粒子の粒子径が上記下限以上であると、導電性粒子と電極との接触面積が大きくなるため、電極間の導通信頼性をより一層高めることができ、導電性粒子を介して接続された電極間の接続抵抗をより一層低くすることができる。上記基材粒子の粒子径が上記上限以下であると、導電性粒子が十分に圧縮されやすく、電極間の接続抵抗をより一層低くすることができ、更に電極間の間隔をより小さくすることができる。 The particle diameter of the substrate particles is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more, further preferably 1.5 μm or more, particularly preferably 2 μm or more, preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, more More preferably, it is 300 μm or less, more preferably 50 μm or less, still more preferably 30 μm or less, particularly preferably 5 μm or less, and most preferably 3 μm or less. When the particle diameter of the base material particles is equal to or larger than the lower limit, the contact area between the conductive particles and the electrodes is increased, so that the conduction reliability between the electrodes can be further improved and the connection is made through the conductive particles. The connection resistance between the formed electrodes can be further reduced. When the particle diameter of the substrate particles is not more than the above upper limit, the conductive particles are easily compressed, the connection resistance between the electrodes can be further reduced, and the distance between the electrodes can be further reduced. it can.
上記基材粒子の粒子径は、基材粒子が真球状である場合には、直径を示し、基材粒子が真球状ではない場合には、最大径を示す。 The particle diameter of the base particle indicates a diameter when the base particle is a true sphere, and indicates a maximum diameter when the base particle is not a true sphere.
上記基材粒子の粒子径は、2μm以上、5μm以下であることが特に好ましい。上記基材粒子の粒子径が2〜5μmの範囲内であると、電極間の間隔をより小さくすることができ、かつ導電層の厚みを厚くしても、小さい導電性粒子を得ることができる。 The particle diameter of the substrate particles is particularly preferably 2 μm or more and 5 μm or less. When the particle diameter of the substrate particles is in the range of 2 to 5 μm, the distance between the electrodes can be further reduced, and even when the thickness of the conductive layer is increased, small conductive particles can be obtained. .
上記基材粒子の表面上に導電部を形成する方法、並びに上記基材粒子の表面上又は上記第2の導電部の表面上にはんだ部を形成する方法は特に限定されない。上記導電部及び上記はんだ部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基材粒子の表面にコーティングする方法等が挙げられる。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 part on the surface of the base particle and the method for forming the solder part on the surface of the base particle or the surface of the second conductive part are not particularly limited. Examples of the method for forming the conductive portion and the solder portion include 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, And a method of coating the surface of the substrate particles with a paste containing metal powder or metal powder and a binder. Electroless plating, electroplating or physical collision methods are preferred. 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、上記導電部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 substrate particles is preferably higher than the melting point of the conductive part. 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.
上記導電性粒子は、単層のはんだ部を有していてもよい。上記導電性粒子は、複数の層の導電部(はんだ部,第2の導電部)を有していてもよい。すなわち、上記導電性粒子では、導電部を2層以上積層してもよい。上記導電部が2層以上の場合、上記導電性粒子は、導電部の外表面部分にはんだを有することが好ましい。 The conductive particles may have a single layer solder portion. The conductive particles may have a plurality of layers of conductive parts (solder part, second conductive part). That is, in the conductive particles, two or more conductive portions may be stacked. When the conductive part has two or more layers, the conductive particles preferably have solder on the outer surface portion of the conductive part.
上記はんだは、融点が450℃以下である金属(低融点金属)であることが好ましい。上記はんだ部は、融点が450℃以下である金属層(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。上記導電性粒子におけるはんだは、融点が450℃以下である金属粒子(低融点金属粒子)であることが好ましい。上記低融点金属粒子は、低融点金属を含む粒子である。該低融点金属とは、融点が450℃以下の金属を示す。低融点金属の融点は好ましくは300℃以下、より好ましくは160℃以下である。 The solder is preferably a metal (low melting point metal) having a melting point of 450 ° C. or lower. The solder part is preferably a metal layer (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 in the conductive particles is preferably metal particles having a melting point of 450 ° C. or lower (low melting point metal particles). 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.
また、上記導電性粒子におけるはんだは錫を含むことが好ましい。上記はんだ部に含まれる金属100重量%中及び上記導電性粒子におけるはんだに含まれる金属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。上記導電性粒子におけるはんだ中の錫の含有量が上記下限以上であると、導電性粒子と電極との導通信頼性がより一層高くなる。 The solder in the conductive particles preferably contains tin. In 100% by weight of the metal contained in the solder part and 100% by weight of the metal contained in the solder in the conductive particles, the content of tin is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and still more preferably. It is 70% by weight or more, particularly preferably 90% by weight or more. When the content of tin in the solder in the conductive particles is not less than the above lower limit, the conduction reliability between the conductive particles and the electrode is further enhanced.
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.
上記はんだを導電部の外表面部分に有する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、はんだを導電部の外表面部分に有する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、導通信頼性が効果的に高くなる。 By using the conductive particles having the solder on the outer surface portion of the conductive portion, the solder is melted and joined to the electrodes, and the solder conducts between the 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 conductive particles having solder on the outer surface of the conductive portion increases the bonding strength between the solder and the electrode, and as a result, the solder and the electrode are more unlikely to peel off, and the conduction reliability is effective. To be high.
上記はんだ部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。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 part 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. The low melting point metal is preferably tin, a tin-silver alloy, a tin-silver-copper alloy, a tin-bismuth alloy, or a tin-indium alloy because of its excellent wettability with respect to the electrode. More preferred are a tin-bismuth alloy and a tin-indium alloy.
上記はんだ(はんだ部)を構成する材料は、JIS Z3001:溶接用語に基づき、液相線が450℃以下である溶加材であることが好ましい。上記はんだの組成としては、例えば亜鉛、金、銀、鉛、銅、錫、ビスマス、インジウム等を含む金属組成が挙げられる。低融点で鉛フリーである錫−インジウム系(117℃共晶)、又は錫−ビスマス系(139℃共晶)が好ましい。すなわち、上記はんだは、鉛を含まないことが好ましく、錫とインジウムとを含むはんだ、又は錫とビスマスとを含むはんだであることが好ましい。 The material constituting the solder (solder part) is preferably a filler material having a liquidus of 450 ° C. or lower based on JIS Z3001: Welding terms. Examples of the composition of the solder include a metal composition containing zinc, gold, silver, lead, copper, tin, bismuth, indium and the like. A tin-indium system (117 ° C eutectic) or a tin-bismuth system (139 ° C eutectic) that has a low melting point and is free of lead is preferable. That is, the solder preferably does not contain lead, and is preferably a solder containing tin and indium or a solder containing 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、上記導電性粒子におけるはんだは、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更に一層高める観点からは、上記導電性粒子におけるはんだは、ニッケル、銅、アンチモン、アルミニウム又は亜鉛を含むことが好ましい。はんだ部又は導電性粒子における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、上記導電性粒子におけるはんだ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 in the conductive particles is nickel, copper, antimony, aluminum, zinc, iron, gold, titanium, phosphorus, germanium, tellurium, cobalt, bismuth, manganese. Further, it may contain a metal such as chromium, molybdenum and palladium. Moreover, from the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder and the electrode, the solder in the conductive particles preferably contains nickel, copper, antimony, aluminum, or zinc. From the viewpoint of further increasing the bonding strength between the solder and the electrode in the solder portion or the conductive particles, the content of these metals for increasing the bonding strength is preferably 0% in 100% by weight of the solder in the conductive particles. 0.0001% by weight or more, preferably 1% by weight or less.
上記第2の導電部の融点は、上記はんだ部の融点よりも高いことが好ましい。上記第2の導電部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。上記はんだ部は融点が低いために導電接続時に溶融する。上記第2の導電部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、上記はんだ部を溶融させて用いられることが好ましく、上記はんだ部を溶融させてかつ上記第2の導電部を溶融させずに用いられることが好ましい。上記第2の導電部の融点が上記はんだ部の融点をよりも高いことによって、導電接続時に、上記第2の導電部を溶融させずに、上記はんだ部のみを溶融させることができる。 The melting point of the second conductive part is preferably higher than the melting point of the solder part. The melting point of the second conductive part is preferably more than 160 ° C, more preferably more than 300 ° C, still more preferably more than 400 ° C, still more preferably more than 450 ° C, particularly preferably more than 500 ° C, most preferably Preferably it exceeds 600 degreeC. Since the solder part has a low melting point, it melts during conductive connection. It is preferable that the second conductive portion does not melt during conductive connection. The conductive particles are preferably used by melting solder, preferably used by melting the solder part, and used without melting the solder part and melting the second conductive part. It is preferred that Since the melting point of the second conductive part is higher than the melting point of the solder part, it is possible to melt only the solder part without melting the second conductive part during conductive connection.
上記はんだ部の融点と上記第2の導電部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 part and the melting point of the second conductive part 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の導電部は、金属を含むことが好ましい。上記第2の導電部を構成する金属は、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 part preferably contains a metal. The metal which comprises the said 2nd electroconductive part is not specifically 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の導電部は、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部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部の表面には、はんだ部をより一層容易に形成できる。 The second conductive portion 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 parts for the connection between the electrodes, the connection resistance between the electrodes is further reduced. Moreover, a solder part can be more easily formed on the surface of these preferable conductive parts.
上記はんだ部の厚みは、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。はんだ部の厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、十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十分に変形する。 The thickness of the solder part 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 thickness of the solder part is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, sufficient conductivity is obtained, and the conductive particles do not become too hard, and the conductive particles are sufficiently deformed at the time of connection between the electrodes. .
上記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3μm以上、特に好ましくは5μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは40μm以下、より一層好ましくは30μm以下、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、導電性粒子におけるはんだを電極上により一層効率的に配置することができる。上記導電性粒子の平均粒子径は、5μm以上、30μm以下であることが特に好ましい。 The average particle diameter of the conductive particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, further preferably 3 μm or more, particularly preferably 5 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 40 μm or less, and much more. It is preferably 30 μm or less, more 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 conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder in the conductive particles can be more efficiently arranged on the electrode. The average particle size of the conductive particles is particularly preferably 5 μm or more and 30 μm or less.
上記導電性粒子の「平均粒子径」は、数平均粒子径を示す。導電性粒子の平均粒子径は、例えば、任意の導電性粒子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や、レーザー回折式粒度分布測定を行うことにより求められる。 The “average particle size” of the conductive particles indicates a number average particle size. The average particle diameter of the conductive particles is obtained, for example, by observing 50 arbitrary conductive particles with an electron microscope or an optical microscope, calculating an average value, or performing laser diffraction particle size distribution measurement.
上記導電性粒子の粒子径の変動係数は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。上記粒子径の変動係数が、上記下限以上及び上記上限以下であると、電極上に導電性粒子におけるはんだをより一層効率的に配置することができる。但し、上記導電性粒子の粒子径の変動係数は、5%未満であってもよい。 The variation coefficient of the particle diameter of the conductive particles is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, preferably 40% or less, more preferably 30% or less. When the variation coefficient of the particle diameter is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder in the conductive particles can be more efficiently arranged on the electrode. However, the coefficient of variation of the particle diameter of the conductive particles may be less than 5%.
上記変動係数(CV値)は、以下のようにして測定できる。 The coefficient of variation (CV value) can be measured as follows.
CV値(%)=(ρ/Dn)×100
ρ:導電性粒子の粒子径の標準偏差
Dn:導電性粒子の粒子径の平均値
CV value (%) = (ρ / Dn) × 100
ρ: Standard deviation of particle diameter of conductive particles Dn: Average value of particle diameter of conductive particles
上記導電性粒子の形状は特に限定されない。上記導電性粒子の形状は、球状であってもよく、扁平状等の球形状以外の形状であってもよい。 The shape of the conductive particles is not particularly limited. The conductive particles may have a spherical shape or a shape other than a spherical shape such as a flat shape.
上記導電材料100重量%中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは1重量%以上、より好ましくは2重量%以上、更に好ましくは10重量%以上、特に好ましくは20重量%以上、最も好ましくは30重量%以上、好ましくは90重量%以下、より好ましくは80重量%以下、更に好ましくは60重量%以下、特に好ましくは50重量%以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、電極上に導電性粒子におけるはんだをより一層効率的に配置することができ、電極間に導電性粒子におけるはんだを多く配置することが容易であり、導通信頼性がより一層高くなる。導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子の含有量は多い方が好ましい。 The content of the conductive particles in 100% by weight of the conductive material is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more, still more preferably 10% by weight or more, particularly preferably 20% by weight or more, most preferably. It is 30% by weight or more, preferably 90% by weight or less, more preferably 80% by weight or less, still more preferably 60% by weight or less, and particularly preferably 50% by weight or less. When the content of the conductive particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder in the conductive particles can be arranged more efficiently on the electrodes, and more solder in the conductive particles is arranged between the electrodes. It is easy to do and the conduction reliability is further increased. From the viewpoint of further improving the conduction reliability, the content of the conductive particles is preferably large.
(熱硬化性成分)
上記熱硬化性成分は、加熱により硬化可能な熱硬化性化合物と、硬化剤とを含んでいてもよい。上記熱硬化性化合物としては、オキセタン化合物、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、(メタ)アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。導電材料の硬化性及び粘度をより一層良好にし、導通信頼性をより一層高める観点からは、エポキシ化合物又はエピスルフィド化合物が好ましく、エポキシ化合物がより好ましい。上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物を含むことが好ましい。上記熱硬化性成分は、エポキシ化合物と、硬化剤とを含むことが好ましい。上記熱硬化性成分は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(Thermosetting component)
The thermosetting component may contain a thermosetting compound that can be cured by heating, and a curing agent. Examples of the thermosetting compound include oxetane compounds, epoxy compounds, episulfide compounds, (meth) acrylic compounds, phenolic compounds, amino compounds, unsaturated polyester compounds, polyurethane compounds, silicone compounds, and polyimide compounds. From the viewpoint of further improving the curability and viscosity of the conductive material and further improving the conduction reliability, an epoxy compound or an episulfide compound is preferable, and an epoxy compound is more preferable. The thermosetting component preferably contains an epoxy compound. The thermosetting component preferably contains an epoxy compound and a curing agent. As for the said thermosetting component, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
硬化物の耐熱性をより一層高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、イソシアヌル骨格を有する熱硬化性化合物を含むことが好ましい。 From the viewpoint of further increasing the heat resistance of the cured product, the thermosetting compound preferably includes a thermosetting compound having an isocyanuric skeleton.
上記イソシアヌル骨格を有する熱硬化性化合物としてはトリイソシアヌレート型エポキシ化合物等が挙げられ、日産化学工業社製TEPICシリーズ(TEPIC−G、TEPIC−S、TEPIC−SS、TEPIC−HP、TEPIC−L、TEPIC−PAS、TEPIC−VL、TEPIC−UC)等が挙げられる。 Examples of the thermosetting compound having the above isocyanuric skeleton include triisocyanurate type epoxy compounds, etc., and TEPIC series (TEPIC-G, TEPIC-S, TEPIC-SS, TEPIC-HP, TEPIC-L, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. TEPIC-PAS, TEPIC-VL, TEPIC-UC) and the like.
上記エポキシ化合物としては、芳香族エポキシ化合物が挙げられる。レゾルシノール型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、ベンゾフェノン型エポキシ化合物等の結晶性エポキシ化合物が好ましい。常温(23℃)で固体であり、かつ溶融温度がはんだの融点以下であるエポキシ化合物が好ましい。溶融温度は好ましくは100℃以下、より好ましくは80℃以下、好ましくは40℃以上である。上記の好ましいエポキシ化合物を用いることで、接続対象部材を貼り合わせた段階では、粘度が高く、搬送等の衝撃により加速度が付与された際に、第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材との位置ずれを抑制することができ、かつ、硬化時の熱により、導電材料の粘度を大きく低下させることができ、はんだ粒子の凝集を効率よく進行させることができる。 An aromatic epoxy compound is mentioned as said epoxy compound. Crystalline epoxy compounds such as resorcinol-type epoxy compounds, naphthalene-type epoxy compounds, biphenyl-type epoxy compounds, and benzophenone-type epoxy compounds are preferred. An epoxy compound that is solid at normal temperature (23 ° C.) and has a melting temperature equal to or lower than the melting point of the solder is preferable. The melting temperature is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, and preferably 40 ° C. or higher. By using the preferable epoxy compound, the first connection target member and the second connection target are high when the connection target member is bonded to each other when the viscosity is high and acceleration is applied by impact such as conveyance. The displacement with respect to the member can be suppressed, and the viscosity of the conductive material can be greatly reduced by the heat at the time of curing, and the aggregation of the solder particles can be advanced efficiently.
上記導電材料100重量%中、上記熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、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。上記熱硬化性化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだを電極上により一層効率的に配置し、電極間の位置ずれをより一層抑制し、電極間の導通信頼性をより一層高めることができる。耐衝撃性をより一層高める観点からは、上記熱硬化性化合物の含有量は多い方が好ましい。 The content of the thermosetting compound in 100% by weight of the conductive material is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, and preferably 99% by weight or less. Is 98% by weight or less, more preferably 90% by weight or less, and particularly preferably 80% by weight or less. When the content of the thermosetting compound is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder is more efficiently arranged on the electrodes, further suppressing the displacement between the electrodes, and the conduction reliability between the electrodes. Can be further increased. From the viewpoint of further improving the impact resistance, it is preferable that the content of the thermosetting compound is large.
上記導電材料100重量%中、上記エポキシ化合物の含有量は、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、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。上記エポキシ化合物の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだを電極上により一層効率的に配置し、電極間の位置ずれをより一層抑制し、電極間の導通信頼性をより一層高めることができる。耐衝撃性をより一層高める観点からは、上記エポキシ化合物の含有量は多い方が好ましい。 The content of the epoxy compound in 100% by weight of the conductive material is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 50% by weight or more, preferably 99% by weight or less, more preferably 98%. % By weight or less, more preferably 90% by weight or less, particularly preferably 80% by weight or less. When the content of the epoxy compound is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder is more efficiently arranged on the electrodes, the positional deviation between the electrodes is further suppressed, and the conduction reliability between the electrodes is further improved. It can be further enhanced. From the viewpoint of further improving the impact resistance, it is preferable that the content of the epoxy compound is large.
上記硬化剤は、上記熱硬化性化合物を熱硬化させる熱硬化剤であることが好ましい。上記熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤等のチオール硬化剤、ホスホニウム塩、酸無水物、熱カチオン開始剤(熱カチオン硬化剤)及び熱ラジカル発生剤等が挙げられる。上記熱硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The curing agent is preferably a thermosetting agent that thermosets the thermosetting compound. Examples of the thermosetting agent include imidazole curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, polythiol curing agents and other thiol curing agents, phosphonium salts, acid anhydrides, thermal cation initiators (thermal cation curing agents), and thermal radical generators. Etc. As for the said thermosetting agent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
導電材料を低温でより一層速やかに硬化可能とする観点からは、上記熱硬化剤は、イミダゾール硬化剤、チオール硬化剤、又はアミン硬化剤であることが好ましく、チオール硬化剤であることがより好ましい。また、上記熱硬化性化合物と上記熱硬化剤とを混合したときの保存安定性を高める観点からは、上記熱硬化剤は、潜在性の硬化剤であることが好ましい。潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性チオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。なお、上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。 From the viewpoint of enabling the conductive material to be cured more rapidly at a low temperature, the thermosetting agent is preferably an imidazole curing agent, a thiol curing agent, or an amine curing agent, and more preferably a thiol curing agent. . Further, from the viewpoint of enhancing the storage stability when the thermosetting compound and the thermosetting agent are mixed, the thermosetting agent is preferably a latent curing agent. The latent curing agent is preferably a latent imidazole curing agent, a latent thiol curing agent, or a latent amine curing agent. 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、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−ベンジル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−パラトルイル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−メタトルイル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−メタトルイル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−パラトルイル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等における1H−イミダゾールの5位の水素をヒドロキシメチル基で、かつ、2位の水素をフェニル基またはトルイル基で置換したイミダゾール化合物等が挙げられる。導電材料を低温でより一層速やかに硬化可能とする観点からは、上記イミダゾール化合物は、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−パラトルイル−4−メ チル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−メタトルイル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−メタトルイル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−パラトルイル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールであることが好ましい。 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- Triazine isocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-benzyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-paratoluyl- 4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-metatoluyl-4 The hydrogen at the 5-position of 1H-imidazole in methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-metatoluyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-paratoluyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, etc. is a hydroxymethyl group, and 2 And imidazole compounds in which the hydrogen at the position is substituted with a phenyl group or a toluyl group. From the viewpoint of allowing the conductive material to be cured more rapidly at a low temperature, the imidazole compound includes 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2- P-Toluyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-methatoruyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-methatoruyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-paratoluyl-4,5-dihydroxymethylimidazole It is preferable that
上記チオール硬化剤としては、特に限定されず、トリメチロールプロパントリス−3−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス−3−メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトールヘキサ−3−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。 The thiol curing agent is not particularly limited, and examples thereof include trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate, pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate, and dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate. .
上記アミン硬化剤としては、特に限定されず、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。 The amine curing agent is not particularly limited, and 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.
上記ホスホニウム塩としては、テトラノルマルブチルホスホニウムブロマイド、テトラノルマルブチルホスホニウムO−Oジエチルジチオリン酸、メチルトリブチルホスホニウムジメチルリン酸塩、テトラノルマルブチルホスホニウムベンゾトリアゾール、テトラノルマルブチルホスホニウムテトラフルオロボレート、テトラノルマルブチルホスホニウムテトラフェニルボレート等が挙げられる。 Examples of the phosphonium salt include tetranormal butylphosphonium bromide, tetranormal butylphosphonium OO diethyldithiophosphoric acid, methyltributylphosphonium dimethyl phosphate, tetranormal butylphosphonium benzotriazole, tetranormal butylphosphonium tetrafluoroborate, and tetranormal butylphosphonium. Examples include tetraphenylborate.
上記熱カチオン開始剤としては、特に限定されず、ヨードニウム系カチオン硬化剤、オキソニウム系カチオン硬化剤及びスルホニウム系カチオン硬化剤等が挙げられる。上記ヨードニウム系カチオン硬化剤としては、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。上記オキソニウム系カチオン硬化剤としては、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボラート等が挙げられる。上記スルホニウム系カチオン硬化剤としては、トリ−p−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。 The thermal cation initiator is not particularly limited, and examples thereof include iodonium cation curing agents, oxonium cation curing agents, and sulfonium cation 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、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等が挙げられる。上記有機過酸化物としては、ジ−tert−ブチルペルオキシド及びメチルエチルケトンペルオキシド等が挙げられる。 The 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.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは80℃以上、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、更に好ましくは150℃以下、特に好ましくは140℃以下である。上記熱硬化剤の反応開始温度が上記下限以上及び上記上限以下であると、はんだが電極上により一層効率的に配置される。上記熱硬化剤の反応開始温度は80℃以上、140℃以下であることが特に好ましい。 The reaction initiation temperature of the thermosetting agent is preferably 50 ° C or higher, more preferably 70 ° C or higher, still more preferably 80 ° C or higher, preferably 250 ° C or lower, more preferably 200 ° C or lower, still more preferably 150 ° C or lower, Especially preferably, it is 140 degrees C or less. When the reaction start temperature of the thermosetting agent is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the solder is more efficiently arranged on the electrode. The reaction initiation temperature of the thermosetting agent is particularly preferably 80 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
はんだを電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記熱硬化剤の反応開始温度は、上記第1の導電性粒子におけるはんだの融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrode, the reaction initiation temperature of the thermosetting agent is preferably higher than the melting point of the solder in the first conductive particles, and is preferably 5 ° C. or higher. More preferably, it is more preferably 10 ° C. or higher.
上記熱硬化剤の反応開始温度は、DSCでの発熱ピークの立ち上がり開始の温度を意味する。 The reaction start temperature of the thermosetting agent means a temperature at which the exothermic peak of DSC starts to rise.
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記熱硬化性化合物100重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは1重量部以上、好ましくは200重量部以下、より好ましくは100重量部以下、更に好ましくは75重量部以下である。熱硬化剤の含有量が上記下限以上であると、導電材料を十分に硬化させることが容易である。熱硬化剤の含有量が上記上限以下であると、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の熱硬化剤が残存し難くなり、かつ硬化物の耐熱性がより一層高くなる。 The content of the thermosetting agent is not particularly limited. The content of the thermosetting agent is preferably 0.01 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, preferably 200 parts by weight or less, more preferably 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound. Part 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.
(フラックス)
上記導電材料は、フラックスを含む。フラックスの使用により、はんだを電極上により一層効果的に配置することができる。該フラックスは特に限定されない。フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているフラックスを使用できる。
(flux)
The conductive material includes a flux. By using flux, the solder can be more effectively placed on the electrode. The flux is not particularly limited. As the flux, a flux generally used for soldering or the like can be used.
上記フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、アミン化合物、有機酸及び松脂等が挙げられる。上記フラックスは1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the flux include zinc chloride, a mixture of zinc chloride and an inorganic halide, a mixture of zinc chloride and an inorganic acid, a molten salt, phosphoric acid, a derivative of phosphoric acid, an organic halide, hydrazine, an amine compound, and an organic compound. Examples include acid and rosin. 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.
上記カルボキシル基を2個以上有する有機酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられる。 Examples of the organic acid having two or more carboxyl groups include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, and sebacic acid.
上記アミン化合物としては、例えば、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ベンズヒドリルアミン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、フェニルイミダゾール、カルボキシベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾールカルボキシベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Examples of the amine compound include cyclohexylamine, dicyclohexylamine, benzylamine, benzhydrylamine, imidazole, benzimidazole, phenylimidazole, carboxybenzimidazole, benzotriazole, carboxybenzotriazole, and the like.
上記松脂はアビエチン酸を主成分とするロジン類である。上記ロジン類としては、例えば、アビエチン酸、アクリル変性ロジン等が挙げられる。フラックスはロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。この好ましいフラックスの使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。 The rosin is a rosin composed mainly of abietic acid. Examples of the rosins include abietic acid and acrylic modified rosin. The flux is preferably a rosin, and more preferably abietic acid. By using this preferable flux, the conduction reliability between the electrodes is further enhanced.
上記フラックスの活性温度(融点)は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは80℃以上、好ましくは200℃以下、より好ましくは190℃以下、より一層好ましくは160℃以下、更に好ましくは150℃以下、更に一層好ましくは140℃以下である。上記フラックスの活性温度が上記下限以上及び上記上限以下であると、フラックス効果がより一層効果的に発揮され、導電性粒子が電極上により一層効率的に配置される。上記フラックスの活性温度(融点)は80℃以上、190℃以下であることが好ましい。上記フラックスの活性温度(融点)は80℃以上、140℃以下であることが特に好ましい。 The active temperature (melting point) of the flux is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, further preferably 80 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or lower, more preferably 190 ° C. or lower, even more preferably 160 ° C. or lower. More preferably, it is 150 ° C. or less, and still more preferably 140 ° C. or less. When the active temperature of the flux is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the flux effect is more effectively exhibited, and the conductive particles are more efficiently arranged on the electrode. The active temperature (melting point) of the flux is preferably 80 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. The activation temperature (melting point) of the flux is particularly preferably 80 ° C. or higher and 140 ° C. or lower.
フラックスの活性温度(融点)が80℃以上、190℃以下である上記フラックスとしては、コハク酸(融点186℃)、グルタル酸(融点96℃)、アジピン酸(融点152℃)、ピメリン酸(融点104℃)、スベリン酸(融点142℃)等のジカルボン酸、安息香酸(融点122℃)、リンゴ酸(融点130℃)等が挙げられる。 The flux having an active temperature (melting point) of 80 ° C. or higher and 190 ° C. or lower includes succinic acid (melting point 186 ° C.), glutaric acid (melting point 96 ° C.), adipic acid (melting point 152 ° C.), pimelic acid (melting point) 104 ° C.), dicarboxylic acids such as suberic acid (melting point 142 ° C.), benzoic acid (melting point 122 ° C.), malic acid (melting point 130 ° C.) and the like.
また、上記フラックスの沸点は200℃以下であることが好ましい。 The boiling point of the flux is preferably 200 ° C. or lower.
はんだを電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記フラックスの融点は、上記はんだ粒子の融点よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrode, the melting point of the flux is preferably higher than the melting point of the solder particles, more preferably 5 ° C or higher, and more preferably 10 ° C or higher. preferable.
はんだを電極上により一層効率的に配置する観点からは、上記フラックスの融点は、上記熱硬化剤の反応開始温度よりも、高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましい。 From the viewpoint of more efficiently arranging the solder on the electrode, the melting point of the flux is preferably higher than the reaction start temperature of the thermosetting agent, more preferably 5 ° C or higher, more preferably 10 ° C or higher. More preferably.
上記フラックスは、導電材料中に分散されていてもよく、導電性粒子の表面上に付着していてもよい。 The said flux may be disperse | distributed in the electrically-conductive material and may adhere on the surface of electroconductive particle.
フラックスの融点が、はんだの融点より高いことにより、電極部分に導電性粒子を効率的に凝集させることができる。これは、接合時に熱を付与した場合、接続対象部材上に形成された電極と、電極周辺の接続対象部材の部分とを比較すると、電極部分の熱伝導率が電極周辺の接続対象部材部分の熱伝導率よりも高いことにより、電極部分の昇温が速いことに起因する。導電性粒子の融点を超えた段階では、導電性粒子の内部は溶解するが、表面に形成された酸化被膜は、フラックスの融点(活性温度)に達していないので、除去されない。この状態で、電極部分の温度が先に、フラックスの融点(活性温度)に達するため、優先的に電極上に来た導電性粒子の表面の酸化被膜が除去され、導電性粒子が電極の表面上に濡れ拡がることができる。これにより、電極上に効率的に導電性粒子を凝集させることができる。 When the melting point of the flux is higher than the melting point of the solder, the conductive particles can be efficiently aggregated on the electrode portion. This is because, when heat is applied at the time of joining, when the electrode formed on the connection target member is compared with the portion of the connection target member around the electrode, the thermal conductivity of the electrode portion is Due to the fact that it is higher than the thermal conductivity, the temperature rise of the electrode portion is fast. At the stage where the melting point of the conductive particles is exceeded, the inside of the conductive particles dissolves, but the oxide film formed on the surface does not reach the melting point (activation temperature) of the flux and is not removed. In this state, since the temperature of the electrode portion first reaches the melting point (activation temperature) of the flux, the oxide film on the surface of the conductive particles that has come preferentially on the electrode is removed, and the conductive particles are removed from the surface of the electrode. Can spread over the top. Thereby, electroconductive particle can be efficiently aggregated on an electrode.
上記フラックスは、加熱によりカチオンを放出するフラックスであることが好ましい。加熱によりカチオンを放出するフラックスの使用により、導電性粒子を電極上により一層効率的に配置することができる。 The flux is preferably a flux that releases cations by heating. By using a flux that releases cations by heating, the conductive particles can be arranged more efficiently on the electrode.
上記加熱によりカチオンを放出するフラックスとしては、上記熱カチオン開始剤(熱カチオン硬化剤)が挙げられる。 Examples of the flux that releases cations by the heating include the thermal cation initiator (thermal cation curing agent).
上記導電材料100重量%中、上記フラックスの含有量は好ましくは0.5重量%以上、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、更に、はんだ及び電極の表面に形成された酸化被膜をより一層効果的に除去できる。 The content of the flux in 100% by weight of the conductive material is preferably 0.5% by weight or more, preferably 30% by weight or less, and 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.
(吸水剤)
上記導電材料は、吸水剤を含む。上記吸水剤は、特に限定されない。上記吸水剤は、乾燥剤、吸湿剤、脱水剤等として、一般的に用いられている化合物を使用できる。
(Water absorbent)
The conductive material includes a water absorbing agent. The water absorbing agent is not particularly limited. As the water-absorbing agent, compounds generally used as a desiccant, a hygroscopic agent, a dehydrating agent and the like can be used.
導電材料中の水をより一層効率的に除去する観点からは、上記導電材料は、上記吸水剤として、プロピレン化合物、アセチレン化合物、又は酸無水物を含むことが好ましい。上記吸水剤は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 From the viewpoint of more efficiently removing water in the conductive material, the conductive material preferably contains a propylene compound, an acetylene compound, or an acid anhydride as the water absorbing agent. As for the said water absorbing agent, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
導電材料中の水をより一層効率的に除去する観点からは、上記導電材料は、上記吸水剤として、酸無水物を含むことがより好ましい。上記導電材料は、上記吸水剤として、プロピレン化合物、又はアセチレン化合物を含んでいてもよい。 From the viewpoint of more efficiently removing water in the conductive material, the conductive material preferably contains an acid anhydride as the water-absorbing agent. The conductive material may contain a propylene compound or an acetylene compound as the water absorbing agent.
上記プロピレン化合物及びアセチレン化合物は、アクリルポリマーであることが好ましい。上記アクリルポリマーは、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリレートの重合体であることが好ましい。上記アクリルポリマーは、(メタ)アクリル酸の塩の重合体であることがより好ましい。 The propylene compound and acetylene compound are preferably acrylic polymers. The acrylic polymer is preferably a polymer of (meth) acrylic acid or (meth) acrylate. The acrylic polymer is more preferably a polymer of a salt of (meth) acrylic acid.
また、上記アクリルポリマーは、上記重合体を重合する際に、エチレン性不飽和基を有する重合性単量体とともに共重合させた共重合体であってもよい。 The acrylic polymer may be a copolymer copolymerized with a polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group when the polymer is polymerized.
上記アクリルポリマーは、官能基を有していなくてもよく、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アルキル基、又はアルコキシシリル基等の官能基を1種又は2種以上有していてもよい。 The acrylic polymer may not have a functional group, and may have one or more functional groups such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, an alkyl group, or an alkoxysilyl group.
上記(メタ)アクリレートは、単管能アクリレートであってもよく、2官能以上の多官能アクリレートであってもよい。 The (meth) acrylate may be a single-tube acrylate or a bifunctional or higher polyfunctional acrylate.
上記単管能アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート化合物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート化合物;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体;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)アクリレート等のハロゲン含有(メタ)アクリレート化合物;2−メチル−3−ブチル−2−イル(メタ)アクリレート、1−エチニルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−プロピニル(メタ)アクリレート等の三重結合を有する(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。上記単管能(メタ)アクリレートは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the single-tube acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cetyl ( Alkyl (meth) acrylate compounds such as (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meta) ) Oxygen atom-containing (meth) acrylate compounds such as acrylate and glycidyl (meth) acrylate; Nitrile-containing monomers such as (meth) acrylonitrile; Trifluoromethyl (meth) acrylate Halogen-containing (meth) acrylate compounds such as pentafluoroethyl (meth) acrylate; 2-methyl-3-butyl-2-yl (meth) acrylate, 1-ethynylcyclohexyl (meth) acrylate, 2-propynyl (meth) acrylate And (meth) acrylate compounds having a triple bond such as As for the said single tuberability (meth) acrylate, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールトリ(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、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、ポリエーテルトリ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート等の3官能(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の4官能(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、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の5官能以上の(メタ)アクリレートを挙げることができる。上記多官能(メタ)アクリレートは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the polyfunctional (meth) acrylate include tripropylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, and tripropylene glycol di ( (Meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, modified bisphenol A di (meth) acrylate, tricyclodecandi Bifunctional (meth) acrylates such as methanol di (meth) acrylate; pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane etoxy Trifunctional (meth) acrylates such as tri (meth) acrylate, polyether tri (meth) acrylate, glycerin propoxytri (meth) acrylate, etc .; pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane Tetrafunctional (meth) acrylates such as tetra (meth) acrylate; dipentaerythritol penta (meth) acrylate, propionic acid-modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol monohydroxypenta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa Mention may be made of (meth) acrylates having 5 or more functional groups such as (meth) acrylates. As for the said polyfunctional (meth) acrylate, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体は、非架橋性の単量体であってもよく、架橋性の単量体であってもよい。上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体としては、上述した化合物等が挙げられる。 The polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group may be a non-crosslinkable monomer or a crosslinkable monomer. Examples of the polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group include the compounds described above.
上記アクリルポリマーは、公知の方法により重合させることで、得ることができる。この方法としては、例えば、エマルジョン重合及び溶液重合等が挙げられる。 The acrylic polymer can be obtained by polymerizing by a known method. Examples of this method include emulsion polymerization and solution polymerization.
上記酸無水物としては、例えば、新日本理化社製リカシッドシリーズ(リカシッドTH、リカシッドHT−1A、リカシッドHH、リカシッドMH−700、リカシッドMH−700G、リカシッドMH、リカシッドHNA−100、リカシッドTMEG−S、リカシッドTMEG−100、リカシッドTMEG−200、リカシッドTMEG−500、リカシッドTMEG−600、リカシッドTMTA−C、リカシッドMTA−15等)、三菱化学社製「YH306」、DIC社製「EPICLON B−570H」、並びに、日立化成社製「HN−2200」、「HN−2000」、「HN−5500」、及び「MHAC−P」等が挙げられる。 Examples of the acid anhydride include Ricacid Series (Ricacid TH, Ricacid HT-1A, Ricacid HH, Ricacid MH-700, Ricacid MH-700G, Ricacid MH, Ricacid HNA-100, Ricacid TMEG- S, Ricacid TMEG-100, Ricacid TMEG-200, Ricacid TMEG-500, Ricacid TMEG-600, Ricacid TMTA-C, Ricacid MTA-15, etc.), Mitsubishi Chemical Corporation "YH306", DIC Corporation "EPICLON B-570H" And “HN-2200”, “HN-2000”, “HN-5500”, and “MHAC-P” manufactured by Hitachi Chemical.
上記酸無水物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 As for the said acid anhydride, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
フラックスが溶融して、電極やはんだの酸化膜を除去する際に、水分が発生する。高温時に発生した水分をより一層効率的に除去する観点からは、上記酸無水物は、フラックスの溶融温度−10℃で液状であることが好ましい。 Moisture is generated when the flux melts and the oxide film of the electrode and solder is removed. From the viewpoint of more efficiently removing moisture generated at high temperatures, the acid anhydride is preferably in a liquid state at a flux melting temperature of −10 ° C.
導電材料中の水分をより一層効果的に除去し、電極間の導通信頼性及び絶縁信頼性をより一層高める観点からは、70℃における上記吸水剤の吸水量は、好ましくは0.03ml/g以上、より好ましくは0.05ml/gである。70℃における上記吸水剤の吸水量は、1ml/g以下であってもよく、0.2ml/g以下であってもよい。 From the viewpoint of more effectively removing moisture in the conductive material and further improving the conduction reliability and insulation reliability between the electrodes, the water absorption amount of the water absorbing agent at 70 ° C. is preferably 0.03 ml / g. As described above, more preferably 0.05 ml / g. The water absorption of the water absorbing agent at 70 ° C. may be 1 ml / g or less, or 0.2 ml / g or less.
上記吸水量は、以下のようにして測定できる。 The water absorption can be measured as follows.
吸水剤1gを70℃、相対湿度90%の環境下に置く。1時間経過後、吸水剤1gの重量増加分から、上記吸水量を算出することができる。 1 g of water absorbent is placed in an environment of 70 ° C. and 90% relative humidity. After 1 hour, the water absorption amount can be calculated from the weight increase of 1 g of the water absorbing agent.
導電材料中の水分をより一層効果的に除去し、電極間の導通信頼性及び絶縁信頼性をより一層高める観点からは、上導電材料100重量%中、上記吸水剤の含有量は、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.3重量%以上であり、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。 From the viewpoint of further effectively removing moisture in the conductive material and further improving the conduction reliability and insulation reliability between the electrodes, the content of the water absorbing agent in 100% by weight of the upper conductive material is preferably It is 0.1% by weight or more, more preferably 0.3% by weight or more, preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less.
(絶縁性粒子)
上記導電材料は、絶縁性粒子を含むことが好ましい。上記導電材料において、上記絶縁性粒子は、上記導電性粒子の表面に付着していなくてもよい。上記導電材料中で、上記絶縁性粒子は上記導電性粒子と離れて存在することが好ましい。上記絶縁性粒子を含むことで、導電材料の硬化物により接続される接続対象部材間の間隔、並びに導電性粒子におけるはんだにより接続される接続対象部材間の間隔を高精度に制御することができる。
(Insulating particles)
The conductive material preferably contains insulating particles. In the conductive material, the insulating particles may not be attached to the surface of the conductive particles. In the conductive material, the insulating particles are preferably present apart from the conductive particles. By including the insulating particles, it is possible to accurately control the interval between the connection target members connected by the cured material of the conductive material and the interval between the connection target members connected by the solder in the conductive particles. .
上記絶縁性粒子の平均粒子径は、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは25μm以上、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50μm以下である。上記絶縁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、導電材料の硬化物により接続される接続対象部材間の間隔、並びに導電性粒子におけるはんだにより接続される接続対象部材間の間隔がより一層適度になる。 The average particle diameter of the insulating particles is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, still more preferably 25 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 75 μm or less, and even more preferably 50 μm or less. When the average particle diameter of the insulating particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the interval between the connection target members connected by the cured material of the conductive material, and between the connection target members connected by the solder in the conductive particles The interval becomes even more moderate.
上記絶縁性粒子の材料としては、絶縁性の樹脂、及び絶縁性の無機物等が挙げられる。 Examples of the material of the insulating particles include an insulating resin and an insulating inorganic substance.
上記絶縁性粒子の材料である絶縁性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン類、(メタ)アクリレート重合体、(メタ)アクリレート共重合体、ブロックポリマー、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂の架橋物、熱硬化性樹脂及び水溶性樹脂等が挙げられる。 Specific examples of the insulating resin that is the material of the insulating particles include polyolefins, (meth) acrylate polymers, (meth) acrylate copolymers, block polymers, thermoplastic resins, crosslinked thermoplastic resins, heat Examples thereof include curable resins and water-soluble resins.
上記ポリオレフィン類としては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。上記(メタ)アクリレート重合体としては、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート及びポリブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。上記ブロックポリマーとしては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、SB型スチレン−ブタジエンブロック共重合体、及びSBS型スチレン−ブタジエンブロック共重合体、並びにこれらの水素添加物等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、ビニル重合体及びビニル共重合体等が挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びメラミン樹脂等が挙げられる。上記水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド及びメチルセルロース等が挙げられる。水溶性樹脂が好ましく、ポリビニルアルコールがより好ましい。 Examples of the polyolefins include polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, and ethylene-acrylic acid ester copolymer. Examples of the (meth) acrylate polymer include polymethyl (meth) acrylate, polyethyl (meth) acrylate, and polybutyl (meth) acrylate. Examples of the block polymer include polystyrene, styrene-acrylic acid ester copolymer, SB type styrene-butadiene block copolymer, SBS type styrene-butadiene block copolymer, and hydrogenated products thereof. Examples of the thermoplastic resin include vinyl polymers and vinyl copolymers. As said thermosetting resin, an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, etc. are mentioned. Examples of the water-soluble resin include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, and methyl cellulose. A water-soluble resin is preferable, and polyvinyl alcohol is more preferable.
上記絶縁性粒子の材料である絶縁性無機物の具体例としては、シリカ及び有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。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リル基を2つ以上有するケイ素化合物を加水分解して架橋重合体粒子を形成した後に、必要に応じて焼成を行うことにより得られる粒子が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。 Specific examples of the insulating inorganic material that is the material of the insulating particles include silica and organic-inorganic hybrid particles. The particles formed from the silica are not particularly limited. For example, after forming a crosslinked polymer particle by hydrolyzing a silicon compound having two or more hydrolyzable alkoxysilyl groups, firing may be performed as necessary. 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.
上記導電材料100重量%中、上記絶縁性粒子の含有量は好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.5重量%以上、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。上記導電材料は、絶縁性粒子を含んでいなくてもよい。絶縁性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、導電材料の硬化物により接続される接続対象部材間の間隔、並びにはんだにより接続される接続対象部材間の間隔がより一層適度になる。 The content of the insulating particles in 100% by weight of the conductive material is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more, preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less. is there. The conductive material may not contain insulating particles. When the content of the insulating particles is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the interval between the connection target members connected by the cured material of the conductive material and the interval between the connection target members connected by the solder are more appropriate. become.
(他の成分)
上記導電材料は、必要に応じて、例えば、カップリング剤、遮光剤、反応性希釈剤、消泡剤、レベリング剤、充填剤、増量剤、軟化剤、可塑剤、重合触媒、硬化触媒、着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤及び難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
(Other ingredients)
The conductive material may be, for example, a coupling agent, a light-shielding agent, a reactive diluent, an antifoaming agent, a leveling agent, a filler, an extender, a softening agent, a plasticizer, a polymerization catalyst, a curing catalyst, or a coloring agent. Various additives such as an agent, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a lubricant, an antistatic agent and a flame retardant may be included.
(接続構造体及び接続構造体の製造方法)
本発明に係る接続構造体は、少なくとも1つの第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材と、少なくとも1つの第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、上記第1の接続対象部材と、上記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備える。本発明に係る接続構造体では、上記接続部の材料が、上述した導電材料である。上記接続部が、上述した導電材料の硬化物である。上記接続部が、上述した導電材料により形成されている。本発明に係る接続構造体では、上記第1の電極と上記第2の電極とが、上記接続部中のはんだ部により電気的に接続されている。
(Connection structure and method of manufacturing connection structure)
A connection structure according to the present invention includes a first connection target member having at least one first electrode on the surface, a second connection target member having at least one second electrode on the surface, and the first The connection object member and the connection part which has connected the said 2nd connection object member are provided. In the connection structure according to the present invention, the material of the connection portion is the conductive material described above. The connecting portion is a cured product of the conductive material described above. The connecting portion is formed of the conductive material described above. In the connection structure according to the present invention, the first electrode and the second electrode are electrically connected by a solder portion in the connection portion.
本発明に係る接続構造体の製造方法は、上述した導電材料を用いて、少なくとも1つの第1の電極を表面に有する第1の接続対象部材の表面上に、上記導電材料を配置する工程と、上記導電材料の上記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、少なくとも1つの第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、上記第1の電極と上記第2の電極とが対向するように配置する工程と、上記導電性粒子におけるはんだの融点以上かつ上記熱硬化性成分の硬化温度以上に上記導電材料を加熱することで、上記第1の接続対象部材と上記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、上記導電材料により形成し、かつ、上記第1の電極と上記第2の電極とを、上記接続部中のはんだ部により電気的に接続する工程とを備える。 The manufacturing method of the connection structure according to the present invention includes the step of disposing the conductive material on the surface of the first connection target member having at least one first electrode on the surface, using the conductive material described above. The second connection object member having at least one second electrode on the surface opposite to the first connection object member side of the conductive material, the first electrode and the second electrode The step of disposing the electrodes so as to face each other, and heating the conductive material above the melting point of the solder in the conductive particles and above the curing temperature of the thermosetting component, whereby the first connection object member and the above A connection portion connecting the second connection target member is formed of the conductive material, and the first electrode and the second electrode are electrically connected by a solder portion in the connection portion. Connecting.
本発明に係る接続構造体及び上記接続構造体の製造方法では、特定の導電材料を用いているので、導電性粒子が第1の電極と第2の電極との間に集まりやすく、はんだを電極(ライン)上に効率的に配置することができる。また、はんだの一部が、電極が形成されていない領域(スペース)に配置され難く、電極が形成されていない領域に配置されるはんだの量をかなり少なくすることができる。したがって、第1の電極と第2の電極との間の導通信頼性を高めることができる。しかも、接続されてはならない横方向に隣接する電極間の電気的な接続を防ぐことができ、絶縁信頼性を高めることができる。 In the connection structure according to the present invention and the method for manufacturing the connection structure, since a specific conductive material is used, the conductive particles are likely to gather between the first electrode and the second electrode, and solder is used as the electrode. (Line) can be arranged efficiently. In addition, a part of the solder is difficult to be disposed in a region (space) where no electrode is formed, and the amount of solder disposed in a region where no electrode is formed can be considerably reduced. Therefore, the conduction reliability between the first electrode and the second electrode can be improved. In addition, it is possible to prevent electrical connection between laterally adjacent electrodes that should not be connected, and to improve insulation reliability.
また、はんだを電極上に効率的に配置し、かつ電極が形成されていない領域に配置されるはんだの量をかなり少なくするためには、上記導電材料は、導電フィルムではなく、導電ペーストを用いることが好ましい。 Moreover, in order to arrange the solder efficiently on the electrode and considerably reduce the amount of the solder arranged in the region where the electrode is not formed, the conductive material is not a conductive film but a conductive paste. It is preferable.
電極間でのはんだ部の厚みは、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下である。電極の表面上のはんだ濡れ面積(電極の露出した面積100%中のはんだが接している面積)は、好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上、好ましくは100%以下である。 The thickness of the solder part between the electrodes is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less. The solder wetted area on the surface of the electrode (area where the solder is in contact with 100% of the exposed area of the electrode) is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, still more preferably 70% or more, preferably 100. % Or less.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る導電材料を用いて得られる接続構造体を模式的に示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a connection structure obtained using a conductive material according to an embodiment of the present invention.
図1に示す接続構造体1は、第1の接続対象部材2と、第2の接続対象部材3と、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している接続部4とを備える。接続部4は、上述した導電材料により形成されている。本実施形態では、導電材料として、導電ペーストが用いられている。本実施形態では、導電性粒子として、はんだ粒子が用いられている。
The
接続部4は、複数のはんだ粒子が集まり互いに接合したはんだ部4Aと、熱硬化性成分が熱硬化された硬化物部4Bとを有する。
The
第1の接続対象部材2は表面(上面)に、複数の第1の電極2aを有する。第2の接続対象部材3は表面(下面)に、複数の第2の電極3aを有する。第1の電極2aと第2の電極3aとが、はんだ部4Aにより電気的に接続されている。従って、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とが、はんだ部4Aにより電気的に接続されている。なお、接続部4において、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まったはんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)では、はんだ粒子は存在しない。はんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)では、はんだ部4Aと離れたはんだ粒子は存在しない。なお、少量であれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まったはんだ部4Aとは異なる領域(硬化物部4B部分)に、はんだ粒子が存在していてもよい。
The first
図1に示すように、接続構造体1では、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に、複数のはんだ粒子が集まり、複数のはんだ粒子が溶融した後、はんだ粒子の溶融物が電極の表面を濡れ拡がった後に固化して、はんだ部4Aが形成されている。このため、はんだ部4Aと第1の電極2a、並びにはんだ部4Aと第2の電極3aとの接続面積が大きくなる。このため、接続構造体1における導通信頼性及び接続信頼性が高くなる。なお、導電材料にフラックスが含まれる場合に、フラックスは、一般に、加熱により次第に失活する。
As shown in FIG. 1, in the
なお、図1に示す接続構造体1では、はんだ部4Aの全てが、第1,第2の電極2a,3a間の対向している領域に位置している。図3に示す変形例の接続構造体1Xは、接続部4Xのみが、図1に示す接続構造体1と異なる。接続部4Xは、はんだ部4XAと硬化物部4XBとを有する。接続構造体1Xのように、はんだ部4XAの多くが、第1,第2の電極2a,3aの対向している領域に位置しており、はんだ部4XAの一部が第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出していてもよい。第1,第2の電極2a,3aの対向している領域から側方にはみ出しているはんだ部4XAは、はんだ部4XAの一部であり、はんだ部4XAから離れたはんだではない。なお、本実施形態では、はんだ部から離れたはんだの量を少なくすることができるが、はんだ部から離れたはんだが硬化物部中に存在していてもよい。
In addition, in the
はんだ粒子の使用量を少なくすれば、接続構造体1を得ることが容易になる。はんだ粒子の使用量を多くすれば、接続構造体1Xを得ることが容易になる。
If the amount of solder particles used is reduced, the
導通信頼性をより一層高める観点からは、上記第1の電極と上記接続部と上記第2の電極との積層方向に上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分をみたときに、上記第1の電極と上記第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の50%以上(より好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上、特に好ましくは80%以上、最も好ましくは90%以上)に、上記接続部中のはんだ部が配置されていることが好ましい。 From the viewpoint of further improving the conduction reliability, the portion where the first electrode and the second electrode face each other in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode is seen. Sometimes, 50% or more (more preferably 60% or more, still more preferably 70% or more, particularly preferably 80% or more) out of 100% of the area where the first electrode and the second electrode face each other. , Most preferably 90% or more), the solder portion in the connection portion is preferably disposed.
次に、本発明の一実施形態に係る導電材料を用いて、接続構造体1を製造する方法の一例を説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the
先ず、第1の電極2aを表面(上面)に有する第1の接続対象部材2を用意する。次に、図2(a)に示すように、第1の接続対象部材2の表面上に、熱硬化性成分11Bと、導電性粒子である複数のはんだ粒子11Aとを含む導電ペースト11を配置する(第1の工程)。用いた導電ペーストは、熱硬化性成分11Bとして、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含む。
First, the 1st
第1の接続対象部材2の第1の電極2aが設けられた表面上に、導電ペースト11を配置する。導電ペースト11の配置の後に、はんだ粒子11Aは、第1の電極2a(ライン)上と、第1の電極2aが形成されていない領域(スペース)上との双方に配置されている。
The
導電ペースト11の配置方法としては、特に限定されないが、ディスペンサーによる塗布、スクリーン印刷、及びインクジェット装置による吐出等が挙げられる。
The arrangement method of the
また、第2の電極3aを表面(下面)に有する第2の接続対象部材3を用意する。次に、図2(b)に示すように、第1の接続対象部材2の表面上の導電ペースト11において、導電ペースト11の第1の接続対象部材2側とは反対側の表面上に、第2の接続対象部材3を配置する(第2の工程)。導電ペースト11の表面上に、第2の電極3a側から、第2の接続対象部材3を配置する。このとき、第1の電極2aと第2の電極3aとを対向させる。
Moreover, the 2nd
次に、はんだ粒子11Aの融点以上に導電ペースト11を加熱する(第3の工程)。好ましくは、熱硬化性成分11B(熱硬化性化合物)の硬化温度以上に導電ペースト11を加熱する。この加熱時には、電極が形成されていない領域に存在していたはんだ粒子11Aは、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に集まる(自己凝集効果)。導電フィルムではなく、導電ペーストを用いた場合には、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に効果的に集まる。また、はんだ粒子11Aは溶融し、互いに接合する。また、熱硬化性成分11Bは熱硬化する。この結果、図2(c)に示すように、第1の接続対象部材2と第2の接続対象部材3とを接続している接続部4を、導電ペースト11により形成する。導電ペースト11により接続部4が形成され、複数のはんだ粒子11Aが接合することによってはんだ部4Aが形成され、熱硬化性成分11Bが熱硬化することによって硬化物部4Bが形成される。はんだ粒子11Aが十分に移動すれば、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に位置していないはんだ粒子11Aの移動が開始してから、第1の電極2aと第2の電極3aとの間にはんだ粒子11Aの移動が完了するまでに、温度を一定に保持しなくてもよい。
Next, the
本実施形態では、上記第2の工程及び上記第3の工程において、加圧を行わない方が好ましい。この場合には、導電ペースト11には、第2の接続対象部材3の重量が加わる。このため、接続部4の形成時に、はんだ粒子11Aが、第1の電極2aと第2の電極3aとの間に効果的に集まる。なお、上記第2の工程及び上記第3の工程の内の少なくとも一方において、加圧を行えば、はんだ粒子11Aが第1の電極と第2の電極との間に集まろうとする作用が阻害される傾向が高くなる。このことは、本発明者によって見出された。
In the present embodiment, it is preferable that no pressure is applied in the second step and the third step. In this case, the weight of the second
また、本実施形態では、加圧を行っていないため、導電ペーストを塗布した第1の接続対象部材に、第2の接続対象部材を重ね合わせた際に、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材の電極のアライメントがずれた状態で、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材とが重ね合わされた場合でも、そのずれを補正して、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材との電極を接続させることができる(セルフアライメント効果)。これは、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材の電極との間に自己凝集した溶融したはんだが、第1の接続対象部材の電極と第2の接続対象部材の電極との間のはんだと導電材料のその他の成分とが接する面積が最小となる方がエネルギー的に安定になるため、その最小の面積となる接続構造であるアライメントのあった接続構造にする力が働くためである。この際、導電ペーストが硬化していないこと、及び、その温度、時間にて、導電ペーストの導電性粒子以外の成分の粘度が十分低いことが望ましい。 Moreover, in this embodiment, since pressurization is not performed, when the second connection target member is superimposed on the first connection target member to which the conductive paste is applied, the electrode of the first connection target member Even when the first connection target member and the second connection target member are overlapped in a state where the alignment of the electrodes of the second connection target member is shifted, the shift is corrected and the first connection target member is corrected. Can be connected to the electrode of the second connection target member (self-alignment effect). This is because the molten solder self-aggregated between the electrode of the first connection target member and the electrode of the second connection target member is the electrode of the first connection target member and the electrode of the second connection target member. As the area where the solder and the other components of the conductive material are in contact with each other is minimized, the energy becomes more stable. Therefore, the force that makes the connection structure with alignment, which is the connection structure with the smallest area, works. Because. At this time, it is desirable that the conductive paste is not cured and that the viscosity of components other than the conductive particles of the conductive paste is sufficiently low at that temperature and time.
このようにして、図1に示す接続構造体1が得られる。なお、上記第2の工程と上記第3の工程とは連続して行われてもよい。また、上記第2の工程を行った後に、得られる第1の接続対象部材2と導電ペースト11と第2の接続対象部材3との積層体を、加熱部に移動させて、上記第3の工程を行ってもよい。上記加熱を行うために、加熱部材上に上記積層体を配置してもよく、加熱された空間内に上記積層体を配置してもよい。
In this way, the
上記第3の工程における上記加熱温度は、好ましくは140℃以上、より好ましくは160℃以上、好ましくは450℃以下、より好ましくは250℃以下、更に好ましくは200℃以下である。 The heating temperature in the third step is preferably 140 ° C. or higher, more preferably 160 ° C. or higher, preferably 450 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower, and further preferably 200 ° C. or lower.
上記第3の工程における加熱方法としては、はんだの融点以上及び熱硬化性化合物の硬化温度以上に、接続構造体全体を、リフロー炉を用いて又はオーブンを用いて加熱する方法や、接続構造体の接続部のみを局所的に加熱する方法が挙げられる。 As a heating method in the third step, a method of heating the entire connection structure using a reflow furnace or an oven above the melting point of the solder and the curing temperature of the thermosetting compound, or a connection structure The method of heating only the connection part of these is mentioned.
上記第1,第2の接続対象部材は、特に限定されない。上記第1,第2の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、半導体パッケージ、LEDチップ、LEDパッケージ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びに樹脂フィルム、プリント基板、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル、リジッドフレキシブル基板、ガラスエポキシ基板及びガラス基板等の回路基板等の電子部品等が挙げられる。上記第1,第2の接続対象部材は、電子部品であることが好ましい。 The said 1st, 2nd connection object member is not specifically limited. Specifically as said 1st, 2nd connection object member, electronic components, such as a semiconductor chip, a semiconductor package, LED chip, LED package, a capacitor | condenser, a diode, and a resin film, a printed circuit board, a flexible printed circuit board, flexible Examples thereof include electronic components such as circuit boards such as flat cables, rigid flexible boards, glass epoxy boards, and glass boards. The first and second connection target members are preferably electronic components.
上記第1の接続対象部材及び上記第2の接続対象部材の内の少なくとも一方が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。上記第2の接続対象部材が、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板であることが好ましい。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル及びリジッドフレキシブル基板は、柔軟性が高く、比較的軽量であるという性質を有する。このような接続対象部材の接続に導電フィルムを用いた場合には、はんだが電極上に集まりにくい傾向がある。これに対して、導電ペーストを用いることで、樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いたとしても、はんだを電極上に効率的に集めることで、電極間の導通信頼性を充分に高めることができる。樹脂フィルム、フレキシブルプリント基板、フレキシブルフラットケーブル又はリジッドフレキシブル基板を用いる場合に、半導体チップ等の他の接続対象部材を用いた場合と比べて、加圧を行わないことによる電極間の導通信頼性の向上効果がより一層効果的に得られる。 It is preferable that at least one of the first connection target member and the second connection target member is a resin film, a flexible printed board, a flexible flat cable, or a rigid flexible board. The second connection target member is preferably a resin film, a flexible printed board, a flexible flat cable, or a rigid flexible board. Resin films, flexible printed boards, flexible flat cables, and rigid flexible boards have the property of being highly flexible and relatively lightweight. When a conductive film is used for connection of such a connection object member, there exists a tendency for a solder not to gather on an electrode. On the other hand, by using a conductive paste, even if a resin film, a flexible printed circuit board, a flexible flat cable, or a rigid flexible circuit board is used, the conductive reliability between the electrodes can be efficiently collected by collecting the solder on the electrodes. Can be sufficiently increased. When using a resin film, a flexible printed circuit board, a flexible flat cable, or a rigid flexible circuit board, compared to the case of using other connection target members such as a semiconductor chip, the conduction reliability between the electrodes by not applying pressure is improved. The improvement effect can be obtained more effectively.
上記接続対象部材に設けられている電極としては、金電極、ニッケル電極、錫電極、アルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極、SUS電極、及びタングステン電極等の金属電極が挙げられる。上記接続対象部材がフレキシブルプリント基板である場合には、上記電極は金電極、ニッケル電極、錫電極、銀電極又は銅電極であることが好ましい。上記接続対象部材がガラス基板である場合には、上記電極はアルミニウム電極、銅電極、モリブデン電極、銀電極又はタングステン電極であることが好ましい。なお、上記電極がアルミニウム電極である場合には、アルミニウムのみで形成された電極であってもよく、金属酸化物層の表面にアルミニウム層が積層された電極であってもよい。上記金属酸化物層の材料としては、3価の金属元素がドープされた酸化インジウム及び3価の金属元素がドープされた酸化亜鉛等が挙げられる。上記3価の金属元素としては、Sn、Al及びGa等が挙げられる。 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, a silver electrode, a SUS 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, a silver electrode, or a copper electrode. When the connection target member is a glass substrate, the electrode is preferably an aluminum electrode, a copper electrode, a molybdenum electrode, a silver electrode, or a tungsten electrode. In addition, when the said electrode is an aluminum electrode, the electrode formed only with aluminum may be sufficient and the electrode by which the aluminum layer was laminated | stacked on the surface of 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.
上記第1の電極及び上記第2の電極が、エリアアレイ又はペリフェラルにて配置されていることが好ましい。電極が、エリアアレイ、ペリフェラルにて面にて配置されている場合にて、本発明の効果が一層効果的に発揮される。エリアアレイとは、接続対象部材の電極が配置されている面にて、格子状に電極が配置されている構造のことである。ペリフェラルとは、接続対象部材の外周部に電極が配置されている構造のことである。電極が櫛型に並んでいる構造の場合は、櫛に垂直な方向に沿ってはんだ粒子が凝集すればよいのに対して、上記構造では電極が配置されている面において、全面にて均一にはんだ粒子が凝集する必要があるため、従来の方法では、はんだ量が不均一になりやすいのに対して、本発明の方法では、本発明の効果が一層効果的に発揮される。 The first electrode and the second electrode are preferably arranged in an area array or a peripheral. The effect of the present invention is more effectively exhibited when the electrodes are arranged on the surface of an area array or a peripheral. The area array is a structure in which electrodes are arranged in a grid pattern on the surface where the electrodes of the connection target members are arranged. The peripheral is a structure in which electrodes are arranged on the outer periphery of a connection target member. In the case of a structure in which the electrodes are arranged in a comb shape, the solder particles only have to be aggregated along the direction perpendicular to the comb, whereas in the above structure, the surface on which the electrodes are arranged is uniform over the entire surface. Since it is necessary for the solder particles to agglomerate, the amount of solder tends to be non-uniform in the conventional method, whereas in the method of the present invention, the effects of the present invention are more effectively exhibited.
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.
熱硬化性成分(エポキシ化合物):
三菱化学社製「YL980」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
日産化学工業社製「TEPIC−HP」、トリイソシアヌレート型エポキシ樹脂
Thermosetting component (epoxy compound):
"YL980" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, bisphenol A type epoxy resin "TEPIC-HP" manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., triisocyanurate type epoxy resin
熱硬化性成分(硬化剤):
旭化成ケミカルズ社製「HXA3922HP」、マイクロカプセル型潜在性硬化剤
四国化成工業社製「2MA−OK」、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
Thermosetting component (curing agent):
“HXA3922HP” manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd., microcapsule type latent curing agent “2MA-OK” manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., 2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s -Triazine isocyanuric acid adduct
フラックス:
グルタル酸ベンジルアミン塩
flux:
Glutaric acid benzylamine salt
吸水剤:
和光純薬工業社製「硫酸マグネシウム」
和光純薬工業社製「炭酸カルシウム」
三菱化学社製「YH306」、3,4−ジメチル−6−(2−メチル−1−プロペニル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物
新日本理化社製「リカシッドMH」、4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸
新日本理化社製「リカシッドTMEG−600」、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート
Water absorbent:
“Magnesium sulfate” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
“Calcium carbonate” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
“YH306” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, 3,4-dimethyl-6- (2-methyl-1-propenyl) -4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride “Licacid MH”, 4- Methylhexahydrophthalic anhydride “Rikacid TMEG-600” manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., ethylene glycol bisanhydro trimellitate
導電性粒子:
導電性粒子1(SnBiはんだ粒子、融点139℃、三井金属社製「Sn42Bi58」を選別したはんだ粒子本体を用い、表面処理を行ったアニオンポリマー1を有するはんだ粒子、平均粒子径:10μm、CV値:10%、ポリマー分子量:Mw=5000)
Conductive particles:
Conductive particle 1 (SnBi solder particle, melting point 139 ° C., solder particle body selected from “Sn42Bi58” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., surface-treated
(導電性粒子1の作製方法)
はんだ粒子本体200gと、グルタル酸40gと、アセトン70gとを3つ口フラスコに秤量し、次にはんだ粒子本体の表面の水酸基とアジピン酸のカルボキシル基との脱水縮合触媒であるジブチル錫オキサイド0.3gを添加し、60℃で4時間反応させた。その後、はんだ粒子をろ過することで回収した。
(Method for producing conductive particles 1)
200 g of solder particle body, 40 g of glutaric acid, and 70 g of acetone are weighed in a three-necked flask, and then dibutyltin oxide, which is a dehydration condensation catalyst of hydroxyl groups on the surface of the solder particle body and carboxyl groups of adipic acid, is added. 3 g was added and reacted at 60 ° C. for 4 hours. Thereafter, the solder particles were collected by filtration.
回収したはんだ粒子と、アジピン酸50gと、トルエン200gと、パラトルエンスルホン酸0.3gとを3つ口フラスコに秤量し、真空引き、及び還流を行いながら、120℃で、3時間反応させた。この際、ディーンスターク抽出装置を用いて、脱水縮合により生成した水を除去しながら反応させた。 The collected solder particles, 50 g of adipic acid, 200 g of toluene, and 0.3 g of paratoluenesulfonic acid were weighed in a three-necked flask and reacted at 120 ° C. for 3 hours while evacuating and refluxing. . At this time, the reaction was carried out while removing water produced by dehydration condensation using a Dean-Stark extraction device.
その後、ろ過によりはんだ粒子を回収し、ヘキサンにて洗浄し、乾燥した。その後、得られた導電性粒子をボールミルで解砕した後、所定のCV値となるように篩にかけた。 Thereafter, the solder particles were collected by filtration, washed with hexane, and dried. Then, after crushing the obtained electroconductive particle with a ball mill, it sieved so that it might become a predetermined CV value.
アニオンポリマー1の重量平均分子量:
第1の導電性粒子の表面のアニオンポリマー1の重量平均分子量は、0.1Nの塩酸を用い、はんだを溶解した後、ポリマーをろ過により回収し、GPCにより求めた。
Weight average molecular weight of anionic polymer 1:
The weight average molecular weight of the
導電性粒子の粒子径のCV値:
CV値を、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所社製「LA−920」)にて、測定した。
CV value of particle diameter of conductive particles:
The CV value was measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer (“LA-920” manufactured by Horiba, Ltd.).
(実施例1〜7及び比較例1)
(1)異方性導電ペーストの作製
下記の表1に示す成分を下記の表1に示す配合量で配合して、遊星式撹拌装置で混合及び脱泡することにより異方性導電ペーストを得た。
(Examples 1-7 and Comparative Example 1)
(1) Preparation of anisotropic conductive paste The components shown in Table 1 below are blended in the blending amounts shown in Table 1 below, and the anisotropic conductive paste is obtained by mixing and defoaming with a planetary stirrer. It was.
(2)第1の接続構造体(エリアアレイ基板)の作製
第1の接続対象部材として、半導体チップ本体(サイズ5×5mm、厚み0.4mm)の表面に、400μmピッチで250μmの銅電極が、エリアアレイにて配置されており、最表面にパッシベーション膜(ポリイミド、厚み5μm、電極部の開口径200μm)が形成されている半導体チップを準備した。銅電極の数は、半導体チップ1個当たり、10個×10個の合計100個である。
(2) Production of First Connection Structure (Area Array Substrate) As a first connection target member, a 250 μm copper electrode with a pitch of 400 μm is provided on the surface of a semiconductor chip body (size 5 × 5 mm, thickness 0.4 mm). A semiconductor chip was prepared, which is arranged in an area array and has a passivation film (polyimide, thickness 5 μm, opening diameter of electrode part 200 μm) formed on the outermost surface. The number of copper electrodes is 10 × 10 in total per 100 semiconductor chips.
第2の接続対象部材として、ガラスエポキシ基板本体(サイズ20×20mm、厚み1.2mm、材質FR−4)の表面に、第1の接続対象部材の電極に対して、同じパターンとなるように、銅電極が配置されており、銅電極が配置されていない領域にソルダーレジスト膜が形成されているガラスエポキシ基板を準備した。銅電極の表面とソルダーレジスト膜の表面との段差は、15μmであり、ソルダーレジスト膜は銅電極よりも突出している。 As the second connection target member, the same pattern is formed on the surface of the glass epoxy substrate main body (size 20 × 20 mm, thickness 1.2 mm, material FR-4) with respect to the electrode of the first connection target member. The glass epoxy board | substrate with which the copper resist is arrange | positioned and the soldering resist film is formed in the area | region where the copper electrode is not arrange | positioned was prepared. The level difference between the surface of the copper electrode and the surface of the solder resist film is 15 μm, and the solder resist film protrudes from the copper electrode.
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100μmとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、異方性導電ペースト層の上面に半導体チップを電極同士が対向するように積層した。異方性導電ペースト層には、上記半導体チップの重量は加わる。その状態から、異方性導電ペースト層の温度が、昇温開始から5秒後に139℃(はんだの融点)となるように加熱した。更に、昇温開始から15秒後に、異方性導電ペースト層の温度が160℃となるように加熱し、異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。加熱時には、加圧を行わなかった。 The anisotropic conductive paste immediately after fabrication was applied to the upper surface of the glass epoxy substrate so as to have a thickness of 100 μm, thereby forming an anisotropic conductive paste layer. Next, a semiconductor chip was laminated on the upper surface of the anisotropic conductive paste layer so that the electrodes face each other. The weight of the semiconductor chip is added to the anisotropic conductive paste layer. From this state, the anisotropic conductive paste layer was heated so that the temperature became 139 ° C. (melting point of solder) after 5 seconds from the start of temperature increase. Furthermore, 15 seconds after the start of temperature increase, the anisotropic conductive paste layer was heated to 160 ° C. to cure the anisotropic conductive paste layer, and a connection structure was obtained. No pressure was applied during heating.
(3)第2の接続構造体(ペリフェラル基板)の作製
第1の接続対象部材として、半導体チップ本体(サイズ5×5mm、厚み0.4mm)の表面に、400μmピッチで250μmの銅電極が、チップ外周部に配置(ペリフェラル)されており、最表面にパッシベーション膜(ポリイミド、厚み5μm、電極部の開口径200μm)が形成されている半導体チップを準備した。銅電極の数は、半導体チップ1個当たり、10個×4辺の合計36個である。
(3) Production of Second Connection Structure (Peripheral Substrate) As a first connection target member, a 250 μm copper electrode with a pitch of 400 μm is provided on the surface of a semiconductor chip body (size 5 × 5 mm, thickness 0.4 mm). A semiconductor chip was prepared, which is arranged (peripheral) on the outer periphery of the chip and has a passivation film (polyimide, thickness 5 μm, opening diameter of electrode part 200 μm) formed on the outermost surface. The number of copper electrodes is a total of 36 pieces of 10 × 4 sides per semiconductor chip.
第2の接続対象部材として、ガラスエポキシ基板本体(サイズ20×20mm、厚み1.2mm、材質FR−4)の表面に、第1の接続対象部材の電極に対して、同じパターンとなるように、銅電極が配置されており、銅電極が配置されていない領域にソルダーレジスト膜が形成されているガラスエポキシ基板を準備した。銅電極の表面とソルダーレジスト膜の表面との段差は、15μmであり、ソルダーレジスト膜は銅電極よりも突出している。 As the second connection target member, the same pattern is formed on the surface of the glass epoxy substrate main body (size 20 × 20 mm, thickness 1.2 mm, material FR-4) with respect to the electrode of the first connection target member. The glass epoxy board | substrate with which the copper resist is arrange | positioned and the soldering resist film is formed in the area | region where the copper electrode is not arrange | positioned was prepared. The level difference between the surface of the copper electrode and the surface of the solder resist film is 15 μm, and the solder resist film protrudes from the copper electrode.
上記ガラスエポキシ基板の上面のペリフェラル部分に、作製直後の異方性導電ペーストを厚さ100μmとなるように塗工し、異方性導電ペースト層を形成した。次に、異方性導電ペースト層の上面に半導体チップを電極同士が対向するように積層した。異方性導電ペースト層には、上記半導体チップの重量は加わる。その状態から、異方性導電ペースト層の温度が、昇温開始から5秒後に139℃(はんだの融点)となるように加熱した。更に、昇温開始から15秒後に、異方性導電ペースト層の温度が160℃となるように加熱し、異方性導電ペースト層を硬化させ、接続構造体を得た。加熱時には、加圧を行わなかった。 The anisotropic conductive paste immediately after fabrication was applied to the peripheral portion on the upper surface of the glass epoxy substrate so as to have a thickness of 100 μm to form an anisotropic conductive paste layer. Next, a semiconductor chip was laminated on the upper surface of the anisotropic conductive paste layer so that the electrodes face each other. The weight of the semiconductor chip is added to the anisotropic conductive paste layer. From this state, the anisotropic conductive paste layer was heated so that the temperature became 139 ° C. (melting point of solder) after 5 seconds from the start of temperature increase. Furthermore, 15 seconds after the start of temperature increase, the anisotropic conductive paste layer was heated to 160 ° C. to cure the anisotropic conductive paste layer, and a connection structure was obtained. No pressure was applied during heating.
(評価)
(1)25℃における粘度(η25)
作製直後の異方性導電ペーストの25℃での粘度(η25)を、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて、25℃及び5rpmの条件で測定した。
(Evaluation)
(1) Viscosity at 25 ° C. (η25)
The viscosity (η25) at 25 ° C. of the anisotropic conductive paste immediately after production was measured under the conditions of 25 ° C. and 5 rpm using an E-type viscometer (“TVE22L” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
(2)はんだ粒子の融点−10℃における粘度(η−10)
作製直後の異方性導電ペーストを、STRESSTECH(EOLOGICA社製)を用いて、歪制御1rad、周波数1Hz、昇温速度20℃/分、測定温度範囲40℃〜はんだ粒子の融点℃の条件で測定した。この測定において、はんだ粒子の融点−10℃での粘度を読み取り、はんだ粒子の融点−10℃における異方性導電ペーストの粘度とした。
(2) Melting point of solder particles—viscosity at -10 ° C. (η-10)
An anisotropic conductive paste immediately after production is measured using STRESSTECH (manufactured by EOLOGICA) under the conditions of
(3)電極上のはんだの配置精度
得られた第1,第2の接続構造体において、第1の電極と接続部と第2の電極との積層方向に第1の電極と第2の電極との対向し合う部分をみたときに、第1の電極と第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の、接続部中のはんだ部が配置されている面積の割合Xを評価した。電極上のはんだの配置精度を下記の基準で判定した。
(3) Solder placement accuracy on the electrode In the obtained first and second connection structures, the first electrode and the second electrode in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode. When the portion facing each other is viewed, the ratio X of the area where the solder portion in the connection portion is arranged in 100% of the area facing the first electrode and the second electrode is evaluated. did. The placement accuracy of the solder on the electrode was determined according to the following criteria.
[電極上のはんだの配置精度の判定基準]
○○:割合Xが70%以上
○:割合Xが60%以上、70%未満
△:割合Xが50%以上、60%未満
×:割合Xが50%未満
[Criteria for solder placement accuracy on electrodes]
○○: Ratio X is 70% or more ○: Ratio X is 60% or more and less than 70% Δ: Ratio X is 50% or more and less than 60% X: Ratio X is less than 50%
(4)上下の電極間の導通信頼性
得られた第1,第2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。
(4) Conduction reliability between upper and lower electrodes In the obtained first and second connection structures (n = 15), the connection resistance between the upper and lower electrodes was measured by a four-terminal method. 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
(5)隣接する電極間の絶縁信頼性
得られた第1,第2の接続構造体(n=15個)において、温度85℃、及び湿度85%の雰囲気中に100時間放置後、隣接する電極間に、5Vを印加し、抵抗値を25箇所で測定した。絶縁信頼性を下記の基準で判定した。
(5) Insulation reliability between adjacent electrodes In the obtained first and second connection structures (n = 15), they are left in an atmosphere of 85 ° C. and 85% humidity for 100 hours and then adjacent. 5V was applied between the electrodes, and the resistance value was measured at 25 locations. Insulation reliability was judged according to the following criteria.
[絶縁信頼性の判定基準]
○○:接続抵抗の平均値が107Ω以上
○:接続抵抗の平均値が106Ω以上、107Ω未満
△:接続抵抗の平均値が105Ω以上、106Ω未満
×:接続抵抗の平均値が105Ω未満
[Criteria for insulation reliability]
◯: Average value of connection resistance is 10 7 Ω or more ○: Average value of connection resistance is 10 6 Ω or more, less than 10 7 Ω △: Average value of connection resistance is 10 5 Ω or more, less than 10 6 Ω ×: Connection The average resistance is less than 10 5 Ω
(6)配置精度維持性
作製直後の異方性導電ペーストを厚さ100μmとなるように塗工し、異方導電性ペースト層を形成した後、半導体チップの積層前に12時間そのまま放置したこと以外は第1,第2の接続構造体と同様にして、第1’,第2’の接続構造体を作製した。
(6) Arrangement accuracy maintainability An anisotropic conductive paste immediately after fabrication was applied to a thickness of 100 μm, and after forming an anisotropic conductive paste layer, it was left as it was for 12 hours before stacking semiconductor chips. Except for the above, the first ′ and second ′ connection structures were produced in the same manner as the first and second connection structures.
得られた第1’,第2’の接続構造体において、第1の電極と接続部と第2の電極との積層方向に第1の電極と第2の電極との対向し合う部分をみたときに、第1の電極と第2の電極との対向し合う部分の面積100%中の、接続部中のはんだ部が配置されている面積の割合Xから、配置精度維持性を評価した。配置精度維持性を下記の基準で判定した。 In the obtained 1 ′ and 2 ′ connection structures, the portions where the first electrode and the second electrode face each other in the stacking direction of the first electrode, the connection portion, and the second electrode were seen. Occasionally, the placement accuracy maintainability was evaluated from the ratio X of the area where the solder portion in the connection portion is placed in the area of 100% of the portion where the first electrode and the second electrode face each other. Placement accuracy maintenance was determined according to the following criteria.
[配置精度維持性の判定基準]
○○:割合Xが70%以上
○:割合Xが60%以上、70%未満
△:割合Xが50%以上、60%未満
×:割合Xが50%未満
[Criteria for placement accuracy maintenance]
○○: Ratio X is 70% or more ○: Ratio X is 60% or more and less than 70% Δ: Ratio X is 50% or more and less than 60% X: Ratio X is less than 50%
結果を下記の表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.
フレキシブルプリント基板、樹脂フィルム、フレキシブルフラットケーブル及びリジッドフレキシブル基板を用いた場合でも、同様の傾向が見られた。 Even when a flexible printed board, a resin film, a flexible flat cable, and a rigid flexible board were used, the same tendency was observed.
1,1X…接続構造体
2…第1の接続対象部材
2a…第1の電極
3…第2の接続対象部材
3a…第2の電極
4,4X…接続部
4A,4XA…はんだ部
4B,4XB…硬化物部
11…導電ペースト
11A…はんだ粒子(導電性粒子)
11B…熱硬化性成分
21…導電性粒子(はんだ粒子)
31…導電性粒子
32…基材粒子
33…導電部(はんだを有する導電部)
33A…第2の導電部
33B…はんだ部
41…導電性粒子
42…はんだ部
DESCRIPTION OF
11B ...
31 ...
33A ... second conductive part 33B ... solder part 41 ...
Claims (13)
熱硬化性成分と、
フラックスと、
吸水剤とを含む、導電材料。 A plurality of conductive particles having solder on the outer surface portion of the conductive portion,
A thermosetting component;
With flux,
A conductive material comprising a water absorbing agent.
少なくとも1つの第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材と、
前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部とを備え、
前記接続部の材料が、請求項1〜9のいずれか1項に記載の導電材料であり、
前記第1の電極と前記第2の電極とが前記接続部中のはんだ部により電気的に接続されている、接続構造体。 A first connection target member having at least one first electrode on its surface;
A second connection target member having at least one second electrode on its surface;
A connection portion connecting the first connection target member and the second connection target member;
The material of the connection portion is the conductive material according to any one of claims 1 to 9,
A connection structure in which the first electrode and the second electrode are electrically connected by a solder portion in the connection portion.
前記導電材料の前記第1の接続対象部材側とは反対の表面上に、少なくとも1つの第2の電極を表面に有する第2の接続対象部材を、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向するように配置する工程と、
前記導電性粒子におけるはんだの融点以上かつ前記熱硬化性成分の硬化温度以上に前記導電材料を加熱することで、前記第1の接続対象部材と前記第2の接続対象部材とを接続している接続部を、前記導電材料により形成し、かつ、前記第1の電極と前記第2の電極とを、前記接続部中のはんだ部により電気的に接続する工程とを備える、接続構造体の製造方法。 Using the conductive material according to claim 1, disposing the conductive material on a surface of a first connection target member having at least one first electrode on the surface;
On the surface opposite to the first connection target member side of the conductive material, a second connection target member having at least one second electrode on the surface, the first electrode and the second electrode And a step of arranging so as to face each other,
The first connection target member and the second connection target member are connected by heating the conductive material at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder in the conductive particles and equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting component. And a step of electrically connecting the first electrode and the second electrode with a solder portion in the connection portion, wherein the connection portion is formed of the conductive material. Method.
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