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导电糊剂及连接结构体

导电糊剂及连接结构体

IPC分类号 : H01B1/22,H01B1/00,H01B5/16,H01L21/60,H05K3/34

申请号
CN201680003218.X
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2016-02-17
  • 公开号: 107077914A
  • 公开日: 2017-08-18
  • 主分类号: H01B1/22
  • 专利权人: 积水化学工业株式会社

专利摘要

本发明提供一种导电糊剂,其可以将焊锡粒子有效地配置于电极上,可以防止电极间的错位,可以提高电极间的导通可靠性。本发明的导电糊剂含有多个焊锡粒子和粘合剂,所述焊锡粒子为中心部分及导电部的外表面均为焊锡的粒子,在所述焊锡粒子的焊锡的表面上,通过醚键、酯键或下述式(X)表示的基团,共价键合有具有至少一个羧基的基团,在所述焊锡的熔点-10℃的温度以上、且所述焊锡的熔点以下的温度区域中,导电糊剂的粘度的最小值为100mPa·s以上,在所述焊锡的熔点-10℃的温度以上、且所述焊锡的熔点以下的温度区域中,导电糊剂的粘度的最大值为2000mPa·s以下。

权利要求

1.一种导电糊剂,其含有多个焊锡粒子和粘合剂,

所述焊锡粒子为中心部分及导电部的外表面均为焊锡的粒子,

在所述焊锡粒子的焊锡的表面上,通过醚键、酯键或下式(X)表示的基团,共价键合有具有至少一个羧基的基团,

在所述焊锡的熔点-10℃的温度以上、且所述焊锡的熔点以下的温度区域中,导电糊剂的粘度的最小值为100mPa·s以上,

在所述焊锡的熔点-10℃的温度以上、且所述焊锡的熔点以下的温度区域中,导电糊剂的粘度的最大值为2000mPa·s以下,

2.如权利要求1所述的导电糊剂,其中,

所述粘合剂不会在所述焊锡粒子的熔点完成固化。

3.如权利要求1或2所述的导电糊剂,其中,

在所述焊锡粒子的焊锡的表面上,通过所述式(X)表示的基团,共价键合有具有至少一个羧基的基团。

4.如权利要求1~3中任一项所述的导电糊剂,其中,

所述粘合剂含有热固化性化合物和热固化剂。

5.如权利要求4所述的导电糊剂,其中,

所述热固化性化合物含有结晶性热固化性化合物。

6.如权利要求1~5中任一项所述的导电糊剂,其中,

所述焊锡粒子的平均粒径为1μm以上、且40μm以下。

7.如权利要求1~6中任一项所述的导电糊剂,其中,

导电糊剂100重量%中,所述焊锡粒子的含量为10重量%以上、且80重量%以下。

8.一种连接结构体,其具备:

表面具有第一电极的第一连接对象部件、

表面具有第二电极的第二连接对象部件、及

将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部,

所述连接部的材料为权利要求1~7中任一项所述的导电糊剂,

所述第一电极和所述第二电极通过所述焊锡粒子实现了电连接。

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有多个焊锡粒子的导电糊剂。另外,本发明涉及一种使用有上述导电糊剂的连接结构体。

背景技术

各向异性导电糊剂及各向异性导电膜等各向异性导电材料已广为人知。就上述各向异性导电材料而言,在粘合剂中分散有导电性粒子。

为了得到各种连接结构体,上述各向异性导电材料被用于例如挠性印刷基板和玻璃基板的连接(FOG(Film on Glass))、半导体芯片和挠性印刷基板的连接(COF(Chip on Film))、半导体芯片和玻璃基板的连接(COG(Chip on Glass))、以及挠性印刷基板和玻璃环氧基板的连接(FOB(Film on Board))等。

在通过上述各向异性导电材料对例如挠性印刷基板的电极和玻璃环氧基板的电极进行电连接时,在玻璃环氧基板上配置含有导电性粒子的各向异性导电材料。其次,对挠性印刷基板进行叠层并加热及加压。由此,使各向异性导电材料固化,并隔着导电性粒子使电极间电连接,从而得到连接结构体。

作为上述各向异性导电材料的一个例子,下述的在专利文献1中记载有一种各向异性导电材料,其含有导电性粒子和在该导电性粒子的熔点不会完成固化的树脂成分。作为上述导电性粒子,具体而言,可举出:锡(Sn)、铟(In)、铋(Bi)、银(Ag)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、镓(Ga)、银(Ag)及铊(Tl)等金属、或这些金属的合金。

专利文献1中记载有经过在比上述导电性粒子的熔点高、且不会完成上述树脂成分的固化的温度下对各向异性导电树脂进行加热的树脂加热步骤和使上述树脂成分固化的树脂成分固化步骤,使电极间进行电连接。另外,专利文献1中记载有以专利文献1的图8所示的温度曲线进行安装。专利文献1中,在对各向异性导电树脂进行加热的温度下不会完成固化的树脂成分中,导电性粒子进行熔融。

下述的专利文献2中公开有一种粘接带,其包含含有热固化性树脂的树脂层、焊锡粉和固化剂,上述焊锡粉和上述固化剂存在于上述树脂层中。该粘接带为膜状而不是糊状。

另外,专利文献2中公开有一种使用了上述粘接带的粘接方法。具体而言,从下面开始依次对第一基板、粘接带、第二基板、粘接带及第三基板叠层,从而得到叠层体。此时,使设置于第一基板表面的第一电极和设置于第二基板表面的第二电极对置。另外,使设置于第二基板表面的第二电极和设置于第三基板表面的第三电极对置。而且,以指定的温度加热叠层体进行粘接。由此得到连接结构体。

下述的专利文献3中公开有一种在绝缘性粘合剂中分散有导电性粒子的各向异性导电材料。该各向异性导电材料的最低熔融粘度[η0]为1.0×102~1.0×106mPa·sec。该各向异性导电材料中,满足1<[η1]/[η0]≤3([η0]为各向异性导电材料的最低熔融粘度,[η1]为比显示最低熔融粘度的温度T0低30℃的温度T1下的熔融粘度)。

下述的专利文献4、5中公开有一种各向异性导电材料,其含有:热固化性粘合剂、熔点为180℃以下或160℃以下的焊锡粒子和助熔剂成分。作为上述助熔剂成分,可使用下述式(101)或(102)所示的化合物。另外,专利文献4中记载的各向异性导电材料而言,作为上述热固化性粘合剂,必须含有环氧树脂和阳离子固化引发剂。另外,专利文献4、5中记载有助熔剂成分和焊锡粒子进行螯合配位。

[化学式1]

[化学式2]

上述式(101)及上述式(102)中,R1~R4表示氢原子、烷基或羟基,X表示具有可配位金属的孤立电子对或双键性π电子的原子团,Y表示形成主链骨架的原子或原子团。需要说明的是、专利文献5中,上述式(101)及上述式(102)中的Y为烷基。

下述的专利文献6中公开有一种焊锡球,其由碳原子数为10~25且由具有羧基的至少2种有机酸对表面进行了包覆。该焊锡球中,上述有机酸的羧基与上述焊锡球的表面进行了螯合配位。

下述的专利文献7中公开有一种焊锡粉,其使脂肪酸及二羧酸的至少一者在表面进行化学键合从而进行了包覆而成。另外,专利文献7中公开有一种含有上述焊锡粉、树脂和固化剂的导电性粘接剂(各向异性导电材料)。

下述的专利文献8中公开有一种导电性粒子,其在导电性的表面具有焊锡,在焊锡的表面共价键合有含有羧基的基团。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-260131号公报

专利文献2:WO2008/023452A1

专利文献3:日本特开2009-32657号公报

专利文献4:日本特开2011-63727号公报

专利文献5:WO2009/001448A1

专利文献6:日本特开2008-272779号公报

专利文献7:日本特开2010-126719号公报

专利文献8:WO2013/125517A1

发明内容

发明所要解决的技术问题

以往的含有焊锡粉或表面具有焊锡层的导电性粒子的各向异性导电糊剂中,焊锡粉或导电性粒子有时不能有效地配置于电极(线)上。以往的焊锡粉或导电性粒子中,有时焊锡粉或导电性粒子向电极上的移动速度慢。

另外,使用专利文献1中记载的各向异性导电材料,用专利文献1中记载的方法对电极间进行电连接时,有时含有焊锡的导电性粒子没有有效地配置于电极(线)上。另外,专利文献1的实施例中,为了在焊锡的熔点以上的温度下使焊锡充分地移动,保持在一定温度,连接结构体的制造效率变低。以专利文献1的图8所示的温度曲线进行安装时,连接结构体的制造效率变低。

另外,专利文献2中记载的粘接带为膜状而不是糊剂状。因此,不易将焊锡粉有效地配置于电极(线)上。例如,专利文献2中记载的粘接带中,焊锡粉的一部分容易配置于没有形成电极的区域(空间)。配置于没有形成电极的区域的焊锡粉不会有助于电极间的导通。

需要说明的是,专利文献2中,关于用于各向异性导电材料的导电性粒子,没有具体的记载。专利文献3的实施例中,可使用在树脂粒子的表面上形成有铜层,并且在该铜层的表面形成焊锡层的导电性粒子。该导电性粒子的中心部分由树脂粒子构成。另外,使用专利文献2、3中记载的各向异性导电材料时,导电性粒子难以有效地配置于电极(线)上,有时应该连接的上下的电极间产生错位。

另外,专利文献7中,使脂肪酸及二羧酸的至少一者在表面进行化学键合。另外,专利文献7中,为了得到焊锡粉,不使用催化剂而在40~60℃下进行反应。因此,脂肪酸及二羧酸在焊锡粉的表面不进行共价键合。即使使用这种专利文献7中记载的焊锡粉,脂肪酸或二羧酸也容易从焊锡粉的表面脱落,有时电极间的连接电阻升高,或不能充分地抑制空隙的产生。

本发明的目的在于,提供一种导电糊剂,其可以使焊锡粒子有效地配置于电极上,可以防止电极间的错位,可以提高电极间的导通可靠性。另外,本发明的目的在于,提供一种使用有上述导电性糊剂的连接结构体。

用于解决课题的技术方案

根据本发明的宽广的方面,提供一种导电糊剂,其含有多个焊锡粒子和粘合剂,所述焊锡粒子为中心部分及导电部的外表面均为焊锡的粒子,

在所述焊锡粒子的焊锡的表面上,通过醚键、酯键或下式(X)表示的基团,共价键合有具有至少一个羧基的基团,在所述焊锡的熔点-10℃的温度以上、且所述焊锡的熔点以下的温度区域中,导电糊剂的粘度的最小值为100mPa·s以上,在所述焊锡的熔点-10℃的温度以上、且所述焊锡的熔点以下的温度区域中,导电糊剂的粘度的最大值为2000mPa·s以下。

[化学式3]

在本发明的导电性糊剂的某种特定的方面,所述粘合剂不会在所述焊锡粒子的熔点完成固化。

在本发明的导电糊剂的某种特定的方面,在所述焊锡粒子的焊锡的表面上,通过所述式(X)表示的基团,共价键合有具有至少一个羧基的基团。

在本发明的导电糊剂的某种特定的方面,所述粘合剂含有热固化性化合物和热固化剂。

在本发明的导电糊剂的某种特定的方面,所述热固化性化合物含有结晶性热固化性化合物。

在本发明的导电糊剂的某种特定的方面,所述焊锡粒子的平均粒径为1μm以上、且40μm以下。

在本发明的导电糊剂的某种特定的方面,导电糊剂100重量%中,所述焊锡粒子的含量为10重量%以上、且90重量%以下。

根据本发明的宽广的方面,提供一种连接结构体,其具备:表面具有第一电极的第一连接对象部件、表面具有第二电极的第二连接对象部件、及将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部,所述连接部的材料为所述的导电糊剂,所述第一电极和所述第二电极通过所述焊锡粒子实现了电连接。

发明的效果

本发明的导电糊剂含有多个焊锡粒子和粘合剂,上述焊锡粒子为中心部分及导电部的外表面均为焊锡的粒子,在上述焊锡粒子的焊锡的表面上,通过醚键、酯键或上述式(X)表示的基团共价键合有具有至少一个羧基的基团,在上述焊锡的熔点-10℃以上、且上述焊锡的熔点以下的温度区域中,导电糊剂的粘度的最小值为100mPa·s以上,上述焊锡的熔点-10℃以上、且上述焊锡的熔点以下的温度区域中,导电糊剂的粘度的最大值为2000mPa·s以下,因此,可以将焊锡粒子有效地配置于电极上,可以防止电极间的错位,可以提高电极间的导通可靠性。

附图说明

图1是示意性地表示使用本发明的一个实施方式的导电糊剂得到的连接结构体的剖面图;

图2(a)~(c)是用于说明使用本发明的一个实施方式的导电糊剂制造连接结构体的方法的一个例子的各工序的剖面图;

图3是表示连接结构体的变形例的剖面图。

标记说明

1、1X…连接结构体

2…第一连接对象部件

2a…第一电极

3…第二连接对象部件

3a…第二电极

4、4X…连接部

4A、4XA…焊锡部

4B、4XB…固化物部

11…导电糊剂

11A…焊锡粒子

11B…热固化性成分

具体实施方式

以下,说明本发明的详细。

(导电糊剂)

本发明的导电糊剂含有多个焊锡粒子和粘合剂。上述焊锡粒子为中心部分及导电部的外表面均为焊锡的粒子。上述焊锡粒子的中心部分及导电部的外表面均由焊锡形成。在上述焊锡粒子的焊锡的表面上,通过醚键、酯键或下述式(X)表示的基团,共价键合有具有至少一个羧基的基团。上述焊锡的熔点-10℃(比焊锡的熔点低10℃的温度)以上、且上述焊锡的熔点以下的温度区域R中,导电糊剂的粘度的最小值为100mPa·s以上,上述焊锡的熔点-10℃以上且上述焊锡的熔点以下的温度区域R中,导电糊剂的粘度的最大值为2000mPa·s以下。需要说明的是,下述式(X)中,右端部及左端部表示键合部位。

[化学式4]

上述焊锡粒子与由具有羧基的化合物单纯地对焊锡粒子进行了包覆处理而成的粒子不同。上述焊锡粒子中,不仅在焊锡的表面存在羧基,而且,在焊锡的表面通过醚键、酯键或式(X)表示的基团,键合有具有至少一个羧基的基团。另外,上述焊锡粒子与在焊锡的表面螯合配位(配位键合)有具有羧基的化合物的焊锡粒子也不同。

本发明中,由于具备上述的构成,因此,在对电极间进行电连接的情况下,多个焊锡粒子容易聚集于上下对置的电极间,可以将多个焊锡粒子有效地配置于电极(线)上。另外,多个焊锡粒子的一部分不易配置于没有形成电极的区域(空间),可以使配置于没有形成电极的区域的焊锡粒子的量非常少。本发明中,可以使没有位于对置的电极间的焊锡粒子在对置的电极间有效地移动。因此,可以提高电极间的导通可靠性。而且,可以防止不能连接的横向邻接的电极间的电连接,可以提高绝缘可靠性。并且,可以防止电极间的错位。本发明中,在涂布有导电糊剂的第一连接对象部件上重叠第二连接对象部件时,即使在第一连接对象部件的电极和第二连接对象部件的电极的对准偏离的状态下,重叠第一连接对象部件和第二连接对象部件的情况下,也可以矫正其错位并使第一连接对象部件的电极和第二连接对象部件的电极连接(自对准效应)。为了得到这样的效果,使用特定的焊锡粒子,并且考虑其焊锡粒子的熔点,从而将导电糊剂的粘度控制在特定的范围,有很大贡献。

需要说明的是,使用具备由非焊锡形成的基材粒子和配置于基材粒子的表面上的焊锡层的导电性粒子而不是使用上述焊锡粒子的情况下,在电极上导电性粒子不易聚集,导电性粒子彼此的焊锡接合性低,因此,在电极上移动的导电性粒子容易移动至电极外。因此,电极间的错位的抑制效果也变低。本发明中,使用焊锡粒子,而不是使用具备基材粒子和配置于基材粒子的表面上的焊锡层的导电性粒子,大大有助于在对置的电极间使焊锡粒子有效地移动。

上述焊锡粒子中,在焊锡的表面通过醚键、酯键或式(X)表示的基团,共价键合有具有至少一个羧基的基团,因此,可以抑制得到的连接结构体中的空隙的产生。可以抑制空隙的产生的结果,连接结构体中的连接可靠性提高。并且,可以抑制由空隙引起的连接结构体的连接电阻的上升。另外,在焊锡表面不易形成氧化膜,并且在电极间进行连接时可以有效地排除电极表面的氧化膜。

另外,在使焊锡粒子分散于粘合剂中之前,优选在上述焊锡粒子中的焊锡的表面上,通过醚键、酯键或式(X)表示的基团,键合有具有至少一个羧基的基团。优选使在焊锡的表面上,通过醚键、酯键或式(X)表示的基团,键合有具有至少一个羧基的基团的焊锡粒子分散于粘合剂中而得到导电糊剂。在使焊锡粒子分散于粘合剂中之前,通过在上述焊锡粒子的焊锡表面上,通过醚键、酯键或式(X)表示的基团,键合有具有至少一个羧基的基团,即使在导电糊剂中不配合助熔剂,或即使在导电糊剂中添加的助熔剂的量少,也可以有效地排除焊锡表面及电极表面的氧化膜。由于不配合助熔剂,或减少助熔剂的使用量,可以更进一步抑制连接结构体中的空隙的产生。

上述焊锡粒子中,可以使在焊锡表面上,通过醚键、酯键或式(X)表示的基团,键合有具有至少一个羧基的基团的包覆部的厚度变厚。由此,可以有效地排除焊锡粒子及电极的表面的氧化膜,可以降低电极间的连接电阻。另外,上述焊锡粒子中,由于上述的基团的导入,焊锡粒子表面的羟基减少,由此可以缩小焊锡粒子表面的电荷。其结果,在导电连接时,焊锡粒子容易有效地聚集。

为了使焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上,上述式(X)表示的基团优选构成尿烷键。

从有效地发挥本发明的效果的观点出发,上述粘合剂优选不会在上述焊锡粒子的熔点完成固化。需要说明的是,不会在焊锡粒子的熔点完成固化是指:在焊锡粒子的熔点,粘合剂为具有流动性的状态。

为了将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上,在上述温度区域R中,导电糊剂的粘度的最小值优选为150mPa·s以上,更优选为200mPa·s以上。为了将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上,在上述温度区域R中,导电糊剂的粘度的最大值优选为1500mPa·s以下,更优选为1000mPa·s以下。

在上述温度区域R中,导电糊剂的粘度使用EOLOGICA公司制造的“STRESSTECH”,在转子直径20mm,振动变形控制,及从23℃开始升温速度10℃/分钟的条件下进行测定。

从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上、更进一步有效地抑制电极间的错位、更进一步提高电极间的导通可靠性及绝缘可靠性的观点出发,上述导电糊剂在25℃下的粘度优选为100Pa·s以上,更优选为150Pa·s以上,优选为600Pa·s以下,更优选为500Pa·s以下。

上述导电糊剂在25℃下的粘度使用E型粘度计(东机产业株式会社制造的“TVE22L”),在25℃及5rpm的条件下进行测定。

上述导电糊剂优选为各向异性导电糊剂。上述导电糊剂优选用于电极的电连接。上述导电糊剂优选为电路连接材料。

上述导电糊剂及上述粘合剂优选含有热塑性成分或热固化性成分。上述导电糊剂及上述粘合剂可以含有热塑性成分,也可以含有热固化性成分。上述导电糊剂及上述粘合剂优选含有热固化性成分。上述导电糊剂及上述粘合剂优选含有热固化性化合物和热固化剂。

以下,说明上述导电糊剂中所含的各成分。

(焊锡粒子)

上述焊锡粒子在导电部的外表面具有焊锡。上述焊锡粒子为中心部分及导电部的外表面均为焊锡的粒子。

从有效地降低连接结构体中的连接电阻、有效地抑制空隙的产生的观点出发,优选在焊锡的表面上,通过醚键或酯键共价键合有含有羧基的基团。

在焊锡的表面存在羟基。通过使该羟基和含有羧基的基团进行共价键合,与利用其它配位键(螯合配位)等使其键合的情况相比,可以形成强的键合,因此,可得到电极间的连接电阻降低且空隙的产生可得到控制的焊锡粒子。

上述焊锡粒子中,在焊锡的表面和含有羧基的基团的键合方式中,可以不含有配位键,也可以不含有基于螯合配位的键合。

从有效地降低连接结构体中的连接电阻、有效地抑制空隙的产生的观点出发,上述焊锡粒子优选通过使用具有可与羟基反应的官能团和羧基的化合物(以下,有时记载为化合物X),并使上述可与羟基反应的官能团与焊锡的表面的羟基反应而得到。上述反应中,形成共价键。通过使焊锡表面的羟基和上述化合物X中的上述可与羟基反应的官能团进行反应,可以容易地得到在焊锡的表面上共价键合有含有羧基的基团的焊锡粒子,也可以得到在焊锡的表面上通过醚键或酯键共价键合有含有羧基的基团的焊锡粒子。通过使上述可与羟基反应的官能团与上述焊锡表面的羟基进行反应,可以在焊锡的表面上,使上述化合物X以共价键的形态进行化学键合。

作为上述可与羟基反应的官能团,可举出羟基、羧基、酯基及羰基等。优选羟基或羧基。上述可与羟基反应的官能团可以为羟基,也可以为羧基。

作为具有可与羟基反应的官能团的化合物,可举出:乙酰丙酸、戊二酸、琥珀酸、苹果酸、草酸、丙二酸、己二酸、5-己酮糖酸、3-羟基丙酸、4-氨基丁酸、3-巯基丙酸、3-巯基异丁酸、3-甲基硫代丙酸、3-苯基丙酸、3-苯基异丁酸、4-苯基丁酸、癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、9-十六碳烯酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、十八碳二烯酸、亚油酸、(9,12,15)-亚麻酸、十九烷酸、花生酸、癸二酸及十二烷二酸等。优选戊二酸或乙醇酸。上述具有可与羟基反应的官能团的化合物可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。上述具有可与羟基反应的官能团的化合物优选为具有至少一个羧基的化合物。

上述化合物X优选具有助熔剂作用,上述化合物X优选在焊锡的表面进行了键合的状态下具有助熔剂作用。具有助熔剂作用的化合物可以除去焊锡表面的氧化膜及电极表面的氧化膜。羧基具有助熔剂作用。

作为具有助熔剂作用的化合物,可举出:乙酰丙酸、戊二酸、琥珀酸、5-己酮糖酸、3-羟基丙酸、4-氨基丁酸、3-巯基丙酸、3-巯基异丁酸、3-甲基硫代丙酸、3-苯基丙酸、3-苯基异丁酸及4-苯基丁酸等。优选戊二酸或乙醇酸。上述具有助熔剂作用的化合物可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。

从有效地降低连接结构体中的连接电阻、有效地抑制空隙的产生的观点出发,上述化合物X中的上述可与羟基反应的官能团优选为羟基或羧基。上述化合物X中的上述可与羟基反应的官能团可以为羟基,也可以为羧基。在上述可与羟基反应的官能团为羧基的情况下,上述化合物X优选具有至少2个羧基。通过使具有至少2个羧基的化合物的一部分的羧基与焊锡表面的羟基反应,可得到在焊锡表面上共价键合有含有羧基的基团的焊锡粒子。

上述焊锡粒子的制造方法包括,例如使用焊锡粒子将该焊锡粒子、具有可与羟基反应的官能团和羧基的化合物、催化剂及溶剂进行混合的工序。上述焊锡粒子的制造方法中,通过上述混合工序,可以容易地得到在焊锡的表面上共价键合有含有羧基的基团的焊锡粒子。

另外,上述焊锡粒子的制造方法中,优选使用焊锡粒子,对该焊锡粒子、具有上述可与羟基反应的官能团和羧基的化合物、上述催化剂及上述溶剂进行混合并加热。通过混合及加热工序,可以更进一步容易地得到在焊锡的表面上共价键合有含有羧基的基团的焊锡粒子。

作为上述溶剂,可举出:甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇溶剂,或丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、甲苯及二甲苯等。上述溶剂优选为有机溶剂,更优选为甲苯。上述溶剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。

作为上述催化剂,可举出对甲苯磺酸、苯磺酸及10-樟脑磺酸等。上述催化剂优选为对甲苯磺酸。上述催化剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。

优选在上述混合时进行加热。加热温度优选为90℃以上,更优选为100℃以上,优选为130℃以下,更优选为110℃以下。

从有效地降低连接结构体中的连接电阻、有效地抑制空隙的产生的观点出发,上述焊锡粒子优选经过使用异氰酸酯化合物使上述异氰酸酯与焊锡的表面的羟基反应的工序而得到。上述反应中,形成共价键。通过使焊锡表面的羟基和上述异氰酸酯化合物反应,可以容易地得到在焊锡的表面共价键合有源自上述式异氰酸酯基的基团的氮原子的焊锡粒子。通过使上述异氰酸酯化合物与上述焊锡的表面的羟基反应,可以在焊锡的表面上使上述源自异氰酸酯基的基团以共价键的形态进行化学键合。

另外,可以使硅烷偶联剂与源自异氰酸酯基的基团容易地反应。由于可以容易地得到上述焊锡粒子,因此,上述具有至少一个羧基的基团优选通过使用了具有羧基的硅烷偶联剂的反应而导入,或优选通过在使用了硅烷偶联剂的反应之后,使具有至少一个羧基的化合物与源自硅烷偶联剂的基团反应而导入。上述焊锡粒子优选通过使用上述异氰酸酯化合物使上述异氰酸酯化合物与焊锡的表面的羟基反应,然后,使具有至少一个羧基的化合物反应而得到。

从有效地降低连接结构体中的连接电阻、有效地抑制空隙的产生的观点出发,上述具有至少一个羧基的化合物优选具有多个羧基。

作为上述异氰酸酯化合物,可举出:二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)及异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等。可以使用这些以外的异氰酸酯化合物。使该化合物在焊锡的表面反应之后,使残异氰酸酯基和与该残异氰酸酯基具有反应性且具有羧基的化合物反应,由此可以在焊锡表面通过式(X)表示的基团导入羧基。

作为上述异氰酸酯化合物,可以使用具有不饱和双键且具有异氰酸酯基的化合物。可举出例如2-丙烯酰氧基乙基异氰酸酯及甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯。使该化合物的异氰酸酯基在焊锡的表面反应之后,使含有相对于残存的不饱和双键具有反应性的官能团且具有羧基的化合物反应,由此可以在焊锡表面通过式(X)表示的基团导入羧基。

作为上述硅烷偶联剂,可举出3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(信越化学工业株式会社制造的“KBE-9007”)、及3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷(MOMENTIVE公司制造的“Y-5187”)等。上述硅烷偶联剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。

作为上述具有至少一个羧基的化合物,可举出:乙酰丙酸、戊二酸、琥珀酸、苹果酸、草酸、丙二酸、己二酸、5-己酮糖酸、3-羟基丙酸、4-氨基丁酸、3-巯基丙酸、3-巯基异丁酸、3-甲基硫代丙酸、3-苯基丙酸、3-苯基异丁酸、4-苯基丁酸、癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、9-十六碳烯酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、11-十八碳烯二酸、亚油酸、(9,12,15)-亚麻酸、十九烷酸、花生酸、癸二酸及十二烷二酸等。优选戊二酸、己二酸或乙醇酸。上述具有至少一个羧基的化合物可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。

使用上述异氰酸酯化合物使上述异氰酸酯化合物与焊锡的表面的羟基反应,然后,使具有多个羧基的化合物的一部分的羧基与焊锡表面的羟基反应,由此可以使具有至少一个羧基的基团残留。

上述焊锡粒子的制造方法中,使用焊锡粒子,且使用异氰酸酯化合物,使上述异氰酸酯化合物与焊锡的表面的羟基反应,然后,使具有至少一个羧基的化合物反应,从而得到在焊锡的表面上,通过上述式(X)表示的基团键合有具有至少一个羧基的基团的焊锡粒子。上述焊锡粒子的制造方法中,通过上述的工序,可以容易地得到在焊锡的表面导入有含有羧基的基团的焊锡粒子。

作为上述焊锡粒子的具体的制造方法,可举出以下的方法。使焊锡粒子分散于有机溶剂,添加具有异氰酸酯基的硅烷偶联剂。其后,使用焊锡粒子的焊锡表面的羟基和异氰酸酯基的反应催化剂,使硅烷偶联剂进行共价键合于焊锡表面。其次,通过对键合于硅烷偶联剂的硅原子的烷氧基进行水解而生成羟基。使具有至少一个羧基的化合物的羧基与生成的羟基反应。

另外,作为上述焊锡粒子的具体的制造方法,可举出以下的方法。使焊锡粒子分散于有机溶剂,添加具有异氰酸酯基和不饱和双键的化合物。其后,使用焊锡粒子的焊锡表面的羟基和异氰酸酯基的反应催化剂形成共价键。其后,相对于被导入的不饱和双键,使不饱和双键及具有羧基的化合物反应。

作为焊锡粒子的焊锡表面的羟基和异氰酸酯基的反应催化剂,可举出:锡类催化剂(二丁基锡二月桂酸酯等)、胺类催化剂(三乙二胺等)、羧酸酯催化剂(环烷酸铅、乙酸钾等)、及三烷基膦催化剂(三乙基膦等)等。

从有效地降低连接结构体中的连接电阻、有效地抑制空隙的产生的观点出发,上述具有至少一个羧基的化合物优选为下述式(1)表示的化合物。下述式(1)表示的化合物具有助熔剂作用。另外,下述式(1)表示的化合物在导入于焊锡的表面的状态下具有助熔剂作用。

[化学式5]

上述式(1)中,X表示可与羟基反应的官能团,R表示碳原子数1~5的2价的有机基团。该有机基团可以含有碳原子、氢原子和氧原子。该有机基团可以为碳原子数1~5的2价的烃基。上述有机基团的主链优选为2价的烃基。该有机基团中,可以在2价的烃基上键合有羧基或羟基。上述式(1)表示的化合物中包含例如柠檬酸。

上述具有至少一个羧基的化合物优选为下述式(1A)或下述式(1B)表示的化合物。上述具有至少一个羧基的化合物优选为下述式(1A)表示的化合物,更优选为下述式(1B)表示的化合物。

[化学式6]

上述式(1A)中,R表示碳原子数1~5的2价的有机基团。上述式(1A)中的R与上述式(1)中的R同样。

[化学式7]

上述式(1B)中,R表示碳原子数1~5的2价的有机基团。上述式(1B)中的R与上述式(1)中的R同样。

优选在焊锡的表面上键合有下述式(2A)或下述式(2B)表示的基团。优选在焊锡的表面上键合有下述式(2A)表示的基团,更优选键合有下述式(2B)表示的基团。需要说明的是,下述式(2A)中,左端部表示键合部位。

[化学式8]

上述式(2A)中,R表示碳原子数1~5的2价的有机基团。上述式(2A)中的R与上述式(1)中的R同样。需要说明的是,下述式(2B)中,左端部表示键合部位。

[化学式9]

上述式(2B)中,R表示碳原子数1~5的2价的有机基团。上述式(2B)中的R与上述式(1)中的R同样。

从提高焊锡的表面的润湿性的观点出发,上述具有至少一个羧基的化合物的分子量优选为10000以下,更优选为1000以下,进一步优选为500以下。

关于上述分子量,在上述具有至少一个羧基的化合物不为聚合物的情况、及上述具有至少一个羧基的化合物的结构式可以确定的情况下,是指可以由该结构式算出的分子量。另外,在上述具有至少一个羧基的化合物为聚合物的情况下,是指重均分子量。

从焊锡粒子有效地聚集在电极上的观点出发,优选上述焊锡粒子的表面的ζ电位为正。其中,本发明中,上述焊锡粒子的表面的ζ电位可以不为正。

ζ电位如下地进行测定。

ζ电位的测定方法:

通过将焊锡粒子0.05g放入于甲醇10g,并进行超声波处理等,使其均匀地分散,从而得到分散液。可以使用该分散液,且使用Beckman Coulter公司制造的“Delsamax PRO”,用电泳测定法测定ζ电位。

焊锡粒子的ζ电位优选为0mV以上,更优选为超过0mV,优选为10mV以下,更优选为5mV以下,更进一步优选为1mV以下,进一步优选为0.7mV以下,特别优选为0.5mV以下。ζ电位为上述上限以下时,在导电连接时焊锡粒子容易聚集。ζ电位低于0mV时,有时在安装时焊锡粒子在电极上的凝聚不充分。

上述焊锡优选为熔点为450℃以下的金属(低熔点金属)。上述焊锡粒子优选为熔点为450℃以下的金属粒子(低熔点金属粒子)。上述低熔点金属粒子为含有低熔点金属的粒子。该低熔点金属表示熔点为450℃以下的金属。低熔点金属的熔点优选为300℃以下,更优选为160℃以下。另外,上述焊锡粒子含有锡。上述焊锡粒子中所含的金属100重量%中,锡的含量优选为30重量%以上,更优选为40重量%以上,进一步优选为70重量%以上,特别优选为90重量%以上。上述焊锡粒子中的锡的含量为上述下限以上时,焊锡部和电极的连接可靠性更进一步提高。

需要说明的是,上述锡的含量可以使用高频电感耦合等离子体发光分光分析装置(株式会社堀场制作所制造的“ICP-AES”)、或荧光X射线分析装置(株式会社岛津制作所制造的“EDX-800HS”)等进行测定。

通过使用上述焊锡粒子,焊锡熔融而与电极接合,焊锡部使电极间导通。例如,由于焊锡部和电极容易进行面接触而不是点接触,因此,连接电阻变低。另外,通过使用焊锡粒子,焊锡部和电极的接合强度升高,其结果,更进一步不易产生焊锡部和电极的剥离,导通可靠性及连接可靠性有效地提高。

构成上述焊锡粒子的低熔点金属没有特别限定。该低熔点金属优选为锡、或含有锡的合金。该合金可举出:锡-银合金、锡-铜合金、锡-银-铜合金、锡-铋合金、锡-锌合金、锡-铟合金等。从相对于电极的润湿性优异方面考虑,上述低熔点金属优选为锡、锡-银合金、锡-银-铜合金、锡-铋合金、锡-铟合金。更优选为锡-铋合金、锡-铟合金。

上述焊锡粒子优选为基于JIS Z3001:焊接用语,液相线为450℃以下的填充金属。作为上述焊锡粒子的组成,可举出例如含有锌、金、银、铅、铜、锡、铋、铟等的金属组成。优选低熔点且为无铅的锡-铟系(117℃共晶)、或锡-铋系(139℃共晶)。即,上述焊锡粒子优选不含有铅,优选含有锡和铟、或含有锡和铋。

为了更进一步提高上述焊锡部和电极的接合强度,上述焊锡粒子可以含有镍、铜、锑、铝、锌、铁、金、钛、磷、锗、碲、钴、铋、锰、铬、钼、钯等金属。另外,从更进一步提高焊锡部和电极的接合强度的观点出发,上述焊锡粒子优选含有镍、铜、锑、铝或锌。从更进一步提高焊锡部和电极的接合强度的观点出发,用于提高接合强度的这些金属的含量在焊锡粒子100重量%中,优选为0.0001重量%以上,优选为1重量%以下。

上述焊锡粒子的平均粒径优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为3μm以上,特别优选为5μm以上,优选为100μm以下,更优选为40μm以下,更进一步优选为30μm以下,进一步优选为20μm以下,特别优选为15μm以下,最优选为10μm以下。上述焊锡粒子的平均粒径为上述下限以上及上述上限以下时,可以使焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上。上述焊锡粒子的平均粒径特别优选为3μm以上、30μm以下。

上述焊锡粒子的“平均粒径”表示数均粒径。焊锡粒子的平均粒径通过例如用电子显微镜或光学显微镜观察任意的焊锡粒子50个并算出平均值,或者进行激光衍射式粒度分布测定而求得。

上述焊锡粒子的粒径的变动系数优选为5%以上,更优选为10%以上,优选为40%以下,更优选为30%以下。上述粒径的变动系数为上述下限以上及上述上限以下时,可以将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上。其中,上述焊锡粒子的粒径的变动系数可以低于5%。

上述变动系数(CV值)由下述式表示。

CV值(%)=(ρ/Dn)×100

ρ:焊锡粒子的粒径的标准偏差

Dn:焊锡粒子的粒径的平均值

上述焊锡粒子的形状没有特别限定。上述焊锡粒子的形状可以为球状,也可以为扁平状等球形状以外的形状。

上述导电糊剂100重量%中,上述焊锡粒子的含量优选为1重量%以上,更优选为2重量%以上,进一步优选为10重量%以上,特别优选为20重量%以上,最优选为30重量%以上,优选为90重量%以下,更优选为80重量%以下,进一步优选为60重量%以下,特别优选为50重量%以下。上述焊锡粒子的含量为上述下限以上及上述上限以下时,可以将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上,容易将焊锡粒子较多地配置于电极间,导通可靠性更进一步提高。从更进一步提高导通可靠性的观点出发,优选上述焊锡粒子的含量多。

(热塑性成分)

上述热塑性成分优选为热塑性化合物。作为上述热塑性化合物,可举出苯氧树脂、聚氨酯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂及聚酰胺树脂等。上述热塑性化合物可以使单独1种,也可以组合使用2种以上。

上述导电糊剂100重量%中,上述热塑性化合物的含量优选为20重量%以上,更优选为40重量%以上,进一步优选为50重量%以上,优选为99重量%以下,更优选为98重量%以下,进一步优选为90重量%以下,特别优选为80重量%以下。从更进一步提高耐冲击性的观点出发,优选上述热固化性成分的含量多。

(热固化性化合物:热固化性成分)

上述热固化性化合物为能够通过加热而固化的化合物。作为上述热固化性化合物,可举出:氧杂环丁烷化合物、环氧化合物、环硫化物化合物、(甲基)丙烯酸化合物、苯酚化合物、氨基化合物、不饱和聚酯化合物、聚氨酯化合物、硅聚硅氧烷化合物及聚酰亚胺化合物等。从使导电糊剂的固化性及固化性及粘度更进一步良好,更进一步提高连接可靠性的观点出发,优选环氧化合物。

从将焊锡粒子有效地配置于电极上、有效地抑制电极间的错位、且更进一步提高电极间的导通可靠性及绝缘可靠性的观点出发,上述热固化性化合物优选含有结晶性热固化性化合物。

将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上、更进一步有效地抑制电极间的错位、且更进一步提高电极间的导通可靠性及绝缘可靠性的观点出发,上述结晶性热固化性化合物优选在25℃下为固体。

从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上、更进一步有效地抑制电极间的错位、且更进一步提高电极间的导通可靠性及绝缘可靠性的观点出发,上述结晶性热固化性化合物的熔点优选为80℃以上,更优选为85℃以上,优选为150℃以下,更优选为140℃以下。

从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上、更进一步有效地抑制电极间的错位、且更进一步提高电极间的导通可靠性及绝缘可靠性的观点出发,上述结晶性热固化性化合物的分子量优选为300以上,更优选为350以上,优选为500以下,更优选为400以下。

就上述分子量而言,在上述热固化性化合物不为聚合物的情况、及上述热固化性化合物的结构式可以确定的情况下,是指可以由该结构式算出的分子量。另外,在上述热固化性化合物为聚合物的情况下,是指重均分子量。

作为上述结晶性热固化性化合物,可举出环氧化合物、及(甲基)丙烯酸化合物等。

作为上述环氧化合物,可举出芳香族环氧化合物。优选为间苯二酚型环氧化合物、萘型环氧化合物、联苯型环氧化合物、二苯甲酮型环氧化合物等结晶性环氧化合物。从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上、更进一步有效地抑制电极间的错位、更进一步提高电极间的导通可靠性及绝缘可靠性的观点出发,上述环氧化合物及上述结晶性环氧化合物优选为间苯二酚型环氧化合物、萘型环氧化合物、联苯型环氧化合物或二苯甲酮型环氧化合物,更优选为二苯甲酮化合物,最优选为2,4-双(环氧丙基氧基)二苯甲酮、或4,4’-双(环氧丙基氧基)二苯甲酮。在通过使用上述优选的环氧化合物而贴合连接对象部件的阶段,粘度高,从而由于输送等冲击而赋予加速度时,可以抑制第一连接对象部件和第二连接对象部件的错位,而且,由于固化时的热,可以大大降低导电糊剂的粘度,可以有效地进行焊锡粒子的凝聚。

上述结晶性热固化性化合物中的“结晶性”是指分子链规则正确地排列的状态,上述结晶性热固化性化合物具有玻璃化转变温度及熔点。

从将焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上、更进一步有效地抑制电极间的错位、且更进一步提高电极间的导通可靠性及绝缘可靠性的观点出发,上述结晶性热固化性化合物特别优选为二苯甲酮型环氧化合物,最优选为2,4-双(环氧丙基氧基)二苯甲酮、或4,4’-双(环氧丙基氧基)二苯甲酮。

上述(甲基)丙烯酸化合物为具有(甲基)丙烯酰基的化合物。作为上述(甲基)丙烯酸化合物,可举出(甲基)丙烯酸环氧酯化合物。优选利用(甲基)丙烯酸等在环氧化合物中导入了(甲基)丙烯酰基的化合物。

上述导电糊剂100重量%中,上述热固化性化合物的含量优选为20重量%以上,更优选为40重量%以上,进一步优选为50重量%以上,优选为99重量%以下,更优选为98重量%以下,进一步优选为90重量%以下,特别优选为80重量%以下。从更进一步提高耐冲击性的观点出发,优选上述热固化性成分的含量多。

上述导电糊剂100重量%中,上述结晶性热固化性化合物的含量优选为20重量%以上,更优选为40重量%以上,进一步优选为50重量%以上,优选为99重量%以下,更优选为98重量%以下,进一步优选为90重量%以下,特别优选为80重量%以下。

另外,热固化性化合物的总体100重量%中,上述结晶性热固化性化合物的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,进一步优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上,优选为100重量%以下。

(热固化剂:热固化性成分)

上述热固化剂使上述热固化性化合物进行热固化。作为上述热固化剂,可举出:咪唑固化剂、胺固化剂、苯酚固化剂、聚硫醇固化剂等硫醇固化剂、酸酐、热阳离子引发剂(热阳离子固化剂)及热自由基产生剂等。上述热固化剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。

由于可以使导电糊剂在低温下更进一步迅速地固化,因此优选咪唑固化剂、硫醇固化剂或胺固化剂。另外,由于在将可通过加热而固化的固化性化合物和上述热固化剂混合时保存稳定性升高,因此优选潜伏性的固化剂。潜伏性的固化剂优选为潜伏性咪唑固化剂、潜伏性硫醇固化剂或潜伏性胺固化剂。需要说明的是,上述热固化剂可以用聚氨酯树脂或聚酯树脂等高分子物质进行包覆。

作为上述咪唑固化剂,没有特别限定,可举出:2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪及2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物等。

作为上述硫醇固化剂,没有特别限定,可举出:三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯及二季戊四醇六-3-巯基丙酸酯等。

作为上述胺固化剂,没有特别限定,可举出:六亚甲基二胺、八亚甲基二胺、十亚甲基二胺、3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一碳烷、双(4-氨基环己基)甲烷、间苯二胺及二氨基二苯基砜等。

作为上述热阳离子引发剂,可举出碘鎓类阳离子固化剂、氧鎓类阳离子固化剂及锍类阳离子固化剂等。作为上述碘鎓类阳离子固化剂,可举出双(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸酯等。作为上述氧鎓类阳离子固化剂,可举出三甲基氧鎓四氟硼酸酯等。作为上述锍类阳离子固化剂,可举出三对甲苯基锍六氟磷酸酯等。

作为上述热自由基产生剂,没有特别限定,可举出偶氮化合物及有机过氧化物等。作为上述偶氮化合物,可举出偶氮双异丁腈(AIBN)等。作为上述有机过氧化物,可举出二叔丁基过氧化物及甲基乙基酮过氧化物等。

上述热固化剂的反应开始温度优选为50℃以上,更优选为70℃以上,进一步优选为80℃以上,优选为250℃以下,更优选为200℃以下,进一步优选为150℃以下,特别优选为140℃以下。上述热固化剂的反应开始温度为上述下限以上及上述上限以下时,焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上。上述热固化剂的反应开始温度特别优选为80℃以上、140℃以下。

从将焊锡更进一步有效地配置于电极上的观点出发,优选上述热固化剂的反应开始温度比上述焊锡粒子中的焊锡的熔点高,更优选高5℃以上,进一步优选高10℃以上。

上述热固化剂的反应开始温度是指DSC中的放热峰的开始升起的温度。

上述热固化剂的含量没有特别限定。相对于上述热固化性化合物100重量份,上述热固化剂的含量优选为0.01重量份以上,更优选为1重量份以上,优选为200重量份以下,更优选为100重量份以下,进一步优选为75重量份以下。热固化剂的含量为上述下限以上时,容易使导电糊剂充分地固化。热固化剂的含量为上述上限以下时,在固化后未参与固化的剩余的热固化剂不易残留,且更进一步提高固化物的耐热性。

(助熔剂)

上述导电糊剂优选含有助熔剂。通过使用助熔剂,可以使焊锡更进一步有效地配置于电极上。该助熔剂没有特别限定。作为助熔剂,可以使用焊锡接合等中通常所使用的助熔剂。作为上述助熔剂,可举出例如:氯化锌、氯化锌和无机卤化物的混合物、氯化锌和无机酸的混合物、熔融盐、磷酸、磷酸的衍生物、有机卤化物、肼、有机酸及松脂等。上述助熔剂可以使用单独1种,也可以组合使用2种以上。

从有效地提高导电糊剂的保存稳定性、且在进行电极间的连接时使除焊锡粒子之外的成分更进一步不易流动的观点出发,上述助熔剂优选在25℃下为固体。

作为上述熔融盐,可举出氯化铵等。作为上述有机酸,可举出:乳酸、柠檬酸、硬脂酸、谷氨酸及戊二酸等。作为上述松脂,可举出活性化松脂及非活性化松脂等。上述助熔剂优选为具有2个以上羧基的有机酸、松脂。上述助熔剂可以为具有2个以上羧基的有机酸,也可以为松脂。通过使用具有2个以上羧基的有机酸、松脂,电极间的导通可靠性更进一步提高。

上述松脂为以松香酸为主成分的松香类。助熔剂优选为松香类,更优选为松香酸。通过使用该优选的助熔剂,电极间的导通可靠性更进一步提高。

上述助熔剂的活性温度(熔点)优选为50℃以上,更优选为70℃以上,进一步优选为80℃以上,优选为200℃以下,更优选为190℃以下,更进一步优选为160℃以下,进一步优选为150℃以下,更进一步优选为140℃以下。上述助熔剂的活性温度为上述下限以上及上述上限以下时,更进一步有效地发挥助熔剂效果,焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上。上述助熔剂的活性温度(熔点)优选为80℃以上、190℃以下。上述助熔剂的活性温度(熔点)特别优选为80℃以上、140℃以下。

作为助熔剂的活性温度(熔点)为80℃以上、190℃以下的上述助熔剂,可举出:琥珀酸(熔点186℃)、戊二酸(熔点96℃)、己二酸(熔点152℃)、庚二酸(熔点104℃)、辛二酸(熔点142℃)等二羧酸、苯甲酸(熔点122℃)、苹果酸(熔点130℃)等。

另外,上述助熔剂的沸点优选为200℃以下。

从使焊锡更进一步有效地配置于电极上的观点出发,上述助熔剂的熔点优选比上述焊锡粒子中的焊锡的熔点高,更优选高5℃以上,进一步优选高10℃以上。

从使焊锡更进一步有效地配置于电极上的观点出发,上述助熔剂的熔点优选比上述热固化剂的反应开始温度高,更优选高5℃以上,进一步优选高10℃以上。

上述助熔剂可以分散于导电糊剂中,也可以附着在焊锡粒子的表面上。

上述助熔剂优选为通过加热放出阳离子的助熔剂。通过使用通过加热放出阳离子的助熔剂,可以使焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上。

上述导电糊剂100重量%中,上述助熔剂的含量优选为0.5重量%以上,优选为30重量%以下,更优选为25重量%以下。上述导电糊剂可以不含有助熔剂。助熔剂的含量为上述下限以上及上述上限以下时,在焊锡及电极的表面更进一步不易形成氧化被膜,并且,可以更进一步有效地除去形成于焊锡及电极的表面的氧化被膜。

(填料)

在上述导电糊剂中可以添加填料。填料可以为有机填料,也可以为无机填料。通过填料的添加,可以抑制焊锡粒子进行凝聚的距离,在基板的全部电极上,使焊锡粒子均匀地凝聚。

上述导电糊剂100重量%中,上述填料的含量优选为0重量%以上,优选为5重量%以下,更优选为2重量%以下,进一步优选为1重量%以下。上述填料的含量为上述下限以上及上述上限以下时,焊锡粒子更进一步有效地配置于电极上。

(其它成分)

上述导电糊剂可以根据需要含有例如填充剂、增量剂、软化剂、增塑剂、聚合催化剂、固化催化剂、着色剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、防静电剂及阻燃剂等各种添加剂。

(连接结构体及连接结构体的制造方法)

本发明的连接结构体具备:表面具有至少一个第一电极的第一连接对象部件、表面具有至少一个第二电极的第二连接对象部件、将上述第一连接对象部件和上述第二连接对象部件连接在一起的连接部。本发明的连接结构体中,上述连接部的材料为上述的导电糊剂。上述连接部由上述的导电糊剂形成。上述连接部为上述导电糊剂的固化物。本发明的连接结构体中,上述第一电极和上述第二电极通过上述连接部中的焊锡部进行电连接。

本发明的连接结构体的制造方法具备:使用上述的导电糊剂,并在表面具有至少一个第一电极的第一连接对象部件的表面上配置上述导电糊剂的工序;在上述导电糊剂的与上述第一连接对象部件侧相反的表面上,配置表面具有至少一个第二电极的第二连接对象部件,并使上述第一电极和上述第二电极对置的工序;通过将上述导电糊剂加热至上述焊锡粒子的熔点以上,由上述导电糊剂形成连接上述第一连接对象部件和上述第二连接对象部件的连接部,且通过上述连接部中的焊锡部对上述第一电极和上述第二电极进行电连接的工序。优选将上述导电糊剂加热至上述热固化性成分的固化温度以上。

本发明的连接结构体及本发明的连接结构体的制造方法中,由于使用特定的导电糊剂,因此,多个焊锡粒子容易聚集在第一电极和第二电极之间,可以将多个焊锡粒子有效地配置于电极(线)上。另外,多个焊锡粒子的一部分不易配置于没有形成电极的区域(空间),可以使配置于没有形成电极的区域的焊锡粒子的量非常少。因此,可以提高第一电极和第二电极之间的导通可靠性。而且,可以防止在不能连接的横向上邻接的电极间的电连接,可以提高绝缘可靠性。

另外,本发明人发现:为了将多个焊锡粒子有效地配置于电极上、且使配置于没有形成电极的区域的焊锡粒子的量非常少,需要使用导电糊剂,而不是使用导电膜。

本发明中,可以进一步采用使多个焊锡粒子有效地聚集于电极间的其它方法。作为将多个焊锡粒子有效地聚集于电极间的方法,可举出:在对第一连接对象部件和第二连接对象部件之间的导电糊剂赋予热时,由于导电糊剂的粘度因热而降低,从而产生第一连接对象部件和第二连接对象部件之间的导电糊剂的对流的方法等。该方法中,可举出:由于连接对象部件的表面的电极和其以外的表面部件的热容量的差异而使对流产生的方法;通过热使连接对象部件的水分作为水蒸气产生对流的方法;以及由于第一连接对象部件和第二连接对象部件的温度差而产生对流的方法等。由此,可以使导电糊剂中的焊锡粒子有效地移动至电极的表面。

本发明中,可以进一步采用使焊锡粒子选择性地凝聚在电极的表面的方法。作为使焊锡粒子选择性地凝聚在电极的表面的方法,可举出:对由熔融后的焊锡粒子的润湿性好的电极材质和熔融后的焊锡粒子的润湿性差的其它表面材质形成的连接对象部件进行选择,使到达电极的表面的熔融的焊锡粒子选择性地附着于电极,相对于其熔融后的焊锡粒子,使其它的焊锡粒子熔融而附着的方法;对由导热性好的电极材质和导热性差的其它表面材质形成的连接对象部件进行选择并赋予热时,通过相对于其它表面部件提高电极的温度,选择性地使焊锡在电极上熔融的方法;使用进行了处理的焊锡粒子,使其相对于存在于由金属形成的电极上的负电荷具有正电荷,并使焊锡粒子选择性地凝聚在电极上的方法;以及相对于具有亲水性的金属表面的电极,将导电糊剂中的焊锡粒子以外的树脂设为疏水性,由此使焊锡粒子选择性地凝聚在电极上的方法等。

电极间的焊锡部的厚度优选为10μm以上,更优选为20μm以上,优选为100μm以下,更优选为80μm以下。电极表面上的焊锡润湿面积(电极的露出的面积100%中的焊锡接触的面积,相对于形成上述连接部之前的上述第一电极和与上述第一电极进行电连接的上述第二电极的露出的面积100%、形成上述连接部之后的上述焊锡部接触的面积)优选为50%以上,更优选为60%以上,进一步优选为70%以上,优选为100%以下。

本发明的连接结构体的制造方法中,在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序中,在对上述导电糊剂施加上述第二连接对象部件的重量而不进行加压,或者配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序中的至少一个工序中,进行加压,且在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序这两个工序中,加压的压力优选为低于1MPa。通过不施加1MPa以上的加压的压力,相当促进焊锡粒子的凝聚。从抑制连接对象部件的翘曲的观点出发,本发明的连接结构体的制造方法中,在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序中的至少一个工序中,进行加压,且在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序这两个工序中,加压的压力可以为低于1MPa。在进行加压的情况下,可以仅在配置上述第二连接对象部件的工序中,进行加压,可以仅在形成上述连接部的工序中,可以进行加压,可以在配置上述第二连接对象部件的工序和形成上述连接部的工序这两个工序中,进行加压。加压的压力低于1MPa包含不进行加压的情况。在进行加压的情况下,加压的压力优选为0.9MPa以下,更优选为0.8MPa以下。在加压的压力为0.8MPa以下的情况下,与加压的压力超过0.8MPa的情况相比,更进一步显著地促进焊锡粒子的凝聚。

本发明的连接结构体的制造方法中,在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序中,优选对上述导电糊剂施加上述第二连接对象部件的重量而不进行加压,在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序中,优选对上述导电糊剂不施加超过上述第二连接对象部件的重量的力的加压压力。在这些情况下,可以在多个焊锡部更进一步提高焊锡量均匀性。并且,可以更进一步有效地加厚焊锡部的厚度,多个焊锡粒子较多地容易聚集于电极间,可以使多个焊锡粒子更进一步有效地配置于电极(线)上。另外,多个焊锡粒子的一部分不易配置于没有形成电极的区域(空间),可以更进一步减少配置于没有形成电极的区域的焊锡粒子的量。因此,可以更进一步提高电极间的导通可靠性。而且,可以更进一步防止在不能连接的横向上邻接的电极间的电连接,可以更进一步提高绝缘可靠性。

并且,本发明人也发现:在配置上述第二连接对象部件的工序及形成上述连接部的工序中,如果对上述导电糊剂施加上述第二连接对象部件的重量而不进行加压,在形成连接部之前配置于没有形成电极的区域(空间)的焊锡粒子更进一步容易聚集于第一电极和第二电极之间,可以将多个焊锡粒子更进一步有效地配置于电极(线)上。本发明中,将使用导电糊剂而不是使用导电膜的构成和对上述导电糊剂施加上述第二连接对象部件的重量而不进行加压的构成进行组合而使用,为了以更进一步高的水平得到本发明的效果,具有很大的意义。

需要说明的是,WO2008/023452A1中记载有,从将焊锡粉推动至电极表面而使其有效地移动的观点出发,在粘接时以指定的压力进行加压即可,就加压压力而言,在进一步可靠地形成焊锡区域的观点方面,记载有例如设为0MPa以上,优选1MPa以上,并且记载有即使有意地施加于粘接带的压力为0MPa,通过配置于粘接带上的部件的自重也可以对粘接带施加指定的压力。WO2008/023452A1中记载有有意地施加于粘接带的压力可以为0MPa,但关于赋予超过0MPa的压力时和设为0MPa时的效果的差异,没有任何记载。另外,WO2008/023452A1中,关于使用糊剂状的导电糊剂而不是使用膜状的重要性,也没有任何认识。

另外,如果使用导电糊剂而不是使用导电膜,则容易根据导电糊剂的涂布量而调整连接部及焊锡部的厚度。另一方面,导电膜存在如下问题:为了变更或调整连接部的厚度,必须准备不同厚度的导电膜,或准备指定厚度的导电膜。另外,导电膜存在如下问题:在焊锡的熔融温度下不能充分地降低导电膜的熔融粘度,阻碍焊锡粒子的凝聚。

以下,一边参照附图,一边说明本发明的具体的实施方式。

图1是示意性地表示使用本发明的一个实施方式的导电糊剂得到的连接结构体的剖面图。

图1所示的连接结构体1具备:第一连接对象部件2、第二连接对象部件3、连接第一连接对象部件2和第二连接对象部件3的连接部4。连接部4由上述的导电糊剂形成。本实施方式中,上述导电糊剂含有上述热固化性化合物和上述热固化剂。

连接部4具有多个焊锡粒子聚集且相互接合的焊锡部4A和热固化性成分进行了热固化的固化物部4B。

第一连接对象部件2在表面(上表面)上具有多个第一电极2a。第二连接对象部件3在表面(下表面)上具有多个第二电极3a。第一电极2a和第二电极3a通过焊锡部4A进行电连接。因此,第一连接对象部件2和第二连接对象部件3通过焊锡部4A实现了电连接。需要说明的是,在连接部4,在与聚集于第一电极2a和第二电极3a之间的焊锡部4A不同的区域(固化物部4B部分)不存在焊锡。在与焊锡部4A不同的区域(固化物部4B部分)不存在脱离于焊锡部4A的焊锡。需要说明的是,如果为少量,则在与聚集于第一电极2a和第二电极3a之间的焊锡部4A不同的区域(固化物部4B部分)可以存在焊锡。

如图1所示,在连接结构体1中,多个焊锡粒子聚集在第一电极2a和第二电极3a之间,多个焊锡粒子熔融之后,焊锡粒子的熔融物将电极的表面润湿并铺展之后进行固化而形成焊锡部4A。因此,焊锡部4A和第一电极2a、以及焊锡部4A和第二电极3a的连接面积变大。即,通过使用焊锡粒子,与使用导电性的外表面为镍、金或铜等金属的导电性粒子的情况相比,焊锡部4A和第一电极2a、以及焊锡部4A和第二电极3a的接触面积变大。因此,连接结构体1中的导通可靠性及连接可靠性提高。需要说明的是,导电糊剂可以含有助熔剂。在使用助熔剂的情况下,由于加热,一般而言助熔剂逐渐失活。

需要说明的是,在图1所示的连接结构体1中,焊锡部4A的全部位于第一电极2a、第二电极3a间的对置的区域。图3所示的变形例的连接结构体1X中,仅连接部4X与图1所示的连接结构体1不同。连接部4X具有焊锡部4XA和固化物部4XB。如连接结构体1X那样,许多焊锡部4XA位于第一电极2a、第二电极3a的对置的区域,焊锡部4XA的一部分可以从第一电极2a、第二电极3a的对置的区域的侧面露出。从第一电极2a、第二电极3a的对置的区域的侧面露出的焊锡部4XA为焊锡部4XA的一部分,不是脱离于焊锡部4XA的焊锡。需要说明的是,本实施方式中,可以减少脱离于焊锡部的焊锡的量,但从焊锡部脱离的焊锡可以存在于固化物部中。

如果减少焊锡粒子的使用量,则容易得到连接结构体1。如果增多焊锡粒子的使用量,则容易得到连接结构体1X。

从更进一步提高导通可靠性的观点出发,在上述第一电极、上述连接部和上述第二电极的叠层方向上观察上述第一电极和上述第二电极的相互对置的部分时,优选在上述第一电极和上述第二电极的相互对置的部分的面积100%中的50%以上(更优选60%以上,进一步优选70%以上,特别优选80%以上,最优选90%以上)配置有上述连接部中的焊锡部。

从更进一步提高导通可靠性的观点出发,在与上述第一电极、上述连接部和上述第二电极的叠层方向垂直的方向观察上述第一电极和上述第二电极的相互对置的部分时,优选在上述第一电极和上述第二电极的相互对置的部分配置有上述连接部中的焊锡部的70%以上(更优选80%以上,进一步优选90%以上,特别优选95%以上,最优选99%以上)。

下面,说明使用本发明的一个实施方式的导电糊剂制造连接结构体1的方法的一个例子。

首先,准备表面(上表面)具有第一电极2a的第一连接对象部件2。其次,如图2(a)所示,在第一连接对象部件2的表面上配置含有热固化性成分11B和多个焊锡粒子11A的导电糊剂11(第一工序)。在设有第一连接对象部件2的第一电极2a的表面上配置导电糊剂11。在导电糊剂11配置之后,焊锡粒子11A配置于第一电极2a(线)上和没有形成第一电极2a的区域(空间)上这两个区域。

作为导电糊剂11的配置方法,没有特别限定,可举出利用点胶机进行的涂布、丝网印刷、及利用喷墨装置的喷涂等。

另外,准备表面(下表面)具有第二电极3a的第二连接对象部件3。其次,如图2(b)所示,在第一连接对象部件2的表面上的导电糊剂11中,在导电糊剂11的与第一连接对象部件2侧相反侧的表面上配置第二连接对象部件3(第二工序)。在导电糊剂11的表面上从第二电极3a侧配置第二连接对象部件3。此时,使第一电极2a和第二电极3a对置。

其次,将导电糊剂11进行加热至焊锡粒子11A的熔点以上(第三工序)。优选将导电糊剂11加热至热固化性成分11B(粘合剂)的固化温度以上。在该加热时,存在于没有形成电极的区域的焊锡粒子11A聚集于第一电极2a和第二电极3a之间(自凝聚效应)。本实施方式中,由于使用导电糊剂而不是使用导电膜,进一步由于导电糊剂具有特定的组成,焊锡粒子11A有效地聚集于第一电极2a和第二电极3a之间。另外,焊锡粒子11A熔融并相互接合。另外,热固化性成分11B进行热固化。其结果,如图2(c)所示,由导电糊剂11形成连接第一连接对象部件2和第二连接对象部件3的连接部4。通过由导电糊剂11形成连接部4,多个焊锡粒子11A接合而形成焊锡部4A,通过热固化性成分11B进行热固化而形成固化物部4B。如果焊锡粒子11A充分地移动,则从没有位于第一电极2a和第二电极3a之间的焊锡粒子11A开始移动起,直到焊锡粒子11A移动至第一电极2a和第二电极3a之间完成,可以不将温度保持为恒定。

本实施方式中,优选在上述第二工序及上述第三工序中不进行加压。在该情况下,对导电糊剂11施加第二连接对象部件3的重量。因此,在连接部4的形成时,焊锡粒子11A有效地聚集于第一电极2a和第二电极3a之间。需要说明的是,如果在上述第二工序及上述第三工序中的至少一个工序中进行加压,则焊锡粒子聚集于第一电极和第二电极之间的作用被阻碍的倾向升高。该情况是由本发明人发现的。

但是,如果确保第一电极和第二电极的间隔,则可以进行加压。作为确保电极间的间隔的手段,例如添加相当于所期望的电极间间隔的间隔物,在电极间配置至少1个间隔物即可,优选3个以上。作为间隔物,可举出无机粒子、有机粒子。间隔物优选为绝缘性粒子。

另外,本实施方式中,由于不进行加压,因此在涂布有导电糊剂的第一连接对象部件上重叠第二连接对象部件时,即使在第一连接对象部件的电极和第二连接对象部件的电极的对准偏离的状态下,对第一连接对象部件和第二连接对象部件进行重叠的情况下,也可以矫正其偏离而使第一连接对象部件的电极和第二连接对象部件的电极连接(自对准效应)。这是因为,就在第一连接对象部件的电极和第二连接对象部件的电极之间进行自凝聚的熔融的焊锡而言,由于第一连接对象部件的电极和第二连接对象部件的电极之间的焊锡和导电糊剂的其它成分接触的面积成为最小时能量上变得稳定,因此使其成为作为面积最小的连接结构的对准所相应的连接结构的力起作用。此时,优选导电糊剂不进行固化,以及以其温度、时间,导电糊剂的焊锡粒子以外的成分的粘度充分低。

这样,可得到图1所示的连接结构体1。需要说明的是,上述第二工序和上述第三工序可以连续进行。另外,在进行上述第二工序之后,可以使得到的第一连接对象部件2、导电糊剂11和第二连接对象部件3的叠层体移动至加热部而进行上述第三工序。为了进行上述加热,可以在加热部件上配置上述叠层体,也可以在被加热的空间内配置上述叠层体。

上述第三工序中的上述加热温度优选为140℃以上,更优选为160℃以上,优选为450℃以下,更优选为250℃以下,进一步优选为200℃以下。

需要说明的是,在上述第三工序之后,以位置的矫正或制造的重做为目的,可以将第一连接对象部件或第二连接对象部件从连接部上剥离。用于进行该剥离的加热温度优选为焊锡粒子的熔点以上,更优选为焊锡粒子的熔点(℃)+10℃以上。用于进行该剥离的加热温度可以为焊锡粒子的熔点(℃)+100℃以下。

作为上述第三工序中的加热方法,可举出在焊锡粒子的熔点以上及热固化性成分的固化温度以上,使用回流炉或使用烘箱对连接结构体整体进行加热的方法,或仅对连接结构体的连接部局部地进行加热的方法。

作为用于局部地进行加热的方法的器具,可举出:电热板、赋予热风的加热枪、电烙铁、及红外线加热器等。

另外,在用电热板局部地进行加热时,优选在连接部正下部用导热性高的金属,在其它不优选进行加热的部位由氟树脂等导热性低的材质形成电热板上表面。 导电糊剂及连接结构体专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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