CN103718253B - 导电材料及连接结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供尽管使用了阳离子发生剂,在将连接对象部件的电极间电连接时也能够提高所得连接结构体的导通可靠性及绝缘可靠性的导电材料、以及使用了该导电材料的连接结构体。本发明的导电材料包含固化性成分、阳离子交换体、阴离子交换体及导电性粒子(5)。所述固化性成分含有固化性化合物和阳离子发生剂。本发明的连接结构体(1)具备第1连接对象部件(2)、第2连接对象部件(4)、以及将第1连接对象部件(2)和第2连接对象部件(4)电连接的连接部(3)。连接部(3)通过使上述导电材料固化而形成。

Description

导电材料及连接结构体
技术领域
本发明涉及包含多个导电性粒子的导电材料,例如,涉及能够用于将挠性印刷基板、玻璃基板、玻璃环氧基板、半导体芯片及有机场致发光显示元件用基板等各种连接对象部件的电极间电连接的导电材料。另外,本发明涉及使用了上述导电材料的连接结构体。
背景技术
糊状或膜状的各向异性导电材料已广为人知。在该各向异性导电材料中,多个导电性粒子分散于粘合剂树脂等中。
为了获得各种连接结构体,上述各向异性导电材料已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 onFilm))、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。
作为上述各向异性导电材料的一例,下述专利文献1中公开了一种各向异性导电材料,其包含:以热固性树脂为主成分的树脂成分、捕获由电极解离的金属离子的金属离子捕获剂、以及导电性粒子。上述金属离子捕获剂具有小于导电性粒子的粒径。
下述专利文献2中公开了一种各向异性导电材料,其包含:绝缘性粘接剂、导电性粒子及无机离子交换体。
另外,下述专利文献3中公开了一种各向异性导电材料,其包含:脂环族环氧树脂、二醇类、具有环氧基的苯乙烯类热塑性弹性体、紫外线活化型阳离子聚合催化剂、以及导电性粒子。
下述专利文献4中公开了一种各向异性导电性粘接片,其包含:固化剂、固化性的绝缘性树脂、导电性粒子及离子捕获剂粒子。在专利文献4中,关于离子捕获剂粒子所交换的离子类型,记载了包括阳离子型、阴离子型及两性离子型。另外,专利文献4中还记载了下述内容:由于两性离子型对于成为电极端子的离子迁移的直接原因的金属离子(阳离子)和成为使电导率上升、生成金属离子的原因的阴离子这两者均能够交换,因此优选。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-237006号公报
专利文献2:日本特开平10-245528号公报
专利文献3:日本特开平11-060899号公报
专利文献4:日本特开2007-16088号公报
发明内容
发明要解决的问题
在利用上述各向异性导电材料将例如半导体芯片的电极和玻璃基板的电极电连接时,要在玻璃基板上配置包含导电性粒子的各向异性导电材料。然后,叠层半导体芯片并进行加热及加压。由此使各向异性导电材料固化,并通过导电性粒子将电极间电连接,得到连接结构体。
在使用诸如专利文献1~4中记载的这样的传统各向异性导电材料来制作连接结构体时,如果所得连接结构体在高湿下且以通电状态使用,则有时会引发迁移。因此,可能导致上述连接结构体的绝缘可靠性低。
特别是,使用了诸如专利文献3中记载的这样的包含阳离子发生剂的传统各向异性导电材料的连接结构体存在如下问题:在高湿下且以通电状态使用时,易引发迁移。
另外,正如专利文献4中记载的那样,仅使用离子捕获剂时,可能无法充分抑制迁移。并且,在专利文献4的实施例中,只是使用了阳离子型的离子捕获剂粒子和阴离子型的离子捕获剂粒子中的任意离子捕获剂。就专利文献4的实施例中使用的阳离子型的离子捕获剂粒子及阴离子型的离子捕获剂粒子、以及专利文献4中列举的两性离子型的离子捕获剂粒子而言,根据其它配合成分的种类,有时无法充分抑制迁移。
另外,近年来,上述连接结构体的电极宽度/电极间宽度即L/S(线/间距)进一步减小。存在如下问题:上述连接结构体的电极的L/S越小,发生迁移时,越容易产生绝缘不良。
本发明的目的在于提供尽管使用了阳离子发生剂,在将连接对象部件的电极间电连接时也能够提高所得连接结构体的导通可靠性及绝缘可靠性的导电材料、以及使用了该导电材料的连接结构体。
解决问题的方法
从较宽层面上把握本发明时,本发明提供一种导电材料,其包含固化性成分、阳离子交换体、阴离子交换体及导电性粒子,上述固化性成分含有固化性化合物和阳离子发生剂。
在本发明的导电材料的某一特定方面,上述阳离子交换体的中***换容量为2meq/g以上,并且,上述阴离子交换体的中***换容量为1meq/g以上。
上述阳离子交换体优选包含锆原子。上述阴离子交换体优选包含镁原子和铝原子。
在本发明的导电材料的其它特定方面,相对于上述固化性化合物100重量份,上述阳离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下,并且,上述阴离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下。
在本发明的导电材料的另一特定方面,上述导电性粒子具有树脂粒子和配置于该树脂粒子表面上的导电层,该导电层的至少外侧表面是熔点为450℃以下的低熔点金属层。
在本发明的导电材料的另一特定方面,其还包含焊剂。
本发明的导电材料优选为用于将具有铜电极的连接对象部件连接的导电材料。
本发明的导电材料优选为各向异性导电材料。
本发明的连接结构体具备第1连接对象部件、第2连接对象部件、以及将该第1、第2连接对象部件电连接的连接部,该连接部由上述导电材料形成。
在本发明的连接结构体的某一特定方面,上述第1连接对象部件的表面具有第1电极,上述第2连接对象部件的表面具有第2电极,上述第1电极和上述第2电极通过上述导电性粒子进行电连接,上述第1电极及上述第2电极中的至少一者为铜电极。
发明的效果
本发明的导电材料包含导电性粒子和含有固化性化合物及阳离子发生剂的固化性成分,并且包含阳离子交换体和阴离子交换体这两者,因此,尽管使用了阳离子发生剂,在将连接对象部件的电极间电连接时也能够提高所得连接结构体的导通可靠性及绝缘可靠性。
附图说明
[图1]图1为正面剖视图,示意性地示出了使用了本发明一实施方式的导电材料的连接结构体。
[图2]图2(a)~(c)为正面剖视图,用于对使用本发明一实施方式的导电材料来获得连接结构体的各工序进行说明。
符号说明
1…连接结构体
2…第1连接对象部件
2a…表面
2b…第1电极
3…连接部
3a…上面
3A…导电材料层
3B…经过了B阶化的导电材料层
4…第2连接对象部件
4a…表面
4b…第2电极
5…导电性粒子
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
本发明的导电材料包含固化性成分、阳离子交换体、阴离子交换体及导电性粒子。上述固化性成分含有固化性化合物和阳离子发生剂。
本发明的导电材料通过具有上述组成,特别是通过使用阳离子交换体和阴离子交换体这两者,尽管使用了阳离子发生剂,在将连接对象部件的电极间电连接时也能够提高所得连接结构体的导通可靠性及绝缘可靠性。特别是,即使在高湿下且以通电状态使用该连接结构体,也不易在导电性粒子的导电部及电极产生迁移,可充分确保高绝缘可靠性。
在本发明的导电材料中,上述固化性成分含有固化性化合物和固化剂。上述固化剂含有阳离子发生剂。导电材料包含阳离子发生剂时,存在易引发连接结构体中的迁移的倾向。与此相对,本发明的导电材料由于包含导电性粒子和含有固化性化合物及阳离子发生剂的固化性成分,并且包含阳离子交换体和阴离子交换体这两者,因此尽管使用了阳离子发生剂,也能够有效抑制连接结构体中的迁移,能够有效地提高绝缘可靠性。
另外,本发明人等发现,通过使用阳离子发生剂,与使用阳离子发生剂以外的热固化剂(咪唑化合物等)的情况相比,能够有效地提高导通可靠性。
另外,本发明人等发现,通过将阳离子交换体和阴离子交换体这两者组合使用,与单独使用阳离子交换体、或单独使用阴离子交换体、或单独使用两性离子交换体的情况相比,在包含阳离子发生剂的导电材料中,能够极为有效地抑制迁移的发生,能够有效地提高绝缘可靠性。
本发明的导电材料不包括仅含有阳离子交换体作为离子交换体的导电材料。本发明的导电材料不包括仅含有阴离子交换体作为离子交换体的导电材料。本发明的导电材料不包括作为离子交换体包含两性离子交换体但既不包含阳离子交换体也不包含阴离子交换体的导电材料。
另外,为了实现低温迅速固化,优选采用阳离子固化体系。基于阳离子发生剂的分子结构中所含的离子性成分容易扩散到组合物中、以及环氧化合物等阳离子固化性化合物有时含有氯离子等理由,在使用阳离子发生剂的情况下,容易由微量的离子性成分而引起电极腐蚀。因此,在使用阳离子发生剂的情况下,存在电极间的连接可靠性方面的课题。
另一方面,采用离子交换体对于上述课题可获得效果,但其效果有时并不充分。已发现,通过使用阳离子交换体和阴离子交换体这两者、而不是仅使用阳离子交换体和阴离子交换体中的任一种离子交换体,对于上述课题可获得显著的效果。可以认为,这是由于,在仅使用阳离子交换体和阴离子交换体中的一者的情况下,仅能够捕获一种离子,由此,阳离子发生剂等的解离平衡被破坏,其结果,抗衡离子继续以游离状态存在,因此无法充分降低组合物中的离子成分的不良影响。另外,与使用具有阴阳两性离子捕获能力的两性离子交换体的情况相比,使用阳离子交换体和阴离子交换体这两者的情况下,对于上述课题更为有效。其理由尚不明确,但可推测如下:具有阴阳两性离子捕获能力的化合物由于其具有阴阳各自的捕获能力的位点接近,因此导致捕获能力相互抵消,效果降低。
作为使本发明的导电材料固化的方法,可列举:对导电材料进行光照的方法、对导电材料进行加热的方法、对导电材料进行光照后加热导电材料的方法、以及对导电材料进行加热后对导电材料进行光照的方法。另外,在光固化的速度及热固化的速度存在差异的情况下等,也可以将光照和加热同时进行。其中,优选对导电材料进行光照后加热导电材料的方法。通过将光固化和热固化组合使用,可以在短时间内使导电材料固化。
上述固化性化合物可以是能够通过加热而固化的固化性化合物(热固性化合物、或光及热固化性化合物),也可以是能够通过光照而固化的固化性化合物(光固化性化合物、或光及热固化性化合物)。上述固化性化合物优选为能够通过加热而固化的固化性化合物(热固性化合物、或光及热固化性化合物)。
上述导电材料是能够通过加热而固化的导电材料,作为上述固化性化合物,可包含能够通过加热而固化的固化性化合物(热固性化合物、或光及热固化性化合物)。该能够通过加热而固化的固化性化合物可以是不会因光照而固化的固化性化合物(热固性化合物),也可以通过光照和加热这两者均能够固化的固化性化合物(光及热固化性化合物)。
另外,优选上述导电材料是通过光照和加热这两者均能够固化的导电材料,且作为上述固化性化合物,进一步包含能够通过光照而固化的固化性化合物(光固化性化合物、或光及热固化性化合物)。此时,可以在通过光照而使导电材料半固化(B阶化)、从而使导电材料的流动性下降之后,通过加热使导电材料固化。上述能够通过光照而固化的固化性化合物可以是不会因加热而固化的固化性化合物(光固化性化合物),也可以是通过光照和加热这两者均能够固化的固化性化合物(光及热固化性化合物)。
本发明的导电材料包含固化剂。本发明的导电材料包含阳离子发生剂作为上述固化剂。上述阳离子发生剂可以是通过加热而产生阳离子的阳离子发生剂(热阳离子发生剂、或光及热阳离子发生剂),也可以是通过光照而产生阳离子的阳离子发生剂(光阳离子发生剂、或光及热阳离子发生剂)。上述固化性化合物优选为通过加热而产生阳离子的阳离子发生剂(热阳离子发生剂、或光及热阳离子发生剂)。
本发明的导电材料也可以包含光固化引发剂。本发明的导电材料优选包含光自由基发生剂作为上述光固化引发剂。
上述导电材料中,作为上述固化性化合物,优选包含热固性化合物、并进一步包含光固化性化合物、或光及热固化性化合物。上述导电材料优选包含热固性化合物和光固化性化合物作为上述固化性化合物。
以下,首先对可适用于本发明的导电材料的各成分进行具体说明。
(固化性化合物)
上述导电材料中包含的固化性化合物没有特殊限制。作为上述固化性化合物,可使用传统公知的固化性化合物。上述固化性化合物可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
上述固化性化合物优选含有具有环氧基的固化性化合物。具有环氧基的固化性化合物为环氧化合物。上述具有环氧基的固化性化合物可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
上述具有环氧基的固化性化合物优选具有芳环。作为上述芳环,可列举:苯环、萘环、蒽环、菲环、并四苯环、环、苯并菲环、苯并蒽环、芘环、并五苯环、苉环及二萘嵌苯环等。其中,上述芳环优选为苯环、萘环或蒽环,更优选为苯环或萘环。另外,萘环由于具有平面结构,因此能够更为迅速地固化,故优选。
从提高上述导电材料的固化性的观点出发,在上述固化性化合物的总体100重量%中,上述具有环氧基的固化性化合物的含量优选为10重量%以上、更优选为20重量%以上且100重量%以下。也可以是全部量的上述固化性化合物均为上述具有环氧基的固化性化合物。组合使用上述具有环氧基的固化性化合物和与该具有环氧基的固化性化合物不同的其它固化性化合物的情况下,在上述固化性化合物的总体100重量%中,上述具有环氧基的固化性化合物的含量优选为99重量%以下、更优选为95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。
上述固化性化合物还可以进一步含有与具有环氧基的固化性化合物不同的其它固化性化合物。作为该其它固化性化合物,可列举:具有不饱和双键的固化性化合物、酚固化性化合物、氨基固化性化合物、不饱和聚酯固化性化合物、聚氨酯固化性化合物、有机硅固化性化合物及聚酰亚胺固化性化合物等。上述其它固化性化合物可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
从容易控制上述导电材料的固化、或进一步提高连接结构体的导通可靠性的观点出发,上述固化性化合物优选含有具有不饱和双键的固化性化合物。从容易控制上述导电材料的固化、或进一步提高连接结构体的导通可靠性的观点出发,上述具有不饱和双键的固化性化合物优选为具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物。通过使用上述具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物,可容易地将B阶化后的导电材料整体(包括光直接照射的部分和光未直接照射的部分)的固化率控制于适宜的范围,能够进一步提高所得连接结构体的导通可靠性。
从容易控制B阶化后的导电材料层的固化率、并且进一步提高所得连接结构体的导通可靠性的观点出发,上述具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物优选具有1个或2个(甲基)丙烯酰基。
从容易控制B阶化后的导电材料层的固化率、并且进一步提高所得连接结构体的导通可靠性的观点出发,上述具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物优选具有1个或2个(甲基)丙烯酰基。
作为上述具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物,可列举不具有环氧基且具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物、及具有环氧基且具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物。
作为上述具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物,优选使用:使(甲基)丙烯酸和具有羟基的化合物反应而得到的酯化合物、使(甲基)丙烯酸和环氧化合物反应而得到的环氧(甲基)丙烯酸酯、或使具有羟基的(甲基)丙烯酸衍生物与异氰酸酯反应而得到的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。上述“(甲基)丙烯酰基”代表丙烯酰基和甲基丙烯酰基。上述“(甲基)丙烯酸”代表丙烯酸和甲基丙烯酸。上述“(甲基)丙烯酸酯”代表丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
上述使(甲基)丙烯酸和具有羟基的化合物反应而得到的酯化合物没有特殊限制。作为该酯化合物,可使用单官能的酯化合物、双官能的酯化合物及三官能以上的酯化合物中的任意化合物。
上述具有环氧基且具有(甲基)丙烯酰基的固化性化合物优选为将具有2个以上环氧基的化合物的部分环氧基转化为(甲基)丙烯酰基而得到的固化性化合物。该固化性化合物为部分(甲基)丙烯酸酯化环氧化合物。
上述固化性化合物优选含有具有2个以上环氧基的化合物与(甲基)丙烯酸的反应物。该反应物通过使具有2个以上环氧基的化合物和(甲基)丙烯酸按照常规方法在酸性催化剂等催化剂的存在下反应而得到。优选环氧基的20%以上(转化率)转化为(甲基)丙烯酰基。转化率更优选为30%以上、优选为80%以下、更优选为70%以下。最优选环氧基的40%以上且60%以下转化为(甲基)丙烯酰基。
作为上述部分(甲基)丙烯酸酯化环氧化合物,可列举:双酚型环氧(甲基)丙烯酸酯、甲酚酚醛清漆型环氧(甲基)丙烯酸酯、羧酸酐改性环氧(甲基)丙烯酸酯、及苯酚酚醛清漆型环氧(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述固化性化合物,可使用具有2个以上环氧基的苯氧树脂的部分环氧基转化为(甲基)丙烯酰基而成的改性苯氧树脂。即,可使用具有环氧基和(甲基)丙烯酰基的改性苯氧树脂。
另外,上述固化性化合物可以是交联性化合物,也可以是非交联性化合物。
作为上述交联性化合物的具体例,可列举例如:1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油甲基丙烯酸酯丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、二乙烯基苯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、及氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述非交联性化合物的具体例,可列举:(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯及(甲基)丙烯酸十四烷基酯等。
将热固性化合物与光固化性化合物组合使用的情况下,光固化性化合物与热固性化合物的配合比可根据光固化性化合物与热固性化合物的种类而适当调整。上述导电材料中光固化性化合物和热固性化合物的含量以重量比计优选为1:99~90:10、更优选为5:95~60:40、进一步优选为10:90~40:60。
(固化剂)
上述导电材料包含固化剂。该固化剂可以是热固化剂,也可以是光固化引发剂。该固化剂包含阳离子发生剂。作为该阳离子发生剂,可使用传统公知的阳离子发生剂。另外,在本发明中,阳离子发生剂优选并非用作仅用以使导电材料发生光固化的光阳离子发生剂,而是作为用以使导电材料至少发生热固化的热阳离子发生剂使用。此外,在本发明中,阳离子发生剂优选并非用作用以使导电材料发生光固化的光阳离子发生剂,而是作为用以使导电材料发生热固化的热阳离子发生剂使用。上述阳离子发生剂可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为上述阳离子发生剂,优选使用碘盐及锍盐。例如,作为上述阳离子发生剂的市售品,可列举:三新化学公司制造的Sun-aid SI-45L、SI-60L、SI-80L、SI-100L、SI-110L、SI-150L、楠本化成公司制造的K-PURE、以及ADEKA公司制造的Adekaoptomer SP-150、SP-170等。
作为优选的阳离子发生剂的阴离子部分,可列举PF6、BF4及B(C6F5)4
另外,作为上述阳离子发生剂的其它具体例,可列举:2-丁烯基二甲基四(五氟苯基)硼酸锍、2-丁烯基二甲基四氟硼酸锍、2-丁烯基二甲基六氟磷酸锍、2-丁烯基四亚甲基四(五氟苯基)硼酸锍、2-丁烯基四亚甲基四氟硼酸锍、2-丁烯基四亚甲基六氟磷酸锍、3-甲基-2-丁烯基二甲基四(五氟苯基)硼酸锍、3-甲基-2-丁烯基二甲基四氟硼酸锍、3-甲基-2-丁烯基二甲基六氟磷酸锍、3-甲基-2-丁烯基四亚甲基四(五氟苯基)硼酸锍、3-甲基-2-丁烯基四亚甲基四氟硼酸锍、3-甲基-2-丁烯基四亚甲基六氟磷酸锍、4-羟基苯基肉桂基甲基四(五氟苯基)硼酸锍、4-羟基苯基肉桂基甲基四氟硼酸锍、4-羟基苯基肉桂基甲基六氟磷酸锍、α-萘基甲基四亚甲基四(五氟苯基)硼酸锍、α-萘基甲基四亚甲基四氟硼酸锍、α-萘基甲基四亚甲基六氟磷酸锍、肉桂基二甲基四(五氟苯基)硼酸锍、肉桂基二甲基四氟硼酸锍、肉桂基二甲基六氟磷酸锍、肉桂基四亚甲基四(五氟苯基)硼酸锍、肉桂基四亚甲基四氟硼酸锍、肉桂基四亚甲基六氟磷酸锍、联苯基甲基二甲基四(五氟苯基)硼酸锍、联苯基甲基二甲基四氟硼酸锍、联苯基甲基二甲基六氟磷酸锍、联苯基甲基四亚甲基四(五氟苯基)硼酸锍、联苯基甲基四亚甲基四氟硼酸锍、联苯基甲基四亚甲基六氟磷酸锍、苯基甲基二甲基四(五氟苯基)硼酸锍、苯基甲基二甲基四氟硼酸锍、苯基甲基二甲基六氟磷酸锍、苯基甲基四亚甲基四(五氟苯基)硼酸锍、苯基甲基四亚甲基四氟硼酸锍、苯基甲基四亚甲基六氟磷酸锍、芴基甲基二甲基四(五氟苯基)硼酸锍、芴基甲基二甲基四氟硼酸锍、芴基甲基二甲基六氟磷酸锍、芴基甲基四亚甲基四(五氟苯基)硼酸锍、芴基甲基四亚甲基四氟硼酸锍、及芴基甲基四亚甲基六氟磷酸锍等。
上述阳离子发生剂优选通过加热而放出无机酸离子、或通过加热而放出包含硼原子的有机酸离子。上述阳离子发生剂优选为通过加热而放出无机酸离子的成分,还优选为通过加热而放出包含硼原子的有机酸离子的成分。
通过加热而放出无机酸离子的阳离子发生剂优选为具有SbF6-或PF6-作为阴离子部分的化合物。上述阳离子发生剂优选为具有SbF6-作为阴离子部分的化合物,还优选为具有PF6-作为阴离子部分的化合物。
上述阳离子发生剂的阴离子部分优选如B(C6X5)4 -所示。放出包含硼原子的有机酸离子的阳离子发生剂优选为具有下述式(1)所示的阴离子部分的化合物。
[化学式1]
上述式(1)中,X代表卤原子。上述式(1)中的X优选为氯原子、溴原子或氟原子,更优选为氟原子。
上述阳离子发生剂的阴离子部分优选如B(C6F5)4 -所示。上述放出包含硼原子的有机酸离子的阳离子发生剂更优选为具有下述式(1A)所示的阴离子部分的化合物。
[化学式2]
上述阳离子发生剂的含量没有特殊限制。相对于上述固化性化合物100重量份,上述阳离子发生剂的含量优选为0.01重量份以上、更优选为0.05重量份以上、进一步优选为5重量份以上、特别优选为10重量份以上,优选为40重量份以下、更优选为30重量份以下、进一步优选为20重量份以下。上述阳离子发生剂相对于上述固化性化合物的含量在上述下限以上及上述上限以下时,导电材料充分固化。
相对于上述能够通过加热而固化的固化性化合物100重量份,上述阳离子发生剂的含量优选为0.01重量份以上、更优选为0.05重量份以上、进一步优选为5重量份以上、特别优选为10重量份以上,优选为40重量份以下、更优选为30重量份以下、进一步优选为20重量份以下。相对于上述能够通过加热而固化的固化性化合物的上述阳离子发生剂的含量在上述下限以上及上述上限以下时,导电材料充分热固化。
从进一步提高电极间的导通可靠性及连接结构体在高湿下的连接可靠性的观点出发,上述导电材料优选包含上述阳离子发生剂和热自由基发生剂这两者。上述热自由基发生剂没有特殊限制。作为上述热自由基发生剂,可使用传统公知的热自由基发生剂。上述热自由基发生剂可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。这里,所述“热自由基发生剂”是指,通过加热而生成自由基种的化合物。
作为上述热自由基发生剂,没有特殊限制,可列举偶氮化合物及过氧化物等。作为上述过氧化物,可列举:二酰基过氧化物化合物、过氧化酯化合物、氢过氧化物化合物、过氧化二碳酸酯化合物、过氧酮缩醇化合物、二烷基过氧化物化合物、及酮过氧化物化合物等。
作为上述偶氮化合物,可列举例如:2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、1,1’-偶氮双-1-环己烷甲腈、2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯、2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯、1,1’-偶氮双(1-环己烷甲酸)二甲酯、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2-叔丁基偶氮-2-氰基丙烷、2,2’-偶氮双(2-甲基丙酰胺)二水合物、及2,2’-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷)等。
作为上述二酰基过氧化物化合物,可列举:过氧化苯甲酰、过氧化二异丁酰、过氧化二(3,5,5-三甲基己酰)、过氧化二月桂酰、及过氧化丁二酰等。作为上述过氧化酯化合物,可列举:过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔己酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰过氧化)己烷、过氧化-2-乙基己酸叔己酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、过氧化间苯二酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化辛酸叔丁酯及过氧化苯甲酸叔丁酯等。作为上述氢过氧化物化合物,可列举:氢过氧化枯烯、萜烷过氧化氢等。作为上述过氧化二碳酸酯化合物,可列举:过氧化二碳酸二仲丁酯、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、及过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯等。另外,作为上述过氧化物的其它例,可列举:甲基乙基酮过氧化物、过硫酸钾、及1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷等。
上述热自由基发生剂的用以获得10小时半衰期的分解温度优选为30℃以上、更优选为40℃以上、优选为90℃以下、更优选为80℃以下、进一步优选为70℃以下。上述热自由基发生剂的用以获得10小时半衰期的分解温度低于30℃时,存在导电材料的贮存稳定性下降的倾向,超过90℃时,存在难以通过上述热自由基发生剂的作用使导电材料充分热固化的倾向。
上述热固化剂的含量没有特殊限制。相对于上述固化性化合物中的上述能够通过加热而固化的固化性化合物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0.05重量份以上、进一步优选为5重量份以上、特别优选为10重量份以上,优选为40重量份以下、更优选为30重量份以下、进一步优选为20重量份以下。上述热固化剂的含量在上述下限以上及上述上限以下时,可使导电材料充分发生热固化。上述热固化剂仅为阳离子发生剂的情况下,上述热固化剂的含量代表阳离子发生剂的含量,上述热固化剂包含阳离子发生剂和其它热固化剂(热自由基发生剂等)两者的情况下,上述热固化剂的含量代表阳离子发生剂和其它热固化剂的总含量。
上述固化剂包含热自由基发生剂的情况下,相对于上述固化性化合物中的上述能够通过加热而固化的固化性化合物100重量份,上述热自由基发生剂的含量优选为0.01重量份以上、更优选为0.05重量份以上,优选为10重量份以下、更优选为5重量份以下。上述热自由基发生剂的含量在上述下限以上及上述上限以下时,可使导电材料充分发生热固化。
上述导电材料可以包含光固化引发剂作为上述固化剂。光固化引发剂包含上述的光阳离子发生剂(光阳离子发生剂、或光及热阳离子发生剂)。上述光固化引发剂没有特殊限制。作为上述光固化引发剂,可使用传统公知的光固化引发剂。从进一步提高电极间的导通可靠性及连接结构体的连接可靠性的观点出发,上述导电材料优选包含光自由基发生剂。上述光固化引发剂可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为上述阳离子发生剂以外的其它光固化引发剂,没有特殊限制,可列举:苯乙酮光固化引发剂(苯乙酮光自由基发生剂)、二苯甲酮光固化引发剂(二苯甲酮光自由基发生剂)、噻吨酮、酮缩醇光固化引发剂(酮缩醇光自由基发生剂)、卤化酮、酰基氧化膦及酰基膦酸酯等。
作为上述苯乙酮光固化引发剂的具体例,可列举:4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、及2-羟基-2-环己基苯乙酮等。作为上述酮缩醇光固化引发剂的具体例,可列举:安息香双甲醚(benzil dimethyl ketal)等。
上述光固化引发剂的含量没有特殊限制。相对于上述固化性化合物中的上述可通过光照而固化的固化性化合物100重量份,上述光固化引发剂的含量优选为0.1重量份以上、更优选为0.2重量份以上、优选为2重量份以下、更优选为1重量份以下。上述光固化引发剂的含量在上述下限以上及上述上限以下时,可使导电材料适度地发生光固化。通过对导电材料进行光照、进行B阶化,可抑制导电材料的流动。上述光固化引发剂仅为阳离子发生剂的情况下,上述光固化引发剂的含量代表阳离子发生剂的含量,上述光固化引发剂包含阳离子发生剂和其它光固化引发剂两者的情况下,上述光固化引发剂的含量代表阳离子发生剂和其它光固化引发剂的总含量。
(离子交换体)
上述导电材料中所含的阳离子交换体及阴离子交换体没有特殊限制。上述阳离子交换体可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。上述阴离子交换体可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为上述阳离子交换体,可列举Zr类阳离子交换体及Sb类阳离子交换体等。从进一步抑制连接结构体中的迁移、进一步提高绝缘可靠性的观点出发,上述阳离子交换体优选为Zr类阳离子交换体,优选包含锆原子。
作为上述阳离子交换体的市售品,可列举IXE-100及IXE-300(以上均由东亚合成公司制造)等。
作为上述阴离子交换体,可列举:Bi类阴离子交换体、Mg-Al类阴离子交换体及Zr类阴离子交换体等。从进一步抑制连接结构体中的迁移、进一步提高绝缘可靠性的观点出发,上述阳离子交换体优选为Mg-Al类阴离子交换体,优选包含镁原子和铝原子。
作为上述阴离子交换体的市售品,可列举IXE-500、IXE-530及IXE-550、IXE-700F及IXE-800(以上均由东亚合成公司制造)等。
上述阳离子交换体的中***换容量优选为1meq/g以上、更优选为2meq/g以上、优选为10meq/g以下、更优选为4meq/g以下。上述阳离子交换体的中***换容量在上述下限以上及上述上限以下时,可进一步抑制连接结构体中的迁移、进一步提高绝缘可靠性。
上述阴离子交换体的中***换容量优选为0.1meq/g以上、更优选为1meq/g以上、优选为10meq/g以下、更优选为5meq/g以下。上述阴离子交换体的中***换容量在上述下限以上及上述上限以下时,可进一步抑制连接结构体中的迁移、进一步提高绝缘可靠性。
上述阳离子交换体的中值粒径优选为0.1μm以上、更优选为0.5μm以上、优选为10μm以下、更优选为3μm以下。上述阳离子交换体的中值粒径在上述下限以上及上述上限以下时,可进一步抑制连接结构体中的迁移、进一步提高绝缘可靠性。
上述阴离子交换体的中值粒径优选为0.1μm以上、更优选为0.5μm以上、优选为10μm以下、更优选为3μm以下。上述阴离子交换体的中值粒径在上述下限以上及上述上限以下时,可进一步抑制连接结构体中的迁移、进一步提高绝缘可靠性。
相对于上述固化性化合物100重量份,上述阳离子交换体的含量优选为0.01重量份以上、更优选为0.1重量份以上、优选为5量部以下、更优选为4重量份以下。上述阳离子交换体的含量在上述下限以上及上述上限以下时,可进一步抑制连接结构体中的迁移、进一步提高绝缘可靠性。
相对于上述固化性化合物100重量份,上述阴离子交换体的含量优选为0.01重量份以上、更优选为0.1重量份以上、优选为5重量份以下、更优选为4重量份以下。上述阴离子交换体的含量在上述下限以上及上述上限以下时,可进一步抑制连接结构体中的迁移、进一步提高绝缘可靠性。
上述导电材料优选以9:1~1:9的重量比包含上述阳离子交换体和阴离子交换体,更优选以8:2~2:8、进一步优选以6:4~4:6的重量比包含上述阳离子交换体和阴离子交换体。
(导电性粒子)
上述导电材料中所含的导电性粒子将例如第1、第2连接对象部件的电极间电连接。上述导电性粒子只要为具有导电性的粒子即可,并无特殊限制。上述导电性粒子在导电性的表面具有导电部即可。导电性粒子的导电部的表面也可以被绝缘层包覆。导电性粒子的导电部的表面还可以被绝缘性粒子包覆。这些情况下,在将连接对象部件连接时,导电部与电极之间的绝缘层或绝缘性粒子被排除。
作为上述导电性粒子,可列举例如:用导电层(金属层)包覆有机粒子、除金属粒子以外的无机粒子、有机无机杂化粒子或金属粒子等的表面而成的导电性粒子、以及实质上仅由金属构成的金属粒子等。上述导电性粒子优选为用导电层包覆有机粒子、除金属粒子以外的无机粒子或有机无机杂化粒子的表面而成的导电性粒子。
上述导电部及上述金属层没有特殊限制。作为构成上述导电部的金属,可列举:金、银、铜、镍、钯及锡等。作为上述金属层,可列举:金层、银层、铜层、镍层、钯层及含有锡的金属层等。
从增大电极与导电性粒子的接触面积、进一步提高电极间的导通可靠性的观点出发,上述导电性粒子优选具有树脂粒子和配置于该树脂粒子的表面上的导电层(第1导电层)。从进一步提高电极间的导通可靠性的观点出发,上述导电性粒子优选为至少导电性的外侧表面为低熔点金属的导电性粒子。更优选上述导电性粒子具有树脂粒子和配置于该树脂粒子的表面上的导电层、且该导电层的至少外侧表面为低熔点金属层。
上述低熔点金属层为包含低熔点金属的层。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,上述低熔点金属优选包含锡。在低熔点金属或低熔点金属层中所含的金属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。上述锡的含量在上述下限以上时,可进一步提高低熔点金属与电极之间的连接可靠性。需要说明的是,上述锡的含量可利用高频电感耦合等离子体发射光谱分析装置(堀场制作所公司制“ICP-AES”)、或X射线荧光分析装置(岛津制作所公司制“EDX-800HS”)等进行测定。
导电部的外侧表面为低熔点金属的情况下,低熔点金属发生熔融而与电极接合,低熔点金属使电极间导通。例如,由于低熔点金属与电极之间易形成面接触、而非点接触,因此,接触电阻降低。另外,通过使用至少导电性的外侧表面为低熔点金属的导电性粒子,低熔点金属与电极之间的接合强度提高,其结果,更加不易发生低熔点金属与电极之间的剥离,耐湿热性进一步提高。
构成上述低熔点金属层的低熔点金属没有特殊限制。该低熔点金属优选为锡、或包含锡的合金。该合金可列举: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。其中,由于对电极的润湿性优异,因此,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。
另外,上述低熔点金属优选为焊锡。上述低熔点金属层优选为焊锡层。构成该焊锡的材料没有特殊限制,优选为基于JIS Z3001:焊接术语、液相线为450℃以下的填焊材料。作为上述焊锡的组成,可列举例如包含锌、金、铅、铜、锡、铋、铟等的金属组成。其中,优选低熔点且不含铅的锡-铟类(117℃共晶)、或锡-铋类(139℃共晶)。即,焊锡优选不含铅,优选为包含锡和铟的焊锡、或包含锡和铋的焊锡。
为了进一步提高上述低熔点金属与电极之间的接合强度,上述低熔点金属可包含镍、铜、锑、铝、锌、铁、金、钛、磷、锗、碲、钴、铋、锰、铬、钼、钯等金属。从进一步提高低熔点金属与电极之间的接合强度的观点出发,上述低熔点金属优选包含镍、铜、锑、铝或锌。从进一步提高低熔点金属与电极之间的接合强度的观点出发,在低熔点金属或低熔点金属层所含的金属100重量%中,用以提高接合强度的这些金属的含量优选为0.0001重量%以上、优选为1重量%以下。
优选上述导电性粒子具有树脂粒子和配置于该树脂粒子表面上的导电层,该导电层的外侧表面为低熔点金属层,且在上述树脂粒子与上述低熔点金属层(焊锡层等)之间具有区别于上述低熔点金属层的第2导电层。这种情况下,上述低熔点金属层为上述导电层整体的一部分,上述第2导电层为上述导电层整体的一部分。使用该导电性粒子的情况下,优选使第2导电层与电极接触。
区别于上述低熔点金属层的上述第2导电层优选包含金属。构成该第2导电层的金属没有特殊限制。作为该金属,可列举例如:金、银、铜、铂、钯、锌、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、锗及镉、以及它们的合金等。另外,作为上述金属,可使用锡掺杂氧化铟(ITO)。上述金属可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
上述第2导电层优选为镍层、钯层、铜层或金层,更优选为镍层或金层,进一步优选为铜层。导电性粒子优选具有镍层、钯层、铜层或金层,更优选具有镍层或金层,进一步优选具有铜层。通过将具有这些优选的导电层的导电性粒子用于电极间的连接,电极间的接触电阻进一步降低。另外,在这些优选的导电层的表面,更加容易形成低熔点金属层。需要说明的是,上述第2导电层也可以是焊锡层等低熔点金属层。导电性粒子也可以具有多层低熔点金属层。
上述低熔点金属层的厚度优选为0.1μm以上、更优选为0.5μm以上、进一步优选为1μm以上、优选为50μm以下、更优选为10μm以下、进一步优选为5μm以下、特别优选为3μm以下。上述低熔点金属层的厚度在上述下限以上时,导电性充分提高。上述低熔点金属层的厚度在上述上限以下时,树脂粒子与低熔点金属层之间的热膨胀系数之差减小,不易发生低熔点金属层的剥离。
导电层为低熔点金属层以外的导电层的情况、或导电层具有多层结构的情况下,导电层整体的厚度优选为0.1μm以上、更优选为0.5μm以上、进一步优选为1μm以上、优选为50μm以下、更优选为10μm以下、进一步优选为5μm以下、特别优选为3μm以下。
由于为适于各向异性导电材料中的导电性粒子的大小、且能够进一步减小电极间的间隔,因此,上述导电性粒子的平均粒径优选为0.5μm以上、更优选为1μm以上、优选为100μm以下、更优选为20μm以下、进一步优选为15μm以下、特别优选为10μm以下、最优选小于5μm。
上述导电性粒子的平均粒径最优选为1μm以上且小于5μm。通过使用本发明的导电材料,导电性粒子的平均粒径小于5μm,即使导电性粒子小,也能够充分提高连接结构体的连接可靠性。
另外,上述树脂粒子可根据实际安装的基板的电极尺寸或槽岸直径(ランド径)而区别使用。
从更为切实地将上下电极间连接、并进一步抑制横向上相邻的电极间的短路的观点出发,导电性粒子的平均粒径C与树脂粒子的平均粒径A的比(C/A)大于1.0、优选为3.0以下。另外,在上述树脂粒子与上述焊锡层之间存在上述第2导电层的情况下,除焊锡层以外的导电性粒子部分的平均粒径B与树脂粒子的平均粒径A的比(B/A)大于1.0、优选为2.0以下。此外,在上述树脂粒子与上述焊锡层之间存在上述第2导电层的情况下,包含焊锡层的导电性粒子的平均粒径C与除焊锡层以外的导电性粒子部分的平均粒径B的比(C/B)大于1.0、优选为2.0以下。上述比(B/A)在上述范围内、或上述比(C/B)在上述范围内时,能够更为切实地将上下电极间连接、并进一步抑制横向上相邻的电极间的短路。
适于FOB及FOF用途的导电材料(各向异性导电材料):
上述导电材料适用于挠性印刷基板和玻璃环氧基板的连接(FOB(Film onBoard))的连接、或挠性印刷基板和挠性印刷基板的连接(FOF(Film on Film))。
在FOB及FOF用途中,存在电极的部分(线)和不存在电极的部分(间隙)的尺寸即L&S通常为100~500μm。在FOB及FOF用途中使用的树脂粒子的平均粒径优选为10~100μm。树脂粒子的平均粒径在10μm以上时,配置于电极间的导电材料及连接部的厚度足够厚,粘接力进一步提高。树脂粒子的平均粒径在100μm以下时,更加不易在相邻电极间发生短路。
适于倒装片用途的导电材料(各向异性导电材料):
上述导电材料适用于倒装片用途。
在倒装片用途中,槽岸直径通常为15~80μm。在倒装片用途中使用的树脂粒子的平均粒径优选为1~15μm。树脂粒子的平均粒径在1μm以上时,可使配置于该树脂粒子表面上的焊锡层的厚度足够厚,能够更为切实地将电极间电连接。树脂粒子的平均粒径为10μm以下时,更加不易在相邻电极间发生短路。
适于COF的导电材料(各向异性导电材料):
上述导电材料适用于半导体芯片和挠性印刷基板的连接(COF(Chip on Film))。
在COF用途中,存在电极的部分(线)和不存在电极的部分(间隙)的尺寸即L&S通常为10~50μm。在COF用途中使用的树脂粒子的平均粒径优选为1~10μm。树脂粒子的平均粒径在1μm以上时,可使配置于该树脂粒子表面上的焊锡层的厚度足够厚,能够更为切实地将电极间电连接。树脂粒子的平均粒径在10μm以下时,更加不易在相邻电极间发生短路。
上述导电性粒子及上述树脂粒子的“平均粒径”代表数均粒径。导电性粒子的平均粒径可以如下地求出:利用电子显微镜或光学显微镜对任意50个导电性粒子进行观察,并算出其平均值。
也可以利用绝缘性材料、绝缘性粒子、焊剂等对上述导电性粒子的导电部的表面进行绝缘处理。优选绝缘性材料、绝缘性粒子、焊剂等可在连接时的热作用下发生软化、流动,从而从连接部被排除。由此,可抑制电极间的短路。
上述导电性粒子的含量没有特殊限制。在上述导电材料100重量%中,上述导电性粒子的含量优选为0.1重量%以上、更优选为0.5重量%以上、进一步优选为1重量%以上、优选为40重量%以下、更优选为30重量%以下、进一步优选为19重量%以下。上述导电性粒子的含量在上述下限以上及上述上限以下时,可以容易地将导电性粒子配置于欲连接的上下电极间。并且,不欲连接的相邻电极间不易经由多个导电性粒子而发生电连接。即,能够进一步防止相邻电极间的短路。
(焊剂)
上述导电材料也可以包含焊剂。通过使用该焊剂,能够有效地除去形成于电极表面的氧化膜。其结果,连接结构体的导通可靠性进一步提高。需要说明的是,上述导电材料并不是必须含有焊剂。
上述焊剂没有特殊限制。作为该焊剂,可使用在焊锡接合等中通常被使用的焊剂。作为上述焊剂,可列举例如:氯化锌、氯化锌与无机卤化物的混合物、氯化锌与无机酸的混合物、熔融盐、磷酸、磷酸的衍生物、有机卤化物、肼、有机酸及松香等。上述焊剂可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为上述熔融盐,可列举氯化铵等。作为上述有机酸,可列举乳酸、柠檬酸、硬脂酸及谷氨酸等。作为上述松香,可列举活化松香及非活化松香等。上述焊剂优选为松香。通过使用松香,电极间的接触电阻进一步降低。
上述松香是以松香酸为主成分的松香类。上述焊剂优选为松香类、更优选为松香酸。通过使用该优选的焊剂,电极间的接触电阻进一步降低。
上述焊剂可以分散于粘合剂树脂中,也可以附着于上述导电性粒子的表面上。
在上述导电材料100重量%中,上述焊剂的含量优选为0.5重量%以上、优选为30重量%以下、更优选为25重量%以下。上述焊剂的含量在上述下限以上及上述上限以下时,能够更为有效地除去形成于电极表面的氧化膜。另外,上述焊剂的含量在上述下限以上时,可更为有效地显示出焊剂的添加效果。上述焊剂的含量在上述上限以下时,固化物的吸湿性进一步降低,连接结构体的可靠性进一步提高。
(其它成分)
上述导电材料优选包含填料。通过使用填料,可抑制导电材料的固化物的线性热膨胀系数。作为上述填料的具体例,可列举:二氧化硅、氮化铝、氧化铝、玻璃、氮化硼、氮化硅、有机硅(silicone)、碳、石墨、石墨烯及滑石等。填料可以仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。使用导热系数高的填料时,可缩短主固化时间。
上述导电材料也可以包含溶剂。通过使用该溶剂,能够容易地对导电材料的粘度进行调整。作为上述溶剂,可列举例如:乙酸乙酯、甲基溶纤剂、甲苯、丙酮、甲基乙基酮、环己烷、正己烷、四氢呋喃及***等。
(导电材料的详情及用途)
本发明的导电材料优选为各向异性导电材料。本发明的导电材料优选为用于电极的电连接的导电材料。本发明的导电材料还优选为用于有机场致发光显示元件中电极的电连接的导电材料。本发明的导电材料为糊状或膜状的导电材料,优选为糊状的导电材料。糊状的导电材料为导电糊。膜状的导电材料为导电膜。导电材料为导电膜的情况下,可以在该包含导电性粒子的导电膜上叠层不含导电性粒子的膜。上述导电糊优选为各向异性导电糊。上述导电膜优选为各向异性导电膜。
优选本发明的导电材料为导电糊,且为以糊状状态涂布于连接对象部件上的导电糊。
上述导电糊在25℃下的粘度优选为20Pa·s以上、更优选为100Pa·s以上、优选为1000Pa·s以下、更优选为700Pa·s以下、进一步优选为600Pa·s以下。上述粘度在上述下限以上时,可抑制导电性粒子在导电糊中发生沉降。上述粘度在上述上限以下时,导电性粒子的分散性进一步提高。如果涂布前的上述导电糊的上述粘度在上述范围内,则在将导电糊涂布于第1连接对象部件上之后,能够进一步抑制固化前导电糊的流动,进而更加不易产生空隙。上述导电糊在25℃下的粘度也可以为300Pa·s以下。需要说明的是,糊状也包括液状。
本发明的导电材料优选为用于将具有铜电极的连接对象部件连接的导电材料。使用导电材料连接具有铜电极的连接对象部件的情况下,存在容易因连接结构体中的铜电极而引发迁移的问题。对此,通过使用本发明的导电材料,即使将具有铜电极的连接对象部件连接,也能够有效抑制连接结构体中的迁移,能够有效地提高绝缘可靠性。
本发明的导电材料可用于粘接各种连接对象部件。上述导电材料适宜用于获得由第1、第2连接对象部件电连接而成的连接结构体。上述导电材料更适宜用于获得由第1、第2连接对象部件的电极间电连接而成的连接结构体。
图1以正面剖视图示出了使用了本发明一实施方式的导电材料的连接结构体的一例。
图1所示的连接结构体1具备:第1连接对象部件2、第2连接对象部件4、以及将第1、第2连接对象部件2、4电连接的连接部3。连接部3为固化物层,通过使包含导电性粒子5的导电材料固化而形成。连接部3优选通过使各向异性导电材料固化而形成。
第1连接对象部件2在表面2a(上面)具有多个第1电极2b。第2连接对象部件4在表面4a(下面)具有多个第2电极4b。第1电极2b和第2电极4b通过1个或多个导电性粒子5而实现电连接。因此,第1、第2连接对象部件2、4通过导电性粒子5而实现电连接。
第1、第2电极2b、4b间的连接通常可如下进行:将第1连接对象部件2和第2连接对象部件4隔着导电材料而叠合、并使第1、第2电极2b、4b彼此相对,然后,在使导电材料固化时进行加压,由此进行连接。通过加压,导电性粒子5通常被压缩。
第1、第2连接对象部件没有特殊限制。作为第1、第2连接对象部件,具体可列举:半导体芯片、电容器及二极管等电子部件、以及印刷基板、挠性印刷基板及玻璃基板等电路基板等电子部件等。上述导电材料优选为可用于电子部件的连接的导电材料。
图1所示的连接结构体1例如可经过图2(a)~(c)所示的状态、如下所述地获得。
如图2(a)所示,准备表面2a(上面)具有第1电极2b的第1连接对象部件2。接着,在第1连接对象部件2的表面2a配置包含多个导电性粒子5的导电材料,在第1连接对象部件2的表面2a形成导电材料层3A。此时,优选在第1电极2b上配置1个或多个导电性粒子5。
接着,通过对导电材料层3A进行光照,使导电材料层3A的固化得以进行。在图2(a)~(c)中,对导电材料层3A进行光照,以使导电材料层3A的固化得以进行,从而使导电材料层3A进行B阶化。即,如图2(b)所示地,在第1连接对象部件2的表面2a形成经过了B阶化的导电材料层3B。通过进行B阶化,第1连接对象部件2和经过了B阶化的导电材料层3B发生准粘接。经过了B阶化的导电材料层3B为处于半固化状态的半固化物。经过了B阶化的导电材料层3B未完全固化,可进一步进行热固化。但也可以不使导电材料层3A进行B阶化,而是对导电材料层3A进行光照或对导电材料层3A进行加热,从而使导电材料层3A一次性固化。
为了使导电材料层3A的固化有效进行,进行光照时的光照强度优选在0.1~8000mW/cm2的范围内。累积光量优选为0.1~20000J/cm2。对于进行光照时所使用的光源没有特殊限制。作为该光源,可列举例如在波长420nm以下具有充分的发光分布的光源等。另外,作为光源的具体例,可列举例如:低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、化学灯、黑光灯、微波激发水银灯、金属卤化物灯及LED灯等。
接着,如图2(c)所示地,在经过了B阶化的导电材料层3B的上面3a叠层第2连接对象部件4。以使第1连接对象部件2的表面2a的第1电极2b与第2连接对象部件4的表面4a的第2电极4b相对的方式叠层第2连接对象部件4。
进一步,在叠层第2连接对象部件4时,通过对经过了B阶化的导电材料层3B进行加热,使经过了B阶化的导电材料层3B进一步固化,形成连接部3。需要说明的是,也可以在叠层第2连接对象部件4之前对经过了B阶化的导电材料层3B进行加热。此外,也可以在叠层第2连接对象部件4之后对经过了B阶化的导电材料层3B进行加热。
通过加热使导电材料层3A或经过了B阶化的导电材料层3B固化时的加热温度优选为50℃以上、更优选为80℃以上、进一步优选为100℃以上、更进一步优选为140℃以上、特别优选为160℃以上、优选为250℃以下、更优选为200℃以下。本发明的导电材料用于有机场致发光显示元件的电极的电连接的情况下,在使上述导电材料层3A或经过了B阶化的导电材料层3B固化时,加热温度可以为120℃以下。
使经过了B阶化的导电材料层3B固化时,优选进行加压。通过进行加压,用第1电极2b和第2电极4b压缩导电性粒子5,由此可使第1、第2电极2b、4b与导电性粒子5之间的接触面积增大。由此,可提高导通可靠性。另外,通过对导电性粒子5进行压缩,即使第1、第2电极2b、4b间的距离扩大,也可以使导电性粒子5的粒径与该扩大相追随地增大。
通过使经过了B阶化的导电材料层3B固化,第1连接对象部件2和第2连接对象部件4经由连接部3而连接。并且,第1电极2b和第2电极4b经由导电性粒子5而实现电连接。这样一来,可获得使用了导电材料的图1所示的连接结构体1。这里,由于组合使用了光固化和热固化,因此可使导电材料在短时间内固化。
本发明的导电材料可用于例如挠性印刷基板和玻璃基板的连接(FOG(Film onGlass))、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))、或挠性印刷基板和玻璃环氧基板的连接(FOB(Film onBoard))等。其中,上述导电材料适用于FOG用途或COG用途、更适用于COG用途。本发明的导电材料优选为可用于挠性印刷基板和玻璃基板的连接、或半导体芯片和玻璃基板的连接的导电材料,更优选为用于挠性印刷基板和玻璃基板的连接的导电材料。
本发明的连接结构体中,上述第2连接对象部件和上述第1连接对象部件优选为挠性印刷基板和玻璃基板、或是为半导体芯片和玻璃基板,更优选为挠性印刷基板和玻璃基板。
另外,本发明的连接结构体还优选为有机场致发光显示元件。上述有机场致发光显示元件的电极可通过上述导电材料中包含的导电性粒子而实现电连接。
优选上述第1电极及上述第2电极中的至少一者为铜电极。优选上述第1电极及上述第2电极两者为铜电极。这种情况下,可进一步获得由本发明的导电材料带来的对迁移的抑制效果,连接结构体的绝缘可靠性进一步提高。
电极宽度(第1电极宽度及第2电极宽度)优选为5μm以上、更优选为10μm以上、优选为500μm以下、更优选为300μm以下。电极间宽度(第1电极间宽度及第2电极间宽度)优选为3μm以上、更优选为10μm以上、优选为500μm以下、更优选为300μm以下。另外,电极宽度/电极间宽度即L/S(线/间距)优选为5μm/5μm以上、更优选为10μm/10μm以上、优选为500μm/500μm以下、更优选为300μm/300μm以下。
需要说明的是,近年来,上述连接结构体的电极宽度/电极间宽度即L/S(线/间距)进一步变小。上述连接结构体的电极的L/S越小,则在发生迁移时越容易产生绝缘不良。与此相对,通过使用本发明的导电材料,即使是将微细的电极连接,也能够有效地抑制绝缘不良的产生,可充分确保绝缘可靠性。
以下,结合实施例、比较例及参考例对本发明进行具体说明。本发明不仅限定于下述实施例。
在实施例及比较例中使用了以下材料。
(离子交换体)
(1)IXE-100(Zr类阳离子交换体、中***换容量3.3meq/g、东亚合成公司制)
(2)IXE-700F(Mg-Al类阴离子交换体、中***换容量4.5meq/g、东亚合成公司制)
(3)IXE-300(Sb类阳离子交换体、中***换容量2.3meq/g、东亚合成公司制)
(4)IXE-500(Bi类阴离子交换体、中***换容量1.8meq/g、东亚合成公司制)
(5)IXE-530(Bi类阴离子交换体、中***换容量1.8meq/g、东亚合成公司制)
(6)IXE-633(Sb,Bi类两性离子交换体、中***换容量1.8meq/g、东亚合成公司制)
(实施例1)
(1)各向异性导电材料的制备:
向双酚A改性环氧树脂(DIC公司制“EPICLON EXA-4850-150”)40重量份及双酚F环氧树脂(DIC公司制“EXA-835LV”)30重量份中添加作为阳离子发生剂的SI-60L(三新化学公司制造的Sun-aid)3重量份、作为光固化性化合物的环氧丙烯酸酯(Daicel Cytec公司制“EBECRYL3702”)20重量份、作为光固化引发剂的酰基氧化膦类化合物(Ciba Japan公司制“DAROCURTPO”)1重量份、作为填料的平均粒径0.25μm的二氧化硅10重量份、平均粒径10μm的导电性粒子A4重量份、及作为离子交换体的上述(1)IXE-100(东亚合成公司制)1重量份、上述(2)IXE-700F(东亚合成公司制)1重量份,使用行星式搅拌机以2000rpm搅拌5分钟,由此得到了各向异性导电糊。需要说明的是,所使用的导电性粒子A是具有在二乙烯基苯树脂粒子的表面形成有镀镍层、且在该镀镍层的表面形成有镀金层的金属层的导电性粒子。
(2)连接结构体(FOG)的制作:
准备了上面形成有L/S为50μm/50μm、长为1mm的铝电极图案的玻璃基板(第1连接对象部件)。另外,准备了下面形成有L/S为50μm/50μm、长为2mm的经过了镀金的Cu电极图案的挠性印刷基板(第2连接对象部件)。
使用分配器在上述玻璃基板上以宽1.5mm、厚40μm涂覆刚刚制作的各向异性导电糊,形成了各向异性导电糊层。接着,在各向异性导电糊层上以使电极彼此相对的方式叠层上述挠性印刷基板。以3000mW/cm2的光照强度照射365nm的紫外线3秒钟,通过光聚合使各向异性导电糊层半固化,进行了B阶化。然后,使用大桥制作所公司制“BD-02”,边调整加热压头的温度使得各向异性导电糊层的温度达到170℃(主压合温度),边在挠性印刷基板的上面载置加压压头,施加1MPa的压力,于170℃下使各向异性导电糊层固化5秒钟,得到了连接结构体。
(实施例2)
除了将上述(1)IXE-100的配合量变更为0.01重量份、以及将上述(2)IXE-700F的配合量变更为0.01重量份以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例3)
除了将上述(1)IXE-100的配合量变更为5重量份、以及将上述(2)IXE-700F的配合量变更为5重量份以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例4)
除了将上述(2)IXE-700F变更为上述(4)IXE-500(东亚合成公司制)以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例5)
除了将上述(1)IXE-100变更为上述(3)IXE-300(东亚合成公司制)、以及将上述(2)IXE-700F变更为上述(4)IXE-500(东亚合成公司制)以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例6)
除了将上述(1)IXE-100变更为上述(3)IXE-300(东亚合成公司制)、以及将上述(2)IXE-700F变更为上述(5)IXE-530(东亚合成公司制)以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例1)
除了未添加上述(1)IXE-100及上述(2)IXE-700F这两者以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例2)
除了未添加上述(1)IXE-100以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例3)
除了未添加上述(2)IXE-700F以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例4)
除了未添加上述(1)IXE-100及上述(2)IXE-700F这两者,而是添加了IXE-633(东亚合成公司制)2重量份以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(参考例1)
除了未添加作为阳离子发生剂的SI-60L、添加了热固化剂(咪唑化合物、四国化成工业公司制“2P-4MZ”)10重量份以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(参考例2)
除了未添加作为阳离子发生剂的SI-60L、添加了热固化剂(咪唑化合物、四国化成工业公司制“2P-4MZ”)10重量份、以及未添加上述(1)IXE-100及上述(2)IXE-700F这两者以外,进行与实施例1相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例1相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例1~6、比较例1~4及参考例1、2的评价)
(1)导通可靠性(接触电阻值)
利用四端法分别测定了所得连接结构体的上下电极间的接触电阻。算出了100个部位的接触电阻的平均值。需要说明的是,根据电压=电流×电阻的关系,通过测定流过恒定电流时的电压,可以求出接触电阻。以下述标准对所得连接结构体的导通可靠性进行了判定。
[导通可靠性的判定标准]
○○:低于3Ω
○:3Ω以上且低于5Ω
×:5Ω以上
(2)耐湿绝缘可靠性
对所得连接结构体的彼此绝缘的测定用端子间施加20V的电压,在此状态下于85℃及85%RH的气氛中暴露500小时,在此期间,测定了测定用端子间的电阻值变化。将电阻值为105Ω以下的情况判断为绝缘不良。按照下述标准对耐湿绝缘可靠性进行了判定。
[耐湿绝缘可靠性的判定标准]
○○:在10个连接结构体中,没有发生了绝缘不良的连接结构体,且耐湿绝缘可靠性试验后的平均电阻值为107Ω以上
○:在10个连接结构体中,没有发生了绝缘不良的连接结构体,且耐湿绝缘可靠性试验后的平均电阻值为106Ω以上且低于107Ω
△:在10个连接结构体中,没有发生了绝缘不良的连接结构体,且耐湿绝缘可靠性试验后的平均电阻值为105Ω以上且低于106Ω
×:在10个连接结构体中,发生了绝缘不良的连接结构体有1个以上
结果如下述表1所示。
[表1]
导通可靠性 耐湿绝缘可靠性
实施例1 ○○ ○○
实施例2 ○○ Δ
实施例3 ○○
实施例4 ○○ Δ
实施例5 ○○ Δ
实施例6 ○○ Δ
比较例1 ○○ ×
比较例2 ○○ ×
比较例3 ○○ ×
比较例4 ○○ ×
参考例1 ○○
参考例2 ○○
(实施例7)
(1)导电性粒子的制作:
对平均粒径10μm的二乙烯基苯树脂粒子(积水化学工业公司制、Micropearl SP-210)进行非电解镀镍,在树脂粒子的表面上形成了厚0.1μm的衬底镀镍层。接着,对形成有衬底镀镍层的树脂粒子进行电解镀铜,形成了厚1μm的铜层。然后,使用含有锡及铋的电解镀液进行电镀,形成了厚1μm的焊锡层。由此,制作了在树脂粒子的表面上形成有厚1μm的铜层、且在该铜层的表面形成有厚1μm的焊锡层(锡:铋=43重量%:57重量%)的导电性粒子B。
(2)各向异性导电材料的制备:
向双酚A改性环氧树脂(DIC公司制“EPICLON EXA-4850-150”)40重量份及双酚F环氧树脂(DIC公司制“EXA-835LV”)30重量份中添加作为阳离子发生剂的SI-60L(三新化学公司制造的Sun-aid)3重量份、作为光固化性化合物的环氧丙烯酸酯(Daicel Cytec公司制“EBECRYL3702”)20重量份、作为光固化引发剂的酰基氧化膦类化合物(Ciba Japan公司制“DAROCUR TPO”)1重量份、作为填料的平均粒径0.25μm的二氧化硅10重量份、作为焊剂的松香3重量份、所得导电性粒子B4重量份、及作为离子交换体的上述(1)IXE-100(东亚合成公司制)1重量份、上述(2)IXE-700F(东亚合成公司制)1重量份,使用行星式搅拌机以2000rpm搅拌5分钟,得到了各向异性导电糊。
(2)连接结构体(FOB)的制作
准备了上面形成有L/S为100μm/100μm、长为4mm的经过了镀金的Cu电极图案的玻璃环氧基板(第1连接对象部件)。另外,准备了下面形成有L/S为100μm/100μm、长为4mm的经过了镀金的Cu电极图案的挠性印刷基板(第2连接对象部件)。
使用分配器在上述玻璃基板上以宽1.5mm、厚40μm涂覆刚刚制作的各向异性导电糊,形成了各向异性导电糊层。接着,在各向异性导电糊层上以使电极彼此相对的方式叠层上述挠性印刷基板。以3000mW/cm2的光照强度照射365nm的紫外线3秒钟,通过光聚合使各向异性导电糊层半固化,进行了B阶化。然后,使用大桥制作所公司制“BD-02”,边调整加热压头的温度使得各向异性导电糊层的温度达到170℃(主压合温度),边在挠性印刷基板的上面载置加压压头,施加1MPa的压力,于170℃下使各向异性导电糊层固化5秒钟,得到了连接结构体。
(实施例8)
除了将上述(1)IXE-100的配合量变更为0.01重量份、以及将上述(2)IXE-700F的配合量变更为0.01重量份以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例9)
除了将上述(1)IXE-100的配合量变更为5重量份、以及将上述(2)IXE-700F的配合量变更为5重量份以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例10)
除了将上述(2)IXE-700F变更为上述(4)IXE-500(东亚合成公司制)以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例11)
除了将上述(1)IXE-100变更为上述(3)IXE-300(东亚合成公司制)、以及将上述(2)IXE-700F变更为上述(4)IXE-500(东亚合成公司制)以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例12)
除了将上述(1)IXE-100变更为上述(3)IXE-300(东亚合成公司制)、以及将上述(2)IXE-700F变更为上述(5)IXE-530(东亚合成公司制)以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例13)
除了未配合作为焊剂的松香以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例14)
除了将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例15)
除了将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与实施例8相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例16)
除了将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与实施例9相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例17)
除了将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与实施例10相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例18)
除了将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与实施例11相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例19)
除了将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与实施例12相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例20)
除了将热固性化合物的种类及配合量由双酚A改性环氧树脂(DIC公司制“EPICLONEXA-4850-150”)40重量份及双酚F环氧树脂(DIC公司制“EXA-835LV”)30重量份变更为双酚E环氧树脂(Printec公司制“R1710”)70重量份、以及将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例21)
除了将阳离子发生剂的种类由SI-60L(三新化学公司制造的Sun-aid)变更为CXC-1612(楠本化成公司制造的K-PURE)、以及将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例5)
除了未添加上述(1)IXE-100及上述(2)IXE-700F这两者以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例6)
除了未添加上述(1)IXE-100以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例7)
除了未添加上述(2)IXE-700F以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例8)
除了将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与比较例5相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例9)
除了将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与比较例6相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例10)
除了将上述导电性粒子B变更为上述导电性粒子A以外,进行与比较例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(比较例11)
除了未添加上述(1)IXE-100及上述(2)IXE-700F这两者,而是添加了IXE-633(东亚合成公司制)2重量份以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(参考例3)
除了未添加作为阳离子发生剂的SI-60L、添加了热固化剂(咪唑化合物、四国化成工业公司制“2P-4MZ”)10重量份以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(参考例4)
除了未添加作为阳离子发生剂的SI-60L、添加了热固化剂(咪唑化合物、四国化成工业公司制“2P-4MZ”)10重量份、以及未添加上述(1)IXE-100及上述(2)IXE-700F这两者以外,进行与实施例7相同的操作,得到了各向异性导电糊。使用所得各向异性导电糊,进行与实施例7相同的操作,得到了连接结构体。
(实施例7~21、比较例5~11及参考例3、4的评价)
(1)导通可靠性(接触电阻值)
利用四端法分别测定了所得连接结构体的上下电极间的接触电阻。算出了10个连接结构体的接触电阻的平均值。需要说明的是,根据电压=电流×电阻的关系,通过测定流过恒定电流时的电压,可以求出接触电阻。以下述标准对所得连接结构体的导通可靠性进行了判定。
[导通可靠性的判定标准]
○○:低于8Ω
○:8Ω以上且低于10Ω
×:10Ω以上
(2)耐湿绝缘可靠性
对所得连接结构体的彼此绝缘的测定用端子间施加15V的电压,在此状态下于85℃及85%RH的气氛中暴露500小时,在此期间,测定了测定用端子间的电阻值变化。将电阻值为105Ω以下的情况判断为绝缘不良。按照下述标准对耐湿绝缘可靠性进行了判定。
[耐湿绝缘可靠性的判定标准]
○○:在10个连接结构体中,没有发生了绝缘不良的连接结构体,且耐湿绝缘可靠性试验后的平均电阻值为107Ω以上
○:在10个连接结构体中,没有发生了绝缘不良的连接结构体,且耐湿绝缘可靠性试验后的平均电阻值为106Ω以上且低于107Ω
△:在10个连接结构体中,没有发生了绝缘不良的连接结构体,且耐湿绝缘可靠性试验后的平均电阻值为105Ω以上且低于106Ω
×:在10个连接结构体中,发生了绝缘不良的连接结构体有1个以上
结果如下述表2所示。需要说明的是,对于使用了导电性粒子B的实施例、比较例及参考例的连接结构体而言,在制作连接结构体时,导电性粒子B的焊锡层在熔融之后发生了固化,导电性粒子B的铜层与连接结构体的电极发生了接触。
[表2]
导通可靠性 耐湿绝缘可靠性
实施例7 ○○ ○○
实施例8 ○○ Δ
实施例9 ○○ ○○
实施例10 ○○ Δ
实施例11 ○○ Δ
实施例12 ○○ Δ
实施例13 ○○ ○○
实施例14 ○○ ○○
实施例15 ○○ Δ
实施例16 ○○
实施例17 ○○ Δ
实施例18 ○○ Δ
实施例19 ○○ Δ
实施例20 ○○ ○○
实施例21 ○○ ○○
比较例5 ○○ ×
比较例6 ○○ ×
比较例7 ○○ ×
比较例8 ○○ ×
比较例9 ○○ ×
比较例10 ○○ ×
比较例11 ○○ ×
参考例3 ○○
参考例4 ○○
其中,实施例3、16和参考例1~4的导通可靠性的评价结果均为“○”。但实施例3、16在导通可靠性的评价中的接触电阻值低于参考例1~4的接触电阻值。
另外,实施例7和实施例14的导通可靠性的评价结果均为“○○”、实施例8和实施例15的导通可靠性的评价结果均为“○○”、实施例10和实施例17的导通可靠性的评价结果均为“○○”、实施例11和实施例18的导通可靠性的评价结果均为“○○”、实施例12和实施例19的导通可靠性的评价结果均为“○○”。
但是,实施例7的导通可靠性的评价中的接触电阻比实施例14的导通可靠性的评价中的接触电阻低0.7Ω、实施例8的导通可靠性的评价中的接触电阻比实施例15的导通可靠性的评价中的接触电阻低0.9Ω、实施例10的导通可靠性的评价中的接触电阻比实施例17的导通可靠性的评价中的接触电阻低0.8Ω、实施例11的导通可靠性的评价中的接触电阻比实施例18的导通可靠性的评价中的接触电阻低0.8Ω、实施例12的导通可靠性的评价中的接触电阻比实施例19的导通可靠性的评价中的接触电阻低0.7Ω。
需要说明的是,仅示出了将实施例、比较例及参考例的各向异性导电材料用于连接结构体(FOG或FOB)的评价结果。对于将实施例、比较例及参考例的各向异性导电材料用于未经评价的其它连接结构体(FOB、FOG、COF及COG等)的情况、以及将实施例、比较例及参考例的各向异性导电材料用作导电材料将有机场致发光显示元件中的电极电连接的情况,均确认到:其(1)导通可靠性及(2)耐湿绝缘可靠性的评价结果显示出与上述实施例、比较例及参考例的评价结果相同的倾向。

Claims (22)

1.一种导电材料,其包含固化性成分、阳离子交换体、阴离子交换体及导电性粒子,
所述固化性成分含有固化性化合物和阳离子发生剂。
2.根据权利要求1所述的导电材料,其中,所述阳离子交换体的中***换容量为2meq/g以上,并且,所述阴离子交换体的中***换容量为1meq/g以上。
3.根据权利要求1或2所述的导电材料,其中,所述阳离子交换体包含锆原子。
4.根据权利要求1或2所述的导电材料,其中,所述阴离子交换体包含镁原子和铝原子。
5.根据权利要求3所述的导电材料,其中,所述阴离子交换体包含镁原子和铝原子。
6.根据权利要求1或2所述的导电材料,其中,相对于所述固化性化合物100重量份,所述阳离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下,并且,所述阴离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下。
7.根据权利要求3所述的导电材料,其中,相对于所述固化性化合物100重量份,所述阳离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下,并且,所述阴离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下。
8.根据权利要求4所述的导电材料,其中,相对于所述固化性化合物100重量份,所述阳离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下,并且,所述阴离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下。
9.根据权利要求5所述的导电材料,其中,相对于所述固化性化合物100重量份,所述阳离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下,并且,所述阴离子交换体的含量为0.01重量份以上且5重量份以下。
10.根据权利要求1或2所述的导电材料,其中,所述导电性粒子具有树脂粒子和配置于所述树脂粒子表面上的导电层,
所述导电层的至少外侧表面是熔点为450℃以下的低熔点金属层。
11.根据权利要求3所述的导电材料,其中,所述导电性粒子具有树脂粒子和配置于所述树脂粒子表面上的导电层,
所述导电层的至少外侧表面是熔点为450℃以下的低熔点金属层。
12.根据权利要求4所述的导电材料,其中,所述导电性粒子具有树脂粒子和配置于所述树脂粒子表面上的导电层,
所述导电层的至少外侧表面是熔点为450℃以下的低熔点金属层。
13.根据权利要求5所述的导电材料,其中,所述导电性粒子具有树脂粒子和配置于所述树脂粒子表面上的导电层,
所述导电层的至少外侧表面是熔点为450℃以下的低熔点金属层。
14.根据权利要求6所述的导电材料,其中,所述导电性粒子具有树脂粒子和配置于所述树脂粒子表面上的导电层,
所述导电层的至少外侧表面是熔点为450℃以下的低熔点金属层。
15.根据权利要求7所述的导电材料,其中,所述导电性粒子具有树脂粒子和配置于所述树脂粒子表面上的导电层,
所述导电层的至少外侧表面是熔点为450℃以下的低熔点金属层。
16.根据权利要求8所述的导电材料,其中,所述导电性粒子具有树脂粒子和配置于所述树脂粒子表面上的导电层,
所述导电层的至少外侧表面是熔点为450℃以下的低熔点金属层。
17.根据权利要求9所述的导电材料,其中,所述导电性粒子具有树脂粒子和配置于所述树脂粒子表面上的导电层,
所述导电层的至少外侧表面是熔点为450℃以下的低熔点金属层。
18.根据权利要求1或2所述的导电材料,其还包含焊剂。
19.根据权利要求1或2所述的导电材料,其是用于将具有铜电极的连接对象部件连接的导电材料。
20.根据权利要求1或2所述的导电材料,其是各向异性导电材料。
21.一种连接结构体,其具备第1连接对象部件、第2连接对象部件、以及将所述第1、第2连接对象部件电连接的连接部,
所述连接部由权利要求1~20中任一项所述的导电材料形成。
22.根据权利要求21所述的连接结构体,其中,
所述第1连接对象部件的表面具有第1电极,
所述第2连接对象部件的表面具有第2电极,
所述第1电极和所述第2电极通过所述导电性粒子电连接,
所述第1电极及所述第2电极中的至少一者为铜电极。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015168803A (ja) * 2014-03-10 2015-09-28 日立化成株式会社 導電性接着剤組成物、接続体、太陽電池モジュール及びその製造方法
TWI686999B (zh) * 2014-10-28 2020-03-01 日商迪睿合股份有限公司 異向性導電膜、其製造方法及連接構造體
JP6458503B2 (ja) * 2015-01-13 2019-01-30 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルム、その製造方法及び接続構造体
US10756119B2 (en) 2016-04-20 2020-08-25 Samsung Display Co., Ltd. Display device and method for manufacturing same
JPWO2018181694A1 (ja) * 2017-03-30 2020-02-06 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
CN109727701A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 玮锋科技股份有限公司 共晶式异方性导电膜及制作方法
JP2018178125A (ja) * 2018-06-26 2018-11-15 日立化成株式会社 導電性接着剤組成物、接続体、太陽電池モジュール及びその製造方法
KR20200054747A (ko) * 2018-11-12 2020-05-20 삼성전자주식회사 디스플레이 모듈, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 디스플레이 모듈 제조방법
CN116419959A (zh) * 2020-07-31 2023-07-11 株式会社力森诺科 电路连接用黏合剂薄膜、电路连接用黏合剂组合物以及电路连接结构体及其制造方法
WO2022107511A1 (ja) * 2020-11-20 2022-05-27 信越化学工業株式会社 フェノール化合物、導電性ペースト組成物、導電性ペースト組成物の製造方法、導電配線及びその製造方法
CN112552854A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 山东万圣博化工有限公司 一种导电粘合剂及其制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2830531B2 (ja) * 1991-08-20 1998-12-02 ソニーケミカル株式会社 液晶シール材用接着剤
JP3904097B2 (ja) * 1997-03-03 2007-04-11 日立化成工業株式会社 異方導電性接続部材
JPH1160899A (ja) * 1997-08-19 1999-03-05 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> 導電性エポキシ樹脂組成物、異方性導電接着フィルムおよび電気的接続方法
JP2000297204A (ja) * 1999-04-16 2000-10-24 Toshiba Corp エポキシ樹脂組成物および回転電機コイルおよび注型樹脂組成物および回転電機
JP3633422B2 (ja) * 2000-02-22 2005-03-30 ソニーケミカル株式会社 接続材料
JPWO2006064568A1 (ja) * 2004-12-16 2008-06-12 東亞合成株式会社 陰イオン交換体およびそれを用いた電子部品封止用樹脂組成物
JP4900554B2 (ja) * 2005-03-30 2012-03-21 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 熱硬化型異方性導電接着剤
JP4993880B2 (ja) 2005-07-06 2012-08-08 旭化成イーマテリアルズ株式会社 異方導電性接着シート及び微細接続構造体
US20070029682A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-08 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Epoxy resin composition and semiconductor device
WO2008062723A1 (fr) * 2006-11-20 2008-05-29 Toagosei Co., Ltd. Echangeur d'anions inorganiques constitué d'un composé de bismuth et d'une composition de résine pour l'encapsulation d'un composant électronique en utilisant celui-ci
JP2010129960A (ja) * 2008-12-01 2010-06-10 Sony Chemical & Information Device Corp 接続フィルム、並びに、接合体及びその製造方法
WO2011062137A1 (ja) * 2009-11-19 2011-05-26 東洋紡績株式会社 ウレタン変性ポリイミド系難燃樹脂組成物
JP5859783B2 (ja) * 2010-09-14 2016-02-16 積水化学工業株式会社 異方性導電材料及び接続構造体

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