JP2001291425A - バイア充てん用導電性接着剤およびそれを用いた電子装置の製造方法 - Google Patents
バイア充てん用導電性接着剤およびそれを用いた電子装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低融点金属でコーティングしたランダム・サ
イズのマイクロメートル粒径範囲粒子を使用することに
よって、より広い特性選択可能範囲を有する導電性接着
剤を提供する。 【解決手段】 このコーティングした粒子を、粘度、低
収縮、スクリーン印刷可能性、ならびに広い範囲の仕様
条件にわたる電気的および機械的特性に対して選択され
た熱硬化性樹脂と融剤樹脂の混合物から成るビヒクル中
に懸濁させる。このビヒクルまたは樹脂系は、熱硬化性
脂環式エポキシ、熱硬化性フェノキシ・ポリマーおよび
熱硬化性単官能酸化リモネンを含む。この粒子に対する
低融点コーティング系にはIn、Sn、およびIn−S
n、Sn−Pb、Bi−Sn−In、InAgなどの合
金が含まれる。マイクロメートル粒径範囲粒子にはC
u、Ni、Co、Ag、Pd、Pt、ポリマーおよびセ
ラミックが含まれる。
イズのマイクロメートル粒径範囲粒子を使用することに
よって、より広い特性選択可能範囲を有する導電性接着
剤を提供する。 【解決手段】 このコーティングした粒子を、粘度、低
収縮、スクリーン印刷可能性、ならびに広い範囲の仕様
条件にわたる電気的および機械的特性に対して選択され
た熱硬化性樹脂と融剤樹脂の混合物から成るビヒクル中
に懸濁させる。このビヒクルまたは樹脂系は、熱硬化性
脂環式エポキシ、熱硬化性フェノキシ・ポリマーおよび
熱硬化性単官能酸化リモネンを含む。この粒子に対する
低融点コーティング系にはIn、Sn、およびIn−S
n、Sn−Pb、Bi−Sn−In、InAgなどの合
金が含まれる。マイクロメートル粒径範囲粒子にはC
u、Ni、Co、Ag、Pd、Pt、ポリマーおよびセ
ラミックが含まれる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路板な
どの絶縁支持バッキング上に取り付けられた回路の電子
装置製造分野に属し、詳細には、より広い仕様範囲を有
する導電性組成物であって、絶縁バッキングを貫通する
穴を埋めることができ、バッキング材料のそれぞれの面
の回路間の相互接続として機能する導電性組成物に関す
る。
どの絶縁支持バッキング上に取り付けられた回路の電子
装置製造分野に属し、詳細には、より広い仕様範囲を有
する導電性組成物であって、絶縁バッキングを貫通する
穴を埋めることができ、バッキング材料のそれぞれの面
の回路間の相互接続として機能する導電性組成物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】電子パッケージングのコスト管理および
ダウンサイジングの必要性が高まっている。より高い密
度、より微細なピッチおよびより高い性能をより低いコ
ストで達成することが目標である。絶縁バッキング上へ
の回路の取付けでは、めっきスルー・ホールが、絶縁バ
ッキングを貫通する相互接続またはバイアの業界標準と
なっている。しかし現状において、めっきスルー・ホー
ル技術はコスト圧力に直面し、回路をどの程度まで高密
度化できるか、または回路をどれくらいタイトにパック
できるかについては限界がある。
ダウンサイジングの必要性が高まっている。より高い密
度、より微細なピッチおよびより高い性能をより低いコ
ストで達成することが目標である。絶縁バッキング上へ
の回路の取付けでは、めっきスルー・ホールが、絶縁バ
ッキングを貫通する相互接続またはバイアの業界標準と
なっている。しかし現状において、めっきスルー・ホー
ル技術はコスト圧力に直面し、回路をどの程度まで高密
度化できるか、または回路をどれくらいタイトにパック
できるかについては限界がある。
【0003】めっきスルー・ホールまたはバイアの製造
に含まれる操作には費用がかかり、これらの操作を将来
のパッド密度要件に適合させるのも容易ではない。現在
のめっきスルー・ホール技術は、1平方センチメートル
あたり20パッドまたは20回路ノード程度のところで
限界に達しつつある。この技術の必要性は、この何倍も
の密度がおそらく必要となることを指示している。
に含まれる操作には費用がかかり、これらの操作を将来
のパッド密度要件に適合させるのも容易ではない。現在
のめっきスルー・ホール技術は、1平方センチメートル
あたり20パッドまたは20回路ノード程度のところで
限界に達しつつある。この技術の必要性は、この何倍も
の密度がおそらく必要となることを指示している。
【0004】密度、ピッチ、性能およびコスト目標を達
成するための努力は、「ビルトアップ・マルチレイヤ」
と呼ばれる技法に向けられている。この技法では、回路
が、導電性ペーストを充てんした微細ピッチ・ホールを
使用して相互接続された、フォイルと絶縁物を重ね合わ
せた一連のラミネートを含む。この技法は、文献で広く
論じられている。例えばラスキー(R. Lasky)「Electr
onic Packaging and Production」1998年4月、7
5〜78ページがある。この他にも多くのバリエーショ
ンがある。この技法では一般に、1平方センチメートル
あたり100パッド超の密度を達成することができる。
成するための努力は、「ビルトアップ・マルチレイヤ」
と呼ばれる技法に向けられている。この技法では、回路
が、導電性ペーストを充てんした微細ピッチ・ホールを
使用して相互接続された、フォイルと絶縁物を重ね合わ
せた一連のラミネートを含む。この技法は、文献で広く
論じられている。例えばラスキー(R. Lasky)「Electr
onic Packaging and Production」1998年4月、7
5〜78ページがある。この他にも多くのバリエーショ
ンがある。この技法では一般に、1平方センチメートル
あたり100パッド超の密度を達成することができる。
【0005】ビルトアップ・マルチレイヤ回路技法は、
多くの小さなホールまたはバイアを埋める目的に使用す
る導電性ペーストを必要とする。当技術分野ではこのペ
ーストをまた、接着剤(adhesive)という用語でも呼ん
でいる。この導電性ペーストは、熱的性質および信頼性
の面でこのペーストを使用する場所の製造仕様および電
力供給(seivice)仕様と両立しなければならない。こ
のペーストは一般に、絶縁体を貫通するバイア・ホール
中に注入することができるビヒクル中に懸濁した金属粒
子を有し、硬化型のサイクルを経ると、その間にビヒク
ルが凝固して金属粒子が互いに接触し、絶縁体のそれぞ
れの面の導体間にバイアを介した電気経路を形成する。
当技術分野でビヒクルは樹脂(resin)という用語でも
知られる。
多くの小さなホールまたはバイアを埋める目的に使用す
る導電性ペーストを必要とする。当技術分野ではこのペ
ーストをまた、接着剤(adhesive)という用語でも呼ん
でいる。この導電性ペーストは、熱的性質および信頼性
の面でこのペーストを使用する場所の製造仕様および電
力供給(seivice)仕様と両立しなければならない。こ
のペーストは一般に、絶縁体を貫通するバイア・ホール
中に注入することができるビヒクル中に懸濁した金属粒
子を有し、硬化型のサイクルを経ると、その間にビヒク
ルが凝固して金属粒子が互いに接触し、絶縁体のそれぞ
れの面の導体間にバイアを介した電気経路を形成する。
当技術分野でビヒクルは樹脂(resin)という用語でも
知られる。
【0006】このようなペーストの1つで、銅などの金
属粒子をエポキシ・ビヒクル中に懸濁させたペースト
が、米国特許第5652042号に記載されている。こ
のペーストは、スキージまたはドクター・ブレードによ
ってバイア・ホールに充てんされる。ビヒクルを硬化さ
せる熱/圧力サイクルが使用される。互いに接触した金
属粒子が電気相互接続を提供する。
属粒子をエポキシ・ビヒクル中に懸濁させたペースト
が、米国特許第5652042号に記載されている。こ
のペーストは、スキージまたはドクター・ブレードによ
ってバイア・ホールに充てんされる。ビヒクルを硬化さ
せる熱/圧力サイクルが使用される。互いに接触した金
属粒子が電気相互接続を提供する。
【0007】ペースト技術における業績にはその他、ビ
ヒクルへの銀フレークの導入、金属粒子を冶金結合(me
tallurgical bonding)させるための低融点金属による
金属粒子のコーティング、銀、銅およびエポキシから成
るスクリーン印刷可能ペーストの使用などがある。状態
変化に関連したビヒクルの収縮、金属、特に純粋な銀お
よび銅の腐食およびエレクトロマイグレーション特性な
どのプロセス特性に関する問題が未解決である。
ヒクルへの銀フレークの導入、金属粒子を冶金結合(me
tallurgical bonding)させるための低融点金属による
金属粒子のコーティング、銀、銅およびエポキシから成
るスクリーン印刷可能ペーストの使用などがある。状態
変化に関連したビヒクルの収縮、金属、特に純粋な銀お
よび銅の腐食およびエレクトロマイグレーション特性な
どのプロセス特性に関する問題が未解決である。
【0008】1997年7月10日出願の米国特許第6
059952号(出願第09/111155号;IBM
整理番号YO997−089)および1998年5月1
3日出願の米国特許出願第09/078043号(IB
M整理番号YO998−196)には、冶金結合形成範
囲を広げ、これによって粒子間の冶金結合だけでなく導
電性パッドへの冶金結合も提供する、合金でコーティン
グした金属粒子を提供し使用する技術が記載されてい
る。
059952号(出願第09/111155号;IBM
整理番号YO997−089)および1998年5月1
3日出願の米国特許出願第09/078043号(IB
M整理番号YO998−196)には、冶金結合形成範
囲を広げ、これによって粒子間の冶金結合だけでなく導
電性パッドへの冶金結合も提供する、合金でコーティン
グした金属粒子を提供し使用する技術が記載されてい
る。
【0009】技術が進歩するにつれ、仕様はよりタイト
に、プロセス・ウィンドウはより狭くなり、その結果、
金属粒子およびビヒクル調合物の特性および選択範囲を
これまで以上に広げることがますます求められよう。
に、プロセス・ウィンドウはより狭くなり、その結果、
金属粒子およびビヒクル調合物の特性および選択範囲を
これまで以上に広げることがますます求められよう。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、広い
範囲の仕様にわたって改良された電気的および機械的特
性を有し、特に硬化剤粘度が改良された、導電性接着剤
を提供することである。
範囲の仕様にわたって改良された電気的および機械的特
性を有し、特に硬化剤粘度が改良された、導電性接着剤
を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】低融点金属でそれぞれコ
ーティングした例えばCu、Ni、Co、Ag、Pd、
Pt、ポリマーおよびセラミックのランダム・サイズの
マイクロメートル粒径範囲粒子を使用することによっ
て、より広い特性選択可能範囲を有する導電性接着剤を
提供する。このコーティングした粒子を、粘度、低収
縮、スクリーン印刷可能性、ならびに広い範囲の仕様条
件にわたる電気的および機械的特性に対して選択された
熱硬化性樹脂と融剤樹脂(flux resin)の混合物から成
るビヒクル中に懸濁させる。このビヒクルまたは樹脂系
は、熱硬化性脂環式エポキシ、熱硬化性フェノキシ・ポ
リマー、熱硬化性単官能酸化リモネンおよび融剤を含
む。この粒子に対する低融点コーティング系にはIn、
Sn、およびIn−Sn、Sn−Pb、Bi−Sn、B
i−Sn−In、InAgなどの合金が含まれる。
ーティングした例えばCu、Ni、Co、Ag、Pd、
Pt、ポリマーおよびセラミックのランダム・サイズの
マイクロメートル粒径範囲粒子を使用することによっ
て、より広い特性選択可能範囲を有する導電性接着剤を
提供する。このコーティングした粒子を、粘度、低収
縮、スクリーン印刷可能性、ならびに広い範囲の仕様条
件にわたる電気的および機械的特性に対して選択された
熱硬化性樹脂と融剤樹脂(flux resin)の混合物から成
るビヒクル中に懸濁させる。このビヒクルまたは樹脂系
は、熱硬化性脂環式エポキシ、熱硬化性フェノキシ・ポ
リマー、熱硬化性単官能酸化リモネンおよび融剤を含
む。この粒子に対する低融点コーティング系にはIn、
Sn、およびIn−Sn、Sn−Pb、Bi−Sn、B
i−Sn−In、InAgなどの合金が含まれる。
【0012】
【発明の実施の形態】回路部材の絶縁層にあけたバイア
・ホールに加圧注入することができ、硬化すると絶縁層
の面間に冶金導電性経路を形成し、かつこれらの面上の
導電性部材への冶金結合を形成する改良型の導電性接着
剤を提供する。この接着剤はペースト状であり、絶縁層
のホールに加圧注入することができる。この接着剤は、
熱および圧力が関与する硬化サイクルで凝固する。
・ホールに加圧注入することができ、硬化すると絶縁層
の面間に冶金導電性経路を形成し、かつこれらの面上の
導電性部材への冶金結合を形成する改良型の導電性接着
剤を提供する。この接着剤はペースト状であり、絶縁層
のホールに加圧注入することができる。この接着剤は、
熱および圧力が関与する硬化サイクルで凝固する。
【0013】本発明の導電性接着剤は、例えばCu、N
i、Co、Ag、Pd、Pt、ポリマーおよびセラミッ
クから成り、低融点金属でそれぞれコーティングされた
マイクロメートル粒径範囲のランダム・サイズ粒子を使
用する。硬化サイクル中の温度はコーティング金属の融
点程度である。この加熱/加圧硬化サイクルでは、接触
した接線面のところで粒子どうしが結合して、溶融(fu
sed)または拡散(diffused)冶金結合を形成する。被
コーティング粒子は、熱硬化性樹脂と融剤樹脂の混合物
である物理的結合剤(binder)またはビヒクル中に懸濁
させる。この混合物は、結合剤またはビヒクルと粒子の
組合せが選択可能な低い硬化前粘度を有し、硬化サイク
ル中およびサービス時に低い収縮を有するように選択す
る。結合剤またはビヒクルは、熱硬化性脂環式エポキ
シ、融剤および熱硬化性フェノキシ・ポリマーを含む樹
脂系であり、熱硬化性単官能酸化リモネンを含んでもよ
い。粒子に対する低融点コーティング系には、In、S
n、In−Sn、Sn−Pb、Bi−Sn、Bi−Sn
−InおよびInAgが含まれる。本発明の導電性接着
剤は、広い範囲の仕様にわたって改良された電気的およ
び機械的特性を有し、スクリーン印刷などの操作に対し
て改良された硬化前粘度を有する。
i、Co、Ag、Pd、Pt、ポリマーおよびセラミッ
クから成り、低融点金属でそれぞれコーティングされた
マイクロメートル粒径範囲のランダム・サイズ粒子を使
用する。硬化サイクル中の温度はコーティング金属の融
点程度である。この加熱/加圧硬化サイクルでは、接触
した接線面のところで粒子どうしが結合して、溶融(fu
sed)または拡散(diffused)冶金結合を形成する。被
コーティング粒子は、熱硬化性樹脂と融剤樹脂の混合物
である物理的結合剤(binder)またはビヒクル中に懸濁
させる。この混合物は、結合剤またはビヒクルと粒子の
組合せが選択可能な低い硬化前粘度を有し、硬化サイク
ル中およびサービス時に低い収縮を有するように選択す
る。結合剤またはビヒクルは、熱硬化性脂環式エポキ
シ、融剤および熱硬化性フェノキシ・ポリマーを含む樹
脂系であり、熱硬化性単官能酸化リモネンを含んでもよ
い。粒子に対する低融点コーティング系には、In、S
n、In−Sn、Sn−Pb、Bi−Sn、Bi−Sn
−InおよびInAgが含まれる。本発明の導電性接着
剤は、広い範囲の仕様にわたって改良された電気的およ
び機械的特性を有し、スクリーン印刷などの操作に対し
て改良された硬化前粘度を有する。
【0014】低融点コーティングの一例としてBiSn
を、マイクロメートル範囲のランダム粒子としてCuを
使用して本発明を説明する。粒径範囲5〜7マイクロメ
ートルのCu粒子にBiSn合金をめっきする。このめ
っきは、前掲米国特許第6059952号(米国特許出
願第09/111155号;IBM整理番号YO997
−089)および米国特許出願第09/078043号
(IBM整理番号YO998−196)に記載のボール
・ミリング型操作に関連しためっき浴中で実施すること
ができる。その結果得られる粒子を図1に示す。図1を
参照すると、低融点BiSn合金コーティングのコーテ
ィング表面2を有する5〜7マイクロメートル範囲のC
u粒子1が示されている。本発明によれば、低融点合金
コーティング2は、仕様適合性のいくつかの利点を与え
る。通常のはんだコーティングが約215℃で融解する
ことを考えると、このBiSn共晶合金の140℃とい
う融点は低いと言える。2つの合金の成分割合を変更す
ることによってこの融点の値を選択することができ、し
たがってプロセス・ウィンドウの新たな仕様を満たす能
力を提供する。さらに、BiSn合金コーティング2は
Cu粒子に耐食性を与える。
を、マイクロメートル範囲のランダム粒子としてCuを
使用して本発明を説明する。粒径範囲5〜7マイクロメ
ートルのCu粒子にBiSn合金をめっきする。このめ
っきは、前掲米国特許第6059952号(米国特許出
願第09/111155号;IBM整理番号YO997
−089)および米国特許出願第09/078043号
(IBM整理番号YO998−196)に記載のボール
・ミリング型操作に関連しためっき浴中で実施すること
ができる。その結果得られる粒子を図1に示す。図1を
参照すると、低融点BiSn合金コーティングのコーテ
ィング表面2を有する5〜7マイクロメートル範囲のC
u粒子1が示されている。本発明によれば、低融点合金
コーティング2は、仕様適合性のいくつかの利点を与え
る。通常のはんだコーティングが約215℃で融解する
ことを考えると、このBiSn共晶合金の140℃とい
う融点は低いと言える。2つの合金の成分割合を変更す
ることによってこの融点の値を選択することができ、し
たがってプロセス・ウィンドウの新たな仕様を満たす能
力を提供する。さらに、BiSn合金コーティング2は
Cu粒子に耐食性を与える。
【0015】ある量のBiSnコーティングCu粒子粉
末をビヒクルまたは樹脂系に導入してペーストを形成
し、これを図2に示すように、絶縁回路バッキングを貫
通するバイア・ホールに加圧注入する。図2を参照する
と、絶縁体5の表面4のところのホール3の断面図が示
されている。この図は、それぞれの粒子の表面のコーテ
ィング2が、隣接する粒子および表面4の導体7とそれ
ぞれの接点のところで溶融冶金結合6を形成しているこ
とを示している。この冶金結合は、加熱加圧硬化サイク
ル下での固体結合または液固結合によるものである。十
分な加熱サイクルは150℃、30分である。十分な加
圧サイクルは、加熱サイクル期間中に圧力約35kg/
cm2(500psi(pound per square inch))をか
けるものである。
末をビヒクルまたは樹脂系に導入してペーストを形成
し、これを図2に示すように、絶縁回路バッキングを貫
通するバイア・ホールに加圧注入する。図2を参照する
と、絶縁体5の表面4のところのホール3の断面図が示
されている。この図は、それぞれの粒子の表面のコーテ
ィング2が、隣接する粒子および表面4の導体7とそれ
ぞれの接点のところで溶融冶金結合6を形成しているこ
とを示している。この冶金結合は、加熱加圧硬化サイク
ル下での固体結合または液固結合によるものである。十
分な加熱サイクルは150℃、30分である。十分な加
圧サイクルは、加熱サイクル期間中に圧力約35kg/
cm2(500psi(pound per square inch))をか
けるものである。
【0016】このビヒクルまたは樹脂系は溶剤を含ま
ず、脂環式エポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官能酸
化リモネンなどの熱硬化性樹脂を融剤樹脂と混合するこ
とによって調合される。酸化リモネン成分によってペー
ストの粘度を変更することができる。粘度を選択できる
ことは、ペーストを加圧注入しなければならないホール
の縦横比が大きいとき、および製造プロセスにスクリー
ン印刷が含まれるときに非常に有効である。融剤成分
は、粒子間の冶金結合および絶縁体表面の導体との冶金
結合を改善する。
ず、脂環式エポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官能酸
化リモネンなどの熱硬化性樹脂を融剤樹脂と混合するこ
とによって調合される。酸化リモネン成分によってペー
ストの粘度を変更することができる。粘度を選択できる
ことは、ペーストを加圧注入しなければならないホール
の縦横比が大きいとき、および製造プロセスにスクリー
ン印刷が含まれるときに非常に有効である。融剤成分
は、粒子間の冶金結合および絶縁体表面の導体との冶金
結合を改善する。
【0017】本発明の仕様変更および処理変更の柔軟性
を図3に示す。この図は、本発明の4つの調合物の例B
iSn48、BiSn49、BiSn53およびBiS
n54の特性および性能を、従来技術の標準的な市販調
合物AgCu01と比較したものである。
を図3に示す。この図は、本発明の4つの調合物の例B
iSn48、BiSn49、BiSn53およびBiS
n54の特性および性能を、従来技術の標準的な市販調
合物AgCu01と比較したものである。
【0018】本発明の全ての例および従来技術の例の電
気的および機械的な特性は、カン(Kang)他の技術論文
「Development of High Conductivity Lead(Pb)-Free C
onducting Adhesives」, IEEE Transactions on Compon
ents, Packaging and Manufacturing Technology, Part
A, Volume 21, No. 1、18〜22ページ中の20ペー
ジに記載の業界標準の接合試験技法を使用して確立した
ものである。
気的および機械的な特性は、カン(Kang)他の技術論文
「Development of High Conductivity Lead(Pb)-Free C
onducting Adhesives」, IEEE Transactions on Compon
ents, Packaging and Manufacturing Technology, Part
A, Volume 21, No. 1、18〜22ページ中の20ペー
ジに記載の業界標準の接合試験技法を使用して確立した
ものである。
【0019】図3を参照して以下の観察を進める。
【0020】例BiSn49、BiSn53およびBi
Sn54の電気的および機械的特性値は、市販例AgC
u01よりも優れている。
Sn54の電気的および機械的特性値は、市販例AgC
u01よりも優れている。
【0021】絶縁体が比較的に厚い場合、例えば絶縁体
の厚さが約0.267cm(約0.105インチ)、ホ
ール直径が約0.025cm(0.010インチ)、し
たがって縦横比が10以上の場合には、ホールを完全に
導電的に充てんするために、例BiSn49およびBi
Sn54の調合物が必要となろう。加熱加圧下の積層に
は、厚さ約0.010cm(0.004インチ)のペー
スト・コーティングを有するキャリア・フィルムを使用
することができる。
の厚さが約0.267cm(約0.105インチ)、ホ
ール直径が約0.025cm(0.010インチ)、し
たがって縦横比が10以上の場合には、ホールを完全に
導電的に充てんするために、例BiSn49およびBi
Sn54の調合物が必要となろう。加熱加圧下の積層に
は、厚さ約0.010cm(0.004インチ)のペー
スト・コーティングを有するキャリア・フィルムを使用
することができる。
【0022】絶縁体が比較的に薄い場合、例えば、絶縁
体の厚さが約0.061cm(約0.024インチ)、
ホール直径が約0.020cm(0.008インチ)、
したがって縦横比が3の場合には、例BiSn48によ
って与えられる中程度の流動特性を有するペースト調合
物が最善であろう。
体の厚さが約0.061cm(約0.024インチ)、
ホール直径が約0.020cm(0.008インチ)、
したがって縦横比が3の場合には、例BiSn48によ
って与えられる中程度の流動特性を有するペースト調合
物が最善であろう。
【0023】図3の樹脂%欄に挙げた材料は、以下のと
ころから満足のいくものが入手することができる。
ころから満足のいくものが入手することができる。
【0024】脂環式エポキシ樹脂は、ユニオン・カーバ
イド社(Union Carbide Inc.)によってBRL−422
1Eの名称で供給されている。
イド社(Union Carbide Inc.)によってBRL−422
1Eの名称で供給されている。
【0025】(+)酸化リモネン(シスおよびトランス
の混合物)は、オルドリッチ・ケミカル社(Aldrich Ch
emical Co.)によって21,832−4の名称で供給さ
れている。
の混合物)は、オルドリッチ・ケミカル社(Aldrich Ch
emical Co.)によって21,832−4の名称で供給さ
れている。
【0026】フェノキシ樹脂は、フェノキシ・スペシャ
リティーズ社(Phenoxy Specialties Co.)によってP
KHC(TM)(CAS)25068−38−6の名称
で供給されているPaphen(TM)フェノキシ樹脂
である。
リティーズ社(Phenoxy Specialties Co.)によってP
KHC(TM)(CAS)25068−38−6の名称
で供給されているPaphen(TM)フェノキシ樹脂
である。
【0027】融剤として、No Clean Flux
は、クオリテック・インターナショナル社(Qualitek I
nternational Inc.)によってQualitec#30
5融剤の名称で供給されている。
は、クオリテック・インターナショナル社(Qualitek I
nternational Inc.)によってQualitec#30
5融剤の名称で供給されている。
【0028】製造仕様の達成に柔軟性を与える粒子コー
ティングとビヒクル調合物の組合せを含む導電性接着剤
技術を記載した。
ティングとビヒクル調合物の組合せを含む導電性接着剤
技術を記載した。
【0029】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【0030】(1)絶縁層を貫通する導電性経路を使用
して前記絶縁層の少なくとも一方の表面上の少なくとも
1つの回路ノード・パッドに接触させる電子装置の製造
方法において、前記導電性経路は、接着ペーストを少な
くとも1つの絶縁層中の少なくとも1つのバイア・ホー
ルの中に入れることによって形成される方法であって、
粘度および低収縮に対して選択された熱硬化性樹脂と融
剤樹脂の混合物から成るビヒクル中に低融点金属でそれ
ぞれコーティングされた、ランダム・サイズのマイクロ
メートル粒径範囲の粒子が懸濁された接着ペーストを用
意する段階と、前記絶縁層中の前記バイア・ホールの中
に前記接着ペーストを導入する段階と、前記絶縁層中の
前記バイア・ホール中の前記接着ペーストを、前記金属
の前記低融点程度の加熱および加圧を伴うビヒクル硬化
サイクルにかける段階を含む方法。 (2)前記ランダム・サイズのマイクロメートル粒径範
囲の粒子が、Cu、Ni、Co、Ag、Pd、Pt、ポ
リマーおよびセラミックから成るグループから選択され
た材料から成り、粒径5〜7マイクロメートル範囲にあ
る、上記(1)に記載の改良式の方法。 (3)前記低融点金属が、In、Sn、In−Sn、S
n−Pb、Bi−Sn、Bi−Sn−InおよびInA
gから成るグループから選択された材料である、上記
(1)に記載の改良式の方法。 (4)前記ビヒクル中の前記熱硬化性樹脂が、脂環式エ
ポキシ、フェノキシ・ポリマー、および単官能酸化リモ
ネンから成るグループから選択される、上記(1)に記
載の改良式の方法。 (5)前記ビヒクル中の前記熱硬化性樹脂が、脂環式エ
ポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官能酸化リモネンお
よび融剤から成るグループから選択される、上記(3)
に記載の改良式の方法。 (6)前記粒子がCu、前記低融点金属がBi−Snで
あり、前記ビヒクル中の前記熱硬化性樹脂が、脂環式エ
ポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官能酸化リモネンお
よび融剤から成るグループから選択される、上記(1)
に記載の改良式の方法。 (7)前記粒子がCu、前記低融点金属がBi−Snで
あり、前記ビヒクル中の前記熱硬化性樹脂が、脂環式エ
ポキシ、フェノキシ・ポリマーおよび融剤から成るグル
ープから選択される、上記(1)に記載の改良式の方
法。 (8)絶縁層を貫通する導電性経路を使用して前記絶縁
層の少なくとも一方の表面上の少なくとも1つの回路ノ
ード・パッドに接触させる電子装置製造であって、前記
導電性経路が、コーティングした粒子をビヒクル中に懸
濁させた接着ペーストを少なくとも1つの絶縁層中の少
なくとも1つのバイア・ホールの中に入れることによっ
て形成される電子装置製造において、BiSnでそれぞ
れコーティングされ、脂環式エポキシ、フェノキシ・ポ
リマー、単官能酸化リモネンおよび融剤の混合物から成
るビヒクル中に懸濁したランダム・サイズの5〜7マイ
クロメートル粒径範囲Cu粒子を有する接着ペーストを
用意する段階と、前記少なくとも1つの絶縁層中の前記
少なくとも1つのバイア・ホールの中に前記接着ペース
トを導入する段階と、前記少なくとも1つの絶縁層中の
前記少なくとも1つのバイア・ホール中の前記接着ペー
ストを、前記金属の前記低融点程度の加熱および加圧を
含むビヒクル硬化サイクルにかける段階を含む改良式の
方法。 (9)絶縁層を貫通する導電性経路を使用して前記絶縁
層の少なくとも一方の表面上の少なくとも1つの回路ノ
ード・パッドに接触させる電子装置製造であって、前記
導電性経路が、コーティングした粒子をビヒクル中に懸
濁させた接着ペーストを少なくとも1つの絶縁層中の少
なくとも1つのバイア・ホールの中に入れることによっ
て形成される電子装置製造において、BiSnでそれぞ
れコーティングされ、脂環式エポキシ、フェノキシ・ポ
リマーおよび融剤の混合物から成るビヒクル中に懸濁し
たランダム・サイズの5〜7マイクロメートル粒径範囲
Cu粒子を有する接着ペーストを用意する段階と、前記
少なくとも1つの絶縁層中の前記少なくとも1つのバイ
ア・ホールの中に前記接着ペーストを導入する段階と、
前記少なくとも1つの絶縁層中の前記少なくとも1つの
バイア・ホール中の前記接着ペーストを、前記金属の前
記低融点程度の加熱および加圧を含むビヒクル硬化サイ
クルにかける段階を含む改良式の方法。 (10)絶縁層を貫通する導電性経路を使用して前記絶
縁層の少なくとも一方の表面上の少なくとも1つの回路
ノード・パッドに接触させる電子装置製造であって、前
記導電性経路が、コーティングした粒子をビヒクル中に
懸濁させた接着ペーストを少なくとも1つの絶縁層中の
少なくとも1つのバイア・ホールの中に入れることによ
って形成される電子装置製造において、BiSnでそれ
ぞれコーティングされ、脂環式エポキシ、フェノキシ・
ポリマー、単官能酸化リモネンおよび融剤の混合物から
成るビヒクル中に懸濁したランダム・サイズの5〜7マ
イクロメートル粒径範囲Cu粒子を有する接着ペースト
を用意する段階と、前記少なくとも1つの絶縁層中の前
記少なくとも1つのバイア・ホールの中に前記接着ペー
ストを導入する段階と、前記少なくとも1つの絶縁層中
の前記少なくとも1つのバイア・ホール中の前記接着ペ
ーストを、前記金属の前記低融点程度の加熱および加圧
を含むビヒクル硬化サイクルにかける段階を含む改良式
の方法。 (11)脂環式エポキシ、フェノキシ・ポリマーおよび
融剤から成る前記混合物の割合が、エポキシ86%、フ
ェノキシ・ポリマー10%、融剤4%である、上記
(9)に記載の改良式の方法。 (12)脂環式エポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官
能酸化リモネンおよび融剤から成る前記混合物の割合
が、エポキシ43%、フェノキシ・ポリマー10%、単
官能酸化リモネン43%、融剤4%である、上記(1
0)に記載の改良式の方法。 (13)脂環式エポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官
能酸化リモネンおよび融剤から成る前記混合物の割合
が、エポキシ4%、フェノキシ・ポリマー4%、単官能
酸化リモネン88%、融剤4%である、上記(10)に
記載の改良式の方法。 (14)粘度および低収縮に対して選択された熱硬化性
樹脂と融剤樹脂の混合物から成るビヒクルと、低融点金
属でそれぞれコーティングされた、ランダム・サイズの
マイクロメートル粒径範囲の粒子とを含む、バイア充て
ん用導電性接着剤。 (15)前記熱硬化性樹脂が、脂環式エポキシ、フェノ
キシ・ポリマー、および単官能酸化リモネンから成るグ
ループから選択される、上記(5)に記載の導電性接着
剤。
して前記絶縁層の少なくとも一方の表面上の少なくとも
1つの回路ノード・パッドに接触させる電子装置の製造
方法において、前記導電性経路は、接着ペーストを少な
くとも1つの絶縁層中の少なくとも1つのバイア・ホー
ルの中に入れることによって形成される方法であって、
粘度および低収縮に対して選択された熱硬化性樹脂と融
剤樹脂の混合物から成るビヒクル中に低融点金属でそれ
ぞれコーティングされた、ランダム・サイズのマイクロ
メートル粒径範囲の粒子が懸濁された接着ペーストを用
意する段階と、前記絶縁層中の前記バイア・ホールの中
に前記接着ペーストを導入する段階と、前記絶縁層中の
前記バイア・ホール中の前記接着ペーストを、前記金属
の前記低融点程度の加熱および加圧を伴うビヒクル硬化
サイクルにかける段階を含む方法。 (2)前記ランダム・サイズのマイクロメートル粒径範
囲の粒子が、Cu、Ni、Co、Ag、Pd、Pt、ポ
リマーおよびセラミックから成るグループから選択され
た材料から成り、粒径5〜7マイクロメートル範囲にあ
る、上記(1)に記載の改良式の方法。 (3)前記低融点金属が、In、Sn、In−Sn、S
n−Pb、Bi−Sn、Bi−Sn−InおよびInA
gから成るグループから選択された材料である、上記
(1)に記載の改良式の方法。 (4)前記ビヒクル中の前記熱硬化性樹脂が、脂環式エ
ポキシ、フェノキシ・ポリマー、および単官能酸化リモ
ネンから成るグループから選択される、上記(1)に記
載の改良式の方法。 (5)前記ビヒクル中の前記熱硬化性樹脂が、脂環式エ
ポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官能酸化リモネンお
よび融剤から成るグループから選択される、上記(3)
に記載の改良式の方法。 (6)前記粒子がCu、前記低融点金属がBi−Snで
あり、前記ビヒクル中の前記熱硬化性樹脂が、脂環式エ
ポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官能酸化リモネンお
よび融剤から成るグループから選択される、上記(1)
に記載の改良式の方法。 (7)前記粒子がCu、前記低融点金属がBi−Snで
あり、前記ビヒクル中の前記熱硬化性樹脂が、脂環式エ
ポキシ、フェノキシ・ポリマーおよび融剤から成るグル
ープから選択される、上記(1)に記載の改良式の方
法。 (8)絶縁層を貫通する導電性経路を使用して前記絶縁
層の少なくとも一方の表面上の少なくとも1つの回路ノ
ード・パッドに接触させる電子装置製造であって、前記
導電性経路が、コーティングした粒子をビヒクル中に懸
濁させた接着ペーストを少なくとも1つの絶縁層中の少
なくとも1つのバイア・ホールの中に入れることによっ
て形成される電子装置製造において、BiSnでそれぞ
れコーティングされ、脂環式エポキシ、フェノキシ・ポ
リマー、単官能酸化リモネンおよび融剤の混合物から成
るビヒクル中に懸濁したランダム・サイズの5〜7マイ
クロメートル粒径範囲Cu粒子を有する接着ペーストを
用意する段階と、前記少なくとも1つの絶縁層中の前記
少なくとも1つのバイア・ホールの中に前記接着ペース
トを導入する段階と、前記少なくとも1つの絶縁層中の
前記少なくとも1つのバイア・ホール中の前記接着ペー
ストを、前記金属の前記低融点程度の加熱および加圧を
含むビヒクル硬化サイクルにかける段階を含む改良式の
方法。 (9)絶縁層を貫通する導電性経路を使用して前記絶縁
層の少なくとも一方の表面上の少なくとも1つの回路ノ
ード・パッドに接触させる電子装置製造であって、前記
導電性経路が、コーティングした粒子をビヒクル中に懸
濁させた接着ペーストを少なくとも1つの絶縁層中の少
なくとも1つのバイア・ホールの中に入れることによっ
て形成される電子装置製造において、BiSnでそれぞ
れコーティングされ、脂環式エポキシ、フェノキシ・ポ
リマーおよび融剤の混合物から成るビヒクル中に懸濁し
たランダム・サイズの5〜7マイクロメートル粒径範囲
Cu粒子を有する接着ペーストを用意する段階と、前記
少なくとも1つの絶縁層中の前記少なくとも1つのバイ
ア・ホールの中に前記接着ペーストを導入する段階と、
前記少なくとも1つの絶縁層中の前記少なくとも1つの
バイア・ホール中の前記接着ペーストを、前記金属の前
記低融点程度の加熱および加圧を含むビヒクル硬化サイ
クルにかける段階を含む改良式の方法。 (10)絶縁層を貫通する導電性経路を使用して前記絶
縁層の少なくとも一方の表面上の少なくとも1つの回路
ノード・パッドに接触させる電子装置製造であって、前
記導電性経路が、コーティングした粒子をビヒクル中に
懸濁させた接着ペーストを少なくとも1つの絶縁層中の
少なくとも1つのバイア・ホールの中に入れることによ
って形成される電子装置製造において、BiSnでそれ
ぞれコーティングされ、脂環式エポキシ、フェノキシ・
ポリマー、単官能酸化リモネンおよび融剤の混合物から
成るビヒクル中に懸濁したランダム・サイズの5〜7マ
イクロメートル粒径範囲Cu粒子を有する接着ペースト
を用意する段階と、前記少なくとも1つの絶縁層中の前
記少なくとも1つのバイア・ホールの中に前記接着ペー
ストを導入する段階と、前記少なくとも1つの絶縁層中
の前記少なくとも1つのバイア・ホール中の前記接着ペ
ーストを、前記金属の前記低融点程度の加熱および加圧
を含むビヒクル硬化サイクルにかける段階を含む改良式
の方法。 (11)脂環式エポキシ、フェノキシ・ポリマーおよび
融剤から成る前記混合物の割合が、エポキシ86%、フ
ェノキシ・ポリマー10%、融剤4%である、上記
(9)に記載の改良式の方法。 (12)脂環式エポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官
能酸化リモネンおよび融剤から成る前記混合物の割合
が、エポキシ43%、フェノキシ・ポリマー10%、単
官能酸化リモネン43%、融剤4%である、上記(1
0)に記載の改良式の方法。 (13)脂環式エポキシ、フェノキシ・ポリマー、単官
能酸化リモネンおよび融剤から成る前記混合物の割合
が、エポキシ4%、フェノキシ・ポリマー4%、単官能
酸化リモネン88%、融剤4%である、上記(10)に
記載の改良式の方法。 (14)粘度および低収縮に対して選択された熱硬化性
樹脂と融剤樹脂の混合物から成るビヒクルと、低融点金
属でそれぞれコーティングされた、ランダム・サイズの
マイクロメートル粒径範囲の粒子とを含む、バイア充て
ん用導電性接着剤。 (15)前記熱硬化性樹脂が、脂環式エポキシ、フェノ
キシ・ポリマー、および単官能酸化リモネンから成るグ
ループから選択される、上記(5)に記載の導電性接着
剤。
【図1】コーティングされたマイクロメートル粒径範囲
の単一のランダム・サイズ粒子の断面図である。
の単一のランダム・サイズ粒子の断面図である。
【図2】コーティングされた粒子間の交点および粒子/
導体交点の接点領域における冶金結合の断面図である。
導体交点の接点領域における冶金結合の断面図である。
【図3】本発明の例示的な調合物の特性および性能を、
従来技術の市販調合物と比較した表である。
従来技術の市販調合物と比較した表である。
1 5〜7マイクロメートル範囲のCu粒子 2 低融点BiSn合金コーティング 3 ホール 4 絶縁体5の表面 5 絶縁体 6 溶融冶金結合 7 導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09J 201/00 C09J 201/00 H01B 1/00 H01B 1/00 C (72)発明者 ジェフリー・ドナルド・ジェローム アメリカ合衆国06062 コネチカット州プ レーンヴィル ヘミングウェイ・ストリー ト 30 (72)発明者 スン・クォン・カン アメリカ合衆国10514 ニューヨーク州チ ャパクゥア メイベリー・ロード 36 (72)発明者 コンスタンティノス・パパトマス アメリカ合衆国13760 ニューヨーク州エ ンディコット コヴェントリー・ロード 75 (72)発明者 サンパス・プルショサマン アメリカ合衆国10598 ニューヨーク州ヨ ークタウン・ハイツ ラヴォ・コート 2075
Claims (6)
- 【請求項1】絶縁層を貫通する導電性経路を使用して前
記絶縁層の少なくとも一方の表面上の少なくとも1つの
回路ノード・パッドに接触させる電子装置の製造方法に
おいて、前記導電性経路は、接着ペーストを少なくとも
1つの絶縁層中の少なくとも1つのバイア・ホールの中
に入れることによって形成される方法であって、 粘度および低収縮に対して選択された熱硬化性樹脂と融
剤樹脂の混合物から成るビヒクル中に低融点金属でそれ
ぞれコーティングされた、ランダム・サイズのマイクロ
メートル粒径範囲の粒子が懸濁された接着ペーストを用
意する段階と、 前記絶縁層中の前記バイア・ホールの中に前記接着ペー
ストを導入する段階と、 前記絶縁層中の前記バイア・ホール中の前記接着ペース
トを、前記金属の前記低融点程度の加熱および加圧を伴
うビヒクル硬化サイクルにかける段階を含む方法。 - 【請求項2】前記ランダム・サイズのマイクロメートル
粒径範囲の粒子が、Cu、Ni、Co、Ag、Pd、P
t、ポリマーおよびセラミックから成るグループから選
択された材料から成り、粒径5〜7マイクロメートル範
囲にある、請求項1に記載の改良式の方法。 - 【請求項3】前記低融点金属が、In、Sn、In−S
n、Sn−Pb、Bi−Sn、Bi−Sn−Inおよび
InAgから成るグループから選択された材料である、
請求項1に記載の改良式の方法。 - 【請求項4】前記ビヒクル中の前記熱硬化性樹脂が、脂
環式エポキシ、フェノキシ・ポリマー、および単官能酸
化リモネンから成るグループから選択される、請求項1
に記載の改良式の方法。 - 【請求項5】粘度および低収縮に対して選択された熱硬
化性樹脂と融剤樹脂の混合物から成るビヒクルと、 低融点金属でそれぞれコーティングされた、ランダム・
サイズのマイクロメートル粒径範囲の粒子とを含む、バ
イア充てん用導電性接着剤。 - 【請求項6】前記熱硬化性樹脂が、脂環式エポキシ、フ
ェノキシ・ポリマー、および単官能酸化リモネンから成
るグループから選択される、請求項5に記載の導電性接
着剤。
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