【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性微粒子を含むハンダペースト、及びこれを用いて接続された、接続信頼性の高い導電接続構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等のモバイル通信機器、液晶ディスプレー、パーソナルコンピュータ等のエレクトロニクス製品において、電子部品等の電極とプリント基板の電極との電気的接続には、微細な電極を対向させて導電性微粒子やハンダペーストを用いて接続する方法が用いられていた。
近年、上記エレクトロニクス製品の高機能・多機能化及び小型軽量化に伴い、これに使用される半導体素子、半導体部品、電子部品等の高密度化、小型化が求められている。
【０００３】
これに対応するために、半導体パッケージを３次元に配置したり、３次元に配置したものを一つの半導体パッケージとして構成することが行われている。
しかしながら、当然、その結果として半導体パッケージの高さは高くなるという問題点が発生し、より低背化が要望されていた。
上記導電性微粒子を用いる方法では、微粒子の粒径を小さくすることにより半導体パッケージの低背化は比較的容易に達成できるものの、電極部との接合面積が小さくなるため、導電接続の信頼性を確保することが困難であった。
【０００４】
また、通常、ハンダ粉と有機酸からなるフラックスや溶剤とその他の添加剤とを含有してなるハンダペーストを用いる方法は、例えば、実装用基板の実装予定部に予めハンダペーストを印刷しておいて接続端子たる電極を構成し、次いで電子部品をその部分に搭載し、これを自動ライン上でリフローし、はんだ付けをする形で用いられる（例えば、特許文献１参照）。従って、電極部との接合面積は確保できるが、低背化により、電子部品と基板との線膨張係数等の相違から生じる歪み応力に対応し切れず、やはり導電接続の信頼性を確保することが困難であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１０９１８８号公報（段落０００２）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来のハンダペーストが惹起する問題点、及び導電接続構造体の製造方法における問題点に鑑み、低背化と共に導電接続の信頼性を確保し得るハンダペースト、及び低背化と共に導電接続の信頼性を確保した導電接続構造体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、半導体チップ又は電子部品等の電極と実装用基板の電極とを接続するためのハンダペーストであって、樹脂製基材微粒子の表面に最外層がハンダである１層以上の金属層が形成されてなる導電性微粒子が、フラックスに分散されてなるハンダペーストを提供する。
また、請求項２記載の発明は、半導体チップ又は電子部品等の電極と実装基板の電極とが請求項１記載のハンダペーストを用いて接続されてなる導電接続構造体を提供する。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
【０００８】
本発明のハンダペーストは、半導体チップ又は電子部品等の電極と実装用基板の電極とを接続するために用いられる。
例えば、電子部品としては、コンデンサー、抵抗器、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）形態の半導体デバイス等が挙げられる。
また、本発明において用いられる導電性微粒子は、樹脂製基材微粒子の表面に最外層がハンダである１層以上の金属層が形成されてなるものである。
樹脂製基材微粒子は樹脂の有する応力緩和効果により、接続部に或る程度の応力がかかっても吸収もしくは緩和することができる。
【０００９】
上記樹脂製基材微粒子を構成する樹脂としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン誘導体；塩化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；アクリロニトリル等の不飽和ニトリル類；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、エチレングリコール（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル誘導体等を重合した物等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよく、２種以上を併用しても良い。
【００１０】
また、上記樹脂製基材微粒子を構成する樹脂を合成する際には、例えばジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン、ポリエチレングリコールジ（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、ネオペンチルグリコールジ（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、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート及びその異性体、トリアリルイソシアヌレート及びその誘導体等の架橋性単量体を加えても良い。これら架橋性単量体は単独で用いてもよく、２種以上を併用しても良い。
【００１１】
上記樹脂製基材微粒子の形状は特に限定されず、通常、球形、楕円形のもの等が用いられ、導電性微粒子の形状も、一般に、球形、楕円形のもの等が用いられる。
【００１２】
上記金属層は、導電性の高い金属もしくは合金から構成されていることが好ましい。その例としては、例えば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、錫、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、カドミウム、珪素等、及び、ハンダ等のこれらの合金等が挙げられる。
【００１３】
上記金属層は、２層以上の多層構造からなるものであってもよい。各層を構成する金属は、同じ金属であってもよいし、層ごとに異なる金属であってもよいが、最外層はハンダから構成されていることを要する。ハンダとしては、通常、鉛と錫との共晶ハンダが用いられるが、鉛と錫に少量の銀、アンチモン、ビスマスもしくはひ素等が含まれていてもよい。
更に、環境に配慮する観点から鉛を含まず、錫と銀、亜鉛、銅、ビスマス、もしくはインジウム等が含まれているものであってもよい。
上記金属層の厚さは特に限定されないが、好ましくは樹脂製基材微粒子の粒径の１０〜３０％程度とされる。
最外層のハンダ層の厚さは特に限定されないが、好ましくは樹脂製基材微粒子の粒径の３０〜５０％とされる。
【００１４】
上記金属層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、上記樹脂製基材微粒子表面に無電解メッキ等により形成する方法等が挙げられる。
本発明のハンダペーストは、上記導電性微粒子が、フラックスに分散されて構成されている。
フラックスは、ハンダ付けする母材（即ち、半導体チップ、各種電子部品、実装用基板等）及びハンダ層の表面の金属酸化物皮膜を溶解・除去して濡れ性を高めると共に、ハンダ付けする際に、熱によって母材及びハンダ層の表面が酸化されないようにこれらの表面を覆い、更に、ハンダの濡れ性を向上させるために用いられる。
【００１５】
フラックスは、通常、活性剤である有機酸、アミン等の塩基性化合物の無機酸塩、その他の活性剤、ロジンまたはそれに代わる樹脂成分、チキソトロピー剤、及び溶剤等を含んでおり、本発明のハンダペーストは、上記導電性微粒子が、一般に、８０〜９０重量％の割合でフラックスに分散されて構成されている。
【００１６】
通常、ハンダペーストはプリント基板の上に定量的にスクリーン印刷などにより塗装され、ハンダペーストを印刷または塗装した場所に回路部品が搭載され、次いではんだペーストがリフローされる。リフローとは、はんだペーストを予備加熱を含めてはんだが充分溶融するまで加熱し、次いで冷却固化させる一連の工程を意味する。
【００１７】
フラックスとして配合される成分のうち、樹脂成分としては、例えば、天然ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、変成ロジン、合成樹脂としてはポリエステル、ポリウレタン、アクリル系樹脂その他が用いられる。
【００１８】
活性剤としては、アニリン臭化水素酸塩、イソプロピルアミン塩酸塩、モノエチルアミン臭化水素酸塩、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩などのアミンハロゲン塩、アミンの有機酸塩、蟻酸、酢酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸等の有機モノカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸等の有機ジカルボン酸およびその無水物、またハロゲン化炭化水素、例えば２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、１，３−ジブロモ−２−プロパノールのようなハロゲン化アルコール等が挙げられる。
【００１９】
溶剤としてはアルコール、ケトン、エステル、芳香族系の溶剤が挙げられ、具体的にはベンジルアルコール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、ターピネオール、トルエン、キシレン、テトラリン、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルなどが挙げられる。
【００２０】
また印刷性を改善するために添加されるチクソトロピー剤としては、微細なシリカ粒子、カオリン粒子などの無機系のもの、水添ヒマシ油、硬化ヒマシ油などの有機系のものが用いられる。この外に、酸化防止剤、銅害防止剤等の添加剤が加えてあってもよい。
【００２１】
本発明のハンダペーストは、例えば、上記導電性微粒子８０〜９０重量％、活性剤０．０２〜２重量％，溶剤０．０５〜０．１重量％、ロジンまたは樹脂成分８〜１０重量％、必要によりチクソトロピー剤を混合して得られる。混合はプラネタリーミキサー等公知の装置を用いて行われる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の導電接続構造体は、半導体チップ又は電子部品等の電極と実装用基板の電極とが本発明のハンダペーストを用いて接続されてなるものであり、以下に図面を参照しながら説明する。
図１〜図３は、半導体チップの電極と実装用基板の電極との導電接続構造体を得る際の説明図であり、図１は、半導体チップ１の接続端子（電極）１２、１２に、図示しないマスキング部材を用いてハンダペースト３を印刷した直後の状態を示す模式的断面図である。
図２は、図１に示した接続端子（電極）１２上のハンダペースト３を、リフローして略ボール状とした後、予め用意しておいた、電極５４にハンダペースト３を印刷した実装用基板５と、電極同士が対向するように位置を整えた状態を示す模式的断面図である。
図３は、本発明の導電接続構造体の実施形態の一を示す模式的断面図であり、図２の状態から電極１４上のハンダペースト３をリフローして略ボール状とした後、半導体チップ１と実装用基板５とを対向状態で実装して電極１２及び電極５４をハンダペースト３を介して再度リフローを行って接続し、導電接続構造体を得た状態である。
【００２３】
また、図４及び図５は、電子部品の電極と実装用基板の電極との導電接続構造体を得る際の説明図であり、図４は図２と略対応するもので、実装用基板５の電極５４にはハンダペースト３が印刷されており、電子部品６の接続端子（電極）６７、６７を電極５４と相対する位置に整えた状態を示す模式的断面図である。図５は、本発明の導電接続構造体の実施形態の他の一を示す模式的断面図であり、図４の状態から電極４上のハンダペースト３をリフローして略ボール状とした後、電子部品６と実装用基板５とを対向状態で実装して電極６７及び電極５４をハンダペースト３を介して再度リフローを行って接続し、導電接続構造体を得た状態である。
【００２４】
【実施例】
以下実施例により発明の内容をさらに具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。
（実施例１及び比較例１）
平均粒径が５μｍのジビニルベンゼン架橋重合体からなる樹脂製基材微粒子に、金属層の第１層としてニッケルめっきを施した後、電解めっき法により銅めっきをして金属層の第２層を形成した。更にその上に、錫９６．５％、銀３．５％からなるハンダ合金めっきを施して、最外層がハンダである３層構成の金属層が形成された粒径１０μｍの導電性微粒子を得た。
【００２５】
この導電性微粒子を、ベースとなる樹脂成分として重合ロジンを９８重量％、活性剤としてステアリン酸１．５重量％、溶剤としてエタノール０．５重量％からなるフラックスに添加・分散させて、導電性のハンダペーストを得た。導電性微粒子とフラックスとの配合割合は、導電性微粒子が８０重量％、フラックスが２０重量％であった。
【００２６】
得られたハンダペーストを、直径φ２４０μｍの接続端子（電極）を８１個有する□６ｍｍ角の半導体チップの前記接続端子に印刷し、１５０℃、１分間のプリヒートの後、ピーク温度２４０℃（２２５℃以上、２０秒）で加熱後、室温まで徐冷し、電極（バンプ）を形成し、半導体パッケージを得た。
得られた半導体パッケージを、直径φ２４０μｍの接続端子（電極）を８１個有するプリント基板に、ハンダペーストを介して搭載し、リフローを行い、半導体パッケージとプリント基板との導電接続構造体を得た。
得られた導電接続構造体は、φ３００μｍの導電性微粒子を上記導電性のハンダペーストの代わりに用いて得た導電接続構造体（比較例１）に比べて、低背化が実現されており、従来のハンダ粉を含んだハンダペーストを使用した印刷法によって得られた導電接続構造体（後述の比較例２）と、同程度の高さにすることができた。
【００２７】
〔接続信頼性の評価〕
得られた導電接続構造体に−２５℃〜１２５℃の温度サイクル試験を施したところ、実施例１の導電接続構造体は、１０００サイクルの試験終了時点で、不良発生は認められなかった（ｎ＝２０）。尚、−２５℃〜１２５℃各１０分、常温晒し１分を１サイクルとする温度サイクル試験を行った。
（比較例２）
従来のハンダ粉を含んだハンダペーストを使用した以外は実施例１と同様にして、印刷法によって導電接続構造体を作製し、実施例１と同様にして−２５℃〜１２５℃の温度サイクル試験を行った。
その結果、ｎ＝２０の全てが、導通不良を起こした。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のハンダペーストは、樹脂製基材微粒子の表面に最外層がハンダである１層以上の金属層が形成されてなる導電性微粒子が、フラックスに分散されてなるので、半導体チップ又は電子部品等の電極と実装用基板の電極との接続に用いた際に、導電性微粒子の最外層に形成されたハンダがリフローすることによって、結合した導電性微粒子は恰も一つの焼結された金属のようになって接続部の導電性を改善するとともに、樹脂製基材微粒子の有する応力緩和作用と相俟って耐久性を向上させ、結局、導電接続構造体の低背化を図り得るとともに、接続信頼性の高い導電接続構造体を提供することができる。
一方、一般に、導電接続構造体の接続端子部等の高さを低くすると、接続信頼性は低下するものであるが、本発明の導電接続構造体は、上記本発明のハンダペーストを用いて、半導体チップ又は電子部品等の電極と実装基板の電極とが接続されてなるので、低背化を達成できているとともに、高い接続信頼性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体チップに本発明のハンダペーストを印刷した状態を示す模式的断面図。
【図２】半導体チップと実装基板とを、電極が対向するように配設した状態を示す模式的断面図。
【図３】本発明の導電接続構造体の一例を示す模式的断面図。
【図４】実装基板に電子部品を搭載する直前の状態を示す、部分的模式的断面図。
【図５】本発明の導電接続構造体の他の一例を示す、部分的模式的断面図。
【符号の説明】
１ ・・・半導体チップ
１２・・・接続端子（電極）
３ ・・・ハンダペースト
５ ・・・実装用基板
５４・・・電極
６ ・・・電子部品
６７・・・接続端子（電極）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solder paste containing conductive fine particles, and a conductive connection structure having high connection reliability, which is connected using the paste.
[0002]
[Prior art]
In electronic products such as mobile communication devices such as mobile phones, liquid crystal displays, and personal computers, the electrical connection between the electrodes of electronic components and the electrodes of the printed circuit board is made by opposing fine electrodes to make conductive fine particles and solder paste. A method of connecting using a method has been used.
In recent years, as the above-mentioned electronic products have become highly functional and multifunctional and have been reduced in size and weight, there has been a demand for higher density and smaller size of semiconductor elements, semiconductor components, electronic components and the like used therein.
[0003]
In order to cope with this, it has been practiced to arrange the semiconductor packages three-dimensionally and to configure the three-dimensionally arranged semiconductor package as one semiconductor package.
However, naturally, as a result, the height of the semiconductor package is increased, and a reduction in height has been demanded.
In the method using the conductive fine particles, the height of the semiconductor package can be relatively easily reduced by reducing the particle size of the fine particles. However, since the bonding area with the electrode portion is reduced, the reliability of the conductive connection is reduced. It was difficult to secure.
[0004]
In addition, usually, a method of using a solder paste containing a flux composed of a solder powder and an organic acid, or a solvent and other additives is performed, for example, by printing a solder paste in advance on a mounting portion of a mounting substrate in advance. Then, an electrode as a connection terminal is formed, and then an electronic component is mounted on the portion, which is reflowed on an automatic line and used in a form of soldering (for example, see Patent Document 1). Therefore, although the bonding area with the electrode part can be ensured, due to the reduction in height, it is not possible to cope with the strain stress generated due to the difference in the coefficient of linear expansion between the electronic component and the substrate, and also to ensure the reliability of the conductive connection. Was difficult.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-109188 (paragraph 0002).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems caused by the conventional solder paste, and problems in a method of manufacturing a conductive connection structure. An object of the present invention is to provide a conductive connection structure in which the reliability of the conductive connection is ensured.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a solder paste for connecting an electrode of a semiconductor chip or an electronic component and an electrode of a mounting board, and the solder paste is applied to a surface of a resin base material fine particle. Provided is a solder paste in which conductive fine particles formed by forming one or more metal layers whose outermost layers are solder are dispersed in a flux.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a conductive connection structure in which electrodes of a semiconductor chip or an electronic component are connected to electrodes of a mounting board using the solder paste of the first aspect.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[0008]
The solder paste of the present invention is used for connecting electrodes of a semiconductor chip or an electronic component to electrodes of a mounting substrate.
For example, examples of the electronic component include a capacitor, a resistor, and a semiconductor device in an LGA (Land Grid Array) form.
The conductive fine particles used in the present invention are obtained by forming at least one metal layer having an outermost layer of solder on the surface of resin-made base fine particles.
Due to the stress relaxation effect of the resin, the resin base particles can be absorbed or relaxed even when a certain level of stress is applied to the connection portion.
[0009]
Examples of the resin constituting the resin base fine particles include styrene derivatives such as styrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, and chloromethylstyrene; vinyl chloride; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; Unsaturated nitriles such as acrylonitrile; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, ethylene glycol (meth) Examples thereof include products obtained by polymerizing (meth) acrylate derivatives such as acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, pentafluoropropyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate. These resins may be used alone or in combination of two or more.
[0010]
When synthesizing the resin constituting the resin base particles, for example, divinylbenzene, divinylbiphenyl, divinylnaphthalene, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, Pentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolpropane tetra (meth) acrylate, diallyl phthalate and its isomers, triallyl isocyanurate and its derivatives, etc. May be added. These crosslinkable monomers may be used alone or in combination of two or more.
[0011]
The shape of the resin substrate fine particles is not particularly limited, and a spherical or elliptical shape is generally used. The conductive fine particles also generally have a spherical or elliptical shape.
[0012]
The metal layer is preferably made of a highly conductive metal or alloy. Examples thereof include, for example, gold, silver, copper, platinum, zinc, iron, tin, lead, aluminum, cobalt, indium, nickel, chromium, titanium, antimony, bismuth, germanium, cadmium, silicon, and the like, and solder. And the like of these alloys.
[0013]
The metal layer may have a multilayer structure of two or more layers. The metal forming each layer may be the same metal or a different metal for each layer, but the outermost layer needs to be formed of solder. As the solder, a eutectic solder of lead and tin is usually used, but lead and tin may contain a small amount of silver, antimony, bismuth or arsenic.
Furthermore, from the viewpoint of consideration for the environment, lead may not be contained, but may contain tin and silver, zinc, copper, bismuth, indium, or the like.
The thickness of the metal layer is not particularly limited, but is preferably about 10 to 30% of the particle diameter of the resin base particles.
The thickness of the outermost solder layer is not particularly limited, but is preferably set to 30 to 50% of the particle diameter of the resin base material fine particles.
[0014]
The method for forming the metal layer is not particularly limited, and includes, for example, a method of forming the surface of the resin base material fine particles by electroless plating or the like.
The solder paste of the present invention is configured such that the conductive fine particles are dispersed in a flux.
The flux increases the wettability by dissolving and removing the base material to be soldered (that is, semiconductor chips, various electronic components, mounting substrates, etc.) and the metal oxide film on the surface of the solder layer. It is used to cover the surfaces of the base material and the solder layer so as not to be oxidized by heat, and to further improve the wettability of the solder.
[0015]
The flux usually contains an organic acid as an activator, an inorganic acid salt of a basic compound such as an amine, another activator, a resin component instead of rosin, a thixotropic agent, a solvent, and the like. The paste is composed of the conductive fine particles dispersed in a flux at a ratio of generally 80 to 90% by weight.
[0016]
Usually, the solder paste is quantitatively applied on a printed circuit board by screen printing or the like, and circuit components are mounted on the printed or painted solder paste, and then the solder paste is reflowed. Reflow refers to a series of steps of heating the solder paste, including preheating, until the solder is sufficiently melted, and then cooling and solidifying.
[0017]
Among the components blended as a flux, for example, natural rosin, disproportionated rosin, polymerized rosin, modified rosin, and synthetic resin such as polyester, polyurethane, and acrylic resin are used as the resin component.
[0018]
Examples of the activator include amine halides such as aniline hydrobromide, isopropylamine hydrochloride, monoethylamine hydrobromide, diphenylguanidine hydrobromide, organic acid salts of amines, formic acid, acetic acid, and myristic acid. , Palmitic acid, stearic acid, organic monocarboxylic acids such as benzoic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, fumaric acid, organic dicarboxylic acids such as maleic acid and anhydrides thereof, and also halogenated hydrocarbons, for example. Examples thereof include halogenated alcohols such as 2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol and 1,3-dibromo-2-propanol.
[0019]
Examples of the solvent include alcohols, ketones, esters, and aromatic solvents.Specifically, benzyl alcohol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, butyl carbitol, terpineol, toluene, xylene, tetralin, propylene Glycol monophenyl ether, diethylene glycol monohexyl ether and the like can be mentioned.
[0020]
As the thixotropic agent added to improve printability, inorganic agents such as fine silica particles and kaolin particles, and organic agents such as hydrogenated castor oil and hydrogenated castor oil are used. In addition, additives such as an antioxidant and a copper damage inhibitor may be added.
[0021]
The solder paste of the present invention comprises, for example, 80 to 90% by weight of the conductive fine particles, 0.02 to 2% by weight of an activator, 0.05 to 0.1% by weight of a solvent, 8 to 10% by weight of a rosin or resin component, If necessary, it can be obtained by mixing a thixotropic agent. Mixing is performed using a known device such as a planetary mixer.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The conductive connection structure of the present invention is formed by connecting electrodes of a semiconductor chip or an electronic component and electrodes of a mounting board using the solder paste of the present invention, and will be described below with reference to the drawings. .
1 to 3 are explanatory diagrams for obtaining a conductive connection structure between an electrode of a semiconductor chip and an electrode of a mounting substrate. FIG. 1 shows connection terminals (electrodes) 12 and 12 of a semiconductor chip 1. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state immediately after printing a solder paste 3 using a masking member (not shown).
FIG. 2 shows a mounting method in which the solder paste 3 on the connection terminals (electrodes) 12 shown in FIG. 1 is reflowed into a substantially ball shape, and the solder paste 3 prepared on the electrode 54 is printed in advance. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a position is adjusted so that a substrate 5 and electrodes face each other.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the conductive connection structure of the present invention. After reflowing the solder paste 3 on the electrode 14 from the state of FIG. 1 and the mounting substrate 5 are mounted in an opposed state, and the electrodes 12 and the electrodes 54 are connected again by reflowing via the solder paste 3 to obtain a conductive connection structure.
[0023]
FIGS. 4 and 5 are explanatory diagrams for obtaining a conductive connection structure between the electrodes of the electronic component and the electrodes of the mounting substrate. FIG. 4 substantially corresponds to FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which solder paste 3 is printed on the electrodes 54 and connection terminals (electrodes) 67 of the electronic component 6 are arranged at positions facing the electrodes 54. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the conductive connection structure of the present invention. After reflowing the solder paste 3 on the electrode 4 from the state of FIG. In this state, the electronic component 6 and the mounting substrate 5 are mounted in an opposed state, and the electrode 67 and the electrode 54 are connected again by reflow via the solder paste 3 to obtain a conductive connection structure.
[0024]
【Example】
Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
(Example 1 and Comparative Example 1)
After nickel plating is applied as a first layer of a metal layer to fine resin particles made of a crosslinked divinylbenzene polymer having an average particle diameter of 5 μm, copper plating is performed by an electrolytic plating method to form a second layer of the metal layer. Formed. Furthermore, a solder alloy plating composed of 96.5% of tin and 3.5% of silver is applied thereon to obtain conductive fine particles having a particle diameter of 10 μm on which a three-layered metal layer whose outermost layer is solder is formed. Was.
[0025]
The conductive fine particles are added and dispersed in a flux composed of 98% by weight of polymerized rosin as a resin component serving as a base, 1.5% by weight of stearic acid as an activator, and 0.5% by weight of ethanol as a solvent. Was obtained. The mixing ratio of the conductive fine particles to the flux was 80% by weight of the conductive fine particles and 20% by weight of the flux.
[0026]
The obtained solder paste is printed on the connection terminals of a 6 mm square semiconductor chip having 81 connection terminals (electrodes) having a diameter of 240 μm, and after preheating at 150 ° C. for 1 minute, a peak temperature of 240 ° C. (225 ° C.) After heating for 20 seconds as described above, the resultant was gradually cooled to room temperature to form electrodes (bumps) to obtain a semiconductor package.
The obtained semiconductor package was mounted on a printed circuit board having 81 connection terminals (electrodes) having a diameter of 240 μm via solder paste, and reflow was performed to obtain a conductive connection structure between the semiconductor package and the printed circuit board.
The height of the obtained conductive connection structure is reduced as compared with the conductive connection structure (Comparative Example 1) obtained by using conductive fine particles of φ300 μm instead of the conductive solder paste. The conductive connection structure (Comparative Example 2 described later) obtained by a printing method using a solder paste containing conventional solder powder could be made as high as the conductive connection structure.
[0027]
[Evaluation of connection reliability]
When a temperature cycle test of −25 ° C. to 125 ° C. was performed on the obtained conductive connection structure, no failure was found in the conductive connection structure of Example 1 at the end of the 1000 cycle test (n = 20). A temperature cycle test was performed in which each cycle was performed at -25 ° C. to 125 ° C. for 10 minutes and at room temperature for 1 minute.
(Comparative Example 2)
A conductive connection structure was produced by a printing method in the same manner as in Example 1 except that a solder paste containing conventional solder powder was used, and a temperature cycle test at −25 ° C. to 125 ° C. in the same manner as in Example 1. Was done.
As a result, all of n = 20 caused conduction failure.
[0028]
【The invention's effect】
The solder paste of the present invention is formed by dispersing, in a flux, conductive fine particles in which at least one metal layer whose outermost layer is solder is formed on the surface of a resin base fine particle, and is dispersed in a flux. When used for connection between the electrodes of the mounting substrate and the electrodes of the mounting substrate, the solder formed on the outermost layer of the conductive fine particles reflows, so that the combined conductive fine particles are made of one sintered metal. As such, while improving the conductivity of the connection portion, the durability is improved in combination with the stress relaxation action of the resin base particles, and eventually, the height of the conductive connection structure can be reduced, A conductive connection structure with high connection reliability can be provided.
On the other hand, in general, when the height of the connection terminal portion or the like of the conductive connection structure is reduced, the connection reliability is reduced, but the conductive connection structure of the present invention uses the solder paste of the present invention, Since the electrodes of the semiconductor chip or the electronic components are connected to the electrodes of the mounting substrate, the height can be reduced and the connection reliability can be enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a state where a solder paste of the present invention is printed on a semiconductor chip.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a semiconductor chip and a mounting board are arranged so that electrodes face each other.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the conductive connection structure of the present invention.
FIG. 4 is a partial schematic cross-sectional view showing a state immediately before mounting an electronic component on a mounting board.
FIG. 5 is a partial schematic cross-sectional view showing another example of the conductive connection structure of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... semiconductor chip 12 ... connection terminal (electrode)
3 solder paste 5 mounting board 54 electrode 6 electronic component 67 connection terminal (electrode)
