JP2013051353A - Wiring board connection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異方性導電性ペーストを用いて配線基板同士を接続する配線基板の接続方法に関する。 The present invention relates to a wiring board connecting method for connecting wiring boards using an anisotropic conductive paste.
近年、フレキ基板（フレキシブル性を有する配線基板）とリジット基板（フレキシブル性を有しない配線基板）との接続には、異方性導電材（異方性導電性フィルム、異方性導電性ペースト）を用いた接続方式が利用されている。例えば、フレキ基板とリジット基板とを接続する場合には、電極が形成されたフレキ基板と、電極のパターンが形成されたリジット基板との間に異方性導電材を配置し、フレキ基板とリジット基板とを熱圧着して電気的接続を確保している。 In recent years, anisotropic conductive materials (anisotropic conductive films, anisotropic conductive pastes) have been used to connect flexible boards (flexible wiring boards) and rigid boards (non-flexible wiring boards). A connection method using is used. For example, when connecting a flexible substrate and a rigid substrate, an anisotropic conductive material is disposed between the flexible substrate on which the electrode is formed and the rigid substrate on which the electrode pattern is formed, and the flexible substrate and the rigid substrate are arranged. The electrical connection is ensured by thermocompression bonding with the substrate.
異方性導電材としては、例えば、基材となるバインダー樹脂に、金属微粒子や表面に導電膜を形成した樹脂ボールなどの導電性フィラーを分散させた材料が提案されている（例えば、特許文献１）。例えば、電子部品と配線基板とを熱圧着させると、接続対象である電子部品および配線基板の電極同士の間には、ある確率で導電性フィラーが存在するため、導電性フィラーが面状に配置された状態となる。このように、接続対象である電子部品および配線基板の電極同士が導電性フィラーを介して接触することにより、これらの電極同士の間での導電性が確保される。一方、電子部品の電極同士の間隙や配線基板の電極同士の間隙では、バインダー樹脂内に導電性フィラーが埋設されたような状態となり、面方向への絶縁性が確保される。 As an anisotropic conductive material, for example, a material in which a conductive filler such as a metal fine particle or a resin ball having a conductive film formed on a surface is dispersed in a binder resin as a base material has been proposed (for example, Patent Documents). 1). For example, when an electronic component and a wiring board are thermocompression bonded, a conductive filler is present with a certain probability between the electrodes of the electronic component to be connected and the wiring board. It will be in the state. In this way, when the electrodes of the electronic component to be connected and the wiring board are brought into contact with each other via the conductive filler, conductivity between these electrodes is ensured. On the other hand, in the gap between the electrodes of the electronic component and the gap between the electrodes of the wiring board, the conductive filler is embedded in the binder resin, and insulation in the surface direction is ensured.
ところで、上記のような実装法では、異方性導電材中の導電性フィラーを面状に配置された状態とするために、熱圧着時の圧力が比較的に高くなるため（例えば１０ＭＰａ）、配線基板の両面に電子部品が実装されている場合には、熱圧着時にかかる圧力により電子部品が破損してしまう。また、上記のような実装法では、異方性導電材中の導電性フィラーを面状に配置された状態とするために、熱圧着時に圧着部全体に均一に圧力がかかるようにする必要があるが、接続面の反対面にある電子部品の存在により圧着部にかかる圧力が不均一になる。そこで、従来は、熱圧着時に圧力がかかる箇所、例えば、反対面において熱圧着時に配線基板を担持する箇所には、電子部品などを配置しなかった。このように、上記のような実装法では、電子部品などを配置できないスペース、いわゆるデッドスペースが大きくなるという問題があった。 By the way, in the mounting method as described above, since the conductive filler in the anisotropic conductive material is arranged in a planar shape, the pressure at the time of thermocompression bonding is relatively high (for example, 10 MPa), When electronic components are mounted on both sides of the wiring board, the electronic components are damaged by pressure applied during thermocompression bonding. Moreover, in the mounting method as described above, in order to make the conductive filler in the anisotropic conductive material arranged in a planar shape, it is necessary to uniformly apply pressure to the entire crimped portion during thermocompression bonding. However, the pressure applied to the crimping portion becomes non-uniform due to the presence of the electronic component on the opposite surface of the connection surface. Therefore, conventionally, electronic parts or the like have not been arranged in places where pressure is applied during thermocompression bonding, for example, in places where the wiring board is held on the opposite surface during thermocompression bonding. As described above, the mounting method as described above has a problem that a space where electronic components or the like cannot be arranged, that is, a so-called dead space is increased.
そこで、本発明は、配線基板のデッドスペースを小さくすることが可能な配線基板の接続方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a wiring board connection method capable of reducing the dead space of the wiring board.
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような配線基板の接続方法を提供するものである。
すなわち、本発明の配線基板の接続方法は、第一配線基板と、この第一配線基板を接続する面の反対面に電子部品が搭載されている第二配線基板とを、異方性導電性ペーストを用いて接続する配線基板の接続方法であって、前記第二配線基板上に前記異方性導電性ペーストを塗布する塗布工程と、前記異方性導電性ペースト上に前記第一配線基板を配置し、前記第一配線基板上からヒーターを接触させ、０．３５ＭＰａ以下の圧力で、前記第一配線基板を前記第二配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、を備え、前記熱圧着工程では、前記第二配線基板の前記反対面に、板状の弾性体を、平面視にて前記ヒーターの接触する箇所と前記弾性体とが重複するようにして介在させることを特徴とする方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following wiring board connection method.
That is, the wiring board connection method according to the present invention includes a first wiring board and a second wiring board on which an electronic component is mounted on the opposite side of the surface to which the first wiring board is connected. A method of connecting a wiring board to be connected using a paste, the coating step of applying the anisotropic conductive paste on the second wiring board, and the first wiring board on the anisotropic conductive paste. And a thermocompression bonding step in which a heater is brought into contact with the first wiring board and the first wiring board is thermocompression bonded to the second wiring board at a pressure of 0.35 MPa or less. In the step, a plate-like elastic body is interposed on the opposite surface of the second wiring board so that the elastic body and the portion in contact with the heater overlap in a plan view. It is.
本発明の配線基板の接続方法においては、前記異方性導電性ペーストが、２４０℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末１０質量％以上５０質量％以下と、熱硬化性樹脂および有機酸を含有する熱硬化性樹脂組成物５０質量％以上９０質量％以下とを含有し、前記熱硬化性樹脂組成物の酸価が、２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。
本発明の配線基板の接続方法においては、前記鉛フリーはんだ粉末が、スズ、銅、銀、ビスマス、アンチモン、インジウムおよび亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種の金属を含むことが好ましい。
In the method for connecting wiring boards according to the present invention, the anisotropic conductive paste contains 10% by mass to 50% by mass of lead-free solder powder having a melting point of 240 ° C. or less, a thermosetting resin, and an organic acid. It is preferable that the thermosetting resin composition contains 50% by mass or more and 90% by mass or less, and the acid value of the thermosetting resin composition is 20 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g.
In the method for connecting wiring boards according to the present invention, it is preferable that the lead-free solder powder contains at least one metal selected from the group consisting of tin, copper, silver, bismuth, antimony, indium, and zinc.
なお、本発明において、異方性導電性ペーストとは、所定値以上の熱および所定値以上の圧力をかけた箇所では熱圧着方向（厚み方向）に導電性を持つようになるが、それ以外の箇所では面方向に絶縁性を有する異方性導電材を形成できるペーストのことをいう。 In the present invention, the anisotropic conductive paste is conductive in the thermocompression bonding direction (thickness direction) at a place where heat of a predetermined value or more and pressure of a predetermined value or more are applied. This means a paste that can form an anisotropic conductive material having insulation in the surface direction.
本発明の配線基板の接続方法においては、以下説明するように、配線基板のデッドスペースを小さくすることが可能となる。
すなわち、本発明者らは、第一配線基板と、この第一配線基板を接続する面の反対面に電子部品が搭載されている第二配線基板とを、異方性導電性ペーストを用いて接続する場合において、熱圧着時に圧力がかかる箇所（反対面において熱圧着時に配線基板を担持する箇所）には、電子部品などを配置しないという従来の技術常識を覆し、熱圧着時に圧力がかかる箇所に電子部品を配置しても、配線基板同士を接続できる方法について鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成した。
本発明の配線基板の接続方法においては、熱圧着時の圧力が比較的に低くできる異方性導電性ペーストを用い、熱圧着時の圧力を０．３５ＭＰａ以下としている。また、熱圧着工程では、第二配線基板の前記反対面に、板状の弾性体を、（配線基板上面側から見た）平面視にてヒーターの接触する箇所と板状の弾性体とが重複するようにして介在させている。このような場合には、板状の弾性体により、電子部品が存在する箇所やそれ以外の箇所に圧力が集中することを抑制することができ、第二配線基板および第一配線基板の接続面同士の平行を十分に確保することができる。その結果として、これらの電極同士の間での導電性を確保できる。また、熱圧着時にかかる圧力により電子部品が破損してしまうことを十分に防止することもできる。
In the wiring board connection method of the present invention, as described below, the dead space of the wiring board can be reduced.
That is, the present inventors use the anisotropic conductive paste to connect the first wiring board and the second wiring board on which the electronic component is mounted on the surface opposite to the surface connecting the first wiring board. When connecting, place where pressure is applied at the time of thermocompression, overturning the conventional common sense that electronic parts etc. are not placed at the place where pressure is applied at the time of thermocompression As a result of intensive studies on a method for connecting wiring boards to each other even when electronic components are arranged on the board, the present invention has been completed.
In the method for connecting wiring boards of the present invention, an anisotropic conductive paste that can relatively reduce the pressure during thermocompression bonding is used, and the pressure during thermocompression bonding is set to 0.35 MPa or less. Further, in the thermocompression bonding step, a plate-like elastic body is placed on the opposite surface of the second wiring board, and a location where the heater contacts with the plate-like elastic body in a plan view (viewed from the upper surface side of the wiring board). It intervenes so as to overlap. In such a case, the plate-like elastic body can suppress the concentration of pressure at a location where the electronic component is present or other locations, and the connection surface of the second wiring board and the first wiring board. Sufficient parallelism can be ensured. As a result, the conductivity between these electrodes can be ensured. It is also possible to sufficiently prevent the electronic component from being damaged by the pressure applied during thermocompression bonding.
本発明によれば、配線基板のデッドスペースを小さくすることが可能な配線基板の接続方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the connection method of the wiring board which can make the dead space of a wiring board small can be provided.
以下、本発明の配線基板の接続方法の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は、本発明の配線基板の接続方法を説明するための図である。
本発明の配線基板の接続方法は、図１および図２に示すように、第一配線基板１と、この第一配線基板１を接続する面の反対面に電子部品（チップ２４、パッケージ部品２５）が搭載されている第二配線基板２とを、異方性導電性ペースト３を用いて接続する配線基板の接続方法であって、以下説明する塗布工程と、熱圧着工程と、を備える方法である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a wiring board connecting method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1-4 is a figure for demonstrating the connection method of the wiring board of this invention.
As shown in FIGS. 1 and 2, the wiring board connecting method of the present invention has electronic components (
第一配線基板１は、図１および図２に示すように、第一基材１１と、第一配線１２と、第一絶縁膜１３とを備える積層体である。また、第一配線基板１には、電子部品（図示しない）が搭載されていてもよい。なお、第一配線基板１としては、フレキシブル性を有するフレキ基板、フレキシブル性を有しないリジット基板のいずれも用いることができる。また、第一配線基板１は、単層基板であってもよく、多層基板であってもよい。さらに、第一配線基板１は、片面基板であってもよく、両面基板であってもよい。
第二配線基板２は、図１および図２に示すように、第二基材２１と、第二配線２２と、第二絶縁膜２３とを備える積層体である。また、第二配線基板２には、チップ２４、パッケージ部品２５などの電子部品が搭載されている。なお、第二配線基板２としては、フレキシブル性を有するフレキ基板、フレキシブル性を有しないリジット基板のいずれも用いることができる。また、第二配線基板２は、単層基板であってもよく、多層基板であってもよい。さらに、第二配線基板２は、片面基板であってもよく、両面基板であってもよい。また、第一配線基板１としてフレキ基板を用いる場合には、２つの第二配線基板２（リジット基板であってもフレキ基板であってもよい）とそれぞれ接続を図ることで、リジット基板同士をフレキ基板を介して電気的に接続することもできる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first wiring substrate 1 is a laminated body including a
As shown in FIGS. 1 and 2, the
塗布工程においては、第二配線基板２上に異方性導電性ペースト３を塗布する。
ここで用いる塗布装置としては、例えば、ディスペンサー、スクリーン印刷機、ジェットディスペンスメタルマスク印刷機が挙げられる。
また、塗布膜の厚みは、特に限定されないが、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。厚みが前記下限未満では、第二配線基板の電極上に第一配線基板を搭載した際の付着力が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、接続部分以外にもペーストがはみ出しやすくなる傾向にある。
In the application step, the anisotropic
Examples of the coating device used here include a dispenser, a screen printer, and a jet dispense metal mask printer.
The thickness of the coating film is not particularly limited, but is preferably 50 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 100 μm or more and 300 μm or less. If the thickness is less than the lower limit, the adhesive force when the first wiring board is mounted on the electrode of the second wiring board tends to be reduced. On the other hand, if the thickness exceeds the upper limit, the paste is likely to protrude beyond the connection portion. Tend to be.
熱圧着工程においては、図３および図４に示すように、前記異方性導電性ペースト上に第一配線基板１を配置し、第一配線基板１上からヒーター４を接触させ、０．３５ＭＰａ以下の圧力で、第一配線基板１を第二配線基板２に熱圧着する。そして、本発明においては、熱圧着工程では、図４に示すように、第二配線基板２の反対面（第一配線基板１と接触しない面）に、板状の弾性体５を、平面視にてヒーター４の接触する箇所と弾性体５とが重複するようにして介在させる。
この弾性体５により、熱圧着時の圧力が所定値以下の場合には、チップ２４などが存在する箇所やそれ以外の箇所に圧力が集中することを抑制することができ、第二配線基板２および第一配線基板１の接続面同士の平行を十分に確保することができる。その結果として、これらの電極同士の間での導電性を確保できる。
In the thermocompression bonding step, as shown in FIGS. 3 and 4, the first wiring board 1 is disposed on the anisotropic conductive paste, and the
With this
弾性体５としては、例えば、シリコーンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムが挙げられる。
弾性体５の厚みは、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。厚みが上記範囲内であれば、電子部品が存在する箇所やそれ以外の箇所に圧力が集中することを抑制することができる。
弾性体５の耐熱温度は、１４０℃以上であることが好ましい。耐熱温度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５７の記載に準拠した方法で測定することができる。
弾性体５の見掛け密度（かさ比重）は、０．１ｇ／ｃｍ３以上１．０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。見掛け密度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２０の記載に準拠した方法で測定することができる。
弾性体５の引張り強さは、０．１ＭＰａ以上４．５ＭＰａ以下であることが好ましい。引張り強さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５０の記載に準拠した方法で測定することができる。
弾性体５の伸びは、１２０％以上であることが好ましい。伸びは、ＪＩＳ Ｋ ６３０１の記載に準拠した方法で測定することができる。
Examples of the
The thickness of the
The heat resistant temperature of the
The apparent density (bulk specific gravity) of the
The tensile strength of the
The elongation of the
前記熱圧着工程において、熱圧着時の圧力は、０．３５ＭＰａ以下とすることが必要である。圧力が０．３５ＭＰａを超えると、弾性体５にある場合でも、第二配線基板２および第一配線基板１の接続面同士の平行を十分に確保することができなくなる。また、熱圧着時の圧力は、０．０５ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．１ＭＰａ以上０．２５ＭＰａ以下とすることがより好ましい。圧力が前記上限未満では、配線基板同士の間に十分なはんだ接合を形成できず、配線基板同士の間の導電性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、配線基板にストレスがかかり、デッドスペースを広くとらなければならなくなる傾向にある。
熱圧着時の温度は、異方性導電性ペースト３中の鉛フリーはんだ粉末の融点よりも高いことが好ましく、鉛フリーはんだ粉末の融点よりも２０℃以上高いことがより好ましい。この条件を満たさない場合には、鉛フリーはんだを十分に溶融させることができず、配線基板同士の間に十分なはんだ接合を形成できず、配線基板同士の間の導電性が不十分となる傾向にある。
熱圧着時の時間は、特に限定されないが、通常、５秒以上６０秒以下であり、７秒以上２０秒以下であることが好ましい。
In the thermocompression bonding step, the pressure during thermocompression bonding needs to be 0.35 MPa or less. When the pressure exceeds 0.35 MPa, even when the
The temperature at the time of thermocompression bonding is preferably higher than the melting point of the lead-free solder powder in the anisotropic
The time for thermocompression bonding is not particularly limited, but is usually 5 seconds to 60 seconds and preferably 7 seconds to 20 seconds.
次に、本発明に用いる異方性導電性ペーストについて説明する。
本発明においては、公知の異方性導電性ペーストを用いてもよいが、以下説明する異方性導電性ペーストを用いることが好ましい。これによれば、熱圧着時の圧力を、従来の異方性導電性フィルムや異方性導電性ペーストを用いる場合と比較して、低い圧力範囲に設定することができる。
Next, the anisotropic conductive paste used in the present invention will be described.
In the present invention, a known anisotropic conductive paste may be used, but the anisotropic conductive paste described below is preferably used. According to this, the pressure at the time of thermocompression bonding can be set to a low pressure range compared with the case where the conventional anisotropic conductive film and anisotropic conductive paste are used.
本発明に用いる異方性導電性ペーストは、以下説明する鉛フリーはんだ粉末１０質量％以上５０質量％以下と、以下説明する熱硬化性樹脂組成物５０質量％以上９０質量％以下とを含有するものであることが好ましい。
この鉛フリーはんだ粉末の含有量が１０質量％未満の場合（熱硬化性樹脂組成物の含有量が９０質量％を超える場合）には、得られる異方性導電性ペーストを熱圧着した場合に、配線基板同士の間に十分なはんだ接合を形成できず、配線基板同士の間の導電性が不十分となり、他方、鉛フリーはんだ粉末の含有量が５０質量％を超える場合（熱硬化性樹脂組成物の含有量が５０質量％未満の場合）には、得られる異方性導電性ペーストにおける絶縁性、特に加湿状態に放置した場合の湿中絶縁性が不十分となり、結果として、はんだブリッジにより、異方性を示さなくなる。また、得られる異方性導電性ペーストにおいて、絶縁性と熱圧着した場合の導電性とのバランスをとるという観点から、この鉛フリーはんだ粉末の含有量は、２０質量％以上４５質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。
The anisotropic conductive paste used in the present invention contains 10% by mass to 50% by mass of the lead-free solder powder described below and 50% by mass to 90% by mass of the thermosetting resin composition described below. It is preferable.
When the content of the lead-free solder powder is less than 10% by mass (when the content of the thermosetting resin composition exceeds 90% by mass), the obtained anisotropic conductive paste is subjected to thermocompression bonding. When sufficient solder joints cannot be formed between the wiring boards, the electrical conductivity between the wiring boards becomes insufficient, and the lead-free solder powder content exceeds 50 mass% (thermosetting resin). In the case where the composition content is less than 50% by mass), the insulating property of the obtained anisotropic conductive paste, particularly the moisture insulation when left in a humidified state, becomes insufficient. As a result, the solder bridge Thus, anisotropy is not exhibited. Further, in the obtained anisotropic conductive paste, the content of the lead-free solder powder is 20% by mass or more and 45% by mass or less from the viewpoint of balancing the insulation and the conductivity when thermocompression bonded. It is preferable that it is 30% by mass or more and 40% by mass or less.
本発明に用いる鉛フリーはんだ粉末は、２４０℃以下の融点を有するものである。この鉛フリーはんだ粉末の融点が２４０℃を超えるものを用いる場合には、異方性導電性ペーストにおける通常の熱圧着温度では鉛フリーはんだ粉末を溶融させることができない。また、異方性導電性ペーストにおける熱圧着温度を低くするという観点からは、鉛フリーはんだ粉末の融点が２２０℃以下であることが好ましく、１５０℃以下であることがより好ましい。
ここで、鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合に、鉛の量は、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
The lead-free solder powder used in the present invention has a melting point of 240 ° C. or lower. When the lead-free solder powder having a melting point exceeding 240 ° C. is used, the lead-free solder powder cannot be melted at a normal thermocompression bonding temperature in the anisotropic conductive paste. Further, from the viewpoint of lowering the thermocompression bonding temperature in the anisotropic conductive paste, the melting point of the lead-free solder powder is preferably 220 ° C. or less, and more preferably 150 ° C. or less.
Here, the lead-free solder powder refers to a solder metal or alloy powder to which lead is not added. However, it is allowed that lead is present as an inevitable impurity in the lead-free solder powder, but in this case, the amount of lead is preferably 100 mass ppm or less.
前記鉛フリーはんだ粉末は、スズ（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）からなる群から選択される少なくとも１種の金属を含むことが好ましい。
また、前記鉛フリーはんだ粉末における具体的なはんだ組成（質量比率）としては、以下のようなものを例示できる。
２元系合金としては、例えば、９５．３Ａｇ／４．７ＢｉなどのＡｇ−Ｂｉ系、６６Ａｇ／３４ＬｉなどのＡｇ−Ｌｉ系、３Ａｇ／９７ＩｎなどのＡｇ−Ｉｎ系、６７Ａｇ／３３ＴｅなどのＡｇ−Ｔｅ系、９７．２Ａｇ／２．８ＴｌなどのＡｇ−Ｔｌ系、４５．６Ａｇ／５４．４ＺｎなどのＡｇ−Ｚｎ系、８０Ａｕ／２０ＳｎなどのＡｕ−Ｓｎ系、５２．７Ｂｉ／４７．３ＩｎなどのＢｉ−Ｉｎ系、３５Ｉｎ／６５Ｓｎ、５１Ｉｎ／４９Ｓｎ、５２Ｉｎ／４８ＳｎなどのＩｎ−Ｓｎ系、８．１Ｂｉ／９１．９ＺｎなどのＢｉ−Ｚｎ系、４３Ｓｎ／５７Ｂｉ、４２Ｓｎ／５８ＢｉなどのＳｎ−Ｂｉ系、９８Ｓｎ／２Ａｇ、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、９６Ｓｎ／４Ａｇ、９５Ｓｎ／５ＡｇなどのＳｎ−Ａｇ系、９１Ｓｎ／９Ｚｎ、３０Ｓｎ／７０ＺｎなどのＳｎ−Ｚｎ系、９９．３Ｓｎ／０．７ＣｕなどのＳｎ−Ｃｕ系、９５Ｓｎ／５ＳｂなどのＳｎ−Ｓｂ系が挙げられる。
３元系合金としては、例えば、９５．５Ｓｎ／３．５Ａｇ／１ＩｎなどのＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、８６Ｓｎ／９Ｚｎ／５Ｉｎ、８１Ｓｎ／９Ｚｎ／１０ＩｎなどのＳｎ−Ｚｎ−Ｉｎ系、９５．５Ｓｎ／０．５Ａｇ／４Ｃｕ、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５ＣｕなどのＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、９０．５Ｓｎ／７．５Ｂｉ／２Ａｇ、４１．０Ｓｎ／５８Ｂｉ／１，０ＡｇなどのＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系、８９．０Ｓｎ／８．０Ｚｎ／３．０ＢｉなどのＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系が挙げられる。
その他の合金としては、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ／Ｂｉ系などが挙げられる。
The lead-free solder powder is at least one selected from the group consisting of tin (Sn), copper (Cu), silver (Ag), bismuth (Bi), antimony (Sb), indium (In), and zinc (Zn). It is preferred to include a seed metal.
Moreover, as a specific solder composition (mass ratio) in the said lead-free solder powder, the following can be illustrated.
As binary alloys, for example, Ag-Bi type such as 95.3Ag / 4.7Bi, Ag-Li type such as 66Ag / 34Li, Ag-In type such as 3Ag / 97In, Ag-type such as 67Ag / 33Te, etc. Te, Ag-Tl such as 97.2Ag / 2.8Tl, Ag-Zn such as 45.6Ag / 54.4Zn, Au-Sn such as 80Au / 20Sn, 52.7Bi / 47.3In, etc. Bi-In series, 35In / 65Sn, 51In / 49Sn, In-Sn series such as 52In / 48Sn, Bi-Zn series such as 8.1Bi / 91.9Zn, Sn-Bi series such as 43Sn / 57Bi, 42Sn / 58Bi , 98Sn / 2Ag, 96.5Sn / 3.5Ag, 96Sn / 4Ag, Sn-Ag series such as 95Sn / 5Ag, 91Sn / 9Zn, 30Sn / 7 Sn-Zn-based, such as Zn, Sn-Cu system, such 99.3Sn / 0.7Cu, include Sn-Sb system, such as 95Sn / 5Sb.
Examples of ternary alloys include Sn—Ag—In such as 95.5Sn / 3.5Ag / 1In, Sn—Zn—In such as 86Sn / 9Zn / 5In, 81Sn / 9Zn / 10In, and 95.5Sn. Sn-Ag-Cu system such as /0.5Ag/4Cu, 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu, Sn- such as 90.5Sn / 7.5Bi / 2Ag, 41.0Sn / 58Bi / 1, 0Ag Examples thereof include Sn—Zn—Bi systems such as Bi—Ag system and 89.0Sn / 8.0Zn / 3.0Bi.
Examples of other alloys include Sn / Ag / Cu / Bi system.
また、前記鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径は、１μｍ以上３４μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径が前記下限未満では、配線基板同士の間の導電性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、異方性導電性ペーストにおける絶縁性が低下する傾向にある。 The average particle size of the lead-free solder powder is preferably 1 μm or more and 34 μm or less, and more preferably 3 μm or more and 20 μm or less. If the average particle size of the lead-free solder powder is less than the lower limit, the conductivity between the wiring boards tends to decrease. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the insulating property in the anisotropic conductive paste tends to decrease. It is in.
本発明に用いる熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂および有機酸を含有するものである。そして、この熱硬化性樹脂組成物の酸価は、２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合には、得られる異方性導電性ペーストを熱圧着した場合に、はんだを十分に活性化することができず、配線基板同士の間の導電性が不十分となる傾向にあり、他方、５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、得られる異方性導電性ペーストにおける絶縁性、特に加湿状態に放置した場合の湿中絶縁性が不十分となる傾向にある。また、得られる異方性導電性ペーストにおいて、絶縁性と熱圧着した場合の導電性とのバランスをとるという観点から、この熱硬化性樹脂組成物の酸価は、３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上４５ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。 The thermosetting resin composition used in the present invention contains a thermosetting resin and an organic acid. And it is preferable that the acid value of this thermosetting resin composition is 20 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g. When the acid value is less than 20 mgKOH / g, when the obtained anisotropic conductive paste is thermocompression bonded, the solder cannot be activated sufficiently and the conductivity between the wiring boards is insufficient. On the other hand, if it exceeds 50 mgKOH / g, the insulating property of the obtained anisotropic conductive paste, particularly the insulating property in the moisture when left in a humidified state, tends to be insufficient. Further, in the obtained anisotropic conductive paste, the acid value of the thermosetting resin composition is 30 mgKOH / g or more and 45 mgKOH / g from the viewpoint of balancing the insulation and the conductivity when thermocompression bonded. It is preferable that
本発明に用いる熱硬化性樹脂としては、公知の熱硬化性樹脂を適宜用いることができるが、フラックス作用を有するという観点から、特にエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
なお、本発明において、フラックス作用を有するとは、通常のロジン系フラックスのように、その塗布膜は被はんだ付け体の金属面を覆って大気を遮断し、はんだ付け時にはその金属面の金属酸化物を還元し、この塗布膜が溶融はんだに押し退けられてその溶融はんだと金属面との接触が可能となり、その残渣は回路間を絶縁する機能を有するものである。
As the thermosetting resin used in the present invention, a known thermosetting resin can be used as appropriate, but it is particularly preferable to use an epoxy resin from the viewpoint of having a flux action.
In the present invention, having a flux action means that the coating film covers the metal surface of the object to be soldered and shields the atmosphere, like metal rosin flux, and the metal surface of the metal surface is oxidized during soldering. The material is reduced, and the coating film is pushed away by the molten solder to allow contact between the molten solder and the metal surface, and the residue has a function of insulating between the circuits.
このようなエポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型などのエポキシ樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらのエポキシ樹脂は、常温で液状のものを含有することが好ましく、常温で固形のものを用いる場合には、常温で液状のものと併用することが好ましい。また、これらのエポキシ樹脂の型の中でも、金属粒子の分散性およびペースト粘度を調整でき、さらに硬化物の落下衝撃に対する耐性が向上できるという観点や、はんだの濡れ広がり性が良好となるという観点から、液状ビスフェノールＡ型、液状ビスフェノールＦ型、液状水添タイプのビスフェノールＡ型が好ましい。
前記エポキシ樹脂の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、７０質量％以上９２質量％以下であることが好ましく、７５質量％以上８５質量％以下であることがより好ましい。エポキシ樹脂の含有量が前記下限未満では、配線基板を固着させるために十分な強度が得られないため、落下衝撃に対する耐性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物中の有機酸や硬化剤の含有量が減少し、エポキシ樹脂を硬化せしめる速度が遅延しやすい傾向にある。
As such an epoxy resin, a known epoxy resin can be appropriately used. Examples of such epoxy resins include bisphenol A type, bisphenol F type, biphenyl type, naphthalene type, cresol novolak type, phenol novolak type and the like. These epoxy resins may be used individually by 1 type, and may mix and
As content of the said epoxy resin, it is preferable that it is 70 to 92 mass% with respect to 100 mass% of thermosetting resin compositions, and it is more preferable that it is 75 to 85 mass%. . If the content of the epoxy resin is less than the lower limit, sufficient strength for fixing the wiring board cannot be obtained, and thus the resistance to drop impact tends to decrease. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the thermosetting resin The content of organic acid and curing agent in the composition decreases, and the rate at which the epoxy resin is cured tends to be delayed.
本発明に用いる有機酸としては、公知の有機酸を適宜用いることができる。このような有機酸の中でも、エポキシ樹脂との溶解性に優れるという観点、並びに保管中において結晶の析出が起こりにくいという観点から、アルキレン基を有する二塩基酸を用いることが好ましい。このようなアルキレン基を有する二塩基酸としては、例えば、アジピン酸、２，５−ジエチルアジピン酸、グルタル酸、２，４−ジエチルグルタル酸、２，２−ジエチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、２−エチル−３−プロピルグルタル酸、セバシン酸、コハク酸、マロン酸、ジグリコール酸が挙げられる。これらの中でも、アジピン酸が好ましい。
前記有機酸の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、１質量％以上８質量％以下であることが好ましく、２質量％以上７質量％以下であることがより好ましい。有機酸の含有量が前記下限未満では、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を硬化せしめる速度が遅延することで硬化不良となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストにおける絶縁性が低下する傾向にある。
As the organic acid used in the present invention, a known organic acid can be appropriately used. Among these organic acids, it is preferable to use a dibasic acid having an alkylene group from the viewpoint of excellent solubility with an epoxy resin and from the viewpoint that crystals are hardly precipitated during storage. Examples of such a dibasic acid having an alkylene group include adipic acid, 2,5-diethyladipic acid, glutaric acid, 2,4-diethylglutaric acid, 2,2-diethylglutaric acid, and 3-methylglutaric acid. 2-ethyl-3-propylglutaric acid, sebacic acid, succinic acid, malonic acid, diglycolic acid. Among these, adipic acid is preferable.
The content of the organic acid is preferably 1% by mass or more and 8% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 7% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. . If the content of the organic acid is less than the lower limit, the rate at which the thermosetting resin such as an epoxy resin is cured tends to be delayed, and on the other hand, if the upper limit is exceeded, the anisotropic conductivity obtained is obtained. There is a tendency for the insulating property of the conductive paste to decrease.
また、本発明に用いる熱硬化性樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂および前記有機酸の他に、チクソ剤および硬化剤を用いることが好ましい。
本発明に用いるチクソ剤としては、公知のチクソ剤を適宜用いることができる。このようなチクソ剤としては、例えば、ソルビトール誘導体、脂肪酸アマイド、水添ヒマシ油が挙げられる。これらの中でも、ソルビトール誘導体、脂肪酸アマイドが好ましい。
前記チクソ剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、０．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。チクソ剤の含有量が前記下限未満では、チクソ性が得られず、配線基板の電極上でダレが生じやすくなり、配線基板の電極上に他の配線基板を搭載した際の付着力が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チクソ性が高すぎてシリンジニードルの詰まりにより塗布不良となりやすい傾向にある。
The thermosetting resin composition used in the present invention preferably uses a thixotropic agent and a curing agent in addition to the thermosetting resin and the organic acid.
As the thixotropic agent used in the present invention, a known thixotropic agent can be appropriately used. Examples of such thixotropic agents include sorbitol derivatives, fatty acid amides, and hydrogenated castor oil. Among these, a sorbitol derivative and a fatty acid amide are preferable.
The thixotropic agent content is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, and preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. More preferred. If the content of the thixotropic agent is less than the above lower limit, thixotropy cannot be obtained, sagging is likely to occur on the electrodes of the wiring board, and the adhesive force when other wiring boards are mounted on the electrodes of the wiring board is reduced. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the thixotropy is too high and the coating tends to be poor due to clogging of the syringe needle.
本発明に用いる硬化剤としては、適宜公知の硬化剤を用いることができる。例えば、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂を用いる場合には、以下のようなものを用いることができる。
潜在性硬化剤としては、例えば、ノバキュアＨＸ−３７２２、ＨＸ−３７２１、ＨＸ−３７４８、ＨＸ−３０８８、ＨＸ−３６１３、ＨＸ−３９２１ＨＰ、ＨＸ−３９４１ＨＰ（旭化成エポキシ社製、商品名）が挙げられる。
脂肪族ポリアミン系硬化剤としては、例えば、フジキュアＦＸＲ−１０２０、ＦＸＲ−１０３０、ＦＸＲ−１０５０、ＦＸＲ−１０８０（富士化成工業社製、商品名）が挙げられる。
エポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤としては、例えば、アミキュアＰＮ−２３、ＰＮＦ、ＭＹ−２４ 、ＶＤＨ、ＵＤＨ、ＰＮ−３１、ＰＮ−４０（味の素ファインテクノ製、商品名）、ＥＨ−３６１５Ｓ、ＥＨ−３２９３Ｓ、ＥＨ−３３６６Ｓ、ＥＨ−３８４２、ＥＨ−３６７０Ｓ、ＥＨ−３６３６ＡＳ、ＥＨ−４３４６Ｓ（ＡＤＥＫＡ社製、商品名）が挙げられる。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、２Ｐ４ＭＨＺ、２ＭＺＡ、２ＰＺ、Ｃ１１Ｚ、Ｃ１７Ｚ、２Ｅ４ＭＺ、２Ｐ４ＭＺ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮＳ、２ＰＺ−ＣＮＺ（以上、商品名）が挙げられる。
As the curing agent used in the present invention, a known curing agent can be appropriately used. For example, when an epoxy resin is used as the thermosetting resin, the following can be used.
Examples of the latent curing agent include NOVACURE HX-3722, HX-3721, HX-3748, HX-3088, HX-3613, HX-392HP, and HX-3941HP (trade name, manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd.).
Examples of the aliphatic polyamine curing agent include Fujicure FXR-1020, FXR-1030, FXR-1050, FXR-1080 (trade name, manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd.).
Examples of the epoxy resin amine adduct curing agent include Amicure PN-23, PNF, MY-24, VDH, UDH, PN-31, PN-40 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd., trade name), EH-3615S, EH- 3293S, EH-3366S, EH-3842, EH-3670S, EH-3636AS, EH-4346S (trade name, manufactured by ADEKA).
Examples of the imidazole curing accelerator include 2P4MHZ, 2MZA, 2PZ, C11Z, C17Z, 2E4MZ, 2P4MZ, C11Z-CNS, and 2PZ-CNZ (and above, trade names).
前記硬化剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、５質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。硬化剤の含有量が前記下限未満では、熱硬化性樹脂を硬化せしめる速度が遅延しやすい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、反応性が速くなり、ペースト使用時間が短くなる傾向にある。 As content of the said hardening | curing agent, it is preferable that it is 5 to 20 mass% with respect to 100 mass% of thermosetting resin compositions, and it is more preferable that it is 10 to 15 mass%. . If the content of the curing agent is less than the lower limit, the rate at which the thermosetting resin is cured tends to be delayed. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the reactivity tends to be faster and the paste usage time tends to be shorter. .
本発明に用いる熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、前記エポキシ樹脂、前記有機酸、前記チクソ剤および前記硬化剤以外に、界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤などの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。添加剤の含有量が前記下限未満では、それぞれの添加剤の効果を奏しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物による接合強度が低下する傾向にある。 In addition to the epoxy resin, the organic acid, the thixotropic agent, and the curing agent, the thermosetting resin composition used in the present invention is optionally provided with a surfactant, a coupling agent, an antifoaming agent, and a powder surface treatment. An additive such as an agent, a reaction inhibitor, and an anti-settling agent may be contained. The content of these additives is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and 0.05% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. More preferably. If the content of the additive is less than the lower limit, the effect of each additive tends to be difficult to achieve. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the bonding strength due to the thermosetting resin composition tends to decrease.
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
熱硬化性樹脂：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ８６０」、ＤＩＣ社製
チクソ剤：商品名「ゲルオールＤ」、新日本理化社製
有機酸：アジピン酸、関東電化工業社製
硬化剤：商品名「キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ」、四国化成工業社製
界面活性剤：商品名「ＢＹＫ３６１Ｎ」、ビックケミージャパン社製
消泡剤：商品名「ＫＳ−６６」、信越シリコーン社製
鉛フリーはんだ粉末Ａ：平均粒子径は５μｍ、はんだの融点は１３９℃、はんだの組成は４２Ｓｎ／５８Ｂｉ
鉛フリーはんだ粉末Ｂ：平均粒子径は５μｍ、はんだの融点は２１７℃、はんだの組成は９６．５Ｓｎ／３Ａｇ／０．５Ｃｕ
金メッキ処理樹脂粉末：Ａｕ／Ｎｉメッキ樹脂粉末、商品名「ミクロパールＡｕ−２０５」、積水化学社製
［実施例１］
熱硬化性樹脂８２．９質量％、チクソ剤２質量％、有機酸２．６質量％、硬化剤１１．５質量％、界面活性剤０．５質量％および消泡剤０．５質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混合して熱硬化性樹脂組成物を得た。
その後、得られた熱硬化性樹脂組成物６２．５質量％、および鉛フリーはんだ粉末Ａ３７．５質量％を容器に投入し、混練機にて２時間混合することで異方性導電性ペーストを調製した。
次に、図３に示すように、反対面にチップ２４が搭載されている第二配線基板２（リジット基板、電極：銅電極に金メッキ処理（Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ））上に、得られた異方性導電性ペースト３を塗布した（厚み：０．２ｍｍ）。そして、塗布後の異方性導電性ペースト３上に、第一配線基板１（フレキ基板、電極：銅電極に金メッキ処理（Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ））を配置し、熱圧着装置（アドバンセル社製）を用いて、温度２４０℃、圧力０．２３ＭＰａ（接続荷重１０Ｎ）、圧着時間５秒の条件で、第一配線基板１を第二配線基板２に熱圧着した。なお、熱圧着時には、図４に示すように、第二配線基板２の反対面に、下記（i）に示す弾性体５を、平面視にてヒーター４の接触する箇所と弾性体５とが重複するようにして介在させた。
（i）弾性体５の物性
材質：シリコーンゴム（サンポリマー社製）
大きさ：５０ｍｍ×５０ｍｍ
厚み：２ｍｍ
耐熱温度：２００℃
見掛け密度：０．３８ｇ／ｃｍ３
引張り強さ：０．９ＭＰａ
伸び：２４５％
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples. In addition, the material used in the Example and the comparative example is shown below.
Thermosetting resin: bisphenol A type epoxy resin, trade name “EPICLON 860”, DIC's thixotropic agent: trade name “Gelall D”, Shin Nippon Rika Co., Ltd. organic acid: adipic acid, hardener made by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd .: Product name “CURESOL 2P4MHZ”, Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. Surfactant: Product name “BYK361N”, Big Chemie Japan Co., Ltd. Antifoaming agent: Product name “KS-66”, Shin-Etsu Silicone Lead-free solder powder A: Average The particle size is 5 μm, the melting point of the solder is 139 ° C., and the composition of the solder is 42 Sn / 58 Bi
Lead-free solder powder B: average particle size is 5 μm, solder melting point is 217 ° C., solder composition is 96.5Sn / 3Ag / 0.5Cu
Gold plating resin powder: Au / Ni plating resin powder, trade name “Micropearl Au-205”, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. [Example 1]
Thermosetting resin 82.9% by mass,
Thereafter, 62.5% by mass of the obtained thermosetting resin composition and 37.5% by mass of lead-free solder powder A are charged into a container and mixed for 2 hours in a kneader to obtain an anisotropic conductive paste. Prepared.
Next, as shown in FIG. 3, it was obtained on the second wiring substrate 2 (rigid substrate, electrode: copper electrode with gold plating (Cu / Ni / Au)) on which the
(I) Physical properties of elastic body 5: Silicone rubber (manufactured by Sun Polymer Co., Ltd.)
Size: 50mm x 50mm
Thickness: 2mm
Heat-resistant temperature: 200 ° C
Apparent density: 0.38 g / cm 3
Tensile strength: 0.9 MPa
Elongation: 245%
［実施例２〜７］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性樹脂組成物および異方性導電性ペーストを得た。
実施例１で用いた異方性導電性ペーストに代えて上記のようにして得られた異方性導電性ペーストを用いた以外は実施例１と同様にして、第一配線基板１を第二配線基板２に熱圧着した。
[Examples 2 to 7]
A thermosetting resin composition and an anisotropic conductive paste were obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 1.
In the same manner as in Example 1 except that the anisotropic conductive paste obtained as described above was used instead of the anisotropic conductive paste used in Example 1, the first wiring board 1 was replaced with the second wiring substrate 1. The
［比較例１］
熱圧着時における圧力を０．４７ＭＰａ（接続荷重２０Ｎ）とした以外は、実施例１と同様にして、第一配線基板１を第二配線基板２に熱圧着した。
［比較例２］
熱圧着時において、第二配線基板２の反対面に弾性体５を介在させなかった以外は、実施例１と同様にして、第一配線基板１を第二配線基板２に熱圧着した。
[Comparative Example 1]
The first wiring board 1 was thermocompression bonded to the
[Comparative Example 2]
At the time of thermocompression bonding, the first wiring substrate 1 was thermocompression bonded to the
［比較例３］
表２に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性樹脂組成物および異方性導電性ペーストを得た。
実施例１で用いた異方性導電性ペーストに代えて上記のようにして得られた異方性導電性ペーストを用い、熱圧着時における圧力を１．８７ＭＰａ（接続荷重８０Ｎ）とした以外は、実施例１と同様にして、第一配線基板１を第二配線基板２に熱圧着した。
［比較例４］
熱圧着時において、第二配線基板２の反対面に弾性体５を介在させなかった以外は、比較例３と同様にして、第一配線基板１を第二配線基板２に熱圧着した。
[Comparative Example 3]
A thermosetting resin composition and an anisotropic conductive paste were obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 2.
The anisotropic conductive paste obtained as described above was used in place of the anisotropic conductive paste used in Example 1, and the pressure during thermocompression bonding was 1.87 MPa (connection load 80 N). In the same manner as in Example 1, the first wiring board 1 was thermocompression bonded to the
[Comparative Example 4]
At the time of thermocompression bonding, the first wiring substrate 1 was thermocompression bonded to the
＜異方性導電性ペーストおよび配線基板の接続方法の評価＞
異方性導電性ペーストの性能（樹脂組成物の酸価）、および、配線基板の接続方法の評価（初期抵抗値、絶縁抵抗値、チップ破壊）を以下のような方法で評価または測定した。得られた結果を表１および表２に示す。
（１）樹脂組成物の酸価
樹脂組成物を量りとり、溶剤にて溶解させる。そして、フェノールフタレイン溶液を指示薬として０．５ｍｏｌ／Ｌ・ＫＯＨにて滴定した。
（２）初期抵抗値
回路パターンとして０．２ｍｍピッチランド（ライン／スペース＝１００μｍ／１００μｍ）を有し、かつ、反対面にチップ２４が搭載されている第二配線基板２を準備した。そして、この配線基板のランド上に、それぞれ前記の実施例および比較例に記載の方法で、０．２ｍｍピッチランド（ライン／スペース＝１００μｍ／１００μｍ）を有する第一配線基板１を熱圧着した。そして、デジタルマルチメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製、商品名「３４４０１Ａ」）を用いて、接続したランドの端子同士の間の抵抗値を測定した。なお、抵抗値が高すぎて（１００ＭΩ以上）、導通できなかった場合には、「導通不可」と判定した。
（３）絶縁抵抗値
回路パターンとして０．２ｍｍピッチランド（ライン／スペース＝１００μｍ／１００μｍ）を有し、かつ、反対面にチップ２４が搭載されている第二配線基板２を準備した。そして、この配線基板のランド上に、それぞれ前記の実施例および比較例に記載の方法で、０．２ｍｍピッチランド（ライン／スペース＝１００μｍ／１００μｍ）を有する第一配線基板１を熱圧着して試験片を得た。この試験片を８５℃、８５％ＲＨ（相対湿度）中、１５Ｖ電圧を印加して、１６８時間後の絶縁抵抗値を測定した。
（４）チップ破壊
実施例および比較例にて、第一配線基板１を第二配線基板２に熱圧着したものを試験片として、この試験片の第二配線基板２の反対面に搭載されたチップ２４の状態を目視にて観察して、チップ破壊の有無を評価した。
<Evaluation of anisotropic conductive paste and wiring board connection method>
The performance of the anisotropic conductive paste (acid value of the resin composition) and the evaluation of the connection method of the wiring board (initial resistance value, insulation resistance value, chip breakdown) were evaluated or measured by the following methods. The obtained results are shown in Tables 1 and 2.
(1) Acid value of resin composition The resin composition is weighed and dissolved in a solvent. Then, titration was performed at 0.5 mol / L · KOH using a phenolphthalein solution as an indicator.
(2) Initial Resistance Value A
(3) Insulation resistance value A
(4) Chip destruction In Example and Comparative Example, the first wiring board 1 was thermocompression bonded to the
表１および表２に示す結果からも明らかなように、本発明の配線基板の接続方法（実施例１〜７）によれば、第二配線基板２の反対面にチップ２４を搭載しているような場合でも、配線基板同士を接続できることが確認された。つまり、本発明の配線基板の接続方法（実施例１〜７）によれば、配線基板のデッドスペースを小さくすることができることが確認された。
これに対し、０．３５ＭＰａを超える圧力で熱圧着した場合（比較例１）、および、第二配線基板２の反対面に弾性体５を介在させなかった場合（比較例２）には、熱圧着時における配線基板の接続面同士の平行が十分に確保できず、配線基板同士の導電性を確保できないことが確認された。
また、金メッキ処理樹脂粉末を含有する異方性導電性ペーストを用い、０．３５ＭＰａを超える圧力で熱圧着した場合（比較例３）にも、配線基板同士の導電性を確保できないことが確認された。また、金メッキ処理樹脂粉末を含有する異方性導電性ペーストを用い、０．３５ＭＰａを超える圧力で熱圧着するとともに、第二配線基板２の反対面に弾性体５を介在させなかった場合（比較例４）には、配線基板同士の導電性を確保できないだけでなく、第二配線基板２の反対面のチップ２４が破壊されてしまった。
さらに、本発明の配線基板の接続方法の中でも、所定の条件を満たす異方性導電性ペーストを用いた場合（実施例１〜３）には、絶縁抵抗値がより高くでき、より高度の絶縁性が確保できることが確認された。
As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, according to the wiring board connection method (Examples 1 to 7) of the present invention, the
On the other hand, when thermocompression bonding is performed at a pressure exceeding 0.35 MPa (Comparative Example 1) and when the
In addition, it was confirmed that the conductivity between the wiring boards could not be secured even when the anisotropic conductive paste containing the gold-plated resin powder was used and thermocompression bonded at a pressure exceeding 0.35 MPa (Comparative Example 3). It was. In addition, when an anisotropic conductive paste containing gold-plated resin powder is used, thermocompression bonding is performed at a pressure exceeding 0.35 MPa, and the
Furthermore, among the wiring board connection methods of the present invention, when an anisotropic conductive paste satisfying a predetermined condition is used (Examples 1 to 3), the insulation resistance value can be increased, and a higher degree of insulation can be achieved. It was confirmed that the property could be secured.
本発明の配線基板の接続方法は、配線基板同士を接続するための技術として好適に用いることができる。 The wiring board connecting method of the present invention can be suitably used as a technique for connecting wiring boards to each other.
１…第一配線基板
２…第二配線基板
３…異方性導電性ペースト
４…ヒーター
５…弾性体
２４…チップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
前記第二配線基板上に前記異方性導電性ペーストを塗布する塗布工程と、
前記異方性導電性ペースト上に前記第一配線基板を配置し、前記第一配線基板上からヒーターを接触させ、０．３５ＭＰａ以下の圧力で、前記第一配線基板を前記第二配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、を備え、
前記熱圧着工程では、前記第二配線基板の前記反対面に、板状の弾性体を、平面視にて前記ヒーターの接触する箇所と前記弾性体とが重複するようにして介在させる
ことを特徴とする配線基板の接続方法。 A wiring board connection method in which an anisotropic conductive paste is used to connect a first wiring board and a second wiring board on which electronic components are mounted on a surface opposite to the surface to which the first wiring board is connected. There,
An application step of applying the anisotropic conductive paste on the second wiring board;
The first wiring board is disposed on the anisotropic conductive paste, a heater is brought into contact with the first wiring board, and the first wiring board is placed on the second wiring board at a pressure of 0.35 MPa or less. A thermocompression bonding process for thermocompression bonding,
In the thermocompression bonding step, a plate-like elastic body is interposed on the opposite surface of the second wiring board so that the elastic body and the portion in contact with the heater overlap in plan view. Wiring board connection method.
前記異方性導電性ペーストが、２４０℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末１０質量％以上５０質量％以下と、熱硬化性樹脂および有機酸を含有する熱硬化性樹脂組成物５０質量％以上９０質量％以下とを含有し、
前記熱硬化性樹脂組成物の酸価が、２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５０ｍｇＫＯＨ／ｇである
ことを特徴とする配線基板の接続方法。 In the connection method of the wiring board of Claim 1,
The anisotropic conductive paste is a lead-free solder powder having a melting point of 240 ° C. or less, 10 mass% or more and 50 mass% or less, and a thermosetting resin composition containing a thermosetting resin and an organic acid, 50 mass% or more. 90% by mass or less,
The acid value of the said thermosetting resin composition is 20 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g. The connection method of the wiring board characterized by the above-mentioned.
前記鉛フリーはんだ粉末が、スズ、銅、銀、ビスマス、アンチモン、インジウムおよび亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種の金属を含む
ことを特徴とする配線基板の接続方法。 In the connection method of the wiring board of Claim 2,
The lead-free solder powder includes at least one metal selected from the group consisting of tin, copper, silver, bismuth, antimony, indium, and zinc.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014157878A (en) * | 2013-02-14 | 2014-08-28 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Bonding device of printed wiring board and bonding method of printed wiring board |
| KR20150139454A (en) | 2014-06-03 | 2015-12-11 | 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 | Curable composition and electronic component |
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