JP5476262B2 - 接続構造体及び接続構造体の製造方法 - Google Patents
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F:導電性粒子が30%圧縮変形したときの荷重値(N)
S:導電性粒子が30%圧縮変形したときの圧縮変位(mm)
R:導電性粒子の半径(mm)
導電性粒子及び異方性導電材料の作製
テトラメチロールメタンテトラアクリレート80重量部及びアクリロニトリル20重量部を含有するモノマー溶液に、重合触媒としてベンゾイルパーオキサイド1.5重量部を添加して溶解させた。このモノマー溶液を、700mLの3重量%ポリビニルアルコール水溶液に添加し、攪拌して懸濁させた。次いで、このモノマー懸濁液を85℃に加熱することにより、重合反応を開始させ、そして反応が完結するまで10時間、この状態を保持した。得られた固形分を濾過し、熱水で洗浄してポリビニルアルコールを除去した後、分級を行うことにより、粒子径が3μmである基材樹脂粒子を得た。得られた基材樹脂粒子の表面に無電解ニッケルメッキを行い、約0.08μmのニッケルメッキ層を形成させた。更に、置換金メッキを行い、約0.02μmの金メッキ層をニッケルメッキ層の上に形成させ導電性粒子を得た。微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて測定された上記導電性粒子の30%K値は、7610N/mm2であった。
半導体チップ(金バンプ電極、バンプ高さ15μm、バンプ総面積2.0mm2)と、ガラス基板(Al−Ti合金電極 配線膜厚0.3μm)を用意した。
圧着時の圧力を2Mpaに低くしたこと以外は実施例と同様にして、接続構造体を得た。
圧着時の圧力を4MPaに高くしたこと以外は実施例と同様にして、接続構造体を得た。
粒子径が3μmである基材樹脂粒子をジビニルベンゼンの重合反応により作製したこと以外は、実施例1と同様の条件で、接続構造体を作製した。微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて測定された上記導電性粒子の30%K値は、5247N/mm2であった。
ガラス基板上の電極を純Al電極に変更したこと以外は実施例1と同様の条件で、接続構造体を作製した。
実施例1で得られた基材樹脂粒子を用いて、約0.02μmのPdメッキ層をニッケルメッキ層の上に形成させ導電性粒子を得たこと以外は、実施例1と同様の条件で、接続構造体を作成した。微小圧縮試験機(フィッシャー社製「フィッシャースコープH−100」)を用いて測定された上記導電性粒子の30%K値は、11210N/mm2であった。
圧着時に圧力をかけずに、導電性粒子を圧縮しなかったこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
圧着時の圧力を0.5MPaにかなり低くしたこと以外は実施例と同様にして、接続構造体を得た。
圧着時の圧力を8Mpaにかなり高くしたこと以外は実施例と同様にして、接続構造体を得た。
(1)導電性粒子の状態1
得られた接続構造体の断面を観察して、導電性粒子が圧縮されているか否か、並びに扁平状であるか否かを確認した。導電性粒子が圧縮されており、扁平状である場合を「○」、導電性粒子が圧縮されておらず、球状である場合を「×」と判定した。
得られた接続構造体の断面を観察して、第1の電極の埋め込み部の最深点と第1の電極の埋め込み部の上端点とを結ぶ直線L1及び面P2と、第1の電極の埋め込み部が形成されていない部分の上面(面P1)とのなす角度αを確認した。なお、実施例及び比較例では、上記最深点は、導電性粒子の中心の真下に位置していた。また、実施例及び比較例では、直線L1と面P1とのなす角度αは、全領域で同等であり、面P2と面P1との全領域でのなす角度αと同等であった。
得られた接続構造体の対向する電極間の接続抵抗値を4端子法により測定した。また、接続抵抗値を下記の評価基準で評価した。
○○:接続抵抗値が2.0Ω以下
○:接続抵抗値が2.0Ωを超え、3.0Ω以下
△:接続抵抗値が3.0Ωを超え、5.0Ω以下
×:接続抵抗値が5.0Ωを超える
微分干渉顕微鏡を用いて、得られた接続構造体のガラス基板側からガラス基板に設けられた電極を観察し、導電性粒子が接触した第1の電極の埋め込み部の確認が可能であるか否かを評価した。埋め込み部が確認された場合を「○」、埋め込み部が確認されなかった場合を「×」と判定した。
1b…第1の電極に埋め込まれた部分
2…第1の電極
2a…上面
2b…埋め込み部が形成されていない部分
2x…最深部
2y…上端点
3…第2の電極
3a…下面
11…基材粒子
11a…表面
12…導電層
21…接続構造体
22…第1の接続対象部材
22a…上面
23…第2の接続対象部材
23a…下面
24…接続部
A…埋め込み部
Claims (8)
- 第1の電極と、第2の電極と、該第1の電極の上面と該第2の電極の下面との間に挟み込まれており、かつ該第1,第2の電極を電気的に接続している導電性粒子とを備え、
前記第1の電極の上面に、前記導電性粒子の一部分が埋め込まれて凹状の埋め込み部が形成されており、
前記埋め込み部が、前記第1の電極の上面に、前記導電性粒子の一部分を埋め込むことにより形成されており、
前記第1の電極の埋め込み部の最深点と前記第1の電極の埋め込み部の上端点とを結ぶ直線と、前記第1の電極の埋め込み部が形成されていない部分の上面とのなす角度が165度以上、179度以下であり、
前記導電性粒子の最大径(μm)の前記埋め込み部の最大径(μm)に対する比が、1.1〜2.5である、接続構造体。 - 前記第1の電極が、ガラス基板上に設けられており、
微分干渉顕微鏡により前記埋め込み部の確認が可能である、請求項1に記載の接続構造体。 - 前記導電性粒子が圧縮されており、扁平状である、請求項1又は2記載の接続構造体。
- 前記導電性粒子として、前記第1の電極の上面と前記第2の電極の下面との間に挟み込まれる前の30%K値が1000〜60000N/mm2である導電性粒子が用いられている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の接続構造体。
- 前記導電性粒子が、基材粒子と、該基材粒子の表面を被覆している導電層とを有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の接続構造体。
- 前記第1の電極が上面に設けられた第1の接続対象部材と、前記第2の電極が下面に設けられた第2の接続対象部材と、該第1,第2の接続対象部材を接続している接続部とを備え、
前記接続部が、前記導電性粒子又は該導電性粒子とバインダー樹脂を含む異方性導電材料により形成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の接続構造体。 - 前記接続部が、前記異方性導電材料により形成されている、請求項6に記載の接続構造体。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の接続構造体の製造方法であって、
第1の電極の上面と第2の電極の下面との間に導電性粒子を挟み込んで、前記第1の電極と、前記第2の電極と、前記第1の電極の上面と前記第2の電極の下面との間に挟み込まれており、かつ前記第1,第2の電極を電気的に接続している導電性粒子とを備える接続構造体を得る工程を備え、
前記第1の電極の上面と前記第2の電極の下面との間に前記導電性粒子を挟み込む際に、前記第1の電極の上面に、前記導電性粒子の一部分を埋め込むことにより、凹状の埋め込み部を形成し、
前記第1の電極の埋め込み部の最深点と前記第1の電極の埋め込み部の上端点とを結ぶ直線と、前記第1の電極の埋め込み部が形成されていない部分の上面とのなす角度が165度以上、179度以下であるように、かつ前記導電性粒子の最大径(μm)の前記埋め込み部の最大径(μm)に対する比が、1.1〜2.5であるように、前記埋め込み部を形成する、接続構造体の製造方法。
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