JP5916423B2 - 異方性導電材料のbステージ化物、異方性導電材料のbステージ化物の製造方法、接続構造体及び接続構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
1.5≦η1/η2≦4.3 ・・・式(B)
上記硬化性化合物は特に限定されない。上記硬化性化合物として、従来公知の硬化性化合物を用いることができる。上記硬化性化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
異方性導電材料の硬化を容易に制御したり、接続構造体における導通信頼性をより一層高めたりする観点から、本発明に係る異方性導電材料は、加熱によって硬化するように、熱硬化性化合物を含有することが好ましい。
本発明に係る異方性導電材料は、光の照射によって硬化するように、光硬化性化合物を含有することが好ましい。光の照射により光硬化性化合物を半硬化させ、硬化性化合物の流動性を低下させることができる。
上記熱ラジカル開始剤は特に限定されない。上記熱ラジカル開始剤として、従来公知の熱ラジカル開始剤を用いることができる。上記熱ラジカル開始剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。ここで、「熱ラジカル開始剤」とは、加熱によってラジカル種を生成する化合物を意味する。
上記光ラジカル開始剤は特に限定されない。上記光ラジカル開始剤として、従来公知の光ラジカル開始剤を用いることができる。上記光ラジカル開始剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記異方性導電材料に含まれている導電性粒子は、第1,第2の接続対象部材の電極間を電気的に接続する。上記導電性粒子は、導電性を有する粒子であれば特に限定されない。導電性粒子の導電層の表面が絶縁層により被覆されていてもよい。この場合には、接続対象部材の接続時に、導電層と電極との間の絶縁層が排除される。上記導電性粒子としては、例えば、有機粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子もしくは金属粒子等の表面を金属層で被覆した導電性粒子、又は実質的に金属のみで構成される金属粒子等が挙げられる。上記金属層は特に限定されない。上記金属層としては、金層、銀層、銅層、ニッケル層、パラジウム層又は錫を含有する金属層等が挙げられる。
上記異方性導電材料は、フレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続(FOB(Film on Board))との接続、又はフレキシブルプリント基板とフレキシブルプリント基板との接続(FOF(Film on Film))に好適に用いられる。
上記異方性導電材料は、フリップチップ用途に好適に用いられる。
上記異方性導電材料は、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続(COF(Chip on Film))に好適に用いられる。
上記異方性導電材料は、溶剤を含有していてもよい。該溶剤の使用により、異方性導電材料の粘度を容易に調整できる。さらに、例えば、上記硬化性化合物が固形である場合に、固形の硬化性化合物に溶剤を添加し、溶解させることにより、硬化性化合物の分散性を高めることができる。上記溶剤としては、例えば、酢酸エチル、メチルセロソルブ、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、テトラヒドロフラン及びジエチルエーテル等が挙げられる。
本発明に係る異方性導電材料の製造方法としては、特に限定されず、上記硬化性化合物と上記熱ラジカル硬化剤と上記光ラジカル開始剤と上記導電性粒子と、必要に応じて添加される他の成分とを配合し、遊星式攪拌機等を用いて充分に混合する製造方法が挙げられる。
0.9≦η1/η2≦1.1 ・・・式(Y)
本発明に係る異方性導電材料を用いて、接続対象部材を接続することにより、接続構造体を得ることができる。
(1)異方性導電ペーストの調製
光硬化性化合物であるメチルメタクリレート20重量%と、熱硬化性化合物であるエポキシアクリレート(ダイセル・サイテック社製「EBECRYL3702」)80重量%とを含む硬化性化合物を用意した。
L/Sが30μm/30μmのITO電極パターンが上面に形成された透明ガラス基板を用意した。また、L/Sが30μm/30μmの銅電極パターンが下面に形成された半導体チップを用意した。
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Aを上記配合物100重量%中での含有量を5重量%となるように用いたこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子Aの含有量が5重量%である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Aを上記配合物100重量%中での含有量を15重量%となるように用いたこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子Aの含有量が15重量%である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
異方性導電ペーストの調製の際に、導電性粒子Aを上記配合物100重量%中での含有量を1重量%となるように用いたこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子Aの含有量が1重量%である異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
異方性導電ペーストの調製の際に、上記熱ラジカル開始剤を、tert−ヘキシルパーオキシピバレート(日油社製「パーヘキシルPV」、10時間半減期を得るための分解温度54.6℃)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
異方性導電ペーストの調製の際に、熱硬化性化合物であるエポキシアクリレートをウレタンアクリレート(ダイセル・サイテック社製「EBECRYL8804」)に変更したこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして接続構造体を得た。
平均粒子径10μmのジビニルベンゼン樹脂粒子(積水化学工業社製「ミクロパールSP−210」)を無電解ニッケルめっきし、樹脂粒子の表面上に厚さ0.1μmの下地ニッケルめっき層を形成した。次いで、下地ニッケルめっき層が形成された樹脂粒子を電解銅めっきし、厚さ1μmの銅層を形成した。更に、錫及びビスマスを含有する電解めっき液を用いて、電解めっきし、厚さ3μmのはんだ層を形成した。このようにして、樹脂粒子の表面上に厚み1μmの銅層が形成されており、該銅層の表面に厚み3μmのはんだ層(錫:ビスマス=43重量%:57重量%)が形成されている導電性粒子Bを作製した。
異方性導電ペーストの調製の際に、光硬化性化合物であるメチルメタクリレートと、光ラジカル開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物とを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペースト100重量%中、導電性粒子Aの含有量は10重量%であった。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
比較例1で得られた異方性導電材料を用意した。
異方性導電ペーストの調製の際に、熱硬化性化合物であるエポキシアクリレートと、熱ラジカル開始剤である2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリルとを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、異方性導電ペーストを得た。得られた異方性導電ペースト100重量%中、導電性粒子Aの含有量は10重量%であった。得られた異方性導電ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にして、接続構造体を得た。
(1)粘度
E型粘度計(東機産業社製)を用いて、25℃及び2.5rpmの条件で、得られた異方性導電ペースト(塗布前の異方性導電ペーストの粘度)の粘度η1を測定した。また、E型粘度計(東機産業社製)を用いて、25℃及び5rpmの条件で、得られた異方性導電ペーストの粘度η2を測定した。
得られた接続構造体を用いて、隣り合う電極20個においてリークが生じているか否かを、テスターで測定した。
得られた接続構造体において、異方性導電ペースト層により形成された硬化物層にボイドが生じているか否かを、透明ガラス基板の下面側から目視により観察した。
光重合によって異方性導電ペースト層をBステージ化させた後であって、Bステージ化された異方性導電ペースト層の上面に半導体チップを積層する直前のBステージ化された異方性導電ペースト層の粘度η3を、レオメーター(Anton Paar社製)を用いて、25℃及び2.5rpmの条件で測定した。
得られた異方性導電ペーストをノズル径1.1mmのシリンジに充填し、ディスペンサーを用いて、圧力300Pa、塗布厚み30μm、移動スピード10mm/s、塗布ライン距離20mm及び塗布幅1mmの条件で、異方性導電ペーストをガラス基板上に塗布した。
上記(5)の評価と同様にして、異方性導電ペーストをガラス基板上に塗布した。塗布の直後に紫外線を照射し、異方性導電ペーストの光硬化を開始させた。さらに、紫外線の照射から10秒後に、異方性導電ペーストが塗布されたガラス基板を150℃のオーブン内に5分間入れ、異方性導電ペーストを熱硬化させた。異方性導電ペーストの硬化により形成された硬化物層の高さを、マイクロメーターで測定した。
2…第1の接続対象部材
2a…上面
2b…電極
3…接続部
3a…上面
3A…異方性導電材料層
3B…Bステージ化された異方性導電材料層
4…第2の接続対象部材
4a…下面
4b…電極
5…導電性粒子
Claims (10)
- 異方性導電材料に光照射したものである異方性導電材料のBステージ化物であり、
前記異方性導電材料が、硬化性化合物と、熱ラジカル開始剤と、光ラジカル開始剤と、導電性粒子とを含有し、
前記熱ラジカル開始剤の10時間半減期を得るための分解温度が、30℃以上、80℃以下であり、
異方性導電材料のBステージ化物の25℃及び2.5rpmでの粘度が2000Pa・s以上、15000Pa・s以下である、異方性導電材料のBステージ化物。 - 前記硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む、請求項1に記載の異方性導電材料のBステージ化物。
- 硬化性化合物と、熱ラジカル開始剤と、光ラジカル開始剤と、導電性粒子とを含有する異方性導電材料に光を照射して、硬化を進行させ、異方性導電材料のBステージ化物を得る工程を備え、
前記熱ラジカル開始剤の10時間半減期を得るための分解温度が、30℃以上、80℃以下であり、
前記異方性導電材料のBステージ化物の25℃及び2.5rpmでの粘度が2000Pa・s以上、15000Pa・s以下である、異方性導電材料のBステージ化物の製造方法。 - 前記硬化性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む、請求項3に記載の異方性導電材料のBステージ化物の製造方法。
- 前記異方性導電材料の25℃及び2.5rpmでの粘度が、20Pa・s以上、200Pa・s以下である、請求項3又は4に記載の異方性導電材料のBステージ化物の製造方法。
- 前記異方性導電材料の25℃及び2.5rpmでの粘度をη1とし、かつ25℃及び5rpmでの粘度をη2としたときに、前記η2が20Pa・s以上、200Pa・s以下であり、かつ前記η1の前記η2に対する比(η1/η2)が0.9以上、1.1以下である、請求項3〜5のいずれか1項に記載の異方性導電材料のBステージ化物の製造方法。
- 前記異方性導電材料が、ペースト状の異方性導電ペーストである、請求項3〜6のいずれか1項に記載の異方性導電材料のBステージ化物の製造方法。
- 硬化性化合物と、熱ラジカル開始剤と、光ラジカル開始剤と、導電性粒子とを撹拌して、異方性導電材料を得る工程を備える、請求項3〜7のいずれか1項に記載の異方性導電材料のBステージ化物の製造方法。
- 第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、前記第1,第2の接続対象部材を電気的に接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項1又は2に記載の異方性導電材料のBステージ化物の硬化物である、接続構造体。 - 請求項3〜8のいずれか1項に記載の異方性導電材料のBステージ化物の製造方法によって、第1の接続対象部材の上面に、異方性導電材料のBステージ化物を形成する工程と、
前記異方性導電材料のBステージ化物の上面に、第2の接続対象部材をさらに積層する工程とを備える、接続構造体の製造方法。
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