JP6600019B2 - 電子基板の製造方法および異方性導電ペースト - Google Patents
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Description
本発明は、電子基板の製造方法および異方性導電ペーストに関する。
近年、フレキシブル基板（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）との接続や、電子部品と配線基板との接続には、異方性導電接着剤（異方性導電フィルム、異方性導電ペースト）を用いた接続方式が利用されている。例えば、電子部品と配線基板とを接続する場合には、電極が形成された電子部品と、電極のパターンが形成された配線基板との間に異方性導電ペーストを配置し、電子部品と配線基板とを熱圧着して電気的接続を確保している。
異方性導電ペーストとしては、はんだ粉末と、熱硬化性樹脂と、カルボン酸系硬化剤と、イミダゾール系硬化剤と、アミン系硬化剤とを含有するペーストが提案されている（例えば、特許文献１）。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をはんだ接合することができ、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、樹脂成分内にはんだ粉末が埋設されたような状態となり、隣接電極間の絶縁性が確保される。
特許文献１に記載のような異方性導電ペーストを用いる場合には、電極表面の全体がはんだ接合されるわけではなく、電極表面の一部がはんだ接合されて、電極同士の間での導電性が確保される。導電性については、これで十分ではあるが、例えば、高周波電流や大きな電流が流れる場合などを考慮すると、電極表面の全体がはんだ接合される方がより好ましい。
そこで、本発明は、異方性導電ペーストを用いて、高い接続信頼性を有する電子基板を作製できる電子基板の製造方法、並びにその方法に用いる異方性導電ペーストを提供することを目的とする。
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような電子基板の製造方法および異方性導電ペーストを提供するものである。
すなわち、本発明の電子基板の製造方法は、第一配線基板と、第二配線基板または電子部品とを、異方性導電ペーストを用いて接続して電子基板を作製する電子基板の製造方法であって、前記異方性導電ペーストが、（Ａ）融点が１５０℃以下であるはんだ粉末と、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、および（Ｄ）活性剤を含む熱硬化性樹脂組成物とを含有し、前記（Ａ）成分の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、５０質量％超７５質量％以下であり、前記熱硬化性樹脂組成物の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、２５質量％以上５０質量％未満であり、前記第一配線基板上に前記異方性導電ペーストを塗布する塗布工程と、前記異方性導電ペースト上に前記第二配線基板または前記電子部品を配置し、前記（Ａ）成分の融点よりも高い温度で、前記第二配線基板または前記電子部品を前記第一配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、前記熱圧着工程後の前記第一配線基板および前記第二配線基板または前記電子部品を加熱して、前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる熱硬化工程と、を備え、前記第一配線基板の電極のピッチ、および、前記第二配線基板または前記電子部品の電極のピッチが、それぞれ６０μｍ以上５００μｍ以下であり、前記第一配線基板の電極の厚みと、前記第二配線基板または前記電子部品の電極の厚みとの合計が、２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする方法である。
すなわち、本発明の電子基板の製造方法は、第一配線基板と、第二配線基板または電子部品とを、異方性導電ペーストを用いて接続して電子基板を作製する電子基板の製造方法であって、前記異方性導電ペーストが、（Ａ）融点が１５０℃以下であるはんだ粉末と、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、および（Ｄ）活性剤を含む熱硬化性樹脂組成物とを含有し、前記（Ａ）成分の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、５０質量％超７５質量％以下であり、前記熱硬化性樹脂組成物の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、２５質量％以上５０質量％未満であり、前記第一配線基板上に前記異方性導電ペーストを塗布する塗布工程と、前記異方性導電ペースト上に前記第二配線基板または前記電子部品を配置し、前記（Ａ）成分の融点よりも高い温度で、前記第二配線基板または前記電子部品を前記第一配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、前記熱圧着工程後の前記第一配線基板および前記第二配線基板または前記電子部品を加熱して、前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる熱硬化工程と、を備え、前記第一配線基板の電極のピッチ、および、前記第二配線基板または前記電子部品の電極のピッチが、それぞれ６０μｍ以上５００μｍ以下であり、前記第一配線基板の電極の厚みと、前記第二配線基板または前記電子部品の電極の厚みとの合計が、２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする方法である。
本発明の異方性導電ペーストは、前記電子基板の製造方法に用いる異方性導電ペーストであって、（Ａ）融点が１５０℃以下であるはんだ粉末と、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、および（Ｄ）活性剤を含む熱硬化性樹脂組成物とを含有し、前記（Ａ）成分の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、５０質量％超７５質量％以下であり、前記熱硬化性樹脂組成物の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、２５質量％以上５０質量％未満であることを特徴とするものである。
なお、本発明において、異方性導電ペーストとは、接続対象となる電極同士を導通させることができ、基板の垂直方向では導電性を有するが、それ以外の箇所では基板の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。
また、本発明の電子基板の製造方法によれば、異方性導電ペーストを用いて、高い接続信頼性を有する電子基板を作製できる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
また、本発明の電子基板の製造方法によれば、異方性導電ペーストを用いて、高い接続信頼性を有する電子基板を作製できる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、本発明に用いる異方性導電ペーストを、はんだ粉末の融点以上の温度で熱圧着する場合には、鉛フリーはんだ粉末同士が溶融するとともにそれぞれが近接していき、その周囲のはんだ同士で接合して大きくなる。また、熱圧着により、電子部品および配線基板の電極同士の間隔も短くなるので、上記のようにして大きくなった溶融はんだにより、電極同士をはんだ接合することができる。さらに、この溶融はんだに周囲のはんだ粉末が集まって電極表面の全体にはんだ接合ができる。一方で、配線基板の電極同士の間隙などに存在するはんだ粉末は、溶融はんだにより周囲のはんだ粉末が集められることで少なくなる。結果として、配線基板の電極同士の間では絶縁性が確保される。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。
本発明によれば、異方性導電ペーストを用いて、高い接続信頼性を有する電子基板を作製できる電子基板の製造方法、並びにその方法に用いる異方性導電ペーストを提供できる。
［異方性導電ペースト］
先ず、本実施形態の異方性導電ペーストについて説明する。
本実施形態の異方性導電ペーストは、後述する本実施形態の電子基板の製造方法に用いる異方性導電ペーストである。そして、この異方性導電ペーストは、以下説明する（Ａ）融点が１５０℃以下であるはんだ粉末と、以下説明する熱硬化性樹脂組成物とを含有し、（Ａ）成分の配合量が、異方性導電ペースト１００質量％に対して、５０質量％超７５質量％以下であり、熱硬化性樹脂組成物の配合量が、異方性導電ペースト１００質量％に対して、２５質量％以上５０質量％未満であるものである。
（Ａ）成分の配合量が５０質量％以下の場合（熱硬化性樹脂組成物の配合量が５０質量％以上の場合）には、得られる異方性導電ペーストを熱圧着した場合に、電極表面の全体がはんだ接合を形成することができない。他方、（Ａ）成分の配合量が７５質量％を超える場合（熱硬化性樹脂組成物の配合量が２５質量％未満の場合）には、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ペーストにおいて、絶縁性と接続信頼性とのバランスをとるという観点から、（Ａ）成分の配合量は、５０．５質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、５０．５質量％以上６５質量％以下であることがより好ましい。
先ず、本実施形態の異方性導電ペーストについて説明する。
本実施形態の異方性導電ペーストは、後述する本実施形態の電子基板の製造方法に用いる異方性導電ペーストである。そして、この異方性導電ペーストは、以下説明する（Ａ）融点が１５０℃以下であるはんだ粉末と、以下説明する熱硬化性樹脂組成物とを含有し、（Ａ）成分の配合量が、異方性導電ペースト１００質量％に対して、５０質量％超７５質量％以下であり、熱硬化性樹脂組成物の配合量が、異方性導電ペースト１００質量％に対して、２５質量％以上５０質量％未満であるものである。
（Ａ）成分の配合量が５０質量％以下の場合（熱硬化性樹脂組成物の配合量が５０質量％以上の場合）には、得られる異方性導電ペーストを熱圧着した場合に、電極表面の全体がはんだ接合を形成することができない。他方、（Ａ）成分の配合量が７５質量％を超える場合（熱硬化性樹脂組成物の配合量が２５質量％未満の場合）には、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ペーストにおいて、絶縁性と接続信頼性とのバランスをとるという観点から、（Ａ）成分の配合量は、５０．５質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、５０．５質量％以上６５質量％以下であることがより好ましい。
［（Ａ）成分］
本実施形態に用いる（Ａ）はんだ粉末は、１５０℃以下の融点を有するものである。また、このはんだ粉末は、環境への影響の観点から、鉛フリーはんだ粉末であることが好ましい。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。
本実施形態に用いる（Ａ）はんだ粉末は、１５０℃以下の融点を有するものである。また、このはんだ粉末は、環境への影響の観点から、鉛フリーはんだ粉末であることが好ましい。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。
前記（Ａ）成分は、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、およびチタン（Ｔｉ）からなる群から選択される少なくとも１種の金属からなる金属または合金であることが好ましい。例えば、スズ基のはんだとしては、Ｓｎ−０．７Ｃｕなどのスズ−銅系；Ｓｎ−３．５Ａｇなどのスズ−銀系；Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−１．０Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−０．３Ａｇ−０．７Ｃｕなどのスズ−銀−銅系；Ｓｎ−２．５Ａｇ−１．０Ｂｉ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−１．０Ａｇ−２．０Ｂｉ−０．５Ｃｕなどのスズ−銀−ビスマス−銅系；Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｂｉ−８．０Ｉｎなどのスズ−銀−ビスマス−インジウム系；Ｓｎ−１．０Ａｇ−０．７Ｃｕ−２．０Ｂｉ−０．２Ｉｎなどのスズ−銀−銅−ビスマス−インジウム系；Ｓｎ−５８Ｂｉなどのスズ−ビスマス系；Ｓｎ−１．０Ａｇ−５８Ｂｉなどのスズ−銀−ビスマス系；Ｓｎ−５．０Ｓｂなどのスズーアンチモン系；Ｓｎ−９Ｚｎなどのスズ−亜鉛系；Ｓｎ−８．０Ｚｎ−３．０Ｂｉなどのスズ−亜鉛−ビスマス系；Ｓｎ−３０Ｉｎ−１２Ｓｂ−３Ｚｎなどのスズ−インジウム−アンチモン−亜鉛系；Ｓｎ−５６Ｂｉ−４Ｔｉなどのスズ−ビスマス−チタン系；Ｓｎ−３．５Ａｇ−４Ｔｉなどのスズ−銀−チタン系；Ｓｎ−５２Ｉｎなどのスズ−インジウム系などが挙げられる。インジウム基のはんだとしては、金属インジウムのインジウム系；Ｉｎ−３．０Ａｇなどのインジウム−銀系が挙げられる。また、上記金属、合金には更に微量成分として、上記の金属以外にも、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、リン（Ｐ）、セリウム（Ｃｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）などを含有していてもよい。これらの中でも、低融点特性の点から、スズ−ビスマス系、スズ−銀−ビスマス系、スズ−インジウム系、インジウム系、インジウム−銀系などがより好ましい。
前記（Ａ）成分の平均粒子径は、通常１μｍ以上４０μｍ以下であるが、はんだ付けパッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、１μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以上１５μｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上１２μｍ以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。
［熱硬化性樹脂組成物］
本実施形態に用いる熱硬化性樹脂組成物は、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、および（Ｄ）活性剤を含むものである。そして、この熱硬化性樹脂組成物の酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上４５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが特に好ましい。はんだの活性化という観点からは、酸価が前記下限以上であることが好ましく、得られる異方性導電ペーストにおける絶縁性の観点からは、酸価が前記上限以下であることが好ましい。
本実施形態に用いる熱硬化性樹脂組成物は、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、および（Ｄ）活性剤を含むものである。そして、この熱硬化性樹脂組成物の酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上４５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが特に好ましい。はんだの活性化という観点からは、酸価が前記下限以上であることが好ましく、得られる異方性導電ペーストにおける絶縁性の観点からは、酸価が前記上限以下であることが好ましい。
［（Ｂ）成分］
本実施形態に用いる（Ｂ）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、およびジシクロペンタジエン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。
本実施形態に用いる（Ｂ）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、およびジシクロペンタジエン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。
（Ｂ）成分の配合量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、７０質量％以上９５質量％以下であることが好ましく、７５質量％以上９２質量％以下であることがより好ましく、８０質量％以上９０質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ）成分の配合量が前記下限以上であれば、落下衝撃に対する耐性を向上できる。他方、（Ｂ）成分の配合量が前記上限以下であれば、得られる異方性導電ペーストの粘度を低くでき、塗布性を向上できる。
［（Ｃ）成分］
本実施形態に用いる（Ｃ）硬化剤としては、イミダゾール類、イミダゾール誘導体およびエポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤などが挙げられる。これらは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、硬化性および硬化物の性能の観点から、イミダゾール類およびイミダゾール誘導体の少なくともいずれか１つと、エポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤と併用することが好ましい。
なお、本実施形態に用いる熱硬化性樹脂組成物は、はんだの凝集を阻害しないことが好ましい。この観点から、熱硬化性樹脂組成物は、熱圧着時に硬化が進み過ぎないことが好ましく、（Ｃ）成分は、熱圧着時に硬化が進みにくいものを選択することが好ましい。
本実施形態に用いる（Ｃ）硬化剤としては、イミダゾール類、イミダゾール誘導体およびエポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤などが挙げられる。これらは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、硬化性および硬化物の性能の観点から、イミダゾール類およびイミダゾール誘導体の少なくともいずれか１つと、エポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤と併用することが好ましい。
なお、本実施形態に用いる熱硬化性樹脂組成物は、はんだの凝集を阻害しないことが好ましい。この観点から、熱硬化性樹脂組成物は、熱圧着時に硬化が進み過ぎないことが好ましく、（Ｃ）成分は、熱圧着時に硬化が進みにくいものを選択することが好ましい。
イミダゾール類としては、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、および２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンなどが挙げられる。これらの中でも、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、および１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイトなどを用いることが好ましい。これらは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。
イミダゾール類の市販品としては、２Ｐ４ＭＨＺ、２ＰＨＺ−ＰＷ、２Ｅ４ＭＺ−Ａ、２ＭＺ−Ａ、２ＭＡ−ＯＫ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺＣＮＳ−ＰＷ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮ、およびＣ１１Ｚ−Ａなど（四国化成工業社製など、商品名）が挙げられる。
イミダゾール類の市販品としては、２Ｐ４ＭＨＺ、２ＰＨＺ−ＰＷ、２Ｅ４ＭＺ−Ａ、２ＭＺ−Ａ、２ＭＡ−ＯＫ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺＣＮＳ−ＰＷ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮ、およびＣ１１Ｚ−Ａなど（四国化成工業社製など、商品名）が挙げられる。
イミダゾール誘導体は、イミダゾール類から誘導して得られるものである。前記イミダゾール誘導体の市販品としては、サンマイド ＬＨ−２１０、Ｉｍｉｃｕｒｅ ＡＭＩ−２、および、Ｉｍｉｃｕｒｅ ＨＡＰＩなど（エアープロダクツ社製、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、ＰＮ−Ｆ、ＭＹ−２４、ＶＤＨ、ＵＤＨ、ＰＮ−３１、ＰＮ−４０（味の素ファインテクノ社製、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。
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、ＰＮ−Ｆ、ＭＹ−２４、ＶＤＨ、ＵＤＨ、ＰＮ−３１、ＰＮ−４０（味の素ファインテクノ社製、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。
（Ｃ）成分の配合量は、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上１０質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上６質量％以下であることが特に好ましい。（Ｃ）成分の配合量が前記下限以上であれば、得られる異方性導電ペーストの硬化性を向上できる。他方、（Ｃ）成分の配合量が前記上限以下であれば、得られる異方性導電ペーストの保存安定性を向上できる。
［（Ｄ）成分］
本実施形態に用いる（Ｄ）活性剤としては、有機酸、有機酸アミン塩、非解離型活性剤、およびアミン系活性剤などが挙げられる。これらは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。これらの中でも、環境対策の観点からは、有機酸、有機酸アミン塩を用いることが好ましい。
本実施形態に用いる（Ｄ）活性剤としては、有機酸、有機酸アミン塩、非解離型活性剤、およびアミン系活性剤などが挙げられる。これらは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。これらの中でも、環境対策の観点からは、有機酸、有機酸アミン塩を用いることが好ましい。
有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、グリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、ジグリコール酸などが挙げられる。これらの中でも、グルタル酸、アジピン酸などが好ましい。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、ピコリン酸などが挙げられる。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、グリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、ジグリコール酸などが挙げられる。これらの中でも、グルタル酸、アジピン酸などが好ましい。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、ピコリン酸などが挙げられる。
有機酸アミン塩は、前記有機酸のアミン塩である。アミンとしては、適宜公知のアミンを用いることができる。このようなアミンは、芳香族アミンであってもよく、脂肪族アミンであってもよい。これらは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。このようなアミンとしては、有機酸アミン塩の安定性などの観点から、炭素数３〜１３のアミンを用いることが好ましく、炭素数４〜７の１級アミンを用いることがより好ましい。
芳香族アミンとしては、ベンジルアミン、アニリン、１，３−ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。これらの中でも、ベンジルアミンが特に好ましい。
脂肪族アミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
芳香族アミンとしては、ベンジルアミン、アニリン、１，３−ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。これらの中でも、ベンジルアミンが特に好ましい。
脂肪族アミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
非解離型活性剤としては、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物が挙げられる。このハロゲン化化合物としては、塩素化物、臭素化物、フッ化物のように塩素、臭素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素およびフッ素の任意の２つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシル化合物のように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば２，３−ジブロモプロパノール、２，３−ジブロモブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、トリブロモネオペンチルアルコールなどの臭素化アルコール、１，３−ジクロロ−２−プロパノール、１，４−ジクロロ−２−ブタノールなどの塩素化アルコール、３−フルオロカテコールなどのフッ素化アルコール、その他これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシル化合物としては、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、２−ヨードプロピオン酸、５−ヨードサリチル酸、５−ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル化合物、２−クロロ安息香酸、３−クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル化合物、２，３−ジブロモプロピオン酸、２，３−ジブロモコハク酸、２−ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル化合物、その他これらに類する化合物が挙げられる。
アミン系活性剤としては、アミン類（エチレンジアミンなどのポリアミンなど）、アミン塩類（トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、ジエチルアミンなどのアミンやアミノアルコールなどの有機酸塩や無機酸塩（塩酸、硫酸、臭化水素酸など））、アミノ酸類（グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、バリンなど）、アミド系化合物などが挙げられる。具体的には、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩（塩酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩、セバシン酸塩など）、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。
（Ｄ）成分の配合量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上８質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上５質量％以下であることが特に好ましい。（Ｄ）成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ粉末の表面への活性作用を高めることができる。また、（Ｄ）成分の配合量が前記上限以下であれば、得られる異方性導電ペーストの絶縁性を向上できる。
［他の成分］
本実施形態に用いる熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、（Ｂ）成分〜（Ｄ）成分以外に、チクソ剤、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。これらの添加剤の配合量としては、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。
なお、本実施形態に用いる熱硬化性樹脂組成物は、はんだの凝集を阻害しないことが好ましい。この観点から、熱硬化性樹脂組成物は、チクソ剤などを含有しないことが好ましい。また、チクソ剤を用いる場合、その配合量は、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、２質量以下であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。
本実施形態に用いる熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、（Ｂ）成分〜（Ｄ）成分以外に、チクソ剤、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。これらの添加剤の配合量としては、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。
なお、本実施形態に用いる熱硬化性樹脂組成物は、はんだの凝集を阻害しないことが好ましい。この観点から、熱硬化性樹脂組成物は、チクソ剤などを含有しないことが好ましい。また、チクソ剤を用いる場合、その配合量は、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、２質量以下であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。
［電子基板の製造方法］
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について、図面に基づいて説明する。図１〜図８は、本実施形態の電子基板の製造方法を説明するための図である。
本実施形態の電子基板の製造方法は、第一配線基板と、第二配線基板または電子部品とを、前述した異方性導電ペーストを用いて接続して電子基板を作製する方法である。
また、本実施形態の電子基板の製造方法は、以下説明する塗布工程、熱圧着工程、および熱硬化工程を備える。
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について、図面に基づいて説明する。図１〜図８は、本実施形態の電子基板の製造方法を説明するための図である。
本実施形態の電子基板の製造方法は、第一配線基板と、第二配線基板または電子部品とを、前述した異方性導電ペーストを用いて接続して電子基板を作製する方法である。
また、本実施形態の電子基板の製造方法は、以下説明する塗布工程、熱圧着工程、および熱硬化工程を備える。
電子部品としては、チップ、およびパッケージ部品などが挙げられる。
第一配線基板および第二配線基板としては、フレキシブル性を有するフレキシブル基板、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。なお、ここでは、第一配線基板として、リジット基板を用い、第二配線基板として、フレキシブル基板を用いて、リジット基板とフレキシブル基板とを、前述した異方性導電ペーストを用いて接続する場合を例に挙げて説明する。
第一配線基板および第二配線基板としては、フレキシブル性を有するフレキシブル基板、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。なお、ここでは、第一配線基板として、リジット基板を用い、第二配線基板として、フレキシブル基板を用いて、リジット基板とフレキシブル基板とを、前述した異方性導電ペーストを用いて接続する場合を例に挙げて説明する。
リジット基板１は、図１に示すように、第一基材としてのリジット基材１１と、第一配線１２と、第一絶縁被膜としてのソルダレジスト膜１３とを備えている。また、リジット基板１とフレキシブル基板２との接続部分において、図１および図２に示すように、リジット基板１の端部においては、第一配線１２を覆うように、ソルダレジスト膜１３が設けられていることが好ましい。このソルダレジスト膜１３により、熱圧着時に、異方性導電ペーストを堰き止めることができるため、異方性導電ペースト中のはんだが、リジット基板１の端部に流出し過剰に集まってブリッジとなるような問題を抑制できる。
また、リジット基板１には、図１に示すように、リジット基板１とフレキシブル基板２との接続部分において、平面視において、ソルダレジスト膜１３が設けられていない接続領域ＡＡが、ソルダレジスト膜１３に囲われるように、設けられていることが好ましい。接続領域ＡＡの外側にあるソルダレジスト膜１３により、熱圧着時に、異方性導電ペーストを堰き止めることができるため、異方性導電ペースト中のはんだが、流出し過剰に集まってブリッジとなるような問題を抑制できる。接続領域ＡＡは、平面視において、四角形状であることが好ましい。
フレキシブル基板２は、図３および図４に示すように、第二基材としてのフレキシブル基材２１と、第二配線２２と、第二絶縁被膜としてのカバーレイ２３とを備えている。
また、リジット基板１には、図１に示すように、リジット基板１とフレキシブル基板２との接続部分において、平面視において、ソルダレジスト膜１３が設けられていない接続領域ＡＡが、ソルダレジスト膜１３に囲われるように、設けられていることが好ましい。接続領域ＡＡの外側にあるソルダレジスト膜１３により、熱圧着時に、異方性導電ペーストを堰き止めることができるため、異方性導電ペースト中のはんだが、流出し過剰に集まってブリッジとなるような問題を抑制できる。接続領域ＡＡは、平面視において、四角形状であることが好ましい。
フレキシブル基板２は、図３および図４に示すように、第二基材としてのフレキシブル基材２１と、第二配線２２と、第二絶縁被膜としてのカバーレイ２３とを備えている。
本実施形態の電子基板の製造方法においては、リジット基板１の電極のピッチ、および、フレキシブル基板２の電極のピッチが、それぞれ６０μｍ以上５００μｍ以下であることが必要である。電極のピッチが前記範囲外である場合には、異方性導電ペーストを用いて、高い接続信頼性と絶縁性とを両立できない。
また、本実施形態の電子基板の製造方法においては、リジット基板１の電極の厚みと、フレキシブル基板２の電極の厚みとの合計が、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが必要である。厚みの合計が前記範囲外である場合には、異方性導電ペーストを用いて、高い接続信頼性と絶縁性とを両立できない。
また、本実施形態の電子基板の製造方法においては、リジット基板１の電極の厚みと、フレキシブル基板２の電極の厚みとの合計が、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが必要である。厚みの合計が前記範囲外である場合には、異方性導電ペーストを用いて、高い接続信頼性と絶縁性とを両立できない。
塗布工程においては、第一配線基板としてのリジット基板１上に異方性導電ペースト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、および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、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下であることが特に好ましい。厚みが前記下限以上であれば、リジット基板とフレキシブル基板との付着力を向上できる。他方、厚みが前記上限以下であれば、接続部分以外にペーストがはみ出しにくくできる。
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、および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、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下であることが特に好ましい。厚みが前記下限以上であれば、リジット基板とフレキシブル基板との付着力を向上できる。他方、厚みが前記上限以下であれば、接続部分以外にペーストがはみ出しにくくできる。
熱圧着工程においては、異方性導電ペースト３上に第二配線基板としてのフレキシブル基板２を配置し、（Ａ）成分の融点よりも高い温度で、フレキシブル基板２をリジット基板１に熱圧着する。
熱圧着時の温度が、（Ａ）成分の融点よりも高いという条件を満たさない場合には、はんだを十分に溶融させることができず、リジット基板１およびフレキシブル基板２の間に十分なはんだ接合を形成できず、リジット基板１およびフレキシブル基板２の間の導電性が不十分となる。なお、熱圧着時の温度は、（Ａ）成分の融点よりも５℃以上高いことが好ましく、（Ａ）成分の融点よりも１０℃以上高いことがより好ましく、（Ａ）成分の融点よりも３０℃以上高いことが特に好ましい。
熱圧着時の圧力は、特に限定されないが、０．０５ＭＰａ以上３ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．２ＭＰａ以上２ＭＰａ以下とすることがより好ましく、０．５ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下とすることが特に好ましい。圧力が前記下限以上であれば、リジット基板１およびフレキシブル基板２の間に十分なはんだ接合を形成でき、リジット基板１およびフレキシブル基板２の間の導電性を向上できる。他方、圧力が前記上限以下であれば、リジット基板１に過度のストレスがかかることを抑制でき、デッドスペースを少なくできる。
なお、本実施形態においては、上記のように、熱圧着時の圧力を、従来の方法による場合と比較して、低い圧力範囲に設定することができる。そのため、熱圧着工程に用いる装置の低コスト化を達成することもできる。
熱圧着時の時間は、特に限定されないが、通常、１秒間以上６０秒間以下であり、２秒間以上２０秒間以下であることが好ましく、３秒間以上１５秒間以下であることがより好ましい。
熱圧着時の温度が、（Ａ）成分の融点よりも高いという条件を満たさない場合には、はんだを十分に溶融させることができず、リジット基板１およびフレキシブル基板２の間に十分なはんだ接合を形成できず、リジット基板１およびフレキシブル基板２の間の導電性が不十分となる。なお、熱圧着時の温度は、（Ａ）成分の融点よりも５℃以上高いことが好ましく、（Ａ）成分の融点よりも１０℃以上高いことがより好ましく、（Ａ）成分の融点よりも３０℃以上高いことが特に好ましい。
熱圧着時の圧力は、特に限定されないが、０．０５ＭＰａ以上３ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．２ＭＰａ以上２ＭＰａ以下とすることがより好ましく、０．５ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下とすることが特に好ましい。圧力が前記下限以上であれば、リジット基板１およびフレキシブル基板２の間に十分なはんだ接合を形成でき、リジット基板１およびフレキシブル基板２の間の導電性を向上できる。他方、圧力が前記上限以下であれば、リジット基板１に過度のストレスがかかることを抑制でき、デッドスペースを少なくできる。
なお、本実施形態においては、上記のように、熱圧着時の圧力を、従来の方法による場合と比較して、低い圧力範囲に設定することができる。そのため、熱圧着工程に用いる装置の低コスト化を達成することもできる。
熱圧着時の時間は、特に限定されないが、通常、１秒間以上６０秒間以下であり、２秒間以上２０秒間以下であることが好ましく、３秒間以上１５秒間以下であることがより好ましい。
上記の熱圧着工程の一形態としては、図５および図６に示すように、下記条件（ｘ１）〜（ｘ３）を満たすことが好ましい。
条件（ｘ１）：異方性導電ペースト３上にフレキシブル基板２を配置する際に、平面視において、フレキシブル基板２の端部と、ソルダレジスト膜１３とが重なっている。
条件（ｘ２）：異方性導電ペースト３上にフレキシブル基板２を配置する際に、平面視において、リジット基板１の端部と、カバーレイ２３とが重なっていない。
条件（ｘ３）：熱圧着の際に、平面視において、熱圧着に用いるヒートツール４が、接続領域ＡＡの全領域にわたり重なっている。
条件（ｘ１）および（ｘ２）を満たす場合には、熱圧着時に、ヒートツール４による圧力が異方性導電ペースト３に直接的にかからなくなる。また、接続領域ＡＡの外側にソルダレジスト膜１３による堰ができることになり、熱圧着時に、接続領域ＡＡの外側に異方性導電ペースト３が流れ出るのを確実に防止できる。さらに、条件（ｘ３）により、接続領域ＡＡの全領域にわたり、熱圧着がされるために、より確実にはんだ接合を形成できる。
条件（ｘ１）：異方性導電ペースト３上にフレキシブル基板２を配置する際に、平面視において、フレキシブル基板２の端部と、ソルダレジスト膜１３とが重なっている。
条件（ｘ２）：異方性導電ペースト３上にフレキシブル基板２を配置する際に、平面視において、リジット基板１の端部と、カバーレイ２３とが重なっていない。
条件（ｘ３）：熱圧着の際に、平面視において、熱圧着に用いるヒートツール４が、接続領域ＡＡの全領域にわたり重なっている。
条件（ｘ１）および（ｘ２）を満たす場合には、熱圧着時に、ヒートツール４による圧力が異方性導電ペースト３に直接的にかからなくなる。また、接続領域ＡＡの外側にソルダレジスト膜１３による堰ができることになり、熱圧着時に、接続領域ＡＡの外側に異方性導電ペースト３が流れ出るのを確実に防止できる。さらに、条件（ｘ３）により、接続領域ＡＡの全領域にわたり、熱圧着がされるために、より確実にはんだ接合を形成できる。
上記の熱圧着工程の他の形態としては、図７および図８に示すように、下記条件（ｙ１）〜（ｙ３）を満たすことが好ましい。
条件（ｙ１）：異方性導電ペースト３上にフレキシブル基板２を配置する際に、平面視において、フレキシブル基板２の端部と、ソルダレジスト膜１３が重なっている。
条件（ｙ２）：異方性導電ペースト３上にフレキシブル基板２を配置する際に、平面視において、リジット基板１の端部と、カバーレイ２３とが重なっている。
条件（ｙ３）：熱圧着の際に、平面視において、熱圧着に用いるヒートツール４と、接続領域ＡＡとが重なっているが、接続領域ＡＡの周縁部が、ヒートツール４と重なっていない。
条件（ｙ１）および（ｙ２）を満たす場合には、熱圧着時に、ヒートツール４による圧力が異方性導電ペースト３に直接的にかからなくなる。また、また、接続領域ＡＡの外側にソルダレジスト膜１３による堰ができることになり、熱圧着時に、接続領域ＡＡの外側に異方性導電ペースト３が流れ出るのを確実に防止できる。さらに、条件（ｙ３）により、図８に示すように、フレキシブル基板２が変形することになり、これにより、接続領域ＡＡの周縁部から、異方性導電ペースト３中の気泡などを逃がすことができるために、異方性導電ペースト３中のボイドより確実に抑制できる。
条件（ｙ１）：異方性導電ペースト３上にフレキシブル基板２を配置する際に、平面視において、フレキシブル基板２の端部と、ソルダレジスト膜１３が重なっている。
条件（ｙ２）：異方性導電ペースト３上にフレキシブル基板２を配置する際に、平面視において、リジット基板１の端部と、カバーレイ２３とが重なっている。
条件（ｙ３）：熱圧着の際に、平面視において、熱圧着に用いるヒートツール４と、接続領域ＡＡとが重なっているが、接続領域ＡＡの周縁部が、ヒートツール４と重なっていない。
条件（ｙ１）および（ｙ２）を満たす場合には、熱圧着時に、ヒートツール４による圧力が異方性導電ペースト３に直接的にかからなくなる。また、また、接続領域ＡＡの外側にソルダレジスト膜１３による堰ができることになり、熱圧着時に、接続領域ＡＡの外側に異方性導電ペースト３が流れ出るのを確実に防止できる。さらに、条件（ｙ３）により、図８に示すように、フレキシブル基板２が変形することになり、これにより、接続領域ＡＡの周縁部から、異方性導電ペースト３中の気泡などを逃がすことができるために、異方性導電ペースト３中のボイドより確実に抑制できる。
熱硬化工程においては、前記熱圧着工程後のリジット基板１およびフレキシブル基板２を加熱して、前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる。
加熱炉としては、公知の加熱炉を適宜用いることができる。
加熱条件としては、加熱温度が、１００℃以上１５０℃以下であることが好ましく、１１０℃以上１３５℃以下であることがより好ましく、１２０℃以上１３０℃以下であることが特に好ましい。加熱温度が前記範囲内であれば、熱硬化性樹脂組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱時間は、１０分間以上２時間以下であることが好ましく、１５分間以上１時間以下であることがより好ましく、２０分間以上４０分間以下であることが特に好ましい。加熱時間が前記範囲内であれば、熱硬化性樹脂組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱炉としては、公知の加熱炉を適宜用いることができる。
加熱条件としては、加熱温度が、１００℃以上１５０℃以下であることが好ましく、１１０℃以上１３５℃以下であることがより好ましく、１２０℃以上１３０℃以下であることが特に好ましい。加熱温度が前記範囲内であれば、熱硬化性樹脂組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱時間は、１０分間以上２時間以下であることが好ましく、１５分間以上１時間以下であることがより好ましく、２０分間以上４０分間以下であることが特に好ましい。加熱時間が前記範囲内であれば、熱硬化性樹脂組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
以上のような本実施形態の電子基板の製造方法によれば、異方性導電ペーストを用いて、高い接続信頼性を有する電子基板を作製できる。
なお、本発明の異方性導電ペーストおよび電子基板の製造方法は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
なお、本発明の異方性導電ペーストおよび電子基板の製造方法は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
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。
（（Ａ）成分）
はんだ粉末：平均粒子径は１２μｍ（粒子径範囲：５μｍ〜２０μｍ）、はんだの融点は１３９℃、はんだの組成は４２Ｓｎ／５８Ｂｉ
（（Ｂ）成分）
エポキシ樹脂Ａ：液状エポキシ樹脂、商品名「ＺＸ−１０５９」、新日鉄住金化学社製
エポキシ樹脂Ｂ：ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、商品名「ＮＣ−３０００」、日本化薬社製
エポキシ樹脂Ｃ：テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、商品名「ＧＴＲ−１８００」、日本化薬社製
（（Ｃ）成分）
硬化剤：２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、商品名「キュアゾール２ＭＺＡ−ＰＷ」、四国化成工業社製
（（Ｄ）成分）
活性剤Ａ：アジピン酸
活性剤Ｂ：ベンジルアミンアジピン酸塩
（他の成分）
チクソ剤：商品名「ゲルオールＤ」、新日本理化社製
（（Ａ）成分）
はんだ粉末：平均粒子径は１２μｍ（粒子径範囲：５μｍ〜２０μｍ）、はんだの融点は１３９℃、はんだの組成は４２Ｓｎ／５８Ｂｉ
（（Ｂ）成分）
エポキシ樹脂Ａ：液状エポキシ樹脂、商品名「ＺＸ−１０５９」、新日鉄住金化学社製
エポキシ樹脂Ｂ：ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、商品名「ＮＣ−３０００」、日本化薬社製
エポキシ樹脂Ｃ：テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、商品名「ＧＴＲ−１８００」、日本化薬社製
（（Ｃ）成分）
硬化剤：２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、商品名「キュアゾール２ＭＺＡ−ＰＷ」、四国化成工業社製
（（Ｄ）成分）
活性剤Ａ：アジピン酸
活性剤Ｂ：ベンジルアミンアジピン酸塩
（他の成分）
チクソ剤：商品名「ゲルオールＤ」、新日本理化社製
［実施例１］
エポキシ樹脂Ａ６０質量％、エポキシ樹脂Ｂ２０質量％、エポキシ樹脂Ｃ１０質量％、硬化剤５質量％、活性剤Ａ２質量％、活性剤Ｂ２質量％、およびチクソ剤１質量％を容器に投入し、攪拌機にて予備混合した後、３本ロールを用いて室温にて混合し分散させ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４９．５質量％に対し、はんだ粉末５０．５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ペーストを調製した。
次に、リジット基板（基材：ＦＲ−４、ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１８μｍ）を準備し、リジット基板の櫛形電極上に、得られた異方性導電ペーストをメタルマスク印刷機にて塗布した（厚み：０．０５ｍｍ）。そして、異方性導電ペースト上に、フレキシブル基板（ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１２μｍ）を配置し、熱圧着装置（大橋製作所社製）を用いて、温度１９０℃、圧力１ＭＰａ、圧着時間１０秒の条件で、フレキシブル基板をリジット基板に熱圧着し（熱圧着工程）、その後、温度１２０℃にて３０分間の加熱処理を施して（熱硬化工程）、フレキシブル基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。なお、熱圧着工程および熱硬化工程における加熱条件を表１に示す。
エポキシ樹脂Ａ６０質量％、エポキシ樹脂Ｂ２０質量％、エポキシ樹脂Ｃ１０質量％、硬化剤５質量％、活性剤Ａ２質量％、活性剤Ｂ２質量％、およびチクソ剤１質量％を容器に投入し、攪拌機にて予備混合した後、３本ロールを用いて室温にて混合し分散させ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４９．５質量％に対し、はんだ粉末５０．５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ペーストを調製した。
次に、リジット基板（基材：ＦＲ−４、ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１８μｍ）を準備し、リジット基板の櫛形電極上に、得られた異方性導電ペーストをメタルマスク印刷機にて塗布した（厚み：０．０５ｍｍ）。そして、異方性導電ペースト上に、フレキシブル基板（ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１２μｍ）を配置し、熱圧着装置（大橋製作所社製）を用いて、温度１９０℃、圧力１ＭＰａ、圧着時間１０秒の条件で、フレキシブル基板をリジット基板に熱圧着し（熱圧着工程）、その後、温度１２０℃にて３０分間の加熱処理を施して（熱硬化工程）、フレキシブル基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。なお、熱圧着工程および熱硬化工程における加熱条件を表１に示す。
［実施例２］
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、異方性導電ペーストを得た。
また、得られた異方性導電ペーストを用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。なお、熱圧着工程および熱硬化工程における加熱条件を表１に示す。
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、異方性導電ペーストを得た。
また、得られた異方性導電ペーストを用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。なお、熱圧着工程および熱硬化工程における加熱条件を表１に示す。
［比較例１］
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、異方性導電ペーストを得た。
次に、リジット基板（基材：ＦＲ−４、ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１８μｍ）を準備し、リジット基板の櫛形電極上に、得られた異方性導電ペーストをメタルマスク印刷機にて塗布した（厚み：０．０５ｍｍ）。そして、塗布後のリジット基板に対し、１３０℃の温度で６秒間のプリヒートを行い、その後、異方性導電ペースト上に、フレキシブル基板（ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１２μｍ）を配置し、熱圧着装置（大橋製作所社製）を用いて、温度１８０℃、圧力３ＭＰａ、圧着時間１５秒の条件で、フレキシブル基板をリジット基板に熱圧着して（熱圧着工程）、フレキシブル基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。なお、熱圧着工程における加熱条件を表１に示す。
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、異方性導電ペーストを得た。
次に、リジット基板（基材：ＦＲ−４、ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１８μｍ）を準備し、リジット基板の櫛形電極上に、得られた異方性導電ペーストをメタルマスク印刷機にて塗布した（厚み：０．０５ｍｍ）。そして、塗布後のリジット基板に対し、１３０℃の温度で６秒間のプリヒートを行い、その後、異方性導電ペースト上に、フレキシブル基板（ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１２μｍ）を配置し、熱圧着装置（大橋製作所社製）を用いて、温度１８０℃、圧力３ＭＰａ、圧着時間１５秒の条件で、フレキシブル基板をリジット基板に熱圧着して（熱圧着工程）、フレキシブル基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。なお、熱圧着工程における加熱条件を表１に示す。
［比較例２］
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、異方性導電ペーストを得た。
また、得られた異方性導電ペーストを用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。なお、熱圧着工程および熱硬化工程における加熱条件を表１に示す。
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、異方性導電ペーストを得た。
また、得られた異方性導電ペーストを用いた以外は実施例１と同様にして、フレキシブル基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。なお、熱圧着工程および熱硬化工程における加熱条件を表１に示す。
＜異方性導電ペーストの評価＞
異方性導電ペーストの評価（導通性、絶縁性、はんだ接合）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。なお、はんだ接合については、比較例２の評価を行わなかった。
（１）導通性
デジタルマルチメーター（アジレント・テクノロジー社製の「３４４１０Ａ」）を用いて、評価基板の抵抗値を測定した。なお、リジット基板の電極とフレキシブル基板の電極に、それぞれ端子を接続して抵抗値を測定した。測定基準として抵抗値が測定されれば、導通していることがわかり、回路の形成が可能であると判断できる。導通性は、以下の基準に従って評価した。
○：抵抗値が１００ｍΩ以下である。
×：抵抗値が高すぎて、測定できない。
（２）絶縁性
評価基板の櫛形電極の部分に、ハイレジスタントメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製）を用いて、１５Ｖの電圧を印加した時の絶縁抵抗値（単位：Ω）を測定した。絶縁性は、以下の基準に従って評価した。
○：絶縁抵抗値が１．０×１０１０Ω以上である。
×：絶縁抵抗値が１．０×１０８Ω未満である。
（３）はんだ接合
評価基板からフレキシブル基板を剥離して、リジット基板の櫛形電極の部分を目視にて観察した。実施例１で得られた評価基板におけるリジット基板の櫛形電極の部分を示す写真を図９に示す。また、比較例１で得られた評価基板におけるリジット基板の櫛形電極の部分を示す写真を図１０に示す。
また、評価基板の櫛形電極の部分を切断し、その部分の断面を拡大鏡にて観察した。実施例１で得られた評価基板における櫛形電極の部分の断面を示す写真を図１１に示す。また、比較例１で得られた評価基板における櫛形電極の部分の断面を示す写真を図１２に示す。
そして、以下の基準に従って、はんだ接合を評価した。
○：電極表面の表面積の９０％以上に、はんだがぬれていた。
△：電極表面の表面積の５０％以上９０％未満に、はんだがぬれていた。
×：電極表面の表面積の５０％未満に、はんだがぬれていた。
異方性導電ペーストの評価（導通性、絶縁性、はんだ接合）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。なお、はんだ接合については、比較例２の評価を行わなかった。
（１）導通性
デジタルマルチメーター（アジレント・テクノロジー社製の「３４４１０Ａ」）を用いて、評価基板の抵抗値を測定した。なお、リジット基板の電極とフレキシブル基板の電極に、それぞれ端子を接続して抵抗値を測定した。測定基準として抵抗値が測定されれば、導通していることがわかり、回路の形成が可能であると判断できる。導通性は、以下の基準に従って評価した。
○：抵抗値が１００ｍΩ以下である。
×：抵抗値が高すぎて、測定できない。
（２）絶縁性
評価基板の櫛形電極の部分に、ハイレジスタントメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製）を用いて、１５Ｖの電圧を印加した時の絶縁抵抗値（単位：Ω）を測定した。絶縁性は、以下の基準に従って評価した。
○：絶縁抵抗値が１．０×１０１０Ω以上である。
×：絶縁抵抗値が１．０×１０８Ω未満である。
（３）はんだ接合
評価基板からフレキシブル基板を剥離して、リジット基板の櫛形電極の部分を目視にて観察した。実施例１で得られた評価基板におけるリジット基板の櫛形電極の部分を示す写真を図９に示す。また、比較例１で得られた評価基板におけるリジット基板の櫛形電極の部分を示す写真を図１０に示す。
また、評価基板の櫛形電極の部分を切断し、その部分の断面を拡大鏡にて観察した。実施例１で得られた評価基板における櫛形電極の部分の断面を示す写真を図１１に示す。また、比較例１で得られた評価基板における櫛形電極の部分の断面を示す写真を図１２に示す。
そして、以下の基準に従って、はんだ接合を評価した。
○：電極表面の表面積の９０％以上に、はんだがぬれていた。
△：電極表面の表面積の５０％以上９０％未満に、はんだがぬれていた。
×：電極表面の表面積の５０％未満に、はんだがぬれていた。
表１および図９〜１２に示す結果からも明らかなように、本発明の電子基板の製造方法により評価基板を作製した場合（実施例１および２）には、導通性、絶縁性およびはんだ接合が全て良好な結果であった。従って、本発明の電子基板の製造方法によれば、異方性導電ペーストを用いて、高い接続信頼性を有する電子基板を作製できることが確認された。
これに対し、異方性導電ペースト中の（Ａ）成分の配合量が少な過ぎる場合（比較例１）には、電極表面の一部のみがはんだ接合されていて、電極表面の全体がはんだ接合されていないことが分かった。また、異方性導電ペースト中の（Ａ）成分の配合量が多過ぎる場合（比較例２）には、絶縁性が不十分となることが分かった。
これに対し、異方性導電ペースト中の（Ａ）成分の配合量が少な過ぎる場合（比較例１）には、電極表面の一部のみがはんだ接合されていて、電極表面の全体がはんだ接合されていないことが分かった。また、異方性導電ペースト中の（Ａ）成分の配合量が多過ぎる場合（比較例２）には、絶縁性が不十分となることが分かった。
本発明の電子基板の製造方法は、配線基板同士（例えば、フレキシブル基板とリジット基板）を接続する技術や、電子部品と配線基板とを接続する技術として好適に用いることができる。
１…リジット基板
１１…リジット基材
１２…第一配線
１３…ソルダレジスト膜
２…フレキシブル基板
２１…フレキシブル基材
２２…第二配線
２３…カバーレイ
３…異方性導電ペースト
４…ヒートツール
ＡＡ…接続領域
１１…リジット基材
１２…第一配線
１３…ソルダレジスト膜
２…フレキシブル基板
２１…フレキシブル基材
２２…第二配線
２３…カバーレイ
３…異方性導電ペースト
４…ヒートツール
ＡＡ…接続領域
Claims (6)
- 第一配線基板と、第二配線基板または電子部品とを、異方性導電ペーストを用いて接続して電子基板を作製する電子基板の製造方法であって、
前記異方性導電ペーストが、（Ａ）融点が１５０℃以下であるはんだ粉末と、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、および（Ｄ）活性剤を含む熱硬化性樹脂組成物とを含有し、
前記（Ａ）成分の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、５０質量％超７５質量％以下であり、
前記熱硬化性樹脂組成物の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、２５質量％以上５０質量％未満であり、
前記（Ｃ）成分が、イミダゾール類、イミダゾール誘導体およびエポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤からなる群から選択される少なくとも１種であり、
前記（Ｃ）成分の配合量が、前記熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、１質量％以上６質量％以下であり、
前記第一配線基板上に前記異方性導電ペーストを塗布する塗布工程と、
前記異方性導電ペースト上に前記第二配線基板または前記電子部品を配置し、前記（Ａ）成分の融点よりも高い温度で、前記第二配線基板または前記電子部品を前記第一配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、
前記熱圧着工程後の前記第一配線基板および前記第二配線基板または前記電子部品を、加熱温度が１００℃以上１３０℃以下であり、かつ加熱時間が１０分間以上２時間以下である条件で、加熱して、前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる熱硬化工程と、を備え、
前記第一配線基板の電極のピッチ、および、前記第二配線基板または前記電子部品の電極のピッチが、それぞれ６０μｍ以上５００μｍ以下であり、
前記第一配線基板の電極の厚みと、前記第二配線基板または前記電子部品の電極の厚みとの合計が、２０μｍ以上１００μｍ以下である
ことを特徴とする電子基板の製造方法。 - 請求項１に記載の電子基板の製造方法において、
前記第一配線基板は、第一基材と、第一配線と、第一絶縁被膜とを備え、
前記第一配線基板および前記第二配線基板または前記電子部品との接続部分における前記第一配線基板の端部においては、前記第一配線を覆うように、前記第一絶縁被膜が設けられている
ことを特徴とする電子基板の製造方法。 - 請求項１に記載の電子基板の製造方法において、
前記第一配線基板は、第一基材と、第一配線と、第一絶縁被膜とを備え、
前記第一配線基板には、前記第一配線基板および前記第二配線基板または前記電子部品との接続部分に、平面視において、前記第一絶縁被膜が設けられておらず、前記第一絶縁被膜に囲われている接続領域が設けられている
ことを特徴とする電子基板の製造方法。 - 請求項３に記載の電子基板の製造方法において、
前記第二配線基板は、第二基材と、第二配線と、第二絶縁被膜とを備え、
前記熱圧着工程が、下記条件（ｘ１）〜（ｘ３）を満たす
ことを特徴とする電子基板の製造方法。
条件（ｘ１）：前記異方性導電ペースト上に前記第二配線基板を配置する際に、平面視において、前記第二配線基板の端部と、前記第一絶縁被膜とが重なっている。
条件（ｘ２）：前記異方性導電ペースト上に前記第二配線基板を配置する際に、平面視において、前記第一配線基板の端部と、前記第二絶縁被膜とが重なっていない。
条件（ｘ３）：熱圧着の際に、平面視において、熱圧着に用いるヒートツールが、前記接続領域の全領域にわたり重なっている。 - 請求項３に記載の電子基板の製造方法において、
前記第二配線基板は、第二基材と、第二配線と、第二絶縁被膜とを備え、
前記熱圧着工程が、下記条件（ｙ１）〜（ｙ３）を満たす
ことを特徴とする電子基板の製造方法。
条件（ｙ１）：前記異方性導電ペースト上に前記第二配線基板を配置する際に、平面視において、前記第二配線基板の端部と、前記第一絶縁被膜とが重なっている。
条件（ｙ２）：前記異方性導電ペースト上に前記第二配線基板を配置する際に、平面視において、前記第一配線基板の端部と、前記第二絶縁被膜とが重なっている。
条件（ｙ３）：熱圧着の際に、平面視において、熱圧着に用いるヒートツールと、前記接続領域とが重なっているが、前記接続領域の周縁部が、ヒートツールと重なっていない。 - 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電子基板の製造方法に用いる異方性導電ペーストであって、
（Ａ）融点が１５０℃以下であるはんだ粉末と、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、および（Ｄ）活性剤を含む熱硬化性樹脂組成物とを含有し、
前記（Ａ）成分の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、５０質量％超７５質量％以下であり、
前記熱硬化性樹脂組成物の配合量が、前記異方性導電ペースト１００質量％に対して、２５質量％以上５０質量％未満である
ことを特徴とする異方性導電ペースト。
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