KR20210140773A - Bonded structure, manufacturing method of bonded structure, connection material, and coated electrically-conductive particle - Google Patents
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Abstract
도통 저항값의 저저항화 및 안정화를 도모할 수 있는 접속 구조체, 접속 구조체의 제조 방법, 접속 재료, 및 피복 도전 입자를 제공한다. 접속 구조체는, 제 1 단자 (1a) 를 갖는 제 1 전자 부품 (1) 과, 제 2 단자 (2a) 를 갖는 제 2 전자 부품 (2) 과, 제 1 전자 부품 (1) 과 제 2 전자 부품 (2) 사이에, 전술한 접속 재료가 경화한 경화막을 구비하고, 제 1 단자 (1a) 와 제 2 단자 (2a) 사이의 피복 도전 입자 (3) 는, 도전층의 금속 원자가, 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어짐과 함께, 제 1 단자의 금속 및 제 2 단자의 금속 원자가, 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어진다.Provided are a bonded structure capable of achieving low resistance and stabilization of a conduction resistance value, a method for manufacturing a bonded structure, a bonding material, and coated conductive particles. The connection structure includes a first electronic component 1 having a first terminal 1a, a second electronic component 2 having a second terminal 2a, a first electronic component 1, and a second electronic component Between (2), the cured film in which the above-described connection material is cured is provided, and the coated conductive particles 3 between the first terminal 1a and the second terminal 2a have a metal valence of the conductive layer, that of the metal fine particles. While being diffused in the metal, the metal of the first terminal and the metal atom of the second terminal are diffused in the metal of the metal fine particles.
Description
본 기술은, 전자 부품을 접속시킨 접속 구조체, 접속 구조체의 제조 방법, 접속 재료, 및 피복 도전 입자에 관한 것이다. 본 출원은, 일본에 있어서 2019 년 5 월 1 일에 출원된 일본 특허출원 번호 2019-087150, 및 2020 년 4 월 23 일에 출원된 일본 특허출원 번호 2020-076961 을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원은 참조됨으로써, 본 출원에 원용된다.This technique relates to the bonded structure which connected electronic components, the manufacturing method of the bonded structure, connection material, and coated electrically-conductive particle. This application claims priority on the basis of Japanese Patent Application No. 2019-087150, filed on May 1, 2019, and Japanese Patent Application No. 2020-076961, filed on April 23, 2020 in Japan , this application is incorporated herein by reference.
종래, 회로 등의 전기적 접속에 있어서, 도전 입자를 함유하는 접속 재료가 사용되고 있다. 도전 입자로는, 예를 들어, 표면에 요철부를 갖고 있는 것 (예를 들어, 특허문헌 1 참조), 표면에 금속 필러를 피복시킨 것 (예를 들어, 특허문헌 2 참조), 표면에 절연성 필러를 피복시킨 것 (예를 들어, 특허문헌 3 참조) 등이 알려져 있다.DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, in electrical connection, such as a circuit, the connection material containing an electrically-conductive particle is used. Examples of the conductive particles include those having irregularities on the surface (see, for example, Patent Document 1), those coated with a metal filler on the surface (see, for example, Patent Document 2), and insulating fillers on the surface. Coating (for example, refer patent document 3) etc. are known.
그러나, 최근, 도전 입자를 사용하여 접속하는 대상물은 다양화되었고, 절연 성능의 향상과는 별도로, 도통 저항값을 보다 낮게, 안정화시키는 것이 요구되고 있다. 이 때문에, 종래의 도전 입자에서는, 이와 같은 요구에 대해 도통 저항값이 크고, 신뢰성 시험 후의 도통 저항값의 편차도 큰 경우도 생기고 있다.However, in recent years, the objects to be connected using electrically conductive particles have been diversified, and it is calculated|required to stabilize the conduction resistance value lower, separately from the improvement of insulation performance. For this reason, in the conventional electrically-conductive particle, the conduction resistance value is large with respect to such a request|requirement, and the dispersion|variation in the conduction resistance value after a reliability test is also large in some cases.
본 기술은, 이와 같은 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로, 도통 저항값의 저저항화 및 안정화를 도모할 수 있는 접속 구조체, 접속 구조체의 제조 방법, 접속 재료, 및 피복 도전 입자를 제공한다.The present technology is proposed in view of such a conventional situation, and provides a bonded structure capable of achieving low resistance and stabilization of the conduction resistance value, a method for manufacturing the bonded structure, a bonding material, and coated conductive particles.
본 기술에 관련된 접속 구조체는, 제 1 단자를 갖는 제 1 전자 부품과, 제 2 단자를 갖는 제 2 전자 부품과, 상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이에, 심재 입자와, 상기 심재 입자의 표면에 형성된 도전층과, 상기 도전층의 표면을 피복하여 이루어지는 금속 미립자를 구비하는 피복 도전 입자를 함유하는 접속 재료가 경화한 경화막을 구비하고, 상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이의 피복 도전 입자는, 상기 도전층의 금속 원자가, 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어짐과 함께, 상기 제 1 단자의 금속 원자 및 상기 제 2 단자의 금속 원자가, 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어진다.A connection structure according to the present technology includes a first electronic component having a first terminal, a second electronic component having a second terminal, and between the first terminal and the second terminal, a core material particle and a core material particle. A cured film comprising a conductive layer formed on a surface and a cured film of a connection material containing coated conductive particles comprising metal fine particles formed by coating the surface of the conductive layer, wherein the conductive layer is coated between the first terminal and the second terminal. In the particles, metal atoms of the conductive layer diffuse into the metal of the metal fine particles, and metal atoms of the first terminal and metal atoms of the second terminal diffuse into the metal of the metal fine particles.
본 기술에 관련된 접속 구조체의 제조 방법은, 심재 입자와, 상기 심재 입자의 표면에 형성된 도전층과, 상기 도전층의 표면을 피복하여 이루어지는 금속 미립자를 구비하는 피복 도전 입자를 함유하는 접속 재료를 개재하여, 제 1 단자를 갖는 제 1 전자 부품과, 제 2 단자를 갖는 제 2 전자 부품을 소정 온도에서 열압착하고, 상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이의 피복 도전 입자에 대해, 상기 도전층의 금속 원자를 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산시킴과 함께, 상기 제 1 단자의 금속 원자 및 상기 제 2 단자의 금속 원자를 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산시킨다.A method for manufacturing a bonded structure according to the present technology includes a connection material containing core material particles, a conductive layer formed on the surface of the core particle, and coated conductive particles comprising metal fine particles formed by coating the surface of the conductive layer. Thus, a first electronic component having a first terminal and a second electronic component having a second terminal are thermocompression-bonded at a predetermined temperature, and the conductive layer is applied to the coated conductive particles between the first terminal and the second terminal. while diffusing the metal atoms of the metal particles in the metal particles of the metal particles, the metal atoms of the first terminal and the metal atoms of the second terminals are diffused in the metal particles of the metal particles.
본 기술에 관련된 접속 재료는, 심재 입자와, 상기 심재 입자의 표면에 형성된 도전층과, 상기 도전층의 표면을 피복하여 이루어지는 금속 미립자를 구비하는 피복 도전 입자가 절연성 바인더 중에 분산되어 이루어지고, 상기 도전층의 금속 원자가, 열압착시의 소정 온도에서 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산한다.The connection material according to the present technology comprises core material particles, a conductive layer formed on the surface of the core material particle, and coated conductive particles comprising metal fine particles formed by coating the surface of the conductive layer, dispersed in an insulating binder, Metal atoms of the conductive layer diffuse into the metal of the metal fine particles at a predetermined temperature at the time of thermocompression bonding.
본 기술에 관련된 피복 도전 입자는, 심재 입자와, 상기 심재 입자의 표면에 형성된 도전층과, 상기 도전층의 표면을 피복하여 이루어지는 금속 미립자를 구비하고, 상기 도전층의 금속 원자가, 열압착시의 소정 온도에서 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산한다.The coated conductive particle according to the present technology includes a core particle, a conductive layer formed on the surface of the core particle, and metal fine particles formed by coating the surface of the conductive layer, wherein the metal valence of the conductive layer is determined by thermocompression bonding. It diffuses in the metal of the said metal particle at a predetermined temperature.
본 기술에 의하면, 열압착에 의해, 단자 사이의 피복 도전 입자에 대해, 도전층의 금속 원자가 금속 미립자의 금속 중에 확산함과 함께, 단자의 금속 원자도 금속 미립자의 금속 중에 확산하기 때문에, 도통 저항값의 저저항화 및 안정화를 도모할 수 있다.According to the present technology, with respect to the coated conductive particles between the terminals by thermocompression bonding, the metal atoms of the conductive layer diffuse into the metal of the metal fine particles, and the metal atoms of the terminals also diffuse into the metal of the metal fine particles, so that the conduction resistance It is possible to achieve low resistance and stabilization of the value.
도 1 은, 접속 구조체를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 카메라 모듈을 실장한 접속 구조체를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 실시예 2 에서 사용한 수지 코어 도전 입자 (Ni (하지)/Au (표면) 도금 (Au = 35 ㎛, Ni = 210 ㎚), 수지 코어, 돌기 있음) 를 관찰한 SEM 사진이다.
도 4 는, 실시예 2 에서 사용한 피복 도전 입자 (금속 미립자 : 은 입자 60 ㎛) 를 관찰한 SEM 사진이다.
도 5 는, 실시예 2 에서 제작한 접속 구조체의 접속부의 단면을 관찰한 SEM 사진이다.
도 6 은, 도 5 에 나타내는 사각 부분의 세라믹 기판측의 확대 사진이다.
도 7 은, 도 6 에 나타내는 확대 사진 부분의 은 (Ag) 의 매핑 화상이다.
도 8 은, 도 7 에 나타내는 확대 사진 부분의 니켈 (Ni) 의 매핑 화상이다.
도 9 는, 도 8 에 나타내는 확대 사진 부분의 금 (Au) 의 매핑 화상이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows typically a bonded structure.
2 : is sectional drawing which shows typically the connection structure in which the camera module was mounted.
3 : is the SEM photograph which observed the resin core electrically-conductive particle (Ni (substrate)/Au (surface) plating (Au = 35 micrometers, Ni = 210 nm), resin core, and there exists protrusion) used in Example 2. FIG.
4 : is the SEM photograph which observed the coated electrically-conductive particle (metal fine particle: silver particle 60 micrometers) used in Example 2. FIG.
5 : is the SEM photograph which observed the cross section of the connection part of the bonded structure produced in Example 2. FIG.
FIG. 6 is an enlarged photograph of the ceramic substrate side of the rectangular portion shown in FIG. 5 .
FIG. 7 is a silver (Ag) mapping image of the enlarged photograph shown in FIG. 6 .
Fig. 8 is a nickel (Ni) mapping image of the enlarged photograph shown in Fig. 7 .
Fig. 9 is a gold (Au) mapping image of the enlarged photograph shown in Fig. 8 .
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 하기 순서로 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail in the following order, referring drawings.
1. 피복 도전 입자1. Coated conductive particles
2. 접속 재료2. Connection material
3. 접속 재료의 제조 방법3. Manufacturing method of connecting material
4. 접속 구조체4. Connection structure
5. 접속 구조체의 제조 방법5. Manufacturing method of bonded structure
6. 실시예6. Examples
＜1. 피복 도전 입자＞<1. Coated Conductive Particles>
본 실시형태에 관련된 피복 도전 입자는, 심재 입자와, 심재 입자의 표면에 형성된 도전층과, 도전층의 표면을 피복하여 이루어지는 금속 미립자를 구비하고, 도전층의 금속 원자가, 열압착시의 소정 온도에서 금속 미립자의 금속 중에 확산하는 것이다.The coated conductive particle according to the present embodiment includes a core particle, a conductive layer formed on the surface of the core particle, and metal fine particles formed by coating the surface of the conductive layer, wherein the metal valence of the conductive layer is at a predetermined temperature at the time of thermocompression bonding. to diffuse in the metal of the metal particles.
여기서, 본 명세서에 있어서「확산」이란, 열, 압력, 변형 등에 의해, 도전층의 금속의 원자나 전자 부품의 단자의 금속의 원자가 금속 미립자의 금속 중에 확산하는 것, 또는 금속 미립자의 금속의 원자가 도전층의 금속 중이나 전자 부품의 단자의 금속 중에 확산하는 것을 말한다. 이와 같은 확산 상태는, 투과형 전자 현미경 FE-TEM 을 사용하여, 에너지 분산형 X 선 분석 장치 (EDS) 에 의해, 피복 도전 입자와 전자 부품의 단자와의 접촉 부분을 선분석, 또는, 원소 매핑함으로써, 관찰할 수 있다.Here, "diffusion" in this specification means diffusion of metal atoms of a conductive layer or metal atoms of a terminal of an electronic component into the metal of metal particles by heat, pressure, strain, etc., or metal valence of metal particles It means diffusion in the metal of the conductive layer or the metal of the terminal of the electronic component. Such a diffusion state is determined using a transmission electron microscope FE-TEM by using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS) to perform line analysis or element mapping of the contact portion between the coated conductive particles and the terminals of the electronic component. , can be observed.
심재 입자로는, 수지 입자, 유기 무기 하이브리드 입자, 금속 입자 등을 들 수 있다. 수지 입자를 구성하는 수지로는, 예를 들어, 스티렌-디비닐벤젠 공중합체, 벤조구아나민 수지, 가교 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 스티렌-실리카 복합 수지 등을 들 수 있다. 유기 무기 하이브리드 입자로는, 예를 들어, 가교한 알콕시실릴 폴리머와 아크릴 수지에 의해 형성된 입자 등을 들 수 있다. 금속 입자로는, 예를 들어, 니켈, 코발트, 은, 동, 금, 팔라듐, 땜납 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 응력 완화성이 우수한 수지 입자나 유기 무기 하이브리드 입자를 사용하는 것이 바람직하다.As the core particle, a resin particle, an organic-inorganic hybrid particle, a metal particle, etc. are mentioned. Examples of the resin constituting the resin particles include a styrene-divinylbenzene copolymer, a benzoguanamine resin, a crosslinked polystyrene resin, an acrylic resin, and a styrene-silica composite resin. As organic-inorganic hybrid particle|grains, the particle|grains etc. which were formed of the crosslinked alkoxysilyl polymer and an acrylic resin are mentioned, for example. As a metal particle, nickel, cobalt, silver, copper, gold|metal|money, palladium, solder etc. are mentioned, for example. Among these, it is preferable to use the resin particle and organic-inorganic hybrid particle|grains excellent in stress relaxation property.
도전층은, 심재 입자의 표면에 형성된다. 도전층의 금속은, 그 금속 원자가 열압착시의 소정 온도에서 금속 미립자의 금속 중에 확산하는 것인 것이 바람직하고, 또, 확산하는 것이 아니어도, 금속 미립자와의 접촉으로 도전성이 얻어지는 것이면 사용할 수 있다. 열압착시의 소정 온도는, 일례로서 200 ℃ 이하, 바람직하게는 160 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 140 ℃ 이하이다. 도전층의 금속은, 금속 미립자의 금속에 따라 적절히 선택할 수 있다. 도전층은, 니켈, 은, 동, 금, 및 팔라듐의 적어도 어느 하나의 단체 금속 또는 합금인 것이 바람직하다. 또, 도전층은 땜납이어도 된다. 심재 입자가 금속 입자인 경우, 도전층은, 표면 산화를 방지하기 위해 금, 및 팔라듐의 적어도 어느 하나의 단체 금속 또는 합금인 것이 바람직하다. 또, 도전층은, 도전성 및 표면 산화의 관점에서, 심재 입자의 표면 상에 제 1 도전층과 제 2 도전층을 이 순서로 갖는 것이 바람직하고, 제 1 도전층이 니켈 도금층이고, 제 2 도전층이 금 도금층인 것이 바람직하다.The conductive layer is formed on the surface of the core particle. The metal of the conductive layer is preferably one in which the metal atoms diffuse into the metal of the metal fine particles at a predetermined temperature at the time of thermocompression bonding. . The predetermined temperature at the time of thermocompression bonding is 200 degrees C or less as an example, Preferably it is 160 degrees C or less, More preferably, it is 140 degrees C or less. The metal of the conductive layer can be appropriately selected according to the metal of the metal fine particles. The conductive layer is preferably a single metal or alloy of at least any one of nickel, silver, copper, gold, and palladium. Moreover, solder may be sufficient as a conductive layer. When the core particle is a metal particle, the conductive layer is preferably a single metal or alloy of at least any one of gold and palladium in order to prevent surface oxidation. Moreover, it is preferable that a conductive layer has a 1st conductive layer and a 2nd conductive layer in this order on the surface of a core material from a viewpoint of electroconductivity and surface oxidation, A 1st conductive layer is a nickel plating layer, 2nd electrical conductivity It is preferable that the layer is a gold plating layer.
도전층의 두께는, 바람직하게는 50 ㎚ 이상 300 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 80 ㎚ 이상 250 ㎚ 이하이다. 도전층이 복수의 금속층으로 구성되는 경우에는, 총두께가 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 도전층의 두께가 지나치게 작으면 도전 입자로서 기능시키는 것이 곤란해진다. 또한, 심재 입자가 금속 입자인 경우, 그 표면을 도전층으로 간주할 수도 있고, 도전층의 두께는 특별히 고려할 필요는 없다. 이하에서는, 심재 입자의 종류에 상관없이, 심재 입자와 도전층으로 구성되는 것을「도전 입자」라고 한다. 또한, 심재 입자가 수지 입자인 것을「수지 코어 도전 입자」라고 하는 경우가 있다.The thickness of the conductive layer is preferably 50 nm or more and 300 nm or less, and more preferably 80 nm or more and 250 nm or less. When the conductive layer is composed of a plurality of metal layers, it is preferable that the total thickness satisfies the above range. When the thickness of a conductive layer is too small, it will become difficult to make it function as an electrically-conductive particle. In addition, when the core particle is a metal particle, the surface may be regarded as a conductive layer, and the thickness of the conductive layer does not need to be particularly considered. Hereinafter, irrespective of the type of core particle, what is comprised of a core particle and a conductive layer is called "conductive particle". In addition, the thing whose core particle is a resin particle may be called "resin core electrically conductive particle."
도전 입자는, 도전층의 표면에 복수의 돌기를 갖는 것이 바람직하다. 돌기를 갖는 도전 입자의 구성으로는, 도전층의 표면이 돌기를 갖는 형상이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 다음의 제 1 구성예 ∼ 제 3 구성예를 들 수 있다. 제 1 구성예는, 심재 입자와, 심재 입자의 표면에 복수 부착되어, 돌기의 심재가 되는 절연성 입자와, 심재 입자 및 절연성 입자를 피복하는 도전층을 구비한다. 제 2 구성예는, 심재 입자와, 심재 입자의 표면에 복수 부착되어, 돌기의 심재가 되는 절연성 입자와, 심재 입자 및 절연성 입자의 표면을 피복하는 제 1 도전층과, 제 1 도전층을 피복하는 제 2 도전층을 구비한다. 제 3 구성예는, 심재 입자와, 심재의 표면을 피복하는 제 1 도전층과, 제 1 도전층의 표면에 복수 부착되어, 돌기의 심재가 되는 절연성 입자와, 제 1 도전층 및 절연성 입자의 표면을 피복하는 제 2 도전층을 구비한다. 도전층의 표면에 복수의 돌기를 가짐으로써, 돌기를 핵으로 하여 금속 미립자의 부착량을 증대시킬 수 있고, 도통 저항값을 더욱 저저항화시켜, 안정화시킬 수 있다. 또, 돌기가 접속 대상의 단자 표면에 침투함으로써, 도전층을 피복하는 금속 미립자 및 단자 표면의 금속 원자의 확산 효과를 현저하게 할 수 있다. 이는, 도전층을 피복하는 금속 미립자에 대한 압력이 돌기에 의해 증대하는 것, 단순하게 접촉 면적이 증가하는 것 등, 여러 가지 이유를 유추할 수 있다.It is preferable that an electrically-conductive particle has several processus|protrusion on the surface of a conductive layer. There is no restriction|limiting in particular as a structure of the electrically-conductive particle which has a processus|protrusion, as long as the surface of a conductive layer has a shape which has a processus|protrusion, For example, the following 1st structural example - 3rd structural example is mentioned. A 1st structural example is equipped with the core material particle, the insulating particle which adheres to the surface of a core material in multiple numbers and becomes a core material of a projection, and the conductive layer which coat|covers the core material particle and the insulating particle. In the second configuration example, a core particle, a plurality of insulating particles adhering to the surface of the core particle to become a core material of the projections, a first conductive layer covering the surface of the core particle and the insulating particle, and a first conductive layer coating the first conductive layer A second conductive layer is provided. A third structural example is a core material, a first conductive layer covering the surface of the core material, a plurality of insulating particles adhered to the surface of the first conductive layer to form a core material of the projections, and a first conductive layer and insulating particles. A second conductive layer covering the surface is provided. By having a plurality of projections on the surface of the conductive layer, it is possible to increase the adhesion amount of the metal fine particles by using the projections as nuclei, to further lower the conduction resistance value and to stabilize it. Moreover, the diffusion effect of the metal microparticles|fine-particles which coat|cover the conductive layer and the metal atom on the terminal surface can be made remarkable when a processus|protrusion permeates into the terminal surface to be connected. Various reasons can be inferred for this, such as that the pressure with respect to the metal fine particle which coats a conductive layer increases by protrusion, that a contact area simply increases.
도전 입자의 입자경의 하한은, 2 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 도전 입자의 입자경의 상한은, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 접속 구조체에 있어서의 도전 입자의 포착 효율의 관점에서, 예를 들어 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 도전 입자의 입자경은, 화상형 입도 분포계 (일례로서 FPIA-3000 : 마르반사 제조) 에 의해 측정한 값으로 할 수 있다. 이 개수는 1000 개 이상, 바람직하게는 2000 개 이상인 것이 바람직하다.It is preferable that the minimum of the particle diameter of an electrically-conductive particle is 2 micrometers or more. Although the upper limit in particular of the particle diameter of an electrically-conductive particle is not restrict|limited, For example, from a viewpoint of the capture|acquisition efficiency of the electrically-conductive particle in a bonded structure, it is preferable that it is, for example, 50 micrometers or less, and it is more preferable that it is 20 micrometers or less. In addition, the particle diameter of an electrically-conductive particle can be made into the value measured with the image type particle size distribution meter (FPIA-3000: made by Marvan Corporation as an example). It is preferable that this number is 1000 or more, Preferably it is 2000 or more.
금속 미립자는, 심재 입자의 표면에 형성된 도전층의 표면을 피복하여 이루어진다. 금속 미립자의 금속은, 도전층의 금속 및 전자 부품의 단자의 금속에 따라 적절히 선택할 수 있다. 금속 미립자는, 니켈, 은, 동, 금, 및 팔라듐의 적어도 어느 하나의 단체 금속 또는 합금인 것이 바람직하다. 또, 금속 미립자는 땜납이어도 된다. 이들 중에서도, 저저항화의 관점에서 은 또는 은 합금인 것이 바람직하다.The metal fine particles are formed by coating the surface of the conductive layer formed on the surface of the core particle. The metal of the metal fine particles can be appropriately selected according to the metal of the conductive layer and the metal of the terminal of the electronic component. It is preferable that metal microparticles|fine-particles are at least any single metal or alloy of nickel, silver, copper, gold|metal|money, and palladium. Moreover, solder may be sufficient as metal microparticles|fine-particles. Among these, it is preferable that it is silver or a silver alloy from a viewpoint of low resistance.
금속 미립자의 입자경의 상한은, 도전 입자의 14 ％ 이하, 바람직하게는 0.3 ％ 이하로 할 수 있다. 혹은 100 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 80 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 열압착에 의해 금속 미립자의 금속 중에 도전층의 금속 및 전자 부품의 단자의 금속을 확산시킬 수 있다. 또, 도전 입자의 표면적에 대해 금속 미립자의 입자경이 지나치게 크지 않음으로써, 도전 입자의 표면에 흠집이 나는 등의 문제를 억제할 수 있다. 또, 금속 미립자의 입자경의 하한은, 2 ㎚ 이상 있으면 되고, 10 ㎚ 이상인 것이 바람직하다. 도전 입자의 표면적에 대해 금속 미립자가 지나치게 작지 않음으로써, 도전 입자의 응집을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 금속 미립자가 지나치게 작은 경우, 접속 재료의 점도가 지나치게 상승함으로써 분산성에 대한 영향도 염려된다. 또한, 금속 미립자의 입자경은, 예를 들어, 전자 현미경 (예를 들어, TEM) 으로 관찰하여, 임의의 100 개의 평균치로 할 수 있고, 200 개 이상으로 함으로써 보다 정밀도를 높일 수도 있다.The upper limit of the particle diameter of the metal fine particles is 14% or less of the conductive particles, preferably 0.3% or less. Or it is preferable that it is 100 nm or less, and it is more preferable that it is 80 nm or less. Thereby, the metal of a conductive layer and the metal of the terminal of an electronic component can be diffused in the metal of metal microparticles|fine-particles by thermocompression bonding. Moreover, since the particle diameter of metal microparticles|fine-particles is not too large with respect to the surface area of an electrically-conductive particle, problems, such as a flaw on the surface of an electrically-conductive particle, can be suppressed. Moreover, the minimum of the particle diameter of a metal fine particle should just be 2 nm or more, and it is preferable that it is 10 nm or more. Aggregation of an electrically-conductive particle can be suppressed more effectively because metal microparticles|fine-particles are not too small with respect to the surface area of an electrically-conductive particle. When the fine metal particles are too small, the influence on the dispersibility is also concerned because the viscosity of the connecting material rises too much. In addition, the particle diameter of metal microparticles|fine-particles can be observed with an electron microscope (for example, TEM), can be set as arbitrary 100 average values, and can also raise precision more by setting it as 200 or more.
또, 피복 도전 입자는, 전술한 바와 같이, 금속 미립자로서 땜납 입자를 바람직하게 사용할 수 있다. 땜납 입자는, 전술한 수지 코어 도전 입자의 표면을 피복하는 것이 바람직하다. 수지 코어 도전 입자를 사용함으로써, 수지 코어 도전 입자의 수지 코어가 접속시에 변형 및 반발하기 때문에, 균일한 접속 상태를 얻기 쉬워진다. 또, 일반적으로 수지 코어 도전 입자는, 금속 입자보다 입자경의 편차가 적다. 구체적으로는, 수지 코어 도전 입자의 변동 계수 (CV 치 : Coefficient of Variation) 는, 20 ％ 이하, 바람직하게는 10 ％ 이하, 보다 바람직하게는 5 ％ 이하이다. 입자경의 편차가 적음으로써, 접속시에 수지 코어에 가해지는 압력이 균등해지기 쉬워진다. 이와 같이 수지 코어의 변형 및 반발이나 수지 코어 도전 입자의 입자경의 균일성에 의해, 도전 입자의 단자 사이에 대한 협지가 안정되기 쉬워지는 점에서, 금속 입자를 사용하는 것보다 단자 사이의 접속 상태 (접합 상태) 가 보다 안정되기 쉬워져, 도통 저항의 안정화를 기대할 수 있다. 이는, 단자와 전극의 접촉 상태가 안정되기 때문이며, 전극에 땜납 접합되는 상태 (양이나 면적) 가 담보됨으로써, 접속 불량이 발생하기 어려워지는 효과를 기대할 수 있기 때문이다.Moreover, as for the coated conductive particles, as described above, solder particles can be preferably used as the metal fine particles. It is preferable that a solder particle coat|covers the surface of the above-mentioned resin core electrically-conductive particle. By using the resin core conductive particles, the resin core of the resin core conductive particles deforms and repels at the time of connection, so that a uniform connection state is easily obtained. Moreover, generally, there are few dispersion|variation in particle diameter of a resin core electrically-conductive particle than a metal particle. Specifically, the coefficient of variation (CV value: Coefficient of Variation) of the resin core conductive particles is 20% or less, preferably 10% or less, and more preferably 5% or less. When there are few dispersion|variation in particle diameter, it becomes easy to equalize the pressure applied to the resin core at the time of connection. As described above, because of the deformation and repulsion of the resin core and the uniformity of the particle diameter of the resin core conductive particles, the clamping of the conductive particles between the terminals becomes more stable. state) becomes more stable, and stabilization of conduction resistance can be expected. This is because the contact state between the terminal and the electrode is stabilized, and by ensuring the state (quantity and area) to be soldered to the electrode, the effect that poor connection is unlikely to occur can be expected.
땜납 입자는, 예를 들어 JIS Z3282-1999 에 규정되어 있는, Sn-Pb 계, Pb-Sn-Sb 계, Sn-Sb 계, Sn-Pb-Bi 계, Bi-Sn 계, Sn-Cu 계, Sn-Pb-Cu 계, Sn-In 계, Sn-Ag 계, Sn-Pb-Ag 계, Pb-Ag 계 등에서, 전극 재료나 접속 조건 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 땜납 입자의 융점의 하한은, 바람직하게는 110 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 120 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130 ℃ 이상이다. 땜납 입자의 융점의 상한은, 바람직하게는 240 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 200 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150 ℃ 이하이다. 땜납 입자를 소정 온도까지 가열함으로써, 땜납 입자의 금속 원자와 도전층의 금속 원자를 용이하게 상호 확산시킬 수 있음과 함께, 땜납 입자의 금속 원자와 단자의 금속 원자를 용이하게 상호 확산시킬 수 있다. 또, 땜납 입자에는, Ni 등 수지 코어 도전 입자에 포함되는 금속과 동일한 금속을 포함하게 해도 된다. 땜납 입자에 수지 코어 도전 입자와 동일한 금속이 포함되어 있음으로써, 땜납 입자와 수지 코어 도전 입자의 금속층과의 친화성을 높이는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 땜납 입자의 입자경은, 전술한 금속 미립자와 동일한 범위이다.The solder particles are, for example, Sn-Pb-based, Pb-Sn-Sb-based, Sn-Sb-based, Sn-Pb-Bi-based, Bi-Sn-based, Sn-Cu-based, as specified in JIS Z3282-1999; From Sn-Pb-Cu type, Sn-In type, Sn-Ag type, Sn-Pb-Ag type, Pb-Ag type, etc., it can select suitably according to electrode material, connection conditions, etc. The lower limit of the melting point of the solder particles is preferably 110°C or higher, more preferably 120°C or higher, and still more preferably 130°C or higher. The upper limit of the melting point of the solder particles is preferably 240°C or less, more preferably 200°C or less, and still more preferably 150°C or less. By heating the solder particles to a predetermined temperature, the metal atoms of the solder particles and the metal atoms of the conductive layer can be easily mutually diffused, and the metal atoms of the solder particles and the metal atoms of the terminals can be easily mutually diffused. Moreover, you may make it contain the same metal as the metal contained in resin core electrically conductive particles, such as Ni, in a solder particle. When the solder particles contain the same metal as the resin core conductive particles, an effect of increasing the affinity between the solder particles and the metal layer of the resin core conductive particles can be expected. In addition, the particle diameter of a solder particle is the same range as the metal microparticles|fine-particles mentioned above.
또, 피복 도전 입자는, 심재 입자인 수지 입자의 표면을 땜납 입자로 피복한 것이어도 된다. 또, 피복 도전 입자는, 심재 입자인 수지 입자의 표면을 땜납 입자 이외의 금속 미립자로 피복한 것이어도 된다. 땜납 입자가 수지 입자의 표면을 피복함으로써, 가열에 의해 땜납 입자가 용융하여 수지 입자의 표면에 땜납의 도전층을 형성할 수 있다. 또, 피복 도전 입자는, 상기 서술한 바와 같이 땜납 입자의 금속 원자와 단자의 금속 원자를 용이하게 상호 확산시킬 수 있는 금속 미립자가 추가로 피복된 것이어도 된다.Moreover, the coated electrically-conductive particle may coat|cover the surface of the resin particle which is a core particle with solder particle|grains. Moreover, the coated conductive particle may coat|cover the surface of the resin particle which is a core particle with metal microparticles other than a solder particle. When the solder particles cover the surface of the resin particles, the solder particles are melted by heating to form a conductive layer of solder on the surfaces of the resin particles. In addition, the coated conductive particles may be coated with metal fine particles capable of easily mutually diffusing the metal atoms of the solder particles and the metal atoms of the terminals as described above.
또, 피복 도전 입자는, 수지 코어 도전 입자 또는 수지 입자의 표면을 땜납 입자와 플럭스 화합물을 혼재시킨 것으로 피복한 것이어도 된다. 플럭스 화합물로는, 예를 들어, 레불린산, 말레산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 세바크산 등의 카르복실산 등을 들 수 있다. 플럭스 화합물을 사용함으로써, 양호한 접합 상태를 얻을 수 있다.Further, the coated conductive particles may be those in which the surface of the resin core conductive particles or the resin particles are coated with a mixture of solder particles and a flux compound. Examples of the flux compound include carboxylic acids such as levulinic acid, maleic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, and sebacic acid. By using the flux compound, a good bonding state can be obtained.
또, 피복 도전 입자는, 전술한 바와 같이, 제 1 구성예 ∼ 제 3 구성예에 나타내는 돌기를 갖는 도전 입자의 표면을 금속 미립자로 피복한 것이어도 되고, 돌기가 되는 절연성 입자를 금속 미립자에 혼재시켜 피복해도 된다. 절연성 입자의 모스 경도는, 7 보다 큰 것이 바람직하다. 절연성 입자로는, 지르코니아 (모스 경도 8 ∼ 9), 알루미나 (모스 경도 9), 탄화텅스텐 (모스 경도 9) 및 다이아몬드 (모스 경도 10) 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도, 경제성의 관점에서 알루미나를 사용하는 것이 바람직하다. 절연성 입자의 경도가 높음으로써, 돌기가 전극 표면에 산화물이 있는 경우, 그 산화물을 돌파할 수 있어, 양호한 접합 상태를 얻을 수 있다.Moreover, as mentioned above, the surface of the electrically-conductive particle which has projections shown in the 1st structural example - 3rd structural example may be coat|covered with metal fine particles as for the coated conductive particle, and the insulating particle used as a projection is mixed with the metal fine particle. You can coat it. It is preferable that the Mohs' Hardness of insulating particle|grains is larger than 7. Examples of the insulating particles include zirconia (Mohs hardness 8 to 9), alumina (Mohs hardness 9), tungsten carbide (Mohs hardness 9), and diamond (Mohs hardness 10). You may use combining the above. Among these, it is preferable to use alumina from a viewpoint of economical efficiency. Due to the high hardness of the insulating particles, when there is an oxide on the electrode surface, the projection can break through the oxide, and a good bonding state can be obtained.
금속 미립자의 피복은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2018-145418호에 기재된 방법을 적용할 수 있다. 또, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 한정되는 것도 아니고, 동일한 효과가 얻어진다면 특별히 제한은 없다. 건식으로 피복하는 것 외에, 액상 성분이나 점성 액상 성분을 혼재시켜 동일한 조작으로 피복시켜도 된다.The method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2018-145418 can be applied to coating|covering of metal microparticles|fine-particles, for example. Moreover, it is not limited to the method described in the Example mentioned later, and there is no restriction|limiting in particular if the same effect is acquired. In addition to the dry coating, a liquid component or a viscous liquid component may be mixed and the coating may be performed in the same manner.
＜2. 접속 재료＞<2. Connection material>
본 실시형태에 관련된 접속 재료는, 전술한 피복 도전 입자가 절연성 바인더 중에 분산되어 이루어진다. 접속 재료로는, 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품을 접속하기 위해서 도전성을 나타내는 도전성 접착제, 압력 인가 방향으로만 도전성을 나타내는 이방성 도전 접착제 등을 들 수 있다. 또, 접속 재료는, 배선 기판의 층간을 접속하는 비아재 (충전재), 배선 패턴의 배선 재료 등에도 적용 가능하다.As for the connection material which concerns on this embodiment, the above-mentioned coated electrically-conductive particle is disperse|distributed in an insulating binder. Examples of the connection material include a conductive adhesive exhibiting conductivity for connecting the first electronic component and the second electronic component, and an anisotropic conductive adhesive exhibiting conductivity only in the direction of pressure application. Moreover, the connection material is applicable also to the via material (filler) which connects the layers of a wiring board, the wiring material of a wiring pattern, etc.
이하, 이방성 도전 접착제를 예로 들어 설명한다. 이방성 도전 접착제는, 필름상의 이방성 도전 필름 (ACF : Anisotropic Conductive Film), 또는 페이스트상의 이방성 도전 페이스트 (ACP : Anisotropic Conductive Paste) 중 어느 것이어도 된다. 취급하기 쉬운 관점에서는 이방성 도전 필름이 바람직하고, 비용 면에서는 이방성 도전 페이스트가 바람직하다. 또, 이방성 도전 필름의 두께의 하한은, 예를 들어 입자경과 동일해도 되고, 바람직하게는 입자경의 1.3 배 이상 혹은 10 ㎛ 이상으로 할 수 있다. 또, 이방성 도전 필름의 두께의 상한은, 예를 들어 40 ㎛ 이하 혹은 입자경의 2 배 이하로 할 수 있다. 또, 이방성 도전 필름은, 박리 필름 위에 형성할 수 있다. 또, 이방성 도전 필름은, 도전 입자를 함유하고 있지 않는 접착제층이나 점착제층이 적층되어 있어도 되고, 그 층수나 적층면은, 대상이나 목적에 맞추어 적절히 선택할 수 있다. 또, 접착제층이나 점착제층의 절연성 수지로는, 이방성 도전 필름과 동일한 것을 사용할 수 있다.Hereinafter, an anisotropic conductive adhesive is mentioned as an example and demonstrated. The anisotropic conductive adhesive may be either a film-form anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film) or a paste-form anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste). From a viewpoint of being easy to handle, an anisotropic conductive film is preferable, and an anisotropic conductive paste is preferable from a point of cost. Moreover, the lower limit of the thickness of an anisotropic conductive film may be the same as, for example, a particle diameter, Preferably it can be made into 1.3 times or more of a particle diameter, or 10 micrometers or more. Moreover, the upper limit of the thickness of an anisotropic conductive film can be made into 40 micrometers or less, or 2 times or less of a particle diameter, for example. Moreover, an anisotropic conductive film can be formed on a peeling film. Moreover, the adhesive bond layer and adhesive layer which do not contain an electrically-conductive particle may be laminated|stacked on the anisotropic conductive film, and the number of layers and laminated|stacking surface can be suitably selected according to the object and the objective. Moreover, as insulating resin of an adhesive bond layer or an adhesive layer, the thing similar to an anisotropic conductive film can be used.
절연성 바인더 (절연성 수지) 는, 공지된 절연성 바인더를 사용할 수 있다. 경화형으로는, 열경화형, 광경화형, 광열 병용 경화형 등을 들 수 있다. 예를 들어, (메트)아크릴레이트 화합물과 광 라디칼 중합 개시제를 포함하는 광 라디칼 중합형 수지 조성물, (메트)아크릴레이트 화합물과 열 라디칼 중합 개시제를 포함하는 열 라디칼 중합형 수지 조성물, 에폭시 화합물과 열 카티온 중합 개시제를 포함하는 열 카티온 중합형 수지 조성물, 에폭시 화합물과 열 아니온 중합 개시제를 포함하는 열 아니온 중합형 수지 조성물 등을 들 수 있다. 또, 공지된 점착제 조성물을 사용해도 된다. 또한, 본 기술은, 상기 서술한 절연성 바인더 (절연성 수지) 로 한정되는 것은 아니다. 또, 하기 실시형태에 있어서의 (메트)아크릴레이트 화합물에 대해서도, 발명을 설명하기 위한 일례에 지나지 않는다.As the insulating binder (insulating resin), a known insulating binder can be used. As a hardening type, a thermosetting type, a photocuring type, a light-heat combined curing type, etc. are mentioned. For example, an optical radical polymerization type resin composition comprising a (meth)acrylate compound and a radical photopolymerization initiator, a thermal radical polymerization type resin composition comprising a (meth)acrylate compound and a thermal radical polymerization initiator, an epoxy compound and heat The thermal cation polymerization type resin composition containing a cationic polymerization initiator, the thermal anion polymerization type resin composition containing an epoxy compound, and a thermal anion polymerization initiator, etc. are mentioned. Moreover, you may use a well-known adhesive composition. In addition, this technique is not limited to the above-mentioned insulating binder (insulating resin). Moreover, also about the (meth)acrylate compound in the following embodiment, it is only an example for demonstrating invention.
본 실시형태에서는, 열압착시의 소정 온도에서 경화하는 열경화형의 절연성 바인더가 바람직하다. 이하에서는, 구체예로서 막형성 수지와 엘라스토머와 (메트)아크릴 모노머와 중합 개시제와 실란 커플링제를 함유하는 열 라디칼 중합형의 절연성 바인더를 들어 설명한다. 또한, (메트)아크릴 모노머란, 아크릴 모노머, 및 메타크릴 모노머를 모두 포함하는 의미이다.In this embodiment, the thermosetting type insulating binder which hardens|cures at the predetermined temperature at the time of thermocompression bonding is preferable. Below, the thermal radical polymerization type insulating binder containing a film-forming resin, an elastomer, a (meth)acryl monomer, a polymerization initiator, and a silane coupling agent is mentioned and demonstrated as a specific example. In addition, a (meth)acryl monomer is a meaning including both an acryl monomer and a methacryl monomer.
막형성 수지로는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 페녹시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 부타디엔 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있다. 막형성 수지는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 제막성, 가공성, 접속 신뢰성의 점에서 페녹시 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 페녹시 수지는, 비스페놀 A 와 에피클로르하이드린으로부터 합성되는 수지로서, 적절히 합성한 것을 사용해도 되고, 시판품을 사용해도 된다. 막형성 수지의 함유량으로는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 10 질량％ ∼ 60 질량％ 인 것이 바람직하다.There is no restriction|limiting in particular as a film-forming resin, For example, a phenoxy resin, unsaturated polyester resin, saturated polyester resin, urethane resin, butadiene resin, polyimide resin, polyamide resin, polyolefin resin, etc. are mentioned. . Film-forming resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Among these, it is especially preferable to use a phenoxy resin from the point of film forming property, workability, and connection reliability. A phenoxy resin is resin synthesize|combined from bisphenol A and epichlorohydrin, Comprising: The thing synthesize|combined suitably may be used and a commercial item may be used for it. There is no restriction|limiting in particular as content of film-forming resin, For example, it is preferable that they are 10 mass % - 60 mass %.
엘라스토머로는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 폴리우레탄 수지 (폴리우레탄계 엘라스토머), 아크릴 고무, 실리콘 고무, 부타디엔 고무 등을 들 수 있다.There is no restriction|limiting in particular as an elastomer, For example, a polyurethane resin (polyurethane type elastomer), an acrylic rubber, a silicone rubber, a butadiene rubber, etc. are mentioned.
(메트)아크릴 모노머로는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 단관능 (메트)아크릴 모노머여도, 2 관능 이상의 다관능 (메트)아크릴 모노머여도 된다. 중합체의 응력 완화의 관점에서, 절연성 바인더 중의 (메트)아크릴 모노머 가운데, 80 질량％ 이상이 단관능 (메트)아크릴 모노머인 것이 바람직하다. There is no restriction|limiting in particular as a (meth)acryl monomer, For example, a monofunctional (meth)acryl monomer may be sufficient or a bifunctional or more than polyfunctional (meth)acryl monomer may be sufficient. It is preferable that 80 mass % or more is a monofunctional (meth)acryl monomer among the (meth)acryl monomers in an insulating binder from a viewpoint of the stress relaxation of a polymer.
또, 접착성의 관점에서, 단관능 (메트)아크릴 모노머는, 카르복실산을 갖는 것이 바람직하다. 또, 카르복실산을 갖는 단관능 (메트)아크릴 모노머의 분자량은, 100 ∼ 500 인 것이 바람직하고, 200 ∼ 350 인 것이 보다 바람직하다. 또, 카르복실산을 갖는 단관능 (메트)아크릴 모노머의 절연성 바인더에 있어서의 함유량은, 3 질량％ ∼ 20 질량％ 인 것이 바람직하고, 5 질량％ ∼ 10 질량％ 인 것이 보다 바람직하다.Moreover, it is preferable that a monofunctional (meth)acryl monomer has carboxylic acid from an adhesive viewpoint. Moreover, it is preferable that it is 100-500, and, as for the molecular weight of the monofunctional (meth)acryl monomer which has carboxylic acid, it is more preferable that it is 200-350. Moreover, it is preferable that they are 3 mass % - 20 mass %, and, as for content in the insulating binder of the monofunctional (meth)acryl monomer which has carboxylic acid, it is more preferable that they are 5 mass % - 10 mass %.
중합 개시제로는, 열압착시의 소정 온도에서 (메트)아크릴 모노머를 경화할 수 있는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 유기 과산화물 등을 들 수 있다. 유기 과산화물로는, 예를 들어 라우로일퍼옥사이드, 부틸퍼옥사이드, 벤질퍼옥사이드, 디라우로일퍼옥사이드, 디부틸퍼옥사이드, 퍼옥시디카보네이트, 벤조일퍼옥사이드 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 중합 개시제의 절연성 바인더에 있어서의 함유량은, 특별히 제한은 없고, 예를 들어 0.5 질량％ ∼ 15 질량％ 인 것이 바람직하다. 또한, 열압착시의 소정 온도는, 중합 개시제 및 이것과 반응하는 중합성 화합물과의 반응 개시 온도로부터 구할 수 있다. 일반적으로, 열압착시의 소정 온도는, 반응 개시 온도보다 높게 설정하기 때문이다. 열압착시의 소정 온도는, 접속 시간이나 반응성 (잠재성, 라이프) 에 따라서도 달라지기 때문에, 접속 조건에도 기인하게 된다.There is no restriction|limiting in particular as a polymerization initiator as long as a (meth)acryl monomer can be hardened|cured at the predetermined temperature at the time of thermocompression bonding, For example, an organic peroxide etc. are mentioned. Examples of the organic peroxide include lauroyl peroxide, butyl peroxide, benzyl peroxide, dilauroyl peroxide, dibutyl peroxide, peroxydicarbonate, and benzoyl peroxide. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. There is no restriction|limiting in particular as content in the insulating binder of a polymerization initiator, For example, it is preferable that they are 0.5 mass % - 15 mass %. In addition, the predetermined temperature at the time of thermocompression bonding can be calculated|required from the reaction initiation temperature of a polymerization initiator and a polymeric compound which reacts with this. This is because, in general, the predetermined temperature at the time of thermocompression bonding is set higher than the reaction start temperature. Since the predetermined temperature at the time of thermocompression bonding changes also with connection time and reactivity (latency, life), it originates also with connection conditions.
실란 커플링제로는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 에폭시계 실란 커플링제, 아크릴계 실란 커플링제, 티올계 실란 커플링제, 아민계 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 실란 커플링제의 절연성 바인더에 있어서의 함유량은, 특별히 제한은 없고, 예를 들어 0.1 질량％ ∼ 5.0 질량％ 인 것이 바람직하다.There is no restriction|limiting in particular as a silane coupling agent, For example, an epoxy-type silane coupling agent, an acryl-type silane coupling agent, a thiol-type silane coupling agent, an amine-type silane coupling agent, etc. are mentioned. There is no restriction|limiting in particular as content in the insulating binder of a silane coupling agent, For example, it is preferable that they are 0.1 mass % - 5.0 mass %.
＜3. 접속 재료의 제조 방법＞<3. Manufacturing method of connection material>
본 실시형태에 관련된 접속 재료의 제조 방법은, 이하의 공정 (A) 와 공정 (B) 를 갖는다.The manufacturing method of the connection material which concerns on this embodiment has the following process (A) and process (B).
[공정 (A)][Process (A)]
공정 (A) 에서는, 전술한 도전 입자와, 금속 미립자를 교반함으로써, 도전 입자를 금속 미립자로 피복시킨 피복 도전 입자를 얻는다. 또, 도전층의 표면에 복수의 돌기를 갖는 도전 입자를 사용함으로써, 돌기가 금속 미립자의 부착의 핵이 되어, 금속 미립자의 부착량을 증대시킬 수 있다.At a process (A), the coated electrically-conductive particle which coat|covered the electrically-conductive particle with the metal microparticles|fine-particles is obtained by stirring the electrically-conductive particle and metal microparticles|fine-particles mentioned above. Moreover, by using the electroconductive particle which has a some processus|protrusion on the surface of a conductive layer, a processus|protrusion becomes the nucleus of adhesion of metal microparticles|fine-particles, and the adhesion amount of metal microparticles|fine-particles can be increased.
도전 입자 및 금속 미립자의 입자경은, 전술한 피복 도전 입자에서 설명한 범위와 같다. 또, 도전 입자 및 금속 미립자는, 시판품을 사용할 수 있다. 또, 도전 입자는, 금속 미립자로 피복시키는 관점에서, 건분 상태의 것을 사용하는 것이 바람직하다.The particle diameter of an electrically-conductive particle and metal microparticles|fine-particles is the same as the range demonstrated by the above-mentioned coated electrically-conductive particle. Moreover, a commercial item can be used for electroconductive particle and metal microparticles|fine-particles. Moreover, it is preferable to use the thing of a dry powder state from a viewpoint of coat|covering an electrically-conductive particle with metal microparticles|fine-particles.
또, 공정 (A) 에서는, 도전 입자에 대한 금속 미립자의 양이 예를 들어 200 체적％ 미만이 되도록 도전 입자와 금속 미립자를 배합하는 것이 바람직하다. 도전 입자에 대한 금속 미립자의 양 (체적％) 은, 다음 식에 의해 구한 값으로 할 수 있다.Moreover, in a process (A), it is preferable to mix|blend an electrically-conductive particle and metal microparticles|fine-particles so that the quantity of the metal microparticles|fine-particles with respect to an electrically-conductive particle may be less than 200 volume%, for example. The quantity (vol%) of the metal microparticles|fine-particles with respect to an electrically-conductive particle can be made into the value calculated|required by the following formula.
도전 입자 (A) 에 대한 금속 미립자 (B) 의 양 (체적％) = {(Bw/Bd)/(Aw/Ad)｝ × 100Amount (volume %) of metal fine particles (B) with respect to conductive particles (A) = {(Bw/Bd)/(Aw/Ad)｝×100
Aw : 도전 입자 (A) 의 질량 조성 (질량％)Aw: mass composition (mass %) of the electrically-conductive particle (A)
Bw : 금속 미립자 (B) 의 질량 조성 (질량％)Bw: mass composition of metal fine particles (B) (mass %)
Ad : 도전 입자 (A) 의 비중Ad: specific gravity of conductive particles (A)
Bd : 금속 미립자 (B) 의 비중Bd: specific gravity of metal fine particles (B)
이와 같은 조건을 만족함으로써, 공정 (A) 에서 도전 입자의 표면에 대한 금속 미립자의 피복을 용이하게 진행시킬 수 있다. 또한, 상기 서술한 바와 같이 플럭스 화합물 등의 액상, 점성 액상 성분을 금속 미립자와 동시에 교반하는 경우여도, 상기 조건을 만족시키면 된다.By satisfy|filling such conditions, coating|covering of the metal microparticles|fine-particles with respect to the surface of an electrically-conductive particle in a process (A) can advance easily. As described above, even when the liquid and viscous liquid components such as the flux compound are stirred simultaneously with the metal fine particles, the above conditions may be satisfied.
도전 입자와 금속 미립자를 교반하는 방법은, 건식법, 습식법 중 어느 것이어도 되고, 건식법이 바람직하다. 공지된 토너 등에서 사용되고 있는 수법을 적용할 수 있기 때문이다. 도전 입자와 금속 미립자를 교반하기 위한 장치는, 예를 들어, 유성식 교반 장치, 진탕기, 레버러토리 믹서, 교반 프로펠러 등을 들 수 있다. 특히, 도전 입자를 입자경이 작은 금속 미립자로 피복시키는 관점에서, 고쉐어가 가해지는 유성식 교반 장치가 바람직하다. 유성식 교반 장치는, 도전 입자와 금속 미립자를 포함하는 용기를 자전시키면서 공전시킴으로써, 피복 도전 입자와 금속 미립자를 포함하는 혼합물을 얻을 수 있다.Any of a dry method and a wet method may be sufficient as the method of stirring an electrically-conductive particle and metal microparticles|fine-particles, and a dry method is preferable. It is because the method used in a well-known toner etc. can be applied. As an apparatus for stirring an electrically-conductive particle and metal microparticles|fine-particles, a planetary stirring apparatus, a shaker, a laboratory mixer, a stirring propeller, etc. are mentioned, for example. In particular, from the viewpoint of coating the conductive particles with metal fine particles having a small particle diameter, a planetary stirring device to which a high share is applied is preferable. A planetary stirring apparatus can obtain the mixture containing a coated electrically-conductive particle and metal microparticles|fine-particles by revolving, rotating a container containing an electrically-conductive particle and metal microparticles|fine-particles.
[공정 (B)][Process (B)]
공정 (B) 에서는, 피복 도전 입자와 금속 미립자를 포함하는 혼합물과, 절연성 바인더를 교반함으로써, 피복 도전 입자가 절연성 바인더 중에 분산된 접속 재료가 얻어진다.At a process (B), the connection material in which the coated electrically-conductive particle was disperse|distributed in the insulating binder is obtained by stirring the mixture containing a coated electrically-conductive particle and metal microparticles|fine-particles, and an insulating binder.
또, 공정 (B) 에서는, 피복 도전 입자에 있어서의 금속 미립자에 도전 입자와의 마찰이나 고쉐어가 가해짐으로써, 금속 미립자가 도전 입자로부터 괴리하는 경우가 있지만, 괴리한 금속 미립자가, 피복 도전 입자간에 개재되기 때문에, 피복 도전 입자의 응집이 억제된다.Moreover, in a process (B), when friction with an electrically-conductive particle or high share is added to the metal microparticles|fine-particles in a coated electrically-conductive particle, although metal microparticles|fine-particles may separate from an electrically-conductive particle, the separated metal microparticles|fine-particles are coated electrically conductive particle. Since it interposes between particle|grains, aggregation of coated electrically-conductive particle is suppressed.
이와 같이, 공정 (B) 를 실시함으로써, 피복 도전 입자의 응집을 억제할 수 있고, 절연성 바인더 중에 피복 도전 입자를 분산시킬 수 있다. 또, 공정 (B) 에서는, 공정 (A) 에서 얻은 피복 도전 입자와 금속 미립자를 포함하는 혼합물에, 절연성 바인더를 첨가하면 되기 때문에, 동일 용기, 동일 장치를 사용할 수 있어, 재료 비용이나 제조 비용을 저감할 수 있다.Thus, by implementing a process (B), aggregation of a covering electrically-conductive particle can be suppressed and a covering electrically-conductive particle can be disperse|distributed in an insulating binder. In addition, in the step (B), since an insulating binder may be added to the mixture containing the coated conductive particles and the metal fine particles obtained in the step (A), the same container and the same apparatus can be used, and the material cost and manufacturing cost can be reduced. can be reduced
또한, 본 실시형태에 관련된 접속 재료의 제조 방법은, 필요에 따라, 전술한 공정 (A) 및 공정 (B) 이외의 다른 공정을 추가로 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 접속 재료를 필름상의 이방성 도전 필름으로 하는 경우, 피복 도전 입자가 절연성 바인더 중에 분산되어 이루어지는 이방성 도전 접착제 조성물을 도포법에 의해 성막하고, 건조시키는 공정을 들 수 있다.In addition, the manufacturing method of the connection material which concerns on this embodiment may further have other processes other than the above-mentioned process (A) and process (B) as needed. For example, when making a connection material into a film-form anisotropic conductive film, the process of forming into a film by the application|coating method the anisotropic conductive adhesive composition in which coated conductive particles are disperse|distributed in an insulating binder, and drying is mentioned.
＜4. 접속 구조체＞<4. Connection structure>
도 1 은, 본 실시형태에 관련된 접속 구조체의 접속부를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 본 실시형태에 관련된 접속 구조체는, 제 1 단자 (1a) 를 갖는 제 1 전자 부품 (1) 과, 제 2 단자 (2a) 를 갖는 제 2 전자 부품 (2) 과, 제 1 전자 부품 (1) 과 제 2 전자 부품 (2) 사이에, 전술한 접속 재료가 경화한 경화막을 구비하고, 제 1 단자 (1a) 와 제 2 단자 (2a) 사이의 피복 도전 입자 (3) 는, 도전층의 금속 원자가, 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어짐과 함께, 제 1 단자의 금속 및 제 2 단자의 금속 원자가, 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어진다. 이로써, 제 1 단자의 금속 및 제 2 단자의 금속이, 금속 미립자의 금속과 금속 결합·합금화가 된 상태가 되기 때문에, 도통 저항값의 저저항화 및 안정화를 도모할 수 있다. 상기에서는, 전자 부품의 배선이 라인·앤드·스페이스 (L/S) 를 갖는 이방성 도전 접속에 대해 설명했지만, 전자 부품의 단자 (배선) 가 이른바 솔리드 패턴이어도 되고, 이방성이 없는 도전 접속, 도전 접착제로서 사용해도 된다 (도시 생략). 또한, 단자는, 반드시 볼록 형상이 아니어도 되고, 전기 접속되는 통전 부위이면 된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows typically the connection part of the bonded structure which concerns on this embodiment. A connection structure according to the present embodiment includes a first electronic component 1 having a first terminal 1a, a second
제 1 전자 부품 및 제 2 전자 부품은, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 제 1 전자 부품으로는, 예를 들어, 플렉시블 기판 (FPC : Flexible Printed Circuits), 유리 기판, 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또, 제 2 전자 부품으로는, 예를 들어, 카메라 모듈, IC (Integrated Circuit) 모듈, IC 칩 등을 들 수 있다. 제 2 전자 부품은, 센서가 탑재된 기능성 모듈이어도 된다. 카메라 모듈에서는, 전기적 절연성, 열적 절연성이 우수한 관점에서 세라믹 기판이 사용되는 경우가 있다. 세라믹 기판이나 기능성 모듈은, 소형화 (예를 들어 1 ㎠ 이하) 에서의 치수 안정성이 우수한 등의 이점이 있다. 또, 본 기술이 적용된 접속 구조체는, 예를 들어, 반도체 장치 (드라이버 IC 외, 광학 소자나 열전 변환 소자, 광전 변환 소자 등 반도체를 이용한 것은 모두 포함), 표시 장치 (모니터, 텔레비전, 헤드 마운트 디스플레이 등), 휴대 기기 (태블릿 단말, 스마트 폰, 웨어러블 단말 등), 게임기, 오디오 기기, 촬상 장치 (카메라 모듈 등의 이미지 센서를 사용하는 것), 차량 (이동 장치) 용 전장 실장, 의료 기기, 센서 디바이스 (터치 센서, 지문 인증, 홍채 인증 등) 등의 전기적 접속을 사용하는 모든 전자 기기에 사용할 수 있다.There is no restriction|limiting in particular for a 1st electronic component and a 2nd electronic component, According to the objective, it can select suitably. As a 1st electronic component, a flexible substrate (FPC:Flexible Printed Circuits), a glass substrate, a plastic substrate, etc. are mentioned, for example. Moreover, as a 2nd electronic component, a camera module, an IC (Integrated Circuit) module, an IC chip, etc. are mentioned, for example. The second electronic component may be a functional module in which a sensor is mounted. In a camera module, a ceramic substrate may be used from a viewpoint of being excellent in electrical insulation and thermal insulation. Ceramic substrates and functional modules have advantages such as excellent dimensional stability in miniaturization (eg, 1
이하에서는, 구체예로서 카메라 모듈을 실장한 접속 구조체를 들어 설명한다. 도 2 는, 카메라 모듈을 실장한 접속 구조체를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이 접속 구조체는, 제 1 단자를 갖는 플렉시블 기판 (10) 과, 제 2 단자를 갖는 카메라 모듈 (20) 과, 제 1 단자와 제 2 단자 사이에, 전술한 접속 재료가 경화한 경화막 (30) 을 구비한다.Below, as a specific example, the connection structure in which the camera module was mounted is mentioned and demonstrated. It is sectional drawing which shows typically the connection structure in which the camera module was mounted. As shown in FIG. 2, this connection structure is the connection material mentioned above between the flexible board|
플렉시블 기판 (10) 에는, 카메라 모듈의 제 2 단자에 대향하는 위치에 제 1 단자가 형성되어 있다. 또, 플렉시블 기판 (10) 에는, 카메라 모듈 실장부 이외에 카메라 모듈 구동용 IC (11) 가 실장되어 있어도 된다.In the
도 2 에 나타내는 바와 같이, 카메라 모듈 (20) 은, 실장면에 오목부 (캐비티) 를 갖고, 오목부의 주연부에 제 2 단자를 갖는 세라믹 기판 (21) 과, 오목부에 수용되는 이미지 센서 (22) 와, 이미지 센서 (22) 상에 배치되어, 세라믹 기판 (21) 상에 고정된 보호 유리 (23) 와, 이미지 센서 (22) 상에 배치되어 케이싱에 설치된 렌즈 (24) 를 갖는다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 세라믹 기판 (21) 에는, 직사각형의 실장면에 있어서, 대항하는 2 변 또는 3 변에 제 2 단자가 형성된다.As shown in FIG. 2 , the
경화막 (30) 은, 전술한 접속 재료가 경화한 것이며, 예를 들어, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 세라믹 기판 (21) 의 직사각형의 실장면 상에 이방성 도전 필름 (31) 을 첩부하고, 이방성 도전 필름 (31) 상에 플렉시블 기판 (10) 을 탑재한 상태로 열압착함으로써 얻어진다.The cured
이와 같은 구성의 접속 구조체에 의하면, 이미지 센서 (22) 와 플렉시블 기판 (30) 사이의 거리 T1 을 짧게 할 수 있다. 또한, 이미지 센서 (22) 와 렌즈 (24) 사이의 거리는, 광학적으로 짧게 하는 것이 곤란하다.According to the connection structure of such a structure, the distance T1 between the
또, 카메라 모듈 (20) 은, 실장면에 오목부를 갖기 때문에, 실장 후 오목부에 가스가 고이기 쉬워져, 예를 들어 고기압의 신뢰성 평가 시험을 실시했을 경우, 가스의 영향으로 플렉시블 기판 (10) 이 부풀어 오르는 경우가 있다. 본 실시형태에 의하면, 피복 도전 입자의 도전층의 금속 원자가, 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어짐과 함께, 제 1 단자의 금속 원자 및 제 2 단자의 금속 원자가, 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어진다. 이로써, 금속 결합·합금화가 진행되고, 카메라 모듈 (20) 과 플렉시블 기판 (10) 이 강고하게 접착되기 때문에, 저저항화를 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서, 이미지 센서 (22) 와 신호를 안정적으로 송수신할 수 있고, 노이즈가 억제된 촬상 화상 (전기 신호) 을 얻을 수 있다.Moreover, since the
본 기술에 있어서, 접속 대상이 되는 도통 지점의 금속과, 도전 입자의 도전층의 금속과, 도전 입자를 피복하고 있는 금속 미립자의 금속은, 그 조합에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 제 1 단자의 금속, 제 2 단자의 금속, 및 도전 입자의 도전층의 금속은, 동일 종인 것이 바람직하다. 이로써, 동종의 금속 결합·합금화가 진행되어, 이종 금속간의 마이그레이션을 방지할 수 있다. 또, 단자 구성의 일례로서, 제 1 단자 및 제 2 단자가, 도체 상에 니켈 도금층과 금 도금층이 이 순서로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다. 이로써, 피복 도전 입자의 도전층이, 니켈 또는 니켈 합금인 제 1 도전층과, 금 또는 금 합금인 제 2 도전층으로 형성되고, 금속 미립자가 은 또는 은 합금인 경우, 열압착에 의해 은 또는 은 합금 중에 금 원자가 확산되고, 금과 은의 금속간 화합물이 형성되기 때문에, 은이나 니켈의 마이그레이션을 방지할 수 있다. 본 기술에 있어서의 금속 원자의 확산은, 금속의 자유 전자의 영향으로 생각되고, 금속 미립자의 금속의 자유 전자의 이동도가 큼으로써, 금속 미립자 (상기의 은) 와 대상 금속 (상기의 금) 의 합금화에 기여하고 있다고 추찰된다.In this technique, the metal of the conduction point used as a connection object, the metal of the conductive layer of an electrically-conductive particle, and the metal of the metal fine particle which has coat|covered the electrically-conductive particle can be suitably selected according to the combination. For example, it is preferable that the metal of a 1st terminal, the metal of a 2nd terminal, and the metal of the conductive layer of an electrically-conductive particle are the same kind. Thereby, metal bonding and alloying of the same type progress, and migration between different types of metals can be prevented. Moreover, as an example of a terminal structure, it is preferable that a nickel plating layer and a gold plating layer are formed in this order as for a 1st terminal and a 2nd terminal on a conductor. Accordingly, when the conductive layer of the coated conductive particles is formed of a first conductive layer of nickel or a nickel alloy, and a second conductive layer of gold or a gold alloy, and the metal fine particles are silver or a silver alloy, silver or Since gold atoms diffuse in the silver alloy and an intermetallic compound of gold and silver is formed, migration of silver or nickel can be prevented. The diffusion of metal atoms in the present technology is considered to be influenced by the free electrons of the metal, and due to the high mobility of the metal free electrons of the metal fine particles, the metal fine particles (silver above) and the target metal (gold above) It is presumed that it contributes to the alloying of
＜5. 접속 구조체의 제조 방법＞<5. Manufacturing method of bonded structure>
본 실시형태에 관련된 접속 구조체의 제조 방법은, 전술한 접속 재료를 개재하여, 제 1 단자를 갖는 제 1 전자 부품과, 제 2 단자를 갖는 제 2 전자 부품을 소정 온도에서 열압착하고, 도전층의 금속 원자를 금속 미립자의 금속 중에 확산시킴과 함께, 제 1 단자의 금속 원자 및 제 2 단자의 금속 원자를 금속 미립자의 금속 중에 확산시킨다. 이로써, 도통 저항값의 저저항화 및 안정화를 도모할 수 있다. 여기서, 열압착시의 소정 온도는, 일례로서 200 ℃ 이하, 바람직하게는 160 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 140 ℃ 이하이다. 200 ℃ 이하란, 후술하는 접속시의 대상 부재에 대한 열충격을 억제시키는 (기판의 휨의 저감화 등) 효과나, 경화 후의 변형을 억제하는 등의 관점에서 마련한 지표이다. 금속 미립자의 금속 중에 제 1 단자의 금속 원자, 제 2 단자의 금속 원자, 및 도전 입자의 도전층의 금속 원자를 확산시키는 데에, 200 ℃ 이상의 온도가 필요한 경우에는, 접속시의 대상 부재, 접속 재료의 재질이나 두께 등을 내열성에 맞추어 사용하면 된다. 또한, 열압착시의 소정 온도는, 접속 재료의 경화 개시 온도 이상이기 때문에, 경화 개시 온도를 측정함으로써 열압착시의 소정 온도를 판별할 수 있다.The manufacturing method of the bonded structure which concerns on this embodiment thermocompresses-bonds the 1st electronic component which has a 1st terminal and the 2nd electronic component which has a 2nd terminal via the above-mentioned connection material at predetermined temperature, and a conductive layer while diffusing the metal atoms of the metal particles in the metal particles of the metal particles, the metal atoms of the first terminal and the metal atoms of the second terminals are diffused in the metal particles of the metal particles. Thereby, it is possible to achieve low resistance and stabilization of the conduction resistance value. Here, the predetermined temperature at the time of thermocompression bonding is 200 degrees C or less as an example, Preferably it is 160 degrees C or less, More preferably, it is 140 degrees C or less. 200 degrees C or less is an index provided from the viewpoint of suppressing the effect of suppressing the thermal shock to the target member at the time of connection mentioned later (reduction of the curvature of a board|substrate, etc.), and suppressing the deformation|transformation after hardening. When a temperature of 200° C. or higher is required to diffuse the metal atoms of the first terminal, the metal atoms of the second terminal, and the metal atoms of the conductive layer of the conductive particles in the metal of the metal fine particles, the target member at the time of connection, the connection The material, thickness, etc. of the material may be used according to the heat resistance. In addition, since the predetermined temperature at the time of thermocompression bonding is equal to or higher than the curing start temperature of the connection material, the predetermined temperature at the time of thermocompression bonding can be determined by measuring the curing start temperature.
열압착의 온도는, 금속 확산이 일어나는 200 ℃ 이하의 온도이면 되고, 바람직하게는 160 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 140 ℃ 이하이다. 열압착의 온도가 저온일수록, 제 1 전자 부품 및 제 2 전자 부품에 열충격이 가해지지 않기 때문에 바람직하다.The temperature of thermocompression bonding may be 200 degrees C or less at which metal diffusion occurs, Preferably it is 160 degrees C or less, More preferably, it is 140 degrees C or less. The lower the temperature of the thermocompression bonding, the more preferable since a thermal shock is not applied to the first electronic component and the second electronic component.
제 1 전자 부품 및 제 2 전자 부품은, 전술한 접속 구조체에 있어서의 제 1 전자 부품 및 제 2 전자 부품과 동일하다. 또, 접속 재료에 대해서도, 전술한 접속 재료와 동일하다.A 1st electronic component and a 2nd electronic component are the same as the 1st electronic component and 2nd electronic component in the above-mentioned bonded structure. Moreover, also about a connection material, it is the same as that of the connection material mentioned above.
실시예Example
이하, 본 기술의 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예에서는, 금속 미립자로서 은 입자를 사용한 피복 도전 입자를 제작하였다. 그리고, 피복 도전 입자를 함유하는 이방성 도전 필름을 사용하여 접속 구조체를 제작하고, 도통 특성에 대해 평가하였다. 또, 접속 구조체의 접속부의 단면을 관찰하였다.Hereinafter, an embodiment of the present technology will be described. In this Example, the coated electrically-conductive particle which used silver particle as metal microparticles|fine-particles was produced. And the bonded structure was produced using the anisotropic conductive film containing coating|coated electrically-conductive particle, and the conduction|electrical_connection characteristic was evaluated. Moreover, the cross section of the connection part of a bonded structure was observed.
＜실시예 1＞<Example 1>
[도전 입자의 제작][Production of conductive particles]
평균 입경 20 ㎛ 의 수지 코어 도전 입자 (Ni (하지)/Au (표면) 도금, 수지 코어, 돌기 없음) 3 질량부에 대해, 금속 입자로서 평균 입경 60 ㎚ 의 은 입자 1 질량부를, 유성식 교반 장치 (제품명 : 아와토리렌타로, THINKY 사 제조) 에 투입하고, 5 분간 교반 하여, 피복 도전 입자를 포함하는 혼합물을 제작하였다.1 part by mass of silver particles having an average particle diameter of 60 nm as metal particles with respect to 3 parts by mass of the resin core conductive particles having an average particle diameter of 20 μm (Ni (substrate)/Au (surface) plating, resin core, and no protrusions), planetary stirring device (Product name: Awatori Rentaro, manufactured by THINKY) and stirred for 5 minutes to prepare a mixture containing coated conductive particles.
[이방성 도전 필름의 제작][Production of anisotropic conductive film]
피복 도전 입자를 포함하는 혼합물 5 질량부와, 이하의 각 성분으로 이루어지는 절연성 바인더 95 질량부를 유성식 교반 장치 (제품명 : 아와토리렌타로, THINKY 사 제조) 에 투입하고, 1 분간 교반하여 이방성 도전 접착 조성물을 제작하였다. 그리고, 이방성 도전 접착 조성물을 PET 필름 위에 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜, 이방성 도전 접착 조성물로 이루어지는 점착층을 PET 필름 위에 형성하고, 폭 2.0 ㎜, 두께 25 ㎛ 의 이방성 도전 필름을 제작하였다.5 parts by mass of a mixture containing coated conductive particles and 95 parts by mass of an insulating binder composed of each of the following components are put into a planetary stirring device (product name: Awatori Rentaro, manufactured by THINKY), stirred for 1 minute, and anisotropic conductive adhesion The composition was prepared. Then, the anisotropic conductive adhesive composition is applied on the PET film, dried in an oven at 80 ° C. for 5 minutes, an adhesive layer made of the anisotropic conductive adhesive composition is formed on the PET film, and an anisotropic conductive film having a width of 2.0 mm and a thickness of 25 μm is formed. produced.
절연성 바인더는, 페녹시 수지 (상품명 : YP-50, 신닛카 에폭시제조 주식회사 제조) 47 질량부, 단관능 모노머 (상품명 : M-5300, 토아 합성 주식회사 제조) 3 질량부, 우레탄 수지 (상품명 : UR-1400, 토요보세키 주식회사 제조) 25 질량부, 고무 성분 (상품명 : SG80H, 나가세켐텍스 주식회사 제조) 15 질량부, 실란 커플링제 (상품명 : A-187, 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈·재팬 제조) 2 질량부, 및 유기 과산화물 (상품명 : 나이파 BW, 니치유 주식회사 제조) 3 질량부를, 고형분이 50 질량％ 가 되도록 함유하는, 아세트산에틸과 톨루엔의 혼합 용액으로 하였다.The insulating binder is 47 parts by mass of phenoxy resin (product name: YP-50, manufactured by Shin-Nika Epoxy Co., Ltd.), 3 parts by mass of a monofunctional monomer (trade name: M-5300, manufactured by Toa Synthesis Co., Ltd.), urethane resin (product name: UR) -1400, manufactured by Toyobo Seki Co., Ltd.) 25 parts by mass, rubber component (trade name: SG80H, manufactured by Nagase Chemtex Corporation) 15 parts by mass, silane coupling agent (brand name: A-187, manufactured by Momentive Performance Materials Japan) ) 2 parts by mass and 3 parts by mass of an organic peroxide (trade name: Naifa BW, manufactured by Nichiyu Co., Ltd.) were prepared as a mixed solution of ethyl acetate and toluene containing so that the solid content was 50 mass%.
[접속 구조체의 제작][Production of the connection structure]
이방성 도전 필름을 개재하여, 카메라 모듈 평가용 기판 (세라믹 기판, 200 ㎛ 피치, 라인 : 스페이스 = 1 : 1, 단자 두께 10 ㎛, Ni (하지)/Au (표면) 도금, 캐비티 구조 있음) 과, FPC (폴리이미드 필름, 200 ㎛ 피치, 라인 : 스페이스 = 1 : 1, 단자 두께 12 ㎛, Ni (하지)/Au (표면) 도금) 를 열압착하고, 접속 구조체를 제작하였다. 열압착은, FPC 상의 두께 200 ㎛ 의 실리콘 러버를 개재하여 툴을 눌러 내려, 온도 : 120 ℃, 압력 : 1 ㎫, 시간 : 6 sec 의 조건에서 실시하였다.A substrate for camera module evaluation via an anisotropic conductive film (ceramic substrate, 200 µm pitch, line: space = 1:1,
＜실시예 2＞<Example 2>
평균 입경 20 ㎛ 의 수지 코어 도전 입자 (Ni (하지)/Au (표면) 도금, 수지 코어, 돌기 있음) 3 질량부에 대해, 금속 입자로서 평균 입경 60 ㎚ 의 은 입자 0.5 질량부를, 유성식 교반 장치에 투입하여 피복 도전 입자를 포함하는 혼합물을 제작한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 이방성 도전 필름 및 접속 구조체를 제작하였다.With respect to 3 parts by mass of the resin core conductive particles having an average particle diameter of 20 μm (Ni (substrate)/Au (surface) plating, resin core, and protrusions), 0.5 parts by mass of silver particles having an average particle diameter of 60 nm as metal particles, a planetary stirring device Except having thrown in and having produced the mixture containing coated electrically-conductive particle, it carried out similarly to Example 1, and produced the anisotropic conductive film and bonded structure.
＜실시예 3＞<Example 3>
평균 입경 20 ㎛ 의 수지 코어 도전 입자 (Ni (하지)/Au (표면) 도금, 수지 코어, 돌기 있음) 3 질량부에 대해, 금속 입자로서 평균 입경 60 ㎚ 의 은 입자 1 질량부를, 유성식 교반 장치에 투입하여 피복 도전 입자를 포함하는 혼합물을 제작한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 이방성 도전 필름 및 접속 구조체를 제작하였다.1 part by mass of silver particles having an average particle diameter of 60 nm as metal particles with respect to 3 parts by mass of the resin core conductive particles having an average particle diameter of 20 μm (Ni (substrate)/Au (surface) plating, resin core, and protrusions), a planetary stirring device Except having thrown in and having produced the mixture containing coated electrically-conductive particle, it carried out similarly to Example 1, and produced the anisotropic conductive film and bonded structure.
＜비교예 1＞<Comparative Example 1>
평균 입경 20 ㎛ 의 수지 코어 도전 입자 (Ni (하지)/Au (표면) 도금, 수지 코어, 돌기 있음) 5 질량부와 절연성 바인더 95 질량부를 유성식 교반 장치에 투입하여 이방성 도전 접착 조성물을 제작한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 이방성 도전 필름 및 접속 구조체를 제작하였다.5 parts by mass of resin core conductive particles having an average particle diameter of 20 µm (Ni (substrate)/Au (surface) plating, resin core, and protrusions) and 95 parts by mass of an insulating binder were put into a planetary stirring device to prepare an anisotropic conductive adhesive composition Other than that, it carried out similarly to Example 1, and produced the anisotropic conductive film and bonded structure.
＜도통 특성의 평가＞<Evaluation of conduction characteristics>
디지털 멀티 미터 (요코가와 전기사 제조) 를 사용하여, 4 단자법으로 전류 1 ㎃ 를 흘렸을 때의 접속 구조체의 도통 저항값을 측정하였다. 또, 온도 121 ℃, 습도 100 ％, 기압 2 atm 의 조건의 신뢰성 평가 시험 후 (12 h, 24 h) 의 접속 구조체의 도통 저항값을 측정하였다. 접속 구조체의 도통 저항값의 측정은, 샘플 1 개 당 6 채널 실시하고, 20 샘플 실시했다 (합계 120 채널).The conduction resistance value of the bonded structure when a current of 1 mA was passed by the four-terminal method was measured using the digital multimeter (made by Yokogawa Electric Corporation). Moreover, the conduction resistance value of the bonded structure after (12h, 24h) after the reliability evaluation test of conditions of temperature 121 degreeC, humidity 100%, and atmospheric|air pressure 2atm was measured. The measurement of the conduction resistance value of the bonded structure was performed for 6 channels per sample, and 20 samples were performed (120 channels in total).
표 1 에, 초기 및 신뢰성 평가 시험 후 (12 h, 24 h) 에 있어서의 접속 구조체의 도통 저항값 (최대치, 평균치, 최소치) 을 나타낸다.In Table 1, the conduction resistance value (maximum value, average value, minimum value) of the bonded structure in the initial stage and after the reliability evaluation test (12h, 24h) is shown.
표 1 에 나타내는 바와 같이, 은 미립자로 피복하지 않은 돌기 있는 도전 입자를 사용한 비교예 1 에서는, 도통 저항값의 최대치와 최소치의 폭이 크고, 신뢰성 평가 시험 후에 도통 저항값의 최대치와 최소치의 폭이 더욱 커졌다. 또, 비교예 1 에서는, 신뢰성 평가 시험 후에 도통 저항값의 평균치가 상승하였다.As shown in Table 1, in Comparative Example 1 using the conductive particles with projections not coated with silver fine particles, the maximum and minimum widths of the conduction resistance values were large, and the widths of the maximum and minimum values of the conduction resistance values after the reliability evaluation test were got bigger Moreover, in the comparative example 1, the average value of conduction resistance value rose after the reliability evaluation test.
한편, 돌기 없는 도전 입자를 은 미립자로 피복한 피복 도전 입자를 사용한 실시예 1, 및 돌기 있는 도전 입자를 은 미립자로 피복한 피복 도전 입자를 사용한 실시예 2, 3 에서는, 도통 저항값의 최대치와 최소치의 폭이 작고, 신뢰성 평가 시험 후에 도통 저항값의 최대치와 최소치의 폭이 더욱 작아졌다. 또, 실시예 1 ∼ 3 에서는, 신뢰성 평가 시험 후에 도통 저항값의 평균치가 저하되었다. 이는, 신뢰성 평가 시험 후에 금속의 확산이 보다 퍼졌기 때문으로 생각된다. 또, 도전 입자 3 질량부에 대해, 은 입자 0.5 ∼ 1.0 질량부를 혼합 교반함으로써, 양호한 결과가 얻어지는 것이 밝혀졌다.On the other hand, in Example 1 using coated conductive particles in which conductive particles without projections were coated with silver fine particles, and Examples 2 and 3 using coated conductive particles in which conductive particles having projections were coated with silver fine particles, the maximum value of the conduction resistance was The width of the minimum value was small, and the width of the maximum value and the minimum value of the conduction resistance value became smaller after the reliability evaluation test. Moreover, in Examples 1-3, the average value of conduction resistance value fell after a reliability evaluation test. This is considered to be because the metal diffusion spread more after the reliability evaluation test. Moreover, it became clear that a favorable result was obtained by mixing and stirring 0.5-1.0 mass parts of silver particles with respect to 3 mass parts of electrically-conductive particles.
＜접속부의 단면 관찰＞<Cross-section observation of the connection part>
도 3 은, 실시예 2 에서 사용한 수지 코어 도전 입자 (Ni (하지)/Au (표면) 도금 (Au = 35 ㎛, Ni = 210 ㎚), 수지 코어, 돌기 있음) 를 관찰한 SEM (Scanning Electron Microscope) 사진이며, 도 4 는, 실시예 2 에서 사용한 피복 도전 입자 (금속 미립자 : 은 입자 60 ㎛) 를 관찰한 SEM 사진이다. 도 3 및 도 4 로부터, 돌기 있는 도전 입자와 은 입자를 혼합 교반함으로써, 돌기를 덮듯이 은 입자가 부착되어 있는 것을 알 수 있다.3 : SEM (Scanning Electron Microscope) which observed the resin core electrically-conductive particle (Ni (substrate)/Au (surface) plating (Au = 35 micrometers, Ni = 210 nm), resin core, and protrusion) used in Example 2 ) photograph, and FIG. 4 is an SEM photograph in which the coated conductive particles (metal fine particles: silver particles 60 µm) used in Example 2 were observed. 3 and 4 show that the silver particle has adhered so as to cover the projections by mixing and stirring the conductive particles with the projections and the silver particles.
또, 투과형 전자 현미경 FE-TEM 을 사용하여, 에너지 분산형 X 선 분석 장치 (EDS) 에 의해, 실시예 2 의 접속 구조체에 있어서의 피복 금속 입자와 세라믹 기판측의 단자 (Ni (하지)/Au (표면) 도금) 와의 접촉 부분을 원소 매핑함으로써, 금속의 확산 상태를 관찰하였다.Moreover, using the transmission electron microscope FE-TEM, by the energy dispersive X-ray analysis apparatus (EDS), the covering metal particle in the bonded structure of Example 2, and the terminal (Ni (base)/Au on the side of a ceramic substrate) The diffusion state of the metal was observed by elemental mapping the contact portion with (surface) plating).
도 5 는, 실시예 2 에서 제작한 접속 구조체의 접속부의 단면을 관찰한 SEM 사진이며, 도 6 은, 도 5 에 나타내는 사각 부분의 세라믹 기판측의 확대 사진이다. 도 7 은, 도 6 에 나타내는 확대 사진 부분의 은 (Ag) 의 매핑 화상이다. 도 8 은, 도 6 에 나타내는 확대 사진 부분의 니켈 (Ni) 의 매핑 화상이다. 도 9 는, 도 6 에 나타내는 확대 사진 부분의 금 (Au) 의 매핑 화상이다.5 : is the SEM photograph which observed the cross section of the connection part of the bonded structure produced in Example 2, FIG. 6 : is an enlarged photograph of the ceramic substrate side of the square part shown in FIG. FIG. 7 is a silver (Ag) mapping image of the enlarged photograph shown in FIG. 6 . FIG. 8 is a nickel (Ni) mapping image of the enlarged photograph shown in FIG. 6 . FIG. 9 is a gold (Au) mapping image of the enlarged photograph shown in FIG. 6 .
도 7 로부터, 피복 금속 입자와 세라믹 기판측의 단자와의 접촉 부분에, 금속 미립자인 은이 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 또, 도 8 로부터, 피복 금속 입자의 도전층의 니켈과 세라믹 기판측의 단자의 니켈과의 사이에, 니켈 이외의 금속이 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 또, 도 9 로부터, 피복 금속 입자의 도전층의 니켈과 세라믹 기판측의 단자의 니켈과의 사이에 존재하는 은 속까지 금이 확산되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, 도 7 ∼ 도 9 로부터, 세라믹 기판의 단자의 Au 도금의 Au 원자와, 피복 도전 입자의 도전층의 Au 도금의 Au 원자가, 금속 미립자의 Ag 중에 확산하고 있는 것을 알 수 있다. 이는, 금속 미립자의 입경이 작음으로써, 도전층의 최표면의 Au 및 단자의 최표면의 Au 와 접촉하는 금속 미립자가 증가하고, 금속 미립자의 Ag 중에 Au 가 확산하기 쉬워졌기 때문으로 추측되고, 상기 서술한 바와 같이, 금속 미립자의 금속의 자유 전자의 이동도가 비교적 큼으로써, 도전층과 단자의 도금층과의 합금화에 영향을 주고 있다고 유추된다.It turns out from FIG. 7 that silver which is a metal fine particle exists in the contact part of a covering metal particle and the terminal on the side of a ceramic substrate. Moreover, it turns out that metals other than nickel exist between nickel of the conductive layer of a covering metal particle, and nickel of the terminal by the side of a ceramic substrate from FIG. Moreover, from FIG. 9, it turns out that gold|metal|money is diffused into the silver which exists between nickel of the conductive layer of a covering metal particle, and nickel of the terminal on the side of a ceramic substrate. That is, it turns out that the Au atoms of the Au plating of the terminal of the ceramic substrate and the Au atoms of the Au plating of the conductive layer of the coated conductive particles are diffused in the Ag of the metal fine particles from FIGS. 7-9. This is presumed to be because, as the particle size of the metal fine particles is small, the number of metal fine particles in contact with Au on the outermost surface of the conductive layer and Au on the outermost surface of the terminal increases, and Au becomes easier to diffuse into the Ag of the metal fine particles, As described above, it is inferred that alloying of the conductive layer and the plating layer of the terminal is affected because the mobility of the metal free electrons of the metal fine particles is relatively large.
상기 서술한 실시예에서는, 금속 미립자의 확산에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 금속 미립자와의 단순한 접촉이나 합금화 등이어도 된다. 금속 미립자는, 그 재질에 따라, 수지 코어 도전 입자의 도전층이나 도전 입자와, 상호간에 도통 성능이 얻어진다면 목적을 달성할 수 있는 경우가 있다. 피복 도전 입자는, 금속 미립자가 피복됨으로써, 금속 미립자의 도전 입자로의 접촉점이나 접촉 면적의 증가와 같은, 도통에 기여하는 요인도 겹치기 때문이다. 상기 서술한 금속 미립자의 확산 효과는, 이들 요인으로 치환되는 경우도 있을 수 있다.Although the above-mentioned Example demonstrated the diffusion of metal microparticles|fine-particles, it is not limited to this, For example, simple contact with metal microparticles|fine-particles, alloying, etc. may be sufficient. Depending on the material, metal microparticles|fine-particles may achieve the objective if conduction|electrical_connection performance is obtained mutually with the conductive layer of a resin core electrically-conductive particle, or electroconductive particle. It is because the factor which contributes to conduction|electrical_connection, such as an increase in the contact point and contact area to the electrically-conductive particle of a metal microparticle, is also overlap|superposed by a coated electrically-conductive particle by being coat|covered with metal microparticles|fine-particles. The diffusion effect of the metal fine particles described above may be substituted by these factors.
1 : 제 1 전자 부품
1a : 제 1 단자
2 : 제 2 전자 부품
2a : 제 2 단자
3 : 피복 도전 입자
10 : 플렉시블 기판
11 : 카메라 모듈 구동용 IC
20 : 카메라 모듈
21 : 세라믹 기판
22 : 이미지 센서
23 : 보호 유리
24 : 렌즈
30 : 경화막
31 : 이방성 도전 필름1: first electronic component
1a: first terminal
2: second electronic component
2a: second terminal
3: coated conductive particles
10: flexible substrate
11: IC for driving camera module
20: camera module
21: ceramic substrate
22: image sensor
23 : protective glass
24 : lens
30: cured film
31: anisotropic conductive film
Claims (10)
제 2 단자를 갖는 제 2 전자 부품과,
상기 제 1 전자 부품과 상기 제 2 전자 부품 사이에, 심재 입자와, 상기 심재 입자의 표면에 형성된 도전층과, 상기 도전층의 표면을 피복하여 이루어지는 금속 미립자를 구비하는 피복 도전 입자를 함유하는 접속 재료가 경화한 경화막을 구비하고,
상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이의 피복 도전 입자는, 상기 도전층의 금속 원자가, 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어짐과 함께, 상기 제 1 단자의 금속 원자 및 상기 제 2 단자의 금속 원자가, 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산하여 이루어지는, 접속 구조체.a first electronic component having a first terminal;
a second electronic component having a second terminal;
A connection comprising, between the first electronic component and the second electronic component, coated conductive particles comprising core particles, a conductive layer formed on the surface of the core particle, and metal fine particles formed by coating the surface of the conductive layer A cured film is provided in which the material is cured,
In the coated conductive particles between the first terminal and the second terminal, the metal atoms of the conductive layer diffuse into the metal of the metal fine particles, and the metal atoms of the first terminal and the metal atoms of the second terminal , The bonded structure formed by diffusing in the metal of the metal fine particles.
상기 피복 도전 입자가, 상기 도전층의 표면에 복수의 돌기를 갖는, 접속 구조체.The method of claim 1,
The bonded structure in which the said coated electrically-conductive particle has a some processus|protrusion on the surface of the said conductive layer.
상기 심재 입자가, 수지 입자로 이루어지는, 접속 구조체.3. The method according to claim 1 or 2,
The bonded structure in which the said core particle consists of resin particles.
상기 도전층이, 최외표면에 금 도금층을 갖고,
상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자가, 최외표면에 금 도금층을 갖는, 접속 구조체.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The conductive layer has a gold plating layer on the outermost surface,
The connection structure in which the said 1st terminal and the said 2nd terminal have a gold-plated layer on the outermost surface.
상기 제 1 또는 제 2 전자 부품은, 카메라 모듈인, 접속 구조체.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The said 1st or 2nd electronic component is a camera module, The connection structure.
상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이의 피복 도전 입자에 대해, 상기 도전층의 금속 원자를 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산시킴과 함께, 상기 제 1 단자의 금속 원자 및 상기 제 2 단자의 금속 원자를 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산시키는, 접속 구조체의 제조 방법.A first electronic component having a first terminal via a connection material containing core particles, a conductive layer formed on the surface of the core particles, and coated conductive particles comprising metal fine particles formed by coating the surface of the conductive layer and thermocompression bonding a second electronic component having a second terminal at a predetermined temperature;
With respect to the coated conductive particles between the first terminal and the second terminal, the metal atoms of the conductive layer are diffused into the metal of the metal fine particles, and the metal atoms of the first terminal and the metal atoms of the second terminal are diffused. is diffused into the metal of the metal fine particles, the manufacturing method of the bonded structure.
상기 도전층의 금속 원자가, 열압착시의 소정 온도에서 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산하는, 접속 재료.Coated conductive particles comprising a core particle, a conductive layer formed on the surface of the core particle, and metal fine particles formed by coating the surface of the conductive layer are dispersed in an insulating binder,
A connection material in which metal atoms of the conductive layer diffuse into the metal of the metal fine particles at a predetermined temperature at the time of thermocompression bonding.
이방성 도전 접착제인, 접속 재료.8. The method of claim 7,
A connection material that is an anisotropic conductive adhesive.
이방성 도전 필름인, 접속 재료.8. The method of claim 7,
The connection material which is an anisotropic conductive film.
상기 심재 입자의 표면에 형성된 도전층과,
상기 도전층의 표면을 피복하여 이루어지는 금속 미립자를 구비하고,
상기 도전층의 금속 원자가, 열압착시의 소정 온도에서 상기 금속 미립자의 금속 중에 확산하는, 피복 도전 입자.heartwood particles,
a conductive layer formed on the surface of the core particle;
and metal fine particles formed by coating the surface of the conductive layer;
The coated conductive particles in which the metal atoms of the conductive layer diffuse into the metal of the metal fine particles at a predetermined temperature at the time of thermocompression bonding.
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