TWI521027B - Anisotropic conductive paste and the connection method using the electronic parts thereof - Google Patents

Description

異向性導電性糊及使用其之電子零件之連接方法

本發明係關於一種將電子零件與配線基板連接之異向性導電性糊及使用其之電子零件之連接方法。

近年來，於電子零件與配線基板連接時，利用使用異向性導電材(異向性導電性膜、異向性導電性糊)之連接方式。例如，於將電子零件與配線基板連接之情形時，於形成有電極之電子零件與形成有電極之圖案之配線基板之間配置異向性導電材，將電子零件與配線基板熱壓接且確保電性連接。

作為異向性導電材，例如，揭示有於成為基材之黏合樹脂中，使金屬微粒或於表面上形成有導電膜之樹脂球等導電性填料分散之材料(例如，文獻1：日本專利特開2003-165825號公報)。若使電子零件與配線基板熱壓接，則於作為連接對象之電子零件及配線基板之電極彼此之間，以某種概率存在導電性填料，因此成為面狀配置有導電性填料之狀態。如此，作為連接對象之電子零件及配線基板之電極彼此經由導電性填料而接觸，藉此確保於該等之電極彼此之間之導電性。另一方面，於電子零件之電極彼此之間隙或配線基板之電極彼此之間隙，成為於黏合樹脂內埋設有導電性填料之狀態，確保對交叉方向之絕緣性。

然而，於如上所述之安裝法中，於熱壓接後之電子零件之安裝狀態，於產生由例如導通不良或加壓引起之位置偏 移等異常之情形時，機械性地剝離電子零件或異向性導電膜，將殘留於配線基板上之殘渣利用溶劑等擦拭且淨化之後，再利用配線基板。此處，熱壓接後之異向性導電材因熱硬化樹脂硬化而不僅要求充分之機械強度，亦要求充分之修復性(可自配線基板以無殘渣或較少殘渣剝離異向性導電材，再次使用異向性導電材而可實現配線基板與電子零件之連接之性質)。

然而，關於上述文獻1中記載之異向性導電材，於充分地去除配線基板上之樹脂或導電性填料等殘渣之作業時較為費事，另一方面，於以於配線基板上殘留有某種程度之殘渣之狀態下，再次使用異向性導電材實現與電子零件之連接之情形時，有無法確保導電性之問題。如此，關於上述文獻1中記載之異向性導電材，雖然具有某種程度之修復性，但並非為充分之水平。又，於使用上述文獻1中記載之異向性導電材之情形時，為了確保連接部分之連接可靠性，而必需於作為連接對象之電子零件及配線基板之電極上預先實施鍍金處理等於連接可靠性之方面有問題。

此處，本發明之目的在於提供一種具有充分之修復性並且具有較高之連接可靠性之異向性導電性糊、及使用其之電子零件之連接方法。

本發明之異向性導電性糊之特徵在於：其係將電子零件及配線基板連接者，且上述異向性導電性糊含有具有240℃以下之熔點之無鉛焊料粉末10質量%以上50質量%以下、及 含有熱固性樹脂及有機酸之熱固性樹脂組合物50質量%以上90質量%以下，上述熱固性樹脂組合物之酸值為15 mgKOH/g以上55 mgKOH/g以下。

於本發明之異向性導電性糊中，較佳為上述熱固性樹脂為環氧樹脂，上述有機酸係具有伸烷基之二元酸。

於本發明之異向性導電性糊中，較佳為上述熱固性樹脂組合物進而含有觸變劑，上述觸變劑之中無機系觸變劑之含量較佳為0.5質量%以上22質量%以下。

於本發明之異向性導電性糊中，較佳為上述無鉛焊料粉末之平均粒徑為1 μm以上34 μm以下。

於本發明之異向性導電性糊中，較佳為上述無鉛焊料粉末包含選自由錫、銅、銀、鉍、銻、銦及鋅所組成之群中之至少一種之金屬。

於本發明之異向性導電性糊中，較佳為於上述電子零件之電極或上述配線基板之電極之中之至少一者不實施鍍金處理。

本發明之電子零件之連接方法之特徵在於：其係使用上述異向性導電性糊者，且包括：塗佈步驟，其係於上述配線基板上塗佈上述異向性導電性糊；以及熱壓接步驟，其係於上述異向性導電性糊上配置上述電子零件，以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上之溫度，將上述電子零件與上述配線基板熱壓接。

於本發明之電子零件之連接方法中，較佳為進而包括：剝離步驟，其係以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上 之溫度，將上述電子零件自上述配線基板剝離；再塗佈步驟，其係將上述異向性導電性糊塗佈於剝離步驟後之配線基板上；及再熱壓接步驟，其係於再塗佈步驟後之異向性導電性糊上配置上述電子零件，以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上之溫度，將上述電子零件與上述配線基板熱壓接。

再者，於本發明中，所謂異向性導電性糊係指可形成如下異向性導電材之糊：該異向性導電材於施加特定值以上之熱及特定值以上之壓力之部位上，於熱壓接方向(厚度方向)具有導電性，但於除此以外之部位上，於交叉方向具有絕緣性。

又，本發明之異向性導電性糊為具有充分之修復性及機械強度，並且具有較高之連接可靠性之理由未必明確，但本發明者等人推測如下。

即，本發明之異向性導電性糊與先前之異向性導電材不同，含有無鉛焊料粉末。並且，於將該異向性導電性糊以無鉛焊料粉末之熔點以上之溫度熱壓接之情形時，無鉛焊料粉末彼此熔融並且分別接近，其周圍之無鉛焊料彼此接合而增大。另一方面，藉由進行熱壓接，電子零件及配線基板之電極彼此之間隔亦縮短，因此藉由以上述之方式增大之無鉛焊料，可將電極彼此焊料接合。如此，於本發明中，將電子零件及配線基板之電極彼此進行焊料接合，因此本發明者等人推測與如先前之異向性導電材之藉由電極及導電性填料互相接觸而連接之情形時比較，具有極高之 連接可靠性。

另一方面，對未以特定值以上之熱及特定值以上之壓力進行熱壓接之部位(電子零件之電極彼此之間隙或配線基板之電極彼此之間隙等)，無需進行如上所述之焊料接合，成為於熱固性樹脂組合物內埋設有無鉛焊料粉末之狀態。因此，對未以特定值以上之熱及特定值以上之壓力進行熱壓接之部位，可確保絕緣性。

於以本發明之異向性導電性糊將電子零件及配線基板連接之情形時，推測如上所述，電子零件及配線基板之電極彼此進行焊料接合，該焊料接合之部分覆蓋於熱固性樹脂組合物上。並且，於熱壓接後，若施加無鉛焊料粉末之熔點以上之溫度之熱，則可使焊料熔融，又，亦可使熱固性樹脂組合物軟化，因此可自配線基板將電子零件容易地剝離。又，於本發明中，於剝離後再次使用異向性導電性糊而實現配線基板與電子零件之連接之情形時，即便於電極等上殘留有某種程度之殘渣(焊料等)，亦可將該等殘渣一併進行焊料接合，可確保導電性。對此，關於先前之異向性導電材，於在配線基板上殘留有某種程度之殘渣(導電性填料等)之狀態下，再次使用異向性導電材實現與電子零件之連接之情形時，無法確保導電性。因此，有必需充分地去除配線基板上之樹脂或導電性填料等殘渣，而於進行該作業時較為費事之問題。如上所述，本發明之異向性導電性糊與先前之異向性導電材相比，修復性優異。

再者，於本發明中，焊料接合之部分覆蓋於熱固性樹脂 組合物上，該熱固性樹脂組合物藉由熱而硬化，故而可加強焊料接合之部分。因此，於以本發明之異向性導電性糊將電子零件及配線基板連接之情形時，可確保充分之機械強度。

根據本發明，可提供一種具有充分之修復性並且具有較高之連接可靠性之異向性導電性糊、及使用其之電子零件之連接方法。

首先，對本發明之異向性導電性糊進行說明。

本發明之異向性導電性糊係將電子零件及配線基板連接之異向性導電性糊。並且，該異向性導電性糊係含有以下所說明之無鉛焊料粉末10質量%以上50質量%以下、及以下所說明之熱固性樹脂組合物50質量%以上90質量%以下者。

於該無鉛焊料粉末之含量未達10質量%之情形時(熱固性樹脂組合物之含量超過90質量%之情形時)，於對所獲得之異向性導電性糊進行熱壓接之情形時，於電子零件及配線基板之間無法形成充分之焊料接合，而電子零件及配線基板之間之導電性變得不充分，另一方面，於無鉛焊料粉末之含量超過50質量%之情形時(熱固性樹脂組合物之含量未達50質量%之情形時)，所獲得之異向性導電性糊中之絕緣性，尤其是放置於加濕狀態下之情形時之濕氣絕緣性變得不充分，其結果，藉由焊料橋接，不再顯示出異向性。又，關於所獲得之異向性導電性糊，就取得絕緣性與進行熱壓接之情形時之導電性之平衡的觀點而言，該無鉛焊料粉末 之含量較佳為20質量%以上45質量%以下，更佳為30質量%以上40質量%以下。

本發明所使用之無鉛焊料粉末係具有240℃以下之熔點者。於使用該無鉛焊料粉末之熔點超過240℃者之情形時，以異向性導電性糊中之通常之熱壓接溫度無法使無鉛焊料粉末熔融。又，就使異向性導電性糊中之熱壓接溫度降低之觀點而言，無鉛焊料粉末之熔點較佳為220℃以下，更佳為150℃以下。

此處，所謂無鉛焊料粉末係指不添加鉛之焊料金屬或合金之粉末。其中，於無鉛焊料粉末中，容許存在作為不可避免之雜質之鉛，但於此情形時，鉛之量較佳為100質量ppm以下。

上述無鉛焊料粉末較佳為包含選自由錫(Sn)、銅(Cu)、銀(Ag)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銦(In)及鋅(Zn)所組成之群中之至少一種之金屬。

又，作為上述無鉛焊料粉末中之具體之焊料組成(質量比率)，可例示如以下者。

作為二元系合金，例如，可列舉：95.3Ag/4.7Bi等Ag-Bi系，66Ag/34Li等Ag-Li系，3Ag/97In等Ag-In系、67Ag/33Te等Ag-Te系，97.2Ag/2.8T1等Ag-T1系，45.6Ag/54.4Zn等Ag-Zn系，80Au/20Sn等Au-Sn系，52.7Bi/47.3In等Bi-In系，35In/65Sn、51In/49Sn、52In/48Sn等In-Sn系，8.1Bi/91.9Zn等Bi-Zn系，43Sn/57Bi、42Sn/58Bi等Sn-Bi系，98Sn/2Ag、96.5Sn/3.5Ag、96Sn/4Ag、95Sn/5Ag等Sn-Ag系，91Sn/9Zn、 30Sn/70Zn等Sn-Zn系，99.3Sn/0.7Cu等Sn-Cu系，95Sn/5Sb等Sn-Sb系。

作為三元系合金，例如，可列舉：95.5Sn/3.5Ag/1In等Sn-Ag-In系，86Sn/9Zn/5In、81Sn/9Zn/10In等Sn-Zn-In系，95.5Sn/0.5Ag/4Cu、96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu等Sn-Ag-Cu系，90.5Sn/7.5Bi/2Ag、41.0Sn/58Bi/1、0Ag等Sn-Bi-Ag系，89.0Sn/8.0Zn/3.0Bi等Sn-Zn-Bi系。

作為其他之合金，可列舉Sn/Ag/Cu/Bi系等。

又，上述無鉛焊料粉末之平均粒徑較佳為1 μm以上34 μm以下，更佳為3 μm以上20 μm以下。於無鉛焊料粉末之平均粒徑未達上述下限時，有電子零件及配線基板間之導電性降低之傾向，另一方面，若超過上述上限，則有異向性導電性糊中之絕緣性降低之傾向。再者，平均粒徑可利用動態光散射式之粒徑測定裝置而測定。

本發明所使用之熱固性樹脂組合物係含有熱固性樹脂及有機酸者。並且，該熱固性樹脂組合物之酸值必需為15 mgKOH/g以上55 mgKOH/g以下。於酸值未達15 mgKOH/g之情形時，於對所獲得之異向性導電性糊進行熱壓接之情形時，無法使焊料充分地活化，而使電子零件及配線基板之間之導電性變得不充分，另一方面，若超過55 mgKOH/g，則所獲得之異向性導電性糊中之絕緣性、尤其是放置於加濕狀態之情形時之濕氣絕緣性變得不充分。又，關於所獲得之異向性導電性糊，就取得絕緣性與進行熱壓接之情形時之導電性之平衡的觀點而言，該熱固性樹 脂組合物之酸值較佳為20 mgKOH/g以上50 mgKOH/g以下，更佳為30 mgKOH/g以上45 mgKOH/g以下。

作為本發明所使用之熱固性樹脂，可適當使用公知之熱固性樹脂，但就具有焊劑作用之觀點而言，特佳為使用環氧樹脂。

再者，於本發明中，所謂具有焊劑作用係指如通常之松香系焊劑般，其塗佈膜覆蓋被焊接體之金屬面而阻斷大氣，於焊接時還原該金屬面之金屬氧化物，該塗佈膜被熔融焊料推開可使該熔融焊料與金屬面接觸，其殘渣具有使電路間絕緣之功能。

作為此種環氧樹脂，可適當使用公知之環氧樹脂。作為此種環氧樹脂，例如，可列舉：雙酚A型、雙酚F型、聯苯型、萘型、甲酚酚醛型、苯酚酚醛型、二環戊二烯型等環氧樹脂。該等環氧樹脂可單獨使用1種，亦可混合2種以上而使用。又，該等環氧樹脂較佳為含有於常溫下為液狀者，於使用於常溫下為固體者之情形時，較佳為與常溫下為液狀者併用。又，於該等環氧樹脂型之中，就可調整金屬粒子之分散性及糊黏度進而可提高對硬化物之跌落衝擊之耐性之觀點、或焊料之濕潤擴散性較為良好之觀點而言，較佳為液狀雙酚A型、液狀雙酚F型、液狀氫化型之雙酚A型、萘型、二環戊二烯型。又，就所獲得之異向性導電性糊之保存穩定性之觀點而言，較佳為組合使用液狀雙酚A型與液狀雙酚F型。

作為上述環氧樹脂之含量，相對於熱固性樹脂組合物100 質量%，較佳為70質量%以上92質量%以下，更佳為75質量%以上85質量%以下。於環氧樹脂之含量未達上述下限時，則有由於無法獲得充分之強度以使電子零件固著，因此對跌落衝擊之耐性降低之傾向，另一方面，若超過上述上限，則有熱固性樹脂組合物中之有機酸或硬化劑之含量減少，而使環氧樹脂硬化之速度易於延遲之傾向。

作為本發明所使用之有機酸，可適當使用公知之有機酸。於此種有機酸之中，就與環氧樹脂之溶解性優異之觀點、及於保管過程中不易引起結晶之析出之觀點而言，較佳為使用具有伸烷基之二元酸。作為此種具有伸烷基之二元酸，例如，可列舉：己二酸、2,5-二乙基己二酸、戊二酸、2,4-二乙基戊二酸、2,2-二乙基戊二酸、3-甲基戊二酸、2-乙基-3-丙基戊二酸、癸二酸、丁二酸、丙二酸、二甘醇酸。於該等之中，較佳為己二酸、戊二酸、丁二酸，特佳為己二酸。

作為上述有機酸之含量，相對於熱固性樹脂組合物100質量%，較佳為1質量%以上8質量%以下，更佳為2質量%以上7質量%以下。於有機酸之含量未達上述下限時，有由於使環氧樹脂等熱固性樹脂硬化之速度延遲而成為硬化不良之傾向，另一方面，若超過上述上限，則有所獲得之異向性導電性糊中之絕緣性降低之傾向。

又，本發明所使用之熱固性樹脂組合物較佳為除使用上述熱固性樹脂及上述有機酸以外，亦使用觸變劑及硬化劑。

作為本發明所使用之觸變劑，可適當使用公知之觸變 劑。作為此種觸變劑，例如，可列舉：有機系觸變劑(脂肪醯胺、氫化蓖麻油、烯烴系蠟等)、無機系觸變劑(膠體二氧化矽、氯化聚醚等)。於該等之中，較佳為脂肪醯胺、膠體二氧化矽、氯化聚醚。又，就所獲得之異向性導電性糊之不易滲出之觀點而言，較佳為組合使用有機系觸變劑與無機系觸變劑。具體而言，可列舉：使脂肪醯胺與膠體二氧化矽組合，使脂肪醯胺與氯化聚醚組合。

作為上述觸變劑之含量，相對於熱固性樹脂組合物100質量%，較佳為0.5質量%以上25質量%以下，更佳為0.5質量%以上10質量%以下，特佳為1質量%以上5質量%以下。於觸變劑之含量未達上述下限時，有無法獲得觸變性，而於配線基板之電極上易產生流墜，從而將電子零件搭載於配線基板之電極上時之附著力降低之傾向，另一方面，若超過上述上限，則有由於觸變性過高且注射針堵塞從而易於成為塗佈不良之傾向。

作為本發明所使用之觸變劑，於組合使用上述有機系觸變劑與上述無機系觸變劑之情形時，作為上述無機系觸變劑之含量，相對於熱固性樹脂組合物100質量%，較佳為0.5質量%以上22質量%以下，更佳為1質量%以上20質量%以下。

作為本發明所使用之硬化劑，可適當使用公知之硬化劑。例如，作為熱固性樹脂，於使用環氧樹脂之情形時，可使用如以下者。

作為潛伏性硬化劑，例如，可列舉：Novacure HX-3722、 HX-3721、HX-3748、HX-3088、HX-3613、HX-3921HP、HX-3941HP(旭化成環氧公司製造，商品名)。

作為脂肪族聚胺系硬化劑，例如，可列舉：Fujicure FXR-1020、FXR-1030、FXR-1050、FXR-1080(富士化成工業公司製造，商品名)。

作為環氧樹脂胺加合物系硬化劑，例如，可列舉：Amicure PN-23、PN-F、MY-24、VDH、UDH、PN-31、PN-40(Ajinomoto Fine-Techno公司製造，商品名)、EH-3615S、EH-3293S、EH-3366S、EH-3842、EH-3670S、EH-3636AS、EH-4346S(旭電化工業公司製造，商品名)。

作為咪唑系硬化加速劑，例如，可列舉：2P4MHZ、2MZA、2PZ、C11Z、C17Z、2E4MZ、2P4MZ、C11Z-CNS、2PZ-CNZ(以上為商品名)。

就所獲得之異向性導電性糊之絕緣性之觀點而言，該等硬化劑較佳為組合使用潛伏性硬化劑、環氧樹脂胺加合物系硬化劑及咪唑系硬化加速劑。

作為上述硬化劑之含量，相對於熱固性樹脂組合物100質量%，較佳為5質量%以上20質量%以下，更佳為10質量%以上18質量%以下。於硬化劑之含量未達上述下限時，有使熱固性樹脂硬化之速度易於延遲之傾向，另一方面，若超過上述上限，則有反應性加速，而使糊使用時間縮短之傾向。

本發明所使用之熱固性樹脂組合物，視需要，除含有上述環氧樹脂、上述有機酸、上述觸變劑及上述硬化劑以外， 亦可含有界面活性劑、偶合劑、消泡劑、粉末表面處理劑、反應抑制劑、沈澱防止劑等添加劑。作為該等添加劑之含量，相對於熱固性樹脂組合物100質量%，較佳為0.01質量%以上10質量%以下，更佳為0.05質量%以上5質量%以下。於添加劑之含量未達上述下限時，有不易發揮各添加劑之效果之傾向，另一方面，若超過上述上限，則有利用熱固性樹脂組合物之接合強度降低之傾向。

繼而，對本發明之電子零件之連接方法進行說明。

本發明之電子零件之連接方法之特徵在於：其係使用上述本發明之異向性導電性糊者，且包括：塗佈步驟，其係於上述配線基板上塗佈上述異向性導電性糊；以及熱壓接步驟，其係於上述異向性導電性糊上配置上述電子零件，以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上(較佳為20℃以上)之溫度，將上述電子零件與上述配線基板熱壓接。

此處，作為電子零件，除可使用晶片、封裝零件等以外，亦可使用配線基板。作為配線基板，可使用具有可撓性之可撓性基板、不具有可撓性之硬質基板中之任一者。進而，於使用可撓性基板作為電子零件之情形時，藉由實現與2個配線基板(硬質基板)分別連接，亦可將硬質基板彼此經由可撓性基板電性地連接。又，亦可將可撓性基板彼此經由可撓性基板電性地連接。

於塗佈步驟中，於上述配線基板上塗佈上述異向性導電性糊。

作為此處縮使用之塗佈裝置，例如，可列舉：分配器、 綱版印刷機、噴射點膠金屬掩模印刷機。

又，塗佈膜之厚度並未特別限定，較佳為50 μm以上500 μm以下，更佳為100 μm以上300 μm以下。於厚度未達上述下限時，有將電子零件搭載於配線基板之電極上時之附著力降低之傾向，另一方面，若超過上述上限，則有糊亦易於溢出至連接部分以外之傾向。

於熱壓接步驟中，於上述異向性導電性糊上配置上述電子零件，以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上之溫度，將上述電子零件與上述配線基板熱壓接。

於熱壓接時之溫度未滿足較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上之條件之情形時，無法使無鉛焊料充分地熔融，而於電子零件及配線基板之間無法形成充分之焊料接合，從而電子零件及配線基板之間之導電性變得不充分。

熱壓接時之壓力並未特別限定，較佳為設為0.2 MPa以上2 MPa以下，更佳為設為0.5 MPa以上1.5 MPa以下。於壓力未達上述下限時，有於電子零件及配線基板之間無法形成充分之焊料接合，電子零件及配線基板之間之導電性降低之傾向，另一方面，若超過上述上限，則有對配線基板施加壓力，而必需擴大無效空間之傾向。

再者，於本發明中，如上所述，與利用先前之方法之情形時比較，可將熱壓接時之壓力設定在較低之壓力範圍內。因此，亦可達成熱壓接步驟中所使用之裝置之低成本化。

熱壓接時之時間並未特別限定，通常較佳為5秒以上60 秒以下、7秒以上20秒以下。

又，於本發明之電子零件之連接方法中，較佳為進而包括以下所說明之剝離步驟、再塗佈步驟及再熱壓接步驟。

於剝離步驟中，以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上之溫度，將上述電子零件自上述配線基板剝離。

此處，將電子零件自配線基板剝離之方法並未特別限定。作為此種方法，例如，可採用一面使用焊槍等加熱連接部分，一面將電子零件自配線基板剝離之方法。再者，於此種情形時，亦可使用修理時所使用之公知之剝離裝置。

又，將電子零件自配線基板剝離之後，視需要，亦可利用溶劑等清洗上述配線基板。

於再塗佈步驟中，將上述異向性導電性糊塗佈於剝離步驟後之配線基板上。此處，塗佈裝置或塗佈膜之厚度可採用與上述塗佈步驟相同者或條件。

於再熱壓接步驟中，於再塗佈步驟後之異向性導電性糊上配置上述電子零件，以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上之溫度，將上述電子零件與上述配線基板熱壓接。此處，熱壓接時之溫度、壓力及時間可採用與上述塗佈步驟相同之條件。

根據以上所說明之本發明之電子零件之連接方法，由於將電子零件及配線基板之電極彼此進行焊料接合，因此可達成與如先前之異向性導電材之藉由電極及導電性填料互相接觸而連接之情形時相比較，極高之連接可靠性。又，於熱壓接後，若施加無鉛焊料粉末之熔點以上之溫度之 熱，則可使焊料熔融，又，亦可使熱固性樹脂組合物軟化，因此可容易地將電子零件自配線基板剝離。又，於本發明中，於剝離後再次使用異向性導電性糊實現將配線基板與電子零件連接之情形時，即便於電極等上殘留有某種程度之殘渣(焊料等)，亦可將該等殘渣一併進行焊料接合，可確保導電性。因此，本發明之電子零件之連接方法與使用先前之異向性導電材之方法相比較，修復性優異。

[實施例]

繼而，藉由實施例及比較例對本發明進行進而詳細之說明，但本發明並不受該等之例之任何限定。

[實施例1]

將熱固性樹脂A(雙酚A型環氧樹脂，DIC(大日本油墨化學公司)公司製造，商品名「EPICLON 860」)82.9質量%、觸變劑A(脂肪醯胺，日本化成公司製造，商品名「thylenebis H」)2質量%、有機酸A(己二酸，關東電化工業公司製造)2.6質量%、硬化劑A(四國化成公司製造，商品名「Curezol 2P4MHZ」)11.5質量%、界面活性劑(BYK-Chemie Japan公司製造，商品名「BYK361N」)0.5質量%及消泡劑(共榮社化學公司製造，商品名「Floren AC-326F」)0.5質量%投入容器中，使用石磨機進行混合而獲得熱固性樹脂組合物。

其後，將所獲得之熱固性樹脂組合物62.5質量%、及無鉛焊料粉末A(平均粒徑：5 μm，焊料之熔點：139℃，焊料之組成：42Sn/58Bi)37.5質量%投入容器中，以混練機混合2時間，藉此製備異向性導電性糊。

繼而，於配線基板(電極：對銅電極進行鍍金處理(Cu/Ni/Au))上，塗佈所獲得之異向性導電性糊(厚度：0.2 mm)。並且，於塗佈後之異向性導電性糊上，配置電子零件(電極：對銅電極進行鍍金處理(Cu/Ni/Au))，使用熱壓接裝置(ADVANSEL公司製造)，以溫度200℃、壓力1 MPa、壓接時間8~10秒之條件，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

[實施例2]

使用於銅電極中對電極進行水溶性前焊劑處理(Tamura製作所公司製造，商品名「WPF-8」)者作為配線基板，除此以外以與實施例1相同之方式，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

[實施例3]

使用電極包含錫(Sn)者作為電子零件，除此以外以與實施例2相同之方式，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

[實施例4]

根據表1所示之組成調配各材料，除此以外以與實施例1相同之方式，獲得熱固性樹脂組合物及異向性導電性糊。

使用如以上述之方式所獲得之異向性導電性糊來代替實施例2中所使用之異向性導電性糊，除此以外以與實施例2相同之方式，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

[實施例5]

根據表1所示之組成調配各材料，除此以外以與實施例1相同之方式，獲得熱固性樹脂組合物及異向性導電性糊。

再者，於實施例5中，使用無鉛焊料粉末B(平均粒徑：5 μm，焊料之熔點：217℃，焊料之組成：96.5Sn/3Ag/0.5Cu)。

並且，使用如上述之方式所獲得之異向性導電性糊來代替實施例2中所使用之異向性導電性糊，將熱壓接時之溫度設為240℃，除此以外以與實施例2相同之方式，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

[比較例1~4]

根據表1所示之組成調配各材料，除此以外以與實施例1相同之方式，獲得熱固性樹脂組合物及異向性導電性糊。

使用如上述之方式所獲得之異向性導電性糊來代替實施例2中所使用之異向性導電性糊，除此以外以與實施例2相同之方式，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

[比較例5]

根據表1所示之組成調配各材料，除此以外以與實施例1相同之方式，獲得熱固性樹脂組合物及異向性導電性糊。

再者，於比較例5中，使用實施鍍金處理之樹脂粉末(Au/Ni電鍍樹脂粉末，積水化學公司製造，商品名「Micropearl Au-205」)。

使用如上述之方式所獲得之異向性導電性糊來代替實施例1中所使用之異向性導電性糊，除此以外以與實施例1相同之方式，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

[比較例6]

使用於銅電極中對電極進行水溶性前焊劑處理(Tamura製作所公司製造，商品名「WPF-8」)者作為配線基板，除 此以外以與比較例5相同之方式，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

[比較例7]

使用電極包含錫(Sn)者作為電子零件，除此以外以與比較例5相同之方式，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

<異向性導電性糊及電子零件之連接方法之評價>

將異向性導電性糊之性能(樹脂組合物之酸值，壓接後之絕緣電阻值)、及電子零件之連接方法之評價(壓接後之初始電阻值，修復性(修復時有無基板破壞、修復後之電阻值))以如下之方法進行評價或測定。將所獲得之結果示於表1及表2。再者，關於比較例6~7，由於壓接後之初始電阻值無法導通故而無法測定，因此對修復性未進行評價。

(1)樹脂組合物之酸值

量取樹脂組合物，使其溶解於溶劑中。並且將酚酞溶液作為指示劑以0.5 mol/L．KOH進行滴定。

(2)壓接後之初始電阻值

準備具有0.2 mm間距焊盤(線/空間=100 μm/100 μm)作為電路圖案之配線基板。並且，於該配線基板之焊盤上，分別以上述之實施例及比較例中記載之方法，對具有0.2 mm間距焊盤(線/空間=100 μm/100 μm)之電子零件進行熱壓接。並且，使用數位萬用表(Agilent公司製造，商品名「34401A」)，測定連接之焊盤之端子彼此之間的電阻值。再者，於電阻值過高(100 MΩ以上)，而無法導通之情形時，判定為「無法導通」。

(3)修復時有無基板破壞

使用於上述(2)中測定初始電阻值之基板進行評價。一面使該基板之與電子零件之連接部分於與熱壓接溫度相同之溫度下進行加熱，一面自基板將電子零件剝離，其後，以乙酸乙酯清洗表面之污垢。並且，以目視觀察剝離後之基板之狀態，檢查有無基板破壞。

(4)修復後之電阻值

使用於上述(3)中評價有無基板破壞之基板進行測定。於該基板之焊盤上，分別以上述之實施例及比較例中記載之方法，再次對電子零件進行熱壓接。並且，使用數位萬用表(Agilent公司製造，商品名「34401A」)，測定連接之焊盤之端子彼此之間的電阻值。再者，於電阻值過高(100 MΩ以上)，而無法導通之情形時，判定為「無法導通」。

(5)壓接後之絕緣電阻值

於0.2 mm間距(線/空間=100 μm/100 μm)之梳形電極基板(玻璃環氧樹脂基板)之銅箔焊盤上，將分別於實施例及比較例所獲得之異向性導電性糊以0.1 mm之厚度進行印刷之後，利用回焊爐(Tamura製作所公司製造，商品名「TNP」)以溫度240℃進行加熱而獲得試片。將該試片於85℃、85%RH(相對濕度)中，施加15 V電壓，測定168小時後之絕緣電阻值。

根據表1及表2所示之結果可明確，於使用本發明之異向性導電性糊，將配線基板與電子零件連接之情形時(實施例1~5)，確認可確保充分之修復性及較高之連接可靠性。

對此，於異向性導電性糊中之無鉛焊料粉末之調配量為5質量%之情形時(比較例1)、及異向性導電性糊中之樹脂組合物之酸值為5 mgKOH/g之情形時(比較例3)，確認壓接後之初始電阻值提高，而無法確保配線基板與電子零件之導電性。

又，於異向性導電性糊中之無鉛焊料粉末之調配量為60質量%之情形時(比較例2)、及異向性導電性糊中之樹脂組合物之酸值為70 mgKOH/g之情形時(比較例4)，確認壓接後之絕緣電阻值降低，而無法確保對未進行熱壓接之部位之絕緣性。

進而，於使用不含焊料粉末之異向性導電性糊之情形時(比較例5~7)，只要於配線基板之電極及電子零件之電極之雙方不實施鍍金處理，則無法實現配線基板與電子零件之導通。又，即便於在配線基板之電極及電子零件之電極之雙方不實施鍍金處理之情形時(比較例5)，亦可確認於修復後無法實現導通，而使修復性較差。

[實施例6~17]

根據表3及表4所示之組成調配各材料，除此以外以與實施例1相同之方式，獲得熱固性樹脂組合物及異向性導電性糊。

使用如上述之方式所獲得之異向性導電性糊來代替實施 例1中所使用之異向性導電性糊，除此以外以與實施例1相同之方式，將電子零件與配線基板進行熱壓接。

再者，於以下表示實施例6~17中所使用之材料。

熱固性樹脂A：雙酚A型環氧樹脂，商品名「EPICLON 860」，DIC公司製造

熱固性樹脂B：雙酚F型環氧樹脂，商品名「EPICLON 830CRP」，DIC公司製造

熱固性樹脂C：雙酚A型與雙酚F型之混合環氧樹脂，商品名「EPICLON EXA-830LVP」，DIC公司製造

熱固性樹脂D：二環戊二烯型環氧樹脂，商品名「EPICLON HP-7200H」，DIC公司製造

熱固性樹脂E：萘型環氧樹脂，商品名「EPICLON HP-4032D」，DIC公司製造

觸變劑A：脂肪醯胺，日本化成公司製造，商品名「thylenebis H」

觸變劑B：膠體二氧化矽，商品名「AEROSIL R974」，日本Aerosil公司製造

觸變劑C：氯化聚醚，WILBUR-ELLIS公司製造

有機酸A：己二酸，關東電化工業公司製造

有機酸B：戊二酸，東京化成工業公司製造

有機酸C：丁二酸，三菱化學公司製造

硬化劑A：咪唑系硬化加速劑，商品名「Curezol 2P4MHZ」，四國化成公司製造

硬化劑B：咪唑系硬化加速劑，商品名「Curezol 2MZA-PW」， 四國化成公司製造

硬化劑C：環氧樹脂胺加合物系硬化劑，「Amicure PN-F」，Ajinomoto Fine-Techno公司製造

硬化劑D：潛伏性硬化劑，商品名「Novacure HX-3721」，旭化成環氧公司製造

界面活性劑：商品名「BYK361N」，BYK-Chemie Japan公司製造

消泡劑：商品名「Flowlen AC-326F」，共榮社化學公司製造

無鉛焊料粉末A：平均粒徑為5 μm，焊料之熔點為139℃，焊料之組成為42Sn/58Bi

無鉛焊料粉末B：平均粒徑為5 μm，焊料之熔點為217℃，焊料之組成為96.5Sn/3Ag/0.5Cu

<異向性導電性糊及電子零件之連接方法之評價>

對實施例1及實施例6~17，將異向性導電性糊之性能(樹脂組合物之酸值、壓接後之絕緣電阻值、保存穩定性)、及電子零件之連接方法之評價(壓接後之初始電阻值、修復性(修復時有無基板破壞、修復後之電阻值)，利用X射線之橋接觀察)以上述之方法及下述之方法進行評價或測定。所獲得之結果示於表3及表4。

(6)利用X射線之橋接觀察

使用微聚焦X射線透視裝置(SHIMADZU公司製造：SMX-160E)，對壓接後之基板進行X射線觀察，根據下述之標準判定有無橋接或異向性導電性糊之滲出。再者，所謂橋接係鄰接之端子彼此之未預期之短路。

A：無橋接，亦無異向性導電性糊之滲出。

B：無橋接，但稍微有異向性導電性糊之滲出。

C：有橋接。

(7)保存穩定性

測定異向性導電性糊之10℃保管後之黏度，測定相對於初始值之變化率不超過±20%之時間。黏度之測定係於恆溫槽中將調整為25℃之聚乙烯容器中之樹脂使用黏度計(Malcom公司製造：PCU-205)進行測定。

根據表3及表4所示之結果，可確認以下方面。

根據實施例1及實施例6之結果，於組合使用有機系觸變劑與無機系觸變劑作為觸變劑之情形時，確認異向性導電性糊不易滲出。

根據實施例6及實施例7之結果，於組合使用潛伏性硬化劑、環氧樹脂胺加合物系硬化劑及咪唑系硬化加速劑作為硬化劑之情形時，確認壓接後之絕緣電阻值提高。

根據實施例7、8及12~14之結果，於將環氧樹脂與液狀雙酚A型及液狀雙酚F型組合使用之情形時，確認異向性導電性糊之保存穩定性提高。

根據實施例8、15及16之結果，確認較佳為使用具有伸烷基之二元酸作為有機酸。又，尤其是，於使用己二酸作為有機酸之情形時(實施例8)，確認有壓接後之初始電阻值或修復後之電阻值降低之傾向。

Claims (9)

1. 一種異向性導電性糊，其特徵在於：其係將電子零件及配線基板連接者，且上述異向性導電性糊含有具有240℃以下之熔點之無鉛焊料粉末10質量%以上50質量%以下、及熱固性樹脂組合物50質量%以上90質量%以下，上述熱固性樹脂組合物含有環氧樹脂、有機酸及硬化劑，上述硬化劑含有潛伏性硬化劑、環氧樹脂胺加合物系硬化劑及咪唑系硬化加速劑，上述熱固性樹脂組合物之酸值為15mgKOH/g以上55mgKOH/g以下。
2. 如請求項1之異向性導電性糊，其中上述有機酸係具有伸烷基之二元酸。
3. 如請求項1之異向性導電性糊，其中上述熱固性樹脂組合物進而含有觸變劑，上述觸變劑含有有機系觸變劑及無機系觸變劑。
4. 如請求項1之異向性導電性糊，其中上述熱固性樹脂組合物進而含有觸變劑，上述觸變劑之中無機系觸變劑之含量為0.5質量%以上22質量%以下。
5. 如請求項1之異向性導電性糊，其中上述無鉛焊料粉末之平均粒徑為1μm以上34μm以下。
6. 如請求項1之異向性導電性糊，其中上述無鉛焊料粉末包含選自由錫、銅、銀、鉍、銻、 銦及鋅所組成之群中之至少一種之金屬。
7. 如請求項1之異向性導電性糊，其中於上述電子零件之電極或上述配線基板之電極之中之至少一者不實施鍍金處理。
8. 一種電子零件之連接方法，其特徵在於：其係使用如請求項1至7中任一項之異向性導電性糊者，且包括：塗佈步驟，其係於上述配線基板上塗佈上述異向性導電性糊；以及熱壓接步驟，其係於上述異向性導電性糊上配置上述電子零件，以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上之溫度，將上述電子零件熱壓接於上述配線基板。
9. 如請求項8之電子零件之連接方法，其中進而包括：剝離步驟，其係以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上之溫度，將上述電子零件自上述配線基板剝離；再塗佈步驟，其係將上述異向性導電性糊塗佈於上述剝離步驟後之配線基板上；及再熱壓接步驟，其係於上述再塗佈步驟後之異向性導電性糊上配置上述電子零件，以較上述無鉛焊料粉末之熔點高出5℃以上之溫度，將上述電子零件熱壓接於上述配線基板。