專利名稱：連接材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裸露集成電路(IC)芯片等電子部件實(shí)際安裝到電路基板上時(shí)所使用的連接材料。
裸露集成電路芯片等電子部件實(shí)際安裝到電路基板上時(shí)，廣泛使用糊狀或液狀或薄膜狀的各向異性導(dǎo)電粘合劑或絕緣性粘合劑作為連接材料。
制造這些粘合劑時(shí)，要從購入費(fèi)用、制造的容易性、連接的可靠性、保存時(shí)的穩(wěn)定性等觀點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行原料的選擇。作為從這些觀點(diǎn)出發(fā)選擇的原料的代表，可列舉作為自由基聚合性化合物的雙酚A型的環(huán)氧樹脂，作為硬化劑的咪唑系潛在性硬化劑或胺系硬化劑，作為熱塑性樹脂的苯氧樹脂或聚氨酯系熱塑性樹脂等。而關(guān)于這些原料的安全性，通?？紤]對(duì)人體的急性毒性(LD50)和可燃性等。
但是，對(duì)于人體的不良影響，不僅包括一次經(jīng)口攝取(呼吸攝取)大量原料時(shí)的急性毒性，而且還涉及有長期持續(xù)經(jīng)口攝取(呼吸攝取)極微量原料情況下產(chǎn)生的中毒癥狀、惡性腫瘤、致畸性表達(dá)，或者與皮膚接觸時(shí)發(fā)生的過度的過敏反應(yīng)等，先有技術(shù)連接材料情況下沒有充分考慮這些問題，在涉及安全性方面，其現(xiàn)狀難以說是充分滿足了社會(huì)整體的要求。另外，最近，引起包括人類在內(nèi)的生物生殖異常的環(huán)境激素(內(nèi)分泌擾亂物質(zhì))的問題有頗多議論，但現(xiàn)狀卻是，人門一邊對(duì)此十分關(guān)心，一邊卻還在制造這些連接材料。
本發(fā)明就是為了解決以上先有技術(shù)中的問題，目的是提供一種在將電子部件實(shí)際安裝到電路基板上時(shí)特別適宜的連接材料，是一種對(duì)人體極安全的包含自由基聚合性化合物、硬化劑及熱塑性樹脂的連接材料。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，埃姆斯試驗(yàn)(Amestest)結(jié)果呈陰性的、并且皮膚刺激值即PⅡ(Primary Irritation Index)值為2以下的連接材料，對(duì)于人體是極安全的，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供一種連接材料，即一種將電子部件實(shí)際安裝到電路基板上時(shí)可以較好使用的連接材料，其特征在于，含有自由基聚合性化合物、硬化劑及熱塑性樹脂，埃姆斯試驗(yàn)結(jié)果呈陰性，并且皮膚刺激值即PⅡ值為2以下。
本發(fā)明的連接材料在將電子部件實(shí)際安裝到電路基板上時(shí)特別適用，其特征是，含有自由基聚合性化合物、硬化劑及熱塑性樹脂，其埃姆斯試驗(yàn)呈陰性并且皮膚刺激值即PⅡ值為2以下。
這里，所謂埃姆斯試驗(yàn)，也稱致變性試驗(yàn)，是利用細(xì)菌對(duì)化學(xué)物質(zhì)的致癌性或致變性進(jìn)行篩選的一種試驗(yàn)，具體說就是用在組氨酸生物合成方面有缺損的沙門氏菌或鼠傷寒沙門氏菌的變異株檢出向組氨酸非要求株的復(fù)歸突然變異的試驗(yàn)(JISK36002408；JISK3610 1605)。該變異是通過使DNA損傷而引起的現(xiàn)象，越容易引起變異者，就判斷其致癌性越高。因此，作為對(duì)人體極安全的連接材料，埃姆斯試驗(yàn)結(jié)果必須呈陰性。
此外，所謂皮膚刺激值即PⅡ值，是按照美國消費(fèi)商品委員會(huì)規(guī)定的方法(多列茲法；The Consumer Product Safety Commission of the U.S.A.,The Code of FederalRegulations,Title 16,Section 1500.41)測(cè)定的皮膚毒性指數(shù)，該數(shù)值越小，表示對(duì)皮膚的刺激性越低。在本發(fā)明中，連接材料的PⅡ值必須在2以下。PⅡ值超過2時(shí)，大部分人會(huì)感到不適，因而不佳。
本發(fā)明的連接材料既可以是如上所述那樣連接材料本身的埃姆斯試驗(yàn)結(jié)果呈陰性且PⅡ值在2以下，但在滿足該要件的范圍內(nèi)，連接材料的原材料中一部分也可以使用顯示致變性者、或者也可以使用PⅡ值超過2者。但是，為了進(jìn)一步提高連接材料的安全性，較好所使用的原材料全部的埃姆斯試驗(yàn)都為陰性，并且PⅡ值都在2以下。
另外，本發(fā)明的連接材料，特別是為了排除對(duì)生殖細(xì)胞的不良影響，其全部原材料較好均為非內(nèi)分泌擾亂物質(zhì)。此時(shí)作為選擇非內(nèi)分泌擾亂物質(zhì)作為原材料的具體手法，不使用已確認(rèn)是和懷疑是內(nèi)分泌擾亂物質(zhì)者這樣的消極選擇方法是現(xiàn)實(shí)的(①T.Colbom,C.Clement，“化學(xué)品誘發(fā)的性別和機(jī)能發(fā)育改變野生生物/人類聯(lián)系”新澤西州普林斯頓；普林斯頓料學(xué)出版社(1992)；(②)T.Colbom,F.vomSaal.AMSoto，環(huán)境衛(wèi)生展望，101,5(1993)；③G.Lgons，“環(huán)境中的酞酸酯類”WorldWildlife UK(1995)；④“農(nóng)業(yè)、漁業(yè)與食品部，環(huán)境有機(jī)物對(duì)魚類的影響，第Ⅱ階段，”英國水研究基金會(huì)(1995))。
本發(fā)明的連接材料中使用的自由基聚合性化合物是連接材料的粘合成分，作為該材料，可列舉不飽和聚酯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯等。也可并用其中兩種以上。
其中，作為不飽和聚酯，可列舉從二醇和不飽和二元酸(馬來酸酐，富馬酸等)合成的非乙烯基系低聚物。其中，較好的是具有能提高對(duì)ITO電極的粘合性性質(zhì)的鄰苯二甲酸二烯丙酯低聚物。
作為丙烯酸酯，是分子結(jié)構(gòu)內(nèi)有一個(gè)以上、較好多達(dá)4個(gè)丙烯?；谋┗祮误w或低聚物，作為甲基丙烯酸酯，是分子結(jié)構(gòu)內(nèi)有一個(gè)以上、較好多達(dá)4個(gè)甲基丙烯酰基的甲基丙烯酸系單體或低聚物。作為較好的例子，可列舉甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯，二甲基丙烯酸新戊二醇酯，甲基丙烯酸2-羥基乙酯，甲基丙烯酸羥乙酯，丙烯酸脂環(huán)式改性新戊二醇酯，苯酚環(huán)氧乙烷改性丙烯酸酯，二丙烯酸聚丙二醇酯，二(三羥甲基)丙烷四丙烯酸酯等。它們的PⅡ值都為0.0。
另外，作為自由基聚合性化合物，從一般使用的雙酚A或雙酚F衍生的環(huán)氧丙烯酸酯系聚合物或從異氰酸酯衍生的聚氨酯丙烯酸酯等顯示致變性，所以本發(fā)明中不應(yīng)使用。
硬化劑是能因熱和光的作用而產(chǎn)生游離自由基者，作為該材料，較好列舉有機(jī)過氧化物。特別優(yōu)選的是過氧二碳酸酯。一般使用的咪唑系潛在性硬化劑等顯示致變性，因此本發(fā)明中不應(yīng)使用。
熱塑性樹脂主要起連接材料的成膜成分的功能，作為該材料，可列舉飽和聚酯樹脂，聚乙烯基縮醛等。
本發(fā)明的連接材料中，作為原材料，較好是含有導(dǎo)電粒子的。因此，本發(fā)明的連接材料作為各向異性導(dǎo)電粘合劑使用便成為可能。作為較好的導(dǎo)電粒子，可列舉金粒子。一般的鎳粒子顯示皮膚刺激性，因此在本發(fā)明中不應(yīng)使用。
本發(fā)明的連接材料中，必要時(shí)可使用不顯示致變性的、PⅡ值2以下的各種添加劑，例如偶合劑、含有縮水甘油基的化合物等。
本發(fā)明的連接材料可以按照常法，將上述自由基聚合性化合物、硬化劑、熱塑性樹脂均一混合來制造。
本發(fā)明的連接材料可以用于TCP(帶載體封裝)、FPC、PWB、玻璃、塑料配線材的各種用途中，但特別好的是裸露集成電路芯片實(shí)際安裝在電路基板上時(shí)使用。即，將本發(fā)明的連接材料供給到要實(shí)際安裝裸露集成電路芯片的電路基板上，在其上將裸露集成電路芯片定位，經(jīng)過加熱加壓將裸露集成電路芯片連接在配線電路基板上。
以下，基于實(shí)施例具體說明本發(fā)明。
實(shí)施例1～3及比較例1～2
使用表1及表2所示配合的連接材料，按常法制作厚度30μm的各向異性導(dǎo)電薄膜。
另外，在實(shí)施例1～3中使用的各成分，均為不能檢出內(nèi)分泌擾亂作用的成分，但在比較例1的情況下，自由基聚合性化合物、硬化劑及熱塑性樹脂能確認(rèn)有內(nèi)分泌擾亂作用，在比較例2的情況下，也可確認(rèn)自由基聚合性化合物及熱塑性樹脂有內(nèi)分泌擾亂作用。
表1
表1注*1:M-225，東亞合成公司*2:NK酯NPG，新中村化學(xué)公司*3:M-102，東亞合成公司*4パ-キユアTCP，日本油脂公司*5エスレツクBL-1，積水化學(xué)工業(yè)公司*6エリ-テルU(xiǎn)E3200,ユニチカ公司表2
表2注*4パ-キユア TCP，日本油脂公司*7:EP-828，油化シエル公司*8:Ebecry1150,UCB公司*9:SR-339,サ-トマ-公司*10ノバキユア HX3941HP，旭化成公司*11:PKHH，巴工業(yè)公司*12:Ni-J-20，福田金屬箔工業(yè)公司評(píng)價(jià)對(duì)于各實(shí)施例及比較例制作的各向異性導(dǎo)電薄膜，如以下說明的那樣，進(jìn)行了旨在考察致變性的埃姆斯試驗(yàn)及旨在考察皮膚刺激性的多列茲試驗(yàn)。另外，測(cè)定了連接之后的導(dǎo)通電阻值和粘合強(qiáng)度、以及老化后的導(dǎo)通電阻值及粘合強(qiáng)度。
(埃姆斯試驗(yàn))本試驗(yàn)是利用鼠傷寒沙門氏菌的組氨酸要求性變異株(his-)因被檢物質(zhì)而成為非要求株(his+)的復(fù)歸突然變異，其具體的試驗(yàn)方法是，準(zhǔn)備了不添加組氨酸而添加代射活性物質(zhì)(S9)的培養(yǎng)基、和不添加組氨酸也不添加代射活性物質(zhì)(S9)的培養(yǎng)基，將被檢物質(zhì)混入這些培養(yǎng)基中培養(yǎng)出組氨酸要求性變異株(his-)，對(duì)在混有被檢物質(zhì)的培養(yǎng)基中生長的菌落數(shù)和在未混有被檢物質(zhì)的培養(yǎng)基中生長的菌落數(shù)進(jìn)行比較。如果前者比后者更多，則埃姆斯試驗(yàn)判定為陽性，此外的情況判定為陰性。所得結(jié)果列于表3。
(多列茲試驗(yàn))對(duì)于6只體重2.0～4.0kg的健康兔子，用電動(dòng)推子剃去其背中腰部的毛，露出約10cm2大小的皮膚。并且在背椎右側(cè)的皮膚上的2.5cm2大小用外科手術(shù)刀切入，作成有傷部位。背椎左側(cè)無傷處保持原樣，在背椎左右兩個(gè)位置貼上涂布有試樣0.5ml的貼劑。貼上后經(jīng)過24小時(shí)和72小時(shí)，再將貼劑剝離，目視法觀察發(fā)生的紅斑和浮腫，分類成0～4點(diǎn)5個(gè)等級(jí)，由各兔子的平均值求出總平均值，將該總平均值作為PⅡ值。表3列出了得到的結(jié)果。
(連接之后的導(dǎo)通電阻值及粘合強(qiáng)度)將切割成2mm寬的各向異性導(dǎo)電薄膜夾在200μm節(jié)距的TAB和200μm節(jié)距的PWB之間，在160℃-2.94Mpa(30kgf/cm2)-20秒的條件下熱壓粘，測(cè)定壓粘之后的導(dǎo)通電陽值和用拉伸試驗(yàn)裝置(RTC-1210,ORIENTEC公司制)進(jìn)行90°剝離時(shí)粘合強(qiáng)度的測(cè)定。將所得結(jié)果示于表3。
(老化后的導(dǎo)通電阻值及粘合強(qiáng)度)將切割成2mm寬的各向異性導(dǎo)電薄膜夾在200μm節(jié)距的TAB和200μm節(jié)距的PWB之間，在160℃-2.94Mpa(30kgf/cm2)-20秒的條件下熱壓粘，在85℃-85％RH的環(huán)境下放置1000小時(shí)，然后測(cè)定導(dǎo)通電阻值，和用拉伸試驗(yàn)裝置(RTC-1210,ORIENTEC公司制)進(jìn)行0剝離時(shí)粘合強(qiáng)度的測(cè)定。將得到的結(jié)果列于表3。
表3
從表3的結(jié)果得知，實(shí)施例1～3的連接材料一方面顯示出與先有技術(shù)連接材料(比較例1和比較例2)同樣的導(dǎo)通可靠性及粘接強(qiáng)度，另一方面也由于使用了安全的原材料，結(jié)果連接材料本身未能檢出致變性，PⅡ值也是0.0，其安全性非常高。
本發(fā)明的連接材料既顯示出與先有技術(shù)連接材料同樣的導(dǎo)通可靠性和粘合強(qiáng)度，也沒有發(fā)現(xiàn)致變性，而且PⅡ值也在2以下，是安全性非常高的連接材料。
權(quán)利要求
1．一種連接材料，該材料是含有自由基聚合性化合物、硬化劑及熱塑性樹脂的連接材料，其特征在于，埃姆斯試驗(yàn)結(jié)果為陰性并且皮膚刺激值即PⅡ值為2以下。
2．權(quán)利要求1所述的連接材料，其特征在于，連接材料的全部原材料的埃姆斯試驗(yàn)結(jié)果為陰性并且皮膚刺激值即PⅡ值為2以下。
3．權(quán)利要求1或2所述的連接材料，其特征在于，連接材料的全部原材料是非內(nèi)分泌擾亂物質(zhì)。
4．權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的連接材料，其特征在于，自由基聚合性化合物是從不飽和聚酯、丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中選擇的至少1種。
5．權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的連接材料，其特征在于，熱塑性樹脂是飽和聚酯樹脂及聚乙烯基縮醛中至少任何1種。
6．權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的連接材料，其特征在于，原材料含有導(dǎo)電粒子。
7．裸露集成電路芯片連接到配線電路基板上的實(shí)際安裝方法，其特征在于，將權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的連接材料供給到待實(shí)際安裝裸露集成電路芯片的電路基板上，在其上將裸露集成電路芯片定位，再經(jīng)加熱加壓將裸露集成電路芯片連接到配線電路基板上。
全文摘要
提供既顯示出與先有技術(shù)連接材料同樣的導(dǎo)通可靠性和粘合強(qiáng)度,也有非常安全性的連接材料。該連接材料含有自由基聚合性化合物、硬化劑和熱塑性樹脂,而且是埃姆斯試驗(yàn)(Ames Test)結(jié)果呈陰性而皮膚刺激值即PⅡ值在2以下的。特別好的是,所有原材料的埃姆斯試驗(yàn)結(jié)果都呈陰性且皮膚刺激值即PⅡ值都在2以下。
文檔編號(hào)C09J4/00GK1318611SQ0111685
公開日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2001年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月17日
發(fā)明者石松朋之 申請(qǐng)人:索尼化學(xué)株式會(huì)社