專(zhuān)利名稱(chēng)：各向異性導(dǎo)電糊以及使用該導(dǎo)電糊的電子部件的連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接電子部件和布線(xiàn)基板的各向異性導(dǎo)電糊以及使用該導(dǎo)電糊的電子部件的連接方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了將電子部件和布線(xiàn)基板連接，采用的是使用各向異性導(dǎo)電材料(各向異性導(dǎo)電膜、各向異性導(dǎo)電糊)的連接方式。例如，在連接電子部件和布線(xiàn)基板時(shí)，將各向異性導(dǎo)電材料配置在形成有電極的電子部件與形成有電極圖案的布線(xiàn)基板之間，并對(duì)電子部件和布線(xiàn)基板進(jìn)行熱壓合，以確保電連接。
作為各向異性導(dǎo)電材料，已提出了例如在作為基體材料的粘合劑樹(shù)脂中分散有金屬微粒、或表面形成有導(dǎo)電膜的樹(shù)脂球等導(dǎo)電性填料的材料(例如，文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2003-165825號(hào)公報(bào))。對(duì)電子部件和布線(xiàn)基板進(jìn)行熱壓合吋，由于在作為連接對(duì)象的電子部件及布線(xiàn)基板的電極彼此之間以一定概率存在有導(dǎo)電性填料，因此會(huì)形成導(dǎo)電性填料配置成面狀的狀態(tài)。這樣ー來(lái)，作為連接對(duì)象的電子部件及布線(xiàn)基板的電極之間通過(guò)導(dǎo)電性填料而接觸，由此可確保這些電極彼此之間的導(dǎo)電性。另ー方面，就電子部件的電極之間的間隙及布線(xiàn)基板的電極之間的間隙而言，形成在粘合劑樹(shù)脂內(nèi)埋有導(dǎo)電性填料這樣的狀態(tài)，可確保面方向上的絕緣性。但是，在如上所述的安裝法中，在熱壓合后的電子部件安裝狀態(tài)下發(fā)生例如接通不良或因加壓引起的位置偏差等不良情況時(shí)，在將電子部件、各向異性導(dǎo)電膜機(jī)械地剝離，并用溶劑等將殘留在布線(xiàn)基板上的殘?jiān)潦镁逑椿?，進(jìn)行布線(xiàn)基板的再利用。因此，對(duì)于熱壓合后的各向異性導(dǎo)電材料而言，不僅要求熱固化樹(shù)脂固化后具有充分的機(jī)械強(qiáng)度，還要求具有充分的修復(fù)性(各向異性導(dǎo)電材料能夠無(wú)殘?jiān)蛏贇堅(jiān)貜牟季€(xiàn)基板上剝離，井能夠謀求再次使用各向異性導(dǎo)電材料來(lái)將布線(xiàn)基板與電子部件連接的性質(zhì))。然而，對(duì)于上述文獻(xiàn)I中記載的各向異性導(dǎo)電材料而言，存在下述問(wèn)題用于充分除去布線(xiàn)基板上的樹(shù)脂、導(dǎo)電性填料等殘?jiān)牟僮鞣爆?；另外，想要在布線(xiàn)基板上殘留有一定程度的殘?jiān)臓顟B(tài)下再次利用各向異性導(dǎo)電材料進(jìn)行與電子部件的連接的情況下，無(wú)法確保導(dǎo)電性。這樣ー來(lái)，上述文獻(xiàn)I中記載的各向異性導(dǎo)電材料雖然具有一定程度的修復(fù)性，但未必能達(dá)到充分的水平。另外，使用上述文獻(xiàn)I中記載的各向異性導(dǎo)電材料時(shí)，為了確保連接部分的連接可靠性，存在需要預(yù)先對(duì)作為連接對(duì)象的電子部件及布線(xiàn)基板的電極實(shí)施鍍金處理等連接可靠性方面的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不僅具有充分的修復(fù)性、并且具有高度連接可靠性的各向異性導(dǎo)電糊、以及使用該導(dǎo)電糊的電子部件的連接方法。本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊是用于連接電子部件和布線(xiàn)基板的各向異性導(dǎo)電糊，其中，所述各向異性導(dǎo)電糊含有10質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下的無(wú)鉛焊料粉末、和50質(zhì)量％以上且90質(zhì)量％以下的熱固性樹(shù)脂組合物，所述無(wú)鉛焊料粉末具有240°C以下的熔點(diǎn)，所述熱固性樹(shù)脂組合物含有熱固性樹(shù)脂及有機(jī)酸，且所述熱固性樹(shù)脂組合物的酸值為15mgKOH/g 以上且 55mgKOH/g 以下。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊中，優(yōu)選所述熱固性樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂，所述有機(jī)酸為具有亞燒基的_■兀酸。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊中，優(yōu)選所述熱固性樹(shù)脂組合物還含有觸變劑，且所述觸變劑中無(wú)機(jī)類(lèi)觸變劑的含量為O. 5質(zhì)量％以上且22質(zhì)量％以下。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊中，優(yōu)選所述無(wú)鉛焊料粉末的平均粒徑為Ιμπ 以上且34 μ m以下。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊中，優(yōu)選所述無(wú)鉛焊料粉末包含選自錫、銅、銀、鉍、 銻、銦及鋅中的至少ー種金屬。在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊中，優(yōu)選所述電子部件的電極或所述布線(xiàn)基板的電極中的至少之一未經(jīng)過(guò)鍍金處理。本發(fā)明的電子部件的連接方法是使用了所述各向異性導(dǎo)電糊的各向異性導(dǎo)電糊，該方法包括下述エ序涂布エ序，在所述布線(xiàn)基板上涂布所述各向異性導(dǎo)電糊；以及熱壓合エ序，在所述各向異性導(dǎo)電糊上配置所述電子部件，并在比所述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的溫度下將所述電子部件熱壓合于所述布線(xiàn)基板上。在本發(fā)明的電子部件的連接方法中，優(yōu)選進(jìn)一歩包括下述エ序剝離エ序，在比所述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的溫度下將所述電子部件從所述布線(xiàn)基板上剝離；再涂布エ序，在所述剝離エ序后的布線(xiàn)基板上涂布所述各向異性導(dǎo)電糊；以及再熱壓合エ序，在所述再涂布エ序后的各向異性導(dǎo)電糊上配置所述電子部件，并在比所述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的溫度下將所述電子部件熱壓合于所述布線(xiàn)基板上。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，所述各向異性導(dǎo)電糊是指可形成下述各向異性導(dǎo)電材料的糊料，所述各向異性導(dǎo)電材料為在施加給定值以上的熱及給定值以上的壓カ的部位，在熱壓合方向(厚度方向)上具有導(dǎo)電性，而在除上述部位以外的其它部位，在面方向上具有絕緣性的各向異性導(dǎo)電材料。另外，本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊具有充分的修復(fù)性及機(jī)械強(qiáng)度、而且具有高度連接可靠性的理由尚未確定，但本發(fā)明人等推測(cè)如下。S卩，本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊與以往的各向異性導(dǎo)電材料不同，其含有無(wú)鉛焊料粉末。這樣，在無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)以上的溫度下對(duì)該各向異性導(dǎo)電糊進(jìn)行熱壓合時(shí)，無(wú)鉛焊料粉末彼此之間在發(fā)生熔融的同時(shí)各自接近，從而會(huì)在其周?chē)臒o(wú)鉛焊料粉末之間發(fā)生接合而變大。另ー方面，通過(guò)進(jìn)行熱壓合，還會(huì)使電子部件及布線(xiàn)基板的電極之間的間隔縮短，因此可通過(guò)上述變大后的無(wú)鉛焊料粉末而使電極之間實(shí)現(xiàn)釬焊接合。由此，本發(fā)明人等推測(cè)，在本發(fā)明中，由于電子部件和布線(xiàn)基板的電極之間發(fā)生了釬焊接合，因此，與以往的各向異性導(dǎo)電材料那樣通過(guò)電極和導(dǎo)電性填料相接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)連接的情況相比，本發(fā)明具有極高的連接可靠性。另ー方面，對(duì)于未經(jīng)過(guò)在給定值以上的熱及給定值以上的壓カ下進(jìn)行熱壓合的部位(電子部件的電極之間的間隙、布線(xiàn)基板的電極之間的間隙)而言，不會(huì)發(fā)生如上所述的釬焊接合，而是會(huì)形成在熱固性樹(shù)脂組合物內(nèi)埋有無(wú)鉛焊料粉末的狀態(tài)。由此，對(duì)于未經(jīng)過(guò)在給定值以上的熱及給定值以上的壓カ下進(jìn)行熱壓合的部位，可確保絕緣性。利用本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊來(lái)連接電子部件和布線(xiàn)基板吋，如上所述，可以推測(cè)，在電子部件和布線(xiàn)基板的電極之間發(fā)生釬焊接合，該釬焊接合的部分被熱固性樹(shù)脂組合物所覆蓋。這樣，如果在進(jìn)行熱壓合后施加無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)以上溫度的熱，則可使焊料熔融，并且還能夠使熱固性樹(shù)脂組合物軟化，由此，能夠容易地將電子部件從布線(xiàn)基板上剝離。另外，在本發(fā)明中，想要在剝離后再次利用各向異性導(dǎo)電糊將布線(xiàn)基板和電子部件連接的情況下，即使在電極等上殘留有一定程度的殘?jiān)?焊料等)，也能夠連同這些殘?jiān)黄饘?shí)現(xiàn)釬焊接合，從而能夠確保導(dǎo)電性。而與此相對(duì)，對(duì)于以往的各向異性導(dǎo)電材料而言，想要在布線(xiàn)基板上殘留有一定程度的殘?jiān)?導(dǎo)電性填料等)的狀態(tài)下再次利用各向異性導(dǎo)電材料與電子部件連接的情況下，無(wú)法確保導(dǎo)電性。因此，存在必須要將布線(xiàn)基板上的樹(shù)脂、導(dǎo)電性填料等殘?jiān)浞殖ィ洳僮鞣爆嵉膯?wèn)題。如上所述，與以往的各向異性導(dǎo)電材料相比，本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊的修復(fù)性?xún)?yōu)異。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，釬焊接合的部分被熱固性樹(shù)脂組合物所覆蓋，而該熱固性樹(shù)脂組合物在熱作用下發(fā)生固化，由此，能夠?qū)︹F焊接合的部分加以增強(qiáng)。因此，利用本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊來(lái)連接電子部件和布線(xiàn)基板的情況下，可確保充分的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，可提供不僅具有充分的修復(fù)性、而且具有高度連接可靠性的各向異性導(dǎo)電糊，以及使用該導(dǎo)電糊的電子部件的連接方法。
具體實(shí)施例方式首先，針對(duì)本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊是用于連接電子部件及布線(xiàn)基板的各向異性導(dǎo)電糊。另夕卜，該各向異性導(dǎo)電糊含有下述說(shuō)明的無(wú)鉛焊料粉末10質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下和下述說(shuō)明的熱固性樹(shù)脂組合物50質(zhì)量％以上且90質(zhì)量％以下。所述無(wú)鉛焊料粉末的含量低于10質(zhì)量％時(shí)(熱固性樹(shù)脂組合物的含量超過(guò)90質(zhì)量％吋)，對(duì)所得各向異性導(dǎo)電糊進(jìn)行熱壓合時(shí)，在電子部件和布線(xiàn)基板之間不會(huì)形成充分的釬焊接合，電子部件和布線(xiàn)基板之間的導(dǎo)電性不充分；另一方面，無(wú)鉛焊料粉末的含量超過(guò)50質(zhì)量％時(shí)(熱固性樹(shù)脂組合物的含量低于50質(zhì)量％吋)，所得各向異性導(dǎo)電糊中的絕緣性、尤其是放置于加濕狀態(tài)下時(shí)的濕中絕緣性不足，結(jié)果會(huì)因形成焊橋而無(wú)法顯示各向異性。另外，從獲得絕緣性與熱壓合時(shí)的導(dǎo)電性之間的平衡的觀點(diǎn)考慮，所得各向異性導(dǎo)電糊中所述無(wú)鉛焊料粉末的含量?jī)?yōu)選為20質(zhì)量％以上且45質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為30質(zhì)量％以上且40質(zhì)量％以下。用于本發(fā)明的無(wú)鉛焊料粉末是具有240°C以下熔點(diǎn)的粉末。所使用的該無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)超過(guò)240°C時(shí)，在通常的熱壓合溫度下無(wú)法使各向異性導(dǎo)電糊中的無(wú)鉛焊料粉末熔融。另外，從降低對(duì)各向異性導(dǎo)電糊的熱壓合溫度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)為220°C以下，更優(yōu)選為150°C以下。這里，所述無(wú)鉛焊料粉末是指未添加鉛的焊料金屬或合金的粉末。需要說(shuō)明的是，在無(wú)鉛焊料粉末中，作為不可避免的雜質(zhì)，容許存在鉛，但此時(shí)，鉛的量?jī)?yōu)選在100質(zhì)量ppm以下。上述無(wú)鉛焊料粉末優(yōu)選包含選自錫(Sn)、銅(Cu)、銀(Ag)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銦、(In)及鋅(Zn)中的至少ー種金屬。另外，作為上述無(wú)鉛焊料粉末中的具體焊料組成(質(zhì)量比例)，可例舉如下。作為ニ元系合金，可列舉例如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-Tl 系、45. 6Ag/54. 4Zn等 Ag-Zn 系、80Au/20Sn 等 Au-Sn 系、52. 7Β /47. 31η 等 Bi-In 系、35In/65Sn、51In/49Sn、52In/48Sn 等 In-Sn 系、8. lBi/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，可列舉例如95.5Sn/3. 5Ag/lIn 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/l. OAg 等 Sn-Bi-Ag 系、89. OSn/8. OZn/3. OBi 等 Sn-Zn-B i系。作為其它合金，可列舉Sn/Ag/Cu/Bi系。此外，上述無(wú)鉛焊料粉末的平均粒徑優(yōu)選為Iym以上且34 μπι以下，更優(yōu)選為3 μ m以上且20 μ m以下。無(wú)鉛焊料粉末的平均粒徑低于上述下限吋，電子部件和布線(xiàn)基板間的導(dǎo)電性趨向于降低；另一方面，如果無(wú)鉛焊料粉末的平均粒徑超過(guò)上述上限，則各向異性導(dǎo)電糊的絕緣性?xún)A向于降低。需要說(shuō)明的是，平均粒徑可通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射式的粒徑測(cè)定裝置測(cè)定。本發(fā)明中使用的熱固性樹(shù)脂組合物中含有熱固性樹(shù)脂及有機(jī)酸。另外，該熱固性樹(shù)脂組合物的酸值必須為15mgK0H/g以上且55mgK0H/g以下。酸值低于15mgK0H/g時(shí)，對(duì)所得各向異性導(dǎo)電糊進(jìn)行熱壓合時(shí)，無(wú)法將焊料充分活化，電子部件和布線(xiàn)基板間的導(dǎo)電性不足；另ー方面，酸值超過(guò)55mgK0H/g時(shí)，所得各向異性導(dǎo)電糊中的絕緣性、尤其是放置于加濕狀態(tài)時(shí)的濕中絕緣性不足。另外，從獲得絕緣性與熱壓合時(shí)的導(dǎo)電性之間的平衡的觀點(diǎn)考慮，所得各向異性導(dǎo)電糊中該熱固性樹(shù)脂組合物的酸值優(yōu)選為20mgK0H/g以上且50mgK0H/g以下，更優(yōu)選為30mgK0H/g以上且45mgK0H/g以下。作為本發(fā)明中使用的熱固性樹(shù)脂，可適當(dāng)使用公知的熱固性樹(shù)脂，而從具有助焊劑(flux)作用的觀點(diǎn)出發(fā)，特別優(yōu)選使用環(huán)氧樹(shù)脂。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，所述具有助焊劑作用是指如通常的松香系助焊劑那樣，其涂布膜覆蓋被焊體的金屬面以阻隔大氣，在釬焊時(shí)，其金屬面的金屬氧化物還原，該涂布膜被壓在(押し退けられゐ)熔融焊料上，使得該熔融焊料與金屬面實(shí)現(xiàn)接觸，而其殘?jiān)哂袑㈦娐烽g絕緣的功能。作為上述環(huán)氧樹(shù)脂，可適當(dāng)使用公知的環(huán)氧樹(shù)脂。作為這樣的環(huán)氧樹(shù)脂，可列舉例如雙酚A型、雙酚F型、聯(lián)苯型、萘型、甲酚酚醛型、苯酚酚醛型、雙環(huán)戊ニ烯型等環(huán)氧樹(shù)脂。這些環(huán)氧樹(shù)脂可単獨(dú)使用I種，也可以將2種以上混合使用。另外，這些環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)選含有常溫下呈液態(tài)的樹(shù)脂，使用常溫下呈固態(tài)的樹(shù)脂吋，優(yōu)選與常溫下呈液態(tài)的樹(shù)脂組合使用。另外，從能夠調(diào)整金屬粒子的分散性及糊料粘度、并且能夠提高對(duì)固化物的下落沖擊的耐性的觀點(diǎn)、以及焊料的潤(rùn)濕擴(kuò)展性良好的觀點(diǎn)出發(fā)，在上述環(huán)氧樹(shù)脂的類(lèi)型中，優(yōu)選液態(tài)雙酚A型、液態(tài)雙酚F型、液態(tài)氫化型雙酚A型、萘型、雙環(huán)戊ニ烯型。此外，從所得各向異性導(dǎo)電糊的保存穩(wěn)定性方面考慮，優(yōu)選采用液態(tài)雙酚A型和液態(tài)雙酚F型的組合。
作為上述環(huán)氧樹(shù)脂的含量，相對(duì)于熱固性樹(shù)脂組合物100質(zhì)量％，上述環(huán)氧樹(shù)脂的含量?jī)?yōu)選為70質(zhì)量以上且92質(zhì)量％以下,更優(yōu)選為75質(zhì)量以上且85質(zhì)量％以下。環(huán)氧樹(shù)脂的含量低于上述下限吋，無(wú)法獲得用于使電子部件牢固粘接的足夠的強(qiáng)度，因此存在對(duì)下落沖擊的耐性降低的傾向；另一方面，環(huán)氧樹(shù)脂的含量高于上述上限時(shí)，熱固性樹(shù)脂組合物中的有機(jī)酸、固化劑的含量減少，存在容易弓I起環(huán)氧樹(shù)脂的固化速度延遲的傾向。作為本發(fā)明中使用的有機(jī)酸，可適當(dāng)使用公知的有機(jī)酸。在這樣的有機(jī)酸中，從與環(huán)氧樹(shù)脂的溶解性?xún)?yōu)異的觀點(diǎn)、以及保存中不易引起晶體析出的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用具有亞烷基的ニ元酸。作為這樣的具有亞烷基的ニ元酸，可列舉例如己ニ酸、2，5-ニこ基己ニ酸、戊ニ酸、2，4_ ニこ基戊ニ酸、2，2_ ニこ基戊ニ酸、3-甲基戊ニ酸、2-こ基-3-丙基戊ニ酸、癸ニ酸、丁ニ酸、丙ニ酸、ー縮ニこ醇酸。其中，優(yōu)選己ニ酸、戊ニ酸、丁ニ酸，尤其優(yōu)選己ニ酸。作為上述有機(jī)酸的含量，相對(duì)于熱固性樹(shù)脂組合物100質(zhì)量％，上述有機(jī)酸的含 量?jī)?yōu)選為I質(zhì)量以上且8質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為2質(zhì)量以上且7質(zhì)量％以下。有機(jī)酸的含量低于上述下限時(shí)，可能因?qū)е颅h(huán)氧樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂的固化速度延遲而傾向于固化不良；另ー方面，有機(jī)酸的含量高于上述上限時(shí)，所得各向異性導(dǎo)電糊的絕緣性?xún)A向于降低。另外，本發(fā)明中使用的熱固性樹(shù)脂組合物中，除了上述熱固性樹(shù)脂及上述有機(jī)酸以外，還優(yōu)選使用觸變劑及固化劑。作為本發(fā)明中使用的觸變劑，可適當(dāng)使用公知的觸變劑。作為這樣的觸變劑，可列舉例如有機(jī)類(lèi)觸變劑(脂肪酰胺、氫化蓖麻油、烯烴類(lèi)蠟等)、無(wú)機(jī)類(lèi)觸變劑(膠體ニ氧化硅、有機(jī)皂土等)。其中，優(yōu)選脂肪酰胺、膠體ニ氧化硅、有機(jī)皂土。另外，從所得各向異性導(dǎo)電糊的不易滲出方面考慮，優(yōu)選采用有機(jī)類(lèi)觸變劑和無(wú)機(jī)類(lèi)觸變劑的組合。具體可列舉脂肪酰胺與膠體ニ氧化硅的組合、脂肪酰胺與有機(jī)皂土的組合。作為上述觸變劑的含量，相對(duì)于熱固性樹(shù)脂組合物100質(zhì)量％，上述觸變劑的含量?jī)?yōu)選為O. 5質(zhì)量以上且25質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為O. 5質(zhì)量以上且10質(zhì)量％以下，特別優(yōu)選為I質(zhì)量以上且5質(zhì)量％以下。觸變劑的含量低于上述下限吋，無(wú)法獲得觸變性，在布線(xiàn)基板的電極上容易發(fā)生塌邊(ダレ)，在布線(xiàn)基板的電極上搭載電子部件時(shí)其附著力傾向于降低；另一方面，觸變劑的含量高于上述上限時(shí)，可能導(dǎo)致觸變性過(guò)高，容易因注射器針頭的堵塞而引起涂布不良。作為本發(fā)明中使用的觸變劑，采用上述有機(jī)類(lèi)觸變劑和上述無(wú)機(jī)類(lèi)觸變劑的組合時(shí)，相對(duì)于熱固性樹(shù)脂組合物100質(zhì)量％，上述無(wú)機(jī)類(lèi)觸變劑的含量?jī)?yōu)選為O. 5質(zhì)量以上且22質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為I質(zhì)量以上且20質(zhì)量％以下。作為本發(fā)明中使用的固化劑，可適當(dāng)使用公知的固化劑。例如，使用環(huán)氧樹(shù)脂作為熱固性樹(shù)脂時(shí)，可使用下述固化劑。作為潛在性固化劑，可列舉例如N0VACUREΗΧ-3722、ΗΧ-3721、ΗΧ-3748、ΗΧ_3088、ΗΧ-3613、ΗΧ-3921ΗΡ、ΗΧ-3941ΗΡ (環(huán)氧旭化成株式會(huì)社制造，商品名)。作為脂肪族多胺類(lèi)固化劑，可列舉例如FUJICURE FXR-1020、FXR-1030、FXR-1050、FXR-1080(富士化成エ業(yè)株式會(huì)社制造，商品名)。作為環(huán)氧樹(shù)脂胺加成物類(lèi)固化劑，可列舉例如AJICURE PN-23、PN-F、MY_24、VDH、UDH、PN-31、PN-40 (Ajinomoto Fine-Techno 公司制造，商品名)、EH-3615S、EH-3293S、EH-3366S、EH-3842、EH-3670S、EH-3636AS、EH-4346S (旭電化工業(yè)株式會(huì)社制造，商品名)。作為咪唑類(lèi)固化促進(jìn)劑，可列舉例如2P4MHZ、2MZA、2PZ、C11Z、C17Z、2E4MZ、2P4MZ、Cl IZ-CNS、2PZ-CNZ(以上為商品名)。 在上述固化劑中，從所得各向異性導(dǎo)電糊的絕緣性方面考慮，優(yōu)選使用潛在性固化劑、環(huán)氧樹(shù)脂胺加成物類(lèi)固化劑及咪唑類(lèi)固化促進(jìn)劑的組合。作為上述固化劑的含量，相對(duì)于熱固性樹(shù)脂組合物100質(zhì)量％，上述固化劑的含量?jī)?yōu)選為5質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下,更優(yōu)選為10質(zhì)量％以上且18質(zhì)量％以下。固化劑的含量低于上述下限時(shí)，存在容易導(dǎo)致熱固性樹(shù)脂的固化速度延遲的趨勢(shì)；另一方面，固化劑的含量高于上述上限時(shí)，存在導(dǎo)致反應(yīng)性加快、糊料使用時(shí)間縮短的趨勢(shì)。 本發(fā)明中使用的熱固性樹(shù)脂組合物中除了上述環(huán)氧樹(shù)脂、上述有機(jī)酸、上述觸變劑及上述固化劑以外，還可以根據(jù)需要而含有表面活性剤、偶聯(lián)劑、消泡劑、粉末表面處理齊U、反應(yīng)抑制劑、沉降防止劑等添加剤。作為這些添加劑的含量，相對(duì)于熱固性樹(shù)脂組合物100質(zhì)量?jī)?yōu)選為O. 01質(zhì)量以上且10質(zhì)量％以下,更優(yōu)選為O. 05質(zhì)量％以上且5質(zhì)量％以下。添加劑的含量低于上述下限時(shí)，存在難以實(shí)現(xiàn)各個(gè)添加劑的效果的趨勢(shì)；另一方面，添加劑的含量高于上述上限時(shí)，由熱固性樹(shù)脂組合物達(dá)成的接合強(qiáng)度傾向于降低。以下，針對(duì)本發(fā)明的電子部件的連接方法進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的電子部件的連接方法是使用上述本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電糊來(lái)連接電子部件的方法，其特征在干，該方法包括下述エ序涂布エ序，在上述布線(xiàn)基板上涂布上述各向異性導(dǎo)電糊；以及熱壓合エ序，在上述各向異性導(dǎo)電糊上配置上述電子部件，并在比上述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上(優(yōu)選高20°C以上)的溫度下將上述電子部件熱壓合于上述布線(xiàn)基板上。其中，作為電子部件，除了芯片、封裝部件等以外，還可以使用布線(xiàn)基板。作為布線(xiàn)基板，可使用具有撓性的撓性基板、不具有撓性的剛性基板中的任意基板。此外，使用撓性基板作為電子部件的情況下，還可以通過(guò)謀求與兩個(gè)布線(xiàn)基板(剛性基板)分別連接、使撓性基板介于剛性基板之間來(lái)實(shí)現(xiàn)電連接。另外，也可以通過(guò)撓性基板將撓性基板之間電連接。在涂布エ序中，在上述布線(xiàn)基板上涂布上述各向異性導(dǎo)電糊。作為這里使用的涂布裝置，可列舉例如給料器、絲網(wǎng)印刷機(jī)、噴射式滴涂金屬模
板印刷機(jī)(ジェッ卜ディスペンスメタルマスク印刷機(jī))。另外，涂布膜的厚度沒(méi)有特殊限制，但優(yōu)選為50 μ m以上且500 μ m以下，更優(yōu)選為100 μ m以上且300 μ m以下。涂布膜的厚度低于上述下限時(shí)，在布線(xiàn)基板的電極上裝載電子部件時(shí)其附著力傾向于降低；另一方面，涂布膜的厚度高于上述上限時(shí)，存在糊料容易滲出至連接部分以外的傾向。在熱壓合エ序中，在上述各向異性導(dǎo)電糊上配置上述電子部件，并在比上述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的溫度下將上述電子部件熱壓合于上述布線(xiàn)基板上。熱壓合時(shí)的溫度不滿(mǎn)足比上述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的條件時(shí)，無(wú)法使無(wú)鉛焊料粉末充分熔融，無(wú)法在電子部件和布線(xiàn)基板之間形成充分的釬焊接合，會(huì)導(dǎo)致電子部件和布線(xiàn)基板之間的導(dǎo)電性變得不充分。熱壓合時(shí)的壓カ并無(wú)特殊限制，優(yōu)選為O. 2MPa以上且2MPa以下，更優(yōu)選為O. 5MPa以上且I. 5MPa以下。壓カ低于上述下限時(shí)，可能無(wú)法在電子部件和布線(xiàn)基板之間形成充分的釬焊接合，進(jìn)而導(dǎo)致電子部件和布線(xiàn)基板之間的導(dǎo)電性下降；另ー方面，壓カ超過(guò)上述上限時(shí)，存在對(duì)布線(xiàn)基板產(chǎn)生壓力，因而不得不加大無(wú)信號(hào)區(qū)(dead space)的傾向。需要說(shuō)明的是，如上所述，在本發(fā)明中可以將熱壓合時(shí)的壓カ設(shè)定于低于以往方法的壓カ范圍內(nèi)。由此，還可以實(shí)現(xiàn)用于熱壓合エ序的裝置的低成本化。熱壓合時(shí)的時(shí)間并無(wú)特殊限制，但通常為5秒鐘以上且60秒鐘以下，優(yōu)選為7秒鐘以上且20秒鐘以下。另外，在本發(fā)明的電子部件的連接方法中，優(yōu)選進(jìn)一歩具有下述說(shuō)明的剝離エ序、再涂布エ序及再熱壓合エ序。在剝離エ序中，在比上述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的溫度下將上述電子部件從上述布線(xiàn)基板上剝離。 這里，對(duì)于將電子部件從布線(xiàn)基板上剝離的方法并無(wú)特殊限制。作為這樣的方法，可采用例如邊使用釬焊烙鐵(はんだ小手)等對(duì)連接部分進(jìn)行加熱邊將電子部件從布線(xiàn)基板上剝離的方法。需要說(shuō)明的是，在這種情況下，也可以使用用于進(jìn)行修復(fù)的公知的剝離裝置。另外，將電子部件從布線(xiàn)基板上剝離后，還可以根據(jù)需要利用溶劑等對(duì)上述布線(xiàn)基板上進(jìn)行清洗。在再涂布エ序中，在剝離エ序后的布線(xiàn)基板上涂布上述各向異性導(dǎo)電糊。其中，作為涂布裝置及涂布膜的厚度，可采用與上述涂布エ序相同的裝置及條件。在再熱壓合エ序中，在再涂布エ序后的各向異性導(dǎo)電糊上配置上述電子部件，并在比上述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的溫度下將上述電子部件熱壓合于上述布線(xiàn)基板上。其中，作為熱壓合時(shí)的溫度、壓カ及時(shí)間，可采用與上述涂布エ序相同的條件。根據(jù)上述說(shuō)明的本發(fā)明的電子部件的連接方法，由于電子部件和布線(xiàn)基板的電極之間發(fā)生了釬焊接合，因此，與以往的各向異性導(dǎo)電材料那樣通過(guò)電極和導(dǎo)電性填料相接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)連接的情況相比，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)極高的連接可靠性。另外，如果在進(jìn)行熱壓合后施加無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)以上溫度的熱，則可使焊料熔融，并且還能夠使熱固性樹(shù)脂組合物軟化，因此能夠容易地將電子部件從布線(xiàn)基板上剝離。另外，在本發(fā)明中，想要在剝離后再次利用各向異性導(dǎo)電糊將布線(xiàn)基板和電子部件連接的情況下，即使在電極等上殘留有一定程度的殘?jiān)?焊料等)，也能夠連同這些殘?jiān)黄饘?shí)現(xiàn)釬焊接合，從而能夠確保導(dǎo)電性。因此，與使用以往的各向異性導(dǎo)電材料的方法相比，本發(fā)明的電子部件的連接方法的修復(fù)性?xún)?yōu)異。實(shí)施例以下，結(jié)合實(shí)施例及比較例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明，但本發(fā)明并不受這些實(shí)例的限定。[實(shí)施例I]將熱固性樹(shù)脂A(雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，DIC公司制造，商品名“EPICL0N860”)82. 9質(zhì)量％、觸變劑A(脂肪酰胺，日本化成株式會(huì)社制造，商品名“ SLIPACKS H”)2質(zhì)量％、有機(jī)酸A(己ニ酸，關(guān)東電化工業(yè)株式會(huì)社制造)2.6質(zhì)量％、固化劑A(四國(guó)化成株式會(huì)社制造，商品名“CUREZ0L2P4MHZ” ) 11. 5質(zhì)量％、表面活性劑(Bigchemi Japan公司制造，商品名“BYK361N”)0. 5質(zhì)量％以及消泡劑(共榮社化學(xué)株式會(huì)社制造，商品名“FL0WLENAC-326F”)0. 5質(zhì)量％投入到容器中，并利用混砂機(jī)(らいかい機(jī))進(jìn)行混合，得到了熱固性樹(shù)脂組合物。然后，將所得熱固性樹(shù)脂組合物62. 5質(zhì)量％、以及無(wú)鉛焊料粉末A (平均粒徑5μπι，焊料的熔點(diǎn)139 °C，焊料的組成42Sn/58Bi)37. 5質(zhì)量％投入到容器中，并利用混煉機(jī)混合2小時(shí)，由此制備了各向異性導(dǎo)電糊。接著，在布線(xiàn)基板(電極對(duì)銅電極實(shí)施了鍍金處理(Cu/Ni/Au))上涂布所得各向異性導(dǎo)電糊(厚度0.2_)。接著，在涂布后的各向異性導(dǎo)電糊上配置電子部件(電極對(duì)銅電極實(shí)施了鍍金處理(Cu/Ni/Au))，利用熱壓合裝置(AD VANCEL公司制造)在溫度200°C、壓カI(xiàn)MPa、壓合時(shí)間8 10秒鐘的條件下將電子部件熱壓合于布線(xiàn)基板上。
[實(shí)施例2]作為布線(xiàn)基板，使用的是電極為對(duì)銅電極實(shí)施了水溶性預(yù)涂熔劑處理(田村制作所公司制造，商品名“WPF-8”)的電極的布線(xiàn)基板，除此之外，按照與實(shí)施例I相同的方法將電子部件熱壓合于布線(xiàn)基板上。[實(shí)施例3]作為電子部件，使用的是電極由錫(Sn)制成的電子部件，除此之外，按照與實(shí)施例2相同的方法將電子部件熱壓合于布線(xiàn)基板上。[實(shí)施例4]除了按照表I所示的組成配合各材料以外，按照與實(shí)施例I相同的方法得到了熱固性樹(shù)脂組合物及各向異性導(dǎo)電糊。除了使用上述得到的各向異性導(dǎo)電糊來(lái)代替實(shí)施例2中使用的各向異性導(dǎo)電糊以外，按照與實(shí)施例2相同的方法將電子部件熱壓合于布線(xiàn)基板上。[實(shí)施例5]除了按照表I所示的組成配合各材料以外，按照與實(shí)施例I相同的方法得到了熱固性樹(shù)脂組合物及各向異性導(dǎo)電糊。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例5中使用了無(wú)鉛焊料粉末B (平均粒徑5μπι，焊料的熔點(diǎn)217°C，焊料的組成96. 5Sn/3Ag/0. 5Cu)。并且，除了使用上述得到的各向異性導(dǎo)電糊來(lái)代替實(shí)施例2中使用的各向異性導(dǎo)電糊、并將熱壓合時(shí)的溫度設(shè)為240°C以外，按照與實(shí)施例2相同的方法將電子部件熱壓合于布線(xiàn)基板上。[比較例I 4]除了按照表I所示的組成配合各材料以外，按照與實(shí)施例I相同的方法得到了熱固性樹(shù)脂組合物及各向異性導(dǎo)電糊。除了使用上述得到的各向異性導(dǎo)電糊來(lái)代替實(shí)施例2中使用的各向異性導(dǎo)電糊以外，按照與實(shí)施例2相同的方法將電子部件熱壓合于布線(xiàn)基板上。[比較例5]除了按照表I所示的組成配合各材料以外，按照與實(shí)施例I相同的方法得到了熱固性樹(shù)脂組合物及各向異性導(dǎo)電糊。需要說(shuō)明的是，在比較例5中使用了經(jīng)過(guò)了鍍金處理的樹(shù)脂粉末(Au/Ni鍍敷樹(shù)脂粉末，積水化學(xué)株式會(huì)社制造，商品名為“MICROPEARL Au_205”)。除了使用上述得到的各向異性導(dǎo)電糊來(lái)代替實(shí)施例I中使用的各向異性導(dǎo)電糊以外，按照與實(shí)施例I相同的方法將電子部件熱壓合于布線(xiàn)基板上。[比較例6]作為布線(xiàn)基板，使用的是電極為對(duì)銅電極實(shí)施了水溶性預(yù)涂熔劑處理(田村制作所公司制造，商品名“WPF-8”)的電極的布線(xiàn)基板，除此之外，按照與比較例5相同的方法將電子部件熱壓合于布線(xiàn)基板上。[比較例7]作為電子部件，使用的是電極由錫(Sn)制成的電子部件，除此之外，按照與比較例5相同的方法將電子部件熱壓合于布線(xiàn)基板上。
<各向異性導(dǎo)電糊及電子部件的連接方法的評(píng)價(jià)>利用如下所述的方法對(duì)各向異性導(dǎo)電糊的性能(樹(shù)脂組合物的酸值、壓合后的絕緣電阻值)及電子部件的連接方法(壓合后的初期電阻值、修復(fù)性(修復(fù)時(shí)有無(wú)基板破壞、修復(fù)后的電阻值))進(jìn)行了評(píng)價(jià)或測(cè)定。所得結(jié)果如表I及表2所示。需要說(shuō)明的是，對(duì)于比較例6 7，由于無(wú)法接通，因此未能測(cè)定壓合后的初期電阻值，未對(duì)修復(fù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。(I)樹(shù)脂組合物的酸值量取樹(shù)脂組合物，用溶劑溶解。然后，以酚酞溶液為指示劑，用O. 5mol/L· KOH進(jìn)行了滴定。(2)壓合后的初期電阻值作為電路圖案，準(zhǔn)備了具有O. 2mm節(jié)距(pitch land)(線(xiàn)/間_ =100 μ m/100 μ m)的布線(xiàn)基板。然后，分別利用上述實(shí)施例及比較例中記載的方法將具有O. 2mm節(jié)距(pitch land)(線(xiàn)/間_= 100 μ m/100 μ m)的電子部件熱壓合于該布線(xiàn)基板的基面(land)上。接著，使用數(shù)字萬(wàn)用表(Agilent公司制造，商品名“ 34401A”)測(cè)定了相連接的基面的端子之間的電阻值。其中，對(duì)于電阻值過(guò)高(100ΜΩ以上)、未能接通的情況，判定為“無(wú)法接通”。(3)修復(fù)時(shí)有無(wú)基板破壞使用在上述(2)中測(cè)定了初期電阻值后的基板進(jìn)行了評(píng)價(jià)。一邊在與熱壓合溫度相同的溫度下對(duì)該基板的與電子部件連接的部分進(jìn)行加熱，一邊將電子部件從基板上剝離，然后，利用こ酸こ酯對(duì)表面污垢進(jìn)行了清洗。然后，肉眼觀察剝離后的基板的狀態(tài)，考察是否發(fā)生了基板破壞。(4)修復(fù)后的電阻值使用在上述(3)中評(píng)價(jià)了有無(wú)基板破壞后的基板進(jìn)行了測(cè)定。分別利用上述實(shí)施例及比較例中記載的方法再次將電子部件熱壓合于該基板的基面上。接著，使用數(shù)字萬(wàn)用表(Agilent公司制造，商品名“34401A”)測(cè)定了相連接的基面的端子之間的電阻值。其中，對(duì)于電阻值過(guò)高(100ΜΩ以上)、未能接通的情況，判定為“無(wú)法接通”。(5)壓合后的絕緣電阻值在O. 2mm節(jié)距(線(xiàn)/間_= 100 μ m/100 μ m)的梳形電極基板(玻璃環(huán)氧樹(shù)脂基板)的銅箔基面上分別以O(shè). Imm厚度印刷實(shí)施例及比較例中得到的各向異性導(dǎo)電糊，然后，在回流焊爐(田村制作所公司制造，商品名“ TNP”)中加熱至溫度240°C，得到了試驗(yàn)片。測(cè)定了該試驗(yàn)片在85°C、85RH (相対濕度)中、施加15V電壓時(shí)經(jīng)過(guò)168小時(shí)后的絕緣電阻值。權(quán)利要求
1.一種各向異性導(dǎo)電糊，其用于連接電子部件和布線(xiàn)基板，其中， 所述各向異性導(dǎo)電糊含有10質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下的無(wú)鉛焊料粉末、和50質(zhì)量％以上且90質(zhì)量％以下的熱固性樹(shù)脂組合物，所述無(wú)鉛焊料粉末具有240°C以下的熔點(diǎn)，所述熱固性樹(shù)脂組合物含有熱固性樹(shù)脂及有機(jī)酸， 所述熱固性樹(shù)脂組合物的酸值為15mgKOH/g以上且55mgKOH/g以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的各向異性導(dǎo)電糊，其中， 所述熱固性樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂， 所述有機(jī)酸為具有亞烷基的ニ元酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的各向異性導(dǎo)電糊，其中， 所述熱固性樹(shù)脂組合物還含有觸變劑，且所述觸變劑中無(wú)機(jī)類(lèi)觸變劑的含量為0. 5質(zhì)量％以上且22質(zhì)量％以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的各向異性導(dǎo)電糊，其中， 所述無(wú)鉛焊料粉末的平均粒徑為I U m以上且34 y m以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的各向異性導(dǎo)電糊，其中， 所述無(wú)鉛焊料粉末包含選自錫、銅、銀、鉍、銻、銦及鋅中的至少ー種金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的各向異性導(dǎo)電糊，其中， 所述電子部件的電極或所述布線(xiàn)基板的電極中的至少之一未經(jīng)過(guò)鍍金處理。
7.—種電子部件的連接方法,其使用了權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的各向異性導(dǎo)電糊，該方法包括下述エ序 涂布エ序，在所述布線(xiàn)基板上涂布所述各向異性導(dǎo)電糊；以及 熱壓合エ序，在所述各向異性導(dǎo)電糊上配置所述電子部件，并在比所述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的溫度下將所述電子部件熱壓合于所述布線(xiàn)基板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子部件的連接方法，該方法還包括下述エ序 剝離エ序，在比所述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的溫度下將所述電子部件從所述布線(xiàn)基板上剝離； 再涂布エ序，在所述剝離エ序后的布線(xiàn)基板上涂布所述各向異性導(dǎo)電糊；以及 再熱壓合エ序，在所述再涂布エ序后的各向異性導(dǎo)電糊上配置所述電子部件，并在比所述無(wú)鉛焊料粉末的熔點(diǎn)高5°C以上的溫度下將所述電子部件熱壓合于所述布線(xiàn)基板上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種各向異性導(dǎo)電糊以及使用該導(dǎo)電糊的電子部件的連接方法。所述各向異性導(dǎo)電糊是用于連接電子部件和布線(xiàn)基板的各向異性導(dǎo)電糊。所述各向異性導(dǎo)電糊含有10質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下的無(wú)鉛焊料粉末、和50質(zhì)量％以上且90質(zhì)量％以下的熱固性樹(shù)脂組合物，所述無(wú)鉛焊料粉末具有240℃以下的熔點(diǎn)，所述熱固性樹(shù)脂組合物含有熱固性樹(shù)脂及有機(jī)酸，且所述熱固性樹(shù)脂組合物的酸值為15mgKOH/g以上且55mgKOH/g以下。
文檔編號(hào)H05K3/32GK102737752SQ20121007289
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者中林孝氏, 久保田直樹(shù), 島田利昭, 柿田俊彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社田村制作所