專利名稱：各向異性導電糊以及使用該導電糊的電子部件的連接方法
技術領域：
本發明涉及連接電子部件和布線基板的各向異性導電糊以及使用該導電糊的電子部件的連接方法。
背景技術：
近年來，為了將電子部件和布線基板連接，采用的是使用各向異性導電材料(各向異性導電膜、各向異性導電糊)的連接方式。例如，在連接電子部件和布線基板時，將各向異性導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基板之間，并對電子部件和布線基板進行熱壓合，以確保電連接。
作為各向異性導電材料，已提出了例如在作為基體材料的粘合劑樹脂中分散有金屬微粒、或表面形成有導電膜的樹脂球等導電性填料的材料(例如，文獻I :日本特開2003-165825號公報)。對電子部件和布線基板進行熱壓合吋，由于在作為連接對象的電子部件及布線基板的電極彼此之間以一定概率存在有導電性填料，因此會形成導電性填料配置成面狀的狀態。這樣ー來，作為連接對象的電子部件及布線基板的電極之間通過導電性填料而接觸，由此可確保這些電極彼此之間的導電性。另ー方面，就電子部件的電極之間的間隙及布線基板的電極之間的間隙而言，形成在粘合劑樹脂內埋有導電性填料這樣的狀態，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下發生例如接通不良或因加壓引起的位置偏差等不良情況時，在將電子部件、各向異性導電膜機械地剝離，并用溶劑等將殘留在布線基板上的殘渣擦拭井清洗化之后，進行布線基板的再利用。因此，對于熱壓合后的各向異性導電材料而言，不僅要求熱固化樹脂固化后具有充分的機械強度，還要求具有充分的修復性(各向異性導電材料能夠無殘渣或少殘渣地從布線基板上剝離，井能夠謀求再次使用各向異性導電材料來將布線基板與電子部件連接的性質)。然而，對于上述文獻I中記載的各向異性導電材料而言，存在下述問題用于充分除去布線基板上的樹脂、導電性填料等殘渣的操作繁瑣；另外，想要在布線基板上殘留有一定程度的殘渣的狀態下再次利用各向異性導電材料進行與電子部件的連接的情況下，無法確保導電性。這樣ー來，上述文獻I中記載的各向異性導電材料雖然具有一定程度的修復性，但未必能達到充分的水平。另外，使用上述文獻I中記載的各向異性導電材料時，為了確保連接部分的連接可靠性，存在需要預先對作為連接對象的電子部件及布線基板的電極實施鍍金處理等連接可靠性方面的問題。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種不僅具有充分的修復性、并且具有高度連接可靠性的各向異性導電糊、以及使用該導電糊的電子部件的連接方法。本發明的各向異性導電糊是用于連接電子部件和布線基板的各向異性導電糊，其中，所述各向異性導電糊含有10質量％以上且50質量％以下的無鉛焊料粉末、和50質量％以上且90質量％以下的熱固性樹脂組合物，所述無鉛焊料粉末具有240°C以下的熔點，所述熱固性樹脂組合物含有熱固性樹脂及有機酸，且所述熱固性樹脂組合物的酸值為15mgKOH/g 以上且 55mgKOH/g 以下。在本發明的各向異性導電糊中，優選所述熱固性樹脂為環氧樹脂，所述有機酸為具有亞燒基的_■兀酸。在本發明的各向異性導電糊中，優選所述熱固性樹脂組合物還含有觸變劑，且所述觸變劑中無機類觸變劑的含量為O. 5質量％以上且22質量％以下。在本發明的各向異性導電糊中，優選所述無鉛焊料粉末的平均粒徑為Ιμπ 以上且34 μ m以下。在本發明的各向異性導電糊中，優選所述無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。在本發明的各向異性導電糊中，優選所述電子部件的電極或所述布線基板的電極中的至少之一未經過鍍金處理。本發明的電子部件的連接方法是使用了所述各向異性導電糊的各向異性導電糊，該方法包括下述エ序涂布エ序，在所述布線基板上涂布所述各向異性導電糊；以及熱壓合エ序，在所述各向異性導電糊上配置所述電子部件，并在比所述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的溫度下將所述電子部件熱壓合于所述布線基板上。在本發明的電子部件的連接方法中，優選進一歩包括下述エ序剝離エ序，在比所述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的溫度下將所述電子部件從所述布線基板上剝離；再涂布エ序，在所述剝離エ序后的布線基板上涂布所述各向異性導電糊；以及再熱壓合エ序，在所述再涂布エ序后的各向異性導電糊上配置所述電子部件，并在比所述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的溫度下將所述電子部件熱壓合于所述布線基板上。需要說明的是，在本發明中，所述各向異性導電糊是指可形成下述各向異性導電材料的糊料，所述各向異性導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電材料。另外，本發明的各向異性導電糊具有充分的修復性及機械強度、而且具有高度連接可靠性的理由尚未確定，但本發明人等推測如下。S卩，本發明的各向異性導電糊與以往的各向異性導電材料不同，其含有無鉛焊料粉末。這樣，在無鉛焊料粉末的熔點以上的溫度下對該各向異性導電糊進行熱壓合時，無鉛焊料粉末彼此之間在發生熔融的同時各自接近，從而會在其周圍的無鉛焊料粉末之間發生接合而變大。另ー方面，通過進行熱壓合，還會使電子部件及布線基板的電極之間的間隔縮短，因此可通過上述變大后的無鉛焊料粉末而使電極之間實現釬焊接合。由此，本發明人等推測，在本發明中，由于電子部件和布線基板的電極之間發生了釬焊接合，因此，與以往的各向異性導電材料那樣通過電極和導電性填料相接觸來實現連接的情況相比，本發明具有極高的連接可靠性。另ー方面，對于未經過在給定值以上的熱及給定值以上的壓カ下進行熱壓合的部位(電子部件的電極之間的間隙、布線基板的電極之間的間隙)而言，不會發生如上所述的釬焊接合，而是會形成在熱固性樹脂組合物內埋有無鉛焊料粉末的狀態。由此，對于未經過在給定值以上的熱及給定值以上的壓カ下進行熱壓合的部位，可確保絕緣性。利用本發明的各向異性導電糊來連接電子部件和布線基板吋，如上所述，可以推測，在電子部件和布線基板的電極之間發生釬焊接合，該釬焊接合的部分被熱固性樹脂組合物所覆蓋。這樣，如果在進行熱壓合后施加無鉛焊料粉末的熔點以上溫度的熱，則可使焊料熔融，并且還能夠使熱固性樹脂組合物軟化，由此，能夠容易地將電子部件從布線基板上剝離。另外，在本發明中，想要在剝離后再次利用各向異性導電糊將布線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渣(焊料等)，也能夠連同這些殘渣一起實現釬焊接合，從而能夠確保導電性。而與此相對，對于以往的各向異性導電材料而言，想要在布線基板上殘留有一定程度的殘渣(導電性填料等)的狀態下再次利用各向異性導電材料與電子部件連接的情況下，無法確保導電性。因此，存在必須要將布線基板上的樹脂、導電性填料等殘渣充分除去，其操作繁瑣的問題。如上所述，與以往的各向異性導電材料相比，本發明的各向異性導電糊的修復性優異。需要說明的是，在本發明中，釬焊接合的部分被熱固性樹脂組合物所覆蓋，而該熱固性樹脂組合物在熱作用下發生固化，由此，能夠對釬焊接合的部分加以增強。因此，利用本發明的各向異性導電糊來連接電子部件和布線基板的情況下，可確保充分的機械強度。根據本發明，可提供不僅具有充分的修復性、而且具有高度連接可靠性的各向異性導電糊，以及使用該導電糊的電子部件的連接方法。
具體實施例方式首先，針對本發明的各向異性導電糊進行說明。本發明的各向異性導電糊是用于連接電子部件及布線基板的各向異性導電糊。另夕卜，該各向異性導電糊含有下述說明的無鉛焊料粉末10質量％以上且50質量％以下和下述說明的熱固性樹脂組合物50質量％以上且90質量％以下。所述無鉛焊料粉末的含量低于10質量％時(熱固性樹脂組合物的含量超過90質量％吋)，對所得各向異性導電糊進行熱壓合時，在電子部件和布線基板之間不會形成充分的釬焊接合，電子部件和布線基板之間的導電性不充分；另一方面，無鉛焊料粉末的含量超過50質量％時(熱固性樹脂組合物的含量低于50質量％吋)，所得各向異性導電糊中的絕緣性、尤其是放置于加濕狀態下時的濕中絕緣性不足，結果會因形成焊橋而無法顯示各向異性。另外，從獲得絕緣性與熱壓合時的導電性之間的平衡的觀點考慮，所得各向異性導電糊中所述無鉛焊料粉末的含量優選為20質量％以上且45質量％以下，更優選為30質量％以上且40質量％以下。用于本發明的無鉛焊料粉末是具有240°C以下熔點的粉末。所使用的該無鉛焊料粉末的熔點超過240°C時，在通常的熱壓合溫度下無法使各向異性導電糊中的無鉛焊料粉末熔融。另外，從降低對各向異性導電糊的熱壓合溫度的觀點出發，優選無鉛焊料粉末的熔點為220°C以下，更優選為150°C以下。這里，所述無鉛焊料粉末是指未添加鉛的焊料金屬或合金的粉末。需要說明的是，在無鉛焊料粉末中，作為不可避免的雜質，容許存在鉛，但此時，鉛的量優選在100質量ppm以下。上述無鉛焊料粉末優選包含選自錫(Sn)、銅(Cu)、銀(Ag)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銦、(In)及鋅(Zn)中的至少ー種金屬。另外，作為上述無鉛焊料粉末中的具體焊料組成(質量比例)，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，上述無鉛焊料粉末的平均粒徑優選為Iym以上且34 μπι以下，更優選為3 μ m以上且20 μ m以下。無鉛焊料粉末的平均粒徑低于上述下限吋，電子部件和布線基板間的導電性趨向于降低；另一方面，如果無鉛焊料粉末的平均粒徑超過上述上限，則各向異性導電糊的絕緣性傾向于降低。需要說明的是，平均粒徑可通過動態光散射式的粒徑測定裝置測定。本發明中使用的熱固性樹脂組合物中含有熱固性樹脂及有機酸。另外，該熱固性樹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，對所得各向異性導電糊進行熱壓合時，無法將焊料充分活化，電子部件和布線基板間的導電性不足；另ー方面，酸值超過55mgK0H/g時，所得各向異性導電糊中的絕緣性、尤其是放置于加濕狀態時的濕中絕緣性不足。另外，從獲得絕緣性與熱壓合時的導電性之間的平衡的觀點考慮，所得各向異性導電糊中該熱固性樹脂組合物的酸值優選為20mgK0H/g以上且50mgK0H/g以下，更優選為30mgK0H/g以上且45mgK0H/g以下。作為本發明中使用的熱固性樹脂，可適當使用公知的熱固性樹脂，而從具有助焊劑(flux)作用的觀點出發，特別優選使用環氧樹脂。需要說明的是，在本發明中，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，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現接觸，而其殘渣具有將電路間絕緣的功能。作為上述環氧樹脂，可適當使用公知的環氧樹脂。作為這樣的環氧樹脂，可列舉例如雙酚A型、雙酚F型、聯苯型、萘型、甲酚酚醛型、苯酚酚醛型、雙環戊ニ烯型等環氧樹脂。這些環氧樹脂可単獨使用I種，也可以將2種以上混合使用。另外，這些環氧樹脂優選含有常溫下呈液態的樹脂，使用常溫下呈固態的樹脂吋，優選與常溫下呈液態的樹脂組合使用。另外，從能夠調整金屬粒子的分散性及糊料粘度、并且能夠提高對固化物的下落沖擊的耐性的觀點、以及焊料的潤濕擴展性良好的觀點出發，在上述環氧樹脂的類型中，優選液態雙酚A型、液態雙酚F型、液態氫化型雙酚A型、萘型、雙環戊ニ烯型。此外，從所得各向異性導電糊的保存穩定性方面考慮，優選采用液態雙酚A型和液態雙酚F型的組合。
作為上述環氧樹脂的含量，相對于熱固性樹脂組合物100質量％，上述環氧樹脂的含量優選為70質量以上且92質量％以下,更優選為75質量以上且85質量％以下。環氧樹脂的含量低于上述下限吋，無法獲得用于使電子部件牢固粘接的足夠的強度，因此存在對下落沖擊的耐性降低的傾向；另一方面，環氧樹脂的含量高于上述上限時，熱固性樹脂組合物中的有機酸、固化劑的含量減少，存在容易弓I起環氧樹脂的固化速度延遲的傾向。作為本發明中使用的有機酸，可適當使用公知的有機酸。在這樣的有機酸中，從與環氧樹脂的溶解性優異的觀點、以及保存中不易引起晶體析出的觀點出發，優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，優選己ニ酸、戊ニ酸、丁ニ酸，尤其優選己ニ酸。作為上述有機酸的含量，相對于熱固性樹脂組合物100質量％，上述有機酸的含 量優選為I質量以上且8質量％以下，更優選為2質量以上且7質量％以下。有機酸的含量低于上述下限時，可能因導致環氧樹脂等熱固性樹脂的固化速度延遲而傾向于固化不良；另ー方面，有機酸的含量高于上述上限時，所得各向異性導電糊的絕緣性傾向于降低。另外，本發明中使用的熱固性樹脂組合物中，除了上述熱固性樹脂及上述有機酸以外，還優選使用觸變劑及固化劑。作為本發明中使用的觸變劑，可適當使用公知的觸變劑。作為這樣的觸變劑，可列舉例如有機類觸變劑(脂肪酰胺、氫化蓖麻油、烯烴類蠟等)、無機類觸變劑(膠體ニ氧化硅、有機皂土等)。其中，優選脂肪酰胺、膠體ニ氧化硅、有機皂土。另外，從所得各向異性導電糊的不易滲出方面考慮，優選采用有機類觸變劑和無機類觸變劑的組合。具體可列舉脂肪酰胺與膠體ニ氧化硅的組合、脂肪酰胺與有機皂土的組合。作為上述觸變劑的含量，相對于熱固性樹脂組合物100質量％，上述觸變劑的含量優選為O. 5質量以上且25質量％以下，更優選為O. 5質量以上且10質量％以下，特別優選為I質量以上且5質量％以下。觸變劑的含量低于上述下限吋，無法獲得觸變性，在布線基板的電極上容易發生塌邊(ダレ)，在布線基板的電極上搭載電子部件時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，可能導致觸變性過高，容易因注射器針頭的堵塞而引起涂布不良。作為本發明中使用的觸變劑，采用上述有機類觸變劑和上述無機類觸變劑的組合時，相對于熱固性樹脂組合物100質量％，上述無機類觸變劑的含量優選為O. 5質量以上且22質量％以下，更優選為I質量以上且20質量％以下。作為本發明中使用的固化劑，可適當使用公知的固化劑。例如，使用環氧樹脂作為熱固性樹脂時，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 (環氧旭化成株式會社制造，商品名)。作為脂肪族多胺類固化劑，可列舉例如FUJICURE FXR-1020、FXR-1030、FXR-1050、FXR-1080(富士化成エ業株式會社制造，商品名)。作為環氧樹脂胺加成物類固化劑，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 (旭電化工業株式會社制造，商品名)。作為咪唑類固化促進劑，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，從所得各向異性導電糊的絕緣性方面考慮，優選使用潛在性固化劑、環氧樹脂胺加成物類固化劑及咪唑類固化促進劑的組合。作為上述固化劑的含量，相對于熱固性樹脂組合物100質量％，上述固化劑的含量優選為5質量％以上且20質量％以下,更優選為10質量％以上且18質量％以下。固化劑的含量低于上述下限時，存在容易導致熱固性樹脂的固化速度延遲的趨勢；另一方面，固化劑的含量高于上述上限時，存在導致反應性加快、糊料使用時間縮短的趨勢。 本發明中使用的熱固性樹脂組合物中除了上述環氧樹脂、上述有機酸、上述觸變劑及上述固化劑以外，還可以根據需要而含有表面活性剤、偶聯劑、消泡劑、粉末表面處理齊U、反應抑制劑、沉降防止劑等添加剤。作為這些添加劑的含量，相對于熱固性樹脂組合物100質量優選為O. 01質量以上且10質量％以下,更優選為O. 05質量％以上且5質量％以下。添加劑的含量低于上述下限時，存在難以實現各個添加劑的效果的趨勢；另一方面，添加劑的含量高于上述上限時，由熱固性樹脂組合物達成的接合強度傾向于降低。以下，針對本發明的電子部件的連接方法進行說明。本發明的電子部件的連接方法是使用上述本發明的各向異性導電糊來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，在上述布線基板上涂布上述各向異性導電糊；以及熱壓合エ序，在上述各向異性導電糊上配置上述電子部件，并在比上述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上(優選高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，還可以使用布線基板。作為布線基板，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，還可以通過謀求與兩個布線基板(剛性基板)分別連接、使撓性基板介于剛性基板之間來實現電連接。另外，也可以通過撓性基板將撓性基板之間電連接。在涂布エ序中，在上述布線基板上涂布上述各向異性導電糊。作為這里使用的涂布裝置，可列舉例如給料器、絲網印刷機、噴射式滴涂金屬模
板印刷機(ジェッ卜ディスペンスメタルマスク印刷機)。另外，涂布膜的厚度沒有特殊限制，但優選為50 μ m以上且500 μ m以下，更優選為100 μ m以上且300 μ m以下。涂布膜的厚度低于上述下限時，在布線基板的電極上裝載電子部件時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，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，在上述各向異性導電糊上配置上述電子部件，并在比上述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的溫度下將上述電子部件熱壓合于上述布線基板上。熱壓合時的溫度不滿足比上述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的條件時，無法使無鉛焊料粉末充分熔融，無法在電子部件和布線基板之間形成充分的釬焊接合，會導致電子部件和布線基板之間的導電性變得不充分。熱壓合時的壓カ并無特殊限制，優選為O. 2MPa以上且2MPa以下，更優選為O. 5MPa以上且I. 5MPa以下。壓カ低于上述下限時，可能無法在電子部件和布線基板之間形成充分的釬焊接合，進而導致電子部件和布線基板之間的導電性下降；另ー方面，壓カ超過上述上限時，存在對布線基板產生壓力，因而不得不加大無信號區(dead space)的傾向。需要說明的是，如上所述，在本發明中可以將熱壓合時的壓カ設定于低于以往方法的壓カ范圍內。由此，還可以實現用于熱壓合エ序的裝置的低成本化。熱壓合時的時間并無特殊限制，但通常為5秒鐘以上且60秒鐘以下，優選為7秒鐘以上且20秒鐘以下。另外，在本發明的電子部件的連接方法中，優選進一歩具有下述說明的剝離エ序、再涂布エ序及再熱壓合エ序。在剝離エ序中，在比上述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的溫度下將上述電子部件從上述布線基板上剝離。 這里，對于將電子部件從布線基板上剝離的方法并無特殊限制。作為這樣的方法，可采用例如邊使用釬焊烙鐵(はんだ小手)等對連接部分進行加熱邊將電子部件從布線基板上剝離的方法。需要說明的是，在這種情況下，也可以使用用于進行修復的公知的剝離裝置。另外，將電子部件從布線基板上剝離后，還可以根據需要利用溶劑等對上述布線基板上進行清洗。在再涂布エ序中，在剝離エ序后的布線基板上涂布上述各向異性導電糊。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電糊上配置上述電子部件，并在比上述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的溫度下將上述電子部件熱壓合于上述布線基板上。其中，作為熱壓合時的溫度、壓カ及時間，可采用與上述涂布エ序相同的條件。根據上述說明的本發明的電子部件的連接方法，由于電子部件和布線基板的電極之間發生了釬焊接合，因此，與以往的各向異性導電材料那樣通過電極和導電性填料相接觸來實現連接的情況相比，本發明可實現極高的連接可靠性。另外，如果在進行熱壓合后施加無鉛焊料粉末的熔點以上溫度的熱，則可使焊料熔融，并且還能夠使熱固性樹脂組合物軟化，因此能夠容易地將電子部件從布線基板上剝離。另外，在本發明中，想要在剝離后再次利用各向異性導電糊將布線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渣(焊料等)，也能夠連同這些殘渣一起實現釬焊接合，從而能夠確保導電性。因此，與使用以往的各向異性導電材料的方法相比，本發明的電子部件的連接方法的修復性優異。實施例以下，結合實施例及比較例對本發明進行更為詳細的說明，但本發明并不受這些實例的限定。[實施例I]將熱固性樹脂A(雙酚A型環氧樹脂，DIC公司制造，商品名“EPICL0N860”)82. 9質量％、觸變劑A(脂肪酰胺，日本化成株式會社制造，商品名“ SLIPACKS H”)2質量％、有機酸A(己ニ酸，關東電化工業株式會社制造)2.6質量％、固化劑A(四國化成株式會社制造，商品名“CUREZ0L2P4MHZ” ) 11. 5質量％、表面活性劑(Bigchemi Japan公司制造，商品名“BYK361N”)0. 5質量％以及消泡劑(共榮社化學株式會社制造，商品名“FL0WLENAC-326F”)0. 5質量％投入到容器中，并利用混砂機(らいかい機)進行混合，得到了熱固性樹脂組合物。然后，將所得熱固性樹脂組合物62. 5質量％、以及無鉛焊料粉末A (平均粒徑5μπι，焊料的熔點139 °C，焊料的組成42Sn/58Bi)37. 5質量％投入到容器中，并利用混煉機混合2小時，由此制備了各向異性導電糊。接著，在布線基板(電極對銅電極實施了鍍金處理(Cu/Ni/Au))上涂布所得各向異性導電糊(厚度0.2_)。接著，在涂布后的各向異性導電糊上配置電子部件(電極對銅電極實施了鍍金處理(Cu/Ni/Au))，利用熱壓合裝置(AD VANCEL公司制造)在溫度200°C、壓カIMPa、壓合時間8 10秒鐘的條件下將電子部件熱壓合于布線基板上。
[實施例2]作為布線基板，使用的是電極為對銅電極實施了水溶性預涂熔劑處理(田村制作所公司制造，商品名“WPF-8”)的電極的布線基板，除此之外，按照與實施例I相同的方法將電子部件熱壓合于布線基板上。[實施例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，按照與實施例2相同的方法將電子部件熱壓合于布線基板上。[實施例4]除了按照表I所示的組成配合各材料以外，按照與實施例I相同的方法得到了熱固性樹脂組合物及各向異性導電糊。除了使用上述得到的各向異性導電糊來代替實施例2中使用的各向異性導電糊以外，按照與實施例2相同的方法將電子部件熱壓合于布線基板上。[實施例5]除了按照表I所示的組成配合各材料以外，按照與實施例I相同的方法得到了熱固性樹脂組合物及各向異性導電糊。需要說明的是，在實施例5中使用了無鉛焊料粉末B (平均粒徑5μπι，焊料的熔點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電糊來代替實施例2中使用的各向異性導電糊、并將熱壓合時的溫度設為240°C以外，按照與實施例2相同的方法將電子部件熱壓合于布線基板上。[比較例I 4]除了按照表I所示的組成配合各材料以外，按照與實施例I相同的方法得到了熱固性樹脂組合物及各向異性導電糊。除了使用上述得到的各向異性導電糊來代替實施例2中使用的各向異性導電糊以外，按照與實施例2相同的方法將電子部件熱壓合于布線基板上。[比較例5]除了按照表I所示的組成配合各材料以外，按照與實施例I相同的方法得到了熱固性樹脂組合物及各向異性導電糊。需要說明的是，在比較例5中使用了經過了鍍金處理的樹脂粉末(Au/Ni鍍敷樹脂粉末，積水化學株式會社制造，商品名為“MICROPEARL Au_205”)。除了使用上述得到的各向異性導電糊來代替實施例I中使用的各向異性導電糊以外，按照與實施例I相同的方法將電子部件熱壓合于布線基板上。[比較例6]作為布線基板，使用的是電極為對銅電極實施了水溶性預涂熔劑處理(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基板上。
<各向異性導電糊及電子部件的連接方法的評價>利用如下所述的方法對各向異性導電糊的性能(樹脂組合物的酸值、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、修復性(修復時有無基板破壞、修復后的電阻值))進行了評價或測定。所得結果如表I及表2所示。需要說明的是，對于比較例6 7，由于無法接通，因此未能測定壓合后的初期電阻值，未對修復性進行評價。(I)樹脂組合物的酸值量取樹脂組合物，用溶劑溶解。然后，以酚酞溶液為指示劑，用O. 5mol/L· KOH進行了滴定。(2)壓合后的初期電阻值作為電路圖案，準備了具有O. 2mm節距(pitch land)(線/間_ =100 μ m/100 μ m)的布線基板。然后，分別利用上述實施例及比較例中記載的方法將具有O. 2mm節距(pitch land)(線/間_= 100 μ m/100 μ m)的電子部件熱壓合于該布線基板的基面(land)上。接著，使用數字萬用表(Agilent公司制造，商品名“ 34401A”)測定了相連接的基面的端子之間的電阻值。其中，對于電阻值過高(100ΜΩ以上)、未能接通的情況，判定為“無法接通”。(3)修復時有無基板破壞使用在上述(2)中測定了初期電阻值后的基板進行了評價。一邊在與熱壓合溫度相同的溫度下對該基板的與電子部件連接的部分進行加熱，一邊將電子部件從基板上剝離，然后，利用こ酸こ酯對表面污垢進行了清洗。然后，肉眼觀察剝離后的基板的狀態，考察是否發生了基板破壞。(4)修復后的電阻值使用在上述(3)中評價了有無基板破壞后的基板進行了測定。分別利用上述實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，使用數字萬用表(Agilent公司制造，商品名“34401A”)測定了相連接的基面的端子之間的電阻值。其中，對于電阻值過高(100ΜΩ以上)、未能接通的情況，判定為“無法接通”。(5)壓合后的絕緣電阻值在O. 2mm節距(線/間_= 100 μ m/100 μ m)的梳形電極基板(玻璃環氧樹脂基板)的銅箔基面上分別以O. Imm厚度印刷實施例及比較例中得到的各向異性導電糊，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，得到了試驗片。測定了該試驗片在85°C、85RH (相対濕度)中、施加15V電壓時經過168小時后的絕緣電阻值。權利要求
1.一種各向異性導電糊，其用于連接電子部件和布線基板，其中， 所述各向異性導電糊含有10質量％以上且50質量％以下的無鉛焊料粉末、和50質量％以上且90質量％以下的熱固性樹脂組合物，所述無鉛焊料粉末具有240°C以下的熔點，所述熱固性樹脂組合物含有熱固性樹脂及有機酸， 所述熱固性樹脂組合物的酸值為15mgKOH/g以上且55mgKOH/g以下。
2.根據權利要求I所述的各向異性導電糊，其中， 所述熱固性樹脂為環氧樹脂， 所述有機酸為具有亞烷基的ニ元酸。
3.根據權利要求I所述的各向異性導電糊，其中， 所述熱固性樹脂組合物還含有觸變劑，且所述觸變劑中無機類觸變劑的含量為0. 5質量％以上且22質量％以下。
4.根據權利要求I所述的各向異性導電糊，其中， 所述無鉛焊料粉末的平均粒徑為I U m以上且34 y m以下。
5.根據權利要求I所述的各向異性導電糊，其中， 所述無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.根據權利要求I所述的各向異性導電糊，其中， 所述電子部件的電極或所述布線基板的電極中的至少之一未經過鍍金處理。
7.—種電子部件的連接方法,其使用了權利要求I 6中任一項所述的各向異性導電糊，該方法包括下述エ序 涂布エ序，在所述布線基板上涂布所述各向異性導電糊；以及 熱壓合エ序，在所述各向異性導電糊上配置所述電子部件，并在比所述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的溫度下將所述電子部件熱壓合于所述布線基板上。
8.根據權利要求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，在比所述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的溫度下將所述電子部件從所述布線基板上剝離； 再涂布エ序，在所述剝離エ序后的布線基板上涂布所述各向異性導電糊；以及 再熱壓合エ序，在所述再涂布エ序后的各向異性導電糊上配置所述電子部件，并在比所述無鉛焊料粉末的熔點高5°C以上的溫度下將所述電子部件熱壓合于所述布線基板上。
全文摘要
本發明提供一種各向異性導電糊以及使用該導電糊的電子部件的連接方法。所述各向異性導電糊是用于連接電子部件和布線基板的各向異性導電糊。所述各向異性導電糊含有10質量％以上且50質量％以下的無鉛焊料粉末、和50質量％以上且90質量％以下的熱固性樹脂組合物，所述無鉛焊料粉末具有240℃以下的熔點，所述熱固性樹脂組合物含有熱固性樹脂及有機酸，且所述熱固性樹脂組合物的酸值為15mgKOH/g以上且55mgKOH/g以下。
文檔編號H05K3/32GK102737752SQ20121007289
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月19日 優先權日2011年3月30日
發明者中林孝氏, 久保田直樹, 島田利昭, 柿田俊彥 申請人:株式會社田村制作所