连接构造体的制造方法、固定夹具、具备盖部件的固定夹具与流程

文档序号:13518459阅读:153来源:国知局
连接构造体的制造方法、固定夹具、具备盖部件的固定夹具与流程

本发明涉及使用包含多个焊锡粒子的导电材料的连接构造体的制造方法。另外,本发明涉及使用于所述连接构造体的制造方法的固定夹具、具备盖部件的固定夹具。



背景技术:

各向异性导电糊剂以及各向异性导电膜等各向异性导电材料已广为人知。在所述各向异性导电材料中,在粘合剂树脂中分散有导电性粒子。

为了获得各种连接构造体,所述各向异性导电材料被使用于例如挠性印刷基板与玻璃基板的连接(fog(filmonglass))、半导体元件与挠性印刷基板的连接(cof(chiponfilm))、半导体元件与玻璃基板的连接(cog(chiponglass))、挠性印刷基板与玻璃环氧基板的连接(fob(filmonboard))等。

在利用所述各向异性导电材料对例如挠性印刷基板(连接对象部件)的电极与玻璃环氧基板(连接对象部件)的电极进行电连接时,在玻璃环氧基板上配置含有导电性粒子的各向异性导电材料。接下来,层叠挠性印刷基板并进行加热以及加压。由此,使各向异性导电材料固化,通过导电性粒子对电极间进行电连接,从而得到连接构造体。

作为所述各向异性导电材料的一个例子,下述的专利文献1中记载有一种各向异性导电材料,其包含导电性粒子和不会在该导电性粒子的熔点下完成固化的树脂成分。作为所述导电性粒子,具体而言,可列举锡(sn)、铟(in)、铋(bi)、银(ag)、铜(cu)、锌(zn)、铅(pb)、镉(cd)、镓(ga)以及铊(tl)等金属、或这些金属的合金。

在专利文献1中记载有,经由以比所述导电性粒子的熔点高、并且不会完成所述树脂成分的固化的温度将各向异性导电树脂加热的树脂加热步骤,以及使所述树脂成分固化的树脂成分固化步骤,将电极间电连接。另外,在专利文献1中记载有以专利文献1的图8所示的轮廓线进行安装。在专利文献1中,在未以各向异性导电树脂被加热的温度完成固化的树脂成分内,导电性粒子熔融。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-260131号公报



技术实现要素:

发明将要解决的课题

在使用了包含焊锡粒子(导电性粒子)、在表面具有焊锡层的导电性粒子的各向异性导电材料的以往的连接构造体的制造方法中,如专利文献1所记载那样,在加热时,有时在各向异性导电材料内导电性粒子移动。因此,容易产生挠性印刷基板、玻璃基板等连接对象部件的位置偏移。

另外,在各向异性导电材料的上表面配置连接对象部件时,容易产生连接对象部件的位置偏移。

另外,若在获得连接构造体时的加热时使用热风,则能够提高加热效率。但是,在使用了热风的情况下,容易因为热风而产生连接对象部件的位置偏移。

若产生连接构造体的位置偏移,则在获得的连接构造体中,电极间的导通可靠性降低。另外,近年来,发展了电极的微细化。由于电极的微细化,更难可靠地实现电极间的导通,容易产生导通不良。

本发明的目的在于提供一种能够提高电极间的导通可靠性的连接构造体的制造方法。另外,本发明的目的在于提供一种能够获得提高了电极间的导通可靠性的连接构造体的固定夹具、具备盖部件的固定夹具。

用于解决课题的手段

根据本发明的宽泛的方面,提供一种连接构造体的制造方法,使用包含多个焊锡粒子及粘合剂的导电材料、在上表面具有第一电极的第一连接对象部件、在下表面具有第二电极的第二连接对象部件,其特征在于,该连接构造体的制造方法具备:第一配置工序,在所述第一连接对象部件的上表面配置所述导电材料;第二配置工序,以使所述第一电极与所述第二电极对置的方式,在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件;加热工序,通过加热至所述焊锡粒子的熔点以上,从而利用所述导电材料形成将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接的连接部,并且利用所述连接部中的焊锡部将所述第一电极与所述第二电极电连接,在所述加热工序中,以将所述第一连接对象部件固定于固定夹具的状态进行加热。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,所述固定夹具在上表面具有第一凹部,在所述固定夹具的所述第一凹部的内侧配置所述第一连接对象部件。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,在所述第二配置工序中,以将所述第一连接对象部件固定于所述固定夹具的状态,在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,所述第二连接对象部件具有在所述第二配置工序中被配置于所述导电材料的上表面的第一区域、在所述第二配置工序中不被配置于所述导电材料的上表面的第二区域,在所述第二配置工序中,在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件的所述第一区域,不将所述第二连接对象部件的所述第二区域配置于所述导电材料的上表面,在所述固定夹具的上表面配置所述第二连接对象部件的所述第二区域。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,所述固定夹具的供所述第二连接对象部件的所述第二区域配置的上表面从外侧朝向内侧地向下侧倾斜。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,在所述加热工序中,使所述第二连接对象部件的所述第一区域从一侧朝向另一侧地向下侧倾斜。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,所述固定夹具在上表面具有与所述第一凹部不同的第二凹部,在所述固定夹具的所述第二凹部的内侧配置所述第二连接对象部件的所述第二区域。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,所述固定夹具的供所述第一连接对象部件位于上方的上表面部分的材质是陶瓷、铝合金、钛合金或者不锈钢。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,在所述加热工序中,在所述第二连接对象部件的上方配置盖部件。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,所述盖部件被连接于所述固定夹具。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,在所述加热工序中,使所述盖部件接触所述第二连接对象部件的上表面。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,所述盖部件的供所述第二连接对象部件位于下方的下表面部分的材质是陶瓷、铝合金、钛合金或者不锈钢。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,所述固定夹具的供所述第一连接对象部件位于上方的上表面部分的材质的热传导率比所述盖部件的供所述第二连接对象部件位于下方的下表面部分的材质的热传导率高。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,在所述加热工序中,通过非接触的加热机构对所述第一连接对象部件、所述导电材料以及所述第二连接对象部件进行加热。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,在所述加热工序中,通过热风进行加热。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,在所述加热工序中,使未位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述焊锡粒子向所述第一电极与所述第二电极之间移动。

在本发明的连接构造体的制造方法的某一特定的方面,获得如下连接构造体:在从与所述第一电极、所述连接部以及所述第二电极的层叠方向正交的方向观察连接构造体时,在所述第一电极与所述第二电极相互对置的部分配置有所述连接部中的所述焊锡部100%中的70%以上。

根据本发明的宽泛的方面,提供一种固定夹具,该固定夹具为了获得连接构造体而使用,该连接构造体具备:第一连接对象部件,其在上表面具有第一电极;第二连接对象部件,其在下表面具有第二电极;连接部,其将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接,并且由包含多个焊锡粒子及粘合剂的导电材料形成,所述第一电极与所述第二电极利用所述连接部中的焊锡部电连接,固定夹具为了经由如下工序来获得所述连接构造体而使用,这些工序是:第一配置工序,在所述第一连接对象部件的上表面配置所述导电材料;第二配置工序,以使所述第一电极与所述第二电极对置的方式,在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件;加热工序,通过加热至所述焊锡粒子的熔点以上,从而利用所述导电材料形成将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接的连接部,并且利用所述连接部中的焊锡部将所述第一电极与所述第二电极电连接,固定夹具在上表面具有第一凹部,固定夹具在获得所述连接构造体时,在所述第一凹部的内侧配置所述第一连接对象部件来使用。

在本发明的固定夹具的某一特定的方面,所述第二连接对象部件具有在所述第二配置工序中被配置于所述导电材料的上表面的第一区域、在所述第二配置工序中不被配置于所述导电材料的上表面的第二区域,固定夹具以在所述第二配置工序中将所述第二连接对象部件的所述第一区域配置于所述导电材料的上表面、不将所述第二连接对象部件的所述第二区域配置于所述导电材料的上表面的方式,为了获得所述连接构造体而使用,固定夹具的供所述第二连接对象部件的所述第二区域配置的上表面从外侧朝向内侧地向下侧倾斜。

在本发明的固定夹具的某一特定的方面,所述第二连接对象部件具有在所述第二配置工序中被配置于所述导电材料的上表面的第一区域、在所述第二配置工序中不被配置于所述导电材料的上表面的第二区域,固定夹具在上表面具有与所述第一凹部不同的第二凹部,固定夹具在所述第二凹部的内侧配置所述第二连接对象部件的所述第二区域而使用。

在本发明的固定夹具的某一特定的方面,所述固定夹具的供所述第一连接对象部件位于上方的上表面部分的材质是陶瓷、铝合金、钛合金或者不锈钢。

根据本发明的宽泛的方面,提供一种具备盖部件的固定夹具,其具备所述固定夹具和盖部件,所所述具备盖部件的固定夹具为了在所述加热工序中,在所述第二连接对象部件的上方配置所述盖部件来获得所述连接构造体而使用。

在本发明的具备盖部件的固定夹具的某一特定的方面,所述盖部件被连接于所述固定夹具。

在本发明的具备盖部件的固定夹具的某一特定的方面,所述盖部件的供所述第二连接对象部件位于下方的下表面部分的材质是陶瓷、铝合金、钛合金或者不锈钢。

在本发明的具备盖部件的固定夹具的某一特定的方面,所述固定夹具的供所述第一连接对象部件位于上方的上表面部分的材质的热传导率比所述盖部件的供所述第二连接对象部件位于下方的下表面部分的材质的热传导率高。

发明效果

本发明的连接构造体的制造方法,使用包含多个焊锡粒子以及粘合剂的导电材料、在上表面具有第一电极的第一连接对象部件、在下表面具有第二电极的第二连接对象部件,其中,该连接构造体的制造方法具备:第一配置工序,在所述第一连接对象部件的上表面配置所述导电材料;第二配置工序,以使所述第一电极与所述第二电极对置的方式,在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件;加热工序,通过加热至所述焊锡粒子的熔点以上,从而利用所述导电材料形成将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接的连接部,并且利用所述连接部中的焊锡部将所述第一电极与所述第二电极电连接,在所述加热工序中,以将所述第一连接对象部件固定于固定夹具的状态进行加热,因此,能够提高电极间的导通可靠性。

本发明的固定夹具为了获得连接构造体而使用的固定夹具,该连接构造体具备:第一连接对象部件,其在上表面具有第一电极;第二连接对象部件,其在下表面具有第二电极;连接部,其将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接,并且由包含多个焊锡粒子及粘合剂的导电材料形成,所述第一电极与所述第二电极利用所述连接部中的焊锡部电连接,固定夹具为了经由如下工序来获得所述连接构造体而使用,这些工序是:第一配置工序,在所述第一连接对象部件的上表面配置所述导电材料;第二配置工序,以使所述第一电极与所述第二电极对置的方式,在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件;加热工序,通过加热至所述焊锡粒子的熔点以上,从而利用所述导电材料形成将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接的连接部,并且利用所述连接部中的焊锡部将所述第一电极与所述第二电极电连接,固定夹具在上表面具有第一凹部,固定夹具在获得所述连接构造体时,在所述第一凹部的内侧配置所述第一连接对象部件来使用,因此能够获得提高了电极间的导通可靠性的连接构造体。

附图说明

图1是示意性地示出通过本发明的一实施方式的连接构造体的制造方法获得的连接构造体的正面剖面图。

图2是示意性地示出通过本发明的一实施方式的连接构造体的制造方法获得的连接构造体的侧面剖面图。

图3(a)~(d)是用于说明本发明的一实施方式的连接构造体的制造方法的各工序的侧面剖面图。

图4是用于说明在本发明的一实施方式的连接构造体的制造方法中获得的层叠体的正面剖面图。

图5是表示连接构造体的变形例的侧面剖面图。

图6是表示本发明的一实施方式的具备盖部件的固定夹具的俯视图。

图7(a)~(e)是表示本发明的一实施方式的具备盖部件的固定夹具的剖面图。

图8(a)是与图6对应的俯视图,图8(b)是与图7(d)对应的剖面图。

具体实施方式

以下,详细地说明本发明。

在本发明的连接构造体的制造方法中,使用导电材料、第一连接对象部件、第二连接对象部件。所述导电材料包含多个焊锡粒子和粘合剂。所述第一连接对象部件在上表面(表面)具有第一电极。所述第二连接对象部件在下表面(表面)具有第二电极。

本发明的连接构造体的制造方法具备:第一配置工序,在所述第一连接对象部件的上表面配置所述导电材料;第二配置工序,以使所述第一电极与所述第二电极对置的方式,在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件;加热工序,通过加热至所述焊锡粒子的熔点以上,从而利用所述导电材料形成将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接的连接部,并且利用所述连接部中的焊锡部将所述第一电极与所述第二电极电连接。

在本发明的连接构造体的制造方法中,在所述加热工序中,以将所述第一连接对象部件固定于固定夹具的状态进行加热。

在本发明的连接构造体的制造方法中,能够获得如下连接构造体:具备所述第一连接对象部件、所述第二连接对象部件、将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接并且利用包含多个焊锡粒子以及粘合剂的导电材料形成的连接部,所述第一电极与所述第二电极利用所述连接部中的焊锡部电连接。

在本发明的连接构造体的制造方法中,由于具备所述的构成,因此能够提高电极间的导通可靠性。在所述加热工序中,即使焊锡粒子流动,也通过限制第一连接对象部件的移动,能够防止所述第一电极与所述第二电极的位置偏移。结果,能够提高所述第一电极与所述第二电极的导通可靠性。在本发明的连接构造体的制造方法中,导通可靠性提高,能够应对窄间距化。

在本发明的连接构造体的制造方法中,优选的是,在所述第二配置工序中,以将所述第一连接对象部件固定于所述固定夹具的状态,在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件。特别是,在所述第二配置工序中,当在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件时,能够高精度地使所述第一电极与所述第二电极对置,进而能够防止所述第一电极与所述第二电极的位置偏移。结果,能够提高所述第一电极与所述第二电极的导通可靠性。在本发明的连接构造体的制造方法中,,导通可靠性提高,能够应对窄间距化。

在本发明的连接构造体的制造方法中,优选的是,所述固定夹具在上表面具有第一凹部。在本发明的连接构造体的制造方法中,优选的是,在所述固定夹具的所述第一凹部的内侧配置所述第一连接对象部件。此时,易于将所述第一连接对象部件固定于规定的位置。

本发明的固定夹具为了获得连接构造体而使用,该连接构造体具备:第一连接对象部件,其在上表面具有第一电极;第二连接对象部件,其在下表面具有第二电极;连接部,其将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接,并且由包含多个焊锡粒子及粘合剂的导电材料形成,所述第一电极与所述第二电极利用所述连接部中的焊锡部电连接。

本发明的固定夹具为了经由如下工序来获得所述连接构造体而使用,这些工序是:第一配置工序,在所述第一连接对象部件的上表面配置所述导电材料;第二配置工序,以使所述第一电极与所述第二电极对置的方式,在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件;加热工序,通过加热至所述焊锡粒子的熔点以上,从而利用所述导电材料形成将所述第一连接对象部件与所述第二连接对象部件连接的连接部,,并且利用所述连接部中的焊锡部将所述第一电极与所述第二电极电连接。

本发明的固定夹具在上表面具有第一凹部。

本发明的固定夹具在获得所述连接构造体时,在所述第一凹部的内侧配置所述第一连接对象部件来使用。

在本发明的固定夹具中,由于具备所述的构成,因此能够获得提高了电极间的导通可靠性的连接构造体。特别是,在所述第二配置工序中,当在所述导电材料的上表面配置所述第二连接对象部件时,能够高精度地使所述第一电极与所述第二电极与对置,进而能够防止所述第一电极与所述第二电极与的位置偏移。并且,在所述加热工序中,即使焊锡粒子流动,也能够通过限制了第一连接对象部件的移动而防止所述第一电极与所述第二电极的位置偏移。结果,能够提高所述第一电极与所述第二电极的导通可靠性。通过使用本发明的固定夹具,导通可靠性提高,能够应对窄间距化。

优选的是,所述第二连接对象部件具有在所述第二配置工序中被配置于所述导电材料的上表面的第一区域、在所述第二配置工序中不被配置于所述导电材料的上表面的第二区域。优选的是,以在所述第二配置工序中将所述第二连接对象部件的所述第一区域配置于所述导电材料的上表面、不将所述第二连接对象部件的所述第二区域配置于所述导电材料的上表面的方式,在所述固定夹具的上表面配置所述第二连接对象部件的所述第二区域。在这样的情况下,能够获得第一连接对象部件与第二连接对象部件局部对置的连接构造体。

所述导电材料可以是导电糊剂,也可以是导电膜。

优选的是,所述导电材料以及所述粘合剂包含热塑性成分或者热固化性成分。所述导电材料可以包含热固化性成分,也可以包含热塑性成分。由于能够在使所述焊锡粒子熔融的加热时固化,因此所述导电材料优选的是包含热固化性成分。

出于有效地去除焊锡粒子以及电极的表面的氧化膜并进一步提高导通可靠性的观点,所述导电材料优选的是包含助熔剂。

所述导电材料也可以根据需要,例如包含填充剂、增量剂、软化剂、可塑剂、聚合催化剂、固化催化剂、着色剂、防氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、防带电剂以及阻燃剂等各种添加剂。

以下,一边参照附图,一边对本发明的具体的实施方式进行说明。

图1是示意性地示出通过本发明的一实施方式的连接构造体的制造方法获得的连接构造体的正面剖面图。图2是示意性地示出通过本发明的一实施方式的连接构造体的制造方法获得的连接构造体的侧面剖面图。在图2中,放大地示出了沿着图1的i-i线的剖面图。

图1、2所示的连接构造体1具备第一连接对象部件2、第二连接对象部件3、将第一连接对象部件2与第二连接对象部件3连接的连接部4。连接部4的材料是包含多个焊锡粒子和粘合剂的导电材料。连接部4由包含多个焊锡粒子和粘合剂的导电材料形成。在本实施方式中,所述粘合剂包含热固化性成分。此外,所述粘合剂也可以不包含热固化性成分。

连接部4具有多个焊锡粒子聚集并相互接合的焊锡部4a、热固化性成分得以热固化的固化物部4b。在本实施方式中,为了形成焊锡部4a,作为导电性粒子,使用了焊锡粒子。焊锡粒子的中心部分以及导电部的外表面部分均为焊锡,通过焊锡而形成。

第一连接对象部件2在表面(上表面)具有多个第一电极2a。多个第一电极2a从图1的跟前侧朝向里侧、从图2的右侧朝向左侧排列地配置。第二连接对象部件3在表面(下表面)具有多个第二电极3a。多个第二电极3a从图1的跟前侧朝向里侧、从图2的右侧朝向左侧排列地配置。如图1所示,与第一电极2a对置的第二电极3a部分位于比第二连接对象部件3的中央靠一端3b侧的位置。

第一电极2a与第二电极3a利用焊锡部4a电连接。因此,第一连接对象部件2与第二连接对象部件3利用焊锡部4a电连接。此外,在连接部4中,在与聚集于第一电极2a与第二电极3a之间的焊锡部4a不同的区域(固化物部4b部分),不存在焊锡。在与焊锡部4a不同的区域(固化物部4b部分),不存在与焊锡部4a分离的焊锡。此外,如果是少量,则可以在与聚集于第一电极2a与第二电极3a之间的焊锡部4a不同的区域(固化物部4b部分)存在焊锡。

如图1、2所示,在连接构造体1中,在第一电极2a与第二电极3a之间,多个焊锡粒子聚集,多个焊锡粒子熔融后,焊锡粒子的熔融物在电极的表面润展然后固化,形成焊锡部4a。因此,焊锡部4a与第一电极2a以及焊锡部4a与第二电极3a的连接面积变大。由此,也会使连接构造体1中的导通可靠性提高,而且连接构造体1的连接可靠性也提高。此外,在导电材料包含助熔剂的情况下,助熔剂一般由于加热而逐渐失活。

在连接构造体1中,在第一连接对象部件2、连接部4以及第二连接对象部件3的层叠部分(由图1的虚线围起的区域),第二连接对象部件3从一方侧朝向另一方侧倾斜。在将第二连接对象部件3的一端3b与另一端3c连结的方向上,第二连接对象部件3相对于第一连接对象部件2倾斜了1度以上(图1所示的倾斜角度α)。在一端3b侧,相比于另一端3c侧,第一连接对象部件2与第二连接对象部件3之间的距离更窄。

在通过本发明的连接构造体的制造方法获得的连接构造体中,也可以是,在第一连接对象部件、连接部、第二连接对象部件的层叠部分,在将第二连接对象部件的一端与另一端连结的方向上,第二连接对象部件相对于第一连接对象部件不倾斜。

在连接构造体中,在第一连接对象部件、连接部、第二连接对象部件的层叠部分,在将第二连接对象部件的一端与另一端连结的方向上,第二连接对象部件相对于第一连接对象部件的倾斜角度α可以是0度以上,优选的是1度以上,更优选的是2度以上,优选的是10度以下,更优选的是8度以下。

此外,在第一连接对象部件2中,在与第二电极3a对置的第一电极2a部分的侧方以及连接部4的侧方,在第一电极2a的表面上形成有阻焊剂膜5。通过阻焊剂膜的形成,导通可靠性以及高速传送匹配性进一步提高。在第二连接对象部件3中,在与第一电极2a对置的第二电极3a部分的侧方,在第二电极3a的表面上形成有覆盖层6。

此外,在图2所示的连接构造体1中,焊锡部4a的全部位于第一、第二电极2a、3a间的对置的区域。图5所示的变形例的连接构造体1x仅连接部4x与图2所示的连接构造体1不同。连接部4x具有焊锡部4xa与固化物部4xb。可以如连接构造体1x那样,焊锡部4xa大多位于第一、第二电极2a、3a的对置的区域,焊锡部4xa的一部分从第一、第二电极2a、3a的对置的区域向侧方突出。从第一、第二电极2a、3a的对置的区域向侧方突出的焊锡部4xa是焊锡部4xa的一部分,并非离开焊锡部4xa的焊锡。此外,在本实施方式中,虽然能够减少离开焊锡部的焊锡的量,但离开焊锡部的焊锡也可以存在于固化物部中。

如果减少焊锡粒子的使用量,则易于获得连接构造体1。如果增多焊锡粒子的使用量,则易于获得连接构造体1x。

为了进一步高效地将焊锡粒子配置在电极上,所述导电材料的25℃的粘度(η25)优选的是10pa·s以上,更优选的是20pa·s以上,进一步优选的是50pa·s以上,并且优选的是800pa·s以下,更优选的是600pa·s以下,进一步优选的是500pa·s以下。若所述粘度为所述下限以上,则导电材料在刚涂覆之后难以过度流出。若所述粘度为所述上限以下,则焊锡进一步高效地凝结。

所述粘度能够适应于混合成分的种类以及混合量地进行调整。另外,通过使用填料,能够使粘度相对较高。

所述粘度例如能够使用e型粘度计(东机工业公司制)等以25℃以及5rpm的条件进行测定。

接下来,对本发明的一实施方式的连接构造体的制造方法进行说明。

在说明本发明的一实施方式的连接构造体的制造方法之前,对能够使用于本发明的一实施方式的连接构造体的制造方法的本发明的一实施方式的具备盖部件的固定夹具进行说明。

图6是表示本发明的一实施方式的具备盖部件的固定夹具20的俯视图。图7(a)~(e)是表示本发明的一实施方式的具备盖部件的固定夹具20的剖面图。图7(a)是沿着图6的i-i线的剖面图,图7(b)是沿着图6的ii-ii线的剖面图,图7(c)是沿着图6的iii-iii线的剖面图,图7(d)是沿着图6的iv-iv线的剖面图,图7(e)是沿着图6的v-v线的剖面图。图8(a)是与图6对应的俯视图,图8(b)是与图7(d)对应的剖面图。

具备盖部件的固定夹具20包括固定夹具21和盖部件22。盖部件22连接于固定夹具21。具备盖部件的固定夹具20还包括连接部件23。盖部件22利用连接部件23连接于固定夹具21。连接部件23例如为枢纽。

盖部件也可以不连接于固定夹具。

此外,在图6以及图8(a)中,示出了盖部件22打开的状态,在图7(a)~(e)以及图8(b)中,示出了盖部件22关闭的状态。

固定夹具21在上表面具有第一凹部21a。如图8(a)、(b)所示,第一凹部21a是为了在第一凹部21a的内侧配置第一连接对象部件2而设置的。

固定夹具也可以具有多个第一凹部,以便能够配置多个第一连接对象部件。

固定夹具21在上表面具有多个第二凹部21b。第二凹部21b与第一凹部21a不同。第二凹部21b为了在第二凹部21b的内侧配置第二连接对象部件3而设置。

第二凹部21b的下端的上表面的高度位置比第一凹部21a的上表面(上端)的高度位置高。第二凹部21b具有位于比第一凹部21a靠外侧的部分。第二凹部21b的位于比第一凹部21a靠外侧的部分为了配置所述第二连接对象部件的所述第二区域而设置。

第一凹部21a的深度可考虑第一连接对象部件2和配置于第一连接对象部件2的上表面的连接部4的合计的厚度来选择。第一凹部21a的深度例如优选的是第一连接对象部件2与连接部4的合计的厚度-30μm以上,且优选的是第一连接对象部件2与连接部4的合计的厚度以上。第一凹部21a的上表面(上端)至第二凹部21b的下端的上表面的深度例如优选的是第一连接对象部件2与连接部4的合计的厚度±30μm,且优选的是第一连接对象部件2与连接部4的合计的厚度以上、第一连接对象部件2、第一连接对象部件2以及连接部4的合计的厚度+30μm以下。

所述固定夹具的供所述第二连接对象部件的所述第二区域配置的上表面优选的是从外侧朝向内侧地向下侧倾斜。所述第二凹部的上表面优选的是从外侧朝向内侧(例如与所获得的连接构造体的中心对应的位置)地向下侧倾斜。该倾斜角度α优选的是1度以上,更优选的是2度以上,并且优选的是10度以下,更优选的是8度以下。此时,在第二连接对象部件的第一区域中,能够进行进一步稳固的连接的结果是,导通可靠性进一步提高。特别是,第二连接对象部件即使是树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平电缆或者刚挠结合基板,也能够提高第二连接对象部件的导通可靠性。

如图8(a)、(b)所示,在固定夹具21中,能够在第一凹部21a的4个角部21c的内侧配置第一连接对象部件2。利用角部21c,能够限制第一连接对象部件2的移动。

固定夹具21具有与第一凹部21a相连的间隙部21d。如图8(a)所示,在第一凹部21a的内侧配置第一连接对象部件2时,可在第一连接对象部件2的侧面的侧方确保基于间隙部21d的间隙。在配置第一连接对象部件2时,在间隙部21d,第一连接对象部件2的侧面不与固定夹具21接触。并且,在间隙部21d,所获得的连接构造体1的侧面不与固定夹具21接触。其结果,易于取出第一连接对象部件2以及获得的连接构造体1。

作为所述固定夹具的供所述第一连接对象部件位于上方的上表面部分的材质、所述固定夹具的供所述第二连接对象部件的所述第二区域位于上方的上表面部分的材质,可列举陶瓷、铝合金、钛合金以及不锈钢等。由于热传导性优异,因此所述固定夹具的供所述第一连接对象部件位于上方的上表面部分的材质、所述固定夹具的供所述第二连接对象部件的所述第二区域位于上方的上表面部分的材质优选的是陶瓷、铝合金、钛合金或者不锈钢,更优选的是铝合金。

作为所述盖部件的供所述第二连接对象部件位于下方的下表面部分的材质,可列举陶瓷、铝合金、钛合金或者不锈钢等。由于耐热性优异,因此所述盖部件的供所述第二连接对象部件位于下方的下表面部分的材质优选的是陶瓷、铝合金、钛合金或者不锈钢,更优选的是陶瓷。此时,即使盖部件的厚度较薄,也能够提高耐热性,能够抑制热变形以及热劣化。

所述固定夹具的供所述第一连接对象部件位于上方的上表面部分的材质的热传导率(a1),优选的是比所述盖部件的供所述第二连接对象部件位于下方的下表面部分的材质的热传导率(b)高。所述固定夹具的供所述第二连接对象部件的所述第二区域位于上方的上表面部分的材质的热传导率(a2),优选的是比所述盖部件的供所述第二连接对象部件位于下方的下表面部分的材质的热传导率(b)高。

所述固定夹具的供所述第一连接对象部件位于上方的上表面部分的材质的热传导率(a1)、所述固定夹具的供所述第二连接对象部件的所述第二区域位于上方的上表面部分的材质的热传导率(a2)优选的是10w/m·k以上,更优选的是20w/m·k以上。所述热传导率(a1)、(a2)较高为好。

出于有效地提高散热性、进一步提高耐久性并且进一步提高操作性的观点,所述固定夹具的供所述第一连接对象部件位于上方的部分的厚度优选的是1mm以上,更优选的是3mm以上,并且优选的是20mm以下,更优选的是10mm以下。

出于进一步提高耐热性并且进一步提高操作性的观点,所述盖部件的供所述第二连接对象部件位于下方的部分的厚度优选的是0.05mm以上,更优选的是0.1mm以上,并且优选的是1mm以下,更优选的是0.5mm以下。

使用具备盖部件的固定夹具20,连接构造体1能够如以下那样获得。

图3(a)~(d)是与图2对应的部分的侧面剖面图。图4是与图1对应的部分的正面剖面图。

准备在上表面(表面)具有第一电极2a的第一连接对象部件2。另外,准备具备盖部件的固定夹具20。

如图3(a)所示,具体而言是在图8(a)、(b)所示的位置,在固定夹具20的第一凹部21a的内侧配置第一连接对象部件2。利用角部21c限制了第一连接对象部件2的移动。优选的是第一凹部21a的内壁部位于第一连接对象部件2的侧方。

接下来,如图3(b)所示,在第一连接对象部件2的上表面配置包含作为粘合剂的热固化性成分11b和多个焊锡粒子11a的导电材料11(第一配置工序)。此外,粘合剂也可以不包含热固化性成分。

在第一连接对象部件2的设有第一电极2a的表面上配置导电材料11。在配置导电材料11之后,将焊锡粒子11a配置于第一电极2a(线)上和为形成有第一电极2a的区域(空间)上这两方。

作为导电材料11的配置方法,虽然不特别限定,但可举出利用点胶机进行的涂覆、丝网印刷、利用喷墨装置进行的排出等。

另外,准备在下表面(表面)具有第二电极3a的第二连接对象部件3。接下来,如图3(c)所示,在第一连接对象部件2的上表面上的导电材料11处,在导电材料11的上表面配置第二连接对象部件3而获得层叠体(第二配置工序,获得层叠体的工序)。在所述第二配置工序中,在将第一连接对象部件3固定于固定夹具21的状态下,在导电材料11的上表面配置第二连接对象部件3。在导电材料11的上表面,从第二电极3a侧配置第二连接对象部件3。此时,使第一电极2a与第二电极3a对置。

出于在电极上进一步高效地配置焊锡粒子的观点,优选的是在所述第二配置工序中不将第二连接对象部件加压,或者以0.1mpa以下(更优选的是0.05mpa以下,进一步优选的是0.02mpa以下)的压力进行加压,更优选的是不进行加压。在所述第二配置工序中,优选的是不将第二连接对象部件加压地对导电材料施加第二连接对象部件的重量。

在所述第二配置工序中,优选的是在导电材料11的上表面配置第二连接对象部件3的所述第一区域,在导电材料11的上表面不配置第二连接对象部件3的所述第二区域。优选的是在固定夹具21的上表面配置第二连接对象部件3的所述第二区域。优选的是在固定夹具21的第二凹部21b的内侧配置第二连接对象部件3的所述第二区域。优选的是第二凹部21b的内壁部位于第二连接对象部件3的侧方。

如与图3(c)对应的图4所示,在所述第二配置工序中,优选的是在第一连接对象部件2、导电材料11、第二连接对象部件3的层叠部分(由图4的虚线围起的区域),在将第二连接对象部件3的一端3b与另一端3c连结的方向上相对于第一连接对象部件2将第二连接对象部件3倾斜1度以上(倾斜角度α)地配置。在第二连接对象部件3的第二电极3a所在的一端3b侧,相比于第二连接对象部件3的与一端3b侧相反的另一端3c侧,第一连接对象部件2与第二连接对象部件3之间的距离变窄。

在所述第二配置工序中,优选的是相对于第一连接对象部件2,第二连接对象部件3的倾斜角度α为1度以上。

出于提高电极间的导通可靠性的观点,在加热前的所述层叠体中,在第一连接对象部件、导电材料、第二连接对象部件的层叠部分,所述倾斜角度α优选的是2度以上,并且优选的是10度以下,更优选的是8度以下。

接下来,将导电材料11加热至焊锡粒子11a的熔点以上(加热工序)。在所述加热工序中,以将第一连接对象部件2固定于固定夹具21的状态进行加热。优选的是将导电材料11加热至热固化性成分11b(粘合剂)的固化温度以上。在所述加热工序中,优选的是以相对于第一连接对象部件2倾斜了第二连接对象部件3的状态开始加热。在该加热时,存在于未形成有电极的区域的焊锡粒子11a在第一电极2a与第二电极3a之间聚集(自凝结效果)。在使用导电糊剂而并非导电膜的情况下,焊锡粒子11a有效地聚集于第一电极2a与第二电极3a之间。另外,焊锡粒子11a熔融并相互接合。另外,热固化性成分11b热固化。其结果,如图3(d)所示,利用导电材料11形成将第一连接对象部件2与第二连接对象部件3连接的连接部4。利用导电材料11形成连接部4,通过使多个焊锡粒子11a接合而形成焊锡部4a,通过使热固化性成分11b热固化而形成固化物部4b。

在所述加热工序中,优选的是使第二连接对象部件3的所述第一区域从一侧形成另一侧去而朝向下侧倾斜。

在本实施方式中,获得了如下连接构造体:在第一连接对象部件2、连接部4、第二连接对象部件3的层叠部分,在将第二连接对象部件3的一端3b与另一端3c连结的方向上,第二连接对象部件3相对于第一连接对象部件2倾斜1度以上、10度以下的。

优选的是获得如下连接构造体:在所述第一连接对象部件、所述连接部、所述第二连接对象部件的层叠部分,在将所述第二连接对象部件的所述一端与另一端连结的方向上,所述第二连接对象部件相对于所述第一连接对象部件倾斜1度以上、10度以下。

在要求第二连接对象部件的倾斜较小的情况下,也可以获得如下连接构造体:在所述第一连接对象部件、所述连接部以及所述第二连接对象部件的层叠部分,在将所述第二连接对象部件的所述一端与另一端连结的方向上,所述第二连接对象部件相对于所述第一连接对象部件不倾斜或者倾斜小于1度。

如图3(d)所示,在本实施方式中,由于能够抑制第二连接对象部件的移动,因此在所述加热工序中,在第二连接对象部件3的上方配置盖部件22。由于能够抑制第二连接对象部件3的移动抑,因此优选的是在所述加热工序中,使盖部件22接触第二连接对象部件3的上表面。

在所述加热工序中,也可以在加热部配置固定夹具以及层叠体。在所述加热工序中,也可以在加热后的空间内配置固定夹具以及层叠体。在所述加热工序中,也可以在加热部件上配置固定夹具。

出于进一步提高导通可靠性的观点,优选的是在所述加热工序中,通过非接触的加热手段对所述第一连接对象部件、所述导电材料以及所述第二连接对象部件进行加热。

出于高效地进行加热的观点,优选的是在所述加热工序中通过热风进行加热。另外,在所述加热工序中,在第二连接对象部件的上方配置盖部件的情况下,即使通过热风进行了加热,也不会直接对第二连接对象部件吹送热风,能够抑制第二连接对象部件等的移动。因此,可获得导通可靠性更优异的连接构造体。

出于更高效地将焊锡粒子配置于电极上的观点,优选的是在所述加热工序中不将第二连接对象部件加压,或者以0.1mpa以下(更优选的是0.05mpa以下,进一步优选的是0.02mpa以下)的压力进行加压,更优选的是不进行加压。

在所述加热工序中,优选的是使未位于第一电极2a与第二电极3a之间的所述焊锡粒子11a在第一电极2a与第二电极3a之间移动。出于进一步提高导通可靠性的观点,优选的是获得如下连接构造体:在沿与所述第一电极、所述连接部以及所述第二电极与的层叠方向正交的方向观察连接构造体时,在所述第一电极与所述第二电极的相互对置的部分配置有所述连接部中的所述焊锡部100%中的50%以上(优选的是60%以上,更优选的是70%以上)。

所述加热工序中的所述加热温度优选的是140℃以上,更优选的是160℃以上,并且优选的是450℃以下,更优选的是250℃以下,进一步优选的是200℃以下。

如所述那样,获得图1、2所示的连接构造体1。在所述加热工序后,能够从具备盖部件的固定夹具20取出连接构造体1。由于固定夹具21具有间隙部21d,因此能够容易地取出连接构造体1。

所述第一、第二连接对象部件不被特别限定。作为所述第一、第二连接对象部件,具体而言,可列举半导体芯片、半导体封装、led芯片、led封装、电容器以及二极管等电子部件、还有树脂膜、印刷电路基板、挠性印刷基板、挠性扁平电缆、刚挠结合基板、玻璃环氧基板以及玻璃基板等电路基板等电子部件等。所述第一、第二连接对象部件优选的是电子部件。

所述第一连接对象部件以及所述第二连接对象部件内的至少一方优选的是树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平电缆或者刚挠结合基板。所述第二连接对象部件优选的是树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平电缆或者刚挠结合基板。树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平电缆以及刚挠结合基板具有柔软性较高且相对较轻量的性质。在这种连接对象部件的连接中使用了导电膜的情况下,存在焊锡难以聚集到电极上的趋势。与此相对,在使用了导电糊剂的情况下,即使使用了树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平电缆或者刚挠结合基板,也能够通过使用导电糊剂将焊锡高效地聚集到电极上,充分地提高电极间的导通可靠性。在使用树脂膜、挠性印刷基板、挠性扁平电缆或者刚挠结合基板的情况下,与使用半导体晶片等其他连接对象部件的情况相比,可进一步有效地获得本发明所带来的电极间的导通可靠性的提高效果。

作为设于所述连接对象部件的电极,可列举金电极、镍电极、锡电极、铝电极、铜电极、钼电极、银电极、sus电极、钨电极等金属电极。在所述连接对象部件是挠性印刷基板的情况下,所述电极优选的是金电极、镍电极、锡电极、银电极或者铜电极。在所述连接对象部件是玻璃基板的情况下,所述电极优选的是铝电极、铜电极、钼电极、银电极或者钨电极。此外,在所述电极是铝电极的情况下,可以是仅由铝形成的电极,也可以是在金属氧化物层的表面层叠有铝层的电极。作为所述金属氧化物层的材料,可列举掺杂了3价的金属元素的氧化铟以及掺杂了3价的金属元素的氧化锌等。作为所述3价的金属元素,可列举sn、al以及ga等。

以下,列举实施例以及比较例具体地说明本发明。本发明并不仅限定于以下的实施例。

(实施例1)

在实施例1中,使用了图6、图7(a)~(e)以及图8所示的具备盖的固定夹具20。在实施例1中,经由图3(a)~(d)以及图4所示的各工序制成图1、2所示的连接构造体1。

准备如下导电糊剂,其包含作为聚合物的苯氧树脂25重量部、作为热固化性化合物的间苯二酚型环氧化合物15重量部、作为热固化剂的季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)10重量部、作为助熔剂的戊二酸2重量部、焊锡粒子48重量部。

准备l/s为300μm/200μm、且在上表面具有电极长度3mm的铜电极图案(铜电极的厚度12μm)的玻璃环氧基板(fr-4基板,厚度0.6mm)(第一连接对象部件)。

准备l/s为300μm/200μm、且在下表面具有电极长度5mm的铜电极图案(铜电极的厚度12μm)的挠性印刷基板(利用聚酰亚胺形成,第二连接对象部件,厚度0.1mm)。

在所述具备盖部件的固定夹具20中的固定夹具21的第一凹部21a内,配置所述玻璃环氧基板。

在所述玻璃环氧基板的上表面,以在玻璃环氧基板的电极上成为厚度100μm的方式,使用金属掩模,通过丝网印刷涂布所述导电糊剂,形成了导电糊剂层(第一配置工序)。接下来,在导电糊剂层的上表面,将所述挠性印刷基板以使电极彼此对置的方式进行层叠(第二配置工序)。此时,在第二凹部21b的内侧配置了挠性印刷基板。接下来,关闭盖部件22。之后,以使导电糊剂层的温度达到190℃的方式,一边用热风加热一边焊锡使熔融,并且使导电糊剂层以190℃以及10秒固化(加热工序)。在该加热时,使未位于第一电极与第二电极之间的所述焊锡粒子在所述第一电极与所述第二电极之间移动,获得了连接构造体。此外,在所述第二配置工序以及所述加热工序中,未将挠性印刷基板加压。

在获得的连接构造体中,在沿与第一电极、连接部以及第二电极的层叠方向正交的方向观察连接构造体时,在第一电极与第二电极的相互对置的部分配置有连接部中的焊锡部100%中的70%以上。

在获得的20个连接构造体中,分别通过4端子法,测定了上下的电极间的每1连接位置的连接电阻。计算出连接电阻的平均值。此外,根据电压=电流×电阻的关系,能够通过测定流过恒定的电流时的电压来求出连接电阻。获得的连接构造体中的连接电阻的平均值为50mω以下,导通可靠性优异。

(实施例2)

在所述第二配置工序中,除了以0.02mpa的压力对挠性印刷基板进行加压以外与实施例1相同,获得了连接构造体。

在实施例2中获得的连接构造体的连接电阻的平均值是在实施例1中获得的连接构造体的连接电阻的平均值的1.02倍。

(实施例3)

在所述第二配置工序中,除了以0.05mpa的压力对挠性印刷基板进行加压以外与实施例1相同,获得了连接构造体。

在实施例3中获得的连接构造体的连接电阻的平均值是在实施例1中获得的连接构造体的连接电阻的平均值的1.05倍。

(实施例4)

在所述第二配置工序中,除了以0.1mpa的压力对挠性印刷基板进行加压以外与实施例1相同,获得了连接构造体。

在实施例4中获得的连接构造体的连接电阻的平均值是在实施例1中获得的连接构造体的连接电阻的平均值的1.1倍。

(实施例5)

在所述第二配置工序中,除了以0.2mpa的压力对挠性印刷基板进行加压以外与实施例1相同,获得了连接构造体。

在实施例5中获得的连接构造体的连接电阻的平均值是在实施例1中获得的连接构造体的连接电阻的平均值的1.5倍。

附图标记说明

1、1x…连接构造体

2…第一连接对象部件

2a…第一电极

3…第二连接对象部件

3a…第二电极

3b…一端

3c…另一端

4、4x…连接部

4a、4xa…焊锡部

4b、4xb…固化物部

5…阻焊剂膜

6…覆盖层

11…导电材料

11a…焊锡粒子

11b…热固化性成分

20…盖部件具备固定夹具

21…固定夹具

21a…第一凹部

21b…第二凹部

21c…角部

21d…间隙部

22…盖部件

23…连接部件(枢纽)

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