TW202603100A - 導電組合物、導電片材、連接構造體、連接構造體之製造方法、積層體及積層體之製造方法 - Google Patents

導電組合物、導電片材、連接構造體、連接構造體之製造方法、積層體及積層體之製造方法

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TW202603100A TW114112741A TW114112741A TW202603100A TW 202603100 A TW202603100 A TW 202603100A TW 114112741 A TW114112741 A TW 114112741A TW 114112741 A TW114112741 A TW 114112741A TW 202603100 A TW202603100 A TW 202603100A
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Abstract

本發明提供一種適於經微細化之電極之安裝之新穎的導電組合物。本發明之導電組合物包含有機金屬鹽及樹脂。本發明之導電片材1包含上述導電組合物。本發明之連接構造體100具備配置有第1電極21之第1基板20、配置有第2電極31之第2基板30、及連接第1基板20與第2基板30之連接構件10。連接構件10係由上述導電組合物所形成。本發明之積層體200具備基板40、及被覆基板40之被覆層15。被覆層15係由上述導電組合物所形成。

Description

導電組合物、導電片材、連接構造體、連接構造體之製造方法、積層體及積層體之製造方法
本發明係關於一種導電組合物、導電片材、連接構造體、連接構造體之製造方法、積層體及積層體之製造方法。
於使電子零件與配線基板連接之基板安裝等技術領域中，利用各向異性導電組合物。各向異性導電組合物藉由在配置於電子零件與配線基板之間之狀態下進行加熱，對電子零件與配線基板之積層方向表現出導電性，另一方面，對與該積層方向正交之方向(面方向)確保絕緣性。
作為各向異性導電組合物，已知有使焊料粒子及熱硬化性樹脂組合而得者(例如專利文獻1)。若將該各向異性導電組合物進行加熱，則焊料粒子於電子零件之電極與配線基板之電極之間凝聚並熔融。其後，藉由將熔融後之焊料冷卻而固化，從而使電子零件之電極與配線基板之電極電性連接。於不存在電極之區域，維持由樹脂帶來之絕緣性，而焊料粒子未發生凝聚。藉由此種機制，表現出電特性於電子零件與配線基板之積層方向與面方向上不同之各向異性。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2012-216770號公報
[發明所欲解決之問題] 近年來，隨著配置於電子零件或配線基板之電極之微細化(尤其是窄間距化)之推進，於先前之導電組合物中，有焊料粒子溢出存在電極之區域並凝聚，無法適當地安裝之傾向。為應對電極之微細化，亦考慮縮小焊料粒子之粒徑。然而，於此情形時，不僅需要另行對焊料粒子進行分級操作，亦會增加焊料粒子中之氧化覆膜之比率，由此亦有焊料粒子之凝聚性下降之傾向。
對此，本發明提供一種適於經微細化之電極之安裝之新穎的導電組合物。 [解決問題之技術手段]
本發明提供： 一種導電組合物，其包含有機金屬鹽及樹脂。
進而，本發明提供： 一種導電片材，其包含上述導電組合物。
進而，本發明提供： 一種連接構造體，其具備： 配置有第1電極之第1基板； 配置有第2電極之第2基板；及 連接上述第1基板與上述第2基板之連接構件；且 上述連接構件係由上述導電組合物所形成。
進而，本發明提供： 一種連接構造體之製造方法，其係製造上述連接構造體之方法，且包括： 於上述第1基板及上述第2基板之間配置上述導電組合物；及 將上述導電組合物進行加熱而形成上述連接構件。
進而，本發明提供： 一種積層體，其具備： 基板；及 被覆上述基板之被覆層；且 上述被覆層係由上述導電組合物所形成。
進而，本發明提供： 一種積層體之製造方法，其係製造上述積層體之方法，且包括： 於上述基板上配置上述導電組合物；及 將上述導電組合物進行加熱而形成上述被覆層。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種適於經微細化之電極之安裝之新穎的導電組合物。
本發明之第1態樣之導電組合物包含： 有機金屬鹽及樹脂。
本發明之第2態樣例如係如第1態樣之導電組合物，其中上述有機金屬鹽之解離能為10,000 kJ/mol以下。
本發明之第3態樣例如係如第1或第2態樣之導電組合物，其中上述有機金屬鹽包含有機離子及金屬離子。
本發明之第4態樣例如係如第3態樣之導電組合物，其中上述有機離子具有選自由羧酸鹽基及烯醇鹽基所組成之群中之至少一者。
本發明之第5態樣例如係如第3或第4態樣之導電組合物，其中上述金屬離子包含選自由金離子、銀離子、銅離子、鎳離子、錫離子及鋁離子所組成之群中之至少一者。
本發明之第6態樣例如係如第1至第5態樣中任一項之導電組合物，其中上述樹脂包含熱硬化性樹脂。
本發明之第7態樣例如係如第6態樣之導電組合物，其中上述熱硬化性樹脂包含環氧樹脂。
本發明之第8態樣例如係如第6或第7態樣之導電組合物，其中上述熱硬化性樹脂包含液體之環氧樹脂、及固體之環氧樹脂。
本發明之第9態樣例如係如第1至第8態樣中任一項之導電組合物，其進而包含酸。
本發明之第10態樣例如係如第9態樣之導電組合物，其中上述酸包含有機酸。
本發明之第11態樣例如係如第9或第10態樣之導電組合物，其中上述酸之酸解離常數pKa未達5.3。
本發明之第12態樣之導電片材包含： 如第1至第11態樣中任一項之導電組合物。
本發明之第13態樣之連接構造體具備： 配置有第1電極之第1基板； 配置有第2電極之第2基板；及 連接上述第1基板與上述第2基板之連接構件；且 上述連接構件係由如第1至第11態樣中任一項之導電組合物所形成。
本發明之第14態樣之連接構造體之製造方法係製造如第13態樣之連接構造體之方法，且包括： 於上述第1基板及上述第2基板之間配置上述導電組合物；及 將上述導電組合物進行加熱而形成上述連接構件。
本發明之第15態樣之積層體具備： 基板；及 被覆上述基板之被覆層；且 上述被覆層係由如第1至第11態樣中任一項之導電組合物所形成。
本發明之第16態樣之積層體之製造方法係製造如第15態樣之積層體之方法，且包括： 於上述基板上配置上述導電組合物；及 將上述導電組合物進行加熱而形成上述被覆層。
以下，對本發明之詳情進行說明，但以下之說明之主旨並非將本發明限制於特定之實施方式。
＜導電組合物之實施方式＞ 本實施方式之導電組合物包含有機金屬鹽及樹脂。導電組合物典型地為可用於基板安裝等之各向異性導電組合物。尤其是，導電組合物藉由包含有機金屬鹽，適於經微細化之電極之安裝。
於導電組合物中，有機金屬鹽可分散於樹脂中，亦可與樹脂相溶。但是，有機金屬鹽可於樹脂中部分凝聚，凝聚之有機金屬鹽亦可具有粒子之形狀。
(有機金屬鹽) 有機金屬鹽典型地為包含有機離子及金屬離子之鹽。有機金屬鹽之解離能較佳為10,000 kJ/mol以下。根據解離能較低之有機金屬鹽，能夠將安裝時之導電組合物之加熱溫度設定得較低。有機金屬鹽之解離能較佳為8,000 kJ/mol以下，可為5,000 kJ/mol以下、3,500 kJ/mol以下、3,000 kJ/mol以下、1,000 kJ/mol以下、800 kJ/mol以下，進而亦可為700 kJ/mol以下。有機金屬鹽之解離能之下限例如為100 kJ/mol以上，可為300 kJ/mol以上，進而亦可為500 kJ/mol以上。尤其是，解離能為300～800 kJ/mol之有機金屬鹽能夠於低溫下進行離子化，所形成之金屬離子於樹脂內之移動性亦較高，故適於低溫安裝。
於本說明書中，有機金屬鹽之解離能意指為使有機金屬鹽中所含之各離子(典型地為有機離子及金屬離子)解離所需之能量。有機金屬鹽之解離能例如相當於自金屬離子單質之能量EM與有機離子單質之能量EO之合計值減去有機金屬鹽之能量ES而得之值(EM＋EO－ES)。再者，能量EM、EO及ES之值可藉由量子化學計算而算出。
有機金屬鹽中所含之有機離子典型地為陰離子，且具有包含負電荷之官能基X。作為官能基X，可例舉羧酸鹽基(-COO-)、烯醇鹽基(-CR=C(-O-)R：R相互獨立地為氫原子或任意取代基)等。有機離子中，作為官能基X，較佳為具有選自由羧酸鹽基及烯醇鹽基所組成之群中之至少一者，尤佳為具有羧酸鹽基。
有機離子中所含之官能基X之數量並無特別限定，例如為1～5，亦可為1～3。有機離子較佳為包含1個官能基X。
有機離子較佳為烴化合物中所含之至少1個氫原子被官能基X取代而成者。烴化合物亦可進而具有除官能基X以外之其他取代基。作為其他取代基，可例舉鹵基、羥基、酮基等。作為鹵素，可例舉氟、氯、溴、碘等。
烴化合物之碳數例如為1～10，可為1～5，進而亦可為1～3。烴化合物可為直鏈狀，亦可為支鏈狀。烴化合物較佳為烷烴。作為烷烴，可例舉甲烷、乙烷、丙烷等。再者，烴化合物可包含芳香環等環結構，亦可不含環結構。作為芳香環之具體例，可例舉苯環等。
作為包含羧酸鹽基作為官能基X之有機離子之具體例，可例舉乳酸根離子、乙酸根離子、三氟乙酸根離子、甲酸根離子、檸檬酸根離子、苯甲酸根離子等。作為包含烯醇鹽基作為官能基X之有機離子之具體例，可例舉乙醯丙酮根等。
有機金屬鹽中所含之金屬離子典型地為陽離子。金屬離子之價數例如為1～4，亦可為1～2。
金屬離子例如可根據後述連接構造體之用途、基板之種類、連接構造體之製作條件等而適當選擇，較佳為包含選自由金離子、銀離子、銅離子、鎳離子、錫離子及鋁離子所組成之群中之至少一者。
作為有機金屬鹽之具體例，可例舉：乳酸銀鹽、苯甲酸銀鹽、三氟乙酸銀鹽、檸檬酸三銀鹽水合物、乙醯丙酮銀鹽、乙醯丙酮銅(II)鹽、乙酸錫(II)鹽等。
導電組合物中之有機金屬鹽之含有率例如為0.1 wt%以上，可為0.5 wt%以上、1.0 wt%以上、3.0 wt%以上、5.0 wt%以上、8.0 wt%以上，進而亦可為10 wt%以上。有機金屬鹽之含有率之上限例如為60 wt%以下，可為40 wt%以下，進而亦可為20 wt%以下。
(樹脂) 作為樹脂，可利用於各向異性導電組合物之領域公知者，例如可例舉熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂等。樹脂較佳為包含熱硬化性樹脂。熱硬化性樹脂較佳為包含環氧樹脂，尤佳為包含液體之環氧樹脂及固體之環氧樹脂兩者。但是，熱硬化性樹脂亦可僅包含液體之環氧樹脂作為環氧樹脂。再者，於本說明書中，「液體」意指於大氣壓下(101.325 kPa)，於20℃下為液體狀態之物質，「固體」意指於大氣壓下，於20℃下為固體狀態之物質。樹脂亦可為可溶解於水之水溶性樹脂。
作為環氧樹脂(熱硬化性環氧樹脂)，可例舉：雙酚型環氧樹脂(例如，雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、及雙酚S型環氧樹脂)、酚醛清漆型環氧樹脂(例如，苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、及聯苯型環氧樹脂)、萘型環氧樹脂、茀型環氧樹脂(例如，雙芳基茀型環氧樹脂)、三苯甲烷型環氧樹脂(例如，三羥基苯基甲烷型環氧樹脂)等。
再者，導電組合物中所含之樹脂不限定於環氧樹脂。作為除環氧樹脂以外之其他樹脂，可例舉：丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、胺基樹脂、脲樹脂、胺基甲酸酯樹脂、丁醛樹脂、聚乙烯醇樹脂、酚樹脂、聚醯胺樹脂、三聚氰胺樹脂等。
導電組合物較佳為包含液體之樹脂(液狀樹脂)及固體之樹脂(固形樹脂)兩者。導電組合物中之固形樹脂之含有率(wt%)相對於液狀樹脂之含有率(wt%)與固形樹脂之含有率(wt%)之合計值的比率例如為50%以上，可為60%以上、70%以上、80%以上，進而亦可為90%以上。該比率亦可為100%。有該比率愈高，則於在離型片材上塗佈導電組合物而製作導電片材之情形時，愈不易發生導電片材中之材料相對於離型片材之經時性收縮之傾向。
導電組合物中之樹脂之含有率例如為30 wt%以上，可為50 wt%以上、70 wt%以上，進而亦可為80 wt%以上。樹脂之含有率之上限例如為99 wt%以下，亦可為95 wt%以下。
(酸) 導電組合物進而較佳為包含酸。根據酸，可將安裝時之導電組合物之加熱溫度設定得更低。
酸之酸解離常數pKa(尤其是第一酸解離常數)較佳為未達5.3。酸之pKa較佳為5.0以下，可為4.7以下、4.5以下、4.0以下、3.5以下、3.0以下，進而亦可為2.5以下。酸之pKa愈低，則愈能夠使有機金屬鹽於低溫下進行離子化，故適於低溫安裝。酸之pKa之下限例如為1.5以上。於本說明書中，pKa為25℃之水中之值。
作為酸，可例舉有機酸、無機酸等。酸較佳為包含有機酸。有機酸典型地為包含羧基等酸性基之化合物。有機酸中所含之酸性基之數量例如為1以上，可為1～3，進而亦可為1～2。有機酸較佳為包含1個酸性基。
有機酸較佳為烴化合物中所含之至少1個氫原子被酸性基取代而成者。烴化合物亦可進而具有除酸性基以外之其他取代基。作為烴化合物或其他取代基，可例舉關於有機金屬鹽以上所說明者。
烴化合物較佳為烷烴或烯烴。作為烷烴，可例舉關於有機金屬鹽以上所說明者。作為烯烴，可例舉乙烯、丙烯等。
作為有機酸之具體例，可例舉丙烯酸、三氟甲基丙烯酸、甲基丙烯酸、乳酸、戊二酸、甲酸等。
作為無機酸之具體例，可例舉硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸等。
導電組合物中之酸之含有率例如為10 wt%～60 wt%，可為30 wt%～50 wt%。導電組合物亦可不含酸。
(其他成分) 導電組合物亦可進而包含除有機金屬鹽、樹脂及酸以外之其他成分。作為其他成分，可例舉：溶劑、硬化劑、觸變劑、消泡劑、抗氧化劑、增黏劑、錯合劑、還原劑、pH值緩衝劑等。
導電組合物中之其他成分之含有率例如為30 wt%以下，可為10 wt%以下、5 wt%以下、1 wt%以下，進而亦可為0.1 wt%以下。導電組合物可實質上不含其他成分(尤其溶劑)。
＜導電片材之實施方式＞ 圖1係模式性地表示本實施方式之導電片材1之剖視圖。導電片材1包含上述導電組合物。詳細而言，導電片材1除不含溶劑以外，具有與導電組合物相同之組成。但是，導電片材1可少量包含來自導電組合物之溶劑。再者，於導電組合物包含熱硬化性樹脂之情形時，於導電片材1中，熱硬化性樹脂典型地以未硬化之狀態存在。
導電片材1之厚度例如為0.1 μm以上，可為1 μm以上、5 μm以上，進而亦可為10 μm以上。導電片材1之厚度之上限例如為10 mm以下，可為1 mm以下、500 μm以下、100 μm以下，進而亦可為50 μm以下。導電片材1之厚度較佳為5 μm～50 μm。
導電片材1例如可藉由如下之方法製作。首先，準備離型片材，於該離型片材上塗佈導電組合物。藉由使所獲得之塗佈膜乾燥，於離型片材上形成導電片材1。藉由自導電片材1揭下離型片材，可獲得導電片材1。
＜連接構造體之實施方式＞ 圖2A係模式性地表示本實施方式之連接構造體100之剖視圖。連接構造體100具備第1基板20、第2基板30及連接構件10。於第1基板20配置有第1電極21，於第2基板30配置有第2電極31。連接構件10係由上述導電組合物所形成，且連接第1基板20與第2基板30。第1基板20、連接構件10及第2基板30於積層方向Y上依序排列。
第1基板20具有與連接構件10相對向之主面(第1基板20之具有最大面積之面)，於該主面上配置有第1電極21。第1電極21可於第1基板20上配置為圖案狀。又，於第1基板20可配置複數個第1電極21。於圖2A之例中，於第1基板20配置有複數個第1電極21a、21b及21c。再者，第1電極21之寬度(線)可為20 μm以下，亦可為10 μm以下。相鄰之2個第1電極21之距離(間距)可為20 μm以下，亦可為10 μm以下。第1電極21之線與間距之組合(L/S：線與間距)可為20 μm以下/20 μm以下，亦可為10 μm以下/10 μm以下。
與第1基板20同樣地，第2基板30具有與連接構件10相對向之主面，於該主面上配置有第2電極31。第2電極31與第1電極21相對向，該等電極21及31沿著積層方向Y而排列。詳細而言，第2電極31於俯視下與第1電極21重疊。第2電極31可於第2基板30上配置為圖案狀。又，於第2基板30可配置複數個第2電極31。於圖2A之例中，於第2基板30配置有複數個第2電極31a、31b及31c。複數個第2電極31a、31b及31c分別與複數個第1電極21a、21b及21c相對向。再者，第2電極31之L/S典型地與第1電極21相同。
作為第1電極21及第2電極31之材料，可利用公知者。第1電極21及第2電極31之材料例如為銅、鎳等金屬。
作為配置有電極之第1基板20及第2基板30之具體例，可例舉：半導體晶片、半導體封裝體、LED晶片、LED封裝體、電容器、二極體等電子零件；樹脂膜、印刷基板、軟性印刷基板、軟性扁平電纜、剛性軟性基板、玻璃環氧基板、玻璃基板等配線基板等。較佳為第1基板20及第2基板30中之一者為電子零件，另一者為配線基板。
連接構件10具有導電部6及絕緣部7。導電部6與配置於第1基板20之第1電極21、及配置於第2基板30之第2電極31之各者直接相接，從而將該等電性連接。根據導電部6，能夠對積層方向Y表現出導電性。
導電部6較佳為於俯視下與第1電極21及第2電極31之各者重疊。於第1電極21及第2電極31配置為圖案狀之情形時，較佳為導電部6亦配置為圖案狀。又，連接構件10可具有複數個導電部6。於圖2A之例中，連接構件10具有複數個導電部6a、6b及6c。導電部6a與第1電極21a及第2電極31a之各者直接相接，導電部6b與第1電極21b及第2電極31b之各者直接相接，導電部6c與第1電極21c及第2電極31c之各者直接相接。
導電部6較佳為包含金屬作為主成分。導電部6中所含之金屬典型地為來自導電組合物之有機金屬鹽者。再者，於本說明書中，「主成分」意指於所提及之構件中以重量比計包含最多之成分。導電部6亦可包含除金屬以外之其他成分(例如樹脂)。
絕緣部7包圍導電部6，填埋第1基板20及第2基板30之間之空間中不存在導電部6之空間。絕緣部7與未配置第1電極21之第1基板20之表面、及未配置第2電極31之第2基板30之表面之各者直接相接。根據絕緣部7，能夠對與積層方向Y正交之面方向X確保絕緣性。
絕緣部7較佳為包含樹脂作為主成分。絕緣部7中所含之樹脂可與導電組合物之樹脂相同，亦可為導電組合物之樹脂(尤其是熱硬化性樹脂)硬化而得之硬化物。再者，絕緣部7亦可包含除樹脂以外之其他成分(例如有機金屬鹽)。
本實施方式之連接構造體100之製造方法例如包括：於第1基板20及第2基板30之間配置導電組合物；及將導電組合物進行加熱而形成連接構件10。
詳細而言，連接構造體100可藉由如下之方法製作。首先，如圖2B所示，於第1基板20及第2基板30之間配置包含導電組合物之導電片材1。但是，亦可利用公知之塗佈法或印刷法於第1基板20及第2基板30之間配置導電組合物，而不使用導電片材1。
繼而，將包含導電組合物之導電片材1進行加熱。導電片材1之加熱可利用回焊爐或烘箱進行。導電片材1之加熱溫度可根據導電組合物之組成而適當調整，例如為30℃～300℃。導電片材1之加熱溫度可為250℃以下，亦可為200℃以下、180℃以下、150℃以下、130℃以下、100℃以下、80℃以下，進而亦可為50℃以下。導電片材1之加熱時間並無特別限定，例如為1秒～10分鐘。
若將導電片材1進行加熱，則來自導電組合物中之有機金屬鹽之金屬沉積於第1電極21及第2電極31之表面，沉積物形成導電部6。電極上之金屬之沉積可藉由有機金屬鹽中所含之金屬離子與電極之材料等發生氧化還原反應而產生。於未配置第1電極21之第1基板20之表面、或未配置第2電極31之第2基板30之表面，未產生金屬之沉積而形成絕緣部7。再者，於將導電片材1進行加熱時，可將導電片材1軟化，使第1電極21及第2電極31之各者嵌入導電片材1之內部。於導電組合物包含熱硬化性樹脂之情形時，較佳為藉由將導電片材1進行加熱，而使熱硬化性樹脂硬化。
於將導電片材1進行加熱時，亦可對第1基板20、導電片材1及第2基板30之積層體，於積層方向Y上施加應力，從而使該等進行壓接。根據該操作，有連接構造體100之強度提昇之傾向。
如上所述，藉由將導電片材1進行加熱，而形成具有導電部6及絕緣部7之連接構件10，藉此可獲得連接構造體100。再者，於本實施方式之導電組合物中，包含有機金屬鹽來代替先前之焊料粒子。有機金屬鹽中所含之金屬離子不僅尺寸遠小於焊料粒子，而且可利用氧化還原反應使金屬於電極上沉積。因此，根據本實施方式之導電組合物，即便於使用經微細化之電極(例如，L/S為20 μm以下/20 μm以下之電極)之情形時，亦能夠於電極上確實地形成導電部6，適於安裝。
＜積層體之實施方式＞ 圖3A係模式性地表示本實施方式之積層體200之剖視圖。積層體200具備基板40及被覆層15。被覆層15由上述導電組合物所形成，被覆基板40。詳細而言，被覆層15被覆基板40之一主面。被覆層15可被覆基板40之整個主面，亦可部分被覆基板40之主面。
於基板40配置有電極41。電極41例如配置於與被覆層15相對向之基板40之主面上。電極41可於基板40上配置為圖案狀。又，於基板40可配置複數個電極41。於圖3A之例中，於基板40配置有複數個電極41a、41b及41c。作為基板40及電極41之例，可例舉關於第1基板20及第1電極21以上所說明者。
被覆層15例如具有導電部16及絕緣部17。被覆層15之導電部16與配置於基板40之電極41直接相接，從而與電極41電性連接。導電部16於基板40與被覆層15之積層方向Y上延伸。
導電部16較佳為於俯視下與電極41重疊。於電極41配置為圖案狀之情形時，導電部16亦較佳為配置為圖案狀。又，被覆層15可具有複數個導電部16。於圖3A之例中，被覆層15具有複數個導電部16a、16b及16c。導電部16a與電極41a直接相接，導電部16b與電極41b直接相接，導電部16c與電極41c直接相接。再者，導電部16之材料與關於連接構件10以上所說明者相同。
絕緣部17包圍導電部16，與未配置電極41之基板40之表面直接相接。再者，絕緣部17之材料與關於連接構件10以上所說明者相同。
本實施方式之積層體200之製造方法例如包括：於基板40上配置導電組合物；及將導電組合物進行加熱而形成被覆層15。
詳細而言，積層體200可藉由如下之方法製作。首先，如圖3B所示，於基板40上配置包含導電組合物之導電片材1。但是，亦可利用公知之塗佈法或印刷法於基板40上配置導電組合物，而不使用導電片材1。
繼而，將包含導電組合物之導電片材1進行加熱。導電片材1之加熱條件可例舉關於連接構造體100以上所說明者。若將導電片材1進行加熱，則來自導電組合物中之有機金屬鹽之金屬沉積於電極41之表面，沉積物形成導電部16。電極上之金屬之沉積可藉由有機金屬鹽中所含之金屬離子與電極之材料等發生氧化還原反應而產生。於未配置電極41之基板40之表面，未產生金屬之沉積而形成絕緣部17。再者，於將導電片材1進行加熱時，可將導電片材1軟化，使電極41嵌入導電片材1之內部。於導電組合物包含熱硬化性樹脂之情形時，較佳為藉由將導電片材1進行加熱，而使熱硬化性樹脂硬化。
於將導電片材1進行加熱時，亦可對基板40及導電片材1之積層體，於積層方向Y上施加應力，從而使該等進行壓接。根據該操作，有積層體200之強度提昇之傾向。
如上所述，藉由將導電片材1進行加熱，形成具有導電部16及絕緣部17之被覆層15，藉此可獲得積層體200。
再者，於導電組合物包含熱塑性樹脂或水溶性樹脂之情形時，可利用水或有機溶劑等溶劑，去除上述絕緣部17。於此情形時，被覆層15可不具有絕緣部17，亦可僅由導電部16構成。 [實施例]
以下，藉由實施例及比較例更詳細地說明本發明，但本發明不限定於此。
(實施例1) 首先，於作為有機金屬鹽之三氟乙酸銀鹽10重量份中添加液體之環氧樹脂(雙酚A型環氧樹脂，Mitsubishi Chemical公司製造，jER828)50重量份，攪拌至均勻為止。於所獲得之混合液中添加固體之環氧樹脂(Nippon Steel Chemical & Material公司製造，YD-017)50重量份、及丙酮。藉此，獲得固形物成分濃度70 wt%之導電組合物。繼而，使用敷料器，將該導電組合物塗佈至剝離襯墊，於60℃、5分鐘之條件下使其乾燥。藉此，獲得實施例1之導電片材(厚度10 μm)。
(實施例2～33) 將有機金屬鹽或樹脂之種類及調配量等變更為如表1～3所示，除此以外，藉由與實施例1相同之方法，獲得實施例2～33之導電片材。再者，於實施例8～33中，酸亦與固體之環氧樹脂及丙酮一同添加至混合液。
(比較例1) 首先，於焊料粒子(SAC305，Sn96.5Ag3.0Cu0.5，三井金屬礦業公司製造，平均粒徑(D50)7 μm)175重量份中添加液體之環氧樹脂(雙酚A型環氧樹脂，Mitsubishi Chemical公司製造，jER828)50重量份，攪拌至均勻為止。於所獲得之混合液中混合固體之環氧樹脂(Nippon Steel Chemical & Material公司製造，YD-017)50重量份、戊二酸(富士軟片和光純藥公司製造)15重量份、及丙酮。藉此，獲得固形物成分濃度70 wt%之導電組合物。繼而，使用敷料器，將該導電組合物塗佈至剝離襯墊，於60℃、5分鐘之條件下使其乾燥。藉此，獲得比較例1之導電片材(厚度10 μm)。
(比較例2) 使用SAC305(Sn96.5Ag3.0Cu0.5，三井金屬礦業公司製造，平均粒徑(D50)10 μm)作為焊料粒子，除此以外，藉由與比較例1相同之方法，獲得比較例2之導電片材(厚度10 μm)。
[評估] (有機金屬鹽之解離能) 實施例中所使用之有機金屬鹽之解離能係藉由如下之方法測定。首先，使用Python之RDkit模組，自有機金屬鹽之smiles記法之分子結構生成三維結構。此時，將銀離子(Ag+)置換為銣離子(Rb+)，將錫離子(Sn2+)置換為銅離子(Cu2+)。將所獲得之三維結構之分子配置於4×4×3 nm3之週期性邊界條件。將該結構作為初始結構，於800 K、1 ns之條件下執行NVE系綜(ensemble)之分子動力學計算。自計算結果之軌跡提取每5 ps之結構，對其全部實施結構最佳化計算。於所獲得之200個最佳化結構中，提取能量最低之結構(穩定結構)。再者，分子動力學計算及結構最佳化計算係使用Dassault Systemes公司製造之Materials Studio之Forcite模組。於分子動力學計算中，使用COMPASS III力場。
繼而，對於所獲得之穩定結構，將置換後之金屬離子再次置換為原本之金屬離子。將置換後之結構用作初始結構，執行結構最佳化計算。對於所獲得之最佳化結構、及自該最佳化結構提取之有機離子單質及金屬離子單質，實施基於單點計算之能量評估，特定出各者之能量。將自金屬離子單質之能量EM與有機離子單質之能量EO之合計值減去有機金屬鹽之能量ES而得之值(EM＋EO－ES)特定為有機金屬鹽之解離能。再者，量子化學計算係使用Gaussian公司製造之Gaussian16進行。對於函數系統及基底系統，採用B3LYP/LANL2DZ，由Grimme等實施D3修正。
(安裝評估) 對於實施例及比較例之導電片材，藉由如下之方法，進行針對經微細化之電極之安裝評估。首先，準備配置有700個電極之虛設晶圓(基板)。基板之尺寸為縱10 mm×橫10 mm。電極為直徑10 μm之圓柱狀，相鄰之電極之間之距離為10 μm(L/S：10 μm/10 μm)。
繼而，以與電極接觸之方式，將縱10 mm×橫10 mm之尺寸之導電片材配置於基板上，於真空條件下，於50℃下進行貼合處理。繼而，將縱10 mm×橫10 mm之尺寸之無鹼玻璃配置於導電片材上，進一步進行貼合。將藉此所獲得之試片安裝於真空加壓回焊裝置(SST International製造，Model1200 Table Top Furnace)，使其處於真空氛圍。
繼而，以表1～4所記載之溫度成為最高溫度之方式，以100℃/分鐘之升溫速度將試片加熱。此時，將試片於氮氣下加壓至4.5氣壓。試片係以最高溫度加熱2分鐘。藉由加熱處理，形成被覆基板之被覆層。利用光學顯微鏡(基恩士公司製造，VHX-8000)自無鹼玻璃側觀察該被覆層之表面。詳細而言，以500倍之放大倍率對7處進行顯微鏡觀察。作為觀察位置，以導電片材之一個角為基準，選擇縱2.5 mm×橫2.5 mm之位置P1、縱2.5 mm×橫7.5 mm之位置P2、縱5.0 mm×橫2.5 mm之位置P3、縱5.0 mm×橫5.0 mm之位置P4、縱5.0 mm×橫7.5 mm之位置P5、縱7.5 mm×橫2.5 mm之位置P6、及縱7.5 mm×橫7.5 mm之位置P7。
於各觀察位置確認是否於每個電極形成有導電部(是否集聚)。將形成有導電部者評估為良好(○)，算出良好之評估結果之個數相對於所觀察之所有電極之個數的比率，並基於下述基準，進行安裝評估。 ･評估基準 1：上述比率為30%以下。 2：上述比率為超過30%且60%以下。 3：上述比率為超過60%且90%以下。 4：上述比率為超過90%且100%以下。
再者，安裝評估係使用配置有銅電極作為電極之虛設晶圓、及配置有鎳電極之虛設晶圓。
(導通試驗) 使用實施例及比較例之導電片材，藉由以下之方法製作連接構造體，進行關於導通性之評估。
(1)連接構造體之製作 首先，準備2片附Cu電極之FPC基板(電極□100 μm，電極端間距離100 μm)。繼而，將剝離襯墊自所製作之導電片材剝離，於2片FPC基板之間配置導電片材。此時，使用高精度黏晶裝置(Finetech公司製造，名為「FINEPLACER lambda 2」之商品)，對於相對向之FPC基板之電極進行調整以使位置介隔導電片材而對準。
繼而，將積層體配置於真空加壓回焊裝置(SST Vacuum Reflow System公司製造，名為「Model1200 Table Top Furnace」之商品)內，實施抽真空。繼而，於氮氣4.5氣壓之條件下，以升溫速度100℃/分鐘加熱至表1～3所記載之溫度並保持15分鐘，藉此獲得連接構造體。
(2)導通性之評估 對於該連接構造體，使用數位萬用表(名稱「PC500a」，三和電氣計測公司製造)，測定對向電極間之電阻值，並基於下述基準，評估對向電極之電性連接(導通性)。 2：能夠測定電阻值(電阻值測定為正值)。 1：無法測定電阻值(自萬用表之測定範圍過載)。
[表1]
解離能 [kJ/mol] pKa 實施例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
導電組合物 有機金屬鹽調配量[重量份] 三氟乙酸銀鹽 620 - 10 - - - - - - - - -
苯甲酸銀鹽 701 - - 10 - - - - - - - -
檸檬酸三銀鹽水合物 706 - - - 10 - - - - - - -
乳酸銀鹽 721 - - - - 10 - - - - - -
乙醯丙酮銀鹽 756 - - - - - 10 - - 10 - -
乙醯丙酮銅(II)鹽 3393 - - - - - - 10 - - 10 -
乙酸錫(II)鹽 2838 - - - - - - - 10 - - 10
酸調配量[重量份] 甲基丙烯酸 - 4.7 - - - - - - - 90 90 90
樹脂調配量[重量份] jER828 - - 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
YD-017 - - 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
安裝評估 加熱溫度[℃] 250
銅電極(L/S＝10 μm/10 μm) 4 4 4 4 4 - - - - -
鎳電極(L/S＝10 μm/10 μm) 4 4 4 4 4 3 3 - - -
加熱溫度[℃] 170
銅電極(L/S＝10 μm/10 μm) 4 4 4 4 - - - 4 - -
鎳電極(L/S＝10 μm/10 μm) 4 4 4 4 - - - 4 4 4
導通試驗 加熱溫度[℃] 250
FPC基板(L/S＝100 μm/100 μm) 2 2 2 2 2 - - - - -
加熱溫度[℃] 170
FPC基板(L/S＝100 μm/100 μm) 2 2 2 2 - - - 2 - -
[表2]
解離能 [kJ/mol] pKa 實施例
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
導電組合物 有機金屬鹽調配量[重量份] 三氟乙酸銀鹽 620 - 10 - - - 10 - - - - - -
苯甲酸銀鹽 701 - - 10 - - - 10 - - - - -
檸檬酸三銀鹽水合物 706 - - - 10 - - - 10 - - - -
乳酸銀鹽 721 - - - - 10 - - - 10 - - -
乙醯丙酮銀鹽 756 - - - - - - - - - 10 - -
乙醯丙酮銅(II)鹽 3393 - - - - - - - - - - 10 -
乙酸錫(II)鹽 2838 - - - - - - - - - - - 10
酸調配量[重量份] 乳酸 - 3.8 - - - - 90 90 90 90 90 90 90
甲基丙烯酸 - 4.7 90 90 90 90 - - - - - - -
樹脂調配量[重量份] jER828 - - 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
YD-017 - - 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
安裝評估 加熱溫度[℃] 50
銅電極(L/S＝10 μm/10 μm) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 - -
鎳電極(L/S＝10 μm/10 μm) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
導通試驗 加熱溫度[℃] 50
FPC基板(L/S＝100 μm/100 μm) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 - -
[表3]
解離能 [kJ/mol] pKa 實施例
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
導電組合物 有機金屬鹽調配量[重量份] 三氟乙酸銀鹽 620 - 10 - - - - - - 10 10 10 10 10
苯甲酸銀鹽 701 - - 10 - - - - - - - - - -
檸檬酸三銀鹽水合物 706 - - - 10 - - - - - - - - -
乳酸銀鹽 721 - - - - 10 - - - - - - - -
乙醯丙酮銀鹽 756 - - - - - 10 - - - - - - -
乙醯丙酮銅(II)鹽 3393 - - - - - - 10 - - - - - -
乙酸錫(II)鹽 2838 - - - - - - - 10 - - - - -
酸調配量[重量份] 三氟甲基丙烯酸 - 2.5 90 90 90 90 90 90 90 - - - - -
乳酸 - 3.8 - - - - - - - 90 90 90 90 90
樹脂調配量[重量份] jER828 - - 50 50 50 50 50 50 50 40 30 20 10 -
YD-017 - - 50 50 50 50 50 50 50 60 70 80 90 100
安裝評估 加熱溫度[℃] 50
銅電極(L/S＝10 μm/10 μm) 4 4 4 4 4 - - 4 4 4 3 3
鎳電極(L/S＝10 μm/10 μm) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3
導通試驗 加熱溫度[℃] 50
FPC基板(L/S＝100 μm/100 μm) 2 2 2 2 2 - - 2 2 2 2 2
[表4]
pKa 比較例
1 2
導電組合物 焊料粒子調配量 [重量份] SAC305(D50：7 μm) - 175 -
SAC305(D50：10 μm) - - 175
酸調配量 [重量份] 戊二酸 4.5 15 15
樹脂調配量 [重量份] jER828 - 50 50
YD-017 - 50 50
安裝評估 加熱溫度[℃] 250
銅電極(L/S＝10 μm/10 μm) 2 2
鎳電極(L/S＝10 μm/10 μm) 2 2
加熱溫度[℃] 170
銅電極(L/S＝10 μm/10 μm) 1 1
鎳電極(L/S＝10 μm/10 μm) 1 1
加熱溫度[℃] 50
銅電極(L/S＝10 μm/10 μm) 1 1
鎳電極(L/S＝10 μm/10 μm) 1 1
表1～4中之簡稱如下所述。 jER828：液體之環氧樹脂(雙酚A型環氧樹脂，Mitsubishi Chemical公司製造，jER828) YD-017：固體之環氧樹脂(Nippon Steel Chemical & Material公司製造，YD-017)
再者，實施例中所使用之有機金屬鹽及酸均為Sigma Aldrich公司製造。
如由表1～4可知，包含有機金屬鹽及樹脂之實施例之導電組合物相較於比較例之導電組合物，安裝評估之結果良好。根據該結果，可謂實施例之導電組合物適於經微細化之電極之安裝。 [產業上之可利用性]
本實施方式之導電組合物可利用於經微細化之電極之安裝。
1:導電片材 6,6a,6b,6c:導電部 7:絕緣部 10:連接構件 15:被覆層 16,16a,16b,16c:導電部 17:絕緣部 20:第1基板 21,21a,21b,21c:第1電極 30:第2基板 31,31a,31b,31c:第2電極 40:基板 41,41a,41b,41c:電極 100:連接構造體 200:積層體 X:面方向 Y:積層方向
圖1係模式性地表示本發明之一實施方式之導電片材之剖視圖。 圖2A係模式性地表示本發明之一實施方式之連接構造體之剖視圖。 圖2B係用以說明圖2A之連接構造體之製造方法之圖。 圖3A係模式性地表示本發明之一實施方式之積層體之剖視圖。 圖3B係用以說明圖3A之積層體之製造方法之圖。
1:導電片材

Claims (16)

  1. 一種導電組合物，其包含有機金屬鹽及樹脂。
  2. 如請求項1之導電組合物，其中上述有機金屬鹽之解離能為10,000 kJ/mol以下。
  3. 如請求項1之導電組合物，其中上述有機金屬鹽包含有機離子及金屬離子。
  4. 如請求項3之導電組合物，其中上述有機離子具有選自由羧酸鹽基及烯醇鹽基所組成之群中之至少一者。
  5. 如請求項3之導電組合物，其中上述金屬離子包含選自由金離子、銀離子、銅離子、鎳離子、錫離子及鋁離子所組成之群中之至少一者。
  6. 如請求項1之導電組合物，其中上述樹脂包含熱硬化性樹脂。
  7. 如請求項6之導電組合物，其中上述熱硬化性樹脂包含環氧樹脂。
  8. 如請求項6之導電組合物，其中上述熱硬化性樹脂包含液體之環氧樹脂、及固體之環氧樹脂。
  9. 如請求項1之導電組合物，其進而包含酸。
  10. 如請求項9之導電組合物，其中上述酸包含有機酸。
  11. 如請求項9之導電組合物，其中上述酸之酸解離常數pKa未達5.3。
  12. 一種導電片材，其包含如請求項1至11中任一項之導電組合物。
  13. 一種連接構造體，其具備： 配置有第1電極之第1基板； 配置有第2電極之第2基板；及 連接上述第1基板與上述第2基板之連接構件；且 上述連接構件係由如請求項1至11中任一項之導電組合物所形成。
  14. 一種連接構造體之製造方法，其係製造如請求項13之連接構造體之方法，且包括： 於上述第1基板及上述第2基板之間配置上述導電組合物；及 將上述導電組合物進行加熱而形成上述連接構件。
  15. 一種積層體，其具備： 基板；及 被覆上述基板之被覆層；且 上述被覆層係由如請求項1至11中任一項之導電組合物所形成。
  16. 一種積層體之製造方法，其係製造如請求項15之積層體之方法，且包括： 於上述基板上配置上述導電組合物；及 將上述導電組合物進行加熱而形成上述被覆層。
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