JP6949258B2 - Manufacturing method of connecting body and connecting body - Google Patents
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Description
本技術は、コネクタを実装する接続体の製造方法及び接続体に関する。 The present technology relates to a method for manufacturing a connector for mounting a connector and a connector.
従来、コネクタの実装は、基板上に半田ペーストを設けるか、コネクタの導線部分に半田(BGA)を設け、基板とコネクタの半田実装をリフローにより行われている(例えば特許文献1参照。)。近年、電子機器の小型化の要請から、コネクタのピッチが0.8mm以下、さらには0.3mm以下のものが望まれている。 Conventionally, the connector is mounted by providing a solder paste on the substrate or by providing solder (BGA) on the lead wire portion of the connector and reflowing the solder mounting between the substrate and the connector (see, for example, Patent Document 1). In recent years, due to the demand for miniaturization of electronic devices, those having a connector pitch of 0.8 mm or less and further 0.3 mm or less are desired.
しかしながら、従来のコネクタの実装では、基板側の端子列にレジストを使用するため、コネクタのピッチを、さらに狭小化するのは困難である。狭ピッチの端子列を接続する技術として、異方性接続が挙げられるが、コネクタは、一般的に樹脂成型品であるため、異方性接続を行った場合、本圧着時のツールの加圧によりコネクタが変形してしまい、例えばケーブルの差し込みができないことが懸念される。 However, in the conventional mounting of the connector, since a resist is used for the terminal row on the substrate side, it is difficult to further narrow the pitch of the connector. Anisotropic connection can be mentioned as a technique for connecting narrow-pitch terminal rows. However, since the connector is generally a resin molded product, when anisotropic connection is performed, the tool is pressed during the main crimping. This causes the connector to be deformed, and there is a concern that the cable cannot be inserted, for example.
本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、狭ピッチの端子列を有するコネクタの変形を抑え、優れた絶縁性及び導電性を得ることができる接続体の製造方法及び接続体を提供する。 This technology has been proposed in view of such conventional circumstances, and is a method for manufacturing a connector capable of suppressing deformation of a connector having a narrow pitch terminal row and obtaining excellent insulation and conductivity. And provide a connector.
本技術に係る接続体の製造方法は、基板の第1の端子列上に、半田粒子を含有する熱硬化性接続材料を介して、前記基板との接合面の内側に端子間距離の最小値が0.3mm以下である第2の端子列を有するコネクタを固定する工程と、前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記第1の端子列と前記第2の端子列とを無荷重で接合させる工程とを有し、前記第1の端子列及び前記第2の端子列における端子間距離の最小値に対する前記半田粒子の平均粒径の比が0.1以下であり、前記熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比が、0.83以上1.2以下である。 In the method for manufacturing a connector according to the present technology, the minimum value of the distance between terminals is set on the first terminal row of the substrate via a heat-curable connecting material containing solder particles, and inside the joint surface with the substrate. Using a step of fixing a connector having a second terminal row having a value of 0.3 mm or less and a reflow furnace set to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles, the first terminal row and the second terminal row possess a step of joining the door with no load, the ratio of the average particle size of the solder particles to the smallest value of the distance between the terminals in the first terminal row and the second terminal row is located at 0.1 or less The ratio of the average particle size of the solder particles to the thickness of the thermosetting connector is 0.83 or more and 1.2 or less .
本技術に係る接続体は、第1の端子列を有する基板と、前記基板との接合面の内側に端子間距離の最小値が0.3mm以下である第2の端子列を有するコネクタと、前記第1の端子列と前記第2の端子列とを半田粒子により接合するとともに、前記基板と前記コネクタとを接着する接着層とを備え、前記第1の端子列及び前記第2の端子列における端子間距離の最小値に対する前記半田粒子の平均粒径の比が0.1以下であり、前記熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比が、0.83以上1.2以下である。
The connector according to the present technology includes a substrate having a first terminal row, a connector having a second terminal row having a minimum value of the distance between terminals of 0.3 mm or less inside the joint surface with the substrate, and the like. The first terminal row and the second terminal row are joined by solder particles, and an adhesive layer for adhering the substrate and the connector is provided , and the first terminal row and the second terminal row are provided. The ratio of the average particle size of the solder particles to the minimum value of the distance between terminals in the above is 0.1 or less, and the ratio of the average particle size of the solder particles to the thickness of the thermosetting connector is 0.83 or more. It is 2 or less .
本技術によれば、狭ピッチの端子列を有するコネクタの変形を抑え、優れた絶縁性及び導電性を得ることができる。また、副次的な効果として、コネクタを備える接続体の省スペース化や軽量化、コストを低減することができる。 According to this technique, deformation of a connector having a narrow pitch terminal row can be suppressed, and excellent insulation and conductivity can be obtained. Further, as a secondary effect, it is possible to save space, reduce the weight, and reduce the cost of the connector provided with the connector.
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
1.接続体の製造方法
2.接続体
3.熱硬化性接続材料
4.実施例
Hereinafter, embodiments of the present technology will be described in detail in the following order with reference to the drawings.
1. 1. Method of manufacturing the
<1.接続体の製造方法>
本実施の形態における接続体の製造方法は、基板の第1の端子列上に、半田粒子を含有する熱硬化性接続材料を介して、基板との接合面の内側に端子間距離の最小値が0.8mm以下である第2の端子列を有するコネクタを固定する工程と、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、第1の端子列と第2の端子列とを無荷重で接合させる工程とを有する。ここで、第1の端子列及び第2の端子列における端子間距離の最小値に対する半田粒子の平均粒径の比は、0.15未満であることが好ましく、0.1以下であることがより好ましい。
<1. Manufacturing method of connector>
In the method for manufacturing a connector in the present embodiment, the minimum value of the distance between terminals is set on the first terminal row of the substrate via a heat-curable connecting material containing solder particles, and inside the joint surface with the substrate. The process of fixing the connector having the second terminal row having a value of 0.8 mm or less and the reflow furnace set to be equal to or higher than the melting point of the solder particles are used to eliminate the first terminal row and the second terminal row. It has a step of joining by a load. Here, the ratio of the average particle size of the solder particles to the minimum value of the distance between the terminals in the first terminal row and the second terminal row is preferably less than 0.15, and preferably 0.1 or less. More preferred.
本明細書において、平均粒径は、金属顕微鏡、光学顕微鏡、SEM(Scanning Electron Microscope)等の電子顕微鏡などを用いた観察画像において、例えばN=20以上、好ましくはN=50以上、さらに好ましくはN=200以上で測定した粒子の長軸径の平均値であり、粒子が球形の場合は、粒子の直径の平均値である。また、観察画像を公知の画像解析ソフト(「WinROOF」:三谷商事(株)、「A像くん(登録商標)」:旭化成エンジニアリング株式会社など)を用いて計測された測定値、画像型粒度分布測定装置(例として、FPIA−3000(マルバーン社))を用いて測定した測定値(N=1000以上)であってもよい。観察画像や画像型粒度分布測定装置から求めた平均粒径は、粒子の最大長の平均値とすることができる。なお、熱硬化性接続材料を作製する際には、簡易的にレーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における頻度の累積が50%になる粒径(D50)、算術平均径(体積基準であることが好ましい)などのメーカー値を用いることができる。また、接続体とは、二つの材料または部材が電気的に接続されたものである。また、接合とは、二つの材料または部材をつなぎ合わせることである。無荷重とは、機械的な加圧がない状態をいう。 In the present specification, the average particle size is, for example, N = 20 or more, preferably N = 50 or more, more preferably N = 50 or more in an observation image using an electron microscope such as a metallurgical microscope, an optical microscope, or an SEM (Scanning Electron Microscope). It is the average value of the major axis diameters of the particles measured at N = 200 or more, and when the particles are spherical, it is the average value of the diameters of the particles. In addition, the measured values and image-type grain size distribution of the observed images measured using known image analysis software ("WinROOF": Mitani Shoji Co., Ltd., "A image-kun (registered trademark)": Asahi Kasei Engineering Co., Ltd., etc.) It may be a measured value (N = 1000 or more) measured using a measuring device (for example, FPIA-3000 (Malburn)). The average particle size obtained from the observed image or the image-type particle size distribution measuring device can be the average value of the maximum lengths of the particles. When producing a thermocurable connection material, the particle size (D50) and the arithmetic mean diameter (volume basis) at which the cumulative frequency in the particle size distribution simply obtained by the laser diffraction / scattering method is 50%. The manufacturer value such as (preferably) can be used. Further, the connecting body is one in which two materials or members are electrically connected. Also, joining is the joining of two materials or members. No load means that there is no mechanical pressurization.
基板としては、配線が設けられたものであれば特に限定はなく、コネクタを搭載できる電極が設けられた、所謂プリント配線板(PWB)として広義に定義できるものであればよく、リジット基板であっても、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits)であってもよい。基材種類による基板例としては、例えば、ガラス基板、セラミック基板、プラスチック基板などが挙げられる。 The board is not particularly limited as long as it is provided with wiring, and may be a rigid board as long as it can be broadly defined as a so-called printed wiring board (PWB) provided with electrodes on which a connector can be mounted. Alternatively, it may be a flexible printed circuit board (FPC). Examples of substrates depending on the type of substrate include glass substrates, ceramic substrates, plastic substrates, and the like.
コネクタは、端子間距離の最小値が0.8mm以下である第2の端子列を有し、第2の端子列は、基板との接合面の内側に少なくとも形成され、コネクタ本体部分が基板の第1の端子列と重畳されている。前記端子間距離の最小値は、0.35mm未満であっても良い。基板及びコネクタにそれぞれに設けられた第1の端子列及び第2の端子列(電極配列、電極群)は、対向して設けられており、複数のコネクタが一つの基板に搭載されるように基板に端子列が設けられていてもよい。すなわち、基板は、複数のコネクタが一括に接合されるものであってもよい。 The connector has a second terminal row in which the minimum value of the distance between terminals is 0.8 mm or less, the second terminal row is formed at least inside the joint surface with the substrate, and the connector main body portion is formed on the substrate. It is superimposed on the first terminal row. The minimum value of the distance between the terminals may be less than 0.35 mm. The first terminal row and the second terminal row (electrode arrangement, electrode group) provided on the board and the connector, respectively, are provided so as to face each other so that a plurality of connectors are mounted on one board. A terminal row may be provided on the board. That is, the substrate may be one in which a plurality of connectors are joined together.
また、コネクタは、基板との接合面の内側に第2の端子列を有することにより、コネクタを位置あわせ(アライメント)し、コネクタを固定する工程で、垂直方向に十分な荷重をかけることができ、半田粒子を基板の端子及びコネクタの端子と接触させ、半田粒子表面の酸化膜を取り除くことが容易となる。アライメントマークが、コネクタおよび基板に対応するように設けられていてもよい。 Further, since the connector has a second terminal row inside the joint surface with the substrate, a sufficient load can be applied in the vertical direction in the process of aligning the connector and fixing the connector. , The solder particles are brought into contact with the terminals of the substrate and the terminals of the connector, and the oxide film on the surface of the solder particles can be easily removed. Alignment marks may be provided to correspond to the connector and the substrate.
また、基板の端子及びコネクタの端子の表面が金メッキされていることが好ましい。なお、基板及びコネクタは、リフロー工程における耐熱性を備えていることが望ましい。 Further, it is preferable that the surfaces of the terminals of the substrate and the terminals of the connector are gold-plated. It is desirable that the substrate and the connector have heat resistance in the reflow process.
本実施の形態における接続体は、BGA(Ball grid array)などで広く使われている半田粒子により接続されており、接続信頼性が高いため、センサー機器、車載用機器、IoT(Internet of Things)機器など、多くの用途に適用することができる。但し、BGAで使われている半田粒子よりも小さいものになる。 The connecting body in the present embodiment is connected by solder particles widely used in BGA (Ball grid array) and the like, and has high connection reliability. Therefore, it is a sensor device, an in-vehicle device, and an IoT (Internet of Things). It can be applied to many applications such as equipment. However, it is smaller than the solder particles used in BGA.
熱硬化性接続材料は、フィルム状の熱硬化性接続フィルム、又はペースト状の熱硬化性接続ペーストのいずれであってもよい。また、熱硬化性接続ペーストを接続時にフィルム状にしても、部品を搭載することでフィルムに近い形態としてもよい。 The thermosetting connection material may be either a film-like thermosetting connection film or a paste-like thermosetting connection paste. Further, the thermosetting connection paste may be formed into a film at the time of connection, or may be formed into a form similar to a film by mounting a component.
熱硬化性接続ペーストの場合、基板上に所定量を均一に塗布することができればよく、例えば、ディスペンス、スタンピング、スクリーン印刷等の塗布方法を用いることができ、必要に応じて乾燥させてもよい。この場合、従来用いられているソルダーペーストの設備を流用、改造し応用することで、設備投資を抑えることが期待できる。熱硬化性接続フィルムの場合、フィルム厚により接合材料(例えば、異方性導電接合材料)の量を均一化することができるだけでなく、基板上に一括ラミネートすることができ、タクトを短縮することができるため特に好ましい。また、予めフィルム状とすることで取り扱い易いので作業効率も高くすることが期待できる。この場合、従来設備にフィルム貼り合わせ装置や後述するように場合によってはボンディング装置を導入、もしくは改良して設ければよく、最小限の設備投資で作業の効率化を図ることが可能になる。 In the case of a thermosetting connection paste, it suffices if a predetermined amount can be uniformly applied onto the substrate. For example, application methods such as dispensing, stamping, and screen printing can be used, and the paste may be dried if necessary. .. In this case, it can be expected that capital investment can be suppressed by diverting, modifying and applying the conventionally used solder paste equipment. In the case of a thermosetting connection film, not only the amount of the bonding material (for example, anisotropic conductive bonding material) can be made uniform depending on the film thickness, but also it can be laminated on the substrate all at once to shorten the tact. It is particularly preferable because it can be used. In addition, since it is easy to handle by forming it into a film in advance, it can be expected that the work efficiency will be improved. In this case, a film bonding device or a bonding device may be introduced or improved in some cases as described later in the conventional equipment, and the work efficiency can be improved with the minimum capital investment.
以下、図1〜図7を参照して、基板の第1の端子列上に、熱硬化性接続材料を設ける工程(A)、熱硬化性接続材料上にコネクタを固定する工程(B)、及び、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、基板の第1の端子列とコネクタの第2の端子列とを接合させる工程(C)について説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 7, a step of providing a thermocurable connector on the first terminal row of the substrate (A), a step of fixing the connector on the thermocurable connector (B), A step (C) of joining the first terminal row of the substrate and the second terminal row of the connector by using a reflow furnace set to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles will be described.
[工程(A)]
図1は、基板の一例を模式的に示す断面図であり、図2は、基板の端子上に、熱硬化性接続材料を設けた状態を模式的に示す断面図である。図1及び図2に示すように、工程(A)では、基板10の第1の端子列11上に、半田粒子21を含有する熱硬化性接続材料20を設ける。
[Step (A)]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a substrate, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a thermosetting connecting material is provided on a terminal of the substrate. As shown in FIGS. 1 and 2, in the step (A), the
工程(A)は、熱硬化性接続ペーストを基板上にフィルム状にする工程であってもよく、従来の導電フィルムや異方性導電フィルムで用いられているように、熱硬化性接続フィルムを基板上に低温低圧で貼着する仮貼り工程であってもよく、熱硬化性接続フィルムを基板上にラミネートするラミネート工程であってもよい。 The step (A) may be a step of forming the thermosetting connection paste into a film on the substrate, and as used in the conventional conductive film or anisotropic conductive film, the thermosetting connection film is formed. It may be a temporary sticking step of sticking on the substrate at a low temperature and a low pressure, or it may be a laminating step of laminating a thermosetting connection film on the substrate.
工程(A)が仮貼り工程の場合、公知の使用条件で基板上に熱硬化性接続フィルムを設けることができる。この場合、従前の装置からツールの設置や変更といった最低限の変更だけですむため、経済的なメリットが得られる。 When the step (A) is a temporary pasting step, a thermosetting connection film can be provided on the substrate under known usage conditions. In this case, only minimal changes such as installation and change of tools from the conventional device are required, which is economically advantageous.
工程(A)がラミネート工程の場合、例えば、加圧式ラミネータを用いて熱硬化性接続フィルムを基板上にラミネートする。ラミネート工程は、真空加圧式であってもよい。従来の導電フィルムや異方性導電フィルムの加熱加圧ツールを用いた仮貼りであると、フィルムの幅がツール幅の制約を受けるが、ラミネート工程の場合、加熱加圧ツールを用いないため、比較的広い幅を一括で搭載できるようになることが期待できる。また、一つの基板に対して一つの熱硬化性接続フィルムをラミネートしてもよい。これにより、加熱圧着ツールの上下動と熱硬化性接続フィルムの搬送とを複数回することがないため、熱硬化性接続材料を設ける工程の時間を短縮することができる。 When the step (A) is a laminating step, for example, a thermosetting connection film is laminated on the substrate using a pressure type laminator. The laminating step may be a vacuum pressurization type. In the case of temporary pasting using a conventional conductive film or anisotropic conductive film using a heating / pressing tool, the width of the film is restricted by the tool width, but in the laminating process, the heating / pressing tool is not used. It can be expected that a relatively wide width can be mounted all at once. Further, one thermosetting connection film may be laminated on one substrate. As a result, the vertical movement of the heat-bonding tool and the transfer of the thermosetting connection film are not performed a plurality of times, so that the time required for the step of providing the thermosetting connection material can be shortened.
工程(A)では、基板上に接合材料を設けることから、熱硬化性接続材料の厚みが所定の範囲内であることが求められる。熱硬化性接続材料の厚みの下限は、厚みが薄すぎると、半田粒子の電極間への挟持が容易になる効果は期待できるものの、フィルム状にする際の難易度が高くなる虞や基板上に設ける際の技術難易度が上がるため、半田粒子の平均粒径の50%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。また、熱硬化性接続材料の厚みの上限は、半田粒子の平均粒径の300%以下、好ましくは200%以下、より好ましくは150%以下である。熱硬化性接続材料の厚みが厚すぎると接合に支障を来たす虞がある。 In the step (A), since the bonding material is provided on the substrate, the thickness of the thermosetting connecting material is required to be within a predetermined range. The lower limit of the thickness of the thermosetting connection material is that if the thickness is too thin, the effect of easily sandwiching the solder particles between the electrodes can be expected, but there is a risk that the difficulty of forming the film will increase and the substrate The average particle size of the solder particles is 50% or more, preferably 80% or more, and more preferably 90% or more, because the technical difficulty of the solder particles is increased. The upper limit of the thickness of the thermosetting connecting material is 300% or less, preferably 200% or less, and more preferably 150% or less of the average particle size of the solder particles. If the thickness of the thermosetting connecting material is too thick, there is a risk that the joining will be hindered.
また、後述する工程(B)のコネクタの押圧を考慮した場合、半田粒子を挟持するまでに熱硬化性接続材料を排除し易くすることが好ましいことから、熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比の上限は、好ましくは1.4以下、より好ましくは1.2以下、さらに好ましくは1.0以下である。熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比が大きいと、工程(B)のコネクタの押圧時に高い圧力が必要となり、コネクタにダメージを与える虞があるため、好ましくない。 Further, when the pressing of the connector in the step (B) described later is taken into consideration, it is preferable to make it easy to remove the thermosetting connecting material before sandwiching the solder particles. Therefore, the solder particles with respect to the thickness of the thermosetting connecting material. The upper limit of the ratio of the average particle size of is preferably 1.4 or less, more preferably 1.2 or less, still more preferably 1.0 or less. If the ratio of the average particle size of the solder particles to the thickness of the thermosetting connecting material is large, a high pressure is required when pressing the connector in step (B), which may damage the connector, which is not preferable.
[工程(B)]
図3は、基板の端子列とコネクタの端子列との位置合わせを模式的に示す断面図であり、図4は、ツールにてコネクタ側から押圧した状態を模式的に示す断面図である。図3及び図4に示すように、工程(B)では、基板10の端子列11とコネクタ30の端子列31とを位置合わせし、熱硬化性接続材料20上にコネクタ30を固定する。本技術では、半田によるセルフアライメントが期待できないため、工程(B)では、基板10を正確にアライメントし、熱硬化性接続材料20により固定することが望ましい。
[Step (B)]
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the alignment of the terminal row of the substrate and the terminal row of the connector, and FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a state of being pressed from the connector side by the tool. As shown in FIGS. 3 and 4, in the step (B), the
工程(B)では、ツール40を用いて、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31とを位置合わせし、熱硬化性接続材料20上にコネクタ30を搭載する。ツール40は、加熱型ピックアップツールであることが好ましく、コネクタ30を吸着する吸着機構を備えることが好ましい。
In step (B), the
また、工程(B)では、ツール40にてコネクタ30側から押圧する仮圧着であることが好ましい。コネクタ30を押圧する圧力は、工程(A)よりも大きく、基板10の第1の端子列とコネクタ30の第2の端子列とが対峙する電極面積にかかるものであり、その圧力の上限は、コネクタ本体や搭載する部品の変形を生じさせなければ、特に制限はない。また、圧力の下限は、例えば1.0MPaより大きくてもよく、2.0MPaより大きくてもよく、3.0MPaより大きくてもよく、5.0MPaより大きくてもよい。仮圧着は、図4に示すように、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31との電極間に半田粒子21を確実に挟持させ、熱を加えて半田粒子21を溶融状態の半田接合24もしくはそれに近しい状態にしておき、リフロー工程時の半田粒子の溶融に伴う電極間の接合に有利に働くことを目的としている。これにより、半田粒子表面の酸化膜を取り除くことができる。また、仮圧着において、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31とを直接接触させ、リフロー工程で半田粒子による接合への寄与度を相対的に減少させ、導通を安定して得られ易くしてもよい。基板10の第1の端子列とコネクタ30の第2の端子列とを直接接触させ、且つその近傍に半田粒子を存在させることにより、半田粒子は無荷重となり、リフロー工程時に溶融されるだけでコネクタの電極と基板の電極の接合に寄与し、且つセルフアライメントが発生しない程度の半田粒子の配合量であるためファインピッチ接続が達成され易くなる。このような仮圧着とリフロー工程による半田接合が、本技術と一般的なソルダーペーストもしくはBGAによる接続方法との違いの一例である。なお、従来の知見を流用し易くする観点からは、一般的な異方性接続の仮圧着条件と同じであってもよい。一般的な異方性接続に用いられる仮圧着条件としては、好ましくは2.0MPa以下、より好ましくは1.5MPa以下、さらに好ましくは1.0MPa以下である。また、圧力の下限は、好ましくは0.2MPa以上、より好ましくは0.4MPa以上である。この条件であっても無荷重接続(リフロー工程)までの半田粒子および接着剤バインダーの条件の調整によって目的を達成できる。上限および下限は、装置の仕様によって変動することがあるため、熱硬化性接続材料20を対向する電極が接触するまで、もしくは半田粒子径まで押し込む目的が達成できれば、上の数値範囲に限定されるものではない。
Further, in the step (B), temporary crimping is preferably performed by pressing from the
また、工程(B)では、熱硬化性接続材料の最低溶融粘度到達温度の−30℃〜+60℃の範囲の温度にてコネクタを押圧することが好ましく、熱硬化性接続材料の最低溶融粘度到達温度の−10℃〜+40℃の範囲の温度にてコネクタを押圧することがより好ましい。これにより、熱硬化性接続材料の溶融粘度が低下するため、コネクタを押圧する圧力を低くしても、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31との間に半田粒子21が挟持された状態を得ることができる。また、工程(B)では、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31との間に半田粒子21が挟持された状態、もしくは各電極が、溶融したあるいは一部溶融した半田を介して接触した状態が得られれば、熱硬化樹脂層22の熱硬化性接続材料は、硬化が開始されていてもよく、熱硬化性接続材料が完全には硬化していない、所謂Bステージと呼ばれる半硬化状態であってもよく、完全硬化されていてもよい。これはリフロー工程の際に硬化を完全に終了させてもよく、もしくは硬化後に樹脂を溶融させコネクタの自重で(無荷重状態で)、半田粒子による電極間の接合が得られれば良いからである。製造管理の点からも、これらを選択的にできることが好ましい。
Further, in the step (B), it is preferable to press the connector at a temperature in the range of −30 ° C. to + 60 ° C., which is the temperature at which the minimum melt viscosity of the thermosetting connection material is reached, and the minimum melt viscosity of the thermosetting connection material is reached. It is more preferable to press the connector at a temperature in the range of −10 ° C. to + 40 ° C. As a result, the melt viscosity of the thermosetting connecting material is lowered, so that even if the pressure for pressing the connector is lowered, the space between the first
また、工程(B)では、ツール40とコネクタ30との間に緩衝材を使用してもよい。緩衝材としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE:polytetrafluoroethylene)、シリコンラバーなどを用いることができる。これにより、コネクタ30のダメージをさらに抑制することができる。
Further, in the step (B), a cushioning material may be used between the
[工程(C)]
図5は、基板にコネクタを固定した状態を模式的に示す断面図であり、図6は、基板及びコネクタをリフロー炉にて加熱した状態を模式的に示す断面図であり、図7は、接続体を模式的に示す断面図である。図5〜図7に示すように、工程(C)では、半田粒子21の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子31とを接合させる。
[Step (C)]
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the connector is fixed to the substrate, FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the substrate and the connector are heated in a reflow furnace, and FIG. 7 is a cross-sectional view. It is sectional drawing which shows typically the connector. As shown in FIGS. 5 to 7, in step (C), a reflow furnace set above the melting point of the
リフロー炉は、機械的な加圧をせずに無荷重で加熱接合させることができるため、基板10及びコネクタ30のダメージを抑制することができる。また、一般的な加熱加圧ツールを用いた異方性導電接続と比べて、不要な樹脂流動が発生しないことから、気泡の巻き込みも抑制することができる。また、無荷重であることから、半田粒子の移動量が小さくなり、半田粒子の捕捉効率は高いことが予想される。なお、電極同士が直接接触し、接着剤がこれを保持してもよい。また、電極同士で接続している近傍の半田粒子が、これを補助するように働いてもよい。半田粒子は、電極間に挟持されていてもよく、電極間が直接接続した後に、その周辺に存在する半田粒子が溶融し、接合に寄与してもよい。そのため、セルフアライメントしない程度の半田粒子の含有量であることが好ましい。これが、本技術と一般的な異方性導電接続との相違点の一つである。即ち、本技術では、導電粒子である半田粒子を介した導通であってもよく(異方性接続と同じもしくは近似した状態)、電極同士が直接接触し接着剤がこれを保持して導通していてもよく(異方性接続とは異なる状態)、電極近傍に存在した半田粒子が補助的に導通および電極間接合に寄与してもよい。
Since the reflow furnace can be heat-bonded without a load without mechanical pressurization, damage to the
リフロー炉としては、大気圧リフロー、真空リフロー、大気圧オーブン、オートクレーブ(加圧オーブン)などが挙げられ、これらの中でも、接合部に内包する気泡を排除することができる真空リフロー、オートクレーブなどを用いることが好ましい。 Examples of the reflow furnace include atmospheric pressure reflow, vacuum reflow, atmospheric pressure oven, and autoclave (pressurized oven). Among these, vacuum reflow and autoclave that can eliminate air bubbles contained in the joint are used. Is preferable.
リフロー炉におけるピーク温度(最高到達温度)の下限は、半田粒子が溶融する温度以上であって、熱硬化性バインダーが硬化を始める温度以上であれば良く、好ましくは150℃以上、より好ましくは180℃以上、さらに好ましくは200℃以上である。また、リフロー炉におけるピーク温度の上限は、300℃以下、より好ましくは290℃以下、さらに好ましくは280℃以下である。これにより、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31とが半田接合24される。また、熱硬化性接続材料における半田粒子21の含有量は、セルフアライメントが期待できない程度であるため、多数の半田粒子21は一体とならず、一つの端子内に複数の半田接合24箇所が存在する。また、熱硬化性接続材料が熱硬化性バインダーの場合、端子内の複数の半田接合24箇所以外は、熱硬化性バインダーにより接着される。ここで、半田接合とは、対向した電子部品のそれぞれの電極を、半田を溶融させて繋ぐことをいう。
The lower limit of the peak temperature (maximum temperature reached) in the reflow oven may be at least the temperature at which the solder particles melt and at least the temperature at which the thermosetting binder starts to cure, preferably 150 ° C. or higher, more preferably 180. ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher. The upper limit of the peak temperature in the reflow furnace is 300 ° C. or lower, more preferably 290 ° C. or lower, and further preferably 280 ° C. or lower. As a result, the first
リフロー炉では、加熱により熱硬化樹脂が溶融し、半田融点以上である本加熱により電極間に挟持された半田粒子31が溶融し、半田が電極に濡れ広がり、冷却により基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31とが接合される。リフローは、昇温工程と降温工程のほか、一定温度に維持する工程(キープ工程)を含んでいてもよい。最も高温となるピーク工程があってもよく、昇温もしくは降温の途中で工程を含んでいてもよい。昇温工程は、バインダーを溶融させる工程(例えば120℃まで)と、半田粒子が溶融し塗れ広がる工程(例えば120〜175℃)の2段階となっていてもよい。そのため昇温速度は一例として10〜120℃/minでもよく、20〜100℃/minでもよい。キープ工程(例えば175〜180℃)の維持時間は、バインダーを硬化させる工程ともなる。この温度は、一例として温度160〜230℃であり、5〜10℃程度の差があってもよく、ピーク温度と同じでもよい。この時間は適宜選択でき、例えば0.5min以上や0.75min以上であり、長すぎると製造効率が悪化するので、例えば5min以下や3min以下である。リフローが昇温工程と降温工程のみであっても良く、この場合は両工程により硬化樹脂が溶融し、半田融点以上である本加熱により電極間に挟持された半田粒子31が溶融し、半田が電極に濡れ広がり、冷却により基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31とが接合されれば良い。工程管理上、所定の温度を超える時間で管理することが出来る。前記所定の温度は、好ましくは150℃、より好ましくは180℃以上、さらに好ましくは200℃以上である。前記所定の時間は、例えば0.5minである。降温工程を経て冷却(半田粒子の融点以下)することで、半田粒子を固相にし、電極間で接合させることができる。降温速度は、生産性を上げるには早く取り出せるために高い方がよく、接合状態を急冷させない方が接合体の品質向上には望ましいため低いほうがよい。一例として、昇温工程と同じ速度でもよく、10〜30℃/minであることが好ましい。降温速度は、接合対象物の組み合わせと使用するバインダーの条件等によって調整できる。取り出し温度やその環境にも影響する。
In the reflow furnace, the heat-curable resin is melted by heating, the
上述の接続体の製造方法によれば、リフロー工程前に半田粒子とフィルム厚みを近似させ、半田粒子と端子とを接触させることにより、接合をより容易に行うことができる。また、熱硬化性接続材料が熱硬化性バインダーの場合、リフロー工程の昇温・維持・降温と、熱硬化性接続材料の熱硬化性の挙動を合わせることにより、リフロー工程における樹脂溶融、端子間での半田粒子の挟持、半田溶融・樹脂硬化を最適化することができる。なお、熱硬化性接続材料の熱硬化性の挙動は、DSC測定やレオメーターによる粘度測定により知ることができる。 According to the above-mentioned manufacturing method of the connector, the solder particles and the film thickness are approximated before the reflow process, and the solder particles and the terminals are brought into contact with each other, so that the bonding can be performed more easily. When the thermosetting connection material is a thermosetting binder, the temperature rise / maintenance / temperature decrease in the reflow process is combined with the thermosetting behavior of the thermosetting connection material to melt the resin in the reflow process and between the terminals. It is possible to optimize the sandwiching of solder particles, melting of solder, and curing of resin. The thermosetting behavior of the thermosetting connection material can be known by DSC measurement or viscosity measurement with a rheometer.
また、接続体の製造装置は、基板の第1の端子列上に、半田粒子を含有する熱硬化性接続材料を設ける材料設置部と、熱硬化性接続材料上にコネクタを固定する固定部と、基板の第1の端子列とコネクタの第2の端子列とを接合させるリフロー炉とを備える。 Further, the connector manufacturing apparatus includes a material installation portion for providing a thermosetting connection material containing solder particles on the first terminal row of the substrate, and a fixing portion for fixing the connector on the thermosetting connection material. A reflow furnace for joining the first terminal row of the substrate and the second terminal row of the connector is provided.
材料設置部は、熱硬化性接続材料がフィルムの場合、フィルムを基板上に低温低圧で貼着する仮貼装置であってもよく、フィルムを基板上にラミネートするラミネート装置であってもよい。また、材料設置部は、熱硬化性接続材料がペーストの場合、基板上に所定量を均一に塗布する塗布装置であってもよい。固定部は、例えば、加熱機構と加圧機構とを有するフリップチップボンダーを用いることができ、ツールによりコネクタを吸着して位置合わせし、ツールを押し下げることにより、熱硬化性接続材料上にコネクタを固定する。従来、コネクタ接続にて用いられている装置を流用し、位置合わせや固定を行ってもよい。リフロー炉は、最大温度が半田粒子の融点以上に設定されており、コネクタが基板に固定された状態で加熱し、基板の端子とコネクタの端子とを接合する。 When the thermosetting connection material is a film, the material installation unit may be a temporary sticking device for sticking the film on the substrate at a low temperature and a low pressure, or may be a laminating device for laminating the film on the substrate. Further, the material setting portion may be a coating device that uniformly coats a predetermined amount on the substrate when the thermosetting connecting material is a paste. For the fixing part, for example, a flip-chip bonder having a heating mechanism and a pressurizing mechanism can be used, and the connector is attracted and aligned by the tool, and the connector is pushed down on the thermosetting connecting material. Fix it. The device conventionally used for connector connection may be diverted to perform alignment and fixing. In the reflow furnace, the maximum temperature is set to be equal to or higher than the melting point of the solder particles, and the connector is heated while being fixed to the substrate to join the terminals of the substrate and the terminals of the connector.
<2.接続体>
図7は、接続体を模式的に示す断面図である。図7に示すように、本実施の形態に係る接続体は、第1の端子列11を有する基板10と、第2の端子列31を有するコネクタ30と、第1の端子列11と第2の端子列31とを半田粒子21により半田接合24するとともに、基板10と第2のコネクタ30とを接着する接着層23とを備える。
<2. Connection>
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the connecting body. As shown in FIG. 7, the connector according to the present embodiment includes a
また、第1の端子列11及び第2の端子列31における隣接端子間距離(スペース間距離)の最小値の上限は、0.8mm以下であり、好ましくは0.3mm以下、より好ましくは0.2mm以下である。また、第1の端子列11及び第2の端子列31における隣接端子間の距離の最小値の下限は、50μm以上であり、より好ましくは60μm以上、さらに好ましくは70μm以上である。
Further, the upper limit of the minimum value of the distance between adjacent terminals (distance between spaces) in the first
また、第1の端子列11及び第2の端子列31における隣接端子間距離(スペース間距離)の最小値に対する半田粒子21の平均粒径の比の上限は、0.15未満であり、より好ましくは0.1以下である。
Further, the upper limit of the ratio of the average particle size of the
以上のような第1の端子列11及び第2の端子列31における隣接端子間距離、及び半田粒子21の平均粒径との関係より、リフロー炉を用いて、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31とを接合させることができる。
Based on the relationship between the distance between adjacent terminals in the first
基板10は、前述と同様であり、基材種類による基板例としては、例えば、リジッド基板、ガラス基板、セラミック基板、プラスチック基板などが挙げられる。また、第1の端子列の隣接端子間には、ソルダーレジストに用いられる短絡防止の加工(壁や溝など)が形成されていないことが経済性の観点から好ましい。すなわち、第1の端子列11の隣接端子間の端子からの高さは、100μm以下であることが好ましく、35μm以下であることがより好ましく、12μm以下であることがさらに好ましい。また、第1の端子列11の隣接端子間の端子からの高さの下限としては、端子高さと同じ(端子間が水平で基板面と同一であり、端子の隆起がない状態、基板の接続面がフラットな状態)か、基板に設けられた第1の端子列の端子が基板平面より突出していてもよい。これにより、工程(B)において、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31との間に半田粒子21が接触した状態で挟持させることが容易となる。
The
接着層23は、工程(C)後に熱硬化樹脂層22の熱硬化性接続材料が硬化し膜状となったものであり、基板10の第1の端子列11とコネクタ30の第2の端子列31とを半田接合34するとともに、基板10とコネクタ30との間に熱硬化性接続材料を充填してなる。そして、一つの端子内には、複数の半田接合24箇所が存在し、熱硬化性接続材料が熱硬化性バインダーの場合、複数の半田接合24箇所以外は、熱硬化性バインダーによる接着箇所が存在する。
The
本明細書において、コネクタとは、嵌合部を有する主に樹脂成型品である。嵌合部は、例えばFPCの端子やプラグを嵌合し、嵌合する端子のピッチは0.8mm以下、0.3mm以下であることが好ましく、0.2mm以下であることがより好ましい。嵌合部に差し込む部品と、コネクタが実装されている部品との電気的接続と機械的結合ができるものを指す。例えば、樹脂成形物に電極が複数長手方向に突き出ているもの(所謂、ムカデ型のコネクタ)があり、突き出ていないもの(フリップチップ型のコネクタ)も含まれる。狭ピッチのコネクタであっても、上述のようにコネクタを低圧で固定し、リフロー炉を用いて無荷重で加熱接合させることができる。 In the present specification, the connector is mainly a resin molded product having a fitting portion. For example, the fitting portion fits the terminals and plugs of the FPC, and the pitch of the fitting terminals is preferably 0.8 mm or less, 0.3 mm or less, and more preferably 0.2 mm or less. It refers to a component that can be electrically connected and mechanically coupled to a component that is inserted into the fitting part and a component that has a connector mounted on it. For example, some resin molded products have electrodes protruding in a plurality of longitudinal directions (so-called centipede type connectors), and some do not (flip chip type connectors). Even with a narrow pitch connector, the connector can be fixed at a low pressure as described above and heat-bonded without a load using a reflow furnace.
図8は、コネクタの短手方向の一例を示す断面図である。このコネクタは、垂直嵌合タイプであり、絶縁樹脂51により第1の端子52A及び第2の端子52Bが固定されたレセプタクルと、絶縁樹脂53により第1の端子54A及び第2の端子54Bが固定されたプラグから構成される。また、コネクタの長手方向には、第1の端子52A及び第2の端子52B、並びに第1の端子54A及び第2の端子54Bが、所定のピッチで形成されている。このコネクタにおいて、例えば、レセプタクルの第1の端子52A又は第2の端子52Bが、図3に示す長手方向の断面のコネクタ30の第2の端子列31に相当する。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the connector in the lateral direction. This connector is a vertical fitting type, and has a receptacle in which the
絶縁樹脂51、53は、例えばポリアミド、LCPなどからなり、例えば樹脂成形により、第1の端子52A及び第2の端子52B、並びに第1の端子54A及び第2の端子54を固定する。
The insulating resins 51 and 53 are made of, for example, polyamide or LCP, and the
第1の端子52A及び第2の端子52B、並びに第1の端子54A及び第2の端子54は、第1の端子52A、54A同士、及び第2の端子52B同士が垂直嵌合するように金属を折り曲げられている。また、レセプタクル及びプラグの短手方向の端部には、それぞれリードが形成され、ムカデ型の端子が形成されている。
The
本実施の形態では、コネクタを低圧で固定し、リフロー炉を用いて機械的な加圧をせずに無荷重で加熱接合させることができるため、コネクタが狭ピッチのコネクタであっても、実装することができる。また、本実施の形態によれば、リードが必要でないため、基板との接合面の内側に第2の端子列を有するフリップチップ型のコネクタを実装することができ、実装面積を削減することができる。本技術を適用さるたコネクタは、一般的な異方性導電接続に用いられるFPCやICチップなどよりも、接続方向に厚みを持つ(FPC等を差し込んで使うため)。このため、一般的な異方性接続よりも接続時の加圧(押圧)によるアライメントのズレ(第1の端子配列と第2の端子配列の対向がずれることを指す)が発生し易いことが懸念される。しかし、上記したようにアライメント後に仮固定し、リフロー炉を用いて機械的な加圧をせずに無荷重で加熱接合すれば、このような技術上の問題も回避が可能になる。このような理由から、本技術が求められているとも換言できる。 In the present embodiment, the connector can be fixed at a low pressure and heat-bonded without a load using a reflow furnace without mechanical pressurization. Therefore, even if the connector is a narrow-pitch connector, it can be mounted. can do. Further, according to the present embodiment, since a lead is not required, a flip-chip type connector having a second terminal row inside the joint surface with the substrate can be mounted, and the mounting area can be reduced. can. The connector to which this technology is applied is thicker in the connection direction than the FPC or IC chip used for general anisotropic conductive connection (because the FPC or the like is inserted and used). For this reason, misalignment due to pressurization (pressing) at the time of connection (meaning that the first terminal arrangement and the second terminal arrangement are opposed to each other) is more likely to occur than a general anisotropic connection. I am concerned. However, such technical problems can be avoided by temporarily fixing after alignment as described above and heat-joining with no load using a reflow furnace without mechanical pressurization. For this reason, it can be said that this technology is required.
<3.熱硬化性接続材料>
本実施の形態における熱硬化性接続材料は、熱硬化性バインダー中に半田粒子が分散されてなり、半田粒子の含有量が、50wt%以下である。これにより、熱硬化性接続材料上のコネクタを固定してリフローすることができるとともに、半田粒子のセルフアライメントの発生を抑制することができるため、0.8mmピッチ以下の端子列を有するコネクタを実装することができる。
<3. Thermosetting connection material>
In the thermosetting connection material of the present embodiment, the solder particles are dispersed in the thermosetting binder, and the content of the solder particles is 50 wt% or less. As a result, the connector on the thermosetting connecting material can be fixed and reflowed, and the occurrence of self-alignment of solder particles can be suppressed. Therefore, a connector having a terminal row having a pitch of 0.8 mm or less is mounted. can do.
半田粒子の配合量の質量比範囲の下限は、好ましくは20wt%以上、より好ましくは30wt%以上、さらに好ましくは35wt%以上であり、半田粒子の配合量の質量比範囲の上限は、50wt%以下、より好ましくは45wt%以下、さらに好ましくは40wt%以下である。また、半田粒子の配合量の体積比範囲の下限は、好ましくは5vol%以上、より好ましくは10vol%以上、さらに好ましくは15vol%以上であり、半田粒子の配合量の体積比範囲の上限は、好ましくは30vol%以下、より好ましくは25vol%以下、さらに好ましくは20vol%以下である。半田粒子の配合量は、前述の質量比範囲又は体積比範囲を満たすことにより、優れた導通性、放熱性、及び接着性を得ることができる。半田粒子がバインダー中に存在する場合には、体積比を用いてもよく、異方性導電接合材料を製造する場合(半田粒子がバインダーに存在する前)には、質量比を用いてもよい。質量比は、配合物の比重や配合比などから体積比に変換することができる。半田粒子の配合量が少なすぎると優れた導通性、放熱性、及び接着性が得られなくなり、配合量が多すぎると異方性が損なわれ易くなり、優れた導通信頼性が得られ難くなる。 The lower limit of the mass ratio range of the blended amount of solder particles is preferably 20 wt% or more, more preferably 30 wt% or more, still more preferably 35 wt% or more, and the upper limit of the mass ratio range of the blended amount of solder particles is 50 wt% or more. Below, it is more preferably 45 wt% or less, still more preferably 40 wt% or less. The lower limit of the volume ratio range of the blended amount of the solder particles is preferably 5 vol% or more, more preferably 10 vol% or more, still more preferably 15 vol% or more, and the upper limit of the volume ratio range of the blended amount of the solder particles is. It is preferably 30 vol% or less, more preferably 25 vol% or less, still more preferably 20 vol% or less. When the blending amount of the solder particles satisfies the above-mentioned mass ratio range or volume ratio range, excellent conductivity, heat dissipation, and adhesiveness can be obtained. If the solder particles are present in the binder, the volume ratio may be used, and if the anisotropic conductive bonding material is produced (before the solder particles are present in the binder), the mass ratio may be used. .. The mass ratio can be converted into a volume ratio from the specific gravity of the compound, the compounding ratio, and the like. If the blending amount of the solder particles is too small, excellent conductivity, heat dissipation, and adhesiveness cannot be obtained, and if the blending amount is too large, the anisotropy is likely to be impaired, and it becomes difficult to obtain excellent conduction reliability. ..
また、熱硬化性接続材料は、発熱ピーク温度が、半田粒子の融点よりも高いことが好ましく、半田粒子の融点よりも低い溶融温度を有するものであることが好ましい。ここで、発熱ピーク温度は、回転式レオメーター(サーモフィッシャー社製)を用い、測定圧力1N温度範囲30〜200℃、昇温速度10℃/分、測定周波数1Hz、測定プレート直径8mmの条件で測定することができる。これにより、加熱により熱硬化性バインダーが溶融し、半田粒子が端子間に挟持された状態で半田が溶融するため、ファインピッチの電極を備える電子部品を接合させることができる。 Further, the thermosetting connection material preferably has a heat generation peak temperature higher than the melting point of the solder particles, and preferably has a melting temperature lower than the melting point of the solder particles. Here, the exothermic peak temperature is measured using a rotary leometer (manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.) under the conditions of a measurement pressure of 1 N temperature range of 30 to 200 ° C., a temperature rise rate of 10 ° C./min, a measurement frequency of 1 Hz, and a measurement plate diameter of 8 mm. Can be measured. As a result, the thermosetting binder is melted by heating, and the solder is melted in a state where the solder particles are sandwiched between the terminals, so that electronic components provided with fine pitch electrodes can be joined.
熱硬化性接続材料は、前述したようにフィルム状である場合、熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比の下限は、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.8以上、さらに好ましくは0.9以上である。熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比が大きい場合、工程(B)において、半田粒子の電極間への挟持が容易になるが、フィルムにした場合に取り扱い性の難易度が高くなる虞がある。 When the thermosetting connection material is in the form of a film as described above, the lower limit of the ratio of the average particle size of the solder particles to the thickness of the thermosetting connection material is preferably 0.6 or more, more preferably 0.8. Above, more preferably 0.9 or more. When the ratio of the average particle size of the solder particles to the thickness of the thermosetting connecting material is large, the solder particles can be easily sandwiched between the electrodes in the step (B), but the film is difficult to handle. May be high.
また、熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比の上限は、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.2以下、さらに好ましくは1.1以下である。熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比が大きい場合、工程(B)のコネクタの押圧において、高い圧力が必要となり、コネクタにダメージを与える虞がある。 The upper limit of the ratio of the average particle size of the solder particles to the thickness of the thermosetting connecting material is preferably 1.5 or less, more preferably 1.2 or less, and further preferably 1.1 or less. When the ratio of the average particle size of the solder particles to the thickness of the thermosetting connecting material is large, a high pressure is required for pressing the connector in the step (B), which may damage the connector.
フィルム厚みは、1μm以下、好ましくは0.1μm以下を測定できる公知のマイクロメータやデジタルシックネスゲージ(例えば、株式会社ミツトヨ:MDE−25M、最小表示量0.0001mm)を用いて測定することができる。フィルム厚みは、10箇所以上を測定し、平均して求めればよい。但し、粒子径よりもフィルム厚みが薄い場合には、接触式の厚み測定器は適さないので、レーザー変位計(例えば、株式会社キーエンス、分光干渉変位タイプSI−Tシリーズなど)を用いることが好ましい。ここで、フィルム厚みとは、樹脂層のみの厚みであり、粒子径は含まない。 The film thickness can be measured using a known micrometer or digital thickness gauge (for example, Mitutoyo Co., Ltd .: MDE-25M, minimum display amount 0.0001 mm) capable of measuring 1 μm or less, preferably 0.1 μm or less. .. The film thickness may be obtained by measuring 10 or more points and averaging them. However, if the film thickness is thinner than the particle size, a contact-type thickness measuring instrument is not suitable, so it is preferable to use a laser displacement meter (for example, KEYENCE Co., Ltd., spectroscopic interference displacement type SI-T series, etc.). .. Here, the film thickness is the thickness of the resin layer only, and does not include the particle size.
[熱硬化型バインダー]
熱硬化型バインダー(絶縁性バインダー)としては、(メタ)アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合型樹脂組成物などが挙げられる。また、公知の粘着剤組成物を用いてもよい。なお、(メタ)アクリルモノマーとは、アクリルモノマー、及びメタクリルモノマーのいずれも含む意味である。
[Thermosetting binder]
Examples of the thermocurable binder (insulating binder) include a thermal radical polymerization type resin composition containing a (meth) acrylate compound and a thermal radical polymerization initiator, and a thermal cationic polymerization type resin containing an epoxy compound and a thermal cationic polymerization initiator. Examples thereof include a composition, a thermal anionic polymerization type resin composition containing an epoxy compound and a thermal anionic polymerization initiator. Moreover, you may use a known pressure-sensitive adhesive composition. The (meth) acrylic monomer means to include both an acrylic monomer and a methacrylic monomer.
以下では、具体例として、固形エポキシ樹脂と、液状エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤とを含有する熱アニオン重合型樹脂組成物を例に挙げて説明する。 Hereinafter, as a specific example, a thermal anionic polymerization type resin composition containing a solid epoxy resin, a liquid epoxy resin, and an epoxy resin curing agent will be described as an example.
固形エポキシ樹脂は、常温で固形であり、分子内に1つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等であってもよい。これにより、フィルム形状を維持することができる。なお、常温とは、JIS Z 8703で規定する20℃±15℃(5℃〜35℃)の範囲である。 The solid epoxy resin is not particularly limited as long as it is an epoxy resin that is solid at room temperature and has one or more epoxy groups in the molecule, and is, for example, a bisphenol A type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, or the like. There may be. Thereby, the film shape can be maintained. The normal temperature is in the range of 20 ° C. ± 15 ° C. (5 ° C. to 35 ° C.) defined by JIS Z 8703.
液状エポキシ樹脂は、常温で液状であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等であってもよく、ウレタン変性のエポキシ樹脂であっても構わない。 The liquid epoxy resin is not particularly limited as long as it is liquid at room temperature, and may be, for example, a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, or a urethane-modified epoxy resin. No.
液状エポキシ樹脂の配合量は、固形エポキシ樹脂100質量部に対し、好ましくは160質量部以下、より好ましくは100質量部以下、さらに好ましくは70質量部以下である。液状エポキシ樹脂の配合量が多くなると、フィルム形状を維持することが困難となる。 The blending amount of the liquid epoxy resin is preferably 160 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, and further preferably 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid epoxy resin. When the amount of the liquid epoxy resin blended is large, it becomes difficult to maintain the film shape.
エポキシ樹脂硬化剤は、熱で硬化が開始する熱硬化剤であれば、特に限定されるものではなく、例えば、アミン、イミダゾール等のアニオン系硬化剤、スルホニウム塩等のカチオン系硬化剤が挙げられる。また、硬化剤は、フィルム化させる際に使用される溶剤に対して耐性が得られるようにマイクロカプセル化されていてもよい。 The epoxy resin curing agent is not particularly limited as long as it is a thermosetting agent that starts curing by heat, and examples thereof include anionic curing agents such as amines and imidazoles, and cationic curing agents such as sulfonium salts. .. In addition, the curing agent may be microencapsulated so as to obtain resistance to the solvent used for film formation.
また、熱硬化型バインダーには、フラックス化合物が含有していないことが好ましい。これにより、絶縁性を向上させるとともに、フラックス化合物の洗浄工程が不要となり、リフロー工程における酸化膜除去工程の時間を短縮することができる。 Further, it is preferable that the thermosetting binder does not contain a flux compound. As a result, the insulating property is improved, the cleaning step of the flux compound becomes unnecessary, and the time of the oxide film removing step in the reflow step can be shortened.
[半田粒子]
半田粒子は、熱硬化性接続材料中に分散されていることが好ましく、前記半田粒子はランダム配置であっても、一定の規則で配置されていても良い。平均粒子径は、公知の金属顕微鏡や光学顕微鏡を用いて、フィルム平面視における1mm2以上の面積を任意に5箇所以上抜き取って、確認することができる。
[Solder particles]
The solder particles are preferably dispersed in the thermosetting connecting material, and the solder particles may be arranged randomly or according to a certain rule. The average particle size can be confirmed by arbitrarily extracting 5 or more areas of 1 mm 2 or more in a film plan view using a known metal microscope or optical microscope.
また、半田粒子は、複数個が凝集した凝集体であってもよい。凝集体の個々の半田粒子の平均粒径は、前述した平均粒径と同様に計測することができる。 Further, the solder particles may be agglomerates in which a plurality of the solder particles are agglomerated. The average particle size of the individual solder particles of the agglomerate can be measured in the same manner as the above-mentioned average particle size.
半田粒子の平均粒径は、好ましくは被着体である基板の第1の端子列及びコネクタの第2の端子列における端子間距離(スペース間距離)の最小値の0.2倍以下である。半田粒子の平均粒径が基板の第1の端子列及びコネクタの第2の端子列における端子間距離の最小値の0.2倍より大きくなると、ショートが発生する可能性が高くなる。 The average particle size of the solder particles is preferably 0.2 times or less the minimum value of the inter-terminal distance (inter-space distance) in the first terminal row of the substrate which is the adherend and the second terminal row of the connector. .. When the average particle size of the solder particles is larger than 0.2 times the minimum value of the distance between terminals in the first terminal row of the substrate and the second terminal row of the connector, the possibility of short circuit increases.
半田粒子の平均粒径の下限は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上である。これにより、フィルムの塗布厚みを一定にすることができる。半田粒子の平均粒径が0.5μmより小さいと電極部と良好な半田接合状態を得ることができず、信頼性が悪化する傾向にある。また、半田粒子の平均粒径の上限は、50μm以下であってもよく、30μm以下、好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。また、複数の半田粒子が凝集した凝集体である場合、凝集体の大きさを前述の半田粒子の平均粒径と同等にしてもよい。凝集体とする場合は、半田粒子の平均粒径を上述の値より小さくしてもよい。個々の半田粒子の大きさは、上述したように電子顕微鏡で観察して求めることができる。 The lower limit of the average particle size of the solder particles is preferably 0.5 μm or more, more preferably 3 μm or more, and more preferably 5 μm or more. As a result, the coating thickness of the film can be made constant. If the average particle size of the solder particles is smaller than 0.5 μm, a good solder bonding state with the electrode portion cannot be obtained, and the reliability tends to deteriorate. The upper limit of the average particle size of the solder particles may be 50 μm or less, 30 μm or less, preferably 20 μm or less, and more preferably 10 μm or less. Further, in the case of an agglomerate in which a plurality of solder particles are agglomerated, the size of the agglomerates may be equal to the average particle size of the above-mentioned solder particles. In the case of agglomerates, the average particle size of the solder particles may be smaller than the above value. The size of each solder particle can be determined by observing with an electron microscope as described above.
また、半田粒子の最大径は、平均粒径の200%以下、好ましくは平均粒径の150%以下、より好ましくは平均粒径の120%以下とすることができる。半田粒子の最大径が、上記範囲であることにより、半田粒子を電極間に挟持させ、半田粒子の溶融により電極間を接合させることができる。また、複数の半田粒子が凝集した凝集体である場合、凝集体の大きさを前述の半田粒子の最大径と同等にしてもよい。凝集体とする場合は、半田粒子の最大径を上述の値より小さくしてもよい。個々の半田粒子の大きさは、上述したように電子顕微鏡で観察して求めることができる。 The maximum diameter of the solder particles can be 200% or less of the average particle size, preferably 150% or less of the average particle size, and more preferably 120% or less of the average particle size. When the maximum diameter of the solder particles is within the above range, the solder particles can be sandwiched between the electrodes, and the electrodes can be joined by melting the solder particles. Further, in the case of an agglomerate in which a plurality of solder particles are agglomerated, the size of the agglomerates may be equal to the maximum diameter of the above-mentioned solder particles. In the case of agglomerates, the maximum diameter of the solder particles may be smaller than the above value. The size of each solder particle can be determined by observing with an electron microscope as described above.
半田粒子は、例えばJIS Z 3282−1999に規定されている、Sn−Pb系、Pb−Sn−Sb系、Sn−Sb系、Sn−Pb−Bi系、Bi−Sn系、Sn−Cu系、Sn−Pb−Cu系、Sn−In系、Sn−Ag系、Sn−Pb−Ag系、Pb−Ag系などから、電極材料や接続条件などに応じて適宜選択することができる。半田粒子の融点の下限は、好ましくは110℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは130℃以上。半田粒子の融点の上限は、200℃以下でもよく、好ましくは180℃以下、より好ましくは160℃以下、さらに好ましくは150℃以下である。また、半田粒子は、表面を活性化させる目的でフラックス化合物が直接表面に結合されていても構わない。表面を活性化させることで電極部との金属結合を促進することができる。 The solder particles are, for example, Sn-Pb-based, Pb-Sn-Sb-based, Sn-Sb-based, Sn-Pb-Bi-based, Bi-Sn-based, Sn-Cu-based, as defined in JIS Z 3282-1999. It can be appropriately selected from Sn-Pb-Cu system, Sn-In system, Sn-Ag system, Sn-Pb-Ag system, Pb-Ag system and the like according to the electrode material, connection conditions and the like. The lower limit of the melting point of the solder particles is preferably 110 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, still more preferably 130 ° C. or higher. The upper limit of the melting point of the solder particles may be 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. or lower, and further preferably 150 ° C. or lower. Further, the solder particles may have a flux compound directly bonded to the surface for the purpose of activating the surface. By activating the surface, metal bonding with the electrode portion can be promoted.
[他の添加剤]
熱硬化性接続材料には、上述した絶縁性バインダー及び半田粒子に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、従来、加熱硬化型接着剤で使われている種々の添加剤を配合することができる。添加剤の粒子径は、半田粒子の平均粒子径よりも小さいことが望ましいが、電極間接合を阻害しない大きさであれば特に限定はない。
[Other additives]
In addition to the above-mentioned insulating binder and solder particles, the thermosetting connection material should contain various additives conventionally used in heat-curable adhesives as long as the effects of the present invention are not impaired. Can be done. The particle size of the additive is preferably smaller than the average particle size of the solder particles, but is not particularly limited as long as it does not hinder the bonding between the electrodes.
上述の熱硬化性接続材料は、例えば、絶縁性バインダー及び半田粒子を溶剤中で混合し、この混合物を、バーコーターにより、剥離処理フィルム上に所定厚みとなるように塗布した後、乾燥させて溶媒を揮発させることにより得ることができる。また、混合物をバーコーターにより剥離処理フィルム上に塗布した後、加圧により所定厚みとしてもよい。また、半田粒子の分散性を高くするために、溶媒を含んだ状態で高シェアをかけることが好ましい。例えば、公知のバッチ式遊星攪拌装置を用いることができる。また、熱硬化性接続材料の残溶剤量は、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。 In the above-mentioned thermosetting connection material, for example, an insulating binder and solder particles are mixed in a solvent, the mixture is applied to a peeling film by a bar coater to a predetermined thickness, and then dried. It can be obtained by volatilizing the solvent. Further, the mixture may be applied on the peeling film by a bar coater and then pressed to a predetermined thickness. Further, in order to increase the dispersibility of the solder particles, it is preferable to apply a high share in a state containing a solvent. For example, a known batch type planetary stirrer can be used. The amount of residual solvent in the thermosetting connecting material is preferably 2% or less, more preferably 1% or less.
<4.実施例>
本実施例では、半田粒子を含有する接着フィルムを作製し、これを用いてコネクタの代替としてフレキシブルプリント基板をリジッド基板に実装した。そして、実装体の絶縁評価、及び接続抵抗値評価を行った。なお、本実施例は、これらに限定されるものではない。
<4. Example>
In this embodiment, an adhesive film containing solder particles was prepared, and a flexible printed substrate was mounted on a rigid substrate as a substitute for a connector using the adhesive film. Then, the insulation evaluation of the mounted body and the connection resistance value evaluation were performed. The present embodiment is not limited to these.
[実装体の絶縁評価]
実装体サンプルについて、隣接する端子間の抵抗値を測定し、106Ω以下をショートとしてカウントした。ショートがない実装体の評価を「OK」と評価し、ショートが1箇所以上ある実装体の評価を「NG」と評価した。
[Insulation evaluation of mount]
The implementation body sample, measuring the resistance value between adjacent terminals, were counted following 10 6 Omega as a short. The evaluation of the mount without shorts was evaluated as "OK", and the evaluation of the mount with one or more shorts was evaluated as "NG".
[実装体の接続抵抗値評価]
実装体サンプルについて、フレキシブルプリント基板とリジット基板との間の各端子間に、電流1mAを流したときの抵抗値を測定し、中央値を算出した。抵抗値の中央値が0.1Ω以下である実装体を「OK」と評価し、それ以外の実装体を「NG」と評価した。
[Evaluation of connection resistance of the mount]
For the mount sample, the resistance value when a current of 1 mA was passed between each terminal between the flexible printed circuit board and the rigid substrate was measured, and the median value was calculated. A mounting body having a median resistance value of 0.1Ω or less was evaluated as “OK”, and other mounting bodies were evaluated as “NG”.
<実装例1−1>
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ200μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ピッチ200μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
<Implementation example 1-1>
Flexible printed board (Dexerials Co., Ltd. evaluation FPC, terminal width 100 μm, distance between adjacent terminals (minimum value) 100 μm, line and space 1: 1, pitch 200 μm, number of
90℃−2s−1MPaの搭載条件にて、リジッド基板上に接着フィルムを介してフレキシブルプリント基板を位置合わせして固定した。接着フィルムは、アクリル系熱硬化性バインダー(デクセリアルズ(株)社製、最低溶融粘度到達温度80℃)に平均粒径10μmの半田粒子(MP−L20、千住金属工業(株)、Sn−58Bi合金、固層点温度139℃)が38wt%配合された、フィルム厚みが12μmのものを用いた。 The flexible printed substrate was aligned and fixed on the rigid substrate via an adhesive film under the mounting condition of 90 ° C.-2s-1 MPa. The adhesive film is an acrylic thermosetting binder (manufactured by Dexerials Co., Ltd., minimum melt viscosity reaching temperature 80 ° C.) and solder particles (MP-L20, Senju Metal Industry Co., Ltd., Sn-58Bi alloy) with an average particle size of 10 μm. , A solid layer point temperature of 139 ° C.) was blended in an amount of 38 wt%, and a film having a film thickness of 12 μm was used.
その後、リフローによりリジッド基板上にフレキシブルプリント基板を実装した。リフロー条件は、150℃〜260℃−100sec、ピークトップ260℃とした。 After that, the flexible printed substrate was mounted on the rigid substrate by reflow. The reflow conditions were 150 ° C. to 260 ° C.-100 sec, and the peak top was 260 ° C.
表1に、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価の結果を示す。 Table 1 shows the results of insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body.
<実装例1−2> <Implementation example 1-2>
表1に示すように、搭載条件を100℃−2s−1MPaとした以外は、実装例1−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。 As shown in Table 1, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 1-1 except that the mounting conditions were set to 100 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例1−3>
表1に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例1−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 1-3>
As shown in Table 1, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 1-1 except that the mounting conditions were set to 130 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例1−4>
表1に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例1−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 1-4>
As shown in Table 1, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 1-1 except that the mounting conditions were set to 150 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例2−1>
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅300μm、隣接端子間距離(最小値)300μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ300μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅300μm、隣接端子間距離(最小値)300μm、ピッチ300μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
<Implementation example 2-1>
Flexible printed board (Dexerials Co., Ltd. evaluation FPC, terminal width 300 μm, distance between adjacent terminals (minimum value) 300 μm, line and space 1: 1, pitch 300 μm, number of
90℃−2s−1MPaの搭載条件にて、リジッド基板上に接着フィルムを介してフレキシブルプリント基板を位置合わせして固定した。接着フィルムは、アクリル系熱硬化性バインダー(デクセリアルズ(株)社製、最低溶融粘度到達温度80℃)に平均粒径30μmの半田粒子(MP−L20、千住金属工業(株)、Sn−58Bi合金、固相点温度139℃)が38wt%配合された、フィルム厚みが35μmのものを用いた。 The flexible printed substrate was aligned and fixed on the rigid substrate via an adhesive film under the mounting condition of 90 ° C.-2s-1 MPa. The adhesive film is an acrylic thermosetting binder (manufactured by Dexerials Co., Ltd., minimum melt viscosity reaching temperature 80 ° C.) and solder particles (MP-L20, Senju Metal Industry Co., Ltd., Sn-58Bi alloy) with an average particle size of 30 μm. , Solid phase temperature (139 ° C.) was mixed in 38 wt%, and a film having a thickness of 35 μm was used.
その後、リフローによりリジッド基板上にフレキシブルプリント基板を実装した。リフロー条件は、150℃〜260℃−100sec、ピークトップ260℃とした。 After that, the flexible printed substrate was mounted on the rigid substrate by reflow. The reflow conditions were 150 ° C. to 260 ° C.-100 sec, and the peak top was 260 ° C.
表1に、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価の結果を示す。 Table 1 shows the results of insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body.
<実装例2−2>
表1に示すように、搭載条件を100℃−2s−1MPaとした以外は、実装例2−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 2-2>
As shown in Table 1, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 2-1 except that the mounting conditions were set to 100 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例2−3>
表1に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例2−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 2-3>
As shown in Table 1, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 2-1 except that the mounting conditions were set to 130 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例2−4>
表1に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例2−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 2-4>
As shown in Table 1, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 2-1 except that the mounting conditions were set to 150 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例3−1>
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ100μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ピッチ100μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
<Implementation example 3-1>
Flexible printed board (Dexerials Co., Ltd. evaluation FPC, terminal width 100 μm, distance between adjacent terminals (minimum value) 100 μm, line and space 1: 1, pitch 100 μm, number of
90℃−2s−1MPaの搭載条件にて、リジッド基板上に接着フィルムを介してフレキシブルプリント基板を位置合わせして固定した。接着フィルムは、アクリル系熱硬化性バインダー(デクセリアルズ(株)社製、最低溶融粘度到達温度80℃)に平均粒径30μmの半田粒子(MP−L20、千住金属工業(株)、Sn−58Bi合金、固相点温度139℃)が38wt%配合された、フィルム厚みが28μmのものを用いた。 The flexible printed substrate was aligned and fixed on the rigid substrate via an adhesive film under the mounting condition of 90 ° C.-2s-1 MPa. The adhesive film is an acrylic thermosetting binder (manufactured by Dexerials Co., Ltd., minimum melt viscosity reaching temperature 80 ° C.) and solder particles (MP-L20, Senju Metal Industry Co., Ltd., Sn-58Bi alloy) with an average particle size of 30 μm. , Solid phase temperature (139 ° C.) was mixed in 38 wt%, and a film having a thickness of 28 μm was used.
その後、リフローによりリジッド基板上にフレキシブルプリント基板を実装した。リフロー条件は、150℃〜260℃−100sec、ピークトップ260℃とした。
表1に、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価の結果を示す。
After that, the flexible printed substrate was mounted on the rigid substrate by reflow. The reflow conditions were 150 ° C. to 260 ° C.-100 sec, and the peak top was 260 ° C.
Table 1 shows the results of insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body.
<実装例3−2>
表1に示すように、搭載条件を100℃−2s−1MPaとした以外は、実装例3−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 3-2>
As shown in Table 1, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 3-1 except that the mounting conditions were set to 100 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例3−3>
表1に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例3−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 3-3>
As shown in Table 1, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 3-1 except that the mounting conditions were set to 130 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例3−4>
表1に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例3−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 3-4>
As shown in Table 1, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 3-1 except that the mounting conditions were set to 150 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例4−1>
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ100μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅100μm、隣接端子間距離(最小値)100μm、ピッチ100μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
<Implementation example 4-1>
Flexible printed board (Dexerials Co., Ltd. evaluation FPC, terminal width 100 μm, distance between adjacent terminals (minimum value) 100 μm, line and space 1: 1, pitch 100 μm, number of
90℃−2s−1MPaの搭載条件にて、リジッド基板上に接着フィルムを介してフレキシブルプリント基板を位置合わせして固定した。接着フィルムは、アクリル系熱硬化性バインダー(デクセリアルズ(株)社製、最低溶融粘度到達温度80℃)に平均粒径30μmの半田粒子(MP−L20、千住金属工業(株)、Sn−58Bi合金、固相点温度139℃)が38wt%配合された、フィルム厚みが35μmのものを用いた。 The flexible printed substrate was aligned and fixed on the rigid substrate via an adhesive film under the mounting condition of 90 ° C.-2s-1 MPa. The adhesive film is an acrylic thermosetting binder (manufactured by Dexerials Co., Ltd., minimum melt viscosity reaching temperature 80 ° C.) and solder particles (MP-L20, Senju Metal Industry Co., Ltd., Sn-58Bi alloy) with an average particle size of 30 μm. , Solid phase temperature (139 ° C.) was mixed in 38 wt%, and a film having a thickness of 35 μm was used.
その後、リフローによりリジッド基板上にフレキシブルプリント基板を実装した。リフロー条件は、150℃〜260℃−100sec、ピークトップ260℃とした。 After that, the flexible printed substrate was mounted on the rigid substrate by reflow. The reflow conditions were 150 ° C. to 260 ° C.-100 sec, and the peak top was 260 ° C.
表2に、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価の結果を示す。 Table 2 shows the results of insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body.
<実装例4−2>
表2に示すように、搭載条件を100℃−2s−1MPaとした以外は、実装例4−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 4-2>
As shown in Table 2, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 4-1 except that the mounting conditions were set to 100 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例4−3>
表2に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例4−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<実装例4−4>
表2に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例4−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 4-3>
As shown in Table 2, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 4-1 except that the mounting conditions were set to 130 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<Implementation example 4-4>
As shown in Table 2, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 4-1 except that the mounting conditions were set to 150 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例5−1>
フレキシブルプリント基板(デクセリアルズ(株)評価用FPC、端子幅200μm、隣接端子間距離(最小値)200μm、ラインアンドスペース1:1、ピッチ200μm、端子数30個、Ni−Auメッキ、)と、リジッド基板(デクセリアルズ評価用リジッド基板、端子幅200μm、隣接端子間距離(最小値)200μm、ピッチ200μm、端子数30個、18μm厚Cuパターン、Ni−Auメッキ)とを準備した。
<Implementation example 5-1>
Flexible printed board (Dexerials Co., Ltd. evaluation FPC, terminal width 200 μm, distance between adjacent terminals (minimum value) 200 μm, line and space 1: 1, pitch 200 μm, number of
90℃−2s−1MPaの搭載条件にて、リジッド基板上に接着フィルムを介してフレキシブルプリント基板を位置合わせして固定した。接着フィルムは、アクリル系熱硬化性バインダー(デクセリアルズ(株)社製、最低溶融粘度到達温度80℃)に平均粒径30μmの半田粒子(MP−L20、千住金属工業(株)、Sn−58Bi合金、固相点温度139℃)が38wt%配合された、フィルム厚みが35μmのものを用いた。 The flexible printed substrate was aligned and fixed on the rigid substrate via an adhesive film under the mounting condition of 90 ° C.-2s-1 MPa. The adhesive film is an acrylic thermosetting binder (manufactured by Dexerials Co., Ltd., minimum melt viscosity reaching temperature 80 ° C.) and solder particles (MP-L20, Senju Metal Industry Co., Ltd., Sn-58Bi alloy) with an average particle size of 30 μm. , Solid phase temperature (139 ° C.) was mixed in 38 wt%, and a film having a thickness of 35 μm was used.
その後、リフローによりリジッド基板上にフレキシブルプリント基板を実装した。リフロー条件は、150℃〜260℃−100sec、ピークトップ260℃とした。 After that, the flexible printed substrate was mounted on the rigid substrate by reflow. The reflow conditions were 150 ° C. to 260 ° C.-100 sec, and the peak top was 260 ° C.
表2に、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価の結果を示す。 Table 2 shows the results of insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body.
<実装例5−2>
表2に示すように、搭載条件を100℃−2s−1MPaとした以外は、実装例5−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 5-2>
As shown in Table 2, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 5-1 except that the mounting conditions were set to 100 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例5−3>
表2に示すように、搭載条件を130℃−2s−1MPaとした以外は、実装例5−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 5-3>
As shown in Table 2, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 5-1 except that the mounting conditions were set to 130 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
<実装例5−4>
表2に示すように、搭載条件を150℃−2s−1MPaとした以外は、実装例5−1と同様に実装体を作製し、実装体の絶縁評価及び接続抵抗値評価を行った。
<Implementation example 5-4>
As shown in Table 2, a mounting body was produced in the same manner as in Mounting Example 5-1 except that the mounting conditions were set to 150 ° C.-2s-1MPa, and the insulation evaluation and connection resistance value evaluation of the mounting body were performed.
実装例1−2〜実装例1−4、実装例2−2〜実装例2−4より、隣接端子間距離の最小値が0.3mm以下であり、隣接端子間距離の最小値に対する半田粒子の平均粒径の比が0.15未満であることにより、優れた絶縁性及び導通性を有する実装体を得ることができた。また、最低溶融粘度到達温度が80℃の接着フィルムに対し、位置合わせ時の温度を100℃〜150℃とすることにより、優れた絶縁性及び導通性を有する実装体を得ることができた。 From Mounting Example 1-2 to Mounting Example 1-4 and Mounting Example 2-2-Mounting Example 2-4, the minimum value of the distance between adjacent terminals is 0.3 mm or less, and the solder particles with respect to the minimum value of the distance between adjacent terminals. When the ratio of the average particle size of the particles was less than 0.15, a mounting body having excellent insulation and conductivity could be obtained. Further, by setting the temperature at the time of alignment to 100 ° C. to 150 ° C. with respect to the adhesive film having the minimum melt viscosity reaching temperature of 80 ° C., a mounting body having excellent insulation and conductivity could be obtained.
なお、本実施例では、フレキシブルプリント基板を実装したが、コネクタを実装することもできる。また、コネクタは、ムカデ型だけでなく、フリップチップ型も実装することもできる。 In this embodiment, the flexible printed board is mounted, but a connector can also be mounted. Further, the connector can be mounted not only as a centipede type but also as a flip chip type.
10 基板、11 第1の端子列、20 熱硬化性接続材料、21 半田粒子、30 コネクタ、31 第2の端子列、40 ツール、51 絶縁樹脂、52A 第1の端子、52B 第2の端子、53 絶縁樹脂、54A 第1の端子、54B 第2の端子
10 board, 11 first terminal row, 20 thermosetting connection material, 21 solder particles, 30 connectors, 31 second terminal row, 40 tools, 51 insulating resin, 52A first terminal, 52B second terminal, 53 Insulation resin, 54A first terminal, 54B second terminal
Claims (8)
前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記第1の端子列と前記第2の端子列とを無荷重で接合させる工程とを有し、
前記第1の端子列及び前記第2の端子列における端子間距離の最小値に対する前記半田粒子の平均粒径の比が0.1以下であり、
前記熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比が、0.83以上1.2以下である接続体の製造方法。 A second terminal having a minimum distance between terminals of 0.3 mm or less on the inside of the joint surface with the substrate via a thermosetting connecting material containing solder particles on the first terminal row of the substrate. The process of fixing the connectors with rows and
Using a reflow oven set above the melting point of the solder particles, possess the step of bonding the first terminal row and the second terminal row with no load,
The ratio of the average particle size of the solder particles to the minimum value of the distance between the terminals in the first terminal row and the second terminal row is 0.1 or less.
A method for producing a connector in which the ratio of the average particle size of the solder particles to the thickness of the thermosetting connection material is 0.83 or more and 1.2 or less.
前記基板との接合面の内側に端子間距離の最小値が0.3mm以下である第2の端子列を有するコネクタと、
前記第1の端子列と前記第2の端子列とを半田粒子により接合するとともに、前記基板と前記コネクタとを接着する接着層とを備え、
前記第1の端子列及び前記第2の端子列における端子間距離の最小値に対する前記半田粒子の平均粒径の比が0.1以下であり、
前記熱硬化性接続材料の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比が、0.83以上1.2以下である接続体。
A substrate having a first terminal row and
A connector having a second terminal row having a minimum value of the distance between terminals of 0.3 mm or less inside the joint surface with the substrate, and a connector.
The first terminal row and the second terminal row are joined by solder particles, and an adhesive layer for adhering the substrate and the connector is provided .
The ratio of the average particle size of the solder particles to the minimum value of the distance between the terminals in the first terminal row and the second terminal row is 0.1 or less.
A connector in which the ratio of the average particle size of the solder particles to the thickness of the thermosetting connection material is 0.83 or more and 1.2 or less .
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