含金属粒子、连接材料、连接结构体及其制造方法、导通检查用部件以及导通检查装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种含金属粒子，其可以使含金属粒子的突起的前端在较低温度下发生熔融，在熔融后使其固化而与其它粒子或其它部件接合，可以提高连接可靠性，并且，抑制离子迁移现象，可以提高绝缘可靠性。本发明专利技术的含金属粒子，其为在外表面具有多个突起的含金属粒子，并且具备：基材粒子；金属部，其配置于所述基材粒子的表面上并且在外表面具有多个突起，以及金属膜，其覆盖所述金属部的外表面，所述含金属粒子的所述突起的前端能够在400℃以下熔融。子的所述突起的前端能够在400℃以下熔融。子的所述突起的前端能够在400℃以下熔融。

【技术实现步骤摘要】
含金属粒子、连接材料、连接结构体及其制造方法、导通检查用部件以及导通检查装置
[0001]本申请是中国申请号为201880057978.8，申请日为2018年9月20日，专利技术名称为“含金属粒子、连接材料、连接结构体及连接结构体的制造方法、导通检查用部件以及导通检查装置”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种含金属粒子，其具备基材粒子和金属部，该金属部在外表面具有突起。另外，本专利技术涉及使用有所述含金属粒子的连接材料、连接结构体及连接结构体的制造方法，导通检查用部件以及导通检查装置。
[0003]在电子部件等中，为了形成连接两个连接对象部件的连接部，有时使用含有金属粒子的连接材料。
[0004]已知当金属粒子的粒径变小至100nm以下的尺寸，构成原子数变少时，相对于粒子的体积的表面积比急剧增大，熔点或烧结温度与块状态相比大幅度降低。已知有利用该低温烧结性能，将粒径为100nm以下的金属粒子用作连接材料，通过加热而使金属粒子彼此烧结而进行连接的方法。该连接方法中，连接后的金属粒子变化成块金属，同时在连接界面可得到基于金属键合的连接，因此，耐热性、连接可靠性和放热性变得非常高。
[0005]例如，下述的专利文献1公开了用于进行该连接的连接材料。
[0006]专利文献1中记载的连接材料包含纳米尺寸的复合银粒子、纳米尺寸的银粒子和树脂。所述复合银粒子是在作为银原子的集合体的银核的周围形成了有机包覆层的粒子。所述有机包覆层由碳原子数10或12的醇分子残基、醇分子衍生物(在此，醇分子衍生物限定于羧酸和/或醛)和/或醇分子中的一种以上的醇成分形成。
[0007]另外，下述的专利文献2中公开有含有纳米尺寸的含金属粒子和导电性粒子的连接材料。
[0008]另外，众所周知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。在这些各向异性导电材料中，导电性粒子分散于粘合剂树脂中。
[0009]各向异性导电材料用于得到各种连接结构体。作为所述连接结构体，例如，可列举：柔性印刷基板和玻璃基板(FOG(Film on Glass))之间的连接，半导体芯片和柔性印刷基板(COF(Chip on Film))之间的连接，半导体芯片和玻璃基板的连接(COG(Chip on Glass))以及柔性印刷基板和玻璃环氧基板(FOB(Film on Board))之间的连接等。
[0010]作为所述导电性粒子的一个实例，下面的专利文献3公开了具有锡、银和铜的三元合金被膜的导电性粒子。专利文献3记载了连接电阻低，连接时的电流容量大，并且防止了迁移的情况。
[0011]下述专利文献4公开了一种导电性粒子，其具有金属或合金粒子多个连接成列状而形成的粒子连接体构成的突起。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1：日本特许第5256281号公报
[0015]专利文献2：日本特开2013
‑
55046号公报
[0016]专利文献3：WO2006/080289A1
[0017]专利文献4：日本特开2012
‑
113850号公报

技术实现思路

[0018]专利技术要解决的技术问题
[0019]纳米尺寸的银粒子等金属粒子存在下述问题：通过连接时的加热处理发生熔融接合并形成块。形成块时，熔点升高，因此，存在加热温度升高。另外，在所形成的块中，在纳米尺寸的粒子间产生间隙。结果，连接可靠性变低。
[0020]此外，电子设备的小型化和高密度布线正在进行中。因此，银(Ag)、铅(Pb)、铜(Cu)、锡(Sn)和锌(An)等金属在水分(湿度)较高的严苛环境条件下施加电压时，有时发生离子化的金属在电极之间移动而发生短路的离子迁移现象，有时绝缘可靠性发生劣化。
[0021]而且，近年来，使用各向异性导电材料得到连接结构体时，在电极的连接工序中，通过比以往更低的压力进行连接，即所谓的低压安装。例如，在将驱动半导体芯片直接安装于柔软的挠性印刷基板上，为了抑制柔性印刷电路的变形，需要在低压下进行安装。
[0022]然而，在低压安装中，由于导电性粒子与电极之间的物理接触不充分，有时无法得到足够的导通特性。此外，在安装后，有时在高温和高湿的环境条件下，由于各向异性导电材料中的粘合剂树脂发生收缩而不能得到期望的导通特性。
[0023]本专利技术的目的在于，提供一种含金属粒子，其可以使含金属粒子的突起的前端在较低温度下发生熔融，在熔融后使其固化而与其它粒子或其它部件接合，可以提高连接可靠性。并且，抑制离子迁移现象，可以提高绝缘可靠性的含金属粒子。另外，本专利技术的目的在于含金属粒子的金属部的突起的成分在相对低温下发生金属扩散或者熔融变形，可以与其他粒子或其他部件接合，提高连接可靠性的含金属粒子。另外，本专利技术的目的还在于，提供一种使用有所述含金属粒子的连接材料、连接结构体及连接结构体的制造方法、导通检查用部件以及导通检查装置。
[0024]解决技术问题的手段
[0025]根据本专利技术的广泛局面，提供一种含金属粒子，其为在外表面具有多个突起的含金属粒子，并且具备：基材粒子；金属部，其配置于所述基材粒子的表面上并且在外表面具有多个突起，以及金属膜，其覆盖所述金属部的外表面，所述含金属粒子的所述突起的前端可以在400℃以下熔融。
[0026]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述金属膜包覆所述金属部的所述突起的前端。
[0027]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述金属膜的包覆所述金属部的所述突起的前端的部分可以在400℃以下熔融。
[0028]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述金属膜的厚度为0.1nm以上且50nm以下。
[0029]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述金属膜的材料包含金、钯、铂、铑、钌或铱。
[0030]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述含金属粒子在外表面上具有多个凸部，所述含金属粒子在所述凸部的外表面具有所述突起。
[0031]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述凸部的平均高度与所述含金属粒子的所述突起的平均高度之比为5以上且1000以下。
[0032]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述凸部的基部的平均直径为3nm以上且5000nm以下。
[0033]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述含金属粒子的外表面的表面积100％中，存在所述凸部的部分的表面积为10％以上。
[0034]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述凸部的形状为针状或者为球体的一部分的形状。
[0035]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述含金属粒子的所述突起的材料包含银、铜、金、钯、锡、铟或锌。
[0036]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其中，所述金属部的材料不是焊料。
[0037]根据本专利技术的含金属粒子的特定方面，其具备：基材粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含金属粒子，其为在外表面具有多个突起的含金属粒子，并且具备：基材粒子；金属部，其配置于所述基材粒子的表面上并且在外表面具有多个突起，以及金属膜，其覆盖所述金属部的外表面，所述含金属粒子的所述突起的前端能够在400℃以下熔融。2.根据权利要求1所述的含金属粒子，其中，所述金属膜包覆所述金属部的所述突起的前端。3.根据权利要求1或2所述的含金属粒子，其中，所述金属膜的包覆所述金属部的所述突起的前端的部分能够在400℃以下熔融。4.根据权利要求1～3中任一项所述的含金属粒子，其中，所述金属膜的厚度为0.1nm以上且50nm以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的含金属粒子，其中，所述金属膜的材料包含金、钯、铂、铑、钌或铱。6.根据权利要求1～5中任一项所述的含金属粒子，其中，所述含金属粒子在外表面具有多个凸部，所述含金属粒子在所述凸部的外表面具有所述突起。7.根据权利要求6所述的含金属粒子，其中，所述凸部的平均高度与所述含金属粒子的所述突起的平均高度之比为5以上且1000以下。8.根据权利要求6或7所述的含金属粒子，其中，所述凸部的基部的平均直径为3nm以上且5000nm以下。9.根据权利要求6～8中任一项所述的含金属粒子，其中，所述含金属粒子的外表面的表面积100％中，存在所述凸部的部分的表面积为10％以上。10.根据权利要求6～9中任一项所述的含金属粒子，其中，所述凸部的形状为针状或者为球体的一部分的形状。11.根据权利要求1～10中任一项所述的含金属粒子，其中，所述含金属粒子的所述突起的材料包含银、铜、金、钯、锡、铟或锌。12.根据权利要求1～11中任一项所述的含金属粒子，其中，所述金属部的材料不是焊料。13.一种含金属粒子，其具备：基材粒子、以及配置于所述基材粒子的表面上的金属部，其中，所述金属部在外表面具有多个突起，所述金属部的所述突起包含能够在400℃以下发生金属扩散的成分，或者所述金属部的所述突起能够在400℃以下熔融变形，所述金属部中不存在所述突起的部分的熔点超过400℃。14.根据权利要求13所述的含金属粒子，其中，所述金属部的所述突起含有能够在400℃以下发生金属扩散的成分。15.根据权利要求13或14所述的含金属粒子，其中，所述金属部的所述突起能够在400
℃以下熔融变形。16.根据权利要求13～15中任一项所述的含金属粒子，其中，所述金属部的所述突起包含焊料。17.根据权利要求16所述的含金属粒子，其中，所述金属部的所述突起的焊料的含量为50重量％以上。18.根据权利要求13～17中任一项所述的含金属粒子，其中，所述金属部中不存在所述突起的部分不包含焊料或者含有40重量％以下的焊料...

【专利技术属性】
技术研发人员：土桥悠人，笹平昌男，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：