[發明專利]固化劑、含有該固化劑的熱固性樹脂組合物、使用該熱固性樹脂組合物的接合方法、以及熱固性樹脂的固化溫度的控制方法

有效

• 申請號: 201380072938.8
• 申請日: 2013-10-04
• 公開（公告）號: CN104995231B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 野村昭博;高岡英清
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: C08G59/40
• 分類號: C08G59/40;B23K35/22;C08L101/00;H05K3/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 金世煜,苗堃

技術領域

本發明涉及用于使熱固性樹脂固化的固化劑、含有該固化劑的熱固性樹脂組合物、使用了該熱固性樹脂組合物的接合方法、以及熱固性樹脂的固化溫度的控制方法。

背景技術

作為將電子部件安裝在印刷電路基板等安裝對象上的方法，廣泛使用利用釬焊的方法。

作為這種可用于釬焊的釬焊膏(接合材料)，專利文獻1中提出了一種釬焊膏，其特征在于，含有由錫-鉍系的焊料構成的焊料粒子、在回流焊過程以高于上述焊料的熔點的溫度進行固化的熱固性樹脂、以及以釬焊時的熱進行活化以除去焊料表面的氧化膜的活性劑，活性劑在焊料的熔點以上的溫度活化。

專利文獻1的釬焊膏(接合材料)含有焊料、熱固性樹脂及活性劑，使用的焊接材料本身的強度低，在難以確保充分的接合強度的情況下，具有能夠通過樹脂加強接合部的特征。另外，在專利文獻2中也提出了這種釬焊膏(接合材料)。

然而，在專利文獻1、2那樣的含有焊料粉末、熱固性樹脂、活性劑的接合材料中，為了得到正常的接合狀態，焊料的熔點與熱固性樹脂的固化溫度的關系是重要的，通常，熱固性樹脂的固化溫度需要比焊料的熔點高。即，熱固性樹脂的固化溫度低于焊料的熔點的情況下，存在如下問題：在釬焊的工序中溫度上升而將焊料熔融的時刻，熱固性樹脂發生固化，因此熔融焊料的流動被固化的樹脂妨礙，且妨礙熔融焊料彼此的結合，不能在接合對象物(例如，形成于基板上的電極的表面)上潤濕擴展。

另外，在專利文獻1中，著眼于上述焊料的熔點與溫度的關系，并對它們的關系進行限定，所述溫度包含熱固性樹脂的反應溫度，進而，考慮到活性劑也具有作為熱固性樹脂的固化劑的作用，因而還包含使活性劑活化的溫度。此外，樹脂的固化反應的開始、進行速度等由固化劑的活性決定。

但是，對于熱固性樹脂的固化反應，不僅被同時配合的固化劑所左右，升溫速度對其也有很大影響。即，緩慢地進行升溫的情況與迅速進行升溫的情況相比，在低的溫度下就發生固化反應。

因此，為了精度良好地管理熱固性樹脂的固化溫度，需要也掌握升溫速度、加熱的物質的熱傳導率等而進行整體管理。

然而，熱固性樹脂在開始固化反應時具有由于自發熱而使溫度進一步上升的性質，因此實際上難以進行詳細的溫度管理。

然而，專利文獻1中，在熔點為139℃時，在一般的焊接材料中使用熔點較低的焊料、熱固性樹脂的固化溫度為139℃以上即可，因此比較容易進行用于控制固化溫度的升溫曲線管理。

但是，如專利文獻1那樣，焊料的熔點低的情況下，對焊料接合的部件進行再次回流焊加熱時，有如下問題：焊料熔融而體積膨脹，周圍的樹脂受到破壞而噴出，損害電連接。另外，在長時間暴露于熔點以上的高溫的環境下，熔融的焊料在電極繼續擴散，從而電極消失而使電連接和機械接合受損，因此還存在無法使用的問題。

針對該問題，專利文獻3、4中提出了如下的接合材料，即，配合了熱固性樹脂和具有較高熔點的例如Sn-3.0Ag-0.5Cu(熔點218℃)焊料粉末而成的接合材料；或通過配合熱固性樹脂和兩種以上的合金或金屬粉末，在加熱處理時，金屬彼此反應而形成高熔點的金屬間化合物，從而能夠承受再回流焊、高溫環境的接合材料。

然而，這種接合材料由于焊料的熔點、金屬彼此的反應溫度高，因此為了得到正常的接合結構體，根據上述理由，需要選擇使樹脂開始固化的溫度超過218℃的固化劑，有選擇項窄這種問題。另外，作為通過熱而熔融而活化的潛在性的固化劑，熟知有咪唑化合物，咪唑化合物的熔點雖然成為固化反應開始的溫度指標，但并不是精確地表示反應溫度本身。熱固性樹脂的固化反應由于遵循反應動力學，因此受加熱條件影響很大。由此，為了可靠地得到良好的接合結構，必須詳細管理加熱條件。應予說明，這里所說的良好的接合結構是指例如電極彼此可靠地焊料接合而不殘留有焊球，進而其周圍被熱固性樹脂密封的結構。如果得不到該結構，則不能說是可靠性高的接合結構。

另外，專利文獻5中提出了即使由于熱固性樹脂的固化反應而使流動性受損的情況下，為了確保流動性，配合具有與熱固性樹脂的固化溫度同等的熔點的熱塑性樹脂。

然而，由于熱塑性樹脂的熱傳導率低，因此在達到該溫度的同時，并沒有完全地體現流動性，而產生與傳熱對應的流動性，因此，流動性相對于溫度、時間軸產生分布。另外，其特性根據分子量的偏差而具有分布，因此，有必須設定充裕的加熱條件、工序復雜化、生產率降低這種問題。