專利名稱：：粘接材料及電路連接方法發(fā)明涉及連接具有突起狀電極的半導(dǎo)體元件等電子元器件的突起狀電極和用于搭載電子元器件的布線基板的端子電極的粘接材料。以往，在手持電話等便攜式電子機(jī)器的主機(jī)板上安裝有把半導(dǎo)體元件裝在比它的表面積更大的組裝基板上的IC插件，但是，近年來隨著電子機(jī)器輕薄短小化和高功能化的進(jìn)展，以裸片狀態(tài)把半導(dǎo)體元件倒裝在主機(jī)板上，并使用安裝在與半導(dǎo)體元件大致同樣大小的組裝基板上的芯片插件(CSP)，以此來取代原來的IC插件。在這些情況下，當(dāng)把裸片或CSP的突起狀電極連接在主機(jī)板的連接端子上時(shí)，使用液態(tài)、漿狀或薄膜狀絕緣性粘接劑或?qū)?dǎo)電性粒子分散在這些絕緣性粘接劑內(nèi)的漿狀或薄膜狀各向異性的導(dǎo)電粘接劑?？墒?，用這樣的粘接劑連接起來的連接部位上，由于存在裸片(或CSP)與主機(jī)板之間的熱線膨脹率之差，所以應(yīng)力集中于裸片的突起狀電極上，經(jīng)常發(fā)生起皮、剝離、表浮現(xiàn)象，招致通導(dǎo)阻抗的增大以及連接不良的發(fā)生，使連接可靠性大幅度地下降。由于裸片的突起狀電極的高度參差不齊，使得相面對的裸片的突起狀電極與主機(jī)板的連接端子之間的間距也不均勻，不能提高連接的可靠性。為了確保裸片與主機(jī)板之間的連接可靠性，提出了一種解決方案(日本專利申請公開JP-A-11-061088)，即按照對100重量份的粘接樹脂組合物用5～200份的比例將平均粒徑為3μm以下的無機(jī)填料配合于絕緣性粘接劑或各向異性導(dǎo)電粘接劑中，使黏度增大來提高其粘接力。但是，如日本專利申請公開JP-A-11-061088記載的那樣，即使簡單地規(guī)定了無機(jī)填料的粒徑和配比，也不能保證裸片與主機(jī)板之間的足夠的連接可靠性。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種粘接材料，不僅能夠把具有突起狀電極的半導(dǎo)體元件等電子元器件的突起狀電極與主機(jī)板等布線基板的端子電極連接起來，而且能夠消除它們之間的間距的離散性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的連接可靠性。使用含有至少一種可固化樹脂與無機(jī)粒子的粘接材料連接具有突起狀電極的半導(dǎo)體元件等電子元器件的突起狀電極與用于搭載電子元器件的布線基板的端子電極時(shí)，不僅僅需要規(guī)定使用的無機(jī)粒子的平均粒徑及配比，而且應(yīng)當(dāng)把無機(jī)粒子的比表面積設(shè)定在規(guī)定的范圍之內(nèi)，再把粒子的最大粒徑設(shè)定在電子元器件突起狀電極高度與布線基板的端子電極高度之和的一半以下，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)上述的目的，并一直完成了本發(fā)明。本發(fā)明提供一種連接具有突起狀電極的電子元器件(最好是裸片等半導(dǎo)體元件)的突起狀電極與用于搭載電子元器件的布線基板的端子電極的粘接材料，這種粘接材料包含有至少一種可固化樹脂和無機(jī)粒子，其特征在于無機(jī)粒子的比表面積S(m2/g)滿足如下(1)式，其平均粒徑D1(μm)和最大粒徑D2(μm)分別滿足如下(2)式和(3)式3＜S≤17……(1)D1≤5……(2)D2≤0.5(h1+h2)……(3)(式中h1是電子元器件的突起狀電極的電極高度(μm)，h2是布線基板的端子電極的電極高度(μm))；而且該粘接材料以體積的10～60％的配比包含有上述的無機(jī)粒子。本發(fā)明提供一種電路連接方法，用包含有至少一種硬化樹脂和無機(jī)粒子的粘接材料連接具有突起狀電極的電子元器件(最好是裸片等半導(dǎo)體元件)的突起狀電極與用于搭載電子元器件的布線基板的端子電極，其特征在于使用把無機(jī)粒子按照體積的10～60％的配比分散在可固化樹脂內(nèi)而形成的材料作為粘接材料；所述無機(jī)粒子的比表面積S(m2/g)滿足如下(1)式，其平均粒徑D1(μm)和最大粒徑D2(μm)分別滿足如下(2)式和(3)式3＜S≤17……(1)D1≤5……(2)D2≤0.5(h1+h2)……(3)(式中h1是電子元器件的突起狀電極的電極高度(μm)，h2是布線基板的端子電極的電極高度(μm))。以下對本發(fā)明作詳細(xì)說明。本發(fā)明的粘接材料是用來連接具有突起狀電極的電子元器件的突起狀電極與用于搭載電子元器件的布線基板的端子電極的粘接材料，包含有至少一種可固化樹脂和無機(jī)粒子。這里，作為無機(jī)粒子，用BET法測定出來的比表面積S(m2/g)必須滿足如下(1)式；用科爾德(Coulter)計(jì)數(shù)法測定出來的平均粒徑(三次測量10萬個(gè)粒子得到的結(jié)果的平均值)D1(μm)和最大粒徑D2(μm)必須分別滿足如下(2)式和(3)式3＜S≤17……(1)D1≤5……(2)D2≤0.5(h1+h2)……(3)(式中h1是電子元器件的突起狀電極的電極高度(μm)，h2是布線基板的端子電極的電極高度(μm))。在無機(jī)粒子的比表面積S低于3m2/g的情況下，粒子直徑就太大，這可能會(huì)損傷電子部件粘接面的保護(hù)膜，但是比表面積S高于17m2/g時(shí)，粘接材料的流動(dòng)性降低，就需要加大粘接壓力，這樣會(huì)降低粘接的操作性，結(jié)果，難于消除具有突起狀電極的電子元器件的突起狀電極與主機(jī)板等布線基板的端子電極之間的距離的離散性。當(dāng)無機(jī)粒子的平均粒徑D1(μm)超過5μm時(shí)，突起狀電極與布線基板的端子電極之間殘存的無機(jī)粒子阻礙電氣連接的概率就高；當(dāng)無機(jī)粒子的最大粒徑D2(μm)超過電子元器件突起狀電極高度h1(μm)與布線基板的端子電極的電極高度h2(μm)之和的一半時(shí)，無機(jī)粒子過大，可能會(huì)損傷電子部件粘接面的保護(hù)膜。無機(jī)粒子的最大粒徑D2(μm)在一般情況下最好不要超過15μm。作為無機(jī)粒子，其平均粒徑D1(μm)最好滿足如下(4)式0.1(h1+h2)≥D1……(4)這樣的無機(jī)粒子在粘接材料中的配比是占體積的10～60％，最好是20～50％。若不足體積的10％，則難以達(dá)到電氣連接的可靠性；如果超過體積的60％，連接時(shí)的粘接材料的流動(dòng)性明顯變差，這種情況下也難于獲得良好的連接。作為上述無機(jī)粒子的材料，可以采用氧化鋁、二氧化硅等金屬氧化物以及氮化鋁、氮化硅等金屬氮化物，也可以對這些材料實(shí)施公知的耐水性處理。作為構(gòu)成粘接材料的可固化樹脂，可以采用原來的那種把半導(dǎo)體元件倒裝在主機(jī)板上時(shí)用作粘接成分的熱可固化樹脂，例如環(huán)氧樹脂、聚氨脂樹脂、不飽和聚酯樹脂等。再就是具有通過特定波長的紫外線等反應(yīng)的官能團(tuán)的可固化樹脂，例如丙烯酸酯系樹脂、甲基丙烯酸酯系樹脂等。也可以把上述這些材料的兩種以上混在一起來使用。在本發(fā)明中，使用100℃時(shí)黏度在500cps以下最好是200cps以下的液態(tài)可固化樹脂作為至少一種可固化樹脂，從確保粘接材料的操作性(涂布性)的角度來看，是比較好的。這樣的100℃時(shí)黏度在500cps以下的可固化樹脂在可固化樹脂整體配比中最好是至少為20％(重量)。在本發(fā)明的粘接材料中可以配入固化劑，可以使用咪唑系固化劑、酸酐系固化劑、酰肼系固化劑、雙氰胺系固化劑等。其中，使用把上述固化劑經(jīng)潛化后的潛在固化劑也很好。本發(fā)明的粘接材料中還可以包含有平均粒徑為0.5～0.8μm的導(dǎo)電粒子，因此，可以使用粘接材料作為各向異性導(dǎo)電粘接劑。作為這樣的導(dǎo)電粒子，可以使用原來的各向異性導(dǎo)電粘接劑中所使用的導(dǎo)電粒子，例如錫、鎳等金屬粒子、在樹脂粒子表面上形成金屬鍍層的復(fù)合粒子、在這些粒子表面上形成絕緣膜的粒子等。導(dǎo)電粒子的配比可以根據(jù)導(dǎo)電粒子的種類和粘接劑用途靈活決定。在85℃、85％RH氣氛之下，使以上的粘接材料的吸濕率達(dá)到重量的1.5％以下，這樣，就可以防止水分侵入本發(fā)明的粘接材料的適用對象即具有突起狀電極的電子元器件和布線基板的連接端子之間的結(jié)合部中去，進(jìn)而能夠提高連接可靠性?？梢杂萌缦路椒▉碛?jì)算粘接材料的吸濕率，即把成型為圓筒形(直徑5mm、高度15mm)的粘接材料在130℃下干燥1小時(shí)，再在85℃、85％RH氣氛之下放置168小時(shí)，測量其重量變化，由此來計(jì)算其吸濕率。可以把可固化樹脂、無機(jī)粒子以及各種必要的添加劑均勻地混合在一起配制成本發(fā)明的粘接材料。這種情況下，調(diào)節(jié)可固化樹脂整體中的液態(tài)可固化樹脂的配比，就可以使粘接材料形成為液態(tài)～漿狀。在構(gòu)成薄膜狀粘接材料的情況下，是把可固化樹脂、無機(jī)粒子以及各種必要的添加劑均勻地混合在溶劑中，調(diào)制成涂布液，把涂布液涂敷在剝離薄板上，然后進(jìn)行干燥。作為搭載電子元器件的布線基板，并無特殊限制，可以使用原來的硬基板，也可以使用柔性基板。以上說明的本發(fā)明的粘接材料可以很好地適用于連接具有突起狀電極的電子元器件突起狀電極與用于搭載電子元器件的布線基板的端子電極的電路連接方法。以下對本發(fā)明作具體說明。圖1是粘接材料的操作性評價(jià)用連接體的截面圖。圖中1代表粘接材料，2代表模擬芯片，3代表玻璃基板。實(shí)施例1～8和比較例1～7把表1所示的二氧化硅按表2和表3所示的配比以及體積含有量(％)與甲苯一起混合在20重量份環(huán)氧樹脂(4032D(黏度200cps/100℃)；大日本墨水工業(yè)公司制)、20重量份環(huán)氧樹脂(EP828(黏度150cps/100℃)；油化殼牌環(huán)氧公司制)、20重量份苯氧基樹脂(YP50，東都化成公司制)以及40重量份咪唑固化劑(HX3941，旭化成公司制)的混合物中調(diào)制成粘接材料的涂布液；把該涂布液涂敷在剝離板上，使其干燥厚度為40μm；再在熱風(fēng)循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，制作成薄膜狀粘接材料(下稱粘接膜)。(重量份)(重量份)對各實(shí)施例和各比較例中的粘接材料的吸濕率、連接可靠性、操作性(壓入)分別進(jìn)行了評價(jià)。吸濕率(％)把各實(shí)施例和各比較例的粘接材料成型為圓筒形(直徑5mm，高15mm)，再在130℃下干燥1小時(shí)，接著測其重量，然后把上述成型物在85℃、85％RH氣氛下放置168小時(shí)，再次測其重量，從兩次計(jì)量結(jié)果之差(即重量的變化)計(jì)算出吸濕率，所得到的結(jié)果表示在表4中。連接可靠性在硅IC芯片與玻璃環(huán)氧基板之間配置各實(shí)施例和各比較例的粘接膜，使用倒裝連接器把兩者連接起來，形成連接體(連接條件180℃、20秒、100g/沖擊)。上述硅IC芯片(6.3mm2/0.4mm厚)設(shè)置有處于背面的160個(gè)高度為20μm的鍍金突起(高h(yuǎn)1=20μm/150μm節(jié)距)；玻璃環(huán)氧基板(40mm2/0.6mm厚)形成有鍍了鎳-金的銅布線(厚度(電極高度)h2=12μm)。在電極連接完了之后，把連接體在30℃、70％RH氣氛下放置186小時(shí)，接著再在240℃(最高)的回流爐中通過兩次。用4端子法測定連接部位的阻抗，然后進(jìn)行200小時(shí)的加壓蒸煮處理(121℃、2.1大氣壓、100％RH)，再次測定連接阻抗，求出加壓蒸煮處理前后的阻抗上升變化(ΔΩ)。在連接部位的阻抗上升不足0.5Ω(好的情況)時(shí)，把這種情況評價(jià)為「○」；阻抗上升超過0.5Ω或出現(xiàn)開路不良的情況評價(jià)為「×」。所得到的結(jié)果表示在表4中。操作性如圖1所示，把實(shí)施例1、2和3及比較例3和7的粘接材料1配置在硅虛擬芯片2(6.3mm2/0.4mm厚)和無電路的玻璃基板3(15mm×80mm/1.2mm厚)之間，在表5所示的壓入力條件下，在180℃下熱壓20秒鐘。通過連接體Ⅹ-Ⅹ截面觀察測量不同壓力(kgf)下的芯片的壓入量(μm)，所得到的結(jié)果表示于表5中。通常，所希望的結(jié)果是在1kgf的壓入力下，壓入量為10μm以上，用2kgf的壓入力時(shí)，壓入量為15μm以上。*從連接開始就不導(dǎo)通[表5]<tablesid="table4"num="006"><table>2347</table></tables>從表4可知，滿足式(1)～(3)關(guān)系的實(shí)施例1～實(shí)施例8的粘接膜顯示了良好的連接可靠性。從表5可知，至少實(shí)施例1～實(shí)施例3的粘接膜的操作性都是好的。二氧化硅的體積含量降低下限(10％)的比較例1的粘接膜的吸濕率較高，而且連接可靠性也不夠高。另外，使用了BET比表面積大幅度提高上限(17m2/g)的二氧化硅的比較例2和比較例3的粘接膜的連接可靠性是不充分的。比較例4和比較例5的粘接膜使用了最大粒徑不滿足式(3)的二氧化硅，其連接可靠性也不充分。使用BET比表面積稍稍提高了上限(17m2/g)的二氧化硅的比較例6和比較例7的粘接膜的連接可靠性也是不充分的。關(guān)于比較例3和比較例7的粘接膜，從表5可知，使用比表面積為17m2/g以下的無機(jī)粒子可以確保連接時(shí)的操作性。按照本發(fā)明的粘接材料，可以消除具有突起狀電極的半導(dǎo)體元件等電子元器件的突起狀電極與主機(jī)板等的布線基板端子電極之間距離的離散，并能夠以良好的連接可靠性實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電極之間的電氣連接。權(quán)利要求1．一種連接具有突起狀電極的電子元器件的突起狀電極與用于搭載電子元器件的布線基板的端子電極的粘接材料，這種粘接材料包含有至少一種可固化樹脂和無機(jī)粒子，其特征在于無機(jī)粒子的比表面積S(m2/g)滿足如下(1)式，其平均粒徑D1(μm)和最大粒徑D2(μm)分別滿足如下(2)式和(3)式3＜S≤17……(1)D1≤5……(2)D2≤0.5(h1+h2)……(3)(式中h1是電子元器件的突起狀電極的電極高度(μm)，h2是布線基板的端子電極的電極高度(μm))；而且該粘接材料以體積的10～60％的配比包含有上述的無機(jī)粒子。2．根據(jù)權(quán)利要求1的粘接材料，其特征在于無機(jī)粒子的平均粒徑D1進(jìn)一步滿足如下(4)式0.1(h1+h2)≥D1……(4)。3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的粘接材料，其特征在于至少一種可固化樹脂是在100℃的黏度為500cps以下的熱可固化樹脂。4．根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)的粘接材料，其特征在于還含有平均粒徑為0.5～0.8μm的導(dǎo)電性粒子。5．根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)的粘接材料，其特征在于在85℃、85％RH氣氛之下的吸濕率是1.5(重量)％以下。6．根據(jù)權(quán)利要求1～5的任一項(xiàng)的粘接材料，其特征在于電子元器件是半導(dǎo)體元件。7．一種電路連接方法，用包含有至少一種硬化樹脂和無機(jī)粒子的粘接材料連接具有突起狀電極的電子元器件的突起狀電極與用于搭載電子元器件的布線基板的端子電極，其特征在于使用把無機(jī)粒子按照體積的10～60％的配比分散在可固化樹脂內(nèi)形成的材料作為粘接材料；所述無機(jī)粒子的比表面積S(m2/g)滿足如下(1)式，其平均粒徑D1(μm)和最大粒徑D2(μm)分別滿足如下(2)式和(3)式3＜S≤17……(1)D1≤5……(2)D2≤0.5(h1+h2)……(3)(式中h1是電子元器件的突起狀電極的電極高度(μm)，h2是布線基板的端子電極的電極高度(μm))。8．根據(jù)權(quán)利要求7的電路連接方法，其特征在于無機(jī)粒子的平均粒徑D1進(jìn)一步滿足如下(4)式0.1(h1+h2)≥D1……(4)。9．根據(jù)權(quán)利要求7或8的電路連接方法，其特征在于電子元器件是半導(dǎo)體元件。全文摘要一種連接具有突起狀電極的電子元器件的突起狀電極與用于搭載電子元器件的布線基板的端子電極的粘接材料,包含有至少一種可固化樹脂和無機(jī)粒子,使用比表面積S(m文檔編號C09J7/02GK1296053SQ0012860公開日2001年5月23日申請日期2000年8月19日優(yōu)先權(quán)日1999年8月19日發(fā)明者武市元秀,筱崎潤二申請人:索尼化學(xué)株式會(huì)社