[发明专利]导电性微粒、各向异性导电材料及连接结构体

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以降低连接电阻值、可以实现高连接可靠性的导电 性微粒。另外，本发明还涉及使用该导电性微粒制成的各向异性导电材料 及连接结构体。

背景技术

以往，在电子电路基板中，IC或LSI通过将IC或LSI的电极软钎焊 在印制电路板上而被连接。但是，在使用软钎焊的情况下，印制电路板与 IC或LSI的连接不够有效，此外，还有难以提高IC或LSI的安装密度的 问题。

为了解决该问题，开发出了使用将焊料制成球状的“焊料球”将IC 或LSI与基板连接的BGA(球栅阵列)。如果使用BGA，则通过使安装 于芯片或基板上的焊料球在高温下熔融，就可以将基板与芯片连接。因而， 电子电路基板的生产效率得到改善，可以制造提高了芯片的安装密度的电 子电路基板。

近年来，由于要求电子部件的小型化，因此电子电路基板的多层化正 在推进。多层基板由于容易受到使用环境的影响，因此会有在基板中产生 变形或伸缩的情况。其结果是，产生基板间的连接部断线这样的问题。例 如，如果使用焊料球将半导体与基板连接，则由于半导体与基板的线膨胀 系数不同，因此会对焊料球施加应力。如果对焊料球施加应力，则会在焊 料球中产生龟裂，从而会有基板间的连接部断线的情况。

专利文献1或专利文献2中，公开了在树脂微粒的表面利用非电解镀 敷或电镀设置了金属层的导电性微粒。如果使用在树脂微粒的表面设置了 金属层的导电性微粒，则柔软的树脂微粒会缓解施加在导电性微粒上的应 力。所以，即使在半导体与基板的连接部中产生应力，也可以维持半导体 与基板的连接部的导通。

专利文献1或专利文献2中公开的使用了导电性微粒的连接方法中， 由于导电性微粒与电极进行点接触，因此存在无法获得充分的导通的问 题。针对该问题，专利文献3中，公开了在铜等金属层上又设置了焊料层 的导电性微粒。设置了焊料层的导电性微粒经过回流工序而焊料层熔融， 在导电性微粒与电极进行面接触的状态下接合。所以，通过使用专利文献 3中公开的导电性微粒，可以获得高导通性能。实际上，在使用粒子直径 超过100μm的大的导电性微粒进行连接的情况下，无法获得充分的导 通。而且，上述回流工序是指“向基板上连接电子部件的部位供给预先设 置了焊料层的导电性微粒、加热的软钎焊的工序”。

但是，近年的电子部件的小型化正在推进。为了将电子部件小型化， 要求电子部件的相邻的电极间的距离小于100μm。但是，例如基于专利 文献3的记载，在制作粒子直径小于100μm的导电性微粒，将相邻的电 极间的距离小于100μm的电子部件连接的情况下，无法获得充分的导 通。此外，由于在制作粒子直径小于100μm的导电性微粒的阶段中2个 以上的导电性微粒会凝聚，因此就有在夹隔着凝聚了的导电性微粒相邻的 电极间发生短路的问题。

专利文献1：日本特开平5-036306号公报

专利文献2：日本特开平9-306231号公报

专利文献3：日本特开2001-220691号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可以降低连接电阻值、可以实现高连接 可靠性的导电性微粒。另外，本发明的目的在于，提供使用该导电性微粒 制成的各向异性导电材料及连接结构体。

本发明提供一种导电性微粒，是在树脂微粒的表面依次层叠有含有镍 或钯的金属层、和含有低熔点金属和选自铊、铟及镓中的至少一种第13 族元素的低熔点金属层的导电性微粒，其特征在于，上述第13族元素在 上述低熔点金属层中所含的金属的总量中所占的含量为0.01～6重量％。

下面对本发明进行详述。

已知在金属层上设置了含有锡等的低熔点金属层的导电性微粒一旦 被加热，就会在金属层与低熔点金属层之间引起金属的相互扩散。特别是 平均粒子直径小于100μm的导电性微粒由于金属层及低熔点金属层的 厚度薄，因此容易引起各金属层间的金属的相互扩散。其结果是，成为导 电性微粒与电极的导通性能大幅度降低的原因。

所以，本发明人等发现，通过在树脂微粒的表面依次层叠含有镍等特 定的金属的金属层和低熔点金属层，就可以获得能够防止各金属层间的金 属的相互扩散的导电性微粒。另外发现，即使该导电性微粒是平均粒子直 径小于100μm的导电性微粒，也可以用于电子部件的安装中。