[发明专利]固化剂、含有该固化剂的热固性树脂组合物、使用该热固性树脂组合物的接合方法、以及热固性树脂的固化温度的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于使热固性树脂固化的固化剂、含有该固化剂的热固性树脂组合物、使用了该热固性树脂组合物的接合方法、以及热固性树脂的固化温度的控制方法。

背景技术

作为将电子部件安装在印刷电路基板等安装对象上的方法，广泛使用利用钎焊的方法。

作为这种可用于钎焊的钎焊膏(接合材料)，专利文献1中提出了一种钎焊膏，其特征在于，含有由锡-铋系的焊料构成的焊料粒子、在回流焊过程以高于上述焊料的熔点的温度进行固化的热固性树脂、以及以钎焊时的热进行活化以除去焊料表面的氧化膜的活性剂，活性剂在焊料的熔点以上的温度活化。

专利文献1的钎焊膏(接合材料)含有焊料、热固性树脂及活性剂，使用的焊接材料本身的强度低，在难以确保充分的接合强度的情况下，具有能够通过树脂加强接合部的特征。另外，在专利文献2中也提出了这种钎焊膏(接合材料)。

然而，在专利文献1、2那样的含有焊料粉末、热固性树脂、活性剂的接合材料中，为了得到正常的接合状态，焊料的熔点与热固性树脂的固化温度的关系是重要的，通常，热固性树脂的固化温度需要比焊料的熔点高。即，热固性树脂的固化温度低于焊料的熔点的情况下，存在如下问题：在钎焊的工序中温度上升而将焊料熔融的时刻，热固性树脂发生固化，因此熔融焊料的流动被固化的树脂妨碍，且妨碍熔融焊料彼此的结合，不能在接合对象物(例如，形成于基板上的电极的表面)上润湿扩展。

另外，在专利文献1中，着眼于上述焊料的熔点与温度的关系，并对它们的关系进行限定，所述温度包含热固性树脂的反应温度，进而，考虑到活性剂也具有作为热固性树脂的固化剂的作用，因而还包含使活性剂活化的温度。此外，树脂的固化反应的开始、进行速度等由固化剂的活性决定。

但是，对于热固性树脂的固化反应，不仅被同时配合的固化剂所左右，升温速度对其也有很大影响。即，缓慢地进行升温的情况与迅速进行升温的情况相比，在低的温度下就发生固化反应。

因此，为了精度良好地管理热固性树脂的固化温度，需要也掌握升温速度、加热的物质的热传导率等而进行整体管理。

然而，热固性树脂在开始固化反应时具有由于自发热而使温度进一步上升的性质，因此实际上难以进行详细的温度管理。

然而，专利文献1中，在熔点为139℃时，在一般的焊接材料中使用熔点较低的焊料、热固性树脂的固化温度为139℃以上即可，因此比较容易进行用于控制固化温度的升温曲线管理。

但是，如专利文献1那样，焊料的熔点低的情况下，对焊料接合的部件进行再次回流焊加热时，有如下问题：焊料熔融而体积膨胀，周围的树脂受到破坏而喷出，损害电连接。另外，在长时间暴露于熔点以上的高温的环境下，熔融的焊料在电极继续扩散，从而电极消失而使电连接和机械接合受损，因此还存在无法使用的问题。

针对该问题，专利文献3、4中提出了如下的接合材料，即，配合了热固性树脂和具有较高熔点的例如Sn-3.0Ag-0.5Cu(熔点218℃)焊料粉末而成的接合材料；或通过配合热固性树脂和两种以上的合金或金属粉末，在加热处理时，金属彼此反应而形成高熔点的金属间化合物，从而能够承受再回流焊、高温环境的接合材料。

然而，这种接合材料由于焊料的熔点、金属彼此的反应温度高，因此为了得到正常的接合结构体，根据上述理由，需要选择使树脂开始固化的温度超过218℃的固化剂，有选择项窄这种问题。另外，作为通过热而熔融而活化的潜在性的固化剂，熟知有咪唑化合物，咪唑化合物的熔点虽然成为固化反应开始的温度指标，但并不是精确地表示反应温度本身。热固性树脂的固化反应由于遵循反应动力学，因此受加热条件影响很大。由此，为了可靠地得到良好的接合结构，必须详细管理加热条件。应予说明，这里所说的良好的接合结构是指例如电极彼此可靠地焊料接合而不残留有焊球，进而其周围被热固性树脂密封的结构。如果得不到该结构，则不能说是可靠性高的接合结构。

另外，专利文献5中提出了即使由于热固性树脂的固化反应而使流动性受损的情况下，为了确保流动性，配合具有与热固性树脂的固化温度同等的熔点的热塑性树脂。

然而，由于热塑性树脂的热传导率低，因此在达到该温度的同时，并没有完全地体现流动性，而产生与传热对应的流动性，因此，流动性相对于温度、时间轴产生分布。另外，其特性根据分子量的偏差而具有分布，因此，有必须设定充裕的加热条件、工序复杂化、生产率降低这种问题。