(57)【要約】【課題】容易にかつ安価に導電性微粒子の濡れ性やアライメント性を回復でき、フラックスをできるだけ用いることなく導電接続を可能にする導電性微粒子の再生方法を提供する。【解決手段】表面に形成された酸化膜を除去する導電性微粒子の再生方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に形成された酸化膜を除去することを特徴とする導電性微粒子の再生方法。
【請求項２】
表面を酸で洗浄することを特徴とする請求項１記載の導電性微粒子の再生方法。
【請求項３】
導電性微粒子は、樹脂からなる基材微粒子と前記基材微粒子の表面に形成された金属層とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の導電性微粒子の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容易にかつ安価に導電性微粒子の濡れ性やアライメント性を回復でき、フラックスをできるだけ用いることなく導電接続を可能にする導電性微粒子の再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子回路基板においてＩＣやＬＳＩを接続するためには、それぞれの電極をプリント基板上にハンダ付けしていたが、この方法は、生産効率が悪く、また、高密度化には適さないものであった。
これらの課題を解決するために、導電性の金属表面を有する導電性微粒子を用いて基板とチップとを接続するＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）等の技術が開発された。この技術によれば、チップ又は基板上に実装された導電性微粒子の表面の金属を高温で溶融しながら基板とチップとを接続することで、高生産性と高接続信頼性とを両立した電子回路を構成できる。
【０００３】
このような導電性微粒子を用いて導電接続を行う際には、通常、フラックスと呼ばれる液体を導電性微粒子の表面に塗布することにより接続性を高めている。しかしながら、製造後長期間放置した導電性微粒子等を用いた場合には、濡れ性やセルフアライメント性が悪く、また、溶融不良が発生して実装不良となることがあった。
【０００４】
これに対して、従来は、フラックスの活性度を上げたり、フラックスの使用量を増加させたりする方法により、導電性微粒子の濡れ性やセルフアライメント性の向上を図っていた。しかし、フラックスを用いた場合には、フラックスの残渣をフロンや有機溶剤で洗浄する必要があることから、環境面で好ましくない。また、接続時にフラックスが接続部内に巻き込まれた場合には、フラックスが蒸発することによりボイドが発生することがあるという問題もあった。このことから、できる限りフラックスを用いることなく導電接続可能な導電性微粒子が求められていた。
【０００５】
特許文献１には、真空室中に並べて設置した二つの部材の接合面やはんだ面にイオンビームを照射してクリーニングし、同じ真空室中にて二つの部材を重ね合わせて位置合わせを行い、次いでイオンビーム照射によりはんだを溶融して相互接合する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、クリーニング、位置合わせ、溶融接合の全作業を真空室中で行う必要があり、作業性、生産性が極めて悪いという問題があった。また、イオンビーム照射により加熱溶融を行うには熱容量に限界があり、大型基板を一括して加熱することは困難であった。
【０００６】
また、特許文献２には、特許文献１記載の方法を改良して、イオンビーム照射装置と以後の位置合わせやはんだの加熱溶融等を行う後処置装置とを分離し、後処置装置内を不活性雰囲気に保ち、その中の準備室にて二つの部材の位置合わせを行ってハンダボールをその融点以下に圧接加熱して仮止めした後、加熱溶融室に搬送してはんだ付けする方法が開示されている。しかしながら、結局は、位置合わせ、加熱、溶融接続等の操作を密封した空間中で行う必要があり、問題の解決にはなっていなかった。
【０００７】
更に、特許文献３には、表面に酸化を抑制することができる膜を形成したはんだ粒子を用いる電気回路接続方法が開示されている。しかしながら、この方法では、接続の直前に高価なスパッタクリーニング装置を用いて導電性微粒子の表面を処理する必要があり、煩雑であるうえコストも高いものであった。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５８−３２３８号公報
【特許文献２】
特開平３−１７１６４３号公報
【特許文献３】
特開２０００−６８５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑み、容易にかつ安価に導電性微粒子の濡れ性やアライメント性を回復でき、フラックスをできるだけ用いることなく導電接続を可能にする導電性微粒子の再生方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面に形成された酸化膜を除去する導電性微粒子の再生方法である。以下に本発明を詳述する。
【００１１】
本発明者らは、鋭意検討の結果、濡れ性やセルフアライメント性低下の要因は導電性微粒子の金属表面が酸化されて酸化膜が形成されていることにあり、表面に形成された酸化膜を除去するだけで、飛躍的に濡れ性やセルフアライメント性を回復できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明の導電性微粒子の再生方法に供する導電性微粒子としては特に限定されず、例えば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、カドミウム、珪素、錫−鉛合金、錫銅合金、及び、錫−銀合金等からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属からなるもの；樹脂からなる基材微粒子と基材微粒子の表面に形成された上記金属等からなる金属層とからなるもの等が挙げられる。なかでも、樹脂からなる基材微粒子と基材微粒子の表面に形成された金属層とからなる導電性微粒子は、表面金属層が薄く酸化した場合には溶融不良を発生しやすいことから、特に本発明の導電性微粒子の再生方法が有効である。
【００１３】
上記導電性微粒子は、特に製造されてから長期間放置されていた場合には、厚い酸化膜が形成されている可能性が高く本発明の導電性微粒子の再生方法が有効である。また、製造直後のものであっても酸化膜が形成されている可能性があり、その場合には本発明の導電性微粒子の再生方法が有効である。
【００１４】
上記導電性微粒子の表面に形成された酸化膜を除去する方法としては特に限定されず、例えば、導電性微粒子の表面を酸で洗浄する方法；酸液中での電解により酸化膜を脱落させる陽極電解脱錆法、陰極電解脱錆法、ＰＲ電解脱錆法；アルカリ液中での電解により酸化膜を脱落させるアルカリ電解脱錆法、溶融アルカリ脱錆法等が挙げられる。
【００１５】
なかでも、導電性微粒子の表面を酸で洗浄して酸化膜を除去する方法が、簡便かつ短時間での処理が可能であり、また、設備も小規模でよいことから好適である。
上記酸としては特に限定されず、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸や、酢酸等の有機酸が挙げられる。なかでも、１０％程度の希硫酸は、酸化膜の除去効率が高く、取扱いも容易であることから好適である。
【００１６】
本発明の導電性微粒子の再生方法として、酸により洗浄を行った場合には、酸で洗浄後に、純水で洗浄して導電性微粒子表面に残存する酸を洗い流すことが好ましい。酸が残存する場合には、再生した導電性微粒子と基板のランドとの接合性が悪くなることがある。
更に、純水で洗浄した後、エタノール等のアルコールで洗浄し、常温で真空乾燥することが好ましい。このような操作を行うことで、導電性微粒子表面の水分を完全に除去し、導電性微粒子の表面に再び酸化膜が形成されるのを抑えることができる。なお、常温で真空乾燥としたのは、酸化膜が形成を抑えるためである。
【００１７】
本発明の導電性微粒子の再生方法で再生した導電性微粒子は、できる限り早期に導電接続に用いることが好ましい。長期間放置すると、再び酸化膜が形成されて濡れ性やアライメント性が悪化することがある。ただし、真空保存等を行うことにより、保存できる期間を延長することは可能である。
【００１８】
本発明の導電性微粒子の再生方法によれば、長期間放置して濡れ性やアライメント性が悪化してしまった導電性微粒子であっても、極めて安価かつ簡便に再生して、濡れ性やアライメント性を回復させることができる。本発明の方法により再生された導電性微粒子を用いれば、フラックスを用いないか、用いる場合でも極めて少量の使用で確実に導電接続を行うことができる。また、位置合わせや溶融の操作を真空中で行う必要もないことから、極めて簡便に接続を行うことができる。
【００１９】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２０】
（実施例１）
スチレン−ジビニルベンゼン共重合体を基材微粒子として、その表面にニッケル層及び金層形成した導電性微粒子を、製造後１カ月間放置した。
この導電性微粒子を下記の手順に従って再生した。
即ち、まず、導電性微粒子を１０％希硫酸の入ったビーカー中に入れ、１分間以上攪拌した。ビーカーの希硫酸を捨てた後、純水を用いて導電性微粒子を洗浄した。この純水での洗浄操作は３回行い、酸を充分に取り除いた。純水を捨てた後、エタノールを用いて導電性微粒子を洗浄した。水分が充分になくなるように、エタノール洗浄は３回行った。エタノールを廃棄した後、真空乾燥機を用いて常温にて１時間以上乾燥を行った。
一連の操作手順の模式図を図１に示した。
【００２１】
再生を行った導電性微粒子５０００個を、常温常圧下でプリント基板のランド上に位置合わせし、加熱圧着して導電接続した。
各々の電極について導通がとれているかを調べたところ、導通不良の電極は全くなかった。
【００２２】
（比較例１）
再生処理を行わなかった以外は実施例１と同様の導電性微粒子５０００個を、常温常圧下でプリント基板のランド上に位置合わせし、加熱圧着して導電接続した。
各々の電極について導通がとれているかを調べたところ、４６９個の電極で導通不良が認められた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、容易にかつ安価に導電性微粒子の濡れ性やアライメント性を回復でき、フラックスをできるだけ用いることなく導電接続を可能にする導電性微粒子の再生方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で行なった導電性微粒子の再生方法の操作手順を示す模式図である。
【図１】
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