CN103843469A - 电子装置、接合材料以及电子装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的电子装置包含具有焊盘电极1a、1b的印刷基板2、和在部件基体3的表面形成有外部电极4a、4b的芯片型电子部件5，焊盘电极1a、1b与外部电极4a、4b经由焊料6而接合，形成电极接合部7a、7b，电极接合部7a、7b之间被热固化性树脂8填充。接合材料含有熔点为T1的焊料粒子、具有高于熔点T1的固化温度的热固化性树脂、及具有低于固化温度T2的活性温度T3的活性剂，在熔点T1下除焊料粒子以外的含有成分的粘度为0.57Pa·s以下，熔点T1及活性温度T3满足T1－T3<50。由此实现机械强度良好且电连接性及绝缘性的可靠性良好的电子装置、适于制作该电子装置的接合材料、及使用了该接合材料的电子装置的制造方法。

Description

电子装置、接合材料以及电子装置的制造方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置、接合材料及电子装置的制造方法，更详细而言，本发明涉及一种具有2个以上电极的多个电子部件经由焊料等金属接合而成的电子装置、适合于将这些多个电子部件的电极彼此接合的接合材料、及使用该接合材料制造电子装置的电子装置的制造方法。

背景技术

作为如芯片型电子部件向基板的表面安装那样将不同的电子部件的电极彼此接合的方法，广泛使用焊接方法。

而且，作为接合材料，一直以来就已知有含有焊料、热固化性树脂及活性剂等的焊料糊剂。

例如，专利文献1中提出了一种焊料糊剂，其含有包含锡－铋系焊料的焊料粒子、在高于上述焊料的熔点的温度下发生固化的热固化性树脂、及利用焊接时的热进行活化而将上述焊料表面的氧化膜除去的活性剂，且上述活性剂在上述焊料的熔点以上的温度下活化。

图4是用于说明专利文献1中所记载的焊接方法的剖面图，在印刷基板102的上表面安装有芯片型电子部件101。即，该芯片型电子部件101在部件基体103的两端形成有外部电极104a、104b。另一方面，就印刷基板102而言，以与上述外部电极104a、104b对应的方式，在表面上形成有一对焊盘电极105a、105b。而且，接合材料使用含有焊料、热固化性树脂及活性剂的焊料糊剂，焊盘电极105a、105b与外部电极104a、104b经由焊料106a、106b而接合。

即，若在焊料粒子熔融之前使热固化性树脂开始固化，则熔融的焊料无法在热固化性树脂中充分地流动，其结果为：存在无法实现焊料粒子彼此的接合、或焊料与电极无法接合而有损电子部件彼此的电连接性的风险。进而，需要使活性剂趁热固化性树脂还未固化而失去流动性之时熔融，使其与焊料粒子的表面接触。

为此，专利文献1中，通过使用热固化性树脂的固化温度高于焊料粒子的熔点及活性剂的活性温度的焊料糊剂，使熔融的焊料106a、106b在热固化性树脂107a、107b中充分地流动，且通过使活性剂与焊料粒子接触，使活性剂与焊料粒子在焊料粒子的表面发生氧化还原反应，由此除去焊料粒子表面的氧化皮膜。

此外，专利文献1中，将活性剂的活性温度设为焊料粒子的熔点以上，由此使热固化性树脂107a、107b的固化作用延迟。即，通过提高还作为热固化性树脂107a、107b的固化剂发挥作用的活性剂的活性温度，使热固化性树脂107a、107b的固化作用延迟，由此使熔融的焊料106a、106b的流动不被热固化性树脂107a、107b阻止，由此希望防止自动对准性能的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－150413号公报（权利要求1、段落编号〔0013〕、〔0031〕、图1等）

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1中，虽然使热固化性树脂107a、107b的固化温度高于活性剂的活性温度及焊料106a、106b的熔点，从而想要确保焊料106a、106b的流动性，但是在热固化性树脂107a、107b的粘度较高的情况下，难以使熔融的焊料106a、106b在热固化性树脂107a、107b中充分地流动。即，在热固化性树脂107a、107b的粘度较高、该热固化性树脂107a、107b不具有充分的流动性的情况下，该树脂中的焊料的流动性也较差，因此存在无法充分地确保焊料粒子彼此、以及焊料粒子与外部电极104a、104b和/或焊盘电极105a、105b的接合性，从而有损电连接性的可靠性的风险。

此外，专利文献1中，由于在由基板102、部件基体103的下表面及热固化性树脂107a、107b所围成的部分形成空隙108，因此存在机械强度及电连接性等的可靠性较差的风险。

若存在如上所述的空隙108，则使用时在负载有一定热循环的情况下，由于芯片型电子部件101、基板102等的热膨胀率的差异，因此印刷基板102易产生应变。而且，若此种应变反复持续，则存在焊料106a、106b的内部、或者焊料106a、106a与外部电极104a、104b和/或焊盘电极105a、105b之间产生剥离或裂纹等结构缺陷的风险，并且存在无法确保充分的机械强度、有损电连接性的可靠性的风险。

进而，在长时间暴露于高温多湿下的情况下，在焊料106a、106b的附近吸收水分，因此存在导致绝缘性劣化等、导致可靠性降低的风险。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种机械强度良好且电连接性及绝缘性的可靠性良好的电子装置、适合制作该电子装置的接合材料、及使用有该接合材料的电子装置的制造方法。

用于解决问题的技术手段

为达成上述目的，本发明的电子装置，其特征在于，具有形成有2个以上电极的多个电子部件，且上述多个电子部件中的一个电子部件与其他电子部件电连接，上述一个电子部件的电极与上述其他电子部件的电极经由金属而接合，形成2个以上的相互电绝缘的电极接合部，并且一个上述电极接合部与其他上述电极接合部的间隙被热固化性树脂填充。

由此可避免在电极接合部之间存在空隙，使电子装置的机械强度提高。此外，使用时即便在负载有一定热循环的情况下，也可抑制电子部件产生应变等，并且即便反复产生应变等也可抑制电连接劣化。

此外，就本发明的电子装置而言，优选：上述金属的主成分由Sn-Bi系合金形成。

在该情况下，Sn-Bi系合金的热膨胀率较小，因此使用时即便负载一定热循环，也可使电子部件所产生的应变减小。此外，Sn-Bi系合金的杨氏模量较小，因此即便在电子部件产生应变的情况下，也可尤其抑制在电极接合部之间产生裂纹等结构缺陷。

此外，就本发明的电子装置而言，优选：上述多个电子部件中包含形成有焊盘电极的基板、和在部件基体的表面形成有外部电极的芯片型部件，上述焊盘电极与上述外部电极经由上述金属而接合，形成上述电极接合部。

由此可避免在电极接合部之间存在空隙，可抑制因芯片型部件与基板的热膨胀率的差异等而产生的基板的应变。因此，可获得机械强度良好、电连接性及绝缘性的可靠性优异的电子装置。

此外，在制作上述电子装置的情况下，如专利文献1那样广泛使用含有金属粒子、热固化性树脂及活性剂的接合材料。在该情况下，如[背景技术]一项中所述那样，较理想为热固化性树脂的固化温度高于金属粒子的熔点及活性剂的活性温度。

本发明人等在上述前提下进行深入研究，结果得出如下见解：按照在金属粒子的熔点下将除该金属粒子以外的其他含有成分的粘度抑制为0.57Pa·s以下、且即便在活性剂的活性温度低于金属粒子的熔点的情况下也不会低出超过50℃的方式制备接合材料，结果可以不损害活性剂的活性作用（还原作用）使热固化性树脂良好地流动，从而可获得上述所需的电子装置。

即，本发明的接合材料，其特征在于，至少含有在第1温度T1下熔融的金属粒子、在高于上述第1温度T1的第2温度T2下固化的热固化性树脂、以及在低于上述第2温度T2的第3温度T3下活化而将形成于上述金属粒子表面的氧化皮膜除去的活性剂，在上述第1温度T1下，除上述金属粒子以外的含有成分的粘度为0.57Pa·s以下，且上述第1温度T1及上述第3温度T3满足T1－T3<50。

由此，在热固化性树脂固化之前，金属粒子及活性剂充分地流动，在热固化性树脂固化时，熔融的金属粒子与热固化性树脂中流动的其他金属粒子及电极牢固地接合而非隔着氧化皮膜的状态。此外，由于热固化性树脂的流动性良好，因此通过仅在一个电子部件的电极上涂布接合材料，热固化性树脂可流动至形成于电极接合部之间的间隙而实现对该间隙的填充，可有助于提高电子装置的机械强度。另外，即便在将接合材料涂布于一个电子部件的包括电极在内的表面上的情况下，金属粒子也会在热固化性树脂的流动作用、活性剂的活性作用、及金属粒子对电极的湿润作用的相互作用下移动至电极侧。因此，可在电极接合部使金属粒子彼此、金属粒子与电极牢固地接合，另一方面，电极接合部间仅残留热固化性树脂，有助于提高电子装置的机械强度及绝缘性的可靠性。

此外，就本发明的接合材料而言，优选：上述金属粒子的主成分由Sn-Bi系合金形成。

进而，就本发明的接合材料而言，优选：上述金属粒子的含量以体积比率计为50体积%以下。

由此可在不损害印刷性的情况下获得机械强度良好的电子装置。

此外，就本发明的接合材料而言，优选：上述金属粒子的含量以体积比率计为10体积%以上。

由此可在不损害电特性的情况下获得机械强度良好的电子装置。

另外，就本发明的接合材料而言，优选：上述金属粒子的含量以体积比率计为15体积%以上。

由此，即便在将接合材料涂布于一个电子部件的包括电极在内的表面上的情况下，也可使金属粒子有效地流动至电极接合部。

此外，本发明的电子装置的制造方法，其特征在于，所述电子装置具有形成有2个以上电极的多个电子部件，且上述多个电子部件中的一个电子部件与其他电子部件电连接，所述制造方法如下：将上述任一情况所述的接合材料涂布于上述一个电子部件的电极上之后，在上述接合材料上配置上述其他电子部件的电极，进行加热处理而使上述接合材料中所含的金属粒子熔融，并且使上述接合材料中所含的活性剂活化而将形成于上述金属粒子表面的氧化皮膜除去，使上述一个电子部件的电极与上述其他电子部件的电极经由上述熔融的金属而接合，形成2个以上的相互电绝缘的电极接合部，另一方面使上述接合材料中所含的热固化性树脂流动，用上述热固化性树脂填充形成于上述电极接合部之间的间隙。

由此，能够抑制金属内部及金属与电极之间产生剥离或裂纹等结构缺陷，获得机械强度、电连接性与绝缘性的可靠性得到提高的电子装置。

另外，本发明的电子装置的制造方法，其特征在于，所述电子装置具有带2个以上电极的多个电子部件，且一个电子部件与其他电子部件电连接，所述制造方法如下：将上述任一情况所述的接合材料涂布于上述一个电子部件的包括电极在内的表面上之后，在上述接合材料上配置上述其他电子部件，进行加热处理而使上述接合材料中所含的金属粒子熔融，并且使上述接合材料中所含的活性剂活化而将形成于上述金属粒子表面的氧化皮膜除去，使上述熔融的金属粒子移动至上述一个电子部件的电极与上述其他电子部件的电极之间而将上述电极之间接合，形成2个以上的相互电绝缘的电极接合部，并用上述接合材料中所含的热固化性树脂对上述电极接合部之间进行填充。

由此可以在不产生短路等的情况下获得电连接性及绝缘性良好的电子装置。

发明效果

根据上述电子装置，一个电子部件的电极与其他电子部件的电极经由Sn-Bi系合金等金属而接合，形成2个以上的相互电绝缘的电极接合部，并且一个上述电极接合部与其他上述电极接合部的间隙被热固化性树脂填充，因此可避免在电极接合部之间存在空隙。因此，电子装置的机械强度提高。此外，使用时即便在负载有一定热循环的情况下，也可抑制电子部件产生应变等，并且即便反复产生应变等也可抑制电连接发生劣化。即，电极接合部间的机械强度提高，可抑制金属内部及电子部件与金属之间发生剥离或产生裂纹等结构缺陷。而且，使金属内部的接合状态及金属与电极的接合状态变牢固，电连接性的可靠性提高。此外，由于如上述那样电极接合部之间被热固化性树脂填充，因此即便在高温多湿下长时间放置也可极力避免电极接合部吸收水分，可实现绝缘性提高、具有良好的可靠性的电子装置。

此外，根据本发明的接合材料，由于至少含有在第1温度T1下熔融的金属粒子、在高于上述第1温度T1的第2温度T2下固化的热固化性树脂、及在低于上述第2温度T2的第3温度T3下活化而将形成于上述金属粒子表面的氧化皮膜除去的活性剂，在上述第1温度T1下，除上述金属粒子以外的含有成分的粘度为0.57Pa·s以下，且上述第1温度T1及上述第3温度T3满足T1－T3<50，因此在热固化性树脂固化之前，金属粒子和活性剂充分地流动，在热固化性树脂固化时，熔融的金属粒子与热固化性树脂中流动的其他金属粒子及电极牢固地接合而非隔着氧化皮膜的状态。此外，由于热固化性树脂的流动性良好，因此通过仅在一个电子部件的电极上涂布接合材料，从而热固化性树脂可流动至形成于电极接合部之间的间隙而实现对该间隙的填充，可有助于提高电子装置的机械强度。另外，即便在将接合材料涂布于一个电子部件的包括电极在内的表面上的情况下，金属粒子也会在热固化性树脂的流动作用、活性剂的活性作用、及金属粒子对电极的湿润作用的相互作用下移动至电极侧。因此，可在电极接合部使金属粒子彼此、金属粒子与电极牢固地接合，另一方面，电极接合部间仅残留热固化性树脂，有助于提高电子装置的机械强度及绝缘性的可靠性。

此外，根据本发明的电子装置的制造方法，将上述任一情况所述的接合材料涂布于上述一个电子部件的电极上之后，在上述接合材料上配置上述其他电子部件的电极，进行加热处理而使上述接合材料中所含的金属粒子熔融，并且使上述接合材料中所含的活性剂活化而将形成于上述金属粒子表面的氧化皮膜除去，使上述一个电子部件的电极与上述其他电子部件的电极经由上述熔融的金属而接合，形成2个以上的相互电绝缘的电极接合部，另一方面使上述接合材料中所含的热固化性树脂流动，用上述热固化性树脂填充形成于上述电极接合部之间的间隙，因此，即便在仅在一个电子部件的电极上涂布接合材料的情况下，也会由于接合材料的流动性良好而经由电极间焊料进行牢固地接合。而且，由于热固化性树脂流动至电极接合部间的间隙而将该间隙填充，因此使用时即便在负载一定热循环的情况下，也可抑制电子部件产生应变等，可牢固地维持金属彼此的接合状态及金属与电极的接合状态。即，可抑制金属内部及金属与电极之间的剥离或裂纹等结构缺陷，可获得机械强度及电连接性与绝缘性的可靠性得到提高的电子装置。

此外，根据本发明的电子装置的制造方法，将上述任一情况所述的接合材料涂布于上述一个电子部件的包括电极在内的表面上之后，在上述接合材料上配置上述其他电子部件，进行加热处理而使上述接合材料中所含的金属粒子熔融，并且使上述接合材料中所含的活性剂活化而将形成于上述金属粒子表面的氧化皮膜除去，使上述熔融的金属粒子移动至上述一个电子部件的电极与上述其他电子部件的电极之间而将上述电极之间接合，形成2个以上的相互电绝缘的电极接合部，并用上述接合材料中所含的热固化性树脂对上述电极接合部之间进行填充，因此，由于接合材料的流动性良好，并且通过活性剂的作用使金属粒子容易地与电极接合，故不存在金属球残留于上述间隙的情况。因此，可在不产生短路等的情况下获得电连接性及绝缘性良好的电子装置。

尤其在使用Sn-Bi系合金作为金属粒子的情况下，Sn-Bi系合金由于杨氏模量较小、且熔融时的体积膨胀率较小，因此也无熔融的金属喷出至电极接合部之间的情况，因此可抑制因短路或热循环所引起的裂纹等。

附图说明

图1是表示本发明的电子装置的一个实施方式的剖面图。

图2是用于说明本发明的电子装置的制造方法的第1实施方式的剖面图。

图3是用于说明本发明的电子装置的制造方法的第2实施方式的剖面图。

图4是专利文献1中所记载的以往的电子装置的剖面图。

具体实施方式

接着，对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是表示本发明的电子装置的一个实施方式的剖面图。

该电子装置中，形成有焊盘电极1a、1b的印刷基板2（电子部件）与在部件基体3的两端形成有一对外部电极4a、4b的芯片型电子部件5（电子部件）经由焊料6（金属）而接合，形成相互电绝缘的电极接合部7a、7b。而且，电极接合部7a、7b的周围被热固化性树脂8覆盖，并且在电极接合部7a与电极接合部7b的间隙、即印刷基板2上的非电极形成部与部件基体3之间填充有上述热固化性树脂8。

此处，作为印刷基板2所使用的基板材料，并无特别限定，可使用环氧玻璃、酚醛塑料（Bakelite）等任意材料。

此外，形成焊盘电极1a、1b的电极材料也无特别限定，可使用Ag、Cu、Ni等任意的导电性材料，也可使用在表面镀敷Au皮膜等而形成的材料。

此外，芯片型电子部件5只要能够进行表面安装，则也并无特别限定，例如可使用电阻器、层叠陶瓷电容器、压电部件、线圈部件、各种IC（Integrated Circuit，集成电路）芯片部件、半导体部件等。

此外，形成外部电极4a、4b的电极材料也无特别限定，例如可使用在由Ag或Cu所形成的基底电极的表面镀敷Ni皮膜、Sn皮膜、Au皮膜等而形成的材料。

而且，在本实施方式中，由于在电极接合部7a与电极接合部7b的间隙填充有热固化性树脂8，因此机械强度提高，电连接性的可靠性提高，且可获得良好的绝缘性，可实现耐久性的提高。

即，在如专利文献1那样的以往的电子装置中，由于在电极接合部7a与电极接合部7b之间形成空隙，因此使用时若负载一定的热循环，则因与印刷基板2及芯片型电子部件5等的热膨胀率的差异而使厚度较薄的印刷基板2产生应变，其结果为：存在导致机械强度降低、或导致电极接合部7a、7b处的电连接性的可靠性降低的风险。此外，若长时间暴露在高温多湿下，则电极接合部7a、7b处吸湿，水分渗入该电极接合部7a、7b，其结果存在绝缘电阻降低、有损可靠性的风险。

因此，本实施方式中，通过在电极接合部7a与电极接合部7b的间隙填充热固化性树脂8，可避免印刷基板2发生应变，并且即便发生应变也可缓和应变所产生的应力，由此提高机械强度及电连接性的可靠性，并且极力避免水分渗入至电极接合部7a、7b，实现绝缘性的可靠性的提高。

如此，在本电子装置中，由于在电极接合部7a、7b之间填充热固化性树脂8，因此机械强度提高，可抑制焊料6a、6b内部及焊料6a、6b与焊盘电极1a、1b和/或外部电极4a、4b之间发生剥离或产生裂纹等结构缺陷。而且，由于以如上方式提高机械强度，因此焊料6a、6b内部的接合状态及焊料6a、6b与焊盘电极1a、1b和/或外部电极4a、4b的接合状态变得牢固，电连接性的可靠性提高。此外，由于如上述那样用热固化性树脂8对电极接合部7a、7b之间进行填充，因此即便在高温多湿下长时间放置也可极力避免电极接合部吸收水分，可实现绝缘性提高、具有良好可靠性的电子装置。

接着，对上述电子装置的制作中所使用的接合材料进行详细叙述。

本接合材料至少含有焊料粒子（金属粒子）、热固化性树脂、及作为还原剂发挥作用的活性剂。

本接合材料中，熔融的焊料粒子在热固化性树脂中流动，并与其他焊料粒子及外部电极4a、4b或焊盘电极1a、1b接触、热粘接而接合。此外，使熔融的焊料粒子在热固化性树脂中尽可能地容易流动，且可流动的时间越长，越能使其可靠地接合。

因此，为了使焊盘电极1a、1b与外部电极4a、4b经由焊料6a、6b以良好的状态接合，热固化性树脂中的焊料粒子的流动性成为重要要素。而且，该热固化性树脂中的焊料粒子的流动性，依赖于在焊料粒子的熔点T1（第1温度）下除该焊料粒子以外的其他含有成分（热固化性树脂、活性剂等）的粘度，即依赖于除焊料粒子以外的以树脂为主成分的含有成分的粘度（以下，简称作“树脂粘度”）。

而且，通过将焊料粒子的熔点T1下的树脂粘度设为0.57Pa·s以下，从而热固化性树脂的流动性变得良好，因此熔融的焊料的流动性也变得良好，可使焊料粒子与其他焊料粒子、及焊料粒子与外部电极4a、4b或焊盘电极1a、1b容易地接触而热粘接，进而能够牢固地接合。

需要说明的是，树脂粘度的下限只要能够糊剂化即可，并无特別限定，通常制备成0.001Pa·s以上。

此外，为了使焊料粒子彼此、以及焊料粒子与焊盘电极1a、1a及外部电极4a、4b进行热粘接，仅使焊料粒子熔融是不够的，需要除去形成于焊料粒子表面的氧化皮膜。即，通常，在焊料粒子的表面形成有氧化皮膜，即便焊料粒子的内部发生熔融，在焊料粒子的表面也会残留氧化皮膜。因此，在焊料粒子的表面形成有氧化皮膜的状态下，由于焊料粒子与其他焊料粒子、以及焊料粒子与焊盘电极1a、1a及外部电极4a、4b经由氧化皮膜而接合，故存在无法确保所需的电连接性的风险。而且，为了消除此种情况，需要使接合材料中含有具有还原性的活性剂，使活性剂与焊料粒子的表面接触而发生氧化还原反应，除去氧化皮膜。

因此，为了使焊盘电极1a、1b与外部电极4a、4b的接合状态保持良好，就要使热固化性树脂中的焊料粒子的流动性变得良好，并且焊料粒子的融点T1、热固化性树脂的固化温度T2、及活性剂的活性温度T3（第3温度）的相互关系较为重要。

而且，本实施方式中，以使这些相互关系满足下述数式（1）～（3）的方式准备接合材料的成分组成。

T1<T2…（1）

T3<T2…（2）

T1－T3<50…（3）

即，焊料粒子的熔点T1及活性剂的活性温度T3低于热固化性树脂的固化温度T2，且即便在将活性剂的活性温度T3设定为低于焊料粒子的熔点T1的情况下，也会设定成不会低出50℃以上的温度。

以下，叙述使焊料粒子的熔点T1、热固化性树脂的固化温度T2、及活性剂的活性温度T3满足上述（1）～（3）的理由。

（1）焊料粒子的熔点T1与热固化性树脂的固化温度T2的关系

若焊料粒子的熔点T1高于热固化性树脂的固化温度T2，则在焊料粒子熔融之前热固化性树脂开始固化，因此难以使焊料粒子在热固化性树脂中充分地流动，难以获得良好的接合状态。

为此，本实施方式中，以焊料粒子的熔点T1低于热固化性树脂的固化温度T2的方式、即以T1<T2的方式准备接合材料的成分组成。

（2）热固化性树脂的固化温度T2与活性剂的活性温度T3的关系

在活性剂的活性温度T3高于热固化性树脂的固化温度T2的情况下，热固化性树脂的固化开始后，活性剂发生液化而活化，因此难以在焊料粒子表面发生所需的氧化还原反应，存在无法使焊料粒子彼此以良好状态接合的风险。

为此，本实施方式中，以活性剂的活性温度T3低于热固化性树脂的固化温度T2的方式、即以T3<T2的方式准备接合材料的成分组成。

（3）焊料粒子的熔点T1与活性剂的活性温度T3的关系

如上述那样使焊料粒子的熔点T1及活性剂的活性温度T3低于热固化性树脂的固化温度T2，由此在热固化性树脂固化之前使焊料粒子及活性剂熔融，可利用活性剂的还原作用除去焊料粒子表面的氧化皮膜并且可使焊料粒子在热固化性树脂中流动，可将焊料粒子彼此或焊料粒子与电极（焊盘电极1a、1b、外部电极4a、4b）牢固地接合。

然而，若活性温度T3比焊料粒子的熔点T1低50℃以上，则活性剂在焊料粒子熔融之前很早就液化而流动。因此，为了在焊料粒子开始熔融时有效地发生氧化还原反应，需要预先使接合材料中含有大量活性剂。

但是，若使接合材料中含有大量活性剂，则存在热固化性树脂的固化后的物性很可能变差、导致电子装置的特性劣化的风险。

为此，本实施方式中，以活性剂的活性温度T3不比焊料粒子的熔点T1低50℃以上的温度、即T1－T3<50的方式准备接合材料的成分组成。

需要说明的是，在活性剂的活性温度T3高于焊料粒子的熔点T1的情况下，其程度并无特别限定，但若活性剂的活性温度T3变高，则需要随之使热固化性树脂的固化温度T2也变高，因此即便在活性剂的活性温度T3高于焊料粒子的熔点T1的情况下，其温度差也优选小于50℃。

此外，考虑到上述电子装置的特性等，活性剂的体积含量通常相对于接合材料整体设为0.1～16体积%。

此外，接合材料中的焊料粒子的含量并无特别限定，但优选以体积比率计为50体积%以下。若焊料粒子的体积含量超过50体积%，则焊料粒子的体积含量过剩，接合材料的流动性变差，因此若以通常的印刷速度（例如50mm/sec）进行丝网印刷，则易产生所谓的印刷擦痕。因此，若焊料粒子的体积含量超过50体积%，则必需降低印刷速度，若考虑到生产率，则并不优选。

另一方面，根据本发明人等的研究结果可以确认：若焊料粒子的体积含量为10体积%以上，则可获得良好的电接合性和机械强度。然而，若焊料粒子的体积含量低于15体积%，则由于焊料粒子的体积含量较少，因此在将接合材料还涂布于印刷基板的非电极形成部的情况下，熔融的焊料粒子彼此在距离上分离得较远而存在未热粘接的焊料粒子，存在在非电极形成部残留焊料球的风险。

因此，焊料粒子的体积含量优选为10体积%以上且50体积%以下，进一步更优选为15体积%以上且50体积%以下。

如此，根据本接合材料，由于焊料粒子的熔点T1及活性剂的活性温度T3低于热固化性树脂的固化温度T2，因此在热固化性树脂固化前，焊料粒子及活性剂充分地流动。而且，在热固化性树脂固化时，熔融的焊料粒子与热固化性树脂中流动的其他焊料粒子、以及熔融的焊料粒子与焊盘电极1a、1b及外部电极4a、4b牢固地接合而非隔着氧化皮膜的状态。此外，由于树脂粘度低至0.57Pa·s以下，热固化性树脂的流动性良好，因此通过仅在印刷基板2的焊盘电极1a、1b上涂布接合材料，热固化性树脂也会流动至形成于电极接合部7a、7b之间的间隙而能够对该间隙进行填充，从而有助于提高电子装置的机械强度。

此外，即便在将接合材料涂布于印刷基板2的包括焊盘电极1a、1a在内的表面上的情况下，焊料粒子也会在热固化性树脂的流动作用、活性剂的活性作用、及焊料粒子对电极的湿润作用的相互作用下移动至电极侧。因此，电极接合部7a、7b中，焊料粒子彼此、焊料粒子与焊盘电极1a、1b及外部电极4a、4b牢固地接合，另一方面，在电极接合部7a、7b之间仅残留热固化性树脂，可实现电子装置的机械强度的提高和绝缘性的可靠性的提高。

而且，作为这样的焊料粒子，只要是熔点T1满足上述数式（1）、（3）的焊料粒子，则无特别限定，但若使用熔点T1较高的焊料粒子，则必需使用固化温度T2较高的热固化性树脂，因此加热温度也必须变高，因此优选使用Sn-Bi系合金或Sn-Pb系合金等低熔点的焊料粒子。

尤其，Sn-Bi系合金的杨氏模量较小、熔融时的体积膨胀率较小，故更为优选。即，Sn-Bi系合金的杨氏模量较小、熔融时的体积膨胀率较小，因此可避免熔融时金属喷出至电极间，可有效地抑制短路的产生及热循环中的裂纹的产生。此外，Sn-Bi系合金为非铅系，因此还具有可减轻环境负荷的优点。

此外，就焊料粒子以外的含有成分而言，只要以树脂粘度为0.57Pa·s以下、且满足数学式（1）～（3）的方式进行准备即可，材料种类并无特別限制。例如，热固化性树脂通常通过在树脂材料中添加固化剂而形成，作为树脂材料，通常使用环氧系树脂，作为固化剂，例如可使用咪唑类、胺类、三嗪类等。此外，作为活性剂，例如周知的有己二酸、戊二酸、丁二酸等，作为粘度调整剂，已知有聚酰胺系化合物。

而且，本接合材料通过以使树脂粘度为0.57Pa·s以下、且满足数学式（1）～（3）的方式，适当调配上述各种树脂材料、固化剂、活性剂、粘度调整剂等来制作。

图2是用于说明使用了上述接合材料的电子装置的制造方法的第1实施方式的剖面图。

首先，如图2（a）所示，在形成于印刷基板2表面的焊盘电极1a、1b上涂布接合材料9a、9b。

接着，如图2（b）所示，以使外部电极4a、4b位于焊盘电极1a、1b上的方式将芯片型电子部件5载置于印刷基板2上。

然后，若进行加热处理，则在接合材料9a、9b中的热固化性树脂开始固化之前，焊料粒子10及活性剂熔融，利用活性剂的活性作用（还原作用）除去焊料粒子10表面的氧化皮膜。由此，焊料粒子10彼此、以及焊料粒子10与焊盘电极1a、1b及外部电极4a、4b热粘接，如图2（c）所示，形成焊料6a、6b与焊盘电极1a、1b及外部电极4a、4b接合的电极接合部7a、7b。而且，热固化性树脂8覆盖外部电极4a、4b的端面的一部分，并且流动至部件基体3与印刷基板2的间隙，将该间隙填充。

如此，在该第1实施方式中，在将本发明的接合材料9a、9b涂布于印刷基板2的焊盘电极1a、1b上之后，在接合材料9a、9b上配置芯片型部件5的外部电极4a、4b，进行加热处理而使接合材料9a、9b中的焊料粒子10熔融，并且使活性剂活化而除去形成于焊料粒子10表面的氧化皮膜，使焊盘电极1a、1b与外部电极4a、4b经由熔融的焊料6a、6b而接合，形成相互电绝缘的电极接合部7a、7b，另一方面使接合材料9a、9b中的热固化性树脂流动化，用热固化性树脂8填充形成于电极接合部7a、7b之间的间隙，因此接合材料9a、9b的流动性良好，因而焊盘电极1a、1b与外部电极4a、4b经由焊料6牢固地接合。而且，热固化性树脂8还流动至电极接合部7a、7b之间的间隙而将该间隙填充，因此在基板安装后的使用时可抑制印刷基板2产生应变等，并且即便产生应变等也能够缓和其应力，因此可实现机械强度及电连接性的可靠性的提高。

图3是用于说明电子装置的制造方法的第2实施方式的剖面图。

首先，如图3（a）所示，在印刷基板2的包括电极1a、1b在内的表面上涂布接合材料11。

接着，如图3（b）所示，以使外部电极4a、4b位于焊盘电极1a、1b上的方式将芯片型电子部件5载置于印刷基板2上。

然后，若进行加热处理，则在接合材料11中的热固化性树脂开始固化之前，焊料粒子12及活性剂熔融，利用活性剂的活性作用（还原作用）除去焊料粒子12表面的氧化皮膜。由此，熔融的焊料粒子以被吸引至电极（焊盘电极1a、1b、外部电极4a、4b）侧的方式移动，焊料粒子彼此、以及焊料粒子与上述电极发生热粘接而形成电极接合部7a、7b。而且，由于焊料粒子12移动至电极侧，因此如图3（c）所示，在部件基体3与印刷基板2的间隙仅残留热固化性树脂8。

如此，在该第2实施方式中，在将本发明的接合材料11涂布于印刷基板2的包括焊盘电极1a、1b在内的表面上之后，在接合材料11上配置芯片型电子部件5，进行加热处理而使接合材料11中的焊料粒子12熔融，并且使接合材料11中的活性剂活化而将形成于焊料粒子12表面的氧化皮膜除去，使熔融的焊料粒子12移动至焊盘电极1a、1b与外部电极4a、4b之间而将电极间接合，形成2个以上相互电绝缘的电极接合部7a、7b，用接合材料11的热固化性树脂8填充形成于电极接合部7a、7b间的间隙，因此，由于接合材料的流动性良好，且焊料粒子因活性剂的作用而容易地与电极接合，因而不存在上述间隙处残留焊料球的情况，因此可在不产生短路等的情况下获得电连接性及绝缘性良好的电子装置。

需要说明的是，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式中使用印刷基板2作为一个电子部件，使用芯片型电子部件5作为其他电子部件，但并不限定于此。例如，对于基板而言，除印刷基板以外，自然也可使用氧化铝基板、硅基板、陶瓷多层基板等各种基板。此外，作为其他电子部件，也不限于芯片型电子部件，只要具有2个以上用于安装的电极即可。

此外，本发明可广泛地应用于将2种以上电子部件接合的情况。

接着，对本发明的实施例进行具体地说明。

实施例1

〔接合材料的制作〕

作为树脂材料，准备分子量380的液状双酚A型环氧树脂（以下，称作“环氧树脂（1）”）、分子量900的固体双酚A型环氧树脂（以下，称作“环氧树脂（2）”）及叔丁基缩水甘油醚（以下，称作“t-BuGE”）。

作为焊料粒子，准备Sn与Bi的含有比率以重量比计Sn:Bi为42:58（以下，称作“Sn-58Bi”）、30:70（以下，称作“Sn-70Bi”）、20:80（以下，称作“Sn-80Bi”）的3种Sn-Bi合金。

此外，作为活性剂，准备己二酸、戊二酸、丁二酸、癸酸、富马酸。

此外，作为树脂的固化剂，准备2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑（以下，称作“咪唑化合物”）、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-（1'）]-乙基-均三嗪（以下，称作“三嗪化合物”）、改性聚胺、酚醛树脂；作为粘度调整剂，准备聚酰胺系化合物、丙烯腈-丁二烯共聚物（以下，称作“腈橡胶”）、微粉二氧化硅、碳黑。

接着，按照使上述各材料以体积%计达到表1所示量的方式称量各种材料。然后，利用行星式混合机将这些称量物真空搅拌约60分钟，由此制作成试样编号1～23的接合材料。

表1示出了试样编号1～23的接合材料的材料种类和体积%。

[表1]

〔评价试样的制作〕

准备具有一对在包含Ni的基底层的表面形成有Au皮膜的焊盘电极的环氧玻璃制印刷基板。需要说明的是，焊盘电极的大小为长1.8mm、宽1.1mm。

此外，准备具有一对在包含Ni的基底层的表面形成有Sn皮膜的外部电极且电阻值为10Ω的芯片型电阻器。需要说明的是，该芯片型电阻器的大小为长3.2mm、宽1.6mm、高1.6mm。

接着，使用厚度为80μm且具有长1.8mm、宽1.1mm的开口部的金属掩模，以50mm/sec的印刷速度将试样编号1～23的各接合材料印刷涂布于焊盘电极上。

接着，以外部电极位于焊盘电极上的方式利用贴片机安装芯片型电阻器，使其通过设定为200℃的回焊炉，各制作120个试样编号1～23的第1评价试样。

同样地，使用具有与芯片型电阻器的平面面积大致相同的开口部的金属掩模，以50mm/sec的印刷速度将试样编号1～23的各接合材料印刷涂布于印刷基板上。

接着，以外部电极位于焊盘电极上的方式利用贴片机安装芯片型电阻器，使其通过设定为200℃的回焊炉，各制作120个试样编号1～23的第2评价试样。

〔评价试样的物性与特性评价〕

（焊料粒子的熔点T1及活性剂的活性温度T3的测定）

使用差示扫描量热计（Seiko Instruments公司制造的DSC6200），分别对焊料粒子及活性剂进行DSC（Differential Scanning Calorimeter，差示扫描量热分析）测定。而且，关于作为合金的焊料粒子，将测定图表中的吸热峰中最高温侧的峰温度设为焊料粒子的熔点T1，关于活性剂，将显示吸热的峰温度设为活性温度T3。

（树脂粘度与固化温度T2的测定）

另行制作接合材料中除去焊料粒子后的试样，使用流变仪（TAInstruments公司制造的AR-G2）测定树脂粘度。另外，将流变仪的间隙尺寸设定为500μm，将升温速度设定为7.5℃/min，将测定频率设定为100Hz进行测定。

此外，与树脂粘度的测定一并进行温度－粘度特性测定，求出粘度开始上升的温度，将其设为热固化性树脂的固化温度T2。

（电特性）

对第1评价试样，使用纳伏/微欧表（Agilent公司制造的34420A），测定印刷基板上的焊盘电极间的电阻值，评价电特性。即，将120个试样中完全未产生测定值超过10±1Ω范围的试样视为良品（○），将120个试样中即便1个试样产生测定值超过10±1Ω范围的情况视为不良品（×），由此评价了第1评价试样的电特性。

此外，对于第2评价试样，也利用与第1评价试样同样的方法评价了电特性。

（热固化性树脂的填充状态）

对于第1评价试样的各试样，使用显微镜（KEYENCE公司制造的VHX900）进行剖面观察，以目视判断部件基体与印刷基板的间隙是否填充有热固化性树脂。而且，将判断为完全填充的试样视为良品（○），将观察到空隙等而判断为填充状态不完全的试样视为不良品（×），由此评价了热固化性树脂的填充状态。

（有无焊料球）

对于第2评价试样的各试样，使用微焦X射线透视装置（岛津制作所公司制造的SMX-1000）自芯片型电阻器的上表面进行X射线透视观察，将在印刷基板与芯片型电阻器之间观察到10个以上焊料球的试样视为不良品（×），将少于10个的试样视为良品（○），由此评价了电极接合部间有无焊料球。

需要说明的是，有无焊料球的评价未必是必需的特性，只要电特性为良品，则不会产生问题。然而，若电特性为良品，虽然不会产生问题，但考虑到批次间的不均等、批量生产性，则优选不存在焊料球的情况。

（印刷性）

在以50mm/sec的印刷速度将接合材料丝网印刷于焊盘电极或印刷基板上时，将试样中即便观察到一处印刷擦痕状态的试样也视为不良品（×），将观察到毫无擦痕状态的试样视为良品（○），由此评价了印刷性。

表2示出了其测定结果。

[表2]

此外，就试样编号12而言，第1评价试样及第2评价试样均为印刷性良好，但第1评价试样中，热固化性树脂对印刷基板与部件基体的间隙的填充状态不完全。此外，第2评价试样中，可观察到在印刷基板与部件基体之间存在10个以上焊料球的试样，可知电特性也进一步劣化。认为这是由于：树脂粘度为1.22Pa·s，超过0.57Pa·s，因此热固化性树脂的流动性较差，因此第1评价试样中，热固化性树脂未充分地流动至印刷基板与部件基体的间隙，产生热固化性树脂的填充状态不完全的试样。此外，认为：即便在第2评价试样中，如上所述热固化性树脂的流动性较差，因此熔融的焊料未完全地移动至电极侧，无法实现电极间的连接。

此外，试样编号17～23中，虽然改变了含有成分种类或其配合量，但树脂粘度均高达1.23～2.20Pa·s，获得与试样编号12同样的结果。

此外，就试样编号13～15而言，印刷性及第1评价试样中的热固化性树脂的填充状态均为良好，但除此以外未获得良好结果。

即，试样编号13中，树脂粘度低至0.45Pa·s，因此流动性良好，但由于活性剂的活性温度T3比焊料粒子的熔点T1低50℃以上，因此在焊料粒子开始熔融之前，活性剂发生液化而活化，从而被消耗掉。因此，在焊料粒子开始熔融时，活性剂的含量变少而无法充分地除去焊料粒子表层面的氧化皮膜，第1评价试样中电连接性降低。

此外，该试样编号13中，在第2评价试样中也无法充分地除去焊料粒子表面的氧化皮膜，因此无法移动至电极侧的焊料粒子增加，因此无法与其他焊料粒子或电极接合，产生电阻值较高的情况，电特性降低。

此外，就试样编号14及15而言，树脂粘度低至0.57Pa·s，流动性良好，热固化性树脂的填充状态良好，但活性剂的活性温度T3高于热固化性树脂的固化温度T2，热固化性树脂开始固化后，活性剂活化，因此活性剂无法呈现出充分的还原作用，与试样编号13同样，在第1评价试样及第2评价试样中电连接性降低。

就试样编号16而言，其树脂粘度高达0.66Pa·s，流动性劣化，因此热固化性树脂的填充状态也不充分。此外，由于焊料粒子的熔点T1与热固化性树脂的固化温度T2相同，因此焊料粒子无法在热固化性树脂中流动，因此在第1评价试样及第2评价试样中电连接性降低。

与此相对，就试样编号1～11而言，树脂粘度为0.57Pa·s以下，热固化性树脂T2高于焊料粒子的熔点T1及活性剂的活性温度T2，活性剂的活性温度T3也比焊料粒子的熔点T1低50℃以内，因此在第1价试样及第2评价试样中，可获得热固化性树脂对间隙的填充状态良好、机械强度优异、且电连接性良好的电子装置。

但是，就试样编号8而言，虽然电连接性良好，但焊料粒子的体积含量少至10体积%，因此存在距离上分离过远而无法热粘接的焊料粒子，确认在非电极形成部存在焊料球。

此外，就试样编号11而言，焊料粒子的体积含量过剩而达到55体积%，因此以50mm/sec的印刷速度会产生印刷擦痕，因此确认印刷性较差。

实施例2

作为树脂材料，与实施例1同样地准备环氧树脂（1）、环氧树脂（2）及t-BuGE。

作为焊料粒子，准备Sn与Pb的含有比率以重量比计Sn:Pb为60:40（以下，称作“Sn-40Pb”）的Sn-Pb合金。

此外，作为活性剂，准备己二酸、戊二酸及丁二酸。

此外，作为树脂的固化剂，准备咪唑化合物。

接着，以使各种材料以体积%计达到表3所示量的方式进行称量。然后，利用行星式混合机将这些称量物真空搅拌约60分钟，由此制作试样编号31～35的接合材料。

表3示出了试样编号31～35的接合材料的材料种类和体积%。

[表3]

接着，利用与实施例1同样的方法、步骤，制作试样编号31～35的第1评价试样及第2评价试样。

而且，利用与实施例1同样的方法、步骤，测定焊料粒子的熔点T1、活性剂的活性温度T3、树脂粘度、固化温度T2，并对电特性、热固化性树脂的填充状态、有无焊料球进行了评价。

表4示出了其测定结果。

[表4]

就试样编号35而言，其树脂粘度高达1.18Pa·s，因此出于与实施例1的试样编号13同样的理由，电特性及热固化性树脂的填充状态也不良，机械强度较差，并且确认到焊料球的存在。

与此相对，就试样编号31～34而言，由于树脂粘度为0.57Pa·s以下，热固化性树脂的固化温度T2高于焊料粒子的熔点T1及活性剂的活性温度T3，活性剂的活性温度T3比焊料粒子的熔点T1低50℃以内，因此第1评价试样及第2评价试样中可获得热固化性树脂的填充状态良好、机械强度优异、且电连接性良好的电子装置。

产业上的可利用性

本发明用热固化性树脂填充形成于印刷基板与芯片型电子部件的部件基体之间的间隙，由此实现能够提高机械强度、电连接性的可靠性、绝缘性的可靠性的电子装置。

符号说明

1a、1b  焊盘电极

2  印刷基板（电子部件）

3  部件基体

4a、4b  外部电极

5  芯片型电子部件（电子部件）

6a、6b  焊料（金属）

7a、7b  电极接合部

8  热固化性树脂

9a、9b  接合材料

10  焊料粒子（金属粒子）

11  接合材料

12  焊料粒子（金属粒子）

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，具有形成有2个以上电极的多个电子部件，且所述多个电子部件中的一个电子部件与其他电子部件电连接，

所述一个电子部件的电极与所述其他电子部件的电极经由金属而接合，形成2个以上的相互电绝缘的电极接合部，并且

一个所述电极接合部与其他所述电极接合部的间隙被热固化性树脂填充。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述金属的主成分由Sn-Bi系合金形成。

3.根据权利要求1或2所述的电子装置，其中，所述多个电子部件中包含形成有焊盘电极的基板、和在部件基体的表面形成有外部电极的芯片型部件，

所述焊盘电极与所述外部电极经由所述金属而接合，形成所述电极接合部。

4.一种接合材料，其特征在于，至少含有在第1温度T1下熔融的金属粒子、在高于所述第1温度T1的第2温度T2下固化的热固化性树脂、以及在低于所述第2温度T2的第3温度T3下活化而将形成于所述金属粒子表面的氧化皮膜除去的活性剂，

在所述第1温度T1下，除所述金属粒子以外的含有成分的粘度为0.57Pa·s以下，且

所述第1温度T1及所述第3温度T3满足T1－T3<50。

5.根据权利要求4所述的接合材料，其中，所述金属粒子的主成分由Sn-Bi系合金形成。

6.根据权利要求4或5所述的接合材料，其中，所述金属粒子的含量以体积比率计为50体积%以下。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的接合材料，其中，所述金属粒子的含量以体积比率计为10体积%以上。

8.根据权利要求4～6中任一项所述的接合材料，其中，所述金属粒子的含量以体积比率计为15体积%以上。

9.一种电子装置的制造方法，其特征在于，所述电子装置具有形成有2个以上电极的多个电子部件，且所述多个电子部件中的一个电子部件与其他电子部件电连接，所述制造方法如下：

将权利要求4～8中任一项所述的接合材料涂布于所述一个电子部件的电极上之后，在所述接合材料上配置所述其他电子部件的电极，

进行加热处理而使所述接合材料中所含的金属粒子熔融，并且使所述接合材料中所含的活性剂活化而将形成于所述金属粒子表面的氧化皮膜除去，使所述一个电子部件的电极与所述其他电子部件的电极经由所述熔融的金属而接合，形成2个以上的相互电绝缘的电极接合部，另一方面使所述接合材料中所含的热固化性树脂流动，用所述热固化性树脂填充形成于所述电极接合部之间的间隙。

10.一种电子装置的制造方法，其特征在于，所述电子装置具有带2个以上电极的多个电子部件，且一个电子部件与其他电子部件电连接，所述制造方法如下：

将权利要求4～8中任一项所述的接合材料涂布于所述一个电子部件的包括电极在内的表面上之后，在所述接合材料上配置所述其他电子部件，

进行加热处理而使所述接合材料中所含的金属粒子熔融，并且使所述接合材料中所含的活性剂活化而将形成于所述金属粒子表面的氧化皮膜除去，使所述熔融的金属粒子移动至所述一个电子部件的电极与所述其他电子部件的电极之间而将所述电极之间接合，形成2个以上的相互电绝缘的电极接合部，并用所述接合材料中所含的热固化性树脂对所述电极接合部之间进行填充。

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