JP2002222833A

JP2002222833A - 導電性接着剤、電子部品実装体およびその製造方法

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Publication number: JP2002222833A
Application number: JP2001020600A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kitae; 孝史北江; Tsutomu Mitani; 力三谷; Hiroteru Takezawa; 弘輝竹沢; Yukihiro Ishimaru; 幸宏石丸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2002-08-09

Abstract

(57)【要約】【課題】低い接続抵抗および高い接続強度の少なくと
も一方を達成し、優れた接続特性を実現することができ
る導電性接着剤を提供する。【解決手段】導電フィラーとバインダ樹脂とを含み、
未硬化の状態で被着体同士間に配置された後、硬化する
ことによって、前記被着体同士を接着する導電性接着剤
であって、未硬化状態の前記導電性接着剤の室温におけ
る密度をρ_lとし、硬化後の前記導電性接着剤の室温に
おける密度をρ_sとしたとき、式：（ρ_s−ρ_l）／ρ_l×
１００で表される硬化収縮率を、３％以上１０％以下に
調整した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性接着剤に関
するものであり、更に詳しくは、電子部品の実装分野に
おいて、基板上に電子部品を接続するために使用される
導電性接着剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品の実装方法としては、基
板表面の電極と電子部品とを半田を用いて接続する方法
が採用されてきた。しかしながら、近年、環境に関する
認識の高まりから半田合金に含まれる鉛が問題とされて
おり、鉛を含まない実装技術の確立が急務とされてい
る。鉛フリー実装技術としては、基板電極と電子部品と
の接続において、従来の半田に代えて、鉛フリー半田ま
たは導電性接着剤を用いる方法が提案されている。

【０００３】基板電極と電子部品とを半田を用いて接続
した場合、繰り返しの応力がかかると、金属疲労による
破壊が起こり、接続部分に亀裂が発生する場合がある。
これに対して、導電性接着剤を用いて接続した場合、接
続部分は樹脂で接着されるため、変形に対して柔軟に対
応できるというメリットを有している。

【０００４】このように、導電性接着剤を用いる方法
は、環境問題に関する面だけでなく、接続信頼性という
面においても利点を有しており、基板電極と電子部品と
の接続材料として特に注目されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電性
接着剤は、半田と比べて接続抵抗が高いという問題があ
った。導電性接着剤は、バインダ樹脂中に導電フィラー
を分散させたものであり、その接続抵抗を低下させる方
法としては、導電フィラーの含有量を増大させることが
考えられる。例えば、従来の導電性接着剤においては、
実用に適した接続抵抗を実現するため、導電フィラーの
含有量を８０〜９０重量％程度にまで高めている。しか
しながら、導電フィラーの含有量を増大させると、それ
に伴ってバインダ樹脂の含有量が減少するため、接着強
度が低下するという問題があった。

【０００６】このように、従来の導電性接着剤において
は、接着強度と接続抵抗の二点で課題を有していた。そ
のため、導電性接着剤に対しては、特に電子部品の回路
基板への実装に使用する場合に、更に優れた接続特性が
要求されていた。

【０００７】本発明は、接続特性に優れた導電性接着剤
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の導電性接着剤は、導電フィラーとバインダ
樹脂とを含み、未硬化状態で被着体同士間に配置された
後、硬化することによって前記被着体同士を接着する導
電性接着剤であって、未硬化状態の前記導電性接着剤の
室温における密度をρ_lとし、硬化後の前記導電性接着
剤の室温における密度をρ_sとしたとき、下記式で表さ
れる硬化収縮率が、３％以上１０％以下であることを特
徴とする。

【０００９】硬化収縮率［％］＝（ρ_s−ρ_l）／ρ_l×１００導電性接着剤は、バインダ樹脂と導電フィラーとを含ん
でおり、バインダ樹脂中において導電フィラー同士が互
いに接触することにより、その導電性を発現させる。図
１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、硬化前および硬化後の
導電性接着剤の状態を示す模式図である。図１Ａに示す
ように、硬化前においては、導電フィラー８はバインダ
樹脂７中に浮遊した状態であり、導電フィラー８同士の
接触が十分には存在していない。この導電性接着剤を硬
化させると、図１Ｂに示すように、バインダ樹脂７の硬
化収縮によって、導電フィラー８同士が互いに接触し、
導電性が発現する。なお、図１Ａおよび図１Ｂは、導電
性接着剤を電子部品を基板に実装する際に使用した例を
示すものであり、１は電子部品、２は外部電極、３は導
電性接着剤、６は基板、５は基板電極である。

【００１０】本発明においては、導電性接着剤の硬化収
縮率を３％以上と高く設定することにより、この硬化後
における導電フィラー同士の接触を密なものとすること
ができ、その結果、接続抵抗を低下させることができ
る。

【００１１】また、本発明においては、導電フィラーの
含有量の増大（バインダ樹脂の含有量の低下）ではな
く、硬化収縮率を特定範囲に設定することにより、接続
抵抗の低下を実現することができる。従って、本発明の
導電性接着剤によれば、高い接続強度を達成することが
できる。

【００１２】また、導電性接着剤の硬化収縮率が高すぎ
ると、内部応力が大きくなり、接着強度が低下するおそ
れがある。しかしながら、本発明の導電性接着剤におい
ては、硬化収縮率を１０％以下とすることにより、内部
応力による接着強度の過度の低下を抑制することができ
る。

【００１３】すなわち、本発明の導電性接着剤によれ
ば、硬化収縮率を３％以上１０％以下という特定の範囲
に限定することにより、低い接続抵抗および高い接続強
度の少なくとも一方を達成することができる。更には、
低い接続抵抗と高い接続強度とを両立することも可能で
ある。

【００１４】前記導電性接着剤においては、導電性接着
剤中におけるバインダ樹脂の含有量が、２５重量％以上
４０重量％以下であることが好ましい。低い接続抵抗を
確保しながら、接着強度を更に向上させることができる
からである。

【００１５】次に、本発明の電子部品実装体は、基板電
極を備えた基板上に電子部品が実装され、前記基板電極
と前記電子部品とが導電性接着剤を介して接続された電
子部品実装体であって、前記導電性接着剤が、前記本発
明の導電性接着剤であることを特徴とする。このような
構成によれば、基板と電子部品との接続に、接着強度や
接続抵抗などといった接続特性に優れた導電性接着剤が
用いられるため、接続信頼性の高い電子部品実装体とす
ることができる。

【００１６】前記電子部品実装体においては、基板電極
と電子部品との接続部分が、封止樹脂で被覆されている
ことが好ましい。基板と電子部品との接続信頼性を更に
向上させることができるからである。

【００１７】次に、本発明の電子部品実装体の製造方法
は、基板に形成された基板電極に未硬化の導電性接着剤
を塗布する工程と、前記基板上に電子部品を搭載する工
程と、前記導電性接着剤を硬化させて、前記基板電極と
前記電子部品とを接続する工程とを含み、前記導電性接
着剤が、本発明の導電性接着剤であることを特徴とす
る。このような製造方法によれば、基板と電子部品との
接続に、接着強度や接続抵抗などといった接続特性に優
れた導電性接着剤が用いられるため、接続信頼性の高い
電子部品実装体を製造することができる。

【００１８】前記製造方法においては、更に、基板電極
と電子部品との接続部分を封止樹脂で被覆する工程と、
前記封止樹脂を硬化させる工程とを含むことが好まし
い。基板と電子部品との接続信頼性を更に向上させるこ
とができるからである。

【００１９】この場合、基板上に電子部品を搭載する工
程の後、導電性接着剤を硬化させる工程と、基板電極と
前記電子部品との接続部分を封止樹脂で被覆する工程
と、前記封止樹脂を硬化させる工程とをこの順序で実施
することが好ましい。

【００２０】本発明の導電性接着剤は硬化収縮率が比較
的大きいため、封止樹脂を導電性接着剤よりも先に硬化
させた場合、導電性接着剤の収縮によって、封止樹脂と
導電性接着剤との界面に間隙が生じ易くなる。しかしな
がら、前述の好ましい例によれば、導電性接着剤が硬化
収縮した後に、封止樹脂を硬化させるため、この間隙の
発生を抑制することができる。

【００２１】また、基板上に電子部品を搭載する工程の
後、導電性接着剤を仮硬化させる工程と、基板電極と前
記電子部品との接続部分を封止樹脂で被覆する工程と、
前記仮硬化させた導電性接着剤および前記封止樹脂を硬
化させる工程とをこの順序で実施することも好ましい。
この好ましい例によれば、製造時間を短縮することがで
きる。なお、「仮硬化」とは、導電性接着剤を「Ｂステ
ージ」と呼ばれる状態とすることを意味する。「Ｂステ
ージ」とは、溶剤に溶解しないが膨潤し、且つ、加熱で
溶融しないがゴム状化する状態である。

【００２２】このような方法を採用する場合、封止樹脂
の硬化温度が、導電性接着剤の硬化温度よりも高いこと
が好ましく、更には、導電性接着剤の硬化温度よりも１
０℃以上高いことが好ましい。

【００２３】更に、仮硬化させた導電性接着剤および封
止樹脂を硬化させる工程が、電子部品が搭載された基板
を、導電性接着剤の硬化温度に昇温させた後、更に、前
記封止樹脂の硬化温度まで昇温させる工程であることが
好ましい。導電性接着剤が硬化収縮した後に、封止樹脂
を硬化させるため、封止樹脂と導電性接着剤との界面に
間隙が生じることを抑制することができるからである。

【００２４】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の導電
性接着剤は、前述したように、バインダ樹脂および導電
フィラーを含有している。

【００２５】バインダ樹脂としては、導電性接着剤の硬
化収縮率を前述したような範囲にすることができるもの
であれば、特に限定するものではないが、硬化収縮率の
比較的大きなものが使用される。バインダ樹脂の硬化収
縮率は、例えば３〜２５％である。但し、前記硬化収縮
率は、未硬化状態のバインダ樹脂の室温における密度を
ｄ_lとし、硬化後のバインダ樹脂の室温における密度を
ｄ_sとしたとき、下記式で表される値である。

【００２６】硬化収縮率［％］＝（ｄ_s−ｄ_l）／ｄ_l×１００前記バインダ樹脂としては、その樹脂成分として熱硬化
性樹脂を含むものを使用することができ、例えば、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹
脂およびこれらの混合物を含むものを使用することがで
きる。このような樹脂成分を用いて、バインダ樹脂の硬
化収縮率を前述したような範囲に調整する方法として、
例えば、次のような方法が挙げられる。

【００２７】第１の方法は、バインダ樹脂の樹脂成分と
して、２種以上の異なる樹脂の混合物を使用し、その混
合比を調整することによって、硬化収縮率を調整する方
法である。例えば、エポキシ樹脂より硬化収縮率の高い
フェノール樹脂を混合する場合、エポキシ樹脂に対する
フェノール樹脂の比率を大きくするほど、硬化収縮率が
大きくすることができる。

【００２８】第２の方法は、未硬化状態のバインダ樹脂
において、樹脂成分１分子中に含まれる反応性の官能基
の数を調整することによって、硬化収縮率を調整する方
法である。この場合、前記官能基の数が多いほど、硬化
収縮率を大きくすることができる。例えば、エポキシ樹
脂を使用する場合、エポキシ当量（分子量／エポキシ基
の数）が１００〜７００程度のものを使用することがで
きる。また、フェノール樹脂を使用する場合、樹脂成分
１分子あたりの官能基数が１〜３程度のものを使用する
ことができる。なお、「反応性の官能基」とは、硬化反
応（例えば、ポリマー形成反応）に直接関与する官能基
であり、例えば、エポキシ樹脂においてはエポキシ基で
あり、フェノール樹脂においてはフェノール基である。

【００２９】更に、バインダ樹脂には、前記樹脂成分に
加えて硬化剤が添加されていてもよい。硬化剤は、バイ
ンダ樹脂に用いられる樹脂成分の種類に応じて適時選択
することができる。前記樹脂成分がエポキシ樹脂を含む
場合、硬化剤としては、例えば、ポリアミン、酸無水
物、ポリフェノール、イミダゾール化合物などが使用で
きる。また、前記樹脂成分がフェノール樹脂を含む場
合、硬化剤としては、例えば、ホルムアルデヒドなどが
使用できる。なお、硬化剤の添加量については、特に限
定するものではない。

【００３０】また、導電性接着剤中におけるバインダ樹
脂の含有量は、例えば１０〜５０重量％、好ましくは２
５〜４０重量％である。

【００３１】導電フィラーとしては、例えば、銀、金、
銅、ニッケル、パラジウム、スズなどの金属および合
金、カーボン、並びにそれらの混合物などが使用でき
る。その形状は、特に限定するものではないが、例え
ば、球状、枝状、針状、繊維状、フレーク状などが挙げ
られる。また、平均粒径（ここで、「粒径」とは、粒子
の最大径である。）についても、特に限定するものでは
ないが、例えば０．１〜３０μｍ、好ましくは０．５〜
１０μｍ、更に好ましくは１〜５μｍである。

【００３２】導電性接着剤中における導電フィラーの含
有量は、例えば５０〜９５重量％、好ましくは６０〜８
５重量％である。

【００３３】また、導電性接着剤は、溶剤または反応性
希釈剤を含有していてもよい。溶剤または反応性希釈剤
としては、例えば、ブチルカルビトール、ブチルカルビ
トールアセテート、ブチルグリシジルエーテルなどが挙
げられる。また、導電性接着剤中における溶剤の含有量
は、特に限定するものではないが、例えば０〜１５重量
％、好ましくは０〜７重量％である。

【００３４】導電性接着剤は、その他の添加剤を含有し
ていてもよい。このような添加剤としては、例えば、シ
ラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤などが
挙げられる。

【００３５】本発明の導電性接着剤は、前述したよう
に、未硬化の状態で被着体同士間に配置された後、硬化
することによって、前記被着体同士を接着するものであ
る。硬化は、例えば、加熱により実施することができ
る。この場合、導電性接着剤の硬化温度は、特に限定す
るものではないが、例えば１００〜２００℃、好ましく
は１３０〜１８０℃である。

【００３６】（第２の実施形態）次に、前記導電性接着
剤を用いた電子部品実装体について説明する。図２は、
本発明に係る電子部品実装体の構造の一例を示す断面図
である。

【００３７】この電子部品実装体において、基板電極５
を備えた基板６上に、外部電極２を備えた電子部品１が
搭載されており、基板電極５と外部電極２とが導電性接
着剤３を介して接続されている。導電性接着剤３は、前
述したような、本発明に係る導電性接着剤である。

【００３８】前記電子部品実装体は、例えば、次のよう
にして製造することができる。図３は、図２に示す電子
部品実装体の製造方法の一例を示す工程断面図である。

【００３９】まず、基板６表面に、導電性材料からなる
基板電極５を形成する（図３（Ａ））。基板６として
は、例えば、ガラス−エポキシ基板、セラミックス基板
などが使用できる。また、基板電極５には、金、銀、
銅、鉛、ニッケルおよびこれらの合金などを使用するこ
とができる。また、基板電極５の形成方法としては、例
えば、基板６表面に、メッキ法または蒸着法により金属
膜を形成し、これをパターニングする方法が採用でき
る。

【００４０】基板６に形成された基板電極５表面に、導
電性接着剤３を塗布する（図３（Ｂ））。導電性接着剤
３は、前述したような、本発明に係る導電性接着剤であ
る。導電性接着剤３の塗布は、例えば、スクリーン印刷
などの方法により実施することができる。また、導電性
接着剤の塗布厚は、特に限定するものではないが、例え
ば２０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１００μｍであ
る。

【００４１】続いて、基板６上に、外部電極２を備えた
電子部品１を搭載する。電子部品１は、外部電極２が、
基板電極５表面に塗布された導電性接着剤３と接触する
ように位置決めされて搭載される。その後、電子部品を
搭載した基板を加熱し、導電性接着剤３を硬化させる
（図３（Ｃ））。硬化条件は、導電性接着剤に使用され
るバインダ樹脂の種類などに応じて適宜設定することが
できる。硬化温度は、例えば１００〜２００℃、好まし
くは１３０〜１８０℃であり、硬化時間は、例えば３〜
６０分、好ましくは１０〜３０分である。

【００４２】（第３の実施形態）図４は、本発明に係る
電子部品実装体の構造の更に好ましい一例を示す断面図
である。

【００４３】この電子部品実装体においては、基板電極
５を備えた基板６上に、外部電極２を備えた電子部品１
が搭載されており、基板電極５と外部電極２とが導電性
接着剤３を介して接続されている。導電性接着剤３は、
前述したような、本発明に係る導電性接着剤である。

【００４４】更に、少なくとも基板電極５と外部電極２
との接続部分を被覆するように、封止樹脂４が形成され
ている。封止樹脂４は、電子部品１および基板６の少な
くとも一部と、導電性接着剤３とを被覆するように形成
されており、これにより、基板６と電子部品１との接続
強度の向上を図ることができる。

【００４５】封止樹脂４としては、熱硬化性樹脂を使用
することができ、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂などを使用することができる。封止樹脂４の硬化温度
は、導電性接着剤３の硬化温度よりも高いことが好まし
い。この場合、封止樹脂と導電性接着剤との硬化温度の
差は、例えば１０℃以上、好ましくは２０℃以上であ
る。具体的には、封止樹脂の硬化温度は、例えば１１０
〜２５０℃、好ましくは１５０〜２００℃である。

【００４６】この電子部品実装体は、例えば、次のよう
にして製造することができる。図５は、図４に示す電子
部品実装体の製造方法の一例を説明するため工程断面図
である。

【００４７】まず、基板６表面に基板電極５を形成した
後（図５（Ａ））、基板電極５表面に導電性接着剤３を
塗布する（図５（Ｂ））。続いて、基板６上に、外部電
極２を備えた電子部品１を搭載する。電子部品１は、外
部電極２が、基板電極５表面に塗布された導電性接着剤
３と接触するように位置決めされて搭載される。その
後、導電性接着剤３を硬化させて、基板電極５と外部電
極２とを接続する（図５（Ｃ））。なお、ここまでの工
程は、前述した第２の実施形態と同様にして実施するこ
とができる。

【００４８】続いて、基板６と電子部品１との接続部分
を封止樹脂４で被覆した後、封止樹脂４を硬化させる
（図５（Ｄ））。硬化条件は、封止樹脂４の種類などに
応じて適宜設定することができる。硬化温度は、例えば
１１０〜２５０℃、好ましくは１５０〜２００℃であ
り、硬化時間は、例えば５〜６０分、好ましくは１５〜
３０分である。

【００４９】また、前記電子部品実装体は、次のような
方法により製造することも可能である。

【００５０】まず、基板表面に基板電極を形成した後、
基板電極表面に導電性接着剤を塗布する。続いて、基板
上に、外部電極を備えた電子部品を搭載する。電子部品
は、外部電極が、基板電極表面に塗布された導電性接着
剤と接触するように位置決めされて搭載される。なお、
ここまでの工程は、前述した第２の実施形態と同様にし
て実施することができる。

【００５１】続いて、導電性接着剤を仮硬化させる。仮
硬化の条件は、特に限定するものではなく、導電性接着
剤に使用されるバインダ樹脂の種類などに応じて適宜設
定することができる。硬化温度は、例えば１００〜２０
０℃、好ましくは１３０〜１８０℃であり、硬化時間
は、例えば１〜１５分、好ましくは３〜５分である。

【００５２】続いて、基板と電子部品との接続部分を封
止樹脂で被覆した後、仮硬化させた導電性接着剤と封止
樹脂とを硬化させる。この工程は、封止樹脂として、硬
化温度が導電性接着剤よりも高い樹脂を使用して、次の
ような手順で実施することが好ましい。

【００５３】まず、炉内を導電性接着剤の硬化温度まで
昇温させ、この温度を一定時間維持して、導電性接着剤
を硬化させる。この導電性接着剤の硬化段階の条件は、
導電性接着剤のバインダ樹脂の種類などに応じて適宜設
定されるが、硬化温度が、例えば１００〜２００℃、好
ましくは１３０〜１８０℃であり、硬化時間が、例えば
３〜６０分、好ましくは１０〜３０分である。

【００５４】その後、炉内を更に封止樹脂の硬化温度ま
で昇温させ、この温度を一定時間維持して封止樹脂を硬
化させる。この封止樹脂の硬化段階の条件は、封止樹脂
の種類などに応じて適宜設定されるが、硬化温度が、例
えば１１０〜２５０℃、好ましくは１５０〜２００℃で
あり、硬化時間が、例えば５〜６０分、好ましくは１５
〜３０分である。

【００５５】なお、本実施形態においては、封止樹脂が
基板と電子部品との接続部分にのみ形成された形態を示
しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、
封止樹脂が電子部品の全体を被覆していてもよい。

【００５６】

【実施例】（実施例１）エポキシ樹脂とフェノール樹脂
とを混合し、この混合物をバインダ樹脂として使用し
た。導電フィラーとして銀フィラー（平均粒径３μｍ）
を使用し、これを前記バインダ樹脂と混合して、導電性
接着剤を作製した。このとき、導電性接着剤中におい
て、バインダ樹脂の含有量が１８重量％となり、導電フ
ィラーの含有量が８２重量％となるように調整した。

【００５７】上記操作において、バインダ樹脂における
エポキシ樹脂とフェノール樹脂との混合比を種々変化さ
せて、９種の導電性接着剤を作製した。これらの導電性
接着剤について、硬化収縮率を測定した。なお。硬化収
縮率の測定方法は、次の通りである。

【００５８】＜硬化収縮率の測定方法＞硬化前の導電性
接着剤を一定量はかりとり、その重量および体積を測定
し、測定値から密度ρ_lを算出した。このサンプルを硬
化させた後、再度、重量および体積を測定し、測定値か
ら密度ρ_sを算出した。算出した硬化前後の密度を用い
て、下記式により硬化収縮率を算出した。

【００５９】硬化収縮率［％］＝（ρ_s−ρ_l）／ρ_l×１００次に、上記導電性接着剤をスクリーン印刷法によって、
ガラスエポキシ基板上の基板電極（金電極）上に１００
μｍ厚で印刷した。前記基板上に、電子部品として２０
１２ジャンパー抵抗（松下電子部品社製；半田メッキの
外部電極を備える。）を位置決めして搭載した。その
後、１６５℃で３０分加熱することによって、導電性接
着剤を硬化させて電子部品実装体を得た。なお、作製さ
れた電子部品実装体は、図２と実質的に同様の構造を有
するものである。

【００６０】得られた電子部品実装体について、電子部
品と基板との間の接続抵抗および接着強度を測定した。
結果を、使用した導電性接着剤の硬化収縮率とともに、
表１に示す。なお、接続抵抗および接着強度の測定方法
は、次の通りである。

【００６１】＜接続抵抗の測定方法＞四端子測定法を用
いて、基板電極から引き出された測定用電極間（基板電
極−導電性接着剤−電子部品−導電性接着剤−基板電
極）の抵抗を測定した。

【００６２】＜接着強度の測定方法＞接着強度として
は、せん断強度を測定した。電子部品実装体の基板を固
定した状態で、電子部品に横方向の力をかけ、電子部品
が剥離した時の力の大きさを測定した。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１に示すように、接続抵抗は、導電性接
着剤の硬化収縮率が大きくなるほど低下し、特に、硬化
収縮率が３％以上の場合に著しく低下した。また、接着
強度に関しては、導電性接着剤の硬化収縮率が小さいほ
ど向上し、特に、硬化収縮率が１０％以下の場合に著し
く向上した。この結果から、導電性接着剤の硬化収縮率
が３〜１０％の範囲であると（試料Ｎｏ．４〜８）、低
い接続抵抗と、高い接着強度とを両立できることが確認
できた。

【００６５】（実施例２）バインダ樹脂としてフェノー
ル樹脂を用い、導電フィラーとして銀フィラー（平均粒
径３μｍ）を用いて、これらを混合して、導電性接着剤
を作製した。このとき、導電性接着剤中において、バイ
ンダ樹脂の含有量が１５重量％となり、導電フィラーの
含有量が８５重量％となるように調整した。

【００６６】上記操作において、バインダ樹脂として、
反応性の官能基（フェノール基）の数が異なる６種のフ
ェノール樹脂を用いて、６種の導電性接着剤を作製し
た。

【００６７】得られた導電性接着剤について、硬化収縮
率を測定した。なお、硬化収縮率の測定方法は、前述の
通りである。

【００６８】次に、上記導電性接着剤を用い、導電性接
着剤の硬化条件を１８０℃、３０分間としたこと以外は
実施例１と同様にして、電子部品実装体を作製した。得
られた電子部品実装体の接続抵抗および接着強度を測定
した。結果を、使用した導電性接着剤の硬化収縮率とと
もに、表２に示す。なお、接続抵抗および接着強度の測
定方法は、前述した通りである。

【００６９】

【表２】

【００７０】表２に示すように、接続抵抗は、導電性接
着剤の硬化収縮率が大きくなるほど低下し、特に、硬化
収縮率が３％以上の場合に著しく低下した。また、接着
強度に関しては、導電性接着剤の硬化収縮率が小さいほ
ど向上し、特に、硬化収縮率が１０％以下の場合に著し
く向上した。この結果から、導電性接着剤の硬化収縮率
が３〜１０％の範囲であると（試料Ｎｏ．１２〜１
４）、低い接続抵抗と、高い接着強度とを両立できるこ
とが確認できた。

【００７１】（実施例３）バインダ樹脂として、エポキ
シ樹脂８５重量%とフェノール樹脂１５重量%とを含む混
合物を使用し、導電フィラーとして、銀フィラー（平均
粒径３μｍ）を使用した。前記バインダ樹脂と前記導電
フィラーとを、種々の割合で混合して、７種の導電性接
着剤を作製した。なお、いずれの試料についても、導電
性接着剤の硬化収縮率は、３．８〜４．１％の範囲であ
った。

【００７２】上記導電性接着剤を用い、実施例１と同様
にして、電子部品実装体を作製した。得られた電子部品
実装体の接続抵抗および接着強度を測定した。結果を、
導電性接着剤中におけるバインダ樹脂および導電フィラ
ーの含有量とともに、表３に示す。なお、接続抵抗およ
び接着強度の測定方法は、前述した通りである。

【００７３】

【表３】

【００７４】表３に示すように、導電性接着剤の硬化収
縮率を３．８〜４．１％の範囲に調整することにより、
低い接続抵抗および高い接続強度の少なくとも一方を実
現できることが確認できた。特に、バインダ樹脂の含有
量を２５〜４０重量％の範囲とした場合（試料Ｎｏ．１
８〜２０）、３５ｍΩ以下という実用に十分な接続抵抗
を確保しながら、その接着強度を著しく向上できること
が確認できた。

【００７５】（実施例４）バインダ樹脂として、エポキ
シ樹脂７５重量%とフェノール樹脂２５重量%とを含む混
合物を使用し、導電フィラーとして、銀フィラー（平均
粒径３μｍ）を使用して、これらを混合し、硬化温度が
１８０℃の導電性接着剤を作製した（導電性接着剤Ａと
する。）。なお、導電性接着剤Ａにおいて、バインダ樹
脂の含有量は３０重量％であり、導電フィラーの含有量
は７０重量％である。また、導電性接着剤Ａの硬化収縮
率は４．３％であった。

【００７６】一方、バインダ樹脂として、エポキシ樹脂
８０重量%とフェノール樹脂２０重量%とを含む混合物を
使用し、導電フィラーとして、銀フィラー（平均粒径３
μｍ）を使用して、これらを混合し、硬化温度が１７０
℃の導電性接着剤を作製した（導電性接着剤Ｂとす
る。）。なお、導電性接着剤Ｂにおいて、バインダ樹脂
の含有量は３５重量％であり、導電フィラーの含有量は
６５重量％である。また、導電性接着剤Ｂの硬化収縮率
は４．３％であった。

【００７７】上記導電性接着剤ＡまたはＢをスクリーン
印刷法によって、ガラスエポキシ基板上の基板電極（金
電極）上に１００μｍ厚で印刷した。前記基板上に、電
子部品として２０１２ジャンパー抵抗（松下電子部品社
製；半田メッキの外部電極を備える。）を位置決めして
搭載した。その後、１５０℃で５分加熱することによっ
て、導電性接着剤を仮硬化させた。続いて、ジャンパー
抵抗と基板との接続部分に、封止樹脂として硬化温度１
８０℃のエポキシ樹脂をディスペンサーを用いて塗布し
た。続いて、仮硬化させた導電性接着剤および封止樹脂
を硬化させた。

【００７８】上記操作において、使用する導電性接着
剤、導電性接着剤および封止樹脂の硬化条件を、次の３
通りに変化させて、３種の電子部品実装体を作製した。
なお、作製された電子部品実装体は、図４と実質的に同
様の構造を有するものである。（１）導電性接着剤Ａを使用し、１８０℃、３０分間
の条件で導電性接着剤および封止樹脂を硬化させた（試
料Ｎｏ．２２）。（２）導電性接着剤Ｂを使用し、１８０℃、３０分間
の条件で導電性接着剤および封止樹脂を硬化させた（試
料Ｎｏ．２３）。（３）導電性接着剤Ａを使用し、１７０℃で１５分間
保持した後、１８０℃まで温度を上昇させて、この温度
を１５分間保持しするという条件で、導電性接着剤およ
び封止樹脂を硬化させた（試料Ｎｏ．２４）。

【００７９】作製された電子部品実装体について、接着
強度および接続抵抗を測定した。更に、信頼性試験を実
施し、試験後の接続抵抗を測定した。なお、信頼性試験
は、電子部品実装体を８５℃、８５％ＲＨ雰囲気下に３
００時間放置することにより実施した。結果を、表４に
示す。また、接着強度および接続抵抗の測定方法は、前
述した通りである。

【００８０】

【表４】

【００８１】表４に示すように、導電性接着剤の硬化温
度を封止樹脂の硬化温度よりも低く設定した場合（試料
Ｎｏ．２３および２４）、より高い接着強度が達成さ
れ、かつ、耐湿試験後の接続抵抗の上昇が抑制されるこ
とが確認できた。特に、導電性接着剤の硬化温度で一定
時間保持した後、封止樹脂の硬化温度まで昇温するとい
う条件で硬化させた場合（試料Ｎｏ．２４）、耐湿試験
後においても接続抵抗が極めて安定していた。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の導電性接
着剤によれば、その硬化収縮率を３％以上１０％以下と
することにより、低い接続抵抗および高い接続強度の少
なくとも一方を達成し、優れた接続特性を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】導電性接着剤における導電性発現の機構を説
明するための模式図。

【図２】本発明の電子部品実装体の一例を示す断面
図。

【図３】本発明の電子部品実装体の製造方法の一例を
示す工程断面図。

【図４】本発明の電子部品実装体の別の一例を示す断
面図。

【図５】本発明の電子部品実装体の製造方法の一例を
示す工程断面図。

【符号の説明】

１電子部品２外部電極３導電性接着剤４封止樹脂５基板電極６基板７バインダ樹脂８導電フィラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹沢弘輝大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者石丸幸宏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4J040 EB031 EC001 EF001 EK001 HA026 HA066 HA076 JB02 JB10 LA09 LA11 NA19 NA20 5E319 AA03 AC01 BB11 CD27 CD29 5F044 KK01 LL07 QQ07 RR19 5F061 AA01 BA03 CA04 DB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電フィラーとバインダ樹脂とを含み、
未硬化状態で被着体同士間に配置された後、硬化するこ
とによって前記被着体同士を接着する導電性接着剤であ
って、未硬化状態の前記導電性接着剤の室温における密
度をρ_lとし、硬化後の前記導電性接着剤の室温におけ
る密度をρ_sとしたとき、下記式で表される硬化収縮率
が、３％以上１０％以下であることを特徴とする導電性
接着剤。硬化収縮率［％］＝（ρ_s−ρ_l）／ρ_l×１００
【請求項２】導電性接着剤中におけるバインダ樹脂の
含有量が、２５重量％以上４０重量％以下である請求項
１に記載の導電性接着剤。
【請求項３】基板電極を備えた基板上に電子部品が実
装され、前記基板電極と前記電子部品とが導電性接着剤
を介して接続された電子部品実装体であって、前記導電
性接着剤が、請求項１または２に記載の導電性接着剤で
あることを特徴とする電子部品実装体。
【請求項４】基板電極と電子部品との接続部分が、封
止樹脂で被覆されている請求項３に記載の電子部品実装
体。
【請求項５】基板に形成された基板電極に未硬化の導
電性接着剤を塗布する工程と、前記基板上に電子部品を
搭載する工程と、前記導電性接着剤を硬化させて、前記
基板電極と前記電子部品とを接続する工程とを含み、前
記導電性接着剤が請求項１または２に記載の導電性接着
剤であることを特徴とする電子部品実装体の製造方法。
【請求項６】更に、基板電極と電子部品との接続部分
を封止樹脂で被覆する工程と、前記封止樹脂を硬化させ
る工程とを含む請求項５に記載の電子部品実装体の製造
方法。
【請求項７】基板上に電子部品を搭載する工程の後、
導電性接着剤を硬化させる工程と、基板電極と前記電子
部品との接続部分を封止樹脂で被覆する工程と、前記封
止樹脂を硬化させる工程とがこの順序で実施される請求
項６に記載の電子部品実装体の製造方法。
【請求項８】基板上に電子部品を搭載する工程の後、
導電性接着剤を仮硬化させる工程と、基板電極と前記電
子部品との接続部分を封止樹脂で被覆する工程と、前記
仮硬化させた導電性接着剤および前記封止樹脂を硬化さ
せる工程とがこの順序で実施される請求項７に記載の電
子部品実装体の製造方法。
【請求項９】封止樹脂の硬化温度が、導電性接着剤の
硬化温度よりも高い請求項８に記載の電子部品実装体の
製造方法。
【請求項１０】封止樹脂の硬化温度が、導電性接着剤
の硬化温度よりも１０℃以上高い請求項９に記載の電子
部品実装体の製造方法。
【請求項１１】仮硬化させた導電性接着剤および封止
樹脂を硬化させる工程が、電子部品が搭載された基板
を、導電性接着剤の硬化温度に昇温させた後、更に、前
記封止樹脂の硬化温度まで昇温させる工程である請求項
９または１０に記載の電子部品実装体の製造方法。