JP2003147306A

JP2003147306A - 導電性接着剤

Info

Publication number: JP2003147306A
Application number: JP2001344868A
Authority: JP
Inventors: Hitoaki Date; 仁昭伊達
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】リペア可能であって、良好な接合強度ととも
に低抵抗な接続を達成できる導電性接着剤を提供するこ
と。【解決手段】導電性接着剤において、熱硬化性樹脂
と、硬化剤と、熱可塑性樹脂と、カップリング剤と、イ
ンジウムフィラーとを含むこととした。好ましくは、更
に、粒状または鱗片状の銀フィラーを含む。カップリン
グ剤は、シリコーン系カップリング剤であり、硬化促進
剤は、イミノ基のＨをエポキシ基を有する原子団で置換
した変性イミダゾール化合物であり、熱可塑性樹脂は、
ポリメチルメタクリレートであるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば表面実装部
品の接合に使用するための、導電性接着剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、表面実装部品を基板に接合す
るに際しては、一般に、実装部品の電極と基板の電極と
をハンダ材料により接続する方式が採用されている。し
かし、近年、低温接合性および対環境性の観点より、ハ
ンダ材料に代えて導電性接着剤を用いた接続方式が望ま
れる場合も多くなってきた。導電性接着剤としては、導
電粒子である銀フィラーを樹脂分に分散させたものが広
く使用されている。導電性接着剤による表面実装部品の
接合においては、まず、部品と基板との間に介在させた
導電性接着剤を押圧することによって、電気的接続を目
的とする実装部品電極と基板電極との間において、銀フ
ィラーが相互に連接する状態とする。この状態で樹脂分
を硬化させることによって、当該電極間が電気的に接続
されるとともに、基板に対して実装部品が機械的に接合
される。

【０００３】ハンダの融点は比較的高く、例えば、広く
使用されてきた６３％Ｓｎ―Ｐｂハンダの融点は１８３
℃である。そのため、例えば６３％Ｓｎ―Ｐｂハンダを
用いたハンダ接合においては、接合部を少なくとも１８
３℃以上、一般に２００℃以上に加熱する必要があり、
特に耐熱性の低い部品の使用が制限される場合が多かっ
た。これに対して、接着剤によると、１５０℃程度の比
較的低温でも硬化反応が進行して接着が達成されるた
め、ハンダ材料より低温で接合することができる。ま
た、従来のハンダ材料の多くは、上掲の６３％Ｓｎ―Ｐ
ｂハンダのようにＰｂを含んでおり、環境保護の観点か
らは好ましくなかった。これに対し接着剤は、Ｐｂを含
まずに、環境面において適した成分で構成することがで
きる。このような接着剤については、例えば特開平９−
２４１３５１号公報および特開平１０−２５１６０６号
公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、導電性
接着剤においては、導電粒子が接触することによって電
極間の導通が達成される。そのため、従来、所望される
導電性を達成するために、導電粒子である銀フィラーは
比較的多量に添加されていた。しかしながら、導電性を
向上すべく即ち低抵抗を達成すべく銀フィラーの添加量
を増加させるほど、有機成分である樹脂分中の無機成分
ないし銀フィラーの含有率が高くなり、導電性接着剤の
接合強度が低下する傾向にある。そのため、従来の導電
性接着剤によると、表面実装部品−基板間の接続におい
て、良好な機械的接合強度とともに低抵抗な電気的接続
を達成するのが困難であった。

【０００５】また、導電性接着剤においては、接合信頼
性の観点から好ましいという理由で、樹脂分の主剤とし
て熱硬化性樹脂が使用される。しかし、熱硬化性樹脂の
みでは、一旦硬化すると、加熱によっても溶融せず、溶
剤に対しても溶解しない。そのため、従来の導電性接着
剤によると、表面実装部品−基板間の接合において、リ
ペアが困難であるという問題を有していた。リペアと
は、部品と基板との接合に不良が生じている場合など
に、部品を基板から取り外し、不具合を解消しつつ、基
板における当該取り外し箇所に対して部品を再び接合す
ることをいう。

【０００６】本発明は、このような事情のもとで考え出
されたものであって、上述の従来の問題点を解消ないし
軽減することを課題とし、リペア可能であって、良好な
接合強度とともに低抵抗な接続を達成できる導電性接着
剤を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明により提供される
導電性接着剤は、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、熱可塑性
樹脂と、カップリング剤と、インジウムフィラーとを含
むことを特徴とする。

【０００８】このような構成によると、リペア可能であ
って、良好な接合強度とともに低抵抗な接続を達成でき
る導電性接着剤を提供することができる。本発明に係る
導電性接着剤は、熱硬化性樹脂に加えて熱可塑性樹脂を
含む。熱可塑性樹脂は、一旦固化した後であっても、加
熱によって溶融可能であるうえに、適当な溶剤に対して
も溶解可能である。そのため、熱硬化性樹脂と熱可塑性
樹脂とを含む接着剤を硬化させた後、加熱や適当な溶剤
を当該接着剤に作用させると、熱可塑性樹脂成分は溶融
または溶解されて除去される。これとともに、一部の熱
硬化性樹脂成分は、基板などから剥離される。一方、他
の一部の熱硬化性樹脂成分は、基板表面などに残差とし
て付着した状態をとる。この残差は、適当な溶剤により
物理的に拭き取り可能である。したがって、熱硬化性樹
脂と熱可塑性樹脂とを含む本発明の導電性接着剤を使用
して表面実装用電子部品を基板に接合した場合、当該部
品についてリペア可能なのである。

【０００９】また、本発明に係る導電性接着剤は、イン
ジウムフィラーを含んでいる。インジウム（Ｉｎ）は、
比較的低い抵抗率を示すとともに、モース硬度１．２の
軟質金属である。インジウムフィラーは、粉状のインジ
ウムであり、押圧力を受けると、変形して、隣接インジ
ウムフィラーとの良好な接触状態が形成され易い。その
ため、導電粒子としてインジウムフィラーを用いる場合
には、比較的少量の導電粒子で充分な電気的接続を達成
することができる。すなわち、導電粒子としてインジウ
ムフィラーを用いる場合には、接合強度低下を招来して
しまう程の多量の導電粒子を添加することなく、低抵抗
な接続を達成することができるのである。このように、
本発明に係る導電性接着剤によると、リペア可能であっ
て、良好な接合強度とともに低抵抗な接続を達成可能で
ある。

【００１０】好ましくは、インジウムフィラーの粒径は
５００μｍ以下である。また、当該インジウムフィラー
の含有率は５〜８０ｗｔ％であるのが好ましい。

【００１１】本発明の導電性接着剤は、導電粒子とし
て、更に、銀フィラーを含んでいてもよい。その場合、
銀フィラーは、好ましくは、粒状または鱗片状である。
また、銀フィラーの含有率は、好ましくは１０〜９０ｗ
ｔ％であり、より好ましくは３０〜９０ｗｔ％である。
銀フィラーの形状について、粒状とは、いわゆる、球
形、擬似球形、および不定形を含む。このような粒状ま
たは鱗片状の銀フィラーをインジウムフィラーとともに
添加することによっても、接合強度低下を招来してしま
う程の多量の導電粒子の添加を回避しつつ、低抵抗な接
続を達成することが可能である。

【００１２】本発明で用いられる主剤としては、種々の
熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂などが
挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂が最も好ましく用
いられる。

【００１３】エポキシ樹脂としては、脂環型、二官能タ
イプのグリシジルエーテル型、多官能タイプのグリシジ
ルエーテル型、グリシジルエステル型、およびグリシジ
ルアミン型のいずれをも用いることができる。

【００１４】脂環型エポキシ樹脂としては、例えばアリ
サイクリックジエポキシアセタール型、アリサイクリッ
クジエポキシアジペート型、アリサイクリックジエポキ
シカルボキシレート型、ビニルシクロヘキセンジオキシ
ド型、ビニルトリシクロデセン型などが挙げられる。

【００１５】二官能タイプのグリシジルエーテル型エポ
キシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型、臭素化
ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ビスフ
ェノールＦ型、ビスフェノールＳ型、ビスフェノールＡ
Ｆ型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオレン型など
が挙げられる。

【００１６】多官能タイプのグリシジルエーテル型エポ
キシ樹脂としては、例えばフェノールノボラック型、オ
ルソクレソーンノボラック型、ＤＰＰノボラック型、ト
リス・ヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロー
ルエタン型などが挙げられる。

【００１７】グリシジルエステル型エポキシ樹脂として
は、例えばフタル酸誘導体や合成脂肪酸などのカルボン
酸と、エピクロロヒドリン（ＥＣＨ）との縮合により製
造されたものが挙げられる。

【００１８】グリシジルアミン型エポキシ樹脂として
は、例えばテトラグリシジルジアミノジフェニルメタン
（ＴＧＤＤＭ）、トリグリシジルジイソシアネート（Ｔ
ＧＩＣ）、ヒダントイン型、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジ
グリシジルアミノメチル）シクロヘキサン（ＴＥＴＲＡ
Ｄ−Ｄ）、アミノフェノール型、アニリン型、トルイジ
ン型などが挙げられる。

【００１９】例示したエポキシ樹脂は、単独で使用して
も複数種を併用してもよいが、ビスフェノールＦ型のも
のが特に好ましく用いられる。

【００２０】本発明で用いられる硬化剤としては、酸無
水物硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤な
どが挙げられる。硬化剤の添加量は、使用すべき硬化剤
の種類や達成すべき硬化速度、あるいは接着剤のポット
ライフなどの種々の要因を考慮して適宜設定すべきある
が、熱硬化性樹脂１００重量部に対して、好ましくは５
０〜２００重量部の範囲とされる。

【００２１】酸無水物硬化剤としては、無水フタル酸、
無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒ
ドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、
メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ハイミック酸、
テトラブロモ無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水
ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水
物などが挙げられる。

【００２２】アミン系硬化剤としては、ジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラミン、メンセンジアミン、
イソホロンジアミン、メタキシレンジアミン、ジアミノ
ジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノ
ジフェニルスルフォンなどが挙げられる。

【００２３】イミダゾール系硬化剤としては、２−フェ
ニル−４−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダ
ゾール、２,４−ジアミノ−６−[２−メチルイミダゾー
ル−(１)]−エチル−Ｓ−トリアジン、１−シアノエチ
ル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノ
エチル−２−ウンデシルイミダゾール、２−フェニル−
４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−
フェニル−４,５−ジヒドロキシメチルイミダゾールな
どが挙げられる。

【００２４】好ましくは、イミダゾール系硬化剤は、熱
可塑性樹脂により被覆されたもの即ちマイクロカプセル
タイプのものを用いる。硬化剤の表面が熱可塑性樹脂に
より被覆されていると、熱可塑性樹脂が溶融しない限り
は主剤と硬化剤とは反応しない。このため、接着剤を一
液型として構成しても、常温でのポットライフが著しく
向上する。更に、一液型として構成すれば、使用時に主
剤と硬化剤とを混合する必要はなく、しかも冷凍保存も
不要となって解凍作業が不要となるから、作業性に優れ
るといった利点を享受することもできる。イミダゾール
系硬化剤を被覆するための熱可塑性樹脂は、主剤や硬化
剤の種類（反応が活性化する温度）との関係などを考慮
して適宜選択される。本発明では、融点が５０〜２００
℃の範囲にある熱可塑性樹脂が好ましく使用され、この
ような熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アク
リル樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニ
トリルブタジエンスチレン樹脂、ポリオキシメチレンな
どが挙げられる。

【００２５】本発明で用いられる硬化促進剤としては、
例えば有機ホスフィン類、イミダゾール類、ジアザビシ
クロウンデセン、ジアザビシクロウンデセントルエンス
ルホン酸塩、ジアザビシクロウンデセンオクチル酸塩な
どが挙げられる。これらは、硬化促進剤として、単独で
用いてもよいし複数種を併用してもよい。硬化促進剤の
添加量は、使用される硬化剤の種類や添加量、達成すべ
き硬化速度などを考慮して適宜設定すべきあり、熱硬化
性樹脂１００重量部に対して、好ましくは１〜５０重量
部の範囲とされる。

【００２６】有機ホスフィン類としては、例えばトリフ
ェニルホスフィン、トリメタトリルホスフィン、テトラ
フェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフ
ェニルホスフィントリフェニルボランなどが挙げられ
る。

【００２７】イミダゾール類としては、硬化剤として上
掲したものを用いることができる。イミダゾール類を用
いる場合には、好ましくは、変成イミダゾール化合物を
用いる。変性イミダゾール化合物とは、例えば２−エチ
ル−４−メチルイミダゾール、２−フェニイミダゾー
ル、２−フェニ−４−メチルイミダゾール、１−ベンジ
ル−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メ
チルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミ
ダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチル
イミダゾール、１−メチル−２−エチルイミダゾールな
どのイミダゾール化合物において、イミノ基（−ＮＨ
−）のＨを、エポキシ環を有するアルキル基などの原子
団により置換したものをいうものとする。

【００２８】ところで、変成していないイミダゾール化
合物のイミダゾール環は、下記化学式（１）に示すよう
に五員環内に２つの窒素原子を有し、これらの窒素原子
の部分の反応性が高くなっている。そして、一方の窒素
原子（１位）がイミノ基（−ＮＨ−）を構成し、他方の
窒素原子（３位）は炭素原子と単結合および二重結合し
ている。この構成では、１位の窒素は、イミノ基を構成
する水素が外れて活性化し、３位の窒素は、二重結合の
一方の結合が切れて活性化する。この場合、１位の窒素
は３位の窒素に比べて活性化状態となり易いが（二重結
合を切断するよりも水素原子が外れるほうが容易であ
る）、活性化後の反応性は１位の窒素のほうが３位の窒
素よりも低い。このため、１位の窒素が活性化しても、
本来意図している主剤および硬化剤による硬化反応を充
分に促進することができない。

【００２９】

【化１】

【００３０】そこで、本発明では、硬化促進剤として、
好ましくは、３位の窒素が先に活性化されるように、下
記化学式（２）に示すように、イミノ基（−ＮＨ−）の
Ｈを、他の原子団Ｒ、例えばエポキシ基を有するアルキ
ル基などの原子団で置換したイミダゾール化合物を使用
する。これにより、イミダゾール化合物の反応は、主と
して活性化後の反応性の高い３位の窒素により起こるた
め、主剤および硬化剤の硬化反応を充分に促進すること
ができる。

【００３１】

【化２】

【００３２】本発明で用いられる熱可塑性樹脂として
は、アクリル樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥ
Ｓ）、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン酢
酸ビニル共重合体、エチレンアクリレート共重合体、ポ
リアミド樹脂、ブタジエンゴム／スチレン共重合体、フ
ェノキシ樹脂などを挙げることができる。また、アクリ
ル樹脂としては、ポリメチルメタアクリレート、メチル
メタアクリレート、ステアリルアクリレートなどが挙げ
られる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で使用しても、
複数種を併用してもよく、通常は固体として樹脂組成物
に添加される。

【００３３】熱可塑性樹脂は、樹脂組成物のガラス転移
点を適切に低下させるとともに、一定以上の接合強度を
確保するために、熱硬化性樹脂１００重量部に対して、
好ましくは３〜１５０重量部の範囲とされる。

【００３４】部品を取り外した後に対象物に残った樹脂
組成物を拭き取る際の溶剤としては、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、メチル
カルビトール、カルビトール、カルビトールアセテー
ト、酢酸ブチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ、酢
酸メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルセロソ
ルブ、メチルセロソルブなどが挙げられる。これらの溶
剤は単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。

【００３５】本発明で用いられるカップリング剤として
は、シリコーン系カップリング剤、シラン系カップリン
グ剤、チタネート系カップリング剤などを挙げることが
できる。カップリング剤は、単独で使用しても、複数種
を併用してもよい。また、カップリング剤の添加量は、
熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂１２０重量部に対し
て、好ましくは０．１〜２０重量部の範囲とする。

【００３６】シリコーン系カップリング剤とは、モノマ
ーにおいて既に主鎖にシロキサン結合を有するカップリ
ング剤であり、その側鎖の一部が変性処理を受けて、モ
ノマーあたり一般に複数の有機反応基、有機相溶性基、
有機抑制基などが導入されている。例えば、アルコキシ
ル基、エポキシ基、カルボキシル基、カルビノール基、
アルキル基、アラルキル基などである。所定の有機反応
基、有機相溶性基、有機抑制基などを側鎖に対して規則
的に導入することができるため、シリコーン系カップリ
ング剤は、例えばシラン系カップリング剤と比較して化
学的ないし物理的に多様性があり自由度の高いカップリ
ング剤であるといえる。シリコーン系カップリング剤と
しては、例えば、ポリジメチルシロキサンをグリシロキ
シプロピル変性、ポリオキシレン変性、アルコキシ変
性、またはこれらを組み合わせた変性などの処理を施し
たものを挙げることができる。具体的には、グリシロキ
シプロピル・ポリオキシエチレン・アルコキシ変性ポリ
ジメチルシロキサンが挙げられる。シリコーン系カップ
リング剤は、このような多様な変性基を有することによ
り、有機材料と無機材料との間の親和性を高めるという
カップリング剤に要求される機能が高い。したがって、
導電性接着剤にシリコーン系カップリング剤を添加する
ことによって、導電性接着剤の硬化状態において、接着
対象物と熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂との接着性、
および、インジウムフィラーと熱硬化性樹脂および熱可
塑性樹脂との接着性を高めることができる。その結果、
接合強度が向上させることが可能となる。

【００３７】シラン系カップリング剤としては、例えば
ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス（２−メトキシ
エトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキ
シシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エ
チルトリメトキシシラン、γ−グリシドキプロピルトリ
エトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ
る。

【００３８】チタネート系カップリング剤としては、例
えばイソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イ
ソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート、
イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）
チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホス
ファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデ
シルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジア
リルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジ−トリデシ
ル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロ
ホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジ
オクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イ
ソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピル
ジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピ
ルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピ
ルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプ
ロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルト
リ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネートなど
が挙げられる。

【００３９】その他に、消泡剤や粘度調整剤を添加して
本発明の導電性接着剤を構成してもよい。消泡剤として
は、例えばシリコーンオイルやシリカのほか、イソパラ
フィンや高級脂肪族アルコールなどが挙げられ、その添
加量は、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂１００重量部
に対して１重量部以下とするのが好ましい。一方、粘度
調整剤としては、例えば液体アクリルなどを挙げること
ができ、その添加量は、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹
脂１００重量部に対して１重量部以下とするのが好まし
い。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を実施例として記載する。併せて、比較例も記載す
る。

【００４１】

【実施例１】＜接着剤の調製＞熱硬化性樹脂としてのビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂（商品名：８３０ＬＶ
Ｐ、大日本インキ製）１００重量部と、イミダゾール系
硬化剤（商品名：ＢＵＲ４３９、旭電化製）２０重量部
と、硬化促進剤としての、イミノ基（−ＮＨ−）のＨを
エポキシ環を有するアルキル基で置換した変成イミダゾ
ール化合物（商品名：ＰＮ２３、味の素製）２０重量部
と、熱可塑性樹脂としてのポリメチルメタクリレート
（アルドリッチ製）２０重量部と、シリコーン系カップ
リング剤（商品名：ＭＡＣ−２１０１、日本ユニカー
製）１．０重量部と、を均一に攪拌混合したものに、イ
ンジウム（高純度化学製）を冷凍粉砕して平均粒径１０
０μｍとしたものを、インジウムの含有率が５５ｗｔ％
となるように添加混合し、本実施例の導電性接着剤を調
製した。

【００４２】＜電気抵抗＞上述のようにして調製した導
電性接着剤によって、銅基板同士を、基板間に一定のギ
ャップを設けつつ押圧接着し、当該導電性接着剤の電気
抵抗を測定した。その結果、本実施例の導電性接着剤
は、１．０×１０^-5Ω・ｃｍという低い抵抗率を示し
た。

【００４３】＜表面実装部品の接合＞上述のようにして
調製した導電性接着剤を用いて、４５個の端子電極（１
００μｍピッチ）を有するＱＦＰ（Quad Flat Packag
e）を、このＱＦＰの端子電極に対応して４５個の電極
パッドを有するガラス基板に接合した。具体的には、ま
ず、スクリーン印刷により導電性接着剤をガラスエポキ
シ基板の電極部に塗布した。次に、基板電極に対してＱ
ＦＰ電極を位置合わせしつつ、２２５ｇ（５ｇ／端子）
の荷重でＱＦＰを基板にタッキングした。次に、リフロ
ー炉を通過させることにより、導電性接着剤を硬化させ
た。このとき、リフロー炉通過時間を３分間とし、その
うち最高温度１５０℃の保持時間は１０秒間とした。こ
のようにして、本実施例のサンプルを作製した。

【００４４】＜接合安定性＞上述のようにして得たサン
プルについて接合安定性を調べた。具体的には、サンプ
ルにおける各電気的接続点の初期導通抵抗を測定した後
に、−６５〜１２５℃の範囲で温度サイクル試験を行
い、再び導通抵抗を測定した。温度サイクル試験におい
ては、まずサンプルを−６５℃で１５分間冷却し、次に
室温まで温度を上昇させて１０分間放置し、更に１２５
℃まで温度を上昇させて１５分間加熱することを１サイ
クルとし、このサイクルを５００回繰り返した。その結
果、全ての接続点において、サイクル試験後の抵抗の上
昇はサイクル試験前の抵抗に対して１０％以下と良好で
あり、導通不良も見られなかった。このように、本実施
例の導電性接着剤を使用して接合したＱＦＰとガラスエ
ポキシ基板とは、温度が変化しても安定して接合されて
いることが確認された。

【００４５】＜リペア性＞温度サイクル試験に供したも
のとは別に用意した本実施例のサンプルについて、リペ
ア性を調べた。具体的には、まず、１５０℃の温度下で
垂直方向の負荷を作用させて、ガラスエポキシ基板から
ＱＦＰを取り外した。取り外した後、ガラスエポキシ基
板の表面を観察したところ、基板の劣化はなく、また電
極剥離も見られなかった。次に、１００℃に加熱した状
態において、有機溶媒であるＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−
ピロリドン）により、基板に付着している接着剤残差を
拭き取った。拭き取り作業は、５分以内に容易に行え
た。次に、スクリーン印刷により、本実施例の導電性接
着剤をガラスエポキシ基板の電極部に塗布した。次に、
基板電極に対してＱＦＰ電極を位置合わせしつつ、取り
外したＱＦＰと同種のＱＦＰを基板にタッキングした。
次に、リフロー炉を通過させることにより、導電性接着
剤を硬化させた。このとき、リフロー炉通過時間を３分
間とし、そのうち最高温度１５０℃の時間は１０秒間と
した。このようにして、本実施例の再接合サンプルを作
製した。このサンプルについて、各電気的接続点の初期
導通抵抗を測定した後に、−６５℃〜１２５℃の範囲で
温度サイクル試験を行い、再び導通抵抗を測定した。温
度サイクルのプログラムは、上述の温度サイクルプログ
ラムと同一である。その結果、全ての接続点において、
５００サイクルを終えても導通不良は生じなかった。ま
た、サイクル試験後の抵抗の上昇はサイクル試験前の抵
抗に対して１０％以下と良好であった。このように、再
搭載後においても、ＱＦＰとガラスエポキシ基板とが確
実に接合されており、しかも温度が変化しても安定して
接合されていることが確認された。

【００４６】

【比較例１】冷凍粉砕により平均粒径１００μｍとした
インジウム（高純度化学製）を含有率５５ｗｔ％となる
ように添加混合するのに代えて、粒状銀フィラー（商品
名：Ａｇ−０２５、福田金属製）および鱗片状銀フィラ
ー（商品名：Ａｇ−５４０、福田金属製）を含有率８０
ｗｔ％となるように添加混合する以外は、実施例１と同
様の材料および組成で導電性接着剤を調製した。なお、
含有率８０ｗｔ％となるように添加される銀フィラーの
導電性接着剤におけるｖｏｌ％と、含有率５５ｗｔ％と
なるように添加されるインジフムフィラーの導電性接着
剤におけるｖｏｌ％とは同一である。すなわち、実施例
１と比較例１とでは、導電性接着剤中に占める導電フィ
ラーのｖｏｌ％は同一であり、共に３０ｖｏｌ％であ
る。

【００４７】本比較例の導電性接着剤について、実施例
１と同様にして電気抵抗を測定したところ、本比較例の
導電性接着剤は、７．０×１０^-5Ω・ｃｍという抵抗率
を示した。この抵抗率は、実施例１および後出の実施例
２〜実施例１０の導電性接着剤の抵抗率よりも高い。

【００４８】

【実施例２】冷凍粉砕により平均粒径１００μｍとした
インジウム（高純度化学製）を含有率５５ｗｔ％となる
ように添加混合するのに代えて、当該インジウムと鱗片
状粉末からなる銀フィラー（商品名：Ａｇ−５４０、福
田金属製）とを体積比１：１で混合した導電性フィラー
を、含有率６７．５ｗｔ％となるように添加混合する以
外は、実施例１と同様の材料および組成で導電性接着剤
を調製した。含有率６７．５ｗｔ％となるように添加さ
れる当該導電性フィラーの導電性接着剤におけるｖｏｌ
％は、含有率５５ｗｔ％となるように添加されるインジ
フムフィラーの導電性接着剤におけるｖｏｌ％と同一で
ある。

【００４９】本実施例の導電性接着剤について、実施例
１と同様にして電気抵抗を測定したところ、本実施例の
導電性接着剤は、２．０×１０^-5Ω・ｃｍという低い抵
抗率を示した。本実施例の導電性接着剤を用いて実施例
１と同様にしてサンプルを作製し、接合安定性を調べた
ところ、温度サイクル試験において、５００サイクルを
終えても導通不良は生じなかった。また、サイクル試験
後の抵抗の上昇はサイクル試験前の抵抗に対して１０％
以下と良好であった。このように、本実施例の導電性接
着剤を使用して接合したＱＦＰとガラスエポキシ基板と
は、温度が変化しても安定して接合されていることが確
認された。

【００５０】本実施例の導電性接着剤について、実施例
１と同様にしてリペア性を調べたところ、ガラスエポキ
シ基板からＱＦＰを取り外した後、基板の劣化はなく、
また電極剥離も見られなかった。基板に付着している接
着剤残差の拭き取り作業は、５分以内に容易に行えた。
温度サイクル試験では、再接合サンプルの全ての接続点
において、５００サイクルを終えても導通不良は生じな
かった。また、サイクル試験後の抵抗の上昇はサイクル
試験前の抵抗に対して１０％以下と良好であった。この
ように、本実施例の導電性接着剤によると、再搭載後に
おいても、ＱＦＰとガラスエポキシ基板とが確実に接合
されており、しかも温度が変化しても安定して接合され
ていることが確認された。

【００５１】

【実施例３】冷凍粉砕により平均粒径１００μｍとした
インジウム（高純度化学製）を含有率５５ｗｔ％となる
ように添加混合するのに代えて、当該インジウムフィラ
ーと粒状粉末からなる銀フィラー（商品名：Ａｇ−０２
５、福田金属製）とを体積比１：１で混合した導電性フ
ィラーを、含有率６７．５ｗｔ％となるように添加混合
する以外は、実施例１と同様の材料および組成で導電性
接着剤を調製した。含有率６７．５ｗｔ％となるように
添加される当該導電性フィラーの導電性接着剤における
ｖｏｌ％は、含有率５５ｗｔ％となるように添加される
インジフムフィラーの導電性接着剤におけるｖｏｌ％と
同一である。

【００５２】本実施例の導電性接着剤について、実施例
１と同様にして電気抵抗を測定したところ、本比較例の
導電性接着剤は、２．２×１０^-5Ω・ｃｍという低い抵
抗率を示した。本実施例の導電性接着剤を用いて実施例
１と同様にしてサンプルを作製し、接合安定性を調べた
ところ、温度サイクル試験において、５００サイクルを
終えても導通不良は生じなかった。また、サイクル試験
後の抵抗の上昇はサイクル試験前の抵抗に対して１０％
以下と良好であった。このように、本実施例の導電性接
着剤を使用して接合したＱＦＰとガラスエポキシ基板と
は、温度が変化しても安定して接合されていることが確
認された。

【００５３】本実施例の導電性接着剤について、実施例
１と同様にしてリペア性を調べたところ、ガラスエポキ
シ基板からＱＦＰを取り外した後、基板の劣化はなく、
また電極剥離も見られなかった。基板に付着している接
着剤残差の拭き取り作業は、５分以内に容易に行えた。
温度サイクル試験では、再接合サンプルの全ての接続点
において、５００サイクルを終えても導通不良は生じな
かった。また、サイクル試験後の抵抗の上昇はサイクル
試験前の抵抗に対して１０％以下と良好であった。この
ように、本実施例の導電性接着剤によると、再搭載後に
おいても、ＱＦＰとガラスエポキシ基板とが確実に接合
されており、しかも温度が変化しても安定して接合され
ていることが確認された。

【００５４】

【実施例４〜実施例６】硬化促進剤である変成イミダゾ
ール化合物（商品名：ＰＮ２３、味の素製）の添加量
を、２０重量部に代えて１．０重量部（実施例４）、５
０重量部（実施例５）、または６０重量部（実施例６）
とした以外は、実施例１と同様の材料および組成で導電
性接着剤を調製した。

【００５５】各実施例の導電性接着剤について、実施例
１と同様にして電気抵抗を測定したところ、実施例１と
同様の低い抵抗率を示した。実施例４および実施例５の
導電性接着剤を用いて実施例１と同様にしてサンプルを
作製し、接合安定性を調べたところ、温度サイクル試験
において、５００サイクルを終えても導通不良は生じな
かった。また、サイクル試験後の抵抗の上昇はサイクル
試験前の抵抗に対して１０％以下と良好であった。実施
例６の導電性接着剤は、サンプルの作製に際して、粘度
が高過ぎて、基板に適切に塗布することが困難であっ
た。

【００５６】実施例４および実施例５の導電性接着剤に
ついて、実施例１と同様にしてリペア性を調べたとこ
ろ、ガラスエポキシ基板からＱＦＰを取り外した後、基
板の劣化はなく、また電極剥離も見られなかった。基板
に付着している接着剤残差の拭き取り作業は、５分以内
に容易に行えた。温度サイクル試験では、再接合サンプ
ルの全ての接続点において、５００サイクルを終えても
導通不良は生じなかった。また、サイクル試験後の抵抗
の上昇はサイクル試験前の抵抗に対して１０％以下と良
好であった。

【００５７】

【比較例２】硬化促進剤である変成イミダゾール化合物
（商品名：ＰＮ２３、味の素製）を添加しない以外は、
実施例１と同様の材料および組成で導電性接着剤を調製
した。本比較例の導電性接着剤を用いて、実施例１と同
様の方法により、ＱＦＰのエポキシ基板への接合を試み
たところ、導電性接着剤は硬化しなかった。リフロー工
程において、リフロー炉通過時間を１０分に代えて１２
分間とし、そのうち最高温度１５０℃の保持時間を１０
秒間に代えて１０分間とした以外は実施例１と同様の方
法により接合を試みたところ、導電性接着剤は硬化し、
ＱＦＰをガラスエポキシ基板に接合することができた。
実施例１、実施例４〜実施例６、および比較例２の結果
から、硬化促進剤の添加量は、熱硬化性樹脂１００重量
部に対して１．０〜５０重量部の範囲とするのが好まし
いことがわかる。

【００５８】

【実施例７〜実施例１０】シリコーン系カップリング剤
（商品名：ＭＡＣ−２１０１、日本ユニカー製）の添加
量を、１．０重量部に代えて、０．０５重量部（実施例
７）、０．１重量部（実施例８）、２０重量部（実施例
９）、または２５重量部（実施例１０）とした以外は、
実施例１と同様の材料および組成で導電性接着剤を調製
した。

【００５９】各実施例の導電性接着剤について、実施例
１と同様にして電気抵抗を測定したところ、実施例１と
同様の低い抵抗率を示した。実施例８および実施例９の
導電性接着剤を用いて実施例１と同様にしてサンプルを
作製し、接合安定性を調べたところ、温度サイクル試験
において、５００サイクルを終えても導通不良は生じな
かった。また、サイクル試験後の抵抗の上昇はサイクル
試験前の抵抗に対して１０％以下と良好であった。一
方、実施例７の接着剤では、２００サイクルまで導通不
良は生じなかった。また、実施例１０の導電性接着剤
は、サンプルの作製に際して、粘度が高過ぎて、基板に
適切に塗布することが困難であった。

【００６０】実施例８および実施例９の導電性接着剤に
ついて、実施例１と同様にしてリペア性を調べたとこ
ろ、ガラスエポキシ基板からＱＦＰを取り外した後、基
板の劣化はなく、また電極剥離も見られなかった。基板
に付着している接着剤残差の拭き取り作業は、５分以内
に容易に行えた。温度サイクル試験では、再接合サンプ
ルの全ての接続点において、５００サイクルを終えても
導通不良は生じなかった。また、サイクル試験後の抵抗
の上昇はサイクル試験前の抵抗に対して１０％以下と良
好であった。これらの結果から、シリコーン系カップリ
ング剤の添加量は、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂１
２０重量部に対して０．１〜２０重量部の範囲とするの
が好ましいことがわかる。

【００６１】以上のまとめとして、本発明の構成および
そのバリエーションについて、以下に付記として列挙す
る。

【００６２】（付記１）熱硬化性樹脂と、硬化剤と、硬
化促進剤と、熱可塑性樹脂と、カップリング剤と、イン
ジウムフィラーとを含むことを特徴とする、導電性接着
剤。（付記２）前記インジウムフィラーの粒径は５００μｍ
以下であり、当該インジウムフィラーの含有率は５〜８
０ｗｔ％である、付記１に記載の導電性接着剤。（付記３）更に、粒状または鱗片状の銀フィラーを含
む、付記１または２に記載の導電性接着剤。（付記４）前記銀フィラーの含有率は３０〜９０ｗｔ％
である、付記２または３に記載の導電性接着剤。（付記５）前記カップリング剤は、シリコーン系カップ
リング剤である、付記１から４のいずれか１つに記載の
導電性接着剤。（付記６）前記シリコーン系カップリング剤は、アルコ
キシル基、エポキシ基、カルボキシル基、カルビノール
基、アルキル基、およびアラルキル基からなる群より選
択される複数の官能基を有する、付記５に記載の導電性
接着剤。（付記７）前記カップリング剤の添加量は、熱硬化性樹
脂および熱可塑性樹脂１２０重量部に対して０．１〜２
０重量部である、付記５または６に記載の導電性接着
剤。（付記８）前記硬化剤は、表面が熱可塑性樹脂により被
覆された状態で添加されているイミダゾール系硬化剤で
ある、付記１から７のいずれか１つに記載の導電性接着
剤。（付記９）前記硬化促進剤は、イミノ基のＨをエポキシ
基を有する原子団で置換した変性イミダゾール化合物で
ある、付記１から８のいずれか１つに記載の導電性接着
剤。（付記１０）前記熱可塑性樹脂は、ポリメチルメタクリ
レートである、付記１から９のいずれか１つに記載の導
電性接着剤。

【００６３】

【発明の効果】本発明の導電接着剤によると、表面実装
部品−基板間をリペア可能に接合でき、且つ、接合強度
低下を招来してしまう程の多量の導電粒子を添加するこ
となく、低抵抗な接続を達成することができる。高い接
合強度および低い抵抗率を共に達成できる導電性接着剤
によると、例えばフィリップチップ接合などにおいて、
半導体チップと配線基板との間の良好な接合信頼性を得
ることが可能となる。

フロントページの続きＦターム(参考） 4J040 CA071 DA021 DA101 DB031 DB051 DE021 DF001 EB031 EB111 EC021 EC061 EC071 EC161 ED001 ED031 EF001 EG001 EH031 GA14 HA066 HB22 HC03 HC04 HC05 HC23 HD16 HD25 HD30 HD41 JB10 KA03 KA16 KA17 KA32 LA09 NA19 5E319 AA03 AB03 AC02 BB12 CC61 CD04 CD29 CD57 GG20 5G301 DA01 DA03 DA42 DA51 DA55 DA57 DA59 DD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱硬化性樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤
と、熱可塑性樹脂と、カップリング剤と、インジウムフ
ィラーとを含むことを特徴とする、導電性接着剤。
【請求項２】更に、粒状または鱗片状の銀フィラーを
含む、請求項１に記載の導電性接着剤。
【請求項３】前記カップリング剤は、シリコーン系カ
ップリング剤である、請求項１または２に記載の導電性
接着剤。
【請求項４】前記硬化促進剤は、イミノ基のＨをエポ
キシ基を有する原子団で置換した変性イミダゾール化合
物である、請求項１から３のいずれか１つに記載の導電
性接着剤。
【請求項５】前記熱可塑性樹脂は、ポリメチルメタク
リレートである、請求項１から４のいずれか１つに記載
の導電性接着剤。