JP2005089559A - Method for connecting members using conductive adhesive - Google Patents

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Akira Niiobi
亮 新帯
Shinji Totokawa
真志 都外川
Yuji Otani
祐司 大谷
Hirokazu Imai
今井  博和
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for connecting members by using a conductive adhesive which, while maintaining stable electrical contact, hardly allows interfacial separation or cracks to occur and can be used even at a high temperature. <P>SOLUTION: The method for connecting members by using a conductive adhesive, whereby an electronic component 20 is electrically connected to a circuit substrate 10 with a conductive adhesive 30 prepared by compounding a metal filler 31 with a thermosetting resin 32, comprises the following: the first step wherein an electrode 21 of the electronic component 20 is brought into contact with an electrode 11 of the circuit substrate 10 via the conductive adhesive 30; the second step wherein the metal filler 31 contained in the conductive adhesive 30 is melted by heating; and the third step wherein the hardening of the thermosetting resin 32 contained in the conductive adhesive 30 is completed by lowering the temperature to lower than that in the second step. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、金属フィラーと熱硬化性樹脂とを配合してなる導電性接着剤を用いた部材の接続方法に関する。   The present invention relates to a method for connecting members using a conductive adhesive formed by blending a metal filler and a thermosetting resin.

一般に、導電性接着剤は、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂に対して、Agフィラー等の導電性粒子としての金属フィラーを混合したものからなり、部材の間に介在して当該部材同士を電気的に接続する役割を有するものである(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)。   In general, a conductive adhesive consists of a thermosetting resin such as an epoxy resin mixed with a metal filler as conductive particles such as an Ag filler, and the members are interposed between members. It has a role to be electrically connected (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

具体的には、このような導電性接着剤は、電子部品と回路基板との間を電気的に接続したり、電子部品同士の電気的な接続あるいは回路基板同士の電気的な接続を行うために用いられる。   Specifically, such a conductive adhesive is used to electrically connect an electronic component and a circuit board, or to perform an electrical connection between electronic components or an electrical connection between circuit boards. Used for.

導電性接着剤における導通形態は、金属フィラー(導電性粒子)同士の接触という形で行われている。   The conductive form in the conductive adhesive is performed in the form of contact between metal fillers (conductive particles).

このような導電性接着剤を用いた部材の接続方法は、従来では、第1の部材と第2の部材とを導電性接着剤を介して接触させ、この状態で加熱して導電性接着剤中の熱硬化性樹脂を硬化させることにより行われる。   Conventionally, the connection method of the member using such a conductive adhesive is such that the first member and the second member are brought into contact with each other via the conductive adhesive, and heated in this state to form the conductive adhesive. It is carried out by curing the thermosetting resin therein.

この熱硬化性樹脂が硬化収縮することにより、導電性接着剤における金属フィラー同士の接触、および金属フィラーと第1の部材との接触、金属フィラーと第2の部材との接触が得られるのである。   When the thermosetting resin is cured and contracted, contact between the metal fillers in the conductive adhesive, contact between the metal filler and the first member, and contact between the metal filler and the second member are obtained. .

しかしながら、熱硬化性樹脂は、電気的に絶縁性であり、金属フィラーがわずかに離れても、はなれている金属フィラー同士の間に熱硬化性樹脂が入るため電気的な接触を保つことができなくなる。その結果、導電性接着剤の導通性を改良することができないという問題がある。   However, the thermosetting resin is electrically insulating, and even if the metal filler is slightly separated, the thermosetting resin enters between the separated metal fillers so that electrical contact can be maintained. Disappear. As a result, there is a problem that the conductivity of the conductive adhesive cannot be improved.

これに対処するため、金属フィラーに通常用いられる金属よりも低融点の金属を用い、この低融点金属の融点以上に温度を上げることで、当該低融点金属を溶融させ、金属粒子同士を溶着させることで安定した導通経路を確保しようとした導電性接着剤が提案されている(たとえば、特許文献3、特許文献4参照)。
特開2000−319622号公報 特開2002−265920号公報 特開2001−172606号公報 特開2001−294844号公報
In order to cope with this, a metal having a melting point lower than that normally used for the metal filler is used, and by raising the temperature to the melting point of the low melting point metal or more, the low melting point metal is melted and the metal particles are welded together. Thus, there has been proposed a conductive adhesive that attempts to secure a stable conduction path (see, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4).
JP 2000-319622 A JP 2002-265920 A JP 2001-172606 A JP 2001-294844 A

しかしながら、上記した低融点金属を金属フィラーとして用いた導電性接着剤の場合、市場における高温環境下(例えば150℃程度)では、せっかく溶着した金属フィラーが再溶融を起こし、金属フィラー同士における電気的接触の安定性を確保することができなくなる。つまり、導電性接着剤として高温での使用に耐えることができなくなるという問題が生じる。   However, in the case of a conductive adhesive using the above-described low melting point metal as a metal filler, the metal filler that has been welded remelts under a high temperature environment (for example, about 150 ° C.) in the market, and the electrical connection between the metal fillers Contact stability cannot be ensured. That is, there arises a problem that the conductive adhesive cannot withstand use at high temperatures.

そこで、高温での使用に耐えられるような高融点金属を金属フィラーとして用いた導電性接着剤の場合において、加熱処理を行うことによって、金属フィラーを溶融させるとともに熱硬化性樹脂の硬化を完了させるような接続方法が考えられる。   Therefore, in the case of a conductive adhesive using a high melting point metal that can withstand use at high temperatures as a metal filler, the heat treatment is performed to melt the metal filler and complete the curing of the thermosetting resin. Such a connection method can be considered.

しかし、高融点金属を金属フィラーとして用いた導電性接着剤において、この金属フィラーを溶融させようとする場合では、次のような問題が生じる。   However, in a conductive adhesive using a refractory metal as a metal filler, the following problems arise when trying to melt the metal filler.

一つには、接続対象である電子部品等の部材の耐熱性の問題である。導電性接着剤を加熱処理する場合、接続対象である部材も、導電性接着剤と一緒に加熱されることになるが、一般に、電子部品にはその耐熱性に限界がある。   One is a problem of heat resistance of members such as electronic parts to be connected. When heat-treating the conductive adhesive, the member to be connected is also heated together with the conductive adhesive, but in general, electronic components have a limited heat resistance.

電子部品は、通常はんだ付けされることを想定して作られているので、はんだ付けに必要な短期の熱履歴、例えば、230℃で1分以内の加熱に対しては耐熱性が保証されている。一方、それよりも長時間の耐熱性については、より低い温度、例えば85℃〜150℃程度の温度以下に対して耐熱性が保証されている。   Since electronic components are usually made on the assumption that they are soldered, heat resistance is guaranteed for short-term thermal history required for soldering, for example, heating within 230 minutes at 230 ° C. Yes. On the other hand, the heat resistance for a longer time than that is guaranteed at a lower temperature, for example, about 85 ° C. to 150 ° C. or less.

ここで、高融点金属を金属フィラーとして用いた導電性接着剤の場合、高融点金属の溶融および熱硬化性樹脂の硬化を実現するための加熱条件は、電子部品における長時間の耐熱限度を超えてしまう。   Here, in the case of a conductive adhesive using a refractory metal as a metal filler, the heating conditions for realizing melting of the refractory metal and curing of the thermosetting resin exceed the heat resistance limit for a long time in the electronic component. End up.

例えば、熱硬化性樹脂としてエポキシ系樹脂を用いた場合、200℃程度の高温で硬化させたとしても、硬化に要する時間は10分〜30分程度の長時間のものとなる。   For example, when an epoxy resin is used as the thermosetting resin, even if the epoxy resin is cured at a high temperature of about 200 ° C., the time required for the curing is a long time of about 10 to 30 minutes.

よって、高融点金属を金属フィラーとして用いた導電性接着剤を使って金属フィラーを溶融させようとすると、この導電性接着剤を熱処理する際の温度によって電子部品が劣化したり、損傷したりするといった問題が生じる。   Therefore, if an attempt is made to melt the metal filler using a conductive adhesive using a refractory metal as a metal filler, the electronic component may be deteriorated or damaged depending on the temperature during heat treatment of the conductive adhesive. Problems arise.

高融点金属を金属フィラーとして用いた導電性接着剤の場合におけるもう一つの問題は、熱硬化性樹脂の硬化時において大きな応力が発生することである。   Another problem in the case of a conductive adhesive using a refractory metal as a metal filler is that a large stress is generated when the thermosetting resin is cured.

熱硬化性樹脂の硬化挙動は、一般に、硬化の温度を上げるほど早い時間で硬化が完了する。しかし、高温で熱硬化性樹脂の硬化を完了させると、熱硬化性樹脂を冷却する過程で熱硬化性樹脂に熱収縮による大きな応力が働き、部材と熱硬化性樹脂との界面で剥離が発生したり、熱硬化性樹脂にクラックが発生したりしやすくなる。   As for the curing behavior of the thermosetting resin, the curing is generally completed in an earlier time as the curing temperature is increased. However, when the curing of the thermosetting resin is completed at a high temperature, a large stress due to thermal contraction acts on the thermosetting resin in the process of cooling the thermosetting resin, and peeling occurs at the interface between the member and the thermosetting resin. Or cracks occur in the thermosetting resin.

このように、熱硬化性樹脂の熱硬化過程において硬化による大きな応力が発生するのは、部材表面と熱硬化性樹脂とが反応して固着された後、さらに硬化が進むことによって、熱硬化性樹脂が硬化収縮し、応力が発生するからである。   As described above, a large stress due to curing is generated in the thermosetting process of the thermosetting resin, after the surface of the member and the thermosetting resin react and adhere to each other, and further curing proceeds, the thermosetting This is because the resin is cured and contracted to generate stress.

この熱硬化性樹脂の硬化時における大きな応力の発生という問題については、上記した低融点金属を用いた導電性接着剤の場合には、樹脂の硬化温度でも金属の溶融が十分に起こることから、顕在化しない。しかしながら、上述したように、低融点金属を用いた導電性接着剤では、上述した高温環境における再溶融という問題がある。   Regarding the problem of large stress generation during curing of the thermosetting resin, in the case of the conductive adhesive using the low melting point metal described above, the melting of the metal occurs sufficiently even at the curing temperature of the resin, It does not appear. However, as described above, the conductive adhesive using the low melting point metal has a problem of remelting in the high temperature environment described above.

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、安定した電気的接触性を保ちながら、且つ界面剥離やクラックを起こしにくく、高温まで使用可能な導電性接着剤を実現できるようにすることを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to realize a conductive adhesive that can be used up to a high temperature while maintaining stable electrical contact and hardly causing interface peeling or cracking. .

上記目的を達成するため、加熱時において一般には、金属フィラーの溶融に要する時間に対して、熱硬化性樹脂の硬化の完了に要する時間の方が長いことに着目した。   In order to achieve the above object, attention was paid to the fact that the time required for completing the curing of the thermosetting resin is generally longer than the time required for melting the metal filler during heating.

そして、電子部品の短期(はんだリフロー)での耐熱保証温度で溶融する金属フィラーを用い、且つ、この金属フィラーが溶着を起こしている間には硬化反応が完了せず流動性を保つような熱硬化性樹脂を用いて、金属フィラーを溶着させた後、より低温にて熱硬化性樹脂の硬化を完了させ、発生する応力を緩和しようと考えた。   Then, a metal filler that melts at a heat-resistant guaranteed temperature in the short-term (solder reflow) of the electronic component is used, and heat that maintains fluidity without completing the curing reaction while the metal filler is undergoing welding. After the metal filler was welded using the curable resin, it was considered to complete the curing of the thermosetting resin at a lower temperature and relieve the generated stress.

請求項1に記載の発明では、金属フィラー(31)と熱硬化性樹脂(32)とを配合してなる導電性接着剤(30)を介して、第1の部材(20)と第2の部材(10)とを電気的に接続する導電性接着剤を用いた部材の接続方法において、次の各工程を実行することを特徴としている。   In the first aspect of the present invention, the first member (20) and the second member are interposed via the conductive adhesive (30) formed by blending the metal filler (31) and the thermosetting resin (32). In the member connection method using the conductive adhesive for electrically connecting the member (10), the following steps are performed.

・第1の部材(20)と第2の部材(10)とを導電性接着剤(30)を介して接触させる第1の工程。   A first step of bringing the first member (20) and the second member (10) into contact with each other via the conductive adhesive (30).

・導電性接着剤(30)に配合されている金属フィラー(31)を加熱して溶融させる第2の工程。   A second step of heating and melting the metal filler (31) blended in the conductive adhesive (30).

・第2の工程よりも温度を下げて導電性接着剤(30)に配合されている熱硬化性樹脂(32)の硬化を完了させる第3の工程。これら第1から第3の工程を、第1の工程、第2の工程、第3の工程の順に実行する。   A third step of completing the curing of the thermosetting resin (32) blended in the conductive adhesive (30) by lowering the temperature than in the second step. These first to third steps are executed in the order of the first step, the second step, and the third step.

それによれば、第2の工程にて導電性接着剤(30)に配合されている金属フィラー(31)を加熱して溶融させることにより、導電性接着剤(30)内の金属フィラー(31)同士、さらには金属フィラー(31)と第1の部材(20)、金属フィラー(31)と第2の部材(10)の間における導通形態は、単なる接触ではなく、溶着による接合となる。そのため、これらの間の電気的な接触性は安定なものにできる。   According to this, the metal filler (31) in the conductive adhesive (30) is heated and melted by heating the metal filler (31) blended in the conductive adhesive (30) in the second step. Further, the conduction form between the metal filler (31) and the first member (20), and between the metal filler (31) and the second member (10) is not a simple contact but a joining by welding. Therefore, the electrical contact between them can be made stable.

また、第2の工程の後、第3の工程では、第2の工程よりも低い温度にて熱硬化性樹脂(32)を硬化させることにより、その硬化を完了させるようにしている。つまり、このことは、第2の工程では、その加熱時間は熱硬化性樹脂(32)の硬化が完了しないような時間とし、加熱時間を短くしていることである。   Further, after the second step, in the third step, the curing is completed by curing the thermosetting resin (32) at a temperature lower than that in the second step. In other words, this means that in the second step, the heating time is set so that the curing of the thermosetting resin (32) is not completed, and the heating time is shortened.

そのため、第3の工程においては、第1および第2の部材(10、20)と熱硬化性樹脂(32)との界面では、熱硬化性樹脂(32)が固着せずに流動性を保った状態となっており、この状態で熱硬化性樹脂(32)の硬化収縮が発生する。   Therefore, in the third step, at the interface between the first and second members (10, 20) and the thermosetting resin (32), the thermosetting resin (32) does not adhere and maintains fluidity. In this state, curing shrinkage of the thermosetting resin (32) occurs.

このとき、第3の工程では、熱硬化性樹脂(32)が流動するため、熱硬化性樹脂(32)における当該硬化収縮の分が緩和される。それにより、導電性接着剤(30)において発生する応力が低減されたものになり、上記した界面での剥離やクラックの発生を抑制することができる。   At this time, since the thermosetting resin (32) flows in the third step, the amount of the curing shrinkage in the thermosetting resin (32) is relaxed. Thereby, the stress generated in the conductive adhesive (30) is reduced, and the occurrence of peeling and cracking at the above-described interface can be suppressed.

このように、本発明によれば、上記したような特殊な低融点金属フィラーを用いずに通常用いられる金属フィラーを用いて、金属フィラーにおける溶着による導通形態を実現することができ、且つ、導電性接着剤(30)の硬化時において発生する応力を低いものにすることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize a conduction mode by welding in a metal filler by using a metal filler that is usually used without using a special low-melting-point metal filler as described above. The stress generated when the adhesive (30) is cured can be reduced.

よって、本発明の導電性接着剤を用いた部材の接続方法によれば、安定した電気的接触性を保ちながら、且つ界面剥離やクラックを起こしにくく、高温まで使用可能な導電性接着剤を実現することができる。   Therefore, according to the method for connecting members using the conductive adhesive of the present invention, it is possible to realize a conductive adhesive that can be used up to a high temperature while maintaining stable electrical contact and hardly causing interface peeling and cracking. can do.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法において、金属フィラー(31)として、Bi(ビスマス)、In(インジウム)、Sn(スズ)、Pb(鉛)、Cu(銅)およびこれらの合金から選択されたものを用いることを特徴としている。   In invention of Claim 2, in the connection method of the member using the conductive adhesive of Claim 1, Bi (bismuth), In (indium), Sn (tin), as a metal filler (31), It is characterized by using one selected from Pb (lead), Cu (copper) and alloys thereof.

この請求項2の発明は、金属フィラー(31)として、Bi、In、Sn、Pb、Cuの単品、および、これら単品同士の合金、ならびにこれら単品とこれら単品以外の他の金属との合金の中から、選択されるものを用いるということである。金属フィラー(31)としては、このようなものを採用することができる。   The invention according to claim 2 includes, as the metal filler (31), a single product of Bi, In, Sn, Pb, Cu, an alloy of these single products, and an alloy of these single products and other metals other than these single products. It is to use what is selected from the inside. Such a thing can be employ | adopted as a metal filler (31).

請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法において、熱硬化性樹脂(32)として、100℃以下で硬化可能なエポキシ系樹脂を用いることを特徴としている。エポキシ系樹脂は硬化収縮度合が比較的小さく接着力も高いため有用である。   In invention of Claim 3, in the connection method of the member using the electrically conductive adhesive of Claim 1 or Claim 2, as a thermosetting resin (32), the epoxy type which can be hardened at 100 degrees C or less It is characterized by using a resin. Epoxy resins are useful because they have a relatively low cure shrinkage and high adhesion.

また、請求項4に記載の発明のように、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法においては、第3の工程における処理温度を150℃以下の温度とすることができる。   Moreover, in the connection method of the member using the electrically conductive adhesive as described in any one of Claims 1-3 like the invention of Claim 4, the process temperature in a 3rd process is set. The temperature can be 150 ° C. or lower.

また、請求項5に記載の発明のように、請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法においては、第2の工程における加熱温度を180℃以上の温度とすることができる。   Moreover, in the connection method of the member using the electrically conductive adhesive as described in any one of Claims 1-4 like the invention of Claim 5, the heating temperature in a 2nd process is set. The temperature can be 180 ° C. or higher.

また、請求項6に記載の発明のように、請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法においては、第1の部材として電子部品(20)を用い、第2の部材として回路基板(10)を用いることができる。   Moreover, in the connection method of the member using the electrically conductive adhesive as described in any one of Claims 1-5 like the invention of Claim 6, as an electronic component ( 20) and the circuit board (10) can be used as the second member.

そして、請求項7に記載の発明のように、請求項6に記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法においては、回路基板としては、セラミック基板(10)を用いることができる。   As in the invention described in claim 7, in the method for connecting members using the conductive adhesive described in claim 6, a ceramic substrate (10) can be used as the circuit board.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態は、金属フィラーと熱硬化性樹脂とを配合してなる導電性接着剤を介して、第1の部材と第2の部材とを電気的に接続する導電性接着剤を用いた部材の接続方法を、第1の部材として電子部品を用い、第2の部材として回路基板を用いた例に適用したものとして説明する。   This embodiment is a member using a conductive adhesive that electrically connects the first member and the second member via a conductive adhesive formed by blending a metal filler and a thermosetting resin. This connection method will be described on the assumption that an electronic component is used as the first member and a circuit board is used as the second member.

図1は、本発明の実施形態に係る電子部品の実装構造を示す概略断面図である。回路基板10の上に電子部品20が搭載され、回路基板10の電極11と電子部品20の電極21とが導電性接着剤30を介して電気的に接続されている。なお、以下においては、回路基板10の電極11を基板電極11、電子部品20の電極21を部品電極21ということにする。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a mounting structure of an electronic component according to an embodiment of the present invention. The electronic component 20 is mounted on the circuit board 10, and the electrode 11 of the circuit board 10 and the electrode 21 of the electronic component 20 are electrically connected via the conductive adhesive 30. Hereinafter, the electrode 11 of the circuit board 10 is referred to as the substrate electrode 11, and the electrode 21 of the electronic component 20 is referred to as the component electrode 21.

回路基板10は、セラミック基板やプリント基板等を採用することができ、特に限定されるものではないが、本例では、回路基板10は、セラミック基板からなるものとしている。なお、この実装構造に関しては、第2の部材としてはリードフレームを採用するようにしてもよい。   The circuit board 10 may be a ceramic board or a printed board, and is not particularly limited. In this example, the circuit board 10 is made of a ceramic board. In this mounting structure, a lead frame may be adopted as the second member.

また、基板電極11は、回路基板10の一面に形成されており、例えば、Ag(銀)、AgSn(銀とスズの合金)およびAgPd(銀とパラジウムの合金)等のAg系金属や、Cu(銅)およびCuNi(銅とニッケルの合金)等のCu系金属や、Ni系金属、あるいはAu(金)等の材料を用いた厚膜やめっきから構成されたものである。   In addition, the substrate electrode 11 is formed on one surface of the circuit board 10, for example, Ag-based metal such as Ag (silver), AgSn (silver and tin alloy) and AgPd (silver and palladium alloy), Cu (Copper) and CuNi (copper-nickel alloy) and other Cu-based metals, Ni-based metals, and Au (gold) are used to form thick films and plating.

電子部品20としては、コンデンサや抵抗、半導体素子等の表面実装部品を採用することができる。図1に示す例では、電子部品20はチップコンデンサを用いた例として示してある。   As the electronic component 20, a surface mount component such as a capacitor, a resistor, or a semiconductor element can be employed. In the example shown in FIG. 1, the electronic component 20 is shown as an example using a chip capacitor.

ここでは、電子部品20は、セラミック基板にはんだ付けされることを想定して作られているものとする。   Here, the electronic component 20 is assumed to be soldered to a ceramic substrate.

そのため、電子部品20については、はんだ付けに必要な短期の熱履歴、例えば、230℃で1分以内の加熱に対して耐熱性(短期の耐熱性)が保証されている。一方、それよりも長時間の耐熱性については、より低い温度、例えば85℃〜150℃程度の温度以下に対して耐熱性(長期の耐熱性)が保証されている。   Therefore, the electronic component 20 is guaranteed heat resistance (short-term heat resistance) against short-term heat history necessary for soldering, for example, heating within 230 minutes at 230 ° C. On the other hand, with respect to heat resistance for a longer time than that, heat resistance (long-term heat resistance) is guaranteed at a lower temperature, for example, about 85 ° C. to 150 ° C. or less.

また、部品電極21は金属からなるものである。部品電極21を構成する金属としては、Au系金属、Ag系金属、Ni系金属、Sn系金属等が用いられるが、ここでは、一例としてSn系金属が用いられており、部品電極21の表面はSn系金属がメッキされたものとなっている。   The component electrode 21 is made of metal. As the metal constituting the component electrode 21, Au-based metal, Ag-based metal, Ni-based metal, Sn-based metal, and the like are used, but here, Sn-based metal is used as an example, and the surface of the component electrode 21 is used. Is plated with Sn-based metal.

ここで、図2は、図1中の導電性接着剤30による接続部近傍を拡大して模式的に示す図である。導電性接着剤30は、金属フィラー31と熱硬化性樹脂32とを配合してなるものである。   Here, FIG. 2 is a diagram schematically showing an enlarged vicinity of a connection portion by the conductive adhesive 30 in FIG. The conductive adhesive 30 is formed by blending a metal filler 31 and a thermosetting resin 32.

金属フィラー31は熱硬化性樹脂32中に分散して位置している。そして、金属フィラー31が溶融することにより、金属フィラー31同士の間、金属フィラー31と基板電極11との間、および、金属フィラー31と部品電極21との間では、従来のような単なる接触ではなく、溶着による接合が実現されている。   The metal filler 31 is dispersed and positioned in the thermosetting resin 32. When the metal filler 31 is melted, between the metal fillers 31, between the metal filler 31 and the substrate electrode 11, and between the metal filler 31 and the component electrode 21, the conventional simple contact is not possible. There is no welding.

金属フィラー31としては、電子部品20における短期の耐熱温度以下で溶融し、電子部品20が使用される最高温度にて、再溶融しないような材質を用いる。   The metal filler 31 is made of a material that melts below the short-term heat-resistant temperature of the electronic component 20 and does not remelt at the maximum temperature at which the electronic component 20 is used.

上記したように、電子部品20がセラミック基板10にはんだ付けされる場合を想定して作られたものである場合には、望ましくは、金属フィラー31は融点が180℃〜260℃の範囲にあることが好ましい。   As described above, when the electronic component 20 is made on the assumption that it is soldered to the ceramic substrate 10, the metal filler 31 desirably has a melting point in the range of 180 ° C. to 260 ° C. It is preferable.

これは、金属フィラー31の融点が180℃未満であると、通常電子部品20の使用において保証される最も厳しい条件(例えば150℃)において、金属フィラー31が再溶融したり、あるいは金属フィラー31において金属結晶の粗大化が起こりやすくなるためである。   This is because, when the melting point of the metal filler 31 is less than 180 ° C., the metal filler 31 is remelted in the most severe conditions (for example, 150 ° C.) normally guaranteed in use of the electronic component 20 or in the metal filler 31. This is because coarsening of the metal crystals is likely to occur.

一方、金属フィラー31の融点が260℃を超えたものであると、金属フィラー31が溶融する際に、電子部品20における短期の耐熱性(例えば230℃、1分)を超えた温度となってしまい、電子部品20の劣化を招く。   On the other hand, when the melting point of the metal filler 31 exceeds 260 ° C., the temperature exceeds the short-term heat resistance (for example, 230 ° C., 1 minute) in the electronic component 20 when the metal filler 31 melts. As a result, the electronic component 20 is deteriorated.

このような金属フィラー31としては、例えば、Bi(ビスマス)、In(インジウム)、Sn(スズ)、Pb(鉛)、Cu(銅)の単品、および、これら単品同士の合金、ならびにこれら単品とこれら単品以外の他の金属との合金の中から選択される低融点金属などを採用することができる。   As such a metal filler 31, for example, Bi (bismuth), In (indium), Sn (tin), Pb (lead), Cu (copper) single item, an alloy of these single items, and these single items A low-melting point metal selected from alloys with other metals other than these single items can be employed.

また、金属フィラー31としては、上記したような低融点金属を、100%用いなくてもよい。例えば、金属フィラー31全体のうち80%はAgフィラーのような溶融しない金属フィラーとし、残り20%程度を上記低融点金属としても、当該低融点金属が溶融してAgフィラー同士をつなぐ役割をするため、効果が期待できる。   Moreover, as the metal filler 31, the low melting point metal as described above may not be used 100%. For example, 80% of the entire metal filler 31 is a non-melting metal filler such as an Ag filler, and the remaining 20% is the low melting point metal, and the low melting point metal melts to connect the Ag fillers. Therefore, the effect can be expected.

このように、Agのような高融点金属フィラーと低融点金属フィラーとを混合して用いる場合には、例えば各々の金属の粉末を混ぜ合わせた構成としてもよいし、高融点金属と低融点金属との合金とした構成としてもよい。さらには、高融点金属の表面に低融点金属をコーティングした構成としてもよい。   As described above, when a high melting point metal filler such as Ag and a low melting point metal filler are mixed and used, for example, a structure in which powders of respective metals are mixed, or a high melting point metal and a low melting point metal may be used. It is good also as a structure made into an alloy. Furthermore, it is good also as a structure which coated the low melting metal on the surface of the high melting metal.

なお、このような融点が180℃〜260℃である金属フィラー31は、セラミック基板にはんだ付けされる電子部品20に対応したものであり、例えば、回路基板10としてプリント基板を用いる場合には、金属フィラー31の融点は例えば180℃よりも低いものであってもよい。   Note that the metal filler 31 having a melting point of 180 ° C. to 260 ° C. corresponds to the electronic component 20 to be soldered to the ceramic substrate. For example, when a printed circuit board is used as the circuit substrate 10, The melting point of the metal filler 31 may be lower than 180 ° C., for example.

また、熱硬化性樹脂32としては、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等を採用することができる。これらのものは、おおよそ100℃〜200℃程度の温度にて硬化するものである。   Moreover, as the thermosetting resin 32, an epoxy resin, a silicone resin, a polyimide resin, a urethane resin, an acrylic resin, or the like can be employed. These materials are cured at a temperature of about 100 ° C. to 200 ° C.

特に、エポキシ系樹脂は、硬化収縮が比較的小さく接着力が高いため、有用である。また、エポキシ系樹脂としては、100℃以下の温度で硬化可能なものが好ましい。そして、エポキシ系樹脂を用いる場合、最初の高温での加熱工程中にて完全には硬化しないように、反応速度を制御することが必要である。   In particular, an epoxy resin is useful because it has a relatively small curing shrinkage and a high adhesive force. Moreover, as an epoxy resin, what can be hardened | cured at the temperature of 100 degrees C or less is preferable. And when using an epoxy-type resin, it is necessary to control reaction rate so that it may not harden | cure completely during the heating process at the first high temperature.

次に、本実施形態における導電性接着剤30を用いた電子部品20と回路基板10とを接続する方法について述べる。図3は、本接続方法の導電性接着剤硬化工程における加熱温度のプロファイル(加熱プロファイル)を示す図である。   Next, a method for connecting the electronic component 20 and the circuit board 10 using the conductive adhesive 30 in the present embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram showing a heating temperature profile (heating profile) in the conductive adhesive curing step of the present connection method.

具体的には、まず、上記導電性接着剤30を、マスク印刷またはディスペンス等により回路基板10の基板電極11上に供給する(導電性接着剤供給工程)。次に、基板電極11と部品電極21とを位置あわせした状態で回路基板10の上に電子部品20を搭載する(部品組み付け工程)。   Specifically, first, the conductive adhesive 30 is supplied onto the substrate electrode 11 of the circuit board 10 by mask printing or dispensing (conductive adhesive supply step). Next, the electronic component 20 is mounted on the circuit board 10 in a state where the substrate electrode 11 and the component electrode 21 are aligned (component assembly step).

この部品組み付け工程は、第1の部材である電子部品20(つまり、電子部品20の電極21)と第2の部材である回路基板10(つまり、回路基板10の電極11)とを導電性接着剤30を介して接触させる第1の工程に相当するものである。   In this component assembly step, the electronic component 20 (that is, the electrode 21 of the electronic component 20) that is the first member and the circuit board 10 that is the second member (that is, the electrode 11 of the circuit substrate 10) are conductively bonded. This corresponds to the first step of contacting through the agent 30.

次に、例えば、100℃〜200℃程度の硬化温度にて導電性接着剤30を加熱し、硬化させる(導電性接着剤硬化工程)。それにより、電子部品20と回路基板10との接続(つまり、部品電極21と基板電極11との接続)が完了し、上記図1に示す実装構造ができあがる。   Next, for example, the conductive adhesive 30 is heated and cured at a curing temperature of about 100 ° C. to 200 ° C. (conductive adhesive curing step). Thereby, the connection between the electronic component 20 and the circuit board 10 (that is, the connection between the component electrode 21 and the substrate electrode 11) is completed, and the mounting structure shown in FIG. 1 is completed.

この導電性接着剤硬化工程は、導電性接着剤30に配合されている金属フィラー31を加熱して溶融させる工程(第2の工程)と、その後、当該第2の工程よりも温度を下げて導電性接着剤30に配合されている熱硬化性樹脂32の硬化を完了させる工程(第3の工程)とに分かれて実行される。   In this conductive adhesive curing step, the metal filler 31 blended in the conductive adhesive 30 is heated and melted (second step), and then the temperature is lowered than that of the second step. The process is divided into a process (third process) for completing the curing of the thermosetting resin 32 blended in the conductive adhesive 30.

これら第2の工程および第3の工程における温度条件の一例としては、図3に示すような加熱プロファイルを採用することができる。この加熱プロファイルは、温度制御が可能な加熱炉等を用いることで実現可能である。   As an example of the temperature conditions in the second step and the third step, a heating profile as shown in FIG. 3 can be employed. This heating profile can be realized by using a heating furnace capable of controlling the temperature.

この図3に示される加熱温度のプロファイルは、導電性接着剤30における金属フィラー31として、Agが80重量%、Sn−3Ag−0.5Cuが20重量%の合金からなるものを採用している。なお、ここで、Sn−3Ag−0.5Cuとは、Agが3重量%、Cuが0.5重量%、残部Snの合金である。そして、この金属フィラー31の融点は219℃である。   The heating temperature profile shown in FIG. 3 employs a metal filler 31 in the conductive adhesive 30 made of an alloy of 80 wt% Ag and 20 wt% Sn-3Ag-0.5Cu. . Here, Sn-3Ag-0.5Cu is an alloy containing 3% by weight of Ag, 0.5% by weight of Cu, and the remaining Sn. The melting point of the metal filler 31 is 219 ° C.

また、図3においては、導電性接着剤30における熱硬化性樹脂32は、100℃以下で硬化が可能なエポキシ系樹脂である。具体的には、主剤がエポキシ系樹脂であり、硬化剤がアミン系樹脂であり、触媒がアミン系樹脂のものである。   In FIG. 3, the thermosetting resin 32 in the conductive adhesive 30 is an epoxy resin that can be cured at 100 ° C. or less. Specifically, the main agent is an epoxy resin, the curing agent is an amine resin, and the catalyst is an amine resin.

この図3に示される加熱プロファイルでは、まず、室温から235℃まで昇温させることにより、導電性接着剤30に配合されている金属フィラー31を加熱して溶融させる第2の工程を実行する。   In the heating profile shown in FIG. 3, first, the second step of heating and melting the metal filler 31 blended in the conductive adhesive 30 is performed by raising the temperature from room temperature to 235 ° C.

この第2の工程の所要時間は3分程度である。詳しくは、第2の工程の加熱ピーク温度が235℃であるのに対して、220℃以上の温度を45秒間保つようにする。また、80℃以上の温度を80秒間保つようにする。   The time required for this second step is about 3 minutes. Specifically, while the heating peak temperature in the second step is 235 ° C., a temperature of 220 ° C. or higher is maintained for 45 seconds. Further, a temperature of 80 ° C. or higher is maintained for 80 seconds.

この第2の工程により、導電性接着剤30に配合されている金属フィラー31が溶融し、導電性接着剤30内の金属フィラー31同士、さらには金属フィラー31と部品電極21、金属フィラー31と基板電極11の間における導通形態は、金属フィラー31の溶着による接合となる。   By this second step, the metal filler 31 blended in the conductive adhesive 30 is melted, and the metal fillers 31 in the conductive adhesive 30, the metal filler 31, the component electrode 21, the metal filler 31, and the like. The conduction form between the substrate electrodes 11 is joining by welding the metal filler 31.

また、この第2の工程は、加熱時間が熱硬化性樹脂32の硬化が完了する時間よりも短いため、熱硬化性樹脂32は流動性を保った状態となっている。   In the second step, since the heating time is shorter than the time for completing the curing of the thermosetting resin 32, the thermosetting resin 32 is kept in a fluid state.

そして、第2の工程から温度を下げて、第3の工程を実行する。ここでは、第3の工程の温度は100℃であり、所要時間は30分間程度である。このようにして、第3の工程では、第2の工程の加熱温度よりも低い温度にて、導電性接着剤30に配合されている熱硬化性樹脂32の硬化を完了させる。   Then, the temperature is lowered from the second step, and the third step is executed. Here, the temperature of the third step is 100 ° C., and the required time is about 30 minutes. In this way, in the third step, the curing of the thermosetting resin 32 blended in the conductive adhesive 30 is completed at a temperature lower than the heating temperature in the second step.

こうして、導電性接着剤30は、上記図2に示すように、金属フィラー31同士の間、金属フィラー31と基板電極11との間、および、金属フィラー31と部品電極21との間にて溶着による接合が実現された状態となり、電子部品20の回路基板10への電気的な接続が完了する。   Thus, as shown in FIG. 2, the conductive adhesive 30 is welded between the metal fillers 31, between the metal filler 31 and the substrate electrode 11, and between the metal filler 31 and the component electrode 21. Thus, the electrical connection of the electronic component 20 to the circuit board 10 is completed.

ところで、本実施形態によれば、金属フィラー31と熱硬化性樹脂32とを配合してなる導電性接着剤30を介して、電子部品(第1の部材)20と回路基板(第2の部材)10とを電気的に接続する部材の接続方法において、両部材10、20を導電性接着剤30を介して接触させる第1の工程と、続いて、導電性接着剤30に配合されている金属フィラー31を加熱して溶融させる第2の工程と、その後、第2の工程よりも温度を下げて導電性接着剤30に配合されている熱硬化性樹脂32の硬化を完了させる第3の工程とを実行するようにした導電性接着剤を用いた部材の接続方法が提供される。   By the way, according to the present embodiment, the electronic component (first member) 20 and the circuit board (second member) are provided via the conductive adhesive 30 in which the metal filler 31 and the thermosetting resin 32 are blended. ) In the method of connecting the members that electrically connect 10, the first step of bringing the members 10 and 20 into contact with each other via the conductive adhesive 30, and then the conductive adhesive 30 are blended. A second step of heating and melting the metal filler 31, and then a third step of completing the curing of the thermosetting resin 32 blended in the conductive adhesive 30 at a lower temperature than the second step. A method of connecting members using a conductive adhesive is provided.

それによれば、第2の工程にて導電性接着剤30に配合されている金属フィラー31を加熱して溶融させることにより、導電性接着剤30内の金属フィラー31同士、さらには金属フィラー31と電子部品20、金属フィラー31と回路基板10の間における導通形態は、単なる接触ではなく、溶着による接合となる。そのため、これらの間の電気的な接触性は安定なものにできる。   According to that, by heating and melting the metal filler 31 blended in the conductive adhesive 30 in the second step, the metal fillers 31 in the conductive adhesive 30, and further, the metal filler 31 and The conduction form between the electronic component 20, the metal filler 31, and the circuit board 10 is not a simple contact but a joining by welding. Therefore, the electrical contact between them can be made stable.

また、第2の工程の後、第3の工程では、第2の工程よりも低い温度にて熱硬化性樹脂31を硬化させることにより、その硬化を完了させるようにしている。つまり、第2の工程では、その加熱時間は熱硬化性樹脂32の硬化が完了しないような時間とし、加熱時間を短くしている。   In addition, after the second step, in the third step, the thermosetting resin 31 is cured at a temperature lower than that in the second step, thereby completing the curing. That is, in the second step, the heating time is set so that the curing of the thermosetting resin 32 is not completed, and the heating time is shortened.

そのため、第3の工程においては、電子部品20と熱硬化性樹脂32との界面および回路基板10の電極11と熱硬化性樹脂32との界面では、熱硬化性樹脂32が固着せずに流動性を保った状態となっており、この状態において熱硬化性樹脂32の硬化収縮が発生する。   Therefore, in the third step, the thermosetting resin 32 does not adhere and flows at the interface between the electronic component 20 and the thermosetting resin 32 and at the interface between the electrode 11 of the circuit board 10 and the thermosetting resin 32. In this state, curing shrinkage of the thermosetting resin 32 occurs.

この硬化収縮の際において、第3の工程では、熱硬化性樹脂32が流動するため、熱硬化性樹脂32における当該硬化収縮の分が緩和される。それにより、導電性接着剤30において発生する応力が低減されたものになり、上記した界面での剥離やクラックの発生を抑制することができる。   At the time of this curing shrinkage, since the thermosetting resin 32 flows in the third step, the amount of the curing shrinkage in the thermosetting resin 32 is relaxed. As a result, the stress generated in the conductive adhesive 30 is reduced, and the occurrence of peeling and cracks at the above-described interface can be suppressed.

このように、本実施形態の接続方法によれば、特殊な低融点金属フィラーを用いずに通常用いられる金属フィラーを用いて、金属フィラーにおける溶着による導通形態を実現することができ、且つ、導電性接着剤30の硬化時において発生する応力を低いものにすることができる。   As described above, according to the connection method of the present embodiment, it is possible to realize a conduction mode by welding in a metal filler using a metal filler that is normally used without using a special low melting point metal filler, and conducting The stress generated when the adhesive 30 is cured can be reduced.

よって、本実施形態の導電性接着剤30を用いた部材の接続方法によれば、安定した電気的接触性を保ちながら、且つ界面剥離やクラックを起こしにくく、高温まで使用可能な導電性接着剤30を実現することができる。   Therefore, according to the method for connecting members using the conductive adhesive 30 of the present embodiment, the conductive adhesive that can be used up to high temperatures while maintaining stable electrical contact and hardly causing interface peeling and cracking. 30 can be realized.

なお、上記図3に示されている加熱プロファイルにおける温度条件は、あくまで一例であり、もちろんこれに限定されるものではない。例えば、第3の工程における処理温度は150℃以下程度の温度で変更することができ、第2の工程における加熱温度は180℃以上程度の温度で変更することができる。   Note that the temperature condition in the heating profile shown in FIG. 3 is merely an example, and of course is not limited to this. For example, the processing temperature in the third step can be changed at a temperature of about 150 ° C. or lower, and the heating temperature in the second step can be changed at a temperature of about 180 ° C. or higher.

また、上述したように、エポキシ系樹脂は硬化収縮度合が比較的小さく接着力も高いことから、熱硬化性樹脂32として有用であるが、エポキシ系樹脂を用いる場合においては、最初の高温での加熱工程中にて完全には硬化しないように、硬化の反応速度を制御することが必要である。   In addition, as described above, the epoxy resin is useful as the thermosetting resin 32 because it has a relatively low degree of cure shrinkage and high adhesive strength. However, when an epoxy resin is used, it is heated at the first high temperature. It is necessary to control the reaction rate of curing so that it does not cure completely during the process.

このことについてさらに述べる。一般に、エポキシ系樹脂においては、主剤にエポキシ系樹脂、硬化剤にアミン系樹脂や酸無水物系樹脂、フェノール系樹脂、触媒にジシアンジアミドなどのアミン系触媒、トリフェニルフォスフィンなどのリン系触媒、イミダゾール系触媒などの分子内に不対電子を有するものが用いられる。   This will be further described. In general, in epoxy resins, epoxy resins as the main agent, amine resins and acid anhydride resins as curing agents, phenol resins, amine catalysts such as dicyandiamide as catalysts, phosphorus catalysts such as triphenylphosphine, Those having unpaired electrons in the molecule such as imidazole catalysts are used.

そして、このようなエポキシ系樹脂の硬化反応は、主剤にあるエポキシ基と硬化剤のアミノ基、カルボニル基、フェノール基などとが反応することで進む。また、この硬化反応は、樹脂中にさらに少量添加される触媒で加速される。   And the curing reaction of such an epoxy resin proceeds when an epoxy group in the main agent reacts with an amino group, a carbonyl group, a phenol group or the like of the curing agent. In addition, this curing reaction is accelerated by a catalyst added in a smaller amount in the resin.

この硬化反応は、温度が高ければより速く進む。したがって、上記第2の工程においては、金属フィラー31の溶融温度時間内では、熱硬化性樹脂の硬化が進んで熱硬化性樹脂32と部材10、20との界面固着が起きないようにすべく、熱硬化性樹脂32の硬化を遅らせる必要がある。   This curing reaction proceeds faster at higher temperatures. Therefore, in the second step, within the melting temperature time of the metal filler 31, the thermosetting resin is hardened so that the interface fixation between the thermosetting resin 32 and the members 10 and 20 does not occur. It is necessary to delay the curing of the thermosetting resin 32.

具体的には、第2の工程において熱硬化性樹脂32の硬化が十分に進まないように、硬化剤や触媒の活性の強さや配合量を調整することによって反応時間を遅くすることができる。   Specifically, the reaction time can be slowed by adjusting the strength and blending amount of the curing agent and the catalyst so that the thermosetting resin 32 does not sufficiently cure in the second step.

しかし、この方法では、反応全体の活性が低くなるため、その後、第3の工程において、より低い温度にて熱硬化性樹脂32を完全硬化状態とするまでの時間が長くかかってしまう。   However, in this method, since the activity of the whole reaction becomes low, it takes a long time until the thermosetting resin 32 is completely cured at a lower temperature in the third step.

その第3の工程に要する時間を、より短くする方法としては、初期的には触媒が作用しないようにし、第2の工程における加熱によって触媒が作用を開始するようにする方法が考えられる。具体的には、例えば、次のような方法がある。   As a method of shortening the time required for the third step, a method is conceivable in which the catalyst is not initially activated and the catalyst is activated by heating in the second step. Specifically, for example, there are the following methods.

(1)触媒を錯体化して。最初の加熱(第2の工程における加熱)ではその熱解離だけを起こさせ、ここで硬化反応を活性化させる方法。   (1) Complex the catalyst. In the first heating (heating in the second step), only the thermal dissociation is caused and the curing reaction is activated here.

(2)硬化剤や触媒を固形の小さな粒として混合しておき、最初の加熱では、これを溶融させて溶かし込むことで、エポキシ基との反応を開始させる方法。   (2) A method of initiating a reaction with an epoxy group by mixing a curing agent and a catalyst as solid small particles and melting and dissolving them in the first heating.

(3)固形ではなく、最初の加熱温度で溶けるようなマイクロカプセルに触媒などを封止しておく方法。   (3) A method of sealing a catalyst or the like in a microcapsule that is not solid but melts at the initial heating temperature.

なお、熱硬化性樹脂32としてエポキシ系樹脂を用いた場合を例にとって硬化時間の制御方法について説明したが、シリコーン系樹脂等のエポキシ系樹脂以外の他の樹脂においても同様の考え方で硬化時間を制御することができる。   In addition, although the case where an epoxy resin was used as the thermosetting resin 32 was described as an example, the curing time control method was described. However, the curing time can be set in the same way for other resins than the epoxy resin such as a silicone resin. Can be controlled.

ここで、上記図3とは異なる加熱プロセスの変形例について、図4、図5、図6を参照して示しておく。上記図3に示されている加熱プロセスでは、第3の工程の処理温度は工程中において略一定である。   Here, a modified example of the heating process different from FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. In the heating process shown in FIG. 3, the processing temperature of the third step is substantially constant during the step.

これに対して、図4に示す第1の変形例では、第3の工程の処理温度は、時間とともに段々と下がっていくものとしている。   On the other hand, in the first modified example shown in FIG. 4, the processing temperature of the third step is assumed to gradually decrease with time.

また、図5に示す第2の変形例では、第3の工程の処理温度は、時間とともに段々と上がっていくものとしている。なお、これら図4および図5に示される変形例では、第3の工程の処理温度は、第2の工程の処理温度よりも低いことはもちろんである。   In the second modification shown in FIG. 5, the processing temperature of the third step is assumed to increase gradually with time. In the modification shown in FIGS. 4 and 5, the processing temperature of the third step is of course lower than the processing temperature of the second step.

また、図6に示す第3の変形例では、第2の工程の終了後、いったんワークを室温に戻し、その後、第2の工程の処理温度よりも低い加熱温度環境にワークを置くようにしたものである。   In the third modification shown in FIG. 6, after the second step is completed, the workpiece is once returned to room temperature, and then the workpiece is placed in a heating temperature environment lower than the processing temperature of the second step. Is.

これら第1から第3の各変形例においても、上記した本実施形態の効果が得られることはいうまでもない。また、本実施形態の接続方法に適用可能な加熱プロセスは、上記図3〜図6に限定されるものではない。   It goes without saying that the effects of the present embodiment described above can also be obtained in the first to third modifications. Moreover, the heating process applicable to the connection method of this embodiment is not limited to the said FIGS.

つまり、本実施形態の接続方法における加熱プロセスは、導電性接着剤30に配合されている金属フィラー31を加熱して溶融させる第2の工程と、その後、第2の工程よりも温度を下げて導電性接着剤30に配合されている熱硬化性樹脂32の硬化を完了させる第3の工程とを実行可能な加熱プロセスであれば、適宜、任意のプロセスを採用することができる。   That is, the heating process in the connection method of the present embodiment includes a second step of heating and melting the metal filler 31 blended in the conductive adhesive 30, and then lowering the temperature compared to the second step. Any heating process that can perform the third step of completing the curing of the thermosetting resin 32 blended in the conductive adhesive 30 can be used as appropriate.

以上、本実施形態における接続方法について述べてきたが、本接続方法の考え方は、要するに、電子部品の短期(はんだリフロー)での耐熱保証温度で溶融する金属フィラーを用い、且つ、この金属フィラーが溶着を起こしている間には硬化反応が完了せず流動性を保つ熱硬化性樹脂を用いて、金属フィラーを溶着させた後、より低温にて熱硬化性樹脂の硬化を完了させ、発生する応力を緩和しようとするものである。   The connection method in the present embodiment has been described above. In short, the concept of the connection method is to use a metal filler that melts at a heat-resistant guaranteed temperature in a short time (solder reflow) of an electronic component, and the metal filler is Uses a thermosetting resin that does not complete the curing reaction and keeps fluidity while welding is in progress, and then completes the curing of the thermosetting resin at a lower temperature after welding the metal filler. It is intended to relieve stress.

これにより、高温まで耐えうる金属同士の溶着による導通性と、硬化収縮応力が低く界面剥離やクラックを起こしにくい導電性接着を実現することができる。また、この方法は、電子部品が保証する耐熱性をクリアし、電子部品側の改善をしなくてよいため、在来の製造ラインへの適用が容易である。   As a result, it is possible to realize conductivity by welding of metals that can withstand high temperatures and conductive adhesion that has low curing shrinkage stress and hardly causes interface peeling or cracking. In addition, this method clears the heat resistance guaranteed by the electronic component and does not require improvement on the electronic component side, so that it can be easily applied to a conventional production line.

なお、上記実施形態では、電子部品と回路基板との間の電気的な接続について本発明を適用した例を述べたが、もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、電子部品同士の電気的な接続あるいは回路基板同士の電気的な接続を行うために用いてもよい。   In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the electrical connection between the electronic component and the circuit board has been described. Of course, the present invention is not limited to this example. You may use in order to perform electrical connection between each other or electrical connection between circuit boards.

要するに、本発明は、金属フィラーと熱硬化性樹脂とを配合してなる導電性接着剤を介して、第1の部材と第2の部材とを電気的に接続する接続方法であれば、適用可能なものである。   In short, the present invention is applicable as long as it is a connection method for electrically connecting the first member and the second member via a conductive adhesive formed by blending a metal filler and a thermosetting resin. It is possible.

本発明の実施形態に係る電子部品の実装構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the mounting structure of the electronic component which concerns on embodiment of this invention. 図1中の導電性接着剤による接続部近傍を拡大して模式的に示す図である。It is a figure which expands and shows typically the connection part vicinity by the conductive adhesive in FIG. 上記実施形態における部材接続方法の導電性接着剤硬化工程における加熱温度のプロファイルを示す図である。It is a figure which shows the profile of the heating temperature in the conductive adhesive hardening process of the member connection method in the said embodiment. 上記実施形態における部材接続方法の導電性接着剤硬化工程における加熱温度のプロファイルの第1の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of the profile of the heating temperature in the conductive adhesive hardening process of the member connection method in the said embodiment. 上記実施形態における部材接続方法の導電性接着剤硬化工程における加熱温度のプロファイルの第2の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of the profile of the heating temperature in the conductive adhesive hardening process of the member connection method in the said embodiment. 上記実施形態における部材接続方法の導電性接着剤硬化工程における加熱温度のプロファイルの第3の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd modification of the profile of the heating temperature in the conductive adhesive hardening process of the member connection method in the said embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…回路基板としてのセラミック基板、
20…電子部品としてのチップコンデンサ、30…導電性接着剤、
31…金属フィラー、32…熱硬化性樹脂。
10: Ceramic substrate as a circuit board,
20 ... Chip capacitor as an electronic component, 30 ... Conductive adhesive,
31 ... Metal filler, 32 ... Thermosetting resin.

Claims (7)

金属フィラー(31)と熱硬化性樹脂(32)とを配合してなる導電性接着剤(30)を介して、第1の部材(20)と第2の部材(10)とを電気的に接続する導電性接着剤を用いた部材の接続方法において、
前記第1の部材(20)と前記第2の部材(10)とを前記導電性接着剤(30)を介して接触させる第1の工程と、
続いて、前記導電性接着剤(30)に配合されている前記金属フィラー(31)を加熱して溶融させる第2の工程と、
その後、前記第2の工程よりも温度を下げて前記導電性接着剤(30)に配合されている前記熱硬化性樹脂(32)の硬化を完了させる第3の工程とを実行することを特徴とする導電性接着剤を用いた部材の接続方法。
The first member (20) and the second member (10) are electrically connected via a conductive adhesive (30) formed by blending the metal filler (31) and the thermosetting resin (32). In a method for connecting members using a conductive adhesive to be connected,
A first step of contacting the first member (20) and the second member (10) via the conductive adhesive (30);
Subsequently, a second step of heating and melting the metal filler (31) blended in the conductive adhesive (30),
Thereafter, the temperature is lowered than that of the second step, and a third step of completing the curing of the thermosetting resin (32) blended in the conductive adhesive (30) is performed. A method for connecting members using a conductive adhesive.
前記金属フィラー(31)として、Bi、In、Sn、Pb、Cuおよびこれらの合金から選択されたものを用いることを特徴とする請求項1に記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法。 The method for connecting members using a conductive adhesive according to claim 1, wherein the metal filler (31) is selected from Bi, In, Sn, Pb, Cu and alloys thereof. . 前記熱硬化性樹脂(32)として、100℃以下で硬化可能なエポキシ系樹脂を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法。 The method for connecting members using a conductive adhesive according to claim 1 or 2, wherein an epoxy resin curable at 100 ° C or lower is used as the thermosetting resin (32). 前記第3の工程における処理温度を150℃以下の温度とすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法。 The method for connecting members using a conductive adhesive according to any one of claims 1 to 3, wherein the treatment temperature in the third step is set to a temperature of 150 ° C or lower. 前記第2の工程における加熱温度を180℃以上の温度とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法。 The method for connecting members using a conductive adhesive according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating temperature in the second step is 180 ° C or higher. 前記第1の部材として電子部品(20)を用い、前記第2の部材として回路基板(10)を用いることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法。 The conductive adhesive according to any one of claims 1 to 5, wherein an electronic component (20) is used as the first member, and a circuit board (10) is used as the second member. The connection method of the used member. 前記回路基板としてセラミック基板(10)を用いることを特徴とする請求項6に記載の導電性接着剤を用いた部材の接続方法。
The method for connecting members using a conductive adhesive according to claim 6, wherein a ceramic substrate is used as the circuit substrate.
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