JP2005317490A - Conductive paste and electronic component mounting substrate using it - Google Patents

Conductive paste and electronic component mounting substrate using it Download PDF

Info

Publication number
JP2005317490A
JP2005317490A JP2004227184A JP2004227184A JP2005317490A JP 2005317490 A JP2005317490 A JP 2005317490A JP 2004227184 A JP2004227184 A JP 2004227184A JP 2004227184 A JP2004227184 A JP 2004227184A JP 2005317490 A JP2005317490 A JP 2005317490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
conductive paste
conductive
electronic component
metal powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004227184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koki Hayashi
宏樹 林
Masako Taira
理子 平
Satoru Ehana
哲 江花
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2004227184A priority Critical patent/JP2005317490A/en
Priority to PCT/JP2005/013957 priority patent/WO2006013793A1/en
Priority to US11/573,133 priority patent/US20080261049A1/en
Priority to KR1020077001346A priority patent/KR100804840B1/en
Priority to CN 200580025605 priority patent/CN1993774A/en
Priority to TW094126242A priority patent/TW200620329A/en
Publication of JP2005317490A publication Critical patent/JP2005317490A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive paste with excellent conductivity, adhesive strength and migration resistance. <P>SOLUTION: This conductive paste contains conductive powder and a binder component. The conductive powder comprises metal powder wherein a surface of copper powder or copper alloy powder is partially covered with silver, and comprises mixed powder of the nearly spherical metal powder and the nearly flat metal powder or single powder of the nearly spherical metal powder and the nearly flat metal powder. The binder component contains a mixture of an epoxy resin and an imidazole compound having a hydroxyl group. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子部品、回路配線材料、電極材料、導電性接合材料、導電性接着剤として使用される導電ペーストおよびそれを用いた電子部品搭載基板に関する。   The present invention relates to an electronic component, a circuit wiring material, an electrode material, a conductive bonding material, a conductive paste used as a conductive adhesive, and an electronic component mounting substrate using the same.

電子部品を回路基板などへ実装するには、鉛を含むはんだを用いた接合法が広く知られている。しかし近年、環境問題への認識の高まりから、はんだに代わって鉛を含まない鉛フリーはんだや導電ペーストが注目されるようになってきた。   In order to mount an electronic component on a circuit board or the like, a joining method using lead-containing solder is widely known. However, in recent years, with the growing awareness of environmental issues, lead-free solder and conductive paste that do not contain lead have been attracting attention in place of solder.

導電ペーストは、貴金属を含むため鉛フリーはんだより高価ではあるが、実装温度の低温化、接合部の柔軟性等の多くの利点が兼ね備えられている。従来の導電ペーストは、非特許文献1に記載されているように、金、銀、銅、カーボン等の導電性粉末を用い、それにバインダ、有機溶剤及び必要に応じて添加剤を加えてペースト状に混合して作製していた。特に高導電性が要求される分野では、金粉又は銀粉を用いることが一般的に知られていた。   Since the conductive paste contains precious metal, it is more expensive than lead-free solder, but it has many advantages such as lower mounting temperature and flexibility of the joint. As described in Non-Patent Document 1, a conventional conductive paste uses a conductive powder such as gold, silver, copper, carbon, etc., and a binder, an organic solvent, and additives as necessary are added to the paste. It was prepared by mixing with. In particular, it has been generally known to use gold powder or silver powder in a field where high conductivity is required.

最近導電ペーストは、価格、実績及び導電性の観点から導電性粉末として銀又は銅を用いるのが一般的である。銀粉を含有する導電ペーストは、導電性が良好なことから印刷配線板、電子部品等の電気回路や電極の形成に使用されているが、これらは高温多湿の雰囲気下で電界が印可されると、電気回路や電極にマイグレーションと称する銀の電析が生じ電極間又は配線間が短絡するという欠点が生じる。このマイグレーションを防止するための方策はいくつか行われており、導体の表面に防湿塗料を塗布するか又は導電ペーストに含窒素化合物などの腐食抑制剤を添加するなどの方策が検討されているが、十分な効果の得られるものではなかった。また、導通抵抗の良好な導体を得るには銀粉の配合量を増加しなければならず、銀粉が高価であることから導電ペーストも高価になるという欠点があった。   In recent years, conductive pastes generally use silver or copper as a conductive powder from the viewpoints of price, performance, and conductivity. Conductive paste containing silver powder is used for the formation of electrical circuits and electrodes such as printed wiring boards and electronic components because of its good conductivity, but when these are applied with an electric field in a hot and humid atmosphere In addition, silver electrodeposition called migration occurs in the electric circuit or electrode, resulting in a short circuit between electrodes or wiring. Several measures have been taken to prevent this migration, and measures such as applying a moisture-proof paint to the surface of the conductor or adding a corrosion inhibitor such as a nitrogen-containing compound to the conductive paste have been studied. However, sufficient effects were not obtained. Moreover, in order to obtain a conductor with good conduction resistance, the blending amount of silver powder must be increased, and since silver powder is expensive, the conductive paste is also expensive.

マイグレーションを改善でき、安価な導電ペーストを得るために、銀被覆銅粉を使用した導電ペーストが提案されている(例えば、特許文献5参照)。しかし銀を均一に、かつ厚く被覆すると、マイグレーションの改善効果が十分に得られない。逆に、薄く被覆すると、良好な導電性確保のために導電粉の充填量を増加させる必要があり、その結果バインダ成分の減少に伴う接着力(接着強度)の低下が起こるという問題があった。   In order to improve the migration and obtain an inexpensive conductive paste, a conductive paste using silver-coated copper powder has been proposed (for example, see Patent Document 5). However, when silver is coated uniformly and thickly, the effect of improving migration cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the coating is thin, it is necessary to increase the filling amount of the conductive powder in order to ensure good conductivity, and as a result, there is a problem in that the adhesive force (adhesive strength) is reduced due to the decrease in the binder component. .

また、導電性粉末として銅粉を使用した導電ペーストも提案されている(例えば、特許文献6参照)。しかし銅粉を使用した導電ペーストは、加熱硬化後の銅の被酸化性が大きいため、空気中及びバインダ中に含まれる酸素と銅粉が反応し、その表面に酸化膜を形成し、導電性を著しく低下させる。そのため、各種添加剤を加えて、銅粉の酸化を防止し、導電性の安定した銅ペーストが開示されているが、その導電性は銀ペーストには及ばず、また保存安定性にも欠点があった。   Moreover, the electrically conductive paste which uses copper powder as electroconductive powder is also proposed (for example, refer patent document 6). However, since the conductive paste using copper powder has high oxidizability of copper after heat curing, the oxygen contained in the air and the binder reacts with the copper powder to form an oxide film on its surface, making it conductive. Is significantly reduced. Therefore, various additives are added to prevent oxidation of copper powder, and a stable conductive copper paste is disclosed. However, the conductivity is not as good as silver paste, and there is a drawback in storage stability. there were.

また、導電性を向上させる目的でフェノール樹脂を使用した導電ペーストも提案されている(例えば、特許文献7参照)。この導電ペーストは、エポキシ樹脂を使用した導電ペーストよりも高い導電性が得られるものの、フェノール樹脂の重合時に発生する副生成物がボイドを形成するため接着力が低くなる傾向がある。一方、エポキシ樹脂を使用した導電ペーストはフェノール樹脂を使用した導電ペーストより高い接着強度が得られるが、導電性が低くなる傾向があるため、導電性を確保するためには導電粉の充填量を増加させる必要があった。すなわち、現在使用している導電ペーストでは、導電性、接着強度、作業性及び耐マイグレーション性に優れ、かつ価格の観点から鉛はんだに対抗できる導電ペーストが見あたらないのが現状である。   Moreover, the electrically conductive paste which uses the phenol resin for the purpose of improving electroconductivity is also proposed (for example, refer patent document 7). Although this conductive paste has higher conductivity than a conductive paste using an epoxy resin, the by-product generated during the polymerization of the phenol resin forms voids and tends to have a low adhesive force. On the other hand, the conductive paste using epoxy resin has higher adhesive strength than the conductive paste using phenolic resin, but the conductivity tends to be low. There was a need to increase. In other words, the currently used conductive paste does not have a conductive paste that is excellent in conductivity, adhesive strength, workability, and migration resistance, and that can compete with lead solder from the viewpoint of cost.

また、これまでに開示されたマイグレーション防止策としては、以下のものが挙げられる。特許文献1、特許文献2ではマイグレーション防止剤を添加あるいは導電粒子へ前処理した導電ペーストが開示されている。銀被覆銅粉の例として、特許文献3、特許文献4が挙げられる。   Moreover, the following are mentioned as a migration prevention measure disclosed so far. Patent Documents 1 and 2 disclose a conductive paste in which a migration inhibitor is added or pretreated to conductive particles. Examples of the silver-coated copper powder include Patent Document 3 and Patent Document 4.

特開2001−189107号公報JP 2001-189107 A 特開2002−161259号公報JP 2002-161259 A 特公平6−72242号公報Japanese Patent Publication No. 6-72242 特開平10−134636号公報JP-A-10-134636 特開平7−138549号公報JP-A-7-138549 特開平5−212579号公報JP-A-5-212579 特開平6−157946号公報JP-A-6-157946 電子材料,1994年10月号,42〜46頁Electronic Materials, October 1994, pp. 42-46

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、導電性、接着強度及び耐マイグレーション性に優れた導電ペーストを提供することを目的とする。また、本発明は、良好な導電性を有する電子部品搭載基板を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the subject which the said prior art has, and aims at providing the electrically conductive paste excellent in electroconductivity, adhesive strength, and migration resistance. Another object of the present invention is to provide an electronic component mounting board having good conductivity.

請求項1〜4に記載の発明は、導電性、接着強度、耐マイグレーション性に優れる導電ペーストを提供するものである。   The invention described in claims 1 to 4 provides a conductive paste that is excellent in conductivity, adhesive strength, and migration resistance.

請求項5に記載の発明は、良好な導電性を有する電子部品搭載基板を提供するものである。   The invention according to claim 5 provides an electronic component mounting board having good conductivity.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、所定の導電粉を用いるとともに、バインダ成分としてエポキシ樹脂と所定構造のイミダゾール化合物とを組み合わせて用いることにより、導電性と接着強度とを両立することができ、且つ、耐マイグレーション性に優れた導電ペーストが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have used a predetermined conductive powder and also used a combination of an epoxy resin and an imidazole compound having a predetermined structure as a binder component, thereby providing conductivity and adhesion. The present inventors have found that a conductive paste that can achieve both strength and excellent migration resistance can be obtained, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、導電粉及びバインダ成分を含有する導電ペーストであって、上記導電粉は、銅粉又は銅合金粉の表面が部分的に銀で被覆された金属粉からなるものであり、且つ、略球状の上記金属粉と扁平状の上記金属粉との混合粉、又は、略球状若しくは扁平状の上記金属粉の単独粉からなるものであり、上記バインダ成分は、エポキシ樹脂と水酸基を有するイミダゾール化合物との混合物を含むものであることを特徴とする導電ペーストを提供する。   That is, the present invention is a conductive paste containing a conductive powder and a binder component, the conductive powder is made of a metal powder in which the surface of the copper powder or copper alloy powder is partially coated with silver, And it consists of a mixed powder of the substantially spherical metal powder and the flat metal powder, or a single powder of the substantially spherical or flat metal powder, and the binder component contains an epoxy resin and a hydroxyl group. Provided is a conductive paste comprising a mixture with an imidazole compound.

これにより、導電性、接着強度及び耐マイグレーション性の全てにおいて優れた導電ペーストを提供することができる。   Thereby, the electrically conductive paste excellent in all electroconductivity, adhesive strength, and migration resistance can be provided.

また、上記導電ペーストにおける上記導電粉と上記バインダ成分との配合比(導電粉:バインダ成分)が、体積比で20:80〜60:40であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the compounding ratio (conductive powder: binder component) of the said electrically conductive powder and the said binder component in the said electrically conductive paste is 20: 80-60: 40 by volume ratio.

また、上記導電ペーストにおける上記イミダゾール化合物の配合割合が、上記バインダ成分全量を基準として2〜18重量%であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the mixture ratio of the said imidazole compound in the said electrically conductive paste is 2-18 weight% on the basis of the said binder component whole quantity.

さらに、上記導電ペーストにおける上記イミダゾール化合物が、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール又は2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールであることが好ましい。   Furthermore, the imidazole compound in the conductive paste is preferably 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole or 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole.

本発明はまた、基板と電子部品とが導電部材により接続された構造を有する電子部品搭載基板であって、前記導電部材が、上記本発明の導電ペーストを、最高温度へ到達するまでの昇温速度が2〜20℃/minであり、且つ、酸素濃度が20〜50000ppmである熱硬化プロセスにより硬化してなるものであることを特徴とする電子部品搭載基板を提供する。   The present invention is also an electronic component mounting substrate having a structure in which a substrate and an electronic component are connected by a conductive member, and the conductive member increases the temperature of the conductive paste of the present invention until reaching the maximum temperature. Provided is an electronic component mounting board characterized by being cured by a thermosetting process having a speed of 2 to 20 ° C./min and an oxygen concentration of 20 to 50000 ppm.

これにより、良好な導電性を有する電子部品搭載基板を提供することができる。   Thereby, the electronic component mounting board | substrate which has favorable electroconductivity can be provided.

本発明によれば、所定の接着強度を維持しつつ、導電性、耐マイグレーション性に優れる導電ペーストが提供される。また、本発明の導電ペーストを用いることで良好な導電性を有する電子部品搭載基板を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrically conductive paste excellent in electroconductivity and migration resistance is provided, maintaining predetermined adhesive strength. Moreover, the electronic component mounting board | substrate which has favorable electroconductivity can be provided by using the electrically conductive paste of this invention.

以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as the case may be. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本発明の導電ペーストは、はんだと同程度の導電性を有し、かつ接着力(固定力)に優れるので、従来はんだが用いられていた部分の代替材として広く使用することができる。また、もちろん接着性があまり必要とされない分野にも使用することができる。すなわち、受動部品やLSIパッケージなどの電子部品と、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチックフィルム、ガラス不織布等の基材にポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、BTレジン等のプラスチックを含浸・硬化させたもの、アルミナ等のセラミックス等の基板との接合に用いることができる。   Since the conductive paste of the present invention has the same degree of conductivity as solder and is excellent in adhesive strength (fixing force), it can be widely used as an alternative material for portions where solder has been used. Of course, it can also be used in fields where adhesiveness is not so required. In other words, electronic components such as passive components and LSI packages, plastic films such as polyimide resin and epoxy resin, and substrates such as glass nonwoven fabric impregnated and cured with plastics such as polyimide resin, epoxy resin and BT resin, alumina It can be used for bonding to a substrate such as ceramics.

具体的には、本発明の導電ペーストは、図1〜2に示すように、従来はんだで接続していた受動部品の接続や、はんだあるいは異方導電性フィルムで接続していた半導体素子等の電子部品の接続にも適用できる。特に、本発明の導電ペーストは、はんだと比較して低温での接続が可能であるため、CCDモジュールなどの耐熱性が劣る部品を接続する場合に好適に用いられる。また、はんだにより半導体素子と基板とを接続する場合は、半導体素子と基板との熱膨張係数の差により発生する応力を緩和するために、素子と基板との間にアンダーフィル材を注入する必要があった。これに対して、本発明の導電ペーストで接続を行う場合は、樹脂成分が応力緩和作用を有するため、アンダーフィル材を必要とせず、またプロセス面の簡略化も可能である。   Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the conductive paste of the present invention can be used to connect passive components that have been conventionally connected with solder, or semiconductor elements that have been connected with solder or an anisotropic conductive film. It can also be applied to the connection of electronic components. In particular, since the conductive paste of the present invention can be connected at a low temperature as compared with solder, it is preferably used when connecting a component having poor heat resistance such as a CCD module. In addition, when connecting a semiconductor element and a substrate with solder, it is necessary to inject an underfill material between the element and the substrate in order to relieve stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor element and the substrate. was there. On the other hand, when connecting with the conductive paste of the present invention, since the resin component has a stress relaxation action, an underfill material is not required and the process can be simplified.

また、本発明の導電ペーストは、図3に示すように、はんだと組み合わせて用いて半導体素子と基板との接続を行うことができる。更に、本発明の導電ペーストは、図4に示すように、図1や図2に示す受動部品を搭載したインターポーザとしての基板を、マザーボードのような別の基板に実装する際にも使用することが出来る。   Moreover, as shown in FIG. 3, the conductive paste of the present invention can be used in combination with solder to connect a semiconductor element and a substrate. Furthermore, as shown in FIG. 4, the conductive paste of the present invention is also used when mounting a substrate as an interposer on which the passive component shown in FIGS. 1 and 2 is mounted on another substrate such as a motherboard. I can do it.

このような用途に用いられる本発明の導電ペーストは、(A)導電粉及び(B)バインダ成分を含有しており、上記(B)バインダ成分は、(b1)エポキシ樹脂と(b2)水酸基を有するイミダゾール化合物との混合物を含むものである。以下、それぞれの成分について詳細に説明する。   The conductive paste of the present invention used for such applications contains (A) conductive powder and (B) a binder component, and the (B) binder component contains (b1) an epoxy resin and (b2) a hydroxyl group. It contains a mixture with an imidazole compound. Hereinafter, each component will be described in detail.

[(A)導電粉]
本発明に用いられる(A)導電粉は、銅粉又は銅合金粉の一部を露出して、表面が大略銀で被覆された状態の金属粉(銀被覆銅粉又は銀被覆銅合金粉)からなるものである。言い換えれば、銅粉又は銅合金粉の表面が部分的に銀で被覆された金属粉からなるものである。(A)導電粉として、銅粉又は銅合金粉の一部を露出させないで全面に銀を被覆したものを用いるとマイグレーション性が悪くなる傾向がある。なお、銅粉又は銅合金粉の表面の露出面積が大きすぎると、銅粉の酸化により導電性が低下する傾向がある。そのため、銅粉又は銅合金粉の表面の露出面積は、マイグレーション性、露出部の酸化、導電性等の点から1〜70%の範囲が好ましく、10〜60%の範囲がより好ましく、10〜55%の範囲がさらに好ましい。
[(A) Conductive powder]
(A) The conductive powder used in the present invention is a metal powder (silver-coated copper powder or silver-coated copper alloy powder) in which a part of the copper powder or copper alloy powder is exposed and the surface is substantially coated with silver. It consists of In other words, the surface of the copper powder or copper alloy powder is made of metal powder partially covered with silver. (A) When the conductive powder used is one in which the entire surface is coated with silver without exposing a part of the copper powder or the copper alloy powder, the migration property tends to deteriorate. In addition, when the exposed area of the surface of copper powder or copper alloy powder is too large, there exists a tendency for electroconductivity to fall by oxidation of copper powder. Therefore, the exposed area of the surface of the copper powder or the copper alloy powder is preferably in the range of 1 to 70%, more preferably in the range of 10 to 60% from the viewpoint of migration, oxidation of the exposed portion, conductivity, and the like. A range of 55% is more preferred.

銅粉又は銅合金粉としては、アトマイズ法で作製された粉体を用いることが好ましく、その粒径は小さいほど(A)導電粉の接触確率が高くなり高導電性が得られるために好ましい。例えば、平均粒径が1〜20μmの範囲の粉体を用いることが好ましく、1〜10μmの範囲の粉体を用いることがさらに好ましい。   As the copper powder or the copper alloy powder, it is preferable to use a powder produced by an atomizing method, and the smaller the particle size, the higher the contact probability of the (A) conductive powder and the higher conductivity is preferable. For example, it is preferable to use a powder having an average particle size in the range of 1 to 20 μm, and it is more preferable to use a powder in the range of 1 to 10 μm.

銅粉又は銅合金粉の表面に銀を被覆するには、置換めっき、電気めっき、無電解めっき等の方法があり、銅粉又は銅合金粉と銀との付着力が高いこと及びランニングコストが安価であることから、置換めっきで被覆することが好ましい。   To coat silver on the surface of copper powder or copper alloy powder, there are methods such as displacement plating, electroplating, electroless plating, etc., high adhesion between copper powder or copper alloy powder and silver, and running cost Since it is inexpensive, it is preferable to coat with displacement plating.

銅粉又は銅合金粉の表面への銀の被覆量が多すぎるとコストが高くなるとともに、耐マイグレーション性が低下し、少なすぎると導電性が低下する傾向がある。そのため、銀の被覆量は、銅粉又は銅合金粉に対して(銅粉又は銅合金粉と銀との合計重量を基準としたときの銀の重量として)5〜25重量%の範囲が好ましく、10〜23重量%の範囲がさらに好ましい。   When the coating amount of silver on the surface of the copper powder or the copper alloy powder is too large, the cost is increased, the migration resistance is lowered, and when it is too small, the conductivity tends to be lowered. Therefore, the coverage of silver is preferably in the range of 5 to 25% by weight (as the weight of silver based on the total weight of copper powder or copper alloy powder and silver) with respect to copper powder or copper alloy powder. The range of 10 to 23% by weight is more preferable.

本発明に用いられる(A)導電粉は、略球状の上記金属粉と扁平状の上記金属粉との混合粉、又は、略球状若しくは扁平状の上記金属粉の単独粉からなるものである。ここで、「略球状の金属粉」とは、「球状(真球状)の金属粉」も含む概念である。これらの金属粉は導電ペーストの粘度、塗布面積、膜厚、接合部材等の接合の仕様や要求特性により、組み合わせや比率が異なってくる。   The conductive powder (A) used in the present invention is composed of a mixed powder of the substantially spherical metal powder and the flat metal powder, or a single powder of the substantially spherical or flat metal powder. Here, “substantially spherical metal powder” is a concept including “spherical (true spherical) metal powder”. These metal powders have different combinations and ratios depending on the viscosity of the conductive paste, the coating area, the film thickness, and the specifications and required characteristics of the bonding member.

例えば、平面方向の導電性を良好なものとするためには、導電粉同士の接触面積、配向等の点から、(A)導電粉としては扁平状の金属粉を用いることが好ましい。一方、断面方向の導電性を良好なものとするためには、断面方向に対する単一粒子が占める体積が増えるので、(A)導電粉としては略球状の金属粉を用いることが好ましい。   For example, in order to improve the conductivity in the planar direction, it is preferable to use a flat metal powder as the conductive powder (A) from the viewpoint of the contact area between the conductive powders, the orientation, and the like. On the other hand, in order to improve the electrical conductivity in the cross-sectional direction, the volume occupied by a single particle in the cross-sectional direction increases. Therefore, it is preferable to use a substantially spherical metal powder as the (A) conductive powder.

また、接着強度についても、接合の仕様によって異なるが、一般的に基材に対して平滑に塗布した導電ペーストでは、(A)導電粉として扁平状の金属粉を用いた場合の方が、略球状の金属粉を用いた場合よりも高い値を示す傾向がある。   In addition, although the adhesive strength also varies depending on the bonding specifications, in general, in a conductive paste applied smoothly to a base material, (A) when a flat metal powder is used as the conductive powder, There is a tendency to show a higher value than when spherical metal powder is used.

例えば、導電ペーストを用いて銅箔にリードフレームを接合する場合、導電性、接着強度、作業性、信頼性等の点から、(A)導電粉として、略球状の金属粉と扁平状の金属粉との比率が、重量比で略球状の金属粉:扁平状の金属粉が40:60〜98:2の範囲となるように混合した混合粉を用いることが好ましい。このような混合粉を用いることで、良好な結果が得られている。   For example, when a lead frame is bonded to a copper foil using a conductive paste, from the viewpoint of conductivity, adhesive strength, workability, reliability, etc., (A) As a conductive powder, a substantially spherical metal powder and a flat metal It is preferable to use a mixed powder in which the ratio of the powder to the powder is approximately spherical metal powder: flat metal powder in a range of 40:60 to 98: 2. By using such a mixed powder, good results have been obtained.

なお、(A)導電粉として扁平状の金属粉を主として用いた場合、導電ペーストの粘度は高くなり、反面、略球状の金属粉を主として用いた場合、扁平状の金属粉を主として用いた場合より粘度が低くなり作業性がよくなる。   (A) When flat metal powder is mainly used as the conductive powder, the viscosity of the conductive paste is high. On the other hand, when substantially spherical metal powder is mainly used, when flat metal powder is mainly used. The viscosity becomes lower and workability is improved.

また、(A)導電粉として略球状の金属粉を主として用いた場合と扁平状の金属粉を主として用いた場合の導電ペーストの粘度を同一にする場合は、略球状の金属粉の比率を扁平状の金属粉の比率より高くすることができる。すなわち、所定の粘度の導電ペーストを作製する際に、(A)導電粉として略球状の金属粉を主として用いた場合には、扁平状の金属粉を主として用いた場合よりも、導電ペースト中の(A)導電粉の比率を高くすることができる。   In addition, when the viscosity of the conductive paste is the same when the substantially spherical metal powder is mainly used as the conductive powder and when the flat metal powder is mainly used, the ratio of the substantially spherical metal powder is flattened. The ratio of the metal powder can be higher. In other words, when producing a conductive paste having a predetermined viscosity, when (A) a substantially spherical metal powder is mainly used as the conductive powder, the conductive paste in the conductive paste is used more than when a flat metal powder is mainly used. (A) The ratio of conductive powder can be increased.

さらに、(A)導電粉として用いられる略球状の金属粉は、長径の平均粒径が1〜20μm、アスペクト比が1〜1.5、タップ密度が4.5〜6.2g/cm、相対密度が50〜68%及び比表面積が0.1〜1.0m/gの範囲のものであることが好ましい。一方、扁平状の金属粉は、長径の平均粒径が5〜30μm、アスペクト比が3〜20、タップ密度が2.5〜5.8g/cm、相対密度が27〜63%及び比表面積が0.4〜1.3m/gの範囲のものであることが好ましい。 Furthermore, (A) The substantially spherical metal powder used as the conductive powder has an average particle diameter of 1 to 20 μm in major axis, an aspect ratio of 1 to 1.5, a tap density of 4.5 to 6.2 g / cm 3 , A relative density of 50 to 68% and a specific surface area of 0.1 to 1.0 m 2 / g are preferable. On the other hand, the flat metal powder has an average particle diameter of 5 to 30 μm of major axis, an aspect ratio of 3 to 20, a tap density of 2.5 to 5.8 g / cm 3 , a relative density of 27 to 63% and a specific surface area. Is preferably in the range of 0.4 to 1.3 m 2 / g.

ここで、略球状の金属粉及び扁平状の金属粉のそれぞれについて、平均粒径が上記範囲の上限値を超えると、(A)導電粉の接触確率が低下するため導電性が低下する傾向がある。一方、平均粒径が上記範囲の下限値未満であると、粘度が高くなり、接着力が低下する傾向がある。また、アスペクト比が上記範囲の上限値を超えると、粘度が高くなり、接着力が低下する傾向がある。一方、アスペクト比が上記範囲の下限値未満であると、導電性が低下する傾向がある。さらに、比表面積が上記範囲の上限値を超えると、接着力が低下する傾向がある。一方、比表面積が上記範囲の下限値未満であると、導電性が低下する傾向がある。また、タップ密度が上記範囲の上限値を超えると、導電性が低下する傾向がある。一方、タップ密度が上記範囲の下限値未満であると、粘度が高くなり、接着力が低下する傾向がある。   Here, for each of the substantially spherical metal powder and the flat metal powder, when the average particle diameter exceeds the upper limit of the above range, (A) the contact probability of the conductive powder tends to decrease, so the conductivity tends to decrease. is there. On the other hand, when the average particle size is less than the lower limit of the above range, the viscosity tends to increase and the adhesive strength tends to decrease. On the other hand, when the aspect ratio exceeds the upper limit of the above range, the viscosity tends to increase and the adhesive strength tends to decrease. On the other hand, when the aspect ratio is less than the lower limit of the above range, the conductivity tends to decrease. Furthermore, when the specific surface area exceeds the upper limit of the above range, the adhesive force tends to decrease. On the other hand, when the specific surface area is less than the lower limit of the above range, the conductivity tends to decrease. Moreover, when the tap density exceeds the upper limit of the above range, the conductivity tends to decrease. On the other hand, when the tap density is less than the lower limit of the above range, the viscosity tends to increase and the adhesive strength tends to decrease.

なお、本発明において、金属粉のアスペクト比とは、金属粉の粒子の長径(μm)と短径(μm)との比(長径/短径)をいう。このアスペクト比は以下の手順で測定することができる。まず、粘度の低い硬化性樹脂中に金属粉の粒子を入れてよく混合した後、静置して粒子を沈降させるとともにそのまま樹脂を硬化させて硬化物を作製する。次いで、得られた硬化物を垂直方向に切断し、その切断面に現れる粒子の形状を電子顕微鏡で拡大して観察する。そして、少なくとも100の粒子について一つ一つの粒子の長径/短径を求め、それらの平均値をもってアスペクト比とする。   In the present invention, the aspect ratio of the metal powder refers to the ratio (major axis / minor axis) of the major axis (μm) and minor axis (μm) of the metal powder particles. This aspect ratio can be measured by the following procedure. First, after putting metal powder particles in a curable resin having a low viscosity and mixing them well, the particles are allowed to settle and the resin is cured as it is to produce a cured product. Next, the obtained cured product is cut in the vertical direction, and the shape of particles appearing on the cut surface is enlarged and observed with an electron microscope. Then, the major axis / minor axis of each particle is obtained for at least 100 particles, and the average value thereof is used as the aspect ratio.

ここで、短径とは、上記切断面に現れる粒子について、その粒子の外側に接する二つの平行線の組合せを粒子を挾むように選択し、これらの組合せのうち最短間隔になる二つの平行線の距離である。一方、長径とは、上記短径を決する平行線に直角方向の二つの平行線であって、粒子の外側に接する二つの平行線の組合せのうち、最長間隔になる二つの平行線の距離である。これらの四つの線で形成される長方形は、粒子がちょうどその中に納まる大きさとなる。   Here, the minor axis refers to the particle appearing on the cut surface, and a combination of two parallel lines in contact with the outside of the particle is selected so as to sandwich the particle, and the two parallel lines having the shortest distance among these combinations are selected. Distance. On the other hand, the major axis is the distance between two parallel lines that are the longest interval among the two parallel lines that are perpendicular to the parallel line that determines the minor axis, and that is in contact with the outside of the particle. is there. The rectangle formed by these four lines is the size that the particles just fit within.

[(B)バインダ成分]
本発明における、(B)バインダ成分の主成分は(b1)エポキシ樹脂及び(b2)水酸基を含むイミダゾール化合物である。また、(A)導電粉と(B)バインダ成分との配合比が、導電ペーストの固形分に対して体積比で(A)導電粉:(B)バインダ成分が20:80〜60:40であることが好ましい。さらに、接着性、導電性、作業性の面から(A)導電粉:(B)バインダ成分は30:70〜50:50であることがより好ましい。配合割合において、(A)導電粉の体積比率が(A)導電粉及び(B)バインダ成分の合計体積を基準として20体積%未満の場合は、導電性が悪くなる傾向があり、また60体積%を超えると、バインダ成分の減少に伴って接着力が低下する傾向がある。なお、本発明において、(B)バインダ成分とは上記(b1)エポキシ樹脂及び上記(b2)イミダゾール化合物、並びに、必要に応じて含有される(b3)硬化促進剤及び必要に応じて含有される(b4)硬化剤の混合物を意味するものとする。これら(B)バインダ成分の構成材料について順に説明する。
[(B) Binder component]
In the present invention, the main component of the (B) binder component is (b1) an epoxy resin and (b2) an imidazole compound containing a hydroxyl group. Moreover, the compounding ratio of (A) conductive powder and (B) binder component is a volume ratio with respect to solid content of the conductive paste, and (A) conductive powder: (B) binder component is 20:80 to 60:40. Preferably there is. Furthermore, from the viewpoint of adhesiveness, conductivity, and workability, the (A) conductive powder: (B) binder component is more preferably 30:70 to 50:50. In the blending ratio, when the volume ratio of (A) conductive powder is less than 20% by volume based on the total volume of (A) conductive powder and (B) binder component, conductivity tends to deteriorate, and 60 volume. If it exceeds%, the adhesive force tends to decrease with a decrease in the binder component. In the present invention, the (B) binder component includes the (b1) epoxy resin and the (b2) imidazole compound, and (b3) a curing accelerator contained as necessary and optionally contained. (B4) It shall mean a mixture of curing agents. The constituent materials of the binder component (B) will be described in order.

((b1)エポキシ樹脂)
上記(b1)エポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物が好ましく、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールADなどとエピクロルヒドリンとから誘導されるエポキシ樹脂等が挙げられる。
((B1) Epoxy resin)
The (b1) epoxy resin is preferably a compound having two or more epoxy groups in one molecule, and examples thereof include an epoxy resin derived from bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, etc. and epichlorohydrin.

このような化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂であるAER−X8501(旭化成工業株式会社製、商品名)、R−301(油化シェルエポキシ株式会社製、商品名)、YL−980(油化シェルエポキシ株式会社製、商品名)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂であるYDF−170(東都化成株式会社製、商品名)、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂であるR−1710(三井石油化学工業株式会社製、商品名)、フェノールノボラック型エポキシ樹脂N−730S(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名)、Quatrex−2010(ダウ・ケミカル社製、商品名)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂であるYDCN−702S(東都化成株式会社製、商品名)、EOCN−100(日本化薬株式会社製、商品名)、多官能エポキシ樹脂であるEPPN−501(日本化薬株式会社製、商品名)、TACTIX−742(ダウ・ケミカル社製、商品名)、VG−3010(三井石油化学工業株式会社製、商品名)、1032S(油化シェルエポキシ株式会社製、商品名)、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂であるHP−4032(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名)、脂環式エポキシ樹脂であるEHPE−3150、CELー3000(共にダイセル化学工業株式会社製、商品名)、DME−100(新日本理化株式会社製、商品名)、EX−216L(ナガセ化成工業株式会社製、商品名)、脂肪族エポキシ樹脂であるW−100(新日本理化株式会社製、商品名)、アミン型エポキシ樹脂であるELM−100(住友化学工業株式会社製、商品名)、YH−434L(東都化成株式会社製、商品名)、TETRAD−X、TETRAC−C(共に三菱瓦斯化学株式会社製、商品名)、レゾルシン型エポキシ樹脂であるデナコールEX−201(ナガセ化成工業株式会社製、商品名)、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂であるデナコールEX−211(ナガセ化成工業株式会社製、商品名)、ヘキサンディネルグリコール型エポキシ樹脂であるデナコールEX−212(ナガセ化成工業株式会社製、商品名)、エチレン・プロピレングリコール型エポキシ樹脂であるデナコールEXシリーズ(EX−810、811、850、851、821、830、832、841、861(いずれもナガセ化成工業株式会社製、商品名))、下記一般式(I)で表されるエポキシ樹脂E−XL−24、E−XL−3L(共に三井東圧化学株式会社製、商品名))等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of such compounds include AER-X8501 (trade name, manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.), R-301 (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), YL-980 (which is a bisphenol A type epoxy resin). YDF-170 (trade name) manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., bisphenol F type epoxy resin, R-1710 (trade name) manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., Mitsui Petrochemical Co., Ltd. Product name), phenol novolac type epoxy resin N-730S (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Quatrex-2010 (product name, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.), YDCN which is a cresol novolac type epoxy resin -702S (trade name, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), EOCN-100 (Nippon Kayaku Co., Ltd.) (Trade name), EPPN-501 (trade name) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., TACTIX-742 (trade name, manufactured by Dow Chemical Co.), VG-3010 (Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.) Product name), 1032S (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), HP-4032 (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), an epoxy resin having a naphthalene skeleton, and alicyclic Epoxy resins EHPE-3150, CEL-3000 (both manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name), DME-100 (manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd., trade name), EX-216L (manufactured by Nagase Chemical Industries, Ltd., Product name), W-100 (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., product name), an aliphatic epoxy resin, ELM-100 (Sumitomo Chemical), an amine type epoxy resin Kogyo Co., Ltd., trade name), YH-434L (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., trade name), TETRAD-X, TETRAC-C (both made by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., trade name), Denacol which is a resorcinol type epoxy resin EX-201 (trade name, manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.), Denacol EX-211 (trade name, manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.), a neopentyl glycol type epoxy resin, Denacol EX, a hexane dinel glycol type epoxy resin -212 (manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name), Denacol EX series (EX-810, 811, 850, 851, 821, 830, 832, 841, 861 (all Nagase) Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name)), represented by the following general formula (I) Epoxy resins E-XL-24 and E-XL-3L (both manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd., trade names)) and the like. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more.

Figure 2005317490
Figure 2005317490

また、エポキシ樹脂として、1分子中にエポキシ基を1個だけ有するエポキシ化合物(反応性希釈剤)を含んでもよい。このようなエポキシ化合物は、本発明の導電ペーストの特性を阻害しない範囲で使用されるが、エポキシ樹脂全量に対して0〜30重量%の範囲で使用することが好ましい。このようなエポキシ化合物の市販品としては、PGE(日本化薬株式会社製、商品名)、PP−101(東都化成株式会社製、商品名)、ED−502、ED−509、ED−509S(旭電化工業株式会社製、商品名)、YED−122(油化シェルエポキシ株式会社製、商品名)、KBM−403(信越化学工業株式会社製、商品名)、TSL−8350、TSL−8355、TSL−9905(東芝シリコーン株式会社製、商品名)等が挙げられる。   Moreover, you may include the epoxy compound (reactive diluent) which has only one epoxy group in 1 molecule as an epoxy resin. Although such an epoxy compound is used in the range which does not inhibit the characteristic of the electrically conductive paste of this invention, it is preferable to use it in the range of 0-30 weight% with respect to the epoxy resin whole quantity. Examples of such commercially available epoxy compounds include PGE (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), PP-101 (trade name, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), ED-502, ED-509, ED-509S ( Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., trade name), YED-122 (Oilized Shell Epoxy Co., Ltd. trade name), KBM-403 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. trade name), TSL-8350, TSL-8355, And TSL-9905 (trade name, manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.).

((b2)イミダゾール化合物)
本発明で使用される(b2)イミダゾール化合物は、置換基として水酸基を有するものである。このような(b2)イミダゾール化合物を上記(b1)エポキシ樹脂と組み合わせて使用することで、接着性及び導電性の両方の特性に優れた導電ペーストを得ることができる。上記(b2)イミダゾール化合物の具体例としては、水酸基を有していれば特に制限はないが、例えば、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(2P4MHZ、四国化成株式会社製)、2−フェニル−4,5−ヒドロキシメチルイミダゾール(2PHZ、四国化成株式会社製)等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
((B2) Imidazole compound)
The (b2) imidazole compound used in the present invention has a hydroxyl group as a substituent. By using such (b2) imidazole compound in combination with the above (b1) epoxy resin, a conductive paste excellent in both adhesive properties and conductive properties can be obtained. Specific examples of the (b2) imidazole compound are not particularly limited as long as they have a hydroxyl group. For example, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole (2P4MHZ, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.), 2-phenyl-4,5-hydroxymethylimidazole (2PHZ, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) and the like can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

(b2)イミダゾール化合物の配合割合は、導電ペーストの(B)バインダ成分全量を基準として2〜18重量%であることが好ましい。(b2)イミダゾール化合物の配合割合が2重量%未満の場合は、十分な硬化が得られず接着力が低下する傾向があり、また18重量%を超える場合は、粘度上昇により作業性が悪くなる、あるいは未反応の(b2)イミダゾール化合物により導電性が悪くなる傾向がある。   (B2) The blending ratio of the imidazole compound is preferably 2 to 18% by weight based on the total amount of the (B) binder component of the conductive paste. (B2) When the blending ratio of the imidazole compound is less than 2% by weight, sufficient curing cannot be obtained and the adhesive strength tends to decrease, and when it exceeds 18% by weight, workability deteriorates due to the increase in viscosity. Or the unreacted (b2) imidazole compound tends to deteriorate the conductivity.

((b3)硬化促進剤)
上記(b2)イミダゾール化合物は、いわゆるエポキシ樹脂の硬化促進剤として作用するが、これ以外の(b3)硬化促進剤を併用してもよい。例えば、イミダゾール類であるキュアゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト(2PZ−CNS、四国化成株式会社製)、2−ウンデシルイミダゾール(C17Z、四国化成株式会社製)、2−フェニルイミダゾール イソシアヌル酸付加物(2PZ−OK、四国化成株式会社製)、有機ボロン塩化合物であるEMZ・K、TPPK(共に北興化学工業株式会社製、商品名)、三級アミン類又はその塩であるDBU、U−CAT102、106、830、840、5002(いずれもサンアプロ社製、商品名)、ジシアンジアミド、下記一般式(IV)で表される二塩基酸ジヒドラジドであるADH、PDH、SDH(いずれも日本ヒドラジン工業株式会社製、商品名)、エポキシ樹脂とアミン化合物の反応物からなるマイクロカプセル型硬化剤であるノバキュア(旭化成工業株式会社製、商品名)等が挙げられる。
((B3) curing accelerator)
The (b2) imidazole compound acts as a so-called epoxy resin curing accelerator, but other (b3) curing accelerators may be used in combination. For example, Cureazole, which is an imidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate (2PZ-CNS, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.), 2-undecylimidazole (C17Z, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.), 2-phenyl Imidazole isocyanuric acid adduct (2PZ-OK, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.), organic boron salt compound EMZ · K, TPPK (both manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., trade name), tertiary amines or salts thereof DBU, U-CAT102, 106, 830, 840, 5002 (both manufactured by San Apro, trade name), dicyandiamide, dibasic acid dihydrazide represented by the following general formula (IV), ADH, PDH, SDH (all Nippon Hydrazine Kogyo Co., Ltd., trade name), reaction product of epoxy resin and amine compound Novacure (trade name) manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd., which is a microcapsule type curing agent made of

Figure 2005317490
[式中、Rはm−フェニレン基、p−フェニレン基等の2価の芳香族基、或いは炭素数1〜12の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を示す。]
Figure 2005317490
[Wherein R 3 represents a divalent aromatic group such as an m-phenylene group or a p-phenylene group, or a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms. ]

((b4)硬化剤)
さらに(b4)硬化剤を併用することもできる。このような硬化剤としては、総説エポキシ樹脂(エポキシ樹脂技術協会)のp117〜209に例示されるようなものを広く使用することができる。具体的には、例えば、フェノールノボラック樹脂であるH−1(明和化成株式会社製、商品名)、VR−9300(三井東圧化学株式会社製、商品名)、フェノールアラルキル樹脂であるXL−225(三井東圧化学株式会社製、商品名)、下記一般式(II)で表されるp−クレゾールノボラック樹脂MTPC(本州化学工業株式会社製、商品名)、又はアリル化フェノールノボラック樹脂であるAL−VR−9300(三井東圧化学株式会社製、商品名)、下記一般式(III)で表される特殊フェノール樹脂PP−700−300(日本石油化学株式会社製、商品名)等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
((B4) curing agent)
Furthermore, (b4) a curing agent can be used in combination. As such a hardening | curing agent, what is illustrated by p117-209 of review epoxy resin (epoxy resin technical association) can be used widely. Specifically, for example, H-1 (trade name, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.), VR-9300 (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.), which is a phenol novolac resin, XL-225, which is a phenol aralkyl resin. (Trade name) manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd., p-cresol novolak resin MTPC (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) represented by the following general formula (II), or AL which is an allylated phenol novolac resin -VR-9300 (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.), special phenol resin PP-700-300 (trade name, manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.) represented by the following general formula (III), and the like. . These can be used alone or in combination of two or more.

Figure 2005317490
[ただし、式(II)及び(III)中、Rはメチル基、アリル基などの炭化水素基を示し、mは1〜5の整数を示し、R1はメチル基、エチル基等のアルキル基を示し、Rは水素又は炭化水素基を示し、pは2〜4の整数を示す。]
Figure 2005317490
[In the formulas (II) and (III), R represents a hydrocarbon group such as a methyl group or an allyl group, m represents an integer of 1 to 5, and R 1 represents an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group. R 2 represents hydrogen or a hydrocarbon group, and p represents an integer of 2 to 4. ]

(b4)硬化剤の使用量は、(b1)エポキシ樹脂のエポキシ基1.0当量に対して、(b4)硬化剤中の反応活性基の総量が0.3〜1.2当量となる量であることが好ましく、0.4〜1.0当量となる量であることがより好ましく、0.5〜1.0当量となる量であることが特に好ましい。上記反応活性基の総量が0.3当量未満であると、接着力が低下する傾向があり、1.2当量を超えるとペーストの粘度が上昇し、作業性が低下する傾向がある。上記反応活性基は、エポキシ樹脂と反応活性を有する置換基のことであり、例えば、フェノール性水酸基等が挙げられる。   (B4) The amount of the curing agent used is such that (b4) the total amount of reactive groups in the curing agent is 0.3 to 1.2 equivalents with respect to 1.0 equivalent of the epoxy group of the epoxy resin. It is preferable that the amount is 0.4 to 1.0 equivalent, and it is particularly preferable that the amount is 0.5 to 1.0 equivalent. When the total amount of the reactive groups is less than 0.3 equivalent, the adhesive force tends to decrease, and when it exceeds 1.2 equivalent, the viscosity of the paste increases and the workability tends to decrease. The reactive group is a substituent having a reactive activity with an epoxy resin, and examples thereof include a phenolic hydroxyl group.

[(C)添加剤]
本発明の導電ペーストには、必要に応じて、可撓剤、カップリング剤、界面活性剤、消泡剤、靭性改良剤及びイオントラップ剤等の(C)添加剤を適宜添加することができる。以下、これらの(C)添加剤について説明する。
[(C) Additive]
(C) Additives such as a flexible agent, a coupling agent, a surfactant, an antifoaming agent, a toughness improving agent, and an ion trapping agent can be appropriately added to the conductive paste of the present invention as necessary. . Hereinafter, these (C) additives will be described.

本発明の導電ペーストには応力緩和の目的で可撓剤を使用することができる。可撓剤の例としては、液状ポリブタジエン(宇部興産株式会社製「CTBN−1300×31」、「CTBN−1300×9」、日本曹達株式会社製「NISSO−PB−C−2000」)などが挙げられる。可撓剤は、受動部品と基板上の電極とを接着したことによって発生する応力を緩和する効果がある。可撓剤は、通常、有機高分子化合物(エポキシ樹脂等)及びその前駆体の総量を100重量部とするとき、0〜500重量部添加するのが好ましい。   A flexible agent can be used in the conductive paste of the present invention for the purpose of stress relaxation. Examples of the flexible agent include liquid polybutadiene (“CTBN-1300 × 31”, “CTBN-1300 × 9” manufactured by Ube Industries, Ltd., “NISSO-PB-C-2000” manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), and the like. It is done. The flexible agent has an effect of relieving stress generated by bonding the passive component and the electrode on the substrate. Usually, it is preferable to add 0 to 500 parts by weight of the flexible agent when the total amount of the organic polymer compound (such as an epoxy resin) and its precursor is 100 parts by weight.

本発明の導電ペーストには、接着力向上の目的で、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBM−573」等)や、チタンカップリング剤等を使用することができる。また、濡れ性を向上する目的で、アニオン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤等を使用することができる。さらに、消泡剤としてシリコーン油等を使用することができる。上記接着力向上剤、濡れ性向上剤、消泡剤は、それぞれ単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができ、その使用量としては、(A)導電粉100重量部に対して0〜10重量部が好ましい。   In the conductive paste of the present invention, a silane coupling agent (such as “KBM-573” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) or a titanium coupling agent can be used for the purpose of improving the adhesive strength. Moreover, an anionic surfactant, a fluorochemical surfactant, etc. can be used in order to improve wettability. Furthermore, silicone oil or the like can be used as an antifoaming agent. The above-mentioned adhesion improver, wettability improver, and antifoaming agent can be used alone or in combination of two or more, and the amount used is (A) 0 with respect to 100 parts by weight of conductive powder. -10 parts by weight is preferred.

また、目的に応じて(b1)エポキシ樹脂を上述の反応性希釈剤に溶解して用いてもよい。本発明の導電ペーストには、ペースト組成物の作製時の作業性及び使用時の塗布作業性をより良好ならしめるため、必要に応じて希釈剤を添加することができる。これらの希釈剤としては、ブチルセロソルブ、カルビトール、酢酸ブチルセロソルブ、酢酸カルビトール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、α−テルピネオール等の比較的沸点の高い有機溶剤が好ましい。その使用量は導電ペースト全量を基準として0〜30重量%の範囲で使用することが好ましい。   Depending on the purpose, (b1) the epoxy resin may be dissolved in the above-described reactive diluent. To the conductive paste of the present invention, a diluent can be added as necessary in order to make the workability during preparation of the paste composition and the coating workability during use better. As these diluents, organic solvents having a relatively high boiling point such as butyl cellosolve, carbitol, butyl cellosolve, carbitol acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and α-terpineol are preferable. The amount used is preferably 0 to 30% by weight based on the total amount of the conductive paste.

本発明の導電ペーストには、さらに必要に応じてウレタンアクリレート等の靭性改良剤、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の吸湿剤、酸無水物等の接着力向上剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の濡れ向上剤、シリコーン油等の消泡剤、無機イオン交換体等のイオントラップ剤等を適宜添加することができる。   The conductive paste of the present invention further includes a toughness improver such as urethane acrylate, a hygroscopic agent such as calcium oxide and magnesium oxide, an adhesion improver such as an acid anhydride, a nonionic surfactant, and a fluorine-based interface as necessary. A wetting improver such as an activator, an antifoaming agent such as silicone oil, an ion trapping agent such as an inorganic ion exchanger, and the like can be appropriately added.

本発明の導電ペーストは、(A)導電粉、(B)バインダ成分((b1)エポキシ樹脂、(b2)イミダゾール化合物、必要に応じて添加される(b3)硬化促進剤、及び、必要に応じて添加される(b4)硬化剤)、並びに、必要に応じて添加される希釈剤等の(C)添加剤等とともに、一括又は分割して撹拌器、らいかい器、3本ロール、プラネタリーミキサー等の分散・溶解装置を適宜組み合わせ、必要に応じて加熱して混合、溶解、解粒混練又は分散する等して均一なペースト状として得ることができる。   The conductive paste of the present invention comprises (A) conductive powder, (B) binder component ((b1) epoxy resin, (b2) imidazole compound, (b3) curing accelerator added as necessary, and (B4) curing agent), and (C) additives such as diluents added as necessary, together with agitator, slab, three rolls, planetary A uniform paste can be obtained by appropriately combining dispersing / dissolving devices such as a mixer and heating, if necessary, mixing, dissolving, pulverizing kneading or dispersing.

次に、本発明の電子部品搭載基板について、図1〜4を用いて説明する。   Next, the electronic component mounting substrate of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明の電子部品搭載基板の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図1に示すように、電子部品搭載基板1は、基板12上に形成された基板接続端子14と、電子部品16に接続されている電子部品接続端子18とが、導電部材10により電気的に接続された構造を有している。そして、導電部材10は、上述した本発明の導電ペーストを硬化させたものとなっている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of an electronic component mounting board according to the present invention. As shown in FIG. 1, the electronic component mounting substrate 1 includes a substrate connecting terminal 14 formed on a substrate 12 and an electronic component connecting terminal 18 connected to the electronic component 16 electrically connected by a conductive member 10. It has a connected structure. The conductive member 10 is obtained by curing the above-described conductive paste of the present invention.

本発明の導電ペーストを用いて電子部品16と基板12とを接着させるには、まず基板12の基板接続端子14上に導電ペーストをディスペンス法、スクリーン印刷法、スタンピング法等により塗布する。次いで、電子部品接続端子18を有する電子部品16を、電子部品接続端子18と基板接続端子14とが導電ペーストを介して電気的に接続されるように基板12に圧着し、その後オーブン又はリフロー炉等の加熱装置を用いて導電ペーストを加熱硬化することにより行うことができる。   In order to bond the electronic component 16 and the substrate 12 using the conductive paste of the present invention, first, the conductive paste is applied onto the substrate connection terminals 14 of the substrate 12 by a dispensing method, a screen printing method, a stamping method, or the like. Next, the electronic component 16 having the electronic component connection terminal 18 is pressure-bonded to the substrate 12 so that the electronic component connection terminal 18 and the substrate connection terminal 14 are electrically connected via a conductive paste, and then an oven or a reflow furnace. It can be carried out by heating and curing the conductive paste using a heating device such as the above.

図5は、導電ペーストを加熱硬化させるための熱硬化プロセスの一例を示すグラフである。ここで、加熱温度Tは100〜300℃であることが好ましく、加熱時間tは100〜5000秒間であることが好ましい。そして、導電ペーストを用いて電子部品搭載基板1を形成するためには、加熱温度Tへ到達するまでの昇温速度r(加熱温度Tへ到達するまでの昇温時間をxとした場合、rはT/xで表される)を2〜20℃/minとし、かつ、酸素濃度を20〜50000ppmとすることが必要である。このような熱硬化プロセスにより、導電部材10により基板12と電子部品16とが接続された構造の電子部品搭載基板1を得ることができる。かかる電子部品搭載基板1は、本発明の導電ペーストを用いるとともに、上記熱硬化プロセスにより導電ペーストの硬化を行うことで形成されているため、良好な導電性を得ることができる。   FIG. 5 is a graph showing an example of a thermosetting process for heat-curing the conductive paste. Here, the heating temperature T is preferably 100 to 300 ° C., and the heating time t is preferably 100 to 5000 seconds. And in order to form the electronic component mounting board | substrate 1 using an electrically conductive paste, the temperature increase rate r until it reaches the heating temperature T (When the temperature increase time until it reaches the heating temperature T is x, r Is represented by T / x) at 2 to 20 ° C./min and the oxygen concentration at 20 to 50000 ppm. By such a thermosetting process, the electronic component mounting substrate 1 having a structure in which the substrate 12 and the electronic component 16 are connected by the conductive member 10 can be obtained. Since the electronic component mounting substrate 1 is formed by using the conductive paste of the present invention and curing the conductive paste by the above-described thermosetting process, good electrical conductivity can be obtained.

上記熱硬化プロセスにおいて、昇温速度rが2℃/min未満の場合は、熱硬化プロセスの時間が長くなるため電子部品搭載基板1を製造する上で適用が困難となる。一方、20℃/minを超える場合は、導電ペースト中の(B)バインダ成分から揮発成分が発生しボイドが形成されるために接着力が低下する傾向がある。なお、昇温速度rは、必ずしも一定の昇温速度である必要はなく、上記範囲内において適宜変動させてもよい。また、酸素濃度については、汎用の加熱装置で酸素濃度20ppm未満にするためには多大な時間を要するために現実的ではなく、酸素濃度が50000ppmを超える場合は、(A)導電粉の酸化の影響で導電性が低下する傾向がある。   In the thermosetting process, when the temperature rising rate r is less than 2 ° C./min, the time for the thermosetting process becomes long, so that it becomes difficult to apply the electronic component mounting substrate 1. On the other hand, when it exceeds 20 ° C./min, a volatile component is generated from the binder component (B) in the conductive paste and voids are formed, so that the adhesive force tends to be reduced. The temperature increase rate r is not necessarily a constant temperature increase rate, and may be appropriately changed within the above range. Also, the oxygen concentration is not practical because it takes a long time to reduce the oxygen concentration to less than 20 ppm with a general-purpose heating device. When the oxygen concentration exceeds 50000 ppm, (A) the oxidation of the conductive powder There exists a tendency for electroconductivity to fall by influence.

また、本発明の電子部品搭載基板は、図1に示した構造に限定されず、例えば、図2〜4に示す構造を有していてもよい。図2に示す電子部品搭載基板2は、基板12上に形成された基板接続端子14と、電子部品16に接続されているリード20とが、本発明の導電ペーストを硬化させてなる導電部材10により電気的に接続された構造を有している。   Moreover, the electronic component mounting substrate of this invention is not limited to the structure shown in FIG. 1, For example, you may have the structure shown in FIGS. The electronic component mounting substrate 2 shown in FIG. 2 includes a conductive member 10 in which a substrate connection terminal 14 formed on a substrate 12 and a lead 20 connected to the electronic component 16 are obtained by curing the conductive paste of the present invention. It has the structure electrically connected by.

また、図3に示す電子部品搭載基板3は、本発明の導電ペーストとはんだとを組み合わせて基板12と電子部品16とを接続した構造を有している。電子部品搭載基板3において、電子部品16上には電子部品接続端子18が形成され、更に電子部品接続端子18上に、はんだボール22が形成されている。そして、このはんだボール22と基板12上に形成された基板接続端子14とが、本発明の導電ペーストを硬化させてなる導電部材10により電気的に接続され、電子部品搭載基板3が形成されている。   The electronic component mounting board 3 shown in FIG. 3 has a structure in which the substrate 12 and the electronic component 16 are connected by combining the conductive paste of the present invention and solder. In the electronic component mounting substrate 3, electronic component connection terminals 18 are formed on the electronic components 16, and solder balls 22 are formed on the electronic component connection terminals 18. And this solder ball 22 and the board | substrate connection terminal 14 formed on the board | substrate 12 are electrically connected by the electrically-conductive member 10 which hardens the electrically conductive paste of this invention, and the electronic component mounting board 3 is formed. Yes.

さらに、図4に示す電子部品搭載基板4は、図2及び図3に示した電子部品16を搭載した基板12を、さらに他の基板24に実装した構造を有している。ここでも、電子部品16と基板12との接続、及び基板12と基板24との接続が、本発明の導電ペーストを硬化させてなる導電部材10により行われている。   Further, the electronic component mounting substrate 4 shown in FIG. 4 has a structure in which the substrate 12 on which the electronic component 16 shown in FIGS. 2 and 3 is mounted is further mounted on another substrate 24. Also here, the connection between the electronic component 16 and the substrate 12 and the connection between the substrate 12 and the substrate 24 are performed by the conductive member 10 formed by curing the conductive paste of the present invention.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれによって制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例、比較例及び参考例で用いた材料は、下記の方法で作製したもの、あるいは入手したものである。作製方法を実施例1を一例として示すが、その他の実施例、比較例及び参考例の樹脂組成、配合比は表1〜3に示すとおりであり、作製方法に関しては実施例1と同様である。   The materials used in Examples, Comparative Examples, and Reference Examples were prepared by the following method or obtained. Example 1 is shown as an example of the production method, but the resin compositions and compounding ratios of other examples, comparative examples, and reference examples are as shown in Tables 1 to 3, and the production method is the same as in Example 1. .

[実施例1]
YDF−170(東都化成株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂の商品名、エポキシ当量=170)70重量部と、PP−101(東都化成株式会社製、アルキルフェニルグリシジルエーテルの商品名、エポキシ当量=230)20重量部と、2P4MHZ(四国化成株式会社製、水酸基を有するイミダゾール化合物の商品名)10重量部とを混合し、3本ロールを3回通してバインダ成分を調製した。
[Example 1]
70 parts by weight of YDF-170 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., trade name of bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent = 170), and PP-101 (trade name of alkylphenyl glycidyl ether, produced by Toto Kasei Co., Ltd., epoxy equivalent = 230) 20 parts by weight and 10 parts by weight of 2P4MHZ (trade name of imidazole compound having a hydroxyl group, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) were mixed, and a binder component was prepared by passing three rolls three times.

次に、アトマイズ法で作製した平均粒径が5.1μmの球状銅粉(日本アトマイズ加工株式会社製、商品名SFR−Cu)を希塩酸及び純水で洗浄した後、水1リットルあたりAgCN80g及びNaCN75gを含むめっき溶液で球状銅粉に対して銀の被覆量が18重量%(球状銅粉及び銀の合計重量を基準としたときの銀の重量が18重量%)になるように置換めっきを行い、水洗、乾燥して銀めっき銅粉を得た。   Next, spherical copper powder (trade name SFR-Cu, manufactured by Nippon Atomizing Co., Ltd.) having an average particle diameter of 5.1 μm prepared by the atomizing method was washed with dilute hydrochloric acid and pure water, and then 80 g of AgCN and 75 g of NaCN per liter of water. Substrate plating is performed so that the coating amount of silver is 18% by weight with respect to the spherical copper powder (the weight of silver is 18% by weight based on the total weight of the spherical copper powder and silver). Washed with water and dried to obtain silver-plated copper powder.

この後、2リットルのボールミル容器内に上記で得た銀めっき銅粉750g及び直径が5mmのジルコニアボール3kgを投入し、40分間回転させて、1000回のタッピングによるタップ密度が5.93g/cm、相対密度が93%、比表面積が0.26m/g、アスペクト比が平均1.3及び長径の平均粒径が5.5μmの、球状銅粉の表面が部分的に銀で被覆された(球状銅粉の表面の一部が露出した)略球状銀被覆銅粉(金属粉)である導電粉Aを得た。なお、このときの球状銅粉の表面の露出面積の割合を、走査型オージェ電子分光分析装置により測定したところ、銀めっき銅粉の表面の全面積を基準として20%であった。 Thereafter, 750 g of the silver-plated copper powder obtained above and 3 kg of zirconia balls having a diameter of 5 mm are placed in a 2 liter ball mill container, and rotated for 40 minutes. 3. The surface of spherical copper powder having a relative density of 93%, a specific surface area of 0.26 m 2 / g, an aspect ratio of 1.3 and an average particle size of major axis of 5.5 μm is partially coated with silver. A conductive powder A was obtained which was a substantially spherical silver-coated copper powder (metal powder) (a part of the surface of the spherical copper powder was exposed). In addition, when the ratio of the exposed area of the surface of the spherical copper powder at this time was measured with a scanning Auger electron spectrometer, it was 20% based on the total area of the surface of the silver-plated copper powder.

次に、上記で得たバインダ成分100重量部に対し、略球状銀被覆銅粉(導電粉A)330重量部(導電粉A及びバインダ成分の合計体積を基準とした導電粉Aの体積比率:30体積%)を加えて混合し、三本ロールを3回通した後、真空撹拌らいかい機を用いて500Pa以下で10分間脱泡処理を行うことにより導電ペーストを得た。   Next, with respect to 100 parts by weight of the binder component obtained above, 330 parts by weight of substantially spherical silver-coated copper powder (conductive powder A) (volume ratio of the conductive powder A based on the total volume of the conductive powder A and the binder component: 30 volume%) was added and mixed, and after passing three rolls three times, a conductive paste was obtained by performing defoaming treatment at 500 Pa or less for 10 minutes using a vacuum stirrer.

[実施例2〜8、比較例1〜3及び参考例1〜4]
上述したように、表1〜3に示す組成とした以外は実施例1と同様にして、実施例2〜8、比較例1〜3及び参考例1〜4の導電ペーストを得た。なお、表1〜3に示した材料の詳細は以下の通りである。また、表1〜3中の各材料の配合量の単位は重量部である(但し、導電粉A及び銀粉の括弧内の数値は、導電粉A又は銀粉とバインダ成分との合計体積を基準としたときの導電粉A又は銀粉の体積比率(単位:体積%)を示す)。
[Examples 2 to 8, Comparative Examples 1 to 3 and Reference Examples 1 to 4]
As above-mentioned, except having set it as the composition shown in Tables 1-3, it carried out similarly to Example 1, and obtained the electrically conductive paste of Examples 2-8, Comparative Examples 1-3, and Reference Examples 1-4. The details of the materials shown in Tables 1 to 3 are as follows. Moreover, the unit of the compounding quantity of each material in Tables 1-3 is a weight part (however, the numerical value in the parenthesis of conductive powder A and silver powder is based on the total volume of conductive powder A or silver powder and a binder component. The volume ratio (unit: volume%) of the conductive powder A or the silver powder is shown.

YL−980:ビスフェノールA型エポキシ樹脂の商品名、油化シェルエポキシ株式会社製;
EX−212:ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂の商品名、ナガセ化成工業株式会社製;
2PHZ:水酸基を有するイミダゾール化合物である2−フェニル−4,5−ヒドロキシメチルイミダゾールの商品名、四国化成株式会社製;
C17Z:水酸基非含有イミダゾール化合物である2−ウンデシルイミダゾールの商品名、四国化成株式会社製;
2MZA:水酸基非含有イミダゾール化合物である2,4−ジアミノ−6−(2’−メチルイミダゾリルー(1’))−エチル−s−トリアジンの商品名、四国化成株式会社製;
1B2PZ:水酸基非含有イミダゾール化合物である1−ベンジル−2−フェニルイミダゾールの商品名、四国化成株式会社製;
銀粉(TCG−1):商品名、株式会社徳力化学研究所製。
YL-980: trade name of bisphenol A type epoxy resin, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd .;
EX-212: Trade name of neopentyl glycol type epoxy resin, manufactured by Nagase Chemical Industries, Ltd .;
2PHZ: trade name of 2-phenyl-4,5-hydroxymethylimidazole which is an imidazole compound having a hydroxyl group, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd .;
C17Z: trade name of 2-undecylimidazole which is a hydroxyl group-free imidazole compound, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd .;
2MZA: trade name of 2,4-diamino-6- (2′-methylimidazolyl (1 ′))-ethyl-s-triazine, which is a hydroxyl group-free imidazole compound, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd .;
1B2PZ: trade name of 1-benzyl-2-phenylimidazole which is a hydroxyl group-free imidazole compound, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd .;
Silver powder (TCG-1): trade name, manufactured by Tokuri Chemical Laboratory Co., Ltd.

(体積抵抗率、接着強度及び耐マイグレーション性の評価)
前記実施例1〜8、比較例1〜3及び参考例1〜4に係る導電ペーストの特性を下記の方法で測定した。その結果を表1から表3にまとめて示した。
(1)体積抵抗率:1×50×0.03mmに形成した上記導電ペーストを酸素濃度1000ppmにおいて、4℃/minの昇温速度で180℃まで昇温し、さらに180℃で1時間加熱処理して試験片を作製し、四端子法で体積抵抗率を測定した。
(2)接着強度(接着力):導電ペーストをSnめっき付き銅板上に約0.5mg塗布し、この上に2×2×0.25mmのAgめっき付き銅チップを圧着し、さらに上記(1)の加熱プロセスで加熱硬化し接着した。これをシェア速度500μm/sec、クリアランス100μmでボンドテスター(DAGE社製、2400)により25℃におけるシェア強度を測定した。
(3)耐マイグレーション性:厚み100μmのメタルマスクを用いて上記導電ペーストをガラス板上にスクリーン印刷し、酸素濃度1000ppmにおいて、4℃/minの昇温速度で180℃まで昇温し、さらに180℃で1時間加熱処理して硬化させることで、図6に示す電極30(12mm×2mm、電極間の間隔2mm)を作製した。次に、図7に示すように、ガラス板32上に形成された電極30間に濾紙34を配置し、濾紙34(No.5A)上にイオン交換水36を滴下した。その後、図8に示すように電極30、電源38、抵抗40及びレコーダー42が接続された回路において10Vを印加し、電圧印加後の電極間漏洩電流が、初期値(電圧印加直後)に対して10%変化するまでの時間を測定した。なお、イオン交換水36の形状を一定に保つために、電極30間には濾紙34を配置しており、乾燥防止のために10分ごとにイオン交換水36を補充した。このようにして測定した漏洩電流変化時間(分)が長いほど、耐マイグレーション性に優れていることを意味する。
(Evaluation of volume resistivity, adhesive strength and migration resistance)
The characteristics of the conductive pastes according to Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 3 and Reference Examples 1 to 4 were measured by the following method. The results are summarized in Tables 1 to 3.
(1) Volume resistivity: 1 × 50 × 0.03 mm The above conductive paste was heated to 180 ° C. at a rate of 4 ° C./min at an oxygen concentration of 1000 ppm, and further heated at 180 ° C. for 1 hour. Then, a test piece was prepared, and the volume resistivity was measured by the four probe method.
(2) Adhesive strength (adhesive strength): About 0.5 mg of a conductive paste was applied on a Sn-plated copper plate, a 2 × 2 × 0.25 mm Ag-plated copper chip was pressure-bonded thereon, and the above (1 ) Was heated and cured by the heating process. The shear strength at 25 ° C. was measured with a bond tester (manufactured by DAGE, 2400) at a shear rate of 500 μm / sec and a clearance of 100 μm.
(3) Migration resistance: The conductive paste was screen-printed on a glass plate using a metal mask having a thickness of 100 μm, heated to 180 ° C. at a rate of temperature increase of 4 ° C./min at an oxygen concentration of 1000 ppm, and further 180 The electrodes 30 (12 mm × 2 mm, spacing between the electrodes 2 mm) shown in FIG. 6 were produced by heat treatment at 0 ° C. for 1 hour to cure. Next, as shown in FIG. 7, the filter paper 34 was arrange | positioned between the electrodes 30 formed on the glass plate 32, and the ion-exchange water 36 was dripped on the filter paper 34 (No. 5A). Thereafter, as shown in FIG. 8, 10V is applied in the circuit in which the electrode 30, the power source 38, the resistor 40, and the recorder 42 are connected, and the inter-electrode leakage current after voltage application is relative to the initial value (immediately after voltage application). The time to change by 10% was measured. In order to keep the shape of the ion-exchanged water 36 constant, a filter paper 34 is disposed between the electrodes 30, and the ion-exchanged water 36 is replenished every 10 minutes to prevent drying. The longer the leakage current change time (minute) measured in this way, the better the migration resistance.

Figure 2005317490
Figure 2005317490

Figure 2005317490
Figure 2005317490

Figure 2005317490
Figure 2005317490

(導電部材の作製例1〜5及びその評価)
以下の手順で作製した作製例1〜5の導電部材(導電ペーストの硬化物)の特性を下記の方法で測定した。その結果を表4にまとめて示した。
(1)体積抵抗率:1×50×0.03mmに形成した実施例1の導電ペーストを表4(作製例1〜5)に示す酸素濃度および昇温速度で180℃まで昇温し、さらに180℃で1時間加熱処理して試験片を作製し、四端子法で体積抵抗率を測定した。
(2)接着強度(接着力):実施例1の導電ペーストをSnめっき付き銅板上に約0.5mg塗布し、この上に2×2×0.25mmのAgめっき付き銅チップを圧着し、さらに表4(作製例1〜5)に示した酸素濃度および昇温速度で180℃まで昇温し、さらに180℃で1時間加熱処理して接着した。これをシェア速度500μm/sec、クリアランス100μmでボンドテスター(DAGE社製、2400)により25℃におけるシェア強度を測定した。
(Production Examples 1 to 5 of conductive member and evaluation thereof)
The characteristics of the conductive members (cured products of the conductive paste) of Production Examples 1 to 5 produced by the following procedure were measured by the following method. The results are summarized in Table 4.
(1) Volume resistivity: 1 × 50 × 0.03 mm of the conductive paste of Example 1 was heated to 180 ° C. at an oxygen concentration and a heating rate shown in Table 4 (Production Examples 1 to 5), and further A test piece was prepared by heat treatment at 180 ° C. for 1 hour, and volume resistivity was measured by a four-terminal method.
(2) Adhesive strength (adhesive strength): About 0.5 mg of the conductive paste of Example 1 was applied onto a Sn-plated copper plate, and a 2 × 2 × 0.25 mm Ag-plated copper chip was pressure-bonded thereon, Furthermore, it heated up to 180 degreeC with the oxygen concentration and temperature increase rate which were shown in Table 4 (Preparation Examples 1-5), and also heat-processed at 180 degreeC for 1 hour, and was adhere | attached. The shear strength at 25 ° C. was measured with a bond tester (manufactured by DAGE, 2400) at a shear rate of 500 μm / sec and a clearance of 100 μm.

Figure 2005317490
Figure 2005317490

以上、本発明について説明してきたが、本発明に係る導電ペーストによれば、所定の接着強度を維持しつつ、導電性の向上を図ることが可能となる。そのため、電子部品を表面実装するための導電性接着剤として本発明に係る導電ペーストを使用した場合、従来品より少ない導電粉含有量で良好な導電性が得られる。さらに、本発明に係る導電ペーストは、従来品より少ない導電粉含有量で、バランスよく良好な導電性と接着強度を得ることが可能となるため、製品の信頼性を高めることができる。また、本発明の導電ペーストによれば、マイグレーションの発生を十分に抑制することができる。   As mentioned above, although this invention has been demonstrated, according to the electrically conductive paste which concerns on this invention, it becomes possible to aim at the improvement of electroconductivity, maintaining predetermined adhesive strength. Therefore, when the conductive paste according to the present invention is used as a conductive adhesive for surface mounting an electronic component, good conductivity can be obtained with a smaller amount of conductive powder than the conventional product. Furthermore, since the conductive paste according to the present invention can obtain good conductivity and adhesive strength in a well-balanced manner with a smaller amount of conductive powder than conventional products, the reliability of the product can be improved. Moreover, according to the electrically conductive paste of this invention, generation | occurrence | production of migration can fully be suppressed.

さらに、表4に示した結果から明らかなように、本発明の導電ペーストを熱硬化させる熱硬化プロセスにおいて、昇温速度を2〜20℃/min、酸素濃度を20〜50000ppmとすることにより、その硬化物である導電部材は特に優れた導電性及び接着強度を得ることができる(作製例1〜3)。したがって、電子部品搭載基板を作製する際に、本発明の導電ペーストを用いるとともに、上記の条件で熱硬化プロセスを行うことにより、良好な導電性を有する電子部品搭載基板を得ることができる。   Furthermore, as is clear from the results shown in Table 4, in the thermosetting process for thermosetting the conductive paste of the present invention, by setting the temperature rising rate to 2 to 20 ° C./min and the oxygen concentration to 20 to 50000 ppm, The conductive member which is the cured product can obtain particularly excellent conductivity and adhesive strength (Production Examples 1 to 3). Therefore, when the electronic component mounting substrate is manufactured, the conductive paste of the present invention is used, and an electronic component mounting substrate having good conductivity can be obtained by performing a thermosetting process under the above conditions.

本発明の電子部品搭載基板の好適な一実施形態を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of an electronic component mounting board according to the present invention. 本発明の電子部品搭載基板の他の好適な一実施形態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows other suitable one Embodiment of the electronic component mounting board | substrate of this invention. 本発明の電子部品搭載基板の他の好適な一実施形態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows other suitable one Embodiment of the electronic component mounting board | substrate of this invention. 本発明の電子部品搭載基板の他の好適な一実施形態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows other suitable one Embodiment of the electronic component mounting board | substrate of this invention. 本発明の導電ペーストを加熱硬化させるための熱硬化プロセスの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the thermosetting process for heat-hardening the electrically conductive paste of this invention. 耐マイグレーション性を評価するための電極を示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows the electrode for evaluating migration resistance. 耐マイグレーション性を評価するための電極を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the electrode for evaluating migration resistance. 耐マイグレーション性を評価するための電気回路を示す図である。It is a figure which shows the electric circuit for evaluating migration resistance.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,3,4…電子部品搭載基板、10…導電部材、12,24…基板、14…基板接続端子、16…電子部品、18…電子部品接続端子、20…リード、22…はんだボール。
1, 2, 3, 4 ... Electronic component mounting board, 10 ... Conductive member, 12, 24 ... Substrate, 14 ... Substrate connection terminal, 16 ... Electronic component, 18 ... Electronic component connection terminal, 20 ... Lead, 22 ... Solder ball .

Claims (5)

導電粉及びバインダ成分を含有する導電ペーストであって、
前記導電粉は、銅粉又は銅合金粉の表面が部分的に銀で被覆された金属粉からなるものであり、且つ、略球状の前記金属粉と扁平状の前記金属粉との混合粉、又は、略球状若しくは扁平状の前記金属粉の単独粉からなるものであり、
前記バインダ成分は、エポキシ樹脂と水酸基を有するイミダゾール化合物との混合物を含むものであることを特徴とする導電ペースト。
A conductive paste containing conductive powder and a binder component,
The conductive powder is made of metal powder in which the surface of copper powder or copper alloy powder is partially coated with silver, and a mixed powder of the substantially spherical metal powder and the flat metal powder, Or, it is made of a single powder of the metal powder having a substantially spherical or flat shape,
The conductive paste is characterized in that the binder component contains a mixture of an epoxy resin and an imidazole compound having a hydroxyl group.
前記導電粉と前記バインダ成分との配合比が、体積比で20:80〜60:40であることを特徴とする請求項1に記載の導電ペースト。   2. The conductive paste according to claim 1, wherein a mixing ratio of the conductive powder and the binder component is 20:80 to 60:40 by volume ratio. 前記イミダゾール化合物の配合割合が、前記バインダ成分全量を基準として2〜18重量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電ペースト。   The conductive paste according to claim 1 or 2, wherein a blending ratio of the imidazole compound is 2 to 18% by weight based on the total amount of the binder component. 前記イミダゾール化合物が、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール又は2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電ペースト。   The imidazole compound is 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole or 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, according to any one of claims 1 to 3. Conductive paste. 基板と電子部品とが導電部材により接続された構造を有する電子部品搭載基板であって、
前記導電部材が、請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電ペーストを、最高温度へ到達するまでの昇温速度が2〜20℃/minであり、且つ、酸素濃度が20〜50000ppmである熱硬化プロセスにより硬化してなるものであることを特徴とする電子部品搭載基板。
An electronic component mounting substrate having a structure in which a substrate and an electronic component are connected by a conductive member,
The conductive member according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive paste has a rate of temperature increase of 2 to 20 ° C / min until reaching the maximum temperature, and an oxygen concentration of 20 to 50000 ppm. An electronic component mounting board characterized by being cured by a thermosetting process.
JP2004227184A 2004-04-01 2004-08-03 Conductive paste and electronic component mounting substrate using it Pending JP2005317490A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004227184A JP2005317490A (en) 2004-04-01 2004-08-03 Conductive paste and electronic component mounting substrate using it
PCT/JP2005/013957 WO2006013793A1 (en) 2004-08-03 2005-07-29 Electroconductive paste and substrate using the same for mounting electronic parts
US11/573,133 US20080261049A1 (en) 2004-08-03 2005-07-29 Electroconductive Paste and Substrate Using the Same for Mounting Electronic Parts
KR1020077001346A KR100804840B1 (en) 2004-08-03 2005-07-29 Electroconductive paste and substrate using the same for mounting electronic parts
CN 200580025605 CN1993774A (en) 2004-08-03 2005-07-29 Conductive paste and electronic component mounting substrate using it
TW094126242A TW200620329A (en) 2004-08-03 2005-08-02 Conductive paste and electronic component mounting substrate using it

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004108951 2004-04-01
JP2004227184A JP2005317490A (en) 2004-04-01 2004-08-03 Conductive paste and electronic component mounting substrate using it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005317490A true JP2005317490A (en) 2005-11-10

Family

ID=35444664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004227184A Pending JP2005317490A (en) 2004-04-01 2004-08-03 Conductive paste and electronic component mounting substrate using it

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005317490A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013196954A (en) * 2012-03-21 2013-09-30 Kyoto Elex Kk Thermosetting conductive paste composition

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11111558A (en) * 1997-10-02 1999-04-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Production of ceramic electrical component
JP2001236827A (en) * 2000-02-23 2001-08-31 Hitachi Chem Co Ltd Conductive paste
JP2001297627A (en) * 2000-04-12 2001-10-26 Hitachi Chem Co Ltd Conductive material
JP2001302884A (en) * 2000-04-21 2001-10-31 Hitachi Chem Co Ltd Electrodonductive paste
JP2002015946A (en) * 2000-06-30 2002-01-18 Kyocera Corp Ceramic capacitor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11111558A (en) * 1997-10-02 1999-04-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Production of ceramic electrical component
JP2001236827A (en) * 2000-02-23 2001-08-31 Hitachi Chem Co Ltd Conductive paste
JP2001297627A (en) * 2000-04-12 2001-10-26 Hitachi Chem Co Ltd Conductive material
JP2001302884A (en) * 2000-04-21 2001-10-31 Hitachi Chem Co Ltd Electrodonductive paste
JP2002015946A (en) * 2000-06-30 2002-01-18 Kyocera Corp Ceramic capacitor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013196954A (en) * 2012-03-21 2013-09-30 Kyoto Elex Kk Thermosetting conductive paste composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100804840B1 (en) Electroconductive paste and substrate using the same for mounting electronic parts
KR101334429B1 (en) Adhesive composition, electronic component-mounted substrate using the adhesive composition, and semiconductor device
JP5468199B2 (en) Conductive adhesive composition, electronic component mounting substrate, and semiconductor device
JP4893104B2 (en) Conductive paste and electronic component mounting board using the same
EP1944346B1 (en) Anisotropic conductive adhesive
US20110140162A1 (en) Conductive adhesive and led substrate using the same
EP3279261B1 (en) Resin composition, electroconductive resin composition, adhesive, electroconductive adhesive, paste for forming electrodes, and semiconductor device
JP5293292B2 (en) Conductive adhesive paste and electronic component mounting board
JP2008094908A (en) Adhesive for electrode connection
JP3837858B2 (en) Conductive adhesive and method of using the same
JP6420626B2 (en) Conductive resin composition for bonding electronic components
JP2983816B2 (en) Conductive resin paste
JP2005317491A (en) Conductive paste and electronic component mounting substrate using it
CN110692126A (en) Resin composition for bonding electronic component, method for bonding small chip component, electronic circuit board, and method for manufacturing electronic circuit board
JP2006022230A (en) Anisotropically conductive adhesive and anisotropically conductive adhesive film
JP6092754B2 (en) Conductive epoxy resin composition, solar cell using the composition, and method for producing the solar cell
JP2005317490A (en) Conductive paste and electronic component mounting substrate using it
JP2007197498A (en) Conductive adhesive
JP2006291220A (en) Anisotropically conductive adhesive and anisotropically conductive adhesive film
JP3484957B2 (en) Conductive adhesive
JP2009076271A (en) Conductive paste and electrode using it
JPH09194813A (en) Conductive resin paste composition and semiconductor device
JP2010050017A (en) Light-resistant conductive paste and element connecting method
JPH06151479A (en) Conductive resin paste and semiconductor device
JP2006073397A (en) Anisotropic conductive film and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070613

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100511

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100914