JP2006199937A

JP2006199937A - 導電性接着剤、これを用いた導電部及び電子部品モジュール

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Publication number: JP2006199937A
Application number: JP2005360106A
Authority: JP
Inventors: Takao Ono; 大野隆生; Yoshiyuki Takahashi; 高橋義之; Shuji Ito; 伊藤修二; Yukihiro Isogai; 磯貝幸宏
Original assignee: Tamura Kaken Corp; Kyowa Hakko Chemical Co Ltd
Current assignee: Tamura Kaken Corp; KH Neochem Co Ltd
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】モジュール化された部品その他の電子部品の実装のためのはんだ接合を低温で行ない、しかもはんだ接合による回路接続の導電性と接着剤による接合強度の向上の両方を一括で可能にする導電性接着剤。
【解決手段】（１）フラックス作用を有するエポキシ系接着剤と、ＳｎＢｉ系はんだ粉末とを混合してなる導電性接着剤。（２）フラックス作用を有するエポキシ系接着剤は、少なくともエポキシ樹脂、硬化剤及び有機酸を含有したはんだ付け用フラックスであり、ＳｎＢｉ系はんだ粉末は１５０〜１７０℃の融点の鉛フリーはんだ粉末である（１）記載の導電性接着剤。（３）有機酸が側鎖にアルキル基を有する二塩基酸である（２）記載の導電性接着剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、各種電子部品のモジュール化のためのプリント配線板（ＰＷＢ）等への実装（以下、単に「実装」とする。）や、半導体装置の組立てにおけるチップ部品の基板への搭載や各種電子部品類の接着等に使用される、はんだ付け接続の導電性と接着強度の両方を良くすることができる導電性接着剤及びこれを用いた電子部品モジュールに関する。なお、本願のＰＷＢはＰＣ、ＴＡＢ等の可撓性のあるものを含む。

従来、電子機器の小型化及び薄型化に伴って、モジュール化された部品の実装や、ICやLSI等の半導体素子その他の各種電子部品の組立て、これらのＰＷＢへの搭載、さらにＰＷＢにおける配線等には、優れた導電性と高い接合信頼性の点からＳｎ−Ｐｂ系共晶はんだが広く使用されてきた。しかし、近年、このような有鉛はんだを使用した回路基板等を内蔵する電子機器においては、それが使用済みにより野外等に廃棄される場合には、酸性雨等によって鉛が溶出し、これが環境を汚染するという理由で、鉛が使用されているという点が問題になっており、そのような環境汚染を起こさないような、鉛を含まない鉛フリーはんだ合金を使用することが加速されている。
ところが、鉛フリーはんだ合金は、SnAg系、SnCu系、SnAgCu系とこれまでのSnPb系共晶はんだの融点１８３℃より、約４０℃高い融点を有することから、はんだ付される電子部品、特に熱に弱いICやLSI等の半導体素子には耐熱性の点で実装上の問題があった。

そのため、はんだ付けにおいては、SnZnBi系、SnBi系の低融点はんだが使用されてきたが、SnZnBi系においては例えばＰＷＢの銅箔ランドのＣｕとの金属間化合物層の成長の問題があり、また、SnBi系においては、はんだが脆いことから一部の電子機器のみにしか使用できないという問題がある。特に、携帯電話機やデジタルカメラ等においては、ユーザー等による落下による外部からの衝撃、振動による接合部への影響によって、はんだ層にクラックが発生したり、はんだ付け部品の脱落等が発生したりすることから、部品の接合強度の向上が切望されていた。

そこで、はんだに代わる接合材料として、導電性接着剤が検討されてきている。しかし、例えばＡｇ系の導電性接着剤においては、Ａｇのコストが高く、また、マイグレーションの発生等の課題もあり、さらにはＡｇ系の導電性接着剤を使用すると、接合強度が低いために、導電性接着剤の塗布物を硬化後、アンダーフィルやモールド樹脂等によって補強することが必要であることから、実装工程が複雑になるという問題もある。
そのほかに、ソルダーペーストに使用する樹脂系フラックスに、はんだ粉末を混合して得られる導電性接着剤が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、熱硬化型樹脂組成物に有機酸としてアジピン酸やピメリット酸を加え、さらにはんだ粉末を混合することにより得られる導電性接着剤が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−１４３５２９号公報特開２００１−１７０７９７号公報

しかしながら、特開２００１−１４３５２９号公報に開示された導電性接着剤の場合には、樹脂成分としてはエポキシ樹脂とロジンを併用しているため、導電性接着剤を塗布し硬化させたときにエポキシ樹脂は硬化するがロジンは硬化せず、ロジンが硬化物の接着強度を低下させたり、溶剤を含んでいてそれが硬化物に残留することによってもその接着強度を低下させるといった影響を与える。
また、特開２００１−１７０７９７号公報に開示された導電性接着剤の場合には、アジピン酸やピメリット酸の有機酸は、はんだ粉末表面の酸化物を除去し、はんだのはんだ付性を向上させるために混合されているが、はんだ付け向上のために多量の有機酸を混合しなければならず、導電性接着剤を塗布し、硬化させた後にこの有機酸が樹脂膜に残留し、回路間の樹脂膜の絶縁抵抗を低下させたり、短絡させる等、信頼性に影響を与える。また、これらの有機酸はエポキシ樹脂との相溶性も低いことから、２２０℃以上の高いリフロー条件ではその相溶性も確保され使用できるが、その相溶性が良くない低温リフロー条件には向いていないという問題もある。また、溶剤を使用しており、これが硬化物に残留することによって接着強度を低下させるという上記と同様の問題もある。

本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、その目的は、モジュール化された部品その他の電子部品の実装のための接合を低温で行うことができ、しかもはんだ接合による回路接続の導電性と接着剤による接合強度の向上の両方を一括で可能にする導電性接着剤及びこれを用いてはんだ接合した電子部品モジュールを提供することにある。

本発明者らは、上記の目的を達成しようとして鋭意研究を重ねた結果、樹脂成分に主に硬化成分を使用して未硬化成分の使用による影響がないようにするとともに、有機酸による悪影響がないようにし、特にこれらの成分を所定の配合量とすることにより好適に、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成したものである。

従って、本発明は、（１）フラックス作用を有するエポキシ系接着剤と、ＳｎＢｉ系はんだ粉末と、を混合してなる導電性接着剤を提供するものである。
また、本発明は、（２）フラックス作用を有するエポキシ系接着剤は、少なくともエポキシ樹脂、硬化剤及び有機酸を含有したはんだ付け用フラックスであり、ＳｎＢｉ系はんだ粉末は１５０℃〜１７０℃の融点の鉛フリーはんだ粉末である上記（１）の導電性接着剤、（３）有機酸が側鎖にアルキル基を有する二塩基酸である上記（２）の導電性接着剤、（４）側鎖にアルキル基を有する二塩基酸が、２，５−ジエチルアジピン酸である上記（３）の導電性接着剤、（５）鉛フリーのはんだ粉末がＳｎ４２Ｂｉ５８系はんだである上記（２）ないし（４）のいずれかの導電性接着剤、（６）Ｓｎ４２Ｂｉ５８系はんだはＡｇ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＧｅよりなる群から選択された少なくとも１種を含有する上記（５）の導電性接着剤、（７）ＳｎＢｉ系はんだ粉末を１０〜９０重量％含有する上記（１）（又は（１）ないし（６）のいずれか）の導電性接着剤、（８）上記（１）ないし（７）のいずれかの導電性接着剤により形成された導電部、（９）部品を基板に上記（１）（又は（１）ないし（６）のいずれか）の導電性接着剤を用いて接合した電子部品モジュール、（１０）チップ部品がリードレスタイプのＱＦＮ（ＱｕａｄＦｌａｔＮｏｎ−ｌｅａｄｅｄｐａｃｋａｇｅ）及び／又はボールバンプレスのＬＧＡ（ＬａｎｄＧｒｉｄＡｒｒａｙ）部品であり、各部品の電極とチップ搭載基板とが上記（１）（又は（１）ないし（６）のいずれか）の導電性接着剤を用いて接合されている電子部品モジュールを提供する。本願で「接合」とは、はんだの溶融固化及び接着剤の接着力による接合を指す。

さらに本発明は以下の形態を提供する。

本発明においては、表面実装用の部品を用いて、ＰＷＢに上記（１）ないし（７）のいずれかの導電性接着剤を用いて接合されている電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよい。

本発明においては、ＰＷＢの材料としては、紙フェノール系、ガラスエポキシ系、ポリイミド系、ポリエステル系、ポリプロピレン系、セラミック系、金属系を使用した上記（１）ないし（７）のいずれかの導電性接着剤を用いて接合されている電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよい。

本発明においては、チップ部品をＰＷＢに上記導電性接着剤を用いて接合した電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよい。

本発明においては、チップ部品として、チップコンデンサー、チップ抵抗等が上記導電性接着剤を用いて接合されている電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよい。

本発明においては、半導体部品として、ＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）、ＴＳＯＰ（ＴｈｉｎＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）、ＳＯＰ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）、ＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）等のリードタイプの部品が上記導電性接着剤を用いて接合されている電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよい。

本発明においては、発光素子としてのＬＥＤ等の部品が上記導電性接着剤を用いて接合されている電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよい。

本発明においては、小型実装部品として、アルミ電解コンデンサー、トランジスター、トリマー、リレー、トランス等の部品が上記導電性接着剤を用いて接合されている電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよい。

本発明においては、機構部品として、コネクター、シールドケース、ジャック等の部品を上記導電性接着剤を用いて接合されている電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよい。

本発明においては、半導体素子としてのフリップチップが上記導電性接着剤を用いて接合されている電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよい。

本発明の「フラックス作用を有する」とは、通常のロジン系フラックスのように、その塗布膜は被はんだ付け体の金属面を覆って大気を遮断し、はんだ付け時にはその金属面の金属酸化物を還元し、この塗布膜が溶融はんだに押し退けられてその溶融はんだと金属面との接触が可能となり、その残さ膜は回路間を絶縁する機能を有するものである。このフラックス作用を持たせるために、本発明ではエポキシ樹脂も用いるが、用いられるエポキシ樹脂としては、公知のものが用いられ、例えばビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビフェニル型、ナフタレン型等のものが挙げられるが、常温で液状のものが好ましく、固形のものでも液状のものと併用することが好ましい。
硬化剤としてはフェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂等が挙げられ、これらのグループから選択される少なくとも１種又は２種混合系で使用することができ、これも常温で液状のものが好ましく、固形のものでも液状のものと併用することが好ましい。

本発明に硬化促進剤（硬化剤とともに用い、その硬化補助剤としても用いられるが、単独でも用いることができ硬化剤の１種ということもできる）を用いてもよく、硬化促進剤としては、エポキシ樹脂の硬化促進剤として用いるものであり、具体的には、例えば潜在性硬化促進剤としては、ノバキュアHX-3722、HX-3721、HX-3748、HX-3088、HX-3613、HX-3921HP 、HX-3941HP （旭化成エポキシ社製、商品名) 、脂肪族ポリアミン系としては、フジキュアFXR-1020、FXR-1030、FXR-1050、FXR-1080（富士化成工業社製、商品名）、エポキシ樹脂アミンアダクト系としては、アミキュアPN-23、MY-24 、VDH 、UDH 、PN-31、PN-40（味の素ファインテクノ製、商品名）、EH-3615S、EH-3293S、EH-3366S、EH-3842 、EH-3670S、EH-3636AS(旭電化工業社製、商品名) 等が挙げられる。また、イミダゾール系硬化促進剤としては、2MZA、2PZ 、C11Z、C17Z、2E4MZ 、2P4MZ 、C11Z-CNS、2PZ-CNZ （以上、商品名）等が挙げられる。

本発明に用いられる有機酸は、側鎖にアルキル基を有する二塩基酸が好ましい。該二塩基酸としては種類は問わないが、炭素数６以上（炭素数が少なくとも６の二塩基酸）が好ましく、側鎖にアルキル基としては炭素数１〜５の低級アルキル基も好ましく、それを単数又は複数有してもよく、複数のときは同一でも異なってもよい。例えば、直鎖または分枝状の炭素数１〜５の低級アルキル基が挙げられ、より具体的には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル等が挙げられる。側鎖にアルキル基を有する二塩基酸として、２，４−ジエチルグルタル酸、２，２−ジエチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、２−エチル−３−プロピルグルタル酸が挙げられ、２，５−ジエチルアジピン酸（エチル基を２箇所に有するアジピン酸）が好ましい。側鎖にアルキル基を有する二塩基酸を使用すると、エポキシ樹脂あるいはこれと硬化剤の混合物（両者を樹脂等ということがある）中への溶解性がより良く、保管中におけるその結晶の析出が起こりにくい。そのために、樹脂等中へ均一に混ざることから、そのまま硬化させた硬化物について樹脂等膜の絶縁信頼性の低下を起こしにくい。側鎖にアルキル基を有する二塩基酸、特に２，５−ジエチルアジピン酸は、エポキシ樹脂あるいは樹脂等中に１〜１０重量％の範囲で混ぜることが好ましい。側鎖にアルキル基を有する二塩基酸、特に２，５−ジエチルアジピン酸が１重量％以上の場合には、はんだ付け性に優れ、健全なチップ部品への濡れ性が確保し易くなる。また、１０重量％以下の場合には、硬化樹脂等膜の絶縁信頼性が優れている。更に、補助活性剤として、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等も少量添加して使用することができる。

本発明に用いるＳｎＢｉ系はんだとして好ましく用いられる低融点無鉛系はんだ粉末（低融点鉛フリーはんだ粉末）としては、融点（液相と固相が共存する状態）が１３８℃〜１７０℃、好ましくは１５０℃〜１７０℃のものが挙げられ、Ｓｎ４２Ｂｉ５８系の共晶はんだが効果的に用いられる。更に、Ｓｎ４２Ｂｉ５８系はんだの機械的な特性向上の目的で、Ａｇ、Ｎｉ、Ｆｅ等又はＧｅ等（これらの少なくとも１種、すなわち１ないし４種）の添加金属も適宜使用される。導電性接着剤中の低融点無鉛系はんだ粉末の配合割合は、１０〜９０重量％の範囲とすることが好適であるが、４０〜８０重量％が好ましい。その場合エポキシ系接着剤は９０〜１０重量％が挙げられ、６０〜２０重量％が好ましい。低融点無鉛系はんだ粉末の配合が１０重量％以上である場合には、チップ部品へのフィレットの形成がよく行われ、また、９０重量％以下の場合には、接着させたチップ部品の接合強度の補強がより十分となる。はんだ粉末の粒子径に関しては、特に限定はないが、粒子径を１〜１００μｍ、さらに好適には２５〜８０μｍ、より好適には３０〜６０μｍにすることが好ましい。粒子径を小さくし過ぎると、粒子接合が良好に達成されず、一方、大きくしすぎると、ファインピッチ化された部分の接合に不適となる。さらに平均粒子径が５０μｍ以下とすることが好ましい。この５０μｍ以下であると、ランドがファインピッチの回路基板に対する印刷性に良い影響を与えることがある。以上の粒子径はレーザー回折法により測定値である。

また、本発明の導電性接着剤には、上記の材料以外に必要に応じて、上記以外の活性剤、チキソ剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤等の添加剤を添加して均一に混合してもよい。これらの活性剤、チキソ剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤等の添加剤の含有量は、接着剤組成物に対して０．０１〜１０重量％の範囲であることが好ましく、０．０５〜５重量％の範囲であることがさらに好ましい。上記範囲未満だとそれぞれの添加剤の効果を奏することができない。一方、上記範囲を超えると、接合効果を奏することができなくなる。

本発明の導電性接着剤は、上記した必須成分及び必要に応じて添加される上記添加剤と共に混練処理することにより容易に製造することができる。このようにして得られた導電性接着剤は、モジュールの製造や各種電子部品類等の接着に好適に用いることができる。例えば電子機器のモジュールへのチップ実装に用いる場合には、シリンジによる吐出、もしくはメタルマスクによる印刷によって、導電性接着剤を介してチップ部品をマウントし、加熱により低融点はんだを溶融させる。このとき、導電性接着剤は、はんだが溶融して接着剤（樹脂等のはんだ以外の成分からなる）と分離し、はんだは、はんだ付け部の金属を濡らし、はんだ接合するが、接着剤は樹脂膜を形成し、はんだの溶融と同時にその熱により硬化が始まり、はんだ付けが終了した後に、主なその硬化が終了し、はんだ付け部の接着剤接合もする。はんだ粉末の溶融前に硬化が加速するとはんだ付け性が低下（はんだ付強度が低下）して、硬化物中にはんだボールが多発する。本発明の導電性接着剤を用いてはんだ付け及び硬化をするに当たっては、通常、１５０〜１８０℃に加熱するが、好適には１５０〜１７０℃に設定される。
このようにしてチップ部品をチップ搭載基板に導電性接着剤を用いて接合した電子部品モシュールが得られるが、例えば上述したＱＦＮやボールバンプレスのＬＧＡ部品の下面の電極とチップ搭載基板とを導電性接着剤を用いてはんだ接合かつ接着剤接合をした電子モジュールが得られる。

以上本発明によれば、モジュール化された部品その他の電子部品の実装のためのはんだ接合を低温で行うことができ、しかもはんだ接合による回路接続の導電性と接着剤による接合強度の向上の両方を一括で可能にし、その接合強度の向上は無溶剤型にすることによりさらに促進できる導電性接着剤、これを用いた導電部及びこの導電性接着剤を用いてはんだ接合した電子部品モジュールを提供することができる。これにより、これまで、Ａｇ系の導電性接着剤で接着し、更に封止剤による固定、アンダーフィルによる強度補強等の複雑な工程をとっていたものが、これらの工程を省く大幅に工程を削減することができ、さらには鉛フリーはんだの高温リフローによらずに電子部品を実装できることから、耐熱性の弱い電子部品でさえも効率よく実装することができる。

エポキシ樹脂、好ましくは硬化剤（硬化促進剤）、好ましくは側鎖にアルキル基を有する二塩基酸からなる無溶剤系接着剤組成物に、ＳｎＢｉ系の低融点はんだ粉末を混合してなるＳｎＢｉ系導電性接着剤は、低融点はんだによる接合によって回路接続の導通を確保し、接着剤によってはんだ付け部品の接着強度を補強でき、これらの導通と接着強度の補強の両方を一括して解決でき、リペア性を有する導電性接着剤である。従来の非溶融型導電性接着剤とソルダーペーストのよい点を組み合わせ、さらに発展させたとも言える。

以下に実施例と比較例によって、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。以下「部」とは「重量部」（「質量部」としてもよく、上記においても同様）を表す。

次の実施例のものが挙げられる。

ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製））８９部、２Ｐ４ＭＺ（四国化成工業社製）４部、２，５−ジエチルアジピン酸（協和発酵ケミカル社製）７部を、らいかい機を用いて混合し、フラックス作用を有するエポキシ接着剤を製造した。この接着剤３０部とＳｎ４２Ｂｉ５８はんだ粉末（平均粒径２５〜４５μｍ）７０部をプラネタリーミキサーで３時間混合して、無溶剤系の導電性接着剤を製造した。

実施例１において、各使用成分を表１の実施例２の欄に記載した対応する成分に代えて使用したこと、すなわち実施例１のものにコハク酸を添加して使用したこと以外は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。

実施例１において、各使用成分を表１の実施例３の欄に記載した対応する成分に代えて使用したこと、すなわち実施例１において樹脂をビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８０６（ジャパンエポキシレジン社製））に代えて使用したこと以外は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。

実施例１において、各使用成分を表１の実施例４の欄に記載した対応する成分に代えて使用したこと、すなわち実施例１において樹脂をビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８０６（ジャパンエポキシレジン社製））に代えて使用し、さらにコハク酸を添加したこと以外は、同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。

実施例１において、各使用成分を表１の実施例５の欄に記載した対応する成分に代えて使用したこと、すなわち実施例１において樹脂としてエピコート８２８と８０６を併用し、さらにコハク酸を添加して使用したこと以外は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。
なお、各実施例においてそれぞれ樹脂量は添加剤の添加量の調整により微調整している。

実施例１において、２，５−ジエチルアジピン酸７重量部の代わりにグルタル酸７重量部及びコハク酸１重量部に代えて使用したこと以外は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。配合を表２に示す。

実施例６において、各使用成分を表２の実施例７の欄に記載した対応する成分に代えて使用したこと、すなわち実施例６においてコハク酸に代えてマロン酸を使用したこと以外は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。

実施例６において、各使用成分を表２の実施例８の欄に記載した対応する成分に代えて使用したこと、すなわち実施例６においてコハク酸を半分にし、その残りの半分をマロン酸に代えて使用したこと以外は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。
なお、Ｓｎ４２Ｂｉ５８はんだにＡｇ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＧｅの少なくとも１種を含有させたものについても、上記実施例１〜８に準じた結果が得られる。

（比較例１、２）
鉛フリー用フラックス（ロジン系鉛フリーフラックス（組成：水添ロジン５０部、グルタル酸４部、チキソ剤８部、ブチルジグリコール３８部を混合したもの））９．５部にＳｎ４２Ｂｉ５８のはんだ粉末（平均粒径２４〜４５μｍ）９０．５部を混練したＳｎ４２Ｂｉ５８系ソルダーペースト（比較例１）、上記ロジン系鉛フリー用フラックス１１．６部にＳｎ９６．５Ａｇ３Ｃｕ０．５のはんだ粉末８８．４部を混練したＳｎ９６．５Ａｇ３Ｃｕ０．５系ソルダーペースト（比較例２）を調製した。配合を表２に示す。

上記実施例、比較例で得られた導電性接着剤、ソルダーペーストについて以下の試験を行った。
（１）せん断強度試験
表面に銅箔ランドが形成されたガラスエポキシ基板上に上記導電性接着剤あるいはソルダーペーストを、０．８ｍｍ×１．５ｍｍ×１００μｍのメタルマスクを用いて、メタルスキージで印刷し、Ｓｎめっきの２０１６ＣＲチップを銅箔ランドの印刷膜上に１０個載置した。導電性接着剤は１６０℃、６分間、リフロー炉で加熱硬化させ、ソルダーペーストはＳｎＢｉはんだ専用（プリヒート１２０℃、ピーク温度１７０℃）とＳｎＡｇＣｕはんだ専用（プリヒート１８０℃、ピーク温度２４０℃）のリフロー条件でそれぞれのチップ部品を実装した。引張り試験機を用いて、チップのせん断強度を測定した。
（２）絶縁抵抗試験
ＪＩＳ２型基板の銅箔ランド上（導体幅０．３１８ｍｍ、導体間隔０．３１８ｍｍの銅箔ランドを有するガラスエポキシ樹脂基板上）に、上記導電性接着剤あるいはソルダーペーストをメタルマスクを用いて印刷し（銅箔ランドを被覆するように０．３２ｍｍ×１６ｍｍ×５０μｍ（厚さ）の矩形状に印刷し）、上記（１）に記載したリフロー条件でリフローして試験片を作製した。この試験片を８５℃、８５％ＲＨ（相対湿度）中、５０Ｖ電圧を印加して、１００時間後の銅箔ランド表面間における絶縁抵抗をデジタルマルチメータによって測定した。
（３）ピン間ボール試験
ガラスエポキシ基板上の０．８ｍｍピッチＱＦＰランドに上記導電性接着剤あるいはソルダーペーストをメタルマスクを用いて印刷し、上記（２）に記載した条件でリフローさせた。残さ膜中に発生したはんだボールをカウントして、１ピン間（１ランド間）当たりのはんだボール数を算出した。
（４）はんだ広がり試験
３０ｍｍ×３０ｍｍの銅板上に上記導電性接着剤あるいはソルダーペーストを適宜厚さで塗布し、導電性接着剤とＳｎＢｉ系ソルダーペーストは１８０℃で３０秒加熱させた。また、ＳｎＡｇＣｕ系ソルダーペーストは２４０℃で３０秒加熱させた。はんだの高さをマイクロメータで測定して、はんだ広がり率として算出した。
上記試験の結果を表１、２に示す。

表の結果から、実施例１〜５の導電性接着剤は、「せん断強度」が１３６Ｎ〜１４５Ｎ（「Ｎ」は「ニュートン」）であって良好な強度を示し、「絶縁抵抗」は１０⁸Ω（表では、例えば「５Ｅ＋８」は「５×１０⁸」を意味する）であって、高い絶縁信頼性が得られることがわかる。
これに対し、実施例６〜８のものは、「絶縁抵抗」が１０⁷〜１０⁶Ωレベルに下がり、これらの抵抗値は時間の経過とともに向上することはなく、実施例１〜５のものより低い値を示し、実施例１〜５のものほどの高い絶縁信頼性は得られない。比較例１、２の従来の無鉛系ソルダーペーストを用いたものは、「絶縁抵抗」は１０⁹Ωレベルでよいが、「せん断強度」が実施例、他の比較例のものの約半分程度であり、弱いことがわかる。
以上のことから、フラックス作用のある樹脂としてエポキシ樹脂を使用して硬化させることにより、また、無溶剤系にすることにより「せん断強度」が高められ、活性剤として２，５−ジエチルアジピン酸を使用することにより「絶縁抵抗」の高い信頼性が得られることがわかる。しかも、いずれを使用してもはんだボール数、はんだ広がり率の性能も他のものに劣ることはないということができ、一方のみを使用して一方の性能は得られても、他方のものによる性能は得られないのとは異なる。「せん断強度」については実施例６〜８のものはフラックス作用のある樹脂としてエポキシ樹脂を使用しているので、ロジン系樹脂を使用している比較例１、２のものより優れる。

本発明は低温で接合可能な導電性及び接着性を有する導電性接着剤であるため、確実かつ効率的に電子部品等をプリント基板等実装する分野に利用可能である。

Claims

フラックス作用を有するエポキシ系接着剤と、ＳｎＢｉ系はんだ粉末と、を混合してなる導電性接着剤。
フラックス作用を有するエポキシ系接着剤は、少なくともエポキシ樹脂、硬化剤及び有機酸を含有したはんだ付け用フラックスであり、ＳｎＢｉ系はんだ粉末は１５０℃〜１７０℃の融点の鉛フリーはんだ粉末である請求項１に記載の導電性接着剤。
有機酸が側鎖にアルキル基を有する二塩基酸である請求項２に記載の導電性接着剤。
側鎖にアルキル基を有する二塩基酸が、２，５−ジエチルアジピン酸である請求項３に記載の導電性接着剤。
鉛フリーはんだ粉末がＳｎ４２Ｂｉ５８系はんだである請求項２ないし４のいずれかに記載の導電性接着剤。
Ｓｎ４２Ｂｉ５８系はんだはＡｇ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＧｅよりなる群から選択された少なくとも１種を含有する請求項５に記載の導電性接着剤。
ＳｎＢｉ系はんだ粉末を１０〜９０重量％含有する請求項１に記載の導電性接着剤。
請求項１ないし７のいずれかに記載の導電性接着剤により形成された導電部。
部品を基板に請求項１に記載の導電性接着剤を用いて接合した電子部品モジュール。