JP2006257408A - 導電性接着剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 導電性接着剤は、Sn及びBi及び/又はInを基本組成とする金属フィラー成分並びに樹脂成分を含む。更に、Cu、Ag及びNiの群から選ばれる金属を含むことができる。樹脂成分は、第1の成分としてエポキシ系樹脂を含む。更に、第2の樹脂成分として還元性を有する樹脂を含むことができる。
【選択図】図3
Description
しかし、近年、電子部品実装において、はんだ付け部の機械的強度向上や熱衝撃強度等の信頼性特性向上への要求が高まってきている。
そこで、接合材料も、Sn−Pb系はんだ材料から、鉛を含まないはんだ材料、いわゆる鉛フリーはんだ材料への移行が図られつつある。2種の金属を主成分とする鉛フリーはんだの例には、共晶型合金材料である材料として、Sn−Ag系はんだがある(特許文献1、特許文献2)。
本発明は、このような課題を解決した導電性接着剤を提供することを目的とする。
尚、本願第1の発明の導電性接着剤を用いて、電子回路基板の配線を形成する場合には、図3における電極2は存在しないが、基板上に未硬化の導電性接着剤組成物を所定のパターンにて塗布して加熱硬化させることによって、溶融した状態の金属フィラー成分がそのパターンに従って合一化及び連絡し合い、その形状を保持したまま固化するので、図3に示す例と同様に、実質的に切れ目のない金属塊の配線パターンが基板上に形成される。従って、この場合にも、本発明の導電性接着剤を用いることによって、バルク金属並みでかつ安定した体積抵抗率を提供することができる。
このような場合に、本願の第2の発明に係る導電性接着剤を用いると、導電性接着剤中に還元性のある樹脂成分が存在しているので、加熱硬化過程中でも導電性接着剤組成物内をある程度還元性雰囲気に保つことができる。そのため、加熱硬化過程において金属フィラー粒子の表面に酸化膜が生じることを実質的に防止することができる。加熱硬化過程中における金属フィラー粒子表面の酸化を防止することによって、加熱硬化過程における金属フィラー成分の溶融不良を防止することができる。
本発明の第1の形態において、表2に示すように、実施例1〜25としてそれぞれ対応する組成を有する金属フィラー成分を配合して、得られる配合物(従って、対応する組成の合金)の融点及び体積抵抗率を測定した。
融点は、示差熱分析装置を用いて測定した。
体積抵抗率(ρ)の測定値は、試料について抵抗値R、配線長L及び断面積Sを求めた後、式:ρ=R・L/Sに基づいて求めた。
各実施例に対応する導電性接着剤組成物を直方体の型の中に入れ、その型を温度150℃に保たれた加熱チャンバー内で5分間加熱して、導電性接着剤組成物を硬化させた。その後、室温まで放冷して、体積抵抗率を測定した。
また、繰り返し曲げ強度は、以下のようにして測定した。図4左図に示すように、相互に対応する接点を有する2枚のフレキ基板(厚さ0.08mm、長さ30mm、幅20mm)を用意し、フレキ基板の重ね代(接合部の長さ)を5mmとして、一方のフレキ基板の接点部分に本発明の導電性接着剤組成物を適量で塗布した。それから、対応する接点どうしを対向させて重ね合わせた後、上記の導電性接着剤の体積抵抗率の測定で行った加熱硬化過程に従って加熱処理を行い、導電性接着剤を十分に硬化させて、2枚のフレキ基板の接合を行った。
本発明の第2の形態では、上記実施例1で用いた組成に、表3において実施例26〜30として示す還元性を有する第2の樹脂成分を更に配合して導電性接着剤組成物を調製した。樹脂成分と金属フィラー成分との重量比を15:85とし、樹脂成分中での第1の樹脂成分と第2の樹脂成分との重量比は80:20とした。
本発明の導電性接着剤は、金属フィラー成分として比較的低融点の合金を用いるので、鉛フリーはんだ材料やSn-Pb系はんだ材料よりも低い硬化温度を達成することができる。
また、金属フィラー成分に低融点金属を用いることにより、導電性接着剤の加熱硬化過程において、低融点金属フィラーを十分に溶融させた後に硬化させるので、実質的に切れ目のない金属塊によって導通経路を形成することができる。従って、本発明の導電性接着剤を用いた接合部はバルク金属並みでかつ安定した体積抵抗率を実現することができる。
本発明の導電性接着剤は、硬化温度が鉛フリーはんだの融点よりも比較的低い温度にて実装に用いることができ、硬化後において、バルク金属並みでかつ安定した体積抵抗率を示すことができるので、許容耐熱温度が比較的低い電子部品の実装を、熱損傷を与える可能性を最小限度に小さくして、又は実質的に防止して、行う用途に特に有用である。
また、本発明の導電性接着剤は、CCD素子、フォログラム素子、チップ部品等の電子部品の接続用及びそれらを接合する基板の配線形成に用いることができる。その結果、これらの素子、部品及び/又は基板を内蔵する製品、例えば、DVD、携帯電話、ポータブルAV機器、ノートPC、デジタルカメラ等に使用することができる。
Claims (12)
- Sn及びBi及び/又はInを基本組成とする金属フィラー成分並びに樹脂成分を含んでなることを特長とする導電性接着剤。
- 金属フィラー成分は、10〜70重量%のBi及び残部のSnを含んでなる請求項1記載の導電性接着剤。
- 金属フィラー成分は、10〜90重量%のIn及び残部のSnを含んでなる請求項1記載の導電性接着剤。
- 金属フィラー成分は、10〜70重量%のBi、10〜90重量%のIn及び残部のSnを含んでなる請求項1記載の導電性接着剤。
- 金属フィラー成分は、Cu、Ag及びNiの群から選ばれる少なくとも1種の金属を更に含むことを特長とする請求項1〜4のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 樹脂成分は、第1の成分として硬化性樹脂を含むことを特長とする請求項1〜5のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 樹脂成分は、第2の成分として還元性を有する樹脂を含むことを特長とする請求項6記載の導電性接着剤。
- 第2の樹脂成分はカルボキシル基を有することを特長とする請求項7記載の導電性接着剤。
- 第2の樹脂成分は、金属を含む有機化合物を含有することを特長とする請求項7または8記載の導電性接着剤。
- 前記金属は、Na、Ag、Cu及びKの群から選ばれることを特長とする請求項9記載の導電性接着剤。
- 樹脂成分は、還元性を有する樹脂を含むことを特長とする請求項1〜5のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の導電性接着剤を用いて部品が接着されていることを特長とする回路基板。
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