JP2019052237A - 導電性接着剤および電子基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】はんだによる配線のくわれを十分に抑制でき、接合部分の抵抗値を十分に低くできる導電性接着剤を提供すること。【解決手段】本発明の導電性接着剤は、厚みが１μｍ以下の配線に電子部品を接続するために用いる導電性接着剤であって、（Ａ）導電性粒子と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）活性剤と、（Ｄ）硬化剤と、を含有し、前記（Ａ）成分が、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子と、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末と、を含有し、前記（Ａ２）成分の配合量が、前記（Ａ）成分１００質量％に対して、１質量％以上５５質量％以下であることを特徴とするものである。【選択図】なし
Description
本発明は、導電性接着剤および電子基板の製造方法に関する。
はんだ組成物は、はんだ粉末にフラックス組成物（ロジン系樹脂、活性剤および溶剤など）を混練してペースト状にした混合物である（例えば、特許文献１）。このようなはんだ組成物を用いて、電子基板に電子部品を接続した場合には、はんだ接合により、接合部分の抵抗値を十分に低くできる。
しかしながら、はんだ接合では、電子基板の配線における金属とはんだとの合金層ができることで接合される。そのため、例えば、電子基板の配線が極端に薄い（例えば１μｍ以下）場合には、配線の金属がはんだ中に拡散し、配線がくわれてしまうという問題があった。
しかしながら、はんだ接合では、電子基板の配線における金属とはんだとの合金層ができることで接合される。そのため、例えば、電子基板の配線が極端に薄い（例えば１μｍ以下）場合には、配線の金属がはんだ中に拡散し、配線がくわれてしまうという問題があった。
本発明は、はんだによる配線のくわれを十分に抑制でき、接合部分の抵抗値を十分に低くできる導電性接着剤、並びに、それを用いた電子基板の製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような導電性接着剤および電子基板の製造方法を提供するものである。
本発明の導電性接着剤は、厚みが１μｍ以下の配線に電子部品を接続するために用いる導電性接着剤であって、（Ａ）導電性粒子と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）活性剤と、（Ｄ）硬化剤と、を含有し、前記（Ａ）成分が、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子と、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末と、を含有し、前記（Ａ２）成分の配合量が、前記（Ａ）成分１００質量％に対して、１質量％以上５５質量％以下であることを特徴とするものである。
本発明の導電性接着剤は、厚みが１μｍ以下の配線に電子部品を接続するために用いる導電性接着剤であって、（Ａ）導電性粒子と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）活性剤と、（Ｄ）硬化剤と、を含有し、前記（Ａ）成分が、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子と、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末と、を含有し、前記（Ａ２）成分の配合量が、前記（Ａ）成分１００質量％に対して、１質量％以上５５質量％以下であることを特徴とするものである。
本発明の電子基板の製造方法は、（Ａ）導電性粒子と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）活性剤と、（Ｄ）硬化剤と、を含有し、前記（Ａ）成分が、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子と、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末と、を含有し、前記（Ａ２）成分の配合量が、前記（Ａ）成分１００質量％に対して、１質量％以上５５質量％以下である導電性接着剤を用いて電子基板を製造する方法であって、厚みが１μｍ以下の配線を有する配線基板の電極上に、前記導電性接着剤を塗布する塗布工程と、前記導電性接着剤上に、電子部品を搭載する搭載工程と、前記（Ａ２）成分の融点よりも高い温度で加熱して、前記導電性接着剤を硬化させる熱硬化工程と、を備えることを特徴とする方法である。
本発明の導電性接着剤によれば、はんだによる配線のくわれを十分に抑制でき、接合部分の抵抗値を十分に低くできる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、本発明の導電性接着剤においては、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末が、電子基板の配線および電子部品の電極だけでなく、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子を含めて、はんだ接合を形成する。このはんだ接合により、接合部分の抵抗値を十分に低くできる。一方で、導電性接着剤中の（Ａ２）成分の配合量は、従来のソルダペーストと比較して少なく、また、（Ａ２）成分は（Ａ１）成分とのはんだ接合にも利用されるため、従来のソルダペーストと比較して、格段にはんだによる配線のくわれを抑制できる。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。
すなわち、本発明の導電性接着剤においては、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末が、電子基板の配線および電子部品の電極だけでなく、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子を含めて、はんだ接合を形成する。このはんだ接合により、接合部分の抵抗値を十分に低くできる。一方で、導電性接着剤中の（Ａ２）成分の配合量は、従来のソルダペーストと比較して少なく、また、（Ａ２）成分は（Ａ１）成分とのはんだ接合にも利用されるため、従来のソルダペーストと比較して、格段にはんだによる配線のくわれを抑制できる。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。
本発明によれば、はんだによる配線のくわれを十分に抑制でき、接合部分の抵抗値を十分に低くできる導電性接着剤、並びに、それを用いた電子基板の製造方法を提供できる。
［導電性接着剤］
まず、本実施形態の導電性接着剤について説明する。本実施形態の導電性接着剤は、以下説明する（Ａ）導電性粒子、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）活性剤および（Ｄ）硬化剤を含有するものである。また、この導電性接着剤は、具体的には、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）活性剤および（Ｄ）硬化剤を含有する樹脂組成物をバインダーとして、（Ａ）導電性粒子を分散させたものである。
まず、本実施形態の導電性接着剤について説明する。本実施形態の導電性接着剤は、以下説明する（Ａ）導電性粒子、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）活性剤および（Ｄ）硬化剤を含有するものである。また、この導電性接着剤は、具体的には、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）活性剤および（Ｄ）硬化剤を含有する樹脂組成物をバインダーとして、（Ａ）導電性粒子を分散させたものである。
［（Ａ）成分］
本実施形態に用いる（Ａ）導電性粒子は、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子と、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末と、を含有するものである。
本実施形態に用いる（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子としては、導電性を有する粒子（粉末）であれば、適宜公知のものを用いることができる。この（Ａ１）成分としては、無機物粒子（ニッケル、銅、銀、カーボンなど）、無機物粒子の表面に導電性の高い金属（銀、金など）をコーティングした粒子、有機物粒子の表面に導電性の高い金属（銀、金など）をコーティングした粒子などが挙げられる。これらの導電性粒子の中でも、導電性の観点から、銀粒子が好ましい。
本実施形態に用いる（Ａ）導電性粒子は、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子と、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末と、を含有するものである。
本実施形態に用いる（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子としては、導電性を有する粒子（粉末）であれば、適宜公知のものを用いることができる。この（Ａ１）成分としては、無機物粒子（ニッケル、銅、銀、カーボンなど）、無機物粒子の表面に導電性の高い金属（銀、金など）をコーティングした粒子、有機物粒子の表面に導電性の高い金属（銀、金など）をコーティングした粒子などが挙げられる。これらの導電性粒子の中でも、導電性の観点から、銀粒子が好ましい。
この（Ａ１）成分の形状は、特に限定されず、球状、フレーク状、針状などが挙げられる。これらの形状は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。例えば、球状の粉末とフレーク状の粉末とを混合してもよい。また、これらの中でも、導電性の観点から、少なくともフレーク状の粉末を含有することが好ましい。また、同様の観点から、球状の粉末であることが好ましい。
この（Ａ１）成分の平均粒子径は、通常０．１μｍ以上４０μｍ以下であるが、導電性の観点と、パッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、０．１５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１５μｍ以下であることがさらに好ましく、１μｍ以上１２μｍ以下であることが特に好ましい。また、（Ａ１）成分の形状が球状である場合、その平均粒子径は、０．１５μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、０．１５μｍ以上３μｍ以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、（Ａ１）成分の形状が球状などである場合には、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。また、（Ａ１）成分の形状がフレーク状、針状などである場合には、電子顕微鏡による観察により測定できる（長軸方向の長さの平均値）。
この（Ａ１）成分の平均粒子径は、通常０．１μｍ以上４０μｍ以下であるが、導電性の観点と、パッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、０．１５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１５μｍ以下であることがさらに好ましく、１μｍ以上１２μｍ以下であることが特に好ましい。また、（Ａ１）成分の形状が球状である場合、その平均粒子径は、０．１５μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、０．１５μｍ以上３μｍ以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、（Ａ１）成分の形状が球状などである場合には、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。また、（Ａ１）成分の形状がフレーク状、針状などである場合には、電子顕微鏡による観察により測定できる（長軸方向の長さの平均値）。
本実施形態に用いる（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末としては、適宜公知のものを用いることができる。
この（Ａ２）成分は、無鉛のはんだ粉末のみからなることが好ましいが、有鉛のはんだ粉末であってもよい。このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズ（Ｓｎ）を主成分とする合金が好ましい。また、この合金の第二元素としては、ビスマス（Ｂｉ）およびインジウム（Ｉｎ）などが挙げられる。さらに、この合金には、必要に応じて他の元素（第三元素以降）を添加してもよい。他の元素としては、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス、インジウム、アンチモン（Ｓｂ）、およびアルミニウム（Ａｌ）などが挙げられる。
この（Ａ２）成分は、無鉛のはんだ粉末のみからなることが好ましいが、有鉛のはんだ粉末であってもよい。このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズ（Ｓｎ）を主成分とする合金が好ましい。また、この合金の第二元素としては、ビスマス（Ｂｉ）およびインジウム（Ｉｎ）などが挙げられる。さらに、この合金には、必要に応じて他の元素（第三元素以降）を添加してもよい。他の元素としては、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス、インジウム、アンチモン（Ｓｂ）、およびアルミニウム（Ａｌ）などが挙げられる。
無鉛のはんだ粉末におけるはんだ合金としては、具体的には、Ｓｎ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｉｎ、Ｓｎ／Ｂｉ／Ｉｎ、Ｓｎ／Ｂｉ／Ｃｕ／Ｎｉ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｂｉ／Ｉｎ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ／Ｂｉ／Ｉｎ／Ｓｂ、およびＢｉ／Ｉｎなどが挙げられる。これらの中でも、接合部分の抵抗値の観点から、Ｓｎ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｉｎが好ましく、Ｓｎ／Ｉｎが特に好ましい。
この（Ａ２）成分の平均粒子径は、通常１μｍ以上４０μｍ以下であるが、導電性の観点と、パッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、１μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以上１５μｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上１２μｍ以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。
この（Ａ２）成分の平均粒子径は、通常１μｍ以上４０μｍ以下であるが、導電性の観点と、パッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、１μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以上１５μｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上１２μｍ以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。
（Ａ２）成分の配合量は、（Ａ）成分（（Ａ１）成分および（Ａ２）成分の合計量）１００質量％に対して、１質量％以上５５質量％以下であることが必要である。（Ａ２）成分の配合量が前記範囲内であれば、（Ａ１）成分同士を（Ａ２）成分によりはんだ接合することができ、接合部分の抵抗値を低くでき、また、はんだによる配線のくわれをより確実に抑制できる。また、上記の観点から、（Ａ２）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量％に対して、５質量％以上５０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以上４０質量％以下であることがさらに好ましく、２０質量％以上３０質量％以下であることが特に好ましい。
［樹脂組成物］
本実施形態の導電性接着剤は、以下説明する樹脂組成物と、前記（Ａ）成分とを含有するものである。
樹脂組成物の配合量は、導電性接着剤１００質量％に対して、５質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以上３０質量％以下であることが特に好ましい。樹脂組成物の配合量が５質量％未満の場合（導電性粒子の配合量が９５質量％を超える場合）には、バインダーとしての樹脂組成物が足りないため、樹脂組成物と導電性粒子とを混合しにくくなる傾向にあり、他方、樹脂組成物の配合量が５０質量％を超える場合（導電性粒子の配合量が５０質量％未満の場合）には、得られる導電性接着剤を用いた場合に、十分な導電性を得られにくくなる傾向にある。
本実施形態の導電性接着剤は、以下説明する樹脂組成物と、前記（Ａ）成分とを含有するものである。
樹脂組成物の配合量は、導電性接着剤１００質量％に対して、５質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以上３０質量％以下であることが特に好ましい。樹脂組成物の配合量が５質量％未満の場合（導電性粒子の配合量が９５質量％を超える場合）には、バインダーとしての樹脂組成物が足りないため、樹脂組成物と導電性粒子とを混合しにくくなる傾向にあり、他方、樹脂組成物の配合量が５０質量％を超える場合（導電性粒子の配合量が５０質量％未満の場合）には、得られる導電性接着剤を用いた場合に、十分な導電性を得られにくくなる傾向にある。
［（Ｂ）成分］
本実施形態に用いる（Ｂ）エポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。このようなエポキシ樹脂としては、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、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、およびジシクロペンタジエン型などのエポキシ樹脂が挙げられる。
これらのエポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。例えば、電子部品の接着強度、硬化物の柔軟性や強靭性などの物性のバランスの観点から、エポキシ樹脂と、熱硬化性エラストマーとを併用してもよい。
また、これらのエポキシ樹脂は、常温（２５℃）で液状のものを含有することが好ましく、常温で固形のものを用いる場合には、常温で液状のものと併用することが好ましい。
本実施形態に用いる（Ｂ）エポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。このようなエポキシ樹脂としては、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、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、およびジシクロペンタジエン型などのエポキシ樹脂が挙げられる。
これらのエポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。例えば、電子部品の接着強度、硬化物の柔軟性や強靭性などの物性のバランスの観点から、エポキシ樹脂と、熱硬化性エラストマーとを併用してもよい。
また、これらのエポキシ樹脂は、常温（２５℃）で液状のものを含有することが好ましく、常温で固形のものを用いる場合には、常温で液状のものと併用することが好ましい。
（Ｂ）成分の配合量としては、樹脂組成物１００質量％に対して、４０質量％以上９９質量％以下であることが好ましく、７０質量％以上９０質量％以下であることがより好ましい。（Ｂ）成分の配合量が前記下限以上であれば、電子部品を固着させるために十分な強度が得ることができ、落下衝撃に対する耐性を向上できる。他方、（Ｂ）成分の配合量が前記上限以下であれば、エポキシ樹脂を硬化せしめる速度を向上できる。
［（Ｃ）成分］
本発明に用いる（Ｃ）活性剤としては、有機酸、有機酸アミン塩、非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤、アミン系活性剤などが挙げられる。これらの活性剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。なお、これらの中でも、活性作用およびエポキシ樹脂の硬化性の観点からは、炭素数４〜１０のジカルボン酸、炭素数４〜１０のジカルボン酸のアミン塩などが好ましい。
炭素数４〜１０のジカルボン酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などが挙げられる。これらの中でも、炭素数５〜８のジカルボン酸がより好ましい。
炭素数４〜１０のジカルボン酸のアミン塩は、炭素数４〜１０（好ましくは、炭素数６〜８）のジカルボン酸と、アミンとの塩である。このアミンは、適宜公知のアミンを用いることができる。このようなアミンは、芳香族アミンであってもよく、脂肪族アミンであってもよい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。このようなアミンとしては、有機酸アミン塩の安定性などの観点から、炭素数３〜１３のアミンを用いることが好ましく、炭素数４〜７の１級アミンを用いることがより好ましい。
本発明に用いる（Ｃ）活性剤としては、有機酸、有機酸アミン塩、非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤、アミン系活性剤などが挙げられる。これらの活性剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。なお、これらの中でも、活性作用およびエポキシ樹脂の硬化性の観点からは、炭素数４〜１０のジカルボン酸、炭素数４〜１０のジカルボン酸のアミン塩などが好ましい。
炭素数４〜１０のジカルボン酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などが挙げられる。これらの中でも、炭素数５〜８のジカルボン酸がより好ましい。
炭素数４〜１０のジカルボン酸のアミン塩は、炭素数４〜１０（好ましくは、炭素数６〜８）のジカルボン酸と、アミンとの塩である。このアミンは、適宜公知のアミンを用いることができる。このようなアミンは、芳香族アミンであってもよく、脂肪族アミンであってもよい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。このようなアミンとしては、有機酸アミン塩の安定性などの観点から、炭素数３〜１３のアミンを用いることが好ましく、炭素数４〜７の１級アミンを用いることがより好ましい。
前記（Ｃ）成分の配合量としては、樹脂組成物１００質量％に対して、０．５質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上１０質量％以下であることが特に好ましい。（Ｃ）成分の配合量が前記下限以上であれば、活性作用を向上できる。他方、（Ｃ）成分の配合量が前記上限以下であれば、シェルフライフやポットライフを向上できる。
［（Ｄ）成分］
本実施形態に用いる（Ｄ）硬化剤としては、適宜公知の硬化剤を用いることができる。（Ｄ）成分としては、例えば、潜在性硬化剤、脂肪族ポリアミン系硬化剤、アミンアダクト系硬化剤およびイミダゾール系硬化促進剤などが挙げられる。これらの硬化剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
潜在性硬化剤としては、例えば、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）、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）が挙げられる。
脂肪族ポリアミン系硬化剤としては、フジキュアＦＸＲ−１０２０、ＦＸＲ−１０３０、ＦＸＲ−１０５０、ＦＸＲ−１０８０、ＦＸＲ−１０８１（Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製、商品名）などが挙げられる。
アミンアダクト系硬化剤としては、例えば、アミキュアＰＮ−２３、ＰＮ−Ｆ、ＭＹ−２４、ＶＤＨ、ＵＤＨ、ＰＮ−３１、ＰＮ−４０（味の素ファインテクノ社製、商品名）、ＥＨ−３６１５Ｓ、ＥＨ−３２９３Ｓ、ＥＨ−３３６６Ｓ、ＥＨ−３８４２、ＥＨ−３６７０Ｓ、ＥＨ−３６３６ＡＳ、ＥＨ−４３４６Ｓ、ＥＨ−５０１６Ｓ（ＡＤＥＫＡ社製、商品名）が挙げられる。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、２Ｐ４ＭＨＺ、１Ｂ２ＰＺ、２ＭＺＡ、２ＰＺ、Ｃ１１Ｚ、Ｃ１７Ｚ、２Ｅ４ＭＺ、２Ｐ４ＭＺ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮＳ、２ＰＺ−ＣＮ（四国化成工業社製など、商品名）が挙げられる。
本実施形態に用いる（Ｄ）硬化剤としては、適宜公知の硬化剤を用いることができる。（Ｄ）成分としては、例えば、潜在性硬化剤、脂肪族ポリアミン系硬化剤、アミンアダクト系硬化剤およびイミダゾール系硬化促進剤などが挙げられる。これらの硬化剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
潜在性硬化剤としては、例えば、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）、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）が挙げられる。
脂肪族ポリアミン系硬化剤としては、フジキュアＦＸＲ−１０２０、ＦＸＲ−１０３０、ＦＸＲ−１０５０、ＦＸＲ−１０８０、ＦＸＲ−１０８１（Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製、商品名）などが挙げられる。
アミンアダクト系硬化剤としては、例えば、アミキュアＰＮ−２３、ＰＮ−Ｆ、ＭＹ−２４、ＶＤＨ、ＵＤＨ、ＰＮ−３１、ＰＮ−４０（味の素ファインテクノ社製、商品名）、ＥＨ−３６１５Ｓ、ＥＨ−３２９３Ｓ、ＥＨ−３３６６Ｓ、ＥＨ−３８４２、ＥＨ−３６７０Ｓ、ＥＨ−３６３６ＡＳ、ＥＨ−４３４６Ｓ、ＥＨ−５０１６Ｓ（ＡＤＥＫＡ社製、商品名）が挙げられる。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、２Ｐ４ＭＨＺ、１Ｂ２ＰＺ、２ＭＺＡ、２ＰＺ、Ｃ１１Ｚ、Ｃ１７Ｚ、２Ｅ４ＭＺ、２Ｐ４ＭＺ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮＳ、２ＰＺ−ＣＮ（四国化成工業社製など、商品名）が挙げられる。
（Ｄ）成分の配合量としては、樹脂組成物１００質量％に対して、０．５質量％以上２５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上２０質量％以下であることがより好ましい。（Ｄ）成分の配合量が前記下限以上であれば、エポキシ樹脂を硬化せしめる速度を向上できる。他方、（Ｄ）成分の配合量が前記上限以下であれば、シェルフライフおよびポットライフを向上できる。
［他の成分］
本実施形態に用いる樹脂組成物には、導電性接着剤の塗布性の観点から、溶剤を用いてもよい。
この溶剤としては、適宜公知の溶剤を用いることができ、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ｎ−ドデカンなどの脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、メタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノールなどのアルコール類、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類、石油エーテル、石油ナフサなどの石油系溶剤類、セロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブ類、カルビトール、ブチルカルビトールなどのカルビトール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エチルジグリコールアセテート（ＥＤＧＡＣ）、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル類が挙げられる。これらの溶剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
本実施形態に用いる樹脂組成物には、導電性接着剤の塗布性の観点から、溶剤を用いてもよい。
この溶剤としては、適宜公知の溶剤を用いることができ、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、ｎ−ドデカンなどの脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、メタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノールなどのアルコール類、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類、石油エーテル、石油ナフサなどの石油系溶剤類、セロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブ類、カルビトール、ブチルカルビトールなどのカルビトール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エチルジグリコールアセテート（ＥＤＧＡＣ）、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル類が挙げられる。これらの溶剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
溶剤を配合する場合、溶剤の配合量としては、樹脂組成物１００質量％に対して、０.１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。溶剤の配合量が前記範囲内であれば、得られる導電性接着剤の粘度を適正な範囲に調整できる。
本実施形態に用いる樹脂組成物には、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、および溶剤の他に、必要に応じて、その他の添加剤を加えることができる。その他の添加剤としては、チクソ剤、レベリング剤、重合性化合物（重合性オリゴマー、反応性希釈剤など）、重合開始剤（有機過酸化物など）、消泡剤、酸化防止剤、改質剤、つや消し剤などが挙げられる。
［導電性接着剤の製造方法］
本実施形態の導電性接着剤は、上記説明した樹脂組成物と上記説明した（Ａ）導電性粒子とを上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
本実施形態の導電性接着剤は、上記説明した樹脂組成物と上記説明した（Ａ）導電性粒子とを上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
［電子基板の製造方法］
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。
本実施形態の電子基板の製造方法は、前述した導電性接着剤を用いて電子基板を製造する方法であって、以下説明する塗布工程、搭載工程、および熱硬化工程を備える方法である。
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。
本実施形態の電子基板の製造方法は、前述した導電性接着剤を用いて電子基板を製造する方法であって、以下説明する塗布工程、搭載工程、および熱硬化工程を備える方法である。
塗布工程においては、厚みが１μｍ以下の配線を有する配線基板の電極上に、前記導電性接着剤を塗布する。
配線基板は、リジット基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。配線基板の基材としては、特に限定されず、公知の基材を適宜用いることができる。
配線の厚みは、１μｍ以下であるが、本実施形態の電子基板の製造方法によれば、はんだによる配線のくわれを十分に抑制できるので、配線の厚みは、０．５μｍ以下であってもよく、０．２μｍ以下であってもよい。
配線の金属としては、銅、銀、および金などが挙げられる。また、配線は、蒸着法、めっき法などで形成できる。
また、塗布装置としては、スクリーン印刷機、メタルマスク印刷機、ディスペンサー、ジェットディスペンサーなどが挙げられる。
塗布膜の厚みは、３０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以上２００μｍ以下であることが特に好ましい。
配線基板は、リジット基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。配線基板の基材としては、特に限定されず、公知の基材を適宜用いることができる。
配線の厚みは、１μｍ以下であるが、本実施形態の電子基板の製造方法によれば、はんだによる配線のくわれを十分に抑制できるので、配線の厚みは、０．５μｍ以下であってもよく、０．２μｍ以下であってもよい。
配線の金属としては、銅、銀、および金などが挙げられる。また、配線は、蒸着法、めっき法などで形成できる。
また、塗布装置としては、スクリーン印刷機、メタルマスク印刷機、ディスペンサー、ジェットディスペンサーなどが挙げられる。
塗布膜の厚みは、３０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以上２００μｍ以下であることが特に好ましい。
搭載工程においては、前記導電性接着剤上に、電子部品を搭載する。
電子部品としては、チップ、およびパッケージ部品などが挙げられる。
また、搭載装置としては、適宜公知の搭載装置を用いることができる。
電子部品としては、チップ、およびパッケージ部品などが挙げられる。
また、搭載装置としては、適宜公知の搭載装置を用いることができる。
熱硬化工程においては、（Ａ２）成分の融点よりも高い温度で加熱して、前記導電性接着剤を硬化させる。
加熱炉としては、公知の加熱炉を適宜用いることができる。
加熱条件としては、加熱温度が、（Ａ２）成分の融点よりも高く、かつ１６０℃以下であることが好ましく、（Ａ２）成分の融点よりも１℃以上高く、かつ１５５℃以下であることがより好ましく、（Ａ２）成分の融点よりも５℃以上高く、かつ１５０℃以下であることが特に好ましい。加熱温度が前記範囲内であれば、はんだ接合を形成するとともに樹脂組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱時間は、１０分間以上２時間以下であることが好ましく、１５分間以上１時間以下であることがより好ましく、２０分間以上４０分間以下であることが特に好ましい。加熱時間が前記範囲内であれば、樹脂組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱炉としては、公知の加熱炉を適宜用いることができる。
加熱条件としては、加熱温度が、（Ａ２）成分の融点よりも高く、かつ１６０℃以下であることが好ましく、（Ａ２）成分の融点よりも１℃以上高く、かつ１５５℃以下であることがより好ましく、（Ａ２）成分の融点よりも５℃以上高く、かつ１５０℃以下であることが特に好ましい。加熱温度が前記範囲内であれば、はんだ接合を形成するとともに樹脂組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱時間は、１０分間以上２時間以下であることが好ましく、１５分間以上１時間以下であることがより好ましく、２０分間以上４０分間以下であることが特に好ましい。加熱時間が前記範囲内であれば、樹脂組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
以上のような本実施形態の電子基板の製造方法によれば、はんだによる配線のくわれを十分に抑制でき、接合部分の抵抗値を十分に低くできる。
なお、本発明の導電性接着剤および電子基板の製造方法は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
なお、本発明の導電性接着剤および電子基板の製造方法は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（（Ａ１）成分）
導電性粒子Ａ：銀粉末（フレーク状）、粒子径は０．１５〜３μｍ、商品名「ＴＣ−７２８Ｓ」、徳力本店社製
導電性粒子Ｂ：銀粉末（フレーク状）、平均粒子径は３．５μｍ、商品名「ＦＡ−８−１」、ＤＯＷＡ社製
（（Ａ２）成分）
はんだ粉末Ａ：粒子径は２〜６μｍ、はんだの融点は１３９℃、はんだの組成は４２Ｓｎ／５８Ｂｉ
はんだ粉末Ｂ：粒子径は１０〜２０μｍ、はんだの融点は１２０℃、はんだの組成は５０Ｓｎ／５０Ｉｎ
（（Ｂ）成分）
エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製、商品名「ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ」
エポキシ樹脂Ｂ：ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、商品名「ＮＣ−３０００」、日本化薬社製
（（Ｃ）成分）
活性剤Ａ：アジピン酸、東京化成工業社製
活性剤Ｂ：ｎ−ブチルアミンアジピン酸塩、昭和化学社製
活性剤Ｃ：グルタル酸
（（Ｄ）成分）
硬化剤Ａ：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、四国化成工業社製、商品名「キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ」
硬化剤Ｂ：２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、四国化成工業社製、商品名「キュアゾール２ＭＺＡ−ＰＷ」
（他の成分）
レベリング剤：商品名「フローレンＡＣ−３２６Ｆ」、共栄社化学社製
（（Ａ１）成分）
導電性粒子Ａ：銀粉末（フレーク状）、粒子径は０．１５〜３μｍ、商品名「ＴＣ−７２８Ｓ」、徳力本店社製
導電性粒子Ｂ：銀粉末（フレーク状）、平均粒子径は３．５μｍ、商品名「ＦＡ−８−１」、ＤＯＷＡ社製
（（Ａ２）成分）
はんだ粉末Ａ：粒子径は２〜６μｍ、はんだの融点は１３９℃、はんだの組成は４２Ｓｎ／５８Ｂｉ
はんだ粉末Ｂ：粒子径は１０〜２０μｍ、はんだの融点は１２０℃、はんだの組成は５０Ｓｎ／５０Ｉｎ
（（Ｂ）成分）
エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製、商品名「ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ」
エポキシ樹脂Ｂ：ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、商品名「ＮＣ−３０００」、日本化薬社製
（（Ｃ）成分）
活性剤Ａ：アジピン酸、東京化成工業社製
活性剤Ｂ：ｎ−ブチルアミンアジピン酸塩、昭和化学社製
活性剤Ｃ：グルタル酸
（（Ｄ）成分）
硬化剤Ａ：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、四国化成工業社製、商品名「キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ」
硬化剤Ｂ：２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、四国化成工業社製、商品名「キュアゾール２ＭＺＡ−ＰＷ」
（他の成分）
レベリング剤：商品名「フローレンＡＣ−３２６Ｆ」、共栄社化学社製
［実施例１］
エポキシ樹脂Ａ８３質量％、活性剤Ａ３．５質量％、活性剤Ｂ５質量％、硬化剤Ａ４質量％、硬化剤Ｂ４質量％およびレベリング剤０．５質量％を容器に投入して混合し、その後、三本ロールを用いて、分散し混合して樹脂組成物を得た。その後、得られた樹脂組成物２０質量％、導電性粒子Ａ７５質量％およびはんだ粉末Ａ５質量％（合計で１００質量％）を容器に投入し、混練機にて混合することで導電性接着剤を調製した。
そして、配線基板（銅配線の厚み：３５μｍ、電極の大きさ：０．５６ｍｍ×０．８ｍｍ）に、電極に対応するパターンを有するマスク（厚み：５０μｍ）を用い、得られた導電性接着剤を印刷した。その後、電子部品（チップ部品、大きさ：１．６ｍｍ×０．８ｍｍ、チップ抵抗：０Ω）を搭載し、１５０℃に設定したホットプレートにて３０分間の加熱処理を行い、電子部品を配線基板に接合した。
エポキシ樹脂Ａ８３質量％、活性剤Ａ３．５質量％、活性剤Ｂ５質量％、硬化剤Ａ４質量％、硬化剤Ｂ４質量％およびレベリング剤０．５質量％を容器に投入して混合し、その後、三本ロールを用いて、分散し混合して樹脂組成物を得た。その後、得られた樹脂組成物２０質量％、導電性粒子Ａ７５質量％およびはんだ粉末Ａ５質量％（合計で１００質量％）を容器に投入し、混練機にて混合することで導電性接着剤を調製した。
そして、配線基板（銅配線の厚み：３５μｍ、電極の大きさ：０．５６ｍｍ×０．８ｍｍ）に、電極に対応するパターンを有するマスク（厚み：５０μｍ）を用い、得られた導電性接着剤を印刷した。その後、電子部品（チップ部品、大きさ：１．６ｍｍ×０．８ｍｍ、チップ抵抗：０Ω）を搭載し、１５０℃に設定したホットプレートにて３０分間の加熱処理を行い、電子部品を配線基板に接合した。
［実施例２〜１０、並びに、比較例１］
下記表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、導電性接着剤を得た。
そして、得られた導電性接着剤を用いた以外は実施例１と同様にして、電子部品を基板に接合した。
［比較例２］
下記表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、導電性接着剤を得た。
そして、得られた導電性接着剤を用い、加熱処理としてリフロー処理（昇温速度：１．８℃／秒、１５５℃〜１６５℃の保持時間：４分間）を行った以外は実施例１と同様にして、電子部品を基板に接合した。
下記表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、導電性接着剤を得た。
そして、得られた導電性接着剤を用いた以外は実施例１と同様にして、電子部品を基板に接合した。
［比較例２］
下記表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、導電性接着剤を得た。
そして、得られた導電性接着剤を用い、加熱処理としてリフロー処理（昇温速度：１．８℃／秒、１５５℃〜１６５℃の保持時間：４分間）を行った以外は実施例１と同様にして、電子部品を基板に接合した。
＜導電性接着剤の評価＞
導電性接着剤の評価（抵抗値、配線のくわれ）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。
（１）抵抗値
実施例および比較例で得られた基板を評価基板とし、デジタルマルチメーター（アジレント社製の「３４４１０Ａ」）を用いて接続抵抗値を測定した。そして、接続抵抗値を以下の基準に従って評価した。
◎：接続抵抗値が、０．１Ω未満である。
○：接続抵抗値が、０．１Ω以上０．５Ω未満である。
△：接続抵抗値が、０．５Ω以上５Ω未満である。
×：接続抵抗値が、５Ω以上１０００Ω未満である。
××：接続抵抗値が、１０００Ω以上である。
（２）配線のくわれ
配線基板（厚みが２５μｍのポリイミドフィルム上に、厚みが０．３μｍの銅を蒸着した配線基板）に、５ｍｍ角のマスク（厚み：５０μｍ）を用い、導電性接着剤を印刷し、その後、１５０℃に設定したホットプレートにて３０分間の加熱処理を行い、評価基板を作製した。なお、比較例２のみ、１６０℃に設定したホットプレートにて４分間の加熱処理を行い、評価基板を作製した。
次に、イオンミリングにて、得られた評価基板の断面観察用の試料を作製し、電界放出走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて、はんだが溶融している箇所を観察するとともに、元素分析を行った。そして、配線のくわれを以下の基準に従って評価した。
○：銅配線が残っている。例えば、図１に示すように、元素分析により観察した画像で、銅（Ｃｕ）が途切れることなく、連続的に存在している状態である。
×：銅配線が残っていない。例えば、図２に示すように、元素分析により観察した画像で、銅（Ｃｕ）が途切れており、連続的に存在していない状態である。
なお、図１および図２は、評価基板の断面を電界放出走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）および元素分析により観察した画像である。そして、図１および図２は、ＦＥ−ＳＥＭの観察画像、その観察画像を拡大した拡大観察画像、並びに、その拡大観察画像において元素分析により銅（Ｃｕ）の存在を観察したＣｕ観察画像を有している。
導電性接着剤の評価（抵抗値、配線のくわれ）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。
（１）抵抗値
実施例および比較例で得られた基板を評価基板とし、デジタルマルチメーター（アジレント社製の「３４４１０Ａ」）を用いて接続抵抗値を測定した。そして、接続抵抗値を以下の基準に従って評価した。
◎：接続抵抗値が、０．１Ω未満である。
○：接続抵抗値が、０．１Ω以上０．５Ω未満である。
△：接続抵抗値が、０．５Ω以上５Ω未満である。
×：接続抵抗値が、５Ω以上１０００Ω未満である。
××：接続抵抗値が、１０００Ω以上である。
（２）配線のくわれ
配線基板（厚みが２５μｍのポリイミドフィルム上に、厚みが０．３μｍの銅を蒸着した配線基板）に、５ｍｍ角のマスク（厚み：５０μｍ）を用い、導電性接着剤を印刷し、その後、１５０℃に設定したホットプレートにて３０分間の加熱処理を行い、評価基板を作製した。なお、比較例２のみ、１６０℃に設定したホットプレートにて４分間の加熱処理を行い、評価基板を作製した。
次に、イオンミリングにて、得られた評価基板の断面観察用の試料を作製し、電界放出走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて、はんだが溶融している箇所を観察するとともに、元素分析を行った。そして、配線のくわれを以下の基準に従って評価した。
○：銅配線が残っている。例えば、図１に示すように、元素分析により観察した画像で、銅（Ｃｕ）が途切れることなく、連続的に存在している状態である。
×：銅配線が残っていない。例えば、図２に示すように、元素分析により観察した画像で、銅（Ｃｕ）が途切れており、連続的に存在していない状態である。
なお、図１および図２は、評価基板の断面を電界放出走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）および元素分析により観察した画像である。そして、図１および図２は、ＦＥ−ＳＥＭの観察画像、その観察画像を拡大した拡大観察画像、並びに、その拡大観察画像において元素分析により銅（Ｃｕ）の存在を観察したＣｕ観察画像を有している。
表１に示す結果からも明らかなように、本発明の導電性接着剤を用いた場合（実施例１〜１０）には、はんだによる配線のくわれを十分に抑制でき、接合部分の抵抗値を十分に低くできることが確認された。
これに対し、本発明における（Ａ２）成分を含有しない導電性接着剤を用いた場合（比較例１）には、抵抗値が高すぎることが分かった。また、はんだ組成物による接合の場合（比較例２）には、はんだによる配線のくわれが発生することが分かった。
これに対し、本発明における（Ａ２）成分を含有しない導電性接着剤を用いた場合（比較例１）には、抵抗値が高すぎることが分かった。また、はんだ組成物による接合の場合（比較例２）には、はんだによる配線のくわれが発生することが分かった。
本発明の導電性接着剤は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための技術として特に好適に用いることができる。
Claims (2)
- 厚みが１μｍ以下の配線に電子部品を接続するために用いる導電性接着剤であって、
（Ａ）導電性粒子と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）活性剤と、（Ｄ）硬化剤と、を含有し、
前記（Ａ）成分が、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子と、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末と、を含有し、
前記（Ａ２）成分の配合量が、前記（Ａ）成分１００質量％に対して、１質量％以上５５質量％以下である
ことを特徴とする導電性接着剤。 - （Ａ）導電性粒子と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）活性剤と、（Ｄ）硬化剤と、を含有し、前記（Ａ）成分が、（Ａ１）融点が３００℃以上の導電性粒子と、（Ａ２）融点が１５０℃以下のはんだ粉末と、を含有し、前記（Ａ２）成分の配合量が、前記（Ａ）成分１００質量％に対して、１質量％以上５５質量％以下である導電性接着剤を用いて電子基板を製造する方法であって、
厚みが１μｍ以下の配線を有する配線基板の電極上に、前記導電性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記導電性接着剤上に、電子部品を搭載する搭載工程と、
前記（Ａ２）成分の融点よりも高い温度で加熱して、前記導電性接着剤を硬化させる熱硬化工程と、を備える
ことを特徴とする電子基板の製造方法。
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