JP3689159B2 - 導電性接着剤およびそれを用いた回路 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性接着剤に関し、さらに詳しくは、半導体素子、チップ部品またはディスクリート部品を、マイグレーションを発生させないで印刷配線基板に接着できる導電性接着剤に関する。また、本発明は、このような導電性接着剤を用いて半導体素子などを接合させた回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の実装技術の一つとして、フリップチップ方式による接合がある。そこでは、ハンダメッキによりバンプを形成した半導体素子を用い、ハンダにより該半導体素子の接合を行う。また、銀などの貴金属粉末を使用した導電性接着剤、樹脂ボールに金などをメッキした粉末を使用して、異方性導電フィルムを用いて電子部品を接合することが試みられている。
【０００３】
一方、印刷配線基板を用いる回路の形成においても、チップ部品やディスクリート部品の接合にはハンダが使用される。ハンダの代わりに導電性接着剤を用いて、これらの部品を実装することも行われている。しかし、該接着剤に導電性粒子として銀などが使用される場合には、エレクトロマイグレーションを起こすことがある。（IEEE Transaction on Components, Packaging and Manufacturing Technology, Part B, Vol.17, No.1, p83 参照）。
【０００４】
現在、電子部品の接合には、鉛とスズの共晶ハンダが使用されている。廃棄された電子機器に使用されているハンダが酸性雨により溶解し、地下水に溶け込み、飲料水などに地下水を使用するところでは、公衆衛生上の問題を生じている。また、ハンダ接合の際、残留したフラックスやハンダボールの除去のために、基板をフロンの溶媒などで洗浄していた。しかし、このような洗浄剤の使用は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）発生の原因となるので、その使用は、今後ますます厳しく制約される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、半導体素子、チップ部品またはディスクリート部品を印刷配線基板に接着でき、鉛など、廃棄されたときに公害の原因となるような金属を含有せず、金、パラジウムに比べて低コストで、容易に入手可能な金属を用いて、マイグレーションを起こさず、溶媒を含まないか、少量の溶媒のみを含み、かつ、回路を形成した後、高温に放置しても抵抗変化が少ない、安定した導電性を有する導電性接着剤を提供することである。本発明のもうひとつの課題は、配線基板上に形成され、洗浄の必要がなく、安定な導電性を有する導体部を有する回路を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、この課題を達成するために検討を重ねた結果、表面処理された特定の範囲の金属、特定の樹脂および硬化剤を組み合わせた導電性接着剤を用いて、半導体素子や電子部品の印刷配線用基板への接合に使用したとき、上記の課題を達成しうることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の導電性接着剤は、
（Ａ）表面がニッケルおよび／またはニッケル−ホウ素合金である金属粒子を、ポリオキシアルキレンリン酸エステル誘導体とポリオキシアルキレンアルキル（もしくはアルケニル）アミンまたはその誘導体との混合物で表面処理して得られた導電粒子；
（Ｂ）エポキシ樹脂であって、その２０〜７０重量％がジグリシジル型反応性希釈剤であるエポキシ樹脂；ならびに
（Ｃ）フェノール樹脂硬化剤であって、その５０重量％以上がアルキルレゾール型フェノール樹脂および／またはアルキルノボラック型フェノール樹脂である、フェノール樹脂硬化剤
を含むことを特徴とする。また本発明の回路は、このような導電性接着剤を用いて、半導体素子、チップ部品、ディスクリート部品またはそれらの組合せを接合させたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の導電性接着剤において、（Ａ）成分として用いられる導電粒子は、金属粒子を表面処理したものである。金属粒子としては、ニッケルおよび／またはニッケル−ホウ素合金粒子あるいは表面をニッケルおよび／またはニッケル−ホウ素合金でメッキされた金属粒子が用いられる。メッキされた金属粒子の場合、メッキは、上記の金属相互の間で行ってもよく、上記の金属以外の金属、好ましくは銅の表面に行ってもよい。このような金属粒子を用いることにより、マイグレーションを生ずることなく、経済性や安全性においても有利な、導電性を有する接着性組成物が得られる。このような金属粒子のうち、好ましいものは、ニッケルもしくはニッケル−ホウ素合金の粒子か、ニッケル−ホウ素合金でメッキされた銅粉である。後者の場合、メッキ層が薄いと、使用中に基材が露出してマイグレーションを起こしやすいので、メッキ層の厚さは０．１μm 以上であることが好ましい。
【０００９】
金属粒子の形状は、球状でもりん片状でもよく、他の形状、たとえば針状のものを用いてもよい。
【００１０】
りん片状金属粒子は、その扁平面の平均直径、すなわち長径と短径の平均が通常０．５〜３０μm 、好ましくは２〜１０μm である。平均直径が０．５μm 未満では、沈降しやすく、比抵抗も高くなる。一方、３０μm を越えると、印刷の際に版が目づまりを起こす。アスペクト比は通常１０〜２００、好ましくは２０〜５０である。アスペクト比が１０未満では、りん片状金属粒子を配合することによる導電粒子の沈降を防止する効果が不十分となり、２００を越えると、目づまりを起こしやすくなる。
【００１１】
りん片状金属粒子の配合量は、必要に応じて配合される表面処理を施されない導電粒子を含めた合計量で、通常は導電粒子全体の２体積％以上であり、好ましくは２〜６５体積％、さらに好ましくは５〜４０体積％である。２体積％未満では、保存中に導電粒子の沈降が著しく、また接触抵抗が経時変化する。
【００１２】
球状金属粒子は、平均粒子径が通常０．１〜３０μm 、好ましくは１〜１０μm である。なお、ここでいう球状金属粒子には、カルボニル法ニッケル粉のように、表面に針状突起を有する球状の粒子をも包含する。平均粒子径が０．１μm 未満ではチクソトロピック性が著しく大きくなり、均一な層を形成しにくい。また、導電粒子の体積分率が同等の導電性接着剤で比較すると、接触抵抗が大きい。そのうえ、該接着剤を印刷する際に、版の跡が残りやすくなる。一方、平均粒子径が３０μm を越えると、保存中に沈降して分離しやすい。また、印刷の際に版が目づまりを起こしやすく、作業性が悪い。球状金属粒子の配合量は、必要に応じて配合される表面処理を施されない導電粒子を含めた合計量で、通常は導電粒子全体の９８体積％以下であり、好ましくは３５〜９８体積％、さらに好ましくは６０〜９５体積％である。９８体積％を越えると、未硬化の導電性接着剤や、溶媒を含む導電ペーストから導電粒子が沈降しやすい。
【００１３】
本発明において特徴的なことは、このような金属粒子が高温で酸化されて比抵抗が上がることを防ぐ目的で、その表面をポリオキシアルキレンリン酸エステル誘導体とポリオキシアルキレンアルキル（もしくはアルケニル）アミンまたはその誘導体との混合物からなる表面処理剤で、表面処理を施すことである。
【００１４】
ポリオキシアルキレンリン酸エステル誘導体は、代表的には、一般式：
【化１】
Figure 0003689159
（式中、Ｒ1 は炭素数８〜２２のアルキル基もしくはアルケニル基、または炭素数４〜１２のアルキル基を有するアルキルフェニル基を表し；Ｒ2 は水素原子またはメチル基を表し；Ｒ3 は水素原子、低級アルキル基または（ＣＨ2 ＣＨＲ2 Ｏ)nＲ1 鎖を表し；ｎは分子中のＣＨ2 ＣＨＲ2 Ｏ単位の合計が２〜３０になる数である）で示される界面活性剤である。Ｒ1 としては、直鎖状または分岐状の、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、イコシル、ドコシルのようなアルキル基；オレイルのようなアルケニル基；およびオクチルフェニル、ノニルフェニル、ドデシルフェニルのようなアルキルフェニル基が例示され、それらの混合物でもよい。Ｒ2 は水素原子またはメチル基であり、分子中に両者が混在してもよい。Ｒ3 はたがいに同一でも異なっていてもよく、水素原子のほか；メチル、エチル、プロピルのような低級アルキル基が例示され；また、上記の（ＣＨ2 ＣＨＲ2 Ｏ)nＲ1 鎖であってもよい。ｎは、分子中に２個以上の（ＣＨ2 ＣＨＲ2 Ｏ)nＲ1 鎖が存在するときはたがいに同一でも異なっていてもよく、分子中のＣＨ2 ＣＨＲ2 Ｏ単位の合計が２〜３０、好ましくは２〜２０になるように選択される。ポリオキシアルキレン炭化水素鎖の数は１〜３個のいずれでもよく、それらの混成でもよい。なお、以下、ポリオキシエチレン鎖をＰＯＥ、ポリオキシプロピレン鎖をＰＯＰで表し、その単位数をカッコ内に記す。
【００１５】
このようなポリオキシアルキレンリン酸エステル誘導体としては、ビス〔ＰＯＥ（３）ラウリルエーテル〕リン酸、ビス〔ＰＯＥ（５）ラウリルエーテル〕リン酸、トリス〔ＰＯＥ（７）トリデシルエーテル〕リン酸、ＰＯＥ（５）セチルエーテルリン酸、トリス〔ＰＯＥ（８）ステアリルエーテル〕リン酸、ビス〔ＰＯＥ（２）ＰＯＰ（６）ステアリルエーテル〕リン酸のようなアルキルポリオキシアルキレンリン酸エステル；ビス〔ＰＯＥ（５）オレイルエーテル〕リン酸のようなアルケニルポリオキシアルキレンリン酸エステル；ビス〔ＰＯＥ（６）オクチルフェニルエーテル〕リン酸、ビス〔ＰＯＥ（４）ノニルフェニルエーテル〕リン酸、ビス〔ＰＯＰ（２）オクチルフェニルエーテル〕リン酸のようなアルキルフェニルポリオキシアルキレンリン酸エステルが例示され、アルキル基の種類および／またはポリオキシアルキレン炭化水素鎖の数の異なるものの混合物でもよい。
【００１６】
ポリオキシアルキレンアルキル（もしくはアルケニル）アミンまたはその誘導体は、代表的には、一般式：
【化２】
Figure 0003689159
（式中、Ｒ4 は炭素数８〜２２のアルキル基、アルケニル基またはＮ−アルキルアミノプロピル基を表し；Ｒ5 は水素原子またはメチル基を表し；Ｒ6 は水素原子または（ＣＨ2 ＣＨＲ5 Ｏ)mＨ鎖を表し；ｍは分子中のＣＨ2 ＣＨＲ5 Ｏ単位の合計が４〜３０になる数である）で示される界面活性剤である。Ｒ4 としては、直鎖状または分岐状の、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、イコシル、ドコシルのようなアルキル基；オレイルのようなアルケニル基；およびＮ−ステアリルアミノプロピルのようなＮ−アルキルアミノアルキル基が例示され、それらの混合物でもよい。Ｒ5 は水素原子またはメチル基であり、分子中に両者が混在してもよい。Ｒ6 は水素原子でも、上記の（ＣＨ2 ＣＨＲ5 Ｏ)mＨ鎖であってもよい。ｎは、分子中に２個の（ＣＨ2 ＣＨＲ5 Ｏ)mＨ鎖が存在するときはたがいに同一でも異なっていてもよく、分子中のＣＨ2 ＣＨＲ5 Ｏ単位の合計が４〜３０、好ましくは４〜２０になるように選択される。ポリオキシアルキレン鎖の数は、１個でも２個でもよく、両者の混成でもよい。
【００１７】
このようなポリオキシアルキレンアルキル（もしくはアルケニル）アミンまたはその誘導体としては、ＰＯＥ（５）ラウリルアミン、ＰＯＥ（１０）ラウリルアミン、ＰＯＥ（７）セチルアミン、ＰＯＥ（５）ステアリルアミン、ＰＯＥ（１０）ステアリルアミン、ジＰＯＥ（１５）ステアリルアミン、ＰＯＰ（５）ステアリルアミンのようなポリオキシアルキレンアルキルアミン；ＰＯＥ（５）オレイルアミン、ＰＯＥ（１５）オレイルアミン、ＰＯＰ（５）オレイルアミンのようなポリオキシアルキレンアルケニルアミン；およびジＰＯＥ（６）ラウリルプロピレンジアミン、ジＰＯＥ（８）ステアリルプロピレンジアミンのようなポリオキシアルキレンアルキルアミン誘導体が例示され、アルキル基の種類および／またはポリオキシアルキレン炭化水素鎖の数の異なるものの混合物でもよい。
【００１８】
ポリオキシエチレンリン酸エステル誘導体とポリオキシエチレンアルキル（もしくはアルケニル）アミンまたはその誘導体との混合比は、前者の酸価当量と後者のアミン価当量を等しく、両者がたがいに中和されるように設定するのが好ましく、両者の種類によっても異なるが、通常、重量比で前者１に対して後者０．３〜２の範囲である。
【００１９】
表面処理剤の量は、表面処理に供される金属粒子に対して０．１〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量％の範囲である。０．１重量％未満では導電粒子表面の耐酸化性の向上が得られず、５重量％を越えると組成物の接着強度が低下する。
【００２０】
表面処理の方法は、金属粒子に乾式または湿式で表面処理剤を混合してもよく、未処理の金属粒子を用いて、エポキシ樹脂、フェノール樹脂および必要に応じて溶媒を配合してペースト化した後、上記の表面処理剤を添加して混合してもよい。温度は常温でも、任意の温度に加熱して行ってもよい。
【００２１】
（Ａ）成分の量は、導電性接着剤中の３０〜４５体積％、好ましくは３２〜４０体積％である。３０体積％未満では導電性粒子の量が少なくなり、比抵抗が高くなる。一方、４０体積％を越えると、印刷性が悪くなり、また硬化後の被膜が荒れて、比抵抗が高くなる。
【００２２】
本発明において、（Ａ）成分のほかに、必要に応じて、このような界面活性剤による表面処理を施さないニッケルおよび／またはニッケル−ホウ素合金からなる導電粒子を配合してもよい。非処理導電粒子の形状、寸法は、さきに（Ａ）成分として用いられる金属粒子について述べたのと同様である。特に非処理導電粒子で、粒径が小さかったり、りん片状導電粒子のアスペクト比が大きいものは、硬化の際または使用中に高温にさらされると、表面酸化によって接触抵抗を増す。全導電粒子中の（Ａ）成分の割合は、好ましくは８０重量％以上である。８０重量％未満では、高温にさらされても抵抗の変化が小さいという本発明の導電性接着剤の特徴が、十分には得られない。
【００２３】
本発明に用いられる（Ｂ）エポキシ樹脂は、（Ｃ）フェノール樹脂によって硬化して導電性接着剤のバインダーとして機能するものである。なお、本発明において、エポキシ樹脂とは、２個以上のグリシジル基を有する反応性希釈剤を包含する概念として用いる。該エポキシ樹脂は、未硬化の導電性接着剤が、溶媒を含まず、または少量の、すなわち５重量％以下の溶媒を含んで優れた流動性を有し、しかも導電性接着剤が優れた接着性と硬化後の機械的性質を有するために、（Ｂ）成分中の２０〜７０重量％、好ましくは２５〜６０重量％がジグリシジル型反応性希釈剤である。この量が２０重量％未満では、硬化前の接着剤の流動性が不十分で作業性が悪く、７０重量％を越えると、接着性および硬化後の塗膜の機械的性質が悪くなる。また、該反応性希釈剤の量は、（Ｂ）成分と後述の（Ｃ）成分の合計量の５０重量％以下であることが好ましい。この量が５０重量％を越えると硬化性が低下する。そのうえ、硬化後の接着剤層の抵抗が高く、温度によって抵抗が変化しやすい。
【００２４】
ジグリシジル型反応性希釈剤としては、硬化後の塗膜に可とう性を与え、優れた耐ヒートサイクル性と安定な導電性が得られることから、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリ（２−ヒドロキシプロピレン）グリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルおよび１，３−ビス（３−グリシドキシプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンであるジグリシジル化合物であることが好ましい。すなわち、反応性希釈剤のうち、これらが３５重量％以上であることが好ましく、５０重量％以上であることがさらに好ましい。他のジグリシジル型反応性希釈剤としては、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリンなどが例示される。また、少量のトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルまたはグリセリントリグリシジルエーテルのようなトリグリシジルエーテル型反応性希釈剤を併用してもよい。
【００２５】
なお、ほかに必要に応じてｎ−ブチルグリシジルエーテルのようなモノグリシジルエーテル型反応性希釈剤を併用してもよいが、これを多量に用いると電気特性や接着性の低下を招くので、通常は１０重量％以下で、好ましくは５重量％である。
【００２６】
（Ｂ）成分のうち、上記の反応希釈剤を除くエポキシ樹脂成分としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などを用いることができ、１種でも、２種以上を併用してもよい。前述のような反応性希釈剤を用いながら、導電性接着剤に優れた接着性と機械的性質を与えるためには、ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型のエポキシ樹脂を用いることが好ましく、可能なかぎり少量の反応性希釈剤および／または許容される量の溶媒を用いて、硬化前の導電性接着剤に塗布作業に適した流動性を与えるためには、常温で液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂か、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を用いることが特に好ましい。
【００２７】
本発明に用いられる（Ｃ）フェノール樹脂は、（Ｂ）成分の硬化剤であり、硬化後は（Ｂ）成分と一体になってバインダーを構成する。（Ｃ）成分としては、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられるフェノール樹脂初期縮合物であればよく、レゾール型でもノボラック型でもよいが、硬化の際の応力が緩和され、優れた耐ヒートサイクル性を得るためには、その５０重量％以上がアルキルレゾール型またはアルキルノボラック型のフェノール樹脂であることが好ましい。この量が５０重量％未満では、硬化応力が大きく、耐ヒートサイクル性が劣る。また、アルキルレゾール型ノフェール樹脂の場合、優れた印刷適性を得るためには、平均分子量が２，０００以上であることが好ましい。平均分子量が２，０００未満の場合は、印刷適性が低下し、かすれなどの印刷不良が起こりやすくなる。これらのアルキルレゾール型またはアルキルノボラック型フェノール樹脂において、アルキル基としては、炭素数１〜１８のものを用いることができ、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシルのような炭素数２〜１０のものが好ましい。
【００２８】
（Ｃ）成分の量は、用いる（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の種類によっても異なるが、硬化後に高温における抵抗の優れた安定性を得るためには、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の重量比が４：１〜１：４の範囲が好ましく、４：１〜１：１がさらに好ましい。
【００２９】
また、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計量が、導電性接着剤中の５５〜７０体積％が好ましく、６０〜６８体積％がさらに好ましい。５５体積％未満では印刷適性が悪く、また高温における抵抗の安定性が悪くなり、７０体積％を越えると必要な比抵抗が得られないからである。
【００３０】
本発明の導電性接着剤は、反応性希釈剤を含むので無溶媒で導電ペーストとして使用可能であるが、必要に応じて溶媒を添加して、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂を溶解させ、導電粒子を分散させた導電ペーストの形態に調製して用いることができる。溶媒としては、樹脂の種類に応じて、トルエン、キシレン、メシチレンおよびテトラリンのような芳香族炭化水素類；テトラヒドロフランのようなエーテル類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンのようなケトン類；２−ピロリドンおよび１−メチル−２−ピロリドンのようなラクトン類；エチ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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルおよびジエチレングリコールモノブチルエーテル、さらにこれらに対応するプロピレングリコール誘導体のようなエーテルアルコール類；それらに対応する酢酸エステルのようなエステル類；ならびにマロン酸、コハク酸などのジカルボン酸のメチルエステル、エチルエステルのようなジエステル類が例示される。溶媒の使用量は、用いられる導電粒子および有機樹脂の種類と量比、ならびに導電ペーストを印刷する方法などにより、任意に選択される。
【００３１】
また、分散助剤として、ジイソプロポキシ（エチルアセトアセタト）アルミニウムのようなアルミニウムキレート化合物；イソプロピルトリイソステアロイルチタネートのようなチタン酸エステル；脂肪族多価カルボン酸エステル；不飽和脂肪酸アミン塩；ソルビタンモノオレエートのような界面活性剤；またはポリエステルアミン塩、ポリアミドのような高分子化合物などを用いてもよい。
【００３２】
本発明の導電性接着剤または導電ペーストには、このほか、必要に応じて、アミン類、イミダゾール類のような硬化触媒、シランカップリング剤、レベリング剤などを配合してもよい。
【００３３】
本発明の導電性接着剤または導電ペーストは、配合成分を、らいかい機、プロペラ撹拌機、ニーダー、ロールなどによって均一に混合して調製し、スクリーン印刷、グラビア印刷、ディスペンスなど、任意の方法で基板に印刷または塗布することができる。有機溶媒を用いる場合は、印刷または塗布の後、常温で、または加熱によって、該溶媒を揮散させる。本発明の導電性接着剤をそのまま上記の方法で印刷または塗布した場合は、上記の溶媒除去の工程は必要ない。印刷または塗布の後、エポキシ樹脂をたとえば１５０〜２００℃で硬化させて、基板表面の必要な部分に、導電回路を形成させることができる。
【００３４】
このようにして、本発明の導電性接着剤を用いて、半導体素子、チップ部品およびディスクリート部品の１種または２種以上を接合させた回路を、基板表面に形成させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の導電性接着剤は、流動性に優れ、回路基板に容易に印刷または塗布することが可能であり、電圧を印加してもマイグレーションを起こすことなく、高温で使用しても抵抗の変化が少ない。また、容易に入手でき、しかも公害の原因にならない金属の粒子を用い、有機溶媒を使用しないか、その使用量が少ないために、経済性および安全性の点でも有利である。
【００３６】
このような利点を生かして、本発明の導電性接着剤は、半導体や電子部品の接合や実装にきわめて有用であり、これを用いてマイクロ電子回路の形成を有利に行うことができる。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって、本発明をさらに詳細に説明する。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。なお、実施例および比較例において、評価は次のような方法で行った。
【００３８】
（１）比抵抗
導電性接着剤を硬化して得られた塗膜について、ＬＣＲメータを用いて、室温２０±３℃、相対湿度５０±１５％で測定した（初期）。また、塗膜を１５０℃に１，０００時間放置した後に、同様の測定を行った（高温放置後）。
【００３９】
（２）抵抗器の接着強度
３２１６サイズのチップ抵抗器を、導電性接着剤を用いて銅張りガラスエポキシ基板に接合し、加熱して該接着剤を硬化させた。ついで、横からプッシュプルゲージ（丸菱科学機械製作所製、ＰＧＤII型）で突いて、数値を読みとることにより、剥離に要する力を測定した。
【００４０】
（３）コンデンサの容量、誘電正接および接着強度
２０１２５サイズ、公称１，０００pFの積層チップコンデンサを、導電性接着剤を用いて銅張りガラスエポキシ基板に接合し、加熱して該接着剤を硬化させた。このようにして接合したチップコンデンサについて、ＬＣＲメータを用いて１００Hzの容量と誘電正接を測定した。さらに、横から突いて、チップコンデンサの剥離に要する力を測定した。
【００４１】
（４）ヒートサイクル試験
基板表面で硬化させた導電性接着剤を、温度１２５℃で３０分、−４０℃で３０分を１サイクルとする５，０００サイクルのヒートサイクルにかけ、ひび割れや剥離の有無を観察した。
【００４２】
参考例
表面処理剤として、トリス〔ＰＯＥ（７）トリデシルエーテル〕リン酸１００重量部、およびＰＯＥ（１０）ステアリルアミンとジＰＯＥ（１０）ステアリルアミンの重量比２：１の混合物５０重量部を混合して用いた。すなわち、両者の合計量が１０重量％になるようにメチルエチルケトンで希釈して処理液を調製した。平均粒径５μm の球状ニッケル粒子を、Ｖミキサーを用いて撹拌しつつ、上記の処理液を、ニッケル粒子に対する表面処理剤の量が１重量％になる量散布し、室温で３０分撹拌を続けることにより、ニッケル粒子の表面を表面処理剤で被覆して、表面処理球状ニッケル粒子を得た。
【００４３】
実施例１〜７、比較例１、２
三本ロールを用いて、表１に示す導電粒子、エポキシ樹脂、フェノール樹脂および他の成分、ならびに硬化促進剤としてイミダゾール１部、分散助剤としてイソプロピルトリイソステアロイルチタネート０．５部を配合して均一になるまで混合し、導電性接着物を調製した。比較例１の接着剤は非処理ニッケル粉のみを用いたものであり、比較例２の接着剤は、フェノール樹脂として、アルキル基をもたないノボラックフェノール樹脂のみを用いたものである。
【００４４】
【表１】
Figure 0003689159
【００４５】
調製した導電性接着剤の２５℃における粘度を測定したところ、表２に示す値を得た。該接着剤を、チップ抵抗器と積層コンデンサを載置した銅張りガラスエポキシ基板の表面に、該接着剤を接合するようにスクリーン印刷によって印刷した。これを１５０℃で１０分間加熱して硬化させ、チップ抵抗器の接着強度、ならびに積層コンデンサの容量、誘電正接および接着強度を測定した。
【００４６】
別に、同様に上記の混合物をアルミナ基板の表面に印刷し、硬化させて、得られた試料の初期および高温放置後の比抵抗を測定した。
【００４７】
さらに、上記の混合物を銅張りガラスエポキシ基板の表面に印刷し、１５０℃で１０分間加熱して硬化させ、得られた試料をヒートサイクル試験にかけて評価した。これらの結果をまとめて表２に記載する。
【００４８】
比較例３
比較のために、銅張りガラスエポキシ基板の表面に積層コンデンサを、２２０℃、２分間の加熱条件でハンダを用いて接合し、その容量、誘電正接および接着強度を測定した。その結果を表２に併せて記載する。
【００４９】
【表２】
Figure 0003689159
【００５０】
表２から明らかなように、本発明の導電性接着剤を用いて、ハンダによる接合と同等の接着強度で電子部品を接合し、回路を形成させることができる。また、コンデンサの容量や誘電正接に対する影響もない。
【００５１】
本発明の導電性接着剤は、比抵抗が１０-4〜１０-2Ω・cmの優れた導電性を示し、高温に長時間放置しても、比抵抗の大きな変化はない。これに対して、比較例１の導電性接着剤は比抵抗が大きく、また高温で導電粒子が酸化されるので、高温放置後の比抵抗の増加が著しい。一方、比較例２の導電性接着剤は、ヒートサイクル試験によってひび割れを生ずる。

Claims (5)

  1. （Ａ）表面がニッケルおよび／またはニッケル−ホウ素合金である金属粒子を、ポリオキシアルキレンリン酸エステル誘導体とポリオキシアルキレンアルキル（もしくはアルケニル）アミンまたはその誘導体との混合物で表面処理して得られた導電粒子；
    （Ｂ）エポキシ樹脂であって、その２０〜７０重量％がジグリシジル型反応性希釈剤であるエポキシ樹脂；ならびに
    （Ｃ）フェノール樹脂硬化剤であって、その５０重量％以上がアルキルレゾール型フェノール樹脂および／またはアルキルノボラック型フェノール樹脂である、フェノール樹脂硬化剤を、含み、
    ここで、エポキシ樹脂におけるジグリシジル型反応性希釈剤が、ポリ（２−ヒドロキシプロピレン）グリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルおよび１，３−ビス（３−グリシドキシプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンから選ばれるジグリシジル化合物であり、かつ
    フェノール樹脂硬化剤における、アルキルレゾール型フェノール樹脂および／またはアルキルノボラック型フェノール樹脂として、そのアルキル基が、炭素数２〜１０の基である
    ことを特徴とする導電性接着剤。
  2. （Ｂ）と（Ｃ）の体積分率が合計５５〜７０体積％である、請求項１記載の導電性接着剤。
  3. （Ｂ）と（Ｃ）の重量比が４：１〜１：４である、請求項１または２記載の導電性接着剤。
  4. （Ｂ）が、ジグリシジル型反応性希釈剤と、ビスフェノールＡ型もしくはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性接着剤。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性接着剤を用いて、半導体素子、チップ部品、ディスクリート部品またはそれらの組合せを接合させた回路。
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