JPH0992031A - Conductive composition and soldered structure using the same - Google Patents
Conductive composition and soldered structure using the sameInfo
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- JPH0992031A JPH0992031A JP24621095A JP24621095A JPH0992031A JP H0992031 A JPH0992031 A JP H0992031A JP 24621095 A JP24621095 A JP 24621095A JP 24621095 A JP24621095 A JP 24621095A JP H0992031 A JPH0992031 A JP H0992031A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子部品、回路に配
線材料、電極材料、導電接合材料として使用される導電
性組成物及びこれを用いた半田付着構造体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive composition used as a wiring material, an electrode material, and a conductive bonding material for electronic parts and circuits, and a solder-bonded structure using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の電子部品、回路には、導電材料の
コストダウンを主目的に様々の形でポリマー型の導電性
組成物が配線材料、電極材料、導電接合材料として使用
されている。しかしポリマー型の導電性組成物は、導電
性を高めることに限界があることや、電子部品、回路は
最終的には半田実装が控えているため、ポリマー型導電
性組成物には半田が濡れる機能が求められてきている。
また基板材料の主流がガラスエポキシやポリイミドとい
った樹脂基板になってきているため、導電性組成物には
基板の撓みに対しても破壊しない高強度の材料が要求さ
れてきている。2. Description of the Related Art In recent electronic parts and circuits, polymer type conductive compositions have been used as wiring materials, electrode materials and conductive bonding materials in various forms mainly for the purpose of cost reduction of conductive materials. However, polymer-type conductive compositions have a limit in increasing conductivity, and electronic components and circuits are not ready for solder mounting in the end, so polymer-type conductive compositions can get wet with solder. Functions are required.
In addition, since the mainstream of the substrate material is a resin substrate such as glass epoxy or polyimide, a high-strength material that does not break even when the substrate is bent is required for the conductive composition.
【0003】通常ポリマー型導電性組成物は、ペースト
状で乾燥や焼き付けで固化し導電物となる。固化後は図
4のように導体である金属粒子21がバインダー樹脂2
2に被覆されて分散している。Usually, the polymer-type conductive composition is a paste and solidifies by drying or baking to become a conductive material. After solidification, as shown in FIG.
2 is covered and dispersed.
【0004】通常のポリマー型導電性組成物はバインダ
ー樹脂22が熱硬化性樹脂である場合が多く、この場合
金属粒子21を被覆しているバインダー樹脂膜が強固で
破壊せず半田をはじくため半田が濡れないという問題が
ある。一方バインダー樹脂が線状高分子樹脂などの熱可
塑性樹脂で構成されている場合、半田熱によってバイン
ダー樹脂が溶融し分散している金属粒子が脱落するとい
う問題がある。また導電性組成物中の金属粒子は、自身
の比表面積が高く、通常の環境下においても粒子表面が
酸化されるため半田が濡れない状態になっている。In the usual polymer type conductive composition, the binder resin 22 is often a thermosetting resin. In this case, the binder resin film covering the metal particles 21 is strong and repels the solder without breaking it, thus soldering. There is a problem that does not get wet. On the other hand, when the binder resin is composed of a thermoplastic resin such as a linear polymer resin, there is a problem that the binder resin is melted by the heat of the solder and the dispersed metal particles fall off. Further, the metal particles in the conductive composition have a high specific surface area, and the surface of the particles is oxidized even in a normal environment, so that the solder is not wet.
【0005】この様な問題を改良するため、有機金属の
使用(特開平1-34597 号公報)やAg被覆Cu粉の使用(特開
昭63-81706号公報)で、金属粒子の酸化を防止し半田濡
れを良くする提案がされている。これらの公知例では熱
硬化性樹脂の一つであるレゾール型フェノール樹脂をバ
インダー成分としている。この樹脂はフラックスの作用
と半田熱によって分子結合の一部(ジメチレンエーテル
結合)が分解脱離するため、金属粒子を被覆している樹
脂膜が破れ、酸化されていない金属粒子が露出し半田が
濡れる(図5の(a)〜(c)参照)。図5はかかる従
来のレゾール型フェノール樹脂をバインダー成分として
いる導電性組成物の半田濡れ機構を示す断面模式図であ
る。図5の(a)において、31は金属粒子、32はバ
インダー樹脂である。図5の(a)の状態でフラックス
と熱をかけると、表層のバインダー樹脂の部分が熱分解
して変質バインダー樹脂層33になり(図5の
(b))、これは強度が低い。次に変質バインダー樹脂
層33の上に半田34をかけると、図5の(c)に示す
ように変質バインダー樹脂層33の部分の強度は低くな
っているため、破壊しやすい。In order to improve such problems, the use of organic metal (JP-A-1-34597) and the use of Ag-coated Cu powder (JP-A-63-81706) prevent oxidation of metal particles. Proposals have been made to improve solder wetting. In these known examples, a resol type phenol resin, which is one of thermosetting resins, is used as a binder component. In this resin, part of the molecular bond (dimethylene ether bond) is decomposed and desorbed by the action of the flux and the heat of the solder, so the resin film covering the metal particles is broken and the unoxidized metal particles are exposed and the solder Get wet (see (a) to (c) of FIG. 5). FIG. 5 is a schematic sectional view showing a solder wetting mechanism of a conductive composition containing such a conventional resol-type phenol resin as a binder component. In FIG. 5A, 31 is a metal particle and 32 is a binder resin. When the flux and heat are applied in the state of FIG. 5A, the binder resin portion of the surface layer is thermally decomposed to become an altered binder resin layer 33 (FIG. 5B), which has low strength. Next, when the solder 34 is applied on the altered binder resin layer 33, the strength of the altered binder resin layer 33 is lowered as shown in FIG.
【0006】したがって公知例では半田濡れ性が高く、
かつ塗膜の撓み密着強度も高い導電性組成物ならびにこ
れを用いた半田付着構造体は得られなかった。Therefore, in the known example, the solder wettability is high,
Moreover, a conductive composition having a high flexural adhesion strength of the coating film and a solder-attached structure using the same could not be obtained.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前記したように、特開
平1-34597 号公報及び特開昭63-81706号公報で提案され
ている従来例は、いずれも導電性組成物中に占めるバイ
ンダー成分の割合が非常に少ないため(含有比率:約10
wt%以下)、導電性組成物を基板に塗布した場合の塗膜
の撓み密着強度が低く用途に限界があった。特に従来例
ではバインダー成分に固く脆い塗膜を形成するフェノー
ル樹脂を使用しているためこの傾向が顕著であった。As described above, the conventional examples proposed in JP-A-1-34597 and JP-A-63-81706 are all binder components in the conductive composition. Is very small (content ratio: approx. 10
wt% or less), the flexible adhesion strength of the coating film when the conductive composition was applied to the substrate was low, and there was a limit to the application. Particularly, in the conventional example, this tendency was remarkable because a phenol resin that forms a hard and brittle coating film was used as the binder component.
【0008】さらにフェノール樹脂は分子結合の一部を
熱により分解脱離させることによって半田の濡れを確保
しているため、半田が濡れた後は強度が著しく低下して
しまう問題があった(図5)。Further, since the phenol resin secures the wetting of the solder by decomposing and desorbing a part of the molecular bond by heat, there is a problem that the strength is remarkably lowered after the solder is wet (see FIG. 5).
【0009】一方、塗膜の撓み密着強度を高めるために
バインダーの含有比率を高く(12wt%以上)した場
合、金属粒子表面を被覆するバインダー皮膜が厚くなり
分解脱離が不完全になるため半田濡れ性が低下する。ま
た分解脱離を促進させるため半田付け温度を高温(26
0℃以上)にすると塗膜の撓み密着強度が低下してしま
う。On the other hand, when the content ratio of the binder is increased (12 wt% or more) in order to increase the flexural adhesion strength of the coating film, the binder film coating the surface of the metal particles becomes thick and the decomposition and desorption become incomplete, so that the solder is not soldered. Wettability decreases. In addition, the soldering temperature is set to a high temperature (26
If the temperature is set to 0 ° C. or higher), the flexural adhesion strength of the coating film decreases.
【0010】さらに樹脂バインダーと金属粒子を主成分
にする導電性組成物は、樹脂と金属の比重差が大きいた
め硬化前のペースト状態で長期保存して置くと金属粒子
が沈澱して使用出来なくなってしまうことがある。Further, the conductive composition containing a resin binder and metal particles as main components has a large difference in specific gravity between the resin and the metal, so if it is stored for a long time in a paste state before curing, the metal particles will precipitate and it cannot be used. It may happen.
【0011】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、撓み密着強度が高く広範囲の温度域で半田に濡れる
高信頼性のポリマー型の導電性組成物、更に硬化前のペ
ースト状態で長期保存しておいても金属粒子が沈澱しに
くい安定性の優れたポリマー型の導電性組成物及びこれ
を用いた半田付着構造体を提供することを目的とする。In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a highly reliable polymer-type conductive composition which has high flexural adhesion strength and wets solder in a wide temperature range, and further is stored for a long time in a paste state before curing. It is an object of the present invention to provide a polymer-type conductive composition having excellent stability in which metal particles are unlikely to precipitate and a solder-attached structure using the same.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の導電性組成物は、ジメチレンエーテル結合
を有するレゾール型フェノール樹脂と、前記化学式(化
1)または(化2)で示される構造を有する化合物から
選ばれた少なくとも1種のアルコキシアルキル化合物と
からなるバインダー成分と、平均粒径0.1μm以上5
0μm以下の金属粒子とを主成分とすることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, the conductive composition of the present invention comprises a resol-type phenol resin having a dimethylene ether bond and the chemical formula (Formula 1) or (Formula 2). A binder component comprising at least one alkoxyalkyl compound selected from compounds having a structure having an average particle size of 0.1 μm or more 5
It is characterized in that it contains metal particles of 0 μm or less as a main component.
【0013】本発明の前記導電性組成物においては、バ
インダー成分が3〜40重量%、金属粒子が60〜97
重量%であることが好ましい。また、本発明の前記導電
性組成物においては、バインダー成分が線状高分子樹脂
を更に含むバインダー成分であることが好ましい。In the conductive composition of the present invention, the binder component is 3 to 40% by weight and the metal particles are 60 to 97.
It is preferably in the weight%. Further, in the conductive composition of the present invention, the binder component is preferably a binder component further containing a linear polymer resin.
【0014】また、本発明の前記導電性組成物において
は、バインダー成分中のアルコキシアルキル化合物の含
有量が0.5〜10重量%であることが好ましい。ま
た、本発明の前記導電性組成物においては、バインダー
成分中の線状高分子樹脂の含有量が0.5〜30重量%
であることが好ましい。Further, in the conductive composition of the present invention, the content of the alkoxyalkyl compound in the binder component is preferably 0.5 to 10% by weight. Further, in the conductive composition of the present invention, the content of the linear polymer resin in the binder component is 0.5 to 30% by weight.
It is preferred that
【0015】また、本発明の前記導電性組成物において
は、金属粒子が、Au、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくと
も一つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好ま
しい。In the conductive composition of the present invention, it is preferable that the metal particles include metal particles coated with at least one noble metal selected from Au, Ag, Pd and Pt.
【0016】また、本発明の前記導電性組成物において
は、金属粒子が、Ni、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、I
n、Biから選ばれる少なくとも一つの金属またはNi、C
u、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、Pd、Pt
から選ばれる少なくとも二種以上からなる合金成分を核
とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも一
つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好まし
い。In the conductive composition of the present invention, the metal particles are Ni, Cu, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn, I.
At least one metal selected from n and Bi or Ni and C
u, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn, In, Bi, Au, Ag, Pd, Pt
It is preferable to include metal particles having an alloy component of at least two selected from the group as a core and having a surface layer coated with at least one noble metal selected from Au, Ag, Pd, and Pt.
【0017】また、本発明の半田付着構造体は、導電性
組成物の表層に半田層を有する半田付着構造体であっ
て、前記導電性組成物は、ジメチレンエーテル結合を有
するレゾール型フェノール樹脂と、前記記載の化学式
(化1)または(化2)で示される構造を有する化合物
から選ばれた少なくとも1種のアルコキシアルキル化合
物とからなるバインダー成分と、平均粒径0.1μm以
上50μm以下の金属粒子成分とを主成分とし、かつ前
記金属粒子成分と前記半田層とが、直接接触している部
分を有することを特徴とする。Further, the solder adhering structure of the present invention is a solder adhering structure having a solder layer on a surface layer of a conductive composition, wherein the conductive composition is a resol type phenol resin having a dimethylene ether bond. And a binder component comprising at least one alkoxyalkyl compound selected from the compounds having the structure represented by the chemical formula (Formula 1) or (Formula 2) described above, and having an average particle size of 0.1 μm or more and 50 μm or less. The metal particle component is a main component, and the metal particle component and the solder layer have a portion in direct contact with each other.
【0018】また、本発明の前記半田付着構造体に於い
ては、バインダー成分が3〜40重量%、金属粒子が6
0〜97重量%であることが好ましい。また、本発明の
前記半田付着構造体に於いては、バインダー成分が線状
高分子樹脂を更に含むバインダー成分であることが好ま
しい。Further, in the solder-attached structure of the present invention, the binder component is 3 to 40% by weight, and the metal particles are 6%.
It is preferably from 0 to 97% by weight. Further, in the solder attachment structure of the present invention, the binder component is preferably a binder component further containing a linear polymer resin.
【0019】また、本発明の前記半田付着構造体に於い
ては、バインダー成分中のアルコキシアルキル化合物の
含有量が0.5〜10重量%であることが好ましい。ま
た、本発明の前記半田付着構造体に於いては、バインダ
ー成分中の線状高分子樹脂の含有量が0.5〜30重量
%であることが好ましい。Further, in the solder-adhered structure of the present invention, the content of the alkoxyalkyl compound in the binder component is preferably 0.5 to 10% by weight. Further, in the solder attachment structure of the present invention, the content of the linear polymer resin in the binder component is preferably 0.5 to 30% by weight.
【0020】また、本発明の前記半田付着構造体に於い
ては、金属粒子が、Au、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なく
とも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好
ましい。In the solder attachment structure of the present invention, it is preferable that the metal particles include metal particles coated with at least one noble metal selected from Au, Ag, Pd and Pt.
【0021】また、本発明の前記半田付着構造体に於い
ては、金属粒子が、Ni、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、
In、Biから選ばれる少なくとも一つの金属またはNi、C
u、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、Pd、Pt
から選ばれる少なくとも二種以上からなる合金成分を核
とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも一
つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好まし
い。In the solder-adhered structure of the present invention, the metal particles are Ni, Cu, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn,
At least one metal selected from In and Bi or Ni and C
u, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn, In, Bi, Au, Ag, Pd, Pt
It is preferable to include metal particles having an alloy component of at least two selected from the group as a core and having a surface layer coated with at least one noble metal selected from Au, Ag, Pd, and Pt.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】前記した本発明の半田付着構造体
によれば、導電性組成物は、ジメチレンエーテル結合を
有するレゾール型フェノール樹脂と、前述した化学式
(化1)または(化2)で示される構造を有する化合物
から選ばれた少なくとも1種のアルコキシアルキル化合
物とからなるバインダー成分と、平均粒径0.1μm以
上50μm以下の金属粒子成分とを主成分とし、かつ金
属粒子成分と半田層とが、直接接触している部分を有す
ることにより、撓み強度が高く広範囲の温度域で半田に
濡れる高信頼性のポリマー型の半田付着構造体を実現で
きる。そして、本発明は導電性組成物のバインダーとし
てジメチレンエーテル結合を有するレゾール型フェノー
ル樹脂と、アルコキシアルキル化合物を使用すること
で、低温域でも半田を濡らすことができ、撓み密着強度
が高くかつ半田濡れ後も強度低下が小さくかつ硬化前の
ペースト状での保存性を高めた導電性組成物を提供し得
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the above-described solder attachment structure of the present invention, the conductive composition comprises a resol-type phenol resin having a dimethylene ether bond and the above-mentioned chemical formula (Formula 1) or (Formula 2). A binder component composed of at least one kind of alkoxyalkyl compound selected from compounds having a structure represented by and a metal particle component having an average particle diameter of 0.1 μm or more and 50 μm or less, and the metal particle component and solder. Since the layer has a portion that is in direct contact with the layer, a highly reliable polymer-type solder attachment structure that has high flexural strength and wets solder in a wide temperature range can be realized. And, the present invention, by using a resol-type phenolic resin having a dimethylene ether bond as a binder of the conductive composition, and an alkoxyalkyl compound, it is possible to wet the solder even in a low temperature range, and the flexural adhesion strength and the solder are high. It is possible to provide a conductive composition that has a small decrease in strength even after wetting and has improved storage stability in a paste state before curing.
【0023】導電性組成物塗膜表層の金属粒子は一部レ
ゾール型フェノール樹脂に被覆され、一部アルコキシア
ルキル化合物に被覆されている。また、レゾール型フェ
ノール樹脂中には一部アルコキシアルキル化合物も混在
している。ここにフラックスと熱をかけると、塗膜表層
のレゾール型フェノール樹脂が容易に分解して金属粒子
が露出するため、また金属粒子を被覆しているアルコキ
シアルキル化合物被覆層は半田濡れを阻害しないため、
金属粒子成分と半田層とが、直接接触する。The metal particles in the surface layer of the conductive composition coating film are partially coated with the resol type phenol resin and partially with the alkoxyalkyl compound. Further, some alkoxyalkyl compounds are also mixed in the resol type phenol resin. When flux and heat are applied here, the resol type phenolic resin on the surface of the coating film is easily decomposed to expose the metal particles, and the alkoxyalkyl compound coating layer coating the metal particles does not hinder solder wetting. ,
The metal particle component and the solder layer are in direct contact with each other.
【0024】ここでレゾール型フェノール樹脂とアルコ
キシアルキル化合物との樹脂組成物は、部分的に反応結
合させた変成物でも単なる混合物でも使用できる。また
レゾール型フェノール樹脂とアルコキシアルキル化合物
はそれぞれ1種でも2種以上の混合物でも使用できる。Here, the resin composition of the resol type phenol resin and the alkoxyalkyl compound may be a modified product obtained by partially reacting or a simple mixture. The resol-type phenol resin and the alkoxyalkyl compound may be used each alone or as a mixture of two or more.
【0025】本発明のレゾール型フェノール樹脂は、ジ
メチレンエーテル結合を有する。より具体的には、フェ
ノール基を含むベンゼン環とベンゼン環との間が、ジメ
チレンエーテル[CH2 OCH2 ]結合によって結合さ
れているものである。The resol type phenolic resin of the present invention has a dimethylene ether bond. More specifically, the benzene ring containing a phenol group and the benzene ring are bonded by a dimethylene ether [CH 2 OCH 2 ] bond.
【0026】アルコキシアルキル化合物は,前述した化
学式(化1)または(化2)で示される構造を有する化
合物であれば種類は問わないが、前記化学式中、Rとし
ては炭素数が1〜3の置換または非置換アルキル基であ
ることが好ましい。また、R´で代表される置換または
非置換アルキル基、置換または非置換アルコキシ基、置
換または非置換カルボン酸エステル基、置換または非置
換スルフォン酸エステル基、または、置換または非置換
燐酸エステル基としては、いずれも炭素数2〜25のも
のが好ましい。尚、化学式(化2)中のR”としては炭
素数2の置換または非置換エチレン基が好ましい。The alkoxyalkyl compound may be of any type as long as it has the structure represented by the above chemical formula (Formula 1) or (Formula 2). In the above chemical formula, R has 1 to 3 carbon atoms. It is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group. Further, as a substituted or unsubstituted alkyl group represented by R ′, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted carboxylic acid ester group, a substituted or unsubstituted sulfonic acid ester group, or a substituted or unsubstituted phosphoric acid ester group Are preferably those having 2 to 25 carbon atoms. As R "in the chemical formula (Formula 2), a substituted or unsubstituted ethylene group having 2 carbon atoms is preferable.
【0027】そして、これらのアルコキシアルキル化合
物としは、その分子中にカルボン酸基、水酸基、アミン
基、メルカプト基、ビニル基、アクリロイル基、エポキ
シ基等のようにフェノール樹脂や線状高分子と化学結合
する可能性がある官能基を、R´の分子構造内に含んで
いるものが特に好ましい。These alkoxyalkyl compounds are chemically combined with a phenol resin or a linear polymer such as a carboxylic acid group, a hydroxyl group, an amine group, a mercapto group, a vinyl group, an acryloyl group or an epoxy group in the molecule. It is particularly preferable that the functional group which may be bonded is contained in the molecular structure of R '.
【0028】前記化学式(化1)で示されるアルコキシ
アルキル化合物の好ましい具体例としては、例えば、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、N−(β
−アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニル−トリス(β−メトキシエト
キシ)シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメト
キシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)
エチルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシ
シラン、ビス(β−ヒドロキシエチル)−γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、化学式(化3)で示される
イソプロピルトリス(ジオクチルピロフォスフェート)
チタネート、Preferred specific examples of the alkoxyalkyl compound represented by the chemical formula (Formula 1) are, for example, γ
-Glycidoxypropyltrimethoxysilane, N- (β
-Aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyl-tris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3, 4-epoxycyclohexyl)
Ethyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, bis (β-hydroxyethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, and isopropyltris (dioctylpyro) represented by the chemical formula (Formula 3). Phosphate)
Titanate,
【0029】[0029]
【化3】 Embedded image
【0030】化学式(化4)で示されるイソプロピルト
リイソステアロイルチタネート、Isopropyltriisostearoyl titanate represented by the chemical formula (Formula 4),
【0031】[0031]
【化4】 Embedded image
【0032】化学式(化5)で示されるイソプロピルト
リドデシルベンゼンスルホニルチタネート、Isopropyltridodecylbenzenesulfonyl titanate represented by the chemical formula (Formula 5),
【0033】[0033]
【化5】 Embedded image
【0034】化学式(化6)で示されるイソプロピル
(N−アミドエチル・アミノエチル)チタネート、Isopropyl (N-amidoethylaminoethyl) titanate represented by the chemical formula (Formula 6),
【0035】[0035]
【化6】 [Chemical 6]
【0036】アセトアルコキシアルミニウムジイソプロ
ピレート(商品名:川研ファインケミカル株式会社製
“AL−M”)、イソプロピルトリス(ジオクチルピロ
フォスフェート)ジルコネートなどが挙げられる。Acetoalkoxyaluminum diisopropylate (trade name: "AL-M" manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.), isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) zirconate and the like can be mentioned.
【0037】また、前記化学式(化2)で示されるアル
コキシアルキル化合物の好ましい具体例としては、例え
ば、化学式(化7)で示されるビス(ジオクチルピロフ
ォスフェート)エチレンチタネート、As a preferred specific example of the alkoxyalkyl compound represented by the chemical formula (Formula 2), for example, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate represented by the chemical formula (Formula 7),
【0038】[0038]
【化7】 [Chemical 7]
【0039】化学式(化8)で示されるビス(ジオクチ
ルピロフォスフェート)オキシアセテートチタネート、Bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate represented by the chemical formula (Formula 8),
【0040】[0040]
【化8】 Embedded image
【0041】化学式(化9)で示されるジクミルフェニ
ルオキシアセテートチタネート、Dicumylphenyloxyacetate titanate represented by the chemical formula (Formula 9),
【0042】[0042]
【化9】 Embedded image
【0043】などが挙げられる。尚、ここで化学式(化
8)ならびに(化9)で示された化合物のオキシアセテ
ート基の一部である−CH2 −CO−の部分は前記化学
式(化2)中のR”が置換エチレン基の場合に相当し、
エチレン基−CH2 −CH2 −の炭素原子のうちの1つ
の炭素原子に結合している2つの水素原子が1つの酸素
原子に置換されている場合に相当する。And the like. Here, in the —CH 2 —CO— portion which is a part of the oxyacetate group of the compounds represented by the chemical formulas (Chemical formula 8) and (Chemical formula 9), R ″ in the chemical formula (Chemical formula 2) is a substituted ethylene group. Corresponding to the case of radicals,
This corresponds to a case where two hydrogen atoms bonded to one carbon atom of the ethylene group —CH 2 —CH 2 — are replaced with one oxygen atom.
【0044】なお本発明における導電性組成物のバイン
ダー成分として、撓み密着強度のさらなる向上を目指
し、更に線状高分子樹脂を併用することも好ましい。線
状高分子樹脂としては、基本的にレゾール型フェノール
樹脂と相溶するものであれば種類は問わないが、好まし
い例として、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルブ
チラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリフェノキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリ(メタ)アクリルエステル樹
脂、ポリ(メタ)アクリルアミド樹脂、ポリ(メタ)ア
クリルニトリル樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹
脂、アクリルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムな
どが挙げられる。なお上記に挙げたポリマーは共重合物
や変性物でも使用できる。例えばポリエーテルエステル
樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹
脂等である。As the binder component of the conductive composition of the present invention, it is also preferable to use a linear polymer resin in combination with the aim of further improving the flexural adhesion strength. The linear polymer resin may be of any type as long as it is basically compatible with the resol-type phenol resin, but as preferable examples, polyvinyl formal resin, polyvinyl butyral resin, polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, Polyurea resin, polyphenoxy resin, polyimide resin, poly (meth) acrylic ester resin, poly (meth) acrylamide resin, poly (meth) acrylonitrile resin, alkyd resin, silicone resin, acrylic rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, etc. To be The above-mentioned polymers can also be used as copolymers or modified products. For example, it is a polyether ester resin, a polyester urethane resin, a polyamide-imide resin or the like.
【0045】本発明の導電性組成物のバインダー成分中
のアルコキシアルキル化合物の含有量は好ましくはバイ
ンダー成分の合計量に対して0.5〜10重量%であ
り、この範囲では金属粒子が脱落しやすくなる恐れもな
く、比較的低温でも半田濡れ性が良く、広範囲の温度域
で半田に濡れ、半田濡れ後の塗膜の撓み密着強度低下が
小さく、また本発明の導電性組成物を硬化前のペースト
状態で長期保存しておいても金属粒子が沈澱しにくく好
ましい。The content of the alkoxyalkyl compound in the binder component of the conductive composition of the present invention is preferably 0.5 to 10% by weight based on the total amount of the binder components, and in this range, metal particles fall off. There is no fear of becoming easy, the solder wettability is good even at a relatively low temperature, the solder wets over a wide temperature range, the flexural adhesion strength reduction of the coating film after the solder is wet is small, and the conductive composition of the present invention is not cured. It is preferable that the metal particles do not easily precipitate even when stored in the paste state for a long time.
【0046】また、本発明の前記導電性組成物に於い
て、線状高分子樹脂を併用する場合にはバインダー成分
中の線状高分子樹脂の含有量は、バインダー成分の合計
量に対して好ましくは0.5〜30重量%、より好まし
くは2〜15重量%である。この範囲で線状高分子樹脂
を併用することにより、金属粒子が脱落しやすくなる恐
れもなく、本発明の導電性組成物の塗膜の撓み強度およ
び半田濡れ後の撓み強度を更に高めることができ、好ま
しい。When a linear polymer resin is used in combination in the conductive composition of the present invention, the content of the linear polymer resin in the binder component is based on the total amount of the binder components. It is preferably 0.5 to 30% by weight, more preferably 2 to 15% by weight. By using the linear polymer resin together in this range, there is no fear that the metal particles will easily fall off, and it is possible to further increase the bending strength of the coating film of the conductive composition of the present invention and the bending strength after solder wetting. It is possible and preferable.
【0047】導電性組成物のバインダーとしては上記必
須成分の他に、塗膜強度向上、密着強度向上、導電性向
上、レオロジー調整等を目的として第3の樹脂成分が必
要に応じて添加されてもよい。As the binder of the conductive composition, in addition to the above-mentioned essential components, a third resin component is optionally added for the purpose of improving coating film strength, adhesion strength, conductivity, rheology adjustment and the like. Good.
【0048】導電性組成物の金属粒子としては平均粒径
が0.1μm以上50μm以下の粒子であれば使用でき
るが、好ましい例としてAu、Ag、Pd、Ptの何れかから選
ばれる貴金属で被覆した金属粒子を主成分とすることが
望ましい。ここで金属粒子は前記貴金属被覆金属粒子単
独あるいはこれらの混合物でもよいし、前記貴金属被覆
金属粒子とNi、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、
Au、Ag、Pd、Ptの何れか、もしくは2種以上の任意の組
み合わせの混合金属粒子との混合物でもよい。またNi、
Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、Pd、Pt
の2種以上の任意の組み合わせの合金粉と前記貴金属被
覆金属粒子との混合粉でも使用できる。そして好ましく
は、金属粒子が、Ni、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、I
n、Biから選ばれる少なくとも一つの金属またはNi、C
u、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、Pd、Pt
から選ばれる少なくとも二種以上からなる合金成分を核
とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも一
つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好まし
い。As the metal particles of the conductive composition, any particles having an average particle size of 0.1 μm or more and 50 μm or less can be used, but as a preferred example, a noble metal selected from Au, Ag, Pd and Pt is used. It is desirable to use the above-mentioned metal particles as a main component. Here, the metal particles may be the noble metal-coated metal particles alone or a mixture thereof, and the noble metal-coated metal particles and Ni, Cu, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn, In, Bi,
It may be a mixture of any one of Au, Ag, Pd, and Pt, or a mixed metal particle of any combination of two or more kinds. Also Ni,
Cu, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn, In, Bi, Au, Ag, Pd, Pt
It is also possible to use a mixed powder of the alloy powder of any combination of two or more of the above and the precious metal-coated metal particles. And preferably, the metal particles are Ni, Cu, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn, I
At least one metal selected from n and Bi or Ni and C
u, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn, In, Bi, Au, Ag, Pd, Pt
It is preferable to include metal particles having an alloy component of at least two selected from the group as a core and having a surface layer coated with at least one noble metal selected from Au, Ag, Pd, and Pt.
【0049】これらの金属粒子を使用することで低温域
からの半田濡れ性に優れ、半田濡れ後も強度低下が小さ
い導電性組成物が実現できる。本発明の前記導電性組成
物においては、バインダー成分と金属粒子の使用割合
は、バインダー成分が3〜40重量%、金属粒子が60
〜97重量%であることが、導電性組成物塗膜の撓み強
度が高く、広範囲の温度域で半田に濡れる高信頼性の導
電性組成物を実現でき、好ましい。バインダー成分が余
りに多くなり過ぎ金属粒子が少なくなり過ぎると、導電
性組成物塗膜の撓み強度は高くし得るが、半田濡れ性が
低下する傾向にあり、バインダー成分が余りに少なくな
り過ぎ金属粒子が多くなり過ぎると、導電性組成物塗膜
の撓み強度が低下する傾向がある。By using these metal particles, it is possible to realize a conductive composition having excellent solder wettability even in a low temperature range and having a small decrease in strength even after solder wet. In the conductive composition of the present invention, the binder component and the metal particles are used in a proportion of 3 to 40% by weight for the binder component and 60 for the metal particles.
It is preferable that the content is from about 97% by weight because the conductive composition coating film has a high flexural strength and a highly reliable conductive composition wettable by solder in a wide temperature range can be realized. When the binder component is too large and the metal particles are too small, the flexural strength of the conductive composition coating film can be increased, but the solder wettability tends to decrease, and the binder component is too small and the metal particles are too small. If the amount is too large, the flexural strength of the conductive composition coating film tends to decrease.
【0050】本発明の導電性組成物の構成成分としては
この他に必要に応じて溶剤、分散剤、レベリング剤等の
レオロジー調整剤が使用できる。本発明では、導電性組
成物バインダー中に含まれるアルコキシアルキル化合物
のアルコキシ基が導電性組成物塗膜硬化時に金属粒子と
結合するため、撓み強度が高い強靭な導電性組成物塗膜
が得られる。またアルコキシアルキル化合物は導電性組
成物が塗膜が塗布される基材に対しても結合するため密
着性の高い導電性組成物塗膜が得られる。As a constituent component of the conductive composition of the present invention, a rheology modifier such as a solvent, a dispersant or a leveling agent may be used, if necessary. In the present invention, since the alkoxy group of the alkoxyalkyl compound contained in the conductive composition binder is bonded to the metal particles during curing of the conductive composition coating film, a flexible conductive composition coating film having high flexural strength can be obtained. . Further, since the alkoxyalkyl compound is bonded to the base material to which the conductive composition is applied, a conductive composition coating film having high adhesion can be obtained.
【0051】本発明の導電性組成物は、バインダー中の
レゾール型フェノール樹脂の一部(ジメチレンエーテル
結合)分解によって金属粒子を露出するとともに、アル
コキシアルキル化合物が金属粒子表面に半田濡れを阻害
しない被覆層を作り半田を濡らすことを特徴としてい
る。このため本発明の導電性組成物は、従来よりも低温
域においても半田濡れが良好である。The conductive composition of the present invention exposes metal particles by partly decomposing the resol-type phenol resin (dimethylene ether bond) in the binder, and the alkoxyalkyl compound does not inhibit solder wetting on the surface of the metal particles. It is characterized by forming a coating layer and wetting the solder. Therefore, the conductive composition of the present invention has better solder wettability than in the conventional case even in a low temperature range.
【0052】ところで前述した様に、本発明の導電性組
成物は、バインダー中のレゾール型フェノール樹脂の一
部(ジメチレンエーテル結合)分解脱離によって金属粒
子を露出し半田を濡らすことを特徴の一つとしているた
め、従来例と同じく半田濡れ後の導電性組成物塗膜は撓
み密着強度が低下する可能性が考えられる。しかし本発
明においてはバインダーの一部であるアルコキシアルキ
ル化合物のアルコキシ基が金属粒子表面の水酸基と化学
結合しており、アルコキシアルキル化合物のアルキル基
がバインダーに取り込まれるため(特にアルキル基がエ
ポキシ基やアミノ基等のようなフェノール樹脂と反応結
合するタイプの場合は更に一段と)半田濡れ後の塗膜の
撓み密着強度低下を小さくできるのである。By the way, as described above, the conductive composition of the present invention is characterized in that a part (dimethylene ether bond) of the resol-type phenol resin in the binder is decomposed and released to expose the metal particles and wet the solder. Since the number is one, it is conceivable that the conductive composition coating film after solder wetting has a reduced flexing adhesion strength as in the conventional example. However, in the present invention, the alkoxy group of the alkoxyalkyl compound, which is a part of the binder, is chemically bonded to the hydroxyl group on the surface of the metal particles, and the alkyl group of the alkoxyalkyl compound is incorporated into the binder (especially when the alkyl group is an epoxy group or an epoxy group). In the case of a type that is reactively bonded to a phenol resin such as an amino group, it is possible to further reduce the decrease in flexural adhesion strength of the coating film after solder wetting.
【0053】図1は本発明の半田付着構造体を形成する
一実施例の工程を示す断面模式図である。図1の(a)
において、1は金属粒子、2はバインダー成分、3はア
ルコキシアルキル化合物である。図1の(a)の状態に
おいて金属粒子1の表面はバインダー成分2の一部であ
るアルコキシアルキル化合物3で覆われている。バイン
ダー成分2は、ジメチレンエーテル結合を有するレゾー
ル型フェノール樹脂とアルコキシアルキル化合物とから
なっており、従ってバインダー成分2中にもアルコキシ
アルキル化合物は分散ないし相溶している。図1の
(a)の状態でフラックスと熱をかけると、導電性組成
物塗膜表層のバインダー成分2の一部(レゾール型フェ
ノール樹脂)が分解脱離してアルコキシアルキル化合物
3で覆われた金属粒子1が露出する(図1の(b))。
この露出金属粒子1に半田4をかけると、半田濡れ性が
高くかつ撓み密着強度が高い本発明の半田付着構造体が
得られる(図1の(c))。以上の通り、ジメチレンエ
ーテル結合を有するレゾール型フェノール樹脂と、アル
コキシアルキル化合物とからなるバインダー成分2と、
金属粒子1とを主成分にする導電性組成物の塗膜を基板
(図示せず)上に形成し、これを半田液に浸漬し、導電
性組成物塗膜上に半田4を形成するが、この際半田熱に
よって内包する金属粒子が露出し半田4が濡れる。金属
粒子1とバインダー成分2はアルコキシアルキル化合物
によって強く結着しているため導電性組成物塗膜は半田
層と堅固に結合する。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a process of an embodiment for forming a solder-attached structure of the present invention. FIG. 1 (a)
In the above, 1 is metal particles, 2 is a binder component, and 3 is an alkoxyalkyl compound. In the state of FIG. 1A, the surface of the metal particle 1 is covered with the alkoxyalkyl compound 3 which is a part of the binder component 2. The binder component 2 is composed of a resole-type phenol resin having a dimethylene ether bond and an alkoxyalkyl compound. Therefore, the alkoxyalkyl compound is dispersed or compatible with the binder component 2. When a flux and heat are applied in the state of FIG. 1 (a), a part of the binder component 2 (resole type phenolic resin) in the surface layer of the conductive composition coating film is decomposed and desorbed to cover the metal covered with the alkoxyalkyl compound 3. The particles 1 are exposed ((b) of FIG. 1).
When the solder 4 is applied to the exposed metal particles 1, the solder adhering structure of the present invention having a high solder wettability and a high bending adhesion strength is obtained ((c) of FIG. 1). As described above, a resol-type phenol resin having a dimethylene ether bond and a binder component 2 composed of an alkoxyalkyl compound,
A coating film of a conductive composition containing metal particles 1 as a main component is formed on a substrate (not shown), and this is immersed in a solder solution to form solder 4 on the conductive composition coating film. At this time, the metal particles contained therein are exposed by the heat of the solder and the solder 4 gets wet. Since the metal particles 1 and the binder component 2 are strongly bound by the alkoxyalkyl compound, the conductive composition coating film is firmly bound to the solder layer.
【0054】また本発明では、バインダー中に更に線状
高分子樹脂を加えることによって塗膜の撓み強度および
半田濡れ後の撓み強度を更に高めることが可能である。
図2は、本発明においてバインダー中に線状高分子樹脂
を加えた場合の半田付着構造体を形成する一実施例の工
程を示す断面模式図である。図2の(a)において、1
は金属粒子、2はレゾール型フェノール樹脂とアルコキ
シアルキル化合物と線状高分子樹脂とからなるバインダ
ー成分、3はアルコキシアルキル化合物である。図2の
(a)の状態において金属粒子1の表面はバインダー2
の一部であるアルコキシアルキル化合物3で覆われてい
る。図2の(a)の状態でフラックスと熱をかけると、
導電性組成物塗膜表層のバインダー成分2の一部すなわ
ち線状高分子樹脂が溶融するとともに、レゾール型フェ
ノール樹脂が分解脱離してアルコキシアルキル化合物3
で覆われた金属粒子1が露出する(図2の(b))。こ
の露出金属粒子1に半田4をかけると、半田濡れ性が高
くかつ撓み密着強度が高い本発明の半田付着構造体が得
られる(図2の(c))。以上の通り、ジメチレンエー
テル結合を有するレゾール型フェノール樹脂とアルコキ
シアルキル化合物と線状高分子樹脂とからなるバインダ
ー成分2と、金属粒子1とを主成分にする本発明の導電
性組成物の塗膜を基板上に形成し、これを半田液に浸漬
し、導電性組成物塗膜上に半田4を形成し、この際半田
熱によって内包する金属粒子が露出し半田4が濡れる。
金属粒子とバインダー成分はアルコキシアルキル化合物
によって強く結着しているとともに、半田が冷えると融
解していたバインダー成分の線状高分子樹脂も凝固する
ため導電性組成物塗膜は半田層と一段と堅固に結合す
る。Further, in the present invention, it is possible to further increase the flexural strength of the coating film and the flexural strength after solder wetting by adding a linear polymer resin to the binder.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a process of an example of forming a solder attachment structure when a linear polymer resin is added to a binder in the present invention. In FIG. 2A, 1
Is a metal particle, 2 is a binder component composed of a resol type phenol resin, an alkoxyalkyl compound and a linear polymer resin, and 3 is an alkoxyalkyl compound. In the state of FIG. 2A, the surface of the metal particles 1 is the binder 2
Is covered with an alkoxyalkyl compound 3. When flux and heat are applied in the state of FIG. 2 (a),
A part of the binder component 2 in the surface layer of the conductive composition coating film, that is, the linear polymer resin is melted, and the resol-type phenol resin is decomposed and released to give an alkoxyalkyl compound 3
The metal particles 1 covered with are exposed ((b) of FIG. 2). When the solder 4 is applied to the exposed metal particles 1, the solder adhering structure of the present invention having a high solder wettability and a high bending adhesion strength is obtained ((c) of FIG. 2). As described above, the coating of the conductive composition of the present invention containing the binder component 2 composed of a resol-type phenol resin having a dimethylene ether bond, an alkoxyalkyl compound and a linear polymer resin, and the metal particles 1 as main components. A film is formed on a substrate, which is dipped in a solder liquid to form a solder 4 on the conductive composition coating film. At this time, the heat of the solder exposes the metal particles to be contained and wets the solder 4.
The metal particles and the binder component are strongly bound by the alkoxyalkyl compound, and when the solder cools, the linear polymer resin of the binder component that has melted also solidifies, so the conductive composition coating film is more firm with the solder layer. Bind to.
【0055】加えて本発明の導電性組成物では、金属粒
子の表面がアルコキシアルキル化合物で被覆されている
ためこれが一種の分散剤の働きをし、硬化前のペースト
状態で長期保存しておいても共存している金属粒子の沈
澱や凝集を抑制する働きを持ち長期保存ができる。In addition, in the conductive composition of the present invention, since the surfaces of the metal particles are coated with the alkoxyalkyl compound, this acts as a kind of dispersant, and the paste state before curing is stored for a long time. Also has the function of suppressing the precipitation and aggregation of coexisting metal particles and can be stored for a long time.
【0056】さらに金属粒子として酸化しにくくかつ半
田濡れ性が高い貴金属を表面に配した金属粒子を使用し
た場合には、更に抵抗値が安定で低温域から高温域まで
半田濡れ性が高い高強度な導電性組成物とすることがで
き好ましい。Further, when metal particles having noble metals which are hard to oxidize and have high solder wettability on the surface are used as the metal particles, the resistance value is further stable and the solder wettability is high from low temperature region to high temperature region. It is preferable since it can be a conductive composition.
【0057】[0057]
【実施例】以下に具体的実施例を用いて本発明をさらに
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定
されるものではない。The present invention will be described in more detail with reference to specific examples below, but the present invention is not limited to these examples.
【0058】表1ならびに表2に示す各組成配合物を3
本ロールで混練し各実施例(すべての表中では実施例1
〜9を実1〜実9と略記した。)や比較例(すべての表
中では比較例1〜5を比1〜比5と略記した。)の導電
性組成物を作成した。Each composition formulation shown in Table 1 and Table 2
Each example was kneaded with this roll (Example 1 in all tables).
9 to 9 are abbreviated as 1 to 9. ) And a comparative example (Comparative Examples 1 to 5 are abbreviated as Ratio 1 to Ratio 5 in all the tables).
【0059】ガラスエポキシ基板上にこれらの導電性組
成物の塗膜を膜厚30μで形成し、170℃、20分で
焼き付けた。これら導電性組成物塗膜は下記に示す評価
方法で半田濡れ性を評価し結果を表3及び表4に示す。Coating films of these conductive compositions were formed on a glass epoxy substrate to a film thickness of 30 μm, and baked at 170 ° C. for 20 minutes. These conductive composition coating films were evaluated for solder wettability by the evaluation methods shown below, and the results are shown in Tables 3 and 4.
【0060】半田濡れ性の評価方法は図3の(a)〜
(e)に示す。図3の(a)において、11はガラスエ
ポキシ基板であり、12は焼き付けられた導電性組成物
塗膜、13はガラスエポキシ基板11と導電性組成物塗
膜12を一体化した中間体13である。この中間体13
には、たとえば1×1mm2 のパターンに形成した導電
性組成物塗膜12を100個作成してある。次に図3の
(b)に示すように中間体13を、Sn−Pb共晶半田
槽14に10秒間浸漬した。この際の半田槽14の温度
は3水準(200℃、220℃、260℃)で行った。
得られた半田付着構造体を図3の(c)に示す。次に半
田15が濡れた個数を計測した。図3の(d)は半田濡
れ性が良好なもの、図3の(e)は半田濡れ性が不良な
ものを示す。16は半田濡れ性の不良部分である。The solder wettability evaluation method is shown in FIG.
(E). In FIG. 3A, 11 is a glass epoxy substrate, 12 is a baked conductive composition coating film, and 13 is an intermediate body 13 in which the glass epoxy substrate 11 and the conductive composition coating film 12 are integrated. is there. This intermediate 13
For example, 100 conductive composition coating films 12 formed in a pattern of 1 × 1 mm 2 are prepared. Next, as shown in FIG. 3B, the intermediate body 13 was immersed in the Sn—Pb eutectic solder bath 14 for 10 seconds. At this time, the temperature of the solder bath 14 was set at three levels (200 ° C., 220 ° C., 260 ° C.).
The obtained solder attachment structure is shown in FIG. Next, the number of wet solders 15 was measured. FIG. 3 (d) shows that the solder wettability is good, and FIG. 3 (e) shows that the solder wettability is poor. Reference numeral 16 is a portion having poor solder wettability.
【0061】撓み密着強度の評価方法はJIS-K6856 に基
づいて計測した。導電性組成物のペースト保存性の評価
方法は、混練を終えた導電性組成物ペーストを100c
cのプラスチック容器に入れ25℃±3℃の環境下に靜
置した。ペースト中の金属粒子が沈澱し上澄みが生じる
までの経過日数を測定した。The flexural adhesion strength was evaluated according to JIS-K6856. The method for evaluating the paste storability of the conductive composition is as follows.
It was put in a plastic container of c and placed in an environment of 25 ° C ± 3 ° C. The number of days elapsed until the metal particles in the paste were precipitated and a supernatant was produced was measured.
【0062】評価結果:実施例1〜9では何れも低温か
ら半田濡れ性に問題なかった。また撓み密着強度は数十
kg/cm2あり樹脂基板の反りや撓みに充分耐えられる強度
を堅持していた。沈澱も3ヶ月以上発生しなかった。Evaluation results: In Examples 1 to 9, there was no problem in solder wettability from a low temperature. In addition, the bending adhesion strength is several tens.
With kg / cm 2 It had a strength enough to withstand warpage and bending of the resin substrate. No precipitation occurred for more than 3 months.
【0063】実施例4〜7はアルコキシアルキル化合物
の種類と組み合わせを変えた例であるが、それぞれ半田
濡れ性が高く、撓み密着強度も高かった。これは、アル
コキシアルキル化合物の種類を変えても本発明の効果が
得られることを示している。Examples 4 to 7 are examples in which the kind and combination of the alkoxyalkyl compounds were changed, but the solder wettability was high and the flexure adhesion strength was also high. This indicates that the effect of the present invention can be obtained even if the kind of the alkoxyalkyl compound is changed.
【0064】実施例8、9はバインダーに線状高分子樹
脂を加えた例である。アルコキシアルキル化合物を含ん
でいれば線状高分子樹脂を加えた場合でも低温域から半
田濡れ性が良好でかつ撓み密着強度も一段と高かった。Examples 8 and 9 are examples in which a linear polymer resin was added to the binder. When the alkoxyalkyl compound was contained, the solder wettability was good even at the low temperature range even when the linear polymer resin was added, and the flexure adhesion strength was much higher.
【0065】一方比較例1では半田濡れ性は充分である
が、撓み密着強度が低く(特に半田濡れ後の撓み密着強
度は一段と低い)、大きな撓みに耐え無ければならない
樹脂基板に実装する用途には使用できなかった。沈澱も
70日経過後から発生した。撓み密着強度が低い理由は
バインダー成分であるフェノール樹脂の脆さが起因して
いると考えられる。加えて図5で説明したように半田熱
によってフェノール樹脂が分解するため半田濡れ後の撓
み密着強度が一段と低下すると考えられる。On the other hand, in Comparative Example 1, the solder wettability is sufficient, but the flexure adhesion strength is low (particularly the flexure adhesion strength after solder wetness is much lower), and it is suitable for mounting on a resin substrate that must withstand large flexure. Was not available. Precipitation also occurred after 70 days had passed. It is considered that the reason why the flexural adhesion strength is low is due to the brittleness of the phenol resin as the binder component. In addition, since the phenol resin is decomposed by the solder heat as described in FIG. 5, it is considered that the flexure adhesion strength after the solder is wet is further reduced.
【0066】比較例2、3は比較例1のバインダー成分
の比率を高めた例である。バインダー成分の比率が高い
ため撓み密着強度は高くなるが半田の濡れ性が(特に低
温において)低下しており実用性がない。また比較例2
では50日経過後あたりから、比較例3では30日経過
後あたりから沈澱が発生する。比較例2は実施例2と、
比較例3は実施例3とバインダー成分の比率が各々同じ
であるが、半田濡れ性及び保存安定性が大きく異なる。
実施例2、3がバインダー成分の比率を高めても半田濡
れ性が低下しないのは、本発明の必須成分であるアルコ
キシアルキル化合物が金属表面を半田が濡れやすい環境
にしているためであると考えられる。Comparative Examples 2 and 3 are examples in which the ratio of the binder component of Comparative Example 1 is increased. Since the ratio of the binder component is high, the flexural adhesion strength is high, but the solder wettability is reduced (especially at low temperature), which is not practical. Comparative Example 2
In about 50 days, a precipitate occurs after about 50 days, and in Comparative Example 3, about 30 days after, a precipitate occurs. Comparative Example 2 is the same as Example 2,
Comparative Example 3 has the same binder component ratio as in Example 3, but the solder wettability and the storage stability are significantly different.
It is considered that the solder wettability does not deteriorate even if the ratio of the binder component is increased in Examples 2 and 3 because the alkoxyalkyl compound, which is an essential component of the present invention, makes the metal surface an environment in which the solder is easily wetted. To be
【0067】比較例4ではバインダー成分の比率を高め
ずに強靭なエポキシ樹脂によって撓み密着強度を高めた
例であるが、撓み密着強度は高いが半田が全く濡れない
結果であった。これは強度を保持するエポキシ樹脂が金
属粒子表面に堅固な被覆膜を作るため、半田を濡らす高
温においてもバインダーの分解や融解等の現象がなく、
内包する金属粒子が露出しないためであると考えられ
る。Comparative Example 4 is an example in which the flex adhesive strength is increased by using a tough epoxy resin without increasing the ratio of the binder component. The flex adhesive strength is high but the solder is not wet at all. This is because the epoxy resin that retains strength forms a solid coating film on the surface of the metal particles, so there is no phenomenon such as decomposition or melting of the binder even at high temperatures that wet the solder,
It is considered that this is because the metal particles contained therein are not exposed.
【0068】比較例5は半田熱で融解軟化する線状高分
子樹脂(ポリアミド樹脂)をバインダーの一部に用いた
例であるが、撓み密着強度は高いが低温における半田濡
れ性が低い。融解軟化する線状高分子樹脂をバインダー
成分にしており半田に濡れた後室温に戻した時に線状高
分子樹脂が元の強固なバインド力を保持しているため撓
み高い密着強度を維持できる。しかし半田温度が低い場
合、線状高分子樹脂の融解軟化が不十分になるため半田
濡れ性が低下してしまう。同じ線状高分子樹脂をバイン
ダー成分の一部に使用している実施例8、9が低温の半
田濡れ性に問題が無いのは、アルコキシドアルキル化合
物を含むため金属粒子の分散性が高く金属粒子表面のバ
インダー皮膜が薄くなり低温でも金属粒子が露出しやす
いため、もしくはアルコキシドアルキル化合物が金属粒
子表面に半田濡れを阻害しない層を作るためと推定され
る。Comparative Example 5 is an example in which a linear polymer resin (polyamide resin) that is melted and softened by the heat of solder is used as a part of the binder. The flexural adhesion strength is high but the solder wettability at low temperature is low. A linear polymer resin that melts and softens is used as a binder component, and the linear polymer resin retains its original strong binding force when it is returned to room temperature after it has been wet with solder, and therefore it is possible to maintain high flexural adhesion strength. However, when the solder temperature is low, the melting and softening of the linear polymer resin becomes insufficient, so that the solder wettability is deteriorated. In Examples 8 and 9 in which the same linear polymer resin is used as a part of the binder component, there is no problem in the solder wettability at low temperature, because the dispersibility of the metal particles is high and the metal particles have high dispersibility. It is presumed that the binder film on the surface becomes thin and the metal particles are easily exposed even at a low temperature, or the alkoxide alkyl compound forms a layer on the surface of the metal particles that does not hinder solder wetting.
【0069】尚、表1〜4において、 レゾール型フェノール樹脂:群栄化学社製の“PL43
48” アルコキシアルキル化合物A:γ−グリシトキシプロピ
ルトリメトキシシラン アルコキシアルキル化合物B:N−(β−アミノエチ
ル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン アルコキシアルキル化合物C:イソプロピルトリス(ジ
オクチルピロフォスフェート)チタネート アルコキシアルキル化合物D:アセトアルコキシアルミ
ニウムジイソプロピレート ポリアミド樹脂 :ダイセル社製の“ダイアミド17
0” エポキシ樹脂 :油化シェル社製の“エピコート80
7”とその硬化剤ジシアンジアミド また、表1〜2において数値で示されている各成分の配
合組成は重量部を示している。In Tables 1 to 4, resol type phenol resin: "PL43" manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd.
48 "alkoxyalkyl compound A: γ-glycitoxypropyltrimethoxysilane alkoxyalkyl compound B: N- (β-aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane alkoxyalkyl compound C: isopropyltris (dioctylpyrophosphate) titanate alkoxy Alkyl compound D: acetoalkoxyaluminum diisopropylate polyamide resin: "Daiamide 17" manufactured by Daicel
0 "Epoxy resin:" Epicoat 80 "manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.
7 "and its curing agent dicyandiamide Further, the compounding composition of each component shown by numerical values in Tables 1 and 2 shows parts by weight.
【0070】[0070]
【表1】 [Table 1]
【0071】[0071]
【表2】 [Table 2]
【0072】[0072]
【表3】 [Table 3]
【0073】[0073]
【表4】 [Table 4]
【0074】[0074]
【発明の効果】本発明は、撓み密着強度が高く広範囲の
温度域で半田に濡れる高信頼性のポリマー型の導電性組
成物、更に硬化前のペースト状態で長期保存しておいて
も金属粒子が沈澱しにくい安定性の優れたポリマー型の
導電性組成物及びこれを用いた半田付着構造体を提供で
きる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a highly reliable polymer type conductive composition which has high flexural adhesion strength and wets solder in a wide temperature range, and metal particles even when stored in a paste state before curing for a long period of time. It is possible to provide a polymer-type conductive composition which is less likely to precipitate and has excellent stability, and a solder-attached structure using the same.
【0075】本発明により撓み密着強度が高く半田濡れ
後も強度低下が小さい強靭な半田付着構造体を得ること
ができる導電性組成物が得られるため、反り、撓み等が
発生しやすい樹脂基板へ実装する用途展開が拡大する。
また低温域から半田が濡れるため、半田実装条件が広が
る。さらに基板と実装される部品との間に熱膨張差によ
る歪が生じる場合がよくあり、これによって部品の破
壊、脱落や導電接合部の破壊等が発生するが、本発明の
導電性組成物は歪を緩和する効果も有するため熱歪によ
る部品の破壊、脱落および導電接合部の破壊を防止でき
る。According to the present invention, since a conductive composition which can obtain a tough solder-adhered structure having a high bending adhesion strength and a small strength reduction even after solder wetting, a resin substrate liable to be warped or bent is obtained. Expansion of applications for mounting.
Further, since the solder gets wet from the low temperature range, the solder mounting conditions are widened. Further, distortion due to a difference in thermal expansion often occurs between the board and the mounted component, which causes destruction of the component, dropout, destruction of the conductive joint, or the like, but the conductive composition of the present invention is Since it also has an effect of relieving the strain, it is possible to prevent the components from being broken or dropped and the conductive joint from being broken by thermal strain.
【0076】また本発明では導電性金属粒子として最も
安価で供給安定性も優れている卑金属粒子を核とし、A
u、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも一つの貴金属で
被覆された金属粒子を金属粒子の主成分として用いた場
合には、抵抗値が安定で低温域から高温域まで半田濡れ
性が高い高強度な導電性組成物とすることができると共
に、高価な貴金属は少量しか使用していないため、コス
トパフォーマンスにも優れている。In the present invention, base metal particles, which are the cheapest conductive metal particles and have excellent supply stability, are used as the core.
When metal particles coated with at least one noble metal selected from u, Ag, Pd, and Pt are used as the main component of the metal particles, the resistance value is stable and the solder wettability is high from low temperature to high temperature. It is possible to obtain a strong conductive composition, and since it uses only a small amount of expensive noble metal, it has excellent cost performance.
【図1】本発明の半田付着構造体を形成する一実施例の
工程を示す断面模式図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a process of one embodiment of forming a solder attachment structure of the present invention.
【図2】本発明においてバインダーの一部に線状高分子
樹脂を加えた場合の半田付着構造体を形成する一実施例
の工程を示す断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a process of one example of forming a solder attachment structure when a linear polymer resin is added to a part of a binder in the present invention.
【図3】(a)〜(e)は本発明の一実施例の半田濡れ
性の評価方法を示す工程図である。(f)は同半田食わ
れ性の評価方法を示す図である。3A to 3E are process diagrams showing a solder wettability evaluation method according to an embodiment of the present invention. (F) is a figure which shows the same solder erosion evaluation method.
【図4】従来の導電性組成物の断面模式図である。FIG. 4 is a schematic sectional view of a conventional conductive composition.
【図5】従来の導電性組成物の半田濡れ機構を示す断面
模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a solder wetting mechanism of a conventional conductive composition.
1 金属粒子 2 バインダー成分 3 アルコキシアルキル化合物 4 半田 11 ガラスエポキシ基板 12 導電性組成物塗膜 13 中間体 14 半田槽 15 半田 16 半田濡れ性の不良部分 21 金属粒子 22 バインダー成分 31 金属粒子 32 バインダー樹脂 33 変質バインダー樹脂層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal particle 2 Binder component 3 Alkoxyalkyl compound 4 Solder 11 Glass epoxy substrate 12 Conductive composition coating film 13 Intermediate 14 Solder tank 15 Solder 16 Bad solder wettability part 21 Metal particle 22 Binder component 31 Metal particle 32 Binder resin 33 Deteriorated binder resin layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 1/09 H05K 1/09 D (72)発明者 桜井 渡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical location H05K 1/09 H05K 1/09 D (72) Inventor Wataru Sakurai 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Denki Sangyo Co., Ltd.
Claims (14)
ル型フェノール樹脂と、次の化学式(化1)または(化
2)で示される構造を有する化合物から選ばれた少なく
とも1種の化合物(以後はアルコキシアルキル化合物と
略称する) 【化1】 【化2】 但し、 p =1〜3の整数、 q =1〜3の整数 R :置換または非置換アルキル基 R´:置換または非置換アルキル基、置換または非置換
アルコキシ基、置換または非置換カルボン酸エステル
基、置換または非置換スルフォン酸エステル基、また
は、置換または非置換燐酸エステル基 R”:置換または非置換エチレン基 X :Si、Ti、Al、または、Zr とからなるバインダー成分と、平均粒径0.1μm以上
50μm以下の金属粒子とを主成分とすることを特徴と
する導電性組成物。1. A resol type phenolic resin having a dimethylene ether bond and at least one compound selected from compounds having a structure represented by the following chemical formula (Formula 1) or (Formula 2) (hereinafter, alkoxyalkyl) Abbreviated as compound) Embedded image However, p = 1-3 integer, q = 1-3 integer R: substituted or unsubstituted alkyl group R ': substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted carboxylic acid ester group , A substituted or unsubstituted sulfonic acid ester group, or a substituted or unsubstituted phosphoric acid ester group R ″: a substituted or unsubstituted ethylene group X: Si, Ti, Al, or Zr, and a binder component consisting of A conductive composition comprising a metal particle of 1 μm or more and 50 μm or less as a main component.
粒子が60〜97重量%である請求項1に記載の導電性
組成物。2. The conductive composition according to claim 1, wherein the binder component is 3 to 40% by weight and the metal particles are 60 to 97% by weight.
含むバインダー成分である請求項1または2に記載の導
電性組成物。3. The conductive composition according to claim 1, wherein the binder component is a binder component further containing a linear polymer resin.
化合物の含有量が0.5〜10重量%である請求項1〜
3のいずれかに記載の導電性組成物。4. The content of the alkoxyalkyl compound in the binder component is 0.5 to 10% by weight.
The conductive composition according to any one of 3 above.
有量が0.5〜30重量%である請求項3に記載の導電
性組成物。5. The conductive composition according to claim 3, wherein the content of the linear polymer resin in the binder component is 0.5 to 30% by weight.
る少なくとも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含む
請求項1〜5のいずれかに記載の導電性組成物。6. The conductive composition according to claim 1, wherein the metal particles include metal particles coated with at least one noble metal selected from Au, Ag, Pd and Pt.
Sn、Zn、In、Biから選ばれる少なくとも一つの金属また
はNi、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、
Pd、Ptから選ばれる少なくとも二種以上からなる合金成
分を核とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なく
とも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含む請求項1
〜5に記載の導電性組成物。7. The metal particles are Ni, Cu, Al, Ti, Cr, Pb,
Sn, Zn, In, at least one metal selected from Bi or Ni, Cu, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn, In, Bi, Au, Ag,
A metal particle having an alloy component consisting of at least two selected from Pd and Pt as a core and having a surface layer coated with at least one noble metal selected from Au, Ag, Pd and Pt.
The conductive composition according to any one of claims 1 to 5.
田付着構造体であって、前記導電性組成物は、ジメチレ
ンエーテル結合を有するレゾール型フェノール樹脂と、
請求項1に記載の化学式(化1)または(化2)で示さ
れる構造を有する化合物から選ばれた少なくとも1種の
アルコキシアルキル化合物とからなるバインダー成分
と、平均粒径0.1μm以上50μm以下の金属粒子成
分とを主成分とし、かつ前記金属粒子成分と前記半田層
とが、直接接触している部分を有することを特徴とする
半田付着構造体。8. A solder attachment structure having a solder layer on a surface layer of a conductive composition, wherein the conductive composition comprises a resol-type phenol resin having a dimethylene ether bond,
A binder component comprising at least one alkoxyalkyl compound selected from compounds having a structure represented by the chemical formula (Formula 1) or (Formula 2) according to claim 1, and an average particle diameter of 0.1 μm or more and 50 μm or less. And a solder layer having a portion in direct contact with the solder layer.
粒子が60〜97重量%である請求項8に記載の半田付
着構造体。9. The solder adhering structure according to claim 8, wherein the binder component is 3 to 40% by weight and the metal particles are 60 to 97% by weight.
に含むバインダー成分である請求項8または9に記載の
半田付着構造体。10. The solder attachment structure according to claim 8, wherein the binder component is a binder component further containing a linear polymer resin.
ル化合物の含有量が0.5〜10重量%である請求項8
〜10のいずれかに記載の半田付着構造体。11. The content of the alkoxyalkyl compound in the binder component is 0.5 to 10% by weight.
10. The solder attachment structure according to any one of items 10 to 10.
含有量が0.5〜30重量%である請求項10に記載の
半田付着構造体。12. The solder adhering structure according to claim 10, wherein the content of the linear polymer resin in the binder component is 0.5 to 30% by weight.
れる少なくとも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含
む請求項8〜12のいずれかに記載の半田付着構造体。13. The solder adhering structure according to claim 8, wherein the metal particles include metal particles coated with at least one noble metal selected from Au, Ag, Pd, and Pt.
b、Sn、Zn、In、Biから選ばれる少なくとも一つの金属
またはNi、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、
Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも二種以上からなる合
金成分を核とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少
なくとも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含む請求
項8〜12に記載の半田付着構造体。14. The metal particles are Ni, Cu, Al, Ti, Cr, P.
b, Sn, Zn, In, at least one metal selected from Bi or Ni, Cu, Al, Ti, Cr, Pb, Sn, Zn, In, Bi, Au,
A metal particle having an alloy component consisting of at least two selected from Ag, Pd, and Pt as a core and having a surface layer coated with at least one noble metal selected from Au, Ag, Pd, and Pt. The solder attachment structure described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24621095A JPH0992031A (en) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | Conductive composition and soldered structure using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24621095A JPH0992031A (en) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | Conductive composition and soldered structure using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0992031A true JPH0992031A (en) | 1997-04-04 |
Family
ID=17145163
Family Applications (1)
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JP24621095A Pending JPH0992031A (en) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | Conductive composition and soldered structure using the same |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0992031A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005317351A (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Alps Electric Co Ltd | Conductive paste |
JP2021057189A (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 積水化学工業株式会社 | Conductive particle, conductive material and connection structure |
-
1995
- 1995-09-25 JP JP24621095A patent/JPH0992031A/en active Pending
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