JPH11279501A - 導電性接着剤 - Google Patents

導電性接着剤

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JPH11279501A
JPH11279501A JP8561698A JP8561698A JPH11279501A JP H11279501 A JPH11279501 A JP H11279501A JP 8561698 A JP8561698 A JP 8561698A JP 8561698 A JP8561698 A JP 8561698A JP H11279501 A JPH11279501 A JP H11279501A
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JP
Japan
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conductive adhesive
type epoxy
epoxy resin
average particle
viscosity
Prior art date
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Pending
Application number
JP8561698A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Suzuki
徹郎 鈴木
Chizuko Ishizaka
千鶴子 石坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピン転写性に優れ、且つクリームハンダと同
程度の接着強度を確保できる導電性接着剤を提供する。 【解決手段】 室温にて液状であるフェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂にビスフェノールA型エポキシ樹脂を
20重量%以上、50重量%以下含有する樹脂に、平均
粒径が0.5〜5μmの金属粉末と平均粒径が10〜2
5μmの金属粉末の少なくとも2種類の金属粉末を分散
し、上記導電性接着剤の25℃における粘度を、ずり速
度が20s-1のときに10Pa・s以上、30Pa・s
以下、ずり速度が4s-1のときに20Pa・s以上、6
0Pa・s以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線基板や
フレキシブルプリント基板上に電子部品を実装する際に
使用する導電性接着剤に関するものであり、特にピン転
写用の導電性接着剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に導電性接着剤は、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル系樹脂、
塩化ビニル系樹脂などの樹脂中に銀粉末、銅粉末、ニッ
ケル粉末などの導電性金属粉末を分散させ、必要に応じ
て溶剤、添加剤を配合したものである。
【0003】特にエポキシ系の導電性接着剤は、室温〜
200℃の比較的温和な条件で硬化し、しかも硬化物は
接着性と耐熱性に優れているため、ICやLSI等の半
導体チップをリードフレームに接着するためのダイボン
ド用や磁気シールド材として広く用いられている。
【0004】また、これとは別にLEDやチップコンデ
ンサーあるいはチップ抵抗に代表される電子部品をプリ
ント配線基板やフレキシブルプリント基板(以後、両者
を総称して基板と記す)に接着するためにには、0.数
mmピッチといった微細なパターンの印刷ができるクリ
ームハンダが専ら用いられている。
【0005】しかしクリームハンダは、マイグレーショ
ン防止のためにフラックスの洗浄が必要であったり、材
料として鉛を使用していることなど問題も多い。そこ
で、最近では基板上への電子部品の接着にも、鉛系ハン
ダの代替品として導電性接着剤の使用が検討されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】クリームハンダの代替
として、導電性接着剤を基板上への電子部品の接着に使
用するには、微細なパターンをピン転写法によって基板
に転写する必要がある。
【0007】しかし、従来の導電性接着剤では、転写ピ
ンに導電性接着剤を付着させる際や転写ピンから基板に
導電性接着剤を転写させる際に糸引きが発生し、隣接す
る転写パターン同士が架橋してしまうという問題があっ
た。この糸引きの問題を解消するために、導電性接着剤
に溶剤を添加し、粘度を調整する試みもなされたが、糸
引きが発生しなくなるまで溶剤添加量を増やすと、導電
性接着剤の粘度が小さくなり過ぎるため、転写ピン上に
十分な量の導電性接着剤を付着させることができなかっ
た。そのため、基板に所望量、所望形状の導電性接着剤
のパターンを転写できなかった。加えて、従来の導電性
接着剤では、クリームハンダ並みの接着強度が得られな
いという欠点があった。
【0008】本発明は、上記の問題点を鑑み、ピン転写
をしても糸引きが無く、適正量の導電性接着剤が転写さ
れる、つまりピン転写性に優れ、且つクリームハンダと
同程度の接着強度を確保できる導電性接着剤を提供しよ
うとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ピン転写
法により、クリームハンダと同程度の接着強度を有する
導電性接着剤の微細パターン形成を可能とするため、導
電性接着剤の組成と粘度および接着強度の関係について
鋭意研究を重ねた結果、フェノールノボラック型エポキ
シ樹脂とビスフェノールA型エポキシ樹脂の配合比と分
散させる金属粉末の粒径を最適化することによって接着
強度が改善されると同時に、粘度、特に異なるずり速度
間での粘度の傾きである粘度係数が変化し、ピン転写性
が大幅に改善されることを見出し、本発明に至った。
【0010】すなわち本発明の導電性接着剤は、室温に
て液状であるフェノールノボラック型エポキシ樹脂にビ
スフェノールA型エポキシ樹脂を20重量%以上、50
重量%以下含有する樹脂に、平均粒径が0.5〜5μm
の金属粉末と平均粒径が10〜25μmの金属粉末の少
なくとも2種類の金属粉末を分散し、上記導電性接着剤
の25℃における粘度を、ずり速度が20s-1のときに
10Pa・s以上、30Pa・s以下、ずり速度が4s
-1のときに20Pa・s以上、60Pa・s以下とする
ものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の導電性接着剤は、室温で
液状であるフェノールノボラック型エポキシ樹脂にビス
フェノールA型エポキシ樹脂を20重量%以上、50重
量%以下含有させた樹脂に、銀粉末、銅粉末あるいはニ
ッケル粉末などの金属粉末を分散させたものであり、必
要に応じて粘度を調整するために、増粘剤のような添加
剤や溶剤を添加してもよい。
【0012】本発明で使用する樹脂の分子量は特に限定
しないが、室温にて液状としたのは、導電性接着剤を取
り扱う上で、室温では液状の方が好ましいからである。
なお、室温で液状の中には、固形のフェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂を溶剤にて溶かしたものも含まれる。
【0013】フェノールノボラック型エポキシ樹脂にビ
スフェノールA型エポキシ樹脂を20重量%以上加える
のは、全く添加しないときに比較し、電子部品とプリン
ト配線基板との接合における接合強度が1.5倍ほど向
上するからである。しかし、ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂の添加量が50重量%を越えると粘度係数が大き
くなるため、ピン転写時に生じる糸引きが顕著になり、
ピン転写性が悪化するので好ましくない。
【0014】本発明では、金属粉末として平均粒径が
0.5〜5μmの金属粉末と平均粒径が10〜25μm
の金属粉末の少なくとも2種類の粉末を用いている。平
均粒径が10〜25μmの金属粉末を用いているのは、
平均粒径が10μm以上の粉末を用いることで粘度係数
が小さくなり、ピン転写性が向上するからである。しか
し、25μmを越えると導電性接着剤の導電率が悪化し
出す。そこで、ピン転写性向上のために用いる金属粉末
の平均粒径を10〜25μmと規定した。
【0015】また、平均粒径が0.5〜5μmの金属粉
末も併せて使用しているのは、大きな粉末だけを用いる
と高導電率が得られないため、導電率を改善する目的で
用いている。ここで、平均粒径0.5〜5μmとしたの
は、0.5μmを下回ると導電性接着剤の粘度が高くな
り、ピン転写性が悪化するからであり、5μmを越える
と、導電率を向上させる効果が望めないからである。
【0016】金属粉末は、平均粒径が0.5〜5μmの
粉末と平均粒径が10〜25μmの粉末の混合物であれ
ば、特に組成、形状および配合比を限定するものではな
いが、小さな球状粉と大きなフレーク粉を組み合わせる
のが望ましい。導電性接着剤の導電率の観点からはフレ
ーク粉が優れ、ピン転写性の観点からは異方性の小さい
球状粉が優れており、両者を混ぜることによって導電率
とピン転写性の2つの特性が好適な状態で両立できるか
らである。
【0017】ずり速度20s-1のときの粘度が10Pa
・sを下回ると、転写ピンから導電性接着剤が流れてし
まい、基板上に所望形状、所望寸法の導電性接着剤のパ
ターンが転写できなくなる。逆に、30Pa・sを超え
ても、転写ピンから基板に導電性接着剤を転写する際に
転写された導電性接着剤のパターンに掠れが生じ、所望
形状、所望寸法のパターンが得られない。
【0018】さらに、ずり速度20s-1のときの粘度
が、10Pa・s以上、30Pa・s以下であっても、
ずり速度4s-1のときに粘度が60Pa・s以上では、
転写時に生じる糸引きが顕著になり、ピン転写性が悪化
する。
【0019】また、ずり速度20s-1のときの粘度が、
10Pa・s以上、30Pa・s以下であっても、ずり
速度4s-1のときに粘度が20Pa・s以下では、転写
ピンから導電性接着剤が流れてしまい、基板上に所望形
状、所望寸法の導電性接着剤のパターンが得られない。
【0020】
【実施例】以下実施例を用いて本発明を具体的に説明す
る。
【0021】(1)導電性接着剤の製造 [実施例1]平均粒径が約1μmのフレーク状銀粉末8
g及び平均粒径が約15μmのフレーク状銀粉末8gか
らなる計16gの銀粉末と、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂1.95gとビスフェノールA型エポキシ樹
脂0.65gを混合した樹脂(配合比25重量%)と、
溶剤としてフェニールグリシジエテール0.25gを時
計皿上で予備混練した後、3本ロールミルで混合し、実
施例1の導電性接着剤を得た。
【0022】得られた導電性接着剤の粘度をHBT型粘
度計(ブルックフィールド社製)を用いて、25℃の条
件下で測定したところ、ずり速度が20S-1においては
17.7Pa・sで、4S-1においては39.8Pa・
sであった。
【0023】[実施例2]樹脂中のフェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂に含有させるビスフェノールA型エポ
キシ樹脂の配合比を50重量%にした以外は、実施例1
と同様にして実施例2の導電性接着剤を得た。実施例2
の導電性接着剤の粘度は、20S-1において22.2P
a・sであり、4S-1において50.7Pa・sであっ
た。
【0024】[実施例3]平均粒径が約1.5μmの球
状銀粉末8g及び平均粒径が約15μmのフレーク状銀
粉末8gからなる計16gの銀粉末を用いた以外は実施
例1と同様にして実施例3の導電性接着剤を得た。
【0025】実施例3の導電性接着剤の粘度は、20S
-1においては25.8Pa・sで、4S-1においては4
8.4Pa・sであった。
【0026】[比較例1]金属粉末に平均粒径が約5μ
mのフレーク状銀粉末16gを、溶剤にフェニールグリ
シジエテール1.4gを用いた以外は実施例1と同様に
して比較例1の導電性接着剤を得た。
【0027】得られた導電性接着剤の粘度を25℃の条
件下で測定したところ、ずり速度が20S-1において6
1.4Pa・sであり、4S-1において182.9Pa
・sであった。
【0028】[比較例2]金属粉末に平均粒径が約0.
3μmの球状銀粉末8g及び平均粒径が約10μmのフ
レーク状銀粉末8gからなる計16gの銀粉末を、溶剤
にフェニールグリシジエテール1.4gを用いた以外は
実施例1と同様にして比較例2の導電性接着剤を得た。
【0029】得られた導電性接着剤の粘度を25℃の条
件下で測定したところ、ずり速度が20S-1において4
8.2Pa・sであり、4S-1において160.3Pa
・sであった。
【0030】[比較例3]樹脂中のビスフェノールA型
エポキシ樹脂の配合比を10重量%にした以外は実施例
1と同様にして比較例3の導電性接着剤を得た。
【0031】比較例3の導電性接着剤の粘度は、20S
-1においては28.9Pa・sで、4S-1においては5
3.8Pa・sであった。
【0032】[比較例4]樹脂中のビスフェノールA型
エポキシ樹脂の配合比を75重量%にした以外は実施例
1と同様にして比較例4の導電性接着剤を得た。
【0033】比較例4の導電性接着剤の粘度は、20S
-1においては28.9Pa・sで、4S-1においては9
7.9Pa・sであった。
【0034】(2)ピン転写性の評価 ピン転写性の評価は、0.5mmφのパターンを1.5
mm間隔に転写し、目視により良否の判定を行った。
【0035】目視検査により、充分な量の導電性接着剤
による転写パターンが形成され、且つ糸引きが認められ
ないものを優良とした。そして、角立ちは認められるも
のの、糸引きが認められないものを良好とした。また、
パターンが転写されなかったものや転写されても転写パ
ターンに掠れが生じていたもの、糸引きが発生していた
ものは不可とした。なお本発明では、転写パターンの先
端が繊維状に伸びているものを糸引きと呼び、転写パタ
ーンの先端に鋭角な突起が形成されているが繊維状伸延
物は形成されていないものを角立ちと呼ぶ。
【0036】(3)接着強度の測定 銅箔による配線がなされたプリント基板(ガラス・エポ
キシ基板)にチップ抵抗器(3216R)を1gの荷重
をもって装着した後、水平剥離強度を測定し、水平剥離
強度がクリームハンダの水平剥離強度である6kgf以
上で有れば良とした。
【0037】なお、プリント基板への導電性接着剤の印
刷は、導電性接着剤の厚さが約120μmになるよう
に、スキージ速度を30mm/s、マスクと基板間の隙
間を300μmとした。また、導電性接着剤の硬化条件
は150℃で30分とした。
【0038】(4)評価結果 実施例1〜3および比較例1〜4の導電性接着剤に対
し、上記のピン転写性と接着強度の特性評価を行った結
果を表1に示す。
【0039】
【表1】
【0040】表1からわかるように、実施例1〜3の導
電性接着剤はピン転写性において良好な結果を示すと共
に、クリームハンダの接着強度である6Kgf以上の接
着強度が得られている。
【0041】それに対し、平均粒径の大きな銀粉末を含
まない比較例1と導電率向上のために混入する銀粉末の
平均粒径が本発明の範囲より小さな比較例2は、導電性
接着剤の粘度が大きく、ピン転写性に劣る。
【0042】一方、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の
配合量の少ない比較例3は、ピン転写性は優れているが
接着強度が劣っており、逆にビスフェノールA型エポキ
シ樹脂の配合量の多い比較例4は、接着強度こそ優れて
いるものの粘度係数が大きいためピン転写時に生じる糸
引きが顕著になり、ピン転写性を満足しない。
【0043】
【発明の効果】以上のように、本発明の導電性接着剤
は、ピン転写性が大きく改善され、かつクリームハンダ
と同程度の接着強度が得られた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属粉末を樹脂中に分散させた導電性接
    着剤において、前記導電性接着剤が、室温にて液状であ
    るフェノールノボラック型エポキシ樹脂にビスフェノー
    ルA型エポキシ樹脂を20重量%以上、50重量%以下
    含有させた樹脂と、平均粒径が0.5〜5μmである金
    属粉末と平均粒径が10〜25μmである金属粉末の、
    少なくとも2種類の粉末を混合した金属粉末とからな
    り、且つ前記導電性接着剤の25℃での粘度が、ずり速
    度が20s-1のときに10Pa・s以上、30Pa・s
    以下で、ずり速度が4s-1のときには20Pa・s以
    上、60Pa・s以下であることを特徴とする導電性接
    着剤。
JP8561698A 1998-03-31 1998-03-31 導電性接着剤 Pending JPH11279501A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7206190B2 (en) 2002-11-29 2007-04-17 Honda Motor Co., Ltd. Electrode for electric double layer capacitor
JP2010192121A (ja) * 2009-02-13 2010-09-02 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子、有機elディスプレイ及び有機el照明

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7206190B2 (en) 2002-11-29 2007-04-17 Honda Motor Co., Ltd. Electrode for electric double layer capacitor
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