WO2001044373A1

WO2001044373A1 - Conductive resin, electronic module using conductive resin, and method of manufacturing electronic module

Info

Publication number: WO2001044373A1
Application number: PCT/JP2000/008833
Authority: WO
Inventors: Tsutomu Mitani; Yukihiro Ishimaru; Takashi Kitae; Hiroaki Takezawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2001-06-21
Also published as: CN1322060C; DE60009464T2; KR20010113688A; US20020185306A1; DE60009464D1; US6510059B2; EP1153985A4; EP1153985A1; EP1153985B1; CN1339049A; KR100454861B1

Description

明細書導電性樹脂、導電性樹脂を用いた電子部品の実装体、および電子部品の実装体の製造方法技術分野

本発明は、電子部品の電気的接点又は電子部品の熱伝導媒体に用いられる接着剤として機能する導電性樹脂、および該導電性樹脂を用いた電子部品の実装体、および電子部品の実装体の製造方法に関する。背景技術

昨今の環境問題への認識の高まりから、エレクトロニクス実装の分野では、はんだ合金中の鉛に対する規制が実施されようとしており、電子部品の実装に鉛を用いない接合技術の確立が急務となっている。鉛フリ一実装技術としては、鉛フリーはんだ又は導電性樹脂の使用が挙げられるが、接合部の柔軟性、実装温度の低温化、有機溶剤フリー、洗浄レス等のメリッ卜が期待される導電性樹脂に対する関心がますます高まっている。

従来の導電性樹脂は、一般的に例えばエポキシ樹脂系バインダ一樹脂成分中に金属粉末などの導電性フィラーを分散させたものである。例えば導電性樹脂で電子部品の部品電極と回路基板の基板電極とを接続する場合、前記バインダー樹脂によって導電性フィラー相互、導電性フイラ —と部品電極、および導電性フィラーと基板電極とがそれぞれ接触し電気的に接続されると同時に、電子部品と基板電極とが導電性樹脂を介して接着され機械的に接続される。

導電性樹脂を用いた実装では、電子部品と回路基板との接続部が樹脂成分で接続されるため、熱や外力による変形に対して柔軟に変形し、接続部が合金であるはんだに比べて亀裂が発生しにくいというメリッ卜があり、はんだの代替材料として期待されている。

ところが、従来の導電性樹脂ではんだ代替を実現しょうとすると、はんだと同等の接続強度を達成することが困難であった。

導電性樹脂が部品電極および基板電極と接着する作用は、上記のように例えばエポキシ樹脂系バインダー樹脂が部品電極および基板電極と接着することで発現される。エポキシ樹脂系バインダー樹脂は、樹脂材料のなかでは特に金属との接着強度がもつとも強いものの一つであり、かつ硬化した後の樹脂自身の機械的強度も樹脂材料のなかでは卓抜したものであるため、多くの接着剤構造部材に多用されている。しかしながら、はんだ接続部のような合金的接合とはなっていないため、せん断、引つ張り、曲げ、およびねじり等実際の接続部分が受ける外力に対してはんだと同等の接続強度を達成することが困難となっている。

以下にその主たる原因を図 6を用いて説明する。

図 6は従来の導電性樹脂 4 3を用いて電子部品 4 4の電極 4 5を回路基板 4 1の基板電極 4 2に接続した実装体の概略断面図である。導電性樹脂 4 3は例えば印刷あるいはデイスペンスなどの手段によって基板電極 4 2の所定位置に形成され、その後、電子部品 4 4を載置して熱硬化し電気的接続と機械的接続が得られる。このときの接続部は前記印刷時の形状寸法をほぼ維持している。また、電極 4 5と導電性樹脂 4 3との接続界面、および基板電極 4 2と導電性樹脂 4 3との接続界面では、導電性フィラーとバインダ一樹脂とがほぼ均一に分散して混在している。一般的に従来の導電性樹脂の導電性フィラーの重量含有率は 8 0 %程度前後である。導電性フイラ一の比重は例えば銀の導電性フイラ一の場合に約 1 0で、バインダー樹脂の比重は約 1 . 1であるために、前記接続部での機械的接続、即ち接続強度を発現するバインダー樹脂の部品電極および基板電極との正味接触面積は見かけ上の接続面積の約 1 Z 2程度である。このためバインダ一榭脂のみの場合に比べて接続強度は低下する。

即ち、従来の導電性樹脂は前記のようなはんだ接続に対して柔軟であつて亀裂が発生しにくいという優れたメリッ卜があるにもかかわらず、絶対的な接続強度がはんだと比較して不十分であるというデメリッ卜があるために、はんだ代替用の接続材料として広範に使用されるには至つていない。発明の開示

そこで本発明は、導電性樹脂の亀裂が発生しにくいというメリットを維持しつつ、従来の導電性樹脂に比べて接続強度の向上が可能な新規導電性樹脂、および接続強度が向上した電子部品の実装体、およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、電子部品と基板電極とを導電性樹脂を用いて接続し加熱硬化させると、導電性樹脂中に、導電性フィラーを主成分とする部分とバインダ一樹脂を主成分とする部分とが形成される導電性樹脂を提供する。また、本発明は、導電性樹脂中に、導電性フィラーを主成分とする部分とバインダ一樹脂を主成分とする部分とが形成された電子部品の実装体を提供する。更に本発明は、導電性樹脂中に、導電性フィラーを主成分とする部分とバインダ一樹脂を主成分とする部分とが略分離して形成される電子部品の実装体の製造方法を提供する。

即ち、本発明の導電性樹脂は、導電性フィラーとバインダー榭脂とを主成分とし、前記導電性フィラーが前記バインダ一樹脂中に略均一分散してなる導電性樹脂であって、硬化前の前記導電性樹脂を用いて複数の被接着体間を接続し、前記導電性樹脂を加熱すると前記導電性フィラーと前記バインダ一樹脂とが略分離し、導電性樹脂の硬化後に前記導電性榭脂内に、前記導電性フィラーを主成分とする部分と、前記バインダー樹脂を主成分とする部分とが形成されることを特徴とする。かかる構成によれば、硬化後の導電性樹脂内にバインダ一樹脂を主成分とする部分が形成されるので、該部分によって被接着体間の接続強度を向上させることができる。

また、本発明の電子部品の実装体は、電子部品の電極と回路基板の電極とが、導電性フイラ一とバインダー樹脂とを含む導電性樹脂を介して接続された電子部品の実装体であって、前記両電極が対向する領域内の前記導電性樹脂は前記導電性フィラーを主成分とし、前記両電極が対向する領域以外の領域内の前記導電性樹脂の少なくとも一部は前記バインダー樹脂を主成分とすることを特徴とする。かかる構成によれば、導電性フィラーを主成分とする部分は電気的接続と機械的接続とを発現し、バインダー樹脂を主成分とする部分は電気的絶縁と機械的接続とを発現する。特に、バインダー樹脂を主成分とする部分の存在により、電子部品の接続強度を向上させることができる。

また、本発明の第 1の電子部品の実装体の製造方法は、回路基板の所定位置に上記本発明の導電性樹脂を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に電子部品を配置する工程と、前記導電性樹脂を硬化する工程とを上記順序で実施することを特徴とする。

また、本発明の第 2の電子部品の実装体の製造方法は、回路基板又は電子部品の少なくとも一方に、導電性樹脂のバインダ一樹脂の前記回路基板又は前記電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を付与する工程と、前記回路基板の所定位置に前記導電性樹脂を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に電子部品を配置する工程と、前記導電性樹脂を硬化する工程とを上記順序で実施することを特徴とする。

また、本発明の第 3の電子部品の実装体の製造方法は、回路基板の所定位置に導電性樹脂を付与する工程と、前記回路基板、前記導電性樹脂、及び電子部品のうちの少なくとも一つに、前記導電性樹脂のバインダ一樹脂の前記回路基板又は前記電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に前記電子部品を配置する工程と、前記導電性樹脂を硬化する工程とを上記順序で実施することを特徴とする。

更に、本発明の第 4の電子部品の実装体の製造方法は、回路基板の所定位置に導電性樹脂を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に電子部品を配置する工程と、前記導電性樹脂のバインダー樹脂の前記回路基板又は前記電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を少なくとも前記電子部品の実装部分に付与する工程と、前記導電性樹脂を硬化する工程とを上記順序で実施することを特徴とする。

上記第 1の電子部品の実装体の製造方法によれば、上記本発明の導電性樹脂を用いるので、加熱時に導電性樹脂内の導電性フィラーとバインダー榭脂とが略分離し、導電性樹脂の硬化後に導電性樹脂内に、導電性フィラ一を主成分とする部分と、バインダー樹脂を主成分とする部分とが形成される。

また、上記第 2〜第 4の電子部品の実装体の製造方法によれば、回路基板又は電子部品に対するバインダ一樹脂の濡れ性を向上する作用を有する材料を付与するので、その後の加熱時に導電性フィラーとバインダ一樹脂とが略分離して、硬化後に導電性樹脂内に、導電性フイラ一を主成分とする部分と、バインダー樹脂を主成分とする部分とが形成されるこの結果、上記第 1〜第 4のいずれの実装体の製造方法においても、上記バインダ一樹脂を主成分とする部分によって電子部品の接続強度を向上させることができる。図面の簡単な説明

図 1 A〜図 1 Cは、本発明の実施例 1に係る電子部品の実装体の製造方法を工程順に示した概略断面図である。

図 2 A〜図 2 Dは、本発明の実施例 2に係る電子部品の実装体の製造方法を工程順に示した概略断面図である。

図 3 A〜図 3 Dは、本発明の実施例 3に係る電子部品の実装体の製造方法を工程順に示した概略断面図である。

図 4 A〜図 4 Dは、本発明の実施例 4に係る電子部品の実装体の製造方法を工程順に示した概略断面図である。

図 5は、本発明の実施例 5における導電性樹脂の硬化工程を説明した図である。

図 6は、従来の電子部品の実装体の概略断面図である。発明を実施するための最良の形態

上述したように、本発明の導電性樹脂は、導電性フィラーとバインダ一樹脂とを主成分とし、導電性フィラーがバインダー樹脂中に略均一分散してなる導電性樹脂であって、硬化前の導電性樹脂を用いて複数の被接着体間を接続し、導電性樹脂を加熱すると、バインダー榭脂が低粘度となり流動しやすくなつて、被接着体とバインダー樹脂との毛細管現象によつてバインダー樹脂が被接着体表面上に広がることにより、導電性フィラーとバインダー樹脂とが略分離する。そして導電性樹脂の硬化後に導電性樹脂内に、導電性フィラーを主成分とする部分と、バインダー樹脂を主成分とする部分とが形成される。導電性フィラ一を主成分とする部分は相対的に高い導電性と低い機械的強度を発現し、バインダー樹脂を主成分とする部分は相対的に低い導電性と高い機械的強度を発現する。

上記において、導電性樹脂の加熱時にバインダ一樹脂成分の流動を容易ならしめるために、導電性樹脂中に希釈剤成分が、導電性樹脂の全有機物成分に対して重量比率で 1 %以上 5 0 %以下含有されていることが好ましく、 5 %以上 2 0 %以下含有されていることがより好ましい。このような希釈剤成分としては、比較的低温で揮発しやすい溶剤、又は反応性希釈剤、又はこれらの混合物を用いることができる。具体的には、溶剤として、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、あるいはトリエチレングリコールなどのアルコール系の溶剤が挙げられる。また、反応性希釈剤として、エポキシ系の反応性希釈剤を使用することができ、例えば「アデカグリシロール」（旭電化（株）製）を例示することができる。

また、導電性樹脂（上記の希釈剤成分が含有される場合には、これを含む）中における導電性フィラーの重量含有率は、下限が 2 0 %以上、更に 3 0 %以上であることが好ましく、上限が 7 0 %未満、更に 5 0 % 未満であることが好ましい。導電性フィラーの含有率が上記の下限より少ないと、接続部の電気抵抗が増加する。一方、上記の上限より多いと、接続部の機械的強度が低下する。従来の一般的な導電性樹脂中の導電性フィラーの重量含有率は通常 7 5〜 9 0 %程度である。本発明の導電性樹脂は、加熱 ·硬化時にバインダ一樹脂が流出してバインダー樹脂を主成分とする部分を形成するために、従来より少ない導電性フィラーの 01/44373

含有率で、充分な導電性と機械的強度とを得ることができる。

また、導電性樹脂中の導電性フィラ一は相互に絡み合う性質を有することが好ましい。このような性質を有することにより、導電性樹脂の加熱によってバインダー樹脂が流動する際に、導電性フィラーがバインダ一樹脂と一緒に流動するのが防止されるので、導電性フイラ一とバインダー樹脂とが良好に略分離される。導電性フィラーが相互に絡み合う性質を有するためには、例えば、異なる形状を付与した導電性フィラーを混在させたり（例えば、鱗片形状のものと金平糖形状のものとを混在させる）、大小各種のサイズの導電性フィラーを混在させたり、又は、相互に絡み合いやすい形状の導電性フィラーを用いたりする方法が挙げられる。相互に絡み合いやすい形状の導電性フィラーとは、例えば、四脚柱状の導電性フィラー（例えば「パナテトラ」（四脚柱状の酸化亜鉛ゥイスカー、松下アムテック（株）製）の表面に金及びニッケルのめっきを施したもの）、又は、樹枝状晶形状（別名、デンドライト）の導電性フィラーを例示することができる。

また、導電性樹脂は、硬化後において、導電性フィラーを主成分とする部分の体積固有抵抗値が 1 X 1 0— ¹ Ω · c m以下であることが好ましく、 5 X 1 0 _ ³ Ω · c m以下であることがより好ましく、 1 X 1 0一 ³ Ω · c m以下であることが最も好ましい。また、バインダー樹脂を主成分とする部分の体積固有抵抗値は 1 X 1 0 ^{+ 3} Ω · c m以上であることが好ましく、 1 X 1 0 ^{+ 6} Ω · c m以上であることがより好ましく、 1 X 1 0 ^{+ 8} Ω · c m以上であることが最も好ましい。導電性フィラーを主成分とする部分の体積固有抵抗値が上記範囲より大きいと、良好な電気的接続を発現せず導通が確保しにくくなる。また、バインダー樹脂を主成分とする部分の体積固有抵抗値が上記範囲より小さいと、良好な電気絶縁性を発現せず、また機械的強度も低下する。なお、本発明において「導電性フィラー（又はバインダー樹脂）を主成分とする」とは、導電性フイラ一（又はバインダー樹脂）が全体に対して重量割合で 5 0 %以上、好ましくは 6 0 %、より好ましくは 7 0 %以上含有されていることをいう。

次に、本発明の電子部品の実装体は、電子部品の電極と回路基板の電極とが、導電性フィラーとバインダー樹脂とを含む導電性樹脂を介して接続された電子部品の実装体であって、両電極が対向する領域内の導電性樹脂は導電性フィラーを主成分とすることで電気的接続と機械的接続とを発現しており、両電極が対向する領域以外の領域内の導電性樹脂の少なくとも一部はバインダー樹脂を主成分とすることで電気的絶縁と機械的接続を発現している。ここで、「両電極が対向する領域以外の領域」とは、例えば電子部品の電極以外の部分と回路基板とが対向する領域や、電子部品と回路基板とが直接対向していない領域（例えば、回路基板表面に対して略垂直な電子部品の表面と回路基板表面との間の領域）などが該当する。このような実装体は、上記の本発明の導電性樹脂を使用することにより、又は本発明の第 1〜第 4の実装体の製造方法を採用することにより容易に得ることができる。

上記の実装体において、導電性フィラーを主成分とする部分及びバインダ一樹脂を主成分とする部分のそれぞれの体積固有抵抗値は、上記の範囲を満足することが好ましい。

また、上記の実装体において、電子部品の電極以外の部分と回路基板とが対向する領域が、全てバインダー榭脂を主成分とする樹脂で接続されていることが好ましい。これにより、必要な電気絶縁性を確保しながら、電子部品と回路基板との接続強度をもつとも強固なものとすることができる。

次に、本発明の第 1の電子部品の実装体の製造方法は、回路基板の所定位置に上記本発明の導電性樹脂を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に前記電子部品を配置する工程と、前記導電性榭脂を硬化する工程とを有し、これらの工程が上記記載順に実施される。これにより、上記の本発明の実装体を容易に得ることができる。

また、本発明の第 2の電子部品の実装体の製造方法は、回路基板又は電子部品の少なくとも一方に、導電性樹脂のバインダー樹脂の回路基板又は電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を付与する工程と、回路基板の所定位置に導電性樹脂を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に電子部品を配置する工程と、導電性樹脂の硬化する工程とを有し、これらの工程が上記記載順に実施される。

従来の導電性樹脂を用いる場合、従来と同様の電子部品の実装体の製造方法を行なったのでは前記本発明の電子部品の実装体を実現することは困難である。ところが、本発明の上記第 2の実装体の製造方法に従い、回路基板又は電子部品の少なくとも一方に、導電性樹脂のバインダー樹脂の回路基板又は電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を予め塗布することによって、その後の導電性樹脂の加熱過程で導電性樹脂のバインダー樹脂成分の回路基板又は電子部品に対する濡れ性が向上する。その結果、従来の導電性樹脂を用いた場合であつても本発明の前記実装体の形成が容易となる。

もちろん、本発明の第 2の電子部品の実装体の製造方法において、導電性樹脂として本発明の前記導電性樹脂を用いることもでき、同様な実装体を形成することができる。即ち、本発明の第 2の電子部品の実装体の製造方法において、導電性樹脂に関して特に限定はない。

本発明の第 3の電子部品の実装体の製造方法は、回路基板の所定位置に導電性樹脂を付与する工程と、回路基板、導電性樹脂、及び電子部品のうちの少なくとも一つに、導電性樹脂のバインダ一樹脂の回路基板又は電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に電子部品を配置する工程と、導電性樹脂を硬化する工程とを有し、これらの工程が上記記載順に実施される。

従来の導電性樹脂を用いる場合、従来と同様の電子部品の実装体の製造方法を行なったのでは前記本発明の電子部品の実装体を実現することは困難である。ところが、本発明の上記第 3の実装体の製造方法に従い、回路基板、導電性樹脂、及び電子部品のうちの少なくとも一つに、導電性樹脂のバインダ一樹脂の回路基板又は電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を予め塗布することによって、その後の導電性樹脂の加熱過程で導電性樹脂のバインダー樹脂成分の回路基板又は電子部品に対する濡れ性が向上する。その結果、従来の導電性樹脂を用いた場合であっても本発明の前記実装体の形成が容易となる。

もちろん、本発明の第 3の電子部品の実装体の製造方法において、導電性樹脂として本発明の前記導電性樹脂を用いることもでき、同様な実装体を形成することができる。即ち、本発明の第 3の電子部品の実装体の製造方法において、導電性樹脂に関して特に限定はない。

本発明の第 4の電子部品の実装体の製造方法は、回路基板の所定位置に導電性樹脂を付与する工程と、導電性樹脂を付与した所定位置に電子部品を配置する工程と、導電性樹脂のバインダ一樹脂の回路基板又は電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を少なくとも電子部品の実装部分に付与する工程と、導電性樹脂を硬化する工程とを有し、これらの工程が上記記載順に実施される。

従来の導電性樹脂を用いる場合、従来と同様の電子部品の実装体の製造方法を行なったのでは前記本発明の電子部品の実装体を実現すること O 01/44373

は困難である。ところが. 本発明の上記第 4の実装体の製造方法に従い、少なくとも電子部品の実装部分に、導電性樹脂のバインダー樹脂の回路基板又は電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を予め塗布することによって、その後の導電性樹脂の加熱過程で導電性樹脂のバインダー樹脂成分の回路基板又は電子部品に対する濡れ性が向上する。その結果、従来の導電性樹脂を用いた場合であっても本発明の前記実装体の形成が容易となる。

もちろん、本発明の第 4の電子部品の実装体の製造方法において、導電性樹脂として本発明の前記導電性樹脂を用いることもでき、同様な実装体を形成することができる。即ち、本発明の第 4の電子部品の実装体の製造方法において、導電性樹脂に関して特に限定はない。

上記第 2〜第 4の実装体の製造方法で使用する、前記濡れ性を向上する作用を有する材料としては、例えばアルコール系溶剤、反応性希釈剤、又はこれらの混合物が好ましい。アルコール系溶剤としては、ェチレングリコール、ジエチレングリコール、あるいは卜リエチレングリコールなどを用いることができる。また、反応性希釈剤として、エポキシ系の反応性希釈剤を使用することができ、例えば「アデカグリシロール」 (旭電化（株）製）を例示することができる。

上記第 1〜第 4の実装体の製造方法において、導電性樹脂を硬化する工程では、導電性樹脂から略分離したバインダー樹脂成分が流出する低粘度化工程と、バインダー樹脂成分の硬化工程とが、この順に行なわれることが好ましい。即ち、導電性樹脂の加熱を、導電性樹脂のバインダ一樹脂成分が低粘度化する第 1の温度で所定時間保持し、次いで、バインダ一樹脂成分が硬化する第 2の温度まで昇温して所定時間保持する。低粘度化工程（第 1の温度）により、導電性樹脂内の導電性フイラ一とバインダ一樹脂との分離を確実に行なわせることができるので、その後の硬化工程（第 2の温度）を経ることで、導電性樹脂内に、導電性フィラ一を主成分とする部分と、バインダー樹脂を主成分とする部分とを容易に形成することができる。

上記第 1〜第 4の実装体の製造方法において、導電性樹脂を硬化する工程では、導電性樹脂から略分離したバインダー樹脂が流出し、電子部品の電極と回路基板の電極とが対向する領域以外の領域の少なくとも一部が、前記流出したバインダー樹脂を主成分とする樹脂で接続されることが好ましい。これにより、両電極が対向する領域内では、導電性フィラーの含有率が増大し、良好な電気的接続が行なわれる。一方、両電極が対向する領域以外の領域に、導電性フイラ一の含有率が少なく、バインダー榭脂を主成分とする樹脂部分が形成され、これが電子部品の接続強度の向上に寄与する。

[実施例]

(実施例 1 )

図 1 A〜図 1 Cを参照して本発明の導電性樹脂を用いて形成した電子部品の実装体の一実施例について説明する。

図 1 A〜図 1 Cは電子部品の実装体の製造方法を工程順に示した概略断面図である。

まず、図 1 Aに示すように、回路基板 1の基板電極 2上の所定位置に導電性樹脂 3を印刷形成し、電極 5を備えた電子部品 4を位置合わせして、図 1 Bに示すように、電子部品 4を未硬化の導電性樹脂 3上に載置する。次いで導電性樹脂 3の硬化温度に加熱して導電性樹脂 3を硬化させる。図 1 Cは導電性樹脂 3を硬化させた後の、本発明の電子部品の実装体の完成状態を示している。

本実施例では導電性樹脂 3として、バインダーにエポキシ樹脂、硬化剤にアミン系硬化剤、アルコール系溶剤としてジエチレングリコールを用いた。

ジエチレングリコールの添加量は、本実施例では導電性樹脂の有機物成分全体に対して重量比率で 0〜 7 0 %の範囲内で変更した。ジェチレングリコールは、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤を混練した後、室温状態で添加した。

導電性フィラーとしては、形状が鱗片形状のものと略球形状のものとを、重量比率でそれぞれ約 6 0 %、約 4 0 %で混合して使用した。未硬化の状態で、導電性フィラーは導電性樹脂中に略均一に分散含有されている。

電子部品 4としてはチップ抵抗器を用いた。

表 1にジエチレングリコール（D E G ) の添加重量比率を変化させて作製した導電性榭脂を用いて形成した電子部品の実装体の、せん断付着強度と、電子部品 4と回路基板 1との接続部形状の結果を示す。表 1においてジエチレングリコール重量比率が 0 %の例は従来の導電性樹脂に相当し、比較参考例として示している。

せん断付着強度の測定は、測定サンプルとして、電子部品として 3 2 1 6サイズのチップ抵抗器を導電性樹脂で銅電極を有する F R— 4基板上に接続したものを用いた。前記サンプルをシェア強度テスターに、前記チップ抵抗器の長手方向側面がシェアテスター圧子に当接するように設置し、シェア速度 1 0 mm/m i nで押し当てていき、チップ抵抗器が回路基板から脱落した時の荷重をせん断付着強度と定義した。

接続部形状は、図 1 Cに例示するように、電子部品 4の電極 5以外の部分と回路基板 1 とが対向する領域（即ち電子部品下部領域）での樹脂接着部分 3 bの有無（「有」の場合は更にその形成状態）、及び電子部品 4の電極 5の側壁面の、ハンダ接続の場合に形成されるのと同様のフィレット状の補強部 3 cの形成の有無（「有」の場合は更にその高さ）に O 01/44373

ついて調べた表 1

表 1に示すようにジエチレングリコールの添加量が 1重量％以上 5 0 重量％以下、特に 5重量％以上 2 0重量％以下の場合に、電子部品下部の樹脂接着部 3 b及びフィレット 3 cが良好に形成され、その結果、電子部品の付着強度が向上していた。

得られた電子部品の実装体を分解して導電性樹脂部分を詳細に調べたところ、電子部品下部の樹脂接着部 3 b及びフィレット 3 cの導電性樹脂はバインダー樹脂を主成分とし、良好な電気絶緣性を示し、電極 5と基板電極 2とが対向する領域内の導電性樹脂 3 aは導電性フィラーを主成分とし、良好な導電性を示していた。バインダー樹脂を主成分とする O 01/44373

樹脂接着部 3 b及びフィレット 3 cは、加熱時に導電性樹脂 3内のバインダー樹脂成分が分離して電子部品 4や回路基板 1の表面に沿って流動して形成されたものである。

(実施例 2 )

図 2 A〜図 2 Dを参照して本発明の上記第 2の電子部品の実装体の製造方法の一実施例について説明する。

図 2 A〜図 2 Dは電子部品の実装体の製造方法を工程順に示した概略断面図である。

まず、図 2 Aに示すように、基板電極 1 2が形成された回路基板 1 1 上に所定の開口を有するメタルマスク 1 6を設置して、回路基板 1 1及び基板電極 1 2上に、回路基板 1 1 との濡れ性を向上する作用を有する材料、即ちジエチレングリコール液 1 7を、スプレーノズル 1 8を矢印方向に移動させながら散布して塗布する。その後、図 2 Bに示すように、回路基板 1 1の基板電極 1 2の所定位置に導電性樹脂 1 3を印刷形成し、電極 1 5を備えた電子部品（チップ抵抗器） 1 4を位置合わせして、図 2 Cに示すように、電子部品 1 4を未硬化の導電性樹脂 1 3上に載置する。次いで導電性樹脂 1 3の硬化温度に加熱して導電性樹脂 1 3を硬化させる。図 2 Dは導電性樹脂 1 3を硬化させた後の、本発明の電子部品の実装体の完成状態を示している。

本実施例ではジエチレングリコール 1 7の形成厚みは約 5 mとした導電性樹脂 1 3として、導電性フイラ一に銀フイラ一を、バインダー樹脂成分にエポキシ系樹脂を用いた従来の導電性樹脂を使用した。導電性樹脂の硬化は 1 5 O t:に設定した熱風炉中で 3 0分間実施した。

図 2 Dに示すように、本実施例の電子部品の実装体は、電子部品 1 4 の電極 1 5以外の部分と回路基板 1 1 とが対向する領域（電子部品下部領域）に、バインダー樹脂を主成分とする樹脂 1 3 bが充填されており、また、電子部品 1 4の電極 1 5の側壁面にもバインダー樹脂を主成分とする樹脂 1 3 cがフィレツ卜状に付着していた。これら樹脂 1 3 b， 1 3 cは、加熱時に導電性樹脂 1 3内のバインダー樹脂成分が分離して電子部品 1 4や回路基板 1 1の表面に沿って流動して形成されたものである。これらのバインダー榭脂を主成分とする樹脂 1 3 b， 1 3 cによつて電子部品 1 4と回路基板 1 1との機械的接合強度が向上する。一方、電極 1 5と基板電極 1 2とが対向する領域内の導電性樹脂 1 3 aは導電性フィラーを主成分とし、良好な導電性を示していた。

ジエチレングリコールの付与方法は、上記のスプレー散布以外にも、ディップ、塗布など他の方法も使用可能である。また、濡れ性を向上する材料はジエチレングリコール以外にも例えばエチレングリコール、卜リエチレングリコールなどのアルコール系溶剤又は反応性希釈剤が使用可能である。

上記の例では、ジエチレングリコールを回路基板 1 1側に付与したが、これに代えて、又はこれとともに電子部品 1 4に付与しても良い。

(実施例 3 )

図 3 A〜図 3 Dを参照して本発明の上記第 3の電子部品の実装体の製造方法の一実施例について説明する。

図 3 A〜図 3 Dは電子部品の実装体の製造方法を工程順に示した概略断面図である。

まず、図 3 Aに示すように、回路基板 2 1上に形成した基板電極 2 2 の所定位置に導電性樹脂 2 3を印刷形成した後、所定の開口を有するメタルマスク 2 6を設置して、回路基板 2 1、基板電極 2 2、及び導電性樹脂 2 3上に、回路基板 2 1との濡れ性を向上する作用を有する材料、即ちジエチレングリコール液 2 7を、スプレーノズル 2 8を矢印方向に移動させながら散布して塗布する。その後、図 3 Bに示すように、回路基板 2 1の基板電極 2 2に電極 2 5を備えた電子部品（チップ抵抗器） 2 4を位置合わせして、図 3 Cに示すように、電子部品 2 4を未硬化の導電性樹脂 2 3上に載置する。次いで導電性樹脂 2 3の硬化温度に加熱して導電性樹脂 2 3を硬化させる。図 3 Dは導電性樹脂 2 3を硬化させた後の、本発明の電子部品の実装体の完成状態を示している。

本実施例ではジエチレンダリコール 2 7の形成厚みは約 5 とした導電性樹脂 2 3として、導電性フィラーに銀フイラ一を、バインダー榭脂成分にエポキシ系樹脂を用いた従来の導電性樹脂を使用した。導電性樹脂の硬化は 1 5 0 °Cに設定した熱風炉中で 3 0分間実施した。

図 3 Dに示すように、本実施例の電子部品の実装体は、電子部品 2 4 の電極 2 5以外の部分と回路基板 2 1とが対向する領域（電子部品下部領域）に、バインダー榭脂を主成分とする樹脂 2 3 bが充填されており、また、電子部品 2 4の電極 2 5の側壁面にもバインダー樹脂を主成分とする樹脂 2 3 cがフィレツト状に付着していた。これら樹脂 2 3 b， 2 3 cは、加熱時に導電性樹脂 2 3内のバインダー樹脂成分が分離して電子部品 2 4や回路基板 2 1の表面に沿って流動して形成されたものである。これらのバインダー樹脂を主成分とする樹脂 2 3 b， 2 3 cによつて電子部品 2 4と回路基板 2 1 との機械的接合強度が向上する。一方、電極 2 5と基板電極 2 2とが対向する領域内の導電性樹脂 2 3 aは導電性フイラ一を主成分とし、良好な導電性を示していた。

ジエチレンダリコールの付与方法は、上記のスプレー散布以外にも、ディップ、塗布など他の方法も使用可能である。また、濡れ性を向上する材料はジエチレングリコール以外にも例えばエチレングリコール、トリエチレングリコールなどのアルコール系^剤又は反応性希釈剤が使用可能である。

上記の例では、ジエチレングリコールを回路基板 2 1側に付与したが、これに代えて、又はこれとともに電子部品 2 4に付与しても良い。

(実施例 4 )

図 4 A〜図 4 Dを参照して本発明の上記第 4の電子部品の実装体の製造方法の一実施例について説明する。

図 4 A〜図 4 Dは電子部品の実装体の製造方法を工程順に示した概略断面図である。

まず、図 4 Aに示すように、回路基板 3 1上に形成した基板電極 3 2 の所定位置に導電性樹脂 3 3を印刷形成する。次いで、図 4 Bに示すように、回路基板 3 1の未硬化の基板電極 3 2上に、電極 3 5を備えた電子部品（チップ抵抗器） 3 4を位置合わせして載置する。次いで、図 4 Cに示すように、所定の開口を有するメタルマスク 3 6を設置して、電子部品 3 4、回路基板 3 1及び基板電極 3 2上に、回路基板 3 1との濡れ性を向上する作用を有する材料、即ちジエチレングリコール液 3 7を、スプレーノズル 3 8を矢印方向に移動させながら散布して塗布する。次いで導電性樹脂 3 3の硬化温度に加熱して導電性樹脂 3 3を硬化させる。図 4 Dは導電性樹脂 3 3を硬化させた後の、本発明の電子部品の実装体の完成状態を示している。

本実施例ではジエチレングリコールの形成厚みは約 5 mとした。導電性樹脂 3 3として、導電性フィラーに銀フイラ一を、バインダー樹脂成分にエポキシ系樹脂を用いた従来の導電性樹脂を使用した。導電性樹脂の硬化は 1 5 0 °Cに設定した熱風炉中で 3 0分間実施した。

図 4 Dに示すように、本実施例の電子部品の実装体は、電子部品 3 4 の電極 3 5以外の部分と回路基板 3 1 とが対向する領域（電子部品下部領域）に、バインダー樹脂を主成分とする樹脂 3 3 bが充填されており O 01/44373

、また、電子部品 3 4の電極 3 5の側壁面にもバインダー樹脂を主成分とする樹脂 3 3 cがフィレツト状に付着していた。これら樹脂 3 3 b， 3 3 cは、加熱時に導電性樹脂 3 3内のバインダ一樹脂成分が分離して電子部品 3 4や回路基板 3 1の表面に沿って流動して形成されたものである。これらのバインダー樹脂を主成分とする樹脂 3 3 b， 3 3 cによつて電子部品 3 4と回路基板 3 1との機械的接合強度が向上する。一方、電極 3 5と基板電極 3 2とが対向する領域内の導電性榭脂 3 3 aは導電性フィラ一を主成分とし、良好な導電性を示していた。

ジエチレングリコールの付与方法は、上記のスプレー散布以外にも、ディップ、塗布など他の方法も使用可能である。また、濡れ性を向上する材料はジエチレンダリコール以外にも例えばエチレングリコール、トリエチレングリコールなどのアルコール系溶剤又は反応性希釈剤が使用可能である。

上記の実施例 2、実施例 3、実施例 4で得た電子部品実装体と、ジェチレングリコールの付与を行なわない以外はこれらと同様にして得た電子部品実装体（比較例）について、実施例 1と同様の方法でせん断付着強度と接続部形状とを測定した。結果を表 2に示す。表 2 せん断付着強度電子部品下部のフィレットの有無

( N ) 樹脂接着の有無

実施例 2 4 1 . 1 全面部品高さの約 1 / 2 実施例 3 3 8 . 6 全面部品高さの約 1ノ 2 実施例 4 3 7 . 7 全面部品高さの約 1 Z 2 比較例 2 9 . 4 迹表 2に示すように、電子部品下部の樹脂接着部及びフィレツ卜が良好に形成された実施例 2〜 4の電子部品実装体では、電子部品の付着強度が向上していることがわかる。

(実施例 5 )

実施例 1において、導電性樹脂の組成、及びその加熱条件を以下のように変更する以外は同様にして電子部品の実装体を得た。

バインダー樹脂としてエポキシ榭脂（「アデカレジン E P— 4 0 0 0 J (旭電化（株）製）、硬化剤としてアミン系硬化剤、反応性希釈剤としてエポキシ系反応性希釈剤（「アデカグリシロール E D— 5 0 1 J ( 旭電化（株）製））、導電性フイラ一として実施例 1 と同じ鱗片形状のものと略球形状のものとの混合フィラ一を用い、これらを混合して混練して導電性樹脂を得た。エポキシ樹脂及びアミン系硬化剤の合計量に対する反応性希釈剤の添加量は 1 5重量％とした。

この導電性樹脂を、所定位置に開口を形成した、厚さ 0 . 1 mmのステンレス製のマスク板を用いて、回路基板の基板電極上に印刷した。その後、実施例 1 と同様に、電子部品を位置合わせして導電性樹脂上に載置した。

次いで、 2段階の加熱条件で加熱して導電性樹脂を硬化させた。本実施例 5の加熱条件を図 5を用いて説明する。図 5において、横軸は導電性樹脂を加熱し硬化させるときの温度を示し、左縦軸は各温度における本実施例の導電性樹脂の粘度を示し、右縦軸は経過時間を示す。

図 5に示すように、最初に 8 0でで 1 0分間保持し、次いで 1 5 0でで 2 0分間保持し、その後冷却した。

本実施例 5の導電性樹脂は、図 5に示すように、反応性希釈剤を含有させていることにより、粘度が低下させられており、かつ、上記ェポキシ榭脂の本来の硬化開始温度である 1 0 6 °Cより低い約 8 0 °Cで低粘度化する性質が付与されている。

従って、第 1段階として、粘度が急激に低下する約 8 0 °Cで所定時間保持することで、導電性樹脂中のバインダ一樹脂成分を導電性樹脂からにじみ出させる。これにより、電子部品の電極と回路基板の電極とが対向する領域内の導電性樹脂中の導電性フィラーの含有率を増大させるとともに、該対向する領域以外の領域にバインダ一樹脂成分を流出させる。次に、第 2段階として、硬化開始温度より高い 1 5 0でで所定時間保持することで、バインダー樹脂成分を硬化させる。

得られた実装品を実施例 1 と同様に評価した。電子部品のせん断付着強度は 5 0 . 6 Nであり、電子部品の電極以外の下面と回路基板との間にはバインダー樹脂を主成分とする樹脂がすき間なく充填されており、電子部品の電極の側壁面にはバインダー樹脂を主成分とするフィレット状の補強部が電子部品の高さの約 1 / 2の高さに形成されていた。

以上のように、本発明によれば、従来の導電性樹脂による電子部品の実装体と比較して、実用化での重大課題であった接続強度の向上が可能となり、環境負荷が小さい各種電子機器の実用化が可能になる。

以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、その発明の精神と請求の範囲に記載する範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。

Claims

請求の範囲 1 . 導電性フィラーとバインダー樹脂とを主成分とし、前記導電性フィラーが前記バインダー樹脂中に略均一分散してなる導電性樹脂であつて、

硬化前の前記導電性樹脂を用いて複数の被接着体間を接続し、前記導電性樹脂を加熱すると前記導電性フィラーと前記バインダ一樹脂とが略分離し、導電性樹脂の硬化後に前記導電性樹脂内に、前記導電性フイラ一を主成分とする部分と、前記バインダ一樹脂を主成分とする部分とが形成されることを特徴とする導電性樹脂。

2 . 希釈剤成分が前記導電性樹脂の全有機物成分に対して 1重量％以上、 5 0重量％以下含有されていることを特徴とする請求項 1 に記載の導電性樹脂。

3 . 前記希釈剤成分が、溶剤、反応性希釈剤、又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項 2に記載の導電性樹脂。

4 . 前記導電性フィラーは互いに絡み合う性質を有することを特徴とする請求項 1に記載の導電性樹脂。

5 . 電子部品の電極と回路基板の電極とが、導電性フィラーとバインダー樹脂とを含む導電性樹脂を介して接続された電子部品の実装体であつて、前記両電極が対向する領域内の前記導電性樹脂は前記導電性フィラーを主成分とし、前記両電極が対向する領域以外の領域内の前記導電性樹脂の少なくとも一部は前記バインダ一樹脂を主成分とすることを特徴とする電子部品の実装体。

6 . 前記導電性樹脂は、両電極間に付与した後、加熱することにより、導電性フイラ一とバインダー樹脂とが略分離して、前記導電性フイラ一を主成分とする部分と、前記バインダ一樹脂を主成分とする部分とが形成される樹脂である請求項 5に記載の電子部品の実装体。

7 . 前記導電性フィラーを主成分とする部分の体積固有抵抗値が 1 X

1 0 - ¹ Ω · c m以下であり，前記バインダー樹脂を主成分とする部分の体積固有抵抗値が 1 X 1 0 ^{+ 3} Ω · c m以上であることを特徴とする請求項 5に記載の電子部品の実装体。

8 . 前記電子部品の電極以外の部分と前記回路基板とが対向する領域は全て前記バインダ一樹脂を主成分とする部分で接続されている請求項

5に記載の電子部品の実装体。

9 . 回路基板の所定位置に請求項 1に記載の導電性樹脂を付与するェ程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に電子部品を配置する工程と

、前記導電性樹脂を硬化する工程とを上記順序で実施することを特徴とする電子部品の実装体の製造方法。

1 0 . 回路基板又は電子部品の少なくとも一方に、導電性樹脂のバインダ一樹脂の前記回路基板又は前記電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を付与する工程と、前記回路基板の所定位置に前記導電性樹脂を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に電子部品を配置する工程と、前記導電性樹脂を硬化する工程とを上記順序で実施することを特徴とする電子部品の実装体の製造方法。

1 1 . 回路基板の所定位置に導電性樹脂を付与する工程と、前記回路基板、前記導電性樹脂、及び電子部品のうちの少なくとも一つに、前記導電性榭脂のバインダー樹脂の前記回路基板又は前記電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に前記電子部品を配置する工程と、前記導電性樹脂を硬化する工程とを上記順序で実施することを特徴とする電子部品の実装体の製造方法。

1 2 . 回路基板の所定位置に導電性樹脂を付与する工程と、前記導電性樹脂を付与した所定位置に電子部品を配置する工程と、前記導電性樹脂のバインダー樹脂の前記回路基板又は前記電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料を少なくとも前記電子部品の実装部分に付与する工程と、前記導電性樹脂を硬化する工程とを上記順序で実施することを特徴とする電子部品の実装体の製造方法。

1 3 . バインダー樹脂の前記回路基板又は前記電子部品の構成部材に対する濡れ性を向上する作用を有する材料が、アルコール系溶剤又は反応性希釈剤であることを特徴とする請求項 1 0〜 1 2のいずれかに記載の電子部品の実装体の製造方法。

1 4 . 前記導電性樹脂を硬化する工程が、前記導電性樹脂から略分離したバインダー樹脂が流出する低粘度化工程と、前記バインダー樹脂の硬化工程とをこの順に有することを特徴とする請求項 9〜 1 2のいずれかに記載の電子部品の実装体の製造方法。

1 5 . 前記導電性樹脂を硬化する工程において、前記導電性樹脂から略分離したバインダ一樹脂が流出し、前記電子部品の電極と前記回路基板の電極とが対向する領域以外の領域の少なくとも一部が、前記流出したバインダー樹脂を主成分とする樹脂で接続されることを特徴とする請求項 9〜 1 2のいずれかに記載の電子部品の実装体の製造方法。