WO2006064849A1 - 導電性接着剤、これを用いた導電部及び電子部品モジュール - Google Patents

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WO2006064849A1
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solder
acid
adhesive
conductive
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Takao Ohno
Yoshiyuki Takahashi
Shuji Ito
Yukihiro Isogai
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Tamurakaken Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to mounting (hereinafter simply referred to as "mounting") on a printed wiring board (PWB) or the like for modules of various electronic components, and chip component substrates in the assembly of semiconductor devices.
  • the present invention relates to a conductive adhesive capable of improving both the conductivity and the strength of soldering connection, and an electronic component module using the same.
  • the PWB of this application includes flexible materials such as FPC and TAB. Background art
  • solder alloys have a melting point that is about 40 ° C higher than the melting point of SnAg, SnCu, SnAgCu, and SnPb eutectic solder of 183 ° C.
  • semiconductor devices such as ICs and LSIs that are particularly sensitive to heat have seven mounting problems in terms of heat resistance.
  • SnZnBi-based and SnBi-based low melting point solders have been used in soldering.
  • SnZnBi-based for example, the There is a problem of growth, and the SnBi system has a problem that it can be used only for some electronic devices because the solder is brittle.
  • the SnBi system has a problem that it can be used only for some electronic devices because the solder is brittle.
  • cracks in the solder layer and falling parts of soldered parts may occur due to the impact from the outside caused by the fall of the user, etc., and the influence on the joint due to vibration. Therefore, improvement of the joint strength of the parts has been eagerly desired.
  • conductive adhesives have been studied as a joining material instead of solder.
  • Ag-based conductive adhesives Ag costs are high, and there are also problems such as the occurrence of migration.
  • the bonding strength is low.
  • a conductive adhesive obtained by mixing a solder powder with a fat-based flux is disclosed (for example, see Patent Document 1).
  • a conductive adhesive obtained by adding adipic acid-pyrimellitic acid as an organic acid to a thermosetting resin composition and further mixing a solder powder see, for example, Patent Document 2.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-143529
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-170797
  • the conductive adhesive since the epoxy resin and rosin are used in combination as the resin component, the conductive adhesive is used.
  • the epoxy resin cures, but the rosin does not cure, and the rosin reduces the adhesive strength of the cured product, or it contains the solvent and remains in the cured product. It has the effect of reducing the adhesive strength.
  • the organic acid of adipic acid pyrimellitic acid removes the oxides on the surface of the solder powder, and solder solder A large amount of organic acid must be mixed in order to improve solderability, and a large amount of organic acid must be mixed in order to improve soldering. After the conductive adhesive is applied and cured, this organic acid is added to the resin film. This will affect the reliability, such as reducing the insulation resistance of the resin film between the circuits or short-circuiting.
  • these organic acids have low compatibility with epoxy resin, they can be used under high reflow conditions of 220 ° C or higher. There is also a problem that it is not suitable for low temperature reflow conditions that are not good.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to be able to perform bonding for mounting modular parts and other electronic components at a low temperature, and by solder bonding. It is an object of the present invention to provide a conductive adhesive that enables both circuit connection conductivity and bonding strength to be improved by an adhesive, and an electronic component module that is soldered using the conductive adhesive.
  • the present inventors have made use of a hardened component mainly as a resin component so as not to be affected by the use of an uncured component.
  • the present invention has been completed by finding that the above-mentioned object can be suitably achieved by avoiding adverse effects of the mechanical acid, and particularly by setting these components to the prescribed blending amounts.
  • the present invention provides (1) a conductive adhesive obtained by mixing an epoxy adhesive having a flux action and SnBi solder powder.
  • the present invention also provides (2) a soldering flux containing at least an epoxy resin, a curing agent and an organic acid, and the SnBi solder powder is 150 ° C.
  • the conductive adhesive which is a lead-free solder powder having a melting point of ⁇ 170 ° C.
  • the organic acid is a dibasic acid having an alkyl group in the side chain.
  • Adhesive (4) Conductive adhesive of (3) above, which is dibasic acid 2,5-jetyladipic acid having an alkyl group in the side chain, (5) Lead-free solder powder is Sn42Bi58 solder
  • the conductive adhesive according to (2) to (4) above, (6) the Sn42Bi58 solder contains at least one selected from the group consisting of Ag, Ni, Fe and Ge (5) (7) The conductive adhesive of (1) above containing 10 to 90% by weight of SnBi solder powder, (8) None of (1) above, (7) Conductive part formed by any conductive adhesive, (9) Electronic component module joined to the board using the conductive adhesive of (1) above, (10) Chip component is leadless type QFN (Quad Flat Non-leaded package) and Z or ball bumper LGA (Land Grid Array) parts. Provided is an electronic component module that can be bonded to the mounting board using the conductive adhesive of (1) above.
  • “joining” means joining by melting and solidifying solder and adhesive strength.
  • an electronic component module or a mounting substrate is bonded to a PWB using the conductive adhesive of any one of the above (1) to (7) using a component for surface mounting. You can also provide
  • the material of PWB uses paper phenol, glass epoxy, polyimide, polyester, polypropylene, ceramic, metal, and the like (1)
  • the electronic component module or the mounting substrate may be provided by being bonded using any one of the conductive adhesives.
  • an electronic component module or a mounting substrate may be provided in which a chip component is bonded to a PWB using the conductive adhesive.
  • a chip capacitor, a chip resistor, and the like are bonded as the chip component using the conductive adhesive, so that an electronic component module or a mounting substrate is provided. .
  • QFP Quad Flat Package
  • TSOP Thin Small Outline Package
  • SOP Small Outline Package
  • CSP Chip Size Package
  • BGA Bit Grid Array
  • an electronic component module or a mounting substrate may be provided in which components such as LEDs as light emitting elements are joined using the conductive adhesive.
  • an aluminum electrolytic capacitor As a small mounting component, an aluminum electrolytic capacitor, a transistor
  • an electronic component module or a mounting substrate may be provided in which a flip chip as a semiconductor element is joined using the conductive adhesive V.
  • the term "having flux action" in the present invention means that the coating film covers the metal surface of the object to be soldered and shields the atmosphere as in the case of ordinary rosin flux, and the metal film is used during soldering. When the metal oxide on the surface is reduced and the coating film is pushed away by the molten solder and melted, contact with the metal surface becomes possible, and the remaining film has a function of insulating between the circuits. is there.
  • epoxy resin is also used in the present invention.
  • Known epoxy resins are used, for example, bisphenol A type, bisphenol F type, biphenyl type, naphthalene. Forces including molds and the like Solid or solid materials that are preferred at room temperature are preferably used in combination with liquid materials.
  • the curing agent examples include phenol resin, polyimide resin, polyurethane resin, melamine resin, urea resin, and the like, and these group powers can be used in at least one or two mixed systems selected. Also, it is preferable to use a liquid that is liquid at room temperature, even if it is solid.
  • a curing accelerator that can be used in the present invention may be a curing accelerator (used together with a curing agent and used as a curing aid, but may be used alone or as a kind of curing agent). Is used as a curing accelerator for epoxy resin.
  • a latent curing accelerator for example, as a latent curing accelerator, Novakia HX-3722, HX-3721, HX-3748, HX-3088, HX- 3613, HX-3921HP, HX-3941HP (manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd., trade name) (Trade name), Aminocure PN-23, MY-24, VDH, UDH, PN-31, PN-40 (Ajinomoto Fine-Techno, trade name), EH-3615S, EH-3293S , EH-3366S, EH-3842, EH-3670S, EH-3636AS (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) That.
  • imidazole curing accelerators include 2MZA, 2PZ, C11 Z, C17Z, 2E4MZ, 2P4MZ, C11Z- CNS, 2PZ-CNZ (
  • the organic acid used in the present invention is preferably a dibasic acid having an alkyl group in the side chain.
  • the dibasic acid may be of any kind, but the lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms may be used as the alkyl group in the side chain that preferably has 6 or more carbon atoms (dibasic acid having at least 6 carbon atoms). It may be the same or different when there are a plurality of preferable ones or plurals.
  • Examples thereof include straight-chain or branched lower alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, and more specifically, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, Isopentyl, neopentyl, tert-pentyl and the like can be mentioned.
  • dibasic acids having an alkyl group in the side chain include 2,4-jetyldartalic acid, 2,2-deethyldaltaric acid, 3-methyldaltaric acid, 2-ethyl-3-propylglutaric acid, and 2,5-jetyl.
  • Adipic acid (adipic acid having two ethyl groups) is preferred.
  • dibasic acid having an alkyl group in the side chain When dibasic acid having an alkyl group in the side chain is used, the solubility of the crystals during storage in epoxy resin or in a mixture of this and a curing agent (both of which may be referred to as resin) may be improved. Precipitation is difficult to occur. For this reason, since it is uniformly mixed into the resin, it is difficult to cause a decrease in the insulation reliability of the film of the resin, etc., as it is cured.
  • the dibasic acid having an alkyl group in the side chain particularly 2,5-jetyladipic acid, is preferably mixed in epoxy resin or coconut resin in an amount of 1 to 10% by weight.
  • the dibasic acid having an alkyl group in the side chain especially 2,5-jetyladipic acid
  • the dibasic acid having an alkyl group in the side chain especially 2,5-jetyladipic acid
  • it has excellent solderability and facilitates ensuring wettability to sound chip parts.
  • it is 10% by weight or less, the insulation reliability of the film such as cured resin is excellent.
  • succinic acid, malonic acid, dartaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid and the like can also be used as a supplementary activator.
  • the low melting point lead-free solder powder (low melting point lead free solder powder) preferably used as the SnBi solder used in the present invention has a melting point (a state in which a liquid phase and a solid phase coexist) of 138 ° C to 170 ° C, preferably Examples include 150-170 ° C, and Sn42Bi58-based eutectic solder is used effectively. Furthermore, for the purpose of improving the mechanical properties of Sn42Bi58 solder, additive metals such as Ag, Ni, Fe, etc. or Ge (at least one of these, that is, 1 to 4) are also used as appropriate.
  • the blending ratio of the low melting point lead-free solder powder in the conductive adhesive is preferably 40 to 80% by weight, which is preferably in the range of 10 to 90% by weight.
  • the epoxy adhesive may be 90 to LO weight%, preferably 60 to 20 weight%.
  • Low melting point When the lead-free solder powder content is 10% by weight or more, a fillet is often formed on the chip part, and when it is 90% by weight or less, the bonding strength of the bonded chip part is high. The reinforcement of becomes more sufficient.
  • the particle size of the solder powder There is no particular limitation on the particle size of the solder powder.
  • the 1S particle size is preferably 1 to: LOO ⁇ m, more preferably 25 to 80 ⁇ m, and more preferably 30 to 60 ⁇ m. If the particle size is too small, particle bonding cannot be achieved satisfactorily. On the other hand, if the particle size is too large, it becomes unsuitable for bonding fine pitched portions. Furthermore, the average particle diameter is preferably 50 ⁇ m or less. If it is less than 50 ⁇ m, the land may have a positive effect on the printability of fine pitch circuit boards. The above particle sizes are measured by the laser diffraction method.
  • the conductive adhesive of the present invention includes an activator other than the above, a thixotropic agent, a coupling agent, an antifoaming agent, a powder surface treatment agent, a reaction inhibitor.
  • additives such as an anti-settling agent may be added and mixed uniformly.
  • the content of these activators, thixotropic agents, coupling agents, antifoaming agents, powder surface treatment agents, reaction inhibitors, anti-settling agents, etc. is 0.01 to 10% by weight with respect to the adhesive composition. Preferably it is in the range of 0.05%, more preferably in the range of 0.05 to 5% by weight. If it is less than the above range, the effect of each additive cannot be achieved. On the other hand, if the above range is exceeded, the bonding effect cannot be achieved.
  • the conductive adhesive of the present invention can be easily produced by kneading together with the above-mentioned essential components and the above-mentioned additive added as necessary.
  • the conductive adhesive thus obtained can be suitably used for the manufacture of modules and the adhesion of various electronic components.
  • the chip component is mounted via a conductive adhesive by discharging with a syringe or printing with a metal mask, and the low melting point solder is melted by heating.
  • the conductive adhesive melts and separates from the adhesive (which also has component power other than solder, such as grease), and the solder wets the metal in the soldered part and solders it.
  • the agent forms a resin film, and at the same time as the solder melts, it begins to harden due to its heat. After the soldering is completed, the main curing is completed and the soldered part is also bonded to the adhesive. If the hardening is accelerated before the solder powder is melted, the solderability will be reduced (the soldering strength will be reduced) Solder balls frequently occur.
  • the heating force is usually set to 150 to 180 ° C, preferably 150 to 170 ° C.
  • the power to obtain an electronic component module in which chip components are bonded to a chip mounting substrate using a conductive adhesive in this way for example, the above-mentioned electrode on the lower surface of the LGA component of the QFN or Ball Van Press and the chip mounting substrate are electrically conductive
  • An electronic module that is solder-bonded and adhesive-bonded using an adhesive is obtained.
  • solder bonding for mounting modularized components and other electronic components can be performed at a low temperature, and the electrical conductivity of the circuit connection by the solder bonding and the bonding strength by the bonding agent can be achieved. It is possible to improve the joint strength at the same time, and the joint strength can be further promoted by using a non-solvent type conductive adhesive, conductive parts using this, and electronic components soldered using this adhesive Modules can be provided. As a result, it has been difficult to eliminate these steps by using complicated processes such as bonding with Ag-based conductive adhesives, fixing with sealants, and strengthening strength with underfill. In addition, since electronic parts can be mounted without relying on high-temperature reflow of lead-free solder, even electronic parts with low heat resistance can be mounted efficiently.
  • An epoxy resin preferably a curing agent (curing accelerator), preferably a solventless adhesive composition composed of a dibasic acid having an alkyl group in the side chain, is mixed with SnBi-based low melting point solder powder.
  • the combined SnBi conductive adhesive ensures the continuity of the circuit connection by joining with low melting point solder, and the adhesive can reinforce the adhesive strength of the soldered parts. This is a conductive adhesive with repairability that can solve all these problems. It can be said that it has been further developed by combining the advantages of conventional non-melt type conductive adhesive and solder paste.
  • part means “part by weight” (also referred to as “part by mass”).
  • Bisphenol A type epoxy resin (trade name: Epicoat 828 (manufactured by Japan Epoxy Resin)) 89 parts, 2P4MZ (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) 4 parts, 2,5-Jetyladipic acid (Kyowa) 7 parts (manufactured by Fermentation Chemical Co., Ltd.) were mixed using a rough machine to produce an epoxy adhesive having a flux action. 30 parts of this adhesive and 70 parts of Sn42Bi58 solder powder (average particle size 25-45 ⁇ m) were mixed in a planetary mixer for 3 hours to produce a solventless conductive adhesive.
  • Example 1 each used component was used in place of the corresponding component described in the column of Example 2 in Table 1, that is, except that succinic acid was added to that in Example 1 and used. In the same manner, a solventless conductive adhesive was prepared.
  • Example 1 each used component was used in place of the corresponding component described in the column of Example 3 in Table 1, that is, in Example 1, rosin was used as a bisphenol F-type epoxy.
  • a solventless conductive adhesive was prepared in the same manner except that it was used instead of fat (trade name: Epicoat 806 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)).
  • Example 1 each used component was used in place of the corresponding component described in the column of Example 4 in Table 1, that is, in Example 1, rosin was used as a bisphenol F type epoxy resin.
  • a solventless conductive adhesive was prepared in the same manner except that the fat (trade name: Epicoat 806 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) was used and succinic acid was further added.
  • Example 1 each used component was used in place of the corresponding component described in the column of Example 5 in Table 1, that is, in Example 1, Epicoat 828 and 806 were used in combination as a fat, In addition, solvent-free conductive adhesive is used in the same manner except that cono and succinic acid are added. An agent was prepared.
  • the amount of greaves was finely adjusted by adjusting the additive amount.
  • Example 6 each used component was used instead of the corresponding component described in the column of Example 7 in Table 2, that is, malonic acid instead of cono and succinic acid in Example 6.
  • a solventless conductive adhesive was prepared in the same manner except that was used.
  • Example 6 each used component was used in place of the corresponding component described in the column of Example 8 in Table 2, that is, in Example 6, cono and succinic acid were halved, and the remaining half.
  • a solventless conductive adhesive was prepared in the same manner except that the content was replaced with malonic acid.
  • Lead-free flux (Rosin-based lead-free flux (composition: hydrogenated rosin 50 parts, glutaric acid 4 parts, thixotropic agent 8 parts, butyl diglycol 38 parts)) 9. 5 parts Sn 42Bi58 solder Sn42Bi58 solder paste (Comparative Example 1) kneaded with 90.5 parts of powder (average particle size 24-45 ⁇ m), rosin lead-free flux 11.6 parts with Sn96.5A g3CuO.5 solder powder 88.4 Sn96.5Ag3CuO.5 solder paste (Comparative Example 2) was prepared by kneading 4 parts. The formulation is shown in Table 2.
  • the conductive adhesive or solder paste was printed on a 0.8 mm pitch QFP land on a glass epoxy substrate using a metal mask, and reflowed under the conditions described in ( 2 ) above.
  • the number of solder balls generated in the remaining film was counted to calculate the number of solder balls per pin (between one land).
  • the above-mentioned conductive adhesive was applied on a 30 mm ⁇ 30 mm copper plate with an appropriate thickness, and the conductive adhesive and SnBi solder paste were heated at 180 ° C. for 30 seconds.
  • the SnAgCu solder paste was heated at 240 ° C for 30 seconds.
  • the solder height was measured with a microphone and was calculated as the solder spread rate.
  • the conductive adhesive of Example 15 has a “shear strength” of 136N 145N (“N” is “Newton”) and good strength, and the “insulation resistance” is 10 8 ⁇ ( In the table, for example, “5E + 8” means “5X10 8 ”), indicating that high insulation reliability can be obtained. ⁇
  • ⁇ insulation resistance '' may be 10 9 ⁇ level 1S ⁇ shear strength '' is about half of that in the example, other comparison examples, I can see that it is weak.
  • the “shear strength” can be increased by curing using epoxy resin as a fluxing resin, and by using a solvent-free system. It can be seen that high reliability of “insulation resistance” can be obtained by using tiladipic acid. It can be said that the performance of the number of solder balls and the solder spread rate is not inferior to the other by using either one, and the performance of the other can be obtained by using only one of them. This is different from the performance that cannot be obtained.
  • Examples 6 to 8 are superior to those of Comparative Examples 1 and 2 using rosin-based resin since epoxy resin is used as a resin having flux action. .
  • the present invention is a conductive adhesive having conductivity and adhesiveness that can be bonded at a low temperature, it can be used in the field of mounting electronic components and the like reliably and efficiently.

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Abstract

　本発明は、導電性接着剤は、モジュール化された部品その他の電子部品の実装のためのはんだ接合を低温で行ない、しかもはんだ接合による回路接続の導電性と接着剤による接合強度の向上の両方を一括で可能にする。 　本発明は、フラックス作用を有するエポキシ系接着剤と、ＳｎＢｉ系はんだ粉末とを混合してなる導電性接着剤、フラックス作用を有するエポキシ系接着剤は、少なくともエポキシ樹脂、硬化剤及び有機酸を含有したはんだ付け用フラックスであり、ＳｎＢｉ系はんだ粉末は１５０～１７０°Cの融点の鉛フリーはんだ粉末である上記の導電性接着剤、又は、有機酸が側鎖にアルキル基を有する二塩基酸である上記の導電性接着剤を提供する。

Description

導電性接着剤、これを用いた導電部及び電子部品モジュール 技術分野
[0001] 本発明は、各種電子部品のモジュールィ匕のためのプリント配線板 (PWB)等への実 装 (以下、単に「実装」とする。）や、半導体装置の組立てにおけるチップ部品の基板 への搭載や各種電子部品類の接着等に使用される、はんだ付け接続の導電性と接 着強度の両方を良くすることができる導電性接着剤及びこれを用いた電子部品モジ ユールに関する。なお、本願の PWBは FPC、 TAB等の可撓性のあるものを含む。 背景技術
[0002] 従来、電子機器の小型化及び薄型化に伴って、モジュール化された部品の実装や 、 ICや LSI等の半導体素子その他の各種電子部品の組立て、これらの PWBへの搭 載、さらに PWBにおける配線等には、優れた導電性と高い接合信頼性の点から Sn —Pb系共晶はんだが広く使用されてきた。しかし、近年、このような有鉛はんだを使 用した回路基板等を内蔵する電子機器においては、それが使用済みにより野外等に 廃棄される場合には、酸性雨等によって鉛が溶出し、これが環境を汚染するといぅ理 由で、鉛が使用されているという点が問題になっており、そのような環境汚染を起こさ な 、ような、鉛を含まな 、鉛フリーはんだ合金を使用することが加速されて 、る。 ところが、鉛フリーはんだ合金は、 SnAg系、 SnCu系、 SnAgCu系とこれまでの SnPb系 共晶はんだの融点 183°Cより、約 40°C高い融点を有することから、はんだ付される電 子部品、特に熱に弱い ICや LSI等の半導体素子には耐熱性の点で実装上の問題が めつ 7こ。
[0003] そのため、はんだ付けにおいては、 SnZnBi系、 SnBi系の低融点はんだが使用され てきたが、 SnZnBi系にお!/ヽては例えば PWBの銅箔ランドの Cuとの金属間化合物層 の成長の問題があり、また、 SnBi系においては、はんだが脆いことから一部の電子機 器のみにしか使用できないという問題がある。特に、携帯電話機やデジタルカメラ等 においては、ユーザー等による落下による外部からの衝撃、振動による接合部への 影響によって、はんだ層にクラックが発生したり、はんだ付け部品の脱落等が発生し たりすることから、部品の接合強度の向上が切望されていた。
[0004] そこで、はんだに代わる接合材料として、導電性接着剤が検討されてきて 、る。しか し、例えば Ag系の導電性接着剤においては、 Agのコストが高ぐまた、マイグレーシ ヨンの発生等の課題もあり、さらには Ag系の導電性接着剤を使用すると、接合強度 が低いために、導電性接着剤の塗布物を硬化後、アンダーフィルやモールド榭脂等 によって補強することが必要であることから、実装工程が複雑になるという問題もある そのほかに、ソルダーペーストに使用する榭脂系フラックスに、はんだ粉末を混合し て得られる導電性接着剤が開示されている (例えば、特許文献 1参照)。また、熱硬 化型榭脂組成物に有機酸としてアジピン酸ゃピメリット酸を加え、さらにはんだ粉末を 混合することにより得られる導電性接着剤が開示されている (例えば、特許文献 2参 照)。
[0005] 特許文献 1 :特開 2001— 143529号公報
特許文献 2：特開 2001— 170797号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] しカゝしながら、特開 2001— 143529号公報に開示された導電性接着剤の場合に は、榭脂成分としてはエポキシ榭脂とロジンを併用しているため、導電性接着剤を塗 布し硬化させたときにエポキシ榭脂は硬化するがロジンは硬化せず、ロジンが硬化物 の接着強度を低下させたり、溶剤を含んでいてそれが硬化物に残留することによって もその接着強度を低下させるといった影響を与える。
また、特開 2001— 170797号公報に開示された導電性接着剤の場合には、アジ ピン酸ゃピメリット酸の有機酸は、はんだ粉末表面の酸ィ匕物を除去し、はんだのはん だ付性を向上させるために混合されて 、る力 はんだ付け向上のために多量の有機 酸を混合しなければならず、導電性接着剤を塗布し、硬化させた後にこの有機酸が 榭脂膜に残留し、回路間の榭脂膜の絶縁抵抗を低下させたり、短絡させる等、信頼 性に影響を与える。また、これらの有機酸はエポキシ榭脂との相溶性も低いことから、 220°C以上の高いリフロー条件ではその相溶性も確保され使用できるが、その相溶 性が良くない低温リフロー条件には向いていないという問題もある。また、溶剤を使用 しており、これが硬化物に残留することによって接着強度を低下させるという上記と同 様の問題もある。
[0007] 本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、その目的は、モジュールィ匕された部 品その他の電子部品の実装のための接合を低温で行うことができ、しかもはんだ接 合による回路接続の導電性と接着剤による接合強度の向上の両方を一括で可能に する導電性接着剤及びこれを用いてはんだ接合した電子部品モジュールを提供す ることにめる。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明者らは、上記の目的を達成しょうとして鋭意研究を重ねた結果、榭脂成分に 主に硬化成分を使用して未硬化成分の使用による影響がないようにするとともに、有 機酸による悪影響がないようにし、特にこれらの成分を所定の配合量とすることにより 好適に、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成したものである。
[0009] 従って、本発明は、（1)フラックス作用を有するエポキシ系接着剤と、 SnBi系はん だ粉末と、を混合してなる導電性接着剤を提供するものである。
また、本発明は、（2)フラックス作用を有するエポキシ系接着剤は、少なくともェポキ シ榭脂、硬化剤及び有機酸を含有したはんだ付け用フラックスであり、 SnBi系はん だ粉末は 150°C〜170°Cの融点の鉛フリーはんだ粉末である上記（1)の導電性接 着剤、 (3)有機酸が側鎖にアルキル基を有する二塩基酸である上記 (2)の導電性接 着剤、（4)側鎖にアルキル基を有する二塩基酸力 2, 5—ジェチルアジピン酸であ る上記（3)の導電性接着剤、（5)鉛フリーのはんだ粉末が Sn42Bi58系はんだであ る上記（2)ないし (4)に記載の導電性接着剤、（6) Sn42Bi58系はんだは Ag、 Ni、 Fe及び Geよりなる群から選択された少なくとも 1種を含有する上記（5)の導電性接着 剤、（7) SnBi系はんだ粉末を 10〜90重量％含有する上記（1)の導電性接着剤、 (8 )上記（1)な 、し (7)の 、ずれかの導電性接着剤により形成された導電部、 (9)部品 を基板に上記（1)の導電性接着剤を用いて接合した電子部品モジュール、 （10)チ ップ部品がリードレスタイプの QFN (Quad Flat Non— leaded package)及び Z 又はボールバンプレスの LGA (Land Grid Array)部品であり、各部品の電極とチ ップ搭載基板とが上記（1)の導電性接着剤を用いて接合されて ヽる電子部品モジュ ールを提供する。本願で「接合」とは、はんだの溶融固化及び接着剤の接着力による 接合を指す。
[0010] さらに本発明は以下の形態を提供する。
[0011] 本発明においては、表面実装用の部品を用いて、 PWBに上記（1)ないし（7)のい ずれかの導電性接着剤を用いて接合されて 、る電子部品モジュール又は実装基板 を提供するようにしてもよ 、。
[0012] 本発明にお!/、ては、 PWBの材料としては、紙フエノール系、ガラスエポキシ系、ポリ イミド系、ポリエステル系、ポリプロピレン系、セラミック系、金属系を使用した上記（1) な!、し (7)の 、ずれかの導電性接着剤を用いて接合されて!、る電子部品モジュール 又は実装基板を提供するようにしてもよい。
[0013] 本発明にお ヽては、チップ部品を PWBに上記導電性接着剤を用いて接合した電 子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもょ 、。
[0014] 本発明にお 、ては、チップ部品として、チップコンデンサー、チップ抵抗等が上記 導電性接着剤を用いて接合されて!、る電子部品モジュール又は実装基板を提供す るようにしてちょい。
[0015] 本発明においては、半導体部品として、 QFP (Quad Flat Package)、 TSOP (T hin Small Outline Package)、 SOP (Small Outline Package)、 CSP (Chi p Size Package) , BGA (Ball Grid Array)等のリードタイプの部品が上記導 電性接着剤を用いて接合されて ヽる電子部品モジュール又は実装基板を提供する ようにしてもよい。
[0016] 本発明においては、発光素子としての LED等の部品が上記導電性接着剤を用い て接合されて ヽる電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもょ 、。
[0017] 本発明においては、小型実装部品として、アルミ電解コンデンサー、トランジスター
、トリマー、リレー、トランス等の部品が上記導電性接着剤を用いて接合されている電 子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもょ 、。
[0018] 本発明にお 、ては、機構部品として、コネクター、シールドケース、ジャック等の部 品を上記導電性接着剤を用いて接合されて！ヽる電子部品モジュール又は実装基板 を提供するようにしてもよ 、。
[0019] 本発明にお 、ては、半導体素子としてのフリップチップが上記導電性接着剤を用 V、て接合されて ヽる電子部品モジュール又は実装基板を提供するようにしてもよ!、。
[0020] 本発明の「フラックス作用を有する」とは、通常のロジン系フラックスのように、その塗 布膜は被はんだ付け体の金属面を覆って大気を遮断し、はんだ付け時にはその金 属面の金属酸ィ匕物を還元し、この塗布膜が溶融はんだに押し退けられてその溶融は んだと金属面との接触が可能となり、その残さ膜は回路間を絶縁する機能を有するも のである。 このフラックス作用を持たせるために、本発明ではエポキシ榭脂も用いる 力 用いられるエポキシ榭脂としては、公知のものが用いられ、例えばビスフエノール A型、ビスフエノール F型、ビフエ-ル型、ナフタレン型等のものが挙げられる力 常温 で液状のものが好ましぐ固形のものでも液状のものと併用することが好ましい。
硬化剤としてはフエノール榭脂、ポリイミド榭脂、ポリウレタン榭脂、メラミン榭脂、ゥ レア榭脂等が挙げられ、これらのグループ力 選択される少なくとも 1種又は 2種混合 系で使用することができ、これも常温で液状のものが好ましぐ固形のものでも液状の ものと併用することが好ましい。
[0021] 本発明に硬化促進剤 (硬化剤とともに用い、その硬化補助剤としても用いられるが、 単独でも用いることができ硬化剤の 1種ということもできる）を用いてもよぐ硬化促進 剤としては、エポキシ榭脂の硬化促進剤として用いるものであり、具体的には、例え ば潜在性硬化促進剤としては、ノバキユア HX- 3722、 HX- 3721、 HX- 3748、 HX- 3088 、 HX-3613、 HX-3921HP、 HX-3941HP (旭化成エポキシ社製、商品名）、脂肪族ポ リアミン系としては、フジキュア FXR- 1020、 FXR- 1030、 FXR- 1050、 FXR- 1080 (富士 化成工業社製、商品名）、エポキシ榭脂アミンァダクト系としては、アミキュア PN- 23、 MY- 24、 VDH、 UDH、 PN- 31、 PN- 40 (味の素ファインテクノ製、商品名）、 EH- 3615 S、 EH- 3293S、 EH- 3366S、 EH- 3842、 EH- 3670S、 EH- 3636AS (旭電化工業社製、商 品名）等が挙げられる。また、イミダゾール系硬化促進剤としては、 2MZA、 2PZ、 C11 Z、 C17Z、 2E4MZ、 2P4MZ、 C11Z- CNS、 2PZ- CNZ (以上、商品名）等が挙げられる
[0022] 本発明に用いられる有機酸は、側鎖にアルキル基を有する二塩基酸が好ま 、。 該ニ塩基酸としては種類は問わないが、炭素数 6以上 (炭素数が少なくとも 6の二塩 基酸)のが好ましぐ側鎖にアルキル基としては炭素数 1〜5の低級アルキル基も好ま しぐそれを単数又は複数有してもよぐ複数のときは同一でも異なってもよい。例え ば、直鎖または分枝状の炭素数 1〜5の低級アルキル基が挙げられ、より具体的には 、メチル、ェチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、 sec—ブチル、 tert ーブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、 tert—ペンチル等が挙げられる 。側鎖にアルキル基を有する二塩基酸として、 2, 4—ジェチルダルタル酸、 2, 2—ジ ェチルダルタル酸、 3—メチルダルタル酸、 2—ェチルー 3—プロピルグルタル酸が 挙げられ、 2, 5—ジェチルアジピン酸 (ェチル基を 2箇所に有するアジピン酸）が好ま しい。側鎖にアルキル基を有する二塩基酸を使用すると、エポキシ榭脂あるいはこれ と硬化剤の混合物（両者を榭脂等ということがある）中への溶解性がより良ぐ保管中 におけるその結晶の析出が起こりにくい。そのために、榭脂等中へ均一に混ざること から、そのまま硬化させた硬化物について榭脂等膜の絶縁信頼性の低下を起こしに くい。側鎖にアルキル基を有する二塩基酸、特に 2, 5—ジェチルアジピン酸は、ェポ キシ榭脂あるいは榭脂等中に 1〜10重量％の範囲で混ぜることが好ましい。側鎖に アルキル基を有する二塩基酸、特に 2, 5—ジェチルアジピン酸が 1重量％以上の場 合には、はんだ付け性に優れ、健全なチップ部品への濡れ性が確保し易くなる。また 、 10重量％以下の場合には、硬化榭脂等膜の絶縁信頼性が優れている。更に、補 助活性剤として、コハク酸、マロン酸、ダルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、ァゼライ ン酸、セバシン酸等も少量添加して使用することができる。
本発明に用いる SnBi系はんだとして好ましく用いられる低融点無鉛系はんだ粉末 (低融点鉛フリーはんだ粉末)としては、融点 (液相と固相が共存する状態）が 138°C 〜 170°C好ましくは 150〜 170°Cのものが挙げられ、 Sn42Bi58系の共晶はんだが 効果的に用いられる。更に、 Sn42Bi58系はんだの機械的な特性向上の目的で、 A g、 Ni、 Fe等又は Ge等（これらの少なくとも 1種、すなわち 1ないし 4種）の添加金属も 適宜使用される。導電性接着剤中の低融点無鉛系はんだ粉末の配合割合は、 10〜 90重量％の範囲とすることが好適である力 40〜80重量％が好ましい。その場合ェ ポキシ系接着剤は 90〜： LO重量％が挙げられ、 60〜20重量％が好ましい。低融点 無鉛系はんだ粉末の配合が 10重量％以上である場合には、チップ部品へのフィレツ トの形成がよく行われ、また、 90重量％以下の場合には、接着させたチップ部品の接 合強度の補強がより十分となる。はんだ粉末の粒子径に関しては、特に限定はない
1S 粒子径を 1〜： LOO μ m、さらに好適には 25〜80 μ m、より好適には 30〜60 μ m にすることが好ましい。粒子径を小さくし過ぎると、粒子接合が良好に達成されず、一 方、大きくしすぎると、ファインピッチ化された部分の接合に不適となる。さらに平均粒 子径が 50 μ m以下とすることが好ましい。この 50 μ m以下であると、ランドがファイン ピッチの回路基板に対する印刷性に良い影響を与えることがある。以上の粒子径は レーザー回折法により測定値である。
[0024] また、本発明の導電性接着剤には、上記の材料以外に必要に応じて、上記以外の 活性剤、チキソ剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防 止剤等の添加剤を添加して均一に混合してもよい。これらの活性剤、チキソ剤、カツ プリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤等の添加剤の含有 量は、接着剤組成物に対して 0. 01〜10重量％の範囲であることが好ましぐ 0. 05 〜5重量％の範囲であることがさらに好ま 、。上記範囲未満だとそれぞれの添加剤 の効果を奏することができない。一方、上記範囲を超えると、接合効果を奏することが できなくなる。
[0025] 本発明の導電性接着剤は、上記した必須成分及び必要に応じて添加される上記 添加剤と共に混練処理することにより容易に製造することができる。このようにして得 られた導電性接着剤は、モジュールの製造や各種電子部品類等の接着に好適に用 いることができる。例えば電子機器のモジュールへのチップ実装に用いる場合には、 シリンジによる吐出、もしくはメタルマスクによる印刷によって、導電性接着剤を介して チップ部品をマウントし、加熱により低融点はんだを溶融させる。このとき、導電性接 着剤は、はんだが溶融して接着剤 (榭脂等のはんだ以外の成分力もなる）と分離し、 はんだは、はんだ付け部の金属を濡らし、はんだ接合するが、接着剤は榭脂膜を形 成し、はんだの溶融と同時にその熱により硬化が始まり、はんだ付けが終了した後に 、主なその硬化が終了し、はんだ付け部の接着剤接合もする。はんだ粉末の溶融前 に硬化が加速するとはんだ付け性が低下（はんだ付強度が低下）して、硬化物中に はんだボールが多発する。本発明の導電性接着剤を用いてはんだ付け及び硬化を するに当たっては、通常、 150〜180°Cに加熱する力 好適には 150〜170°Cに設 定される。
このようにしてチップ部品をチップ搭載基板に導電性接着剤を用いて接合した電子 部品モシユールが得られる力 例えば上述した QFNやボールバンプレスの LGA部 品の下面の電極とチップ搭載基板とを導電性接着剤を用いてはんだ接合かつ接着 剤接合をした電子モジュールが得られる。
発明の効果
[0026] 以上本発明によれば、モジュール化された部品その他の電子部品の実装のための はんだ接合を低温で行うことができ、しかもはんだ接合による回路接続の導電性と接 着剤による接合強度の向上の両方を一括で可能にし、その接合強度の向上は無溶 剤型にすることによりさらに促進できる導電性接着剤、これを用いた導電部及びこの 接着剤を用いてはんだ接合した電子部品モジュールを提供することができる。これに より、これまで、 Ag系の導電性接着剤で接着し、更に封止剤による固定、アンダーフ ィルによる強度補強等の複雑な工程をとつていたものが、これらの工程を省く大幅に 工程を削減することができ、さらには鉛フリーはんだの高温リフローによらずに電子部 品を実装できることから、耐熱性の弱い電子部品でさえも効率よく実装することができ る。
[0027] エポキシ榭脂、好ましくは硬化剤 (硬化促進剤）、好ましくは側鎖にアルキル基を有 する二塩基酸からなる無溶剤系接着剤組成物に、 SnBi系の低融点はんだ粉末を混 合してなる SnBi系導電性接着剤は、低融点はんだによる接合によって回路接続の 導通を確保し、接着剤によってはんだ付け部品の接着強度を補強でき、これらの導 通と接着強度の補強の両方を一括して解決でき、リペア性を有する導電性接着剤で ある。従来の非溶融型導電性接着剤とソルダーペーストのよい点を組み合わせ、さら に発展させたとも言える。
[0028] 以下に実施例と比較例によって、本発明を具体的に説明するが、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。以下「部」とは「重量部」（「質量部」として もよぐ上記においても同様)を表す。 発明を実施するための最良の形態
[0029] 次の実施例のものが挙げられる。
実施例 1
[0030] ビスフエノール A型エポキシ榭脂（商品名：ェピコート 828 (ジャパンエポキシレジ ン社製)） 89部、 2P4MZ (四国化成工業社製) 4部、 2, 5—ジェチルアジピン酸 (協 和発酵ケミカル社製) 7部を、らいかい機を用いて混合し、フラックス作用を有するェ ポキシ接着剤を製造した。この接着剤 30部と Sn42Bi58はんだ粉末 (平均粒径 25〜 45 μ m) 70部をプラネタリーミキサーで 3時間混合して、無溶剤系の導電性接着剤を 製造した。
実施例 2
[0031] 実施例 1において、各使用成分を表 1の実施例 2の欄に記載した対応する成分に 代えて使用したこと、すなわち実施例 1のものにコハク酸を添加して使用したこと以外 は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。
実施例 3
[0032] 実施例 1において、各使用成分を表 1の実施例 3の欄に記載した対応する成分に 代えて使用したこと、すなわち実施例 1にお 、て榭脂をビスフエノール F型エポキシ 榭脂（商品名：ェピコート 806 (ジャパンエポキシレジン社製）に代えて使用したこと 以外は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。
実施例 4
[0033] 実施例 1において、各使用成分を表 1の実施例 4の欄に記載した対応する成分に 代えて使用したこと、すなわち実施例 1にお 、て榭脂をビスフエノール F型エポキシ 榭脂（商品名：ェピコート 806 (ジャパンエポキシレジン社製）に代えて使用し、さら にコハク酸を添加したこと以外は、同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。 実施例 5
[0034] 実施例 1において、各使用成分を表 1の実施例 5の欄に記載した対応する成分に 代えて使用したこと、すなわち実施例 1において榭脂としてェピコート 828と 806を併 用し、さらにコノ、ク酸を添加して使用したこと以外は同様にして無溶剤系導電性接着 剤を調製した。
なお、各実施例においてそれぞれ榭脂量は添加剤の添加量の調整により微調整し ている。
実施例 6
[0035] 実施例 1において、 2, 5—ジェチルアジピン酸 7重量部の代わりにダルタル酸 7重 量部及びコハク酸 1重量部に代えて使用したこと以外は同様にして無溶剤系導電性 接着剤を調製した。配合を表 2に示す。
実施例 7
[0036] 実施例 6において、各使用成分を表 2の実施例 7の欄に記載した対応する成分に 代えて使用したこと、すなわち実施例 6にお 、てコノ、ク酸に代えてマロン酸を使用し たこと以外は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製した。
実施例 8
[0037] 実施例 6において、各使用成分を表 2の実施例 8の欄に記載した対応する成分に 代えて使用したこと、すなわち実施例 6においてコノ、ク酸を半分にし、その残りの半 分をマロン酸に代えて使用したこと以外は同様にして無溶剤系導電性接着剤を調製 した。
なお、 Sn42Bi58はんだに Ag、 Ni、 Fe及び Geの少なくとも 1種を含有させたもの についても、上記実施例 1〜8に準じた結果が得られる。
[0038] [比較例 1、 2]
鉛フリー用フラックス（ロジン系鉛フリーフラックス（組成：水添ロジン 50部、グルタ ル酸 4部、チキソ剤 8部、ブチルジグリコール 38部を混合したもの）） 9. 5部に Sn 42Bi58のはんだ粉末（平均粒径 24〜45 μ m) 90. 5部を混練した Sn42Bi58系ソ ルダーペースト（比較例 1)、上記ロジン系鉛フリー用フラックス 11. 6部に Sn96. 5A g3CuO. 5のはんだ粉末 88. 4部を混練した Sn96. 5Ag3CuO. 5系ソルダーペース ト (比較例 2)を調製した。配合を表 2に示す。
[0039] 上記実施例、比較例で得られた導電性接着剤、ソルダーペーストにつ ヽて以下の 試験を行った。
(1)せん断強度試験 表面に銅箔ランドが形成されたガラスエポキシ基板上に上記導電性接着剤あるい はソルダーペーストを、 0. 8mm X 1. 5mm X 100 μ mのメタルマスクを用いて、メタ ルスキージで印刷し、 Snめっきの 2016CRチップを銅箔ランドの印刷膜上に 10個載 置した。導電性接着剤は 160°C、 6分間、リフロー炉で加熱硬化させ、ソルダーぺ一 ストは SnBiはんだ専用（プリヒート 120°C、ピーク温度 170°C)と SnAgCuはんだ専用 (プリヒート 180°C、ピーク温度 240°C)のリフロー条件でそれぞれのチップ部品を実 装した。引張り試験機を用いて、チップのせん断強度を測定した。
(2)絶縁抵抗試験
JIS2型基板の銅箔ランド上 (導体幅 0. 318mm,導体間隔 0. 318mmの銅箔ラン ドを有するガラスエポキシ榭脂基板上）に、上記導電性接着剤あるいはソルダーぺ一 ストをメタルマスクを用いて印刷し (銅箔ランドを被覆するように 0. 32mm X I 6mm X 50 m (厚さ）の矩形状に印刷し）、上記（1)に記載したリフロー条件でリフローして 試験片を作製した。この試験片を 85°C、 85%RH (相対湿度）中、 50V電圧を印加し て、 100時間後の銅箔ランド表面間における絶縁抵抗をデジタルマルチメータによつ て測定した。
(3)ピン間ボール試験
ガラスエポキシ基板上の 0. 8mmピッチ QFPランドに上記導電性接着剤あるいはソ ルダーペーストをメタルマスクを用いて印刷し、上記（2)に記載した条件でリフローさ せた。残さ膜中に発生したはんだボールをカウントして、 1ピン間（1ランド間）当たりの はんだボール数を算出した。
(4)はんだ広がり試験
30mm X 30mmの銅板上に上記導電性接着剤ある!/、はソルダーペーストを適宜 厚さで塗布し、導電性接着剤と SnBi系ソルダーペーストは 180°Cで 30秒加熱させた 。また、 SnAgCu系ソルダーペーストは 240°Cで 30秒加熱させた。はんだの高さをマ イク口メータで測定して、はんだ広がり率として算出した。
上記試験の結果を表 1、 2に示す。
[表 1] 実施例
項目 、例
1 2 3 4 5 エポキシ樹脂 ェピコ-ト 828 89 87.5 一 一 43 エポキシ樹脂 ェピコ-ト 806 ― ― 88 86 46.5 接着剤
2P4MZ 4 5 6 5 5 組成
2,5-シ'ヱチルァシ'ピン酸 7 7 6 8 5 コ /權 一 0.5 一 1 0.5 導電性 接着剤組成 30 30 25 25 30 接着剤組成 Sn42Bi58はんだ粉末 (20-45μπι) 70 70 75 75 70 せん断強度 （Ν) 136 138 143 145 141 絶縁抵抗値 （Ω ) 100時間後 5Ε+8 4Ε+8 7Ε+8 6Ε+8 4Ε+8 特性
はんだポール数 （個/ピン間） 1.2 1.1 1.5 1.3 1.1 はんだ広がり率 (%) 84 85 83 84 85
[表 2]
Figure imgf000014_0001
表の結果から、実施例 1 5の導電性接着剤は、「せん断強度」が 136N 145N( 「N」は「ニュートン」）であって良好な強度を示し、「絶縁抵抗」は 108 Ω (表では、例 えば「5E + 8」は「5X108」を意味する）であって、高い絶縁信頼性が得られることが ゎカゝる。
これに対し、実施例 6〜8のものは、「絶縁抵抗」が 107〜106 Ωレベルに下がり、こ れらの抵抗値は時間の経過とともに向上することはなぐ実施例 1〜5のものより低い 値を示し、実施例 1〜5のものほどの高い絶縁信頼性は得られない。比較例 1、 2の 従来の無鉛系ソルダーペーストを用いたものは、「絶縁抵抗」は 109 Ωレベルでよい 1S 「せん断強度」が実施例、他の比較例のものの約半分程度であり、弱いことがわ かる。
以上のことから、フラックス作用のある榭脂としてエポキシ榭脂を使用して硬化させ ることにより、また、無溶剤系にすることにより「せん断強度」が高められ、活性剤として 2, 5—ジェチルアジピン酸を使用することにより「絶縁抵抗」の高い信頼性が得られ ることがわ力る。し力も、いずれを使用してもはんだボール数、はんだ広がり率の性能 も他のものに劣ることはないということができ、一方のみを使用して一方の性能は得ら れても、他方のものによる性能は得られないのとは異なる。「せん断強度」については 実施例 6〜8のものはフラックス作用のある榭脂としてエポキシ榭脂を使用しているの で、ロジン系榭脂を使用している比較例 1、 2のものより優れる。
産業上の利用可能性
本発明は低温で接合可能な導電性及び接着性を有する導電性接着剤であるため 、確実かつ効率的に電子部品等をプリント基板等実装する分野に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] フラックス作用を有するエポキシ系接着剤と、 SnBi系はんだ粉末と、を混合してなる 導電性接着剤。
[2] フラックス作用を有するエポキシ系接着剤は、少なくともエポキシ榭脂、硬化剤及び 有機酸を含有したはんだ付け用フラックスであり、 SnBi系はんだ粉末は 150°C〜 17 0°Cの融点の鉛フリーはんだ粉末である請求項 1に記載の導電性接着剤。
[3] 有機酸が側鎖にアルキル基を有する二塩基酸である請求項 2に記載の導電性接着 剤。
[4] 側鎖にアルキル基を有する二塩基酸が、 2, 5—ジェチルアジピン酸である請求項 3 に記載の導電性接着剤。
[5] 鉛フリーはんだ粉末が Sn42Bi58系はんだである請求項 2ないし 4のいずれかに記 載の導電性接着剤。
[6] Sn42Bi58系はんだは Ag、 Ni、 Fe及び Geよりなる群から選択された少なくとも 1種 を含有する請求項 5に記載の導電性接着剤。
[7] SnBi系はんだ粉末を 10〜90重量％含有する請求項 1に記載の導電性接着剤。
[8] 請求項 1な!ヽし 7の ヽずれかに記載の導電性接着剤により形成された導電部。
[9] 部品を基板に請求項 1に記載の導電性接着剤を用いて接合した電子部品モジユー ル。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008098058A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Fujikura Ltd 導電性組成物およびこれを用いた導電体
WO2009001448A1 (ja) * 2007-06-27 2008-12-31 Panasonic Electric Works Co., Ltd. 熱硬化性樹脂組成物及びその製造方法
WO2014189028A1 (ja) * 2013-05-23 2014-11-27 積水化学工業株式会社 導電材料及び接続構造体
CN106753023A (zh) * 2011-01-27 2017-05-31 日立化成株式会社 导电性粘接剂糊剂的应用、连接体、太阳能电池模块及其制造方法
EP3124167A4 (en) * 2014-03-25 2017-09-20 Senju Metal Industry Co., Ltd Flux and solder paste
CN110853794A (zh) * 2019-10-30 2020-02-28 上海润势科技有限公司 一种导电浆料

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102737752B (zh) * 2011-03-30 2016-06-29 株式会社田村制作所 各向异性导电糊以及使用该导电糊的电子部件的连接方法
CN113695782A (zh) * 2021-09-18 2021-11-26 江苏芯德半导体科技有限公司 一种用于超小间距元件焊接的焊料及制备方法、焊接方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07502369A (ja) * 1991-10-01 1995-03-09 トラナガ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 導電性組成物、その製造方法及び使用方法
JPH0982577A (ja) * 1995-09-11 1997-03-28 Hitachi Aic Inc 電解コンデンサ用電解液
JP2000309773A (ja) * 1998-11-30 2000-11-07 Nippon Handa Kk 導電性接着剤およびそれを使用した接着方法
JP2001143529A (ja) * 1999-11-12 2001-05-25 Nippon Handa Kk クリームハンダ配合による導電性接合剤およびそれを使用した接合方法
JP2003163139A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Daicel Chem Ind Ltd 電解コンデンサ用電解液
JP2005194306A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Togo Seisakusho Corp 通電接着剤とそれを用いた窓用板状部材

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07502369A (ja) * 1991-10-01 1995-03-09 トラナガ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 導電性組成物、その製造方法及び使用方法
JPH0982577A (ja) * 1995-09-11 1997-03-28 Hitachi Aic Inc 電解コンデンサ用電解液
JP2000309773A (ja) * 1998-11-30 2000-11-07 Nippon Handa Kk 導電性接着剤およびそれを使用した接着方法
JP2001143529A (ja) * 1999-11-12 2001-05-25 Nippon Handa Kk クリームハンダ配合による導電性接合剤およびそれを使用した接合方法
JP2003163139A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Daicel Chem Ind Ltd 電解コンデンサ用電解液
JP2005194306A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Togo Seisakusho Corp 通電接着剤とそれを用いた窓用板状部材

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008098058A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Fujikura Ltd 導電性組成物およびこれを用いた導電体
WO2009001448A1 (ja) * 2007-06-27 2008-12-31 Panasonic Electric Works Co., Ltd. 熱硬化性樹脂組成物及びその製造方法
CN106753023A (zh) * 2011-01-27 2017-05-31 日立化成株式会社 导电性粘接剂糊剂的应用、连接体、太阳能电池模块及其制造方法
WO2014189028A1 (ja) * 2013-05-23 2014-11-27 積水化学工業株式会社 導電材料及び接続構造体
JP5735716B2 (ja) * 2013-05-23 2015-06-17 積水化学工業株式会社 導電材料及び接続構造体
CN104822773A (zh) * 2013-05-23 2015-08-05 积水化学工业株式会社 导电材料及连接结构体
US9490046B2 (en) 2013-05-23 2016-11-08 Sekisui Chemical Co., Ltd. Conductive material and connected structure
EP3124167A4 (en) * 2014-03-25 2017-09-20 Senju Metal Industry Co., Ltd Flux and solder paste
US9902022B2 (en) 2014-03-25 2018-02-27 Senju Metal Industry Co., Ltd. Flux and solder paste
CN110853794A (zh) * 2019-10-30 2020-02-28 上海润势科技有限公司 一种导电浆料
CN110853794B (zh) * 2019-10-30 2021-12-03 上海润势科技有限公司 一种导电浆料

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