WO2006109369A1 - 電子部品モジュール - Google Patents

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Akihiro Nomura
Akihiko Kawakami
Takashi Osawa
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Murata Manufacturing Co., Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic component module, and more particularly to an electronic component module in which electronic components are electrically connected via a bonding material.
  • Electronic components such as multilayer ceramic capacitors and semiconductor elements have external electrodes for electrical connection with other electronic components such as circuit boards, and solder or conductive grease applied to the external electrodes. It is electrically connected to other electronic components through a bonding material such as a material.
  • connection part between electronic components is not only the reliability of the connection material itself, such as the conductive grease material, and the reliability such as moisture resistance, but also the connection resistance and connection strength of the contact part between the connection material and the electrode. Which is affected by reliability.
  • Patent Document 1 proposes a method for manufacturing an electronic circuit board in which a metal surface is treated with a coupling agent such as a silane in advance and a conductive paste is applied or printed.
  • Patent Document 1 it is said that the adhesion between the metal surface and the cured conductive paste coating film is enhanced by treating the metal surface with a silane-based coupling agent in advance.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 6-61602
  • Patent Document 1 improves adhesion by surface treatment with a coupling agent such as a silane, and has focused on work function and Schottky current. It is not a thing. Rather, since the silane coupling agent specifically exemplified in Patent Document 1 has a strong electron arch I and oxygen atom in the molecular skeleton, the work function of the electrode surface increases and the Schottky current decreases. I think that.
  • the present invention reduces the work function of the electrode surface and increases the Schottky current, thereby reducing the connection resistance value between the electrode and the connection material, thereby increasing the electrical connection reliability. It aims at providing a subcomponent module.
  • an electronic component module is configured such that a first electronic component having an external electrode and a second electronic component having an external electrode are electrically connected via a bonding material.
  • An organic compound that lowers the work function of the electrode surface is adsorbed on the electrode surface.
  • the organic compound is an amine compound having no oxygen atom in a molecular skeleton and having a nitrogen atom, specifically, Tetraethylenepentamine, triethinoleamine, tri- n -butinoreamine, and 1-aminodecane can be preferably used.
  • the electronic component module of the present invention is characterized in that the electrode surface includes one selected from Au, Ag, Sn, and alloys thereof.
  • the electronic component module of the present invention is characterized in that the conductive adhesive is formed by a misalignment between a conductive resin material and a conductive adhesive sheet.
  • the bonding material for electrically connecting the first electronic component and the second electronic component is made of a conductive adhesive, and the first and second electronic components Since an organic compound that lowers the work function of the electrode surface is adsorbed on the surface of at least one of the external electrodes of each electronic component, the work function of the electrode surface is reduced and Schottky is reduced.
  • the current increases, which can reduce the connection resistance between the electrode and the conductive adhesive, improving the reliability of the electrical connection between the first electronic component and the second electronic component Can do.
  • an amine compound having no oxygen atom in the molecular skeleton and having a nitrogen atom specifically, tetraethylenepentamine, triethylamine, tri-n-butylamine, 1-aminodecane.
  • the surface of the external electrode contains at least one selected from Au, Ag, Sn, and alloys thereof, the electrode is used when a metal material normally used as the external electrode is used.
  • the connection resistance between the first electronic component and the conductive adhesive can be effectively reduced, and the reliability of the electrical connection between the first electronic component and the second electronic component can be improved.
  • the conductive adhesive is formed by a gap between the conductive resin material and the conductive adhesive sheet, even when a lead-free bonding material is used, Electronic component modules with improved connection reliability can be realized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electronic component module according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a test substrate.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of an electronic component module according to the present invention.
  • the electronic component module is configured such that a multilayer ceramic electronic component 10 as a first electronic component and a circuit board 20 as a second electronic component are electrically connected via a bonding material 30 made of a conductive resin material. Connected.
  • the multilayer ceramic electronic component 10 includes a ceramic substrate 11 as an electronic component body and an external electrode 12 formed on the surface of the ceramic substrate 11.
  • the ceramic substrate 11 also has a ceramic material force such as dielectric ceramics and magnetic ceramics, and has an internal electrode. However, in the present embodiment, illustration is omitted.
  • the surface layer of the external electrode 12 contains Ag, Au, Sn, or an alloy thereof, and an organic compound that lowers the work function on the surface of the external electrode 12, such as tetraethylene pentamine, triethylamine, and tree n.
  • the branched skeleton such as —butylamine, 1-aminodecane, etc. has adsorbed in advance an amine compound having no nitrogen atom and having a nitrogen atom.
  • the multilayer ceramic electronic component 10 is surface-treated, whereby the organic compound is transformed. It is adsorbed on the surface layer (surface) of the external electrode 12.
  • the circuit board 20 includes a substrate body 21 formed of a resin material, acid aluminum, or the like, and an electrode pad (external electrode) 22 formed on the main surface of the substrate body 21. Similar to the external electrode 12, the surface layer of the electrode pad 22 contains Ag, Au, Sn, or an alloy thereof, and an organic compound that reduces the work function on the surface of the electrode pad 22, such as tetraethylenepentamine. Amine compounds having no nitrogen atoms and no nitrogen atoms in the branched skeletons such as triethylamine, tri- n -butylamine and 1-aminodecane are adsorbed in advance.
  • the circuit board 20 is surface-treated before the conductive resin material as the bonding material 30 is applied between the external electrode 12 and the electrode pad 22, whereby the organic compound is converted into the organic compound. It is adsorbed on the surface layer (surface) of the electrode pad 22.
  • these organic compounds are diluted with a solvent such as ethanol as necessary, and then dipped and sprayed ( There is a method of applying to the surface layer of the external electrode 12 and the electrode pad 22 by a method such as spraying, transfer, or application using a brush, and drying the solvent, but is not limited thereto.
  • the conductive resin material forming the bonding material 30 includes a resin such as epoxy resin and a conductive powder such as Ag, and after being applied between the external electrode 12 and the electrode pad 22, It is cured by methods such as thermosetting and UV curing.
  • the organic compound that lowers the work function is adsorbed in advance on the surface layers of the external electrode 12 and the electrode pad 22, the external electrode 12 or the electrode pad 33 and the bonding material 30 Increases the value of the Schottky current responsible for conduction between the two.
  • each of the connection resistance between the external electrode 12 and the conductive resin material 30 and the connection resistance between the electrode pad 22 and the bonding material 30 are reduced.
  • the external electrode 12 and the electrode pad 22 are reduced.
  • the reliability of the electrical connection between the ceramic electronic component 10 and the circuit board 20 is improved.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the force of adsorbing the organic compound that lowers the work function on the surface layer of both the external electrode 12 and the electrode pad 22 reduces the work function only on the surface layer of either the external electrode 12 or the electrode pad 22. The same effect can be obtained even if the organic compound to be adsorbed is adsorbed.
  • tetraethylenepentamine, triethylamine, tri- n -butylamine, and 1-aminodecane are illustrated as suitable organic compounds to be adsorbed on the electrode surface.
  • the present invention is not limited thereto. is not. That is, any amine compound having no oxygen atom in the molecular skeleton and a nitrogen atom in the molecular skeleton can be preferably used.
  • a conductive resin material is used as the bonding material 30.
  • the same effect can be obtained even when a conductive adhesive sheet or the like is used as long as it is a conductive adhesive. Togashi.
  • the form of the first electronic component and the second electronic component is not limited to the multilayer ceramic electronic component and the circuit board, but can be applied to any electronic component such as a multilayer substrate and a semiconductor element. The only thing you can do is ...
  • FIG. 2 is a plan view showing the test substrate used in this example
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the test substrate includes a substrate body 41 made of a glass-epoxy composite material, through holes 42a and 42b formed in the substrate body 41, and both main bodies 41 of the substrate body 41 through the through holes 42a and 42b.
  • the electrodes 43a and 43b are formed so as to cover the surface, and the conductive resin material 44 as a bonding material is applied so as to connect the electrodes 43a and 43b.
  • Electrodes 43a and 43b are 10 thick It has a two-layer structure consisting of an underlayer made of Cu of m and a surface layer of 1 m thickness formed so as to cover the underlayer.
  • the surface layer material of the electrode a material different depending on each sample, specifically, any one of Sn, Ag, Au, and Sn-37Pb was used.
  • test substrate subjected to surface cleaning in (1) above was immersed in the ethanol solution, subjected to ultrasonic dispersion for 10 minutes, and then air-dried for 24 hours.
  • the work function of each sample on the surface of the electrodes 43a and 43b was measured using an atmospheric-type ultraviolet photoelectron analyzer (Riken Keiki AC-2). Then, the work function value before the surface treatment measured in the above (1) was subtracted from the measured work function value, and the amount of change in the work function due to the adsorption of the organic compound was determined.
  • the conductive grease material 44 is applied by a printing method using a metal mask so that the electrodes 43a and 43b of each test substrate subjected to the surface treatment in (2) are electrically connected.
  • the resistance value R between the electrodes 43a and 43b was measured by the four-terminal method.
  • the surface treatment is applied to the test substrate!
  • the conductive resin material (bonding material) is applied and cured in the same manner as described above.
  • the resistance value RO between 43b was measured by the 4-terminal method. Based on the following formula (A), the change rate AR (%) of the connection resistance value due to the adsorption of the organic compound was obtained.
  • AR ⁇ (R-RO) / RO ⁇ X 100--(A)
  • Table 1 shows the composition and measurement results for each sample prepared and measured by the methods (1) to (5) above. Table 1 shows no surface treatment for comparison! Samples (sample numbers 17-20) are also shown. In Table 1, sample numbers marked with * indicate comparative examples.
  • sample numbers 1 to 4 and 17 the surface layer of the electrode is made of Sn.
  • sample number 17 without surface treatment had a resistance value R of 128 m ⁇
  • sample numbers 1 to 4 had no oxygen atoms in the molecular skeleton and nitrogen atoms.
  • the surface treatment is performed with an ethanol solution containing an organic compound having the following properties (hereinafter referred to as “specific organic compound” t), and the specific organic compound is adsorbed on the surface layers of the electrodes 43a and 43b.
  • the work function decreased from -0.05 to 0.16 eV compared to Sample No. 17, and as a result, the resistance value R decreased from 94 to 108 m ⁇ .
  • the surface layer of the electrode is formed of Ag.
  • the sample number 18 that was not subjected to the surface treatment had a resistance value R of 59 m ⁇ , whereas the sample numbers 5 to 8 adsorb specific organic compounds to the surface layers of the electrodes 43a and 43b. Therefore, the work function change amount was -0.01 to 0.33 eV, and the work function was decreased as compared with Sample No. 18. As a result, the resistance value R was lowered to 48 to 55 ⁇ .
  • sample number 19 without surface treatment had a resistance value R of 38 ⁇ , while sample numbers 9 and 10 adsorbed specific organic compounds to the surface layers of electrodes 43a and 43b.
  • the work function changes were 0.46 and 0.25 eV, respectively, and the work function decreased compared to Sample No. 19, resulting in a decrease in resistance R of 33 and 34 m ⁇ , respectively.
  • sample number 20 without surface treatment has a resistance value R of 165 m ⁇
  • sample number 11 adsorbs a specific organic compound to the surface layers of electrodes 43a and 43b.
  • the work function change amount was 0.03 eV
  • the work function decreased compared to Sample No. 11.
  • the resistance value R decreased to 146 m ⁇ .
  • Sample No. 12 is triethanolamine [(C H
  • the work function change amount was +0.05 eV
  • the work function increased
  • the resistance value R increased to 128 m ⁇ and the resistance increased to 130 m ⁇ . This is thought to be because the oxygen atoms contained in the molecular skeleton of trihetanolamine outweigh the effect of the electron-feeding effect of nitrogen atoms, which have a high electron-withdrawing property.
  • Sample No. 14 also uses an ethanol solution containing triethanolamine [(CHOH) N] as a surface treating agent, as in Sample No. 12, and therefore for the same reason, Compared to Sample No. 18, where the surface of the pole surface was not treated, the work function change was +0.21 eV, the work function increased, and the resistance R increased to 59 m ⁇ and the force increased to 65 m ⁇ .
  • Sample No. 13 is a decanoic acid having an oxygen atom in the branched skeleton and no nitrogen atom.
  • Sample No. 15 also used decanoic acid [C H COO as a surface treatment agent in the same manner as Sample No. 13.
  • the change in work function is +0.21 eV and the work function increases for the same reason. Increased from 59 m ⁇ to 71 m ⁇ .
  • Sample No. 16 also used decanoic acid [C
  • the surface of the electrode was not subjected to surface treatment.
  • the specific organic compound that reduces the work function of the electrode surface can be adsorbed to the electrode surface, whereby the resistance value R can be reduced, and thus the connection reliability can be reduced. It was confirmed that the property was improved.
  • an amine compound having no oxygen atom in the molecular skeleton and a nitrogen atom in the molecular skeleton specifically tetraethylenepentamine, triethylamine, trin- Butylamine and 1-aminodecane were also suitable.

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Abstract

　本発明の電子部品モジュールは、第１の電子部品としての積層セラミック電子部品と第２の電子部品としての回路基板とが導電性樹脂材料等の導電性接着剤からなる接合材を介して電気的に接続されている。積層セラミック電子部品の外部電極及び回路基板の電極パッドの表層には電極表面の仕事関数を低下させる有機化合物、例えばテトラエチレンペンタミン、トリエチルアミン、トリ－ｎ－ブチルアミン、１－アミノデカンなどの分枝骨格中に酸素原子を有さず、窒素原子を有するアミン化合物が予め吸着されている。このようにすることにより、電極表面の仕事関数を低減させてショットキー電流を増加させることができ、電極と接続材料との接続抵抗値が低下し、電気的な接続信頼性の高い電子部品モジュールを実現することができる。

Description

電子部品モジュール
技術分野
[0001] 本発明は電子部品モジュールに関し、より詳しくは電子部品同士が接合材を介して 電気的に接続された電子部品モジュールに関する。
背景技術
[0002] 積層セラミックコンデンサや半導体素子などの電子部品は、回路基板などの他の電 子部品と電気的に接続するための外部電極を有し、外部電極に塗布されたはんだ や導電性榭脂材料などの接合材を介して他の電子部品と電気的に接続される。
[0003] そして近年では、環境面等への配慮力 鉛の使用を低減することが要請されており 、斯かる観点から、上記接合材としては、従来、使用されてきたはんだの代替材料と して導電性榭脂材料などの導電性接着剤が注目魏めて!ヽる。
[0004] 電気的接続の信頼性向上のためには、電子部品自体の信頼性向上が重要である 力 それとともに他の電子部品との接続部分の信頼性向上が重要である。電子部品 間の接続部分の信頼性は、導電性榭脂材料などの接続材料自体の抵抗値や耐湿 性などの信頼性に加えて、接続材料と電極との接触部分の接続抵抗や接続強度な どの信頼性から影響を受ける。
[0005] そこで，従来から、電極表面に対して何らかの表面処理を行うことによって接続信 頼性の向上を図ろうとした技術が知られている。例えば特許文献 1には、金属表面を 予めシラン系などのカップリング剤で処理した後に導電性ペーストを塗布または印刷 するようにした電子回路基板の製造方法が提案されて!、る。
[0006] 特許文献 1によれば、金属表面を予めシラン系などのカップリング剤で処理すること により金属表面と導電性ペースト硬化塗膜との密着性が高まるとされている。
[0007] 特許文献 1 :特開平 6— 61602号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 電極間の電気的接続を導電性榭脂材料によって行った場合、導電性榭脂材料と 電極との間の導通はショットキー電流によって通電される。ショットキー電流は、金属 表面の仕事関数に依存し、仕事関数が小さくなるとショットキー電流の値が大きくなる ことが知られている。また、物質表面の仕事関数は、表面に他の物質を吸着させるこ とによって大小さまざまに変化することが知られている。
[0009] し力しながら、特許文献 1に記載された発明は、シラン系などのカップリング剤で表 面処理することによって密着性を高めるものであり、仕事関数やショットキー電流に着 目したものではない。むしろ、特許文献 1において具体的に例示されているシラン系 カツプリング剤は分子骨格中に電子吸弓 I性の強 、酸素原子を有するため、電極表面 の仕事関数が増大してショットキー電流が低下すると考えられる。
[0010] 本発明は、電極表面の仕事関数を低減させてショットキー電流を増カロさせることに より、電極と接続材料との接続抵抗値を低下させて、電気的な接続信頼性が高い電 子部品モジュールを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0011] 上記目的を達成するために本発明に係る電子部品モジュールは、外部電極を有 する第 1の電子部品と、外部電極を有する第 2の電子部品とが接合材を介して電気 的に接続された電子部品モジュールであって、前記接合材が導電性接着剤からなる と共に、前記第 1および第 2の電子部品のそれぞれの前記外部電極のうちの少なくと も!ヽずれか一方の外部電極の表面に、電極表面の仕事関数を低下させる有機化合 物が吸着されていることを特徴とする。
[0012] また、本発明の電子部品モジュールは、前記有機化合物が、分子骨格中に酸素原 子を有さず、且つ窒素原子を有するアミンィ匕合物であることを特徴とし、具体的には、 テトラエチレンペンタミン、トリエチノレアミン、トリー n—ブチノレアミン、 1ーァミノデカンを 好適に使用することができる。
[0013] さらに、本発明の電子部品モジュールは、前記電極表面が、 Au、 Ag、 Sn、及びこ れらの合金の中から選択された一種を含むことを特徴とする。
[0014] また、本発明の電子部品モジュールは、前記導電性接着剤は、導電性榭脂材料及 び導電性接着シートの ヽずれかで形成されて ヽることを特徴とする。
発明の効果 [0015] 本発明の電子部品モジュールによれば、第 1の電子部品と第 2の電子部品とを電 気的に接続する接合材が導電性接着剤からなると共に、前記第 1および第 2の電子 部品のそれぞれの前記外部電極のうちの少なくともいずれか一方の外部電極の表面 に、電極表面の仕事関数を低下させる有機化合物が吸着されているので、電極表面 の仕事関数が低下してショットキー電流が増加し、これにより電極と導電性接着剤と の間の接続抵抗を低下させることができ 第 1の電子部品と第 2の電子部品との間の 電気的接続の信頼性を向上させることができる。
[0016] また、前記有機化合物として、分子骨格中に酸素原子を有さず、且つ窒素原子を 有するァミン化合物、具体的には、テトラエチレンペンタミン、トリェチルァミン、トリ— n —プチルァミン、 1—ァミノデカンを使用することにより、電極表面の仕事関数を効果 的〖こ低下させることができる。
[0017] また、前記外部電極の表面が、 Au、 Ag、 Sn、及びこれらの合金の中から選択され た少なくとも一種を含むので、外部電極として通常使用される金属材料を使用した場 合に電極と導電性接着剤との間の接続抵抗を効果的に低下させることができ 第 1 の電子部品と第 2の電子部品との間の電気的接続の信頼性を向上させることができ る。
[0018] また、前記導電性接着剤は、導電性榭脂材料及び導電性接着シートの ヽずれかで 形成されているので、非鉛系の接合材を使用した場合であっても、電気的接続の信 頼性が向上した電子部品モジュールを実現することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の電子部品モジュールを示す断面図である。
[図 2]試験用基板の平面図である。
[図 3]図 2の A— A断面図である。
符号の説明
[0020] 10 積層セラミック電子部品（第 1の電子部品）
12 外部電極
20 回路基板 (第 2の電子部品）
22 電極パッド (外部電極） 30 接合材
発明を実施するための最良の形態
[0021] 次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳説する。
[0022] 図 1は本発明に係る電子部品モジュールの一実施の形態を模式的に示す断面図 である。
[0023] 該電子部品モジュールは、第 1の電子部品としての積層セラミック電子部品 10と第 2の電子部品としての回路基板 20とが導電性榭脂材料カゝらなる接合材 30を介して 電気的に接続されている。
[0024] 積層セラミック電子部品 10は、電子部品本体としてのセラミック基体 11と、該セラミ ック基体 11の表面に形成された外部電極 12とを備えている。セラミック基体 11は誘 電体セラミックスや磁性体セラミックスなどのセラミック材料力もなり、内部電極が内蔵 されて 、るが、本実施の形態では図示を省略して 、る。
[0025] 外部電極 12の表層は、 Ag、 Au、 Snまたはこれらの合金が含有されると共に、該外 部電極 12の表面における仕事関数を低下させる有機化合物、例えばテトラエチレン ペンタミン、トリェチルァミン、トリー n—ブチルァミン、 1—ァミノデカンなどの分枝骨格 中に酸素原子を有さず、窒素原子を有するアミンィ匕合物が予め吸着されている。
[0026] すなわち、接合材 30である導電性榭脂材料が外部電極 12と電極パッド 22との間 に塗布される前に前記積層セラミック電子部品 10は表面処理され、これにより前記有 機化合物が外部電極 12の表層（表面）に吸着されている。
[0027] 回路基板 20は榭脂材料や酸ィ匕アルミニウムなどで形成された基板本体 21と、基板 本体 21の主面上に形成された電極パッド（外部電極） 22とを有している。電極パッド 22の表層は、前記外部電極 12と同様、 Ag、 Au、 Snまたはこれらの合金が含有され ると共に、該電極パッド 22の表面における仕事関数を低下させる有機化合物、例え ばテトラエチレンペンタミン、トリェチルァミン、トリ— n—ブチルァミン、 1—アミノデカ ンなどの分枝骨格中に酸素原子を有さず、窒素原子を有するアミンィ匕合物が予め吸 着されている。
[0028] すなわち、接合材 30である導電性榭脂材料が外部電極 12と電極パッド 22との間 に塗布される前に前記回路基板 20は表面処理され、これにより前記有機化合物が 電極パッド 22の表層（表面）に吸着されている。
[0029] これらの有機化合物を外部電極 12や電極パッド 22の表層に吸着させる方法として は、これらの有機化合物を必要に応じてエタノールなどの溶剤で希釈した上で、浸漬 (デイツビング）、吹き付け (スプレー）、転写、刷毛などを用いた塗布などの方法で外 部電極 12及び電極パッド 22の表層に付与し、溶剤を乾燥させる方法があるが、これ に限定されるものではない。
[0030] 接合材 30を形成する導電性榭脂材料は、エポキシ榭脂などの樹脂と Agなど力もな る導電性粉末とを含み、外部電極 12と電極パッド 22との間に塗布された後に、熱硬 化や紫外線硬化などの方法で硬化される。
[0031] このように本電子部品モジュールは、仕事関数を低下させる有機化合物が外部電 極 12および電極パッド 22の表層に予め吸着されているので、外部電極 12または電 極パッド 33と接合材 30との間の導通を担うショットキー電流の値が増加する。そして これにより、外部電極 12と導電性榭脂材料 30との間の接続抵抗および電極パッド 2 2と接合材 30との間の接続抵抗の各々が低下し、その結果外部電極 12と電極パッド 22との間の接続抵抗が低下し、セラミック電子部品 10と回路基板 20との間の電気的 接続の信頼性が向上する。
[0032] なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では 外部電極 12と電極パッド 22の両方の表層に仕事関数を低下させる有機化合物を吸 着させている力 外部電極 12及び電極パッド 22のいずれか一方の表層のみに仕事 関数を低下させる有機化合物を吸着させても同様の効果を得ることができる。
[0033] また、上記実施の形態では、電極表面に吸着させる好適な有機化合物として、テト ラエチレンペンタミン、トリェチルァミン、トリー n—ブチルァミン、 1—ァミノデカンを例 示したが、これらに限定されるものではない。すなわち、分子骨格中に酸素原子を有 さず、且つ分子骨格中に窒素原子を有するアミンィ匕合物であれば好適に使用するこ とが可能であり、例えば、ァリルァミン、メチルァミン、ェチルァミン、ァミノペンタン、プ 口ピルァミン、ブチルァミン、 iーブチルァミン、 tーブチルァミン、ペンチルァミン、シク 口へキシルァミン、ォクチルァミン、デシルァミン、デシルァミン、ラウリルァミン、フエネ チルァミン、ジァミノペンタン、ドデカメチレンジァミン、メチルベンジルァミン、ェチル ベンジルァミン、メチルシクロへキシルァミン、エチレンジァミン、ヘプチルァミン、へキ サメチレンジァミン、へキシルァミン、ノナメチレンジァミン、オタタメチレンジァミン、フ ェ-レンジァミン、フエ-ルメチルァミン、フエ-ルェチルァミン、フエ-ルナフチルアミ ン、ジァミノブタン、テトラメチルエチレンジァミン、テトラメチルフエ二レンジァミン、テト ラメチレンプロパンジァミン、キシレンジァミンなどの第 1級ァミン、ジシクロへキシルァ ミン、ジァリルァミン、ジメチルァミン、ジエチレントリァミン、ジプロピルァミン、ジプロピ ルェチルァミン、ジブチルァミン、ジへキシルァミン、ジメチルフエ二レンジァミン、ジメ チルベンジルァミン、ジメチルエチレンジァミン、ジメチルォクチルァミン、ジメチルプ 口パンジァミン、ジプロピルァミン、ジプロピレントリァミンなどの第 2級ァミン、トリメチル ァミン、トリエチルァミン、トリプロピルァミン、トリブチルァミン、トリフエニルァミン、トリオ クチルァミン、トリメチレンジァミン、トリエチレンジァミンなどの第 3級ァミンなどを使用 することができる。さらに、電極表面に吸着させる有機化合物としては、上述した有機 化合物を 2種類以上混合させたものであってもよぐまた、電極表面の材質も上記に 限定されるものではない。
[0034] また、上記実施の形態では、接合材 30として導電性榭脂材料を使用したが、導電 性接着剤であればよぐ導電性接着シートなどを用いた場合でも同様の効果を得るこ とがでさる。
[0035] また、第 1の電子部品と第 2の電子部品の形態は上記の積層セラミック電子部品と 回路基板に限定されるものではなぐ多層基板、半導体素子などいかなる電子部品 にも適用することができるのは 、うまでもな 、。
実施例
[0036] 次に、本発明の具体的な実施例を説明する。
[0037] 図 2は本実施例に使用した試験用基板を示す平面図であり、図 3は図 2の A— A断 面図である。
[0038] 該試験用基板は、ガラス—エポキシ複合材料からなる基板本体 41と、基板本体 41 に形成された貫通孔 42a、 42bと、該貫通孔 42a、 42bを介して基板本体 41の両主 面に及ぶように形成された電極 43a、 43bと、該電極 43a、 43b間を接続するように塗 布された接合材としての導電性榭脂材料 44とからなる。電極 43a、 43bは厚さ 10 mの Cuからなる下地層と、該下地層を覆って形成された厚さ 1 mの表層とからなる 二層構造とされている。
[0039] 尚、電極の表層材料としては、各試料によって異なる材料、具体的には Sn、 Ag、 A u、及び Sn— 37Pbのいずれか一種を使用した。
[0040] 次に、上記試験用基板を使用して以下の実験を行った。
[0041] (1)電極表面の仕事関数の測定
表層材料の異なる上記試験用基板を用意し、表面の酸化膜を除去するために 0. 1 molZLの塩酸水溶液に 1時間浸漬した後、流水（純水）で 10分間表面洗浄し、エタ ノールですすいだ後、 24時間以上風乾させてエタノールを揮発させた。そしてその 後、大気雰囲気型紫外光電子分析装置 (理研計器製 AC— 2)を使用して各試料の 電極 43a、 43b表面における仕事関数を測定した。
[0042] (2)電極の表面処理 (有機化合物の吸着処理）
有機化合物としてテトラエチレンペンタミン [NH (C H NHC H NH ) ]、トリェチル
2 4 2 4 2 2
ァミン [ (C H ) N]、トリ— n—ブチルァミン [ (CH (CH ) ) N]、 1—ァミノデカン [C
2 5 3 3 2 3 3
H (CH ) NH ]ゝトリエタノールァミン [ (C H OH) N]ゝデカン酸 [C H COOH]を
3 2 9 2 2 4 3 9 19 用意し、これら有機化合物の含有量が 0. 5wt%となるようにエタノールで希釈し、表 面処理剤としてのエタノール溶液を調製した。
[0043] 次 ヽで、上記（1)で表面洗浄を行った試験用基板を、上記エタノール溶液に浸漬 し、 10分間超音波分散を行った後、 24時間風乾した。
[0044] (3)電極表面の仕事関数の測定
上記（2)で表面処理を行った試験用基板について、各試料の電極 43a、 43b表面 における仕事関数を大気雰囲気型紫外光電子分析装置 (理研計器製 AC— 2)を使 用して測定した。そして、測定された仕事関数値から、上記（1)で測定した表面処理 前の仕事関数値を減じ、有機化合物の吸着による仕事関数の変化量を求めた。
[0045] (4)導電性榭脂材料の調製
ビスフエノール F型液状エポキシ榭脂、 2—フエ-ルー 4ーメチルジヒドロキシメチル イミダゾール、および平均粒径 1. 9 μ mの球状 Ag粉末を重量比で 100 : 10 : 578と なるように配合して乳鉢で混合し、これにより導電性榭脂材料 (接合材)を得た。 [0046] (5)接続抵抗値の測定
上記（2)で表面処理を行った各試験用基板の電極 43a、 43bが電気的に接続する ように、上記導電性榭脂材料 44をメタルマスクを使用した印刷法によって塗布し、 15
0°Cで 60分間加熱して硬化させた。
[0047] その後、電極 43a、 43b間の抵抗値 Rを 4端子法によって測定した。
[0048] また、表面処理を行って!/ヽな 、試験用基板につ!、ても、上述と同様の方法 '手順で 導電性榭脂材料 (接合材)を塗布、硬化させて電極 43a、 43b間の抵抗値 ROを 4端 子法によって測定した。そして、下記数式 (A)に基づいて有機化合物の吸着による 接続抵抗値の変化率 AR(%)を求めた。
[0049] AR= { (R-RO) /RO} X 100 - -- (A)
[0050] 上記（1)〜（5)の方法によって作製および測定した各試料にっ 、て、組成と測定 結果を表 1に示す。表 1には比較のために表面処理を行わな！/、試料 (試料番号 17〜 20)も示した。なお、表 1中、 *を付した試料番号は、比較例を示している。
[0051] [表 1]
表面処理剤 接続抵抗値 仕事関数
試料 抵抗値 R の変化率 電極の表層 表面処理剤 の濃度 の変化量
番号 (ΓΠΩ) AR
(wt%) (eV)
(%)
1 Sn 亍卜ラエチレンペンタミン 0.5 -0.06 108 -16
2 Sn トリェチ レアミン 0.5 -0.16 94 -27
3 Sn トリ一 n—プチルァミン 0.5 -0.05 95 -26
4 Sn 1ーァミノデカン 0.5 -0.06 100 -22
5 Ag 亍卜ラエチレンペンタミン 0.5 -0.33 50 -15
6 Ag 卜リエチ レアミン 0.5 一 0.01 55 -7
7 Ag トリー n_プチルァミン 0.5 —0.09 48 一 19
8 Ag 1—ァミノデカン 0.5 -0. 12 54 一 8
9 Au 亍卜ラエチレンペンタミン 0.5 -0.46 33 -13
10 Au トリー n—ブチルァミン 0.5 -0.25 34 -11
11 Sn-37Pb亍卜ラエチレンペンタミン 0.5 一 0.03 146 -12
12* Sn トリエタノールァミン 0.5 +0.05 130 + 2
13* Sn デカン酸 0.5 +0.05 150 +17
14* Ag トリエタノールァミン 0.5 +0.21 65 +10
15* Ag デカン酸 0.5 +0.23 71 + 20
16* Au デカン酸 0.5 +0.03 40 + 5
17* Sn ― ― ― 128 ―
18* Ag 一 一 一 59 ―
19* Au 一 ― ― 38 ―
20* Sn-37Pb ― 一 一 165 ―
試料番号 1〜4及び 17は電極の表層が Snで形成されている。これら各試料番号を 対比すると、表面処理を行わなかった試料番号 17は抵抗値 Rが 128m Ωであったの に対し、試料番号 1〜4は、分子骨格中に酸素原子を有さず窒素原子を有する有機 化合物（以下、「特定有機化合物」 t 、う。）を含有したエタノール溶液で表面処理を 行い、これにより該特定有機化合物を電極 43a、 43bの表層に吸着させているので、 仕事関数の変化量が—0.05〜一 0.16eVとなって試料番号 17に比べて仕事関数 が減少し、その結果抵抗値 Rが 94〜 108m Ωと低下した。 [0053] 試料番号 5〜8及び 18は電極の表層が Agで形成されている。これら各試料番号を 対比すると、表面処理を行わなかった試料番号 18は抵抗値 Rが 59m Ωであったの に対し、試料番号 5〜8は特定有機化合物を電極 43a、 43bの表層に吸着させてい るので、仕事関数の変化量が—0. 01〜一 0. 33eVとなって試料番号 18に比べて 仕事関数が減少し、その結果抵抗値 Rが 48〜55πιΩと低下した。
[0054] 試料番号 9、 10及び 19は電極の表層が Auで形成されている。これら各試料番号 を対比すると、表面処理を行わなカゝつた試料番号 19は抵抗値 Rが 38πιΩであった のに対し、試料番号 9、 10は特定有機化合物を電極 43a、 43bの表層に吸着させて いるので、仕事関数の変化量がそれぞれ 0. 46、 一 0. 25eVとなって試料番号 19 に比べて仕事関数が減少し、その結果抵抗値 Rがそれぞれ 33、 34m Ωと低下した。
[0055] 試料番号 11及び 20は電極の表層が Sn— 37Pbで形成されている。これら各試料 番号を対比すると、表面処理を行わなかった試料番号 20は抵抗値 Rが 165m Ωであ つたのに対し、試料番号 11は特定有機化合物を電極 43a、 43bの表層に吸着させ ているので、仕事関数の変化量が 0. 03eVとなって試料番号 11に比べて仕事関 数が減少し、その結果抵抗値 Rが 146m Ωと低下した。
[0056] このように試料番号 1〜： L 1と試料番号 17〜20との比較から明らかなように、特定有 機化合物を含有したエタノール溶液で表面処理を行い、電極 43a、 43bの表層に吸 着させることにより、抵抗値 Rが低下することが分力つた。
[0057] そして、これらの結果から、電極の表層が他の金属材料であっても、特定有機化合 物を電極表面に吸着させることにより、同様の作用効果が得られるものと推定される。
[0058] また、試料番号 12は、分枝骨格中に酸素原子を有するトリエタノールァミン [ (C H
2 4
OH) N]を含有したエタノール溶液を表面処理剤に使用して ヽるため、電極表面を
3
表面処理しなかった試料番号 17と比べ、仕事関数の変化量が + 0. 05eVとなって 仕事関数が増加し、抵抗値 Rが 128m Ω力も 130m Ωに上昇した。これは、トリェタノ ールァミンの分子骨格に含まれる酸素原子は電子吸引性が高ぐ窒素原子による電 子供与性の効果を上回るためであると考えられる。
[0059] また、試料番号 14も、試料番号 12と同様、表面処理剤としてトリエタノールアミン[ ( C H OH) N]を含有したエタノール溶液を使用しているため、同様の理由から、電 極表面を表面処理しな力つた試料番号 18と比べ、仕事関数の変化量が + 0. 21eV となって仕事関数が増加し、抵抗値 Rが 59m Ω力も 65m Ωに上昇した。
[0060] また、試料番号 13は、分枝骨格中に酸素原子を有し窒素原子を有さないデカン酸
[C H COOH]を含有したエタノール溶液を表面処理剤に使用しているため、電極
9 19
表面を表面処理しな力つた試料番号 17と比べ、仕事関数の変化量が + 0. 05eVと なって仕事関数が増加し、抵抗値 Rが 128m Ω力も 150m Ωに上昇した。これは、デ カン酸の分子骨格には電子供与性のある窒素原子を含まない上、電子吸引性のあ る酸素原子を含むためであると考えられる。
[0061] また、試料番号 15も、試料番号 13と同様、表面処理剤としてデカン酸 [C H COO
9 19
H]を使用しているため、同様の理由から、電極表面を表面処理しなかった試料番号 18と比べ、仕事関数の変化量が + 0. 21eVとなって仕事関数が増加し、抵抗値尺が 59m Ωから 71m Ωに上昇した。
[0062] また、試料番号 16も、試料番号 13及び 15と同様、表面処理剤としてデカン酸 [C
9
H COOH]を使用しているため、同様の理由から、電極表面を表面処理しな力つた
19
試料番号 19と比べ、仕事関数の変化量が + 0. 03eVとなって仕事関数が増加し、 抵抗値 Rが 38m Ω力ら 40m Ωに上昇した。
[0063] 以上のように本実施例によれば、電極表面の仕事関数を低減させる特定有機化合 物を電極表面に吸着させることにより、抵抗値 Rを低減させることができ、これにより接 続信頼性が向上することが確認された。
[0064] そして、前記有機化合物としては、分子骨格中に酸素原子を有さず、且つ分子骨 格中に窒素原子を有するァミン化合物、具体的にはテトラエチレンペンタミン、トリエ チルァミン、トリー n—ブチルァミン、 1—ァミノデカンが好適であることも分力つた。

Claims

請求の範囲
[1] 外部電極を有する第 1の電子部品と、外部電極を有する第 2の電子部品とが接合 材を介して電気的に接続された電子部品モジュールであって、
前記接合材が導電性接着剤からなると共に、前記第 1および第 2の電子部品のそ れぞれの前記外部電極のうちの少なくともいずれか一方の外部電極の表面に、電極 表面の仕事関数を低下させる有機化合物が吸着されていることを特徴とする電子部 品モジユーノレ。
[2] 前記有機化合物は、分子骨格中に酸素原子を有さず、且つ窒素原子を有するアミ ン化合物であることを特徴とする請求項 1記載の電子部品モジュール。
[3] 前記有機化合物は、テトラエチレンペンタミン、トリェチルァミン、トリ— n—プチルァ ミン、及び 1ーァミノデカンの中から選択された一種を含むことを特徴とする請求項 1 または請求項 2記載の電子部品モジュール。
[4] 前記外部電極の表面は、 Au、 Ag、 Sn、またはこれらの合金の中から選択された一 種を含むことを特徴とする請求項 1ないし請求項 3のいずれかに記載の電子部品モ ジュール。
[5] 前記導電性接着剤は、導電性榭脂材料及び導電性接着シートの ヽずれかで形成 されて 、ることを特徴とする請求項 1な 、し請求項 4の 、ずれかに記載の電子部品モ ジュール。
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