JPH0992031A

JPH0992031A - 導電性組成物及びこれを用いた半田付着構造体

Info

Publication number: JPH0992031A
Application number: JP7246210A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Menya; 和則面屋; Mitsuru Harada; 充原田; Takashi Obayashi; 孝志大林; Wataru Sakurai; 渡桜井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1997-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】撓み密着強度が高く高範囲の温度域で半田に
濡れる高信頼性のポリマー型の導電性組成物及びそれを
用いた半田付着構造体を提供する。【解決手段】ジメチレンエーテル結合を有するレゾー
ル型フェノール樹脂とアルコキシアルキル化合物とから
なるバインダー成分２と、平均粒径０．１〜５０μｍの
金属粒子１とを主成分とする導電性組成物。バインダー
成分１中のアルコキシドアルキル化合物の一部３は導電
性組成物の塗膜内の金属粒子１表面に半田濡れを阻害し
ない層を作る。この導電性組成物塗膜を半田に浸漬し、
半田層４を形成する。この際半田熱によって塗膜のバイ
ンダー表層が分解し、内包するアルコキシドアルキル化
合物３で被覆された金属粒子１が露出し半田が濡れる。
アルコキシドアルキル化合物３が金属粒子１と結合して
いるため、導電性組成物塗膜は半田層４と堅固に結合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品、回路に配
線材料、電極材料、導電接合材料として使用される導電
性組成物及びこれを用いた半田付着構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子部品、回路には、導電材料の
コストダウンを主目的に様々の形でポリマー型の導電性
組成物が配線材料、電極材料、導電接合材料として使用
されている。しかしポリマー型の導電性組成物は、導電
性を高めることに限界があることや、電子部品、回路は
最終的には半田実装が控えているため、ポリマー型導電
性組成物には半田が濡れる機能が求められてきている。
また基板材料の主流がガラスエポキシやポリイミドとい
った樹脂基板になってきているため、導電性組成物には
基板の撓みに対しても破壊しない高強度の材料が要求さ
れてきている。

【０００３】通常ポリマー型導電性組成物は、ペースト
状で乾燥や焼き付けで固化し導電物となる。固化後は図
４のように導体である金属粒子２１がバインダー樹脂２
２に被覆されて分散している。

【０００４】通常のポリマー型導電性組成物はバインダ
ー樹脂２２が熱硬化性樹脂である場合が多く、この場合
金属粒子２１を被覆しているバインダー樹脂膜が強固で
破壊せず半田をはじくため半田が濡れないという問題が
ある。一方バインダー樹脂が線状高分子樹脂などの熱可
塑性樹脂で構成されている場合、半田熱によってバイン
ダー樹脂が溶融し分散している金属粒子が脱落するとい
う問題がある。また導電性組成物中の金属粒子は、自身
の比表面積が高く、通常の環境下においても粒子表面が
酸化されるため半田が濡れない状態になっている。

【０００５】この様な問題を改良するため、有機金属の
使用(特開平1-34597 号公報)やAg被覆Cu粉の使用(特開
昭63-81706号公報)で、金属粒子の酸化を防止し半田濡
れを良くする提案がされている。これらの公知例では熱
硬化性樹脂の一つであるレゾール型フェノール樹脂をバ
インダー成分としている。この樹脂はフラックスの作用
と半田熱によって分子結合の一部（ジメチレンエーテル
結合）が分解脱離するため、金属粒子を被覆している樹
脂膜が破れ、酸化されていない金属粒子が露出し半田が
濡れる（図５の（ａ）〜（ｃ）参照）。図５はかかる従
来のレゾール型フェノール樹脂をバインダー成分として
いる導電性組成物の半田濡れ機構を示す断面模式図であ
る。図５の（ａ）において、３１は金属粒子、３２はバ
インダー樹脂である。図５の（ａ）の状態でフラックス
と熱をかけると、表層のバインダー樹脂の部分が熱分解
して変質バインダー樹脂層３３になり（図５の
（ｂ））、これは強度が低い。次に変質バインダー樹脂
層３３の上に半田３４をかけると、図５の（ｃ）に示す
ように変質バインダー樹脂層３３の部分の強度は低くな
っているため、破壊しやすい。

【０００６】したがって公知例では半田濡れ性が高く、
かつ塗膜の撓み密着強度も高い導電性組成物ならびにこ
れを用いた半田付着構造体は得られなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、特開
平1-34597 号公報及び特開昭63-81706号公報で提案され
ている従来例は、いずれも導電性組成物中に占めるバイ
ンダー成分の割合が非常に少ないため（含有比率：約10
wt％以下）、導電性組成物を基板に塗布した場合の塗膜
の撓み密着強度が低く用途に限界があった。特に従来例
ではバインダー成分に固く脆い塗膜を形成するフェノー
ル樹脂を使用しているためこの傾向が顕著であった。

【０００８】さらにフェノール樹脂は分子結合の一部を
熱により分解脱離させることによって半田の濡れを確保
しているため、半田が濡れた後は強度が著しく低下して
しまう問題があった（図５）。

【０００９】一方、塗膜の撓み密着強度を高めるために
バインダーの含有比率を高く（１２wt％以上）した場
合、金属粒子表面を被覆するバインダー皮膜が厚くなり
分解脱離が不完全になるため半田濡れ性が低下する。ま
た分解脱離を促進させるため半田付け温度を高温（２６
０℃以上）にすると塗膜の撓み密着強度が低下してしま
う。

【００１０】さらに樹脂バインダーと金属粒子を主成分
にする導電性組成物は、樹脂と金属の比重差が大きいた
め硬化前のペースト状態で長期保存して置くと金属粒子
が沈澱して使用出来なくなってしまうことがある。

【００１１】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、撓み密着強度が高く広範囲の温度域で半田に濡れる
高信頼性のポリマー型の導電性組成物、更に硬化前のペ
ースト状態で長期保存しておいても金属粒子が沈澱しに
くい安定性の優れたポリマー型の導電性組成物及びこれ
を用いた半田付着構造体を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の導電性組成物は、ジメチレンエーテル結合
を有するレゾール型フェノール樹脂と、前記化学式（化
１）または（化２）で示される構造を有する化合物から
選ばれた少なくとも１種のアルコキシアルキル化合物と
からなるバインダー成分と、平均粒径０．１μｍ以上５
０μｍ以下の金属粒子とを主成分とすることを特徴とす
る。

【００１３】本発明の前記導電性組成物においては、バ
インダー成分が３〜４０重量％、金属粒子が６０〜９７
重量％であることが好ましい。また、本発明の前記導電
性組成物においては、バインダー成分が線状高分子樹脂
を更に含むバインダー成分であることが好ましい。

【００１４】また、本発明の前記導電性組成物において
は、バインダー成分中のアルコキシアルキル化合物の含
有量が０．５〜１０重量％であることが好ましい。ま
た、本発明の前記導電性組成物においては、バインダー
成分中の線状高分子樹脂の含有量が０．５〜３０重量％
であることが好ましい。

【００１５】また、本発明の前記導電性組成物において
は、金属粒子が、Au、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくと
も一つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好ま
しい。

【００１６】また、本発明の前記導電性組成物において
は、金属粒子が、Ni、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、I
n、Biから選ばれる少なくとも一つの金属またはNi、C
u、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、Pd、Pt
から選ばれる少なくとも二種以上からなる合金成分を核
とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも一
つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好まし
い。

【００１７】また、本発明の半田付着構造体は、導電性
組成物の表層に半田層を有する半田付着構造体であっ
て、前記導電性組成物は、ジメチレンエーテル結合を有
するレゾール型フェノール樹脂と、前記記載の化学式
（化１）または（化２）で示される構造を有する化合物
から選ばれた少なくとも１種のアルコキシアルキル化合
物とからなるバインダー成分と、平均粒径０．１μｍ以
上５０μｍ以下の金属粒子成分とを主成分とし、かつ前
記金属粒子成分と前記半田層とが、直接接触している部
分を有することを特徴とする。

【００１８】また、本発明の前記半田付着構造体に於い
ては、バインダー成分が３〜４０重量％、金属粒子が６
０〜９７重量％であることが好ましい。また、本発明の
前記半田付着構造体に於いては、バインダー成分が線状
高分子樹脂を更に含むバインダー成分であることが好ま
しい。

【００１９】また、本発明の前記半田付着構造体に於い
ては、バインダー成分中のアルコキシアルキル化合物の
含有量が０．５〜１０重量％であることが好ましい。ま
た、本発明の前記半田付着構造体に於いては、バインダ
ー成分中の線状高分子樹脂の含有量が０．５〜３０重量
％であることが好ましい。

【００２０】また、本発明の前記半田付着構造体に於い
ては、金属粒子が、Au、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なく
とも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好
ましい。

【００２１】また、本発明の前記半田付着構造体に於い
ては、金属粒子が、Ni、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、
In、Biから選ばれる少なくとも一つの金属またはNi、C
u、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、Pd、Pt
から選ばれる少なくとも二種以上からなる合金成分を核
とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも一
つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好まし
い。

【００２２】

【発明の実施の形態】前記した本発明の半田付着構造体
によれば、導電性組成物は、ジメチレンエーテル結合を
有するレゾール型フェノール樹脂と、前述した化学式
（化１）または（化２）で示される構造を有する化合物
から選ばれた少なくとも１種のアルコキシアルキル化合
物とからなるバインダー成分と、平均粒径０．１μｍ以
上５０μｍ以下の金属粒子成分とを主成分とし、かつ金
属粒子成分と半田層とが、直接接触している部分を有す
ることにより、撓み強度が高く広範囲の温度域で半田に
濡れる高信頼性のポリマー型の半田付着構造体を実現で
きる。そして、本発明は導電性組成物のバインダーとし
てジメチレンエーテル結合を有するレゾール型フェノー
ル樹脂と、アルコキシアルキル化合物を使用すること
で、低温域でも半田を濡らすことができ、撓み密着強度
が高くかつ半田濡れ後も強度低下が小さくかつ硬化前の
ペースト状での保存性を高めた導電性組成物を提供し得
る。

【００２３】導電性組成物塗膜表層の金属粒子は一部レ
ゾール型フェノール樹脂に被覆され、一部アルコキシア
ルキル化合物に被覆されている。また、レゾール型フェ
ノール樹脂中には一部アルコキシアルキル化合物も混在
している。ここにフラックスと熱をかけると、塗膜表層
のレゾール型フェノール樹脂が容易に分解して金属粒子
が露出するため、また金属粒子を被覆しているアルコキ
シアルキル化合物被覆層は半田濡れを阻害しないため、
金属粒子成分と半田層とが、直接接触する。

【００２４】ここでレゾール型フェノール樹脂とアルコ
キシアルキル化合物との樹脂組成物は、部分的に反応結
合させた変成物でも単なる混合物でも使用できる。また
レゾール型フェノール樹脂とアルコキシアルキル化合物
はそれぞれ１種でも２種以上の混合物でも使用できる。

【００２５】本発明のレゾール型フェノール樹脂は、ジ
メチレンエーテル結合を有する。より具体的には、フェ
ノール基を含むベンゼン環とベンゼン環との間が、ジメ
チレンエーテル［ＣＨ₂ＯＣＨ₂］結合によって結合さ
れているものである。

【００２６】アルコキシアルキル化合物は，前述した化
学式（化１）または（化２）で示される構造を有する化
合物であれば種類は問わないが、前記化学式中、Ｒとし
ては炭素数が１〜３の置換または非置換アルキル基であ
ることが好ましい。また、Ｒ´で代表される置換または
非置換アルキル基、置換または非置換アルコキシ基、置
換または非置換カルボン酸エステル基、置換または非置
換スルフォン酸エステル基、または、置換または非置換
燐酸エステル基としては、いずれも炭素数２〜２５のも
のが好ましい。尚、化学式（化２）中のＲ”としては炭
素数２の置換または非置換エチレン基が好ましい。

【００２７】そして、これらのアルコキシアルキル化合
物としは、その分子中にカルボン酸基、水酸基、アミン
基、メルカプト基、ビニル基、アクリロイル基、エポキ
シ基等のようにフェノール樹脂や線状高分子と化学結合
する可能性がある官能基を、Ｒ´の分子構造内に含んで
いるものが特に好ましい。

【００２８】前記化学式（化１）で示されるアルコキシ
アルキル化合物の好ましい具体例としては、例えば、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β
−アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニル−トリス（β−メトキシエト
キシ）シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメト
キシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）
エチルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシ
シラン、ビス（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、化学式（化３）で示される
イソプロピルトリス（ジオクチルピロフォスフェート）
チタネート、

【００２９】

【化３】

【００３０】化学式（化４）で示されるイソプロピルト
リイソステアロイルチタネート、

【００３１】

【化４】

【００３２】化学式（化５）で示されるイソプロピルト
リドデシルベンゼンスルホニルチタネート、

【００３３】

【化５】

【００３４】化学式（化６）で示されるイソプロピル
（Ｎ−アミドエチル・アミノエチル）チタネート、

【００３５】

【化６】

【００３６】アセトアルコキシアルミニウムジイソプロ
ピレート（商品名：川研ファインケミカル株式会社製
“ＡＬ−Ｍ”）、イソプロピルトリス（ジオクチルピロ
フォスフェート）ジルコネートなどが挙げられる。

【００３７】また、前記化学式（化２）で示されるアル
コキシアルキル化合物の好ましい具体例としては、例え
ば、化学式（化７）で示されるビス（ジオクチルピロフ
ォスフェート）エチレンチタネート、

【００３８】

【化７】

【００３９】化学式（化８）で示されるビス（ジオクチ
ルピロフォスフェート）オキシアセテートチタネート、

【００４０】

【化８】

【００４１】化学式（化９）で示されるジクミルフェニ
ルオキシアセテートチタネート、

【００４２】

【化９】

【００４３】などが挙げられる。尚、ここで化学式（化
８）ならびに（化９）で示された化合物のオキシアセテ
ート基の一部である−ＣＨ₂ −ＣＯ−の部分は前記化学
式（化２）中のＲ”が置換エチレン基の場合に相当し、
エチレン基−ＣＨ₂ −ＣＨ₂ −の炭素原子のうちの１つ
の炭素原子に結合している２つの水素原子が１つの酸素
原子に置換されている場合に相当する。

【００４４】なお本発明における導電性組成物のバイン
ダー成分として、撓み密着強度のさらなる向上を目指
し、更に線状高分子樹脂を併用することも好ましい。線
状高分子樹脂としては、基本的にレゾール型フェノール
樹脂と相溶するものであれば種類は問わないが、好まし
い例として、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルブ
チラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリフェノキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリ（メタ）アクリルエステル樹
脂、ポリ（メタ）アクリルアミド樹脂、ポリ（メタ）ア
クリルニトリル樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹
脂、アクリルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムな
どが挙げられる。なお上記に挙げたポリマーは共重合物
や変性物でも使用できる。例えばポリエーテルエステル
樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹
脂等である。

【００４５】本発明の導電性組成物のバインダー成分中
のアルコキシアルキル化合物の含有量は好ましくはバイ
ンダー成分の合計量に対して０．５〜１０重量％であ
り、この範囲では金属粒子が脱落しやすくなる恐れもな
く、比較的低温でも半田濡れ性が良く、広範囲の温度域
で半田に濡れ、半田濡れ後の塗膜の撓み密着強度低下が
小さく、また本発明の導電性組成物を硬化前のペースト
状態で長期保存しておいても金属粒子が沈澱しにくく好
ましい。

【００４６】また、本発明の前記導電性組成物に於い
て、線状高分子樹脂を併用する場合にはバインダー成分
中の線状高分子樹脂の含有量は、バインダー成分の合計
量に対して好ましくは０．５〜３０重量％、より好まし
くは２〜１５重量％である。この範囲で線状高分子樹脂
を併用することにより、金属粒子が脱落しやすくなる恐
れもなく、本発明の導電性組成物の塗膜の撓み強度およ
び半田濡れ後の撓み強度を更に高めることができ、好ま
しい。

【００４７】導電性組成物のバインダーとしては上記必
須成分の他に、塗膜強度向上、密着強度向上、導電性向
上、レオロジー調整等を目的として第３の樹脂成分が必
要に応じて添加されてもよい。

【００４８】導電性組成物の金属粒子としては平均粒径
が０．１μｍ以上５０μｍ以下の粒子であれば使用でき
るが、好ましい例としてAu、Ag、Pd、Ptの何れかから選
ばれる貴金属で被覆した金属粒子を主成分とすることが
望ましい。ここで金属粒子は前記貴金属被覆金属粒子単
独あるいはこれらの混合物でもよいし、前記貴金属被覆
金属粒子とNi、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、
Au、Ag、Pd、Ptの何れか、もしくは２種以上の任意の組
み合わせの混合金属粒子との混合物でもよい。またNi、
Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、Pd、Pt
の２種以上の任意の組み合わせの合金粉と前記貴金属被
覆金属粒子との混合粉でも使用できる。そして好ましく
は、金属粒子が、Ni、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、I
n、Biから選ばれる少なくとも一つの金属またはNi、C
u、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、Pd、Pt
から選ばれる少なくとも二種以上からなる合金成分を核
とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも一
つの貴金属で被覆された金属粒子を含むことが好まし
い。

【００４９】これらの金属粒子を使用することで低温域
からの半田濡れ性に優れ、半田濡れ後も強度低下が小さ
い導電性組成物が実現できる。本発明の前記導電性組成
物においては、バインダー成分と金属粒子の使用割合
は、バインダー成分が３〜４０重量％、金属粒子が６０
〜９７重量％であることが、導電性組成物塗膜の撓み強
度が高く、広範囲の温度域で半田に濡れる高信頼性の導
電性組成物を実現でき、好ましい。バインダー成分が余
りに多くなり過ぎ金属粒子が少なくなり過ぎると、導電
性組成物塗膜の撓み強度は高くし得るが、半田濡れ性が
低下する傾向にあり、バインダー成分が余りに少なくな
り過ぎ金属粒子が多くなり過ぎると、導電性組成物塗膜
の撓み強度が低下する傾向がある。

【００５０】本発明の導電性組成物の構成成分としては
この他に必要に応じて溶剤、分散剤、レベリング剤等の
レオロジー調整剤が使用できる。本発明では、導電性組
成物バインダー中に含まれるアルコキシアルキル化合物
のアルコキシ基が導電性組成物塗膜硬化時に金属粒子と
結合するため、撓み強度が高い強靭な導電性組成物塗膜
が得られる。またアルコキシアルキル化合物は導電性組
成物が塗膜が塗布される基材に対しても結合するため密
着性の高い導電性組成物塗膜が得られる。

【００５１】本発明の導電性組成物は、バインダー中の
レゾール型フェノール樹脂の一部（ジメチレンエーテル
結合）分解によって金属粒子を露出するとともに、アル
コキシアルキル化合物が金属粒子表面に半田濡れを阻害
しない被覆層を作り半田を濡らすことを特徴としてい
る。このため本発明の導電性組成物は、従来よりも低温
域においても半田濡れが良好である。

【００５２】ところで前述した様に、本発明の導電性組
成物は、バインダー中のレゾール型フェノール樹脂の一
部（ジメチレンエーテル結合）分解脱離によって金属粒
子を露出し半田を濡らすことを特徴の一つとしているた
め、従来例と同じく半田濡れ後の導電性組成物塗膜は撓
み密着強度が低下する可能性が考えられる。しかし本発
明においてはバインダーの一部であるアルコキシアルキ
ル化合物のアルコキシ基が金属粒子表面の水酸基と化学
結合しており、アルコキシアルキル化合物のアルキル基
がバインダーに取り込まれるため（特にアルキル基がエ
ポキシ基やアミノ基等のようなフェノール樹脂と反応結
合するタイプの場合は更に一段と）半田濡れ後の塗膜の
撓み密着強度低下を小さくできるのである。

【００５３】図１は本発明の半田付着構造体を形成する
一実施例の工程を示す断面模式図である。図１の（ａ）
において、１は金属粒子、２はバインダー成分、３はア
ルコキシアルキル化合物である。図１の（ａ）の状態に
おいて金属粒子１の表面はバインダー成分２の一部であ
るアルコキシアルキル化合物３で覆われている。バイン
ダー成分２は、ジメチレンエーテル結合を有するレゾー
ル型フェノール樹脂とアルコキシアルキル化合物とから
なっており、従ってバインダー成分２中にもアルコキシ
アルキル化合物は分散ないし相溶している。図１の
（ａ）の状態でフラックスと熱をかけると、導電性組成
物塗膜表層のバインダー成分２の一部（レゾール型フェ
ノール樹脂）が分解脱離してアルコキシアルキル化合物
３で覆われた金属粒子１が露出する（図１の（ｂ））。
この露出金属粒子１に半田４をかけると、半田濡れ性が
高くかつ撓み密着強度が高い本発明の半田付着構造体が
得られる（図１の（ｃ））。以上の通り、ジメチレンエ
ーテル結合を有するレゾール型フェノール樹脂と、アル
コキシアルキル化合物とからなるバインダー成分２と、
金属粒子１とを主成分にする導電性組成物の塗膜を基板
（図示せず）上に形成し、これを半田液に浸漬し、導電
性組成物塗膜上に半田４を形成するが、この際半田熱に
よって内包する金属粒子が露出し半田４が濡れる。金属
粒子１とバインダー成分２はアルコキシアルキル化合物
によって強く結着しているため導電性組成物塗膜は半田
層と堅固に結合する。

【００５４】また本発明では、バインダー中に更に線状
高分子樹脂を加えることによって塗膜の撓み強度および
半田濡れ後の撓み強度を更に高めることが可能である。
図２は、本発明においてバインダー中に線状高分子樹脂
を加えた場合の半田付着構造体を形成する一実施例の工
程を示す断面模式図である。図２の（ａ）において、１
は金属粒子、２はレゾール型フェノール樹脂とアルコキ
シアルキル化合物と線状高分子樹脂とからなるバインダ
ー成分、３はアルコキシアルキル化合物である。図２の
（ａ）の状態において金属粒子１の表面はバインダー２
の一部であるアルコキシアルキル化合物３で覆われてい
る。図２の（ａ）の状態でフラックスと熱をかけると、
導電性組成物塗膜表層のバインダー成分２の一部すなわ
ち線状高分子樹脂が溶融するとともに、レゾール型フェ
ノール樹脂が分解脱離してアルコキシアルキル化合物３
で覆われた金属粒子１が露出する（図２の（ｂ））。こ
の露出金属粒子１に半田４をかけると、半田濡れ性が高
くかつ撓み密着強度が高い本発明の半田付着構造体が得
られる（図２の（ｃ））。以上の通り、ジメチレンエー
テル結合を有するレゾール型フェノール樹脂とアルコキ
シアルキル化合物と線状高分子樹脂とからなるバインダ
ー成分２と、金属粒子１とを主成分にする本発明の導電
性組成物の塗膜を基板上に形成し、これを半田液に浸漬
し、導電性組成物塗膜上に半田４を形成し、この際半田
熱によって内包する金属粒子が露出し半田４が濡れる。
金属粒子とバインダー成分はアルコキシアルキル化合物
によって強く結着しているとともに、半田が冷えると融
解していたバインダー成分の線状高分子樹脂も凝固する
ため導電性組成物塗膜は半田層と一段と堅固に結合す
る。

【００５５】加えて本発明の導電性組成物では、金属粒
子の表面がアルコキシアルキル化合物で被覆されている
ためこれが一種の分散剤の働きをし、硬化前のペースト
状態で長期保存しておいても共存している金属粒子の沈
澱や凝集を抑制する働きを持ち長期保存ができる。

【００５６】さらに金属粒子として酸化しにくくかつ半
田濡れ性が高い貴金属を表面に配した金属粒子を使用し
た場合には、更に抵抗値が安定で低温域から高温域まで
半田濡れ性が高い高強度な導電性組成物とすることがで
き好ましい。

【００５７】

【実施例】以下に具体的実施例を用いて本発明をさらに
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定
されるものではない。

【００５８】表１ならびに表２に示す各組成配合物を３
本ロールで混練し各実施例（すべての表中では実施例１
〜９を実１〜実９と略記した。）や比較例（すべての表
中では比較例１〜５を比１〜比５と略記した。）の導電
性組成物を作成した。

【００５９】ガラスエポキシ基板上にこれらの導電性組
成物の塗膜を膜厚３０μで形成し、１７０℃、２０分で
焼き付けた。これら導電性組成物塗膜は下記に示す評価
方法で半田濡れ性を評価し結果を表３及び表４に示す。

【００６０】半田濡れ性の評価方法は図３の（ａ）〜
（ｅ）に示す。図３の（ａ）において、１１はガラスエ
ポキシ基板であり、１２は焼き付けられた導電性組成物
塗膜、１３はガラスエポキシ基板１１と導電性組成物塗
膜１２を一体化した中間体１３である。この中間体１３
には、たとえば１×１ｍｍ²のパターンに形成した導電
性組成物塗膜１２を１００個作成してある。次に図３の
（ｂ）に示すように中間体１３を、Ｓｎ−Ｐｂ共晶半田
槽１４に１０秒間浸漬した。この際の半田槽１４の温度
は３水準（２００℃、２２０℃、２６０℃）で行った。
得られた半田付着構造体を図３の（ｃ）に示す。次に半
田１５が濡れた個数を計測した。図３の（ｄ）は半田濡
れ性が良好なもの、図３の（ｅ）は半田濡れ性が不良な
ものを示す。１６は半田濡れ性の不良部分である。

【００６１】撓み密着強度の評価方法はJIS-K6856 に基
づいて計測した。導電性組成物のペースト保存性の評価
方法は、混練を終えた導電性組成物ペーストを１００ｃ
ｃのプラスチック容器に入れ２５℃±３℃の環境下に靜
置した。ペースト中の金属粒子が沈澱し上澄みが生じる
までの経過日数を測定した。

【００６２】評価結果：実施例１〜９では何れも低温か
ら半田濡れ性に問題なかった。また撓み密着強度は数十
kg/cm²あり樹脂基板の反りや撓みに充分耐えられる強度
を堅持していた。沈澱も３ヶ月以上発生しなかった。

【００６３】実施例４〜７はアルコキシアルキル化合物
の種類と組み合わせを変えた例であるが、それぞれ半田
濡れ性が高く、撓み密着強度も高かった。これは、アル
コキシアルキル化合物の種類を変えても本発明の効果が
得られることを示している。

【００６４】実施例８、９はバインダーに線状高分子樹
脂を加えた例である。アルコキシアルキル化合物を含ん
でいれば線状高分子樹脂を加えた場合でも低温域から半
田濡れ性が良好でかつ撓み密着強度も一段と高かった。

【００６５】一方比較例１では半田濡れ性は充分である
が、撓み密着強度が低く（特に半田濡れ後の撓み密着強
度は一段と低い）、大きな撓みに耐え無ければならない
樹脂基板に実装する用途には使用できなかった。沈澱も
７０日経過後から発生した。撓み密着強度が低い理由は
バインダー成分であるフェノール樹脂の脆さが起因して
いると考えられる。加えて図５で説明したように半田熱
によってフェノール樹脂が分解するため半田濡れ後の撓
み密着強度が一段と低下すると考えられる。

【００６６】比較例２、３は比較例１のバインダー成分
の比率を高めた例である。バインダー成分の比率が高い
ため撓み密着強度は高くなるが半田の濡れ性が（特に低
温において）低下しており実用性がない。また比較例２
では５０日経過後あたりから、比較例３では３０日経過
後あたりから沈澱が発生する。比較例２は実施例２と、
比較例３は実施例３とバインダー成分の比率が各々同じ
であるが、半田濡れ性及び保存安定性が大きく異なる。
実施例２、３がバインダー成分の比率を高めても半田濡
れ性が低下しないのは、本発明の必須成分であるアルコ
キシアルキル化合物が金属表面を半田が濡れやすい環境
にしているためであると考えられる。

【００６７】比較例４ではバインダー成分の比率を高め
ずに強靭なエポキシ樹脂によって撓み密着強度を高めた
例であるが、撓み密着強度は高いが半田が全く濡れない
結果であった。これは強度を保持するエポキシ樹脂が金
属粒子表面に堅固な被覆膜を作るため、半田を濡らす高
温においてもバインダーの分解や融解等の現象がなく、
内包する金属粒子が露出しないためであると考えられ
る。

【００６８】比較例５は半田熱で融解軟化する線状高分
子樹脂（ポリアミド樹脂）をバインダーの一部に用いた
例であるが、撓み密着強度は高いが低温における半田濡
れ性が低い。融解軟化する線状高分子樹脂をバインダー
成分にしており半田に濡れた後室温に戻した時に線状高
分子樹脂が元の強固なバインド力を保持しているため撓
み高い密着強度を維持できる。しかし半田温度が低い場
合、線状高分子樹脂の融解軟化が不十分になるため半田
濡れ性が低下してしまう。同じ線状高分子樹脂をバイン
ダー成分の一部に使用している実施例８、９が低温の半
田濡れ性に問題が無いのは、アルコキシドアルキル化合
物を含むため金属粒子の分散性が高く金属粒子表面のバ
インダー皮膜が薄くなり低温でも金属粒子が露出しやす
いため、もしくはアルコキシドアルキル化合物が金属粒
子表面に半田濡れを阻害しない層を作るためと推定され
る。

【００６９】尚、表１〜４において、レゾール型フェノール樹脂：群栄化学社製の“ＰＬ４３
４８” アルコキシアルキル化合物Ａ：γ−グリシトキシプロピ
ルトリメトキシシランアルコキシアルキル化合物Ｂ：Ｎ−（β−アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルトリメトキシシランアルコキシアルキル化合物Ｃ：イソプロピルトリス（ジ
オクチルピロフォスフェート）チタネートアルコキシアルキル化合物Ｄ：アセトアルコキシアルミ
ニウムジイソプロピレートポリアミド樹脂：ダイセル社製の“ダイアミド１７
０” エポキシ樹脂：油化シェル社製の“エピコート８０
７”とその硬化剤ジシアンジアミドまた、表１〜２において数値で示されている各成分の配
合組成は重量部を示している。

【００７０】

【表１】

【００７１】

【表２】

【００７２】

【表３】

【００７３】

【表４】

【００７４】

【発明の効果】本発明は、撓み密着強度が高く広範囲の
温度域で半田に濡れる高信頼性のポリマー型の導電性組
成物、更に硬化前のペースト状態で長期保存しておいて
も金属粒子が沈澱しにくい安定性の優れたポリマー型の
導電性組成物及びこれを用いた半田付着構造体を提供で
きる。

【００７５】本発明により撓み密着強度が高く半田濡れ
後も強度低下が小さい強靭な半田付着構造体を得ること
ができる導電性組成物が得られるため、反り、撓み等が
発生しやすい樹脂基板へ実装する用途展開が拡大する。
また低温域から半田が濡れるため、半田実装条件が広が
る。さらに基板と実装される部品との間に熱膨張差によ
る歪が生じる場合がよくあり、これによって部品の破
壊、脱落や導電接合部の破壊等が発生するが、本発明の
導電性組成物は歪を緩和する効果も有するため熱歪によ
る部品の破壊、脱落および導電接合部の破壊を防止でき
る。

【００７６】また本発明では導電性金属粒子として最も
安価で供給安定性も優れている卑金属粒子を核とし、A
u、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも一つの貴金属で
被覆された金属粒子を金属粒子の主成分として用いた場
合には、抵抗値が安定で低温域から高温域まで半田濡れ
性が高い高強度な導電性組成物とすることができると共
に、高価な貴金属は少量しか使用していないため、コス
トパフォーマンスにも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半田付着構造体を形成する一実施例の
工程を示す断面模式図である。

【図２】本発明においてバインダーの一部に線状高分子
樹脂を加えた場合の半田付着構造体を形成する一実施例
の工程を示す断面模式図である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例の半田濡れ
性の評価方法を示す工程図である。（ｆ）は同半田食わ
れ性の評価方法を示す図である。

【図４】従来の導電性組成物の断面模式図である。

【図５】従来の導電性組成物の半田濡れ機構を示す断面
模式図である。

【符号の説明】

１金属粒子２バインダー成分３アルコキシアルキル化合物４半田１１ガラスエポキシ基板１２導電性組成物塗膜１３中間体１４半田槽１５半田１６半田濡れ性の不良部分２１金属粒子２２バインダー成分３１金属粒子３２バインダー樹脂３３変質バインダー樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｋ 1/09 Ｈ０５Ｋ 1/09 Ｄ (72)発明者桜井渡大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ジメチレンエーテル結合を有するレゾー
ル型フェノール樹脂と、次の化学式（化１）または（化
２）で示される構造を有する化合物から選ばれた少なく
とも１種の化合物（以後はアルコキシアルキル化合物と
略称する）【化１】【化２】但し、 p ＝１〜３の整数、 q ＝１〜３の整数Ｒ：置換または非置換アルキル基Ｒ´：置換または非置換アルキル基、置換または非置換
アルコキシ基、置換または非置換カルボン酸エステル
基、置換または非置換スルフォン酸エステル基、また
は、置換または非置換燐酸エステル基Ｒ”：置換または非置換エチレン基Ｘ：Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、または、Ｚｒとからなるバインダー成分と、平均粒径０．１μｍ以上
５０μｍ以下の金属粒子とを主成分とすることを特徴と
する導電性組成物。
【請求項２】バインダー成分が３〜４０重量％、金属
粒子が６０〜９７重量％である請求項１に記載の導電性
組成物。
【請求項３】バインダー成分が線状高分子樹脂を更に
含むバインダー成分である請求項１または２に記載の導
電性組成物。
【請求項４】バインダー成分中のアルコキシアルキル
化合物の含有量が０．５〜１０重量％である請求項１〜
３のいずれかに記載の導電性組成物。
【請求項５】バインダー成分中の線状高分子樹脂の含
有量が０．５〜３０重量％である請求項３に記載の導電
性組成物。
【請求項６】金属粒子が、Au、Ag、Pd、Ptから選ばれ
る少なくとも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含む
請求項１〜５のいずれかに記載の導電性組成物。
【請求項７】金属粒子が、Ni、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、
Sn、Zn、In、Biから選ばれる少なくとも一つの金属また
はNi、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、Ag、
Pd、Ptから選ばれる少なくとも二種以上からなる合金成
分を核とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少なく
とも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含む請求項１
〜５に記載の導電性組成物。
【請求項８】導電性組成物の表層に半田層を有する半
田付着構造体であって、前記導電性組成物は、ジメチレ
ンエーテル結合を有するレゾール型フェノール樹脂と、
請求項１に記載の化学式（化１）または（化２）で示さ
れる構造を有する化合物から選ばれた少なくとも１種の
アルコキシアルキル化合物とからなるバインダー成分
と、平均粒径０．１μｍ以上５０μｍ以下の金属粒子成
分とを主成分とし、かつ前記金属粒子成分と前記半田層
とが、直接接触している部分を有することを特徴とする
半田付着構造体。
【請求項９】バインダー成分が３〜４０重量％、金属
粒子が６０〜９７重量％である請求項８に記載の半田付
着構造体。
【請求項１０】バインダー成分が線状高分子樹脂を更
に含むバインダー成分である請求項８または９に記載の
半田付着構造体。
【請求項１１】バインダー成分中のアルコキシアルキ
ル化合物の含有量が０．５〜１０重量％である請求項８
〜１０のいずれかに記載の半田付着構造体。
【請求項１２】バインダー成分中の線状高分子樹脂の
含有量が０．５〜３０重量％である請求項１０に記載の
半田付着構造体。
【請求項１３】金属粒子が、Au、Ag、Pd、Ptから選ば
れる少なくとも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含
む請求項８〜１２のいずれかに記載の半田付着構造体。
【請求項１４】金属粒子が、Ni、Cu、Al、Ti、Cr、P
b、Sn、Zn、In、Biから選ばれる少なくとも一つの金属
またはNi、Cu、Al、Ti、Cr、Pb、Sn、Zn、In、Bi、Au、
Ag、Pd、Ptから選ばれる少なくとも二種以上からなる合
金成分を核とし、表層をAu、Ag、Pd、Ptから選ばれる少
なくとも一つの貴金属で被覆された金属粒子を含む請求
項８〜１２に記載の半田付着構造体。