JPH115961A - 実装用導電性接着剤及びそれを用いた実装方法 - Google Patents
実装用導電性接着剤及びそれを用いた実装方法Info
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- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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Abstract
抵抗を低くすることができるAgペーストを提供する。 【解決手段】 Agペースト1中に、1分子に−OH官
能基(水酸基)を少なくとも2個含有するアルコール物
質であるトリメチロールプロパン7を含ませる。このト
リメチロールプロパン7中の−OH官能基(水酸基)に
よって、電子部品2や基板4における電極2a、3の表
面の酸化膜2b、3aを還元することができる。また、
Agペースト1に含ませている還元剤が所定温度で蒸発
するアルコール物質であるため、還元剤を除去するため
に洗浄を行う必要がない。
Description
板に実装する際に用いる実装用導電性接着剤及びそれを
用いた実装方法に関する。
料としてはんだペーストが用いられている。図3(a)
に電子部品20を基板21に実装した後における模式図
を示し、この図に基づきはんだペースト23を用いた実
装工程について説明する。基板21に備えられたランド
電極22上にはんだペースト23を印刷する。このと
き、ランド電極22の表面に形成された酸化膜によっ
て、はんだペースト23のランド電極22に対する塗れ
性が悪くならないように、酸化膜を還元するためのロジ
ン(松やに)、ハロゲン化物又は有機酸を中心とするフ
ラックスをはんだペースト23中に含有させている。
24が備えられた電子部品20を位置決め搭載したの
ち、リフロ工程にてはんだペースト23を溶融させる。
これにより、図3(b)に示すように、はんだペースト
23とランド電極22及び電極24における金属の相互
拡散が起こり、電子部品25とランド電極22とが金属
接合される。このようにして、はんだペースト23を用
いた電子部品20の実装が成されていた。
(鉛)を含有しない実装材料が要望されるようになり、
近年では、上記はんだペースト23に代えてAg(銀)
ペースト等の導電性接着剤が実装材料として用いられる
ようになっている。この導電性接着剤は、樹脂と金属の
混合体であるため、完全な金属であるはんだに比して母
材抵抗が大きいという欠点があるが、実装に際して残渣
が発生しないため、無洗浄で済むという利点を有してい
る。
接着剤としてAgペースト33を用いて実装を行った場
合の模式図を示す。また、図4(a)の拡大図を図4
(b)に示す。図4(a)、(b)に示すように、Ag
ペースト33中に含まれているAgフィラ33aが基板
31上のランド電極32や電子部品30における電極3
4と点接触して、ランド電極32と電極34が電気的に
導通する。このとき、被接合体であるランド電極32や
電極34の表面に形成された酸化膜32a、34aによ
って、被接合体−実装材料間における界面抵抗が高くな
るという問題がある。
いる場合には、フラックスによって酸化膜が還元される
ため、界面抵抗を低くすることができ、上記問題は生じ
ない。このため、Agペースト33を用いた場合におい
ても、上記と同様にAgペースト33中にフラックスを
添加することによって、界面抵抗を低くすることが考え
られる。
等を中心としたフラックスを添加する場合には、Agペ
ースト33によって電子部品30とランド電極32を電
気的に接合したのちにロジン等を洗浄しなければならな
くなるため、Agペースト33を用いる場合における無
洗浄という利点を生かすことができなくなってしまう。
のままで被接合体と実装材料との界面抵抗を低くするこ
とができる実装用導電性接着剤を提供することを第1の
目的とする。また、導電性接着剤を用いて、無洗浄のま
まで被接合体と導電性接着剤における界面抵抗を低くで
きる実装方法を抵抗することを第2の目的とする。
め、以下の技術的手段を採用する。請求項1に記載の発
明においては、導電性接着剤(1)に、1分子に−OH
官能基(水酸基)を少なくとも2個含有するアルコール
物質(7)を含ませることを特徴とする。
子に−OH官能基(水酸基)を少なくとも2個含有する
アルコール物質(7)を含ませると、このアルコール物
質(7)中の−OH官能基(水酸基)によって、電子部
品(2)や基板(4)における第1、第2電極(2a、
3)の表面の酸化膜(2b、3a)を還元することがで
きる。
るものがアルコール物質(7)であることから、蒸発さ
せることによって導電性接着剤(1)内にアルコール物
質(7)が略残留しないようにすることができる。これ
により、各電極(2a、3)と導電性接着剤(1)にお
ける界面抵抗を低くすることができ、さらに導電性接着
剤(1)からアルコール物質(7)を除去するための洗
浄をなくすことができる。
体のものを用いることができ、常温固体のものを用いる
ことにより導電性接着剤(1)を塗ったままの形状を保
持することができる。請求項2に示すように、導電性接
着剤としてAgペースト(1)を用いる場合には、Ag
フィラ(6)が75〜85wt%、アルコール物質
(7)が0.1〜5wt%(より好ましくは0.2〜3
wt%)及び樹脂(5)が残部とするのが好ましい。
品の実装方法において、1分子に−OH官能基(水酸
基)を少なくとも2個含有するアルコール物質(7)を
含んだ導電性接着剤(1)によって第1、第2電極(2
a、3)を接着する工程と、このアルコール物質(7)
中の−OH官能基(水酸基)によって第1、第2電極
(2a、3)の表面に形成された酸化膜(2b、3a)
を還元させると共に当該導電性接着剤(1)を硬化させ
る第1の熱処理工程と、アルコール物質(7)を蒸発さ
せる第2の熱処理工程とを備えたことを特徴とする。
OH官能基(水酸基)を少なくとも2個含有するアルコ
ール物質(7)を含んだ導電性接着剤(1)を用い、第
1の熱処理工程によって当該導電性接着剤(1)を硬化
させると共に酸化膜(2b、3a)を還元させ、さらに
第2の熱処理工程によってアルコール物質(7)を蒸発
させることによって、第1、第2電極(2a、3)と導
電性接着剤(1)における界面抵抗を低くすることがで
き、さらに導電性接着剤(1)からアルコール物質
(7)を除去するための洗浄をなくすことができる。
度にて酸化膜(2b、3a)の還元を行っているため、
還元のためだけに必要な工程を排除することができる。
なお、アルコール物質(7)には、トリメチロールプロ
パンやトリメチロールエタンを適用すると好適である。
について説明する。図1(a)、(b)に、導電性接着
剤としてAgペースト1を用いて、電子部品2を基板4
上に実装するときの模式図を示す。なお、図1(a)は
後述する熱処理前における状態を示し、図1(b)は熱
処理後における状態を示す。以下、図1(a)、(b)
に基づき、電子部品2の実装方法について説明する。
金属からなる所望のランド電極3が備えられた基板4を
用意し、このランド電極3上に本実施形態におけるAg
ペースト1を塗布する。このとき、ランド電極3の表面
には酸化膜3aができた状態になっている。また、Ag
ペースト1の塗布は、スクリーン印刷手法による印刷に
よって行っており、所望の厚さ(例えば、60μm)の
メタルマスクを用いて印刷を行っている。
に印刷したのちに、ランド電極3上にコンデンサ等の電
子部品2を位置決め搭載して電子部品2に備えられた電
極2aをAgペースト1に付着させる。これにより、図
1(a)に示すように電子部品2が基板4上に接着され
た状態となる。なお、このときに電子部品2の電極2a
の表面にも酸化膜2bができた状態になっている。
スト1の詳細について説明する。Agペースト1は、エ
ポキシ樹脂5とAgフィラ6からなる混合体に、酸化膜
2b、3aを還元させるためのアルコール物質であって
1分子に−OH基を少なくとも2つ有しているものを添
加させたものであり、実施形態では、アルコール物質と
してトリメチロールプロパン7を用いている。
合には、Agペースト1の組成比を、Agフィラ6が7
5〜85wt%、トリメチロールプロパン7が0.1〜
5wt%(より好ましくは0.2〜3wt%)及びエポ
キシ樹脂5が残部とするのが好ましく、本実施形態で
は、Agフィラ6が80%、エポキシ樹脂5が20%の
組成比で構成されたAgペースト1にトリメチロールプ
ロパン7を5%添加したものを用いている。
比は0.1〜5wt%にしているが、1%未満であると
還元力を発揮するために不十分であり、また10%を超
えると熱処理時に軟化して印刷形状を保持できなくなる
為である。また、上述したように、アルコール物質とし
てトリメチロールプロパン7を選定したのは、−OH基
を3個含有しており、かつ常温で固体だからである。す
なわち、−OH基が2個未満の場合には、Agペースト
1の還元性が悪いためであり、また常温固体でない場合
には印刷形状(塗ったときの形状)を保持することが困
難だからである。
0℃の温度のときに最も還元力を発揮することができる
ことが実験により明らかになっており、この温度を略1
分間以上保持することにより酸化膜2b、3aを還元さ
せることができる。さらに、本実施形態で使用されるA
gペースト1のエポキシ樹脂5は、略170℃の温度の
時が硬化最適条件であることが分かっている。
40℃の温度を1分間程度保持すると蒸発する物質であ
り、この条件を満たすような熱処理を施すことによって
洗浄の必要性を排除することができる。次に、図1
(a)に示すように電子部品2を基板4に搭載した後、
基板4を恒温槽に入れて熱処理を行って、酸化膜2b、
3aを還元させると共に、Agペースト1を硬化させ、
さらには洗浄の必要性を排除すべくトリメチロールプロ
パン7を蒸発させる。
に発揮する条件、Agペースト1を硬化させる条件及び
トリメチロールプロパン7を蒸発させる条件を全て満た
すように上記熱処理を行う。すなわち、本実施形態で
は、第1の熱処理としてAgペースト1の硬化最適条件
となる略170℃の温度を60分間程度保持し、さらに
第2の熱処理として略240℃の温度を1分間程度保持
するような処理を施している。
状態を説明する。第1の熱処理の略170℃の温度にお
いて、最初の1分間程度でトリメチロールプロパン7に
おける−OH基によって酸化膜2b、3aが還元され
る。すなわち、Agペースト1の硬化最適条件の温度に
て酸化膜2b、3aの還元も同時に行われる。これによ
り、Agペースト1と電子部品2の電極2a又はランド
電極3の間における界面に酸化膜2b、3aがなくな
り、Agペースト1内のAgフィラ6が電子部品2に設
けられた電極2a及びランド電極3と点接触し易くな
る。なお、この最初の1分間という短時間においてはま
だAgペースト1は硬化途中であり、この後さらに続け
られる熱処理によってAgペースト1が硬化する。
の温度において、Agペースト1内に含まれているトリ
メチロールプロパン7が蒸発される。これにより、トリ
メチロールプロパン7が略残留しないようにすることが
できるため、トリメチロールプロパン7を洗浄する必要
がなくなる。このように、電子部品2の電極2aやラン
ド電極3の表面の酸化膜2b、3aを還元する還元剤を
Agペースト1内に含ませることによって、電子部品2
の電極2aやランド電極3とAgペースト1との界面抵
抗を低くすることができ、さらにこの還元剤として所定
の条件で蒸発するようなアルコール物質を採用すること
によって、還元剤をAgペースト1内から排除するため
の洗浄を行う必要もなくなる。
部品2の電極2aやランド電極3とAgペースト1との
界面抵抗を低くすることができる。また、Agペースト
1の硬化最適条件にて酸化膜2b、3aの還元を行って
いるため、酸化膜2b、3aの還元のためだけに必要な
工程を排除することができる。
はランド電極3や電子部品2の電極2aの材質に係わら
ず適用することができ、これらの電極がSn、Cu、A
g、Ni、Au、Pt、Pd、はんだ又はこれらの合金
で構成されているか、若しくは導体電極として通常用い
られいる材料で構成されていれば、全てに適用すること
ができる。
は、Agフィラ6とエポキシ樹脂5及びアルコール物質
によって構成されるAgペースト1を用いていたが、本
実施形態においてはこのAgペースト1にさらにハンダ
粉10を添加したものを適用した実施形態を示す。本実
施形態において、Agペースト1の構成及びAgペース
ト1の硬化の条件以外は第1実施形態と同様であるた
め、第1実施形態と異なる部分のみ説明する。
0の溶融温度は約180℃であるため、第1実施形態で
Agペースト1の硬化の条件として行っていた略170
℃程度、60分間程度の熱処理を、本実施形態では略2
00℃程度、5分間の熱処理に代える。このようにAg
ペースト1内にハンダ粉10を添加した場合において、
電子部品2を実装したときの模式図を図2に示す。この
図に示されるように、ハンダ粉10が各電極と接合され
るため、各電極の比表面積が上がる。これにより、接合
部材における抵抗値を下げることができる。このよう
に、Agペースト1中にハンダ粉10を添加してもよ
い。
合においても、ハンダ粉10の量は極めて少ないため、
Pbによる環境汚染を守ることができる。 (他の実施形態)上述した実施形態においては、アルコ
ール物質として、トリメチロールプロパン7を用いてい
るが、トリメチロールプロパン7を代表する構造体を有
するその他のもの、例えばトリメチロールエタンを用い
てもよい。
成比で形成しているが、必要に応じて溶剤や反応性希釈
剤を加えてもよい。さらに、上記実施形態では、略17
0℃の熱処理を60分間程度行った後に略240℃の熱
処理を1分間程度行っているが、240℃の熱処理を略
170℃、60分間程度の熱処理の途中で行ってもよ
い。
子部品を基板に接着したときの説明図である。
ある。
を基板に接合したときの説明図である。
材料に用いたときの説明図である。
b、3a…酸化膜、4…基板、5…エポキシ樹脂、6…
Agフィラ、7…トリメチロールプロパン。
Claims (3)
- 【請求項1】 電子部品(2)に設けられた電極(2
a)と基板(4)に設けられた電極(3)との電気的な
接合を行う導電性接着剤(1)であって、 1分子に−OH官能基(水酸基)を少なくとも2個含有
するアルコール物質(7)を含んでいることを特徴とす
る実装用導電性接着剤。 - 【請求項2】 前記導電性接着剤としてAgペースト
(1)を用いる場合において、 前記Agペーストが、Agフィラ(6)が75〜85w
t%、アルコール物質(7)が0.1〜5wt%及び樹
脂(5)が残部の割合で構成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の実装用Agペースト。 - 【請求項3】 電子部品(2)に設けられた第1電極
(2a)と基板(4)に設けられた第2電極(3)との
電気的な接合を行う電子部品の実装方法において、 前記第1電極と前記第2電極とを、1分子に−OH官能
基(水酸基)を少なくとも2個含有するアルコール物質
(7)を含んだ導電性接着剤(1)によって接着する工
程と、 前記導電性接着剤を硬化させる温度にて、この導電性接
着剤を硬化させると共に、前記−OH官能基によって前
記第1、第2電極の表面に形成された酸化膜(2b、3
a)を還元させる第1の熱処理工程と、 前記アルコール物質を蒸発させる第2の熱処理工程とを
備えたことを特徴とする実装方法。
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|---|---|---|---|
| JP16161597A JP3633211B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 導電性接着剤を用いた実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP16161597A JP3633211B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 導電性接着剤を用いた実装方法 |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH115961A true JPH115961A (ja) | 1999-01-12 |
| JP3633211B2 JP3633211B2 (ja) | 2005-03-30 |
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| JP16161597A Expired - Fee Related JP3633211B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 導電性接着剤を用いた実装方法 |
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-
1997
- 1997-06-18 JP JP16161597A patent/JP3633211B2/ja not_active Expired - Fee Related
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