DE10139111B4 - Verfahren für das Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode sowie einer verbundenen Struktur - Google Patents
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Abstract
Verfahren
für das
Verbinden eines leitfähigen
Klebers und einer Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß es die
folgenden Arbeitsschritte umfaßt:
Vorbereiten eines leitfähigen Klebers, der eine leitfähige Füllmasse und ein organisches Bindemittel enthält;
Auftragen des leitfähigen Klebers auf eine Elektrode, die auf der Oberfläche eines Trägermaterials gebildet wurde; und
Schmelzen der Oberfläche der Elektrode, damit die Oberfläche der Elektrode und die in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse miteinander verschweißt werden sowie das Aushärten des in dem leitfähigen Kleber enthaltenen organischen Bindemittels, damit der leitfähige Kleber und die Elektrode fest fixiert und der leitfähige Kleber und die Elektrode elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden.
Vorbereiten eines leitfähigen Klebers, der eine leitfähige Füllmasse und ein organisches Bindemittel enthält;
Auftragen des leitfähigen Klebers auf eine Elektrode, die auf der Oberfläche eines Trägermaterials gebildet wurde; und
Schmelzen der Oberfläche der Elektrode, damit die Oberfläche der Elektrode und die in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse miteinander verschweißt werden sowie das Aushärten des in dem leitfähigen Kleber enthaltenen organischen Bindemittels, damit der leitfähige Kleber und die Elektrode fest fixiert und der leitfähige Kleber und die Elektrode elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum haftenden Verbinden (Bonden) eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode sowie einer verbundenen (gebondeten) Struktur. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines oberflächenmontierten Bauelements mit einer Anschlußelektrode auf einem Trägermaterial, zum Beispiel mit einem leitfähigen Kleber, und eine verbundene (gebondete) Struktur.
- Zum Beispiel wird bei einer elektrischen und mechanischen Verbindung eines oberflächenmontierten Bauelements mit einer Anschlußelektrode auf einem Trägermaterial ein Verbindungsverfahren unter Verwendung eines leitfähigen Klebers an Stelle eines Lötverfahrens eingesetzt. Der leitfähige Kleber enthält ein organisches Bindemittel und eine leitfähige Füllmasse. Zum Beispiel werden ein aushärtendes Epoxidharz als organisches Bindemittel und Ag-Partikel als leitfähige Füllmasse verwendet.
- Um das oberflächenmontierte Bauelement an der Anschlußelektrode auf dem Trägermaterial anzubringen, wird das oberflächenmontierte Bauelement an der Anschlußelektrode mit dem dazwischen eingebrachten leitfähigen Kleber aufgebracht und beide Bauteile werden dann unter Druck miteinander verbunden und zum Aushärten des leitfähigen Klebers erwärmt, um so das oberflächenmontierte Bauelement mit der Anschlußelektrode elektrisch und mechanisch zu verbinden. In diesem Fall werden die in dem leitfähigen Kleber enthaltenen leitfähigen Füllpartikel kettenförmig miteinander verbunden, um einen leitfähigen Pfad herzustellen, wodurch zwischen der Anschlußelektrode auf dem Trägermaterial und dem oberflächenmontierten Bauelement aufgrund des leitfähigen Pfads Leitfähigkeit erreicht wird.
- Bei Verwendung des oben beschriebenen leitfähigen Klebers absorbiert der leitfähige Kleber jedoch Feuchtigkeit und verursacht eine defekte Klebung an der Trennfläche zwischen dem leitfähigen Kleber und der Anschlußelektrode, wenn die verbundene Struktur wie bei der Dampfkochtopfprüfung o. ä. in einer stark feuchten Umgebung stehen gelassen wird, wodurch leicht eine Erhöhung des elektrischen Widerstands der geklebten Stelle verursacht wird. Wenn beispielsweise die Dampfkochtopfprüfung 100 Stunden lang andauert, ist der Widerstandswert mindestens zehntausend Mal so groß wie der anfängliche Widerstandswert.
- Die in Japan veröffentlichte nicht geprüfte Patentanmeldung Nr. 7-179832 zeigt ein Verfahren, eine Verbindung mit hoher Zuverlässigkeit unter Verwendung eines solchen leitfähigen Klebers herzustellen. Das Verfahren umfaßt die Bildung von Schichten aus Metall mit niedrigem Schmelzpunkt auf der Oberfläche der leitfähigen Füllpartikel, das Aushärten eines im Kleber enthaltenen Bindeharzes und gleichzeitig das Schmelzen der Schichten aus Metall mit niedrigem Schmelzpunkt auf den Flächen der leitfähigen Füllpartikel, so daß die entsprechenden leitfähigen Füllpartikel in dem leitfähigen Kleber miteinander verschweißen. Bei diesem Verfahren kann eine Verbindung mit hoher Zuverlässigkeit dadurch erzielt werden, daß die Metallpartikel der leitfähigen Füllmasse verschweißt werden.
- Jedoch hat die leitfähige Füllmasse, die aus den auf der Oberfläche der Metallpartikel gebildeten Schichten mit niedrigem Schmelzpunkt besteht, eine besondere Struktur, und daher ist eine unter Verwendung dieser Füllmasse verbundene Struktur aus Kostengründen nachteilig. Die leitfähige Füllmasse umfaßt auch die miteinander verschweißten Partikel und daher ist zwar die Zuverlässigkeit der Verbindung hervorragend, aber das Problem der Zuverlässigkeit der Verbindung an der Trennfläche zwischen dem leitfähigen Kleber und der Anschlußelektrode ist noch nicht gelöst.
- Aus dem US-Patent 4,814,040 ist ein Verfahren zum Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode bekannt, bei dem der leitfähige Kleber eine leitfähige Füllmasse und ein Bindemittel enthält. Das Verfahren sieht vor, dass der leitfähige Kleber zwischen Elektroden angeordnet wird, die auf der Oberfläche eines Trägermaterials gebildet wurden. Zum Zwecke der Verbindung der Trägerplatten bzw. der Elektroden werden diese aufeinander zubewegt und zusammengepresst, wobei eine Temperatur von 130 °C bis 180 °C eingehalten wird. Die Verpressung wird mit einer Dauer von 5 bis 10 Sekunden vorgenommen. Durch das Aushärten des Bindemittels kommt es zu einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen dem Kleber und der bzw. den Elektroden.
- Aus der
DE 40 36 274 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode bekannt, wobei der leitfähige Kleber aus einem Trägermaterial und einem leitenden Füllstoff besteht. Nach dem Auftragen des leitfähigen Klebers auf eine Elektrode kommt es zu einer volumetrischen Schrumpfung des Trägermaterials, wodurch es zu einem stabilen elektrischen Kontakt kommt. Auf diese Weise wird eine feuchtigkeitsbeständige elektrisch leitende Verbindung hergestellt. - Dementsprechend ist der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem ein leitfähiger Kleber und eine Elektrode miteinan der verbunden werden können und eine gute elektrische Verbindung zwischen dem leitfähigen Kleber und der Elektrode erzielen werden kann.
- Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer verbundenen (gebondeten) Struktur bzw. Verbindungsstruktur mit hoher Zuverlässigkeit sowie mit einer elektrischen Verbindung.
- Im Hinblick auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgestellt, einen leitfähigen Kleber und eine Elektrode miteinander zu verbinden, und zwar mit einem Arbeitsschritt, bei dem ein leitfähiger, eine leitfähige Füllmasse und eine organische Bindemasse enthaltender Kleber hergestellt wird, mit einem Arbeitsschritt, bei dem der leitfähige Kleber auf eine auf der Oberfläche eines Trägermaterials gebildete Elektrode aufgetragen wird, sowie mit einem Arbeitsschritt, bei dem die Oberfläche der Elektrode geschmolzen wird, damit die Oberfläche der Elektrode und die in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse miteinander verschweißt oder verschmolzen werden, und bei dem das in dem leitfähigen Kleber enthaltene organische Bindemittel ausgehärtet wird, damit der leitfähige Kleber an der Elektrode fixiert wird und der leitfähige Kleber und die Elektrode elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden.
- Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche der Elektrode geschmolzen und mit der leitfähigen Füllmasse verschweißt, und somit werden die Metallpartikel der Elektrodenoberfläche und die leitfähige Füllmasse miteinander verschweißt, wobei die leitfähige Füllmasse in die Oberfläche der Elektrode eindringt und dadurch der leitfähige Kleber und die Elektrode mit hoher Zuverlässigkeit und guten elektrischen Eigenschaften miteinander verbunden werden.
- Bei dem Verfahren, den leitfähigen Kleber und die Elektrode der vorliegenden Erfindung miteinander haftend zu verbinden, wird ein aushärtendes Harz als organisches Bindemittel verwendet, und daher verursacht das Erwärmen des leitfähigen Klebers und der Elektrode unter vordefinierten Erwärmungsbedingungen das Schmelzen und Verschweißen der Oberfläche der Elektrode mit der in dem leitfähi gen Kleber enthaltenen leitfähigen Füllmasse sowie das thermische Aushärten des in dem leitfähigen Kleber enthaltenen organischen Bindemittels, wodurch der leitfähige Kleber und die Elektrode miteinander verbunden werden.
- Die Oberfläche der Elektrode besteht vorzugsweise aus einem metallenen Werkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt, der unter den oben genannten Erwärmungsbedingungen geschmolzen werden kann.
- Um die Oberfläche der Elektrode zu erhalten, kann auf der Oberfläche der Elektrode durch Aufmetallisieren eines metallenen Werkstoffs mit niedrigem Schmelzpunkt eine Schicht gebildet werden.
- Das in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Bindemittel enthält vorzugsweise schuppenähnliche leitfähige Füllpartikel. Die schuppenähnlichen leitfähigen Füllpartikel dringen leicht in die Oberfläche der Elektrode ein, wodurch die Haftfestigkeit zwischen dem leitfähigen Kleber und der Elektrode erhöht wird.
- Beim Schmelzen der Oberfläche der Elektrode kann mindestens ein Teil des in den leitfähigen Kleber enthaltenen leitfähigen Füllstoffs geschmolzen werden. Es werden nämlich nicht nur der leitfähige Kleber und die Elektrode haftend miteinander verbunden, sondern auch die entsprechenden leitfähigen Füllpartikel werden miteinander verschweißt und senken so den Leitungswiderstand des leitfähigen Klebers, wodurch hervorragende elektrische Eigenschaften erzielt werden.
- Im Hinblick auf einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgestellt, einen leitfähigen Kleber und eine Elektrode miteinander zu verbinden, und zwar mit einem Arbeitsschritt, bei dem ein leitfähiger, eine leitfähige Füllmasse und ein organisches Bindemittel enthaltender Kleber hergestellt wird, mit einem Arbeitsschritt, bei dem der leitfähige Kleber auf eine erste Elektrode aufgetragen wird, die auf einer Fläche eines ersten Trägermaterials gebildet wird, mit einem Arbeitsschritt, bei dem der auf der ersten Elektrode gebildete leitfähige Kleber auf eine zweite auf einer Fläche eines zweiten Trägermaterials gebildete Elek trode haftend aufgebracht wird, sowie mit einem Arbeitsschritt, bei dem die Oberfläche der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode geschmolzen wird, um die Oberflächen der beiden Elektroden mit der in dem leitfähigen Kleber enthaltenen Füllmasse zu verschweißen, und bei dem das in dem leitfähigen Kleber enthaltene organische Bindemittel ausgehärtet wird, damit der leitfähige Kleber sowie die erste und die zweite Elektrode fest fixiert werden und der leitfähige Kleber und die erste und zweite Elektrode elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden. Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche der ersten und der zweiten Elektrode geschmolzen und mit der leitfähigen Füllmasse verschweißt, und somit werden die Metallpartikel der Fläche auf jeder Elektrode und der leitfähige Füllstoff miteinander verschweißt, wobei die leitfähige Füllmasse in die Oberfläche der Elektroden eindringt. Die erste und zweite Elektrode werden nämlich mittels des leitfähigen Klebers mit hoher Zuverlässigkeit und guter Leitfähigkeit miteinander verbunden.
- In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine verbundene (gebondete) Struktur bzw. Verbindungsstruktur zur Verfügung gestellt, die durch eines der oben beschriebenen Verfahren zum Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode gebildet wird.
- Bei dieser verbundenen Struktur werden die in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse und die Elektrode miteinander verschweißt, wobei die leitfähige Füllmasse in die Oberfläche der Elektrode eindringt und dadurch eine gute elektrische Verbindung mit hoher Zuverlässigkeit erreicht wird.
- Weitere Vorteilhafte Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 ist eine Zeichnung, die die leitfähige Verbindung veranschaulicht, die durch das in der vorliegenden Erfindung dargestellte Verfahren zur Verbindung hergestellt wird, und -
2 eine Zeichnung, die die Beziehungen zwischen der verbundenen Struktur und dem anfänglichen Widerstandswert von Proben veranschaulicht. - Der in der vorliegenden Erfindung verwendete leitfähige Kleber enthält mindest eine leitfähige Füllmasse und ein organisches Bindemittel. Als organisches Bindemittel kann beispielsweise ein aushärtendes Epoxidharz verwendet werden. Als leitfähige Füllmasse können beispielsweise schuppenähnliche Silberpartikel verwendet werden. Insbesondere hat das verwendete organische Bindemittel eine Aushärtetemperatur nahe am Schmelzpunkt einer aufmetallisierten Schicht, die unten beschrieben wird.
- Wenn man unter Verwendung des leitfähigen Klebers ein oberflächenmontiertes Bauelement auf einer Elektrode (der ersten Elektrode) plaziert, die auf der Oberfläche eines Trägermaterials (des ersten Trägermaterials), wie einem Muttersubstrat o. ä., gebildet wird, wird der leitfähige Kleber zuerst auf die Elektrode aufgebracht und dann das oberflächenmontierte Bauelement an der Elektrode befestigt. Eine externe Elektrode (die zweite Elektrode), die auf der Oberfläche eines oberflächenmontierten Bauelements (des zweiten Trägermaterials) gebildet wird, und das erste Trägermaterial werden also durch den dazwischen eingebrachten leitfähigen Kleber miteinander verbunden.
- In diesem Fall wird eine aufmetallisierte Schicht aus einem Werkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt, wie beispielsweise SN-Pb o. ä., auf der Oberfläche der ersten und der zweiten Elektrode gebildet. Dann werden die Elektroden und der leitfähige Kleber unter vordefinierten Erwärmungsbedingungen erwärmt, damit der bei niedrigen Temperaturen schmelzende Werkstoff der Oberflächen der ersten und zweiten Elektrode schmilzt und damit der Werkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt und die leitfähige Füllmasse miteinander verschmelzen. Gleichzeitig wird das aushärtende organische Bindemittel ausgehärtet, damit der leitfähige Kleber und die Elektroden fest fixiert werden.
- Wie in
1 gezeigt, dringt nämlich die in der leitfähigen klebenden Schicht enthaltene leitfähige Füllmasse in die aufmetallisierte Schicht an der Oberfläche jeder der Elektroden ein, damit sich die leitfähige klebende Schicht und die Elektrode elektrisch miteinander verbinden. Darüber hinaus wird das in der leitfähigen Schicht enthaltene organische Bindemittel ausgehärtet, damit sich die leitfähige klebende Schicht und die Elektrode mechanisch miteinander verbinden. - Auf diese Weise werden die aufmetallisierten Schichten an der Oberfläche der Elektroden geschmolzen und die in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse dringt in die aufmetallisierten Schichten ein, damit sich der leitfähige Kleber und die Elektroden fest miteinander verbinden. Die leitfähige Füllmasse dringt in die aufmetallisierten Schichten ein, um die Kontaktfläche zwischen den aufmetallisierten Schichten und der leitfähigen Füllmasse zu vergrößern, wodurch die Klebefestigkeit aufgrund der Vergrößerung der klebenden Fläche gesteigert und der Leitwiderstand gesenkt wird.
- Da die Kontaktfläche an der Trennfläche zwischen jeder der aufmetallisierten Schichten und der leitfähigen Füllmasse zur Steigerung der Klebefestigkeit vergrößert wird, dringt außerdem weniger Feuchtigkeit o. ä. in die Trennflächen zwischen dem leitfähigen Kleber und den Elektroden ein, wodurch die Feuchtebeständigkeit an den Trennflächen signifikant verbessert wird. Da jede der Elektroden eine Elementgruppe aus Kupfer, Silber o. ä. und eine aufmetallisierte Schicht aufweist, die sich auf der Oberfläche davon gebildet hat und die aus einem Werkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt besteht, kann eine Verbindung mit hoher Zuverlässigkeit ohne die Verwendung einer speziellen leitfähigen Füllmasse erreicht werden.
- Verbindet man eine auf einem Trägermaterial gebildete Ag-Elektrode und einen leitfähigen Kleber miteinander, der eine leitfähige Füllmasse mit Ag-Partikeln enthält, deren Oberfläche mit Sn-Schichten eines Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt beschichtet sind, werden die Sn-Schichten der leitfähigen Füllmasse bei normaler Erwärmungstemperatur geschmolzen, wohingegen die Ag-Elektrode nicht schmilzt. In diesem Fall wird auf der Oberfläche der Ag-Elektrode eine Metallverbindung wie Ag3Sn o. ä. gebildet, damit sich die Ag-Elektrode und die leitfähige Füllmasse miteinander verbinden. Jedoch ist die Festigkeit niedrig, wenn das Verbinden nur durch die Bildung der metallischen Verbindung erfolgt. Wie bei der vorliegenden Erfindung addiert sich in einem Fall, bei dem die leitfähige Füllmasse in die aufmetallisierte Schicht eindringt und bei dem das bei niedrigen Temperaturen schmelzende Metall der aufmetallisierten Schicht sowie die leitfähige Füllmasse der leitfähigen Klebeschicht miteinander verschweißt werden, die mechanische Festigkeit der leitfähigen Füllmasse selbst zu der Festigkeit, wodurch eine höhere Festigkeit erreicht wird.
- BEISPIELE
- BEISPIEL 1
- Die verschiedenartigen Metallisierungen, die in Tabelle 1 aufgeführt sind, erfolgten auf der Oberfläche einer Kupferelektrode, die auf einem Trägermaterial gebildet wurde, um die Proben vorzubereiten, von denen jede eine aufmetallisierte Schicht aufweist. Jede der Proben wurde mit einem leitfähigen Epoxidkleber mit einer schuppenähnlichen Ag-Füllmasse beschichtet. Der Anteil der Ag-Füllmasse im leitfähigen Kleber betrug, auf die Masse bezogen, 80% und der Durchmesser der Partikel der Ag-Füllmasse betrug 5 bis 10 μm. Wie in Tabelle 1 gezeigt, erfolgte die Verbindung des Klebers unter zwei Arten von Erwärmungsbedingungen, und zwar u. a. bei einer Temperatur, bei der die metallisierte Schicht schmolz, und bei einer Temperatur, bei der die aufmetallisierte Schicht nicht schmolz. Dann wurden die anfänglichen Widerstandwerte der verbundenen Abschnitte gemessen, und es wurden die Ergebnisse, die in Tabelle 2 aufgeführt sind, erhalten.
2 enthält Fotografien, die einen Ausschnitt der einzelnen verbundenen Abschnitte zeigen, wobei eine Verschweißung vorliegt. In Tabelle 2 besagt die Markierung O, daß zwi schen dem leitfähigen Epoxidkleber und der metallisierten Schicht der Elektrodenoberfläche eine Verschweißung beobachtet wurde, und die Markierung X besagt, daß keine Verschweißung beobachtet wurde. - Darüber hinaus wurde jede der Proben einer Feuchtebeständigkeitsprüfung unterzogen, um die Veränderungen des Widerstandswerts zu messen. Die Feuchtebeständigkeitsprüfung wurde folgendermaßen durchgeführt. Jede Probe wurde 500 Stunden lang einer Temperatur von 85 °C und einer Feuchtigkeit von 85 % RH ausgesetzt. Die Veränderungen des Widerstandwerts jeder Probe sind in Tabelle 2 aufgeführt.
- Tabelle 2 zeigt, daß bei der Temperatur, bei der die aufmetallisierte Schicht auf der Elektrodenoberfläche nicht schmolz, eine Verschweißung des leitfähigen Klebers und der Elektrode nicht erzielt wurde, wohingegen bei der Temperatur, bei der die aufmetallisierte Schicht schmolz, eine Verschweißung des leitfähigen Klebers und der Elektrode erzielt wurde. Tabelle 2 zeigt auch, daß in der Probe, bei der keine Verschweißung erzielt wurde, der Widerstandwert während der Feuchtebeständigkeitsprüfung stieg, und zwar auch dann, wenn der anfängliche Widerstand niedrig war. Dies ist möglicherweise auf die Tatsache zurückzuführen, daß in die Trennfläche zwischen dem leitfähigen Kleber und der Elektrode Feuchtigkeit eindrang. Andererseits stieg bei der Probe, bei der eine Verschweißung erzielt wurde, der Widerstandswert auch während der Feuchtebeständigkeitsprüfung nicht signifikant an.
- BEISPIEL 2
- Die in Tabelle 2 gezeigten verschiedenartigen Metallisierungen (Sn-48In-, Sn-58Bi-, Sn-37Pd-Metallisierung) erfolgten auf einer externen Elektrode eines monolithischen Keramikkondensators mit den Maßen 2,0 × 1,25 × 1,25 mm, um die Proben herzustellen. Jede der Proben wurde auf eine Kupferelektrode geklebt, die auf einem Trägermaterial mit einem leitfähigen Kleber mit der gleichen Füllmasse wie in Beispiel 1 gebildet wurde, und zwar unter den in Tabelle 3 gezeigten Erwärmungsbedingungen. Die Kupferelektrode bestand aus einer metallisierten Schicht, die durch die gleiche Metallisierung wie bei der externen Elektrode des monolithischen Kondensators gebildet wurde.
- Als Ergebnis wurde bei den Proben, bei denen die Verbindung unter Erwärmungsbedingungen bei einer Temperatur hergestellt wurde, die höher war als die der Metallisierung, d. h. bei den monolithischen Keramikkondensatoren, die aus einer mit Sn48In metallisierten Elektrode bzw. einer mit Sn-58Bi metallisierten Elektrode bestehen und auf 200 °C erwärmt wurden, eine Verschweißung zwischen dem leitfähigen Kleber und der externen Elektrode des monolithischen Keramikkondensators sowie zwischen dem leitfähigen Kleber und der metallisierten Schicht des Trägermaterials festgestellt. Aber bei den Proben, bei denen die Verbindung bei einer Temperatur hergestellt wurde, die niedriger war als die Schmelztemperatur der Metallisierung, d. h. bei der mit Sn-37Pd metallisierten Elektrode und bei einer Erwärmung auf 150 °C, wurde keine Verschweißung beobachtet.
- Wenn die in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse einen Werkstoff, wie Lötpartikel o. ä., aufweist, die bei niedrigen Temperaturen schmelzen, wurden sowohl die auf der Elektrode gebildete aufmetallisierte Schicht als auch die in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse während des Aushärtens des Klebers geschmolzen. Eine Verschweißung läßt sich also leicht erzielen und eine große Wirkung kann erwartet werden. Wenn die leitfähige Füllmasse außerdem Lötpartikel enthält, lassen sich die Herstellungskosten für den leitfähigen Kleber senken. Der leitfähige Kleber härtet nicht unbedingt in Wärme aus und kann beispielsweise bei Ultraviolettbestrahlung aushärten. In diesem Fall kann der Kleber durch Ultraviolettbestrahlung ausgehärtet und anschließend erwärmt werden, um die in dem Kleber enthaltene Füllmasse und die aufmetallisierte Schicht der Elektrode miteinander zu verschweißen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei der Montage eines oberflächenmontierten Bauelements auf einer Elektrode auf einem Trägermaterial eine aufmetallisierte Schicht, die sich auf der Elektrode gebildet hat, geschmolzen und eine in einem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse dringt in die aufmetallisierte Schicht ein und vergrößert die klebende Fläche und dadurch die physikalische Festigkeit. In diesem Fall dringt die leitfähige Masse mit schuppenähnlichen Partikeln leicht in die geschmolzene aufmetallisierte Schicht ein. Ebenso kann die Haftfestigkeit an den Trennflächen zwischen der Elektrodenfläche und den Flächen der leitfähigen Füllmasse verbessert werden, damit ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Trennflächen zwischen Kleber und Elektrode verhindert wird und das Feuchtigkeitsverhalten verbessert wird. Darüber hinaus braucht der leitfähige Kleber mit der speziellen leitfähigen Füllmasse nicht verwendet werden und trotzdem werden gute Eigenschaften ohne Zunahme der Herstellungskosten erreicht. Ferner können sowohl die aufmetallisierte Schicht und die leitfähige Füllmasse durch Schmelzen leicht miteinander verschweißt werden, indem man eine leitfähige Füllmasse mit einer Schicht aus einem Metallwerkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt oder einen Metallwerkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet. Wenn man also ein Verbindungsverfahren dieser Art verwendet, kann eine verbundene (gebondete) Struktur mit hoher Zuverlässigkeit erzielt werden.
Claims (8)
- Verfahren für das Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Arbeitsschritte umfaßt: Vorbereiten eines leitfähigen Klebers, der eine leitfähige Füllmasse und ein organisches Bindemittel enthält; Auftragen des leitfähigen Klebers auf eine Elektrode, die auf der Oberfläche eines Trägermaterials gebildet wurde; und Schmelzen der Oberfläche der Elektrode, damit die Oberfläche der Elektrode und die in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse miteinander verschweißt werden sowie das Aushärten des in dem leitfähigen Kleber enthaltenen organischen Bindemittels, damit der leitfähige Kleber und die Elektrode fest fixiert und der leitfähige Kleber und die Elektrode elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden.
- Verfahren für das Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Bindemittel ein aushärtendes Harz enthält und so die Erwärmung des leitfähigen Klebers und der Elektrode unter vorbestimmten Erwärmungsbedingungen dazu führt, daß die Oberfläche der Elektrode schmilzt und mit der in dem Kleber enthaltenen leitfähigen Füllmasse verschweißt und das in dem leitfähigen Kleber enthaltene organische Bindemittel thermisch ausgehärtet wird und so der leitfähige Kleber und die Elektrode haftend miteinander verbunden werden.
- Verfahren für das Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Elektrode einen metallenen Werkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt enthält, der unter Erwärmungsbedingungen geschmolzen werden kann.
- Verfahren für das Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Elektrode aus einer Schicht besteht, die durch Aufmetallisieren des metallenen Werkstoffs mit niedrigem Schmelzpunkt gebildet wird.
- Verfahren für das Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem leitfähigen Kleber enthaltene Füllstoff schuppenähnliche Füllstoffpartikel enthält.
- Verfahren für das Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des in dem leitfähigen Kleber enthaltenen Füllstoffs durch Schmelzen der Oberfläche der Elektrode geschmolzen wird.
- Verfahren für das Verbinden eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß es aus den folgenden Arbeitsschritten besteht: Vorbereiten eines leitfähigen Klebers, der eine leitfähige Füllmasse und ein organisches Bindemittel enthält; Auftragen des leitfähigen Klebers auf eine erste Elektrode, die auf der Oberfläche eines Trägermaterials gebildet wurde; Auftragen des auf der ersten Elektrode gebildeten leitfähigen Klebers auf eine zweite Elektrode, die auf der Oberfläche eines zweiten Trägermaterials gebildet wurde; und Schmelzen der Oberfläche der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, damit die Oberfläche dieser Elektroden und die in dem leitfähigen Kleber enthaltene leitfähige Füllmasse miteinander verschweißt werden sowie das Aushärten des in dem leitfähigen Kleber enthaltenen organischen Bindemittels, damit der leitfähige Kleber und die erste und zweite Elektrode fest fixiert und der leitfähige Kleber und die erste sowie die zweite Elektrode elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden.
- Verbindungsstruktur, die durch ein Verfahren zur Verbindung eines leitfähigen Klebers und einer Elektrode nach Anspruch 1 oder 7 gebildet ist.
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