JP2001358440A - 実装構造体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性接着剤を用いた信頼性が高い実装構造
体およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 第１の電子部品１１と第２の電子部品１
２とを含み、第１の電子部品１１の端子電極１１ａと第
２の電子部品１２の端子電極１２ａとが、金属粒子を含
む導電性接着剤１３によって電気的に接続されており、
第１の電子部品１１の端子電極１１ａおよび第２の電子
部品１２の端子電極１２ａから選ばれる少なくとも１つ
の電極を構成する金属と金属粒子を構成する金属とが、
電極と導電性接着剤との接点において金属結合を形成し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実装構造体および
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境調和に対する意識の高まりか
ら、電機業界に対しては電子部品の実装に用いられてい
る鉛入りはんだの全廃を求める動きが具体化しつつあ
る。

【０００３】鉛フリー実装技術としては、鉛フリーはん
だを用いた実装技術の開発が盛んに行われており、一部
実用化が始まっている。しかし、鉛フリーはんだを用い
る実装方法は、実装温度が高く弱耐熱部品への影響が大
きいことや、部品の端子電極の鉛フリー化が困難である
ことなど、数多くの課題が残されている。

【０００４】一方、はんだ自体を使わない実装技術も提
案されている。導電性接着剤を用いた実装がこれにあた
り、鉛フリー化以外にも以下のようなメリットがある。
第１に、処理温度が１５０℃程度であり、はんだと比較
してかなり低温であり、部品に対する耐熱性の要求が低
く、部品の製造コストが削減できる。第２に、導電性接
着剤の比重は、はんだの半分程度であるため、電子機器
の軽量化に有利である。第３に、導電性接着剤は、金属
粒子とバインダ樹脂とを含む複合材料で構成されてお
り、金属のみからなるはんだと比較して、耐熱疲労性に
優れる。

【０００５】したがって、導電性接着剤を用いた実装を
実用化することによって、環境調和、高信頼性、および
低コスト化を満足した新しい実装の実現が期待できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電性
接着剤を用いた実装方法は、はんだを用いた実装方法と
比較して接着強度が劣るため、実用化の妨げとなってき
た。導電性接着剤を用いた従来の実装構造体について、
端子電極の金属と導電性接着剤中の金属粒子との接触部
分の構造を、図７に模式的に示す。図７に示すように、
端子電極の金属１と金属粒子の金属２とは、お互いの金
属表面に存在する水酸基等を介して、水素結合３で結び
ついている。この水素結合３では、結合力が弱いため、
従来の実装方法では、十分な接着強度が得られなかっ
た。

【０００７】絶縁性接着剤の接着強度を向上させる技術
としては、カップリング剤と呼ばれる材料を絶縁性接着
剤中に添加するか、電極上に予め設けておく方法が一般
的である（たとえば、機能性接着剤の開発と最新技術、
宮入裕夫編、株式会社シーエムシー発行、１７９頁）。
これによると、絶縁性接着剤の樹脂と電極金属との間に
化学結合が形成され、接着強度が改善される。

【０００８】しかしながら、この方法を導電性接着剤に
そのまま適用しても、はんだ実装と同等レベルの接着強
度を得ることは困難であった。これは、導電性接着剤の
９０質量％程度が金属粒子であり、バインダ樹脂は１０
質量％程度であるため、バインダ樹脂と電極金属との間
の接着強度のみを改善しても、導電性接着剤と電極金属
との接着強度はほとんど改善されないためである。

【０００９】以上のように、導電性接着剤を用いた従来
の実装構造体では、電子部品の端子電極と導電性接着剤
との接着力が弱く、信頼性が十分でないという問題があ
った。

【００１０】上記問題を解決するため、本発明は、導電
性接着剤を用いた信頼性が高い実装構造体およびその製
造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の実装構造体は、第１の電子部品と第２の電
子部品とを含む実装構造体であって、第１の電子部品の
端子電極と第２の電子部品の端子電極とが、金属粒子を
含む導電性接着剤によって電気的に接続されており、第
１の電子部品の端子電極および第２の電子部品の端子電
極から選ばれる少なくとも１つの電極を構成する金属と
金属粒子を構成する金属とが、電極と導電性接着剤との
接点において金属結合を形成していることを特徴とす
る。上記本発明の実装構造体では、電子部品の端子電極
が金属結合によって電気的、機械的に強固に結合されて
いるため、導電性接着剤を用いた信頼性が高い実装構造
体が得られる。

【００１２】また、本発明の第１の実装構造体の製造方
法は、第１の電子部品と第２の電子部品とを含み、第１
の電子部品の端子電極と第２の電子部品の端子電極とが
金属粒子を含む導電性接着剤によって電気的に接続され
ている実装構造体の製造方法であって、第１の電子部品
の端子電極および第２の電子部品の端子電極から選ばれ
る少なくとも１つの電極上に金属元素を含む化合物を塗
布する第１の工程と、第１の電子部品の端子電極と第２
の電子部品の端子電極とを導電性接着剤によって接着す
る第２の工程と、金属元素からなる金属を化合物から析
出させる第３の工程とを含む。上記第１の製造方法によ
れば、化合物から析出した金属によって、電子部品の端
子電極と導電性接着剤中の金属粒子との間に金属結合が
形成されるため、信頼性が高い実装構造体を製造でき
る。

【００１３】上記第１の製造方法では、化合物は金属イ
オンを含む金属塩であり、第３の工程は、第１の電子部
品の端子電極と第２の電子部品の端子電極との間に電流
を流すことによって金属イオンを還元する工程を含むこ
とが好ましい。上記構成によれば、化合物から容易に金
属を析出させることができる。

【００１４】また、本発明の第２の実装構造体の製造方
法は、第１の電子部品と第２の電子部品とを含み、第１
の電子部品の端子電極と第２の電子部品の端子電極とが
金属粒子を含む導電性接着剤によって電気的に接続され
ている実装構造体の製造方法であって、第１の電子部品
の端子電極および第２の電子部品の端子電極から選ばれ
る少なくとも１つの電極上にイオン伝導体を塗布する第
１の工程と、第１の電子部品の端子電極と第２の電子部
品の端子電極とを導電性接着剤によって接着する第２の
工程と、第１の電子部品の端子電極と第２の電子部品の
端子電極との間に電流を流す第３の工程とを含むことを
特徴とする。上記第２の製造方法によれば、端子電極ま
たは金属粒子から溶出し、析出する金属によって、電子
部品の端子電極と導電性接着剤中の金属粒子との間に金
属結合が形成されるため、信頼性が高い実装構造体を製
造できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１６】（実施形態１）実施形態１では、本発明の
実装構造体について一例を説明する。実施形態１の実装
構造体１０について、断面図を図１に模式的に示す。

【００１７】図１を参照して、実装構造体１０は、第１
の電子部品１１と第２の電子部品１２と導電性接着剤１
３とを含む。

【００１８】第１の電子部品１１および第２の電子部品
１２には、それぞれ、様々な電子部品を用いることがで
き、具体的には、たとえば、トランジスタ、抵抗、コン
デンサ、集積回路、ＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケー
ジ）、ＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）等の
パッケージ部品、プリント基板等の基板などを用いるこ
とができる。第１の電子部品１１の端子電極１１ａおよ
び第２の電子部品１２の端子電極１２ａから選ばれる少
なくとも１つの電極は金属を含み、従来の実装構造体に
一般的に用いられてきた金属からなる端子電極を用いる
ことができる。具体的には、たとえば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｓ
ｎＰｂ合金、ＡｇＰｄ合金、Ａｇなどからなる端子電極
を用いることができる。

【００１９】導電性接着剤１３は、導電性フィラーであ
る金属粒子とバインダ樹脂とを含む。金属粒子を構成す
る金属（以下、金属Ｍｆという場合がある）には、従来
の導電性フィラーに用いられてきた金属を用いることが
できる。具体的には、金属粒子には、たとえば、Ａｇ、
Ｃｕ、Ｎｉ、ＡｇＰｄ合金、ＡｇでコートしたＣｕなど
からなる金属粒子を用いることができる。上記金属粒子
の含有量について特に制限はないが、たとえば、８０質
量％〜９５質量％であり、好ましくは、８５質量％〜９
２質量％である。上記バインダ樹脂には、たとえば、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコン
樹脂を用いることができる。

【００２０】実装構造体１０では、第１の電子部品１１
の端子電極１１ａと第２の電子部品１２の端子電極１２
ａとが、導電性接着剤１３によって電気的に接続されて
いる。そして、第１の電子部品１１の端子電極１１ａお
よび第２の電子部品１２の端子電極１２ａから選ばれる
少なくとも１つの電極（好ましくは両方の電極）を構成
する金属（以下、金属Ｍｅという場合がある）と金属粒
子を構成する金属Ｍｆとが、上記電極と導電性接着剤１
３との接点において金属結合を形成している。上記電極
と導電性接着剤１３との接点を、図２に模式的に示す。
図２を参照して、金属２１（金属Ｍｅに対応）と金属２
２（金属Ｍｆに対応）とは、金属結合２３を介して結合
している。

【００２１】上記実装構造体１０は、以下の実施形態で
説明する方法によって製造できる。

【００２２】上記実装構造体１０では、電子部品の端子
電極を構成する金属Ｍｅと金属粒子を構成する金属Ｍｆ
とが、水素結合よりも結合力が強い金属結合によって強
固に結合されている。したがって、実装構造体１０によ
れば、複数の電子部品が電気的、機械的に強固に接合さ
れた信頼性が高い実装構造体が得られる。

【００２３】（実施形態２）実施形態２では、本発明の
実装構造体の製造方法について、一例を説明する。実施
形態２の製造方法について、製造工程を図３に模式的に
示す。なお、実施形態１と同様の部分については同一の
符号を付けて重複する説明を省略する。

【００２４】実施形態２の製造方法は、第１の電子部品
１１と第２の電子部品１２とを含み、第１の電子部品１
１の端子電極１１ａと第２の電子部品１２の端子電極１
２ａとが、金属粒子を含む導電性接着剤１３によって電
気的に接続されている実装構造体の製造方法である。

【００２５】この製造方法では、まず、図３（ａ）に示
すように、第１の電子部品１１の端子電極１１ａ上およ
び第２の電子部品１２の端子電極１２ａ上に、金属元素
を含む化合物３１（図３では模式的に膜のように示す）
を塗布する（第１の工程）。なお、図３では、端子電極
１１ａおよび１２ａの両方に化合物３１を塗布する場合
を示しているが、端子電極１１ａおよび端子電極１２ａ
から選ばれる少なくとも１つの電極上に化合物３１を塗
布することによって、従来の実装構造体よりも信頼性が
高い実装構造体を製造できる。

【００２６】化合物３１としては、たとえば、金属イオ
ンを含む金属塩、金属酸化物を用いることができる。な
お、金属イオンの対イオンとしては、酢酸イオンやアン
モニウムイオンなどの陰イオンを用いることができる
が、端子電極や金属粒子などの実装構造体の構成材料に
腐食などの悪影響を及ぼさないイオンを用いることが好
ましい。化合物３１に含まれる金属元素には、イオン化
できる金属を用いることができ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓ
ｎまたはＡｕなどを用いることができる。ただし、析出
用金属のイオン化傾向は、金属Ｍｆや金属Ｍｅと比較し
てあまりにも小さくない方が好ましい。析出用金属のイ
オン化傾向が金属Ｍｆや金属Ｍｅよりも小さいと、電流
を流す前に析出用金属が析出し、代わりに金属Ｍｆや金
属Ｍｅが溶け出す場合があるためである。なお、化合物
３１は、２種以上の金属元素を含んでもよい。化合物３
１を電極上に塗布する方法としては、たとえば、金属塩
を含むアルコール溶液を電極上に塗布したのちアルコー
ルを蒸発させる方法などを用いることができる。

【００２７】次に、図３（ｂ）に示すように、化合物３
１が塗布された第１の電子部品１１の端子電極１１ａと
第２の電子部品１２の端子電極１２ａとを導電性接着剤
１３によって接着する（第２の工程）。

【００２８】次に、化合物３１に含まれる金属元素から
なる金属を化合物３１から析出させ、これによって端子
電極１１ａを構成する金属と金属粒子を構成する金属Ｍ
ｆとの間、および、端子電極１２ａを構成する金属と金
属粒子を構成する金属Ｍｆとの間に金属結合を形成する
（第３の工程）。第２の工程が終了した時点で、端子電
極１１ａおよび端子電極１２ａと導電性接着剤１３との
界面においては、端子電極１１ａを構成する金属および
端子電極１２ａを構成する金属と、金属粒子とが、化合
物３１を介して接触している。このとき、端子電極と金
属粒子との間は非常に狭いため、化合物３１から析出し
た金属によって両者は金属結合を介して結合される。こ
れにより、金属粒子と端子電極との間に金属結合が形成
され、接着強度が従来の実装構造体と比較してはるかに
強くなる。

【００２９】化合物３１を析出させる方法として、化合
物３１が金属塩である場合には、金属塩中の金属イオン
を還元すればよい。金属イオンを還元する方法として
は、たとえば、以下の３つの方法を用いることができ
る。

【００３０】第１の方法は、硬化前の導電性接着剤中に
還元剤、たとえば、糖類、アミン類、燐酸類等を添加し
ておき、導電性接着剤の硬化時に金属塩中の金属イオン
を還元する方法である。

【００３１】第２の方法は、導電性接着剤の硬化後に、
窒素等の還元雰囲気下に放置することによって、金属塩
中の金属イオンを還元する方法である。

【００３２】第３の方法は、導電性接着剤の硬化後に、
第１の電子部品１１の端子電極１１ａと第２の電子部品
の端子電極との間に、たとえば１０ｍＡ〜１００ｍＡ程
度の比較的高い電流を流す方法である。

【００３３】上記実施形態２の製造方法によれば、実施
形態１で説明した信頼性が高い本発明の実装構造体を容
易に製造できる。

【００３４】（実施形態３）実施形態３では、本発明の
実装構造体の製造方法について他の一例を説明する。実
施形態３の製造方法について、製造工程を図４に模式的
に示す。なお、実施形態１と同様の部分については同一
の符号を付けて重複する説明を省略する。

【００３５】実施形態３の製造方法は、第１の電子部品
１１と第２の電子部品１２とを含み、第１の電子部品１
１の端子電極１１ａと第２の電子部品１２の端子電極１
２ａとが、金属粒子を含む導電性接着剤１３によって電
気的に接続されている実装構造体の製造方法である。

【００３６】この製造方法では、まず、図４（ａ）に示
すように、第１の電子部品１１の端子電極１１ａ上およ
び第２の電子部品１２の端子電極１２ａ上に、イオン伝
導帯４１（図では模式的に膜のように示す）を塗布する
（第１の工程）。なお、イオン伝導帯４１を、端子電極
１１ａおよび端子電極１２ａから選ばれる少なくとも１
つの電極上に形成することによって、従来の実装構造体
よりも信頼性が高い実装構造体を製造できる。

【００３７】イオン伝導帯４１としては、たとえば、酢
酸、硫酸、塩酸、安息香酸、サリチル酸などの酸、エチ
ルアミン、アニリン、ピリジンなどの塩基を用いること
ができる。イオン伝導帯４１を電極上に塗布する方法と
しては、たとえば、上記酸、塩基の水溶液又はアルコー
ル溶液を塗布した後、水又はアルコールを蒸発させる方
法を用いることができる。

【００３８】次に、図４（ｂ）に示すように、イオン伝
導帯４１が塗布された第１の電子部品１１の端子電極１
１ａと第２の電子部品１２の端子電極１２ａとを、導電
性接着剤１３によって接着する（第２の工程）。この工
程については、実施形態２で説明した第２の工程と同様
である。

【００３９】次に、第１の電子部品１１の端子電極１１
ａと第２の電子部品１２の端子電極１２ａとの電流を流
す（第３の工程）。この第３の工程によって、端子電極
１１ａを構成する金属と金属粒子を構成する金属Ｍｆ、
および、端子電極１２ａを構成する金属と金属粒子との
接点において金属結合を形成する。

【００４０】第３の工程について、以下に説明する。第
３の工程では、電流を流すことによって、金属粒子の金
属と端子電極の金属との間に電位差が生じる。すると、
電位の高い方の金属が電子を放出して金属イオンとなり
イオン伝導体中に溶出する。そして、金属イオンはイオ
ン伝導体中を移動し、陰極すなわち電位の低い方の金属
に向かって移動する。そして、陰極に到達した金属イオ
ンは、陰極から電子を受け取って金属として析出する。
このとき、金属粒子と端子電極との間は非常に狭いた
め、金属粒子の金属と端子電極の金属との間に析出する
金属によって、金属粒子と端子電極が接着した状態にな
る。このように、金属粒子と端子電極間に金属結合が形
成され、接着強度が従来の実装構造体と比較してはるか
に強くなる。

【００４１】なお、端子電極間に流す電流については、
高電流値で長時間電流を流すと効果が大きいが、部品へ
のダメージ等を考慮して１００ｍＡ程度以下に抑えるこ
とが好ましい。

【００４２】上記実施形態３の製造方法によれば、実施
形態１で説明した信頼性が高い本発明の実装構造体を容
易に製造できる。

【００４３】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。

【００４４】（実施例１）実施例１では、実施形態１で
説明した実装構造体の一例について説明する。

【００４５】実施例１の実装構造体５０について、断面
図を図５に模式的に示す。実装構造体５０では、第１の
電子部品１１として３２１６サイズの０Ωジャンパー抵
抗５１（端子電極：ＳｎＰｂ）を用い、電子部品１２と
してガラスエポキシ基板５２（厚み：０．６ｍｍ、端子
電極：Ｃｕ）を用い、導電性接着剤１３として市販の導
電性接着剤５３（ニホンハンダ製ＮＨ０１０，金属粒
子：Ａｇ粒子）を用いた。

【００４６】ジャンパー抵抗５１の端子電極５１ａとガ
ラスエポキシ基板５２の端子電極５２ａとは、上記導電
性接着剤５３を介して電気的に接続されている。そし
て、端子電極５１ａを構成する金属と導電性接着剤５３
中のＡｇ粒子、および、端子電極５２ａを構成する金属
と導電性接着剤５３中のＡｇ粒子とが、端子電極と導電
性接着剤との界面において金属結合を形成している。

【００４７】実施例１の実装構造体について、図６に示
した方法にしたがって、接着強度の測定を行った。具体
的には、ガラスエポキシ基板５２の裏側から、圧縮試験
機の治具６２で曲げ力を加えていき、ジャンパー抵抗５
１がガラスエポキシ基板５２から脱落したときの力を接
着強度とした。

【００４８】その結果、従来の実装構造体（比較例１）
と比較して４倍程度の接着強度である５６．８４Ｎ
（５．８ｋｇｆ）の接着強度を得ることができ、はんだ
を用いた実装構造体（比較例２）とほぼ同等の接着強度
となった。

【００４９】（実施例２）実施例２では、実施形態２で
説明した製造方法によって実施例１に示した実装構造体
を製造した第１の例について説明する。

【００５０】実施例２では、まず、ガラスエポキシ基板
５２の端子電極５２ａ（Ｃｕ製）上、およびジャンパー
抵抗５１の端子電極５１ａ（ＳｎＰｂ製）上に、金属塩
を含むアルコール溶液を塗布したのち、アルコールを蒸
発させるためにオーブン中で６０℃で１０分加熱してア
ルコールを蒸発させ、金属塩を端子電極上に塗布した。
金属塩を含むアルコール溶液には、金属塩であるＣｕ
（ＣＨ₃ＣＯＯ）₂を５質量部、イソプロピルアルコール
を９０質量部、ジエチレングリコールモノアセテートを
１０質量部含むアルコール溶液（以下、アルコール溶液
Ａという場合がある）を用いた。

【００５１】次に、市販の導電性接着剤（ニホンハンダ
製ＮＨ０１０，金属粒子：Ａｇ）を、端子電極５２ａ上
にスクリーン印刷し、ジャンパー抵抗５１を、マウンタ
ーを用いて搭載した。その後、導電性接着剤を硬化させ
るために、オーブン中で１５０℃で３０分間加熱したの
ち、端子電極５１ａと端子電極５２ａとの間に、電流発
生装置を用いて５０ｍＡの電流を１０秒間流した。その
結果、金属塩中のＣｕイオンが還元されてＣｕとなり、
導電性接着剤５３中のＡｇ粒子と端子電極５１ａ、およ
びＡｇ粒子と端子電極５２ａとの間にはＣｕによる金属
結合が形成された。

【００５２】なお、実施例２では、金属塩中の金属元素
としてＣｕを用いたが、実施の形態で述べたように、イ
オン化できる金属ならば良く、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、また
はＡｕなども用いることができる。また、金属元素を含
む化合物の対イオンとして、本実施例では酢酸イオンを
用いたが、実装後に腐食等の悪影響を及ぼさないイオン
であれば、酢酸アンモニウム等他のイオンを用いてもよ
い。金属塩を溶解させるアルコールとしては、金属元素
を含む化合物を溶解し、導電性接着剤の硬化時に蒸発す
るものであれば良いので、本実施例で用いたイソプロピ
ルアルコールやジエチレングリコールモノアセテートに
限定されない。

【００５３】また、本実施例では、金属塩中の金属イオ
ンを還元するために５０ｍＡの電流を１０秒間流した
が、電流値および時間については、できるだけ高い電流
および長時間が好ましい。ただし、部品へのダメージ等
を考慮すると１００ｍＡ、３０秒程度に抑えることが好
ましい。

【００５４】（実施例３）実施例３では、実施形態２で
説明した製造方法によって実施例１に示した実装構造体
を製造した第２の例について説明する。

【００５５】なお、実施例３の製造方法では、端子電極
５１ａおよび端子電極５２ａ上にアルコール溶液Ａを塗
布して加熱した後、端子電極５１ａと端子電極５２ａと
を導電性接着剤５３によって接着するまでの工程は、実
施例２で説明した工程と同様であるため、重複する説明
は省略する。

【００５６】オーブン中で１５０℃で３０分間加熱する
ことによって導電性接着剤５３を硬化させたのち、ジャ
ンパー抵抗５１が接着されたガラスエポキシ基板５２を
酸素濃度が１０ｐｐｍのＮ₂雰囲気下に１０分間放置し
た。その結果、金属塩中のＣｕイオンが還元されてＣｕ
となり、Ａｇ粒子とジャンパー抵抗５１の端子電極５１
ａ、およびＡｇ粒子とガラスエポキシ基板５２の端子電
極５２ａとの間に、Ｃｕによる金属結合が形成された。

【００５７】なお、実施例３では、金属塩中の金属元素
としてＣｕを用いたが、実施の形態で述べたように、イ
オン化できる金属ならば良く、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｕ
なども用いることができる。また、金属塩の対イオンと
して、実施例３では酢酸イオンを用いたが、実装後に腐
食等の悪影響を及ぼさないイオンであれば、酢酸アンモ
ニウム等他のイオンを用いてもよい。金属塩を溶解する
アルコールとしては、金属塩を溶解し、導電性接着剤の
硬化時に蒸発するものであれば良いので、本実施例で用
いたイソプロピルアルコールやジエチレングリコールモ
ノアセテートに限定されない。

【００５８】また、本実施例では、金属塩中の金属イオ
ンを還元するための方法として、酸素濃度１０ｐｐｍの
Ｎ₂雰囲気下に１０分間放置したが、金属イオンを還元
できる雰囲気ならば良いので、Ｎ₂や酸素濃度はここに
記載の条件に限定されない。

【００５９】（実施例４）実施例４では、実施形態２で
説明した製造方法によって実施例１に示した実装構造体
を製造した第３の例について説明する。

【００６０】実施例４では、まず、ガラスエポキシ基板
５２の端子電極５２ａ（Ｃｕ製）上、およびジャンパー
抵抗５１の端子電極５１ａ（ＳｎＰｂ製）上に、アルコ
ール溶液Ａを塗布したのち、アルコールを蒸発させるた
めにオーブン中で６０℃で１０分加熱してアルコールを
蒸発させ、金属塩を端子電極上に塗布した。

【００６１】次に、導電性接着剤を、端子電極５２ａ上
にスクリーン印刷し、ジャンパー抵抗５１を、マウンタ
ーを用いて搭載した。導電性接着剤には、市販の導電性
接着剤（ニホンハンダ製ＮＨ０１０，金属粒子：Ａ
ｇ）：９５質量部と、還元剤であるビタミンＢ：５質量
部とからなる導電性接着剤を用いた。

【００６２】次に、導電性接着剤を硬化させるために、
オーブン中で１５０℃で３０分間加熱した。その結果、
金属塩中のＣｕイオンが還元されてＣｕとなり、端子電
極５１ａとＡｇ粒子との間、および、端子電極５２ａと
Ａｇ粒子との間にはＣｕによる金属結合が形成された。

【００６３】なお、実施例４では、金属塩中の金属とし
て銅を用いたが、実施の形態で述べたように、イオン化
できる金属ならば良く、Ａｇ、Ｚｎ、ＳｎまたはＡｕな
ども用いることができる。また、金属塩の対イオンとし
て、本実施例では酢酸イオンを用いたが、実装後に腐食
等の悪影響を及ぼさないイオンであれば、酢酸アンモニ
ウム等他のイオンを用いても良い。金属塩を溶解するア
ルコールとしては、金属元素を含む化合物を溶解し、導
電性接着剤の硬化時に蒸発するものであれば良いので、
本実施例で用いたイソプロピルアルコールやジエチレン
グリコールモノアセテートに限定されない。

【００６４】また、本実施例では、導電性接着剤に添加
する還元剤としてビタミンＢを用いたが、金属塩中の金
属イオンを還元できるものなら良いので、これに限定さ
れない。

【００６５】（実施例５）実施例５では、実施形態３で
説明した製造方法によって実施例１に示した実装構造体
を製造した一例について説明する。

【００６６】まず、ジャンパー抵抗５１の端子電極（Ｓ
ｎＰｂ）５１ａ上、および、ガラスエポキシ基板５２の
端子電極（Ｃｕ）５２ａ上に、イオン伝導体のアルコー
ル溶液を塗布した。イオン伝導帯のアルコール溶液に
は、イオン伝導体であるＣＨ₃ＣＯＯＨの１質量％水溶
液（５質量部）と、イソプロピルアルコール（９０質量
部）と、ジエチレングリコールモノアセテート（１０質
量部）とからなるアルコール溶液を用いた。その後、オ
ーブン中で６０℃で１０分加熱することによってアルコ
ールを蒸発させ、端子電極５１ａおよび５２ａ上にイオ
ン伝導帯を塗布した。

【００６７】次に、市販の導電性接着剤（ニホンハンダ
製ＮＨ０１０，金属粒子：Ａｇ粒子）を端子電極上にス
クリーン印刷し、ジャンパー抵抗５１を、マウンターを
用いて搭載した。そして、オーブン中で１５０℃で３０
分間加熱することによって、導電性接着剤を硬化させ
た。

【００６８】その後、端子電極５１ａと端子電極５２ａ
との間に、電流発生装置を用いて５０ｍＡの電流を１０
秒間流した。なお、このとき、ジャンパー抵抗５１側を
高電位に、ガラスエポキシ基板５２側を低電位に設定し
た。その結果、ジャンパー抵抗５１の端子５１ａと導電
性接着剤との接触面においては、端子電極５１ａのＳｎ
Ｐｂが溶け出して、金属粒子との間に金属結合が形成さ
れた。また、ガラスエポキシ基板５２の端子電極５２ａ
と導電性接着剤との接触面においては、金属粒子が溶け
出して導電性粒子と端子電極５２ａとの間に金属結合が
形成された。

【００６９】なお、本実施例では、イオン伝導体として
酢酸水溶液を用いたが、金属イオンが移動できる媒体で
あれば良いので、これに限定されない。

【００７０】また、本実施例では、金属を溶出させるた
めに５０ｍＡの電流を１０秒間流したが、電流値および
時間については、できるだけ高い電流および長時間が好
ましい。ただし、部品へのダメージ等を考慮すると１０
０ｍＡ、３０秒程度に抑えることが好ましい。

【００７１】（比較例１）比較例１では、従来の導電性
接着剤を用いた従来の実装構造体について説明する。比
較例１の実装構造体の外観は、図５に示した本発明の実
施例１の実装構造体とほぼ同じであるが、金属粒子の金
属と端子電極の金属との間は、各々の金属表面に存在す
る水酸基を介して、水素結合で結びついているところが
実施例とは異なる。

【００７２】比較例１の実装構造体について、実施例１
に示した方法にしたがって、接着強度の測定を行った。
その結果、接着強度は１３．７２Ｎ（１．４ｋｇｆ）で
あった。

【００７３】（比較例２）比較例２では、はんだを用い
た実装構造体について説明する。比較例２の実装構造体
では、図５に示した実施例１の実装構造体と同じジャン
パー抵抗およびガラスエポキシ基板を、ＳｎＰｂ共晶は
んだを用いて実装したものである。

【００７４】比較例２の実装構造体について、実施例１
に示した方法にしたがって、接着強度の測定を行った。
その結果、接着強度は、５７．８２Ｎ（５．９ｋｇｆ）
の接着強度を得た。

【００７５】以上に述べたように、本発明の実装構造体
およびその製造方法を用いると、従来の導電性接着剤を
用いた実装構造体と比較して接着強度がはるかに向上
し、はんだを用いた実装構造体と同等の接着強度を実現
することができる。

【００７６】以上、本発明の実施の形態について例を挙
げて説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施
例に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形
態に適用することができる。

【００７７】たとえば、実施例では、実装構造体とし
て、３２１６サイズの０Ωジャンパー抵抗とガラスエポ
キシ基板の実装のみを示したが、他の表面実装部品やパ
ッケージ部品、挿入部品のプリント基板への実装にも適
用できることはいうまでもない。また、半導体装置のキ
ャリア基板への実装などの１次実装にも適用できること
はいうまでもない。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の実装構造
体およびその製造方法によれば、鉛フリーの導電性接着
剤を用いた信頼性が高い実装構造体が得られる。すなわ
ち、本発明によれば、導電性接着剤実装における接着強
度の改善という課題を容易に解決することができ、導電
性接着剤を用いた実装技術の進展に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実装構造体について一例を示す断面
図である。

【図２】 図１に示した実装構造体について構造を示す
模式図である。

【図３】 本発明の実装構造体の製造方法について一例
を示す工程図である。

【図４】 本発明の実装構造体の製造方法について他の
一例を示す工程図であある。

【図５】 本発明の実装構造体について他の一例を示す
断面図である。

【図６】 本発明の実装構造体の評価方法を示す図であ
る。

【図７】 従来の実装構造体の一例について構造を示す
模式図である。

【符号の説明】

１０、５０ 実装構造体 １１ 第１の電子部品 １１ａ、１２ａ 端子電極 １２ 第２の電子部品 １３ 導電性接着剤 ２３ 金属結合 ３１ 化合物 ４１ イオン伝導帯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北江 孝史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 三谷 力 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AB05 BB11 CC12 5F044 KK01 KK18 KK19 LL07 QQ06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の電子部品と第２の電子部品とを含
   む実装構造体であって、 前記第１の電子部品の端子電極と前記第２の電子部品の
   端子電極とが、金属粒子を含む導電性接着剤によって電
   気的に接続されており、 前記第１の電子部品の端子電極および前記第２の電子部
   品の端子電極から選ばれる少なくとも１つの電極を構成
   する金属と前記金属粒子を構成する金属とが、前記電極
   と前記導電性接着剤との接点において金属結合を形成し
   ていることを特徴とする実装構造体。
2. 【請求項２】 第１の電子部品と第２の電子部品とを含
   み、前記第１の電子部品の端子電極と前記第２の電子部
   品の端子電極とが金属粒子を含む導電性接着剤によって
   電気的に接続されている実装構造体の製造方法であっ
   て、 前記第１の電子部品の端子電極および前記第２の電子部
   品の端子電極から選ばれる少なくとも１つの電極上に金
   属元素を含む化合物を塗布する第１の工程と、 前記第１の電子部品の端子電極と前記第２の電子部品の
   端子電極とを前記導電性接着剤によって接着する第２の
   工程と、 前記金属元素からなる金属を前記化合物から析出させる
   第３の工程とを含むことを特徴とする実装構造体の製造
   方法。
3. 【請求項３】 前記化合物は金属イオンを含む金属塩で
   あり、 前記第３の工程は、前記第１の電子部品の端子電極と前
   記第２の電子部品の端子電極との間に電流を流すことに
   よって前記金属イオンを還元する工程を含む請求項２に
   記載の実装構造体の製造方法。
4. 【請求項４】 第１の電子部品と第２の電子部品とを含
   み、前記第１の電子部品の端子電極と前記第２の電子部
   品の端子電極とが金属粒子を含む導電性接着剤によって
   電気的に接続されている実装構造体の製造方法であっ
   て、 前記第１の電子部品の端子電極および前記第２の電子部
   品の端子電極から選ばれる少なくとも１つの電極上にイ
   オン伝導体を塗布する第１の工程と、 前記第１の電子部品の端子電極と前記第２の電子部品の
   端子電極とを前記導電性接着剤によって接着する第２の
   工程と、 前記第１の電子部品の端子電極と前記第２の電子部品の
   端子電極との間に電流を流す第３の工程とを含むことを
   特徴とする実装構造体の製造方法。