JP2005109415A - Mounting structure of electronic part - Google Patents

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Hirokazu Imai
今井　　博和
Akira Niiobi
亮 新帯
Shinji Totokawa
真志 都外川
Yuji Otani
祐司 大谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the conductivity between an electrode of a substrate and an electrode of an electronic part, and a conductive filler contained in a conductive adhesive, in connecting the electrodes with each other through the conductive adhesive. <P>SOLUTION: A structure for mounting an electronic part is arranged such that the electronic parts 20, 20a are mounted on the substrate 10, and that the electrode 11 of the substrate and the electrodes 21, 21a of the electronic part are connected through the conductive adhesive 30 in which the conductive filler 31 is dispersed in a resin 32. In the conductive adhesive 30, the conductive filler 31, i.e. a core particle, is provided on its surface with fine metal particles 33 which are smaller than the core particle and made of a metal having a lower melting point than that of the metal constituting the core particle. Electrical connection is established by allowing the fine metal particles 33 to melt together in a state where the electrode 11 of the substrate and the electrodes 21, 21a of the electronic part are connected through the conductive adhesive 30. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板上に電子部品を搭載し、基板の電極と電子部品の電極とを導電性接着剤を介して接続してなる電子部品の実装構造に関する。   The present invention relates to an electronic component mounting structure in which an electronic component is mounted on a substrate, and the electrode of the substrate and the electrode of the electronic component are connected via a conductive adhesive.

近年、電子部品の実装において、はんだ接続に替わる接続方法として、導電性接着剤を用いた接続方法が採用されてきている（例えば、特許文献１参照）。導電性接着剤による接続は、Ｐｂを使用しないため、環境問題に対応できること、はんだフラックスの洗浄を廃止できること等のメリットがある。
特開２０００−３１９６２２号公報 In recent years, in the mounting of electronic components, a connection method using a conductive adhesive has been adopted as a connection method instead of solder connection (see, for example, Patent Document 1). Since the connection by the conductive adhesive does not use Pb, there are merits such as being able to cope with environmental problems and abolishing the cleaning of the solder flux.
JP 2000-319622 A

しかしながら、本発明者の検討によれば、電子部品の電極として、はんだに使用されている一般的なＳｎ系の電極を用いた場合、導電性接着剤として、一般的に使用されているエポキシ系樹脂に導電性フィラーとしてＡｇフィラーを充填したタイプのものを用いると、良好な接続信頼性を得ることができないことがわかった。   However, according to the study of the present inventor, when a general Sn-based electrode used for solder is used as an electrode of an electronic component, an epoxy-based material generally used as a conductive adhesive is used. It was found that good connection reliability could not be obtained when using a resin filled with Ag filler as a conductive filler.

具体的には、図４に示すような従来の一般的な実装構造について検討を行った。電子部品２０としてＳｎからなる電極２１を有するチップコンデンサを、上記のエポキシ系樹脂３２にＡｇフィラー３１を充填した導電性接着剤Ｊ３０を介して基板１０の電極１１に接続した場合について調べた。   Specifically, a conventional general mounting structure as shown in FIG. 4 was examined. The case where the chip capacitor having the electrode 21 made of Sn as the electronic component 20 was connected to the electrode 11 of the substrate 10 through the conductive adhesive J30 in which the epoxy resin 32 was filled with the Ag filler 31 was examined.

図４に示すように、従来の導電性接着剤Ｊ３０では、導電性接着剤Ｊ３０中のフィラー３１と電極１１、２１との接触、およびフィラー３１同士が接触することにより、導電性を得ている。   As shown in FIG. 4, in the conventional conductive adhesive J30, conductivity is obtained by contact between the filler 31 and the electrodes 11 and 21 in the conductive adhesive J30 and the fillers 31 in contact with each other. .

このような実装構造について高温高湿試験を行った。試験条件は、８５℃、８５％ＲＨであり、放置試験を行った。その結果を図５に示す。   A high temperature and high humidity test was conducted on such a mounting structure. The test conditions were 85 ° C. and 85% RH, and a standing test was performed. The result is shown in FIG.

図５では、横軸に試験時間（ｈ）すなわち高温高湿環境下への放置時間をとり、縦軸に部品接続抵抗（ｍΩ）すなわち基板１０の電極１１と電子部品２０の電極２１との間の抵抗値をとった。   In FIG. 5, the horizontal axis represents the test time (h), that is, the standing time in a high temperature and high humidity environment, and the vertical axis represents the component connection resistance (mΩ), that is, between the electrode 11 of the substrate 10 and the electrode 21 of the electronic component 20. The resistance value was taken.

図５に示すように、試験時間の増加とともに部品接続抵抗が上昇している。つまり、高温高湿では接続抵抗が上昇するという不具合が生じる。これはＳｎからなる部品電極２１の表面が熱と水分によって酸化することにより、部品電極２１と導電性接着剤Ｊ３０中のフィラー３１との接触抵抗が上昇したためである。   As shown in FIG. 5, the component connection resistance increases as the test time increases. That is, there is a problem that the connection resistance increases at high temperature and high humidity. This is because the contact resistance between the component electrode 21 and the filler 31 in the conductive adhesive J30 is increased by oxidizing the surface of the component electrode 21 made of Sn with heat and moisture.

このような不具合は、一般的な導電性接着剤Ｊ３０のフィラー３１であるＡｇと電子部品２０の電極２１の材質であるＳｎとが接触しているがゆえに発生する現象である。そのため、部品電極２１の表面に酸化膜が発生すると、フィラー３１と部品電極２１との接触界面の抵抗が増大してしまうのである。   Such a defect is a phenomenon that occurs because Ag, which is a filler 31 of a general conductive adhesive J30, and Sn, which is a material of the electrode 21 of the electronic component 20, are in contact with each other. Therefore, when an oxide film is generated on the surface of the component electrode 21, the resistance at the contact interface between the filler 31 and the component electrode 21 increases.

また、本発明者は、熱膨張係数の大きい電子部品を熱膨張係数の小さい基板に実装した場合について温度サイクル試験を行った。   In addition, the present inventor conducted a temperature cycle test when an electronic component having a large thermal expansion coefficient was mounted on a substrate having a small thermal expansion coefficient.

具体的には、図６に示すような実装構造について検討を行った。熱膨張係数の大きい電子部品２０ａとして、Ｃｕ（銅）からなるリード２１ａを有するモールドダイオード部品２０ａを用いた。ここで、銅からなるリード２１ａは電子部品２０ａの電極２１ａとして構成されている。   Specifically, a mounting structure as shown in FIG. 6 was examined. As the electronic component 20a having a large thermal expansion coefficient, a molded diode component 20a having a lead 21a made of Cu (copper) was used. Here, the lead 21a made of copper is configured as an electrode 21a of the electronic component 20a.

また、熱膨張係数の小さい基板１０としては、セラミック基板１０を用いた。また、導電性接着剤Ｊ３０としては、上述したような一般的に使用されているエポキシ系樹脂に導電性フィラーとしてＡｇフィラーを充填したタイプのものを用いた。   Moreover, the ceramic substrate 10 was used as the board | substrate 10 with a small thermal expansion coefficient. Further, as the conductive adhesive J30, a type in which an Ag filler as a conductive filler is used in the epoxy resin generally used as described above is used.

そして、銅からなるリード２１ａを電極として有する電子部品としてのモールドダイオード部品２０ａを、上記のエポキシ系樹脂にＡｇフィラーを充填した導電性接着剤Ｊ３０を介してセラミック基板１０の電極１１に接続した。   And the mold diode component 20a as an electronic component which has the lead 21a which consists of copper as an electrode was connected to the electrode 11 of the ceramic substrate 10 through the conductive adhesive J30 which filled Ag filler into said epoxy resin.

そして、温度サイクル試験としては、−４０℃で３０分間と１２０℃で３０分間との温度変化を１サイクルとしたサイクル条件とした。この温度サイクル試験において、サイクル数と部品引っ張り強度との関係を調べた。その結果が図７に示されている。   And as a temperature cycle test, it was set as the cycle conditions which made the temperature change of -40 degreeC for 30 minutes and 120 degreeC for 30 minutes into 1 cycle. In this temperature cycle test, the relationship between the number of cycles and the component tensile strength was examined. The result is shown in FIG.

図７では、横軸にサイクル数、縦軸に引っ張り強度、すなわちモールドダイオード部品２０ａを引っ張ったときの導電性接着剤Ｊ３０の引っ張り強度をが示されている。この引っ張り強度の単位はＮである。   In FIG. 7, the horizontal axis represents the number of cycles, and the vertical axis represents the tensile strength, that is, the tensile strength of the conductive adhesive J30 when the molded diode component 20a is pulled. The unit of this tensile strength is N.

図７に示されるように、サイクル数が増加するにつれて、部品引っ張り強度は低下していく。   As shown in FIG. 7, the component tensile strength decreases as the number of cycles increases.

これは、モールドダイオード部品２０ａとセラミック基板１０との間の熱膨張係数差が大きく、この大きな熱膨張係数差により、導電性接着剤Ｊ３０による接続部において過度の応力が発生することから、導電性接着剤Ｊ３０にクラックが発生したり、接続界面で剥離するという不具合によって接続強度が低下してしまうためである。   This is because the thermal expansion coefficient difference between the molded diode component 20a and the ceramic substrate 10 is large, and due to this large thermal expansion coefficient difference, excessive stress is generated at the connection portion by the conductive adhesive J30. This is because the connection strength is reduced due to a problem that the adhesive J30 is cracked or peeled off at the connection interface.

そして、このことは、従来の導電性接着剤Ｊ３０において、樹脂中のフィラー同士を圧接し、固定させる必要があるため、適度の収縮力と高弾性を有するエポキシ系の樹脂を採用しているがゆえの不具合である。   This is because, in the conventional conductive adhesive J30, it is necessary to press and fix the fillers in the resin, so that an epoxy resin having an appropriate shrinkage force and high elasticity is adopted. Therefore, it is a malfunction.

つまり、エポキシ系樹脂は、硬化後の状態においてＧＰａ（ギガパスカル）オーダーの高い弾性を有しており、樹脂の収縮力が大きく、その大きな収縮力によってフィラー同士を圧接している。   That is, the epoxy resin has a high elasticity of GPa (Giga Pascal) order in the cured state, the resin has a large shrinkage force, and the fillers are pressed against each other by the large shrinkage force.

そして、樹脂が高弾性であると、上記したモールドダイオード部品２０ａとセラミック基板１０との間の大きな熱膨張係数差により発生する応力が、樹脂によって吸収されにくい。そのため、導電性接着剤Ｊ３０において上記したようなクラックや剥離が発生してしまうのである。   If the resin is highly elastic, the stress generated by the large difference in thermal expansion coefficient between the molded diode component 20a and the ceramic substrate 10 is difficult to be absorbed by the resin. Therefore, cracks and peeling as described above occur in the conductive adhesive J30.

そこで、本発明は上記問題に鑑み、基板の電極と電子部品の電極とを導電性接着剤を介して接続するにあたり、各電極と導電性接着剤中の導電性フィラーとの導通性を向上させることを目的とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention improves the conductivity between each electrode and the conductive filler in the conductive adhesive when connecting the electrode of the substrate and the electrode of the electronic component via the conductive adhesive. For the purpose.

上記目的を達成するため、鋭意検討を行った。まず、電子部品の電極とフィラーとの接触性を向上させるためには、導電性接着剤中のフィラーの融点を下げることを考えた。   In order to achieve the above object, intensive studies were conducted. First, in order to improve the contact between the electrode of the electronic component and the filler, it was considered to lower the melting point of the filler in the conductive adhesive.

フィラーの融点を下げれば、導電性接着剤の硬化時の熱により、フィラーを溶融させ、フィラー同士およびフィラーと電極との接続を融着の形とすることができ、上記した酸化膜が発生する問題を回避できる。   If the melting point of the filler is lowered, the filler can be melted by heat at the time of curing of the conductive adhesive, and the connection between the filler and the filler and the electrode can be made into a fusion form, and the above-described oxide film is generated. The problem can be avoided.

しかし、フィラー全体が溶融してしまっては、導通経路の確保は難しい。そこで、フィラーにおいてコア粒子とこのコア粒子の表面を被覆する被覆粒子との組み合わせを考え、コア粒子にてフィラー形状を保ちつつ、被覆粒子を低融点化すればよいのではないかと考えた。   However, if the entire filler is melted, it is difficult to secure a conduction path. Then, the combination of the core particle and the covering particle which coat | covers the surface of this core particle in a filler was considered, and it thought that the coating particle should just make low melting | fusing point, keeping a filler shape in a core particle.

本発明は、以上の検討から得られた知見に基づいて創出されたものである。   The present invention has been created based on the findings obtained from the above studies.

すなわち、請求項１に記載の発明では、導電性フィラー（３１）が樹脂（３２）中に分散されてなる導電性接着剤（３０）を用いるとともに、基板（１０）上に電子部品（２０、２０ａ）を搭載し、基板の電極（１１）と電子部品の電極（２１、２１ａ）とを導電性接着剤（３０）を介して接続してなる電子部品の実装構造において、次のような特徴点を有している。   That is, in the invention according to claim 1, while using the conductive adhesive (30) in which the conductive filler (31) is dispersed in the resin (32), the electronic component (20, 20a), and an electronic component mounting structure in which an electrode (11) of a substrate and an electrode (21, 21a) of an electronic component are connected via a conductive adhesive (30), the following characteristics Has a point.

・導電性接着剤（３０）として、導電性フィラー（３１）をコア粒子として、このコア粒子の表面にコア粒子よりも小さい粒子であって且つコア粒子を構成する金属の融点よりも低い融点を有する金属からなる金属微粒子（３３）が設けられているものを用いていること。   As the conductive adhesive (30), the conductive filler (31) is used as a core particle, and the surface of the core particle has a melting point that is smaller than the core particle and lower than the melting point of the metal constituting the core particle. What is provided with the metal fine particle (33) which consists of a metal which has is used.

・基板の電極（１１）と電子部品の電極（２１、２１ａ）とが導電性接着剤（３０）を介して接続された状態において、金属微粒子（３３）同士が溶融し合うことで電気的に接続されていること。本発明はこれらの点を特徴としている。   In the state where the electrode (11) of the substrate and the electrode (21, 21a) of the electronic component are connected via the conductive adhesive (30), the metal fine particles (33) are electrically melted together. Be connected. The present invention is characterized by these points.

それによれば、導電性接着剤（３０）に含まれる導電性フィラー（３１）として、その表面に導電性フィラー（３１）を構成する金属よりも低融点の金属からなる金属微粒子（３３）が付着したものを用いているため、導電性接着剤（３０）の硬化時の熱により、この金属微粒子（３３）を溶融させることが容易にできる。   According to this, as the conductive filler (31) contained in the conductive adhesive (30), metal fine particles (33) made of a metal having a melting point lower than that of the metal constituting the conductive filler (31) adhere to the surface. Therefore, the metal fine particles (33) can be easily melted by heat when the conductive adhesive (30) is cured.

そして、この金属微粒子（３３）の溶融により、基板の電極（１１）と電子部品の電極（２１、２１ａ）とが導電性接着剤（３０）を介して接続された状態において、導電性フィラー（３１）間にて金属微粒子（３３）同士が溶融し合う、すなわち融着された状態となる。   In the state where the electrode (11) of the substrate and the electrode (21, 21a) of the electronic component are connected via the conductive adhesive (30) by melting of the metal fine particles (33), the conductive filler ( 31) The metal fine particles (33) are melted together, that is, in a fused state.

また、このとき、基板（１０）および電子部品（２０、２０ａ）の各電極（１１、２１、２１ａ）と導電性フィラー（３１）との間も溶融した金属微粒子（３３）によって融着された状態となる。   At this time, the electrodes (11, 21, 21a) of the substrate (10) and the electronic component (20, 20a) and the conductive filler (31) were also fused by the molten metal fine particles (33). It becomes a state.

つまり、導電性フィラー（３１）と基板（１０）および電子部品（２０、２０ａ）の各電極（１１、２１、２１ａ）とは、従来のような単なる接触ではなく、この金属微粒子（３３）の融着というより接触性の高い形態によって導通した形となる。   That is, the conductive filler (31) and the electrodes (11, 21, 21a) of the substrate (10) and the electronic component (20, 20a) are not simply contact as in the prior art, but the metal fine particles (33). It becomes a conductive form by a form with high contact rather than fusion.

よって、本発明によれば、基板（１０）の電極（１１）と電子部品（２０、２０ａ）の電極（２１、２１ａ）とを導電性接着剤（３０）を介して接続するにあたり、各電極（１１、２１、２１ａ）と導電性接着剤（３０）中の導電性フィラー（３１）との導通性を向上させることができる。   Therefore, according to the present invention, when the electrode (11) of the substrate (10) and the electrode (21, 21a) of the electronic component (20, 20a) are connected via the conductive adhesive (30), each electrode The conductivity between (11, 21, 21a) and the conductive filler (31) in the conductive adhesive (30) can be improved.

その結果、電子部品の電極表面に酸化膜が発生することによる、導電性フィラーと電子部品の電極との間の接触抵抗の上昇という問題も、回避することができる。   As a result, the problem of an increase in contact resistance between the conductive filler and the electrode of the electronic component due to the generation of an oxide film on the electrode surface of the electronic component can also be avoided.

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電子部品の実装構造において、金属微粒子（３３）は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｉｎおよびこれらの合金から選択されたものからなることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the electronic component mounting structure according to the first aspect, the metal fine particles (33) are selected from Sn, Bi, Pb, In and alloys thereof. It is characterized by.

請求項１に記載の発明における金属微粒子（３３）としては、このようなものを採用することができる。   Such a thing can be employ | adopted as a metal microparticle (33) in the invention of Claim 1.

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の電子部品の実装構造において、金属微粒子（３３）は、粒子径は０．５μｍ以上１０μｍ以下のものであることを特徴としている。   In the invention according to claim 3, in the electronic component mounting structure according to claim 1 or claim 2, the metal fine particles (33) have a particle diameter of 0.5 μm or more and 10 μm or less. It is a feature.

請求項１または請求項２に記載の発明における金属微粒子（３３）の粒子径としては、このようなものにできる。   The particle diameter of the metal fine particles (33) in the invention described in claim 1 or claim 2 can be such.

また、請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の電子部品の実装構造において、導電性接着剤（３０）における樹脂（３２）は、当該樹脂（３２）が導電性フィラー（３１）を含有した状態においてエポキシ系樹脂よりも低い弾性を有するものであることを特徴としている。   Moreover, in invention of Claim 4, in the mounting structure of the electronic component as described in any one of Claims 1-3, resin (32) in a conductive adhesive (30) is said resin ( 32) is characterized in that it has lower elasticity than the epoxy resin in the state containing the conductive filler (31).

本発明では、樹脂（３２）がエポキシ系樹脂よりも低い弾性を有するものであるため、従来のエポキシ系樹脂からなる導電性接着剤の場合よりも、基板（１０）と電子部品（２０、２０ａ）との間でこれら両者の熱膨張係数差により接続部に発生する応力を、導電性接着剤（３０）によって適切に吸収することができる。   In the present invention, since the resin (32) has lower elasticity than that of the epoxy resin, the substrate (10) and the electronic component (20, 20a) can be used as compared with the case of a conductive adhesive made of a conventional epoxy resin. ) Can be appropriately absorbed by the conductive adhesive (30) due to the difference in thermal expansion coefficient between them.

そのため、本発明によれば、上記請求項１に記載の発明の効果に加えて、導電性接着剤にクラックが発生したり、接続界面で剥離が発生したりすることを、従来に比べて極力抑制することが可能となる。   Therefore, according to the present invention, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the conductive adhesive is cracked or peeled off at the connection interface as much as possible as compared with the prior art. It becomes possible to suppress.

その結果、温度サイクル（熱衝撃）による電子部品の引っ張り強度の低下を、従来に比べて極力抑制することができる。   As a result, the decrease in the tensile strength of the electronic component due to the temperature cycle (thermal shock) can be suppressed as much as possible compared to the conventional case.

また、請求項５に記載の発明では、導電性フィラー（３１）が樹脂（３２）中に分散されてなる導電性接着剤（３０）を用いるとともに、基板（１０）上に電子部品（２０、２０ａ）が搭載されており、基板の電極（１１）と電子部品の電極（２１、２１ａ）とが導電性接着剤（３０）を介して接続されてなる電子部品の実装構造において、次のような特徴点を有するものである。   Moreover, in invention of Claim 5, while using the electroconductive adhesive (30) by which an electroconductive filler (31) is disperse | distributed in resin (32), an electronic component (20, 20a) is mounted, and in the electronic component mounting structure in which the electrode (11) of the substrate and the electrodes (21, 21a) of the electronic component are connected via the conductive adhesive (30), It has various characteristic points.

・導電性接着剤（３０）として、導電性フィラー（３１）をコア粒子として、このコア粒子の表面にコア粒子よりも小さい粒子であって且つコア粒子を構成する金属の融点よりも低い融点を有する金属からなる金属微粒子（３３）が設けられているとともに、樹脂（３２）が導電性フィラー（３１）を含有した状態においてエポキシ系樹脂よりも低い弾性を有するものを用いること。   As the conductive adhesive (30), the conductive filler (31) is used as a core particle, and the surface of the core particle has a melting point that is smaller than the core particle and lower than the melting point of the metal constituting the core particle. Metal fine particles (33) made of a metal having them are provided, and the resin (32) has a lower elasticity than the epoxy resin in a state where the resin (32) contains a conductive filler (31).

・基板の電極（１１）と電子部品の電極（２１、２１ａ）とが導電性接着剤（３０）を介して接続された状態において、金属微粒子（３３）同士が溶融し合うことで電気的に接続されていること。これらの点を特徴としている。   In the state where the electrode (11) of the substrate and the electrode (21, 21a) of the electronic component are connected via the conductive adhesive (30), the metal fine particles (33) are electrically melted together. Be connected. It is characterized by these points.

本発明は、請求項１の発明に請求項４の発明を組み合わせたものであり、これら両発明の作用効果が期待できる。   The present invention is a combination of the invention of claim 1 with the invention of claim 4, and the effects of both the inventions can be expected.

つまり、本発明によれば、基板の電極（１１）と電子部品の電極（２１、２１ａ）とを導電性接着剤（３０）を介して接続するにあたり、各電極（１１、２１、２１ａ）と導電性接着剤（３０）中の導電性フィラー（３１）との導通性の向上、および、導電性接着剤（３０）の硬化収縮時の応力低減による接続強度の確保の両立が図れるのである。   That is, according to the present invention, when the electrode (11) of the substrate and the electrode (21, 21a) of the electronic component are connected via the conductive adhesive (30), each electrode (11, 21, 21a) It is possible to achieve both the improvement of the conductivity with the conductive filler (31) in the conductive adhesive (30) and the securing of the connection strength by reducing the stress at the time of curing shrinkage of the conductive adhesive (30).

また、これら請求項４および請求項５に記載の発明では、上記請求項１に記載の発明の効果、すなわち融着という確実な電気的接続が得られていることから、従来のような導電性フィラー同士を、高弾性な樹脂によって圧接する必要はない。そのため、低弾性な樹脂（３２）を用いても安定した導通性が得られるのである。   In the inventions according to the fourth and fifth aspects, the effect of the invention according to the first aspect, that is, a reliable electrical connection such as fusion is obtained. It is not necessary to press the fillers with a highly elastic resin. Therefore, stable conductivity can be obtained even when the low elasticity resin (32) is used.

また、請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５に記載の電子部品の実装構造において、導電性フィラー（３１）を含有した状態における樹脂（３２）の弾性率は、１ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であることを特徴としている。   In the invention according to claim 6, in the electronic component mounting structure according to claim 4 or 5, the elastic modulus of the resin (32) in a state containing the conductive filler (31) is 1 MPa or more. It is characterized by being 500 MPa or less.

請求項４または請求項５に記載の樹脂においては、その弾性率は、１ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下とすることができる。   In the resin according to claim 4 or 5, the elastic modulus can be set to 1 MPa or more and 500 MPa or less.

また、請求項７に記載の発明では、請求項４ないし請求項６のいずれか１つに記載されている電子部品の実装構造において、樹脂（３２）は、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂およびフッ素系樹脂の中から選択されたものであることを特徴としている。   According to a seventh aspect of the present invention, in the electronic component mounting structure according to any one of the fourth to sixth aspects, the resin (32) is a silicone resin, a polyimide resin, or a polyamide. It is characterized in that it is selected from a fluororesin and a fluororesin.

請求項４〜請求項６のいずれか１つに記載の樹脂としては、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂およびフッ素系樹脂等の中から選択されたものを採用することができる。   As the resin according to any one of claims 4 to 6, a resin selected from silicone resins, polyimide resins, polyamide resins, fluorine resins, and the like can be used.

また、請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の電子部品の実装構造において、樹脂（３２）は、シリコーン系樹脂であることを特徴としている。シリコーン系樹脂は、比較的耐熱性に優れ好ましい。   According to an eighth aspect of the present invention, in the electronic component mounting structure according to the seventh aspect, the resin (32) is a silicone-based resin. Silicone resins are preferred because of their relatively high heat resistance.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る電子部品の実装構造の要部を示す概略断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an electronic component mounting structure according to an embodiment of the present invention.

基板１０の上に電子部品２０が搭載され、基板１０の電極１１と電子部品２０の電極２１とが導電性接着剤３０を介して電気的に接続されている。なお、以下、基板１０の電極１１を基板電極１１、電子部品２０の電極２１を部品電極２１ということにする。   The electronic component 20 is mounted on the substrate 10, and the electrode 11 of the substrate 10 and the electrode 21 of the electronic component 20 are electrically connected via the conductive adhesive 30. Hereinafter, the electrode 11 of the substrate 10 is referred to as the substrate electrode 11, and the electrode 21 of the electronic component 20 is referred to as the component electrode 21.

基板１０は、セラミック基板やプリント基板、あるいはリードフレーム等を採用することができ、特に限定されるものではない。   The substrate 10 can employ a ceramic substrate, a printed substrate, a lead frame, or the like, and is not particularly limited.

基板電極１１は、基板１０の一面に形成されており、例えば、Ａｇ、ＡｇＳｎおよびＡｇＰｄ等のＡｇ系金属や、ＣｕおよびＣｕＮｉ等のＣｕ系金属や、Ｎｉ系金属、あるいはＡｕ等の材料を用いた厚膜やめっきから構成されたものである。   The substrate electrode 11 is formed on one surface of the substrate 10, and uses, for example, an Ag-based metal such as Ag, AgSn, and AgPd, a Cu-based metal such as Cu and CuNi, a Ni-based metal, or Au. It consists of thick film and plating.

電子部品２０としては、コンデンサや抵抗、半導体素子等の表面実装部品を採用することができる。図示例では、電子部品２０は、チップコンデンサを用いた例として示してある。   As the electronic component 20, a surface mount component such as a capacitor, a resistor, or a semiconductor element can be employed. In the illustrated example, the electronic component 20 is shown as an example using a chip capacitor.

また、部品電極２１は金属からなるものである。部品電極２１の金属としては、Ａｕ系金属、Ａｇ系金属、Ｎｉ系金属、Ｓｎ系金属等が用いられるが、ここでは、一例としてＳｎ系金属が用いられている。   The component electrode 21 is made of metal. As the metal of the component electrode 21, Au-based metal, Ag-based metal, Ni-based metal, Sn-based metal, and the like are used, but here, Sn-based metal is used as an example.

ここで、図２は、硬化前状態の導電性接着剤３０を模式的に示す図である。導電性接着剤３０としては、導電性フィラー３１をコア粒子として、このコア粒子の表面にコア粒子よりも小さい粒子であって且つコア粒子（つまり、導電性フィラー３１）を構成する金属の融点よりも低い融点を有する金属からなる金属微粒子３３が設けられているものを用いている。   Here, FIG. 2 is a diagram schematically showing the conductive adhesive 30 in a state before curing. As the conductive adhesive 30, the conductive filler 31 is used as a core particle, and the surface of the core particle is smaller than the core particle and has a melting point of the metal constituting the core particle (that is, the conductive filler 31). In addition, those provided with metal fine particles 33 made of a metal having a low melting point are used.

そして、このような導電性接着剤３０を用いて、図１に示されるように、基板電極１１と部品電極２１とが導電性接着剤３０を介して接続された状態においては、金属微粒子３３同士が溶融し合い融着することで電気的に接続されている。また、基板電極１１および部品電極２１と金属微粒子３３との間も溶融した金属微粒子３３が融着した状態となることで、電気的に接続されている。   Then, using such a conductive adhesive 30, as shown in FIG. 1, in a state where the substrate electrode 11 and the component electrode 21 are connected via the conductive adhesive 30, the metal fine particles 33 are connected to each other. Are electrically connected by melting and fusing. Further, the molten metal fine particles 33 are also fused between the substrate electrode 11 and the component electrode 21 and the metal fine particles 33 so that they are electrically connected.

この導電性接着剤３０において、樹脂３２は主剤、硬化剤、還元剤が混合されたものである。なお、還元剤は必要に応じて混合されるものであり、無いものであってもよい。   In the conductive adhesive 30, the resin 32 is a mixture of a main agent, a curing agent, and a reducing agent. In addition, a reducing agent is mixed as needed and may not exist.

主剤としては、エポキシ系樹脂およびそれを含む混合材料から選択されたものを採用することができ、硬化剤としては、アミン系化合物、フェノール化合物およびこれらの混合材料から選択されたものを採用することができる。   As the main agent, one selected from an epoxy resin and a mixed material containing the same can be adopted, and as the curing agent, one selected from an amine compound, a phenol compound and a mixed material thereof should be adopted. Can do.

還元剤は、導電性接着剤３０の硬化温度（通常１００℃〜２００℃程度）以下の温度にて部品電極２１の表面に形成されている金属酸化膜を還元する化合物であり、例えば、アルコール系、有機酸系、イミダゾール系化合物等から選択されたものを採用できる。   The reducing agent is a compound that reduces the metal oxide film formed on the surface of the component electrode 21 at a temperature equal to or lower than the curing temperature of the conductive adhesive 30 (usually about 100 ° C. to 200 ° C.). Those selected from organic acid-based compounds, imidazole-based compounds and the like can be employed.

より具体的に、還元剤としては、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセロール、テトラエチレングリコール、ジエチレングリコール、リピトール等を採用することができる。   More specifically, as the reducing agent, trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerol, tetraethylene glycol, diethylene glycol, Lipitol, or the like can be employed.

また、上述したように、本実施形態では導電性接着剤３０として、導電性フィラー３１をコア粒子として、この導電性フィラー３１の表面に導電性フィラー３１よりも小さい粒子であって且つ導電性フィラー３１を構成する金属の融点よりも低い融点を有する金属からなる金属微粒子３３が設けられているものを用いている。   Further, as described above, in this embodiment, the conductive adhesive 30 is the core particle, and the conductive filler 31 is a particle smaller than the conductive filler 31 on the surface of the conductive filler 31 and the conductive filler. The metal fine particles 33 made of a metal having a melting point lower than the melting point of the metal constituting the metal 31 are used.

具体的に、導電性フィラー３１については、その形状が鱗片粉または球状粉およびそれらの混合したものを採用することができる。また、その材質としては、部品電極２１を構成する金属との自然電位差が０．９以下のものが望ましい。これは、部品電極２１と導電性フィラー３１の両者の間の自然電位差が大きいと、これら両者のうち卑な方が腐食しやすいためである。   Specifically, for the conductive filler 31, a scale powder or a spherical powder and a mixture thereof can be adopted. Further, the material is preferably a material having a natural potential difference of 0.9 or less from the metal constituting the component electrode 21. This is because if the natural potential difference between both the component electrode 21 and the conductive filler 31 is large, the base of these two tends to corrode.

そのため、部品電極２１がＳｎである場合、導電性フィラー３１の材質としては、Ａｇ系（Ａｇ、ＡｇＳｎ、ＡｇＰｄ等）、Ｃｕ系（Ｃｕ、ＣｕＮｉ等）、Ｎｉ系、Ａｕ等の金属を採用することができる。また、導電性フィラー３１のサイズは、従来と同程度のものであり、例えば最大粒径が０．５μｍ以上のもの、具体的には最大粒径が１μｍ〜１００μｍ程度のものとすることができる。   Therefore, when the component electrode 21 is Sn, the conductive filler 31 is made of a metal such as Ag-based (Ag, AgSn, AgPd, etc.), Cu-based (Cu, CuNi, etc.), Ni-based, Au, or the like. be able to. Further, the size of the conductive filler 31 is about the same as the conventional size, for example, the maximum particle size can be 0.5 μm or more, specifically, the maximum particle size can be about 1 μm to 100 μm. .

なお、導電性フィラー３１としては、粒子全部が上記の金属からなるものでなくてもよく、例えば、樹脂を基部としその表面にＡｇ等のメッキを施してなる粒子を採用することもできる。   In addition, as the conductive filler 31, not all particles may be made of the above metal, and for example, particles having a resin as a base and plating the surface thereof with Ag or the like may be employed.

また、金属微粒子３３は、導電性フィラー３１の表面にコーティングされることによって付着している。金属微粒子３３は導電性フィラー３１よりも小さい粒子であるが、具体的な一例としては、金属微粒子の粒子径は０．５μｍ以上１０μｍ以下のものにすることができる。   Further, the metal fine particles 33 are attached by being coated on the surface of the conductive filler 31. The metal fine particles 33 are particles smaller than the conductive filler 31, but as a specific example, the particle diameter of the metal fine particles can be 0.5 μm or more and 10 μm or less.

また、金属微粒子３３は、導電性フィラー３１を構成する金属の融点よりも低い融点を有する金属からなるが、具体的な一例としては、金属微粒子３３は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｉｎおよびこれらの合金から選択されたものからなるものにできる。   The metal fine particles 33 are made of a metal having a melting point lower than the melting point of the metal constituting the conductive filler 31. As a specific example, the metal fine particles 33 are Sn, Bi, Pb, In, and these. It can be made of one selected from alloys.

また、導電性接着剤３０中の金属成分の量すなわち導電性フィラー３１および金属微粒子３３の量と、樹脂３２成分の量との重量比率は、導電性接着剤３０全体を１００％として例えば７０％〜９２％程度のものにすることができる。   The weight ratio of the amount of the metal component in the conductive adhesive 30, that is, the amount of the conductive filler 31 and the metal fine particles 33, and the amount of the resin 32 component is, for example, 70% when the entire conductive adhesive 30 is 100%. It can be about -92%.

このような導電性接着剤３０は、次のようにして作製することができる。導電性フィラー３１と金属微粒子３３との混合物を溶液または気体中で加熱することにより、金属微粒子３３の導電性フィラー３１の表面への焼結による融着または付着等を行う。これにより金属微粒子３３が表面に配置された導電性フィラー３１が形成される。   Such a conductive adhesive 30 can be produced as follows. By heating the mixture of the conductive filler 31 and the metal fine particles 33 in a solution or gas, the metal fine particles 33 are fused or adhered to the surface of the conductive filler 31 by sintering. Thereby, the conductive filler 31 having the metal fine particles 33 arranged on the surface is formed.

なお、後で行う導電性接着剤の硬化時に金属微粒子３３の融着・焼結反応が進むことができるように、この溶液または気体中での加熱の温度は、少なくとも導電性接着剤３０の硬化温度よりも低くし、金属微粒子３３の焼結を微量にしておく。   It should be noted that the heating temperature in this solution or gas is at least the curing of the conductive adhesive 30 so that the fusion / sintering reaction of the metal fine particles 33 can proceed during the curing of the conductive adhesive performed later. The temperature is lower than the temperature, and sintering of the metal fine particles 33 is kept in a very small amount.

そして、金属微粒子３３が表面に配置された導電性フィラー３１を、樹脂３２を構成する主剤、硬化剤、必要に応じて還元剤と一緒に混合する。こうして導電性接着剤３０ができあがる。   Then, the conductive filler 31 having the metal fine particles 33 disposed on the surface thereof is mixed together with the main agent constituting the resin 32, a curing agent, and, if necessary, a reducing agent. Thus, the conductive adhesive 30 is completed.

このようにして作製された導電性接着剤３０を用いて、電子部品２０を基板１０に接続する方法について述べる。図３は、上記図１に示す実装構造の組み付け方法を示す工程図である。   A method of connecting the electronic component 20 to the substrate 10 using the conductive adhesive 30 thus manufactured will be described. FIG. 3 is a process diagram showing a method for assembling the mounting structure shown in FIG.

まず、導電性接着剤供給工程では、上記導電性接着剤３０を、マスク印刷またはディスペンスにより基板１０の基板電極１１上に供給する。次に、部品組み付け工程では、基板電極１１と部品電極２１とを位置あわせした状態で基板１０の上に電子部品２０を搭載する。   First, in the conductive adhesive supply step, the conductive adhesive 30 is supplied onto the substrate electrode 11 of the substrate 10 by mask printing or dispensing. Next, in the component assembling step, the electronic component 20 is mounted on the substrate 10 in a state where the substrate electrode 11 and the component electrode 21 are aligned.

ここまでの工程は、常温雰囲気で行われ、導電性接着剤３０は硬化前（未硬化）の状態である。   The steps so far are performed in a room temperature atmosphere, and the conductive adhesive 30 is in a state before being cured (uncured).

次に、導電性接着剤硬化工程では、１００℃〜２００℃程度の硬化温度にて導電性接着剤３０を加熱し、硬化させる。それにより、電子部品２０と基板１０との接続が完了し、上記図１に示す実装構造ができあがる。   Next, in the conductive adhesive curing step, the conductive adhesive 30 is heated and cured at a curing temperature of about 100 ° C. to 200 ° C. Thereby, the connection between the electronic component 20 and the substrate 10 is completed, and the mounting structure shown in FIG. 1 is completed.

この硬化工程では、次に述べるような作用が進行する。硬化時の熱によって、樹脂３２中に還元剤を含有させた場合には、この還元剤により、部品電極２１の表面に初期的に形成されていた酸化膜が除去される。   In this curing step, the following action proceeds. When a reducing agent is contained in the resin 32 due to heat during curing, the oxide film initially formed on the surface of the component electrode 21 is removed by the reducing agent.

そして、硬化時の熱により、導電性フィラー３１に付着している金属微粒子３３が溶融し、部品電極２１の表面および基板電極の表面に金属微粒子３３とが融着すると同時に、金属微粒子３３同士が溶融しあって互いに融着する。つまり、図１に示すように、部品電極２１、導電性フィラー３１、基板電極１１の三者の間で金属微粒子３３の融着による導通形態が形成される。   Then, the metal fine particles 33 adhering to the conductive filler 31 are melted by heat at the time of curing, and the metal fine particles 33 are fused to the surface of the component electrode 21 and the surface of the substrate electrode. Melt and fuse together. That is, as shown in FIG. 1, a conductive form is formed by fusion of the metal fine particles 33 among the three components of the component electrode 21, the conductive filler 31, and the substrate electrode 11.

このように、本実施形態によれば、導電性接着剤３０に含まれる導電性フィラー３１として、その表面に導電性フィラー３１を構成する金属よりも低融点の金属からなる金属微粒子３３が付着したものを用いているため、導電性接着剤３０の硬化時の熱により、この金属微粒子３３を溶融させることが容易にできる。   As described above, according to the present embodiment, as the conductive filler 31 included in the conductive adhesive 30, metal fine particles 33 made of a metal having a melting point lower than that of the metal constituting the conductive filler 31 are attached to the surface. Since a material is used, the metal fine particles 33 can be easily melted by heat when the conductive adhesive 30 is cured.

そして、この金属微粒子３３の溶融により、基板電極１１と部品電極２１とが導電性接着剤３０を介して接続された状態において、導電性フィラー３１間にて金属微粒子３３同士が溶融し合う、すなわち融着された状態となる。また、このとき、基板１０および電子部品２０の各電極１１、２１と導電性フィラー３１との間も溶融した金属微粒子３３によって融着された状態となる。   Then, by melting the metal fine particles 33, the metal fine particles 33 are melted between the conductive fillers 31 in a state where the substrate electrode 11 and the component electrode 21 are connected via the conductive adhesive 30. It is in a fused state. At this time, the electrodes 10 and 21 of the substrate 10 and the electronic component 20 and the conductive filler 31 are also fused by the molten metal fine particles 33.

つまり、導電性フィラー３１と基板１０および電子部品２０の各電極１１、２１とは、従来のような単なる接触ではなく、この金属微粒子３３の融着というより接触性の高い形態によって導通した形となる。   That is, the conductive filler 31 and the electrodes 10 and 21 of the substrate 10 and the electronic component 20 are not simply in contact with each other as in the prior art, but are in a conductive state by a form with high contact rather than fusion of the metal fine particles 33. Become.

よって、本実施形態によれば、基板１０の電極１１と電子部品２０の電極２１とを導電性接着剤３０を介して接続するにあたり、各電極１１、２１と導電性接着剤３０中の導電性フィラー３１との導通性を向上させることができる。   Therefore, according to the present embodiment, when the electrode 11 of the substrate 10 and the electrode 21 of the electronic component 20 are connected via the conductive adhesive 30, the conductivity of each electrode 11, 21 and the conductive adhesive 30 is determined. The conductivity with the filler 31 can be improved.

その結果、部品電極２１表面に酸化膜が発生することによる、導電性フィラー３１と部品電極２１との間の接触抵抗の上昇という問題も、回避することができる。   As a result, the problem of an increase in contact resistance between the conductive filler 31 and the component electrode 21 due to the generation of an oxide film on the surface of the component electrode 21 can be avoided.

［変形例］
次に、本実施形態の変形例について述べる。 [Modification]
Next, a modification of this embodiment will be described.

まず、金属微粒子３３は、ミクロンオーダーまたはサブミクロンオーダーでなくてもよい。例えば、金属微粒子３３としては、ナノメーターレベルの粒子サイズを有するナノ粒子でもよい。ここでいうナノ粒子とは、最大粒径が５００ｎｍ未満のものであり、好ましくは１００ｎｍ以下のものを採用することができる。   First, the metal fine particles 33 may not be in the micron order or submicron order. For example, the metal fine particles 33 may be nanoparticles having a nanometer level particle size. Nanoparticles here are those having a maximum particle size of less than 500 nm, preferably those having a size of 100 nm or less.

このようにナノ粒子としての金属微粒子３３を採用した場合、樹脂３２としては、上記した主剤、硬化剤等の各剤に加えてナノ粒子用分散剤およびナノ粒子用捕捉剤が混合されたものを用いる。   Thus, when the metal fine particles 33 as nanoparticles are employed, the resin 32 is a mixture of a dispersion agent for nanoparticles and a capture agent for nanoparticles, in addition to the above-described main agents and curing agents. Use.

ナノ粒子用分散剤は、硬化前の状態（例えば５０℃以下の温度）にてナノ粒子である金属微粒子３３同士の焼結を抑制する化合物であり、例えば、アミン系化合物、アルコール系化合物、チオール系化合物等から選択されたものを採用できる。より具体的には、ナノ粒子用分散剤としてはアルキルアミン等を採用することができる。   The dispersant for nanoparticles is a compound that suppresses sintering of the metal fine particles 33 that are nanoparticles in a state before curing (for example, a temperature of 50 ° C. or less). For example, an amine compound, an alcohol compound, a thiol What was selected from the system compound etc. is employable. More specifically, an alkylamine or the like can be employed as the nanoparticle dispersant.

ナノ粒子用捕捉剤は、導電性接着剤３０の硬化温度（通常１００℃〜２００℃程度）以下の温度にてナノ粒子用分散剤との反応性を有する化合物であり、硬化時の加熱の際に、硬化温度以下で分散剤の基（例えばアミノ基）と反応し、金属微粒子３３から分散剤を除去して捕捉することで、ナノ粒子の焼結を促進させるものである。例えば、酸無水物等を採用できる。   The capture agent for nanoparticles is a compound having reactivity with the dispersant for nanoparticles at a temperature equal to or lower than the curing temperature (usually about 100 ° C. to 200 ° C.) of the conductive adhesive 30, and is heated during curing. In addition, it reacts with a dispersant group (for example, an amino group) at a temperature lower than the curing temperature, and removes and captures the dispersant from the metal fine particles 33 to promote the sintering of the nanoparticles. For example, an acid anhydride or the like can be employed.

このようなナノ粒子を金属微粒子３３として用いた導電性接着剤３０は、次のようにして作製することができる。上記した製造方法と同様に、導電性フィラー３１と金属微粒子３３との混合物を加熱することにより、金属微粒子３３が表面に配置された導電性フィラー３１を形成する。   The conductive adhesive 30 using such nanoparticles as the metal fine particles 33 can be produced as follows. Similarly to the above-described manufacturing method, the conductive filler 31 having the metal fine particles 33 disposed on the surface thereof is formed by heating the mixture of the conductive filler 31 and the metal fine particles 33.

そして、金属微粒子３３が表面に配置された導電性フィラー３１を、樹脂３２を構成する主剤、硬化剤、必要に応じて還元剤、さらにナノ粒子用分散剤、ナノ粒子用捕捉剤と一緒に混合する。こうして導電性接着剤３０ができあがる。   Then, the conductive filler 31 having the metal fine particles 33 disposed on the surface thereof is mixed together with the main component constituting the resin 32, a curing agent, a reducing agent as necessary, a dispersant for nanoparticles, and a trap for nanoparticles. To do. Thus, the conductive adhesive 30 is completed.

ここまでの工程は、常温雰囲気で行われ、導電性接着剤３０は硬化前（未硬化）の状態である。この状態の導電性接着剤３０では、上記図２に示すように、ナノ粒子である金属微粒子３３をナノ粒子用分散剤が被覆し、金属微粒子３３の焼結を防いでいるため樹脂３２中の導電性フィラー３１は、樹脂３２中に一様に分散している。   The steps so far are performed in a room temperature atmosphere, and the conductive adhesive 30 is in a state before being cured (uncured). In the conductive adhesive 30 in this state, as shown in FIG. 2, the metal fine particles 33 that are nanoparticles are coated with the dispersant for the nano particles to prevent the metal fine particles 33 from being sintered. The conductive filler 31 is uniformly dispersed in the resin 32.

このようにして作製された金属微粒子３３がナノ粒子である導電性接着剤３０を用いて、電子部品２０を基板１０に接続する方法について述べる。   A method of connecting the electronic component 20 to the substrate 10 using the conductive adhesive 30 in which the metal fine particles 33 thus produced are nanoparticles will be described.

上記図３において述べたのと同様に、導電性接着剤供給工程を行って、導電性接着剤３０を基板１０の基板電極１１上に供給し、部品組み付け工程を行って、基板電極１１と部品電極２１とを位置あわせした状態で基板１０の上に電子部品２０を搭載する。   As described in FIG. 3 above, the conductive adhesive supplying step is performed to supply the conductive adhesive 30 onto the substrate electrode 11 of the substrate 10 and the component assembling step is performed. The electronic component 20 is mounted on the substrate 10 in a state where the electrode 21 is aligned.

次に、上記図３において述べたのと同様に、導電性接着剤硬化工程を行い、１００℃〜２００℃程度の硬化温度にて導電性接着剤３０を加熱し、硬化させることにより、電子部品２０と基板１０との接続を完了させ、上記図１に示す実装構造を完成させる。   Next, in the same manner as described in FIG. 3, the conductive adhesive curing step is performed, and the conductive adhesive 30 is heated and cured at a curing temperature of about 100 ° C. to 200 ° C. The connection between the substrate 20 and the substrate 10 is completed, and the mounting structure shown in FIG. 1 is completed.

ここで、ナノ粒子の金属微粒子３３を用いた本例の場合には、硬化工程において、ナノ粒子用分散剤、ナノ粒子用捕捉剤によって、金属微粒子３３を被覆しているナノ粒子用分散剤を、ナノ粒子用捕捉剤がトラップする。   Here, in the case of the present example using the metal microparticles 33 of the nanoparticles, the nanoparticle dispersant covering the metal microparticles 33 with the nanoparticle dispersant and the nanoparticle capture agent in the curing step is used. The nanoparticle scavenger traps.

それにより、基板電極１１や部品電極２１と金属微粒子３３とが融着し、これら両者間にて金属接合が形成される。同時に金属微粒子３３同士が焼結し、さらに金属微粒子３３と導電性フィラー３１とも融着する。   Thereby, the substrate electrode 11 and the component electrode 21 and the metal fine particles 33 are fused, and a metal bond is formed between them. At the same time, the metal fine particles 33 are sintered together, and the metal fine particles 33 and the conductive filler 31 are also fused.

よって、本例においても、基板１０の電極１１と電子部品２０の電極２１とを導電性接着剤３０を介して接続するにあたり、各電極１１、２１と導電性接着剤３０中の導電性フィラー３１との導通性を向上させることができる。   Therefore, also in this example, in connecting the electrode 11 of the board | substrate 10 and the electrode 21 of the electronic component 20 through the conductive adhesive 30, the conductive filler 31 in each electrode 11 and 21 and the conductive adhesive 30 is used. The continuity with can be improved.

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、樹脂３２として主としてエポキシ系樹脂を用いたが、本実施形態では、導電性接着剤における樹脂３２を、導電性フィラー３１を含有した状態において硬化状態のときにエポキシ系樹脂よりも低い弾性を有するものとしている。 (Second Embodiment)
In the first embodiment, an epoxy resin is mainly used as the resin 32. However, in the present embodiment, the resin 32 in the conductive adhesive is epoxy resin when it is in a cured state in which the conductive filler 31 is contained. Less elastic.

つまり、本実施形態における電子部品の実装構造の要部や、硬化前状態の導電性接着剤３０の様子については、上記図１、図２に示されたものと同様であるが、本実施形態では、樹脂３２を上記第１実施形態とは変えたことが主たる相違点である。   That is, the main part of the electronic component mounting structure and the state of the conductive adhesive 30 in the pre-curing state in the present embodiment are the same as those shown in FIGS. 1 and 2, but the present embodiment. The main difference is that the resin 32 is changed from that of the first embodiment.

本実施形態では、導電性接着剤３０における樹脂３２は、導電性フィラー３１を含有した状態において硬化状態のときにエポキシ系樹脂よりも低い弾性を有するものであるが、具体的には、導電性フィラー３１を含有した状態における樹脂３２の弾性率が、１ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であることが好ましい。   In the present embodiment, the resin 32 in the conductive adhesive 30 has a lower elasticity than the epoxy resin when in the cured state in the state containing the conductive filler 31. The elastic modulus of the resin 32 in the state containing the filler 31 is preferably 1 MPa or more and 500 MPa or less.

そして、樹脂３２としては、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂およびフッ素系樹脂の中から選択されたものを採用することができる。これらの中でも、シリコーン系樹脂は比較的耐熱性に優れ好ましい。   As the resin 32, a resin selected from a silicone resin, a polyimide resin, a polyamide resin, and a fluorine resin can be used. Among these, silicone resins are preferable because of relatively excellent heat resistance.

本実施形態の導電性接着剤３０も、上記実施形態と同様に、導電性フィラー３１をコア粒子として、この導電性フィラー３１の表面に導電性フィラー３１よりも小さい粒子であって且つ導電性フィラー３１を構成する金属の融点よりも低い融点を有する金属からなる金属微粒子３３が設けられているものを用いている。   Similarly to the above embodiment, the conductive adhesive 30 of the present embodiment is a particle smaller than the conductive filler 31 on the surface of the conductive filler 31 with the conductive filler 31 as a core particle, and the conductive filler 31. The metal fine particles 33 made of a metal having a melting point lower than the melting point of the metal constituting the metal 31 are used.

そして、本実施形態の樹脂３２も、上記実施形態と同様に、主剤、硬化剤が混合され、必要に応じてさらに還元剤、ナノ粒子用分散剤、ナノ粒子用捕捉剤が混合されたものである。   The resin 32 of the present embodiment is also a mixture of a main agent and a curing agent, and further a reducing agent, a dispersing agent for nanoparticles, and a capturing agent for nanoparticles, as necessary, as in the above embodiment. is there.

このような樹脂３２の一例としては、主剤として、低弾性シリコーンゴムを採用することができる。この低弾性シリコーンゴムは、オルガノポリシロキサンとシリカとから構成されるものである。また、この低弾性シリコーンゴムを主剤に用いた場合、それとの組み合わせの添加剤としてイソパラフィンを加える。   As an example of such a resin 32, low-elasticity silicone rubber can be adopted as the main agent. This low elastic silicone rubber is composed of organopolysiloxane and silica. Moreover, when this low elastic silicone rubber is used as a main ingredient, isoparaffin is added as an additive in combination therewith.

また、必要に応じて含有される還元剤、ナノ粒子用分散剤、ナノ粒子用捕捉剤も、上記実施形態と同様のものを採用することができる。   Moreover, the reducing agent, the dispersing agent for nanoparticles, and the capturing agent for nanoparticles that are contained as necessary may be the same as those in the above embodiment.

本実施形態の導電性接着剤３０も、上記実施形態と同様の方法にて作製することができる。つまり、導電性フィラー３１と金属微粒子３３との混合物の加熱により、金属微粒子３３が表面に配置された導電性フィラー３１を形成し、これを、樹脂３２を構成する上記各剤と一緒に混合することで、導電性接着剤３０ができあがる。   The conductive adhesive 30 of this embodiment can also be produced by the same method as in the above embodiment. That is, by heating the mixture of the conductive filler 31 and the metal fine particles 33, the conductive filler 31 having the metal fine particles 33 disposed on the surface is formed, and this is mixed together with each of the above-described agents constituting the resin 32. Thus, the conductive adhesive 30 is completed.

このようにして作製された導電性接着剤３０を用いて、上記図３に示したのと同様に、導電性接着剤供給工程、部品組み付け工程、導電性接着剤硬化工程を順次行い、電子部品２０を基板１０に接続する。こうして、本実施形態においても、上記図１に示す実装構造ができあがる。   In the same manner as shown in FIG. 3, the conductive adhesive 30 thus manufactured is used to sequentially perform a conductive adhesive supplying step, a component assembling step, and a conductive adhesive curing step. 20 is connected to the substrate 10. Thus, also in this embodiment, the mounting structure shown in FIG. 1 is completed.

そして、本実施形態においても、図１に示すように、部品電極２１、導電性フィラー３１、基板電極１１の三者の間で金属微粒子３３の融着による接合が形成され、これら三者の間の導通形態は、従来のような単なる接触ではなく、金属微粒子３３の融着によって導通した形となる。   Also in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a joint by fusion of the metal fine particles 33 is formed among the three components of the component electrode 21, the conductive filler 31, and the substrate electrode 11. The conductive form is not a simple contact as in the prior art, but a conductive form by fusion of the metal fine particles 33.

そのため、本実施形態によっても、基板１０の電極１１と電子部品２０の電極２１とを導電性接着剤３０を介して接続するにあたり、各電極１１、２１と導電性接着剤３０中の導電性フィラー３１との導通性を向上させることができる。   Therefore, also in this embodiment, in connecting the electrode 11 of the board | substrate 10 and the electrode 21 of the electronic component 20 through the conductive adhesive 30, the conductive filler in each electrode 11 and 21 and the conductive adhesive 30 is used. The conductivity with 31 can be improved.

その結果、部品電極２１表面に酸化膜が発生することによる、導電性フィラー３１と部品電極２１との間の接触抵抗の上昇という問題は、回避することができる。   As a result, the problem of an increase in contact resistance between the conductive filler 31 and the component electrode 21 due to the generation of an oxide film on the surface of the component electrode 21 can be avoided.

また、本実施形態では、樹脂３２がエポキシ系樹脂よりも低い弾性を有するものであるため、従来のエポキシ系樹脂からなる導電性接着剤の場合よりも、基板１０と電子部品２０との間でこれら両者の熱膨張係数差により接続部に発生する応力を、導電性接着剤３０によって適切に吸収することができる。   In the present embodiment, since the resin 32 has lower elasticity than the epoxy resin, the resin 32 is disposed between the substrate 10 and the electronic component 20 as compared with the case of a conductive adhesive made of a conventional epoxy resin. The stress generated in the connection portion due to the difference in thermal expansion coefficient between the two can be appropriately absorbed by the conductive adhesive 30.

そのため、本実施形態によれば、導電性接着剤３０にクラックが発生したり、接続界面で剥離が発生したりすることを、従来に比べて極力抑制することが可能となる。その結果、温度サイクル（熱衝撃）による電子部品２０の引っ張り強度の低下を、従来に比べて極力抑制することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the conductive adhesive 30 or the occurrence of peeling at the connection interface as much as possible compared to the conventional case. As a result, a decrease in the tensile strength of the electronic component 20 due to a temperature cycle (thermal shock) can be suppressed as much as possible compared to the conventional case.

このように、本実施形態によれば、導電性フィラー３１が樹脂３２中に分散されてなる導電性接着剤３０を用いるとともに、基板１０上に電子部品２０を搭載し、基板電極１１と部品電極２１とを導電性接着剤３０を介して接続してなる電子部品の実装構造において、次のような特徴点を有する実装構造が提供される。   Thus, according to this embodiment, while using the conductive adhesive 30 in which the conductive filler 31 is dispersed in the resin 32, the electronic component 20 is mounted on the substrate 10, and the substrate electrode 11 and the component electrode are mounted. In the mounting structure of an electronic component formed by connecting 21 with a conductive adhesive 30, a mounting structure having the following characteristic points is provided.

・導電性接着剤３０として、導電性フィラー３１をコア粒子として、このコア粒子の表面にコア粒子よりも小さい粒子であって且つコア粒子を構成する金属の融点よりも低い融点を有する金属からなる金属微粒子３３が設けられているとともに、樹脂３２が導電性フィラー３１を含有した状態においてエポキシ系樹脂よりも低い弾性を有するものを用いること。   As the conductive adhesive 30, the conductive filler 31 is used as a core particle, and the surface of the core particle is made of a metal that is smaller than the core particle and has a melting point lower than the melting point of the metal constituting the core particle. The metal fine particles 33 are provided and the resin 32 has a lower elasticity than the epoxy resin in a state where the resin 32 contains the conductive filler 31.

・基板電極１１と部品電極２１とが導電性接着剤３０を介して接続された状態において、金属微粒子３３同士が溶融し合うことで電気的に接続されていること。本実施形態では、これらの点を特徴とした実装構造が提供される。   In the state where the substrate electrode 11 and the component electrode 21 are connected via the conductive adhesive 30, the metal fine particles 33 are electrically connected by melting each other. In the present embodiment, a mounting structure characterized by these points is provided.

それにより、基板電極１１と部品電極２１とを導電性接着剤３０を介して接続するにあたり、各電極１１、２１と導電性接着剤３０中の導電性フィラー３１との導通性の向上、および、導電性接着剤３０の硬化収縮時の応力低減による接続強度の確保の両立が図れるのである。   Thereby, in connecting the substrate electrode 11 and the component electrode 21 via the conductive adhesive 30, the conductivity between the electrodes 11, 21 and the conductive filler 31 in the conductive adhesive 30 is improved, and The connection strength can be ensured by reducing the stress at the time of curing shrinkage of the conductive adhesive 30.

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、導電性フィラー３１をコア粒子として、この導電性フィラー３１の表面に金属微粒子３３が設けられていたが、導電性フィラー３１の表面の一部が金属微粒子３３で被覆された形でもよい。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the conductive fine particles 31 are used as the core particles, and the metal fine particles 33 are provided on the surface of the conductive filler 31. However, a part of the surface of the conductive filler 31 is covered with the fine metal particles 33. It may be shaped.

より望ましくは、導電性フィラー３１同士がどこで接しても金属微粒子３３同士の接触となるように、導電性フィラー３１の表面全体が金属微粒子３３で被覆されていることが好ましい。   More desirably, the entire surface of the conductive filler 31 is preferably coated with the metal fine particles 33 so that the metal fine particles 33 are in contact with each other wherever the conductive fillers 31 are in contact with each other.

また、上記実施形態の導電性接着剤３０では、樹脂３２中に、表面に金属微粒子３３が配置されている導電性フィラー３１が分散されていたが、このような導電性フィラー３１に加えてさらに金属微粒子３３単独を別途混合することにより、樹脂３２中において導電性フィラー３１の隙間の樹脂３２中に金属微粒子３３が分散した形となっているものでもよい。   Further, in the conductive adhesive 30 of the above embodiment, the conductive filler 31 having the metal fine particles 33 disposed on the surface is dispersed in the resin 32. By separately mixing the metal fine particles 33, the metal fine particles 33 may be dispersed in the resin 32 in the gaps between the conductive fillers 31 in the resin 32.

また、上記実施形態では、電子部品としてチップコンデンサを用いた例を図示してあるが、電子部品としてはコンデンサや抵抗、半導体素子等の表面実装部品等を採用することができる。例えば、上記図６に示されている銅からなるリード２１ａを電極として有するモールドダイオード部品２０ａを電子部品として採用してもよい。   In the above embodiment, an example in which a chip capacitor is used as an electronic component is illustrated. However, as the electronic component, a surface mount component such as a capacitor, a resistor, or a semiconductor element can be employed. For example, the molded diode component 20a having the copper lead 21a shown in FIG. 6 as an electrode may be employed as the electronic component.

また、上記実施形態では、基板１０上に電子部品２０、２０ａを搭載し、基板１０の電極１１と電子部品２０、２０ａの電極２１、２１ａとを導電性接着剤３０を介して接続しているが、このように実装を行った後、さらにパッケージ工程を行ってもよい。   Moreover, in the said embodiment, the electronic components 20 and 20a are mounted on the board | substrate 10, and the electrode 11 of the board | substrate 10 and the electrodes 21 and 21a of the electronic components 20 and 20a are connected through the conductive adhesive 30. However, after mounting in this way, a packaging process may be further performed.

例えば、図示しないが、図１に示される実装構造において、さらに基板（部品実装基板）にＡｌからなる放熱板を貼り付け、さらにこの放熱板とケースを接着し、その後シリコーンゲルで封止した構造としてもよい。   For example, although not shown, in the mounting structure shown in FIG. 1, a structure in which a heat sink made of Al is further attached to a substrate (component mounting board), the heat sink and the case are further bonded, and then sealed with silicone gel It is good.

ただし、パッケージ形態は、上記のものに限定されるものではなく、シリコーンゲルはあってもなくてもよいし、他の防湿コート材料に置き換えてもよい。   However, the package form is not limited to the above, and the silicone gel may or may not be used, or may be replaced with another moisture-proof coating material.

また、例えば、上記図１において、電子部品２０の基板１０への接続部またはその周辺部をアンダーフィル樹脂によって補強するようにしてもよい。また、モールド樹脂による封止構造を採用してもよい。   Further, for example, in FIG. 1, the connection part of the electronic component 20 to the substrate 10 or its peripheral part may be reinforced with an underfill resin. Moreover, you may employ | adopt the sealing structure by mold resin.

本発明の実施形態に係る電子部品の実装構造の要部を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the mounting structure of the electronic component which concerns on embodiment of this invention. 硬化前状態の導電性接着剤を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the conductive adhesive of the state before hardening. 図１に示す実装構造の組み付け方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the assembly method of the mounting structure shown in FIG. 従来の一般的な電子部品の実装構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the mounting structure of the conventional general electronic component. 図４に示す実装構造について高温高湿試験を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the high temperature, high humidity test about the mounting structure shown in FIG. 熱膨張係数の大きい電子部品を熱膨張係数の小さい基板に実装した構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure which mounted the electronic component with a large thermal expansion coefficient on the board | substrate with a small thermal expansion coefficient. 図６に示す実装構造について温度サイクル試験を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having conducted the temperature cycle test about the mounting structure shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０…基板、１１…基板の電極、２０、２０ａ…電子部品、
２１、２１ａ…電子部品の電極、３０…導電性接着剤、３１…導電性フィラー、
３２…樹脂、３３…金属微粒子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 11 ... Electrode of board | substrate, 20, 20a ... Electronic component,
21, 21 a, electrodes of electronic components, 30, conductive adhesive, 31, conductive filler,
32 ... resin, 33 ... metal fine particles.

Claims (8)

導電性フィラー（３１）が樹脂（３２）中に分散されてなる導電性接着剤（３０）を用いるとともに、
基板（１０）上に電子部品（２０、２０ａ）が搭載されており、
前記基板の電極（１１）と前記電子部品の電極（２１、２１ａ）とが前記導電性接着剤（３０）を介して接続されてなる電子部品の実装構造において、
前記導電性接着剤（３０）として、前記導電性フィラー（３１）をコア粒子として、このコア粒子の表面に前記コア粒子よりも小さい粒子であって且つ前記コア粒子を構成する金属の融点よりも低い融点を有する金属からなる金属微粒子（３３）が設けられているものを用い、
前記基板の電極（１１）と前記電子部品の電極（２１、２１ａ）とが前記導電性接着剤（３０）を介して接続された状態において、前記金属微粒子（３３）同士が溶融し合うことで電気的に接続されていることを特徴とする電子部品の実装構造。 While using the conductive adhesive (30) in which the conductive filler (31) is dispersed in the resin (32),
Electronic components (20, 20a) are mounted on the substrate (10),
In the mounting structure of the electronic component in which the electrode (11) of the substrate and the electrode (21, 21a) of the electronic component are connected via the conductive adhesive (30),
As the conductive adhesive (30), the conductive filler (31) is a core particle, and the surface of the core particle is smaller than the core particle and has a melting point of the metal constituting the core particle. Use what is provided with metal fine particles (33) made of a metal having a low melting point,
In a state where the electrode (11) of the substrate and the electrode (21, 21a) of the electronic component are connected via the conductive adhesive (30), the metal fine particles (33) are melted together. An electronic component mounting structure characterized by being electrically connected. 前記金属微粒子（３３）は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｉｎおよびこれらの合金から選択されたものからなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。 2. The electronic component mounting structure according to claim 1, wherein the metal fine particles (33) are made of Sn, Bi, Pb, In, and alloys thereof. 前記金属微粒子（３３）は、粒子径は０．５μｍ以上１０μｍ以下のものであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品の実装構造。 3. The electronic component mounting structure according to claim 1, wherein the metal fine particles have a particle diameter of 0.5 μm or more and 10 μm or less. 4. 前記導電性接着剤（３０）における前記樹脂（３２）は、当該樹脂（３２）が前記導電性フィラー（３１）を含有した状態においてエポキシ系樹脂よりも低い弾性を有するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子部品の実装構造。 The resin (32) in the conductive adhesive (30) has a lower elasticity than the epoxy resin in a state where the resin (32) contains the conductive filler (31). The electronic component mounting structure according to any one of claims 1 to 3. 導電性フィラー（３１）が樹脂（３２）中に分散されてなる導電性接着剤（３０）を用いるとともに、
基板（１０）上に電子部品（２０、２０ａ）が搭載されており、
前記基板の電極（１１）と前記電子部品の電極（２１、２１ａ）とが前記導電性接着剤（３０）を介して接続されてなる電子部品の実装構造において、
前記導電性接着剤（３０）として、前記導電性フィラー（３１）をコア粒子として、このコア粒子の表面に前記コア粒子よりも小さい粒子であって且つ前記コア粒子を構成する金属の融点よりも低い融点を有する金属からなる金属微粒子（３３）が設けられているとともに、前記樹脂（３２）が前記導電性フィラー（３１）を含有した状態においてエポキシ系樹脂よりも低い弾性を有するものを用い、
前記基板の電極（１１）と前記電子部品の電極（２１、２１ａ）とが前記導電性接着剤（３０）を介して接続された状態において、前記金属微粒子（３３）同士が溶融し合うことで電気的に接続されていることを特徴とする電子部品の実装構造。 While using the conductive adhesive (30) in which the conductive filler (31) is dispersed in the resin (32),
Electronic components (20, 20a) are mounted on the substrate (10),
In the mounting structure of the electronic component in which the electrode (11) of the substrate and the electrode (21, 21a) of the electronic component are connected via the conductive adhesive (30),
As the conductive adhesive (30), the conductive filler (31) is a core particle, and the surface of the core particle is smaller than the core particle and has a melting point of the metal constituting the core particle. Metal fine particles (33) made of a metal having a low melting point are provided, and the resin (32) has a lower elasticity than an epoxy resin in a state containing the conductive filler (31),
In a state where the electrode (11) of the substrate and the electrode (21, 21a) of the electronic component are connected via the conductive adhesive (30), the metal fine particles (33) are melted together. An electronic component mounting structure characterized by being electrically connected. 前記導電性フィラー（３１）を含有した状態における前記樹脂（３２）の弾性率は、１ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項４または５に記載の電子部品の実装構造。 6. The electronic component mounting structure according to claim 4, wherein an elastic modulus of the resin (32) in a state containing the conductive filler (31) is 1 MPa or more and 500 MPa or less. 前記樹脂（３２）は、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂およびフッ素系樹脂の中から選択されたものであることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の電子部品の実装構造。 The electron according to any one of claims 4 to 6, wherein the resin (32) is selected from a silicone resin, a polyimide resin, a polyamide resin, and a fluorine resin. Component mounting structure. 前記樹脂（３２）は、シリコーン系樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の電子部品の実装構造。
8. The electronic component mounting structure according to claim 7, wherein the resin (32) is a silicone-based resin.
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