JP2005223182A - 部品実装構造および部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性接着剤と絶縁性接着剤を用いて、配線基板に対する実装部品の接合強度を大きくしながら、接続抵抗値を低く、かつそのバラツキを小さくすることが可能な部品実装構造および実装方法を提供する。
【解決手段】端子部２を有する配線パターンが少なくとも表面に形成された配線基板１と、配線パターンの端子部２と電気的に接続する電極端子６を有する実装部品５と、実装部品５の電極端子６と配線基板１の端子部２とをそれぞれ接着固定するとともに導通接続する導電性接着剤７と、実装部品５の電極端子６間において実装部品５と配線基板１とを接着固定する絶縁性接着剤８とを有し、導電性接着剤７と絶縁性接着剤８とは、絶縁性接着剤８が導電性接着剤７の硬化温度以上または硬化時間以上の少なくとも一方の条件を有し、かつ導電性接着剤７の硬化と絶縁性接着剤８の硬化とが一部重なる組合せの材料からなる構成を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、種々の配線基板上に実装部品を実装する部品実装構造、特に導電性接着剤と絶縁性接着剤とを用いて実装する部品実装構造および部品実装方法に関する。

近年、配線基板上に半導体素子やチップ部品等の実装部品を実装する方法として、従来の鉛半田に換えて鉛フリー半田が使用されつつある。さらに最近では、耐熱性の比較的弱い電子部品や樹脂基板を用いた電子回路装置を実現するために導電性接着剤を用いた実装方式も注目されている。しかしながら、導電性接着剤のみによる実装では、実装面積も小さいため接合強度が不足し、このため接続抵抗値がばらついたり、経時変化することがある。

これに対して、実装部品の電極端子と配線基板の端子部とを導電性接着剤により接着するとともに、電極端子間において配線基板と対向する実装部品の面と配線基板との間を接合強度が比較的強い絶縁性接着剤で接着することによって、実装部品と配線基板との間の接合強度を確保する方法が行われている。

このような部品実装構造として、例えば、図７および図８に示す部品実装方法がある（例えば、特許文献１）。図７はこの実装方法を説明する主要工程の部分断面図で、図８は実装部品が配置された配線基板を加熱装置で加熱するときの温度プロファイルである。なお、この例では、絶縁性接着剤は導電性接着剤に比較して、硬化温度が低く、かつ硬化収縮率が大きい特性を有する材料を選択して用いている。

実装工程においては、まず、図７（ａ）に示すように配線パターンの所定の位置に端子部２００が形成された配線基板１００を用意する。つぎに、図７（ｂ）に示すように、この所定の端子部２００上に導電性接着剤３００を塗布する。さらに、これらの端子部２００の間の配線基板面１００上に絶縁性接着剤４００を塗布する。ついで、図７（ｃ）に示すように、塗布された導電性接着剤３００の上に実装部品５００の電極端子５１０を対向させ、かつ絶縁性接着剤４００の上に実装部品５００の配線基板１００に対向する対向面５２０を対応させるように位置決めして配置する。これは、一般にマウンターを用いて端子部２００の位置を自動認識させて実装部品５００をこの位置に位置合せして行っている。このとき、導電性接着剤３００と絶縁性接着剤４００との粘着性により実装部品５００は仮固定される。ついで、このように実装部品５００が仮固定された状態で配線基板１００を加熱炉にいれ、導電性接着剤３００と絶縁性接着剤４００とを硬化させる。これにより、導電性接着剤３００により電極端子５１０と端子部２００との間の接続と接合、および絶縁性接着剤４００により実装部品５００の対向面５２０と配線基板１００との間の接合が行われる。この接合後の状態を図７（ｄ）に示す。

加熱炉中で加熱されるときに、導電性接着剤３００と絶縁性接着剤４００とは、図８に示すように時間ｔの経過とともに温度Ｔが上昇していく。この場合に、絶縁性接着剤４００の硬化温度が導電性接着剤３００の硬化温度よりも低いので、絶縁性接着剤４００が温度Ｔ１になると先に硬化収縮を生じる。その後、さらに温度Ｔが高くなりＴ２になったときに導電性接着剤３００が硬化収縮をはじめる。ここで、絶縁性接着剤４００の硬化収縮率が導電性接着剤３００よりも大きいので、絶縁性接着剤４００の硬化収縮により、導電性接着剤３００は電極端子５１０と端子部２００との間で圧縮された状態となったまま硬化収縮が生じる。このように圧縮された状態で硬化収縮させることで接続抵抗を低くできる。また、絶縁性接着剤４００により実装部品５００の対向面５２０が配線基板１００と強固に接着固定されているので、導電性接着剤３００の接合強度が弱くても全体として実装部品５００を安定して接着固定させることができることが示されている。
特開２００１−２８４７８０号公報

しかし、上記従来の部品実装構造および実装方法では、絶縁性接着剤の硬化温度が導電性接着剤の硬化温度よりも低く設定されているため、加熱硬化時に絶縁性接着剤が先に硬化し、その後に導電性接着剤が硬化する。これにより、実装部品と配線基板とは強固に接合される。しかし、先に絶縁性接着剤が硬化し、この硬化に伴う収縮により導電性接着剤は圧縮されるが、圧縮された状態ではまだ導電性接着剤は未硬化のままである。この状態で、導電性接着剤が硬化する場合、実装部品と配線基板との間隔は硬化した絶縁性接着剤により規定されてしまうため、導電性接着剤は硬化時に収縮ができなくなる。このため、硬化収縮不足が生じやすい。このような硬化収縮不足が生じると、導電性接着剤中の導電性フィラー同士の接触にムラが生じ、接続抵抗値やそのバラツキが大きくなりやすい。また、絶縁性接着剤は実装部品の対向面のみに形成され、側面部には形成されていないので、実装部品を垂直方向に引き剥がすための強度は大きいが、配線基板と平行な方向、すなわちシェア強度は小さいという課題もあった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、導電性接着剤と絶縁性接着剤を用いて各種実装部品を配線基板に実装する場合に、配線基板に対する実装部品の接合強度を大きくできるとともに、接続抵抗値を低く、かつそのバラツキを小さくすることが可能な部品実装構造および部品実装方法を提供することを目的とする。

上述したような問題を解決するために、本発明の部品実装構造は、端子部を有する配線パターンが少なくとも表面に形成された配線基板と、配線パターンの端子部と電気的に接続する電極端子を有する実装部品と、実装部品の電極端子と配線基板の端子部とをそれぞれ接着固定するとともに導通接続する導電性接着剤と、実装部品の電極端子間において実装部品と配線基板とを接着固定する絶縁性接着剤とを有し、絶縁性接着剤の硬化温度が導電性接着剤の硬化温度以上、または絶縁性接着剤の硬化時間が導電性接着剤の硬化時間以上の少なくとも一方の条件を有する組合せの材料からなる。

さらに、導電性接着剤と絶縁性接着剤とは、導電性接着剤の硬化温度領域と絶縁性接着剤の硬化温度領域および導電性接着剤の硬化時間と絶縁性接着剤の硬化時間の少なくとも一方が一部重なる組合せの材料としてもよい。

このような構成とすることにより、実装部品の電極端子と配線基板の端子部との間を接続する導電性接着剤は加熱硬化するときに、絶縁性接着剤が硬化収縮することによる圧縮力を受けながら硬化する。導電性接着剤が硬化した後も、絶縁性接着剤は硬化収縮をするので、さらに導電性接着剤に圧縮力が加わる。この結果、導電性接着剤に含まれる導電性フィラー同士の接触部が増して導通パスが増加するので、端子部と電極端子との間を接続する導電性接着剤の接続抵抗値とそのバラツキを小さくできる。また、実装部品は絶縁性接着剤で配線基板と強固に接着されるので接合強度も大きくできる。

また、本発明の部品実装構造は、絶縁性接着剤が実装部品の配線基板と対向する面上と側面部とに形成されてサイドフィレットを構成してもよい。サイドフィレットを形成する場合、絶縁性接着剤の塗布量が電極端子と端子部とを電気的に接続する導電性接着剤の厚みおよび配線基板の端子部の厚みを加えた厚み、実装部品の配線基板に対向する面の幅、および端子部の間の長さで規定される空間領域部の容積の１．０〜１．７倍に相当する量とすることが望ましい。

このような構成とすることにより、配線基板に対する実装部品の接合強度がより大きくできる。特に、配線基板に対して平行な方向の力、すなわちシェア強度を大きくできる。

また、本発明の実装部品の部品実装方法は、端子部を有する配線パターンが少なくとも表面に形成された配線基板の上記配線パターンの端子部上に導電性接着剤を塗布する工程と、端子部間の配線基板面上に、導電性接着剤の硬化温度以上または硬化時間以上の少なくとも一方の条件を有する絶縁性接着剤を塗布する工程と、導電性接着剤と実装部品の電極端子とが接触し、絶縁性接着剤と実装部品の電極端子間の配線基板と対向する面とが接触するように実装部品を配線基板上に配置する工程と、実装部品が配置された配線基板を絶縁性接着剤の硬化温度まで加熱して、導電性接着剤の硬化に引き続いて絶縁性接着剤を硬化させる工程とを具備する方法からなる。

さらに、上記の実装方法において、絶縁性接着剤は、導電性接着剤の硬化温度領域と絶縁性接着剤の硬化温度領域および導電性接着剤の硬化時間と絶縁性接着剤の硬化時間の少なくとも一方が一部重なる特性を有する材料を用いてもよい。

この方法によれば、配線基板上の配線パターンの端子部に対し、実装部品の電極端子が導電性接着剤で導通接続されるとともに、実装部品は配線基板に対して絶縁性接着剤で接着固定される。しかも、実装部品の電極端子と配線基板の端子部との間を接続する導電性接着剤は加熱硬化するときに、絶縁性接着剤が硬化収縮することによる圧縮力を受けながら硬化する。導電性接着剤が硬化した後も、絶縁性接着剤は硬化収縮をするので、さらに導電性接着剤に圧縮力が加わる。この結果、導電性接着剤に含まれる導電性フィラー同士の接触部が増して導通パスが増加するので、端子部と電極端子との間を接続する導電性接着剤の接続抵抗値とそのバラツキを小さくできる。また、実装部品は絶縁性接着剤で配線基板と強固に接着されるので接合強度も大きくできる。

さらに、このような部品実装方法における絶縁性接着剤の塗布工程において、絶縁性接着剤の塗布量が電極端子と端子部とを電気的に接続する導電性接着剤の厚みおよび配線基板の端子部の厚みを加えた厚み、実装部品の配線基板に対向する面の幅、および端子部の間の長さで規定される空間領域部の容積の１．０〜１．７倍に相当する量を塗布するようにしてもよい。

これにより、実装部品の形状に対応して適正な塗布量を塗布し、絶縁性接着剤を実装部品の側面部分まで回り込ませて最適な形状のサイドフィレットを容易に形成することができる。

また、このような実装方法において、導電性接着剤と絶縁性接着剤とは、導電性接着剤の硬化温度が絶縁性接着剤の硬化温度より低く、かつ導電性接着剤の硬化時間が絶縁性接着剤の硬化時間以下である組合せの材料、または導電性接着剤の硬化温度領域と絶縁性接着剤の硬化温度領域および導電性接着剤の硬化時間と絶縁性接着剤の硬化時間の少なくとも一方が一部重なる特性を有する材料を用いてもよい。さらに、導電性接着剤と絶縁性接着剤とは、硬化温度が同じで、かつ導電性接着剤に比べて絶縁性接着剤の硬化時間が長い組合せの材料を用いてもよい。

このような材料の組合せによる実装方法により、導電性接着剤が先に硬化をはじめ、引き続いて絶縁性接着剤を硬化させることができる。

本発明の部品実装構造は、配線基板上に形成された配線パターンの端子部に対し、実装部品の電極端子が導電性接着剤で導通接続され、かつ実装部品は絶縁性接着剤で配線基板に接着固定されるので、配線基板への実装部品の接合強度を大きくできる。また、導電性接着剤が硬化するときに絶縁性接着剤の硬化収縮に伴う圧縮力を受けるので、導電性接着剤に含まれる導電性フィラー同士の接触部が増して導通パスを増加させることができ、端子部と電極端子とを接続する導電性接着剤の接続抵抗値とそのバラツキを小さくできる。この結果、より特性が良好で、高信頼性の電子回路装置を実現できるという大きな効果を奏する。

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。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかる部品実装構造１０の部分断面図である。本実施の形態による部品実装構造１０は、配線パターンの一部に端子部２が形成された配線基板１上に、両端部に電極端子６を有する実装部品５が導電性接着剤７と絶縁性接着剤８とにより接着固定された構成からなる。

ところで、本実施の形態に用いる配線基板１は、ガラス繊維入りエポキシ樹脂等の複合基材やセラミック材料等の無機材料基材、またはポリエステル樹脂、アクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート樹脂あるいはポリイミド樹脂等の高分子樹脂からなる基材と、この基材上に形成された所定の配線パターンと、この配線パターンのあらかじめ設定された個所に端子部２が形成された構成からなる。なお、配線パターンは基材の内部にも形成されていてもよいし、基材の表面に配線パターンを形成したものを多層に積層した構成、あるいは基材表面にビルドアップ方式で多層配線を形成した構成であってもよい。少なくとも基材の表面に配線パターンが形成されており、その配線パターンの所定位置に端子部２が設けられていればよく、多層構成であってもまた単層構成であっても特に限定はされない。

実装部品５は、抵抗やコンデンサ等のチップ部品、または端部に接続用の電極端子が形成されている半導体素子等の表面実装部品であればよい。

導電性接着剤７は、導電性フィラー、熱硬化型樹脂および硬化剤からなり、導電性フィラーは銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）または金（Ａｕ）の微粒子、あるいは銀（Ａｇ）をコーティングした樹脂ビーズ等が用いられる。その粒径は特に限定されず、また微粒子の形状については球状、鱗片状あるいはさらに異形であってもよい。熱硬化型樹脂はエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等が主として用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。

また、絶縁性接着剤８は熱硬化型樹脂と硬化剤からなり、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等が同様に主として用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。ただし、絶縁性接着剤８と導電性接着剤７とは、一定の条件を有する組合せとすることが必要とされる。すなわち、導電性接着剤７が少なくとも先に硬化をはじめ、この導電性接着剤７が硬化を完了する前に絶縁性接着剤８の硬化がはじまることが必要である。このためには、絶縁性接着剤８の硬化温度が導電性接着剤７の硬化温度以上か、あるいは絶縁性接着剤８の硬化時間が導電性接着剤７の硬化時間以上の少なくとも一方の条件を満たす特性を有する組合せとすればよい。

このような組合せとすれば、加熱炉等で加熱するときに、導電性接着剤７が少なくとも先に硬化をはじめ、引き続いて絶縁性接着剤８が硬化収縮するので、先に硬化をはじめた導電性接着剤７は圧縮力を受けながら硬化する。したがって、この圧縮力と導電性接着剤７自体の硬化収縮力とにより、導電性接着剤７に含まれる導電性フィラー同士の接触部が増し、導通パスが増加する。この結果、配線パターンの端子部２と実装部品５の電極端子６とを接続する導電性接着剤７の接続抵抗値とそのバラツキをさらに小さくすることができる。また、配線基板１への実装部品５の接合強度は導電性接着剤７のみで接合するよりも大きくなり、接合の信頼性を向上させることもできる。

つぎに、このような導電性接着剤７と絶縁性接着剤８とを用いて実装部品５を実装して部品実装構造１０を製造する製造方法について説明する。

図２は、本実施の形態にかかる部品実装構造１０の実装方法を説明するための主要工程の断面図である。図２（ａ）は、配線パターンの所定個所に端子部２が形成されている配線基板１の断面図である。なお、図面の簡略化のために端子部２のみ示しているが、配線基板１にはあらかじめ設計された位置に配線パターンが端子部２の形成されている面やその裏面あるいは基材の内層部分にも形成されている。

つぎに、図２（ｂ）に示すように、この配線基板１の端子部２上に導電性接着剤７を、例えばスクリーン印刷法により塗布する。さらにその後、図２（ｃ）に示すように、２つの端子部２の間に絶縁性接着剤８を塗布する。

ついで、図２（ｄ）に示すように、塗着された導電性接着剤７に対して実装部品５の両端の電極端子６を位置決めして実装部品５を導電性接着剤７と絶縁性接着剤８上に配置する。これは、マウンターを用いて行うが、導電性接着剤７と絶縁性接着剤８の粘着性により実装部品５は仮固定される。

この後、実装部品５が仮固定された状態の配線基板１を、例えばトンネル炉等の加熱装置にいれて所定の温度と時間だけ加熱し、導電性接着剤７と絶縁性接着剤８を硬化させる。図３は、このときの加熱装置内での導電性接着剤７と絶縁性接着剤８との温度変化を示す図である。

本実施の形態の製造方法においては、導電性接着剤７と絶縁性接着剤８とは、導電性接着剤７の硬化温度Ｐの方が絶縁性接着剤８の硬化温度Ｑよりも低い材料の組合せからなり、さらに実装部品５としてはチップ抵抗を用いた場合について説明する。

このような条件に適合する導電性接着剤７として、例えば硬化温度Ｐ＝１１５℃、硬化時間１０分の特性を有する銀（Ａｇ）系の導電性接着剤を用いる。この導電性接着剤は、導電性フィラーとして銀（Ａｇ）微粒子を８０重量％含み、樹脂成分はエポキシ系樹脂からなる。また、絶縁性接着剤８として、例えば硬化温度Ｑ＝１２５℃、硬化時間１０分の特性を有するものを使用する。この絶縁性接着剤としては、粘度調整フィラーを含有し、樹脂成分がエポキシ系樹脂からなる。

図３に示すＭ点において加熱装置内に投入された実装部品５が仮固定された配線基板１は、周囲から加熱されて図に示す温度プロファイルに従って温度上昇する。導電性接着剤７の硬化温度Ｐである１１５℃まで加熱されると、配線基板１の端子部２と実装部品５の両端の電極端子６との間の導電性接着剤７が硬化収縮をはじめる。導電性接着剤７の硬化に伴って収縮することによって、実装部品５と配線基板１との間の絶縁性接着剤８は少し圧縮されるが、絶縁性接着剤８はこの時点ではまだ硬化しないので容易に圧縮されて少し広がる。この状態を図２（ｅ）に示す。

さらに、温度が上昇していき絶縁性接着剤８の硬化温度Ｑである１２５℃に達すると、実装部品５と配線基板１との間の絶縁性接着剤８が硬化収縮をはじめる。この時点では導電性接着剤７の硬化はまだ完了していないので、導電性接着剤７の硬化が完了する時間Ｒ１までは絶縁性接着剤８の硬化収縮による圧縮力を受けながら硬化する。

配線基板１は硬化温度Ｑに保持されているので、絶縁性接着剤８の硬化収縮が続き、絶縁性接着剤８の硬化が完了する時間Ｒ２で硬化収縮を終了して完全に固化する。この後、徐々に冷却されてから加熱装置から取り出すと、実装部品５が導電性接着剤７と絶縁性接着剤８とで接続と接合された部品実装構造１０が得られる。

このように、導電性接着剤７の硬化が完了する時間Ｒ１までは、導電性接着剤７は絶縁性接着剤８の圧縮力を受けながら硬化し、さらに硬化が完了する時間Ｒ１を過ぎても絶縁性接着剤８はまだ硬化収縮するため導電性接着剤７は圧縮力を引き続き受ける。このような圧縮力を受けることで、導電性接着剤７中の導電性フィラー同士が密に接触することができるようになり、良好な導通パスが形成され、端子部２と電極端子６間の導電性接着剤７の接続抵抗値とそのバラツキを小さくでき、かつ実装部品５の接合強度も大きくできる。

上記の導電性接着剤７と絶縁性接着剤８とを用いて接合した部品実装構造１０を５０個作製して接続抵抗値とシェア強度とを測定した。その結果、一箇所あたりの接続抵抗値の平均値は１２０ｍΩで、そのバラツキ（３σ／平均値）は１．８が得られた。また、実装部品５であるチップ抵抗のシェア強度の平均値は１６４ｇであった。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２にかかる部品実装構造２０の外観斜視図である。なお、図１と図２に示した実施の形態１と同じ要素については同じ符号を付している。

本実施の形態においては、実施の形態１と同様に配線基板１と実装部品５であるチップ抵抗を用い、導電性接着剤７と絶縁性接着剤８とにより接続と接合を行うが、仮固定時に実装部品５の側面部分まで絶縁性接着剤８がはみ出るようにしてサイドフィレット８１を形成したことが実施の形態１の部品実装構造１０とは異なる点である。なお、図４においては、端子部２に接続する配線パターン２１も示している。

このサイドフィレット８１を形成する場合に、配線基板１上に絶縁性接着剤８を塗布するときの塗布量と塗布位置について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、配線基板１の２つの端子部２上に、例えばスクリーン印刷等により導電性接着剤７を形成し、端子部２の間に、例えばディスペンサーにより絶縁性接着剤８を形成した状態を示す平面図である。そして、図５（ｂ）は、塗布された導電性接着剤７と絶縁性接着剤８の上に実装部品５がマウント機により仮固定されるとともに、導電性接着剤７と絶縁性接着剤８とがそれぞれ押し広げられた状態を示す平面図である。ただし、図５（ｂ）では、塗布された導電性接着剤７と絶縁性接着剤８とが実装部品５により押し広げられた状態を説明しやすくするために、実装部品５を除去した構成としている。このため、実装部品５は点線で示している。

なお、本実施の形態では、実装部品５の幅と端子部２の幅とが同じ場合について示しているが、端子部２の幅と実装部品５の幅とは必ずしも同じである必要はない。また、導電性接着剤７は端子部２の表面積よりも小面積に形成し、絶縁性接着剤８は端子部２の間にのみ形成しているが、このような形成領域と形状に限定されない。実装部品５の形状に合せて後述するように塗布量を規定すれば、形状等は適宜設定することができる。

図５（ｂ）において、マウンターにより実装部品５が配線基板１に配置されるとき、導電性接着剤７と絶縁性接着剤８ともにマウンターにより押し付け荷重が加わるが、導電性接着剤７は端子部２上に設けられているので、絶縁性接着剤８よりもやや先に押し広げられて端子部２の上から端子部２近傍の配線基板１上にまで一部がはみ出す。やや遅れて絶縁性接着剤８も押し広げられていき、はみ出た導電性接着剤７の領域まで広がった後、さらに実装部品５の側面部にまではみ出ていく。このような状態で、加熱硬化させると図４に示すサイドフィレット８１を有する部品実装構造２０が形成される。

このようなサイドフィレット８１を形成するための絶縁性接着剤８の塗布量について検討した結果を（表１）に示す。

（表１）において、絶縁性接着剤８の塗布量Ｗは、以下に述べる容積Ｖを基準として規格化している。すなわち、容積Ｖは、配線基板１の端子部２と導電性接着剤７とを加えた厚さ、実装部品５の幅および端子部２の間隔により規定される。なお、導電性接着剤７は部分的に凹凸を有しているのが一般的であるので、その厚さは平均厚さとする。また、端子部２の間隔としては、導電性接着剤７が一部はみ出す長さ分を考慮した値としてもよい。このはみ出し量はマウンターにより実装部品５を実装するときの押し付け加重と導電性接着剤７の塗布量によりほぼ決まるので、あらかじめ設定することができる。

この容積Ｖを基準とした絶縁性接着剤８の塗布量Ｗとサイドフィレット８１の形成状態の観察結果を（表１）に示すが、Ｗ／Ｖ＝１．０〜１．７の範囲とすることで良好なサイドフィレットが形成されることが判った。すなわち、Ｗ／Ｖ＝０．９以下では、側面部への絶縁性接着剤の回り込みが少なくなり充分なサイドフィレットが形成されない。また、Ｗ／Ｖ＝１．８以上では、導電性接着剤７の側方部にまで絶縁性接着剤８が広がり混合してしまうために、接続抵抗や接合強度が不安定になる。一方、Ｗ／Ｖ＝１．０〜１．７の範囲の塗布量にすると、良好なサイドフィレットが形成され、かつ導電性接着剤７と絶縁性接着剤８との混合等も接続抵抗や接合強度に対して影響がない程度にしか生じない。この結果、接続抵抗を小さく、かつ接合強度を大きくできることが見出された。

このようなサイドフィレット８１を有する部品実装構造２０について、接続抵抗値とシェア強度を求めた結果、接続抵抗値は実施の形態１の部品実装構造１０とほとんど同じで、一箇所あたりの接続抵抗値の平均値は１２０ｍΩで、そのバラツキ（３σ／平均値）は１．８が得られた。また、実装部品５であるチップ抵抗のシェア強度の平均値は２１５ｇとなり、サイドフィレット８１を設けることでシェア強度を大きくできることが確認できた。

つぎに、実施の形態１の部品実装構造１０と実施の形態２の部品実装構造２０とに対しての比較用として、導電性接着剤に比較して硬化温度が低く、硬化時間が短い絶縁性接着剤を使用する部品実装構造を作製した。すなわち、導電性接着剤として、硬化温度が１１５℃、硬化時間１０分の特性を有する銀（Ａｇ）系の導電性接着剤を用いる。この導電性接着剤は、導電性フィラーとして銀（Ａｇ）微粒子を８０重量％含み、樹脂成分はエポキシ系樹脂からなる。この導電性接着剤は実施の形態１と実施の形態２とで用いたものと同じであり、ＡｇＰ８０（味の素ファインテクノ（株）製）を用いた。また、絶縁性接着剤として、硬化温度が８０℃、硬化時間１分の特性を有するものを使用する。この絶縁性接着剤としては、粘度調整フィラーを含有し、樹脂成分がエポキシ系樹脂からなるＭＲ−８１２１Ｋ（パナソニックファクトリーソリューションズ社製）を用いた。

実施の形態１および実施の形態２とそれぞれ同様に配線基板上に、実装部品としてチップ抵抗を同様の条件で実装した。このようにして作製した比較用部品実装構造では、サイドフィレットありの場合もサイドフィレットなしの場合も同様に接続抵抗値の平均値は一箇所あたり３２０ｍΩで、そのバラツキ（３σ／平均値）は２．１であった。また、この比較用部品実装構造の場合のチップ抵抗のシェア強度は、サイドフィレットを設けない構成の場合には平均１６０ｇで、サイドフィレットを設けた構成の場合はＷ／Ｖ＝１．０の条件で２０５ｇであった。

実施の形態１と実施の形態２の結果および比較用部品実装構造の結果とをまとめて（表２）に示す。

これにより、本発明の実施の形態による部品実装構造１０、２０の方が、比較用部品実装構造よりも接続抵抗値が低く、かつそのバラツキが小さいことが確認された。さらに、実施の形態２の部品実装構造２０の場合には、サイドフィレットの効果によりシェア強度も大幅に向上することも確認できた。

なお、実施の形態１にかかる部品実装構造１０と実施の形態２にかかる部品実装構造２０とにおいては、導電性接着剤の硬化温度が絶縁性接着剤の硬化温度より低い材料の組合せとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、導電性接着剤の硬化温度と絶縁性接着剤の硬化温度とが同じであるが、導電性接着剤の硬化時間に対して絶縁性接着剤の硬化時間が長い材料の組合せとしてもよい。このような材料を用いて、実施の形態１の部品実装構造１０または実施の形態２の部品実装構造２０と同様な製造方法により作製してもよい。この材料の組合せを用いて仮固定した状態の実装部品が配置された配線基板を加熱装置内で加熱するときの温度プロファイルを図６に示す。

すなわち、図６に示すＮ点において加熱装置内に投入された配線基板は、導電性接着剤の硬化温度Ｒと絶縁性接着剤の硬化温度Ｓとが等しい温度であるので、加熱装置内において両方の硬化温度Ｒ、Ｓまで加熱されると、配線基板の端子部と実装部品の電極端子との間の導電性接着剤と、端子部間の絶縁性接着剤とはほぼ同時に硬化収縮を開始する。このため、導電性接着剤はそれ自身が硬化収縮すると同時に、絶縁性接着剤の硬化収縮による圧縮力も受ける。このため、導電フィラー同士が密に接触するようになり、導電パスが良好になり、接続抵抗を低減できる。導電性接着剤は硬化が完了する時間Ｒ３までは、絶縁性接着剤の硬化収縮による圧縮力を受けながら硬化するが、この時間Ｒ３においてはまだ絶縁性接着剤は硬化途中であり、この後も時間Ｒ４までは硬化収縮が続く。したがって、導電性接着剤は、その後も絶縁性接着剤の圧縮力を受けるので、さらに導電パスが良好になる。

絶縁性接着剤の硬化が完了すると、配線基板は徐々に冷却された後、加熱装置から取り出せば製造プロセスは完了する。

以上のように、導電性接着剤と絶縁性接着剤の硬化温度が同じであるが、硬化のための時間は絶縁性接着剤の方が長い材料の組合せとすれば、導電性接着剤は絶縁性接着剤による圧縮力を受けながら硬化収縮が生じるので導電パスが良好になり接続抵抗値とそのバラツキを小さくすることができる。

また、実施の形態２の部品実装構造２０と同様に実装部品の側面部分にサイドフィレットを形成する製造方法としてもよい。

なお、導電性接着剤や絶縁性接着剤を含めた接着剤の一般的な特性および加熱装置の温度バラツキ等を考慮すると、導電性接着剤の硬化時間に対して絶縁性接着剤の硬化時間は５分以上長い材料の組合せとすることが望ましい。また、加熱装置は、絶縁性接着剤の硬化温度を少なくとも絶縁性接着剤の硬化が完了する時間だけ安定して維持するようにできることが望ましい。

なお、実施の形態１の部品実装構造１０と実施の形態２の部品実装構造２０においては、実装部品としてチップ抵抗を例として説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、３つ以上の電極端子を有するチップ部品や多連チップ部品、あるいは端部に電極端子を有する半導体素子等の実装部品であっても同様の効果を得ることができる。

本発明の部品実装構造およびその実装方法は、導電性接着剤と絶縁性接着を用いて実装部品を配線基板に実装することにより、接続抵抗値とそのバラツキが小さく、かつ接合強度を大きくできるので高信頼性の部品実装構造が得られる。したがって、種々の実装部品を配線基板上に実装してなる電子回路装置、特に耐熱性の比較的低い配線基板を利用する電子回路装置の分野に有用である。

本発明の実施の形態１にかかる部品実装構造の部分断面図 同実施の形態にかかる部品実装構造の部品実装方法を説明する主要工程の断面図 同実施の形態にかかる部品実装構造の部品実装方法において、加熱装置内での導電性接着剤と絶縁性接着剤との温度変化を示す図 本発明の実施の形態２にかかる部品実装構造の外観斜視図 同実施の形態にかかる部品実装構造で、配線基板上に絶縁性接着剤を塗布するときの塗布量と塗布位置を説明するための図 本発明の実施の形態１と実施の形態２とにかかる部品実装構造の実装方法の変形例で、導電性接着剤と絶縁性接着剤の硬化温度が同じであるが、硬化時間は絶縁性接着剤の方が長い材料の組合せの場合の配線基板を加熱するときの温度プロファイルを示す図 従来の部品実装構造および実装方法を説明する主要工程の部分断面図 同部品実装構造および実装方法において、配線基板を加熱装置で加熱するときの温度プロファイルを示す図

符号の説明

１，１００ 配線基板
２，２００ 端子部
５，５００ 実装部品
６，５１０ 電極端子
７，３００ 導電性接着剤
８，４００ 絶縁性接着剤
１０，２０ 部品実装構造
２１ 配線パターン
８１ サイドフィレット
５２０ 対向面

Claims (9)

1. 端子部を有する配線パターンが少なくとも表面に形成された配線基板と、
   前記配線パターンの前記端子部と電気的に接続する電極端子を有する実装部品と、
   前記実装部品の前記電極端子と前記配線基板の前記端子部とをそれぞれ接着固定するとともに導通接続する導電性接着剤と、
   前記実装部品の前記電極端子間において前記実装部品と前記配線基板とを接着固定する絶縁性接着剤とを有し、
   前記絶縁性接着剤の硬化温度が前記導電性接着剤の硬化温度以上または前記絶縁性接着剤の硬化時間が前記導電性接着剤の硬化時間以上の少なくとも一方の条件を有する材料の組合せとしたことを特徴とする部品実装構造。
2. 前記導電性接着剤と前記絶縁性接着剤とは、前記導電性接着剤の硬化温度領域と前記絶縁性接着剤の硬化温度領域および前記導電性接着剤の硬化時間と前記絶縁性接着剤の硬化時間の少なくとも一方が一部重なる組合せの材料としたことを特徴とする請求項１に記載の部品実装構造。
3. 前記絶縁性接着剤が、前記実装部品の前記配線基板と対向する面上と側面部とに形成されてサイドフィレットを構成していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品実装構造。
4. 前記絶縁性接着剤の塗布量が、前記電極端子と前記端子部とを電気的に接続する前記導電性接着剤の厚みおよび前記配線基板の前記端子部の厚みを加えた厚み、前記実装部品の前記配線基板に対向する面の幅、および前記端子部の間の長さで規定される空間領域部の容積の１．０〜１．７倍に相当する量であることを特徴とする請求項３に記載の部品実装構造。
5. 端子部を有する配線パターンが少なくとも表面に形成された配線基板の前記配線パターンの前記端子部上に導電性接着剤を塗布する工程と、
   前記端子部間の前記配線基板面上に、前記導電性接着剤の硬化温度以上または硬化時間以上の少なくとも一方の条件を有する絶縁性接着剤を塗布する工程と、
   前記導電性接着剤と実装部品の電極端子とが接触し、前記絶縁性接着剤と前記実装部品の前記電極端子間の前記配線基板と対向する面とが接触するように前記実装部品を前記配線基板上に配置する工程と、
   前記実装部品が配置された前記配線基板を前記絶縁性接着剤の硬化温度まで加熱して、前記導電性接着剤の硬化に引き続いて前記絶縁性接着剤を硬化させる工程とを具備することを特徴とする部品実装方法。
6. 前記導電性接着剤と前記絶縁性接着剤は、前記導電性接着剤の硬化温度領域と前記絶縁性接着剤の硬化温度領域および前記導電性接着剤の硬化時間と前記絶縁性接着剤の硬化時間の少なくとも一方が一部重なる特性を有する材料を用いることを特徴とする請求項５に記載の部品実装方法。
7. 前記絶縁性接着剤の塗布工程において、前記絶縁性接着剤の塗布量が前記電極端子と前記端子部とを電気的に接続する前記導電性接着剤の厚みおよび前記配線基板の前記端子部の厚みを加えた厚み、前記実装部品の前記配線基板に対向する面の幅、および前記端子部の間の長さで規定される空間領域部の容積の１．０〜１．７倍に相当する量を塗布することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の部品実装方法。
8. 前記導電性接着剤と前記絶縁性接着剤とは、前記導電性接着剤の硬化温度が前記絶縁性接着剤の硬化温度より低く、かつ前記導電性接着剤の硬化時間が前記絶縁性接着剤の硬化時間以下である組合せの材料を用いることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の部品実装方法。
9. 前記導電性接着剤と前記絶縁性接着剤とは、硬化温度が同じで、かつ前記導電性接着剤に比べて前記絶縁性接着剤の硬化時間が長い組合せの材料を用いることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の部品実装方法。

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