JPH0636613A - 電子部品用接合材料およびそれを用いた電子機器 - Google Patents

電子部品用接合材料およびそれを用いた電子機器

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JPH0636613A
JPH0636613A JP21344292A JP21344292A JPH0636613A JP H0636613 A JPH0636613 A JP H0636613A JP 21344292 A JP21344292 A JP 21344292A JP 21344292 A JP21344292 A JP 21344292A JP H0636613 A JPH0636613 A JP H0636613A
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JP
Japan
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conductive
electronic
electronic parts
shape memory
fine particles
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JP21344292A
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English (en)
Inventor
Minoru Hirai
稔 平井
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives

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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用環境の温度が上昇して絶縁性樹脂基材の
体積が増大しても、導通不良が生じない電子部用品接合
材料を提供する。 【構成】 本発明の電子部品用接合材料は、絶縁性樹脂
基材2中に導電性記憶合金の微粒子3を分散・含有させ
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱サイクルが生じる環境
下で使用される電子機器等の接合部に用いられる電子部
品用接合材料およびそれを用いた電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電子部品や電子機器の端子等
の接合には、ハンダ等の金属接合材料が用いられてい
る。しかしながら、ハンダ等の金属接合材料は融点が高
いために、300℃程度の高温作業が必要となる。かか
る高温での作業は、電子部品や電子機器の熱劣化を生じ
させるおそれがある。また、ハンダ等の金属接合材料は
外力に対する柔軟性に欠けるため、製造工程や運搬時に
おいて接合部に衝撃が加わると、接合部が裂けて導通不
良を起こすおそれもある。
【0003】かかるハンダ等の金属接合材料の問題点を
解決すべく、図4に示すような、膜厚20μm〜30μ
mの熱可塑性樹脂(ポリエステル,ポリエチレン)や熱
硬化性樹脂(エポキシ樹脂)等の絶縁性樹脂基材12中
に、サイズが5μm〜20μmの炭素微粒子、ハンダや
ニッケル等の金属微粒子、表面に導電性被膜が形成され
た樹脂ボール等の導電性微粒子13が分散・含有されて
なる電子部品用接合材料11が用いられている。
【0004】この電子部品用接合材料11を用いた回路
基板間の接続は、図5に示すように、回路基板14の配
線パターン14aと回路基板15の配線パターン15a
との間に、この電子部品用接合材料11を挾み込み、1
50℃〜170℃の温度および10kg/cm2〜30
kg/cm2の圧力で、20秒〜40秒間加熱・加圧し
て、導電性微粒子13を1μm〜3μmに押し潰すこと
により、配線パターン14aおよび配線パターン15a
に圧接してその間の導通を確保することによりなされて
いる。しかして、この電子部品用接合材料11を用いた
回路基板間の接続では、接合部の機械的強度は絶縁性樹
脂基材12の接着力により得られているので、接合部
は、ハンダ等の金属接合材料による接合部と比較して柔
軟性を有している。そのため、製造工程や運搬時におい
て接合部に衝撃が加わっても、接合部が裂けて導通不良
を起こすおそれはない。
【0005】ところで、前記加圧作業により、導電性微
粒子13は塑性変形しその復元力を喪失している。した
がって、絶縁性樹脂基材12は、熱サイクルが生ずる使
用環境で使用されると、温度上昇時に体積が増大する。
しかしながら、絶縁性樹脂基材12中の導電性微粒子1
3は、前述のごとく復元性を喪失しており、またその熱
膨張率が絶縁性樹脂基材12のそれよりも小さいため、
図6に示すように、配線パターン14aとの配線パター
ン15aとの間に微小隙間δxが発生し、そのため導通
不良が生ずる。また、導電性微粒子13は、前述のごと
くその復元力を喪失しているので、耐振性にも欠けると
いう問題もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、熱サイクルが
生ずる使用環境下で使用されても導体間の隙間発生によ
る導通不良が生ずることがなく、また接合部の耐振性が
向上できる電子部品用接合材料およびそれを用いた電子
部品または電子機器を提供することを主たる目的として
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品用接合
材料は、絶縁性樹脂基材中に導電性微粒子を分散・含有
してなる電子部品用接合材料において、前記導電性微粒
子として導電性形状記憶合金の微粒子を用いたことを特
徴としている。
【0008】また、本発明の電子部品または電子機器
は、前記電子部品用接合材料により接合されてなる接合
部を有することを特徴としている。
【0009】
【作用】本発明の電子部品用接合材料は、絶縁性樹脂基
材中に導電性形状記憶合金の微粒子を分散・含有してい
るので、熱サイクルが生ずる環境下で使用されても、含
有している形状記憶合金の形状復元力(以下、単に復元
力という)により、絶縁性樹脂基材の体積増大に追従し
て変形し、導体間に隙間が生じたり、亀裂が生じたりす
ることはない。したがって、接合部の良好な導通状態を
維持することができる。また、形状記憶合金は、使用状
態においても伸縮性を有しているので、接合部の耐振性
も向上することができる。
【0010】本発明の電子部品または電子機器(以下、
電子機器で代表する)は、接合部がかかる電子部品用接
合材料により接合されているので、熱サイクルが生ずる
環境下で使用されても導通不良が生ずることはなく、ま
た耐振性にも優れている。そのため、高い信頼性を有す
る。
【0011】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
【0012】図1は本発明の電子部品用接合材料の一実
施例の概略図、図2は本発明の電子部品用接合材料の使
用状況の説明図、図3は本発明の電子部品用接合材料に
おける導通確保の原理の説明図である。図において、1
は電子部品用接合材料、2は絶縁性樹脂基材、3は導電
性形状記憶合金の微粒子、4は一方の回路基板、5は他
方の回路基板を示す。
【0013】本発明の電子部品用接合材料1の絶縁性樹
脂基材2としては、電子機器等の接合部に使用されたと
きに、その接合部にかかる温度で溶融せず、しかも金属
類に対して接着性を有する絶縁性樹脂が広く使用でき
る。その具体例としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂、ポリエステル,ポリエチレン等の熱可塑性樹脂等の
従来より電子部品用接合材料に用いられている樹脂を挙
げることができる。その中でも、25〜175℃程度の
温度範囲で適度に硬化するものが、電子機器の熱劣化を
生じさせないので好ましい。
【0014】導電性形状記憶合金としては、Ti−Ni
系、Ag−Cd系、Au−Cd系、Cu−Au−Zn
系、In−Tl系、In−Cd系、Ti−Ni−Cu系
の各種の形状記憶合金が好適に用いられる。その中で
も、形状記憶作用の始まる臨界温度(以下、単に臨界温
度という)が25〜200℃程度の温度範囲にあるもの
が好ましい。ここでは、この形状記憶合金は微粒子3と
されて、絶縁性樹脂基材2中に分散させられるが、その
粒子径や分散密度については特に限定はなく、適宜選定
され得る。また、その分散は、あらかじめ初期歪を付与
して行ってもよい。この場合、例えば、初期の形状が球
で、その直径がdであるとし、初期歪付与後にラグビー
ボール状に変形し、そのときの短径がnであるとすれ
ば、n/dが0.2〜0.9、好ましくは0.4〜0.
6、となるようにするのがよい。この微粒子3を絶縁性
樹脂基材2に分散させる場合、その臨界温度は樹脂基材
2の硬化温度と同程度もしくはそれ以上であればよい
が、両者の温度差は30℃以下であるのが好ましい。両
者の温度差をこの様に設定するのは、臨界温度が樹脂基
材2の硬化温度に比べてあまり高すぎると、樹脂の硬化
がほぼ完了した後に形状記憶合金の形状復元作用が始ま
り、形状記憶合金の微粒子3は充分に復元せず、そのた
め導通不良を生ずるおそれがあるからである。
【0015】本発明の電子部品用接合材料の形態は、単
なるテープ状であってもよく、あるいは適用電子機器の
接合部のパターンに合わせてあらかじめ局部に凹部が形
成されたテープであってもよい。さらには、ペースト状
(ゲル状)であってもよい。
【0016】次に、図2を参照しながら、従来より電子
部品用接合材料による接合がよくなされている、平面型
液晶表示パネルと外部接続回路との接合を、テープ状の
本発明の電子部品用接合材料1によりなす場合について
説明する。なお、ここでは、絶縁性樹脂基材2の膜厚は
20〜30μm、形状記憶合金の微粒子3の粒径は5〜
20μm程度とされている。
【0017】まず、従来と同様に、回路基板4の配線パ
ターン4aと回路基板5の配線パターン5aとの間に、
このテープ状の電子部品用接合材料1を挾み込み、所定
時間加熱および加圧する。その際の加熱温度は、絶縁性
樹脂基材2の硬化温度付近の温度、例えば、150℃〜
170℃とされ、また圧力は10kg/cm2〜30k
g/cm2とされる。また、前記所定時間は、例えば、
20秒〜40秒間とされている。この加熱・加圧によ
り、導電性形状記憶合金の微粒子3は1μm〜3μm程
度に押し潰されるとともに、配線パターン4aと配線パ
ターン5aとに圧接され両者の導通を確保する。しかる
のち、接続された回路基板4,5を、形状記憶合金の形
状復元作用が開始する温度、例えば、180℃程度に加
熱する。
【0018】その結果、押し潰された導電性形状記憶合
金の微粒子3は、図3に示すように、元の形状に復帰し
ようとして配線パターン4aおよび配線パターン5aに
対して、図中の矢印方向に押圧力を作用させることにな
る。したがって、熱サイクルにより使用環境の温度が上
昇して絶縁性樹脂基材2の体積が増大しても、微粒子3
もその復元力により図中上下方向に増大するように変形
し、常に配線パターン4aおよび配線パターン5aとの
接触が確保される。そのため、隙間発生による導通不良
は生じない。また、微粒子3が前記状態にあるので、外
部より加振力が作用しても導通不良を生ずることはな
い。
【0019】なお、あらかじめ初期歪が付与された微粒
子3が分散されている電子部品用接合材料1を用いると
きは、前述の高い圧力での加圧が不要となり低い圧力で
接合できる。
【0020】本発明の他の実施例(以下、第2実施例と
いう)においては、絶縁性樹脂基材2はペ−スト状(ゲ
ル状)とされている。この第2実施例においては、絶縁
性樹脂基材2がペ−スト状とされている点を除いては、
絶縁性樹脂基材2の材質、分散・含有されている形状記
憶合金の微粒子3の粒径および分散密度は前記実施例と
同様とされている。
【0021】次に、この第2実施例により面実装タイプ
等のダイオ−ドやトランジスタ等の電子部品において、
チップをボンディングする場合について説明する。な
お、この場合、チップに過大な圧力が加わると素子破壊
が生じるおそれがあるため、予め形状記憶合金の微粒子
3に初期歪を付与させておくのが好ましい。
【0022】まず、リ−ドの所定部位にペ−スト状の電
子部品用接合材料1を所定厚みに塗布または印刷する。
この際の厚みは、微粒子3の粒径(初期歪を付与させた
場合は、その付与後の粒径)より大であればよい。つい
でペ−スト状の電子部品用接合材料1が塗布されたリ−
ドをチップ所定位置に位置決めする。この状態で、電子
部品用接合材料1の絶縁性樹脂基材2の硬化温度まで加
熱する。この場合、所望により適度に加圧する。しかる
のち、形状記憶合金の微粒子3の臨界温度まで加熱す
る。この加熱は先の加熱と連続的に行ってもよい。
【0023】この第2実施例の奏する作用・効果も前記
実施例と同様である。ただし、絶縁性樹脂基材2がペー
スト状とされていることにより、その適用範囲は拡大す
る。
【0024】以上、本発明を2つの実施例に基づいて説
明してきたが、本発明の電子部品用接合材料の適用は前
記に限定されるものではなく、各種の電子部品の接合、
あるいは電子機器の実装構造に好適に用いることができ
る。例えば、面実装タイプ、リードタイプ等の電子部品
における半導体素子とリードフレームとの接合、面実装
タイプ、リードタイプ等の電子部品、平面型表示素子、
熱印字ヘッド等を回路基板(フレキシブル基板を含む)
に搭載するときにおける電子部品の電極と回路基板の配
線パターンとの接合、あるいはハイブリッドIC、平面
表示素子、熱印字ヘッド等とコンタクトピンとの接合に
好適に適用することができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の電子
部品用接合材料を用いて接続を行えば、熱サイクルが生
じる環境下や加振力が作用する環境下においても、常に
良好な導通が確保される。また、本発明の電子部品用接
合材料は、比較的低温下で作業できるという効果も奏す
る。
【0026】一方、本発明の電子部品用接合材料を用い
た接合部を有する電子機器は、熱サイクルが生じる環境
下や加振力が作用する環境下においても良好な導電性を
有するので、熱印字ヘッド等における製品の信頼性を向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品用接合材料の概略図である。
【図2】本発明の電子部品用接合材料の使用状況の説明
図である。
【図3】本発明の電子部品用接合材料における導通確保
の原理の説明図である。
【図4】従来の電子部品用接合材料の概略図である。
【図5】従来の電子部品用接合材料の使用状況の説明図
である。
【図6】従来の電子部品用接合材料における導通不良が
発生する原理の説明図である。
【符号の説明】
1 電子部品用接合材料 2 絶縁性樹脂基材 3 導電性形状記憶合金の微粒子 4 一方の回路基板 5 他方の回路基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性樹脂基材中に導電性微粒子を分散
    ・含有してなる電子部品用接合材料において、前記導電
    性微粒子として導電性形状記憶合金の微粒子を用いたこ
    とを特徴とする電子部品用接合材料。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電子部品用接合材料によ
    り電気的に接合されてなる接合部を有することを特徴と
    する電子部品または電子機器。
JP21344292A 1992-07-16 1992-07-16 電子部品用接合材料およびそれを用いた電子機器 Pending JPH0636613A (ja)

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