(57)【要約】  ランド電極１ａ、１ｂを有するプリント基板２と、部品素体３の表面に外部電極４ａ、４ｂが形成されたチップ型電子部品５とを有し、ランド電極１ａ、１ｂと外部電極４ａ、４ｂとがはんだ６を介して接合され、電極接合部７ａ、７ｂを形成し、電極接合部７ａ、７ｂ間は熱硬化性樹脂８が充填されている。接合材料は、融点Ｔ１のはんだ粒子と、融点Ｔ１よりも高い硬化温度を有する熱硬化性樹脂と、硬化温度Ｔ２よりも低い活性温度Ｔ３を有する活性剤を含有し、融点Ｔ１でのはんだ粒子を除いた含有成分の粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、融点Ｔ１及び活性温度Ｔ３が、Ｔ１−Ｔ３＜５０を満足している。これにより機械的強度が良好で電気的接続性や絶縁性の信頼性が良好な電子装置、この電子装置の作製に適した接合材料、この接合材料を使用した電子装置の製造方法を実現する。
2013047137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の電極が形成された複数の電子部品を有し、前記複数の電子部品のうちの一の電子部品と他の電子部品とが電気的に接続された電子装置であって、
前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とが金属を介して接合され、互いに電気的に絶縁された２つ以上の電極接合部が形成されると共に、
一の前記電極接合部と他の前記電極接合部との間隙が、熱硬化性樹脂で充填されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記金属は、主成分がＳｎ−Ｂｉ系合金で形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記複数の電子部品には、ランド電極が形成された基板と、部品素体の表面に外部電極が形成されたチップ型部品とが含まれ、
前記ランド電極と前記外部電極とが前記金属を介して接合され、前記電極接合部を形成していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子装置。
【請求項４】
少なくとも第１の温度Ｔ１で溶融する金属粒子と、前記第１の温度Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２で硬化する熱硬化性樹脂と、前記第２の温度Ｔ２よりも低い第３の温度Ｔ３で活性化し、前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去する活性剤とを含有し、
前記第１の温度Ｔ１における前記金属粒子を除いた含有成分の粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、
かつ、前記第１の温度Ｔ１及び前記第３の温度Ｔ３が、
Ｔ１−Ｔ３＜５０
を満足することを特徴とする接合材料。
【請求項５】
前記金属粒子は、主成分がＳｎ−Ｂｉ系合金で形成されていることを特徴とする請求項４記載の接合材料。
【請求項６】
前記金属粒子の含有量は、体積比率で５０体積％以下であることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の接合材料。
【請求項７】
前記金属粒子の含有量は、体積比率で１０体積％以上であることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の接合材料。
【請求項８】
前記金属粒子の含有量は、体積比率で１５体積％以上であることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の接合材料。
【請求項９】
２つ以上の電極が形成された複数の電子部品を有し、前記複数の電子部品のうちの一の電子部品と他の電子部品とを電気的に接続する電子装置の製造方法であって、
請求項４乃至請求項８のいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品の電極を配し、
加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とを前記溶融した金属を介して接合させ、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成する一方、前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂を流動させ、前記電極接合部間に形成される間隙を前記熱硬化性樹脂で充填することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項１０】
２つ以上の電極を有する複数の電子部品を有し、一の電子部品と他の電子部品とを電気的に接続する電子装置の製造方法であって、
請求項４乃至請求項８のいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極を含む表面上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品を配し、
加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記溶融した金属粒子を前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極との間に移動させて前記電極間を接合し、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成し、前記電極接合部間を前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂で充填することを特徴とする電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置、及び接合材料、並びに電子装置の製造方法に関し、より詳しくは２つ以上の電極を有する複数の電子部品がはんだ等の金属を介して接合された電子装置、及びこれら複数の電子部品の電極同士を接合するのに適した接合材料、並びにこの接合材料を使用して電子装置を製造する電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ型電子部品の基板への表面実装のように異なる電子部品の電極同士を接合する手法として、はんだ付け方法が広く使用されている。【０００３】
そして、接合材料としては、従来より、はんだ、熱硬化性樹脂、及び活性剤等を含有したはんだペーストが知られている。【０００４】
例えば、特許文献１には、錫−ビスマス系のはんだよりなるはんだ粒子と、前記はんだの融点よりも高い温度で硬化する熱硬化性樹脂と、はんだ付け時の熱で活性化して前記はんだ表面の酸化膜を除去する活性剤を含むはんだペーストであって、前記活性剤が、前記はんだの融点以上の温度で活性化するようにしたはんだペーストが提案されている。【０００５】
図４は、特許文献１に記載されたはんだ付け方法を説明する断面図であって、チップ型電子部品１０１がプリント基板１０２上に表面実装されている。すなわち、このチップ型電子部品１０１は、部品素体１０３の両端に外部電極１０４ａ、１０４ｂが形成されている。一方、プリント基板１０２は、前記外部電極１０４ａ、１０４ｂと対応するように、表面に一対のランド電極１０５ａ、１０５ｂが形成されている。そして、接合材料には、はんだ、熱硬化性樹脂及び活性剤を含有したはんだペーストが使用され、ランド電極１０５ａ、１０５ｂと外部電極１０４ａ、１０４ｂとははんだ１０６ａ、１０６ｂを介して接合されている。【０００６】
すなわち、はんだ粒子が溶融する前に熱硬化性樹脂が硬化を開始すると、溶融したはんだが、熱硬化性樹脂中を十分に流動することができなくなり、その結果、はんだ粒子同士の接合がなされなかったり、はんだと電極とが接合されなくなり、電子部品同士の電気的接続性を損なうおそれがある。さらに、活性剤は、熱硬化性樹脂が硬化して流動性を失わないうちに溶融させ、はんだ粒子の表面と接触させる必要がある。【０００７】
そこで、特許文献１では、熱硬化性樹脂の硬化温度がはんだ粒子の融点や活性剤の活性温度よりも高いはんだペーストを使用することにより、溶融したはんだ１０６ａ、１０６ｂを熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂ中で十分に流動させ、かつ、活性剤をはんだ粒子に接触させることにより、活性剤とはんだ粒子とははんだ粒子の表面で酸化還元反応を生じ、これによりはんだ粒子表面の酸化皮膜を除去している。【０００８】
また、特許文献１では、活性剤の活性温度をはんだ粒子の融点以上とし、これにより熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂの硬化作用を遅延させている。すなわち、熱硬化性樹脂１０７a、１０７ｂの硬化剤としても作用する活性剤の活性温度を高くすることで、熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂの硬化作用を遅延させることにより、溶融したはんだ１０６ａ、１０６ｂの流動を熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂによって阻止されないようにし、これによりセルフアライメントが低下するのを防止しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１５０４１３号公報（請求項１、段落番号〔００１３〕、〔００３１〕、図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂの硬化温度を活性剤の活性温度やはんだ１０６ａ、１０６ｂの融点よりも高くし、はんだ１０６ａ、１０６ｂの流動性を確保しようとしているものの、熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂの粘度が高い場合は、溶融したはんだ１０６ａ、１０６ｂを熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂ中で十分に流動させるのが困難となる。すなわち、熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂの粘度が高く、該熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂが十分な流動性を有さない場合は、該樹脂中でのはんだの流動性も劣ることから、はんだ粒子同士やはんだ粒子と外部電極１０４ａ、１０４ｂ及び／又はランド電極１０５ａ、１０５ｂとの接合性を十分に確保することができず、電気的接続性の信頼性を損なうおそれがある。【００１１】
また、特許文献１では、基板１０２、部品素体１０３の下面、及び熱硬化性樹脂１０７ａ、１０７ｂによって囲まれる部分に空隙１０８が形成されることから、機械的強度、及び電気的接続性等の信頼性に劣るおそれがある。【００１２】
上述のような空隙１０８が存在すると、使用時に一定のヒートサイクルが負荷された場合にチップ型電子部品１０１や基板１０２等の熱膨張率の相違から、プリント基板１０２には歪みが生じやすい。そして、このような歪みが繰り返し続くと、はんだ１０６ａ、１０６ｂの内部やはんだ１０６ａ、１０６ａと外部電極１０４ａ、１０４ｂ及び／又ランド電極１０５ａ、１０５ｂとの間で剥離やクラック等の構造欠陥が生じるおそれがあり、十分な機械的強度を確保できなくなり、また電気的接続性の信頼性を損なうおそれがある。【００１３】
さらに、高温多湿下で長時間晒された場合は、はんだ１０６ａ、１０６ｂの近辺で水分を吸収してしまい、このため絶縁性の劣化等を招き、信頼性の低下を招くおそれがある。【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、機械的強度が良好で電気的接続性や絶縁性の信頼性が良好な電子装置、及びこの電子装置の作製に適した接合材料、並びにこの接合材料を使用した電子装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明に係る電子装置は、２つ以上の電極が形成された複数の電子部品を有し、前記複数の電子部品のうちの一の電子部品と他の電子部品とが電気的に接続された電子装置であって、前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とが金属を介して接合され、互いに電気的に絶縁された２つ以上の電極接合部が形成されると共に、一の前記電極接合部と他の前記電極接合部との間隙が、熱硬化性樹脂で充填されていることを特徴としている。【００１６】
これにより電極接合部間に空隙が存在するのを回避することができ、電子装置の機械的強度が向上する。また、使用時に一定のヒートサイクルが負荷された場合であっても、電子部品に歪み等が生じるのを抑制することができると共に、歪み等が繰り返し生じたとしても電気的接続が劣化することを抑制することが可能となる。【００１７】
また、本発明の電子装置は、前記金属は、主成分がＳｎ−Ｂｉ系合金で形成されているのが好ましい。【００１８】
この場合は、Ｓｎ−Ｂｉ系合金は熱膨張率が小さいことから、使用時に一定のヒートサイクルが負荷されても電子部品に生じる歪みを小さくすることが可能となる。また、Ｓｎ−Ｂｉ系合金はヤング率が小さいため、電子部品に歪みが生じた場合でも、電極接合部間にクラック等の構造欠陥が生じるのを特に抑制することができる。【００１９】
また、本発明の電子装置は、前記複数の電子部品には、ランド電極が形成された基板と、部品素体の表面に外部電極が形成されたチップ型部品とが含まれ、前記ランド電極と前記外部電極とが前記金属を介して接合され、前記電極接合部を形成しているのが好ましい。【００２０】
これにより電極接合部間に空隙が存在するのを回避することができ、チップ型部品と基板との熱膨張率の相違等に起因した基板の歪み発生を抑制することができる。したがって、機械的強度が良好で、電気的接続性や絶縁性の信頼性に優れた電子装置を得ることができる。【００２１】
また、上述した電子装置を作製する場合、特許文献１のように金属粒子、熱硬化性樹脂、及び活性剤を含有した接合材料が広く使用されている。この場合、〔背景技術〕の項でも述べたように、熱硬化性樹脂の硬化温度は、金属粒子の融点や活性剤の活性温度よりも高いのが望ましい。【００２２】
本発明者らは、このような前提下、鋭意研究を行なったところ、金属粒子の融点において、該金属粒子を除くその他の含有成分の粘度を０．５７Ｐａ・ｓ以下に抑制し、かつ活性剤の活性温度が金属粒子の融点よりも低い場合であっても５０℃を超えて低くならないように接合材料を調製したところ、活性剤の活性作用（還元作用）を損なうことなく、熱硬化性樹脂を良好に流動させることができ、上述した所望の電子装置を得ることが可能であるという知見を得た。【００２３】
すなわち、本発明に係る接合材料は、少なくとも第１の温度Ｔ１で溶融する金属粒子と、前記第１の温度Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２で硬化する熱硬化性樹脂と、前記第２の温度Ｔ２よりも低い第３の温度Ｔ３で活性化し、前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去する活性剤とを含有し、前記第１の温度Ｔ１における前記金属粒子を除いた含有成分の粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、前記第１の温度Ｔ１及び前記第３の温度Ｔ３が、Ｔ１−Ｔ３＜５０を満足することを特徴としている。【００２４】
これにより熱硬化性樹脂が硬化する前に金属粒子や活性剤が十分に流動し、熱硬化性樹脂が硬化する際には、溶融した金属粒子は、酸化皮膜が介在することなく、熱硬化性樹脂中を流動する他の金属粒子や電極と強固に接合する。また、熱硬化性樹脂の流動性が良好であることから、一の電子部品の電極上に接合材料を塗布するだけで、熱硬化性樹脂は電極接合部間に形成される間隙に流動して該間隙への充填が可能となり、電子装置の機械的強度の向上に寄与することができる。さらに一の電子部品の電極を含む表面上に接合材料を塗布した場合であっても、熱硬化性樹脂の流動作用と活性剤の活性作用と金属粒子の電極への濡れ作用とが相俟って金属粒子は電極側に移動する。したがって、電極接合部では金属粒子同士、金属粒子と電極が強固に接合する一方、電極接合部間には熱硬化性樹脂のみが残存し、電子装置の機械的強度の向上絶縁性の信頼性向上に寄与することができる。【００２５】
また、本発明の接合材料は、前記金属粒子は、主成分がＳｎ−Ｂｉ系合金で形成されているのが好ましい。【００２６】
さらに、本発明の接合材料は、前記金属粒子の含有量が、体積比率で５０体積％以下であるのが好ましい。【００２７】
これにより印刷性を損なうことなく、機械的強度の良好な電子装置を得ることが可能となる。【００２８】
また、本発明の接合材料は、前記金属粒子の含有量が、体積比率で１０体積％以上であるのが好ましい。【００２９】
これにより電気特性を損なうことなく、機械的強度の良好な電子装置を得ることが可能になる。【００３０】
さらに、本発明の接合材料は、前記金属粒子の含有量が、体積比率で１５体積％以上であるのが好ましい。【００３１】
これにより接合材料を一の電子部品の電極を含む表面上に塗布した場合であっても金属粒子を効率的に電極接合部に流動させることができる。【００３２】
また、本発明に係る電子装置の製造方法は、２つ以上の電極が形成された複数の電子部品を有し、前記複数の電子部品のうちの一の電子部品と他の電子部品とを電気的に接続する電子装置の製造方法であって、上述したいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品の電極を配し、加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とを前記溶融した金属を介して接合させ、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成する一方、前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂を流動させ、前記電極接合部間に形成される間隙を前記熱硬化性樹脂で充填することを特徴としている。【００３３】
これにより金属内部や金属と電極との間で剥離やクラック等の構造欠陥が抑制され、機械的強度や電気的接続性及び絶縁性の信頼性が向上した電子装置を得ることができる。【００３４】
さらに、本発明に係る電子装置の製造方法は、２つ以上の電極を有する複数の電子部品を有し、一の電子部品と他の電子部品とを電気的に接続する電子装置の製造方法であって、上述したいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極を含む表面上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品を配し、加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記溶融した金属粒子を前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極との間に移動させて前記電極間を接合し、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成し、前記電極接合部間を前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂で充填することを特徴としている。【００３５】
これにより短絡等が生じることもなく電気的接続性や絶縁性の良好な電子装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
上記電子装置によれば、一の電子部品の電極と他の電子部品の電極とがＳｎ−Ｂｉ系合金等の金属を介して接合され、互いに電気的に絶縁された２つ以上の電極接合部が形成されると共に、一の前記電極接合部と他の前記電極接合部との間隙が、熱硬化性樹脂で充填されているので、電極接合部間に空隙が存在するのを回避することができる。したがって、電子装置の機械的強度が向上する。また、使用時に一定のヒートサイクルが負荷された場合であっても、電子部品に歪み等が生じるのを抑制することができると共に、歪み等が繰り返し生じたとしても電気的接続が劣化することを抑制することが可能となる。すなわち、電極接合部間の機械的強度が向上し、金属内部や電子部品と金属との間が剥離したり、クラック等の構造欠陥が生じるのを抑制することができる。そして、金属内部での接合状態や金属と電極との接合状態が強固になり、電気的接続性の信頼性が向上する。また、上述したように電極接合部間が熱硬化性樹脂で充填されていることから、高温多湿下で長時間放置しても電極接合部が水分を吸湿するのを極力回避することが可能となり、絶縁性が向上し、良好な信頼性を有する電子装置を実現することが可能となる。【００３７】
また、本発明の接合材料によれば、少なくとも第１の温度Ｔ１で溶融する金属粒子と、前記第１の温度Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２で硬化する熱硬化性樹脂と、前記第２の温度Ｔ２よりも低い第３の温度Ｔ３で活性化し、前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去する活性剤とを含有し、前記第１の温度Ｔ１における前記金属粒子を除いた含有成分の粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、前記第１の温度Ｔ１及び前記第３の温度Ｔ３が、Ｔ１−Ｔ３＜５０を満足するので、熱硬化性樹脂が硬化する前に金属粒子や活性剤が十分に流動し、熱硬化性樹脂が硬化する際には、溶融した金属粒子は、酸化皮膜が介在することなく、熱硬化性樹脂中を流動する他の金属粒子や電極と強固に接合する。また、熱硬化性樹脂の流動性が良好であることから、一の電子部品の電極上に接合材料を塗布するだけで、熱硬化性樹脂は電極接合部間に形成される間隙に流動して該間隙への充填が可能となり、電子装置の機械的強度の向上に寄与することができる。さらに一の電子部品の電極を含む表面上に接合材料を塗布した場合であっても、熱硬化性樹脂の流動作用と活性剤の活性作用と金属粒子の電極への濡れ作用とが相俟って金属粒子は電極側に移動する。したがって、電極接合部では金属粒子同士、金属粒子と電極が強固に接合する一方、電極接合部間には熱硬化性樹脂のみが残存し、電子装置の機械的強度の向上絶縁性の信頼性向上に寄与することができる。【００３８】
また、本発明の電子装置の製造方法によれば、上述したいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品の電極を配し、加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とを前記溶融した金属を介して接合させ、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成する一方、前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂を流動させ、前記電極接合部間に形成される間隙を前記熱硬化性樹脂で充填するので、一の電子部品の電極上にのみ接合材料を塗布した場合であっても、接合材料の流動性が良好であることから、電極間はんだを介して強固に接合される。そして、熱硬化性樹脂は電極接合部間の間隙に流動して該間隙に充填されるので、使用時に一定のヒートサイクルが負荷された場合であっても、電子部品に歪み等が生じるのを抑制でき、金属同士の接合状態や金属と電極との接合状態を強固に維持できる。すなわち、金属内部や金属と電極との間で剥離やクラック等の構造欠陥が抑制され、機械的強度や電気的接続性及び絶縁性の信頼性が向上した電子装置を得ることができる。【００３９】
また、本発明の電子装置の製造方法によれば、上述したいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極を含む表面上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品を配し、加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記溶融した金属粒子を前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極との間に移動させて前記電極間を接合し、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成し、前記電極接合部間を前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂で充填するので、接合材料の流動性が良好であり、また活性剤の作用により金属粒子が容易に電極に接合することから、前記間隙に金属ボールが残存することもない。したがって、短絡等が生じることもなく電気的接続性や絶縁性の良好な電子装置を得ることができる。【００４０】
特に、金属粒子としてＳｎ−Ｂｉ系合金を使用した場合は、Ｓｎ−Ｂｉ系合金はヤング゛率が小さく，溶融した際の体積膨張率が小さいことから、溶融した金属が電極接合部間に吹き出すこともなく、したがって短絡やヒートサイクルに起因したクラック等の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る電子装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る電子装置の製造方法の第１の実施の形態を説明するための断面図である。
【図３】本発明に係る電子装置の製造方法の第２の実施の形態を説明するための断面図である。
【図４】特許文献１に記載された従来の電子装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
次に、本発明の実施の形態を詳説する。
【００４３】
図１は、本発明に係る電子装置の一実施の形態を示す断面図である。
【００４４】
この電子装置は、ランド電極１ａ、１ｂが形成されたプリント基板２（電子部品）と、部品素体３の両端に一対の外部電極４ａ、４ｂが形成されたチップ型電子部品５（電子部品）とがはんだ６（金属）を介して接合され、互いに電気的に絶縁された電極接合部７ａ、７ｂが形成されている。そして、電極接合部７ａ、７ｂの周囲が熱硬化性樹脂８で被覆されると共に、電極接合部７ａと電極接合部７ｂとの間隙、すなわちプリント基板２上の電極非形成部と部品素体３との間には前記熱硬化性樹脂８が充填されている。
【００４５】
ここで、プリント基板２に使用される基板材料としては、特に限定されるものではなく、ガラスエポキシ、ベークライト等、任意の材料を使用することができる。
【００４６】
また、ランド電極１ａ、１ｂを形成する電極材料も特に限定されるものではなく、Ａｇ、Ｃｕ，Ｎｉ等の任意の導電性材料を使用することができ、表面にＡｕ皮膜等をめっき形成したものを使用してもよい。
【００４７】
また、チップ型電子部品５も、表面実装できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、抵抗体、積層セラミックコンデンサ、圧電部品、コイル部品、各種ＩＣチップ部品、半導体部品等を使用することができる。
【００４８】
また、外部電極４ａ、４ｂを形成する電極材料も特に限定されるものではなく、例えば、ＡｇやＣｕで形成された下地電極の表面にＮｉ皮膜やＳｎ皮膜、Ａｕ皮膜等をめっき形成したものを使用することができる。
【００４９】
そして、本実施の形態では、電極接合部７ａと電極接合部７ｂとの間隙に熱硬化性樹脂８が充填されているので、機械的強度が向上し、電気的接続性の信頼性が向上し、かつ、良好な絶縁性を得ることができ、耐久性向上を図ることができる。
【００５０】
すなわち、特許文献１のような従来の電子装置では、電極接合部７ａと電極接合部７ｂとの間に空隙が形成されているため、使用時に一定のヒートサイクルが負荷されると、プリント基板２やチップ型電子部品５等との熱膨張率の相違に起因して厚みの薄いプリント基板２に歪みが生じ、その結果、機械的強度の低下を招いたり、電極接合部７ａ、７ｂでの電気的接続性の信頼性低下を招くおそれがある。また、高温多湿下、長時間晒されると、電極接合部７ａ、７ｂで吸湿して水分が該電極接合部７ａ、７ｂに浸入し、その結果、絶縁抵抗が低下し、信頼性を損なうおそれがある。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、電極接合部７ａと電極接合部７ｂとの間隙に熱硬化性樹脂８を充填することにより、プリント基板２が歪むのを回避し、また、歪んだとしても歪みによる応力を緩和し、これにより機械的強度及び電気的接続性の信頼性を向上させると共に、電極接合部７ａ、７ｂに水分が浸入するのを極力回避し、絶縁性の信頼性向上を図っている。
【００５２】
このように本電子装置では、電極接合部７ａ、７ｂ間に熱硬化性樹脂８を充填しているので、機械的強度が向上し、はんだ６ａ、６ｂの内部やはんだ６ａ、６ｂとランド電極１ａ、１ｂ及び／又は外部電極４ａ、４ｂとの間が剥離したり、クラック等の構造欠陥が生じるのを抑制することができる。そして、このように機械的強度が向上することから、はんだ６ａ、６ｂの内部での接合状態やはんだ６ａ、６ｂとランド電極１ａ、１ｂ及び／又は外部電極４ａ、４ｂとの接合状態が強固なものとなり、電気的接続性の信頼性が向上する。また、上述したように電極接合部７ａ、７ｂ間が熱硬化性樹脂８で充填されていることから、高温多湿下で長時間放置しても電極接合部が水分を吸湿するのを極力回避することが可能となり、絶縁性が向上し、良好な信頼性を有する電子装置を実現することが可能となる。
【００５３】
次に、上記電子装置の作製に使用される接合材料について詳述する。
【００５４】
本接合材料は、少なくともはんだ粒子（金属粒子）と、熱硬化性樹脂と、還元剤として作用する活性剤とを含有している。
【００５５】
本接合材料では、溶融したはんだ粒子が熱硬化性樹脂の中を流動し、他のはんだ粒子や外部電極４ａ、４ｂ又はランド電極１ａ、１ｂと接触し、融着することにより接合する。また、溶融したはんだ粒子が熱硬化性樹脂中をできるだけ流動し易くし、かつ流動可能な時間が長いほど確実に接合させることが可能となる。
【００５６】
したがって、ランド電極１ａ、１ｂと外部電極４ａ、４ｂとをはんだ６ａ、６ｂを介して良好な状態で接合させるためには、熱硬化性樹脂中でのはんだ粒子の流動性が重要な要素となる。そして、この熱硬化性樹脂中でのはんだ粒子の流動性は、はんだ粒子の融点Ｔ１（第１の温度）において、該はんだ粒子を除いたその他の含有成分（熱硬化性樹脂、活性剤等）の粘度、すなわち、はんだ粒子を除く樹脂を主成分とする粘度（以下、単に「樹脂粘度」という。）に依存する。
【００５７】
そして、はんだ粒子の融点Ｔ１における樹脂粘度を０．５７Ｐａ・ｓ以下とすることにより、熱硬化性樹脂の流動性が良好になり、したがって溶融したはんだの流動性も良好となり、はんだ粒子が他のはんだ粒子や外部電極４ａ、４ｂ又はランド電極１ａ、１ｂと容易に接触して融着し、強固に接合させることが可能となる。
【００５８】
尚、樹脂粘度の下限は、ペースト化が可能であればよく、特に限定されるものではないが、通常は、０．００１Ｐａ・ｓ以上に調製される。
【００５９】
また、はんだ粒子同士やはんだ粒子とランド電極１ａ、１ａ及び外部電極４ａ、４ｂとが融着するためには、はんだ粒子が溶融するのみでは不十分であり、はんだ粒子の表面に形成される酸化皮膜を除去する必要がある。すなわち、通常、はんだ粒子の表面には酸化皮膜が形成されており、はんだ粒子の内部が溶融してもはんだ粒子の表面には酸化皮膜が残存する。したがって、はんだ粒子の表面に酸化皮膜が形成された状態では、はんだ粒子は他のはんだ粒子やランド電極１ａ、１ａ及び外部電極４ａ、４ｂと酸化皮膜を介して接することとなり、所望の電気的接続性を確保できなくなるおそれがある。そして、斯かる事態を解消するためには接合材料中に還元性を有する活性剤を含有させ、はんだ粒子の表面に活性剤を接触させて酸化還元反応を生じさせ、酸化皮膜を除去する必要がある。
【００６０】
したがって、ランド電極１ａ、１ｂと外部電極４ａ、４ｂとの接合状態を良好なものとするには、熱硬化性樹脂中でのはんだ粒子の流動性を良好にすると共に、はんだ粒子の融点Ｔ１、熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２、及び活性剤の活性温度Ｔ３（第３の温度）の相互の関係が重要となる。
【００６１】
そして、本実施の形態では、これら相互の関係が下記数式（１）〜（３）を満足するように接合材料の成分組成を調製している。
【００６２】
Ｔ１＜Ｔ２…（１）
Ｔ３＜Ｔ２…（２）
Ｔ１−Ｔ３＜５０…（３）  
すなわち、はんだ粒子の融点Ｔ１及び活性剤の活性温度Ｔ３は熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２よりも低く、活性剤の活性温度Ｔ３をはんだ粒子の融点Ｔ１よりも低い場合であっても５０℃以上は低くない温度に設定している。
【００６３】
以下、はんだ粒子の融点Ｔ１、熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２、及び活性剤の活性温度Ｔ３が上記（１）〜（３）を満足するようにした理由を述べる。
【００６４】
（１）はんだ粒子の融点Ｔ１と熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２との関係
はんだ粒子の融点Ｔ１が、熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２よりも高いと、はんだ粒子が溶融する前に熱硬化性樹脂が硬化を開始することから、はんだ粒子を熱硬化性樹脂中で十分に流動させることが困難となり、良好な接合状態を得るのが困難となる。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、はんだ粒子の融点Ｔ１が熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２よりも低くなるように、すなわち、Ｔ１＜Ｔ２となるように接合材料の成分組成を調製している。
【００６６】
（２）熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２と活性剤の活性温度Ｔ３との関係
活性剤の活性温度Ｔ３が、熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２よりも高い場合は、熱硬化性樹脂の硬化が開始してから、活性剤が液状化して活性化することから、はんだ粒子表面で所望の酸化還元反応を生じさせるのが困難となり、はんだ粒子同士を良好な状態で接合することができなくなるおそれがある。
【００６７】
そこで、本実施の形態では、活性剤の活性温度Ｔ３が熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２よりも低くなるように、すなわち、Ｔ３＜Ｔ２となるように接合材料の成分組成を調製している。
【００６８】
（３）はんだ粒子の融点Ｔ１と活性剤の活性温度Ｔ３との関係
上述したようにはんだ粒子の融点Ｔ１及び活性剤の活性温度Ｔ３を熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２よりも低くすることにより、熱硬化性樹脂が硬化する前にはんだ粒子及び活性剤が溶融し、はんだ粒子表面の酸化皮膜を活性剤の還元作用で除去しつつはんだ粒子を熱硬化性樹脂中で流動させることができ、はんだ粒子同士又ははんだ粒子と電極（ランド電極１ａ、１ｂ、外部電極４ａ、４ｂ）とを強固に接合することが可能となる。
【００６９】
しかしながら、活性温度Ｔ３がはんだ粒子の融点Ｔ１よりも５０℃以上低くなると、活性剤ははんだ粒子が溶融するよりもかなり早期に液状化して流動する。したがって、はんだ粒子が溶融を開始した時点で効果的に酸化還元反応を生じさせるためには、予め大量の活性剤を含有させる必要がある。
【００７０】
ところが、大量の活性剤を接合材料中に含有させると、熱硬化性樹脂の硬化後の物性が劣ることになりかねず、電子装置の特性劣化を招くおそれがある。
【００７１】
そこで、本実施の形態では、活性剤の活性温度Ｔ３ははんだ粒子の融点Ｔ１よりも５０℃以上低くならない温度、すなわち、Ｔ１−Ｔ３＜５０となるように接合材料の成分組成を調製している。
【００７２】
尚、活性剤の活性温度Ｔ３がはんだ粒子の融点Ｔ１よりも高い場合は、その程度は特に限定されるものではないが、活性剤の活性温度Ｔ３が高くなると、これに伴い熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２も高くする必要があることから、活性剤の活性温度Ｔ３がはんだ粒子の融点Ｔ１よりも高い場合であっても、その温度差は５０℃未満が好ましい。
【００７３】
また、活性剤の体積含有量は、上述した電子装置の特性等を考慮し、通常は、接合材料全体に対して０．１〜１６体積％とされる。
【００７４】
また、接合材料中のはんだ粒子の含有量は、特に限定されるものではないが、体積比率で５０体積％以下が好ましい。はんだ粒子の体積含有量が５０体積％を超えると、はんだ粒子の体積含有量が過剰となり、接合材料の流動性が悪くなるため、通常の印刷速度（例えば、５０ｍｍ／sec）でスクリーン印刷すると、いわゆる印刷かすれが生じ易くなる。したがって、はんだ粒子の体積含有量が５０体積％を超えると、印刷速度を低下させざるを得ず、生産性を考慮すると好ましくない。
【００７５】
一方、本発明者らの研究結果により、はんだ粒子の体積含有量が１０体積％以上であれば良好な電気的接合性と機械的強度が得られることが確認されている。ただし、はんだ粒子の体積含有量が１５体積％未満になると、はんだ粒子の体積含有量が少なくなるため、接合材料をプリント基板の電極非形成部にも塗布した場合、溶融したはんだ粒子同士が距離的に離れてしまって融着しきれないはんだ粒子が存在し、電極非形成部にはんだボールが残留するおそれがある。
【００７６】
したがって、はんだ粒子の体積含有量は、１０体積％以上５０体積％以下が好ましく、さらには１５体積％以上５０体積％以下がより好ましい。
【００７７】
このように本接合材料によれば、はんだ粒子の融点Ｔ１及び活性剤の活性温度Ｔ３が熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２よりも低いので、熱硬化性樹脂が硬化する前にはんだ粒子や活性剤が十分に流動する。そして、熱硬化性樹脂が硬化する際には、溶融したはんだ粒子は、酸化皮膜が介在することなく、熱硬化性樹脂中を流動する他のはんだ粒子やランド電極１ａ、１ｂや外部電極４ａ、４ｂと強固に接合する。また、樹脂粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下と低く、熱硬化性樹脂の流動性が良好であることから、プリント基板２のランド電極１ａ、１ｂ上に接合材料を塗布するだけで、熱硬化性樹脂は電極接合部７ａ、７ｂ間に形成される間隙にも流動して該間隙への充填が可能となり、電子装置の機械的強度の向上に寄与する。
【００７８】
また、プリント基板２のランド電極１ａ、１ａを含む表面上に接合材料を塗布した場合であっても、熱硬化性樹脂の流動作用と活性剤の活性作用とはんだ粒子の電極への濡れ作用とが相俟ってはんだ粒子は電極側に移動する。したがって、電極接合部７ａ、７ｂははんだ粒子同士、はんだ粒子とランド電極１ａ、１ｂ及び外部電極４ａ、４ｂが強固に接合する一方、電極接合部７ａ、７ｂ間には熱硬化性樹脂のみが残存し、電子装置の機械的強度の向上や絶縁性の信頼性向上を図ることが可能となる。
【００７９】
そして、このようなはんだ粒子としては、融点Ｔ１が上記数式（１）、（３）を満たすものであれば特に限定されるものではないが、融点Ｔ１の高いはんだ粒子を使用すると硬化温度Ｔ２の高い熱硬化性樹脂を使用しなければならず、したがって加熱温度も高くしなければならないことから、Ｓｎ−Ｂｉ系合金やＳｎ−Ｐｂ系合金等の低融点のはんだ粒子を使用するのが好ましい。
【００８０】
特に、Ｓｎ−Ｂｉ系合金は、ヤング率が小さく、溶融した際の体積膨張率が小さく、より好ましい。すなわち、Ｓｎ−Ｂｉ系合金は、ヤング゛率が小さく，溶融した際の体積膨張率が小さいことから、溶融した際に金属が電極間に吹き出すのを回避することができ、短絡の発生やヒートサイクルでのクラックの発生を効果的に抑制することができる。また、Ｓｎ−Ｂｉ系合金は、非鉛系であることから環境負荷を軽減できるという利点もある。
【００８１】
また、はんだ粒子以外の含有成分は、樹脂粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、かつ数式（１）〜（３）を満足するように調製されればよく、材料種は特に限定されるものではない。例えば、熱硬化性樹脂は、通常、樹脂材料に硬化剤を添加して形成されるが、樹脂材料としては、エポキシ系樹脂を使用するのが一般的であり、硬化剤としては、例えばイミダゾール類、アミン類、トリアジン類等を使用することができる。また、活性剤としては、例えば、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸等が広く知られており、粘度調整剤としてはポリアミド系化合物が知られている。
【００８２】
そして、本接合材料は、これら各種の樹脂材料、硬化剤、活性剤、粘度調整剤等が、樹脂粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下となり、かつ数式（１）〜（３）を満足するように、適宜調合して作製される。
【００８３】
図２は、上記接合材料を使用した電子装置の製造方法の第１の実施の形態を説明するための断面図である。
【００８４】
まず、図２（ａ）に示すように、プリント基板２の表面に形成されたランド電極１ａ、１ｂ上に接合材料９ａ、９ｂを塗布する。
【００８５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、ランド電極１ａ、１ｂ上に外部電極４ａ、４ｂが位置するようにチップ型電子部品５をプリント基板２に載置する。
【００８６】
そして、加熱処理を行うと、接合材料９ａ、９ｂ中の熱硬化性樹脂が硬化を開始する前にはんだ粒子１０及び活性剤が溶融し、活性剤の活性作用（還元作用）によってはんだ粒子１０の表面の酸化皮膜が除去される。これによりはんだ粒子１０同士、及びはんだ粒子１０とランド電極１ａ、１ｂ及び外部電極４ａ、４ｂとが融着し、図２（ｃ）に示すように、はんだ６ａ、６ｂとランド電極１ａ、１ｂ及び外部電極４ａ、４ｂとが接合した電極接合部７ａ、７ｂを形成する。そして、熱硬化性樹脂８は外部電極４ａ、４ｂの端面の一部を被覆すると共に、部品素体３とプリント基板２との間隙に流動し、該間隙に充填される。
【００８７】
このように本第１の実施の形態では、本発明の接合材料９ａ、９ｂをプリント基板２のランド電極１ａ、１ｂ上に塗布した後、接合材料９ａ、９ｂ上にチップ型部品５の外部電極４ａ、４ｂを配し、加熱処理を行なって接合材料９ａ、９ｂ中のはんだ粒子１０を溶融させると共に、活性剤を活性化させてはんだ粒子１０の表面に形成された酸化皮膜を除去し、ランド電極１ａ、１ｂと外部電極４ａ、４ｂとを溶融したはんだ６ａ、６ｂを介して接合させて互いに電気的に絶縁された電極接合部７ａ、７ｂを形成する一方、接合材料９ａ、９ｂ中の熱硬化性樹脂を流動化させ、電極接合部７ａ、７ｂ間に形成される間隙を熱硬化性樹脂８で充填するので、接合材料９ａ、９ｂの流動性が良好であることから、ランド電極１ａ、１ｂと外部電極４ａ、４ｂとははんだ６を介して強固に接合される。そして、熱硬化性樹脂８は電極接合部７ａ、７ｂ間の間隙にも流動して該間隙に充填されるので、基板実装後の使用時においてプリント基板２に歪み等が生じるのを抑制でき、また、歪み等が生じたとしてもその応力を緩和することができるため、機械的強度や電気的接続性の信頼性向上を図ることができる。
【００８８】
図３は電子装置の製造方法の第２の実施の形態を説明するための断面図である。
【００８９】
まず、図３（ａ）に示すように、プリント基板２の電極１ａ、１ｂを含む表面に接合材料１１を塗布する。
【００９０】
次いで、図３（ｂ）に示すように、ランド電極１ａ、１ｂ上に外部電極４ａ、４ｂが位置するようにチップ型電子部品５をプリント基板２に載置する。
【００９１】
そして、加熱処理を行うと、接合材料１１中の熱硬化性樹脂が硬化を開始する前にはんだ粒子１２及び活性剤が溶融し、活性剤の活性作用（還元作用）によってはんだ粒子１２の表面の酸化皮膜が除去される。これにより溶融したはんだ粒子は電極（ランド電極１ａ、１ｂ、外部電極４ａ、４ｂ）側に引き付けられるようにして移動し、はんだ粒子同士、及びはんだ粒子と上記電極とが融着して電極接合部７ａ、７ｂを形成する。そして、はんだ粒子１２が電極側に移動することから、図３（ｃ）に示すように、熱硬化性樹脂８のみが部品素体３とプリント基板２との間隙に残存する。
【００９２】
このように本第２の実施の形態では、本発明の接合材料１１をプリント基板２のランド電極１ａ、１ｂを含む表面上に塗布した後、接合材料１１上にチップ型電子部品５を配し、加熱処理を行なって接合材料１１中のはんだ粒子１２を溶融させると共に、接合材料１１中の活性剤を活性化させてはんだ粒子１２の表面に形成された酸化皮膜を除去し、溶融したはんだ粒子１２をランド電極１ａ、１ｂと外部電極４ａ、４ｂとの間に移動させて電極間を接合し、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部７ａ、７ｂを形成し、電極接合部７ａ、７ｂ間に形成される間隙を接合材料１１の熱硬化性樹脂８で充填するので、接合材料の流動性が良好であり、また活性剤の作用によりはんだ粒子が容易に電極に接合することから、前記間隙にはんだボールが残存することもなく、したがって短絡等が生じることもなく電気的接続性や絶縁性の良好な電子装置を得ることができる。
【００９３】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では一の電子部品としてプリント基板２を使用し、他の電子部品としてチップ型電子部品５を使用したが、これらに限定されるものではない。例えば、基板についてもプリント基板の他、アルミナ基板、シリコン基板、セラミック多層基板等各種基板に適用できるのはいうまでもない。また、他の電子部品としてもチップ型電子部品に限らず、実装するための電極を２つ以上有するものであれば良い。
【００９４】
また、本発明は、２種類以上の電子部品を接合する場合に広く適用することが可能である。
【００９５】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する
【実施例１】
【００９６】
〔接合材料の作製〕
樹脂材料として分子量３８０の液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（以下、「エポキシ樹脂（１）」という。）、分子量９００の固形のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（以下、「エポキシ樹脂（２）」という。）、及びターシャル−ブチルグリシジルエーテル（以下、「ｔ−ＢｕＧＥ」という。）を用意した。【００９７】
はんだ粒子としてＳｎとＢｉとの含有比率が、重量比でＳｎ：Ｂｉが４２：５８（以下、「Ｓｎ−５８Ｂｉ」という。）、３０：７０（（以下、「Ｓｎ−７０Ｂｉ」という。）、２０：８０（以下、「Ｓｎ−８０Ｂｉ」という。）の３種類のＳｎ−Ｂｉ合金を用意した。【００９８】
また、活性剤として、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、デカン酸、フマル酸を用意した。【００９９】
また、樹脂の硬化剤として、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール（以下、「イミダゾール化合物」という。）、２，４−ジアミノ−６−[２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）]−エチル−ｓ−トリアジン（以下、「トリアジン化合物」という。）、変性ポリアミン、フェノール樹脂を用意し、粘度調整剤としてポリアミド系化合物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（以下、「ニトリルゴム」という。）、微粉シリカ、カーボンブラックを用意した。【０１００】
次いで、上記各材料が体積％で表１となるように、各種材料を秤量した。そして、これら秤量物をプラネタリーミキサーで，約６０分間真空撹拌し、これにより試料番号１〜２３の接合材料を作製した。【０１０１】
表１は、試料番号１〜２３の接合材料の材料種と体積％を示している。【０１０２】
【表１】
2013047137.tif 000003
【０１０３】
〔評価試料の作製〕
Ｎｉからなる下地層の表面にＡｕ皮膜が形成された一対のランド電極を有するガラスエポキシ製のプリント基板を用意した。尚、ランド電極の大きさは、縦１．８ｍｍ、横１．１ｍｍであった。【０１０４】
また、Ｎｉからなる下地層の表面にＳｎ皮膜が形成された一対の外部電極を有する抵抗値が１０Ωのチップ型抵抗器を用意した。尚、このチップ型抵抗器の大きさは、縦３．２ｍｍ、横１．６ｍｍ、高さ１．６ｍｍであった。【０１０５】
次に、厚みが８０μｍで縦１．８ｍｍ、横１．１ｍｍの開口部を有するメタルマスクを使用し、試料番号１〜２３の各接合材料を印刷速度５０ｍｍ／secでランド電極上に印刷して塗布した。【０１０６】
次いで、ランド電極上に外部電極が位置するようにチップ型抵抗器をマウンタで実装し、２００℃に設定されたリフロー炉を通過させ、試料番号１〜２３の第１の評価試料を各１２０個ずつ作製した。【０１０７】
同様に、チップ型抵抗器の平面積と略同一の開口部を有するメタルマスクを使用し、試料番号１〜２３の各接合材料を印刷速度５０ｍｍ／secでプリント基板上に印刷して塗布した。【０１０８】
次いで、ランド電極上に外部電極が位置するようにチップ型抵抗器をマウンタで実装し、２００℃に設定されたリフロー炉を通過させ、試料番号１〜２３の第２の評価試料を各１２０個ずつ作製した。【０１０９】
〔評価試料の物性と特性評価〕
（はんだ粒子の融点Ｔ１及び活性剤の活性温度Ｔ３の測定）
示差走査熱量計（セイコーインスツルメンツ社製ＤＳＣ６２００）を使用し、はんだ粒子及び活性剤のそれぞれについてＤＳＣ（示差走査熱量分析）測定を行った。そして、合金であるはんだ粒子については、測定チャートにおける吸熱ピークのうち、一番高温側のピーク温度をはんだ粒子の融点Ｔ１とし、活性剤については吸熱を示したピーク温度を活性温度Ｔ３とした。【０１１０】
（樹脂粘度と硬化温度Ｔ２の測定）
接合材料中、はんだ粒子を除いた試料を別途作製し、レオメータ（ティー・エー・インスツルメンツ社製ＡＲ-Ｇ２）を使用して樹脂粘度を測定した。尚、レオメータのギャップサイズを５００μｍ、昇温速度を７．５℃／minに設定し、測定周波数を１００Ｈｚに設定して測定した。【０１１１】
また、樹脂粘度の測定と併せて温度−粘度特性を測定し、粘度が上昇し始める温度を求め、熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２とした。【０１１２】
（電気特性）
第１の評価試料については、ナノボルト／マイクロオーム・メータ（アジレント社製３４４２０Ａ）を使用し、プリント基板上のランド電極間の抵抗値を測定し、電気特性を評価した。すなわち、測定値が１０±１Ωの範囲を超えるものが１２０個中、全く発生なかった試料を良品（○）とし、１２０個中、１つでも発生した試料を不良品（×）とし、第１の評価試料の電気特性を評価した。【０１１３】
また、第２の評価試料についても、第１の評価試料と同様の方法で、電気特性を評価した。【０１１４】
（熱硬化性樹脂の充填状態）
第１の評価試料の各試料について、マイクロスコープ(キーエンス社製ＶＨＸ９００)を使用して断面観察し、部品素体とプリント基板との間隙に熱硬化性樹脂が充填されているか否かを目視で判断した。そして、完全に充填されていると判断された試料を良品とし（○）、空隙等が視認され、充填状態が不完全であると判断された試料を不良品（×）とし、熱硬化性樹脂の充填状態を評価した。【０１１５】
（はんだボールの有無）
第２の評価試料の各試料について、マイクロフォーカスＸ線透視装置（島津製作所社製ＳＭＸ−１０００）を使用してチップ型抵抗器の上面からＸ線透過観察を行い、プリント基板とチップ型抵抗器との間にはんだボールが１０個以上認められた試料を不良品とし（×）、１０個未満の試料を良品（○）とし、電極接合部間におけるはんだボールの有無を評価した。【０１１６】
尚、はんだボールの有無の評価は、必ずしも必要な特性であるわけではなく、電気特性が良品であれば問題は生じない。ただし、電気特性が良品であれば問題は生じないが、ロット間のばらつき等、量産性を考えるとはんだボールが存在しない方が好ましい。【０１１７】
（印刷性）
接合材料をランド電極又はプリント基板上に５０ｍｍ／secの印刷速度でスクリーン印刷した際に、試料中に印刷のかすれ状態が一つでも認められた試料を不良品とし（×）、かすれ状態が皆無であると認められた試料を良品（○）とし、印刷性を評価した。【０１１８】
表２はその測定結果を示している。【０１１９】
【表２】
2013047137.tif 000004
【０１２０】
また、試料番号１２は、第１及び第２の評価試料共、印刷性は良好であったが、第１の評価試料では、プリント基板と部品素体との間隙への熱硬化性樹脂の充填状態が不完全であった。また、第２の評価試料では、プリント基板と部品素体との間にはんだボールが１０個以上存在する試料が認められ、さらに電気特性も劣化することが分かった。これは、樹脂粘度が１．２２Ｐａ・ｓであり、０．５７Ｐａ・ｓを超えているため、熱硬化性樹脂の流動性が悪く、このため第１の評価試料ではプリント基板と部品素体との間隙に熱硬化性樹脂が十分に流動せず、熱硬化性樹脂の充填状態が不完全な試料が生じたものと思われる。また、第２の評価試料においても、上述したように熱硬化性樹脂の流動性が悪いため、溶融したはんだが完全には電極側に移動せず、電極間の接続ができなかったものと思われる。【０１２１】
また、試料番号１７〜２３では含有成分種やその配合量を変えているが、いずれも樹脂粘度が１．２３〜２．２０Ｐａ・ｓと高く、試料番号１２と同様の結果が得られた。【０１２２】
また、試料番号１３〜１５は、印刷性及び第１の評価試料での熱硬化性樹脂の充填状態については良好であったが、その他は良好な結果が得られなかった。【０１２３】
すなわち、試料番号１３では、樹脂粘度が０．４５Ｐａ・ｓと低いため流動性は良好であるが、活性剤の活性温度Ｔ３がはんだ粒子の融点Ｔ１よりも５０℃以上低いため、はんだ粒子が溶融を開始する前に活性剤が液状化して活性化し、消費してしまう。このためはんだ粒子が溶融を開始した時点では活性剤の含有量が少なくなって十分にはんだ粒子表層面の酸化皮膜を除去できず、第１の評価試料では電気的接続性が低下した。【０１２４】
また、この試料番号１３では、第２の評価試料においても、はんだ粒子表面の酸化皮膜を十分に除去できていないため、電極側に移動できないはんだ粒子が増加し、このため他のはんだ粒子や電極に接合できず、抵抗値が高いものが生じ、電気特性が低下した。【０１２５】
また、試料番号１４及び１５は、樹脂粘度が０．５７Ｐａ・ｓと低く、流動性が良好であり、熱硬化性樹脂の充填状態は良好であったが、活性剤の活性温度Ｔ３が熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２よりも高く、熱硬化性樹脂の硬化が開始してから活性剤が活性化することから、活性剤が十分な還元作用を呈することができず、試料番号１３と同様、第１及び第２の評価試料では電気的接続性が低下した。【０１２６】
試料番号１６は、樹脂粘度が０．６６Ｐａ・ｓと高く、流動性に劣るため、熱硬化性樹脂の充填状態も不十分であった。また、はんだ粒子の融点Ｔ１が熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２と同一であるため、はんだ粒子が熱硬化性樹脂中を流動することができず、このため第１及び第２の評価試料では電気的接続性が低下した。【０１２７】
これに対し試料番号１〜１１は、樹脂粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、熱硬化性樹脂Ｔ２がはんだ粒子の融点Ｔ１や活性剤の活性温度Ｔ２よりも高く、活性剤の活性温度Ｔ３ははんだ粒子の融点Ｔ１より低くても５０℃以内であるので、第１及び第２の評価試料では、間隙への熱硬化性樹脂の充填状態が良好で機械的強度に優れ、かつ電気的接続性が良好な電子装置を得ることができた。【０１２８】
ただし、試料番号８は、電気的接続性は良好であるものの、はんだ粒子の体積含有量が１０体積％と少なく、このため距離的に離れすぎて融着できないはんだ粒子が存在し、電極非形成部にはんだボールの存在が確認された。【０１２９】
また、試料番号１１は、はんだ粒子の体積含有量が５５体積％と過剰であるため、５０ｍｍ／secの印刷速度では印刷かすれが生じ、したがって印刷性に劣ることが確認された。
【実施例２】
【０１３０】
樹脂材料として、実施例１と同様、エポキシ樹脂（１）、エポキシ樹脂（２）、及びｔ−ＢｕＧＥを用意した。【０１３１】
はんだ粒子としてＳｎとＰｂとの含有比率が、重量比でＳｎ：Ｐｂが６０：４０（以下、「Ｓｎ−４０Ｐｂ」という。）のＳｎ−Ｐｂ合金を用意した。【０１３２】
また、活性剤として、アジピン酸、グルタル酸、及びコハク酸を用意した。【０１３３】
また、樹脂の硬化剤として、イミダゾール化合物を用意した。【０１３４】
次いで、各種材料が体積％で表３となるように秤量した。そして、これら秤量物をプラネタリーミキサーで，約６０分間真空撹拌し、これにより試料番号３１〜３５の接合材料を作製した。【０１３５】
表３は、試料番号３１〜３５の接合材料の材料種と体積％を示している。【０１３６】
【表３】
2013047137.tif 000005
【０１３７】
次いで、実施例１と同様の方法・手順で、試料番号３１〜３５の第１及び第２の評価試料を作製した。【０１３８】
そして、実施例１と同様の方法・手順で、はんだ粒子の融点Ｔ１、活性剤の活性温度Ｔ３、樹脂粘度、硬化温度Ｔ２を測定し、電気特性、熱硬化性樹脂の充填状態、はんだボールの有無を評価した。【０１３９】
表４はその測定結果を示している。【０１４０】
【表４】
2013047137.tif 000006
【０１４１】
試料番号３５は、樹脂粘度が１．１８Ｐａ・ｓと高く、このため実施例１の試料番号１３と同様の理由から、電気特性や熱硬化性樹脂の充填状態も良くなく、機械的強度に劣り、またはんだボールの存在が確認された。【０１４２】
これに対し試料番号３１〜３４は、樹脂粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、熱硬化性樹脂の硬化温度Ｔ２がはんだ粒子の融点Ｔ１や活性剤の活性温度Ｔ３よりも高く、活性剤の活性温度Ｔ３ははんだ粒子の融点Ｔ１よりも低いが５０℃以内であるので、第１及び第２の評価試料では熱硬化性樹脂の充填状態が良好で機械的強度に優れ、かつ電気的接続性が良好な電子装置を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
プリント基板とチップ型電子部品の部品素体との間に形成された間隙を熱硬化性樹脂で充填し、これにより機械的強度や電気接続性の信頼性、絶縁性の信頼性を向上させることができる電子装置を実現する。
【符号の説明】
【０１４４】
１ａ、１ｂ  ランド電極
２  プリント基板（電子部品）
３  部品素体
４ａ、４ｂ  外部電極
５  チップ型電子部品（電子部品）
６ａ、６ｂ  はんだ（金属）
７ａ、７ｂ  電極接合部
８  熱硬化性樹脂
９ａ、９ｂ  接合材料
１０  はんだ粒子（金属粒子）
１１  接合材料
１２  はんだ粒子（金属粒子）
【図１】
2013047137.tif 000007
【図２】
2013047137.tif 000008
【図３】
2013047137.tif 000009
【図４】
2013047137.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月5日(2014.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の温度Ｔ１で溶融する金属粒子と、前記第１の温度Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２で硬化する熱硬化性樹脂と、前記第２の温度Ｔ２よりも低い第３の温度Ｔ３で活性化し、前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去する活性剤とを含有し、
前記第１の温度Ｔ１における前記金属粒子を除いた含有成分の粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、
かつ、前記第１の温度Ｔ１及び前記第３の温度Ｔ３が、
Ｔ１−Ｔ３＜５０
を満足することを特徴とする接合材料。
【請求項２】
前記金属粒子は、主成分がＳｎ−Ｂｉ系合金で形成されていることを特徴とする請求項１記載の接合材料。
【請求項３】
前記金属粒子の含有量は、体積比率で５０体積％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の接合材料。
【請求項４】
前記金属粒子の含有量は、体積比率で１０体積％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の接合材料。
【請求項５】
前記金属粒子の含有量は、体積比率で１５体積％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の接合材料。
【請求項６】
２つ以上の電極が形成された複数の電子部品を有し、前記複数の電子部品のうちの一の電子部品と他の電子部品とを電気的に接続する電子装置の製造方法であって、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品の電極を配し、
加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とを前記溶融した金属を介して接合させ、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成する一方、前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂を流動させ、前記電極接合部間に形成される間隙を前記熱硬化性樹脂で充填することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項７】
２つ以上の電極を有する複数の電子部品を有し、一の電子部品と他の電子部品とを電気的に接続する電子装置の製造方法であって、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極を含む表面上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品を配し、
加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記溶融した金属粒子を前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極との間に移動させて前記電極間を接合し、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成し、前記電極接合部間を前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂で充填することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項８】
２つ以上の電極が形成された複数の電子部品を有し、前記複数の電子部品のうちの一の電子部品と他の電子部品とが電気的に接続された電子装置であって、
前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とが金属を介して接合され、互いに電気的に絶縁された２つ以上の電極接合部が形成されると共に、
一の前記電極接合部と他の前記電極接合部との間隙が、熱硬化性樹脂で充填されていることを特徴とする電子装置。
【請求項９】
前記金属は、主成分がＳｎ−Ｂｉ系合金で形成されていることを特徴とする請求項８記載の電子装置。
【請求項１０】
前記複数の電子部品には、ランド電極が形成された基板と、部品素体の表面に外部電極が形成されたチップ型部品とが含まれ、
前記ランド電極と前記外部電極とが前記金属を介して接合され、前記電極接合部を形成していることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の電子装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、接合材料、及び電子装置の製造方法、並びに電子装置に関し、より詳しくは２つ以上の電極を有する複数の電子部品の電極同士を接合するのに適した接合材料、及びこの接合材料を使用して電子装置を製造する電子装置の製造方法が電子装置、並びにこの製造方法を使用して作製された電子装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、電子部品の電極同士を接合させても機械的強度が良好で電気的接続性や絶縁性の信頼性が良好な電子装置の実現に適した接合材料、及びこの接合材料を使用した電子装置の製造方法、並びにこの製造方法を使用して作製された電子装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
電子部品の電極同士を接合して電子装置を作製する場合、特許文献１のように金属粒子、熱硬化性樹脂、及び活性剤を含有した接合材料が広く使用されている。この場合、〔背景技術〕の項でも述べたように、熱硬化性樹脂の硬化温度は、金属粒子の融点や活性剤の活性温度よりも高いのが望ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明者らは、このような前提下、鋭意研究を行なったところ、金属粒子の融点において、該金属粒子を除くその他の含有成分の粘度を０．５７Ｐａ・ｓ以下に抑制し、かつ活性剤の活性温度が金属粒子の融点よりも低い場合であっても５０℃を超えて低くならないように接合材料を調製したところ、活性剤の活性作用（還元作用）を損なうことなく、熱硬化性樹脂を良好に流動させることができ、これにより機械的強度が良好で電気的接続性や絶縁性の信頼性が良好な電子装置を実現することが可能であるという知見を得た。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係る接合材料は、少なくとも第１の温度Ｔ１で溶融する金属粒子と、前記第１の温度Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２で硬化する熱硬化性樹脂と、前記第２の温度Ｔ２よりも低い第３の温度Ｔ３で活性化し、前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去する活性剤とを含有し、前記第１の温度Ｔ１における前記金属粒子を除いた含有成分の粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、前記第１の温度Ｔ１及び前記第３の温度Ｔ３が、Ｔ１−Ｔ３＜５０を満足することを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
これにより熱硬化性樹脂が硬化する前に金属粒子や活性剤が十分に流動し、熱硬化性樹脂が硬化する際には、溶融した金属粒子は、酸化皮膜が介在することなく、熱硬化性樹脂中を流動する他の金属粒子や電極と強固に接合する。また、熱硬化性樹脂の流動性が良好であることから、一の電子部品の電極上に接合材料を塗布するだけで、熱硬化性樹脂は電極接合部間に形成される間隙に流動して該間隙への充填が可能となり、電子装置の機械的強度の向上に寄与することができる。さらに一の電子部品の電極を含む表面上に接合材料を塗布した場合であっても、熱硬化性樹脂の流動作用と活性剤の活性作用と金属粒子の電極への濡れ作用とが相俟って金属粒子は電極側に移動する。したがって、電極接合部では金属粒子同士、金属粒子と電極が強固に接合する一方、電極接合部間には熱硬化性樹脂のみが残存し、電子装置の機械的強度の向上絶縁性の信頼性向上に寄与することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明の接合材料は、前記金属粒子は、主成分がＳｎ−Ｂｉ系合金で形成されているのが好ましい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
さらに、本発明の接合材料は、前記金属粒子の含有量が、体積比率で５０体積％以下であるのが好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
これにより印刷性を損なうことなく、機械的強度の良好な電子装置を得ることが可能となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本発明の接合材料は、前記金属粒子の含有量が、体積比率で１０体積％以上であるのが好ましい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
これにより電気特性を損なうことなく、機械的強度の良好な電子装置を得ることが可能になる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
さらに、本発明の接合材料は、前記金属粒子の含有量が、体積比率で１５体積％以上であるのが好ましい。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
これにより接合材料を一の電子部品の電極を含む表面上に塗布した場合であっても金属粒子を効率的に電極接合部に流動させることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、本発明に係る電子装置の製造方法は、２つ以上の電極が形成された複数の電子部品を有し、前記複数の電子部品のうちの一の電子部品と他の電子部品とを電気的に接続する電子装置の製造方法であって、上述したいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品の電極を配し、加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とを前記溶融した金属を介して接合させ、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成する一方、前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂を流動させ、前記電極接合部間に形成される間隙を前記熱硬化性樹脂で充填することを特徴としている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
これにより金属内部や金属と電極との間で剥離やクラック等の構造欠陥が抑制され、機械的強度や電気的接続性及び絶縁性の信頼性が向上した電子装置を得ることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
さらに、本発明に係る電子装置の製造方法は、２つ以上の電極を有する複数の電子部品を有し、一の電子部品と他の電子部品とを電気的に接続する電子装置の製造方法であって、上述したいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極を含む表面上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品を配し、加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記溶融した金属粒子を前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極との間に移動させて前記電極間を接合し、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成し、前記電極接合部間を前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂で充填することを特徴としている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
これにより短絡等が生じることもなく電気的接続性や絶縁性の良好な電子装置を得ることができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
また、本発明に係る電子装置は、２つ以上の電極が形成された複数の電子部品を有し、前記複数の電子部品のうちの一の電子部品と他の電子部品とが電気的に接続された電子装置であって、前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とが金属を介して接合され、互いに電気的に絶縁された２つ以上の電極接合部が形成されると共に、一の前記電極接合部と他の前記電極接合部との間隙が、熱硬化性樹脂で充填されていることを特徴としている。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
これにより電極接合部間に空隙が存在するのを回避することができ、電子装置の機械的強度が向上する。また、使用時に一定のヒートサイクルが負荷された場合であっても、電子部品に歪み等が生じるのを抑制することができると共に、歪み等が繰り返し生じたとしても電気的接続が劣化することを抑制することが可能となる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、本発明の電子装置は、前記金属は、主成分がＳｎ−Ｂｉ系合金で形成されているのが好ましい。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
この場合は、Ｓｎ−Ｂｉ系合金は熱膨張率が小さいことから、使用時に一定のヒートサイクルが負荷されても電子部品に生じる歪みを小さくすることが可能となる。また、Ｓｎ−Ｂｉ系合金はヤング率が小さいため、電子部品に歪みが生じた場合でも、電極接合部間にクラック等の構造欠陥が生じるのを特に抑制することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、本発明の電子装置は、前記複数の電子部品には、ランド電極が形成された基板と、部品素体の表面に外部電極が形成されたチップ型部品とが含まれ、前記ランド電極と前記外部電極とが前記金属を介して接合され、前記電極接合部を形成しているのが好ましい。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
これにより電極接合部間に空隙が存在するのを回避することができ、チップ型部品と基板との熱膨張率の相違等に起因した基板の歪み発生を抑制することができる。したがって、機械的強度が良好で、電気的接続性や絶縁性の信頼性に優れた電子装置を得ることができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本発明の接合材料によれば、少なくとも第１の温度Ｔ１で溶融する金属粒子と、前記第１の温度Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２で硬化する熱硬化性樹脂と、前記第２の温度Ｔ２よりも低い第３の温度Ｔ３で活性化し、前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去する活性剤とを含有し、前記第１の温度Ｔ１における前記金属粒子を除いた含有成分の粘度が０．５７Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、前記第１の温度Ｔ１及び前記第３の温度Ｔ３が、Ｔ１−Ｔ３＜５０を満足するので、熱硬化性樹脂が硬化する前に金属粒子や活性剤が十分に流動し、熱硬化性樹脂が硬化する際には、溶融した金属粒子は、酸化皮膜が介在することなく、熱硬化性樹脂中を流動する他の金属粒子や電極と強固に接合する。また、熱硬化性樹脂の流動性が良好であることから、一の電子部品の電極上に接合材料を塗布するだけで、熱硬化性樹脂は電極接合部間に形成される間隙に流動して該間隙への充填が可能となり、電子装置の機械的強度の向上に寄与することができる。さらに一の電子部品の電極を含む表面上に接合材料を塗布した場合であっても、熱硬化性樹脂の流動作用と活性剤の活性作用と金属粒子の電極への濡れ作用とが相俟って金属粒子は電極側に移動する。したがって、電極接合部では金属粒子同士、金属粒子と電極が強固に接合する一方、電極接合部間には熱硬化性樹脂のみが残存し、電子装置の機械的強度の向上絶縁性の信頼性向上に寄与することができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また、本発明の電子装置の製造方法によれば、上述したいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品の電極を配し、加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極とを前記溶融した金属を介して接合させ、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成する一方、前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂を流動させ、前記電極接合部間に形成される間隙を前記熱硬化性樹脂で充填するので、一の電子部品の電極上にのみ接合材料を塗布した場合であっても、接合材料の流動性が良好であることから、電極間はんだを介して強固に接合される。そして、熱硬化性樹脂は電極接合部間の間隙に流動して該間隙に充填されるので、使用時に一定のヒートサイクルが負荷された場合であっても、電子部品に歪み等が生じるのを抑制でき、金属同士の接合状態や金属と電極との接合状態を強固に維持できる。すなわち、金属内部や金属と電極との間で剥離やクラック等の構造欠陥が抑制され、機械的強度や電気的接続性及び絶縁性の信頼性が向上した電子装置を得ることができる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、本発明の電子装置の製造方法によれば、上述したいずれかに記載の接合材料を前記一の電子部品の電極を含む表面上に塗布した後、前記接合材料上に前記他の電子部品を配し、加熱処理を行なって前記接合材料に含まれる金属粒子を溶融させると共に、前記接合材料に含まれる活性剤を活性化させて前記金属粒子の表面に形成された酸化皮膜を除去し、前記溶融した金属粒子を前記一の電子部品の電極と前記他の電子部品の電極との間に移動させて前記電極間を接合し、２つ以上の互いに電気的に絶縁された電極接合部を形成し、前記電極接合部間を前記接合材料に含まれる熱硬化性樹脂で充填するので、接合材料の流動性が良好であり、また活性剤の作用により金属粒子が容易に電極に接合することから、前記間隙に金属ボールが残存することもない。したがって、短絡等が生じることもなく電気的接続性や絶縁性の良好な電子装置を得ることができる。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
特に、金属粒子としてＳｎ−Ｂｉ系合金を使用した場合は、Ｓｎ−Ｂｉ系合金はヤング゛率が小さく，溶融した際の体積膨張率が小さいことから、溶融した金属が電極接合部間に吹き出すこともなく、したがって短絡やヒートサイクルに起因したクラック等の発生を抑制することができる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
本発明の電子装置によれば、一の電子部品の電極と他の電子部品の電極とがＳｎ−Ｂｉ系合金等の金属を介して接合され、互いに電気的に絶縁された２つ以上の電極接合部が形成されると共に、一の前記電極接合部と他の前記電極接合部との間隙が、熱硬化性樹脂で充填されているので、電極接合部間に空隙が存在するのを回避することができる。したがって、電子装置の機械的強度が向上する。また、使用時に一定のヒートサイクルが負荷された場合であっても、電子部品に歪み等が生じるのを抑制することができると共に、歪み等が繰り返し生じたとしても電気的接続が劣化することを抑制することが可能となる。すなわち、電極接合部間の機械的強度が向上し、金属内部や電子部品と金属との間が剥離したり、クラック等の構造欠陥が生じるのを抑制することができる。そして、金属内部での接合状態や金属と電極との接合状態が強固になり、電気的接続性の信頼性が向上する。また、上述したように電極接合部間が熱硬化性樹脂で充填されていることから、高温多湿下で長時間放置しても電極接合部が水分を吸湿するのを極力回避することが可能となり、絶縁性が向上し、良好な信頼性を有する電子装置を実現することが可能となる。
【国際調査報告】
2013047137.tif 000011
2013047137.tif 000012
2013047137.tif 000013
2013047137.tif 000014
2013047137.tif 000015
2013047137.tif 000016
2013047137.tif 000017
2013047137.tif 000018