(57)【要約】【課題】Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだのリフロー熱処理条件よりも低温条件（ピーク温度１４９℃以上）で溶融接合できる高耐熱性の導電性フィラーを提供する。【解決手段】示差走査熱量測定（ＤＳＣ）で発熱ピークとして観測される準安定合金相を２５０〜２８５℃に少なくとも１つと、吸熱ピークとして観測される融点を５０〜９５℃と４００〜４７５℃の２箇所に少なくとも１つずつ有している金属粒子からなることを特徴とする導電性フィラー。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）で発熱ピークとして観測される準安定合金相を２５０〜２８５℃の範囲に少なくとも１つと、吸熱ピークとして観測される融点を５０〜９５℃の範囲と４００〜４７５℃の範囲の２箇所に少なくとも１つずつ有している金属粒子からなることを特徴とする導電性フィラー。
【請求項２】
金属粒子が、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ１５〜２５質量％、Ｃｕ１０〜２０質量％、Ｉｎ１５〜２５質量％、及びＳｎ１５〜５５質量％の組成を有する合金からなる第１の金属粒子と、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ２〜８質量％、Ｃｕ４９〜８１質量％、Ｉｎ２〜８質量％、及びＳｎ１０〜２０質量％の組成を有する合金からなる第２の金属粒子との混合体であり、その混合比が、該第１の金属粒子１００質量部に対し、該第２の金属粒子５０〜１５０質量部であることを特徴とする請求項１に記載の導電性フィラー。
【請求項３】
金属粒子が、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ１５〜２５質量％、Ｃｕ１０〜２０質量％、Ｉｎ１５〜２５質量％、及びＳｎ１５〜５５質量％の組成を有する合金からなる第１の金属粒子と、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ２〜８質量％、Ｃｕ４９〜８１質量％、Ｉｎ２〜８質量％、及びＳｎ１０〜２０質量％の組成を有する合金からなる第２の金属粒子と、Ａｇ２５〜４０質量％、Ｂｉ２〜８質量％、Ｃｕ５〜１５質量％、Ｉｎ２〜８質量％、及びＳｎ２９〜６６質量％の組成を有する合金からなる第３の金属粒子との混合体であり、その混合比が、該第１の金属粒子１００質量部に対し、該第２の金属粒子５０〜１５０質量部、該第３の金属粒子１〜１５０質量部であることを特徴とする請求項１に記載の導電性フィラー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の導電性フィラーを含有することを特徴とするはんだペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の接合材料に用いられる導電性フィラーに関するものであり、特に鉛フリーはんだペースト、及び導電性接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器等のはんだ実装では、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだ（融点１８３℃）が、一般的に用いられてきたが、Ｐｂによる環境汚染、人体に対する有害性が問題視されるようになり、２００６年７月から欧州共同体（ＥＵ）ではＲｏＨＳ指令が施行されるなど、世界的にＰｂ規制強化の動きが高まり、Ｐｂを含まない代替はんだ材料及び接合技術の開発が進められている。
このような状況の中で、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだに代わる接合材料、鉛フリーはんだとして、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点２２０℃）はんだ（特許文献１参照）が広く知られているが、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだに比べ融点が高く、実装温度、即ちリフロー熱処理温度、も上がるため、電子機器や基材への熱的負荷が大きくなり、耐熱性の低い材料では使用できないことから、低温で実装可能な低融点の鉛フリーはんだの開発が求められている。
尚、一般的に、リフロー熱処理温度は、はんだ合金融点＋１０〜５０℃の範囲で設定される。
【０００３】
これに対し、低融点の鉛フリーはんだとしては、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉを主成分としたＳｎ−５２Ｉｎ（融点１１７℃）はんだ、Ｓｎ−５８Ｂｉ（融点１３９℃）はんだ（特許文献２、３参照）等がある。これらは、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだよりも融点が低く、実装温度も１５０〜１８０℃の範囲の低温で使用できる利点があるが、Ｓｎ−５２Ｉｎはんだでは、Ｉｎが希少資源であり、また非常に高価な金属であるため、安定供給やコスト面での問題があり、Ｓｎ−５８Ｂｉはんだでは、材料自体が硬くて脆く、延性が低いなどの機械的性質に加え、熱疲労強度が低く、接続性に問題がある。
また、組立プロセスでは、複数回のはんだ実装が必要であり、前工程で実装した部分が再溶融して外れないように、徐々に融点の低いはんだを用いて実装温度を下げ、複数回のはんだ実装を行うが、上述した低融点の鉛フリーはんだでは、融点が低く、耐熱温度が低いので、最終段階のはんだ実装にしか使用できない、という問題があった。
なお、本発明者等は、以前、上記問題の解決手段の一つとして、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだより低い実装温度で接続可能な鉛フリーの導電性材料で、且つ実装後は２６０℃でも接合強度を保持でき、複数回のはんだ実装にも対応可能な３種の金属粒子の混合体からなる導電性フィラーを提案した（特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−０５０２８６号公報
【特許文献２】特開平０８−２５２６８８号公報
【特許文献３】特開平１１−２２１６９４号公報
【特許文献４】特開２００６−２８１２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだの実装温度（リフロー熱処理温度）条件よりも低温条件（ピーク温度１４９℃以上）で溶融接合でき、実装後は、耐熱２６０℃の接合材料として使用できる導電性フィラーを提供することを目的とする。また、前記導電性フィラーを用いたはんだペーストを提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明を成すに至った。
即ち、本発明の第一は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）で発熱ピークとして観測される準安定合金相を２５０〜２８５℃の範囲に少なくとも１つと、吸熱ピークとして観測される融点を５０〜９５℃の範囲と４００〜４７５℃の範囲の２箇所に少なくとも１つずつ有している金属粒子からなることを特徴とする導電性フィラーである。
該金属粒子は、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ１５〜２５質量％、Ｃｕ１０〜２０質量％、Ｉｎ１５〜２５質量％、及びＳｎ１５〜５５質量％の組成を有する合金からなる第１の金属粒子と、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ２〜８質量％、Ｃｕ４９〜８１質量％、Ｉｎ２〜８質量％、及びＳｎ１０〜２０質量％の組成を有する合金からなる第２の金属粒子との混合体であり、その混合比が、該第１の金属粒子１００質量部に対し、該第２の金属粒子５０〜１５０質量部であることが好ましい。
【０００７】
また、該金属粒子は、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ１５〜２５質量％、Ｃｕ１０〜２０質量％、Ｉｎ１５〜２５質量％、及びＳｎ１５〜５５質量％の組成を有する合金からなる第１の金属粒子と、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ２〜８質量％、Ｃｕ４９〜８１質量％、Ｉｎ２〜８質量％、及びＳｎ１０〜２０質量％の組成を有する合金からなる第２の金属粒子と、Ａｇ２５〜４０質量％、Ｂｉ２〜８質量％、Ｃｕ５〜１５質量％、Ｉｎ２〜８質量％、及びＳｎ２９〜６６質量％の組成を有する合金からなる第３の金属粒子との混合体であり、その混合比が、該第１の金属粒子１００質量部に対し、該第２の金属粒子５０〜１５０質量部、該第３の金属粒子１〜１５０質量部であることが好ましい。
本発明の第二は、本発明の第一の導電性フィラーを含有することを特徴とするはんだペーストである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の導電性フィラーは、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだの実装温度（リフロー熱処理温度）条件よりも低温条件（ピーク温度１４９℃以上）で溶融接合することが可能であり、実装後は、耐熱２６０℃の接合材料として使用することができるので、実装時の部品や基材、周辺機器への熱損傷を低減できると共に製造コスト、環境負荷を低減できる、という利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の導電性フィラーは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）で発熱ピークとして観測される準安定合金相を２５０〜２８５℃の範囲に少なくとも１つと、吸熱ピークとして観測される融点を５０〜９５℃の範囲と４００〜４７５℃の範囲の２箇所に少なくとも１つずつ有している金属粒子からなることを特徴とするものである。
尚、本発明における示差走査熱量測定（ＤＳＣ）での測定温度範囲は、３０〜６００℃とし、発熱量又は吸熱量が±１．５Ｊ／ｇ以上であるものを測定対象物由来のピークとして定量し、それ未満のピークは、分析精度の観点から除外するものとする。
また、本発明でいう「融点」とは、融解開始温度のことであり、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）において固相線温度を指す。
【００１０】
本発明の導電性フィラーとして好ましい金属粒子を例示すると、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）で吸熱ピークとして観測される融点を５０〜９５℃の範囲に少なくとも１つ有する金属粒子（以下「第１の態様の金属粒子」ともいう。）と発熱ピークとして観測される準安定合金相を２４０〜２９０℃の範囲に少なくとも１つと、吸熱ピークで観測される融点を４８０〜５２０℃の範囲に少なくとも１つに有する金属粒子（以下「第２の態様の金属粒子」ともいう。）の混合体が挙げられる。
また、第１の態様の金属粒子と第２の態様の金属粒子、及び発熱ピークとして観測される準安定合金相を１１０〜１３０℃の範囲に少なくとも１つと、吸熱ピークで観測される融点を１６５〜２００℃の範囲と３２０〜３８０℃の範囲の２箇所に少なくとも１つずつに有する金属粒子（以下「第３の態様の金属粒子」ともいう。）の混合体が挙げられる。
【００１１】
熱処理により、金属粒子の最低融点以上の熱履歴が与えられると、金属粒子が溶融し、接合する。これにより、金属粒子間の熱拡散反応が加速的に進み、準安定合金相が減少して、最低融点よりも高温側に新たな安定合金相が形成される。即ち、ＤＳＣで発熱ピークとして観測される準安定合金相の存在が、該熱拡散反応を助長する効果がある。
第１の態様の金属粒子としては、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ１５〜２５質量％、Ｃｕ１０〜２０質量％、Ｉｎ１５〜２５質量％、及びＳｎ１５〜５５質量％の組成を有する合金からなる金属粒子（以下「第１の金属粒子」ともいう。）が例示される。より好ましくは、Ａｇ８〜１２質量％、Ｂｉ１７〜２３質量％、Ｃｕ１２〜１８質量％、Ｉｎ１７〜２３質量％、残部Ｓｎの組成を有する合金からなる金属粒子である。
【００１２】
第２の態様の金属粒子としては、Ａｇ５〜１５質量％、Ｂｉ２〜８質量％、Ｃｕ４９〜８１質量％、Ｉｎ２〜８質量％、及びＳｎ１０〜２０質量％の組成を有する合金からなる金属粒子（以下「第２の金属粒子」ともいう。）が例示される。より好ましくは、Ａｇ８〜１２質量％、Ｂｉ３〜７質量％、Ｉｎ３〜７質量％、Ｓｎ１２〜１８質量％、残部Ｃｕの組成を有する合金からなる金属粒子である。
また、第３の態様の金属粒子としては、Ａｇ２５〜４０質量％、Ｂｉ２〜８質量％、Ｃｕ５〜１５質量％、Ｉｎ２〜８質量％、及びＳｎ２９〜６６質量％の組成を有する合金からなる金属粒子（以下「第３の金属粒子」ともいう。）が例示される。より好ましくは、Ａｇ３０〜３５質量％、Ｂｉ３〜７質量％、Ｃｕ８〜１２質量％、Ｉｎ３〜７質量％、残部Ｓｎの組成を有する合金からなる金属粒子である。
【００１３】
第１の態様の金属粒子と第２の態様の金属粒子との混合体における第１の態様の金属粒子と第２の態様の金属粒子の混合比は、第１の態様の金属粒子１００質量部に対して、第２の態様の金属粒子５０〜１５０質量部が好ましく、更には、第１の態様の金属粒子１００質量部に対して、第２の態様の金属粒子８０〜１２０質量部がより好ましい。
また、第１の態様の金属粒子と第２の態様の金属粒子と第３の態様の金属粒子との混合体における第１の態様の金属粒子と第２の態様の金属粒子と第３の態様の金属粒子の混合比は、第１の態様の金属粒子１００質量部に対して、第２の態様の金属粒子５０〜１５０質量部、第３の態様の金属粒子１〜１５０質量部が好ましく、更には、第１の態様の金属粒子１００質量部に対して、第２の態様の金属粒子８０〜１２０質量部、第３の態様の金属粒子８０〜１２０質量部がより好ましい。
【００１４】
上記金属粒子の粒子サイズと形状は、用途に応じて定めることができる。例えば、はんだペースト用途では、印刷性を重視して、平均粒径で２〜４０μｍの比較的真球度の高い粒子を使うことが好ましい。また、導電性接着剤用途としては、ビア充填では、穴埋め性を重視して、比較的真球度の高い粒子を使うことが好ましく、部品等の表面実装では、接触面積を増加させるために、異形粒子を使うことが好ましい。
尚、通常、微細な金属粒子は表面酸化されていることが多い。従って、上述の用途における熱処理による溶融、熱拡散を促進するためには、酸化膜を除去する活性剤を配合すること、または、加圧すること、の少なくとも一方を行うことが好ましく、両方行うことが更に好ましい。また、リフロー熱処理雰囲気は、大気より窒素の方が、加熱時の酸化を抑制できるのでより好ましい。
【００１５】
本発明の導電性フィラーである第２及び第３の態様の金属粒子の製造方法としては、該金属粒子内に準安定合金相や安定合金相を形成させるために、急冷凝固法である不活性ガスアトマイズ法を採用することが望ましい。不活性ガスアトマイズ法では、通常、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスが使用されるが、本発明に関しては、比重の軽いヘリウムガスを用いることが好ましく、冷却速度は、５００〜５０００℃／秒の範囲であるのが好ましい。
本発明のはんだペーストは、本発明の導電性フィラー、並びにロジン、溶剤、活性剤、及びチクソ剤等の成分からなるフラックスで構成される。はんだペーストにおける該導電性フィラーの含有率としては、８５〜９５質量％が好ましい。フラックスは、金属粒子からなる導電性フィラーの表面処理に最適で、熱処理時の該金属粒子の酸化膜を除去し、粒子の溶融、及び熱拡散による合金化を促進する。フラックスとしては、公知の材料を使用することができるが、更に有機アミンを酸化膜除去剤として加えるとより効果的であるので好ましい。また、必要に応じて、公知のフラックスに溶剤を加えて粘度を調整して使用しても良い。
【００１６】
更に接合性を強化するためのバインダーとして、熱硬化性樹脂を含有させても良い。熱硬化性樹脂の種類には特に制限はなく、公知のものが使用可能である。例えば、レゾール型フェノ−ル樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、１分子中の１個以上のグリシジル基を有する液状エポキシ化合物、メラミン樹脂、ユリア樹脂、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。尚、これらの樹脂中では、エポキシ樹脂が最も好ましい。また、熱硬化性樹脂は、モノマーの形態で含有させていても良い。バインダーには、硬化剤が含まれていても良く、アミン系エポキシ硬化剤、酸無水物系エポキシ硬化剤、イソシアネート系硬化剤、イミダゾール系硬化剤等が挙げられる。これら熱硬化性樹脂、硬化剤は、何れも１種単独で使用しても２種以上を併用しても良い。更にバインダーには、必要に応じて熱可塑性樹脂を含有させても良い。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例などに基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。
尚、示差走査熱量測定は、島津製作所（株）製「ＤＳＣ−５０」を用い、窒素雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件で、３０〜６００℃の範囲において行った。
［実施例１］
（１）第１の金属粒子の製造
Ａｇ粒子１．０ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｂｉ粒子２．０ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｃｕ粒子１．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｉｎ粒子２．０ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｓｎ粒子３．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、を黒鉛坩堝に入れ、９９体積％以上のヘリウム雰囲気下で、高周波誘導加熱装置により１４００℃まで加熱し、融解した。次に、この溶融金属を坩堝の先端より、ヘリウムガス雰囲気の噴霧槽内に導入した後、坩堝先端付近に設けられたガスノズルから、ヘリウムガス（純度９９体積％以上、酸素濃度０．１体積％未満、圧力２．５ＭＰａ）を噴出してアトマイズを行い、第１の金属粒子を作製した。この時の冷却速度は２６００℃／秒とした。
得られた第１の金属粒子を走査型電子顕微鏡（日立製作所（株）製：Ｓ−２７００）で観察したところ球状であった。この金属粒子を気流式分級機（日清エンジニアリング（株）製：ＴＣ−１５Ｎ）を用いて、５μｍの設定で分級した後に、そのオーバーカット粉を１５μｍの設定で、もう一度分級して得られたアンダーカット粉を回収した。この回収された第１の金属粒子の体積平均粒径は５．５μｍであった。
このようにして得られた第１の金属粒子を試料とし、示差走査熱量測定を行った。その結果、６６℃、８７℃、３８０℃の吸熱ピークが存在し、複数の融点を有することが確認された。
【００１８】
（２）第２の金属粒子の製造
Ａｇ粒子１．０ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｂｉ粒子０．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｃｕ粒子６．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｉｎ粒子０．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｓｎ粒子１．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、を黒鉛坩堝に入れ、９９体積％以上のヘリウム雰囲気下で、高周波誘導加熱装置により１４００℃まで加熱し、融解した。次に、この溶融金属を坩堝の先端より、ヘリウムガス雰囲気の噴霧槽内に導入した後、坩堝先端付近に設けられたガスノズルから、ヘリウムガス（純度９９体積％以上、酸素濃度０．１体積％未満、圧力２．５ＭＰａ）を噴出してアトマイズを行い、第２の金属粒子を作製した。この時の冷却速度は２６００℃／秒とした。
得られた第２の金属粒子を走査型電子顕微鏡（日立製作所（株）製：Ｓ−２７００）で観察したところ球状であった。この金属粒子を気流式分級機（日清エンジニアリング（株）製：ＴＣ−１５Ｎ）を用いて、１．６μｍの設定で分級した後に、そのオーバーカット粉を１０μｍの設定で、もう一度分級して得られたアンダーカット粉を回収した。この回収された第２の金属粒子の体積平均粒径は２．９μｍであった。
このようにして得られた第２の金属粒子を試料とし、示差走査熱量測定を行った。その結果、４９６℃の吸熱ピークが存在し、融点を有することが確認された。また、２５４℃に発熱ピークが存在し、準安定合金相を有することが確認できた。
【００１９】
（３）第３の金属粒子の製造
Ａｇ粒子３．２ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｂｉ粒子０．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｃｕ粒子１．０ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｉｎ粒子０．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｓｎ粒子４．８ｋｇ（純度９９質量％以上）、を黒鉛坩堝に入れ、９９体積％以上のヘリウム雰囲気下で、高周波誘導加熱装置により１４００℃まで加熱し、融解した。次に、この溶融金属を坩堝の先端より、ヘリウムガス雰囲気の噴霧槽内に導入した後、坩堝先端付近に設けられたガスノズルから、ヘリウムガス（純度９９体積％以上、酸素濃度０．１体積％未満、圧力２．５ＭＰａ）を噴出してアトマイズを行い、第３の金属粒子を作製した。この時の冷却速度は２６００℃／秒とした。
得られた第３の金属粒子を走査型電子顕微鏡（日立製作所（株）製：Ｓ−２７００）で観察したところ球状であった。この金属粒子を気流式分級機（日清エンジニアリング（株）製：ＴＣ−１５Ｎ）を用いて、５μｍの設定で分級した後に、そのオーバーカット粉を１５μｍの設定で、もう一度分級して得られたアンダーカット粉を回収した。この回収された第３の金属粒子の体積平均粒径は４．９μｍであった。
このようにして得られた第３の金属粒子を試料とし、示差走査熱量測定を行った。その結果、１９６℃、３５９℃、４１５℃の吸熱ピークが存在し、複数の融点を有することが確認された。また、１２０℃に発熱ピークが存在し、準安定合金相を有することが確認できた。
【００２０】
（４）金属粒子混合体の製造
上記第１の金属粒子、第２の金属粒子、第３の金属粒子を重量比１００：１０５：１０３で混合して製造した導電性フィラーを試料とし、示差走査熱量測定を行った。この測定により得られたＤＳＣチャートを図１に示す。この図１が示すように、６６℃、８６℃、１９４℃、３３０℃、４３３℃に吸熱ピークが存在し、複数の融点を有することが確認された。また、２６２℃、２８３℃に発熱ピークが存在し、準安定合金相を有することが確認できた。
【００２１】
（５）はんだペーストの製造
上記導電性フィラー９０．０質量％、ロジン系フラックス１０．０質量％を混合し、ソルダーソフナー（（株）マルコム製：ＳＰＳ−１）、脱泡混練機（松尾産業（株）製：ＳＮＢ−３５０）に順次かけてはんだペーストを作製した。
（６）融点、接合強度の確認
上記はんだペーストをアルミナ基板に載せ、大気雰囲気にて、ピーク温度１４９℃でリフロー熱処理した。熱処理装置は、ニホンハンダ（株）製のメッシュベルト式遠赤外線リフロー装置「ＲＱ−ＴＣ２３５」を使用した。温度プロファイルは、全工程が５分１５秒で、熱処理開始から１分で６９℃に達し、その後は徐々に昇温、３分で１１４℃、４分でピーク温度１４９℃に到達後、徐々に温度が降下、熱処理終了時は、１０８℃になる条件を採用した（以下「ピーク１４９℃熱処理」ともいう）。
【００２２】
次に、この熱処理後のはんだペーストを試料とし、示差走査熱量測定を行った。この測定により得られたＤＳＣチャートを図２に示す。この図２に示すように、１０５℃、３２３℃、３５６℃、４３４℃に吸熱ピークが存在し、複数の融点を有することが確認された。２６０℃を境として吸熱量の量比を熱処理前と比較すると２６０℃以下の吸熱量が減少し、２６０℃以上の吸熱量が増加したのが判る。これは、低融点合金相が、熱処理により、拡散して高温側にシフトしたことを示すものである。また、２４４℃に発熱ピークが存在し、準安定合金相を有することが確認できた。熱量的には、熱処理前に比べ、約２２％減少しているのが判る。
【００２３】
次に、上記はんだペーストをＣｕ基板上に２ｍｍ×３．５ｍｍで印刷し、チップを搭載した後、大気雰囲気にて、前記の熱処理方法で、ピーク１４９℃熱処理してサンプルを作製した。印刷パターン形成は、マイクロテック（株）製の印刷機「ＭＴ−３２０ＴＶ」を用い、マスクは、メタルマスクで、スキージは、ウレタン製のものを用いた。マスクの開孔は、２ｍｍ×３．５ｍｍであり、厚みは、１００μｍである。印刷条件は、印刷速度１０ｍｍ／秒、印圧０．１ＭＰａ、スキージ圧０．２ＭＰａ、背圧０．１ＭＰａ、アタック角度２０°、クリアランス０ｍｍ、印刷回数１回とした。また、チップは、２ｍｍ×２ｍｍで、厚みが０．５ｍｍのＣｕチップを用いた。
次に、常温（２５℃）で、前記作製サンプルの剪断方向のチップ接合強度をプッシュ・プルゲージにより、押し速度１０ｍｍ／ｍｉｎで測定し、単位面積で換算したところ７．１ＭＰａであった。更に前記作製サンプルをホットプレート上で２６０℃まで加熱し、２６０℃で１分間保持した状態で、前記と同じ方法で剪断方向のチップ接合強度を測定したところ、３．２ＭＰａであり、２６０℃でも接合強度を保持できる耐熱性を確認することができた。
【００２４】
［実施例２〜７］
実施例１記載の第１の金属粒子、第２の金属粒子、第３の金属粒子の混合比を変えた混合体を導電性フィラーとして、実施例１と同じ方法によりペースト化、熱処理した後、チップ接合強度を測定したものを、表１に実施例２〜７として示す。
［比較例１〜９］
また、表１には、比較例として、第２の金属粒子が下限未満の場合（比較例１）、第２の金属粒子が含まれない場合（比較例２）、第２の金属粒子が下限未満の場合（比較例３）、第１の金属粒子が単独の場合（比較例４）、第３の金属粒子が含まれず、第２の金属粒子が上限を越える場合（比較例５）、第３の金属粒子が含まれず、第２の金属粒子が下限未満の場合（比較例６）、第３の金属粒子が上限を越える場合（比較例７）、並びに従来のはんだ材料を測定した結果を示す。比較例８は、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだ、比較例９は、Ｓｎ−５８Ｂｉ共晶はんだの例である。
【００２５】
表１の結果から明らかなように、２６０℃に加熱した状態において、比較例８、９の共晶はんだが再溶融するのに対し、実施例１〜７では、２ＭＰａ以上の接合強度があり、接合状態を保持できる耐熱性があることが判る。また、実施例１では、Ｉｎ比が９．９質量％まで低減されている。
以上、説明したように本発明の導電性フィラーを用いることで、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだの実装温度（リフロー熱処理温度）条件よりも低温条件、即ちピーク温度１４９℃以上、で溶融接合でき、実装時の部品や基材、周辺機器への熱損傷を低減できると共に、実装後は、耐熱２６０℃の接合材料として使用できるので、耐熱信頼性が高く、また、一種のペーストで複数回のはんだ実装に対応できるので、製造コストも低減できる接合材料を提供することができる。
【００２６】
【表１】
2008183582.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の導電性フィラーは、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだの実装温度（リフロー熱処理）条件よりも低温条件（ピーク温度１４９℃以上）で溶融接合でき、且つ、実装後は、高耐熱の接合材料としての活用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１で作製した第１の金属粒子、第２の金属粒子、第３の金属粒子を重量比１００：１０５：１０３で混合して製造した導電性フィラーを試料とした示差走査熱量測定により得られたＤＳＣチャートである。
【図２】実施例１で作製したはんだペーストを大気雰囲気にて、ピーク温度１４９℃でリフロー熱処理したものを試料とした示差走査熱量測定により得られたＤＳＣチャートである。
【図１】
2008183582.tif 000003
【図２】
2008183582.tif 000004