(57)【要約】【課題】電子部品と、基板に形成された配線パターンとを接合するのに適した接合材料を提供する。【解決手段】２５０℃以下の融点を有する金属材料から成る平均粒径０．１〜２０μｍの金属粒子１と、金属粒子１を被覆する、ガラス転移点が０〜９０℃であり、酸価が１００〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、かつ重量平均分子量が２５０〜１２５０である樹脂からなる樹脂層２を含む荷電性粒子１０を、配線パターンが形成されている基体に、電子写真法で印刷して、接合パターンを形成する。電子部品を接合パターンと接触させて配置し、電子部品が配置された基体を、加熱して金属材料を溶融させる。その後、基体を放冷又は冷却して、金属材料を凝縮させることにより、電子部品を基体に接合する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料に用いられる、
２５０℃以下の融点を有する金属材料から成る平均粒径０．１〜２０μｍの金属粒子と、
ガラス転移点が０〜９０℃であり、酸価が１００〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、かつ重量平均分子量が２５０〜１２５０である樹脂からなる樹脂層を含む荷電性粒子。
【請求項２】
前記樹脂がロジン樹脂である請求項１記載の荷電性粒子。
【請求項３】
前記金属粒子が、
Ｓｎ−Ｐｂ材料ならびにＳｎ−Ｐｂ材料にＡｇ元素及びＢｉ元素の少なくとも１種の元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ｐｂ系材料、
Ｓｎ−Ａｇ材料ならびにＳｎ−Ａｇ材料にＢｉ元素、Ｃｕ元素及びＩｎ元素の少なくとも１種の元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ａｇ系材料、
Ｓｎ−Ｃｕ材料ならびにＳｎ−Ｃｕ材料にＮｉ元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ｃｕ系材料、
Ｓｎ−Ｚｎ材料ならびにＳｎ−Ｚｎ材料にＢｉ元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ｚｎ系材料、
Ｓｎ−Ｂｉ材料ならびにＳｎ−Ｂｉ材料にＣｕ元素及びＩｎ元素の少なくとも１種の元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ｂｉ系材料、ならびに
Ｓｎ−Ｉｎ材料を含むＳｎ−Ｉｎ系材料からなる群から選択される材料からなる請求項１又は２記載の荷電性粒子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載の荷電性粒子と外添剤からなる、基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料。
【請求項５】
２５０℃以下の融点を有する金属材料から成る平均粒径０．１〜２０μｍの金属粒子の表面に、ガラス転移点が０〜９０℃であり、酸価が１００〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、かつ重量平均分子量が２５０〜１２５０である樹脂を、浸漬法又はスプレードライ法により被覆することを含む、基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料に用いられる荷電性粒子の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか記載の荷電性粒子と外添剤とを混合することを含む、基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか記載の荷電性粒子を用いた接合材料又は請求項４記載の接合材料を、配線パターンが形成された基体上に、電子写真法により印刷して、前記接合材料からなる接合パターンを前記基体上に形成することを含む、配線パターンと電子部品とを接合するための接合パターン形成方法。
【請求項８】
前記基体から位置データを読み取ることをさらに含み、前記電子写真法による印刷で形成される接合パターンが、前記読み取られた位置データに基づき決定される請求項７記載の接合パターン形成方法。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれかに記載の荷電性粒子を用いた接合材料又は請求項４に記載の接合材料によって、電子部品が基体に接合されてなる電子回路基板。
【請求項１０】
請求項７又は８記載の接合パターン形成方法により形成された接合パターンに、電子部品を前記接合パターンと接触するようにして配置し、
前記電子部品が配置された基体を加熱して、前記荷電性粒子中に含まれる金属材料を溶融させ、
その後、前記基体を放冷又は冷却して前記金属材料を凝縮させることにより、前記電子部品を前記基体に接合することを含む電子回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路基板を作製するための電子部品実装プロセスにおいて、配線パターンと電子部品とを接合するための、より詳細には電気的及び物理的（又は機械的、以下同様）に接合するために使用される新規な接合材料及びその製造方法に関する。また、本発明は、そのような接合材料を用いる接合パターンの形成方法、電子回路基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器等に用いられている電子回路基板の製造プロセスにおいて、電子部品を基板に実装するため、より詳細には、電子部品の所定の箇所（例えば電極、リード、端子、ターミナル）と、基板に形成された配線パターンの所定の箇所（例えばランド）とを電気的及び物理的に接合するために用いる方法として、リフローはんだ付けがある。リフローはんだ付けは、概略的には、基板に形成された配線パターンのランドの上にはんだを含む接合材料を供給し、その後、電子部品をランド上に適切に配置し、基板を熱処理することにより電子部品の電極と配線パターンとをはんだ付けするものである。
リフローはんだ付けにおいては、従来、接合材料としてクリームはんだが用いられており、接合材料であるクリームはんだを基板上に形成された配線パターンのランド上に供給するために、スクリーン印刷法が用いられている。
【０００３】
スクリーン印刷法について以下に説明する。
基板上のランドに対応するように所定の形状の開口部が所定の箇所に設けられた厚さ８０〜１５０μｍのメタルマスク（又はスクリーン版）を、その開口部が基板上のランドと合わさるように基板と接触させて配置する。基板上に配置したメタルマスク上の一端部にクリームはんだを供給する。スキージを基板面に対して平行移動させ、メタルマスク上のクリームはんだをならすことによりメタルマスクの開口部に充填する。この後、メタルマスク、クリームはんだを基板から除去する。そのとき、開口部に充填されたクリームはんだはメタルマスクを通り抜けて（板抜け）基板上の配線パターンに設けられたランドに残留する。
スクリーン印刷に用いられるクリームはんだは、Ｓｎ及びＰｂを主成分とする１０〜４０μｍのはんだ粉末、ロジン、活性剤及び溶剤からなるフラックスとが混合されて成る。
【０００４】
このメタルマスクを用いる従来のスクリーン印刷法は、０６０３部品（０．６ｍｍ×０．３ｍｍサイズ部品）やさらに０４０２部品（０．４ｍｍ×０．２ｍｍサイズ部品）等を実装するための微小なランドの上に接合材料であるクリームはんだを供給して、微細な接合パターンを形成するには十分満足できるものではない。微小なランド上に接合材料を形成するためにはメタルマスクの開口部を小さくする必要があり、そのため、クリームはんだが板抜けしにくくなる。板抜けさせるためには、クリームはんだの粘度を下げる、メタルマスクの厚みを薄くする等の対策が必要となる。
しかし、微小なランド上の接合材料は電子部品の物理的固定の役割も担っているため、所定量以上の厚みが必要となる。
【０００５】
粘度の低いクリームはんだを用いた場合は、ダレやにじみが発生し必要な厚みを得ることができない。また、メタルマスクを薄くした場合は、スキージにより圧力をかけて移動させるため、メタルマスクの開口部と微小なランドパターンとの間にずれが発生する。（スキージ移動方向に引きずられる）
また、このスクリーン印刷は、同一品種を大量生産する場合に適しているが、形成すべき接合パターンに合わせて、即ち品種毎にメタルマスクを準備する必要がある。また印刷工程において品種毎にメタルマスクを切り替えなければならない。
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明者は乾式電子写真システムで接合パターンを形成することを見出し先に出願した（特願２００１−２７１８８７）。この場合に用いるトナーとしては、はんだ粒子をポリエチレンで直接重合により被覆した（はんだ表面に触媒を担持しエチレンモノマーを重合することで被覆する）ものが最適であった。このポリエチレン樹脂被覆された荷電性粒子は、微小なランドに電子写真方式で接合パターンを形成することについては優れた特性を有していた。しかし、電子部品が実装された基板を加熱しポリエチレン及びはんだが溶融する温度以上にした場合、ポリエチレンの溶融粘度が２００℃で８００Ｐａ・ｓ程度と高く、被覆しているポリエチレン樹脂が溶融時も形状を維持してしまいはんだ付けが困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、電子部品と、基板に形成された配線パターンとを接合するのに適した樹脂被膜金属粒子、接合材料及びそれらの製造方法を提供することである。また、本発明の目的は、かかる接合材料を用いて、基体に接合パターンを形成する接合パターン形成方法を提供することである。さらに、かかる接合材料を用いて電子部品が基体に接合された電子回路基板及びその製造方法を提供することである。
本発明者は鋭意研究を重ね、溶融、分解性能や還元性能が優れている樹脂層を形成した場合に良好な溶融状態が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様によれば、基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料に用いられる、２５０℃以下の融点を有する金属材料から成る平均粒径０．１〜２０μｍの金属粒子と、金属粒子を被覆する、ガラス転移点が０〜９０℃であり、酸価が１００〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、かつ重量平均分子量が２５０〜１２５０である樹脂からなる樹脂層を含む荷電性粒子が提供される。
【０００９】
本発明の第二の態様によれば、上記の荷電性粒子と外添剤からなる、基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料が提供される。
【００１０】
本発明の第三の態様によれば、２５０℃以下の融点を有する金属材料から成る平均粒径０．１〜２０μｍの金属粒子の表面に、ガラス転移点が０〜９０℃であり、酸価が１００〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、かつ重量平均分子量が２５０〜１２５０である樹脂を、浸漬法又はスプレードライ法により被覆することを含む、基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料に用いられる荷電性粒子の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明の第四の態様によれば、上記の荷電性粒子と外添剤とを混合することを含む、基体に形成された配線パターンと電子部品とを接合するための接合材料の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の第五の態様によれば、上記の荷電性粒子を用いた接合材料又は上記の接合材料を、配線パターンが形成された基体上に、電子写真法により印刷して、接合材料からなる接合パターンを基体上に形成することを含む、配線パターンと電子部品とを接合するための接合パターン形成方法が提供される。
【００１３】
本発明の第六の態様によれば、上記の荷電性粒子を用いた接合材料又は上記の接合材料によって、電子部品が基体に接合されてなる電子回路基板が提供される。
【００１４】
本発明の第七の態様によれば、上記の接合パターン形成方法により形成された接合パターンに、電子部品を接合パターンと接触するようにして配置し、電子部品が配置された基体を加熱して、荷電性粒子中に含まれる金属材料を溶融させ、その後、基体を放冷又は冷却して金属材料を凝縮させることにより、電子部品を基体に接合することを含む電子回路基板の製造方法が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
荷電性粒子及びその製造方法
本実施形態は荷電性粒子及びその製造方法に関する。本実施形態において「荷電性粒子」を「接合材料」の意味でも用いるものとし、以下の実施形態についても同様とする。
図１は、本実施形態における荷電性粒子の概略模式図である。
図１に示すように、荷電性粒子１０は、金属材料からなる金属粒子１と、金属粒子１を被覆するガラス転移点が０〜９０℃であり、酸価が１００〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、重量平均分子量が２５０〜１０００からなる樹脂の樹脂層２を含む。
金属粒子１は、２５０℃以下の融点、例えば約１８０〜２３０℃の融点を有する金属材料から成る。このように比較的低融点の金属材料を用いているので、荷電性粒子を基体に印刷した後、これを熱処理して、金属粒子を構成する金属材料を溶融し、再び凝固させることにより、金属材料を介して電子部品を基体に電気的及び物理的に接合することができる。このような低融点の金属材料としては、いわゆるはんだ材料を用いることができる。はんだ材料は、鉛を含んでいても、鉛を含まなくてもよいが、環境に対する影響を考慮すれば鉛フリー系のはんだを用いることが好ましい。
【００１６】
金属材料の例として、Ｓｎ−Ｐｂ系材料があり、Ｓｎ−Ｐｂ材料やＳｎ−Ｐｂ材料にＡｇ及び／又はＢｉを添加した材料もある。またＰｂを含まない材料として、Ｓｎ−Ａｇ系材料、Ｓｎ−Ｃｕ系材料、Ｓｎ−Ｚｎ系材料、Ｓｎ−Ｂｉ系材料、Ｓｎ−Ｉｎ系材料がある。さらに、これらの材料にＢｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｎｉを添加した材料も用いることができる。ここで「〜系材料」とは、その材料系についての共晶組成及びその近傍の組成を有し、該共晶組成から大幅にずれない程度に微量の他成分を含む材料をさし、「〜材料」とは、実質的にその構成元素のみから成る材料をさすものとする。
【００１７】
具体的には、以下の材料がある。
Ｓｎ−Ｐｂ材料ならびにＳｎ−Ｐｂ材料にＡｇ元素及びＢｉ元素の少なくとも１種の元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ｐｂ系材料、
Ｓｎ−Ａｇ材料ならびにＳｎ−Ａｇ材料にＢｉ元素、Ｃｕ元素及びＩｎ元素の少なくとも１種の元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ａｇ系材料、
Ｓｎ−Ｃｕ材料ならびにＳｎ−Ｃｕ材料にＮｉ元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ｃｕ系材料、
Ｓｎ−Ｚｎ材料ならびにＳｎ−Ｚｎ材料にＢｉ元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ｚｎ系材料、
Ｓｎ−Ｂｉ材料ならびにＳｎ−Ｂｉ材料にＣｕ元素及びＩｎ元素の少なくとも１種の元素を添加してなる材料を含むＳｎ−Ｂｉ系材料、ならびに
Ｓｎ−Ｉｎ材料を含むＳｎ−Ｉｎ系材料
【００１８】
金属粒子１の平均粒径は０．１〜２０μｍの範囲から選択される。金属粒子の粒径が０．１μｍより小さい場合、樹脂被覆時に凝集しやすくなり、また後処理工程での粉砕も困難になる。さらに、電子写真法で印刷する場合にも、十分な現像量が得られない、帯電が不均一でかぶりが発生する等の問題がある。一方、２０μｍよりも大きくなった場合、現像剤としての帯電安定性がなくなるばかりか、印刷時に高精細な画像が得られなくなる。金属粒子１の形状は球形、楕円形、不定形等と特に制限はないが、電子写真法での印刷精度、印刷時の充填効率（嵩密度）から考慮して、球形が好ましい。
【００１９】
このような金属粒子１は、例えばアトマイズ法を用い、必要に応じて分級すれば得られる。しかし、本発明はこの方法に限定されず他の任意の方法によって製造され得る。
【００２０】
樹脂層２は、ガラス転移点が０〜９０℃であり、酸価が１００〜２５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、かつ重量平均分子量が２５０〜１０００からなる樹脂で構成され、これらの物性を満たす限り特に限定はない。
ガラス転移点が０℃より低いと、ブロッキングにより凝集することがあり、９０℃より高いと、樹脂層が脆弱になることがある。
ガラス転移点は好ましくは３０℃〜９０℃であり、より好ましく５０℃〜８０℃である。
なお、ガラス転移点は熱分析法（ＴＧ−ＤＴＡ）により測定できる。
【００２１】
酸価が１００ＫＯＨｍｇ／ｇより低くても、２５０ＫＯＨｍｇ／ｇより高くても、配線パターンと電子部品の接合強度が低くなる。
酸価は好ましくは１２０〜２００であり、より好ましくは１５０〜１９０である。
なお、酸価は滴定法により測定できる。
【００２２】
重量平均分子量が２５０より小さいと、樹脂皮膜の強度が低下し、１０００より大きいと、金属材料の溶融を妨げる可能性がある。
重量平均分子量は好ましくは３００〜９００であり、より好ましくは４００〜８００である。
なお、重量平均分子量はＧＰＣ法により測定できる。
【００２３】
このような樹脂として、例えば、ロジン樹脂や松脂を単独に、あるいは必要に応じて２種以上の樹脂種を混合して用いることができる。特に好ましくは、ロジン樹脂を単独で用いる。ロジン樹脂は、溶融、分解性能や還元性能が優れていて、金属粒子（はんだ）の溶融を促進する。従って、印刷時の絶縁帯電性を保持しつつ、溶融をも促進する優れた機能を発揮する。また、比較的低温で熱分解するため、金属粒子同士の接触を妨げることもない。
【００２４】
このような樹脂層２を形成する方法は、特に限定されず、これら樹脂を溶解する有機溶媒に溶解した後にスプレードライ法や浸漬法によるコート法や、樹脂粉末を金属粒子表面に静電付着させた後に機械的及び熱的に処理を行なう方法等を用いることができる。
樹脂層２を形成するとき、さらに、荷電性粒子１０を製造するとき、好ましくは、金属粒子の酸化を防ぐために、非酸素雰囲気下、例えば窒素雰囲気下で形成又は製造する。
【００２５】
荷電性粒子１０の絶縁性は、樹脂層２の量（厚み）を増やすことによって高めることができる。電子写真法によって印刷するためには、絶縁性は高い方が好ましいが、樹脂を増やしすぎた場合に現像剤としての流動性が低下する等の問題が発生するほか、加熱後の電子部品と基体上の配線パターンとの導通が得られにくくなる等の問題が発生する。
従って、金属粒子１を構成する金属材料と樹脂層２を構成する樹脂との重量割合は、印刷特性が得られつつ、電子部品と基体上の配線パターンとの接合に支障を与えない程度で選択される。また、樹脂量が極端に増えた場合には、製造時に樹脂の溶解に支障をきたす可能性が高く、コート時に凝集が発生しやすくなる。
【００２６】
具体的には、荷電性粒子１０における金属粒子の重量で９０〜９９．５重量％程度が好ましく、さらに９５〜９９重量％がより好ましい。樹脂の重量割合は、荷電性粒子の重量から金属材料の重量を引いた値となるため、１０〜０．５重量％程度が好ましく、さらに好ましくは５〜１重量％となる。
【００２７】
上記の範囲において、樹脂の重量割合が１０重量％を超えると電子部品と基体上の配線パターンとの接合を、絶縁性である樹脂が妨げる可能性が高くなる。荷電性粒子を構成する金属材料に対して、樹脂はより低い温度で軟化、溶融し基体上を流れ、分解するが、重量比が多い場合は電子部品の周辺あるいははんだ表面に残留する確率が高くなり問題となる。また、被覆時の溶液粘度が高くなりすぎて、スプレーコート時に目詰まり等の問題が発生する。
また、樹脂の重量割合が０．５重量％を下回ると、金属材料の被覆が不完全となり露出部分が発生する可能性がある。金属材料表面が露出した場合、絶縁性が不十分となり帯電性能は悪化、印刷時の画像劣化が生じる。
【００２８】
このように荷電性粒子の絶縁性は重要であり、その抵抗値は、例えば、約５ｃｍ２の電極面積を有し、互いに接続された一対の電極間に荷電性粒子の厚みが０．５ｃｍとなる粒子層を形成し、電極間に１〜５００Ｖの電圧を印加した時に流れる電流値を測定することで得られる。本実施形態における荷電性粒子の測定では、全て電流計の測定限界である１ｐＡ以下であった。
【００２９】
以上、本実施形態の荷電性粒子（接合材料）及びその製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されず、任意の他の成分、例えばシリカ粒子、チタニア粒子等の外添剤、帯電制御剤（ＣＣＡ：Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｇｅｎｔ）等と混合しても良い。
また、荷電性粒子を基体上に電子写真法を用いて印刷する際、任意なキャリアを準備し、分級処理混合しても良い。
【００３０】
（実施形態２）
接合パターン形成方法及びそのための装置
本実施形態は、実施形態１にて説明した荷電性粒子（接合材料）を基体上に電子写真法により印刷して、荷電性粒子からなる接合パターンを基体上に形成する方法及びその装置に関する。
図２は本実施形態に用いる接合パターン形成装置の概略図である。
図２に示すように、本実施形態の接合パターン形成装置２０においては、電子写真法において一般的に用いられるシステムを用いることができる。一般的な感光体ドラム２１、初期化装置２４、帯電器２５、光照射装置２６、荷電性粒子２７を感光体ドラム２１に供給する荷電性粒子供給装置２８とが配置されている。基体２９の下部には荷電性粒子２７を感光体ドラム２１から基体２９に転写する転写装置３０が配置されている。これらはそれぞれ制御装置３６に接続されており、全体として印刷機構を形成している。
感光体ドラム２１は、矢印３１の方向に回転する。配線パターンが形成された基体２９は、転写装置３０と感光体ドラム２１との間で矢印３２で示す向きで搬送され、感光体ドラム２１上の接合材料２７が基体２９の配線パターンに対応する位置に、感光体ドラム２１と並進しながら転写（印刷）されて、矢印３３の方向に取り出される。その結果、所望の位置に接合パターンが形成される。
【００３１】
この接合パターン形成装置２０は、実施形態１の荷電性粒子２７とキャリアとを混合して現像剤とする２成分現像方式であるが、特にそのシステムにこだわらず、１成分現像方式やジャンピング現像方式等を用いることができる。しかし、荷電性粒子の帯電に有利な２成分現像方式を選択することが望ましい。
２成分現像方式で用いられるキャリアは特に限定されず、フェライト系、マグネタイト系、鉄粉系等システムとの組み合わせにより選択される。キャリアと荷電性粒子との混合割合は、例えば５〜４００重量％であり、より好ましくは１０〜４０重量％である。この割合は、荷電性粒子に用いられる金属材料の比重や粒径により最適値が変化するが、キャリア表面にほぼ均一に付着する程度の量が好ましい。
【００３２】
基体上に形成されたランドに正確に接合材料を供給する方法として、カメラ、センサー、スキャナー等の読み取り機器を用いて位置精度を得る方法を用いることができる。これらの機器により光学的にランドの位置情報を得た後、予め印刷情報（濃淡や位置）が格納されている機器（コンピュータ等）からの情報により印刷を行なうことができる。
【００３３】
また、本発明の荷電性粒子（接合材料）は、本実施形態の接合パターン形成方法及び接合パターン形成装置に限らず、電子写真方式を利用する他の適切なシステムを用いることができる。例えば、市販のプリンタやコピー機等を用いてもよい。
【００３４】
（実施形態３）
電子回路基板及びその製造法
本実施形態は、実施形態１にて説明した荷電性粒子を用いて電子部品が基板に接合された電子回路基板及びその製造方法に関する。
本実施形態の電子回路基板の製造方法は、実施形態２の接合パターン形成方法を含む。本実施形態では、電子部品が接合される基体として、配線パターンが形成された回路用基板を用いる。
【００３５】
まず、実施形態２で説明した接合パターン形成法及び接合パターン形成装置により、実施形態１の荷電性粒子（接合材料）を基体である回路基板上に電子写真法を用いて印刷する。次いで、回路用基板上の配線パターンの所定箇所上に形成された荷電性粒子が、電子部品の所定の箇所（例えばリード）と少なくとも部分的に接触するようにして電子部品を配置する。これにより得られた回路用基板を熱処理して、荷電性粒子中の金属粒子の融点以上、例えば２００〜２３０℃の温度にて加熱する。このような熱処理には一般的なリフロー装置を用い得る。
【００３６】
図１における樹脂層２を形成する樹脂は、一般的に金属材料の融点よりも低い温度で溶融する。そのため、回路用基板を加熱すると、樹脂層、金属粒子の順で段階的に溶融する。樹脂は相分離すると共に、ある程度の温度域で分解する。熱処理後、回路用基板を冷却（放冷）した場合、溶融状態の金属材料がこのままの状態で凝固する。樹脂の一部が金属材料表面を被覆する形となる場合もあるが、大部分の樹脂は加熱時に分解する。凝固した金属材料により電子部品が基体に接合する。
【００３７】
また、本実施形態において基体として回路用基板を用いたが、これに限定されず回路が形成されるような基板であり、電子部品を接合する必要があるいずれの形態にも用い得る。例えば、紙フェノール系基板、ガラスエポキシ系基板、ポリイミド系基板、セラミック系基板、金属系基板、ポリエチレンテレフタレート系基板等に配線パターンが形成された回路用基板及び多層積層基板等に本発明を用いることができる。
【００３８】
上記のような基体に形成される配線パターンは、例えば銅、金、アルミニウム及びはんだ材料からなってよく、配線パターンは任意の適切な幅、例えば１００μｍの幅を有し得る。
【００３９】
この実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）微細な接合パターン（例えば、０．１〜０．５ｍｍφ程度）を所望の厚み（例えば、０．０２〜０．１ｍｍ程度）で形成できる。
（２）接合パターンの変更が容易である。
（３）加熱時に、樹脂層が溶融して熱分解するので、中にある金属材料が接触し易い。
（４）樹脂層の還元性能が優れているため、荷電性粒子（接合材料）の酸化を防ぐことができる。
【００４０】
【実施例】
以下に示すように、本発明の実施例１〜３ならびに比較例１〜２において種々の荷電性粒子を製造し、この荷電性粒子を用いて接合材料を得て、接合材料からなる接合パターンを基体上に形成して各材料の印刷特性について評価した。
【００４１】
（実施例１）
容量５００ｍｌのビーカーにトルエン溶媒２５０ｍｌとロジン樹脂（荒川化学工業社製、ＫＥ−６０４）（ガラス転移点７５℃、酸価２３０ＫＯＨｍｇ／ｇ、重量平均分子量３５０）２０ｇを加え、十分に攪拌して溶解した。
次に、万能混合攪拌機（ダルトン社製、５ＤＭＶ−０１−ｒ）に、金属粒子としてＳｎ−３７Ｐｂ組成（３７ｗｔ％のＰｂ及び６３ｗｔ％のＳｎからなる組成）を有するはんだ材料からなり、融点が１８３℃である平均粒径１０μｍのはんだ粉末ＯＨ６３　ＤＳ１０（三井金属鉱業社製）約１ｋｇを入れ、さらに先にトルエン溶媒にロジン樹脂を溶解したトルエン溶液の全量を加え、温水で加熱、攪拌しながらトルエン溶媒を減圧除去した。加熱攪拌は、はんだの酸化を抑制するため、窒素雰囲気下で行なった。
処理後の粉末を万能混合攪拌機から取出し、ハイブリダイザー（奈良機械社製）を用いて解砕した。解砕後、目開き５３μｍの振動篩にかけ、さらに被覆、解砕時に混入した樹脂破片を除去するため気流分級処理を施し荷電性粒子Ａを得た。ハイブリダイザー及び気流分級処理に関しても、はんだの酸化を抑制する目的から窒素を配管して窒素雰囲気下で実施した。
得られた荷電性粒子Ａは、均一に灰色を呈しており、ＴＧＡ（熱天秤）により測定した結果、はんだ材料と樹脂の比率は、約９８：２であった。
【００４２】
（実施例２）
実施例１において、用いるロジン樹脂をＫＥ−６０４からシルベタック２９５（荒川化学工業社製）（ガラス転移点８５℃、酸価１７０ＫＯＨｍｇ／ｇ、重量平均分子量７６０）に変えた以外は同様に行ない荷電性粒子Ｂを得た。
【００４３】
（実施例３）
実施例１において、用いるロジン樹脂をＫＥ−６０４からＫＲ−８５（荒川化学工業社製）（ガラス転移点５８℃、酸価１５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、重量平均分子量４８０）に変えた以外は同様に行ない荷電性粒子Ｃを得た。
【００４４】
（比較例１）
アルゴン置換したオートクレーブに、金属粒子としてＳｎ−３７Ｐｂ組成を有するはんだ材料、融点１８３℃で平均粒径１０μｍのＯＨ６３　ＤＳ１０（三井金属鉱業社製）２５０ｇを入れ減圧乾燥した。
その後、脱水ヘキサンと有機アルミニウム化合物としてジエチルアルミニウムクロリドとチタン含有触媒成分を添加した後、攪拌、懸濁溶液を調製した。その後、９０℃まで昇温し、エチレンガス及び分子量を制御するための水素とエチレンガスを導入してポリエチレンが重合被覆されたはんだ粉を得た。
さらにハイブリダイザー（奈良機械社製）を用いて解砕、平滑化処理後、目開き５３μｍの振動篩にかけ、さらに被覆、解砕時に混入した樹脂破片を除去するため気流分級処理を施し荷電性粒子Ｄを得た。このときのポリエチレン樹脂のＧＰＣによる重量平均分子量は１２万であった。
【００４５】
（比較例２）
実施例１において、トルエン溶媒及びトルエン溶媒２５０ｍｌに加える樹脂種を、アセトン溶媒２５０ｍｌとアクリル系樹脂（旭化成社製、デルベット５６０）２０ｇに変えた以外は同様に行ない荷電性粒子Ｅを得た。
【００４６】
（評価）
上記の実施例１〜３ならびに比較例１〜２で得られた荷電性粒子Ａ〜Ｅのそれぞれに外添剤を添加して、電子写真法で用いられるところのトナーに相当する接合材料Ａ〜Ｅを調製した。また、キャリアと混合して現像剤Ａ〜Ｅを得た。ここで、外添剤には、表面が疎水化処理された粒径が１０ｎｍ〜４０ｎｍのシリカ粒子を用い、キャリアには、表面をアクリル系樹脂で被覆された粒径が３０〜８０μｍのフェライト系キャリアを用いた。外添剤は、荷電性粒子１００重量部に対して０〜０．７重量部混合した。また、キャリアは、接合材料２０重量部に対して１００重量部混合した。
【００４７】
上記方法で得られた現像剤Ａ〜Ｅを、市販のプリンタ（ＦＳ６００、京セラ社製）に、通常の現像剤と入れ替えてセットし、紙、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、銅箔等に印刷した。この印刷結果で、パターン形成可能か、印刷精度（かぶりの有無、細線再現性、印刷ベタ部の反射率での濃度）等を評価した。
パターン形成とは、線及びベタ部が欠落等無く印刷されているかを評価する。かぶりは非印刷領域に接合材料が飛散しているかを評価するもので、具体的には印刷領域と非印刷領域の濃度を反射濃度計で測定した。
細線再現性は、光学顕微鏡を用い、１００μｍ幅の線を印刷した場合の断線の有無、ラインエッジの直線性を評価した。
濃度はマクベスによる反射率測定の実測値で評価した。
評価の基準は、それぞれ実用可能なレベルは○、一部問題のあるレベルは△、実用不可能なレベルは×で評価した。
【００４８】
溶融特性については、接合材料を銅箔上に印刷した後、窒素雰囲気下、２３０℃の電気炉（真空乾燥機）に入れ、数分間加熱した後の溶融状態で評価した。光学顕微鏡で観察した場合に、粉体のまま存在しているときは×、全体に対して５０％の印刷部分のはんだが溶融しているときは△、全体に対して８０％以上の印刷部分が溶融しているときは○とした。はんだの溶融は、粉体として残らず互いにくっつき合っている溶融状態を指し、粉体（球形）が維持されていないことを基準とした。
【００４９】
【表１】
2004001046.tif 000003
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品と、基板に形成された配線パターンとを接合するのに適した荷電性粒子、接合材料及びそれらの製造方法を提供できる。また、本発明によれば、かかる接合材料を用いて、基体に接合パターンを形成する接合パターン形成方法を提供できる。さらに、本発明によれば、かかる接合材料を用いて電子部品が基体に接合された電子回路基板及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における荷電性粒子の概略模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いる接合パターン形成装置の概略模式図である。
【符号の説明】
１　金属粒子
２　樹脂層
１０　荷電性粒子
２７　接合材料
２９　基体
【図１】
2004001046.tif 000004
【図２】
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