(57)【要約】【課題】１次リフローの加熱によって確実に実装でき、かつ２次リフロー加熱時における導電性接合材料の再溶融を防止することができる導電性接合材料、並びに該導電性接合材料を用いた電子部品、及び該電子部品を搭載した電子機器の提供。【解決手段】ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された銅粒子と、錫粒子及び錫合金粒子のいずれかとを含む導電性接合材料である。前記ガリウム合金が、Ｇａ−Ｎｉ合金、Ｇａ−Ｃｕ合金、Ｇａ−Ｓｎ合金及びＧａ−Ａｕ合金のいずれかである態様、前記銅粒子の体積平均粒径が０．５μｍ以上３０μｍ以下である態様、前記ガリウム及びガリウム合金のいずれかからなる被覆膜の平均厚みが０．５μｍ以上１０μｍ以下である態様などが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された銅粒子と、錫粒子及び錫合金粒子のいずれかと、を含むことを特徴とする導電性接合材料。
【請求項２】
前記ガリウム合金が、Ｇａ−Ｎｉ合金、Ｇａ−Ｃｕ合金、Ｇａ−Ｓｎ合金及びＧａ−Ａｕ合金のいずれかである請求項１に記載の導電性接合材料。
【請求項３】
前記銅粒子の体積平均粒径が０．５μｍ以上３０μｍ以下である請求項１から２のいずれかに記載の導電性接合材料。
【請求項４】
前記ガリウム及びガリウム合金のいずれかからなる被覆膜の平均厚みが０．５μｍ以上１０μｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載の導電性接合材料。
【請求項５】
前記銅粒子が、ガリウムと銅の合金からなる請求項１から４のいずれかに記載の導電性接合材料。
【請求項６】
前記ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された銅粒子Ａと、前記錫粒子及び錫合金粒子のいずれかＢとの混合割合が、質量比率（Ａ：Ｂ）で、２０：８０〜５０：５０である請求項１から５のいずれかに記載の導電性接合材料。
【請求項７】
前記錫合金粒子が、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｘ合金粒子及びＳｎ−Ｃｕ−Ｘ合金粒子（ただし、Ｘは、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｄ、及びＩｎのいずれかである）のいずれかである請求項１から６のいずれかに記載の導電性接合材料。
【請求項８】
前記錫合金粒子が、Ｓｎ−５８Ｂｉ−１．０Ａｇ合金粒子及びＳｎ−０．５Ｃｕ−３．０Ａｇ合金粒子のいずれかである請求項７に記載の導電性接合材料。
【請求項９】
電極パッドを有する配線基板と、前記配線基板に実装され、複数の電極を有する部品と、前記部品を覆う封止樹脂と、前記配線基板内の配線を、外部の基板と接続する複数の端子とを有し、前記複数の電極が、前記電極パッドと、ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された銅粒子と、錫粒子及び錫合金粒子のいずれかとを含む導電性接合材料により接続されていることを特徴とする電子部品。
【請求項１０】
電極パッドを有する配線基板と、前記配線基板に実装され、複数の電極を有する部品と、前記部品を覆う封止樹脂と、前記配線基板内の配線を、外部の基板と接続する複数の端子とを有し、前記複数の電極が、前記電極パッドと、ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された銅粒子と、錫粒子及び錫合金粒子のいずれかとを含む導電性接合材料により接続されている電子部品を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性接合材料、並びに該導電性接合材料を用いた電子部品及び該電子部品を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板上にチップ部品等が実装された電子部品が、更に、マザーボードやシステムボードと呼ばれる大型の配線基板上に実装される場合がある。このとき、電子部品は、チップ部品、半導体部品等の部品が、導電性接合材料としてのはんだペーストを用いて配線基板上に実装される。ここでの実装を１次実装と呼ぶ。また、この１次実装は、例えば、リフロー加熱（１次リフロー）により行われる。このようにして配線基板上にチップ部品等が実装された後、電極等の一部を除き全体が封止樹脂により封止される場合もある。このように封止樹脂により封止された電子部品のことを「樹脂モジュール部品」と称する。
電子機器は、前記電子部品が、導電性接合材料としてのはんだペーストを用いてマザーボードやシステムボードと呼ばれる大型の配線基板上に実装される。ここでの実装を２次実装と呼ぶ。また、この２次実装は、例えば、リフロー加熱（２次リフロー）により行われる。
このように、樹脂モジュール部品に対してリフロー（２次リフロー）処理を行った場合、この２次リフロー加熱の際に、樹脂モジュール部品の内部で導電性接合材料が再溶融してしまうことがある。２次リフロー加熱時に導電性接合材料が再溶融すると、電子部品内の微細な隙間を溶融した導電性接合材料が流動して電極間のショートを起こすという問題がある。このような隙間は、例えば、封止樹脂の亀裂や、封止樹脂のチップ部品からの剥離等により生じる。
【０００３】
そこで、２次リフロー加熱時における導電性接合材料の再溶融を防止することを目的として種々の検討がなされている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
したがって、１次リフローの加熱によって確実に実装でき、かつ２次リフロー加熱時における導電性接合材料の再溶融を防止することができる導電性接合材料の提供が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９１０８７号公報
【特許文献２】特表平１１−５１４３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本件は、１次リフローの加熱によって確実に実装でき、かつ２次リフロー加熱時における導電性接合材料の再溶融を防止することができる導電性接合材料、並びに該導電性接合材料を用いた電子部品、及び該電子部品を搭載した電子機器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】
【０００７】
前記課題を解決するための手段としては、後述する付記に記載した通りである。即ち、
開示の導電性接合材料は、ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された銅粒子と、錫粒子及び錫合金粒子のいずれかとを含む。
開示の電子部品は、電極パッドを有する配線基板と、前記配線基板に実装され、複数の電極を有する部品と、前記部品を覆う封止樹脂と、前記配線基板内の配線を、外部の基板と接続する複数の端子とを有し、前記複数の電極が、前記電極パッドと開示の導電性接合材料により接続されている。
開示の電子機器は、開示の電子部品を有する。
【発明の効果】
【０００８】
開示の導電性接合材料によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、１次リフローの加熱によって確実に実装でき、かつ２次リフロー加熱時における導電性接合材料の再溶融を防止することができる導電性接合材料、並びに該導電性接合材料を用いた電子部品、及び該電子部品を搭載した電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、２次リフロー加熱時に電子部品内に隙間ができた状態を示す概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、電子部品内の隙間に溶融した導電性接合材料が浸入し電極間がショートした状態を示す概略断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の導電性接合材料の接合原理を示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の導電性接合材料の接合原理を示す概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の導電性接合材料の接合原理を示す概略図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の導電性接合材料の接合原理を示す概略図である。
【図３】図３は、一次実装温度プロファイルとガリウム又はガリウム合金の融点の関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を示すフロー図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略断面図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略断面図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略上面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略上面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略上面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略上面図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略上面図である。
【図６Ｇ】図６Ｇは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略上面図である。
【図７】図７は、実施例１８におけるリフロー加熱後のＣｕ粒子周囲の金属マッピングを示す摸式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（導電性接合材料）
本発明の導電性接合材料は、ガリウム（Ｇａ）及びガリウム（Ｇａ）合金のいずれかにより被覆された銅（Ｃｕ）粒子と、錫（Ｓｎ）粒子及び錫（Ｓｎ）合金粒子のいずれかとを含み、フラックス成分、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００１１】
＜Ｇａ及びＧａ合金のいずれかにより被覆された銅粒子＞
前記Ｇａ及びＧａ合金のいずれかにより被覆された銅粒子は、銅粒子の表面にＧａ又はＧａ合金からなる被覆膜を有してなる。
【００１２】
−銅粒子−
前記銅粒子は、その形状、大きさ、構造等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記銅粒子の形状としては、例えば、球状、真球状、ラグビーボール状などが挙げられる。前記銅粒子の構造としては、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
前記銅粒子の体積平均粒径は、０．５μｍ〜３０μｍが好ましい。前記体積平均粒径が、０．５μｍ未満であると、小径の銅粒子が作製するのが困難であり、Ｇａ又はＧａ合金のめっきが困難となることがある。また、銅粒子を３０質量％程度まで添加するのが困難となり、導電性接合材料の配線基板への印刷性が低下してしまうことがある。
前記体積平均粒径は、例えば、レーザー回折散乱法による粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
【００１３】
前記銅粒子としては、銅単体からなる銅粒子以外に、ガリウムと銅の合金からなる銅合金粒子を用いることが好ましい。これは、下記表１に示すように、Ｃｕの融点は１，０８３℃、Ｇａの融点は２９．７８℃であり、両者の融点の差が大きいので、ガリウムと銅の合金からなる銅合金粒子を用いると、銅単体からなる銅粒子よりも融点を下げることができ、銅粒子の融点調整が容易となるからである。
前記ガリウムと前記銅からなる銅合金粒子におけるＧａとＣｕの質量比率（Ｇａ：Ｃｕ）は、２０質量％：８０質量％〜４０質量％：６０質量％が好ましい。
【００１４】
【表１】
2013119089.tif 000002
【００１５】
前記銅粒子又は銅合金粒子としては、特に制限はなく、適宜製造したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前記銅粒子又は銅合金粒子の製造方法としては、例えば、アトマイズ法による粉体化などが挙げられる。前記アトマイズ法とは、ノズルより溶融した銅又は銅合金を噴出させ、噴霧媒体（気体又は液体）のジェットを衝突飛散させることで、液滴とし冷却することにより凝固させて粒子とする方法である。
【００１６】
−ガリウム又はガリウム合金−
前記Ｇａ合金としては、めっきにより銅粒子表面に被膜を形成する観点から、例えば、下記表２に示すように、Ｇａとイオン化傾向（イオン化エネルギー：ｋｃａｌ／ｍｏｌ）が近い金属を用いることが好ましい。これらの中でも、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅなどが好適である。
【００１７】
【表２】
2013119089.tif 000003
【００１８】
前記ガリウム合金としては、例えば、ガリウム（Ｇａ）−ニッケル（Ｎｉ）合金、ガリウム（Ｇａ）−銅（Ｃｕ）合金、ガリウム（Ｇａ）−錫（Ｓｎ）合金、ガリウム（Ｇａ）−金（Ａｕ）合金、Ｇａ−Ｉｎ合金、Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金、Ｇａ−Ｉｎ−Ｚｎ合金、Ｇａ−Ｚｎ合金などが挙げられる。これらの中でも、Ｇａ−Ｎｉ合金、Ｇａ−Ｃｕ合金、Ｇａ−Ｓｎ合金、Ｇａ−Ａｕ合金が特に好ましい。
前記Ｇａ−Ｎｉ合金としては、例えば、Ｇａを主成分とし、Ｎｉを５．０質量％程度含むＧａ−５．０Ｎｉ合金などが挙げられる。
前記Ｇａ−Ｃｕ合金としては、例えば、Ｇａを主成分とし、Ｃｕを３．７質量％程度含むＧａ−３．７Ｃｕ合金などが挙げられる。
前記Ｇａ−Ｓｎ合金としては、例えば、Ｇａを主成分とし、Ｓｎを７．２質量％程度含むＧａ−７．２Ｓｎ合金などが挙げられる。
前記Ｇａ−Ａｕ合金としては、例えば、Ｇａを主成分とし、Ａｕを３．０質量％程度含むＧａ−３．０Ａｕ合金などが挙げられる。
前記Ｇａ−Ｉｎ合金としては、例えば、Ｇａを主成分とし、Ｉｎを２４．５質量％程度含むＧａ−２４．５Ｉｎ合金などが挙げられる。
前記Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金としては、例えば、Ｇａを主成分とし、Ｉｎを２５質量％程度、Ｓｎを１３質量％程度含むＧａ−２５Ｉｎ−１３Ｓｎ合金などが挙げられる。
前記Ｇａ−Ｉｎ−Ｚｎ合金としては、例えば、Ｇａを主成分とし、Ｉｎを２９質量％程度、Ｚｎを４質量％程度含むＧａ−２９Ｉｎ−４Ｚｎ合金などが挙げられる。
前記Ｇａ−Ｚｎ合金としては、例えば、Ｇａを主成分とし、Ｚｎを４．５質量％程度含むＧａ−４．５Ｚｎ合金などが挙げられる。
【００１９】
前記ガリウム及びガリウム合金のいずれかからなる被覆膜の平均厚みは、０．５μｍ〜１０μｍが好ましく、１μｍ〜５μｍがより好ましい。前記平均厚みが、１０μｍを超えると、Ｃｕ粒子におけるガリウム又はガリウム合金の含有量が多くなりすぎて、ＣｕとＧａが粒状で光沢のない硬く脆い金属間化合物を形成してしまうことがある。
前記被覆膜の平均厚みは、例えば、蛍光Ｘ線分析方法、被覆膜を研磨する方法などで測定することができる。
【００２０】
前記ガリウム又はガリウム合金の銅粒子表面への被覆方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無電解めっきなどが挙げられる。
【００２１】
＜錫（Ｓｎ）粒子又は錫（Ｓｎ）合金粒子＞
前記Ｓｎ粒子又はＳｎ合金粒子は、その形状、大きさ、構造等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記Ｓｎ又はＳｎ合金粒子の形状としては、例えば、球状、真球状、ラグビーボール状などが挙げられる。前記Ｓｎ又はＳｎ合金粒子の構造としては、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
【００２２】
前記Ｓｎ合金粒子としては、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｘ合金粒子及びＳｎ−Ｃｕ−Ｘ合金粒子のいずれか（ただし、Ｘは、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｄ、又はＩｎである）が好ましい。これらの中でも、はんだ付け性の点から、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金粒子、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ合金粒子が特に好ましい。
Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金としては、例えば、Ｓｎを主成分とし、Ｂｉを５８質量％程度、Ａｇを１．０質量％程度含むＳｎ−５８Ｂｉ−１．０Ａｇ合金などが挙げられる。
Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ合金としては、例えば、Ｓｎを主成分とし、Ｃｕを０．５質量％程度、Ａｇを３．０質量％程度含むＳｎ−０．５Ｃｕ−３．０Ａｇ合金などが挙げられる。
【００２３】
前記Ｓｎ又はＳｎ合金粒子の体積平均粒径は、１０μｍ以上が好ましく、１０μｍ〜６０μｍがより好ましく、１０μｍ〜４０μｍが更に好ましい。前記体積平均粒径が、１０μｍ未満であると、表面酸化が激しくなり、はんだ付け性及びはんだへの濡れ性が低下することがあり、６０μｍを超えると、印刷性及び拡散性が低下することがある。
前記体積平均粒径は、例えば、レーザー回折散乱法による粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
【００２４】
前記Ｓｎ又はＳｎ合金粒子の融点は、２３０℃以下が好ましく、１３９℃〜２３０℃がより好ましい。前記融点が、２３０℃を超えると、２次実装でのはんだ再溶融防止による接合品質確保を図れなくなることがある。
前記融点は、例えば、示差走査熱量測定分析（ＤＳＣ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）を用いて測定することができる。
【００２５】
前記Ｓｎ又はＳｎ合金粒子としては、特に制限はなく、適宜製造したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前記Ｓｎ又はＳｎ合金粒子の製造方法としては、例えば、アトマイズ法による粉体化などが挙げられる。前記アトマイズ法とは、ノズルより溶融したＳｎ合金を噴出させ、噴霧媒体（気体又は液体）のジェットを衝突飛散させることで、液滴とし冷却することにより凝固させて粒子とする方法である。
【００２６】
前記ガリウム及びガリウム合金のいずれかで被覆された銅粒子Ａと、前記Ｓｎ粒子及びＳｎ合金粒子のいずれかＢとの混合割合は、質量比率（Ａ：Ｂ）で、２０：８０〜５０：５０が好ましく、３０：７０〜５０：５０がより好ましい。
前記銅粒子の混合割合が、２０質量％未満であると、導電性接合材料の塗布性が低下してしまうことがあり、５０質量％を超えると、Ｓｎ又はＳｎ合金粒子の量が少なくなり、接合強度が低下してしまうことがある。前記好ましい範囲内であると、接続不良及び塗布性の低下がない点で有利である。
【００２７】
＜フラックス成分＞
前記フラックス成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、エポキシ系フラックス材料及びロジン系フラックス材料の少なくともいずれかが好ましい。これらの中でも、エポキシ系フラックス材料を用いると、エポキシ樹脂の硬化により接合強度を向上させることができる点で特に好ましい。
【００２８】
−エポキシ系フラックス材料−
前記エポキシ系フラックス材料としては、エポキシ樹脂、カルボン酸、及び溶剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００２９】
前記エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂や、それらの変性エポキシ樹脂などの熱硬化性エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３０】
前記カルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、飽和脂肪族系ジカルボン酸、不飽和脂肪族系ジカルボン酸、環状脂肪族系ジカルボン酸、アミノ基含有カルボン酸、水酸基含有カルボン酸、複素環系ジカルボン酸、又はこれらの混合物などが挙げられる。これらの中でも、具体的には、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン２酸、イタコン酸、メサコン酸、シクロブタンジカルボン酸、Ｌ−グルタミン酸、クエン酸、リンゴ酸、チオプロピオン酸、チオジブチル酸、ジチオグリコール酸が好ましい。
前記溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、エチレングリコール系溶剤、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、オクタンジオールなどが挙げられる。
前記その他の成分として、例えば、チクソ剤、キレート化剤、界面活性剤、酸化防止剤等の添加剤が添加されていてもよい。
前記エポキシ系フラックス材料としては、特に制限はなく、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
【００３１】
−ロジン系フラックス材料−
前記ロジン系フラックス材料としては、ロジン樹脂、活性剤、及び溶剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００３２】
前記ロジン樹脂としては、天然ロジン樹脂又は変性ロジン樹脂を主成分とするものが挙げられる。前記変性ロジン樹脂としては、例えば、重合ロジン、水添ロジン、フェノール樹脂変性ロジン、マレイン酸変性ロジンなどが挙げられる。
前記活性剤としては、金属表面に存在する酸化物、硫化物、水酸化物、塩化物、硫酸塩及び炭酸塩を還元して金属を清浄化する成分であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチルアミン塩酸塩、ジエチルアミンシュウ酸塩などが挙げられる。
前記溶剤としては、例えば、エチレングリコール系溶剤、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、オクタンジオールなどが挙げられる。
前記その他の成分として、例えば、チクソ剤、キレート化剤、界面活性剤、酸化防止剤などが挙げられる。
前記ロジン系フラックス材料としては、特に制限はなく、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
【００３３】
前記フラックス成分の前記導電性接合材料における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、８質量％〜１４質量％が好ましい。
【００３４】
＜その他の成分＞
前記導電性接合材料は、前記金属成分及び前記フラックス成分以外にも、必要に応じてその他の成分を含有することができる。前記その他の成分としては、例えば、金属吸着成分、分散剤、酸化防止剤などが挙げられる。
前記金属吸着成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、アルキルベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾールなどが挙げられる。
【００３５】
本発明の導電性接合材料は、前記ガリウム及びガリウム合金のいずれかで被覆された銅粒子と、前記錫粒子及び錫合金粒子のいずれかとを含む金属成分、前記フラックス成分、及び必要に応じてその他の成分を混合して調製される。前記混合の方法及び条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、公知の混合装置、撹拌装置などを用いて行うことができ、非酸化雰囲気中で均一に撹拌することが好ましい。
【００３６】
前記導電性接合材料は、例えば、チップ部品、半導体部品等の部品を封止樹脂により封止する電子部品において、配線基板上の電極パッドに印刷等により塗布されて使用される。
前記電極パッドに塗布された前記導電性接合材料上にチップ部品、半導体部品等の部品を載せ、１次リフロー加熱すると、前記電極パッドと前記チップ部品、半導体部品等の部品の電極とが接続される。そして、前記配線基板上のチップ部品、半導体部品等の部品を封止樹脂により封止する。
次に、封止された前記電子部品は、外部のプリント基板等に接続される。この際、前記電子部品の端子と前記プリント基板のリード端子とが２次リフロー加熱により接続される。この２次リフロー加熱の際に、前記電子部品内の導電性接合材料が再溶融することがある。その際に、電子部品内の隙間に溶融した導電性接合材料が浸入し電極間がショートすることがある。その様子について、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、２次リフロー加熱時に電子部品内に隙間ができた状態を示す概略断面図である。図１Ｂは、電子部品内の隙間に溶融した導電性接合材料が浸入し電極間がショートした状態を示す概略断面図である。
前記電子部品内のチップ部品、半導体部品等の実装に、従来の導電性接合材料を用いた場合には、図１Ａに示すように、配線基板１と、配線基板１上の電極パッド２と、導電性接合材料３と、導電性接合材料３により配線基板１に接続された部品（例えば、チップ部品）５と、部品５の電極４と、部品５を封止する封止樹脂６とを有する電子部品１００において、電子部品１００を外部のプリント基板にはんだ接続する２次リフローの際の導電性接合材料３の溶融による体積変化（膨張）により封止樹脂６が変形等することに起因して、封止樹脂６に亀裂が生じたり、部品５と封止樹脂６の間にわずかな隙間７が生じる。このわずかな隙間７に、溶融した導電性接合材料３が毛細管現象などにより流れ込むことにより、図１Ｂに示すように、部品５の電極４間、又は部品５同士の電極４が電気的に接続され、ショートが生じる（以下「フラッシュ現象」と称することがある）。
【００３７】
本発明の導電性接合材料は、Ｇａ及びＧａ合金のいずれかで被覆された銅粒子と、Ｓｎ粒子及びＳｎ合金粒子のいずれかとを含んでおり、低融点金属であるＧａ又はＧａ合金が拡散促進剤として働き、Ｃｕ粒子がＳｎ又はＳｎ合金粒子中に確実に拡散し、前記Ｃｕ粒子とＳｎ又はＳｎ合金粒子とがＣｕ−Ｓｎ金属間化合物を形成し、融点が上昇する。その結果、２次リフロー加熱の際に導電性接合材料が再溶融することを防止でき、高い接合強度を維持でき、溶融した導電性接合材料の流動による部品の電極間、又は部品同士の電極のショートを確実に防止することができる。
【００３８】
ここで、本発明の導電性接合材料による接合原理について、図２Ａ〜図２Ｄを参照して説明する。
図２Ａに示すように、Ｓｎ又はＳｎ合金粒子５１と、Ｇａ又はＧａ合金５３で被覆されたＣｕ粒子５２と、フラックス（不図示）とを混練し、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製する。
図２Ｂに示すように、１次リフロー加熱すると、低融点金属であるＧａ又はＧａ合金５３は、図３に示すように、１次リフロー加熱の温度プロファイルＸにおける低温域（９０℃以下）から液体化する。
次に、この液体化したＧａによりＣｕ粒子が拡散し、Ｃｕ−Ｇａ合金５４が形成される（図２Ｃ参照）。
次に、Ｓｎ又はＳｎ合金粒子５１とＣｕ−Ｇａ合金５４との接触面積が広くなり、Ｇａの拡散促進作用によりＳｎ又はＳｎ合金粒子中にＣｕ成分が急速に拡散する。その後、ＧａはＳｎと置き換わり、広くＣｕ−Ｓｎ合金５５が形成される（図２Ｄ参照）。なお、ＧａはＣｕ−Ｓｎ合金から分離して存在する。その結果、導電性接合材料の融点を高温側にシフトでき、２次リフロー加熱の際に導電性接合材料が再溶融することがないので、溶融した導電性接合材料の流動による部品の電極間、又は部品同士の電極のショートを防止することができる。
【００３９】
本発明の導電性接合材料は、電子部品を外部のプリント基板等に実装する２次リフロー加熱時に再溶融せず、高い接合強度を維持でき、電極間のショートの発生を防止できるので、導電性接合材料を用いる各種分野に用いることができるが、以下に説明する本発明の電子部品、及び本発明の電子機器に好適に用いることができる。
【００４０】
（電子部品）
本発明の電子部品は、配線基板と、部品と、封止樹脂と、端子とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記配線基板は、電極パッドを有している。
前記部品は、複数の電極を有し、前記複数の電極は、前記電極パッドと本発明の前記導電性接合材料により接続されている。
【００４１】
＜配線基板＞
前記配線基板としては、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、平板状などが挙げられ、前記構造としては、単層構造であってもいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記電極層の大きさ等に応じて適宜選択することができる。
前記配線基板における基板としては、例えば、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、ＳｉＯ２膜被覆シリコン基板；エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板、ポリスチレン基板、ポリメチルメタクリレート基板等のポリマー基板などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、及びＳｉＯ２膜被覆シリコン基板から選択されるのが好ましく、シリコン基板及びＳｉＯ２膜被覆シリコン基板が特に好ましい。
前記基板は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
前記基板の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００μｍ以上が好ましく、５００μｍ以上がより好ましい。
前記配線基板の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、縦１０ｍｍ〜２００ｍｍ、横１０ｍｍ〜２００ｍｍ、厚み０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲の基板などが挙げられる。
前記配線基板の部品の載置面の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、正方形、長方形、円形などが挙げられる。
【００４２】
前記配線基板としては、配線パターンが形成された配線回路基板が用いられ、該回路基板は、単層回路基板（単層プリント配線基板）であってもよいし、多層回路基板（多層プリント配線基板）であってもよい。
前記回路基板の電極を構成する金属としては、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｓｉなどの金属が挙げられる。これらの中でも、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕが特に好ましい。これらはメッキや貼り合わせ等の各種処理で配線基板上の電極金属の表面部分として形成されていることができる。なお、導電性接合材料を配線基板上の電極金属に塗布する場合は、導電性接合材料と配線基板上の電極金属との接続を良好にするために基板上の電極金属に対して表面被覆処理が行われているのが一般的であり、例えば、銅電極では、一例として該電極上にメッキで形成したＳｎ、Ａｕ、Ｎｉ等の薄膜が形成されている。特に、前記金属のうちＡｕ以外は、金属表面が酸化され易いため、はんだペーストを塗布する前にフラックス等で表面処理したり、又はプリフラックスコートしたり、各種金属メッキやはんだ被覆を行うことが好ましい。
【００４３】
＜部品＞
前記部品としては、複数の電極を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、チップ部品、半導体部品などが挙げられる。
前記部品は、前記配線基板に実装されている。
【００４４】
前記チップ部品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コンデンサ、抵抗などが挙げられる。
前記半導体部品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオードなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４５】
前記部品の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１６０８タイプ（１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍ）、１００５タイプ（１ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ）、０６０３タイプ（０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）などが挙げられる。
【００４６】
前記電子部品では、通常、前記配線基板上に複数の種類の前記部品が搭載されている。
なお、前記電子部品においては、全ての部品がはんだ接続されている必要はなく、少なくとも一部がはんだ接続されていればよく、一部にリードフレーム接続されている部品があってもよい。
【００４７】
−導電性接合材料の供給方法−
前記導電性接合材料の供給方法としては、導電性接合材料を一定の厚み又は一定の塗布量で付与できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スクリーン印刷、転写印刷、ディスペンス吐出、インクジェット法などが挙げられる。
【００４８】
前記スクリーン印刷では、マスク版を用いた印刷機を使用できる。印刷機は、典型的には、配線基板又は電子部品を固定する機構と、メタルマスクと基板の電極又は電子部品の端子の位置合わせを行う機構と、マスク版を配線基板又は電子部品に圧接し、そのマスク上からマスク下にある配線基板の電極又は電子部品の端子に対して開口部から導電性接合材料を塗布用のスキージで刷り込む機構とを有している。マスク版としてはメッシュタイプやメタルタイプなどの各種材質が存在するが、粒子サイズに幅広く対応し、工程での清掃も容易なメタルマスクタイプが一般に広く用いられている。
【００４９】
前記転写印刷は、導電性接合材料の一定塗膜厚みの平塗り塗膜を一定のクリアランスを持つスキージなどで形成した後に、その塗膜をスタンパーで抜き取って基板の電極又は電子部品の端子にスタンプすることで、配線基板の電極又は電子部品の端子に導電性接合材料を一定量配置する方式であり、専用の転写印刷装置が用いられる。転写印刷装置は、平塗り塗膜を塗布する塗布機構と、配線基板を固定し配線基板の電極位置を合わせる機構と、三次元的にスタンパーを駆動させて抜き取り及び転写押印を行う機構とを有している。転写印刷はスクリーン印刷に比べて塗布量がばらつきやすく、スタンパーの清掃管理など連続運転に注意を要することもあり、印刷方式としてはスクリーン印刷が主流になっている。
【００５０】
前記ディスペンス吐出は、配線基板上の電極又は電子部品の端子に、一定量の導電性接合材料を吐出していく方式であり、ディスペンサー装置が用いられる。ディスペンサーは、シリンジ内に収められた導電性接合材料に対して吐出に必要な圧力をオンデマンドでかけることによって一定量の導電性接合材料をシリンジ先端のニードルから押し出すものであり、シリンジ自体を三次元的に駆動させ配線基板上の電極部分の位置を決めることで電極上に必要量の導電性接合材料を吐出塗布する装置である。ニードルからの吐出という手法に起因して、導電性接合材料自体がスクリーン印刷に比べて薄くなりにくいという欠点はあるが、工程上での導電性接合材料のロスも少なく、吐出の位置や量がプログラムによって可変であるため、印刷マスク版を圧接しにくい段差や凹凸のある配線基板及び電子部品への導電性接合材料の塗布が可能である。
前記インクジェット法は、微細なノズルから導電性接合材料を吐出させて配線基板上の電極又は電子部品の端子に塗布する方法である。
【００５１】
配線基板の電極又は電子部品の端子に供給された導電性接合材料に電子部品又は配線基板を配置した状態で、一定の温度を印加して接合が行われる。
前記接合は、例えば、はんだ熱処理に適合する炉を持つリフロー装置、高温槽などが用いられる。
前記リフロー装置を用いた熱処理は、例えば、１００℃〜１７０℃で１０分間〜１２０分間行うことが好ましい。
【００５２】
＜封止樹脂＞
前記封止樹脂としては、前記部品を覆う樹脂であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記封止樹脂の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。
【００５３】
前記部品を封止する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記部品を包み込むように前記熱硬化性樹脂で固めるポッティング、前記熱硬化性樹脂を用いたトランスファ成型などが挙げられる。
前記電子部品における前記封止樹脂による封止は、前記部品のみに行われていてもよいし、前記配線基板上全面に行われていてもよい。
【００５４】
＜端子＞
前記端子としては、前記配線基板内の配線を、外部の基板と接続するための端子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リード線などが挙げられる。
前記電子部品は、前記端子を複数有している。
前記端子の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、針金状などが挙げられる。
前記リード線の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金、銀、銅などが挙げられる。
【００５５】
（電子機器）
本発明の電子機器は、電子部品を少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有してなる。
前記電子部品は、本発明の前記電子部品である。
前記電子部品は、前記電子部品の端子を前記電子機器にはんだ接続することにより、前記電子機器上に搭載されている。
【００５６】
本発明の電子機器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ等の演算処理装置；携帯電話機、無線機等の通信機器；プリンター、コピー機等のオフィス機器；テレビ、オーディオコンポ等のＡＶ機器；エアコン、冷蔵庫等の家電製品などが挙げられる。
【００５７】
ここで、図４は、前記電子部品及び前記電子機器の製造方法の一例を示すフローチャートである。
図４の前記電子部品及び前記電子機器の製造方法は、電子部品製造工程と電子機器製造工程を含み、前記電子部品製造工程において電子部品を作製する。前記電子機器製造工程において電子機器を作製する。
【００５８】
＜電子部品製造工程＞
前記電子部品製造工程は、基板準備工程と、導電性接合材料としてのはんだペーストの印刷工程と、チップ部品実装工程と、１次リフロー加熱工程と、リード線実装及び成形工程と、封止樹脂工程とからなる。
前記基板準備工程では、電極パッドを有する配線基板を準備する。
前記はんだペーストの印刷工程では、配線基板に本発明の導電性接合材料としてのはんだペーストを印刷し、電極パッド上に導電性接合材料を載せる。
前記チップ部品実装工程では、チップ部品等の部品を電極パッド上に配置する。
前記１次リフロー加熱工程では、１次リフロー加熱を行い部品のはんだ接続を行う。
前記リード線実装及び成形工程では、リード線を実装し、成形を行う。
前記封止樹脂工程では、封止樹脂による封止を行うことにより、部品が実装される（１次実装）。以上により、電子部品が作製される。
【００５９】
＜電子機器製造工程＞
前記電子機器製造工程は、プリント基板準備工程と、導電性接合材料としてのはんだペーストの印刷工程と、作製した電子部品の実装工程と、２次リフロー加熱工程とからなる。
前記プリント基板準備工程では、リード端子を有するプリント基板を準備する。
前記はんだペーストの印刷工程では、プリント基板上に導電性接合材料としてのはんだペーストをスクリーン印刷により塗布し、リード端子上に導電性接合材料を載せる。
前記電子部品の実装工程では、電子部品のリード線をプリント基板上のリード端子上に配置する。
前記２次リフロー加熱工程では、２次リフロー加熱を行うことにより、電子部品をプリント基板にはんだ接続する（２次実装）。以上により、電子機器が作製される。
【００６０】
ここで、図５Ａ〜図５Ｇは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略断面図である。図６Ａ〜図６Ｇは、本発明の電子部品、及び電子機器の製造工程の一例を説明するための概略上面図である。
以下、図５Ａ〜図５Ｇ及び図６Ａ〜図６Ｇに基づき、本発明の電子部品を製造する方法、及び本発明の電子機器を製造する方法について説明する。
【００６１】
まず、図５Ａ及び図６Ａに示すように、電極パッド２１を有する配線基板２０を準備する。
次に、図５Ｂ及び図６Ｂに示すように、配線基板２０に本発明の導電性接合材料２２としてのはんだペーストを印刷し、電極パッド２１上に導電性接合材料２２を載せる。前記印刷の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スクリーン印刷などが挙げられる。
次に、図５Ｃ及び図６Ｃに示すように、複数の部品２３を導電性接合材料２２を介して電極パッド２１上に配置する。
次に、図５Ｄ及び図６Ｄに示すように、１次リフロー加熱を行い、部品２３のはんだ接続を行う。前記１次リフロー加熱は、例えば、ピーク温度１６０℃で１０分間行うことが好ましい。
次に、図５Ｅ及び図６Ｅに示すように、必要により他の部品２３ａを実装し、リード線２４を実装した上で、必要により成形を行う。
次に、図５Ｆ及び図６Ｆに示すように、封止樹脂２５による封止を行うことにより、部品２３が実装される（一次実装）。以上により、電子部品が作製される。
前記封止樹脂としては、前記部品を覆うことができる樹脂であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。
【００６２】
次に、図５Ｇ及び図６Ｇに示すように、リード端子２７を有するプリント基板２６を準備し、プリント基板２６上に導電性接合材料としてのはんだペーストをスクリーン印刷により塗布し、リード端子２７上に導電性接合材料２８を載せる。続いて、電子部品のリード線２４をプリント基板２６上のリード端子２７上に配置し、２次リフロー加熱を行うことにより、電子部品をプリント基板２６にはんだ接続する（２次実装）。前記２次リフロー加熱は、ピーク温度２３５℃で５分間行うことが好ましい。以上により、電子機器が作製される。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら制限されるものではない。
なお、下記実施例において、Ｇａ又はＧａ合金被膜の平均厚み、及びＣｕ又はＣｕ合金粒子の体積平均粒径は、以下のようにして測定した。
【００６４】
＜Ｇａ又はＧａ合金被膜の平均厚みの測定方法＞
Ｇａ又はＧａ合金被膜の平均厚みは、下記に示す装置を用いて蛍光Ｘ線分析方法により測定した。
・測定装置名：蛍光Ｘ線めっき厚測定装置
・製造会社名：日本アレックス株式会社
蛍光Ｘ線分析方法は、Ｘ線を物質に照射し発生する固有Ｘ線（蛍光Ｘ線）を利用する方法である。蛍光Ｘ線とは、照射したＸ線が物質構成原子の内殻電子を外殻にはじき出し、空いた空間（空孔）に外殻電子に落ちてくる時、余ったエネルギーが電磁場として放射されたものである。蛍光Ｘ線は、元素固有のエネルギーを持っているので、そのエネルギーからモズレー則により定性分析が、そのエネルギーのＸ線強度（光子の数）から定量が可能になる。
【００６５】
＜Ｃｕ又はＣｕ合金粒子の体積平均粒径＞
Ｃｕ又はＣｕ合金粒子の体積平均粒径は、下記に示す装置を用いて測定母集団の各粒径を測定し、粒度分布測定結果より求めた。
・測定装置名：レーザー散乱回折式粒度分布測定装置ＣＩＬＡＳ１０９０
・製造会社名：シーラス株式会社
レーザー散乱回折式(フラウンホファー回折、ミー散乱法)では、光強度分布パターンから粒子径を特定する。このためには、粒子径と光強度分布パターンの間の対応関係があらかじめわかっていなければならないが、この対応関係を求めるために、Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ（フラウンホーファ）回折理論及びＭｉｅ（ミー）散乱理論が用いられる。即ち、様々な大きさの粒子がどのような光強度分布パターンを発生するのかという計算には、これらの理論が用いられ、膨大な量のパラメータテーブル（数表）としてあらかじめコンピュータに記憶されている。
【００６６】
（製造例１）
−Ｇａ又はＧａ合金で被覆されたＣｕ粒子の作製−
まず、アトマイズ法により溶融させたＣｕを粒子化し、冷却後回収した。得られたＣｕ粒子を篩にて任意の粒径範囲に分級した。
次に、Ｇａ無電解めっき液の入っためっき槽にＣｕ粒子を浸漬した。Ｇａめっき被膜形成後、洗浄し、乾燥した。以上により、Ｇａで被覆されたＣｕ粒子を作製した。
なお、Ｇａ合金で被覆されたＣｕ粒子についても、上記と同様にして作製した。
【００６７】
（製造例２）
−Ｓｎ合金粒子の作製−
アトマイズ法により溶融させたＳｎ合金（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）を粒子化し、冷却後回収した。得られたＳｎ合金粒子を篩にて任意の粒径範囲に分級し、Ｓｎ合金（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）粒子を作製した。
なお、Ｓｎ合金（Ｓｎ−５８Ｂｉ−１．０Ａｇ）についても、上記と同様にして作製した。
【００６８】
（実施例１）
−導電性接合材料の作製−
体積平均粒径２０μｍのＣｕ粒子に平均厚み１μｍのＧａ無電解めっきを施したＧａ被覆Ｃｕ粒子、及び体積平均粒径２０μｍのＳｎ合金粒子からなる金属成分と、フラックス成分とを下記の組成で混練し、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
〔組成〕
＜フラックス成分＞：１０質量％
・重合ロジン（松脂）・・・４８質量％
・ジフェニールグアニジンＨＢｒ（活性剤）・・・２質量％
・硬化ひまし油（チキソ剤）・・・５質量％
・ジブロモヘキサン（脂肪族化合物）・・・５質量％
・α−テレピネオール（溶剤）・・・４０質量％
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ被覆Ｃｕ粒子・・・３０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・７０質量％
【００６９】
（実施例２）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、体積平均粒径２０μｍのＣｕ粒子に平均厚み３μｍのＧａ無電解めっきを施したＧａ被覆Ｃｕ粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
【００７０】
（実施例３）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、体積平均粒径２０μｍのＣｕ粒子に平均厚み１０μｍのＧａ無電解めっきを施したＧａ被覆Ｃｕ粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
【００７１】
（実施例４）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、体積平均粒径０．５μｍのＣｕ粒子に平均厚み１μｍのＧａ無電解めっきを施したＧａ被覆Ｃｕ粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
【００７２】
（実施例５）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、体積平均粒径１０μｍのＣｕ粒子に平均厚み１μｍのＧａ無電解めっきを施したＧａ被覆Ｃｕ粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
【００７３】
（実施例６）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、体積平均粒径３０μｍのＣｕ粒子に平均厚み１μｍのＧａ無電解めっきを施したＧａ被覆Ｃｕ粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
【００７４】
（実施例７）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分の混合割合を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ被覆Ｃｕ粒子・・・２０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・８０質量％
【００７５】
（実施例８）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分の混合割合を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ被覆Ｃｕ粒子・・・４０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・６０質量％
【００７６】
（実施例９）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分の混合割合を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ被覆Ｃｕ粒子・・・５０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・５０質量％
【００７７】
（実施例１０）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ被覆Ｃｕ粒子・・・３０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−５８Ｂｉ−１．０Ａｇ）・・・７０質量％
【００７８】
（実施例１１）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ被覆ＧａＣｕ合金粒子（Ｇａ：Ｃｕ＝３０質量％：７０質量％、融点：約８００℃)・・・３０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・７０質量％
【００７９】
（実施例１２）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ−３．７Ｃｕ合金被覆Ｃｕ粒子・・・３０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・７０質量％
【００８０】
（実施例１３）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ−７．２Ｓｎ合金被覆Ｃｕ粒子・・・３０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・７０質量％
【００８１】
（実施例１４）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ−５．０Ｎｉ合金被覆Ｃｕ粒子・・・３０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・７０質量％
【００８２】
（実施例１５）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ−３．０Ａｕ合金被覆Ｃｕ粒子・・・３０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・７０質量％
【００８３】
（実施例１６）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ−４．０Ａｇ合金被覆Ｃｕ粒子・・・３０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・７０質量％
【００８４】
（実施例１７）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ−４．０Ａｌ合金被覆Ｃｕ粒子・・・３０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・７０質量％
【００８５】
（比較例１）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｃｕ粒子（体積平均粒径２０μｍ）・・・１５質量％
・Ｇａ粒子（体積平均粒径２０μｍ）・・・１５質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・７０質量％
比較例１のようにＣｕ単体粒子、Ｇａ単体粒子、及びＳｎ合金粒子（はんだ）を混合して加熱した場合、ＧａとＳｎの拡散反応が優先して発生し、Ｇａ濃度が濃い箇所でのＳｎの結晶粒界への侵入が起こり、脆化が発生し、はんだ合金の接合信頼性を著しく低下させる。
本発明においては、Ｃｕ粒子のＧａ被膜厚みの調整により、Ｇａ濃度が著しく濃い箇所の形成を抑制する作用もある。
【００８６】
（比較例２）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｓｎ合金粒子（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）・・・１００質量％
【００８７】
（比較例３）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
・Ｇａ被覆Ｃｕ粒子・・・１００質量％
【００８８】
（比較例４）
−導電性接合材料の作製−
実施例１において、金属成分を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性接合材料としてのはんだペーストを作製した。
＜金属成分＞：９０質量％
特開平１０−２９１０８７号公報の実施例２を再現した９１．１Ｓｎ−３．９Ｃｕ−１．０Ｇａ−４．０Ｉｎ合金・・・１００質量％
【００８９】
次に、作製した各導電性接合材料について、以下のようにして、諸特性を評価した。結果を表１に示す。
【００９０】
＜はんだ溶融の発生の評価方法＞
所定の銅パターンが形成された配線基板上に、作製した各導電性接合材料をスクリーン印刷した。スクリーン印刷された導電性接合材料上に、チップ部品を載せ、非酸化雰囲気中、ピーク温度１６０℃で１０分間１次リフロー加熱してチップ部品を前記配線基板に一次実装した。
続いて、配線基板を洗浄後、封止樹脂（エポキシ接着剤）を配線基板上に塗布し、１５０℃で１時間加熱硬化を行った後、高温高湿下（８５℃／８５％ＲＨ）で２４時間放置し、電子部品を作製した。
作製した電子部品に対して、ピーク温度２３５℃で５分間２次リフロー加熱を行った（２次実装）。
２次実装後の電子部品を目視で観察し、チップ部品間、及び同一部品内のはんだ溶融の発生の有無を計測し、下記基準で評価した。なお、観察したチップ部品数は４００個である。
〔評価基準〕
○：はんだ溶融発生なし
×：はんだ溶融発生あり
【００９１】
＜接合強度の評価方法＞
前記はんだ溶融の発生の評価方法と同様にして作製した電子部品に対して、ピーク温度２３５℃で５分間２次リフロー加熱を行った（２次実装）。２次実装後の電子部品のはんだ接合部の接合強度を、シェア強度試験器（Ｄａｇｙ社製、ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いて計測し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
○：接合強度が４００ｇ／ＣＨＩＰ以上
△：接合強度が２００ｇ／ＣＨＩＰ以上４００ｇ／ＣＨＩＰ未満
×：接合強度が２００ｇ／ＣＨＩＰ未満
【００９２】
＜電気的信頼性の評価方法＞
前記はんだ溶融の発生の評価方法と同様にして作製した電子部品に対して、ピーク温度２３５℃で５分間２次リフロー加熱を行った（２次実装）。２次実装後の電子部品のはんだ接合部の電気抵抗を、抵抗測定器（ＦＬＵＫＥ社製、７７ＭＵＬＴＩＭＥＴＥＲ）を用いて計測し、下記基準により電気的信頼性を評価した。
〔評価基準〕
○：電気抵抗値の上昇なし
△：電気抵抗値の上昇あり
×：オープン不良
【００９３】
＜はんだ接合部外観の評価方法＞
前記はんだ溶融の発生の評価方法と同様にして作製した電子部品に対して、ピーク温度２３５℃で５分間２次リフロー加熱を行った（２次実装）。２次実装後の電子部品のはんだ接合部の外観を目視観察し、以下の基準で評価した。
〔評価基準〕
○：良好
△：許容範囲
×：はんだ濡れ不良
【００９４】
【表３−１】
2013119089.tif 000004
【表３−２】
2013119089.tif 000005
【００９５】
【表３−３】
2013119089.tif 000006
【００９６】
（実施例１８）
実施例１の導電性接合材料を用い、リフロー加熱（ピーク温度２３５℃）後のＣｕ粒子周囲の金属マッピング（エネルギー分散型Ｘ線マイクロアナライザ（ＥＤＳ）、日本電子社製、ＪＳＡ６３９０ＬＡ）を測定し、Ｃｕの拡散性（拡散距離）を評価した。なお、拡散距離は、任意の１０箇所測定した平均値である。結果を表４及び図７に示す。図７中Ａは、Ｃｕ粒子、Ｂは、Ｃｕが拡散して形成されたＣｕ３Ｓｎ層、Ｗは、Ｃｕ３Ｓｎ層の幅（拡散距離）をそれぞれ示す。
【００９７】
（比較例５）
実施例１の導電性接合材料において、Ｇａ被膜を形成していないＣｕ単体粒子を用いた以外は、実施例１８と同様にして、Ｃｕの拡散性（拡散距離）を評価した。結果を表４に示す。
【００９８】
【表４】
2013119089.tif 000007
表４の結果から、実施例１８のＧａを被膜したＣｕ粒子は、比較例５のＣｕ単体粒子に比べて、銅の拡散量（溶け込み量）が大幅に増加し、ＣｕとＳｎの合金が形成されていることが分かった。
【００９９】
（実施例１９）
＜電子部品の作製及び電子機器の作製＞
実施例１で作製した導電性接合材料を用い、以下のようにして、電子部品及び電子機器を作製した。
−電子部品の作製−
まず、配線基板（寸法：１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×厚み１．０ｍｍ）上に、銅パターン（パッドサイズ：０．３ｍｍ×０．３ｍｍ、パッド間距離：０．２ｍｍ（ピッチ））を形成した。該配線基板上に、メタルスクリーン版とメタルスキージを用い、実施例１の導電性接合材料を印刷した。なお、メタルスクリーン版には、パッド開口１００％、版厚１５０μｍのものを用いた。印刷された導電性接合材料上に、チップ部品（０６０３チップ部品、Ｓｎ電極）を載せ、非酸化雰囲気中（酸素濃度１００ｐｐｍ未満）、ピーク温度１６０℃で１０分間一次リフロー加熱してチップ部品を前記基板に一次実装した。
続いて、配線基板を洗浄後、封止樹脂（エポキシ接着剤）を配線基板上に塗布し、１５０℃で１時間加熱硬化を行った後、高温高湿下（８５℃／８５％ＲＨ）で２４時間放置し、電子部品を作製した。なお、リード線の接続は省略した。
【０１００】
−電子機器の作製−
次に、リード端子を有するプリント基板上にはんだペーストをスクリーン印刷により塗布し、リード端子上にはんだを載せた。続いて、作製した電子部品のリード線をプリント基板上のリード端子上に配置し、ピーク温度２３５℃で５分間２次リフロー加熱を行うことにより、電子部品をプリント基板にはんだ接続した。以上により、電子機器を作製した。
【０１０１】
−評価−
得られた電子機器について、実施例１と同様にして評価したところ、チップ部品間、及び同一部品内のはんだ溶融の発生は見られず、電子部品のはんだ接合部の接合強度は４００ｇ／ＣＨＩＰ以上であり、電子部品のはんだ接合部の電気抵抗値の上昇はみられなかった。また、はんだ接合部の外観も良好であった。
【０１０２】
以上の実施例１〜１９を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された銅粒子と、錫粒子及び錫合金粒子のいずれかと、を含むことを特徴とする導電性接合材料。
（付記２）前記ガリウム合金が、Ｇａ−Ｎｉ合金、Ｇａ−Ｃｕ合金、Ｇａ−Ｓｎ合金及びＧａ−Ａｕ合金のいずれかである付記１に記載の導電性接合材料。
（付記３）前記銅粒子の体積平均粒径が０．５μｍ以上３０μｍ以下である付記１から２のいずれかに記載の導電性接合材料。
（付記４）前記ガリウム及びガリウム合金のいずれかからなる被覆膜の平均厚みが０．５μｍ以上１０μｍ以下である付記１から３のいずれかに記載の導電性接合材料。
（付記５）前記銅粒子が、ガリウムと銅の合金からなる付記１から４のいずれかに記載の導電性接合材料。
（付記６）前記ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された前記銅粒子Ａと、前記錫粒子及び錫合金粒子のいずれかＢとの混合割合が、質量比率（Ａ：Ｂ）で、２０：８０〜５０：５０である付記１から５のいずれかに記載の導電性接合材料。
（付記７）前記錫合金粒子が、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｘ合金粒子及びＳｎ−Ｃｕ−Ｘ合金粒子（ただし、Ｘは、Ａｇ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｄ、及びＩｎのいずれかである）のいずれかである付記１から６のいずれかに記載の導電性接合材料。
（付記８）前記錫合金粒子が、Ｓｎ−５８Ｂｉ−１．０Ａｇ合金粒子及びＳｎ−０．５Ｃｕ−３．０Ａｇ合金粒子のいずれかである付記７に記載の導電性接合材料。
（付記９）金属成分の含有量が、導電性接合材料に対し５０質量％以上９５質量％以下である付記１から８のいずれかに記載の導電性接合材料。
（付記１０）エポキシ系フラックス材料及びロジン系フラックス材料の少なくともいずれかからなるフラックス成分を含有する付記１から９のいずれかに記載の導電性接合材料。
（付記１１）フラックス成分の含有量が、導電性接合材料に対し５質量％以上５０質量％以下である付記１０に記載の導電性接合材料。
（付記１２）電極パッドを有する配線基板と、前記配線基板に実装され、複数の電極を有する部品と、前記部品を覆う封止樹脂と、前記配線基板内の配線を、外部の基板と接続する複数の端子とを有し、前記複数の電極が、前記電極パッドと、ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された銅粒子と、錫粒子及び錫合金粒子のいずれかとを含む導電性接合材料により接続されていることを特徴とする電子部品。
（付記１３）封止樹脂が、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、及びポリエステル樹脂の少なくとも１種である付記１２に記載の電子部品。
（付記１４）電極パッドを有する配線基板と、前記配線基板に実装され、複数の電極を有する部品と、前記部品を覆う封止樹脂と、前記配線基板内の配線を、外部の基板と接続する複数の端子とを有し、前記複数の電極が、前記電極パッドと、ガリウム及びガリウム合金のいずれかにより被覆された銅粒子と、錫粒子及び錫合金粒子のいずれかとを含む導電性接合材料により接続されている電子部品を有することを特徴とする電子機器。
（付記１５）演算処理装置、通信機器、オフィス機、オーディオビジュアル機器、及び家電製品のいずれかである付記１４に記載の電子機器。
【符号の説明】
【０１０３】
１      配線基板
２      電極パッド
３      導電性接合材料
４      電極
５      部品
６      封止樹脂
７      隙間
２０      配線基板
２１      電極パッド
２２      導電性接合材料
２３      部品
２３ａ      他の部品
２４      リード線
２５      封止樹脂
２６      プリント基板
２７      リード端子
２８      導電性接合材料
５１      Ｓｎ又はＳｎ合金粒子
５２      Ｃｕ粒子
５３      Ｇａ又はＧａ合金
５４      Ｃｕ−Ｇａ合金
５５      Ｃｕ−Ｓｎ合金
１００      電子部品
Ａ      Ｃｕ粒子
Ｂ      Ｃｕ３Ｓｎ層
Ｗ      拡散距離
【図４】
2013119089.tif 000008
【図５Ａ】
2013119089.tif 000009
【図５Ｂ】
2013119089.tif 000010
【図５Ｃ】
2013119089.tif 000011
【図５Ｄ】
2013119089.tif 000012
【図５Ｅ】
2013119089.tif 000013
【図５Ｆ】
2013119089.tif 000014
【図５Ｇ】
2013119089.tif 000015
【図６Ａ】
2013119089.tif 000016
【図６Ｂ】
2013119089.tif 000017
【図６Ｃ】
2013119089.tif 000018
【図６Ｄ】
2013119089.tif 000019
【図６Ｅ】
2013119089.tif 000020
【図６Ｆ】
2013119089.tif 000021
【図６Ｇ】
2013119089.tif 000022
【図１Ａ】
2013119089.tif 000023
【図１Ｂ】
2013119089.tif 000024
【図２Ａ】
2013119089.tif 000025
【図２Ｂ】
2013119089.tif 000026
【図２Ｃ】
2013119089.tif 000027
【図２Ｄ】
2013119089.tif 000028
【図３】
2013119089.tif 000029
【図７】
2013119089.tif 000030