導電性接着剤およびそれを用いた電子装置
【課題】 回路基板上にＳｎ電極を有する電子部品を接続するときに使用される導電性接着剤において、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現する。
【解決手段】 回路基板１０上にＳｎ電極２１を有する電子部品２０を接続するときに使用される導電性接着剤３０は、主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラーとを含んでなり、導電フィラー３２は、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴であるＣｕなどの他の金属とからなり、酸無水物とフェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５である。
【解決手段】 回路基板１０上にＳｎ電極２１を有する電子部品２０を接続するときに使用される導電性接着剤３０は、主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラーとを含んでなり、導電フィラー３２は、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴であるＣｕなどの他の金属とからなり、酸無水物とフェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性接着剤および回路基板上に導電性接着剤を介して電子部品を接続してなる電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の実装において、はんだ接続に替わる接続方法として、導電性接着剤を用いた接続方法が採用されてきている（たとえば、特許文献１参照）。導電性接着剤による接続は、Ｐｂを使用しないため、環境問題に対応できること、はんだフラックスの洗浄を廃止できることなどのメリットがある。
【０００３】
この導電性接着剤は、一般に樹脂中に導電フィラーを含有させてなるものであり、この導電性接着剤を介して回路基板と電子部品の電極とを接触させた後、樹脂を硬化させることにより、導電フィラーを介した接触がなされ、電気的な接続を行う。
【特許文献１】特開２０００−３１９６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、導電性接着剤は、一般的に導電フィラーとしてＡｇフィラーを使用している。このＡｇフィラーを使用した導電性接着剤は、現状では、貴金属電極を有する電子部品に対しては信頼性があり、車載用の電子装置などに採用されて実績を上げている。
【０００５】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、家電製品を始めとする多くの汎用電子装置に使用されているＳｎメッキ電極部品すなわちＳｎ系の卑金属電極を有する電子部品を、このＡｇフィラーを使用した導電性接着剤を介して、回路基板上に接続する場合には、次のような問題が生じることがわかった。
【０００６】
それは、電子部品の卑金属電極と導電性接着剤との間の接続において、（１）接続抵抗の初期値の増大、（２）高温高湿下における接続抵抗の上昇、（３）高温下における接続強度の低下、という３つの問題である。これらの問題は、具体的には、本発明者らの実験結果として図２、図３、図４に示される。
【０００７】
図２は、１５０℃の高温放置試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図、図３は、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図、図４は、１５０℃の高温放置試験における試験時間と部品接続強度との関係を示す図である。
【０００８】
これら図２〜図４において、白三角プロットは、Ｓｎからなる卑金属電極を有する電子部品の場合の結果であり、黒丸プロットは、Ａｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品の場合の結果である。この貴金属電極の結果は、現状において信頼性の点で実績のあるものである。
【０００９】
これら図２〜図４に示されるように、Ａｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品の場合に比べて、Ｓｎからなる卑金属電極を有する電子部品の場合は、接続抵抗の初期値の増大が見られ（図２参照）、高温高湿下における接続抵抗の上昇が見られ（図３参照）、高温下における接続強度の低下が見られる（図４参照）。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、回路基板上にＳｎ系の卑金属電極を有する電子部品を接続するときに使用される導電性接着剤において、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することを目的とする。また、そのような導電性接着剤を用いた電子装置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】
【００１１】
上記目的を達成するため、（１）接続抵抗の初期値の増大、（２）高温高湿下における接続抵抗の上昇、（３）高温下における接続強度の低下の３つの問題点について、鋭意検討を行った。この検討について、図１０（ａ）、（ｂ）、図１１（ａ）〜（ｄ）を参照して具体的に述べる。
【００１２】
図１０において、（ａ）は導電性接着剤３０を用いた一般的な電子装置の概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の丸で囲んだＡ部における導電性接着剤３０の硬化前の状態を示す拡大図である。
【００１３】
また、図１１において、（ａ）は図１（ｂ）に示される導電性接着剤３０における樹脂３１の収縮を示す図であり、（ｂ）は導電性接着剤３０における導電フィラーとしてのＡｇフィラー３２の接触の様子を示す図であり、（ｃ）は導電性接着剤３０における高温高湿下の影響を示す図であり、（ｄ）は導電性接着剤３０における高温下の影響を示す図である。
【００１４】
図１０（ａ）に示されるように、電子部品２０はＳｎ系の卑金属電極２１を有しており、回路基板１０上に搭載されて、回路基板１０の電極１１と卑金属電極２１とが導電性接着剤３０を介して電気的に接続されている。
【００１５】
図１０（ｂ）に示されるように、回路基板１０上に電子部品２０を搭載した状態で、硬化前の導電性接着剤３０においては、樹脂３１中にＡｇフィラー３２が分散されている。この状態で、加熱を行い、導電性接着剤３０すなわち樹脂３１を硬化させることにより接続を行う。
【００１６】
加熱を行うと、図１１（ａ）に示されるように、樹脂３１が収縮し、図１１（ｂ）に示されるように、Ａｇフィラー３２同士、Ａｇフィラー３２と卑金属電極２１、さらにはＡｇフィラー３２と回路基板１０の電極１１とが接触もしくはトンネル効果によって、電気的導通がなされる。
【００１７】
ここにおいて、図１０（ｂ）に示されるように、もともと電子部品２０のＳｎ系の卑金属電極２１の表面には酸化膜（つまり、初期酸化膜）２１ａが存在している。そして、この初期酸化膜２１ａにより、図１０（ｂ）に示されるように、Ａｇフィラー３２と卑金属電極２１との間で導通不良が発生するため、上記した接続抵抗の初期値の増大という問題が生じると考えられる。
【００１８】
また、貴金属であるＡｇフィラー３２のＡｇとＳｎ系の卑金属電極２１のＳｎとの間で電位差が大きいため、図１１（ｃ）に示されるように、高温高湿下ではガルバニック腐食により、卑金属電極２１表面のＳｎが酸化され酸化膜２１ａが成長する。
【００１９】
そして、この酸化膜２１ａが絶縁膜としてＡｇフィラー３２と卑金属電極２１との間の導通不良を発生させるため、上記した高温高湿下における接続抵抗の上昇という問題が生じると考えられる。
【００２０】
また、図１１（ｄ）に示されるように、高温環境下では、樹脂３１と卑金属電極２１との界面近傍に、樹脂の劣化部３１ａが発生する。この劣化部３１ａは、熱によって樹脂３１が劣化したり、組成変化した部分であり、ＦＴ−ＩＲなどの組成分析により実験的に確認されている。この劣化部３１ａにより、樹脂３１と卑金属電極２１との界面強度が低下する影響が大きい。また、大阪大学菅沼教授は錫が銀に拡散し、合金化することで空隙ができる事で強度の低下が起こることを述べている。
【００２１】
そして、これらの検討結果から、まず一つ目の接続抵抗の初期値を低減するためには、もともと電子部品２０のＳｎ系の卑金属電極２１の表面に存在する上記初期酸化膜２１ａの除去が必要であると考え、検討を進めた。
【００２２】
その結果、導電性接着剤の硬化剤として酸無水物、硬化促進剤としてイミダゾールを用いれば、これら酸無水物およびイミダゾールによる上記初期酸化膜２１ａの還元除去が実現されることが実験的にわかった（図２参照）。
【００２３】
なお、本発明者らは、この酸無水物およびイミダゾールによる還元作用について、共晶ハンダボールの表面に酸化膜を形成し、これを酸無水物およびイミダゾールと混合し、熱処理するという流れの中で、酸化膜形成後のハンダボールと、さらに熱処理後のハンダボールとで、ＤＳＣ挙動を調べた。
【００２４】
このＤＳＣ分析では、ハンダボールの表面に酸化膜が多く存在するほど、融点が高温側にシフトする。酸無水物、イミダゾールにより還元されると共晶半田の融点温度に近づく。当該酸化膜の消失度合、すなわち酸無水物およびイミダゾールによる還元作用を確認することができ、実際に、その還元作用が確認された。
【００２５】
また、同じく、高温高湿下における接続抵抗の上昇を抑制するためには、電解質の役割を担う硬化された樹脂３１の吸水率を下げることも効果的である。
【００２６】
そのため、本発明者らは、導電性接着剤の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用することで、硬化された樹脂３１の吸水率を下げ、高純度化することで接続抵抗の上昇を軽減できると考えた。
【００２７】
また、二つ目の高温高湿下における接続抵抗の上昇を抑制するためには、導電性接着剤の導電フィラー３２として貴なＡｇではなく、より卑な金属に置き換えることによりガルバニック腐食を抑制することが考えられる。しかし、金属としてはＡｇが導電性に優れるため導電フィラー３２の機能を確保するためには、Ａｇの採用はやめられない。
【００２８】
そこで、本発明者らは、導電フィラーとしてＡｇの導電性を活用しつつ、高温高湿下での接続抵抗値を抑制する検討を進めた結果、導電フィラーは、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものとすれば、卑金属電極２１と導電フィラー３２との間の電位差を小さくでき、ガルバニック腐食が抑制されると考えた。
【００２９】
そして、検討を進めた結果、導電性接着剤において、導電フィラーを、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものとし、主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂、硬化促進剤としてイミダゾールをそれぞれ採用すれば、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制がなされることが実験的にわかった（図３参照）。
【００３０】
また、三つ目の高温下における接続強度を確保するためには、硬化された樹脂３１において、接着強度に関与すると思われる官能基の変化がより少なく耐熱性があること、および、熱によるの体積変化がより小さくガラス転移点（Ｔｇ）が高いことが必要であると考え、検討を進めた。
【００３１】
その結果、導電性接着剤の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂、硬化剤として酸無水物、硬化触媒としてイミダゾールを使用すれば、樹脂の高耐熱性、高Ｔｇを実現することができ、それにより高温下における接続強度の確保がなされることが実験的にわかった（図４参照）。
【００３２】
また、上記検討結果にも示されているが、導電性接着剤の硬化剤としては、酸無水物およびフェノール樹脂を併用することが好ましい。
【００３３】
酸無水物は、上述したように、酸化膜の還元除去、硬化された樹脂３１の高純度化および低吸水率化、高Ｔｇ化が実現でき、耐熱性や耐湿性の向上の点で有効である。しかし、酸無水物だけでは、導電性接着剤の印刷性や硬化後の樹脂の弾性を確保しにくいため、フェノール樹脂との併用が好ましい。
【００３４】
このことについて、さらに検討を進めた結果、硬化剤としてフェノールを併用することにより、硬化収縮応力を下げ、曲げ弾性率を上げることができることが実験的にわかった（図５、図６参照）。
【００３５】
そして、硬化収縮応力および曲げ弾性率は大きすぎても小さすぎても好ましくない。実用上、好ましい酸無水物とフェノール樹脂との比率は、酸無水物と前記フェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５である。この比率範囲ならば、耐ヒートサイクル性向上に有効で、さらにペースト塗布適性となり、有効である。
【００３６】
また、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂の比率が上記の範囲であれば、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度を小さくでき、高純度化が適切に実現できるとともに、高Ｔｇ化による高耐熱化が適切に実現できる（図７および図８参照）。
【００３７】
請求項１に記載の発明は、このような検討結果に基づいて、創出されたものであり、回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を接続するときに使用される導電性接着剤において、主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラーとを含んでなり、前記導電フィラーは、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものであり、前記酸無水物と前記フェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５であることを特徴としている。
【００３８】
本発明によれば、上述した各成分の作用効果が適切に発揮されることにより、回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を接続するときに使用される導電性接着剤において、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することができる。
【００３９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の導電性接着剤において、前記イミダゾールは、マイクロカプセル化されたものであることを特徴としている。
【００４０】
このように、イミダゾールをマイクロカプセル化すれば、導電性接着剤に熱をかける前に、硬化促進剤であるイミダゾールによる硬化が進行してしまうのを抑制することができ、好ましい。
【００４１】
ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載の導電性接着剤においては、前記フェノール樹脂としては、ノボラックフェノールを採用することができる。
【００４２】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項１〜請求項３に記載の導電性接着剤において、前記導電フィラーと樹脂成分との配合比率は、重量比として８２／１８〜９０／１０であることが好ましい。
【００４３】
また、請求項５に記載の発明のように、請求項１〜請求項４に記載の導電性接着剤において、前記導電フィラーは、Ａｇと前記他の金属との合金からなる合金フィラーであるものにできる。
【００４４】
ここで、この請求項５に記載の導電性接着剤においては、請求項７に記載の発明のように、前記合金フィラーの表面には、前記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子がコーティングされていることが好ましい。
【００４５】
上記の合金フィラーは、Ａｇ単独よりも卑であるため、酸化しやすく、当該合金フィラーと相手側との間の接続抵抗が大きくなりやすい。そこで、他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子を合金フィラーにコーティングしてやれば、導電性接着剤の熱硬化により微粒子が融着するので、上記の合金フィラー単独の場合よりもフィラー間にて十分な接続がなされ当該接続抵抗を確保しやすい。
【００４６】
また、請求項６に記載の発明のように、請求項１〜請求項４に記載の導電性接着剤において、前記導電フィラーは、Ａｇからなる第１のフィラーと前記他の金属からなる第２のフィラーとの混合物であるものにできる。
【００４７】
ここで、この請求項６に記載の導電性接着剤においては、請求項８に記載の発明のように、前記第１のフィラーもしくは前記第２のフィラーの表面には、前記他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子がコーティングされていることが好ましい。
【００４８】
その理由は、上記請求項７に記載の発明と同様であり、導電性接着剤の熱硬化による微粒子の融着により、フィラー間における十分な接続がなされ当該接続抵抗の確保をしやすい。
【００４９】
また、請求項９に記載の発明では、請求項５または請求項６に記載の導電性接着剤において、前記導電フィラーの間には、前記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子が混合されていることを特徴としている。
【００５０】
本発明の作用効果も、上記請求項７に記載の発明と同様であり、導電性接着剤の熱硬化による微粒子の融着により、フィラー間における十分な接続がなされ当該接続抵抗の確保をしやすい。
【００５１】
また、請求項１０に記載の発明のように、請求項７〜請求項９に記載の導電性接着剤においては、前記微粒子の粒径としては、１〜５００ｎｍにすることができる。
【００５２】
また、請求項１１に記載の発明のように、請求項１〜請求項１０に記載の導電性接着剤においては、前記他の金属としてはＣｕを採用することができる。
【００５３】
また、上述したように、導電性接着剤の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用することで、硬化された樹脂の吸水率を下げ、高純度化することで電気伝導度を軽減できる。
【００５４】
ここで、電気伝導度の軽減のために高純度化される樹脂の指標として、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度がある。
【００５５】
そして、請求項１２に記載の発明のように、請求項１〜請求項１１に記載の導電性接着剤においては、前記導電性接着剤中のＣｌイオン濃度が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００５６】
導電性接着剤中のＣｌイオンが少ないということは、硬化された樹脂の高純度化がなされ電気伝導度が軽減されてガルバニック腐食が起こりにくくなるということである。
【００５７】
本発明者らの検討によれば、上記請求項１に記載の導電性接着剤において、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度が１０ｐｐｍ以下となっていることが実験的に確認されており（図８参照）、そのようなＣｌイオン濃度であれば、ガルバニック腐食を適切に抑制することができ好ましい。
【００５８】
また、硬化された樹脂の吸水率としては、硬化後の導電性接着剤において、耐湿試験を行い、その試験前後の重量変化が吸水率に相当する。
【００５９】
請求項１３に記載の発明では、請求項１〜請求項１２に記載の導電性接着剤において、前記導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、８５℃、８５ＲＨ％の環境で３６４時間放置する耐湿試験を行った後の重量変化が２％以下であることを特徴としている。
【００６０】
本発明者らの検討によれば、上記請求項１に記載の導電性接着剤において、このような耐湿試験による重量変化が２％以下となっていることが実験的に確認されている（図９参照）。
【００６１】
これは、導電性接着剤の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用することで、硬化された樹脂の吸水率が下がったことによると考えられる。
【００６２】
また、請求項１４に記載の発明では、請求項１〜請求項１３に記載の導電性接着剤において、前記導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、そのガラス転移温度が１１０〜１６０℃であることを特徴としている。
【００６３】
本発明者らの検討によれば、上記請求項１に記載の導電性接着剤において、硬化後の導電性接着剤のガラス転移温度が１１０℃〜１６０℃程度の高Ｔｇ化が図られていることが実験的に確認されている（図７参照）。
【００６４】
また、請求項１５に記載の発明のように、請求項１〜請求項１４に記載の導電性接着剤においては、前記導電フィラーは、前記導電フィラー同士にて、または、回路基板（１０）の電極（１１）もしくは電子部品（２０）の卑金属電極（２１）と融着するものにすることができる。
【００６５】
また、請求項１６に記載の発明では、請求項１ないし請求項１５のいずれか１つに記載の導電性接着剤（３０）を介して、回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を搭載し、導電性接着剤（３０）を加熱硬化することにより、電子部品（２０）と回路基板（１０）とを接続してなる電子装置が提供される。
【００６６】
それによれば、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することのできる導電性接着剤を用いた電子装置を提供することができる。
【００６７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００６９】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る導電性接着剤３０を用いた電子装置Ｓ１の概略断面構成を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）中の丸で囲んだＢ部における導電性接着剤３０の硬化前の状態を示す拡大図である。
【００７０】
回路基板１０の上に電子部品２０が搭載され、回路基板１０の電極１１と電子部品２０の電極２１とが導電性接着剤３０を介して電気的に接続されている。なお、以下、回路基板１０の電極１１を基板電極１１、電子部品２０の電極２１を部品電極２１ということにする。
【００７１】
回路基板１０は、セラミック基板やプリント基板、あるいはリードフレームなどを採用することができ、特に限定されるものではない。
【００７２】
基板電極１１は、回路基板１０の一面に形成されており、たとえば、Ａｇ、ＡｇＳｎおよびＡｇＰｄなどのＡｇ系金属や、ＣｕおよびＣｕＮｉなどのＣｕ系金属や、Ｎｉ系金属、あるいはＡｕ等の材料を用いた厚膜やめっきから構成されたものである。
【００７３】
電子部品２０としては、コンデンサや抵抗、半導体素子などの表面実装部品を採用することができる。図１（ａ）に示される例では、電子部品２０はチップコンデンサを用いた例として示してある。また、部品電極２１はＳｎ系の卑金属電極である。
【００７４】
このようなＳｎ系の卑金属電極としての部品電極２１としては、Ｓｎ、ＳｎＣｕ、ＳｎＢｉ、ＳｎＣｕなどの金属などが挙げられる。ここでは、部品電極２１は、めっきされたＳｎ電極が用いられている。
【００７５】
導電性接着剤３０は、主剤、硬化剤、硬化促進剤（硬化触媒）、カップリング剤、希釈剤を含有する樹脂３１と導電フィラー３２とからなる（図１（ｂ）参照）。その使用材料は、還元効果機能を有する、高純度で低吸水率となる硬化物となる、耐熱性のある硬化物となるといった特徴を発現するもので、作業性・ペースト適性も考慮し選択したものである。
【００７６】
このような電子装置Ｓ１は、回路基板１０上に電子部品２０を搭載し、基板電極１１上に導電性接着剤３０を介して部品電極２１を接触させ、導電性接着剤３０を加熱硬化することにより、電子部品２０と回路基板１０とを接続することにより製造される。
【００７７】
本実施形態の導電性接着剤３０について、さらに特徴点を中心に具体的に述べることとする。
【００７８】
この導電性接着剤３０は、主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラー３２とを含んでなり、導電フィラー３２は、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属（たとえばＣｕなど）とからなるものであり、酸無水物とフェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５である。
【００７９】
ここで、主剤として使用されるナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂としては、作業性を考慮し液状のビスフェノール型エポキシ樹脂をはじめ、耐熱性を持たすためにビスフェノール樹脂中に固形のビフェニル型エポキシ樹脂および３官能フェノール型エポキシ樹脂を含む液状エポキシ樹脂や、ナフタレン骨格をもつ液状エポキシ樹脂などを採用することができる。
【００８０】
本例の導電性接着剤３０では、特に耐湿性と耐熱性を考慮しナフタレン骨格をもつ液状エポキシ樹脂として、ジヒドロキシナフタレン・ジグリシジルエーテルを、主剤として採用している。
【００８１】
硬化剤として酸無水物を使用するのは、酸無水物は還元効果があることから、硬化物の高Ｔｇ化・低吸水率化・高純度物性を持たせるためである。ただし、酸無水物自身の吸湿による硬化性・特性劣化が起きないように、より低吸湿性の酸無水物を選択することが好ましい。
【００８２】
特に、本例では、好ましい酸無水物として、１−Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−４−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ−［２．２．２］ｏｃｔ−５−ｅｎｅ−２，３−ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅと、３，４−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−６−（２−ｍｅｔｈｙｌ−１−ｐｒｏｐｅｎｙｌ）−１，２，３，６−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｈｔｈａｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅとの混合物を採用している。
【００８３】
また、硬化剤としては、導電性接着剤３０の印刷性や硬化物の弾性を考慮し、酸無水物とフェノール樹脂との併用したものを採用する。フェノール樹脂としては、ノボラックフェノールが好ましく、そのノボラックフェノールとしては作業性も考慮し、より低粘度のアリルフェノールがより好ましい。
【００８４】
そして、硬化剤である酸無水物とフェノール樹脂とは、併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９とすることが好ましく、特に酸無水物とフェノール樹脂との比は、５０／５０がより好ましい。
【００８５】
硬化触媒は、還元性とペーストポットライフと硬化性を考慮し、硬化性のやや遅い粉状のイミダゾールかマイクロカプセル化されたイミダゾールを採用し、その添加量は３〜１２重量％とする。特に、本例では、好ましいものとして、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に分散されたマイクロカプセル化イミダゾールを採用する。
【００８６】
また、限定するものではないが、カップリング剤としては、本例では、エポキシ基を含有するシランカップリング剤を採用し、添加量は０．５重量％とする。希釈剤としては、たとえば、非アルコール系の反応性希釈剤および溶剤を採用するが、特に本例では、環状脂肪族エポキシ樹脂を採用する。
【００８７】
また、導電フィラー３２は、上述したように、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属（たとえばＣｕなど）とからなるものであるが、当該他の金属は、Ａｇ−Ｓｎ間の電位差緩和の目的で含まれている。
【００８８】
また、導電性接着剤３０において、この導電フィラー３２と樹脂３１成分との配合比率は、重量比として８２／１８〜９０／１０であり、特に本例では、好ましい比として８８／１２としている。
【００８９】
具体的に、導電フィラー３２としては、Ａｇと他の金属との合金からなる合金フィラーであるものや、Ａｇからなる第１のフィラーと他の金属からなる第２のフィラーとの混合物であるものを採用することができる。ここで、上記各フィラーの形状は、特に限定しないが、たとえばフレーク状とすることができる。
【００９０】
本例では、導電フィラー３２は、Ａｇと他の金属であるＣｕとの合金すなわちＡｇＣｕ合金からなるフレーク状の合金フィラーである。ここで、ＡｇとＣｕとの比率は、Ａｇ／Ｃｕ＝６０／４０〜９５／５の範囲が望ましい。
【００９１】
また、図１（ｂ）に示されるように、導電フィラー３２である合金フィラーの表面には、他の金属よりも貴な金属からなる微粒子３３がコーティングされているものであってもよい。
【００９２】
なお、本例では、導電フィラー３２は、Ａｇと他の金属との合金フィラーであり、その表面に上記微粒子３３がコーティングされているが、導電フィラー３２を、上述のように第１のフィラーと第２のフィラーとから構成されたものにした場合には、第１のフィラーもしくは第２のフィラーの表面に、上記微粒子３３がコーティングされているものであってもよい。
【００９３】
この微粒子３３は、たとえば、その粒径が１〜５００ｎｍであるナノサイズのＡｇ粒子を、合金フィラー表面にコーティングしたものにでき、導電経路を補助する目的で設けられるものである。そのため、微粒子３３はコーティングされたものでなくてもよく、導電フィラー３２の間に混合されていてもよい。そして、微粒子３３の比率は、フィラーの３０％以下程度である。
【００９４】
上述したように、本例の導電フィラー３２は、ＡｇとＣｕとの合金フィラーであり、その表面にＡｇからなる微粒子３３がコーティングされている。より具体的には、本例の導電フィラー３２は、Ａｇ７０Ｃｕ３０合金のフレーク状フィラーであって、その表面にナノサイズのＡｇを１５±５％コートしたものである。
【００９５】
そして、このような本例の導電フィラー３２においては、比表面積：０．５±０．３［ｍ2／ｇ］、Ｔａｐ密度：３．５±１．５［ｇ／ｍ3］であり、粒径については、Ｄ５０：５±２［ｕｍ］、Ｄ９０：１０±３［ｕｍ］である。
【００９６】
ここで、上述してきた本例の導電性接着剤３０の硬化条件について述べておく。本例の導電性接着剤３０は、ナノサイズまたはサブミクロンサイズのＡｇ微粒子３３をコートした導電フィラー３２を有するものであり、このＡｇ微粒子３３は、１２０℃〜２５０℃程度の低温で融着機能を発揮することが可能である。
【００９７】
また、搭載する電子部品２０の耐熱性はリフロー条件までしか保証されない。また、本例の導電性接着剤３０における樹脂３１は１５０℃程度で硬化反応が促進することと、樹脂３１中のボイドの原因となる反応性希釈剤の揮発を行なうためには、１００℃でプリヒートしておくことが有効である。
【００９８】
また、電子部品２０の部品電極２１がＳｎであるので、Ｓｎの融点（２３１℃）以上まで上げると、接続抵抗が劣化し、部品接続強度評価を行なうと破壊部位が接続界面となることもわかっている。
【００９９】
以上のことを考慮すると、本例の導電性接着剤３０の硬化は、１００℃／３０分→１５０℃／６０分、または、１００℃／３０分→２００℃／１分→１５０℃／６０分、または、１００℃／３０分→１５０℃／６０分→２００℃／１分、といった条件で行うことが望ましい。さらに、導電フィラー３２がＡｇＣｕ合金であり、Ｃｕの酸化を抑制するためには、硬化は窒素（Ｎ2）雰囲気で行うことが望ましい。
【０１００】
以上述べてきたように、本実施形態によれば、回路基板１０上にＳｎ系の卑金属電極２１を有する電子部品２０を接続するときに使用される導電性接着剤３０において、主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラー３２とを含んでなり、導電フィラー３２は、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものであり、前記酸無水物と前記フェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５であることを特徴とする導電性接着剤３０が提供される。
【０１０１】
まず、本実施形態によれば、導電性接着剤３０の硬化剤として酸無水物、硬化促進剤としてイミダゾールを用いれば、これら酸無水物およびイミダゾールによって、部品電極２１の表面に形成されている初期酸化膜２１ａの還元除去が実現される。
【０１０２】
なお、本発明者らは、この酸無水物およびイミダゾールによる還元作用について、共晶ハンダボールの表面に酸化膜を形成し、これを酸無水物およびイミダゾールと混合し、熱処理するという流れの中で、酸化膜形成後のハンダボールと、さらに熱処理後のハンダボールとで、ＤＳＣ挙動を調べた。
【０１０３】
このＤＳＣ分析では、ハンダボールの表面に酸化膜が多く存在するほど、融点が高温側にシフトする。酸無水物、イミダゾールにより還元されると共晶半田の融点温度に近づくため、当該酸化膜の消失度合、すなわち酸無水物およびイミダゾールによる還元作用を確認することができ、実際に、その還元作用が確認された。
【０１０４】
本実施形態では、図１（ｂ）にはＳｎ電極である部品電極２１の表面にＳｎ酸化膜２１ａが形成されているが、この酸化膜２１ａは、硬化剤としての酸無水物、硬化促進剤としてのイミダゾールによって、還元され除去される。
【０１０５】
そのため、導電フィラー３２とＳｎ系の卑金属電極である部品電極２１との間で導通が確保され、接続抵抗の初期値の低減がなされる。このことについての具体的な効果は、本実施形態の導電性接着剤３０として例示されたものについて確認され、その結果が図２に示される。
【０１０６】
図２は、１５０℃の高温放置試験における試験時間（放置時間）と部品接続抵抗との関係を示す図である。図２において、白丸プロットは、本実施形態の導電性接着剤３０とＳｎ電極からなる部品電極２１とを接合した場合の結果である。
【０１０７】
また、図２中、白三角プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＳｎからなる卑金属電極を有する電子部品とを接合した場合（従来−卑金属）の結果であり、黒丸プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＡｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品とを接合した場合（貴金属）の結果である。この貴金属電極の結果は、現状において信頼性の点で実績のあるものである。
【０１０８】
図２に示されるように、本実施形態の場合は、従来の導電性接着剤を卑金属電極に接続する場合に比べて、接続抵抗の初期値の低減が実現されており、貴金属電極の場合と同様に実用レベルが確保されている。
【０１０９】
また、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、導電フィラー３２を、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものとしているため、卑金属電極である部品電極２１と導電フィラー３２との間の電位差を小さくでき、ガルバニック腐食が抑制される。
【０１１０】
また、主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用することで、硬化された樹脂３１の吸水率を下げ、高純度化することで電気伝導度を軽減できる。
【０１１１】
これらのことから、卑金属電極である部品電極２１表面のＳｎの酸化を抑制することができ、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制がなされる。このことについての具体的な効果は、本実施形態の導電性接着剤３０として例示されたものについて確認され、その結果が図３に示される。
【０１１２】
図３は、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図である。図３において、白丸プロットは、本実施形態の導電性接着剤３０とＳｎ電極からなる部品電極２１とを接合した場合の結果である。
【０１１３】
また、図３中、白三角プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＳｎからなる卑金属電極を有する電子部品とを接合した場合（従来−卑金属）の結果であり、黒丸プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＡｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品とを接合した場合（貴金属）の結果である。この貴金属電極の結果は、現状において信頼性の点で実績のあるものである。
【０１１４】
図３に示されるように、本実施形態の場合は、従来の導電性接着剤を卑金属電極に接続する場合に比べて、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制が実現されており、貴金属電極の場合と同様に実用レベルが確保されている。
【０１１５】
また、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂、硬化剤として酸無水物、硬化触媒としてイミダゾールを使用すれば、樹脂の高耐熱性、高Ｔｇを実現することができ、樹脂３１の熱による劣化を抑制し、それにより高温下における接続強度の確保がなされる。
【０１１６】
このことについての具体的な効果は、本実施形態の導電性接着剤３０として例示されたものについて確認され、その結果が図４に示される。
【０１１７】
図４は、１５０℃の高温放置試験における試験時間と部品接続強度との関係を示す図である。図４において、白丸プロットは、本実施形態の導電性接着剤３０とＳｎ電極からなる部品電極２１とを接合した場合の結果である。ここで、部品接続強度は引っ張り強度である。
【０１１８】
また、図４中、白三角プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＳｎからなる卑金属電極を有する電子部品とを接合した場合（従来−卑金属）の結果であり、黒丸プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＡｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品とを接合した場合（貴金属）の結果である。この貴金属電極の結果は、現状において信頼性の点で実績のあるものである。
【０１１９】
図４に示されるように、本実施形態の場合は、従来の導電性接着剤を卑金属電極に接続する場合に比べて、高温下における接続強度の確保が実現されており、貴金属電極の場合と同様に実用レベルが確保されている。
【０１２０】
なお、この接続強度試験において、最終的な破壊形態は、本実施形態および貴金属の場合は、母材破壊であり、従来の導電性接着剤を非金属電極に接続する場合は、Ｓｎ界面剥離であった。
【０１２１】
また、上述したが、本実施形態の導電性接着剤３０では、硬化剤として、酸無水物およびフェノール樹脂が併用されている。
【０１２２】
酸無水物は、上述したように、酸化膜の還元除去、硬化された樹脂３１の高純度化および低吸水率化、高Ｔｇ化が実現でき、耐熱性や耐湿性の向上の点で有効である。しかし、酸無水物だけでは、導電性接着剤３０の印刷性や硬化後の樹脂３１の弾性を確保しにくいため、フェノール樹脂との併用が好ましい。
【０１２３】
本発明者らの検討によれば、硬化剤としてフェノールを併用することにより、硬化収縮応力を下げ、曲げ弾性率を上げることができることが実験的にわかった。その実験結果の一例を図５、図６に示す。
【０１２４】
図５は、フェノール樹脂（Ｐｈ）／酸無水物（Ａｎｈ）の比率と硬化収縮力との関係を示す図、図６は、フェノール樹脂（Ｐｈ）／酸無水物（Ａｎｈ）の比率と曲げ最大応力および曲げ弾性率との関係を示す図である。ここで、硬化収縮力については、カバーガラスの反り試験より求め、曲げ最大応力および曲げ弾性率については、３点支持の曲げ強度試験より求めた。
【０１２５】
樹脂３１の収縮による導電フィラー３２同士の接触確保や上記の印刷性、弾性確保などの点から、導電性接着剤３０の硬化収縮応力および曲げ弾性率は大きすぎても小さすぎても好ましくない。
【０１２６】
図５および図６に示される結果をふまえて、実用上、好ましい酸無水物とフェノール樹脂との比率は、酸無水物とフェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５である。この比率範囲ならば、耐ヒートサイクル性向上に有効で、さらにペースト塗布適性となり、有効である。
【０１２７】
また、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂の比率が上記の範囲であれば、導電性接着剤３０中のＣｌイオン濃度を小さくでき、高純度化が適切に実現できるとともに、高Ｔｇ化による高耐熱化が適切に実現できる。これらのことについての具体的な実験結果が、図７および図８に示される。
【０１２８】
図７は、フェノール樹脂（Ｐｈ）／酸無水物（Ａｎｈ）の比率とガラス転移温度との関係を示す図、図８は、フェノール樹脂（Ｐｈ）／酸無水物（Ａｎｈ）の比率とＣｌイオン濃度との関係を示す図である。
【０１２９】
ここで、Ｃｌイオン濃度の測定方法について述べておく。イオンクロマトグラフ分析法により、測定する。測定手順を以下に示す。
【０１３０】
［導電性接着剤塗布］
耐熱テープにてマスクを施したテフロン（登録商標）シート上の全面に、導電性接着剤３０を厚さを均一に薄くのばした形状で塗布する。
【０１３１】
［導電性接着剤硬化］
上記塗布された導電性接着剤３０を、恒温槽にて、所定の硬化条件（たとえば、１５０±５℃，６０±５ｍｉｎ）で硬化させる。
【０１３２】
［硬化膜の粉砕］
硬化され硬化膜となった導電性接着剤３０を、恒温槽から取り出した後、室温に戻してから、導電性接着剤３０の硬化膜をテフロン（登録商標）シートから剥がしてポリエチレン製の袋に入れ、袋の中でおおよそ５ｍｍ□の形状になるように砕き、粉砕粉とする。
【０１３３】
［抽出液の作製］
上記粉砕粉０．５±０．１ｇを、キャップ付きのテフロン（登録商標）容器に入れ、超純水２０ｍＬを加えた後キャップをして、プレッシャクッカ試験（１２１℃、２ａｔｍ）を２０ｈ実施した後、室温に戻した抽出液を試験液とする。
【０１３４】
［測定］
測定器（装置：島津製作所製イオンクロマトグラフＨＩＣ−６Ａ相当）により、試験液のＣｌ濃度を測定し、得られたチャートの定量計算値を４０倍したものを導電性接着剤のＣｌ濃度とする。
【０１３５】
まず、図７に示されるように、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、そのガラス転移温度が１１０℃〜１６０℃程度の高Ｔｇ化が図られている。これは、本実施形態では、主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂、硬化剤として酸無水物、硬化触媒としてイミダゾールを採用しているためである。
【０１３６】
また、上述したが、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度は、電気伝導度の軽減のために高純度化される樹脂の指標となる。そして、図８に示されるように、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度が１０ｐｐｍ以下となっている。
【０１３７】
導電性接着剤中のＣｌイオンが少ないということは、硬化された樹脂の高純度化がなされ電気伝導度が軽減されてガルバニック腐食が起こりにくくなるということである。そして、本実施形態の導電性接着剤３０では、１０ｐｐｍ以下の低いＣｌイオン濃度を実現しており、ガルバニック腐食を適切に抑制できている。
【０１３８】
これは、上述したように、導電性接着剤３０の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用したことによる。また、このような樹脂構成とすることで、硬化された樹脂の吸水率も下げることができる。
【０１３９】
この吸水率を下げることは、電気伝導度の軽減につながり上記ガルバニック腐食の抑制につながる。この吸水率の低減についての具体的な実験結果を、図９に示す。
【０１４０】
図９は、高温高湿放置時間と吸水率との関係を示す図である。この図９において、硬化された樹脂の吸水率としては、硬化後の導電性接着剤において、耐湿試験を行い、その試験前後の重量変化が吸水率に相当する。
【０１４１】
ここで、耐湿試験は、フィラーなしの樹脂成分のみで硬化塗膜を作製し、初期重量と、８５℃、８５ＲＨ％の環境で３６４時間放置する耐湿試験を行った後の重量とを測定し、その重量変化を吸水率（％）として求めたものである。
【０１４２】
図９において、白丸プロットは、本実施形態の導電性接着剤３０の主剤であるナフタレン系エポキシ樹脂の結果を示し、黒丸プロットは、比較例として従来の導電性接着剤の主剤であるビスフェノール系エポキシ樹脂の結果を示す。
【０１４３】
この図９に示されるように、本実施形態のナフタレン系エポキシ樹脂では、重量変化すなわち吸水率が１％程度以下に低減されている。つまり、実質的に、本実施形態の導電性接着剤３０は、硬化した後の硬化物において、８５℃、８５ＲＨ％の環境で３６４時間放置する耐湿試験を行った後の重量変化が２％以下であるものにできる。
【０１４４】
以上のように、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、上述した各成分の作用効果が適切に発揮されることにより、回路基板１０上にＳｎ系の卑金属電極２１を有する電子部品２０を接続するときに使用される導電性接着剤において、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することができる。
【０１４５】
また、上述したが、本実施形態の導電性接着剤３０においては、イミダゾールをマイクロカプセル化されたものとすることも特徴である。
【０１４６】
このように、イミダゾールをマイクロカプセル化すれば、導電性接着剤に熱をかける前に、硬化促進剤であるイミダゾールによる硬化が進行してしまうのを抑制することができ、好ましい。
【０１４７】
また、本実施形態の導電性接着剤３０においては、フェノール樹脂としてノボラックフェノールを採用することも特徴の一つである。
【０１４８】
また、本実施形態の導電性接着剤３０においては、導電フィラー３２と樹脂成分３１との配合比率を、重量比として８２／１８〜９０／１０とすることも特徴点である。
【０１４９】
また、本実施形態の導電性接着剤３０において、導電フィラー３２は、Ａｇと上記他の金属との合金からなる合金フィラーであるものにできることも特徴点である。
【０１５０】
さらに、この合金フィラーの表面に、上記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子３３がコーティングされていることが好ましいとしている。
【０１５１】
上記の合金フィラーは、Ａｇ単独よりも卑であるため、酸化しやすく、当該合金フィラーと相手側との間の接続抵抗が大きくなりやすい。そこで、他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子３３を合金フィラーにコーティングしてやれば、導電性接着剤の熱硬化により微粒子３３が融着するので、上記の合金フィラー単独の場合よりもフィラー間にて十分な接続がなされ当該接続抵抗を確保しやすい。
【０１５２】
また、上述したが、本実施形態の導電性接着剤３０において、導電フィラー３２は、Ａｇからなる第１のフィラーと上記他の金属からなる第２のフィラーとの混合物であるものにできる。
【０１５３】
ここで、上述したが、この第１のフィラーもしくは第２のフィラーの表面に、上記他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子３３がコーティングされていることが好ましいとしている。
【０１５４】
その理由は、上記合金フィラー３２表面への微粒子３３のコーティングを行った構成と同様であり、導電性接着剤３０の熱硬化による微粒子３３の融着により、フィラー間における十分な接続がなされ当該接続抵抗の確保をしやすい。
【０１５５】
また、上述したが、本実施形態の導電性接着剤３０においては、微粒子３３をコーティングする代わりに、導電フィラーの間に微粒子を混合されているものとしてもよい。
【０１５６】
それによる作用効果も、上記合金フィラー３２表面への微粒子３３のコーティングを行った構成と同様であり、導電性接着剤３０の熱硬化による微粒子３３の融着により、フィラー間における十分な接続がなされ当該接続抵抗の確保をしやすい。
【０１５７】
このように、本実施形態のの導電性接着剤３０においては、導電フィラーは、導電フィラー同士にて、または、回路基板１０の電極１１もしくは電子部品２０の卑金属電極２１と融着するものにすることができる。
【０１５８】
また、本実施形態においては、上述した各種の特徴点を有する導電性接着剤３０を介して、回路基板１０上にＳｎ系の卑金属電極２１を有する電子部品２０を搭載し、導電性接着剤３０を加熱硬化することにより、電子部品２０と回路基板１０とを接続してなる電子装置Ｓ１が提供される。
【０１５９】
それによれば、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することのできる導電性接着剤３０を用いた電子装置Ｓ１を提供することができる。
【０１６０】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、電子部品としてチップコンデンサを用いた例を図示してあるが、電子部品としてはコンデンサや抵抗、半導体素子等の表面実装部品等を採用することができる。
【０１６１】
また、上記実施形態では、回路基板１０上に電子部品２０を搭載し、回路基板１０の電極１１と電子部品２０の電極２１とを導電性接着剤３０を介して接続しているが、このように実装を行った後、さらにパッケージ工程を行ってもよい。
【０１６２】
たとえば、図示しないが、図１に示される実装構造において、さらに基板（部品実装基板）にＡｌからなる放熱板を貼り付け、さらにこの放熱板とケースを接着し、その後シリコーンゲルで封止した構造としてもよい。
【０１６３】
ただし、パッケージ形態は、上記のものに限定されるものではなく、シリコーンゲルはあってもなくてもよいし、他の防湿コート材料に置き換えてもよい。
【０１６４】
また、たとえば、上記図１において、電子部品２０の回路基板１０への接続部またはその周辺部をアンダーフィル樹脂によって補強するようにしてもよい。また、モールド樹脂による封止構造を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】（ａ）本発明の実施形態に係る導電性接着剤を用いた電子装置の概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＢ部における導電性接着剤の硬化前の状態を示す拡大図である。
【図２】高温放置試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図である。
【図３】高温高湿試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図である。
【図４】高温放置試験における試験時間と部品接続強度との関係を示す図である。
【図５】フェノール樹脂／酸無水物の比率と硬化収縮力との関係を示す図である。
【図６】フェノール樹脂／酸無水物の比率と曲げ最大応力および曲げ弾性率との関係を示す図である。
【図７】フェノール樹脂／酸無水物の比率とガラス転移温度との関係を示す図である。
【図８】フェノール樹脂／酸無水物の比率とＣｌイオン濃度との関係を示す図である。
【図９】高温高湿放置時間と吸水率との関係を示す図である。
【図１０】（ａ）は導電性接着剤を用いた一般的な電子装置の概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ部における導電性接着剤の硬化前の状態を示す拡大図である。
【図１１】（ａ）は導電性接着剤における樹脂の収縮を示す図、（ｂ）は導電性接着剤における導電フィラーの接触の様子を示す図、（ｃ）は導電性接着剤における高温高湿下の影響を示す図、（ｄ）は導電性接着剤における高温下の影響を示す図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１０…回路基板、２０…電子部品、
２１…Ｓｎ系の卑金属電極としての電子部品の電極、３０…導電性接着剤。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性接着剤および回路基板上に導電性接着剤を介して電子部品を接続してなる電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の実装において、はんだ接続に替わる接続方法として、導電性接着剤を用いた接続方法が採用されてきている（たとえば、特許文献１参照）。導電性接着剤による接続は、Ｐｂを使用しないため、環境問題に対応できること、はんだフラックスの洗浄を廃止できることなどのメリットがある。
【０００３】
この導電性接着剤は、一般に樹脂中に導電フィラーを含有させてなるものであり、この導電性接着剤を介して回路基板と電子部品の電極とを接触させた後、樹脂を硬化させることにより、導電フィラーを介した接触がなされ、電気的な接続を行う。
【特許文献１】特開２０００−３１９６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、導電性接着剤は、一般的に導電フィラーとしてＡｇフィラーを使用している。このＡｇフィラーを使用した導電性接着剤は、現状では、貴金属電極を有する電子部品に対しては信頼性があり、車載用の電子装置などに採用されて実績を上げている。
【０００５】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、家電製品を始めとする多くの汎用電子装置に使用されているＳｎメッキ電極部品すなわちＳｎ系の卑金属電極を有する電子部品を、このＡｇフィラーを使用した導電性接着剤を介して、回路基板上に接続する場合には、次のような問題が生じることがわかった。
【０００６】
それは、電子部品の卑金属電極と導電性接着剤との間の接続において、（１）接続抵抗の初期値の増大、（２）高温高湿下における接続抵抗の上昇、（３）高温下における接続強度の低下、という３つの問題である。これらの問題は、具体的には、本発明者らの実験結果として図２、図３、図４に示される。
【０００７】
図２は、１５０℃の高温放置試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図、図３は、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図、図４は、１５０℃の高温放置試験における試験時間と部品接続強度との関係を示す図である。
【０００８】
これら図２〜図４において、白三角プロットは、Ｓｎからなる卑金属電極を有する電子部品の場合の結果であり、黒丸プロットは、Ａｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品の場合の結果である。この貴金属電極の結果は、現状において信頼性の点で実績のあるものである。
【０００９】
これら図２〜図４に示されるように、Ａｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品の場合に比べて、Ｓｎからなる卑金属電極を有する電子部品の場合は、接続抵抗の初期値の増大が見られ（図２参照）、高温高湿下における接続抵抗の上昇が見られ（図３参照）、高温下における接続強度の低下が見られる（図４参照）。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、回路基板上にＳｎ系の卑金属電極を有する電子部品を接続するときに使用される導電性接着剤において、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することを目的とする。また、そのような導電性接着剤を用いた電子装置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】
【００１１】
上記目的を達成するため、（１）接続抵抗の初期値の増大、（２）高温高湿下における接続抵抗の上昇、（３）高温下における接続強度の低下の３つの問題点について、鋭意検討を行った。この検討について、図１０（ａ）、（ｂ）、図１１（ａ）〜（ｄ）を参照して具体的に述べる。
【００１２】
図１０において、（ａ）は導電性接着剤３０を用いた一般的な電子装置の概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の丸で囲んだＡ部における導電性接着剤３０の硬化前の状態を示す拡大図である。
【００１３】
また、図１１において、（ａ）は図１（ｂ）に示される導電性接着剤３０における樹脂３１の収縮を示す図であり、（ｂ）は導電性接着剤３０における導電フィラーとしてのＡｇフィラー３２の接触の様子を示す図であり、（ｃ）は導電性接着剤３０における高温高湿下の影響を示す図であり、（ｄ）は導電性接着剤３０における高温下の影響を示す図である。
【００１４】
図１０（ａ）に示されるように、電子部品２０はＳｎ系の卑金属電極２１を有しており、回路基板１０上に搭載されて、回路基板１０の電極１１と卑金属電極２１とが導電性接着剤３０を介して電気的に接続されている。
【００１５】
図１０（ｂ）に示されるように、回路基板１０上に電子部品２０を搭載した状態で、硬化前の導電性接着剤３０においては、樹脂３１中にＡｇフィラー３２が分散されている。この状態で、加熱を行い、導電性接着剤３０すなわち樹脂３１を硬化させることにより接続を行う。
【００１６】
加熱を行うと、図１１（ａ）に示されるように、樹脂３１が収縮し、図１１（ｂ）に示されるように、Ａｇフィラー３２同士、Ａｇフィラー３２と卑金属電極２１、さらにはＡｇフィラー３２と回路基板１０の電極１１とが接触もしくはトンネル効果によって、電気的導通がなされる。
【００１７】
ここにおいて、図１０（ｂ）に示されるように、もともと電子部品２０のＳｎ系の卑金属電極２１の表面には酸化膜（つまり、初期酸化膜）２１ａが存在している。そして、この初期酸化膜２１ａにより、図１０（ｂ）に示されるように、Ａｇフィラー３２と卑金属電極２１との間で導通不良が発生するため、上記した接続抵抗の初期値の増大という問題が生じると考えられる。
【００１８】
また、貴金属であるＡｇフィラー３２のＡｇとＳｎ系の卑金属電極２１のＳｎとの間で電位差が大きいため、図１１（ｃ）に示されるように、高温高湿下ではガルバニック腐食により、卑金属電極２１表面のＳｎが酸化され酸化膜２１ａが成長する。
【００１９】
そして、この酸化膜２１ａが絶縁膜としてＡｇフィラー３２と卑金属電極２１との間の導通不良を発生させるため、上記した高温高湿下における接続抵抗の上昇という問題が生じると考えられる。
【００２０】
また、図１１（ｄ）に示されるように、高温環境下では、樹脂３１と卑金属電極２１との界面近傍に、樹脂の劣化部３１ａが発生する。この劣化部３１ａは、熱によって樹脂３１が劣化したり、組成変化した部分であり、ＦＴ−ＩＲなどの組成分析により実験的に確認されている。この劣化部３１ａにより、樹脂３１と卑金属電極２１との界面強度が低下する影響が大きい。また、大阪大学菅沼教授は錫が銀に拡散し、合金化することで空隙ができる事で強度の低下が起こることを述べている。
【００２１】
そして、これらの検討結果から、まず一つ目の接続抵抗の初期値を低減するためには、もともと電子部品２０のＳｎ系の卑金属電極２１の表面に存在する上記初期酸化膜２１ａの除去が必要であると考え、検討を進めた。
【００２２】
その結果、導電性接着剤の硬化剤として酸無水物、硬化促進剤としてイミダゾールを用いれば、これら酸無水物およびイミダゾールによる上記初期酸化膜２１ａの還元除去が実現されることが実験的にわかった（図２参照）。
【００２３】
なお、本発明者らは、この酸無水物およびイミダゾールによる還元作用について、共晶ハンダボールの表面に酸化膜を形成し、これを酸無水物およびイミダゾールと混合し、熱処理するという流れの中で、酸化膜形成後のハンダボールと、さらに熱処理後のハンダボールとで、ＤＳＣ挙動を調べた。
【００２４】
このＤＳＣ分析では、ハンダボールの表面に酸化膜が多く存在するほど、融点が高温側にシフトする。酸無水物、イミダゾールにより還元されると共晶半田の融点温度に近づく。当該酸化膜の消失度合、すなわち酸無水物およびイミダゾールによる還元作用を確認することができ、実際に、その還元作用が確認された。
【００２５】
また、同じく、高温高湿下における接続抵抗の上昇を抑制するためには、電解質の役割を担う硬化された樹脂３１の吸水率を下げることも効果的である。
【００２６】
そのため、本発明者らは、導電性接着剤の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用することで、硬化された樹脂３１の吸水率を下げ、高純度化することで接続抵抗の上昇を軽減できると考えた。
【００２７】
また、二つ目の高温高湿下における接続抵抗の上昇を抑制するためには、導電性接着剤の導電フィラー３２として貴なＡｇではなく、より卑な金属に置き換えることによりガルバニック腐食を抑制することが考えられる。しかし、金属としてはＡｇが導電性に優れるため導電フィラー３２の機能を確保するためには、Ａｇの採用はやめられない。
【００２８】
そこで、本発明者らは、導電フィラーとしてＡｇの導電性を活用しつつ、高温高湿下での接続抵抗値を抑制する検討を進めた結果、導電フィラーは、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものとすれば、卑金属電極２１と導電フィラー３２との間の電位差を小さくでき、ガルバニック腐食が抑制されると考えた。
【００２９】
そして、検討を進めた結果、導電性接着剤において、導電フィラーを、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものとし、主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂、硬化促進剤としてイミダゾールをそれぞれ採用すれば、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制がなされることが実験的にわかった（図３参照）。
【００３０】
また、三つ目の高温下における接続強度を確保するためには、硬化された樹脂３１において、接着強度に関与すると思われる官能基の変化がより少なく耐熱性があること、および、熱によるの体積変化がより小さくガラス転移点（Ｔｇ）が高いことが必要であると考え、検討を進めた。
【００３１】
その結果、導電性接着剤の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂、硬化剤として酸無水物、硬化触媒としてイミダゾールを使用すれば、樹脂の高耐熱性、高Ｔｇを実現することができ、それにより高温下における接続強度の確保がなされることが実験的にわかった（図４参照）。
【００３２】
また、上記検討結果にも示されているが、導電性接着剤の硬化剤としては、酸無水物およびフェノール樹脂を併用することが好ましい。
【００３３】
酸無水物は、上述したように、酸化膜の還元除去、硬化された樹脂３１の高純度化および低吸水率化、高Ｔｇ化が実現でき、耐熱性や耐湿性の向上の点で有効である。しかし、酸無水物だけでは、導電性接着剤の印刷性や硬化後の樹脂の弾性を確保しにくいため、フェノール樹脂との併用が好ましい。
【００３４】
このことについて、さらに検討を進めた結果、硬化剤としてフェノールを併用することにより、硬化収縮応力を下げ、曲げ弾性率を上げることができることが実験的にわかった（図５、図６参照）。
【００３５】
そして、硬化収縮応力および曲げ弾性率は大きすぎても小さすぎても好ましくない。実用上、好ましい酸無水物とフェノール樹脂との比率は、酸無水物と前記フェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５である。この比率範囲ならば、耐ヒートサイクル性向上に有効で、さらにペースト塗布適性となり、有効である。
【００３６】
また、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂の比率が上記の範囲であれば、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度を小さくでき、高純度化が適切に実現できるとともに、高Ｔｇ化による高耐熱化が適切に実現できる（図７および図８参照）。
【００３７】
請求項１に記載の発明は、このような検討結果に基づいて、創出されたものであり、回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を接続するときに使用される導電性接着剤において、主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラーとを含んでなり、前記導電フィラーは、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものであり、前記酸無水物と前記フェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５であることを特徴としている。
【００３８】
本発明によれば、上述した各成分の作用効果が適切に発揮されることにより、回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を接続するときに使用される導電性接着剤において、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することができる。
【００３９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の導電性接着剤において、前記イミダゾールは、マイクロカプセル化されたものであることを特徴としている。
【００４０】
このように、イミダゾールをマイクロカプセル化すれば、導電性接着剤に熱をかける前に、硬化促進剤であるイミダゾールによる硬化が進行してしまうのを抑制することができ、好ましい。
【００４１】
ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載の導電性接着剤においては、前記フェノール樹脂としては、ノボラックフェノールを採用することができる。
【００４２】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項１〜請求項３に記載の導電性接着剤において、前記導電フィラーと樹脂成分との配合比率は、重量比として８２／１８〜９０／１０であることが好ましい。
【００４３】
また、請求項５に記載の発明のように、請求項１〜請求項４に記載の導電性接着剤において、前記導電フィラーは、Ａｇと前記他の金属との合金からなる合金フィラーであるものにできる。
【００４４】
ここで、この請求項５に記載の導電性接着剤においては、請求項７に記載の発明のように、前記合金フィラーの表面には、前記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子がコーティングされていることが好ましい。
【００４５】
上記の合金フィラーは、Ａｇ単独よりも卑であるため、酸化しやすく、当該合金フィラーと相手側との間の接続抵抗が大きくなりやすい。そこで、他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子を合金フィラーにコーティングしてやれば、導電性接着剤の熱硬化により微粒子が融着するので、上記の合金フィラー単独の場合よりもフィラー間にて十分な接続がなされ当該接続抵抗を確保しやすい。
【００４６】
また、請求項６に記載の発明のように、請求項１〜請求項４に記載の導電性接着剤において、前記導電フィラーは、Ａｇからなる第１のフィラーと前記他の金属からなる第２のフィラーとの混合物であるものにできる。
【００４７】
ここで、この請求項６に記載の導電性接着剤においては、請求項８に記載の発明のように、前記第１のフィラーもしくは前記第２のフィラーの表面には、前記他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子がコーティングされていることが好ましい。
【００４８】
その理由は、上記請求項７に記載の発明と同様であり、導電性接着剤の熱硬化による微粒子の融着により、フィラー間における十分な接続がなされ当該接続抵抗の確保をしやすい。
【００４９】
また、請求項９に記載の発明では、請求項５または請求項６に記載の導電性接着剤において、前記導電フィラーの間には、前記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子が混合されていることを特徴としている。
【００５０】
本発明の作用効果も、上記請求項７に記載の発明と同様であり、導電性接着剤の熱硬化による微粒子の融着により、フィラー間における十分な接続がなされ当該接続抵抗の確保をしやすい。
【００５１】
また、請求項１０に記載の発明のように、請求項７〜請求項９に記載の導電性接着剤においては、前記微粒子の粒径としては、１〜５００ｎｍにすることができる。
【００５２】
また、請求項１１に記載の発明のように、請求項１〜請求項１０に記載の導電性接着剤においては、前記他の金属としてはＣｕを採用することができる。
【００５３】
また、上述したように、導電性接着剤の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用することで、硬化された樹脂の吸水率を下げ、高純度化することで電気伝導度を軽減できる。
【００５４】
ここで、電気伝導度の軽減のために高純度化される樹脂の指標として、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度がある。
【００５５】
そして、請求項１２に記載の発明のように、請求項１〜請求項１１に記載の導電性接着剤においては、前記導電性接着剤中のＣｌイオン濃度が１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００５６】
導電性接着剤中のＣｌイオンが少ないということは、硬化された樹脂の高純度化がなされ電気伝導度が軽減されてガルバニック腐食が起こりにくくなるということである。
【００５７】
本発明者らの検討によれば、上記請求項１に記載の導電性接着剤において、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度が１０ｐｐｍ以下となっていることが実験的に確認されており（図８参照）、そのようなＣｌイオン濃度であれば、ガルバニック腐食を適切に抑制することができ好ましい。
【００５８】
また、硬化された樹脂の吸水率としては、硬化後の導電性接着剤において、耐湿試験を行い、その試験前後の重量変化が吸水率に相当する。
【００５９】
請求項１３に記載の発明では、請求項１〜請求項１２に記載の導電性接着剤において、前記導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、８５℃、８５ＲＨ％の環境で３６４時間放置する耐湿試験を行った後の重量変化が２％以下であることを特徴としている。
【００６０】
本発明者らの検討によれば、上記請求項１に記載の導電性接着剤において、このような耐湿試験による重量変化が２％以下となっていることが実験的に確認されている（図９参照）。
【００６１】
これは、導電性接着剤の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用することで、硬化された樹脂の吸水率が下がったことによると考えられる。
【００６２】
また、請求項１４に記載の発明では、請求項１〜請求項１３に記載の導電性接着剤において、前記導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、そのガラス転移温度が１１０〜１６０℃であることを特徴としている。
【００６３】
本発明者らの検討によれば、上記請求項１に記載の導電性接着剤において、硬化後の導電性接着剤のガラス転移温度が１１０℃〜１６０℃程度の高Ｔｇ化が図られていることが実験的に確認されている（図７参照）。
【００６４】
また、請求項１５に記載の発明のように、請求項１〜請求項１４に記載の導電性接着剤においては、前記導電フィラーは、前記導電フィラー同士にて、または、回路基板（１０）の電極（１１）もしくは電子部品（２０）の卑金属電極（２１）と融着するものにすることができる。
【００６５】
また、請求項１６に記載の発明では、請求項１ないし請求項１５のいずれか１つに記載の導電性接着剤（３０）を介して、回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を搭載し、導電性接着剤（３０）を加熱硬化することにより、電子部品（２０）と回路基板（１０）とを接続してなる電子装置が提供される。
【００６６】
それによれば、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することのできる導電性接着剤を用いた電子装置を提供することができる。
【００６７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００６９】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る導電性接着剤３０を用いた電子装置Ｓ１の概略断面構成を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）中の丸で囲んだＢ部における導電性接着剤３０の硬化前の状態を示す拡大図である。
【００７０】
回路基板１０の上に電子部品２０が搭載され、回路基板１０の電極１１と電子部品２０の電極２１とが導電性接着剤３０を介して電気的に接続されている。なお、以下、回路基板１０の電極１１を基板電極１１、電子部品２０の電極２１を部品電極２１ということにする。
【００７１】
回路基板１０は、セラミック基板やプリント基板、あるいはリードフレームなどを採用することができ、特に限定されるものではない。
【００７２】
基板電極１１は、回路基板１０の一面に形成されており、たとえば、Ａｇ、ＡｇＳｎおよびＡｇＰｄなどのＡｇ系金属や、ＣｕおよびＣｕＮｉなどのＣｕ系金属や、Ｎｉ系金属、あるいはＡｕ等の材料を用いた厚膜やめっきから構成されたものである。
【００７３】
電子部品２０としては、コンデンサや抵抗、半導体素子などの表面実装部品を採用することができる。図１（ａ）に示される例では、電子部品２０はチップコンデンサを用いた例として示してある。また、部品電極２１はＳｎ系の卑金属電極である。
【００７４】
このようなＳｎ系の卑金属電極としての部品電極２１としては、Ｓｎ、ＳｎＣｕ、ＳｎＢｉ、ＳｎＣｕなどの金属などが挙げられる。ここでは、部品電極２１は、めっきされたＳｎ電極が用いられている。
【００７５】
導電性接着剤３０は、主剤、硬化剤、硬化促進剤（硬化触媒）、カップリング剤、希釈剤を含有する樹脂３１と導電フィラー３２とからなる（図１（ｂ）参照）。その使用材料は、還元効果機能を有する、高純度で低吸水率となる硬化物となる、耐熱性のある硬化物となるといった特徴を発現するもので、作業性・ペースト適性も考慮し選択したものである。
【００７６】
このような電子装置Ｓ１は、回路基板１０上に電子部品２０を搭載し、基板電極１１上に導電性接着剤３０を介して部品電極２１を接触させ、導電性接着剤３０を加熱硬化することにより、電子部品２０と回路基板１０とを接続することにより製造される。
【００７７】
本実施形態の導電性接着剤３０について、さらに特徴点を中心に具体的に述べることとする。
【００７８】
この導電性接着剤３０は、主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラー３２とを含んでなり、導電フィラー３２は、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属（たとえばＣｕなど）とからなるものであり、酸無水物とフェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５である。
【００７９】
ここで、主剤として使用されるナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂としては、作業性を考慮し液状のビスフェノール型エポキシ樹脂をはじめ、耐熱性を持たすためにビスフェノール樹脂中に固形のビフェニル型エポキシ樹脂および３官能フェノール型エポキシ樹脂を含む液状エポキシ樹脂や、ナフタレン骨格をもつ液状エポキシ樹脂などを採用することができる。
【００８０】
本例の導電性接着剤３０では、特に耐湿性と耐熱性を考慮しナフタレン骨格をもつ液状エポキシ樹脂として、ジヒドロキシナフタレン・ジグリシジルエーテルを、主剤として採用している。
【００８１】
硬化剤として酸無水物を使用するのは、酸無水物は還元効果があることから、硬化物の高Ｔｇ化・低吸水率化・高純度物性を持たせるためである。ただし、酸無水物自身の吸湿による硬化性・特性劣化が起きないように、より低吸湿性の酸無水物を選択することが好ましい。
【００８２】
特に、本例では、好ましい酸無水物として、１−Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−４−ｍｅｔｈｙｌｂｉｃｙｃｌｏ−［２．２．２］ｏｃｔ−５−ｅｎｅ−２，３−ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅと、３，４−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−６−（２−ｍｅｔｈｙｌ−１−ｐｒｏｐｅｎｙｌ）−１，２，３，６−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｈｔｈａｌｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅとの混合物を採用している。
【００８３】
また、硬化剤としては、導電性接着剤３０の印刷性や硬化物の弾性を考慮し、酸無水物とフェノール樹脂との併用したものを採用する。フェノール樹脂としては、ノボラックフェノールが好ましく、そのノボラックフェノールとしては作業性も考慮し、より低粘度のアリルフェノールがより好ましい。
【００８４】
そして、硬化剤である酸無水物とフェノール樹脂とは、併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９とすることが好ましく、特に酸無水物とフェノール樹脂との比は、５０／５０がより好ましい。
【００８５】
硬化触媒は、還元性とペーストポットライフと硬化性を考慮し、硬化性のやや遅い粉状のイミダゾールかマイクロカプセル化されたイミダゾールを採用し、その添加量は３〜１２重量％とする。特に、本例では、好ましいものとして、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に分散されたマイクロカプセル化イミダゾールを採用する。
【００８６】
また、限定するものではないが、カップリング剤としては、本例では、エポキシ基を含有するシランカップリング剤を採用し、添加量は０．５重量％とする。希釈剤としては、たとえば、非アルコール系の反応性希釈剤および溶剤を採用するが、特に本例では、環状脂肪族エポキシ樹脂を採用する。
【００８７】
また、導電フィラー３２は、上述したように、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属（たとえばＣｕなど）とからなるものであるが、当該他の金属は、Ａｇ−Ｓｎ間の電位差緩和の目的で含まれている。
【００８８】
また、導電性接着剤３０において、この導電フィラー３２と樹脂３１成分との配合比率は、重量比として８２／１８〜９０／１０であり、特に本例では、好ましい比として８８／１２としている。
【００８９】
具体的に、導電フィラー３２としては、Ａｇと他の金属との合金からなる合金フィラーであるものや、Ａｇからなる第１のフィラーと他の金属からなる第２のフィラーとの混合物であるものを採用することができる。ここで、上記各フィラーの形状は、特に限定しないが、たとえばフレーク状とすることができる。
【００９０】
本例では、導電フィラー３２は、Ａｇと他の金属であるＣｕとの合金すなわちＡｇＣｕ合金からなるフレーク状の合金フィラーである。ここで、ＡｇとＣｕとの比率は、Ａｇ／Ｃｕ＝６０／４０〜９５／５の範囲が望ましい。
【００９１】
また、図１（ｂ）に示されるように、導電フィラー３２である合金フィラーの表面には、他の金属よりも貴な金属からなる微粒子３３がコーティングされているものであってもよい。
【００９２】
なお、本例では、導電フィラー３２は、Ａｇと他の金属との合金フィラーであり、その表面に上記微粒子３３がコーティングされているが、導電フィラー３２を、上述のように第１のフィラーと第２のフィラーとから構成されたものにした場合には、第１のフィラーもしくは第２のフィラーの表面に、上記微粒子３３がコーティングされているものであってもよい。
【００９３】
この微粒子３３は、たとえば、その粒径が１〜５００ｎｍであるナノサイズのＡｇ粒子を、合金フィラー表面にコーティングしたものにでき、導電経路を補助する目的で設けられるものである。そのため、微粒子３３はコーティングされたものでなくてもよく、導電フィラー３２の間に混合されていてもよい。そして、微粒子３３の比率は、フィラーの３０％以下程度である。
【００９４】
上述したように、本例の導電フィラー３２は、ＡｇとＣｕとの合金フィラーであり、その表面にＡｇからなる微粒子３３がコーティングされている。より具体的には、本例の導電フィラー３２は、Ａｇ７０Ｃｕ３０合金のフレーク状フィラーであって、その表面にナノサイズのＡｇを１５±５％コートしたものである。
【００９５】
そして、このような本例の導電フィラー３２においては、比表面積：０．５±０．３［ｍ2／ｇ］、Ｔａｐ密度：３．５±１．５［ｇ／ｍ3］であり、粒径については、Ｄ５０：５±２［ｕｍ］、Ｄ９０：１０±３［ｕｍ］である。
【００９６】
ここで、上述してきた本例の導電性接着剤３０の硬化条件について述べておく。本例の導電性接着剤３０は、ナノサイズまたはサブミクロンサイズのＡｇ微粒子３３をコートした導電フィラー３２を有するものであり、このＡｇ微粒子３３は、１２０℃〜２５０℃程度の低温で融着機能を発揮することが可能である。
【００９７】
また、搭載する電子部品２０の耐熱性はリフロー条件までしか保証されない。また、本例の導電性接着剤３０における樹脂３１は１５０℃程度で硬化反応が促進することと、樹脂３１中のボイドの原因となる反応性希釈剤の揮発を行なうためには、１００℃でプリヒートしておくことが有効である。
【００９８】
また、電子部品２０の部品電極２１がＳｎであるので、Ｓｎの融点（２３１℃）以上まで上げると、接続抵抗が劣化し、部品接続強度評価を行なうと破壊部位が接続界面となることもわかっている。
【００９９】
以上のことを考慮すると、本例の導電性接着剤３０の硬化は、１００℃／３０分→１５０℃／６０分、または、１００℃／３０分→２００℃／１分→１５０℃／６０分、または、１００℃／３０分→１５０℃／６０分→２００℃／１分、といった条件で行うことが望ましい。さらに、導電フィラー３２がＡｇＣｕ合金であり、Ｃｕの酸化を抑制するためには、硬化は窒素（Ｎ2）雰囲気で行うことが望ましい。
【０１００】
以上述べてきたように、本実施形態によれば、回路基板１０上にＳｎ系の卑金属電極２１を有する電子部品２０を接続するときに使用される導電性接着剤３０において、主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラー３２とを含んでなり、導電フィラー３２は、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものであり、前記酸無水物と前記フェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５であることを特徴とする導電性接着剤３０が提供される。
【０１０１】
まず、本実施形態によれば、導電性接着剤３０の硬化剤として酸無水物、硬化促進剤としてイミダゾールを用いれば、これら酸無水物およびイミダゾールによって、部品電極２１の表面に形成されている初期酸化膜２１ａの還元除去が実現される。
【０１０２】
なお、本発明者らは、この酸無水物およびイミダゾールによる還元作用について、共晶ハンダボールの表面に酸化膜を形成し、これを酸無水物およびイミダゾールと混合し、熱処理するという流れの中で、酸化膜形成後のハンダボールと、さらに熱処理後のハンダボールとで、ＤＳＣ挙動を調べた。
【０１０３】
このＤＳＣ分析では、ハンダボールの表面に酸化膜が多く存在するほど、融点が高温側にシフトする。酸無水物、イミダゾールにより還元されると共晶半田の融点温度に近づくため、当該酸化膜の消失度合、すなわち酸無水物およびイミダゾールによる還元作用を確認することができ、実際に、その還元作用が確認された。
【０１０４】
本実施形態では、図１（ｂ）にはＳｎ電極である部品電極２１の表面にＳｎ酸化膜２１ａが形成されているが、この酸化膜２１ａは、硬化剤としての酸無水物、硬化促進剤としてのイミダゾールによって、還元され除去される。
【０１０５】
そのため、導電フィラー３２とＳｎ系の卑金属電極である部品電極２１との間で導通が確保され、接続抵抗の初期値の低減がなされる。このことについての具体的な効果は、本実施形態の導電性接着剤３０として例示されたものについて確認され、その結果が図２に示される。
【０１０６】
図２は、１５０℃の高温放置試験における試験時間（放置時間）と部品接続抵抗との関係を示す図である。図２において、白丸プロットは、本実施形態の導電性接着剤３０とＳｎ電極からなる部品電極２１とを接合した場合の結果である。
【０１０７】
また、図２中、白三角プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＳｎからなる卑金属電極を有する電子部品とを接合した場合（従来−卑金属）の結果であり、黒丸プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＡｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品とを接合した場合（貴金属）の結果である。この貴金属電極の結果は、現状において信頼性の点で実績のあるものである。
【０１０８】
図２に示されるように、本実施形態の場合は、従来の導電性接着剤を卑金属電極に接続する場合に比べて、接続抵抗の初期値の低減が実現されており、貴金属電極の場合と同様に実用レベルが確保されている。
【０１０９】
また、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、導電フィラー３２を、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものとしているため、卑金属電極である部品電極２１と導電フィラー３２との間の電位差を小さくでき、ガルバニック腐食が抑制される。
【０１１０】
また、主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用することで、硬化された樹脂３１の吸水率を下げ、高純度化することで電気伝導度を軽減できる。
【０１１１】
これらのことから、卑金属電極である部品電極２１表面のＳｎの酸化を抑制することができ、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制がなされる。このことについての具体的な効果は、本実施形態の導電性接着剤３０として例示されたものについて確認され、その結果が図３に示される。
【０１１２】
図３は、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図である。図３において、白丸プロットは、本実施形態の導電性接着剤３０とＳｎ電極からなる部品電極２１とを接合した場合の結果である。
【０１１３】
また、図３中、白三角プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＳｎからなる卑金属電極を有する電子部品とを接合した場合（従来−卑金属）の結果であり、黒丸プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＡｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品とを接合した場合（貴金属）の結果である。この貴金属電極の結果は、現状において信頼性の点で実績のあるものである。
【０１１４】
図３に示されるように、本実施形態の場合は、従来の導電性接着剤を卑金属電極に接続する場合に比べて、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制が実現されており、貴金属電極の場合と同様に実用レベルが確保されている。
【０１１５】
また、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂、硬化剤として酸無水物、硬化触媒としてイミダゾールを使用すれば、樹脂の高耐熱性、高Ｔｇを実現することができ、樹脂３１の熱による劣化を抑制し、それにより高温下における接続強度の確保がなされる。
【０１１６】
このことについての具体的な効果は、本実施形態の導電性接着剤３０として例示されたものについて確認され、その結果が図４に示される。
【０１１７】
図４は、１５０℃の高温放置試験における試験時間と部品接続強度との関係を示す図である。図４において、白丸プロットは、本実施形態の導電性接着剤３０とＳｎ電極からなる部品電極２１とを接合した場合の結果である。ここで、部品接続強度は引っ張り強度である。
【０１１８】
また、図４中、白三角プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＳｎからなる卑金属電極を有する電子部品とを接合した場合（従来−卑金属）の結果であり、黒丸プロットは、従来の一般的なＡｇフィラーを使用した導電性接着剤とＡｇ−Ｐｄからなる貴金属電極を有する電子部品とを接合した場合（貴金属）の結果である。この貴金属電極の結果は、現状において信頼性の点で実績のあるものである。
【０１１９】
図４に示されるように、本実施形態の場合は、従来の導電性接着剤を卑金属電極に接続する場合に比べて、高温下における接続強度の確保が実現されており、貴金属電極の場合と同様に実用レベルが確保されている。
【０１２０】
なお、この接続強度試験において、最終的な破壊形態は、本実施形態および貴金属の場合は、母材破壊であり、従来の導電性接着剤を非金属電極に接続する場合は、Ｓｎ界面剥離であった。
【０１２１】
また、上述したが、本実施形態の導電性接着剤３０では、硬化剤として、酸無水物およびフェノール樹脂が併用されている。
【０１２２】
酸無水物は、上述したように、酸化膜の還元除去、硬化された樹脂３１の高純度化および低吸水率化、高Ｔｇ化が実現でき、耐熱性や耐湿性の向上の点で有効である。しかし、酸無水物だけでは、導電性接着剤３０の印刷性や硬化後の樹脂３１の弾性を確保しにくいため、フェノール樹脂との併用が好ましい。
【０１２３】
本発明者らの検討によれば、硬化剤としてフェノールを併用することにより、硬化収縮応力を下げ、曲げ弾性率を上げることができることが実験的にわかった。その実験結果の一例を図５、図６に示す。
【０１２４】
図５は、フェノール樹脂（Ｐｈ）／酸無水物（Ａｎｈ）の比率と硬化収縮力との関係を示す図、図６は、フェノール樹脂（Ｐｈ）／酸無水物（Ａｎｈ）の比率と曲げ最大応力および曲げ弾性率との関係を示す図である。ここで、硬化収縮力については、カバーガラスの反り試験より求め、曲げ最大応力および曲げ弾性率については、３点支持の曲げ強度試験より求めた。
【０１２５】
樹脂３１の収縮による導電フィラー３２同士の接触確保や上記の印刷性、弾性確保などの点から、導電性接着剤３０の硬化収縮応力および曲げ弾性率は大きすぎても小さすぎても好ましくない。
【０１２６】
図５および図６に示される結果をふまえて、実用上、好ましい酸無水物とフェノール樹脂との比率は、酸無水物とフェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５である。この比率範囲ならば、耐ヒートサイクル性向上に有効で、さらにペースト塗布適性となり、有効である。
【０１２７】
また、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂の比率が上記の範囲であれば、導電性接着剤３０中のＣｌイオン濃度を小さくでき、高純度化が適切に実現できるとともに、高Ｔｇ化による高耐熱化が適切に実現できる。これらのことについての具体的な実験結果が、図７および図８に示される。
【０１２８】
図７は、フェノール樹脂（Ｐｈ）／酸無水物（Ａｎｈ）の比率とガラス転移温度との関係を示す図、図８は、フェノール樹脂（Ｐｈ）／酸無水物（Ａｎｈ）の比率とＣｌイオン濃度との関係を示す図である。
【０１２９】
ここで、Ｃｌイオン濃度の測定方法について述べておく。イオンクロマトグラフ分析法により、測定する。測定手順を以下に示す。
【０１３０】
［導電性接着剤塗布］
耐熱テープにてマスクを施したテフロン（登録商標）シート上の全面に、導電性接着剤３０を厚さを均一に薄くのばした形状で塗布する。
【０１３１】
［導電性接着剤硬化］
上記塗布された導電性接着剤３０を、恒温槽にて、所定の硬化条件（たとえば、１５０±５℃，６０±５ｍｉｎ）で硬化させる。
【０１３２】
［硬化膜の粉砕］
硬化され硬化膜となった導電性接着剤３０を、恒温槽から取り出した後、室温に戻してから、導電性接着剤３０の硬化膜をテフロン（登録商標）シートから剥がしてポリエチレン製の袋に入れ、袋の中でおおよそ５ｍｍ□の形状になるように砕き、粉砕粉とする。
【０１３３】
［抽出液の作製］
上記粉砕粉０．５±０．１ｇを、キャップ付きのテフロン（登録商標）容器に入れ、超純水２０ｍＬを加えた後キャップをして、プレッシャクッカ試験（１２１℃、２ａｔｍ）を２０ｈ実施した後、室温に戻した抽出液を試験液とする。
【０１３４】
［測定］
測定器（装置：島津製作所製イオンクロマトグラフＨＩＣ−６Ａ相当）により、試験液のＣｌ濃度を測定し、得られたチャートの定量計算値を４０倍したものを導電性接着剤のＣｌ濃度とする。
【０１３５】
まず、図７に示されるように、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、そのガラス転移温度が１１０℃〜１６０℃程度の高Ｔｇ化が図られている。これは、本実施形態では、主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂、硬化剤として酸無水物、硬化触媒としてイミダゾールを採用しているためである。
【０１３６】
また、上述したが、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度は、電気伝導度の軽減のために高純度化される樹脂の指標となる。そして、図８に示されるように、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、導電性接着剤中のＣｌイオン濃度が１０ｐｐｍ以下となっている。
【０１３７】
導電性接着剤中のＣｌイオンが少ないということは、硬化された樹脂の高純度化がなされ電気伝導度が軽減されてガルバニック腐食が起こりにくくなるということである。そして、本実施形態の導電性接着剤３０では、１０ｐｐｍ以下の低いＣｌイオン濃度を実現しており、ガルバニック腐食を適切に抑制できている。
【０１３８】
これは、上述したように、導電性接着剤３０の主剤としてナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂を採用し、硬化剤として酸無水物およびフェノール樹脂を採用し、硬化促進剤としてイミダゾールを採用したことによる。また、このような樹脂構成とすることで、硬化された樹脂の吸水率も下げることができる。
【０１３９】
この吸水率を下げることは、電気伝導度の軽減につながり上記ガルバニック腐食の抑制につながる。この吸水率の低減についての具体的な実験結果を、図９に示す。
【０１４０】
図９は、高温高湿放置時間と吸水率との関係を示す図である。この図９において、硬化された樹脂の吸水率としては、硬化後の導電性接着剤において、耐湿試験を行い、その試験前後の重量変化が吸水率に相当する。
【０１４１】
ここで、耐湿試験は、フィラーなしの樹脂成分のみで硬化塗膜を作製し、初期重量と、８５℃、８５ＲＨ％の環境で３６４時間放置する耐湿試験を行った後の重量とを測定し、その重量変化を吸水率（％）として求めたものである。
【０１４２】
図９において、白丸プロットは、本実施形態の導電性接着剤３０の主剤であるナフタレン系エポキシ樹脂の結果を示し、黒丸プロットは、比較例として従来の導電性接着剤の主剤であるビスフェノール系エポキシ樹脂の結果を示す。
【０１４３】
この図９に示されるように、本実施形態のナフタレン系エポキシ樹脂では、重量変化すなわち吸水率が１％程度以下に低減されている。つまり、実質的に、本実施形態の導電性接着剤３０は、硬化した後の硬化物において、８５℃、８５ＲＨ％の環境で３６４時間放置する耐湿試験を行った後の重量変化が２％以下であるものにできる。
【０１４４】
以上のように、上記特徴点を有する本実施形態の導電性接着剤３０によれば、上述した各成分の作用効果が適切に発揮されることにより、回路基板１０上にＳｎ系の卑金属電極２１を有する電子部品２０を接続するときに使用される導電性接着剤において、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することができる。
【０１４５】
また、上述したが、本実施形態の導電性接着剤３０においては、イミダゾールをマイクロカプセル化されたものとすることも特徴である。
【０１４６】
このように、イミダゾールをマイクロカプセル化すれば、導電性接着剤に熱をかける前に、硬化促進剤であるイミダゾールによる硬化が進行してしまうのを抑制することができ、好ましい。
【０１４７】
また、本実施形態の導電性接着剤３０においては、フェノール樹脂としてノボラックフェノールを採用することも特徴の一つである。
【０１４８】
また、本実施形態の導電性接着剤３０においては、導電フィラー３２と樹脂成分３１との配合比率を、重量比として８２／１８〜９０／１０とすることも特徴点である。
【０１４９】
また、本実施形態の導電性接着剤３０において、導電フィラー３２は、Ａｇと上記他の金属との合金からなる合金フィラーであるものにできることも特徴点である。
【０１５０】
さらに、この合金フィラーの表面に、上記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子３３がコーティングされていることが好ましいとしている。
【０１５１】
上記の合金フィラーは、Ａｇ単独よりも卑であるため、酸化しやすく、当該合金フィラーと相手側との間の接続抵抗が大きくなりやすい。そこで、他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子３３を合金フィラーにコーティングしてやれば、導電性接着剤の熱硬化により微粒子３３が融着するので、上記の合金フィラー単独の場合よりもフィラー間にて十分な接続がなされ当該接続抵抗を確保しやすい。
【０１５２】
また、上述したが、本実施形態の導電性接着剤３０において、導電フィラー３２は、Ａｇからなる第１のフィラーと上記他の金属からなる第２のフィラーとの混合物であるものにできる。
【０１５３】
ここで、上述したが、この第１のフィラーもしくは第２のフィラーの表面に、上記他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子３３がコーティングされていることが好ましいとしている。
【０１５４】
その理由は、上記合金フィラー３２表面への微粒子３３のコーティングを行った構成と同様であり、導電性接着剤３０の熱硬化による微粒子３３の融着により、フィラー間における十分な接続がなされ当該接続抵抗の確保をしやすい。
【０１５５】
また、上述したが、本実施形態の導電性接着剤３０においては、微粒子３３をコーティングする代わりに、導電フィラーの間に微粒子を混合されているものとしてもよい。
【０１５６】
それによる作用効果も、上記合金フィラー３２表面への微粒子３３のコーティングを行った構成と同様であり、導電性接着剤３０の熱硬化による微粒子３３の融着により、フィラー間における十分な接続がなされ当該接続抵抗の確保をしやすい。
【０１５７】
このように、本実施形態のの導電性接着剤３０においては、導電フィラーは、導電フィラー同士にて、または、回路基板１０の電極１１もしくは電子部品２０の卑金属電極２１と融着するものにすることができる。
【０１５８】
また、本実施形態においては、上述した各種の特徴点を有する導電性接着剤３０を介して、回路基板１０上にＳｎ系の卑金属電極２１を有する電子部品２０を搭載し、導電性接着剤３０を加熱硬化することにより、電子部品２０と回路基板１０とを接続してなる電子装置Ｓ１が提供される。
【０１５９】
それによれば、接続抵抗の初期値の低減、高温高湿下における接続抵抗の上昇の抑制、および、高温下における接続強度の確保を実現することのできる導電性接着剤３０を用いた電子装置Ｓ１を提供することができる。
【０１６０】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、電子部品としてチップコンデンサを用いた例を図示してあるが、電子部品としてはコンデンサや抵抗、半導体素子等の表面実装部品等を採用することができる。
【０１６１】
また、上記実施形態では、回路基板１０上に電子部品２０を搭載し、回路基板１０の電極１１と電子部品２０の電極２１とを導電性接着剤３０を介して接続しているが、このように実装を行った後、さらにパッケージ工程を行ってもよい。
【０１６２】
たとえば、図示しないが、図１に示される実装構造において、さらに基板（部品実装基板）にＡｌからなる放熱板を貼り付け、さらにこの放熱板とケースを接着し、その後シリコーンゲルで封止した構造としてもよい。
【０１６３】
ただし、パッケージ形態は、上記のものに限定されるものではなく、シリコーンゲルはあってもなくてもよいし、他の防湿コート材料に置き換えてもよい。
【０１６４】
また、たとえば、上記図１において、電子部品２０の回路基板１０への接続部またはその周辺部をアンダーフィル樹脂によって補強するようにしてもよい。また、モールド樹脂による封止構造を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】（ａ）本発明の実施形態に係る導電性接着剤を用いた電子装置の概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＢ部における導電性接着剤の硬化前の状態を示す拡大図である。
【図２】高温放置試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図である。
【図３】高温高湿試験における試験時間と部品接続抵抗との関係を示す図である。
【図４】高温放置試験における試験時間と部品接続強度との関係を示す図である。
【図５】フェノール樹脂／酸無水物の比率と硬化収縮力との関係を示す図である。
【図６】フェノール樹脂／酸無水物の比率と曲げ最大応力および曲げ弾性率との関係を示す図である。
【図７】フェノール樹脂／酸無水物の比率とガラス転移温度との関係を示す図である。
【図８】フェノール樹脂／酸無水物の比率とＣｌイオン濃度との関係を示す図である。
【図９】高温高湿放置時間と吸水率との関係を示す図である。
【図１０】（ａ）は導電性接着剤を用いた一般的な電子装置の概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ部における導電性接着剤の硬化前の状態を示す拡大図である。
【図１１】（ａ）は導電性接着剤における樹脂の収縮を示す図、（ｂ）は導電性接着剤における導電フィラーの接触の様子を示す図、（ｃ）は導電性接着剤における高温高湿下の影響を示す図、（ｄ）は導電性接着剤における高温下の影響を示す図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１０…回路基板、２０…電子部品、
２１…Ｓｎ系の卑金属電極としての電子部品の電極、３０…導電性接着剤。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を接続するときに使用される導電性接着剤において、
主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラーとを含んでなり、
前記導電フィラーは、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものであり、
前記酸無水物と前記フェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５であることを特徴とする導電性接着剤。
【請求項２】
前記イミダゾールは、マイクロカプセル化されたものであることを特徴とする請求項１に記載の導電性接着剤。
【請求項３】
前記フェノール樹脂は、ノボラックフェノールであることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性接着剤。
【請求項４】
前記導電フィラーと樹脂成分との配合比率は、重量比として８２／１８〜９０／１０であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項５】
前記導電フィラーは、Ａｇと前記他の金属との合金からなる合金フィラーであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項６】
前記導電フィラーは、Ａｇからなる第１のフィラーと前記他の金属からなる第２のフィラーとの混合物であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項７】
前記合金フィラーの表面には、前記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子がコーティングされていることを特徴とする請求項５に記載の導電性接着剤。
【請求項８】
前記第１のフィラーもしくは前記第２のフィラーの表面には、前記他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子がコーティングされていることを特徴とする請求項６に記載の導電性接着剤。
【請求項９】
前記導電フィラーの間には、前記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子が混合されていることを特徴とする請求項５または６に記載の導電性接着剤。
【請求項１０】
前記微粒子の粒径は、１〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１１】
前記他の金属はＣｕであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１２】
前記導電性接着剤中のＣｌイオン濃度が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１３】
前記導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、８５℃、８５ＲＨ％の環境で３６４時間放置する耐湿試験を行った後の重量変化が２％以下であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１４】
前記導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、そのガラス転移温度が１１０〜１６０℃であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１５】
前記導電フィラーは、前記導電フィラー同士にて、または、前記回路基板（１０）の電極（１１）もしくは前記電子部品（２０）の前記卑金属電極（２１）と融着するものであることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の導電性接着剤（３０）を介して、回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を搭載し、前記導電性接着剤（３０）を加熱硬化することにより、前記電子部品（２０）と前記回路基板（１０）とを接続してなる電子装置。
【請求項１】
回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を接続するときに使用される導電性接着剤において、
主剤としてのナフタレン骨格を持つエポキシ樹脂と、硬化剤としての酸無水物およびフェノール樹脂と、硬化促進剤としてのイミダゾールと、導電フィラーとを含んでなり、
前記導電フィラーは、ＡｇとＡｇよりも卑であってＳｎよりも貴である他の金属とからなるものであり、
前記酸無水物と前記フェノール樹脂とは併用でエポキシ当量比を０．８当量とし、その内訳として９５／５〜５／９５であることを特徴とする導電性接着剤。
【請求項２】
前記イミダゾールは、マイクロカプセル化されたものであることを特徴とする請求項１に記載の導電性接着剤。
【請求項３】
前記フェノール樹脂は、ノボラックフェノールであることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性接着剤。
【請求項４】
前記導電フィラーと樹脂成分との配合比率は、重量比として８２／１８〜９０／１０であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項５】
前記導電フィラーは、Ａｇと前記他の金属との合金からなる合金フィラーであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項６】
前記導電フィラーは、Ａｇからなる第１のフィラーと前記他の金属からなる第２のフィラーとの混合物であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項７】
前記合金フィラーの表面には、前記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子がコーティングされていることを特徴とする請求項５に記載の導電性接着剤。
【請求項８】
前記第１のフィラーもしくは前記第２のフィラーの表面には、前記他の金属よりも貴な金属からなるからなる微粒子がコーティングされていることを特徴とする請求項６に記載の導電性接着剤。
【請求項９】
前記導電フィラーの間には、前記他の金属よりも貴な金属からなる微粒子が混合されていることを特徴とする請求項５または６に記載の導電性接着剤。
【請求項１０】
前記微粒子の粒径は、１〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１１】
前記他の金属はＣｕであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１２】
前記導電性接着剤中のＣｌイオン濃度が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１３】
前記導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、８５℃、８５ＲＨ％の環境で３６４時間放置する耐湿試験を行った後の重量変化が２％以下であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１４】
前記導電性接着剤を硬化した後の硬化物において、そのガラス転移温度が１１０〜１６０℃であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１５】
前記導電フィラーは、前記導電フィラー同士にて、または、前記回路基板（１０）の電極（１１）もしくは前記電子部品（２０）の前記卑金属電極（２１）と融着するものであることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の導電性接着剤（３０）を介して、回路基板（１０）上にＳｎ系の卑金属電極（２１）を有する電子部品（２０）を搭載し、前記導電性接着剤（３０）を加熱硬化することにより、前記電子部品（２０）と前記回路基板（１０）とを接続してなる電子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１２４６０７（Ｐ２００６−１２４６０７Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１８１３０（Ｐ２００４−３１８１３０）
【出願日】平成１６年１１月１日（２００４．１１．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（５９１２５２８６２）ナミックス株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１日（２００４．１１．１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（５９１２５２８６２）ナミックス株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
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