電子部品の実装構造
【課題】電極表面がＳｎ系金属からなる電子部品を基板上に搭載し、基板の電極と電子部品の電極とを導電性接着剤を介して接続してなる電子部品の実装構造において、良好な導通性を確保する。
【解決手段】電子部品２０の電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて、導電性接着剤３０は、樹脂３１から導電フィラー３２が露出して電子部品２０の電極２１と接触しているものであり、この界面にて単位面積当たりに露出する導電フィラー３２の面積割合を、フィラー露出率とすると、このフィラー露出率は４％以上である。
【解決手段】電子部品２０の電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて、導電性接着剤３０は、樹脂３１から導電フィラー３２が露出して電子部品２０の電極２１と接触しているものであり、この界面にて単位面積当たりに露出する導電フィラー３２の面積割合を、フィラー露出率とすると、このフィラー露出率は４％以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板上に搭載し、基板の電極と電子部品の電極とを導電性接着剤を介して接続してなる電子部品の実装構造に関し、特に電子部品の電極がＳｎ系金属電極からなるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境対応への意識の高まりからエレクトロニクス分野では、はんだ中の鉛（Ｐｂ）に対する規制対応として、鉛フリー実装技術、すなわち、鉛を使用しない材料で電子部品を実装する技術確立が急務となっている。
【０００３】
鉛フリー実装技術としては、主に鉛フリーはんだ、または導電性接着剤を用いた実装が検討されているが、樹脂接続であるがゆえの耐応力性や加工温度の低温化等のメリットが期待される導電性接着剤への注目がより高まっている。一般的に導電性接着剤は、樹脂中に導電フィラーとしての金属粒子などを分散させたものである。
【０００４】
ここで、はんだ接続される電子部品の電極の表面は、一般にＳｎ系の卑金属よりなる。このようなＳｎ系の卑金属電極は、具体的には、Ｎｉメッキなどの下地金属メッキ層の上に、Ｓｎ系金属、すなわちＳｎまたはＳｎＰｂ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇ、ＳｎＢｉ等のＳｎを主成分とする（５０％以上含有する）Ｓｎ合金からなるメッキを施し、このＳｎ系金属メッキ層を表層メッキ層としたものである。
【０００５】
そして、このような従来はんだ接続されていた電子部品を、導電性接着剤を用いて基板に実装することは、基板の電極に導電性接着剤を供給し、電子部品を搭載した後、樹脂を加熱硬化することにより行なわれる。この工程により、樹脂の収縮に伴い、樹脂中の導電フィラー同士の接触、あるいは、導電フィラーと部品電極や基板電極との接触がなされて導通が得られるとともに、接続部は樹脂で接着される。
【０００６】
前記工程において、導電性接着剤に使用される樹脂の硬化温度は一般的に１５０℃程度であり、２３０〜２４０℃程度の溶融温度が必要なはんだと比較するとかなり低い。そのため、実装部品や電子回路製品を構成している他の部材は、耐熱性の低い安価なものを使用することができ、製品コストを削減することができる。
【０００７】
たとえば、特許文献１では、樹脂収縮により互いに接触しやすいフィラーを並進・回転運動が少なく、複数の反応基を有した樹脂に分散した導電性接着剤を用いることにより、はんだの代替となり得るような良好な接合強度及び接続抵抗、並びに、優れた印刷性を得ることができるとされている。
【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】
【０００８】
しかしながら、本発明者の検討によれば、汎用の電子部品、すなわち、電極の表面がＳｎ系金属よりなる電子部品を用いた場合、はんだ代替としての導電性接着剤による良好な導通性の確保が困難であることがわかった。
【０００９】
従来の導電性接着剤の接続特性については、上記特許文献１などに記載されているように、材料の組成や物性に言及したものがほとんどであり、特に、電子部品の電極がＳｎ系金属である場合における導電性接着剤の接続特性については、ほとんど言及がなされていなかった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電極表面がＳｎ系金属からなる電子部品を基板上に搭載し、基板の電極と電子部品の電極とを導電性接着剤を介して接続してなる電子部品の実装構造において、良好な導通性を確保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、本発明者は鋭意検討を行った。上述したように、導電性接着剤においては、樹脂中の導電フィラー同士の接触、あるいは、導電フィラーと部品電極や基板電極との接触がなされて導通が得られることから、特に、Ｓｎ系金属よりなる部品電極と導電フィラーとの接触度合に着目した。
【００１２】
ここで、電子部品の電極の表面と導電性接着剤との界面では、導電性接着剤における樹脂から導電フィラーが露出して、当該フィラーが電子部品の電極と接触している。そこで、この界面にて単位面積当たりに樹脂より露出する導電フィラーの面積割合を、フィラー露出率とし、このフィラー露出率と導通性との関係を調査したところ、フィラー露出率が所定値以上のとき、導通性が劇的に向上することが実験的に確認された。
【００１３】
すなわち、本発明は、電子部品の電極（２１）の表面と導電性接着剤（３０）との界面にて、導電性接着剤（３０）は、樹脂（３１）から導電フィラー（３２）が露出して電子部品の電極（２１）と接触しているものであり、この界面にて単位面積当たりに露出する導電フィラー（３２）の面積割合を、フィラー露出率とすると、このフィラー露出率は４％以上であることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、検討の結果、実験的に見出したものであり、後述の図６に示されるように、フィラー露出率を４％以上とすれば、導電性接着剤（３０）を介した電極（１１、２１）間の導通性を劇的に低下させることができるため、良好な導通性を確保できる。
【００１５】
また、電子部品の電極（２１）と導電性接着剤（３０）との機械的な接続は、実質的に導電性接着剤（３０）における樹脂（３１）の接着作用によりなされるが、フィラー露出率があまり大きいと、電子部品の電極（２１）の表面と導電性接着剤（３０）との界面にて当該樹脂（３１）の割合が少なくなり、上記機械的な接続強度が低下する。
【００１６】
その点、フィラー露出率を３０％以下、好ましくは２０％以下にすれば、電子部品の電極（２１）と導電性接着剤（３０）との機械的な接続強度を実用レベルにて確保できる（後述の図６参照）。
【００１７】
また、冷熱衝撃に対する導通性の変動を実用レベルの範囲に留めるためには、後述の図９に示されるように、フィラー露出率を１０％以上とすることが好ましい。
【００１８】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る電子部品２０の基板１０への実装構造の概略断面構成を示す図であり、図２は、同実装構造における導電性接着剤３０の詳細構成を示す概略断面図である。
【００２１】
基板としての回路基板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。
【００２２】
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。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を主成分とするＡｇ系金属や、ＣｕおよびＣｕＮｉなどのＣｕを主成分とする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。
【００２３】
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に示される例では、電子部品２０はチップコンデンサとして示してある。
【００２４】
部品電極２１はＳｎ系の卑金属電極である。つまり、部品電極２１の表面はＳｎを主成分とするＳｎ系金属よりなる。図２に示される例では、部品電極２１は、下地金属層２１ａの上に、Ｓｎ系金属層２１ｂが形成されたものである。ここで、下地金属層２１ａは、ＣｕやＡｇなどの厚膜導体ペーストを塗布・硬化してなるものである。
【００２５】
また、Ｓｎ系金属層２１ｂすなわち部品電極２１の表層は、Ｓｎ系金属をメッキしてなるものである。ここで、Ｓｎ系金属とは、Ｓｎであるか、またはＳｎＰｂ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇ、ＳｎＢｉ等のＳｎを主成分とする（つまりＳｎを５０％以上含有する）Ｓｎ合金からなるものである。
【００２６】
また、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とからなるものである。具体的に樹脂３１としては、一般的なエポキシ樹脂などが挙げられ、導電フィラー３２としては、ＡｇやＣｕなどの一般的な材質が挙げられる。
【００２７】
また、導電フィラー３２について、さらに述べると、導電フィラー３２としては、異種の合金であったり、異種金属の混合物であってもよい。さらに、導電フィラー３２としては、その表面に、Ａｕなどの貴金属からなる微粒子がコーティングされているものであってもよい。
【００２８】
そして、図２に示されるように、導電性接着剤３０は、樹脂３１中に導電フィラー３２を分散させてなるものである。そして、樹脂３１中の導電フィラー３２同士の接触、および、導電フィラー３２と部品電極２１や基板電極１１との接触がなされており、これら接触により導電経路が形成され、当該電極１１、２１間の導通が得られている。また、当該電極１１、２１間の機械的な接続は樹脂３１の接着によりなされている。
【００２９】
ここで、導電性接着剤３０の硬化条件について述べると、電子部品２０の部品電極２１がＳｎ系金属であるので、Ｓｎの融点（２３１℃）以上まで上げると、接続抵抗が劣化する。このことを考慮すると、導電性接着剤３０の硬化は、たとえば、１００℃〜２００℃程度で行い、さらに、導電フィラー３２の酸化を抑制するために窒素雰囲気で硬化を行うことが望ましい。
【００３０】
次に、図１に示される本実施形態の実装構造を実現する実装方法について述べておく。まず、導電性接着剤３０を、マスク印刷またはディスペンスにより基板１０の基板電極１１上に供給する。
【００３１】
次に、基板電極１１と部品電極２１とを位置あわせした状態で基板１０の上に電子部品２０を搭載する。そして、導電性接着剤３０を加熱し、硬化させる。それにより、電子部品２０と基板１０との接続が完了し、上記図１に示される実装構造ができあがる。
【００３２】
このような実装構造においては、図２に示されるように、電子部品２０の部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて、導電性接着剤３０は、樹脂３１から導電フィラー３２が露出して部品電極２１と接触している。
【００３３】
ここで、電子部品２０の部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて単位面積当たりに樹脂３１より露出する導電フィラー３２の面積割合を、フィラー露出率とする。そして、本実施形態では、部品電極２１と基板電極１１との良好な導通性を確保するために、独自の構成として、このフィラー露出率を４％以上としている。
【００３４】
このような独自の構成を採用するに至った根拠を述べる。部品電極２１と導電フィラー３２との接触形態についての推定メカニズムは、次の通りである。ここでは、基板電極１１上に印刷された導電性接着剤３０に対して、それぞれ低荷重、高荷重にて電子部品２０を実装した直後の状態、さらに、これら各荷重の場合について導電性接着剤３０を硬化し、冷熱などの耐久試験を行った後の状態について考えた。
【００３５】
低荷重の場合は、高荷重の場合に比べて、実装直後の状態では、導電性接着剤３０における樹脂３１中の導電フィラー３２のうち部品電極２１に接触しているものの数が少ない。つまり、上記フィラー露出率が小さい。
【００３６】
そのため、耐久試験の後の状態では、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて部品電極２１と接触する導電フィラー３２が、樹脂３１の伸縮などにより変位して、部品電極２１から離れてしまうことが発生する。すると、部品電極２１と導電フィラー３２との接触面積すなわちフィラー露出率が減少し、部品電極２１と導電性接着剤３０との接続抵抗の上昇を引き起こす。
【００３７】
一方、高荷重の場合は、実装直後の状態では、部品電極２１に接触している導通フィラー３２の数が比較的多い。つまり、上記フィラー露出率が大きい。そのため、耐久試験後の状態にて、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて部品電極２１と接触する導電フィラー３２の数が減少しても、当該接触する導通フィラー３２の数は十分に確保される。
【００３８】
そのため、高荷重の場合は耐久試験の後の状態においても、部品電極２１と導電フィラー３２との接触面積すなわちフィラー露出率は、十分に確保され、部品電極２１と導電性接着剤３０との接続抵抗は実質的に変化しない。このようなメカニズムに考慮して、実装直後の状態すなわち初期状態で十分な接触面積を確保する必要があると考え、部品電極２１と導電フィラー３２との接触度合に着目した。
【００３９】
そして、電子部品２０の部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて単位面積当たりに露出する導電フィラー３２の面積割合であるフィラー露出率を、上記接触度合の指標とし、このフィラー露出率と導通性との関係を調査することとした。
【００４０】
ここで、フィラー露出率の測定方法は、次のように行った。図３は、当該測定方法を示す図である。まず、上記図１に示されるように電子部品２０と基板１０とを導電性接着剤３０により接続した後、たとえば２３０℃で加熱して部品電極２１の表面のＳｎを溶かす。そして、Ｓｎが溶けた状態で、電子部品２０を引っ張って剥離する。
【００４１】
すると、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、部品電極２１に導電性接着剤３０が付着しない状態で、電子部品２０が剥離する。そのため、図３（ｃ）に示される当該剥離後における導電性接着剤３０の表面３０ａでは、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面における状態が、実質的に変わることなく維持されている。
【００４２】
そこで、この剥離後における導電性接着剤３０の表面３０ａを、ＳＥＭなどの顕微鏡で観察する。図４は、この導電性接着剤３０の表面３０ａのＳＥＭ写真である。小円形状の多数の導電フィラー３２が比較的白く現れ、その隙間に位置する樹脂３１が比較的黒く現れており、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて導電フィラー３２が露出していることが確認される。
【００４３】
そして、フィラー露出率は、部品電極２１のうち最も導通に寄与する部位、具体的には、部品電極２１の中央部を含む部位にて、求める。具体的には、当該部位のＳＥＭ写真において上記白黒の状態で現れる導電フィラー３２と樹脂３１とを、画像処理によって二値化する。
【００４４】
たとえば、部品電極２１の中央部を含む部位に相当する導電性接着剤３０の表面のうち数十μｍ□程度の単位面積において、上記画像処理によって導電フィラー３２の面積を求める。そして、当該単位面積に占める導電フィラー３２の面積割合をフィラー露出率として百分率で表し、求めるのである。
【００４５】
本発明者は、このフィラー露出率を変えたときの、導通性としての接続抵抗および接続強度を調査した。図５は、これら接続抵抗および接続強度の測定要領を示す図である。電子部品２０は一般的な３２１６型コンデンサを用い、基板電極１１はＡｇ厚膜よりなるものとし、導電性接着剤３０は上記した例に示すものを用いた。
【００４６】
接続抵抗は、導電性接着剤３０を介して部品電極２１と基板電極１１との間に１０ｍＡの電流を流したときの電気抵抗であり、接続強度は一般的な引っ張り強度である。図６は、これら接続抵抗および接続抵抗とフィラー露出率とについての測定による関係を示すグラフである。
【００４７】
図６では、横軸にフィラー露出率（単位：％）、左側の縦軸に接続抵抗（単位：ｍΩ）、右側の縦軸に接続強度（単位：Ｎ）を示している。図６中、接続抵抗のグラフ曲線は実線、接続強度のグラフ曲線は一点鎖線にて示してある。
【００４８】
図６に示されるように、フィラー露出率が４％よりも少し小さいところあたりから、接続抵抗が指数的に急激に低下し、フィラー露出率が４％を超えると、接続抵抗の低下度合は飽和していく。
【００４９】
このように、フィラー露出率の４％は導通性に関して臨界的な意義を持つことから、本実施形態の実装構造では、フィラー露出率を４％以上としている。それにより、本実施形態では、導電性接着剤３０を介した導通性を劇的に低下をさせ、良好な導通性を確保することができる。
【００５０】
また、上述したように、部品電極２１と導電性接着剤３０との機械的な接続は、実質的に導電性接着剤３０における樹脂３１の接着作用によりなされるが、フィラー露出率があまり大きいと、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて樹脂３１の割合が少なくなり、機械的な接続強度が低下する。
【００５１】
図６に示されるように、フィラー露出率が大きくなっていき、２０％〜３０％のあたりで、接続強度は急激に小さくなっている。このことから、フィラー露出率を３０％以下、好ましくは２０％とすれば、部品電極２１と導電性接着剤３０との機械的な接続強度を実用レベルにて確保できると考えられる。なお、この図６と同様の傾向は、上記の調査例以外のこの種の実装構造における電子部品２０や基板電極１１においても確認された。
【００５２】
したがって、本実施形態の実装構造においては、導電性接着剤３０を介した電気的な接続特性および機械的な接続強度を考慮すれば、フィラー露出率は４％以上３０％以下、好ましくは４％以上２０％以下がよい。
【００５３】
次に、フィラー露出率を向上させるための具体的な手法について述べておく。基本的には、フィラー露出率を４％以上にするためには、電子部品２０や基板１０のサイズや種類に応じて、導電性接着剤３０の材質や粘度、あるいは実装時の荷重を調整してやればよい。そして、製品化にあたっては、４％以上のフィラー露出率となる条件を見出し、その条件に基づいて量産化すればよい。
【００５４】
たとえば、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面に多くの導電フィラー３２を近づけるための指針としては、（１）：樹脂３１の硬化収縮力の増大、（２）：樹脂３１の低粘度化、（３）：導電フィラー３２の最密充填化、といった各種の指針（１）〜（３）が挙げられる。
【００５５】
上記指針（１）については、樹脂３１の硬化収縮力を増大させることで、導電フィラー３２の接触圧の増大につながる。そのためには、樹脂３１として、硬化収縮力の大きい高架橋多官能エポキシなどを用いれば、導電性接着剤３０の硬化時の収縮力が大きくなり、その分、導電フィラー３２が露出しやすくなる。
【００５６】
上記指針（２）については、樹脂３１を溶剤で希釈することにより、樹脂３１の粘度を低下させることが可能である。そのような溶剤としては、たとえばブチルカルビトールなどが挙げられる。
【００５７】
上記指針（３）については、一般的なフレーク形状の導電フィラー３２に代えて、キュービック形状、球形状などの導電フィラー３２とすることにより、充填密度を大きくして縦方向の接続性すなわち部品電極２１から基板電極１１へ向かう方向の接続性を、大きくすることが可能である。そして、これら指針（１）〜（３）は、いずれか１つを採用してもよいし、すべてを同時に採用してもよい。
【００５８】
なお、フィラー露出率の向上とは直接関係ないが、導電性接着剤３０には、アミノフェネチルアルコールなどの還元剤が含有されていることが好ましい。それによれば、導電性接着剤３０の塗布・硬化工程中において、当該還元剤が作用して、部品電極２１の表面に形成されている酸化膜を除去することが可能となる。このことは、導通性の向上にとって有意義な効果である。
【００５９】
上記指針（１）〜（３）は主として導電性接着剤３０の材料面からの対策であるが、それ以外にも、実装条件からも対策が可能である。すなわち、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面に多くの導電フィラー３２を近づけ、フィラー露出率を大きくするためには、実装時において電子部品２０を基板１０へ押しつける荷重、すなわち実装荷重を増加させることが挙げられる。
【００６０】
図７は、１つの電子部品当たりの実装荷重（単位：Ｎ）とフィラー露出率（単位：％）とについて本発明者が実験的に調査した結果を示すグラフである。ここで、電子部品２０および基板電極１１は上記図５と同様であり、導電性接着剤３０は導電フィラー３２の含有量が８８重量％、導電性接着剤３０の粘度が１０００Ｐａ・ｓとした。
【００６１】
図７に示されるように、実装荷重が大きくなるにつれてフィラー露出率が大きくなっていくことが確認された。このことは、実装荷重が大きくなれば、導電性接着剤３０の潰れも大きくなるため、上記界面に導電フィラー３２が露出しやすくなるという上記推定メカニズムに準じている。
【００６２】
実際に、図７にて調査したサンプルのいくつかについて、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面に相当する導電性接着剤３０の表面を、ＳＥＭ観察した。このＳＥＭ観察は、上記図３にと同様に、電子部品２０と基板１０とを導電性接着剤３０によりいったん接続した後、剥離させ、剥離後の導電性接着剤３０の表面を観察した。
【００６３】
図８は、その結果を示すＳＥＭ写真であり、(ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ実装荷重が０Ｎ、０．３Ｎ、０．５Ｎ、３．０Ｎの場合である。図８に示されるように、実装荷重が大きくなるにつれて、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面において、導電フィラー３２が多く露出している。
【００６４】
実際には、上記図７に示されるような実装荷重とフィラー露出率との関係を求めておき、所望のフィラー露出率となる実装荷重にて、電子部品２０を基板１０へ搭載することにより、フィラー露出率４％以上となった実装構造を作製することができる。なお、上記図７に示される関係は、あくまで一具体例を示すものである。
【００６５】
また、本発明者は、導電性接着剤３０による導通性が、温度サイクルなどの冷熱衝撃によって変化することも考慮して、冷熱サイクル試験を行った。図９は、この冷熱サイクル試験の評価結果を示す図である。
【００６６】
ここでは、フィラー露出率を変えたときの冷熱サイクル前後の接続抵抗の変化量を測定した。冷熱サイクルは、−４０℃と１２５℃との温度サイクルを２５０サイクル行った。接続抵抗としては、導電性接着剤３０を介した部品電極２１と基板電極１１との間の電気抵抗を、上記図５と同様の要領で測定した。
【００６７】
図９に示されるように、フィラー露出率が大きくなるにつれて、冷熱サイクル前後の接続抵抗の変化量は小さくなっていく。この変化量は小さい方が好ましいのはもちろんであるが、実用レベルでは１０ｍΩ以下が望ましい。１０ｍΩ以下ならば、実質的に電気特性への影響がない。
【００６８】
ここで、図９では、フィラー露出率が１０％以上のときに、冷熱サイクル前後の接続抵抗の変化量が１０ｍΩ以下のレベルを実現している。このことから、本実施形態においては、耐熱衝撃性に優れた導通性能を実現するためには、フィラー露出率は１０％以上であることが望ましい。
【００６９】
（他の実施形態）
また、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面に多くの導電フィラー３２を近づけるための方法としては、導電性接着剤３０の硬化前に基板１０を超音波をかけるようにしてもよい。
【００７０】
具体的には、超音波振動子により振動する台の上に、基板１０を搭載して実装工程を行うようにする。また、導電性接着剤３０の硬化前であるならば、電子部品２０に超音波をかけながら実装してもよいし、基板１０に超音波をかけながら電子部品２０の実装を行ってもよい。
【００７１】
また、実装構造としては、電極表面がＳｎ系金属よりなる電子部品を基板上に搭載し、基板電極と部品電極とを、樹脂中に導電フィラーを分散させてなる導電性接着剤を介して接続してなり、部品電極の表面と導電性接着剤との界面にて、導電性接着剤における樹脂から導電フィラーが露出して部品電極と接触して導通しているものであればよく、上記図１に示される実装構造に限定されるものではない。
【００７２】
たとえば、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。
【００７３】
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、さらにヒートシンクの取り付け、アンダーフィル充填などのパッケージ工程を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品の実装構造の概略断面図である。
【図２】図１に示される電子部品の実装構造における導電性接着剤の詳細構成を示す概略断面図である。
【図３】フィラー露出率の測定方法を示す図である。
【図４】導電性接着剤の表面のＳＥＭによる顕微鏡写真である。
【図５】接続抵抗および接続強度の測定要領を示す図である。
【図６】接続抵抗および接続抵抗とフィラー露出率との関係を示すグラフである。
【図７】実装荷重とフィラー露出率との関係を示すグラフである。
【図８】導電性接着剤の表面のＳＥＭによる顕微鏡写真であり、(ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ実装荷重が０Ｎ、０．３Ｎ、０．５Ｎ、３．０Ｎの場合である。
【図９】冷熱サイクル試験の評価結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…基板、１１…基板電極、２０…電子部品、２１…部品電極、
３０…導電性接着剤、３１…樹脂、３２…導電フィラー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板上に搭載し、基板の電極と電子部品の電極とを導電性接着剤を介して接続してなる電子部品の実装構造に関し、特に電子部品の電極がＳｎ系金属電極からなるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境対応への意識の高まりからエレクトロニクス分野では、はんだ中の鉛（Ｐｂ）に対する規制対応として、鉛フリー実装技術、すなわち、鉛を使用しない材料で電子部品を実装する技術確立が急務となっている。
【０００３】
鉛フリー実装技術としては、主に鉛フリーはんだ、または導電性接着剤を用いた実装が検討されているが、樹脂接続であるがゆえの耐応力性や加工温度の低温化等のメリットが期待される導電性接着剤への注目がより高まっている。一般的に導電性接着剤は、樹脂中に導電フィラーとしての金属粒子などを分散させたものである。
【０００４】
ここで、はんだ接続される電子部品の電極の表面は、一般にＳｎ系の卑金属よりなる。このようなＳｎ系の卑金属電極は、具体的には、Ｎｉメッキなどの下地金属メッキ層の上に、Ｓｎ系金属、すなわちＳｎまたはＳｎＰｂ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇ、ＳｎＢｉ等のＳｎを主成分とする（５０％以上含有する）Ｓｎ合金からなるメッキを施し、このＳｎ系金属メッキ層を表層メッキ層としたものである。
【０００５】
そして、このような従来はんだ接続されていた電子部品を、導電性接着剤を用いて基板に実装することは、基板の電極に導電性接着剤を供給し、電子部品を搭載した後、樹脂を加熱硬化することにより行なわれる。この工程により、樹脂の収縮に伴い、樹脂中の導電フィラー同士の接触、あるいは、導電フィラーと部品電極や基板電極との接触がなされて導通が得られるとともに、接続部は樹脂で接着される。
【０００６】
前記工程において、導電性接着剤に使用される樹脂の硬化温度は一般的に１５０℃程度であり、２３０〜２４０℃程度の溶融温度が必要なはんだと比較するとかなり低い。そのため、実装部品や電子回路製品を構成している他の部材は、耐熱性の低い安価なものを使用することができ、製品コストを削減することができる。
【０００７】
たとえば、特許文献１では、樹脂収縮により互いに接触しやすいフィラーを並進・回転運動が少なく、複数の反応基を有した樹脂に分散した導電性接着剤を用いることにより、はんだの代替となり得るような良好な接合強度及び接続抵抗、並びに、優れた印刷性を得ることができるとされている。
【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】
【０００８】
しかしながら、本発明者の検討によれば、汎用の電子部品、すなわち、電極の表面がＳｎ系金属よりなる電子部品を用いた場合、はんだ代替としての導電性接着剤による良好な導通性の確保が困難であることがわかった。
【０００９】
従来の導電性接着剤の接続特性については、上記特許文献１などに記載されているように、材料の組成や物性に言及したものがほとんどであり、特に、電子部品の電極がＳｎ系金属である場合における導電性接着剤の接続特性については、ほとんど言及がなされていなかった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電極表面がＳｎ系金属からなる電子部品を基板上に搭載し、基板の電極と電子部品の電極とを導電性接着剤を介して接続してなる電子部品の実装構造において、良好な導通性を確保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、本発明者は鋭意検討を行った。上述したように、導電性接着剤においては、樹脂中の導電フィラー同士の接触、あるいは、導電フィラーと部品電極や基板電極との接触がなされて導通が得られることから、特に、Ｓｎ系金属よりなる部品電極と導電フィラーとの接触度合に着目した。
【００１２】
ここで、電子部品の電極の表面と導電性接着剤との界面では、導電性接着剤における樹脂から導電フィラーが露出して、当該フィラーが電子部品の電極と接触している。そこで、この界面にて単位面積当たりに樹脂より露出する導電フィラーの面積割合を、フィラー露出率とし、このフィラー露出率と導通性との関係を調査したところ、フィラー露出率が所定値以上のとき、導通性が劇的に向上することが実験的に確認された。
【００１３】
すなわち、本発明は、電子部品の電極（２１）の表面と導電性接着剤（３０）との界面にて、導電性接着剤（３０）は、樹脂（３１）から導電フィラー（３２）が露出して電子部品の電極（２１）と接触しているものであり、この界面にて単位面積当たりに露出する導電フィラー（３２）の面積割合を、フィラー露出率とすると、このフィラー露出率は４％以上であることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、検討の結果、実験的に見出したものであり、後述の図６に示されるように、フィラー露出率を４％以上とすれば、導電性接着剤（３０）を介した電極（１１、２１）間の導通性を劇的に低下させることができるため、良好な導通性を確保できる。
【００１５】
また、電子部品の電極（２１）と導電性接着剤（３０）との機械的な接続は、実質的に導電性接着剤（３０）における樹脂（３１）の接着作用によりなされるが、フィラー露出率があまり大きいと、電子部品の電極（２１）の表面と導電性接着剤（３０）との界面にて当該樹脂（３１）の割合が少なくなり、上記機械的な接続強度が低下する。
【００１６】
その点、フィラー露出率を３０％以下、好ましくは２０％以下にすれば、電子部品の電極（２１）と導電性接着剤（３０）との機械的な接続強度を実用レベルにて確保できる（後述の図６参照）。
【００１７】
また、冷熱衝撃に対する導通性の変動を実用レベルの範囲に留めるためには、後述の図９に示されるように、フィラー露出率を１０％以上とすることが好ましい。
【００１８】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る電子部品２０の基板１０への実装構造の概略断面構成を示す図であり、図２は、同実装構造における導電性接着剤３０の詳細構成を示す概略断面図である。
【００２１】
基板としての回路基板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。
【００２２】
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。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を主成分とするＡｇ系金属や、ＣｕおよびＣｕＮｉなどのＣｕを主成分とする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。
【００２３】
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に示される例では、電子部品２０はチップコンデンサとして示してある。
【００２４】
部品電極２１はＳｎ系の卑金属電極である。つまり、部品電極２１の表面はＳｎを主成分とするＳｎ系金属よりなる。図２に示される例では、部品電極２１は、下地金属層２１ａの上に、Ｓｎ系金属層２１ｂが形成されたものである。ここで、下地金属層２１ａは、ＣｕやＡｇなどの厚膜導体ペーストを塗布・硬化してなるものである。
【００２５】
また、Ｓｎ系金属層２１ｂすなわち部品電極２１の表層は、Ｓｎ系金属をメッキしてなるものである。ここで、Ｓｎ系金属とは、Ｓｎであるか、またはＳｎＰｂ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇ、ＳｎＢｉ等のＳｎを主成分とする（つまりＳｎを５０％以上含有する）Ｓｎ合金からなるものである。
【００２６】
また、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とからなるものである。具体的に樹脂３１としては、一般的なエポキシ樹脂などが挙げられ、導電フィラー３２としては、ＡｇやＣｕなどの一般的な材質が挙げられる。
【００２７】
また、導電フィラー３２について、さらに述べると、導電フィラー３２としては、異種の合金であったり、異種金属の混合物であってもよい。さらに、導電フィラー３２としては、その表面に、Ａｕなどの貴金属からなる微粒子がコーティングされているものであってもよい。
【００２８】
そして、図２に示されるように、導電性接着剤３０は、樹脂３１中に導電フィラー３２を分散させてなるものである。そして、樹脂３１中の導電フィラー３２同士の接触、および、導電フィラー３２と部品電極２１や基板電極１１との接触がなされており、これら接触により導電経路が形成され、当該電極１１、２１間の導通が得られている。また、当該電極１１、２１間の機械的な接続は樹脂３１の接着によりなされている。
【００２９】
ここで、導電性接着剤３０の硬化条件について述べると、電子部品２０の部品電極２１がＳｎ系金属であるので、Ｓｎの融点（２３１℃）以上まで上げると、接続抵抗が劣化する。このことを考慮すると、導電性接着剤３０の硬化は、たとえば、１００℃〜２００℃程度で行い、さらに、導電フィラー３２の酸化を抑制するために窒素雰囲気で硬化を行うことが望ましい。
【００３０】
次に、図１に示される本実施形態の実装構造を実現する実装方法について述べておく。まず、導電性接着剤３０を、マスク印刷またはディスペンスにより基板１０の基板電極１１上に供給する。
【００３１】
次に、基板電極１１と部品電極２１とを位置あわせした状態で基板１０の上に電子部品２０を搭載する。そして、導電性接着剤３０を加熱し、硬化させる。それにより、電子部品２０と基板１０との接続が完了し、上記図１に示される実装構造ができあがる。
【００３２】
このような実装構造においては、図２に示されるように、電子部品２０の部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて、導電性接着剤３０は、樹脂３１から導電フィラー３２が露出して部品電極２１と接触している。
【００３３】
ここで、電子部品２０の部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて単位面積当たりに樹脂３１より露出する導電フィラー３２の面積割合を、フィラー露出率とする。そして、本実施形態では、部品電極２１と基板電極１１との良好な導通性を確保するために、独自の構成として、このフィラー露出率を４％以上としている。
【００３４】
このような独自の構成を採用するに至った根拠を述べる。部品電極２１と導電フィラー３２との接触形態についての推定メカニズムは、次の通りである。ここでは、基板電極１１上に印刷された導電性接着剤３０に対して、それぞれ低荷重、高荷重にて電子部品２０を実装した直後の状態、さらに、これら各荷重の場合について導電性接着剤３０を硬化し、冷熱などの耐久試験を行った後の状態について考えた。
【００３５】
低荷重の場合は、高荷重の場合に比べて、実装直後の状態では、導電性接着剤３０における樹脂３１中の導電フィラー３２のうち部品電極２１に接触しているものの数が少ない。つまり、上記フィラー露出率が小さい。
【００３６】
そのため、耐久試験の後の状態では、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて部品電極２１と接触する導電フィラー３２が、樹脂３１の伸縮などにより変位して、部品電極２１から離れてしまうことが発生する。すると、部品電極２１と導電フィラー３２との接触面積すなわちフィラー露出率が減少し、部品電極２１と導電性接着剤３０との接続抵抗の上昇を引き起こす。
【００３７】
一方、高荷重の場合は、実装直後の状態では、部品電極２１に接触している導通フィラー３２の数が比較的多い。つまり、上記フィラー露出率が大きい。そのため、耐久試験後の状態にて、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて部品電極２１と接触する導電フィラー３２の数が減少しても、当該接触する導通フィラー３２の数は十分に確保される。
【００３８】
そのため、高荷重の場合は耐久試験の後の状態においても、部品電極２１と導電フィラー３２との接触面積すなわちフィラー露出率は、十分に確保され、部品電極２１と導電性接着剤３０との接続抵抗は実質的に変化しない。このようなメカニズムに考慮して、実装直後の状態すなわち初期状態で十分な接触面積を確保する必要があると考え、部品電極２１と導電フィラー３２との接触度合に着目した。
【００３９】
そして、電子部品２０の部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて単位面積当たりに露出する導電フィラー３２の面積割合であるフィラー露出率を、上記接触度合の指標とし、このフィラー露出率と導通性との関係を調査することとした。
【００４０】
ここで、フィラー露出率の測定方法は、次のように行った。図３は、当該測定方法を示す図である。まず、上記図１に示されるように電子部品２０と基板１０とを導電性接着剤３０により接続した後、たとえば２３０℃で加熱して部品電極２１の表面のＳｎを溶かす。そして、Ｓｎが溶けた状態で、電子部品２０を引っ張って剥離する。
【００４１】
すると、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、部品電極２１に導電性接着剤３０が付着しない状態で、電子部品２０が剥離する。そのため、図３（ｃ）に示される当該剥離後における導電性接着剤３０の表面３０ａでは、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面における状態が、実質的に変わることなく維持されている。
【００４２】
そこで、この剥離後における導電性接着剤３０の表面３０ａを、ＳＥＭなどの顕微鏡で観察する。図４は、この導電性接着剤３０の表面３０ａのＳＥＭ写真である。小円形状の多数の導電フィラー３２が比較的白く現れ、その隙間に位置する樹脂３１が比較的黒く現れており、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて導電フィラー３２が露出していることが確認される。
【００４３】
そして、フィラー露出率は、部品電極２１のうち最も導通に寄与する部位、具体的には、部品電極２１の中央部を含む部位にて、求める。具体的には、当該部位のＳＥＭ写真において上記白黒の状態で現れる導電フィラー３２と樹脂３１とを、画像処理によって二値化する。
【００４４】
たとえば、部品電極２１の中央部を含む部位に相当する導電性接着剤３０の表面のうち数十μｍ□程度の単位面積において、上記画像処理によって導電フィラー３２の面積を求める。そして、当該単位面積に占める導電フィラー３２の面積割合をフィラー露出率として百分率で表し、求めるのである。
【００４５】
本発明者は、このフィラー露出率を変えたときの、導通性としての接続抵抗および接続強度を調査した。図５は、これら接続抵抗および接続強度の測定要領を示す図である。電子部品２０は一般的な３２１６型コンデンサを用い、基板電極１１はＡｇ厚膜よりなるものとし、導電性接着剤３０は上記した例に示すものを用いた。
【００４６】
接続抵抗は、導電性接着剤３０を介して部品電極２１と基板電極１１との間に１０ｍＡの電流を流したときの電気抵抗であり、接続強度は一般的な引っ張り強度である。図６は、これら接続抵抗および接続抵抗とフィラー露出率とについての測定による関係を示すグラフである。
【００４７】
図６では、横軸にフィラー露出率（単位：％）、左側の縦軸に接続抵抗（単位：ｍΩ）、右側の縦軸に接続強度（単位：Ｎ）を示している。図６中、接続抵抗のグラフ曲線は実線、接続強度のグラフ曲線は一点鎖線にて示してある。
【００４８】
図６に示されるように、フィラー露出率が４％よりも少し小さいところあたりから、接続抵抗が指数的に急激に低下し、フィラー露出率が４％を超えると、接続抵抗の低下度合は飽和していく。
【００４９】
このように、フィラー露出率の４％は導通性に関して臨界的な意義を持つことから、本実施形態の実装構造では、フィラー露出率を４％以上としている。それにより、本実施形態では、導電性接着剤３０を介した導通性を劇的に低下をさせ、良好な導通性を確保することができる。
【００５０】
また、上述したように、部品電極２１と導電性接着剤３０との機械的な接続は、実質的に導電性接着剤３０における樹脂３１の接着作用によりなされるが、フィラー露出率があまり大きいと、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面にて樹脂３１の割合が少なくなり、機械的な接続強度が低下する。
【００５１】
図６に示されるように、フィラー露出率が大きくなっていき、２０％〜３０％のあたりで、接続強度は急激に小さくなっている。このことから、フィラー露出率を３０％以下、好ましくは２０％とすれば、部品電極２１と導電性接着剤３０との機械的な接続強度を実用レベルにて確保できると考えられる。なお、この図６と同様の傾向は、上記の調査例以外のこの種の実装構造における電子部品２０や基板電極１１においても確認された。
【００５２】
したがって、本実施形態の実装構造においては、導電性接着剤３０を介した電気的な接続特性および機械的な接続強度を考慮すれば、フィラー露出率は４％以上３０％以下、好ましくは４％以上２０％以下がよい。
【００５３】
次に、フィラー露出率を向上させるための具体的な手法について述べておく。基本的には、フィラー露出率を４％以上にするためには、電子部品２０や基板１０のサイズや種類に応じて、導電性接着剤３０の材質や粘度、あるいは実装時の荷重を調整してやればよい。そして、製品化にあたっては、４％以上のフィラー露出率となる条件を見出し、その条件に基づいて量産化すればよい。
【００５４】
たとえば、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面に多くの導電フィラー３２を近づけるための指針としては、（１）：樹脂３１の硬化収縮力の増大、（２）：樹脂３１の低粘度化、（３）：導電フィラー３２の最密充填化、といった各種の指針（１）〜（３）が挙げられる。
【００５５】
上記指針（１）については、樹脂３１の硬化収縮力を増大させることで、導電フィラー３２の接触圧の増大につながる。そのためには、樹脂３１として、硬化収縮力の大きい高架橋多官能エポキシなどを用いれば、導電性接着剤３０の硬化時の収縮力が大きくなり、その分、導電フィラー３２が露出しやすくなる。
【００５６】
上記指針（２）については、樹脂３１を溶剤で希釈することにより、樹脂３１の粘度を低下させることが可能である。そのような溶剤としては、たとえばブチルカルビトールなどが挙げられる。
【００５７】
上記指針（３）については、一般的なフレーク形状の導電フィラー３２に代えて、キュービック形状、球形状などの導電フィラー３２とすることにより、充填密度を大きくして縦方向の接続性すなわち部品電極２１から基板電極１１へ向かう方向の接続性を、大きくすることが可能である。そして、これら指針（１）〜（３）は、いずれか１つを採用してもよいし、すべてを同時に採用してもよい。
【００５８】
なお、フィラー露出率の向上とは直接関係ないが、導電性接着剤３０には、アミノフェネチルアルコールなどの還元剤が含有されていることが好ましい。それによれば、導電性接着剤３０の塗布・硬化工程中において、当該還元剤が作用して、部品電極２１の表面に形成されている酸化膜を除去することが可能となる。このことは、導通性の向上にとって有意義な効果である。
【００５９】
上記指針（１）〜（３）は主として導電性接着剤３０の材料面からの対策であるが、それ以外にも、実装条件からも対策が可能である。すなわち、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面に多くの導電フィラー３２を近づけ、フィラー露出率を大きくするためには、実装時において電子部品２０を基板１０へ押しつける荷重、すなわち実装荷重を増加させることが挙げられる。
【００６０】
図７は、１つの電子部品当たりの実装荷重（単位：Ｎ）とフィラー露出率（単位：％）とについて本発明者が実験的に調査した結果を示すグラフである。ここで、電子部品２０および基板電極１１は上記図５と同様であり、導電性接着剤３０は導電フィラー３２の含有量が８８重量％、導電性接着剤３０の粘度が１０００Ｐａ・ｓとした。
【００６１】
図７に示されるように、実装荷重が大きくなるにつれてフィラー露出率が大きくなっていくことが確認された。このことは、実装荷重が大きくなれば、導電性接着剤３０の潰れも大きくなるため、上記界面に導電フィラー３２が露出しやすくなるという上記推定メカニズムに準じている。
【００６２】
実際に、図７にて調査したサンプルのいくつかについて、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面に相当する導電性接着剤３０の表面を、ＳＥＭ観察した。このＳＥＭ観察は、上記図３にと同様に、電子部品２０と基板１０とを導電性接着剤３０によりいったん接続した後、剥離させ、剥離後の導電性接着剤３０の表面を観察した。
【００６３】
図８は、その結果を示すＳＥＭ写真であり、(ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ実装荷重が０Ｎ、０．３Ｎ、０．５Ｎ、３．０Ｎの場合である。図８に示されるように、実装荷重が大きくなるにつれて、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面において、導電フィラー３２が多く露出している。
【００６４】
実際には、上記図７に示されるような実装荷重とフィラー露出率との関係を求めておき、所望のフィラー露出率となる実装荷重にて、電子部品２０を基板１０へ搭載することにより、フィラー露出率４％以上となった実装構造を作製することができる。なお、上記図７に示される関係は、あくまで一具体例を示すものである。
【００６５】
また、本発明者は、導電性接着剤３０による導通性が、温度サイクルなどの冷熱衝撃によって変化することも考慮して、冷熱サイクル試験を行った。図９は、この冷熱サイクル試験の評価結果を示す図である。
【００６６】
ここでは、フィラー露出率を変えたときの冷熱サイクル前後の接続抵抗の変化量を測定した。冷熱サイクルは、−４０℃と１２５℃との温度サイクルを２５０サイクル行った。接続抵抗としては、導電性接着剤３０を介した部品電極２１と基板電極１１との間の電気抵抗を、上記図５と同様の要領で測定した。
【００６７】
図９に示されるように、フィラー露出率が大きくなるにつれて、冷熱サイクル前後の接続抵抗の変化量は小さくなっていく。この変化量は小さい方が好ましいのはもちろんであるが、実用レベルでは１０ｍΩ以下が望ましい。１０ｍΩ以下ならば、実質的に電気特性への影響がない。
【００６８】
ここで、図９では、フィラー露出率が１０％以上のときに、冷熱サイクル前後の接続抵抗の変化量が１０ｍΩ以下のレベルを実現している。このことから、本実施形態においては、耐熱衝撃性に優れた導通性能を実現するためには、フィラー露出率は１０％以上であることが望ましい。
【００６９】
（他の実施形態）
また、部品電極２１の表面と導電性接着剤３０との界面に多くの導電フィラー３２を近づけるための方法としては、導電性接着剤３０の硬化前に基板１０を超音波をかけるようにしてもよい。
【００７０】
具体的には、超音波振動子により振動する台の上に、基板１０を搭載して実装工程を行うようにする。また、導電性接着剤３０の硬化前であるならば、電子部品２０に超音波をかけながら実装してもよいし、基板１０に超音波をかけながら電子部品２０の実装を行ってもよい。
【００７１】
また、実装構造としては、電極表面がＳｎ系金属よりなる電子部品を基板上に搭載し、基板電極と部品電極とを、樹脂中に導電フィラーを分散させてなる導電性接着剤を介して接続してなり、部品電極の表面と導電性接着剤との界面にて、導電性接着剤における樹脂から導電フィラーが露出して部品電極と接触して導通しているものであればよく、上記図１に示される実装構造に限定されるものではない。
【００７２】
たとえば、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。
【００７３】
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、さらにヒートシンクの取り付け、アンダーフィル充填などのパッケージ工程を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品の実装構造の概略断面図である。
【図２】図１に示される電子部品の実装構造における導電性接着剤の詳細構成を示す概略断面図である。
【図３】フィラー露出率の測定方法を示す図である。
【図４】導電性接着剤の表面のＳＥＭによる顕微鏡写真である。
【図５】接続抵抗および接続強度の測定要領を示す図である。
【図６】接続抵抗および接続抵抗とフィラー露出率との関係を示すグラフである。
【図７】実装荷重とフィラー露出率との関係を示すグラフである。
【図８】導電性接着剤の表面のＳＥＭによる顕微鏡写真であり、(ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ実装荷重が０Ｎ、０．３Ｎ、０．５Ｎ、３．０Ｎの場合である。
【図９】冷熱サイクル試験の評価結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…基板、１１…基板電極、２０…電子部品、２１…部品電極、
３０…導電性接着剤、３１…樹脂、３２…導電フィラー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）上に電子部品（２０）を搭載し、前記基板の電極（１１）と前記電子部品の電極（２１）とを導電性接着剤（３０）を介して接続してなり、
前記電子部品の電極（２１）の表面は、Ｓｎ系金属よりなり、
前記導電性接着剤（３０）は、樹脂（３１）中に導電フィラー（３２）を分散させてなるものである電子部品の実装構造において、
前記電子部品の電極（２１）の表面と前記導電性接着剤（３０）との界面にて、前記導電性接着剤（３０）は、前記樹脂（３１）から前記導電フィラー（３２）が露出して前記電子部品の電極（２１）と接触しているものであり、
前記界面にて単位面積当たりに露出する前記導電フィラー（３２）の面積割合を、フィラー露出率とすると、前記フィラー露出率は４％以上であることを特徴とする電子部品の実装構造。
【請求項２】
前記フィラー露出率は、３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
【請求項３】
前記フィラー露出率は、２０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の実装構造。
【請求項４】
前記フィラー露出率は、１０％以上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つに記載の電子部品の実装構造。
【請求項１】
基板（１０）上に電子部品（２０）を搭載し、前記基板の電極（１１）と前記電子部品の電極（２１）とを導電性接着剤（３０）を介して接続してなり、
前記電子部品の電極（２１）の表面は、Ｓｎ系金属よりなり、
前記導電性接着剤（３０）は、樹脂（３１）中に導電フィラー（３２）を分散させてなるものである電子部品の実装構造において、
前記電子部品の電極（２１）の表面と前記導電性接着剤（３０）との界面にて、前記導電性接着剤（３０）は、前記樹脂（３１）から前記導電フィラー（３２）が露出して前記電子部品の電極（２１）と接触しているものであり、
前記界面にて単位面積当たりに露出する前記導電フィラー（３２）の面積割合を、フィラー露出率とすると、前記フィラー露出率は４％以上であることを特徴とする電子部品の実装構造。
【請求項２】
前記フィラー露出率は、３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
【請求項３】
前記フィラー露出率は、２０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の実装構造。
【請求項４】
前記フィラー露出率は、１０％以上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つに記載の電子部品の実装構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−４９３０８（Ｐ２００９−４９３０８Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１６１４７（Ｐ２００７−２１６１４７）
【出願日】平成１９年８月２２日（２００７．８．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２２日（２００７．８．２２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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