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JP7181964B2 - Conductive composition containing solder and method for manufacturing electronic substrate - Google Patents
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JP7181964B2 - Conductive composition containing solder and method for manufacturing electronic substrate - Google Patents

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Description

本発明は、導電性組成物および電子基板の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conductive composition and a method for manufacturing an electronic substrate.

従来、パワー半導体素子と電極との接合には、融点が280℃以上の高融点はんだ合金が用いられていた。高融点はんだ合金を用いることで、高温に曝された場合でも高いせん断強度を有する接合を形成できる。高融点はんだ合金としては、スズ-鉛系はんだ合金、スズ-鉛-アンチモン系はんだ合金、および鉛-銀系はんだ合金などが挙げられる。これら高融点はんだ合金は、いずれも鉛を含有するため、環境への配慮からその使用が制限される傾向にある。
そこで、高融点はんだ合金であり、かつ、鉛を含有しないはんだ合金が求められており、例えば、6質量%~70質量%のスズと、50質量%未満の銅とを含み、残部が実質アンチモンからなるはんだ合金が提案されている(例えば、特許文献1)。
Conventionally, a high-melting point solder alloy having a melting point of 280° C. or higher has been used for joining a power semiconductor element and an electrode. High melting point solder alloys can be used to form joints that have high shear strength even when exposed to high temperatures. High melting point solder alloys include tin-lead solder alloys, tin-lead-antimony solder alloys, and lead-silver solder alloys. These high-melting-point solder alloys all contain lead, and their use tends to be restricted in consideration of the environment.
Therefore, there is a need for a solder alloy that is a high melting point solder alloy and does not contain lead, for example, contains 6% to 70% by weight of tin, less than 50% by weight of copper, and the balance is substantially antimony. A solder alloy consisting of is proposed (for example, Patent Document 1).

特開2003-290976号公報JP 2003-290976 A

しかしながら、特許文献1に記載のはんだ合金は、銅に対するはんだぬれ性の点で十分ではなかった。一方で、銀粉末と、熱硬化性樹脂とからなる銀ペーストを用いて、パワー半導体素子と電極とを接合することも提案されている。しかしながら、銀ペーストを用いる方法は、製造コストの点で問題があった。 However, the solder alloy described in Patent Document 1 is not sufficient in terms of solder wettability to copper. On the other hand, it has also been proposed to join a power semiconductor element and an electrode using a silver paste composed of silver powder and a thermosetting resin. However, the method using silver paste has a problem in terms of manufacturing cost.

本発明は、高温(例えば250℃以上、または270℃以上)に曝された場合でも高いせん断強度を有する接合を形成できる導電性組成物、並びに、それを用いた電子基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a conductive composition capable of forming a bond having high shear strength even when exposed to high temperatures (e.g., 250° C. or higher, or 270° C. or higher), and a method for producing an electronic substrate using the same. for the purpose.

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような導電性組成物および電子基板の製造方法を提供するものである。
本発明のはんだ含有導電性組成物は、はんだ粉末を含有する導電性粒子と、フラックス組成物と、を含有し、前記導電性粒子が、(A)スズを含有し、かつ融点が130℃以上230℃以下であるはんだ粉末と、(B)球状であり、平均粒子径が1μm未満であり、かつ融点が300℃以上であり、はんだ接合の際には、前記(A)成分との金属間化合物に取り込まれ、この金属間化合物の融点を高めることができる第一金属粒子と、(C)フレーク状であり、平均粒子径が2μm以上20μm以下であり、かつ融点が300℃以上である第二金属粒子と、を含有し、前記(B)成分の配合量が、前記(B)成分および前記(C)成分の合計量100質量%に対して、5質量%以上50質量%以下であり、前記フラックス組成物が、(D)活性剤を含有することを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following conductive composition and method for producing an electronic substrate.
The solder-containing conductive composition of the present invention contains conductive particles containing solder powder and a flux composition, wherein the conductive particles contain (A) tin and have a melting point of 130° C. or higher. (B) a solder powder having a temperature of 230° C. or less, and (B) having a spherical shape, an average particle diameter of less than 1 μm, and a melting point of 300° C. or more; (C) first metal particles that are incorporated into the compound and can increase the melting point of the intermetallic compound; and a bimetallic particle, and the amount of the component (B) is 5% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the total amount of the component (B) and the component (C). , wherein the flux composition contains (D) an activator.

本発明の導電性組成物おいては、前記(A)成分が、スズ-銀-銅系またはスズ-ビスマス系のはんだ合金銀粒子であり、かつ、前記(A)成分の平均粒子径が、10μm以上30μm以下であることが好ましい。
本発明の導電性組成物おいては、前記(A)成分の配合量が、前記導電性粒子100質量%に対して、20質量%以上70質量%以下であることが好ましい。
本発明の導電性組成物おいては、前記(B)成分の配合量が、前記(B)成分および前記(C)成分の合計量100質量%に対して、5質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
本発明の導電性組成物おいては、前記(C)成分の形状が、フレーク状であることが好ましい。
In the conductive composition of the present invention, the component (A) is tin-silver-copper-based or tin-bismuth-based solder alloy silver particles, and the average particle size of the component (A) is It is preferably 10 μm or more and 30 μm or less.
In the electrically conductive composition of the present invention, the amount of component (A) to be blended is preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less with respect to 100% by mass of the electrically conductive particles.
In the conductive composition of the present invention, the blending amount of the component (B) is 5% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the total amount of the component (B) and the component (C). is preferably
In the electrically conductive composition of the present invention, the shape of the component (C) is preferably flaky.

本発明の電子基板の製造方法は、前記本発明の導電性組成物を用いて電子基板を製造する方法であって、配線基板の電極上に、前記導電性組成物を塗布する塗布工程と、前記導電性組成物上に、電子部品を搭載する搭載工程と、前記(A)成分の融点よりも高い温度で加熱して、前記電極と前記電子部品とを接合する接合工程と、を備えることを特徴とする方法である。 A method for manufacturing an electronic substrate of the present invention is a method of manufacturing an electronic substrate using the conductive composition of the present invention, comprising a coating step of coating the conductive composition on an electrode of a wiring substrate; A mounting step of mounting an electronic component on the conductive composition, and a bonding step of heating at a temperature higher than the melting point of the component (A) to bond the electrode and the electronic component. is a method characterized by

本発明の導電性組成物によれば、高温に曝された場合でも高いせん断強度を有する接合を形成できる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、本発明の導電性組成物においては、(A)スズを含有し、かつ融点が130℃以上230℃以下であるはんだ粉末が、電子基板の配線および電子部品の電極だけでなく、(B)平均粒子径が1μm未満であり、かつ融点が300℃以上である第一金属粒子と、(C)平均粒子径が1μm以上20μm以下であり、かつ融点が300℃以上である第二金属粒子とを含めて、はんだ接合を形成する。このはんだ接合により、接合部分の抵抗値を十分に低くできる。また、はんだ接合の際には、はんだと金属との間に、金属間化合物が形成されるが、(B)成分は平均粒子径が1μm未満の微粒子であるため、金属間化合物に取り込まれる。この金属間化合物は、(B)成分を多く含むものとなるために、その融点が高くなる。そして、電子基板の配線と電子部品の電極との間の少なくとも一部には、融点が300℃以上である(C)成分の複数の粒子が、融点が高い金属間化合物を介して接合されている柱状部分が形成される。この柱状部分は、融点が300℃以上となるので、仮に、300℃の高温に曝され、柱状部分の周りの(A)成分が溶融しても、柱状部分は溶融せずに、せん断強度を維持できる。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。
The reason why the conductive composition of the present invention can form a bond having high shear strength even when exposed to high temperatures is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows.
That is, in the conductive composition of the present invention, (A) the solder powder containing tin and having a melting point of 130° C. or more and 230° C. or less is used not only for wiring of electronic substrates and electrodes of electronic components, but also (B ) first metal particles having an average particle size of less than 1 μm and a melting point of 300° C. or higher; and (C) second metal particles having an average particle size of 1 μm or more and 20 μm or less and a melting point of 300° C. or higher. to form a solder joint. By this solder joint, the resistance value of the joint can be made sufficiently low. Also, during soldering, an intermetallic compound is formed between the solder and the metal, but since the component (B) is fine particles with an average particle size of less than 1 μm, it is incorporated into the intermetallic compound. Since this intermetallic compound contains a large amount of the component (B), its melting point becomes high. A plurality of particles of the component (C) having a melting point of 300° C. or higher are joined to at least a portion between the wiring of the electronic substrate and the electrode of the electronic component via an intermetallic compound having a high melting point. A columnar portion is formed. This columnar portion has a melting point of 300° C. or higher, so even if it is exposed to a high temperature of 300° C. and component (A) around the columnar portion melts, the columnar portion does not melt and the shear strength increases. can be maintained. The present inventors presume that the effects of the present invention are achieved as described above.

本発明によれば、高温に曝された場合でも高いせん断強度を有する接合を形成できる導電性組成物、並びに、それを用いた電子基板の製造方法を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a conductive composition capable of forming a bond having high shear strength even when exposed to high temperatures, and a method for manufacturing an electronic substrate using the same.

[導電性組成物]
まず、本実施形態の導電性組成物について説明する。本実施形態の導電性組成物は、以下説明する導電性粒子、およびフラックス組成物を含有するものである。また、この導電性粒子は、以下説明する(A)はんだ粉末、(B)第一金属粒子、および(C)第二金属粒子を含有する。
[Conductive composition]
First, the conductive composition of this embodiment will be described. The conductive composition of the present embodiment contains conductive particles and a flux composition, which will be described below. The conductive particles also contain (A) solder powder, (B) first metal particles, and (C) second metal particles, which will be described below.

[(A)成分]
本実施形態に用いる(A)はんだ粉末は、スズを含有し、かつ融点が130℃以上230℃以下であるはんだ粉末である。このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズ(Sn)を主成分とする合金が好ましい。なお、スズを主成分とするとは、(A)成分中のスズの含有量が50質量%以上(好ましくは、70質量%以上、より好ましくは90質量%以上)であることをいう。また、この合金の第二元素としては、銀(Ag)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)、インジウム(In)およびアンチモン(Sb)などが挙げられる。さらに、この合金には、必要に応じて他の元素(第三元素以降)を添加してもよい。他の元素としては、銅、銀、ビスマス、インジウム、アンチモン、コバルト(Co)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、ゲルマニウム(Ge)、鉄(Fe)およびアルミニウム(Al)などが挙げられる。
(A)成分は、鉛フリーはんだ粉末であることが好ましい。ここで、鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合に、鉛の量は、300質量ppm以下であることが好ましい。
[(A) component]
The (A) solder powder used in this embodiment is a solder powder containing tin and having a melting point of 130° C. or higher and 230° C. or lower. As the solder alloy in this solder powder, an alloy containing tin (Sn) as a main component is preferable. In addition, having tin as a main component means that the content of tin in the component (A) is 50% by mass or more (preferably 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more). In addition, the second elements of this alloy include silver (Ag), copper (Cu), zinc (Zn), bismuth (Bi), indium (In) and antimony (Sb). Furthermore, other elements (third and subsequent elements) may be added to this alloy, if necessary. Other elements include copper, silver, bismuth, indium, antimony, cobalt (Co), chromium (Cr), nickel (Ni), germanium (Ge), iron (Fe) and aluminum (Al).
Component (A) is preferably lead-free solder powder. Here, the lead-free solder powder means powder of solder metal or alloy to which lead is not added. However, the presence of lead as an unavoidable impurity in lead-free solder powder is allowed, but in this case, the amount of lead is preferably 300 ppm by mass or less.

鉛フリーのはんだ粉末としては、具体的には、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Ag-Bi、Sn-Bi、Sn-Ag-Cu-Bi、Sn-Sb、Sn-Zn-Bi、Sn-Zn、Sn-Zn-Al、Sn-Zn-Bi-Al、Sn-Ag-Bi-In、Sn-Ag-Cu-Bi-In-Sb、In-Agなどが挙げられる。これらの中でも、はんだ接合の強度の観点からは、Sn-Ag-Cu系のはんだ合金が好ましく、特に、96.5Sn/3Ag/0.5Cuのはんだ合金が特に好ましい。そして、Sn-Ag-Cu系のはんだの融点は、通常200℃以上230℃以下である。また、これらの中でも、低融点の観点からは、Sn-Bi系のはんだ合金が好ましく、42Sn/58Biのはんだ合金が特に好ましい。そして、Sn-Bi系のはんだの融点は、通常130℃以上170℃以下である。このような低融点のはんだ粉末を用いる場合、リフロー温度を下げることができるため、ガラス転移温度の低い配線基板にも対応でき、電子部品への熱負荷を軽減できる。 Specific examples of lead-free solder powder include Sn—Ag, Sn—Ag—Cu, Sn—Cu, Sn—Ag—Bi, Sn—Bi, Sn—Ag—Cu—Bi, Sn—Sb, Sn -Zn-Bi, Sn-Zn, Sn-Zn-Al, Sn-Zn-Bi-Al, Sn-Ag-Bi-In, Sn-Ag-Cu-Bi-In-Sb, In-Ag and the like . Among these, Sn--Ag--Cu based solder alloys are preferred from the viewpoint of strength of solder joints, and 96.5Sn/3Ag/0.5Cu solder alloys are particularly preferred. The melting point of the Sn--Ag--Cu solder is usually 200.degree. C. or higher and 230.degree. C. or lower. Among these, from the viewpoint of a low melting point, Sn—Bi based solder alloys are preferred, and 42Sn/58Bi solder alloys are particularly preferred. The melting point of Sn--Bi solder is usually 130.degree. C. or higher and 170.degree. C. or lower. When using such a low-melting-point solder powder, the reflow temperature can be lowered, so that wiring boards with a low glass transition temperature can be used, and the heat load on electronic components can be reduced.

(A)成分の平均粒子径は、はんだ溶融性の観点から、10μm以上30μm以下であることが好ましく、15μm以上25μm以下であることがより好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。 The average particle size of component (A) is preferably 10 μm or more and 30 μm or less, more preferably 15 μm or more and 25 μm or less, from the viewpoint of solder meltability. The average particle size can be measured with a dynamic light scattering particle size measuring device.

(A)成分の配合量は、導電性粒子100質量%に対して、30質量%以上70質量%以下であることが好ましく、35質量%以上65質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上60質量%以下であることが特に好ましい。(A)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ溶融性を更に向上できる。他方、(A)成分の配合量が前記上限以下であれば、高温でのせん断強度を更に向上できる。 The amount of component (A) is preferably 30% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 35% by mass or more and 65% by mass or less, relative to 100% by mass of the conductive particles, and 40% by mass. % or more and 60% by mass or less is particularly preferable. (A) If the compounding quantity of a component is more than the said minimum, solder meltability can be improved further. On the other hand, if the blending amount of component (A) is equal to or less than the above upper limit, the shear strength at high temperatures can be further improved.

[(B)成分]
本実施形態に用いる(B)第一金属粒子は、平均粒子径が1μm未満であり、かつ融点が300℃以上である金属粒子である。(B)成分の平均粒子径が1μm以上であれば、はんだ接合における金属間化合物中に取り込ませることができない。また、(B)成分の融点が300℃未満であれば、高温でのせん断強度が不十分となる。
[(B) component]
The (B) first metal particles used in this embodiment are metal particles having an average particle diameter of less than 1 μm and a melting point of 300° C. or higher. If the average particle size of component (B) is 1 μm or more, it cannot be incorporated into the intermetallic compound in solder joints. Also, if the melting point of the component (B) is less than 300°C, the shear strength at high temperatures will be insufficient.

(B)成分としては、導電性を有する金属粒子であれば、適宜公知のものを用いることができる。(B)成分としては、銀粒子、銅粒子およびニッケル粒子などが挙げられる。これらの中でも、銀粒子、銅粒子が好ましく、銀粒子がより好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(B)成分の形状は、特に限定されず、球状、フレーク状、針状などが挙げられる。これらの形状の中でも、はんだ接合における金属間化合物中に取り込ませやすくするという観点から、球状であることが好ましい。
(B)成分の平均粒子径は、はんだ接合における金属間化合物中に取り込ませやすくするという観点から、10nm以上900nm以下であることが好ましく、100nm以上800nm以下であることがより好ましい。
As the component (B), known metal particles can be appropriately used as long as they are electrically conductive metal particles. Component (B) includes silver particles, copper particles and nickel particles. Among these, silver particles and copper particles are preferred, and silver particles are more preferred. These may be used individually by 1 type, and may be used in mixture of 2 or more types.
The shape of component (B) is not particularly limited, and may be spherical, flaky, or needle-like. Among these shapes, a spherical shape is preferable from the viewpoint of facilitating incorporation into an intermetallic compound in solder joint.
The average particle size of the component (B) is preferably 10 nm or more and 900 nm or less, more preferably 100 nm or more and 800 nm or less, from the viewpoint of facilitating incorporation into the intermetallic compound in solder joint.

(B)成分の配合量は、高温でのせん断強度の観点から、導電性粒子100質量%に対して、3質量%以上40質量%以下であることが好ましく、5質量%以上35質量%以下であることがより好ましく、6質量%以上30質量%以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of shear strength at high temperatures, the amount of component (B) is preferably 3% by mass or more and 40% by mass or less, and 5% by mass or more and 35% by mass or less with respect to 100% by mass of the conductive particles. more preferably, and particularly preferably 6% by mass or more and 30% by mass or less.

[(C)成分]
本実施形態に用いる(C)第二金属粒子は、平均粒子径が1μm以上20μm以下であり、かつ融点が300℃以上である金属粒子である。(C)成分の平均粒子径が1μm以上20μm以下であれば、高温でのせん断強度を向上できる。また、(C)成分の融点が300℃未満であれば、高温でのせん断強度が不十分となる。
[(C) Component]
The second metal particles (C) used in this embodiment are metal particles having an average particle diameter of 1 μm or more and 20 μm or less and a melting point of 300° C. or more. If the average particle size of the component (C) is 1 μm or more and 20 μm or less, the shear strength at high temperatures can be improved. Also, if the melting point of the component (C) is less than 300°C, the shear strength at high temperatures will be insufficient.

(C)成分としては、導電性を有する金属粒子であれば、適宜公知のものを用いることができる。(C)成分としては、銀粒子、銅粒子およびニッケル粒子などが挙げられる。これらの中でも、銀粒子が好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(C)成分の形状は、特に限定されず、球状、フレーク状、針状などが挙げられる。これらの形状の中でも、高温でのせん断強度の更なる向上の観点から、フレーク状であることが好ましい。
(C)成分の平均粒子径は、高温でのせん断強度の更なる向上の観点から、2μm以上15μm以下であることが好ましく、2μm以上10μm以下であることが好ましく、3μm以上7μm以下であることがより好ましい。
As the component (C), known metal particles can be appropriately used as long as they are electrically conductive metal particles. Component (C) includes silver particles, copper particles and nickel particles. Among these, silver particles are preferred. These may be used individually by 1 type, and may be used in mixture of 2 or more types.
The shape of component (C) is not particularly limited, and may be spherical, flaky, or needle-like. Among these shapes, the flake shape is preferable from the viewpoint of further improving the shear strength at high temperatures.
The average particle size of component (C) is preferably 2 μm or more and 15 μm or less, preferably 2 μm or more and 10 μm or less, and 3 μm or more and 7 μm or less, from the viewpoint of further improving shear strength at high temperatures. is more preferred.

(C)成分の配合量は、高温でのせん断強度の更なる向上の観点から、導電性粒子100質量%に対して、15質量%以上60質量%以下であることが好ましく、17質量%以上50質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上45質量%以下であることが特に好ましい。 The amount of component (C) is preferably 15% by mass or more and 60% by mass or less, preferably 17% by mass or more, relative to 100% by mass of the conductive particles, from the viewpoint of further improving the shear strength at high temperatures. It is more preferably 50% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or more and 45% by mass or less.

本実施形態の導電性組成物おいて、(B)成分の配合量が、(B)成分および(C)成分の合計量100質量%に対して、5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、10質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上30質量%以下であることが特に好ましい。(B)成分の配合量が前記下限以上であれば、せん断強度を更に向上できる。他方、(B)成分の配合量が前記上限以下であれば、はんだ溶融性およびせん断強度を更に向上できる。 In the conductive composition of the present embodiment, the amount of component (B) is 5% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the total amount of components (B) and (C). , more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, and particularly preferably 15% by mass or more and 30% by mass or less. (B) If the compounding quantity of a component is more than the said minimum, shear strength can be improved further. On the other hand, if the blending amount of the component (B) is equal to or less than the above upper limit, the solder meltability and shear strength can be further improved.

[フラックス組成物]
本実施形態の導電性組成物は、以下説明するフラックス組成物と、前記導電性粒子とを含有するものである。また、本実施形態に用いるフラックス組成物は、以下説明する(D)活性剤を含有するものである。
[Flux composition]
The conductive composition of the present embodiment contains the flux composition described below and the conductive particles. Moreover, the flux composition used in the present embodiment contains (D) an activator described below.

フラックス組成物の配合量は、導電性組成物100質量%に対して、10質量%以上50質量%以下であることが好ましく、15質量%以上45質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上40質量%以下であることが特に好ましい。樹脂組成物の配合量が10質量%未満の場合(導電性粒子の配合量が90質量%を超える場合)には、バインダーとしてのフラックス組成物が足りないため、フラックス組成物と導電性粒子とを混合しにくくなる傾向にあり、他方、フラックス組成物の配合量が50質量%を超える場合(導電性粒子の配合量が50質量%未満の場合)には、得られる導電性組成物を用いた場合に、十分な導電性を得られにくくなる傾向にある。 The amount of the flux composition is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 45% by mass or less, and 20% by mass with respect to 100% by mass of the conductive composition. % or more and 40 mass % or less is particularly preferable. When the amount of the resin composition is less than 10% by mass (when the amount of the conductive particles is more than 90% by mass), the flux composition as a binder is insufficient, so that the flux composition and the conductive particles On the other hand, when the amount of the flux composition exceeds 50% by mass (when the amount of the conductive particles is less than 50% by mass), the resulting conductive composition is used. , it tends to be difficult to obtain sufficient conductivity.

[(D)成分]
本実施形態に用いる(D)活性剤としては、有機酸、非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤、およびアミン系活性剤などが挙げられる。これらの活性剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。なお、これらの中でも、環境対策の観点や、はんだ付け部分での腐食を抑制するという観点からは、有機酸、アミン系活性剤(ハロゲンを含有しないもの)を用いることが好ましく、有機酸を用いることがより好ましい。
[(D) Component]
Examples of the (D) activator used in this embodiment include organic acids, non-dissociative activators comprising non-dissociable halogenated compounds, and amine-based activators. These activators may be used singly or in combination of two or more. Among these, organic acids and amine-based activators (halogen-free) are preferably used from the viewpoint of environmental measures and the viewpoint of suppressing corrosion in soldered parts, and organic acids are used. is more preferable.

有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、およびグリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、およびジグリコール酸などが挙げられる。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、およびピコリン酸などが挙げられる。
Examples of organic acids include monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, and other organic acids.
Monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecyl acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, and tuberculostearic acid. , arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and glycolic acid.
Dicarboxylic acids include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, and diglycolic acid.
Other organic acids include dimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, and picolinic acid.

非解離型活性剤としては、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物が挙げられる。このハロゲン化化合物としては、塩素化物、臭素化物、フッ化物のように塩素、臭素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素およびフッ素の任意の2つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシル化合物のように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば2,3-ジブロモプロパノール、2,3-ジブロモブタンジオール、トランス-2,3-ジブロモ-2-ブテン-1,4-ジオール、1,4-ジブロモ-2-ブタノール、およびトリブロモネオペンチルアルコールなどの臭素化アルコール、1,3-ジクロロ-2-プロパノール、および1,4-ジクロロ-2-ブタノールなどの塩素化アルコール、3-フルオロカテコールなどのフッ素化アルコール、並びに、その他これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシル化合物としては、2-ヨード安息香酸、3-ヨード安息香酸、2-ヨードプロピオン酸、5-ヨードサリチル酸、および5-ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル化合物、2-クロロ安息香酸、および3-クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル化合物、2,3-ジブロモプロピオン酸、2,3-ジブロモコハク酸、および2-ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル化合物、並びに、その他これらに類する化合物が挙げられる。 The non-dissociation type activator includes non-salt organic compounds to which halogen atoms are covalently bonded. The halogenated compound may be a compound formed by a covalent bond of each single element of chlorine, bromine and fluorine, such as chloride, bromide and fluoride, but any two or all of chlorine, bromine and fluorine may be may be a compound having a covalent bond of These compounds preferably have a polar group such as a hydroxyl group or a carboxyl group, such as a halogenated alcohol or a halogenated carboxyl compound, in order to improve the solubility in an aqueous solvent. Examples of halogenated alcohols include 2,3-dibromopropanol, 2,3-dibromobutanediol, trans-2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol, 1,4-dibromo-2-butanol, and brominated alcohols such as tribromoneopentyl alcohol, chlorinated alcohols such as 1,3-dichloro-2-propanol and 1,4-dichloro-2-butanol, fluorinated alcohols such as 3-fluorocatechol, and In addition, compounds similar to these may be mentioned. Halogenated carboxyl compounds include iodinated carboxyl compounds such as 2-iodobenzoic acid, 3-iodobenzoic acid, 2-iodopropionic acid, 5-iodosalicylic acid, and 5-iodoanthranilic acid, 2-chlorobenzoic acid, and Chlorinated carboxyl compounds such as 3-chloropropionic acid, brominated carboxyl compounds such as 2,3-dibromopropionic acid, 2,3-dibromosuccinic acid, and 2-bromobenzoic acid, and other like compounds. .

アミン系活性剤としては、アミン類(エチレンジアミンなどのポリアミンなど)、アミン塩類(トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、およびジエチルアミンなどのアミン、並びにアミノアルコールなどの有機酸塩または無機酸塩(塩酸、硫酸、および臭化水素酸など))、アミノ酸類(グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、およびバリンなど)、アミド系化合物などが挙げられる。具体的には、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩(塩酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩、およびセバシン酸塩など)、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、並びに、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。 Amine-based surfactants include amines (polyamines such as ethylenediamine), amine salts (amines such as trimethylolamine, cyclohexylamine, and diethylamine), and organic or inorganic acid salts such as aminoalcohols (hydrochloric acid, sulfuric acid, and hydrobromic acid)), amino acids (glycine, alanine, aspartic acid, glutamic acid, valine, etc.), amide compounds, and the like. Specifically, diphenylguanidine hydrobromide, cyclohexylamine hydrobromide, diethylamine salts (such as hydrochloride, succinate, adipate, and sebacate), triethanolamine, monoethanolamine, and hydrobromides of these amines.

(D)成分の配合量としては、フラックス組成物100質量%に対して、1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、5質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上35質量%以下であることが特に好ましい。(D)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ付け性を更に向上できる。他方、(D)成分の配合量が前記上限以下であれば、フラックス残さを十分に抑制できる。 The amount of component (D) is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. It is particularly preferable that the amount is not less than 35% by mass and not more than 35% by mass. (D) If the compounding quantity of a component is more than the said minimum, solderability can further be improved. On the other hand, if the blending amount of the component (D) is equal to or less than the above upper limit, the flux residue can be sufficiently suppressed.

[(E)成分]
本実施形態に用いるフラックス組成物においては、はんだ溶融性などの観点から、さらに(E)ロジン系樹脂を含有することが好ましい。ここで用いる(E)ロジン系樹脂としては、ロジン類およびロジン系変性樹脂が挙げられる。ロジン類としては、ガムロジン、ウッドロジンおよびトール油ロジンなどが挙げられる。ロジン系変性樹脂としては、不均化ロジン、重合ロジン、水素添加ロジン(完全水添ロジン、部分水添ロジン、並びに、不飽和有機酸((メタ)アクリル酸などの脂肪族の不飽和一塩基酸、フマル酸、マレイン酸などのα,β-不飽和カルボン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、桂皮酸などの芳香環を有する不飽和カルボン酸など)の変性ロジンである不飽和有機酸変性ロジンの水素添加物(「水添酸変性ロジン」ともいう))およびこれらの誘導体などが挙げられる。これらのロジン系樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
[(E) Component]
The flux composition used in the present embodiment preferably further contains (E) a rosin-based resin from the viewpoint of solder meltability. The (E) rosin-based resin used here includes rosins and rosin-based modified resins. Rosins include gum rosin, wood rosin and tall oil rosin. Rosin modified resins include disproportionated rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin (completely hydrogenated rosin, partially hydrogenated rosin, and unsaturated organic acid (unsaturated aliphatic monobasic base such as (meth)acrylic acid). aliphatic unsaturated dibasic acids such as α,β-unsaturated carboxylic acids such as fumaric acid and maleic acid, unsaturated carboxylic acids having an aromatic ring such as cinnamic acid, etc.). Examples include hydrogenated modified rosin (also referred to as "hydrogenated acid-modified rosin") and derivatives thereof. These rosin-based resins may be used singly or in combination of two or more.

(E)成分を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、10質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上20質量%以下であることが特に好ましい。(E)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ付ランドの銅箔面の酸化を防止してその表面に溶融はんだを濡れやすくする、いわゆるはんだ付け性を向上できる。他方、(E)成分の配合量が前記上限以下であれば、フラックス残さ量を十分に抑制できる。 When component (E) is used, its content is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. It is preferably 15% by mass or more and 20% by mass or less, particularly preferably. When the amount of the component (E) is at least the above lower limit, it is possible to prevent the copper foil surface of the soldering land from oxidizing and make it easier for molten solder to wet the surface, thereby improving the so-called solderability. On the other hand, if the blending amount of the component (E) is equal to or less than the above upper limit, the amount of residual flux can be sufficiently suppressed.

[(F)成分]
本実施形態に用いるフラックス組成物においては、印刷性などの観点から、さらに(F)溶剤を含有することが好ましい。ここで用いる(F)溶剤としては、公知の溶剤を適宜用いることができる。このような溶剤としては、沸点170℃以上の溶剤を用いることが好ましい。
このような溶剤としては、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ヘキシルジグリコール、1,5-ペンタンジオール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、オクタンジオール、フェニルグリコール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、セバシン酸ジイソプロピル、およびマレイン酸ジブチルなどが挙げられる。これらの溶剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
[(F) Component]
From the viewpoint of printability, etc., the flux composition used in the present embodiment preferably further contains (F) a solvent. As the (F) solvent used here, a known solvent can be appropriately used. As such a solvent, it is preferable to use a solvent having a boiling point of 170° C. or higher.
Examples of such solvents include diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, hexyldiglycol, 1,5-pentanediol, methyl carbitol, butyl carbitol, octanediol, phenyl glycol, diethylene glycol mono Hexyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, diisopropyl sebacate, dibutyl maleate, and the like. One type of these solvents may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

(F)成分を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、10質量%以上60質量%以下であることが好ましく、25質量%以上55質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上50質量%以下であることが特に好ましい。溶剤の配合量が前記範囲内であれば、得られる導電性組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。 When component (F) is used, its content is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 25% by mass or more and 55% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. It is preferably 40% by mass or more and 50% by mass or less, particularly preferably. If the blending amount of the solvent is within the above range, the viscosity of the conductive composition to be obtained can be appropriately adjusted to an appropriate range.

[(G)成分]
本実施形態に用いるフラックス組成物においては、印刷性などの観点から、さらに(G)チクソ剤を含有していてもよい。ここで用いる(G)チクソ剤としては、硬化ひまし油、ポリアミン類、ポリアミド類、ビスアマイド類、ジベンジリデンソルビトール、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリットなどが挙げられる。これらの中でも、加熱ダレの抑制の観点から、ポリアミド類が好ましい。これらのチクソ剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
[(G) Component]
The flux composition used in the present embodiment may further contain (G) a thixotropic agent from the viewpoint of printability. The (G) thixotropic agent used here includes hydrogenated castor oil, polyamines, polyamides, bisamides, dibenzylidene sorbitol, kaolin, colloidal silica, organic bentonite, glass frit and the like. Among these, polyamides are preferable from the viewpoint of suppression of heat sagging. These thixotropic agents may be used singly or in combination of two or more.

(G)成分を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、2質量%以上8質量%以下であることがより好ましい。配合量が前記下限以上であれば、十分なチクソ性が得られ、ダレを十分に抑制できる。また、配合量が前記上限以下であれば、チクソ性が高すぎて、印刷不良となることはない。 When component (G) is used, its content is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 8% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. preferable. When the blending amount is at least the above lower limit, sufficient thixotropic properties can be obtained, and sagging can be sufficiently suppressed. Further, if the blending amount is equal to or less than the above upper limit, the thixotropy is too high, and printing defects do not occur.

[他の成分]
本実施形態に用いるフラックス組成物には、(D)成分、(E)成分、(F)成分および(G)成分の他に、必要に応じて、その他の添加剤、更には、その他の樹脂を加えることができる。その他の添加剤としては、消泡剤、酸化防止剤、改質剤、つや消し剤、発泡剤、硬化促進剤などが挙げられる。その他の樹脂としては、ポリイミド樹脂などが挙げられる。
[Other ingredients]
In addition to the (D) component, (E) component, (F) component and (G) component, the flux composition used in the present embodiment may optionally contain other additives and further resins. can be added. Other additives include antifoaming agents, antioxidants, modifiers, matting agents, foaming agents, curing accelerators, and the like. Other resins include polyimide resins and the like.

[導電性組成物の製造方法]
本実施形態の導電性組成物は、上記説明したフラックス組成物と、上記説明した導電性粒子とを上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
[Method for producing conductive composition]
The conductive composition of the present embodiment can be produced by blending the above-described flux composition and the above-described conductive particles in the predetermined ratio and stirring and mixing.

[電子基板の製造方法]
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。
本実施形態の電子基板の製造方法は、前述した導電性組成物を用いて電子基板を製造する方法であって、以下説明する塗布工程、搭載工程、および接合工程を備える方法である。
[Method for manufacturing electronic substrate]
Next, a method for manufacturing the electronic substrate of this embodiment will be described.
The method for manufacturing an electronic substrate according to the present embodiment is a method for manufacturing an electronic substrate using the conductive composition described above, and is a method comprising a coating step, a mounting step, and a bonding step, which will be described below.

塗布工程においては、配線を有する配線基板の電極上に、前記導電性組成物を塗布する。
配線基板は、リジット基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。また、配線基板は、金属フレームであってもよい。配線基板の基材としては、特に限定されず、公知の基材を適宜用いることができる。
配線の金属としては、銅、銀、および金などが挙げられる。また、配線は、蒸着法、めっき法などで形成できる。
また、塗布装置としては、スクリーン印刷機、メタルマスク印刷機、ディスペンサー、ジェットディスペンサーなどが挙げられる。
塗布膜の厚みは、10μm以上1000μm以下であることが好ましく、30μm以上500μm以下であることがより好ましく、50μm以上200μm以下であることが特に好ましい。
In the application step, the conductive composition is applied onto electrodes of a wiring substrate having wiring.
The wiring board may be a rigid board or a flexible board. Also, the wiring board may be a metal frame. The base material of the wiring board is not particularly limited, and known base materials can be used as appropriate.
Metals for the wiring include copper, silver, and gold. Also, the wiring can be formed by a vapor deposition method, a plating method, or the like.
Moreover, the application device includes a screen printer, a metal mask printer, a dispenser, a jet dispenser, and the like.
The thickness of the coating film is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 30 μm or more and 500 μm or less, and particularly preferably 50 μm or more and 200 μm or less.

搭載工程においては、前記導電性組成物上に、電子部品を搭載する。
電子部品としては、パワー半導体素子、チップ、およびパッケージ部品などが挙げられる。前述の本実施形態の導電性組成物によれば、高温に曝された場合でも高いせん断強度を有する接合を形成できる。そのため、動作温度が高温になるパワー半導体素子であっても、好適に接合できる。
また、搭載装置としては、適宜公知の搭載装置を用いることができる。
In the mounting step, an electronic component is mounted on the conductive composition.
Electronic parts include power semiconductor elements, chips, package parts, and the like. According to the conductive composition of the present embodiment described above, a bond having high shear strength can be formed even when exposed to high temperatures. Therefore, even a power semiconductor element that operates at a high temperature can be suitably bonded.
As the mounting device, a known mounting device can be used as appropriate.

接合工程においては、(A)成分の融点よりも高い温度で加熱して、前記電極と前記電子部品とを接合する。
加熱炉としては、公知の加熱炉を適宜用いることができる。
加熱条件としては、加熱温度が、(A)成分の融点よりも高く、かつ350℃以下であることが好ましく、(A)成分の融点よりも1℃以上高く、かつ320℃以下であることがより好ましく、(A)成分の融点よりも5℃以上高く、かつ300℃以下であることが特に好ましい。加熱温度が前記範囲内であれば、はんだ接合を形成でき、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱時間は、10秒間以上10分間以下であることが好ましく、20秒間以上5分間以下であることがより好ましく、30秒間以上2分間以下であることが特に好ましい。加熱時間が前記範囲内であれば、はんだ接合を形成でき、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
In the bonding step, the electrode and the electronic component are bonded by heating at a temperature higher than the melting point of the component (A).
A known heating furnace can be appropriately used as the heating furnace.
As for the heating conditions, the heating temperature is preferably higher than the melting point of component (A) and 350° C. or lower, and preferably 1° C. or higher than the melting point of component (A) and 320° C. or lower. More preferably, it is higher than the melting point of component (A) by 5°C or more and 300°C or less. If the heating temperature is within the above range, solder joints can be formed, and there is little adverse effect on electronic components mounted on the electronic substrate.
The heating time is preferably 10 seconds or more and 10 minutes or less, more preferably 20 seconds or more and 5 minutes or less, and particularly preferably 30 seconds or more and 2 minutes or less. If the heating time is within the above range, solder joints can be formed, and there is little adverse effect on electronic components mounted on the electronic substrate.

以上のような本実施形態の電子基板の製造方法によれば、高温に曝された場合でも高いせん断強度を有する接合を形成できる。
なお、本発明の導電性組成物および電子基板の製造方法は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
According to the method for manufacturing the electronic substrate of the present embodiment as described above, it is possible to form a bond having a high shear strength even when exposed to high temperatures.
It should be noted that the conductive composition and the method for producing an electronic substrate of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and modifications and improvements within the scope of achieving the object of the present invention are included in the present invention. be.

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
((A)成分)
はんだ粉末A:粒子径は10~30μm(平均粒子径は20μm)、はんだ融点217~220℃、はんだ組成は96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu
はんだ粉末B:粒子径は10~30μm(平均粒子径は20μm)、はんだの融点は139℃、はんだの組成は42Sn/58Bi
((B)成分)
第一金属粒子:銀粉末(球状)、平均粒子径は0.8μm、商品名「AG-2-1C」、DOWA社製
((C)成分)
第二金属粒子A:銀粉末(フレーク状)、平均粒子径は6.8μm、商品名「AgC-2242」、福田金属箔粉工業社製
第二金属粒子B:銀粉末(フレーク状)、平均粒子径は3.5μm、商品名「FA-8-1」、DOWA社製
第二金属粒子C:銀粉末(フレーク状)、平均粒子径は4.4μm、商品名「AgC-A」、福田金属箔粉工業社製
第二金属粒子D:銀コート銅粉末(銀10%)、平均粒子径は15μm、商品名「ACAX-2」、三井金属鉱業社製
((D)成分)
活性剤A:グルタル酸
活性剤B:ジグリコール酸
((E)成分)
ロジン系樹脂:水添酸変性ロジン、商品名「パインクリスタルKE-604」、荒川化学工業社製
((F)成分)
溶剤A:ヘキシルジグリコール(ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル)
溶剤B:セバシン酸ジイソプロピル
((G)成分)
チクソ剤:商品名「ゲルオールD」、新日本理化社製
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. Materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.
((A) component)
Solder powder A: particle diameter 10-30 μm (average particle diameter 20 μm), solder melting point 217-220° C., solder composition 96.5 Sn/3.0 Ag/0.5 Cu
Solder powder B: particle size 10 to 30 μm (average particle size 20 μm), solder melting point 139° C., solder composition 42Sn/58Bi
((B) component)
First metal particles: silver powder (spherical), average particle size 0.8 μm, trade name “AG-2-1C”, manufactured by DOWA (Component (C))
Second metal particles A: Silver powder (flake shape), average particle size 6.8 μm, trade name “AgC-2242”, manufactured by Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd. Second metal particle B: Silver powder (flake shape), average Particle diameter is 3.5 μm, trade name “FA-8-1”, DOWA secondary metal particles C: silver powder (flaky), average particle diameter is 4.4 μm, trade name “AgC-A”, Fukuda Second metal particles D manufactured by Metal Foil & Powder Co., Ltd.: Silver-coated copper powder (10% silver), average particle size 15 μm, trade name “ACAX-2”, manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd. ((D) component)
Active agent A: glutaric acid Active agent B: diglycolic acid (component (E))
Rosin-based resin: Hydrogenated acid-modified rosin, trade name “Pine Crystal KE-604”, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd. ((F) component)
Solvent A: Hexyldiglycol (diethylene glycol monohexyl ether)
Solvent B: diisopropyl sebacate (component (G))
Thixotropic agent: trade name "Gelol D", manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.

[実施例1]
ロジン系樹脂5質量%、活性剤A2質量%、活性剤B8質量%、溶剤A4質量%、溶剤B10質量%、およびチクソ剤1質量%を容器に投入し、プラネタリーミキサーを用いて混合してフラックス組成物を得た。
その後、得られたフラックス組成物11質量%、はんだ粉末A30質量%、第一金属粒子10質量%および第二金属粒子A30質量%(合計で100質量%)を容器に投入し、三本ロールにて混合し、分散することで導電性組成物を調製した。
そして、銅板に、電極に対応するパターンを有するマスク(厚み:100μm)を用い、得られた導電性組成物を印刷した。その後、電子部品(銅チップ部品、大きさ:2mm×2mm、厚み:0.5mm)を搭載し、300℃にて1分間の加熱処理を行い、電子部品を銅板に接合して、評価用基板を作製した。
[Example 1]
5% by mass of rosin resin, 2% by mass of activator A, 8% by mass of activator B, 4% by mass of solvent A, 10% by mass of solvent B, and 1% by mass of thixotropic agent are placed in a container and mixed using a planetary mixer. A flux composition was obtained.
After that, 11% by mass of the resulting flux composition, 30% by mass of solder powder A, 10% by mass of the first metal particles and 30% by mass of the second metal particles A (100% by mass in total) were put into a container, and rolled into a triple roll. A conductive composition was prepared by mixing and dispersing.
Then, the resulting conductive composition was printed on a copper plate using a mask (thickness: 100 μm) having a pattern corresponding to the electrodes. After that, electronic components (copper chip components, size: 2 mm × 2 mm, thickness: 0.5 mm) are mounted, heat treatment is performed at 300 ° C. for 1 minute, the electronic components are bonded to the copper plate, and the evaluation board was made.

[実施例2~6、並びに、比較例1~5]
下記表1に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例1と同様にして、導電性組成物を得た。
そして、実施例2~4および6、並びに、比較例1~5については、得られた導電性組成物を用いた以外は実施例1と同様にして、電子部品を基板に接合した。
実施例5については、得られた導電性組成物を用い、かつ、加熱処理の条件を160℃にて1分間に変更した以外は実施例1と同様にして、電子部品を基板に接合した。
[Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 5]
A conductive composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that each material was blended according to the composition shown in Table 1 below.
Then, for Examples 2 to 4 and 6 and Comparative Examples 1 to 5, electronic components were bonded to substrates in the same manner as in Example 1, except that the obtained conductive compositions were used.
For Example 5, an electronic component was bonded to a substrate in the same manner as in Example 1 except that the obtained conductive composition was used and the heat treatment conditions were changed to 160° C. for 1 minute.

<導電性組成物の評価>
導電性組成物の評価(はんだ溶融性、25℃におけるせん断強度、250℃におけるせん断強度)を以下のような方法で行った。得られた結果を表1に示す。
(1)はんだ溶融性
銅板に、直径0.5mmの円形のパターンを有するマスク(厚み:100μm)を用い、導電性組成物を印刷して、試料を得た。この試料を、窒素雰囲気下にて300℃で1分間加熱したのち、室温まで冷却し、試料の表面を拡大鏡(倍率:100倍)で観察した。そして、下記の基準に従って、はんだ接合性を評価した。
○:なめらかな金属光沢が見られるのが、全体の90%以上の面積である。
△:なめらかな金属光沢が見られるのが、全体の50%以上90%未満の面積である。
×:なめらかな金属光沢が見られるのが、全体の50%未満の面積である。
(2)25℃におけるせん断強度
評価用基板上のチップ部品をボンドテスター(ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製)で剥離し、その際のせん断強度(単位:N)を測定した。なお、測定は、室温(25℃)で行った。そして、下記の基準に従って、25℃におけるせん断強度を評価した。
○:せん断強度が、10N以上である。
△:せん断強度が、1N以上10N未満である。
×:せん断強度が、1N未満である。
(3)250℃におけるせん断強度
評価用基板上のチップ部品を250℃に加熱しながら、ボンドテスター(ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製)で剥離し、その際のせん断強度(単位:N)を測定した。そして、下記の基準に従って、250℃におけるせん断強度を評価した。
○:せん断強度が、10N以上である。
△:せん断強度が、1N以上10N未満である。
×:せん断強度が、1N未満である。
<Evaluation of conductive composition>
The conductive composition was evaluated (solder meltability, shear strength at 25° C., shear strength at 250° C.) by the following methods. Table 1 shows the results obtained.
(1) Solder Meltability A sample was obtained by printing a conductive composition on a copper plate using a mask (thickness: 100 μm) having a circular pattern with a diameter of 0.5 mm. After heating this sample at 300° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere, it was cooled to room temperature and the surface of the sample was observed with a magnifying glass (magnification: 100 times). Then, solderability was evaluated according to the following criteria.
◯: A smooth metallic luster is observed in 90% or more of the total area.
Δ: Smooth metallic luster is observed in 50% or more and less than 90% of the total area.
x: Less than 50% of the total area has a smooth metallic luster.
(2) Shear Strength at 25° C. The chip component on the substrate for evaluation was peeled off with a bond tester (manufactured by Nordson Advanced Technologies, Inc.), and the shear strength (unit: N) at that time was measured. In addition, the measurement was performed at room temperature (25° C.). Then, the shear strength at 25°C was evaluated according to the following criteria.
○: Shear strength is 10 N or more.
Δ: The shear strength is 1N or more and less than 10N.
x: The shear strength is less than 1N.
(3) Shear strength at 250 ° C. While heating the chip parts on the evaluation substrate to 250 ° C., peeled with a bond tester (manufactured by Nordson Advanced Technologies, Inc.), and measured the shear strength (unit: N) at that time. did. Then, the shear strength at 250° C. was evaluated according to the following criteria.
○: Shear strength is 10 N or more.
Δ: The shear strength is 1N or more and less than 10N.
x: The shear strength is less than 1N.

Figure 0007181964000001
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表1に示す結果からも明らかなように、本発明の導電性組成物を用いた場合(実施例1~6)には、はんだ溶融性、25℃におけるせん断強度、および250℃におけるせん断強度が全て良好であることが分かった。従って、本発明の導電性組成物によれば、高温(250℃)に曝された場合でも高いせん断強度を有する接合を形成できることが確認された。 As is clear from the results shown in Table 1, when the conductive composition of the present invention was used (Examples 1 to 6), solder meltability, shear strength at 25 ° C., and shear strength at 250 ° C. All turned out to be good. Therefore, it was confirmed that the conductive composition of the present invention can form a bond having high shear strength even when exposed to high temperature (250° C.).

本発明の導電性組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための技術として特に好適に用いることができる。 The conductive composition of the present invention can be particularly suitably used as a technique for mounting electronic components on electronic substrates such as printed wiring boards of electronic equipment.

Claims (7)

はんだ粉末を含有する導電性粒子と、フラックス組成物と、を含有する導電性組成物であって
前記導電性粒子が、(A)スズを含有し、かつ融点が130℃以上230℃以下であるはんだ粉末と、(B)球状であり、平均粒子径が1μm未満であり、かつ融点が300℃以上であり、はんだ接合の際には、前記(A)成分との金属間化合物に取り込まれ、この金属間化合物の融点を高めることができる第一金属粒子と、(C)フレーク状であり、平均粒子径が2μm以上20μm以下であり、かつ融点が300℃以上である第二金属粒子と、を含有し、
前記(B)成分の配合量が、前記(B)成分および前記(C)成分の合計量100質量%に対して、5質量%以上50質量%以下であり、
前記(C)成分の配合量が、前記導電性粒子100質量%に対して、15質量%以上50質量%以下であり、
前記フラックス組成物が、(D)活性剤および(E)ロジン系樹脂を含有し、
前記(D)成分が、有機酸を含有し、
前記フラックス組成物の配合量が、前記導電性組成物100質量%に対して、10質量%以上50質量%以下である
ことを特徴とするはんだ含有導電性組成物。
A conductive composition containing conductive particles containing solder powder and a flux composition,
The conductive particles are (A) a solder powder containing tin and having a melting point of 130° C. or more and 230° C. or less, and (B) being spherical, having an average particle size of less than 1 μm, and having a melting point of 300° C. That is, at the time of soldering, the first metal particles that can be incorporated into the intermetallic compound with the component (A) and can increase the melting point of the intermetallic compound, and (C) flakes, second metal particles having an average particle size of 2 μm or more and 20 μm or less and a melting point of 300° C. or more;
The blending amount of the component (B) is 5% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of 100% by mass of the component (B) and the component (C),
The amount of the component (C) is 15% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the conductive particles,
The flux composition contains (D) an activator and (E) a rosin-based resin,
The component (D) contains an organic acid,
The amount of the flux composition is 10% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the conductive composition.
A solder-containing conductive composition characterized by:
請求項1に記載のはんだ含有導電性組成物において、
前記フラックス組成物が、フラックス組成物(熱硬化性フラックスを除く)である
ことを特徴とするはんだ含有導電性組成物。
In the solder-containing conductive composition according to claim 1,
A solder-containing conductive composition, wherein the flux composition is a flux composition (excluding thermosetting flux).
請求項1または請求項2に記載のはんだ含有導電性組成物において、
前記フラックス組成物が、(F)溶剤をさらに含有する
ことを特徴とするはんだ含有導電性組成物。
In the solder-containing conductive composition according to claim 1 or claim 2,
The solder-containing conductive composition, wherein the flux composition further contains (F) a solvent.
請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のはんだ含有導電性組成物において、
前記フラックス組成物が、(G)チクソ剤をさらに含有する
ことを特徴とするはんだ含有導電性組成物。
In the solder-containing conductive composition according to any one of claims 1 to 3,
A solder-containing conductive composition, wherein the flux composition further contains (G) a thixotropic agent.
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のはんだ含有導電性組成物において、
前記(A)成分が、スズ-銀-銅系またはスズ-ビスマス系のはんだ合金銀粒子であり、かつ、
前記(A)成分の平均粒子径が、10μm以上30μm以下である
ことを特徴とするはんだ含有導電性組成物。
In the solder-containing conductive composition according to any one of claims 1 to 4,
The component (A) is tin-silver-copper-based or tin-bismuth-based solder alloy silver particles, and
A solder-containing conductive composition, wherein the component (A) has an average particle size of 10 μm or more and 30 μm or less.
請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のはんだ含有導電性組成物において、
前記(A)成分の配合量が、前記導電性粒子100質量%に対して、20質量%以上70質量%以下である
ことを特徴とするはんだ含有導電性組成物。
In the solder-containing conductive composition according to any one of claims 1 to 5,
A solder-containing conductive composition, wherein the compounding amount of the component (A) is 20% by mass or more and 70% by mass or less with respect to 100% by mass of the conductive particles.
請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のはんだ含有導電性組成物を用いて電子基板を製造する方法であって、
配線基板の電極上に、前記はんだ含有導電性組成物を塗布する塗布工程と、
前記はんだ含有導電性組成物上に、電子部品を搭載する搭載工程と、
前記(A)成分の融点よりも高い温度で加熱して、前記電極と前記電子部品とを接合する接合工程と、を備える
ことを特徴とする電子基板の製造方法。
A method for producing an electronic substrate using the solder-containing conductive composition according to any one of claims 1 to 6,
A coating step of coating the solder-containing conductive composition on the electrodes of the wiring substrate;
A mounting step of mounting an electronic component on the solder-containing conductive composition;
and a bonding step of bonding the electrode and the electronic component by heating at a temperature higher than the melting point of the component (A).
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