專利名稱：導(dǎo)電性樹脂、使用導(dǎo)電性樹脂的電子器件的組裝體及電子器件的組裝體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于，作為在電子器件的電接點或者在電子器件的導(dǎo)熱介質(zhì)中使用的粘結(jié)劑的導(dǎo)電性樹脂、使用該導(dǎo)電性樹脂的電子器件的組裝體及電子器件的組裝體的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，由于對環(huán)境問題的認識提高，在電子設(shè)備組裝領(lǐng)域，對軟釬料合金中的鉛開始加以限制，研制在電子器件的組裝中不使用鉛的連接技術(shù)已成為當務(wù)之急。作為無鉛組裝技術(shù)，可舉出無鉛軟釬料或者導(dǎo)電性樹脂的使用，但對于要求連接部的柔軟性、組裝溫度的低溫化、無有機溶劑、不要洗凈等優(yōu)點的導(dǎo)電性樹脂的關(guān)心更加高。
以往的導(dǎo)電性樹脂，例如一般是在環(huán)氧樹脂系粘結(jié)劑樹脂成分中分散金屬粉末等導(dǎo)電性填料而形成的導(dǎo)電性樹脂。例如在用導(dǎo)電性樹脂連接電子器件的器件電極和電路基板的基板電極的場合，依靠上述粘結(jié)劑樹脂使導(dǎo)電性填料彼此間、導(dǎo)電性填料與器件電極之間、以及導(dǎo)電性填料與基板電極之間分別接觸而形成電連接，與此同時，電子器件和基板電極通過導(dǎo)電性樹脂粘接而形成機械的連接。
在使用導(dǎo)電性樹脂的組裝體中，電子器件與電路基板的連接部通過樹脂成分連接，因而對于由熱或外力引起的變形，發(fā)生柔軟的變形，與連接部是合金的軟釬料相比，具有不易發(fā)生龜裂的優(yōu)點，正被期待作為軟釬料的代替材料。
可是，如果要用以往的導(dǎo)電性樹脂代替軟釬料，達到和軟釬料同等的連接強度是十分困難的。
如上所述，例如通過環(huán)氧樹脂系粘結(jié)劑樹脂連接器件電極和基板電極表現(xiàn)導(dǎo)電性樹脂連接器件電極和基板電極的作用。在樹脂材料中，環(huán)氧樹脂系粘結(jié)劑樹脂是與金屬的粘結(jié)強度最強的材料之一，而且固化后的樹脂本身的機械強度在樹脂材料中也是最好的，因此在許多的粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)部件中廣泛使用。但是，因為沒有像軟釬料連接部那樣的合金的連接，所以對于實際的連接部分所承受的剪切、拉伸、彎曲和扭曲等外力，就難以達到和軟釬料同等的連接強度。
以下使用圖6說明其主要原因。
圖6是使用以往的導(dǎo)電性樹脂43連接電子器件44的電極45和電路基板41的基板電極42的組裝體概略斷面圖。導(dǎo)電性樹脂43例如利用印刷或者散布等方法在基板電極42的規(guī)定位置上形成，然后載置電子器件44，進行熱固化，就得到電連接和機械連接。此時的連接部大致保持上述印刷時的形狀尺寸。另外，在電極45和導(dǎo)電性樹脂43的連接界面以及基板電極42和導(dǎo)電性樹脂43的連接界面，導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂大致均勻分散混合存在。
一般地說，以往的導(dǎo)電性樹脂的導(dǎo)電性填料的重量含有率是80％左右。導(dǎo)電性填料的比重，在銀導(dǎo)電性填料的場合，是大約10，粘結(jié)劑樹脂的比重是約1.1，因此在上述連接部的機械連接，即體現(xiàn)連接強度的粘結(jié)劑樹脂與器件電極及基板電極的凈接觸面積是表觀連接面積的約1/2左右。因此，與單純粘結(jié)劑樹脂的場合相比，連接強度降低。
即，盡管以往的導(dǎo)電性樹脂相對于上述的軟釬料連接是柔軟的，具有不易發(fā)生龜裂的優(yōu)點，但存在絕對的連接強度與軟釬料相比是不充分的缺點，因此作為軟釬料替代用的連接材料還沒有達到廣泛使用。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的在于，提供既保持導(dǎo)電性樹脂不易發(fā)生龜裂的優(yōu)點，連接強度又能夠比以往的導(dǎo)電性樹脂提高的新的導(dǎo)電性樹脂和連接強度提高的電子器件的組裝體及其制造方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了，使用導(dǎo)電性樹脂連接電子器件和基板電極，進行加熱固化時，在導(dǎo)電性樹脂中形成以導(dǎo)電性填料為主成分的部分和以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分的導(dǎo)電性樹脂。另外，本發(fā)明提供了，在導(dǎo)電性樹脂中形成以導(dǎo)電性填料為主成分的部分和以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分的電子器件的組裝體。此外，本發(fā)明還提供了，在導(dǎo)電性樹脂中形成以導(dǎo)電性填料為主成分的部分和以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分的電子器件的組裝體制造方法。
即，本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂是以導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂為主成分、上述導(dǎo)電性填料在上述粘結(jié)劑樹脂中大致均勻分散構(gòu)成的導(dǎo)電性樹脂，其特征在于，使用固化前的上述導(dǎo)電性樹脂將數(shù)個被連接體之間連接，加熱上述導(dǎo)電性樹脂時，上述導(dǎo)電性填料就和上述粘結(jié)劑樹脂大致分離，在導(dǎo)電性樹脂固化后，上述導(dǎo)電性樹脂內(nèi)形成以上述導(dǎo)電性填料為主成分的部分和以上述粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分。按照這樣的構(gòu)成，在固化后的導(dǎo)電性樹脂內(nèi)形成以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分，因此借助該部分能夠提高被連接體間的連接強度。
另外，本發(fā)明的電子器件的組裝體是通過包含導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂的導(dǎo)電性樹脂連接電子器件的電極和基板電極的電子器件的組裝體，其特征在于，在上述兩電極對置的區(qū)域內(nèi)的上述導(dǎo)電性樹脂以上述導(dǎo)電性填料為主成分，在上述兩電極對置的區(qū)域以外的區(qū)域內(nèi)的上述導(dǎo)電性樹脂的至少一部分以上述粘結(jié)劑樹脂為主成分。按照這樣的構(gòu)成，以導(dǎo)電性填料為主成分的部分實現(xiàn)電連接和機械連接，以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分實現(xiàn)電絕緣和機械連接。尤其，由于存在以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分，因此能夠提高電子器件的連接強度。
另外，本發(fā)明的第1電子器件的組裝體制造方法的特征是，依次進行下列工序在電路基板的規(guī)定位置上施加上述本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂的工序，在施加上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置電子器件的工序，以及使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序。
此外，本發(fā)明的第2電子器件的組裝體制造方法的特征是，依次進行下列工序在電路基板或者電子器件的至少一方上施加具有提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對上述電路基板或者上述電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料的工序，在上述電路基板的規(guī)定位置上施加上述導(dǎo)電性樹脂的工序，在施加上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置配置電子器件的工序，以及使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序。
另外，本發(fā)明的第3電子器件的組裝體制造方法的特征是，依次進行下列工序在電路基板的規(guī)定位置上施加導(dǎo)電性樹脂的工序，在上述電路基板、上述導(dǎo)電性樹脂和電子器件中的至少一個上施加具有提高上述導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于上述電路基板或者上述電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料的工序，在施加上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置上述電子器件的工序，以及使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序。
進而，本發(fā)明的第4電子器件的組裝體制造方法的特征是，依次進行下列工序在電路基板的規(guī)定位置上施加導(dǎo)電性樹脂的工序，在施加上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置上述電子器件的工序，至少在上述電子器件的組裝部分施加具有提高上述導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于上述電路基板或者上述電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料的工序，以及使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序。
采用上述第1的電子器件的組裝體制造方法，由于使用上述本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂，因而在加熱時導(dǎo)電性樹脂內(nèi)的導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂大致分離，在導(dǎo)電性樹脂固化后，導(dǎo)電性樹脂內(nèi)形成以導(dǎo)電性填料為主成分的部分和以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分。
另外，采用上述第2～第4的電子器件的組裝體制造方法，由于施加了可以提高粘結(jié)劑樹脂對于電路基板或者電子器件的潤濕性作用的材料，因此在此后的加熱時，導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂大致分離，固化后在導(dǎo)電性樹脂內(nèi)形成以導(dǎo)電性填料為主成分的部分和以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分。
結(jié)果，在上述第1～第4的任一組裝體的制造方法中，都能夠通過上述以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分提高電子器件的連接強度。
附圖的簡單說明

圖1A～圖1C是按工序順序表示本發(fā)明的實施例1的電子器件組裝體的制造方法的概略斷面圖。
圖2A～圖2D是按工序順序表示本發(fā)明的實施例2的電子器件組裝體的制造方法的概略斷面圖。
圖3A～圖3D是按工序順序表示本發(fā)明的實施例3的電子器件組裝體的制造方法的概略斷面圖。
圖4A～圖4D是按工序順序表示本發(fā)明的實施例4的電子器件組裝體的制造方法的概略斷面圖。
圖5是說明本發(fā)明的實施例5中的導(dǎo)電性樹脂固化工序的圖。
圖6是以往的電子器件的組裝體的概略斷面圖。
實施發(fā)明的最佳方式如上所述，本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂是以導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂為主成分、導(dǎo)電性填料在粘結(jié)劑樹脂中大致均勻分散而構(gòu)成的導(dǎo)電性樹脂，使用固化前的導(dǎo)電性樹脂將數(shù)個被連接體之間連接，加熱導(dǎo)電性樹脂時，粘結(jié)劑樹脂就變?yōu)榈驼扯龋菀琢鲃?，借助于被連接體和粘結(jié)劑樹脂的毛細管現(xiàn)象，粘結(jié)劑樹脂在被連接體表面上擴展，致使導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂大致分離。于是在導(dǎo)電性樹脂固化后，導(dǎo)電性樹脂內(nèi)形成以導(dǎo)電性填料為主成分的部分和以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分。以導(dǎo)電性填料為主成分的部分表現(xiàn)相對高的導(dǎo)電性和低的機械強度，而以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分表現(xiàn)相對低的導(dǎo)電性和高的機械強度。
在上述中，為了在加熱導(dǎo)電性樹脂時使粘結(jié)劑樹脂成分的流動變得容易，在導(dǎo)電性樹脂中，相對于導(dǎo)電性樹脂的全部有機成分，按重量比含有1％以上、50％以下的稀釋劑成分，最好含有5％以上、20％以下。作為這樣的稀釋劑成分，可以使用在較低的溫度下容易揮發(fā)的溶劑，或者反應(yīng)性稀釋劑，或者它們的混合物。具體地說，作為溶劑，例如可舉出乙二醇、二甘醇或者三甘醇等醇類溶劑。另外，作為反應(yīng)性稀釋劑，可以使用環(huán)氧系的反應(yīng)性稀釋劑，例如可例示出“ァデカゲリシロ-ル”(旭電化(株)制)。
此外，導(dǎo)電性樹脂(在含有上述稀釋劑成分的場合，包含該稀釋劑成分)中的導(dǎo)電性填料的重量含有率，下限是20％以上，最好是30％以上，上限是不到70％，最好是不到50％。如果導(dǎo)電性填料的含有率比上述的下限少，連接部的電阻就增大。反之，如果比上述的上限多，連接部的機械強度就降低。以往的一般導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性填料的重量含有率通常是75～90％左右。本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂，在加熱、固化時粘結(jié)劑樹脂流出而形成以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分，因此以比以往少的導(dǎo)電性填料的含有率就能夠得到足夠的導(dǎo)電性和機械強度。
另外，導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性填料最好具有相互纏結(jié)的性質(zhì)。由于具有這樣的性質(zhì)，通過加熱導(dǎo)電性樹脂在粘結(jié)劑樹脂流動時，能夠防止導(dǎo)電性填料與粘結(jié)劑樹脂一起流動，因此導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂良好地大致分離。為了使導(dǎo)電性填料具有相互纏結(jié)的性質(zhì)，可舉出使賦予了不同形狀的導(dǎo)電性填料混合存在(例如，使鱗片形狀和小粒糖果形狀混合存在)，或混合存在各種大小尺寸的導(dǎo)電性填料，或者使用容易相互纏結(jié)的形狀的導(dǎo)電性填料的方法。所謂容易相互纏結(jié)的形狀的導(dǎo)電性填料，例如可以例示出方形柱狀的導(dǎo)電性填料(例如“パナテトラ”(四立柱狀的氧化鋅晶須，松下ァムテツク(株)制)的表面施以鍍金和鎳)，或者樹枝狀晶形狀(又名枝晶)的導(dǎo)電性填料。
另外，導(dǎo)電性樹脂在固化后，以導(dǎo)電性填料為主成分的部分的體積電阻率較好是1×10-1Ω·cm以下，更好是5×10-3Ω·cm以下，最好是1×10-3Ω·cm以下。另外，以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分的體積電阻率較好是1×10+3Ω·cm以上，更好是1×10+6Ω·cm以上，最好是1×10+8Ω·cm以上。如果以導(dǎo)電性填料為主成分的部分的體積電阻率比上述范圍大，就不能實現(xiàn)良好的電連接，難以確保導(dǎo)通。另外，如果以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分的體積電阻率比上述范圍小，就不能實現(xiàn)良好的電絕緣，并且機械強度也降低。在本發(fā)明中，所謂“以導(dǎo)電性填料(或者粘結(jié)劑樹脂)為主成分”是指，導(dǎo)電性填料的(或者粘結(jié)劑樹脂)相對于全體，按重量比例較好含有50％以上，更好含有60％以上，最好含有70％以上。
另外，本發(fā)明的電子器件的組裝體是電子器件的電極和電路基板的電極通過含有導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂的導(dǎo)電性樹脂連接的電子器件的組裝體，兩電極對置的區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電性樹脂，以導(dǎo)電性填料為主成分，顯現(xiàn)電連接和機械連接，兩電極對置的區(qū)域以外的區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電性樹脂的至少一部分，以粘結(jié)劑樹脂為主成分，顯現(xiàn)電絕緣和機械連接。在此，所謂“兩電極對置的區(qū)域以外的區(qū)域”例如相當于電子器件的電極以外的部分和電路基板對置的區(qū)域或電子器件和電路基板不直接對置的區(qū)域(例如，相對于電路基板表面大體垂直的電子器件的表面與電路基板表面之間的區(qū)域)。使用上述本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂，或者采用本發(fā)明的第1～第4的組裝體制造方法，就能夠容易地得到這樣的組裝體。
在上述的組裝體中，以導(dǎo)電性填料為主成分的部分和以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分各自的體積電阻率最好是滿足上述的范圍。
另外，在上述的組裝體中，電子器件的電極以外的部分與電路基板相對的區(qū)域，最好全部用以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂連接。這樣，既確保必要的電絕緣性，又能夠做到使電子器件和電路基板的連接強度特別牢固。
此外，本發(fā)明的第1的電子器件的組裝體制造方法，具有在電路基板的規(guī)定位置上施加上述本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂的工序、在施加了上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置上述電子器件的工序，以及使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序，這些工序按照上述記載的順序?qū)嵤?。由此，就能夠容易地得到上述的本發(fā)明組裝體。
另外，本發(fā)明的第2的電子器件的組裝體制造方法，具有在電路基板或者電子器件的至少一方上施加具有提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于電路基板或者電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料的工序，在電路基板的規(guī)定位置上施加導(dǎo)電性樹脂的工序，在施加了上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置電子器件的工序，以及使導(dǎo)電性樹脂固化的工序，這些工序按照上述記載的順序?qū)嵤?br> 在使用以往的導(dǎo)電性樹脂的場合，實行和以往相同的電子器件的組裝體制造方法，因此實現(xiàn)上述本發(fā)明的電子器件的組裝體是困難的。而按照本發(fā)明的上述第2的組裝體的制造方法，通過在電路基板或者電子器件的至少一方上預(yù)先涂布具有提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于電路基板或者電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料，在隨后的導(dǎo)電性樹脂的加熱工序中，可以提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂成分對于電路基板或者電子器件的潤濕性。結(jié)果，即使在使用以往的導(dǎo)電性樹脂的的場合，也容易形成本發(fā)明的上述組裝體。
當然，在本發(fā)明的第2的電子器件的組裝體制造方法中，作為導(dǎo)電性樹脂也可以使用本發(fā)明的上述導(dǎo)電性樹脂，能夠形成同樣的組裝體。即，在本發(fā)明的第2的電子器件的組裝體制造方法中，對于導(dǎo)電性樹脂沒有特別的限制。
本發(fā)明的第3的電子器件的組裝體制造方法，具有在電路基板的規(guī)定位置施加導(dǎo)電性樹脂的的工序，在電路基板、導(dǎo)電性樹脂和電子器件中的至少一方上施加具有提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于電路基板或者電子器件的構(gòu)成部件的高潤濕性作用的材料的工序，在施加了上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置電子器件的工序，以及使導(dǎo)電性樹脂固化的工序，這些工序按照上述記載的順序?qū)嵤?br> 在使用以往的導(dǎo)電性樹脂的場合，實行和以往相同的電子器件的組裝體制造方法，因此實現(xiàn)上述本發(fā)明的電子器件的組裝體是困難的。然而，按照本發(fā)明的上述第3的組裝體的制造方法，通過在電路基板、導(dǎo)電性樹脂和電子器件中的至少一方上預(yù)先涂布具有提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于電路基板或者電子器件的構(gòu)成部件的高潤濕性作用的材料，在隨后的導(dǎo)電性樹脂的加熱工序中，可以提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂成分對于電路基板或者電子器件的潤濕性。結(jié)果，即使在使用以往的導(dǎo)電性樹脂的的場合，也可以容易地形成本發(fā)明的上述組裝體。
當然，在本發(fā)明的第3的電子器件的組裝體制造方法中，導(dǎo)電性樹脂也可以使用本發(fā)明的上述導(dǎo)電性樹脂，能夠形成同樣的組裝體。即，在本發(fā)明的第3的電子器件的組裝體制造方法中，對于導(dǎo)電性樹脂沒有特別的限制。
本發(fā)明的第4的電子器件的組裝體制造方法，具有在電路基板的規(guī)定位置施加導(dǎo)電性樹脂的的工序，在施加了上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置電子器件的工序，至少在電子器件的組裝部分上施加具有提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于電路基板或者電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料的工序，以及使導(dǎo)電性樹脂固化的工序，這些工序按照上述記載的順序?qū)嵤?br> 在使用以往的導(dǎo)電性樹脂的場合，實行和以往相同的電子器件的組裝體制造方法，因此實現(xiàn)上述本發(fā)明的電子器件的組裝體是困難的。然而，按照本發(fā)明的上述第4的組裝體的制造方法，通過至少在電子器件的組裝部分上預(yù)先涂布具有提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于電路基板或者電子器件的構(gòu)成部件的高潤濕性作用的材料，在隨后的導(dǎo)電性樹脂的加熱工序中，可以提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂成分對于電路基板或者電子器件的潤濕性。結(jié)果，即使在使用以往的導(dǎo)電性樹脂的的場合，也容易形成本發(fā)明的上述組裝體。
當然，在本發(fā)明的第4的電子器件的組裝體制造方法中，導(dǎo)電性樹脂的也可以使用本發(fā)明的上述導(dǎo)電性樹脂，能夠形成同樣的組裝體。即，在本發(fā)明的第4的電子器件的組裝體制造方法中，對于導(dǎo)電性樹脂沒有特別的限制。
在上述第2～第4的組裝體的制造方法中使用的、具有上述提高潤濕性作用的材料，最好是醇類溶劑、反應(yīng)性稀釋劑或者它們的混合物。作為醇類溶劑，可以使用乙二醇、二甘醇或者三甘醇等。另外，作為反應(yīng)性稀釋劑，可以使用環(huán)氧系的反應(yīng)性稀釋劑，例如可例示出“ァデカゲリシロ-ル”(旭電化(株)制)。
在上述第1～第4的組裝體的制造方法中，在使導(dǎo)電性樹脂的固化的工序中，最好順序地進行從導(dǎo)電性樹脂流出大致分離的粘結(jié)劑樹脂成分的低粘度化工序，及粘結(jié)劑樹脂成分的固化工序。即，導(dǎo)電性樹脂的加熱，先是在導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂成分發(fā)生低粘度化的第1溫度保持規(guī)定的時間，接著，升溫至粘結(jié)劑樹脂成分發(fā)生固化的第2溫度保持規(guī)定的時間。借助低粘度化工序(第1溫度)，能夠切實地進行導(dǎo)電性樹脂內(nèi)的導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂的分離，因此經(jīng)過此后的固化工序(第2溫度)，在導(dǎo)電性樹脂的內(nèi)能夠容易地形成以導(dǎo)電性填料的為主成分的部分和以粘結(jié)劑樹脂成分為主成分的部分。
在上述第1～第4的組裝體的制造方法中，在使導(dǎo)電性樹脂固化的工序中，從導(dǎo)電性樹脂流出大致分離的粘結(jié)劑樹脂，在電子器件的電極和電路基板的電極對置的區(qū)域以外的區(qū)域的至少一部分最好利用以上述流出的粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂連接。由此，在兩電極對置的區(qū)域內(nèi)，導(dǎo)電性填料的含有率增大，實現(xiàn)良好的電連接。另一方面，在兩電極對置的區(qū)域以外的區(qū)域，導(dǎo)電性填料的的含有率少，形成以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂部分，這有助于電子器件的連接強度的提高。
參照圖1A～圖1C，說明使用本發(fā)明的導(dǎo)電性樹脂形成的電子器件組裝體的一個實施例。
實施例1圖1A～圖1C是按工序順序表示電子器件的組裝體制造方法的概略斷面圖。
首先，如圖1A所示，在電路基板1的基板電極2上的規(guī)定位置印刷形成導(dǎo)電性樹脂3，將具備電極5的電子器件4進行對位，如圖1B所示，在未固化的導(dǎo)電性樹脂3上載置電子器件4。接著，加熱至導(dǎo)電性樹脂3的固化溫度，使導(dǎo)電性樹脂3固化。圖1C表示導(dǎo)電性樹脂3固化后的、本發(fā)明的電子器件的組裝體的完成狀態(tài)。
在本實施例中，作為導(dǎo)電性樹脂3，粘結(jié)劑使用環(huán)氧樹脂，固化劑使用胺系固化劑，作為醇類溶劑使用二甘醇。
在本實施例中，相對于導(dǎo)電性樹脂的有機物成分全體，二甘醇的添加量按重量比在0～70％的范圍內(nèi)變化。將環(huán)氧樹脂和胺系固化劑混煉后，以室溫狀態(tài)添加二甘醇。
作為導(dǎo)電性填料，將形狀為鱗片狀的填料和大致球狀的填料按重量比分別以約60％和約40％混合后使用。在未固化狀態(tài)，在導(dǎo)電性樹脂中大致均勻分散地含有導(dǎo)電性填料作為電子器件使用片狀電阻器。
表1中示出使用改變二甘醇(DEG)添加重量比而形成的導(dǎo)電性樹脂制成的電子器件的組裝體的剪切附著強度以及電子器件4和電路基板1的連接部形狀的結(jié)果。在表1中，二甘醇的重量比是0％的例子相當于以往的導(dǎo)電性樹脂，作為比較參考例示出。
測定剪切附著強度時，測定試樣使用在具有銅電極的FR-4基板上用導(dǎo)電性樹脂連接作為電子器件的3216大小的片狀電阻器。在剪切強度試驗中，將上述試樣設(shè)置成使得上述片狀電阻器的長度方向側(cè)面接觸剪切試驗壓頭，以10mm/min的剪切速度進行擠壓接觸，將片狀電阻器從電路基板上脫落時的載荷定義為剪切附著強度。
連接部形狀，如圖1C所示，對在電子器件4的電極5以外的部分與電路基板1對置的區(qū)域(即電子器件下部區(qū)域)的樹脂粘結(jié)部分3b的有無(“有”的場合，還有其形成狀態(tài))，以及電子器件4的電極5的側(cè)壁面是否形成與軟釬料連接場合相同的填角狀的增強部3c(“是”的場合，還有其高度)進行調(diào)查。
表1

如表1所示，在二甘醇的添加量是1重量％以上、50重量％以下，尤其是5重量％以上、20重量％以下的場合，形成良好的電子器件下部的樹脂粘結(jié)部3b和填角3c，結(jié)果，提高了電子器件的附著強度。
將所得到的電子器件的組裝體拆開，詳細地調(diào)查導(dǎo)電性樹脂部分時，電子器件下部的樹脂粘結(jié)部3b和填角3c的導(dǎo)電性樹脂部分以粘結(jié)劑樹脂為主成分，顯示良好地電絕緣性，在電極5和基板電極2對置的區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電性樹脂部分3a是以導(dǎo)電性填料的為主成分，顯示良好地導(dǎo)電性。以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂粘結(jié)部3b和填角3c是在加熱時導(dǎo)電性樹脂3內(nèi)的粘結(jié)劑樹脂成分分離，沿電子器件4或電路基板1的表面流動而形成的。
實施例2參照圖2A～圖2D說明本發(fā)明的上述第2的電子器件的組裝體制造方法的一個實施例。
圖2A～圖2D是按工序順序表示電子器件的組裝體制造方法的概略斷面圖。
首先，如圖2A所示，在已形成基板電極12的電路基板11上設(shè)置具有規(guī)定的開口的金屬掩模16，一邊使噴嘴18沿箭頭方向移動，一邊在電路基板11和基板電極12上，散布涂覆具有提高對于電路基板11的潤濕作用的材料，即二甘醇液17。此后，如圖2B所示，在電路基板11的基板電極12的規(guī)定位置印刷形成導(dǎo)電性樹脂13，將具備電極15的電子器件(片狀電阻器)14進行對位，如圖2C所示，在未固化的導(dǎo)電性樹脂13上載置電子器件14。接著，加熱至導(dǎo)電性樹脂13的固化溫度，使導(dǎo)電性樹脂13固化。圖2D表示使導(dǎo)電性樹脂13固化后的、本發(fā)明的電子器件的組裝體的完成狀態(tài)。
在本實施例中，二甘醇17的形成厚度是約5μm。
作為導(dǎo)電性樹脂13，使用導(dǎo)電性填料為銀填料、粘結(jié)劑樹脂成分為環(huán)氧系樹脂的以往的導(dǎo)電性樹脂。在設(shè)定為150℃的熱風(fēng)爐中，對導(dǎo)電性樹脂進行固化30分鐘。
如圖2D所示，本實施例的電子器件的組裝體，在電子器件14的電極15以外的部分與電路基板11對置的區(qū)域(電子器件的下部區(qū)域)填充有以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂13b，并且，在電子器件14的電極15的側(cè)壁面上，附著了以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂13c，形成填角狀。這些樹脂13b、13c是在加熱時導(dǎo)電性樹脂13內(nèi)的粘結(jié)劑樹脂成分發(fā)生分離，沿電子器件14或電路基板11的表面流動而形成的。借助這些以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂13b、13c提高電子器件14與電路基板11的機械連接強度。另一方面，電極15與基板電極12對置的區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電性樹脂13a是以導(dǎo)電性填料為主成分，顯示良好的導(dǎo)電性。
二甘醇的施加方法，除了上述的噴射散布以外，也可以使用浸漬、涂布等其他的方法。另外，提高潤濕性的材料，除了二甘醇以外，例如也可以使用乙二醇、三甘醇等醇類溶劑或者反應(yīng)性稀釋劑。
在上述的例子中是在電路基板11側(cè)施加二甘醇，代替這種方法或者與該方法一起，也可以在電子器件14上施加二甘醇。
實施例3參照圖3A～圖3D說明本發(fā)明的上述第3的電子器件的組裝體制造方法的一個實施例。
圖3A～圖3D是按工序順序表示電子器件的組裝體制造方法的概略斷面圖。
首先，如圖3A所示，在電路基板21上形成的基板電極22的規(guī)定位置上印刷形成導(dǎo)電性樹脂23后，設(shè)置具有規(guī)定開口的金屬掩模26，一邊使噴嘴28沿箭頭方向移動，一邊在電路基板21、基板電極22和導(dǎo)電性樹脂23上，散布涂覆具有提高對于電路基板21的潤濕作用的材料，即二甘醇液17。此后，如圖3B所示，在電路基板21的基板電極22上將具備電極25的電子器件(片狀電阻器)24對位，如圖3C所示，在未固化的導(dǎo)電性樹脂23上載置電子器件24。接著，加熱至導(dǎo)電性樹脂23的固化溫度，使導(dǎo)電性樹脂23固化。圖3D表示使導(dǎo)電性樹脂23固化后的、本發(fā)明的電子器件的組裝體的完成狀態(tài)。
在本實施例中，二甘醇27的形成厚度是約5μm。
作為導(dǎo)電性樹脂23，使用導(dǎo)電性填料為銀填料、粘結(jié)劑樹脂成分為環(huán)氧系樹脂的現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)電性樹脂。在設(shè)定為150℃的熱風(fēng)爐中，對導(dǎo)電性樹脂進行固化30分鐘。
如圖3D所示，本實施例的電子器件的組裝體，在電子器件24的電極25以外的部分和電路基板21對置的區(qū)域(電子器件的下部區(qū)域)填充有以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂23b，并且，在電子器件24的電極25的側(cè)壁面上，附著了以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂23c，形成填角狀。這些樹脂23b、樹脂23c是在加熱時導(dǎo)電性樹脂23內(nèi)的粘結(jié)劑樹脂成分發(fā)生分離，沿電子器件24或電路基板21的表面流動而形成的。借助這些以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂23b、23c提高電子器件24和電路基板21的機械連接強度。另一方面，電極25和基板電極22對置的區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電性樹脂23a是以導(dǎo)電性填料為主成分，顯示良好的導(dǎo)電性。
二甘醇的施加方法，除了上述的噴射散布以外，也可以使用浸漬、涂布等其他的方法。另外，提高潤濕性的材料，除了二甘醇以外，例如也可以使用乙二醇、三甘醇等醇類溶劑或者反應(yīng)性稀釋劑。
上述的例子是在電路基板21側(cè)施加二甘醇，代替這種方法或者與該方法一起，也可以在電子器件24上施加二甘醇。
實施例4參照圖4A～圖4D說明本發(fā)明的上述第4的電子器件的組裝體制造方法的一個實施例。
圖4A～圖4D是按工序順序表示電子器件的組裝體制造方法的概略斷面圖。
首先，如圖4A所示，在電路基板31上形成的基板電極32的規(guī)定位置上印刷形成導(dǎo)電性樹脂33。接著，如圖4B所示，在電路基板31的未固化的基板電極32上將具備電極35的電子器件(片狀電阻器)34進行對位并載置。接著，如圖4C所示，設(shè)置具有規(guī)定的開口的金屬掩模36，一邊使噴嘴38沿箭頭方向移動，一邊在電子器件34、電路基板31和基板電極32上散布涂覆具有提高與電路基板31的潤濕作用的材料，即二甘醇液37。隨后，加熱至導(dǎo)電性樹脂33的固化溫度，使導(dǎo)電性樹脂33固化。圖4D表示使導(dǎo)電性樹脂33固化后的、本發(fā)明的電子器件的組裝體的完成狀態(tài)。
在本實施例中，二甘醇的形成厚度是約5μm。
作為導(dǎo)電性樹脂33，使用導(dǎo)電性填料為銀填料、粘結(jié)劑樹脂成分為環(huán)氧系樹脂的現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)電性樹脂。在設(shè)定為150℃的熱風(fēng)爐中，對導(dǎo)電性樹脂進行固化30分鐘。
如圖4D所示，本實施例的電子器件的組裝體，在電子器件34的電極35以外的部分和電路基板31對置的區(qū)域(電子器件的下部區(qū)域)填充有以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂33b，并且，在電子器件34的電極35的側(cè)壁面上附著了以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂33c，形成填角狀。這些樹脂33b、33c是在加熱時導(dǎo)電性樹脂33內(nèi)的粘結(jié)劑樹脂成分發(fā)生分離，沿電子器件34或電路基板31的表面流動而形成的。借助這些以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂33b、33c提高電子器件34和電路基板31的機械連接強度。另一方面，電極35和基板電極32對置的區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電性樹脂33a是以導(dǎo)電性填料的為主成分，顯示良好的導(dǎo)電性。
二甘醇的施加方法，除了上述的噴射散布以外，也可以使用浸漬、涂布等其他的方法。另外，提高潤濕性的材料，除了二甘醇以外，例如也可以使用乙二醇、三甘醇等醇類溶劑或者反應(yīng)性稀釋劑。
對于上述實施例2、3和4中得到的電子器件組裝體以及除了不進行施加二甘醇以外與這些實施例同樣制作得到的電子器件組裝體(比較例)，采用與實施例1相同的方法測定剪切附著強度和連接部的形狀。結(jié)果示于表2。
表2

如表2所示，在良好地形成電子器件下部的樹脂粘結(jié)和填角的實施例2～4的電子器件組裝體中，電子器件的附著強度得到提高。
實施例5在實施例1中，除了按以下所述改變導(dǎo)電性樹脂的組成及其加熱條件以外，同樣操作，得到電子器件的組裝體。
粘結(jié)劑樹脂使用環(huán)氧樹脂(“ァデカレジソEP-4000”(旭電化(株)制)，固化劑使用胺系固化劑，反應(yīng)性稀釋劑使用環(huán)氧系反應(yīng)性稀釋劑(“ァデカダリシロ-ル ED-501”(旭電化(株)制)))，導(dǎo)電性填料使用與實施例1相同的鱗片狀的和大致球狀的混合填料，將它們混合并混煉得到導(dǎo)電性樹脂。相對于環(huán)氧樹脂和胺系固化劑的合計量，反應(yīng)性稀釋劑的添加量是15重量％。
使用在規(guī)定位置形成開口的、厚0.1mm的不銹鋼制的掩模板，將該導(dǎo)電性樹脂印刷在電路基板的基板電極上。然后，與實施例1同樣進行電子器件對位，并載置在導(dǎo)電性樹脂部分上。
接著，以2階段的加熱條件進行加熱，使導(dǎo)電性樹脂固化。使用圖5說明本實施例5的加熱條件。在圖5中，橫軸表示加熱導(dǎo)電性樹脂使之固化時的溫度，左縱軸表示在各溫度下的本實施例的導(dǎo)電性樹脂的粘度，右縱軸表示經(jīng)過時間。
如圖5所示，首先在80℃保持10分鐘，接著在150℃保持20分鐘，然后冷卻。
本實施例5的導(dǎo)電性樹脂，如圖5所示，由于含有反應(yīng)性稀釋劑，粘度降低，而且在比上述環(huán)氧樹脂的原有固化開始溫度106℃低的約80℃下，賦予低粘度化的性質(zhì)。
因此，作為第1階段，通過在粘度急劇降低的約80℃下保持規(guī)定的時間，使導(dǎo)電性樹脂中的粘結(jié)劑樹脂成分從導(dǎo)電性樹脂滲出。這樣，在電子器件的電極和電路基板的電極對置的區(qū)域內(nèi)，導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性填料的含有率增大，同時，在該對置區(qū)域以外的區(qū)域中使粘結(jié)劑樹脂成分流出。接著，作為第2階段，在比固化開始溫度高的150℃下保持規(guī)定的時間，使粘結(jié)劑樹脂成分固化。
與實施例1同樣評價所得到的組裝體。電子器件的剪切附著強度是50.6N，在電子器件的電極以外的下面與電路基板之間無間隙地填充有以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂，在電子器件的電極的側(cè)壁面上形成以粘結(jié)劑樹脂為主成分的填角狀的增強部，其高度為電子器件高度的約1/2。
如上所述，按照本發(fā)明，與利用以往的導(dǎo)電性樹脂形成的電子器件的組裝體相比，可以提高對于實用化致關(guān)重要的連接強度，使環(huán)境負荷小的各種電子裝置的實用化成為可能。
以上所說明的實施方式，旨在明確地說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，但本發(fā)明不限于這些具體例子，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求記載的范圍內(nèi)可以進行種種變更而實施，應(yīng)該廣義地解釋本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.導(dǎo)電性樹脂，它是以導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂為主成分、并且導(dǎo)電性填料大致均勻地分散在上述粘結(jié)劑樹脂中而構(gòu)成的導(dǎo)電性樹脂，其特征在于，使用固化前的上述導(dǎo)電性樹脂將數(shù)個被連接體之間連接，加熱上述導(dǎo)電性樹脂時，上述導(dǎo)電性填料和上述粘結(jié)劑樹脂就大致分離，在導(dǎo)電性樹脂固化后，上述導(dǎo)電性樹脂內(nèi)形成以上述導(dǎo)電性填料為主成分的部分和以上述粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分。
2.權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性樹脂，其特征在于，相對于上述導(dǎo)電性樹脂的全部有機物成分，稀釋劑成分的含量為1重量％以上、50重量％以下。
3.權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電性樹脂，其特征在于，上述稀釋劑成分是溶劑、反應(yīng)性稀釋劑或者它們的混合物。
4.權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性樹脂，其特征在于，上述導(dǎo)電性填料具有相互纏結(jié)的性質(zhì)。
5.電子器件的組裝體，它是通過含有導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂的導(dǎo)電性樹脂將電子器件的電極和電路基板的電極連接而成的電子器件的組裝體，其特征在于，在上述兩電極對置的區(qū)域內(nèi)的上述導(dǎo)電性樹脂以上述導(dǎo)電性填料為主成分，在上述兩電極對置區(qū)域以外的區(qū)域內(nèi)的上述導(dǎo)電性樹脂的至少一部分以上述粘結(jié)劑樹脂為主成分。
6.權(quán)利要求5所述的電子器件的組裝體，其中，上述導(dǎo)電性樹脂是這樣一種樹脂，即，將其施加到兩電極之間后，通過加熱使導(dǎo)電性填料和粘結(jié)劑樹脂大致分離，形成上述以導(dǎo)電性填料為主成分的部分和上述以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分。
7.權(quán)利要求5所述的電子器件的組裝體，其特征在于，上述以導(dǎo)電性填料為主成分的部分的體積電阻率是1×10-1Ω·cm以下，上述以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分的體積電阻率是1×10+3Ω·cm以上。
8.權(quán)利要求5所述的電子器件的組裝體，其中，上述電子器件的電極以外的部分與上述電路基板對置的區(qū)域全部利用上述以粘結(jié)劑樹脂為主成分的部分連接。
9.電子器件的組裝體的制造方法，其特征在于，依次進行下列工序在電路基板的規(guī)定位置上施加權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性樹脂的工序，在已施加上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置電子器件的工序，以及使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序。
10.電子器件的組裝體的制造方法，其特征在于，依次進行下列工序在電路基板或者電子器件的至少一方上施加具有提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于上述電路基板或者上述電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料的工序，在電路基板的規(guī)定位置上施加上述導(dǎo)電性樹脂的工序，在已施加上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置電子器件的工序，以及使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序。
11.電子器件的組裝體的制造方法，其特征在于，依次進行下列工序在電路基板的規(guī)定位置上施加上述導(dǎo)電性樹脂的工序，在上述電路基板、上述導(dǎo)電性樹脂和電子器件的至少一方上施加具有提高導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于上述電路基板或者上述電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料的工序，在已施加上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置電子器件的工序，以及使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序。
12.電子器件的組裝體的制造方法，其特征在于，依次進行下列工序在電路基板的規(guī)定位置上施加上述導(dǎo)電性樹脂的工序，在已施加上述導(dǎo)電性樹脂的規(guī)定位置上配置電子器件的工序，至少在上述電子器件的組裝部分施加具有提高上述導(dǎo)電性樹脂的粘結(jié)劑樹脂對于上述電路基板或者上述電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料的工序，以及使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序。
13.權(quán)利要求10～12中的任一項所述的電子器件的組裝體制造方法，其特征在于，具有提高粘結(jié)齊樹脂對于上述電路基板或者上述電子器件的構(gòu)成部件的潤濕性作用的材料是醇類溶劑或者反應(yīng)性稀釋劑。
14.權(quán)利要求9～12中的任一項所述的電子器件的組裝體制造方法，其特征在于，使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序按下列順序具有從上述導(dǎo)電性樹脂流出大致分離的粘結(jié)劑樹脂的低粘度化工序，以及上述粘結(jié)劑樹脂的固化工序。
15.權(quán)利要求9～12中的任一項所述的電子器件的組裝體制造方法，其特征在于，在使上述導(dǎo)電性樹脂固化的工序中，從導(dǎo)電性樹脂中流出大致分離的粘結(jié)劑樹脂，電子器件的電極與上述電路基板的電極對置區(qū)域以外的區(qū)域的至少一部分，通過上述以流出的粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂而連接。
全文摘要
在使用導(dǎo)電性樹脂組裝電子器件時,作為導(dǎo)電性樹脂使用含有特定的稀釋劑成分的導(dǎo)電性樹脂,或者在導(dǎo)電性樹脂固化前施加特定的稀釋劑成分。這樣,電子器件(4)的電極(5)與電路基板(1)的電極(2)對置部分通過以導(dǎo)電性填料為主成分的樹脂(3a)連接,電子器件(4)的下面和電極(5)的周圍通過以從導(dǎo)電性樹脂流出的粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂(3b、3c)連接。借助以粘結(jié)劑樹脂為主成分的樹脂(3b、3c)提高連接強度。
文檔編號H05K3/30GK1339049SQ00803338
公開日2002年3月6日 申請日期2000年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月17日
發(fā)明者三谷力, 石丸幸宏, 北江孝史, 竹澤弘輝 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社