[发明专利]导电性填料

说明书

技术领域

本发明涉及在电、电子机器的接合材料中使用的导电性填料，尤其涉及无铅焊料材料和导电性接合剂。 

背景技术

焊料是通常在金属材料的接合中使用的、熔融温度区域(从固相线温度至液相线温度的范围)在450℃以下的合金材料。目前，在印刷线路板上安装电子部件的情况下，使用熔点183℃的Sn-37Pb的共晶焊料，回流热处理在200℃～230℃左右的温度范围成为主流。通常回流热处理条件设定为在焊料合金的熔点上加上10～50℃的范围的温度。 

然而，近年来，如EU的环境规定(RoHS指令)那样，Pb的有害性成为问题，从防止污染环境、人体的观点出发，焊料的无铅化迅速发展。在该状况中，目前，使用熔点220℃左右的由Sn-3.0Ag-0.5Cu形成的无铅焊料(参见专利文献1)作为上述Sn-37Pb共晶焊料的替代物，回流热处理通常在240℃～260℃左右的温度范围内进行。 

然而，上述熔点在220℃左右的以Sn为主成分的无铅焊料与Sn-37Pb共晶焊料相比，熔点较高，因此在使用时所需的回流热处理条件也是更高的温度。最近，为了抑制电气·电子机器的热损伤，期望在尽量低的温度下赋予焊料，对不仅无铅化、而且在与目前的Sn-37Pb共晶焊料相当的回流热处理条件下具有耐热性能的接合材料进行了研究。 

确认了Bi、In、Zn等作为降低无铅焊料合金的熔点的成分的效果，存在由于量比导致熔点降低变得不充分的情况。此外， Bi能改善焊料合金对基材的湿润性，但在凝固时容易偏析，其结晶组织较脆，延展性差，因此添加规定量以上会显著损害机械强度(参见专利文献2、3)。In是稀缺资源，是非常昂贵的材料，因此如果在焊料合金中大量添加，会大幅增加成本(参见专利文献4、5)。Zn较为廉价，机械性质也良好，因此期待能够实用化。然而，Zn活性非常高，具有易反应，易氧化的特性，因此包含Zn的焊料合金糊剂会导致糊剂稳定性差，耐腐蚀性降低。此外，Zn与Cu接合时，界面不是Cu-Sn类的金属间化合物层，而形成Cu-Zn类的金属间化合物层。该Cu-Zn类的金属间化合物层存在在高温、高湿环境下强度显著劣化等问题(参见专利文献6)。 

本发明人等以前提出了可在比Sn-37Pb共晶焊料低的热处理温度下进行接合的无铅导电性材料(参见专利文献7、8、9、10)。然而，这些导电性材料具有如下特征：在通过加热处理接合后，最低熔点上升，体现出接合稳定性，但不像通常的焊料材料那样在接合前后熔点不发生变化并具备修补性。 

专利文献1：日本特开平05-050286号公报 

专利文献2：日本特开平05-228685号公报 

专利文献3：日本特开平08-206874号公报 

专利文献4：日本特开平08-187591号公报 

专利文献5：国际公开第2006/080247号小册子 

专利文献6：日本特开平06-238479号公报 

专利文献7：日本特开2004-223559号公报 

专利文献8：日本特开2004-363052号公报 

专利文献9：日本特开2005-005054号公报 

专利文献10：国际公开第2006/109573号小册子 

发明内容

发明要解决的问题 

本发明是鉴于上述情况作出的，目的在于提供如下的焊料，即，能在比Sn-37Pb共晶焊料的回流热处理条件温度低的低温条件，即峰温度181℃下进行熔融接合，可以在与Sn-37Pb共晶焊料同等的耐热用途中使用、即在160℃下不熔融且可用作接合材料，通过接合时的热处理，熔点基本不上升。此外，本发明的目的还在于提供使用了上述导电性填料的焊料糊剂。 

用于解决问题的手段 

本发明人等为了解决上述课题，进行了精心的研究，直至完成本发明。 

即，本发明的第一方面是一种导电性填料，其特征在于，其是第1金属颗粒和第2金属颗粒的混合物，其混合比是相对于100质量份第1金属颗粒，第2金属颗粒为20～10000质量份；所述第1金属颗粒由具有25～40质量％Ag、2～8质量％Bi、5～15质量％Cu、2～8质量％In和29～66质量％Sn的组成的合金形成，所述第2金属颗粒由具有5～20质量％Ag、10～20质量％Bi、1～15质量％Cu和50～80质量％Sn的组成的合金形成。