JP2005183301A - 導電ペーストとそれを用いたインナービアホール接続の形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 特にポリイミド樹脂製の絶縁基板や、その表面などに形成した回路の金属面に対する密着力に優れたインナービアホール接続などを形成できる上、経時変化による粘度上昇の度合いが小さいため、これまでよりも多数回の印刷において良好な印刷特性を維持できるとともに、これまでよりも長期間の保存が可能な新規な導電ペーストと、それを用いたインナービアホール接続の形成方法とを提供する。
【解決手段】 導電ペーストは、沸点が200〜250℃の溶剤に、エポキシ当量が500を超えるとともに、分子量が10000を超えるエポキシ樹脂を溶解するとともに、導電性フィラーを分散した。インナービアホール接続の形成方法は、上記の導電ペーストを、絶縁基板を貫通するビアホール中に充てん後、1.3×102Pa以下の減圧雰囲気中で熱処理することによって溶剤を除去する工程を含む。
【選択図】 なし

Description

この発明は、特にインナービアホール接続などを形成するのに適した導電ペーストと、それを用いたインナービアホール接続の形成方法とに関するものである。
両面配線板の表裏両面の回路を導電接続したり、多層配線板の各層の回路間を導電接続したりするために、従来は、配線板のもとになる絶縁基板に形成した微細な貫通孔の内周面をめっきして導電化するスルーホール接続が一般的であったが、近時、より簡易な接続として、絶縁基板に形成した貫通孔(ビアホール)に、印刷法によって導電ペーストを充てんしたのち、当該導電ペーストに含まれるバインダー樹脂を硬化させて導電接続のためのインナービアホール接続を形成する方法が広く普及しつつある。
かかるインナービアホール接続に用いる導電ペーストには、微細なビアホールへの充てん性を向上するために低粘度であることが求められる。またビアホールに導電ペーストを充てんし、硬化させて形成したインナービアホール接続にボイドが生じて抵抗値が上昇するのを防止する必要があることから、溶剤を含まない無溶剤型のものを用いるのが好ましいとされている。
そしてこれらの条件を満たすために特許文献1においては、導電性フィラーと、バインダー樹脂としての、1分子中に1つ以上のエポキシ基を有し、かつ水酸基、アミノ基、およびカルボキシル基の合計量がエポキシ基の5モル%以下であるとともに、エポキシ当量が100〜350である、比較的低分子量で、なおかつ低粘度の液状のエポキシ化合物とを含む無溶剤型の導電ペーストを用いてインナービアホール接続を形成することが提案されている。
特許第3038210号公報(請求項1、第0010欄〜第0011欄)
ところが、上記従来の導電ペーストを用いて形成したインナービアホール接続は、特にフレキシブルプリント配線板などにおいて絶縁基板として多用されている、ポリイミド樹脂製のシートやフィルム、あるいは絶縁基板上に回路を形成するための、銅箔等の金属面に対する密着力が十分でなく、フレキシブルプリント配線板を曲折させた際などに、例えばインナービアホール接続が、まず貫通孔の内周面からはく離し、次いでフレキシブルプリント配線板に密着した回路からもはく離するなどして抵抗値が上昇するという問題がある。
また従来の導電ペーストは、時間が立つと徐々にエポキシ樹脂が硬化して分子量が上昇し、それに伴って粘度も上昇するため、例えばスクリーン印刷機などに使用して連続印刷を行った際に、粘度上昇に伴って印刷特性が低下するという問題がある上、たとえ0℃以下で保存したとしても長期間の保存が難しいという問題もある。
この発明の目的は、特にポリイミド樹脂製の絶縁基板や、その表面などに形成した回路の金属面に対する密着力に優れたインナービアホール接続などを形成できる上、経時変化による粘度上昇の度合いが小さいため、これまでよりも多数回の印刷において良好な印刷特性を維持できるとともに、これまでよりも長期間の保存が可能な新規な導電ペーストと、それを用いたインナービアホール接続の形成方法とを提供することにある。
請求項1記載の発明は、導電性フィラーと、エポキシ当量が500を超えるとともに、分子量が10000を超えるエポキシ樹脂と、沸点が200〜250℃の溶剤とを含むことを特徴とする導電ペーストである。
請求項2記載の発明は、請求項1の導電ペーストを、絶縁基板を貫通するビアホール中に充てん後、1.3×102Pa以下の減圧雰囲気中で熱処理することによって溶剤を除去することを特徴とするインナービアホール接続の形成方法である。
請求項3記載の発明は、減圧雰囲気中での熱処理を40〜80℃で行う請求項2記載のインナービアホール接続の形成方法である。
請求項4記載の発明は、絶縁基板をプレスしながら加熱してエポキシ樹脂を硬化させる請求項2記載のインナービアホール接続の形成方法である。
請求項5記載の発明は、絶縁基板がポリイミド樹脂製である請求項2記載のインナービアホール接続の形成方法である。
請求項1記載の発明の導電ペーストにおいてバインダー樹脂として用いている、エポキシ当量が500を超えるとともに分子量が10000を超える高分子量のエポキシ樹脂は、従来の、エポキシ当量が小さい上、低分子量のエポキシ化合物と比べて、絶縁基板の表面(ビアホールの内周面など)や、回路を形成する金属面との間で水素結合を形成する能力が高い。このため請求項1記載の発明の導電ペーストによれば、特に特許文献1で用いている繊維強化エポキシ樹脂製の絶縁基板などと比べて表面エネルギーが小さいことから、高い密着力が得られにくいポリイミド樹脂製の絶縁基板や、その表面などに形成した回路の金属面に対して、硬化後に、これまでよりも強固に密着したインナービアホール接続などを形成することが可能となる。また、上記のように回路の金属面に対する密着力が向上することから、上記導電ペーストによれば、特にインナービアホール接続の抵抗値をこれまでより低下させることも可能となる。
また上記導電ペーストは、沸点が200〜250℃という高沸点の溶剤に上記のエポキシ樹脂を溶解するとともに、導電性フィラーを分散して構成され、
・ エポキシ樹脂が高分子量であって、従来の低分子量のエポキシ化合物に比べて反応性が低いため、特に低温で自然に硬化反応しにくいことや、
・ エポキシ樹脂を溶剤に溶解してあるため、硬化反応がある程度、進行しても急激な粘度上昇を生じにくいこと、
・ 溶剤が高沸点であって蒸発しにくいため、かかる蒸発による粘度上昇を生じにくいこと、
等が相まって、連続印刷時や長期保存時における粘度上昇の度合いをこれまでよりも著しく小さくすることができる。このため請求項1記載の発明の導電ペーストは、これまでよりも長期間の保存が可能である上、かかる導電ペーストを用いれば、これまでよりも多数回の印刷において良好な印刷特性を維持することが可能となる。
また請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の導電ペーストをビアホール中に充てん後、減圧雰囲気中で加熱することによって高沸点の溶剤を除去しているため、当該溶剤の残留によってボイドが発生してインナービアホール接続の抵抗値が上昇するのを確実に防止することができる。
なお減圧雰囲気中での熱処理は、エポキシ樹脂の硬化反応が進行するのを抑制しつつ高沸点の溶剤を速やかに蒸発させることによって、インナービアホール接続にボイドが発生するのをさらに確実に防止することを考慮すると、請求項3に記載したように40〜80℃で行うのが好ましい。また溶剤を除去した後は、請求項4に記載したように絶縁基板をプレスしながら加熱してエポキシ樹脂を硬化させることによってインナービアホール接続を形成することができる。さらに請求項5に記載したようにポリイミド樹脂製の絶縁基板を用いることによって、当該ポリイミド樹脂製の絶縁基板に対してこれまでよりも強固に密着したインナービアホール接続を形成することができる。
〈導電ペースト〉
この発明の導電ペーストは、前記のように導電性フィラーと、エポキシ当量が500を超えるとともに、分子量が10000を超えるエポキシ樹脂と、沸点が200〜250℃の溶剤とを含むことを特徴とするものである。
(導電性フィラー)
このうち導電性フィラーとしては、良好な導電性を有し、導電ペースト用として従来公知の種々の導電性フィラーを用いることができる。かかる導電性フィラーとしては、これに限定されないが、例えばAu、Ag、Cu、Pt、Pd、Rb、Rh、Re等の導電性に優れた金属や、当該金属の2種以上の合金、当該金属と他の金属との合金等からなる球状、粒状、針状その他、種々の形状を有する粉末や、あるいは他の金属からなる球状、粒状、針状等の種々の形状を有する粉末の表面に、上記の導電性に優れた金属やその合金などを1層または2層以上、被覆した複合構造を有する粉末などを挙げることができる。
導電性フィラーの粒径については特に限定されないが、例えばインナービアホール接続用としては、良好な導電性を有するインナービアホール接続を形成することを考慮すると、その粒径を、ビアホールの内径の0.5〜20%とするのが好ましい。すなわち導電性フィラーの粒径がビアホールの内径の20%を超える場合には、印刷等によってビアホール内に導電ペーストを充てんして形成されるインナービアホール接続における、導電性フィラーの充てん率が低下して、その抵抗値が上昇するおそれがある。
また逆に、導電性フィラーの粒径がビアホールの内径の0.5%未満では、充てん率は上昇するものの導電性フィラー間の接続抵抗が上昇するため、やはりインナービアホール接続の抵抗値が上昇するおそれがある上、相対的にエポキシ樹脂の充てん率が低下するため、インナービアホール接続の、特にポリイミド樹脂製の絶縁基板などに対する密着力が低下するおそれもある。
なお、充てん率を高めてインナービアホール接続の抵抗値をさらに低下させることを考慮すると、導電性フィラーの粒径は、上記の範囲内でも特に、ビアホールの内径の1%以上であるのが好ましく、1.5%以上であるのがさらに好ましい。また、導電性フィラー間の接続抵抗の上昇を抑えてインナービアホール接続の抵抗値をさらに低下させるとともに、インナービアホール接続の絶縁基板に対する密着力をより一層、向上することを考慮すると、導電性フィラーの粒径は、上記の範囲内でも特に、ビアホールの内径の10%以下であるのが好ましく、5%以下であるのがさらに好ましい。
導電性フィラーの配合割合についても限定されないが、特にポリイミド樹脂製の絶縁基板と組み合わせた際に、インナービアホール接続などの抵抗値が上昇するのを防止しつつ、絶縁基板に対する密着力を向上することを考慮すると、当該導電性フィラーの配合割合は、エポキシ樹脂100重量部に対して800〜2300重量部とするのが好ましい。すなわち導電性フィラーの配合割合が、エポキシ樹脂100重量部に対して800重量部未満では、当該導電性フィラーによる導電性付与の効果が低下するため、インナービアホール接続などの抵抗値が上昇するおそれがあり、逆に2300重量部を超える場合には、相対的にエポキシ樹脂の割合が低下するため、インナービアホール接続などの、特にポリイミド樹脂製の絶縁基板などに対する密着力が低下するおそれがある。
なお、インナービアホール接続などの抵抗値をさらに低下させることを考慮すると、導電性フィラーの配合割合は、上記の範囲内でも特に、エポキシ樹脂100重量部に対して900重量部以上であるのが好ましく、950重量部以上であるのがさらに好ましい。またインナービアホール接続などの、絶縁基板に対する密着力をより一層、向上することを考慮すると、導電性フィラーの配合割合は、上記の範囲内でも特に、エポキシ樹脂100重量部に対して2100重量部以下であるのが好ましく、2000重量部以下であるのがさらに好ましい。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールAD型、フェノール型、クレゾール型、ノボラック型、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、グリシジルアミン型、複素環式型等の、種々のグレードのエポキシ樹脂の中から、硬化性を有し、かつエポキシ当量が500を超えるとともに、分子量が10000を超えるものを、選択して使用する必要がある。
エポキシ樹脂のエポキシ当量が500以下では、前述した、絶縁基板の表面(ビアホールの内周面など)や、銅箔等の金属面との間で水素結合を形成する能力が不足するため、特にポリイミド樹脂製の絶縁基板や、その表面などに形成した回路の金属面に対して密着力に優れたインナービアホール接続などを形成できないという問題がある。また分子量が10000以下では反応性が高くなって、低温で自然に硬化反応しやすくなるため、連続印刷時や長期保存時における粘度上昇の度合いが大きくなる。そして、保存できる期間が短くなったり、良好な印刷特性を維持できる印刷回数が少なくなったりするという問題を生じる。
なお、絶縁基板の表面との間で水素結合を形成する能力を向上して、インナービアホール接続などの、特にポリイミド樹脂製の絶縁基板や、その表面などに形成した回路の金属面に対する密着力をさらに向上することを考慮すると、エポキシ樹脂のエポキシ当量は、上記の範囲内でも特に1000以上であるのが好ましく、5000以上であるのがさらに好ましい。
但し、エポキシ樹脂のエポキシ当量が余りに大きすぎると反応性が低くなって、硬化時間が長くなる等の弊害を生じるおそれがあるため、エポキシ当量は、上記の範囲内でも特に10000以下であるのが好ましく、9000以下であるのがさらに好ましい。
また反応性を抑えて、低温で自然に硬化反応するのをより確実に防止することを考慮すると、エポキシ樹脂の分子量は、上記の範囲内でも特に20000以上であるのが好ましく40000以上であるのがさらに好ましい。但し、エポキシ樹脂の分子量があまりに大きすぎると、溶剤に対する溶解性が低下して粘度が均一な導電ペーストを形成できなかったり、形成できたとしても粘度が高くなりすぎたりするおそれがある。そしてこれらの問題を解消するために溶剤の量を多くすると、その全量を速やかに除去するのが容易でなくなるため、インナービアホール接続にボイドが生じて抵抗値が上昇するおそれもある。そこでこれらの問題が生じるのを防止することを考慮すると、エポキシ樹脂の分子量は、上記の範囲内でも特に70000以下であるのが好ましく、60000以下であるのがさらに好ましい。
これらの条件を満足するエポキシ樹脂の具体例としては、これに限定されないが例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート(登録商標)シリーズのうち下記のものなどを挙げることができる。
・ エピコート1256(ビスフェノールA型、エポキシ当量7000〜8500、分子量53000)
・ エピコート4010P(ビスフェノールF型、エポキシ当量4400、分子量45000)
・ エピコート4110(ビスフェノールF型、エポキシ当量3500〜4000、分子量35000)
・ エピコート4250(ビスフェノールA/F混合型、エポキシ当量7000〜10000、分子量60000)
・ エピコート4275(ビスフェノールA/F混合型、エポキシ当量7000〜10000、分子量60000)
(溶剤)
上記導電性フィラー、およびエポキシ樹脂とともに導電ペーストを構成するための溶剤としては、エポキシ樹脂を均一に溶解しうるとともに、常圧すなわち1atm(=1.01325×105Pa)での沸点が、前記のように200〜250℃であるものを、選択して用いる必要がある。
沸点が200℃未満の溶剤は、連続印刷時や長期保存時に蒸発しやすいため、導電ペーストの粘度上昇を生じやすいという問題がある。また沸点が250℃を超える溶剤は蒸発が容易でないため、たとえ後述するように減圧雰囲気中で加熱しても、その全量を速やかに除去することができず、残留した溶剤によってボイドが生じて、インナービアホール接続などの抵抗値が上昇するという問題がある。
なお連続印刷時や長期保存時に、導電ペーストの粘度上昇を抑える効果をより一層、効果的なものとするためには、溶剤の沸点は、上記の範囲内でも特に220℃以上であるのが好ましく、240℃以上であるのがさらに好ましい。
かかる高沸点の溶剤としては、例えばジエチレングリコールモノエチルエーテル(沸点201.9℃)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート(沸点217.4℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点230.6℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート(沸点246.8℃)などを挙げることができる。
(添加剤)
添加剤としては、エポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤を挙げることができ、硬化剤としては、アミン系、ポリアミノアミド系、酸および酸無水物系その他、従来公知の硬化剤の中から、前述した高分子量のエポキシ樹脂を硬化し得る種々の硬化剤を、選択して使用することができる。硬化剤の添加量は、エポキシ樹脂のエポキシキの当量に合わせて適宜、設定すればよい。
その他の添加剤としては、例えばエポキシ樹脂と、導電性フィラーや回路の金属面との密着力をさらに向上させるためのカップリング剤などを挙げることができる。
(導電ペースト)
上記の各成分を含む導電ペーストの粘度は、採用する印刷方法などに応じた好適な範囲に設定すればよい。例えばスクリーン印刷法では、導電ペーストの初期の粘度(測定温度25℃)を100Pa・s以下、好ましくは50〜90Pa・s程度に設定すればよく、そのためには溶剤の量を調整すればよい。
〈インナービアホール接続の形成方法〉
上記導電ペーストを用いたこの発明のインナービアホール接続の形成方法においては、まず従来同様に導電ペーストを、スクリーン印刷法などの印刷方法によって、絶縁基板を貫通するビアホール中に充てんする。
次に、上記絶縁基板を減圧雰囲気中で熱処理して、ビアホール中に充てんした導電ペーストから溶剤を除去する。この際の減圧条件を、この発明では1.3×102Pa以下に設定する必要がある。減圧条件が1.3×102Paを超える場合には、溶剤を効率よく除去することができない。また、溶剤をできるだけ効率よく除去するために、熱処理の温度を高くしたり、時間を長くしたりすることが考えられるが、そうした場合にはエポキシ樹脂が部分的に硬化反応してしまって、却って溶剤を除去するのが難しくなる場合がある。そして、残留した溶剤によって、硬化工程を経て形成したインナービアホール接続にボイドが発生して、抵抗値が上昇するという問題を生じる。
その他の条件については特に限定されないが、熱処理の温度は40〜80℃であるのが好ましい。熱処理の温度が40℃未満では溶剤を効率よく除去できないおそれがあり、またできるだけ溶剤を除去するために処理の時間を長くすると、エポキシ樹脂が部分的に硬化反応してしまうおそれがある。一方、熱処理の温度が80℃を超える場合にも、エポキシ樹脂が部分的に硬化反応してしまうおそれがある。このためこのいずれの場合にも、上記と同様に却って溶剤を除去するのが難しくなり、残留した溶剤によって、硬化工程を経て形成したインナービアホール接続にボイドが発生して、抵抗値が上昇するおそれがある。なお、溶剤をできるだけ効率よく除去することを考慮すると、熱処理の温度は、上記の範囲内でも特に50℃以上であるのが好ましく、60℃以上であるのがさらに好ましい。
また、エポキシ樹脂の部分的な硬化反応が進行するのを防止するとともに、処理の効率を向上しつつ、溶剤をできるだけ除去することを考慮すると、熱処理の時間は1時間以内、特に20〜40分間程度であるのが好ましい。
次に、絶縁基板が、その片面に銅箔等の金属箔を積層したいわゆる銅貼り基板である場合は反対面に金属箔、もしくは同様の銅貼り積層板の金属箔側を積層する。また絶縁基板が、両面に金属箔を積層していない生の絶縁基板である場合はその両面に金属箔、もしくは銅貼り積層板の金属箔側を積層する。また各金属箔には、必要に応じて、上記の積層作業を行う前後の任意の段階で、エッチングなどを行って回路形成してもよい。
そしてこの積層作業と回路形成作業とを、多層配線板の場合は必要な層数分、繰り返し行って積層体を作製し、この積層体を、次にプレスしながら加熱すると、エポキシ樹脂が硬化してインナービアホール接続が形成される。なお多層配線板や単層の配線板の、最表面の金属箔への回路形成は、プレス加工後に行っても良い。
かくして形成されたインナービアホール接続は、前記のようにボイド等がない上、前述したエポキシ樹脂の特性によって、絶縁基板のビアホールの内周面、および金属箔から形成した回路の金属面に対する密着力に優れたものとなる。このためフレキシブルプリント配線板の場合に、当該フレキシブルプリント配線板を曲折させた際などに、インナービアホール接続が上記両面からはく離するなどして抵抗値が上昇するのを、これまでよりも確実に防止することが可能となる。また、上記のように回路の金属面に対する密着力が向上することから、インナービアホール接続の抵抗値をこれまでより低下させることも可能となる。
なおこの発明の構成は、以上で説明した例のものには限定されない。例えば導電ペーストは、インナービアホール接続の形成用には限定されず、例えば300μm幅以上の回路形成用や、ジャンパ線用、貫通スルーホール用等に使用することもできる。その他、この発明の要旨を変更しない範囲で、適宜の変更を施すことができる。
以下にこの発明を、実施例、比較例に基づいて説明する。
実施例1
(導電ペースト(i)の調製)
導電性フィラーとしての銀粉〔福田金属箔粉工業(株)製のAg−cL〕、エポキシ樹脂〔ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート1256、ビスフェノールA型、エポキシ当量7000〜8500、分子量53000〕、硬化剤〔旭化成エポキシ(株)製のノバキュア(登録商標)HX3941〕、シランカップリング剤〔信越化学工業(株)製のKBM403〕、および溶剤としてのジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート(沸点246.8℃、「DGMBEA」と略記する)を、下記の割合で混合し、三本ロール式混合機で混練して導電ペースト(i)を調製した。なお、銀粉とエポキシ樹脂の体積比は50:50とした。また導電ペースト(i)の、調製直後の粘度(測定温度25℃)は、60Pa・sであった。
(成分) (重量部)
・銀粉 970
・エポキシ樹脂 100
・硬化剤 1
・シランカップリング剤 5
・DGMBEA 200
(インナービアホール接続の形成)
ポリイミド樹脂製のシート(厚み25μm)の片面に銅箔(厚み12μm)を積層した銅貼り積層板を用意し、この銅貼り積層板のうちポリイミド樹脂製のシートに、銅箔を積層した側と反対面から、銅箔に達するビアホール(内径100μm)を多数、貫通、形成した。
次に、これらのビアホールに、上記で調製した導電ペースト(i)を、スクリーン印刷法によって充てんしたのち、銅貼り積層板を1.3×102Pa以下の減圧雰囲気中で、70℃に加熱して30分間、熱処理した。そして熱処理後の銅貼り積層板のうちポリイミド樹脂製のシートの、銅箔を積層した側と反対面に、同じ銅貼り積層板の銅箔側を積層して積層体を作製し、この積層体を、3.9MPaの圧力でプレスしながら200℃で30分間、加熱してエポキシ樹脂を硬化させることでインナービアホール接続を形成した。形成したインナービアホール接続の抵抗値を四端子法で測定したところ、1個あたり10.0mΩであった。
(はく離強度の評価)
導電ペースト(i)を、ポリイミド樹脂製のシート(厚み25μm)の片面に塗布したのち、上記と同条件で、減圧雰囲気中で熱処理した。そして熱処理後の導電ペースト層の上に同じポリイミド樹脂製のシートを積層して積層体を作製し、この積層体を、上記と同条件でプレスしながら200℃で30分間、加熱してエポキシ樹脂を硬化させてはく離強度評価用のサンプルを作製した。そしてこのサンプルについて、日本工業規格JIS C5016に所載の方法に準拠して180°はく離強度を測定したところ、193.0N/mであった。
(繰り返し印刷特性試験)
導電ペースト(i)を、スクリーン印刷法によって、前記と同じ銅貼り積層板に形成した多数のビアホールに充てんする作業を連続して1000回、行ったのち印刷機上の導電ペースト(i)の粘度(測定温度25℃)を測定したところ63Pa・sであった。
(長期保存安定性試験)
導電ペースト(i)を半透明の容器中に入れ、容器を密閉した状態で、定期的に容器外部から流動性を確認しながら、−5℃以下の温度で保存したところ1年以上、導電ペースト(i)は流動性を失わなかった。そこで導電ペースト(i)を容器から取り出して粘度(測定温度25℃)を測定したところ65Pa・sであった。
実施例2
(インナービアホール接続の形成)
導電ペースト(i)を使用し、減圧雰囲気中での熱処理を省略したこと以外は実施例1と同様にしてインナービアホール接続を形成した。形成したインナービアホール接続の抵抗値を四端子法で測定したところ、1個あたり13.0mΩであった。そしてこの結果と、前記実施例1の結果から、減圧雰囲気中での熱処理を行って導電ペースト(i)中の溶剤を除去して、インナービアホール接続にボイドが発生するのを防止すると、インナービアホール接続の抵抗値を低下できることが判った。
(はく離強度の評価)
導電ペースト(i)を使用し、減圧雰囲気中での熱処理を省略したこと以外は実施例1と同様にしてはく離強度評価用のサンプルを作製した。そしてこのサンプルについて、日本工業規格JIS C5016に所載の方法に準拠して180°はく離強度を測定したところ、180.0N/mであった。そしてこの結果と、前記実施例1の結果から、減圧雰囲気中での熱処理を行って導電ペースト(i)中の溶剤を除去して、ボイドが発生するのを防止すると、硬化後のインナービアホール接続の密着力を向上できることが判った。
比較例1
(導電ペースト(ii)の調製)
導電性フィラーとしての銀粉〔福田金属箔粉工業(株)製のAg−cL〕、液状エポキシ樹脂〔ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート828、ビスフェノールA型、エポキシ当量184〜194、分子量380〕、硬化剤〔旭化成エポキシ(株)製のノバキュア(登録商標)HX3941〕、シランカップリング剤〔信越化学工業(株)製のKBM403〕、および溶剤としてのジメチルアセトアミド(沸点165℃)を、下記の割合で混合し、三本ロール式混合機で混練して導電ペースト(ii)を調製した。なお、銀粉とエポキシ樹脂の体積比は50:50とした。また導電ペースト(ii)の調製直後の粘度(測定温度25℃)は、162Pa・sであった。
(成分) (重量部)
・銀粉 1180
・エポキシ樹脂 100
・硬化剤 25
・シランカップリング剤 5
・ジメチルアセトアミド 40
なお、この導電ペースト(ii)は、特許文献1に記載のものを再現すべく、当該特許文献1の実施例5で提示された液状エポキシ樹脂を使用したものであるが、無溶剤では混練できなかったため低沸点の溶剤を少量、加えた。また、特許文献1では導電性フィラーとして銅粉末を使用していたが、比較例1では、抵抗値測定の際に導電性フィラーの違いによる差が生じるのを防止するために銀粉末を用いた。
(インナービアホール接続の形成)
導電ペースト(ii)を用いたこと以外は実施例2と同様にしてインナービアホール接続を形成した。形成したインナービアホール接続の抵抗値を四端子法で測定したところ、1個あたり29.0mΩであった。そしてこの結果と、前記実施例1、2の結果から、比較例1で使用した従来のエポキシ樹脂を、実施例1、2で使用した高分子量のエポキシ樹脂に置き換えることによって、インナービアホール接続の、回路の金属面に対する密着力を向上させて、その抵抗値を低下できることが判った。
(はく離強度の評価)
導電ペースト(ii)を用いたこと以外は実施例2と同様にしてはく離強度評価用のサンプルを作製した。そしてこのサンプルについて、日本工業規格JIS C5016に所載の方法に準拠して180°はく離強度を測定したところ、6.0N/mであった。そしてこの結果と、前記実施例1、2の結果から、比較例1で使用した従来のエポキシ樹脂を、実施例1、2で使用した高分子量のエポキシ樹脂に置き換えることによって、インナービアホール接続の、回路の金属面に対する密着力を向上できることが判った。
(繰り返し印刷特性試験)
導電ペースト(ii)を、スクリーン印刷法によって、前記と同じ銅貼り積層板に形成した多数のビアホールに充てんする作業を連続して1000回、行ったのち印刷機上の導電ペースト(ii)の粘度(測定温度25℃)を測定したところ430Pa・sであった。そしてこの結果と、前記実施例1の結果から、比較例1で使用した従来のエポキシ樹脂を、実施例1、2で使用した高分子量のエポキシ樹脂に置き換えることによって、より多数回の印刷において良好な印刷特性を維持しうる導電ペーストが得られることが判った。
(長期保存安定性試験)
導電ペースト(ii)を半透明の容器中に入れ、容器を密閉した状態で、定期的に容器外部から流動性を確認しながら、−5℃以下の温度で保存したところ、導電ペースト(ii)は2ヶ月で流動性を失ってしまった。そしてこの結果と、前記実施例1の結果から比較例1で使用した従来のエポキシ樹脂を、実施例1、2で使用した高分子量のエポキシ樹脂に置き換えることによって、より長期間の保存が可能な導電ペーストが得られることが判った。
比較例2
(インナービアホール接続の形成)
導電ペースト(ii)を用いたこと以外は実施例1と同様にしてインナービアホール接続を形成した。形成したインナービアホール接続の抵抗値を四端子法で測定したところ、1個あたり23.0mΩであった。そしてこの結果と、前記実施例1、2、比較例1の結果から、従来のエポキシ樹脂を用いた導電ペースト(ii)を使用した場合には、減圧雰囲気下で熱処理して溶剤を除去しても、導電ペースト(i)を使用した場合ほど、インナービアホール接続の抵抗値を低下できないことが判った。
(はく離強度の評価)
導電ペースト(ii)を用いたこと以外は実施例1と同様にしてはく離強度評価用のサンプルを作製した。そしてこのサンプルについて、日本工業規格JIS C5016に所載の方法に準拠して180°はく離強度を測定したところ、7.5N/mであった。そしてこの結果と、前記実施例1、2、比較例1の結果から、従来のエポキシ樹脂を用いた導電ペースト(ii)を使用した場合には、減圧雰囲気下で熱処理して溶剤を除去しても、導電ペースト(i)を使用した場合ほど、インナービアホール接続の、回路の金属面に対する密着力を向上できないことが判った。
以上の結果を表1にまとめた。
Figure 2005183301
*1:ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート1256、ビスフェノールA型、エポキシ当量7000〜8500、分子量53000
*2:ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート828、ビスフェノールA型、エポキシ当量184〜194、分子量380

Claims (5)

  1. 導電性フィラーと、エポキシ当量が500を超えるとともに、分子量が10000を超えるエポキシ樹脂と、沸点が200〜250℃の溶剤とを含むことを特徴とする導電ペースト。
  2. 請求項1の導電ペーストを、絶縁基板を貫通するビアホール中に充てん後、1.3×102Pa以下の減圧雰囲気中で熱処理することによって溶剤を除去することを特徴とするインナービアホール接続の形成方法。
  3. 減圧雰囲気中での熱処理を40〜80℃で行う請求項2記載のインナービアホール接続の形成方法。
  4. 絶縁基板をプレスしながら加熱してエポキシ樹脂を硬化させる請求項2記載のインナービアホール接続の形成方法。
  5. 絶縁基板がポリイミド樹脂製である請求項2記載のインナービアホール接続の形成方法。
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