JP2009205899A - Conductive paste composition and printed-wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性ペースト、特に基材との接着性、耐熱性や高度が要求される電子回路形成用に使用できる導電性ペースト組成物、および導電性ペースト組成物を用いたプリント配線板に関するものである。 The present invention relates to a conductive paste, particularly a conductive paste composition that can be used for forming an electronic circuit that requires adhesion to a substrate, heat resistance and high degree, and a printed wiring board using the conductive paste composition. Is.
従来より、導電性ペースト組成物は、エレクトロニクス分野において、IC回路用、導電性接着剤、電磁波シールド等多くの用途に使用されている。特に最近では、少なくとも一方の面の所定位置に導電性ペーストで作った円錐状導電バンプが設けられた第一の基板と、少なくとも一方の面に配線パターンが設けられた第二の基板とを、前記導電バンプが設けられた面および前記配線パターンが設けられた面を内側にして対向させ、前記第一の基板と前記第二の基板との間に絶縁体層を配置して積層体を構成し、該積層体を積層プレスすることにより絶縁体層の厚さ方向に前記バンプを貫通させて導電配線部を形成するプリント配線板の製造方法が提案されている(特開平6−350258号公報)。 Conventionally, conductive paste compositions have been used in many applications such as for IC circuits, conductive adhesives, and electromagnetic wave shields in the electronics field. Particularly recently, a first substrate provided with a conical conductive bump made of a conductive paste at a predetermined position on at least one surface, and a second substrate provided with a wiring pattern on at least one surface, The surface provided with the conductive bump and the surface provided with the wiring pattern are opposed to each other, and an insulating layer is disposed between the first substrate and the second substrate to form a laminate. In addition, a method of manufacturing a printed wiring board is proposed in which a conductive wiring portion is formed by penetrating the bump in the thickness direction of the insulating layer by laminating and pressing the laminated body (Japanese Patent Laid-Open No. 6-350258). ).
基板との接着力、耐熱性や硬度等の要求に対応したものとして、エポキシ樹脂、硬化剤、導電粉および溶剤を含み、エポキシ樹脂が三官能のエポキシ樹脂40〜100重量%、二官能エポキシ樹脂0〜60重量%からなり、硬化剤が潜在性硬化剤である軟化点が80〜130℃である導電性ペースト組成物が提案されている(特開2000−261116号公報)。
エレクトロニクス回路などの配線パターンの高精細化に伴い、細かい配線を精密に形成させるためには、それに応じて孔径が小さいスクリーン版を用いる必要がある。このようなことから、孔径が小さいスクリーン版に対しても目づまりが発生しない導電性ペーストが望まれている。孔径が小さいスクリーン版を用いる場合、一般に導電性ペーストの印刷作業1回当たりの盛量を多くすることが困難であることから、所望厚さの導電性層を形成させるためには導電性ペースト組成物の重ね塗り回数が多くなる。また、硬化の際あるいは硬化後において体積収縮が大きい導電性ペーストである場合、高精度かつ所望厚さの導電性層を効率的に形成させることが難しい。 In order to form fine wiring with high definition of wiring patterns such as electronics circuits, it is necessary to use a screen plate having a small hole diameter accordingly. For this reason, there is a demand for a conductive paste that does not clog even a screen plate having a small hole diameter. When a screen plate having a small hole diameter is used, it is generally difficult to increase the amount of the conductive paste per printing operation. Therefore, in order to form a conductive layer having a desired thickness, the conductive paste composition is used. Increases the number of times of repeated coating of objects In addition, when the conductive paste has a large volume shrinkage at the time of curing or after curing, it is difficult to efficiently form a conductive layer having a high accuracy and a desired thickness.
よって、導電性ペースト印刷作業1回あたりの盛量を増大させるとともに、硬化物の熱収縮率を抑制することは、高精度かつ所望厚さの導電性層を効率的に形成させるうえで重要となるが、そのような導電性ペーストを得ることは困難であった。 Therefore, it is important to increase the volume per conductive paste printing operation and to suppress the thermal shrinkage of the cured product in order to efficiently form a conductive layer with high accuracy and desired thickness. However, it was difficult to obtain such a conductive paste.
本発明は、孔径が小さいスクリーン版にも適用することができ、導電性ペースト塗布作業1回当たりの盛量が大きいとともに、導電性が良好な硬化物層を形成でき、硬化後の熱収縮が極めて少ない導電性ペースト組成物を提供するものである。 The present invention can also be applied to a screen plate having a small hole diameter, and can provide a hardened layer having a high conductivity and a good conductivity per one conductive paste coating operation, and heat shrinkage after curing. An extremely small amount of conductive paste composition is provided.
したがって、本発明による導電性ペースト組成物は、エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、導電性粉体(C)および溶剤(D)からなる導電性ペースト組成物であって、 前記エポキシ樹脂(A)が、三官能以上のエポキシ樹脂(A1)および二官能エポキシ樹脂(A2)からなり、エポキシ当量が200〜400、エポキシ樹脂軟化点が80℃未満のものであり、かつ前記導電性粉体(C)が、平均粒径d50が0.5〜5μ、平均粒径d90が3〜8μmであり、粒径が10μmを超過する粒子の占める割合が0.50重量%以下の球状形状のものであること、を特徴とするものである。 Therefore, the conductive paste composition according to the present invention is a conductive paste composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), a conductive powder (C) and a solvent (D), wherein the epoxy resin (A) is composed of a tri- or higher functional epoxy resin (A 1 ) and a bifunctional epoxy resin (A 2 ), has an epoxy equivalent of 200 to 400, an epoxy resin softening point of less than 80 ° C., and the conductive Powder (C) has an average particle size d 50 of 0.5 to 5 μ, an average particle size d 90 of 3 to 8 μm, and the proportion of particles having a particle size exceeding 10 μm is 0.50% by weight or less. It is characterized by having a spherical shape.
このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ましくは、前記エポキシ樹脂(A)が、三官能以上のエポキシ樹脂(A1)10〜95重量%および二官能エポキシ樹脂(A2)5〜90重量%からなるもの、を包含する。 In the conductive paste composition according to the present invention, preferably, the epoxy resin (A) is a trifunctional or higher functional epoxy resin (A 1 ) of 10 to 95% by weight and a bifunctional epoxy resin (A 2 ) of 5 to 5. Including 90% by weight.
このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ましくは、前記導電性粉体(C)がタップ密度4.0〜6.0g/cm3のもの、を包含する。 Such a conductive paste composition according to the present invention preferably includes the conductive powder (C) having a tap density of 4.0 to 6.0 g / cm 3 .
このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ましくは、前記導電性粉体(C)の含有量が80〜95重量%であるもの、を包含する。 Such a conductive paste composition according to the present invention preferably includes a conductive paste (C) content of 80 to 95% by weight.
このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ましくは、前記硬化剤(D)がイミダゾール系硬化剤であるもの、を包含する。 Such a conductive paste composition according to the present invention preferably includes one in which the curing agent (D) is an imidazole curing agent.
このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ましくは、粘度(25℃、10rpm)が130〜500Pa・Sであり、チクソ指数(10/20rpm)が0.4〜0.8であるもの、を包含する。 Such a conductive paste composition according to the present invention preferably has a viscosity (25 ° C., 10 rpm) of 130 to 500 Pa · S and a thixo index (10/20 rpm) of 0.4 to 0.8. .
このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ましくは、硬化後の熱収縮率が1%以下であるもの、を包含する。 Such a conductive paste composition according to the present invention preferably includes a paste having a heat shrinkage after curing of 1% or less.
そして、本発明によるプリント配線板は、前記の導電性ペースト組成物を用いたことを特徴とするもの、である。 And the printed wiring board by this invention is characterized by using the said electrically conductive paste composition.
本発明による導電性ペースト組成物は、良好な導電性硬化物を形成可能なものであって、例えばスクリーン印刷法、メタルマスク印刷法などの公知の印刷法によって基板上に印刷可能なものである。従って、本発明による導電性ペースト組成物は、従来同様に広範な分野において利用可能なものである。 The conductive paste composition according to the present invention can form a good conductive cured product and can be printed on a substrate by a known printing method such as a screen printing method or a metal mask printing method. . Accordingly, the conductive paste composition according to the present invention can be used in a wide range of fields as in the past.
そして、本発明による導電性ペースト組成物は、印刷適性が極めて良好なものであって、孔径が比較的大きいスクリーン版はもとより、孔径が小さいスクリーン版であっても目詰まりすることなく、極めて正確に導電性パターンを形成することができる。よって、本発明による導電性ペースト組成物によれば、細かい配線パターンを極めて正確かつ精密に形成することができる。 The conductive paste composition according to the present invention has extremely good printability and is extremely accurate without being clogged not only with a screen plate having a relatively large hole diameter but also with a screen plate having a small hole diameter. A conductive pattern can be formed. Therefore, according to the conductive paste composition of the present invention, a fine wiring pattern can be formed extremely accurately and precisely.
また、本発明による導電性ペースト組成物は、導電性粉体の含有量が比較的多い場合であっても良好な印刷適性を有している。このように、十分な印刷適性を保持しながら導電性粉体の含有量を多くすることができるので、電気的特性が良好な導電性硬化物層を形成することができる。 In addition, the conductive paste composition according to the present invention has good printability even when the content of the conductive powder is relatively large. Thus, since content of electroconductive powder can be increased, maintaining sufficient printability, the electroconductive hardened | cured material layer with favorable electrical characteristics can be formed.
さらに、本発明による導電性ペースト組成物は、印刷作業1回当たりの導電性ペースト組成物の盛量が多い、即ち1回の印刷作業によって形成できる印刷層の厚さが大きいので、所望の厚さの導電性層を得るために繰返し行われる印刷の回数を低減ができる。 Furthermore, the conductive paste composition according to the present invention has a large amount of the conductive paste composition per printing operation, that is, the thickness of the printing layer that can be formed by one printing operation is large. Thus, the number of times of repeated printing to obtain the conductive layer can be reduced.
そして、本発明による導電性ペースト組成物は、硬化物の熱収縮率が小さい。これにより、所望厚さの導電性層を得るために繰返し行われるスクリーン印刷の回数を低減することができ、正確かつ精密に所望の形状ないし高さの導電性硬化物を効率的に形成することができる。 And the electrically conductive paste composition by this invention has a small thermal contraction rate of hardened | cured material. As a result, the number of screen printing repeated to obtain a conductive layer having a desired thickness can be reduced, and a conductive cured product having a desired shape or height can be efficiently formed accurately and precisely. Can do.
<導電性ペースト組成物>
本発明による導電性ペースト組成物は、エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、導電性粉体(C)および溶剤(D)からなる導電性ペースト組成物であって、前記エポキシ樹脂(A)が、三官能以上のエポキシ樹脂(A1)および二官能エポキシ樹脂(A2)からなり、エポキシ当量が200〜400、エポキシ樹脂軟化点が80℃未満のものであり、かつ前記導電性粉体(C)が、平均粒径d50が0.5〜5μmかつ平均粒径d90が3〜8μmであり、粒径が10μmを超過する粒子の占める割合が0.50重量%以下の球状形状のものであること、を特徴とする。ここで、「エポキシ樹脂、硬化剤、導電性粉体および溶剤からなる」とは、上記の必須成分(即ち、エポキシ樹脂、硬化剤、導電性粉体および溶剤)以外の他の成分が共存する導電性ペースト組成物を排除しない。すなわち、本発明による導電性ペースト組成物は、上記必須成分のみからなる導電性ペースト組成物、および、上記必須成分とこれらの必須成分以外の他の成分を含んでなる導電性ペースト組成物の両者を包含する。また、上記おいて「導電性」とは、体積抵抗値が少なくとも1×10−3Ω・cm以下であることを意味する。
<Conductive paste composition>
The conductive paste composition according to the present invention is a conductive paste composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), a conductive powder (C), and a solvent (D), the epoxy resin (A ) Is composed of a trifunctional or higher functional epoxy resin (A 1 ) and a bifunctional epoxy resin (A 2 ), has an epoxy equivalent of 200 to 400, an epoxy resin softening point of less than 80 ° C., and the conductive powder. The body (C) has an average particle diameter d 50 of 0.5 to 5 μm, an average particle diameter d 90 of 3 to 8 μm, and the proportion of particles having a particle diameter exceeding 10 μm is 0.50% by weight or less. It has a shape. Here, “consisting of an epoxy resin, a curing agent, a conductive powder and a solvent” means that other components other than the above essential components (that is, an epoxy resin, a curing agent, a conductive powder and a solvent) coexist. The conductive paste composition is not excluded. That is, the conductive paste composition according to the present invention includes both a conductive paste composition composed only of the essential components and a conductive paste composition comprising the essential components and other components other than these essential components. Is included. In the above, “conductive” means that the volume resistance value is at least 1 × 10 −3 Ω · cm or less.
本発明による導電性ペースト組成物は、粘度(25℃、10rpm)が130〜500Pa・s、特に150〜450Pa・s、であるものが好ましい。なお、この粘度(25℃、10rpm)は、ブルックフィールド社製ブルックフィールド粘度計(型式:DV‐II+型)で10rpm、25℃で測定したときのものである。 The conductive paste composition according to the present invention preferably has a viscosity (25 ° C., 10 rpm) of 130 to 500 Pa · s, particularly 150 to 450 Pa · s. In addition, this viscosity (25 degreeC, 10 rpm) is a thing when it measures at 10 rpm and 25 degreeC with the Brookfield viscometer (model | form: DV-II + type | mold) by Brookfield.
そして、本発明による導電性ペースト組成物は、チクソ指数(10/20rpm)が0.40〜0.80、特に0.45〜0.75、であるものが好ましい。なお、このチクソ指数(10/20rpm)は、ブルックフィールド社製ブルックフィールド粘度計(型式:DV‐II+型)で、25℃の温度条件下、10rpmおよび20rpmで測定した導電性ペーストの粘度より、チクソ指数計算式log(5rpm時の粘度値/10rpm時の粘度値)/log 〔20(rpm)/5(rpm)〕で算出したときのものである。チクソ指数は静置すると見掛け粘度が上がり、激しく混合すると見掛け粘度が低下して塗工しやすくなる性質をあらわす一指標である。 The conductive paste composition according to the present invention preferably has a thixo index (10/20 rpm) of 0.40 to 0.80, particularly 0.45 to 0.75. The thixo index (10/20 rpm) is a Brookfield viscometer (model: DV-II + type) manufactured by Brookfield, and the viscosity of the conductive paste measured at 10 rpm and 20 rpm under a temperature condition of 25 ° C. This is calculated using the formula thixo index calculation log (viscosity value at 5 rpm / viscosity value at 10 rpm) / log [20 (rpm) / 5 (rpm)]. The thixo index is an index representing the property that the apparent viscosity increases when left standing, and the apparent viscosity decreases when mixed vigorously, thereby facilitating coating.
(1)エポキシ樹脂(A)
本発明におけるエポキシ樹脂(A)は、エポキシ当量が200〜400であり、そしてエポキシ樹脂軟化点が80℃未満のものである。エポキシ当量が220〜380のものが好ましく、250〜360のものが特に好ましい。エポキシ当量が200未満であるものは硬化速度は速すぎる点で好ましくなく、一方、エポキシ当量が400超過では低収縮率という効果を得ることが困難になる。
(1) Epoxy resin (A)
The epoxy resin (A) in the present invention has an epoxy equivalent of 200 to 400 and an epoxy resin softening point of less than 80 ° C. Those having an epoxy equivalent of 220 to 380 are preferred, and those having an epoxy equivalent of 250 to 360 are particularly preferred. Those having an epoxy equivalent of less than 200 are not preferred because the curing rate is too high, while if the epoxy equivalent is more than 400, it is difficult to obtain the effect of low shrinkage.
また、本発明のエポキシ樹脂(A)は、エポキシ樹脂軟化点が75℃未満のものが好ましい。エポキシ樹脂軟化点が80℃以上では高粘度となり導電性粉体の充填量を多く出来ない点で好ましくない。エポキシ樹脂軟化点の下限値は20℃である。ここで、軟化点は、メイテック社製環球式自動軟化点試験器ASP−MG型によって1℃/minの条件にて測定されたときのものである。 The epoxy resin (A) of the present invention preferably has an epoxy resin softening point of less than 75 ° C. When the epoxy resin softening point is 80 ° C. or higher, it is not preferable because the viscosity becomes high and the filling amount of the conductive powder cannot be increased. The lower limit of the epoxy resin softening point is 20 ° C. Here, a softening point is a thing when it measures on the conditions of 1 degree-C / min by the ring-and-ball type automatic softening point tester ASP-MG type | mold made by Meitec.
このような本発明のエポキシ樹脂(A)は、好ましくは、三官能以上のエポキシ樹脂(A1)と二官能エポキシ樹脂(A2)とを、エポキシ当量ならびにエポキシ樹脂軟化点が上記範囲内になるように混合することによって得ることができる。そのような好ましいエポキシ樹脂(A)としては、三官能以上のエポキシ樹脂(A1)10〜95重量%、特に好ましくは30〜85重量%、および二官能エポキシ樹脂(A2)5〜90重量%、特に好ましくは15〜75重量%、からなるものを挙げることができる。ここでは、エポキシ樹脂(A)の総計を100重量%とする。 Such an epoxy resin (A) of the present invention is preferably a trifunctional or higher functional epoxy resin (A 1 ) and a bifunctional epoxy resin (A 2 ), and the epoxy equivalent and the epoxy resin softening point are within the above ranges. Can be obtained by mixing. As such a preferable epoxy resin (A), a tri- or higher functional epoxy resin (A 1 ) is 10 to 95% by weight, particularly preferably 30 to 85% by weight, and a bifunctional epoxy resin (A 2 ) is 5 to 90% by weight. %, Particularly preferably 15 to 75% by weight. Here, the total of the epoxy resin (A) is 100% by weight.
三官能以上のエポキシ樹脂(A1)としては、エポキシ当量が好ましくは150〜250、特に好ましくは170〜220のものであり、樹脂軟化点が好ましくは90℃未満、特に好ましくは80℃未満のものを挙げることができる。三官能以上のエポキシ樹脂(A1)の好ましい具体例としては、例えばフェノールノボラック型、ビスフェノールAノボラック型、オルソクレゾールノボラック型等の多官能タイプエポキシ樹脂を挙げることができる。これらの三官能以上のエポキシ樹脂は、二種以上併用することができる。特に好ましいエポキシ樹脂(A1)としては、例えばフェノールノボラック型の三官能のエポキシ樹脂およびビスフェノールAノボラック型の三官能のエポキシ樹脂を挙げることができる。 The trifunctional or higher functional epoxy resin (A 1 ) preferably has an epoxy equivalent of 150 to 250, particularly preferably 170 to 220, and a resin softening point of preferably less than 90 ° C, particularly preferably less than 80 ° C. Things can be mentioned. Preferable specific examples of the tri- or higher functional epoxy resin (A 1 ) include polyfunctional type epoxy resins such as phenol novolak type, bisphenol A novolak type and orthocresol novolak type. These trifunctional or higher functional epoxy resins can be used in combination of two or more. Particularly preferred epoxy resins (A 1 ) include, for example, phenol novolac type trifunctional epoxy resins and bisphenol A novolac type trifunctional epoxy resins.
二官能エポキシ樹脂(A2)としては、エポキシ当量が好ましくは350〜750、特に好ましくは450〜700のものであり、樹脂軟化点が好ましくは90℃未満、特に好ましくは80℃未満のものを挙げることができる。 The bifunctional epoxy resin (A 2 ) preferably has an epoxy equivalent of 350 to 750, particularly preferably 450 to 700, and a resin softening point of preferably less than 90 ° C., particularly preferably less than 80 ° C. Can be mentioned.
二官能のエポキシ樹脂(A2)の好ましい具体例としては、例えばビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオレン型等のエポキシ樹脂を挙げることができる。これらの二官能エポキシ樹脂は、二種以上併用することができる。特に好ましい二官能のエポキシ樹脂(A2)としては、例えばビスフェノールA型の二官能のエポキシ樹脂およびビスフェノールF型の二官能のエポキシ樹脂を挙げることができる。 Specific examples of the bifunctional epoxy resin (A 2 ) include epoxy resins such as bisphenol A type, bisphenol F type, biphenyl type, naphthalene type, and fluorene type. These bifunctional epoxy resins can be used in combination of two or more. Particularly preferable examples of the bifunctional epoxy resin (A 2 ) include a bisphenol A type bifunctional epoxy resin and a bisphenol F type bifunctional epoxy resin.
(2)硬化剤(B)
硬化剤(B)としては、エポキシ樹脂との配合状態において室温にて安定して貯蔵でき、熱、光あるいは圧力などによって硬化反応を生じさせる潜在性硬化剤を用いることが好ましい。そのような硬化剤としては、ジシアンジアミド、イミダゾール化合物、三フッ化ホウ素‐アミン錯体、有機酸ヒドラジット等を挙げることができる。本発明において特に好ましい硬化剤の具体例としては、ジシアンジアミド、2‐フェニル‐4,5‐ジヒドロキシメチルイミダゾール、2‐フェニル‐4‐メチル‐5‐ヒドロキシメチルイミダゾールを挙げることができる。これらの硬化剤は、二種以上併用することができる。
(2) Curing agent (B)
As the curing agent (B), it is preferable to use a latent curing agent that can be stably stored at room temperature in a blended state with an epoxy resin and causes a curing reaction by heat, light, pressure, or the like. Examples of such a curing agent include dicyandiamide, imidazole compound, boron trifluoride-amine complex, organic acid hydragit, and the like. Specific examples of particularly preferred curing agents in the present invention include dicyandiamide, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole. Two or more of these curing agents can be used in combination.
(3)導電性粉体(C)
本発明で使用される導電性粉体(C)は、平均粒径d50が0.5〜5μm、平均粒径d90が3〜8μmであり、粒径が10μmを超過する粒子の占める割合が0.50重量%以下の球状形状のものである。平均粒径d50が、0.8〜4.5μmのものが好ましく、1.0〜4.0μmのものが特に好ましい。また、平均粒径d90が、3.0〜7.0μmのものが好ましく、3.5〜6.5μmのものが特に好ましい。また、粒径が10μmを超過する粒子の占める割合が0.30重量%以下であるものが好ましい。ここで、平均粒径d50、平均粒径d90および粒径は、レーザー回折・散乱法によるものである。具体的にはレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(HONIBA社製 LA−910)を使用して、導電性粉体を酢酸エチル中に分散させて測定することができる。また、球状形状とは、球または球に近い形状で実質的に角部を有しないことを意味する。本発明では、真球が特にに好ましい。
(3) Conductive powder (C)
The conductive powder (C) used in the present invention has an average particle size d 50 of 0.5 to 5 μm, an average particle size d 90 of 3 to 8 μm, and a ratio of particles having a particle size exceeding 10 μm. Has a spherical shape of 0.50% by weight or less. Average particle size d 50, is preferably a 0.8~4.5Myuemu, those 1.0~4.0μm is particularly preferred. The average particle size d 90 is preferably 3.0 to 7.0 μm, particularly preferably 3.5 to 6.5 μm. Moreover, the thing for which the ratio for which the particle size exceeds 10 micrometers is 0.30 weight% or less is preferable. Here, the average particle diameter d 50 , the average particle diameter d 90 and the particle diameter are determined by the laser diffraction / scattering method. Specifically, it can be measured by dispersing the conductive powder in ethyl acetate using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-910, manufactured by HONIBA). In addition, the spherical shape means a sphere or a shape close to a sphere and has substantially no corners. In the present invention, a true sphere is particularly preferable.
平均粒径d50、平均粒径d90、粒径10μmを超過する粒子の占める割合および形状のいずれかが上記要件を満たさない場合、スクリーン印刷時にスクリーン版の目詰まりが発生しやすくなることから本発明の目的を達成することができない。 If any of the average particle size d 50 , average particle size d 90 , the proportion and shape of the particles exceeding 10 μm does not satisfy the above requirements, clogging of the screen plate is likely to occur during screen printing. The object of the present invention cannot be achieved.
そして、本発明で使用される導電性粉体(C)は、タップ密度が4.0〜6.0g/cm3、特に4.0〜5.0g/cm3、であるものが好ましい。タップ密度が上記範囲内であることによって、高充填による低抵抗値を得るという効果が顕著になる。ここで、タップ密度とは、ISO3953−1977(E)「金属粉末−タップ密度の測定法」の規定によるものである。 The conductive powder (C) used in the present invention preferably has a tap density of 4.0 to 6.0 g / cm 3 , particularly 4.0 to 5.0 g / cm 3 . When the tap density is within the above range, the effect of obtaining a low resistance value by high filling becomes remarkable. Here, the tap density is based on the provision of ISO3953-1977 (E) “Metal powder—Method of measuring tap density”.
本発明で使用される上記の導電性粉体(C)としては、各種の導電性微粉体、例えば銀粉、金粉、銅粉、ニッケル粉、白金粉、パラジウム粉、はんだ粉、前記金属の合金粉体等の金属粉体等を使用することができる。これらの導電性粉体は二種以上併用することもできる。また、金属以外の導電性粉体、例えばカーボン粉体、を使用することもできる。導電性粉体は、表面処理されたものであってもよい。 The conductive powder (C) used in the present invention includes various conductive fine powders such as silver powder, gold powder, copper powder, nickel powder, platinum powder, palladium powder, solder powder, and alloy powder of the metal. A metal powder such as a body can be used. Two or more of these conductive powders can be used in combination. Also, conductive powder other than metal, such as carbon powder, can be used. The conductive powder may be surface-treated.
(4)溶剤(D)
本発明で使用される溶剤(D)としては、例えば前記のエポキシ樹脂ならびに導電性粉体とともにペースト組成物を形成可能な各種の有機溶剤を用いることができる。そのような有機溶剤の好ましい具体例としては、ブチルカルビトールアセテート、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールn‐ブチルエーテル、ベンジルグリコール、メチルポリグリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、イソプロパノール、ブタノール、テルピネオール、チキサノール、ブチルセロソルブアセテート、イソホロン、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、γ‐ブチロラクトンの単独またはこれらの混合溶剤を挙げることができる。
(4) Solvent (D)
As a solvent (D) used by this invention, the various organic solvent which can form a paste composition with the said epoxy resin and electroconductive powder can be used, for example. Preferred examples of such organic solvents include butyl carbitol acetate, tetraethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol n-butyl ether, benzyl glycol, methyl polyglycol, tripropylene Glycol monomethyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl carbitol, butyl carbitol, isopropanol, butanol, terpineol, thixanol, butyl cellosolve acetate, isophorone, tetraethylene glycol dimethyl ether, γ-butyrolactone alone or a mixture thereof Mention may be made of solvents.
(5)上記以外の成分(任意成分)
本発明による導電性ペースト組成物は、必要に応じて各種の成分を含むことができる。
(5) Components other than the above (arbitrary components)
The electrically conductive paste composition by this invention can contain various components as needed.
そのような必要に応じて含むことが可能な成分の具体例としては、次のような顔料や、チクソトロピー付与剤、消泡剤、分散剤、防錆剤、還元剤、および、前記エポキシ樹脂と混和可能な他の樹脂成分(例えば、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂)等を挙げることができる。 Specific examples of components that can be included as necessary include the following pigments, thixotropic agents, antifoaming agents, dispersants, rust inhibitors, reducing agents, and the epoxy resin Other miscible resin components (for example, melamine resin, phenol resin, acrylic resin) and the like can be mentioned.
本発明による導電性ペースト組成物は、必要に応じて各種の有機または無機の顔料を含有することができ、そのような顔料によって導電性ペースト組成物の塗膜補強、機能付加、作業性改良、着色および増量等を図ることが可能になる。 The conductive paste composition according to the present invention can contain various kinds of organic or inorganic pigments as required. By such pigments, the coating paste of the conductive paste composition, functional addition, workability improvement, Coloring and increasing the amount can be achieved.
本発明では特に体質顔料、例えばマイクロシリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、アルミナ等を単独またはこれらに混合物を用いることができる。 In the present invention, extender pigments such as micro silica, calcium carbonate, barium sulfate, magnesium carbonate, alumina and the like can be used alone or as a mixture thereof.
(6)配合割合
本発明による導電性ペースト組成物における各成分の配合比率は、下記の通りである。
(6) Mixing ratio The mixing ratio of each component in the conductive paste composition according to the present invention is as follows.
エポキシ樹脂(A)の配合量は、導電性ペースト組成物中に、好ましくは1〜30重量%、特に好ましくは3〜20重量%、である。配合量が1重量%未満では接着力が不足し、一方、30重量%超過では導電性が低下する。 The compounding amount of the epoxy resin (A) is preferably 1 to 30% by weight, particularly preferably 3 to 20% by weight, in the conductive paste composition. If the blending amount is less than 1% by weight, the adhesive strength is insufficient, whereas if it exceeds 30% by weight, the conductivity is lowered.
硬化剤(B)の配合量は、エポキシ樹脂(A)100重量部に対し、好ましくは1〜60重量部、特に好ましくは5〜50重量部、である。配合量が1重量部未満では十分な架橋密度が得られず、また60重量部超過では硬化後の剥離が難しくなる。 The amount of the curing agent (B) is preferably 1 to 60 parts by weight, particularly preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A). If the blending amount is less than 1 part by weight, a sufficient crosslinking density cannot be obtained, and if it exceeds 60 parts by weight, peeling after curing becomes difficult.
導電性粉体(C)の配合量は、導電性ペースト組成物中に80〜95重量%、好ましくは85〜90重量%、である。配合量が95重量%超過では導電性ペーストの流動性が悪くなる。配合量が80重量%未満では必要な導電性が得られにくくなる。 The compounding quantity of electroconductive powder (C) is 80 to 95 weight% in an electroconductive paste composition, Preferably it is 85 to 90 weight%. If the blending amount is over 95% by weight, the fluidity of the conductive paste is deteriorated. If the blending amount is less than 80% by weight, it is difficult to obtain necessary conductivity.
溶剤(D)の配合量は、目標とする粘度等に応じて適宜調整することが可能である。好ましくは導電性ペースト組成物中に5〜15重量%程度を配合することができる。 The compounding quantity of a solvent (D) can be suitably adjusted according to the target viscosity etc. Preferably about 5 to 15 weight% can be mix | blended in an electrically conductive paste composition.
(7)導電性ペースト組成物の利用
本発明による導電性ペースト組成物は、良好な導電性を有するものであり、例えばスクリーン印刷法、メタルマスク印刷法などの公知の印刷法によって基板上に印刷可能なものである。従って、本発明による導電性ペースト組成物は、従来同様に広範な分野において利用可能なものである。
(7) Use of conductive paste composition The conductive paste composition according to the present invention has good conductivity, and is printed on a substrate by a known printing method such as a screen printing method or a metal mask printing method. It is possible. Accordingly, the conductive paste composition according to the present invention can be used in a wide range of fields as in the past.
そして、本発明による導電性ペースト組成物は、印刷適性が極めて良好なものである。このことから、孔径が小さいスクリーン版、例えばスクリーン版径80μmのスクリーン版であっても目詰まりすることなく、極めて正確にスクリーン印刷パターンを形成することができる。よって、本発明による導電性ペースト組成物によれば、所望のパターンあるいは所望の形状ないし高さの導電性ペースト組成物の硬化物を効率的に形成することができる。 The conductive paste composition according to the present invention has extremely good printability. Therefore, even a screen plate having a small hole diameter, for example, a screen plate having a screen plate diameter of 80 μm, can form a screen printing pattern with high accuracy without clogging. Therefore, according to the conductive paste composition of the present invention, a cured product of the conductive paste composition having a desired pattern or a desired shape or height can be efficiently formed.
そして、本発明による導電性ペースト組成物は、導電性粉体の含有量が比較的多い場合であっても良好な印刷適性を有している。このことから、十分な印刷適性を保持しながら導電性粉体の含有量を多くすることができるので、電気的特性が良好な導電性層を形成することができる。 The conductive paste composition according to the present invention has good printability even when the content of the conductive powder is relatively large. Accordingly, the content of the conductive powder can be increased while maintaining sufficient printability, so that a conductive layer having good electrical characteristics can be formed.
さらに、本発明による導電性ペースト組成物は、スクリーン印刷作業1回当たりの導電性ペースト組成物の盛量が多い、即ち1回のスクリーン印刷作業によって形成できるスクリーン印刷層の厚さが大きいので、所望の厚さの導電性層を得るために繰返し行われるスクリーン印刷の回数を低減することができる。 Furthermore, the conductive paste composition according to the present invention has a large amount of conductive paste composition per screen printing operation, that is, the thickness of the screen printing layer that can be formed by one screen printing operation is large. It is possible to reduce the number of screen printing repeated to obtain a conductive layer having a desired thickness.
そして、本発明による導電性ペースト組成物は、硬化物の熱収縮率が小さい。これにより、所望厚さの導電性層を得るために繰返し行われるスクリーン印刷の回数を低減することができ、そして、正確かつ精密に所望のパターンあるいは所望の形状ないし高さの導電性ペースト組成物の硬化物を効率的に形成することができる。 And the electrically conductive paste composition by this invention has a small thermal contraction rate of hardened | cured material. Accordingly, it is possible to reduce the number of screen printing repeated to obtain a conductive layer having a desired thickness, and to accurately and precisely form a conductive paste composition having a desired pattern or a desired shape or height. The cured product can be efficiently formed.
このような本発明による導電性ペースト組成物は、プリント配線板の層間接続用のバンプ形成用導電性ペースト組成物として特に有用なものである。 Such a conductive paste composition according to the present invention is particularly useful as a conductive paste composition for forming bumps for interlayer connection of printed wiring boards.
<実施例1、2および比較例1、2>
下記の各成分を表1に示される割合で配合し、3本ロールで充分に混錬して、導電性ペースト組成物(実施例1、2および比較例1、2)を調製した。
各導電性ペースト組成物を、ガラス板上にスクリーン版(開口径80μm)を用い、1回印刷操作に付し、その後、180℃のオーブン内で30分間の硬化条件に付して導電性バンプを形成した。
<Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2>
The following components were blended in the proportions shown in Table 1 and sufficiently kneaded with three rolls to prepare conductive paste compositions (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2).
Each conductive paste composition is subjected to a printing operation once using a screen plate (opening diameter 80 μm) on a glass plate, and then subjected to curing conditions for 30 minutes in an oven at 180 ° C. to form conductive bumps. Formed.
結果は、表1に示される通りである。 The results are as shown in Table 1.
成 分
・エポキシ樹脂(A)のイ(エポキシ当量300、軟化点70℃)
これは、三官能エポキシ樹脂(エポキシ当量210、軟化点65℃)70.5重量%と二官能エポキシ樹脂(エポキシ当量475、軟化点64℃)29.5重量%とからなる。
・エポキシ樹脂(A)のロ(エポキシ当量350、軟化点70℃)
これは、三官能エポキシ樹脂(エポキシ当量210、軟化点65℃)50.0重量%と二官能エポキシ樹脂(エポキシ当量475、軟化点64℃)50.0重量%とからなる。
・エポキシ樹脂(A)のハ(エポキシ当量500、軟化点97℃)
これは、三官能エポキシ樹脂(エポキシ当量208、軟化点90℃)80.0重量%と、二官能エポキシ樹脂(エポキシ当量1750、軟化点127℃)20.0重量%とからなる。
・エポキシ樹脂(A)のニ(エポキシ当量208、軟化点127℃)
これは、三官能エポキシ樹脂(エポキシ当量208、軟化点90℃)100.0重量%からなる。
・硬化剤(B):2‐フェニル‐4,5‐ジヒドロキシメチルイミダゾール
・導電性粉体(C)のイ:銀粉、球形物、d50=2.4μm、d90=4μm、10μm超過粒子0%、タップ密度4.5g/cm3
・導電性粉体(C)のロ:銀粉、球形物+鱗片物、d50=2.4μm、d90=6μm、10μm超過粒子3%、タップ密度3g/cm3
・溶剤(D):ブチルカルビトールアセテート
・他の成分(シリカ:マイクロシリカ、平均粒径12μm、親水性シリカ)
This consists of 70.5% by weight of a trifunctional epoxy resin (epoxy equivalent 210, softening point 65 ° C.) and 29.5% by weight of a bifunctional epoxy resin (epoxy equivalent 475, softening point 64 ° C.).
・ Ro of epoxy resin (A) (epoxy equivalent 350, softening point 70 ° C.)
This consists of 50.0% by weight of a trifunctional epoxy resin (epoxy equivalent 210, softening point 65 ° C.) and 50.0% by weight of a bifunctional epoxy resin (epoxy equivalent 475, softening point 64 ° C.).
・ C of epoxy resin (A) (epoxy equivalent 500, softening point 97 ° C.)
This is composed of 80.0% by weight of a trifunctional epoxy resin (epoxy equivalent 208, softening point 90 ° C.) and 20.0% by weight of a bifunctional epoxy resin (epoxy equivalent 1750, softening point 127 ° C.).
・ Dip of epoxy resin (A) (epoxy equivalent 208, softening point 127 ° C.)
This consists of 100.0% by weight of a trifunctional epoxy resin (epoxy equivalent 208, softening point 90 ° C.).
Curing agent (B): 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole A of conductive powder (C): silver powder, sphere, d 50 = 2.4 μm, d 90 = 4 μm, 10 μm excess particle 0 %, Tap density 4.5 g / cm 3
-Conductive powder (C) B: silver powder, sphere + scale, d 50 = 2.4 μm, d 90 = 6 μm, 10 μm excess particle 3%, tap density 3 g / cm 3
Solvent (D): butyl carbitol acetate Other components (silica: microsilica, average particle size 12 μm, hydrophilic silica)
評価方法
(1)粘 度:ブルックフィールド社製、ブルックフィールド粘度計DV−II+型により、10rpm/25℃にて測定。
Evaluation method (1) Viscosity: Measured at 10 rpm / 25 ° C. using Brookfield viscometer DV-II + type manufactured by Brookfield.
(2)抵抗値:ガラス基板上に各導電性ペースト組成物を塗布し、180℃/30minの硬化処理に付した後、硬化物の体積抵抗値を測定した。5×10−4Ω・cm以下を○と判定した。 (2) Resistance value: After applying each conductive paste composition on a glass substrate and subjecting it to a curing treatment at 180 ° C./30 min, the volume resistance value of the cured product was measured. A value of 5 × 10 −4 Ω · cm or less was determined to be “◯”.
(3)吐出不良個数:スクリーン印刷にて作成したバンプをレーザー顕微鏡にて上面からバンプ形状を観察し、4000個のバンプのうち円形状でないものの数を吐出不良個数とした。 (3) Number of defective ejections: The bump shape created by screen printing was observed from the upper surface with a laser microscope, and the number of non-circular parts among 4000 bumps was defined as the number of defective ejections.
(4)バンプ高さ:スクリーン印刷にて作成したバンプをレーザー顕微鏡にて高さを測定した。 (4) Bump height: The height of the bump created by screen printing was measured with a laser microscope.
(5)バンプ形状:スクリーン印刷にて作成したバンプをレーザー顕微鏡にてバンプの側面形状を観察した。バンプが尖ってなく円錐状であるものを「良」と判定し、バンプ先端が細い物や曲がっているものを「不良」と判定した。 (5) Bump shape: The side surface shape of the bump was observed with a laser microscope. Bumps that were not sharp but conical were judged as “good”, and bumps with thin bumps or bent ones were judged as “bad”.
(6)収縮率:ガラス板上に各導電性ペースト組成物を厚さ2mmに塗布し、180℃/30minの硬化処理に付し、硬化物(硬化物1)の厚さを測定した。この硬化物(硬化物1)を更に260℃に加熱し、次いで20℃になるまで放置し、硬化物(硬化物2)を得た。前記の硬化物1を基準に、これに対する硬化物2の収縮率を算出した。 (6) Shrinkage: Each conductive paste composition was applied to a thickness of 2 mm on a glass plate, subjected to a curing treatment at 180 ° C./30 min, and the thickness of the cured product (cured product 1) was measured. This cured product (cured product 1) was further heated to 260 ° C. and then allowed to stand at 20 ° C. to obtain a cured product (cured product 2). The shrinkage ratio of the cured product 2 relative to the cured product 1 was calculated.
Claims (8)
前記エポキシ樹脂(A)が、三官能以上のエポキシ樹脂(A1)および二官能エポキシ樹脂(A2)からなり、エポキシ当量が200〜400、エポキシ樹脂軟化点が80℃未満のものであり、かつ
前記導電性粉体(C)が、平均粒径d50が0.5〜5μm、平均粒径d90が3〜8μmであり、粒径が10μmを超過する粒子の占める割合が0.50重量%以下の球状形状のものであることを特徴とする、導電性ペースト組成物。 A conductive paste composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), a conductive powder (C) and a solvent (D),
The epoxy resin (A) is composed of a tri- or higher functional epoxy resin (A 1 ) and a bifunctional epoxy resin (A 2 ), having an epoxy equivalent of 200 to 400 and an epoxy resin softening point of less than 80 ° C., and wherein the electrically conductive powder (C) has an average particle diameter d 50 of 0.5 to 5 [mu] m, an average particle diameter d 90 is 3 to 8 [mu] m, the proportion of particles having a particle size exceeds 10μm 0.50 A conductive paste composition characterized by having a spherical shape with a weight percentage of not more than 1.
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