JP2011103325A - Composite layer of insulating layer and wiring layer, circuit board using the same, and semiconductor package - Google Patents

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麻希 稲田
Yasushi Kamishiro
恭 神代
Takeo Nakako
偉夫 中子
Kyoko Kuroda
杏子 黒田
Kazunori Yamamoto
和徳 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite layer formed of an insulating layer having a smooth and uniform surface shape on which smooth and good wiring with an orderly wiring width can be formed, and a wiring (a wiring layer) formed on the insulating layer, and provide a circuit board using the composite layer, and a semiconductor package. <P>SOLUTION: The composite layer formed of the insulating layer and wiring layer includes the wiring (the wiring layer) formed by a printing method on curable insulating resin (the insulating layer) formed on the substrate by the printing method, wherein the wiring contains at least one or more elements out of Cu, Ag, Au, Al, Ni, Co, Pd, Sn, Pb, In, and Ga. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、絶縁層と配線層の複合層及びそれを用いた回路基板、半導体パッケージに関する。   The present invention relates to a composite layer of an insulating layer and a wiring layer, a circuit board using the same, and a semiconductor package.

低エネルギー、低コスト、高スループット、オンデマンド生産などの優位点から印刷法による配線パターンの形成が有望視されている。この目的には、金属元素を含むインク・ペーストを用い印刷法によりパターン形成した後、印刷された配線パターンに金属導電性を付与することにより実現される。従来、フレーク状の銀あるいは銅を熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂のバインダに有機溶剤、硬化剤、触媒などと共に混合した導電性ペーストが用いられてきた。この導電性ペーストの使用方法は、対象物にディスペンサやスクリーン印刷により塗布し、常温で乾燥するか、あるいは150℃程度に加熱してバインダ樹脂を硬化し、導電性被膜とすることで行われていた。   From the advantages of low energy, low cost, high throughput, on-demand production, etc., the formation of wiring patterns by the printing method is considered promising. This object is realized by forming a pattern by a printing method using an ink paste containing a metal element and then imparting metal conductivity to the printed wiring pattern. Conventionally, a conductive paste in which flaky silver or copper is mixed with a binder of a thermoplastic resin or a thermosetting resin together with an organic solvent, a curing agent, a catalyst, or the like has been used. This conductive paste is used by applying it to an object by dispenser or screen printing and drying at room temperature or by heating to about 150 ° C. to cure the binder resin to form a conductive film. It was.

しかし、このような従来の導電性ペーストからなる導電性被膜形成用材料はバインダ樹脂を含むため、粒子の接触が阻害され低抵抗な膜を得ることが難しかった。また、従来の銀ペーストでは、銀粒子が粒径1〜100μmのフレーク状であるため、原理的にフレーク状銀粒子の粒径以下の線幅の配線を印刷することは不可能であった。このため、粒径が500nm以下の粒子を用いたインクが求められており、これらの点から、従来の導電性ペーストは微細な配線パターン形成には不適であった。   However, since the material for forming a conductive film made of such a conventional conductive paste contains a binder resin, it is difficult to obtain a low resistance film because the contact of particles is hindered. Further, in the conventional silver paste, since the silver particles are in the form of flakes having a particle diameter of 1 to 100 μm, it is impossible in principle to print a wiring having a line width equal to or smaller than the particle diameter of the flake-like silver particles. For this reason, an ink using particles having a particle size of 500 nm or less has been demanded. From these points, the conventional conductive paste is not suitable for forming a fine wiring pattern.

このような導電性ペーストの欠点を克服するものとして、金属ナノ粒子を用いた配線パターン形成方法が検討されており、金あるいは銀ナノ粒子を用いる方法が検討されてきた。具体的には、100nm以下の金あるいは銀ナノ粒子を含む分散液を、印刷法によりきわめて微細な回路パターンを基板上に塗布し、その後、金属ナノ粒子相互の焼結を施すことにより融着体で形成される配線層が得られる。   In order to overcome such drawbacks of the conductive paste, a wiring pattern forming method using metal nanoparticles has been studied, and a method using gold or silver nanoparticles has been studied. Specifically, a dispersion containing gold or silver nanoparticles of 100 nm or less is applied to a substrate by applying a very fine circuit pattern on a substrate by a printing method, and thereafter sintering metal nanoparticles. A wiring layer formed by

さらに、近年特許文献1に記載されているようなインクジェット印刷法による配線パターンの形成方法や、特許文献2に記載されているようなオフセット印刷法による印刷配線板の製造方法が提案されている。また、特許文献3では、基材上に穴のある絶縁層を印刷法で形成しさらに導体層を印刷法で形成することにより、多層印刷配線板を製造する方法が提案されている。これらの製造方法によれば、プレス設備やめっき設備などの大規模な設備を用いずに、多層印刷配線板を製造することが可能である。また、絶縁材料及び/または金属ナノ粒子分散液を必要な箇所にのみ印刷することができるため、材料の使用効率が非常に高いという利点もある。しかしながら、金属ナノ粒子を用いる際には、単独ではナノサイズ融点降下を生ずるため、印刷用インクとして使用するには、該金属ナノ粒子を有機保護膜で被い、融着や凝集を防いでいるのが現状である(例えば、特許文献4)。また、印刷用インクは、基板の種類及び/または凹凸や表面自由エネルギーといった表面性状によって配線パターンの描画性が異なり、印刷法による平滑で配線幅の整った配線の形成が困難であった。   Furthermore, in recent years, a method for forming a wiring pattern by an inkjet printing method as described in Patent Document 1 and a method for manufacturing a printed wiring board by an offset printing method as described in Patent Document 2 have been proposed. Patent Document 3 proposes a method of manufacturing a multilayer printed wiring board by forming an insulating layer having a hole on a substrate by a printing method and further forming a conductor layer by a printing method. According to these production methods, it is possible to produce a multilayer printed wiring board without using large-scale equipment such as press equipment and plating equipment. In addition, since the insulating material and / or the metal nanoparticle dispersion liquid can be printed only in a necessary place, there is an advantage that the use efficiency of the material is very high. However, when metal nanoparticles are used alone, a nano-size melting point drop occurs alone, so that the metal nanoparticles are covered with an organic protective film to prevent fusion and aggregation when used as printing ink. Is the current situation (for example, Patent Document 4). Also, the printing ink has different drawing characteristics of the wiring pattern depending on the type of substrate and / or surface properties such as unevenness and surface free energy, and it is difficult to form a smooth wiring with a uniform wiring width by a printing method.

特開2003−80694号公報JP 2003-80694 A 特開平11−58921号公報JP-A-11-58921 特開2003−110242号公報JP 2003-110242 A 特開2005−81501号公報JP 2005-81501 A

本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みなされたものである。すなわち、本発明は、平滑で配線幅の整った良好な配線が形成可能な平滑かつ均一な表面性状を有する絶縁層と、該絶縁層上に形成された配線(配線層)からなる複合層を提供することを目的とする。さらに前記複合層を用いた回路基板、半導体パッケージを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art. That is, the present invention provides a composite layer composed of an insulating layer having a smooth and uniform surface property capable of forming a smooth and smooth wiring with good wiring width, and a wiring (wiring layer) formed on the insulating layer. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide a circuit board and a semiconductor package using the composite layer.

本発明者らは上述の如き欠点を詳細に検討した結果、表面処理剤を使用しない金属ナノ粒子分散体を使用することにより、平滑で直線性の良好な配線を形成でき、絶縁性に優れる電気配線形成面となることを見出した。これらの金属ナノ粒子分散液及び絶縁樹脂液を用いれば、インクジェット法に代表される印刷法による配線描画が可能であり、異なる材質及び/または表面性状の基材上にも、成膜後のパターニング加工なしに所望の配線が形成できる。
本発明は以下の通りである。
As a result of examining the above-mentioned drawbacks in detail, the present inventors have been able to form a smooth and linear wiring by using a metal nanoparticle dispersion that does not use a surface treatment agent. It was found that it becomes a wiring formation surface. By using these metal nanoparticle dispersion liquid and insulating resin liquid, wiring drawing by a printing method typified by an ink jet method is possible, and patterning after film formation is performed on a substrate having a different material and / or surface property. A desired wiring can be formed without processing.
The present invention is as follows.

本発明は、基板上に印刷法により形成した硬化性絶縁樹脂(絶縁層)上に、Cu、Ag、Au、Al、Ni、Co、Pd、Sn、Pb、In、Gaの内少なくともひとつ以上の元素を含む配線(配線層)を印刷法により形成した、絶縁層と配線層の複合層に係る。   In the present invention, at least one of Cu, Ag, Au, Al, Ni, Co, Pd, Sn, Pb, In, and Ga is formed on a curable insulating resin (insulating layer) formed on a substrate by a printing method. The present invention relates to a composite layer of an insulating layer and a wiring layer in which a wiring (wiring layer) containing an element is formed by a printing method.

本発明は、配線層が、Cu、Ag、Au、Al、Ni、Co、Pd、Sn、Pb、In、Gaの内少なくともひとつ以上の元素及び/またはそれらの酸化物の金属ナノ粒子を含む配線(配線層)である、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。   According to the present invention, a wiring layer includes at least one element of Cu, Ag, Au, Al, Ni, Co, Pd, Sn, Pb, In, and / or metal nanoparticles of oxides thereof. The wiring layer is a composite layer of the insulating layer and the wiring layer.

本発明は、該金属ナノ粒子の一次粒子の平均粒径が1から300nmであることを特徴とする、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。   The present invention relates to the composite layer of the insulating layer and the wiring layer, wherein the average particle diameter of primary particles of the metal nanoparticles is 1 to 300 nm.

本発明は、配線(配線層)の形成及び金属導電性の付与を200℃未満の低温で行った、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。   The present invention relates to a composite layer of the insulating layer and the wiring layer, wherein the wiring (wiring layer) is formed and the metal conductivity is imparted at a low temperature of less than 200 ° C.

本発明は、該金属ナノ粒子を溶媒中に分散した印刷法用配線インクを使用した、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。   The present invention relates to the above-mentioned composite layer of an insulating layer and a wiring layer using a wiring ink for printing method in which the metal nanoparticles are dispersed in a solvent.

本発明は、硬化性絶縁樹脂(絶縁層)が、加熱または光照射のいずれか一方もしくは両方により硬化する印刷法用硬化性絶縁樹脂インクを使用し形成された、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。   In the present invention, the curable insulating resin (insulating layer) is formed by using a curable insulating resin ink for printing method that is cured by either or both of heating and light irradiation. Related to the composite layer.

本発明は、該印刷法用硬化性絶縁樹脂インクが、エポキシ樹脂と硬化剤及び溶媒を含む、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。   The present invention relates to the composite layer of the insulating layer and the wiring layer, wherein the curable insulating resin ink for printing method contains an epoxy resin, a curing agent, and a solvent.

本発明は、該エポキシ樹脂が、フェノール化合物とアルデヒド化合物とを縮合反応させグリシジルエーテル化して得られるグリシジルエーテル化物を含有する、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。   The present invention relates to the composite layer of the insulating layer and the wiring layer, wherein the epoxy resin contains a glycidyl etherified product obtained by condensation reaction of a phenol compound and an aldehyde compound.

本発明は、溶媒の蒸気圧が1.34×10Pa未満である、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。 The present invention relates to the composite layer of the insulating layer and the wiring layer, wherein the vapor pressure of the solvent is less than 1.34 × 10 3 Pa.

本発明は、印刷法が無版印刷法である、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。   The present invention relates to the composite layer of the insulating layer and the wiring layer, wherein the printing method is a plateless printing method.

本発明は、印刷法としてインクジェット装置またはディスペンサ装置を使用した、前記の絶縁層と配線層の複合層に係る。   The present invention relates to a composite layer of the insulating layer and the wiring layer using an inkjet device or a dispenser device as a printing method.

本発明は、前記の絶縁層と配線層の複合層を電気導電用回路としてその一部または全部に使用した回路基板に係る。   The present invention relates to a circuit board using the composite layer of the insulating layer and the wiring layer as part or all of the circuit for electric conduction.

本発明は、前記の絶縁層と配線層の複合層を電気導電用回路としてその一部または全部に使用した半導体パッケージに係る。   The present invention relates to a semiconductor package in which the composite layer of the insulating layer and the wiring layer is used as part or all of the circuit for electric conduction.

本発明によれば、インクジェット印刷法などの印刷法により、基板上を硬化性絶縁樹脂で覆い、その上に配線を形成する手法で、材質や表面性状の異なる基板に平滑で直線性に優れる形状の配線を形成することが可能となる。また、配線の形成及び金属導電性の付与を200℃未満の低温で行うことで、高温加熱に耐える耐熱性を要求することなく、実装後の回路基板や半導体パッケージに配線を形成することが可能となる。   According to the present invention, a method of covering a substrate with a curable insulating resin by a printing method such as an ink jet printing method, and forming a wiring on the substrate, a smooth and linear shape on a substrate of different materials and surface properties This wiring can be formed. Also, by forming the wiring and imparting metal conductivity at a low temperature of less than 200 ° C., it is possible to form the wiring on the circuit board or semiconductor package after mounting without requiring heat resistance that can withstand high temperature heating. It becomes.

本発明の絶縁層と配線層の複合層の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the composite layer of the insulating layer and wiring layer of this invention.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本発明で形成される絶縁層(以下、硬化性絶縁樹脂とも表す)について説明する。通常、該硬化性絶縁樹脂はインクジェット印刷装置やディスペンサ装置などの印刷法により形成される。このような印刷法に適用可能な絶縁インクを印刷法用硬化性絶縁樹脂インク(以下、硬化性絶縁樹脂インクと略す)と称する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
The insulating layer (hereinafter also referred to as curable insulating resin) formed in the present invention will be described. Usually, the curable insulating resin is formed by a printing method such as an inkjet printing apparatus or a dispenser apparatus. An insulating ink applicable to such a printing method is referred to as a curable insulating resin ink for printing method (hereinafter abbreviated as a curable insulating resin ink).

前記硬化性絶縁樹脂インクは、樹脂を含み、必要に応じて溶媒を含む。また、硬化促進剤、カップリング剤、酸化防止剤、充填剤、表面調整剤などを配合しても良い。絶縁インクに用いる樹脂は、モノマー、オリゴマー等を必要に応じて溶媒に溶解し、基板に塗布後、加熱処理することにより溶媒除去及び樹脂を硬化させて硬化性絶縁樹脂(絶縁層)を得る。   The curable insulating resin ink contains a resin and, if necessary, a solvent. Moreover, you may mix | blend a hardening accelerator, a coupling agent, antioxidant, a filler, a surface conditioner, etc. A resin used for the insulating ink is obtained by dissolving a monomer, an oligomer, or the like in a solvent as required, and applying the resin to a substrate, followed by heat treatment to remove the solvent and cure the resin to obtain a curable insulating resin (insulating layer).

硬化性絶縁樹脂インクに用いる材料(樹脂)は、一般に電気絶縁性を示す材料であればどのようなものでも良く、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコーン変性ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、BTレジン、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂などがあるが、特に制限するものではない。また、これらは単独又は二種類以上を併用しても良い。これらの硬化性絶縁樹脂インクを印刷配線板に用いる場合には絶縁信頼性、接続信頼性、耐熱性の観点から、熱硬化性樹脂を用いることが好ましく、良好な機械特性を併せ持つことから特にエポキシ樹脂が好ましい。   The material (resin) used for the curable insulating resin ink may be any material as long as it generally exhibits electrical insulation. For example, epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, silicone-modified polyamide Although there are an imide resin, a polyester resin, a cyanate ester resin, a BT resin, an acrylic resin, a melamine resin, a urethane resin, an alkyd resin, etc., there is no particular limitation. These may be used alone or in combination of two or more. When these curable insulating resin inks are used for printed wiring boards, it is preferable to use a thermosetting resin from the viewpoint of insulation reliability, connection reliability, and heat resistance. Resins are preferred.

硬化性絶縁樹脂インクが含有するエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、またはフェノール、クレゾール、アルキルフェノール、カテコール、ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールSなどのフェノール類とホルムアルデヒドやサリチルアルデヒドなどのアルデヒド類の縮合物のグリシジルエーテル化物、その他、二官能フェノール類のグリシジルエーテル化物、二官能アルコールのグリシジルエーテル化物、ポリフェノール類のグリシジルエーテル化物、及びそれらの水素添加物、ハロゲン化物などがあるが、耐熱性や接続信頼性の観点からフェノール類とアルデヒド類の縮合物のグリシジルエーテル化物が好ましい。これらのエポキシ樹脂の分子量はどのようなものでもよく、また何種類かを併用することができる。   Examples of the epoxy resin contained in the curable insulating resin ink include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenol type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, and aliphatic chain epoxy resin. Glycidyl ester type epoxy resin, or glycidyl etherified product of phenol, cresol, alkylphenol, catechol, bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S and other aldehydes such as formaldehyde and salicylaldehyde, and other bifunctional phenols Glycidyl etherified products, difunctional alcohol glycidyl etherified products, polyphenols glycidyl etherified products, and hydrogenated products and halides thereof. , Glycidyl ethers of condensation products of phenols and aldehydes are preferred in view of heat resistance and connection reliability. These epoxy resins may have any molecular weight, and several types can be used in combination.

硬化性絶縁樹脂インクが含有するエポキシ樹脂とともに用いられる硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、m−フェニレンジアミン、ジシアンジアミドなどのアミン類、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸などの酸無水物、イミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2−メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン、2−ウンデシルイミダゾリン、2−ヘプタデシルイミダゾリン、2−イソプロピルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾリン、2−イソプロピルイミダゾリン、2,4−ジメチルイミダゾリン、2−フェニル−4−メチルイミダゾリンなどのイミダゾール類、及びイミノ基がアクリロニトリル、フェニレンジイソシアネート、トルイジンイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、メチレンビスフェニルイソシアネート、メラミンアクリレートなどでマスクされたイミダゾール類、ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ポリビニルフェノールなどのフェノール類、及びフェノール、クレゾール、アルキルフェノール、カテコール、ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールSなどのフェノール類とホルムアルデヒドやサリチルアルデヒドなどのアルデヒド類との縮合物及びこれらのハロゲン化物などがある。これらの化合物の分子量はどのようなものでも良く、また何種類かを併用することができる。   Examples of the curing agent used together with the epoxy resin contained in the curable insulating resin ink include amines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, metaxylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, m-phenylenediamine, and dicyandiamide, phthalic anhydride Acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, etc. acid anhydrides, imidazole, 2-ethyl Imidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-undecylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 4 5-diphenylimidazole, 2-methylimidazoline, 2-phenylimidazoline, 2-undecylimidazoline, 2-heptadecylimidazoline, 2-isopropylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2- Imidazoles such as ethyl imidazoline, 2-isopropyl imidazoline, 2,4-dimethyl imidazoline, 2-phenyl-4-methyl imidazoline, and imino groups are acrylonitrile, phenylene diisocyanate, toluidine isocyanate, naphthalene diisocyanate, methylene bisphenyl isocyanate, melamine acrylate Such as imidazoles, bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, and polyvinylphenol Lumpur acids, and phenol, cresol, alkylphenol, catechol, bisphenol F, bisphenol A, and condensates and their halides and aldehydes such as phenol with formaldehyde and salicylaldehyde, such as bisphenol S. These compounds may have any molecular weight, and several types can be used in combination.

硬化剤としては、上述した中でも、フェノール性水酸基を有するフェノール化合物とアルデヒド化合物との縮合物が、耐熱性や接続信頼性の観点から好ましい。係る縮合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール,ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ナフタレンジオール類、ビフェノール類、フェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂及びこれらのハロゲン化物、アルキル基置換体又は窒素含有基置換体が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、下記式に示した構造を含むフェノール性水酸基を有するフェノール化合物とアルデヒド化合物との縮合物は、エポキシ樹脂との硬化が可能であり、より高い接着性を得られる点で、好ましい。   Among the above-mentioned curing agents, a condensate of a phenol compound having a phenolic hydroxyl group and an aldehyde compound is preferable from the viewpoint of heat resistance and connection reliability. Examples of such condensates include hydroquinone, resorcinol, catechol, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, naphthalenediols, biphenols, phenol novolac resins, resole resins, bisphenol A novolac resins, cresol novolac resins, and halides thereof. , Alkyl group-substituted or nitrogen-containing group-substituted. These can be used alone or in combination of two or more. In addition, the condensate of the phenol compound which has a phenolic hydroxyl group containing the structure shown to a following formula, and an aldehyde compound can be hardened | cured with an epoxy resin, and is preferable at the point from which higher adhesiveness is obtained.

Figure 2011103325
Figure 2011103325

上記エポキシ樹脂(a)と上記フェノール化合物とアルデヒド化合物との縮合物(b)を組合せて使用する場合、両者の配合量は、硬化性の観点から、エポキシ当量と水酸基当量の当量比(エポキシ当量/水酸基当量)で0.70/0.30〜0.30/0.70とするのが好ましく、耐溶剤性及び機械特性の観点から0.65/0.35〜0.35/0.65とするのがより好ましく、接続信頼性の観点から0.60/0.40〜0.40/0.60とするのが更に好ましく、耐熱性の観点から0.55/0.45〜0.45/0.55とするのが特に好ましい。両者の配合量が上記当量比の範囲外であると、硬化性が不十分となる傾向がある。   When using the said epoxy resin (a) and the condensate (b) of the said phenolic compound and an aldehyde compound in combination, both compounding quantity is an equivalent ratio (epoxy equivalent) of an epoxy equivalent and a hydroxyl equivalent from a sclerosing | hardenable viewpoint. / Hydroxyl equivalent) is preferably 0.70 / 0.30 to 0.30 / 0.70, and 0.65 / 0.35 to 0.35 / 0.65 from the viewpoint of solvent resistance and mechanical properties. More preferably, it is 0.60 / 0.40 to 0.40 / 0.60 from the viewpoint of connection reliability, and 0.55 / 0.45 to 0.00 from the viewpoint of heat resistance. The ratio is particularly preferably 45 / 0.55. If the blending amount of both is out of the above equivalent ratio range, the curability tends to be insufficient.

また上記エポキシ樹脂や硬化剤などの樹脂の重量平均分子量は20000以下であることが望ましい。この範囲であると、上記絶縁インクにした際の粘度上昇を十分抑えることができる。   The weight average molecular weight of the epoxy resin or the curing agent is preferably 20000 or less. Within this range, an increase in viscosity when the insulating ink is used can be sufficiently suppressed.

硬化性絶縁樹脂インクに含まれる溶媒は、25℃における蒸気圧が1.34×10Pa未満の溶媒が好ましい。このような溶媒であれば、溶媒の揮発によるインク粘度の上昇を抑えることができる。例えば25℃の蒸気圧が1.34×10Pa以上の溶媒のみであると、溶媒の揮発によるインク粘度の上昇が著しく、例えばインクジェット印刷法ではインクジェットヘッドのノズルから液滴を吐出することが困難になり、更にインクジェットヘッドの目詰まりが生じやすくなる傾向にある。
なお、蒸気圧が1.34×10Pa未満の溶媒と、蒸気圧が1.34×10Pa以上の溶媒とを併せて用いてもよいが、その場合、蒸気圧が1.34×10Pa以上の溶媒の配合割合を、溶媒全量の質量基準で、60質量%以下とすることが好ましく、溶媒の揮発によるインク粘度の上昇抑制の観点から50質量%以下とすることがより好ましく、インクジェットヘッドのノズルからの液滴吐出性の観点から40質量%以下とすることがさらに好ましい。なお、溶媒としては、蒸気圧が所望の範囲で、かつ絶縁性の樹脂を分散又は溶解するものであれば種々のものを用いることができる。
The solvent contained in the curable insulating resin ink is preferably a solvent having a vapor pressure at 25 ° C. of less than 1.34 × 10 3 Pa. With such a solvent, an increase in ink viscosity due to the volatilization of the solvent can be suppressed. For example, when only a solvent having a vapor pressure of 25 ° C. of 1.34 × 10 3 Pa or more is used, the ink viscosity is remarkably increased due to volatilization of the solvent. For example, in the ink jet printing method, droplets may be ejected from the nozzles of the ink jet head. In addition, the ink jet head tends to be clogged.
Note that a solvent having a vapor pressure of less than 1.34 × 10 3 Pa and a solvent having a vapor pressure of 1.34 × 10 3 Pa or more may be used in combination, but in that case, the vapor pressure is 1.34 × The blending ratio of the solvent of 10 3 Pa or more is preferably 60% by mass or less based on the mass of the total amount of the solvent, and more preferably 50% by mass or less from the viewpoint of suppressing an increase in ink viscosity due to solvent volatilization. Further, it is more preferable that the content be 40% by mass or less from the viewpoint of the ability to eject droplets from the nozzles of the inkjet head. Various solvents can be used as long as the vapor pressure is in a desired range and the insulating resin is dispersed or dissolved.

25℃における蒸気圧が1.34×10Pa未満の溶媒としては、硬化性樹脂を溶解できるものであればよく、具体的には、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン、アニソール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピ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ジメチルエーテル、ジアセトンアルコール、1,3−ブチレングリコールジアセテート、テトラデカン、乳酸メチル、乳酸エチル等が挙げられる。また、25℃における蒸気圧が1.34×10Pa以上の溶剤として具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、イソプロピルアルコール等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 The solvent having a vapor pressure at 25 ° C. of less than 1.34 × 10 3 Pa may be any solvent that can dissolve the curable resin. Specifically, γ-butyrolactone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, Anisole, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, diacetone alcohol, 1,3-butylene glycol diacetate, tetradecane, methyl lactate And ethyl lactate. Specific examples of the solvent having a vapor pressure at 25 ° C. of 1.34 × 10 3 Pa or more include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, isopropyl alcohol and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

硬化性絶縁樹脂インク中における溶媒の含有割合については、特に限定されず、インクの25℃における粘度及び表面張力が以下に示す範囲内となるように適宜調整することが好ましいが、通常、インク質量に対して、30から99質量%とすることが好ましい。   The content ratio of the solvent in the curable insulating resin ink is not particularly limited, and it is preferable to appropriately adjust the viscosity and surface tension of the ink at 25 ° C. to be within the ranges shown below. The content is preferably 30 to 99% by mass.

硬化性絶縁樹脂インクの粘度は、25℃で50mPa・s以下であることが好ましい。硬化性絶縁樹脂インクの粘度が50mPa・s以下であれば、インクジェット印刷時の不吐出ノズルの発生や、ノズルの目詰まりの発生を一層確実に防止することができる。また、硬化性絶縁樹脂インクの粘度は、25℃で1.0〜30mPa・sであることがより好ましい。硬化性絶縁樹脂インクの粘度を当該範囲とすることによって、液滴を小径化でき、硬化性絶縁樹脂インクの着弾径を一層小さくすることができ、微細なパターン形成への対応が容易となる。   The viscosity of the curable insulating resin ink is preferably 50 mPa · s or less at 25 ° C. When the viscosity of the curable insulating resin ink is 50 mPa · s or less, it is possible to more reliably prevent the occurrence of non-ejection nozzles during nozzle printing and the occurrence of nozzle clogging. The viscosity of the curable insulating resin ink is more preferably 1.0 to 30 mPa · s at 25 ° C. By setting the viscosity of the curable insulating resin ink within this range, the droplet diameter can be reduced, the landing diameter of the curable insulating resin ink can be further reduced, and it is easy to cope with fine pattern formation.

硬化性絶縁樹脂インクの25℃における表面張力は20mN/m以上であることが好ましく、表面調整剤によって、表面張力を調整することができる。硬化性絶縁樹脂インクの表面張力が20mN/m未満の場合、硬化性絶縁樹脂インクの液滴が基材上に着弾後に濡れ広がり、平坦な膜を形成できない傾向がある。硬化性絶縁樹脂インクの表面張力は、20〜80mN/mの範囲であることがより好ましい。これは、硬化性絶縁樹脂インクの表面張力が80mN/mを超える場合、インクジェットノズル詰まりが発生し易くなる傾向があるためである。平坦な膜の形成性及び安定したインクジェット吐出性の観点から、20〜40mN/mであるとより好ましい。   The surface tension at 25 ° C. of the curable insulating resin ink is preferably 20 mN / m or more, and the surface tension can be adjusted with a surface conditioner. When the surface tension of the curable insulating resin ink is less than 20 mN / m, the droplet of the curable insulating resin ink spreads on the substrate after landing and tends to be unable to form a flat film. The surface tension of the curable insulating resin ink is more preferably in the range of 20 to 80 mN / m. This is because when the surface tension of the curable insulating resin ink exceeds 80 mN / m, there is a tendency that inkjet nozzle clogging tends to occur. From the viewpoints of flat film formability and stable inkjet ejection properties, it is more preferably 20 to 40 mN / m.

硬化性絶縁樹脂インクに添加する表面調整剤としては、例えばシリコーン系、ビニル系、アクリル系及びフッ素系から1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   As the surface conditioner to be added to the curable insulating resin ink, for example, one of silicone, vinyl, acrylic, and fluorine can be used alone, or two or more can be used in combination.

硬化性絶縁樹脂インクの印刷法としては、スクリーン印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法、ナノインプリント印刷法、コンタクトプリント印刷法、スピンコート印刷法、ディスペンサ装置を使用した印刷法など種々の印刷法が適用できる。中でもインクジェット印刷法は、特別な版を使用せずに所望の位置に所望の量のインクを印刷でき、材料利用効率やパターン設計変更への対応の容易さなどの特長を有し好ましい。
インクジェット印刷法としては、例えば、ピエゾ素子の振動によって液体を吐出するピエゾ方式や、急激な加熱による液体の膨張を利用して液体を吐出させるサーマル方式等、一般に報告されている吐出方法を使用できる。中でも、ピエゾ方式はインクに熱がかからないなどの点から好ましい。このようなインクジェット印刷法を実施するためには、例えば、通常のインクジェット装置を用いることができる。インクを吐出するヘッドのノズル径は所望の液滴サイズによって最適なものを選択することができる。
Various printing methods such as screen printing, letterpress printing, gravure printing, ink jet printing, nanoimprint printing, contact printing, spin coat printing, and printing using dispenser devices The printing method can be applied. Among these, the ink jet printing method is preferable because it can print a desired amount of ink at a desired position without using a special plate, and has features such as material utilization efficiency and ease of adapting to pattern design changes.
As the inkjet printing method, for example, a commonly-known ejection method such as a piezo method for ejecting a liquid by vibration of a piezo element or a thermal method for ejecting a liquid by utilizing the expansion of the liquid by rapid heating can be used. . Among these, the piezo method is preferable from the viewpoint that the ink is not heated. In order to carry out such an ink jet printing method, for example, a normal ink jet apparatus can be used. The optimum nozzle diameter of the head that ejects ink can be selected depending on the desired droplet size.

硬化性絶縁樹脂インクを基板に塗布した後に溶媒を除去する方法としては、基板を加熱したり、熱風を吹き付けたりする加熱処理方法を採用することができる。このような加熱処理は、例えば、加熱温度120〜200℃、加熱時間0.1〜2時間で行うことができる。なお、樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合、溶媒の除去後または溶媒除去と同時に樹脂を硬化させることができる。例えば紫外線硬化型樹脂の場合は、溶媒除去後紫外線を照射することで、樹脂を硬化することができる。   As a method of removing the solvent after applying the curable insulating resin ink to the substrate, a heat treatment method of heating the substrate or blowing hot air can be employed. Such heat treatment can be performed, for example, at a heating temperature of 120 to 200 ° C. and a heating time of 0.1 to 2 hours. When a thermosetting resin is used as the resin, the resin can be cured after removing the solvent or simultaneously with removing the solvent. For example, in the case of an ultraviolet curable resin, the resin can be cured by irradiating ultraviolet rays after removing the solvent.

次に、本発明で形成される配線層について説明する。本発明で形成される配線層は、例えば、次の工程により形成される。すなわち、硬化性絶縁樹脂(絶縁層)上に印刷法用配線インクを印刷法により形成する第一の工程と、必要に応じて印刷法用配線インクの溶媒の除去並びに導通を付与するための焼結や還元処理を行う第二の工程により電気配線を形成する。
本発明で形成される配線層は、Cu、Ag、Au、Al、Ni、Co、Pd、Sn、Pb、In、Gaの内少なくともひとつ以上の元素を含むことを特徴としている。
Next, the wiring layer formed in the present invention will be described. The wiring layer formed in the present invention is formed by the following process, for example. That is, the first step of forming the printing method wiring ink on the curable insulating resin (insulating layer) by the printing method, and if necessary, the removal of the solvent of the printing method wiring ink and the firing for imparting conductivity. The electrical wiring is formed by the second process for performing the ligation or reduction treatment.
The wiring layer formed in the present invention is characterized by containing at least one element of Cu, Ag, Au, Al, Ni, Co, Pd, Sn, Pb, In, and Ga.

(配線用材料)
本発明で形成される配線層は、通常、硬化性絶縁樹脂(絶縁層)上にインクジェット印刷装置やディスペンサ装置などの印刷法により形成される。このような印刷法に適用可能な印刷法用配線インクは、金属ナノ粒子及び溶媒を含むことが好ましい。
(Wiring material)
The wiring layer formed in the present invention is usually formed on a curable insulating resin (insulating layer) by a printing method such as an inkjet printing apparatus or a dispenser apparatus. The wiring ink for printing method applicable to such a printing method preferably contains metal nanoparticles and a solvent.

本発明で使用される金属ナノ粒子について説明する。金属ナノ粒子はCu、Ag、Au、Al、Ni、Co、Pd、Sn、Pb、In、Ga及びこれらの酸化物のいずれも使用可能であり、少量の不純物として金属塩及び金属錯体を含んでもよい。粒子は全体が金属であってもよいし、周囲が酸化物であるコアシェル金属粒子やそのほとんどすべてが酸化物である(例えば酸化銅)粒子、さらに常態や処理後に導電性を発現できればその他の元素との化合物であってもよい。また、酸化第一銅およびコア/シェル構造を有する粒子は、容易に還元が可能であるのでより好ましい。これらの金属ナノ粒子は、市販品を用いてもよいし、公知の合成方法を用いて合成することも可能である。これらの金属ナノ粒子は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、酸化や粒子の凝集を防ぐために、分散剤や表面処理剤を使用していてもよい。   The metal nanoparticles used in the present invention will be described. As the metal nanoparticles, any of Cu, Ag, Au, Al, Ni, Co, Pd, Sn, Pb, In, Ga and oxides thereof can be used, and metal salts and metal complexes may be contained as a small amount of impurities. Good. The particles may be entirely metal, core-shell metal particles whose surroundings are oxides or almost all of them are oxides (for example, copper oxide), and other elements as long as they can exhibit electrical conductivity after normal processing or treatment. Or a compound thereof. In addition, particles having cuprous oxide and a core / shell structure are more preferable because they can be easily reduced. A commercial item may be used for these metal nanoparticles, and it is also possible to synthesize | combine using a well-known synthesis | combining method. These metal nanoparticles can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Moreover, in order to prevent oxidation and aggregation of particles, a dispersant or a surface treatment agent may be used.

一般的に金属は比重が大きく、粒径が大きいと、自重で沈降しやすく分散状態が安定的に保ち難いという観点から、金属ナノ粒子の一次粒径は、平均粒径が1〜300nmであると好ましく、分散剤を用いずに分散媒に分散させる場合の分散性の観点から、5〜200nmであるとより好ましく、良好な分散性の継続及び後に述べる還元処理により導体化(低抵抗率化)も容易となるため、10〜100nmであるとさらに好ましい。一次粒径の平均粒径は、レーザ回折散乱法によって25℃で測定した散乱光の強度から求められる粒径に対する体積分率の粒度分布から算術平均粒径を算出する方法、または、窒素吸着BET法による比表面積の測定値から、1次粒子の比重で、粒子形状を真球粒子と仮定した場合の粒径を算出する方法で求めるが、平均粒径を粉体の状態で測定する場合には、後者により求める方法が一般的である。   In general, metals have a large specific gravity, and if the particle size is large, the primary particle size of the metal nanoparticles is 1 to 300 nm from the viewpoint that it is easy to settle due to its own weight and it is difficult to stably maintain the dispersed state. Preferably, from the viewpoint of dispersibility when dispersed in a dispersion medium without using a dispersant, it is more preferably 5 to 200 nm, and it is made conductive (reduced resistivity) by continuing good dispersibility and reducing treatment described later. ) Is also easy, and is more preferably 10 to 100 nm. The average primary particle size is calculated by calculating the arithmetic average particle size from the particle size distribution of the volume fraction with respect to the particle size obtained from the intensity of scattered light measured at 25 ° C. by the laser diffraction scattering method, or the nitrogen adsorption BET When the average particle diameter is measured in the powder state, the specific surface area measured by the method is used to calculate the particle diameter based on the specific gravity of the primary particles and assuming that the particle shape is a true spherical particle. Is generally obtained by the latter method.

また、金属ナノ粒子は、印刷法に適用するため、二次凝集体などを含めた平均分散粒径が500nm以下であることが好ましい。平均分散粒径が200nm以下であると、例えばインクジェット印刷法ではノズルの目詰まりなどの不具合が発生しにくく、より好ましい。分散粒径が500nm以上の粒子があっても良いが、最大分散粒径は2μm以下であるとインクジェット印刷での目詰まりの発生等がなく好ましい。   In addition, since the metal nanoparticles are applied to a printing method, it is preferable that the average dispersed particle size including secondary aggregates is 500 nm or less. When the average dispersed particle size is 200 nm or less, for example, in the ink jet printing method, problems such as nozzle clogging hardly occur, which is more preferable. Although there may be particles having a dispersed particle diameter of 500 nm or more, it is preferable that the maximum dispersed particle diameter is 2 μm or less because clogging does not occur in ink jet printing.

印刷法に適用するための該金属ナノ粒子の分散は、超音波分散機、ビーズミルなどのメディア分散機、ホモミキサーやシルバーソン攪拌機などのキャビテーション攪拌装置、アルテマイザーなどの対向衝突法、クレアSS5などの超薄膜高速回転式分散機、自転公転式ミキサなどを用いて行うことができる。   Dispersion of the metal nanoparticles to be applied to the printing method includes an ultrasonic disperser, a media disperser such as a bead mill, a cavitation stirrer such as a homomixer or a Silverson stirrer, a counter collision method such as an artemizer, Claire SS5, etc. Can be carried out using an ultra-thin film high-speed rotating disperser, a rotating / revolving mixer, or the like.

次に、本発明に使用される印刷法用配線インクについて説明する。印刷法用配線インクは、溶媒として、25℃における蒸気圧が1.34×10Pa未満の溶媒を含むことが好ましい。25℃における蒸気圧が1.34×10Pa未満の溶媒であれば、溶媒の揮発による印刷法用配線インクの粘度の上昇を抑えることができる。例えば25℃の蒸気圧が1.34×10Pa以上の溶媒のみであると、溶媒の揮発による印刷法用配線インクの粘度の上昇が著しく、例えばインクジェット印刷法ではインクジェットヘッドのノズルから液滴を吐出することが困難になり、更にインクジェットヘッドの目詰まりが生じやすくなる傾向にある。
なお、蒸気圧が1.34×10Pa未満の溶媒と、蒸気圧が1.34×10Pa以上の溶媒とを併せて用いてもよいが、その場合、蒸気圧が1.34×10Pa以上の溶媒の配合割合を、溶媒全量の質量基準で、60質量%以下とすることが好ましく、溶媒の揮発によるインク粘度の上昇抑制の観点から50質量%以下とすることがより好ましく、インクジェットヘッドのノズルからの液滴吐出性の観点から40質量%以下とすることがさらに好ましい。
Next, the wiring ink for printing method used in the present invention will be described. The wiring ink for printing method preferably contains a solvent having a vapor pressure at 25 ° C. of less than 1.34 × 10 3 Pa as a solvent. If the solvent has a vapor pressure at 25 ° C. of less than 1.34 × 10 3 Pa, an increase in the viscosity of the wiring ink for printing method due to the volatilization of the solvent can be suppressed. For example, when only the solvent having a vapor pressure of 25 ° C. of 1.34 × 10 3 Pa or more is used, the viscosity of the wiring ink for printing method is remarkably increased due to the volatilization of the solvent. It becomes difficult to discharge the ink, and the ink jet head tends to be clogged.
Note that a solvent having a vapor pressure of less than 1.34 × 10 3 Pa and a solvent having a vapor pressure of 1.34 × 10 3 Pa or more may be used in combination, but in that case, the vapor pressure is 1.34 × The blending ratio of the solvent of 10 3 Pa or more is preferably 60% by mass or less based on the mass of the total amount of the solvent, and more preferably 50% by mass or less from the viewpoint of suppressing an increase in ink viscosity due to solvent volatilization. Further, it is more preferable that the content be 40% by mass or less from the viewpoint of the ability to eject droplets from the nozzles of the inkjet head.

25℃における蒸気圧が1.34×10Pa未満の溶媒としては、具体的には、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン、アニソール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピ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ジメチルエーテル、ジアセトンアルコール、1,3−ブチレングリコールジアセテート、テトラデカン、乳酸メチル、乳酸エチル等が挙げられる。また、25℃における蒸気圧が1.34×10Pa以上の溶剤として具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、イソプロピルアルコール等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Specific examples of the solvent having a vapor pressure of less than 1.34 × 10 3 Pa at 25 ° C. include γ-butyrolactone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, anisole, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol, Examples include ethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, diacetone alcohol, 1,3-butylene glycol diacetate, tetradecane, methyl lactate, and ethyl lactate. Specific examples of the solvent having a vapor pressure at 25 ° C. of 1.34 × 10 3 Pa or more include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, isopropyl alcohol and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

印刷法用配線インク中における溶媒の含有割合については、特に限定されず、インクの25℃における粘度及び表面張力が以下に示す範囲内となるように適宜調整することが好ましいが、通常、印刷法用配線インク質量に対して、30から99質量%とすることが好ましい。   The content ratio of the solvent in the wiring ink for printing method is not particularly limited, and it is preferable to adjust appropriately so that the viscosity and surface tension of the ink at 25 ° C. are within the ranges shown below. It is preferable to be 30 to 99% by mass with respect to the mass of the wiring ink for use.

印刷法用配線インクの粘度は、25℃で50mPa・s以下であることが好ましい。印刷法用配線インクの粘度が50mPa・s以下であれば、インクジェット印刷時の不吐出ノズルの発生や、ノズルの目詰まりの発生を一層確実に防止することができる。また、印刷法用配線インクの粘度は、25℃で1.0〜30mPa・sであることがより好ましい。印刷法用配線インクの粘度を当該範囲とすることによって、液滴を小径化でき、印刷法用配線インクの着弾径を一層小さくすることができる傾向がある。これにより、微細な配線の形成が容易となる。   The viscosity of the wiring ink for printing method is preferably 50 mPa · s or less at 25 ° C. If the viscosity of the wiring ink for printing method is 50 mPa · s or less, it is possible to more reliably prevent the occurrence of non-ejection nozzles during nozzle printing and the occurrence of nozzle clogging. Further, the viscosity of the wiring ink for printing method is more preferably 1.0 to 30 mPa · s at 25 ° C. By setting the viscosity of the wiring ink for printing method within the above range, the diameter of the droplet can be reduced, and the landing diameter of the wiring ink for printing method tends to be further reduced. This facilitates formation of fine wiring.

印刷法用配線インクの25℃における表面張力は20mN/m以上であることが好ましい。印刷法用配線インクの表面張力が20mN/m未満の場合、印刷法用配線インク液滴が硬化性絶縁樹脂上に着弾後に濡れ広がり、平坦な膜を形成できない傾向がある。印刷法用配線インクの表面張力は、20〜80mN/mの範囲であることがより好ましい。これは、印刷法用配線インクの表面張力が80mN/mを超える場合、インクジェットノズル詰まりが発生し易くなる傾向があるためである。平坦な膜の形成性及び安定したインクジェット吐出性の観点から、20〜50mN/mであるとより好ましい。   The surface tension at 25 ° C. of the wiring ink for printing method is preferably 20 mN / m or more. When the surface tension of the printing method wiring ink is less than 20 mN / m, the printing method wiring ink droplets spread on the curable insulating resin after landing and tend not to form a flat film. The surface tension of the wiring ink for printing method is more preferably in the range of 20 to 80 mN / m. This is because when the surface tension of the wiring ink for printing method exceeds 80 mN / m, there is a tendency that ink jet nozzle clogging tends to occur. From the viewpoint of flat film formation and stable inkjet discharge, it is more preferably 20 to 50 mN / m.

(配線形成方法)
印刷法用配線インクの印刷法としては、絶縁層の形成と同様の印刷方法を用いることができる。例えば、スクリーン印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法、ナノインプリント印刷法、コンタクトプリント印刷法、スピンコート印刷法など種々の印刷法が適用できる。中でもインクジェット印刷法は、特別な版を使用せずに所望の位置に所望の量のインクを印刷でき、材料利用効率やパターン設計変更への対応の容易さなどの特徴を有し好ましい。
(Wiring formation method)
As a printing method of the wiring ink for the printing method, a printing method similar to the formation of the insulating layer can be used. For example, various printing methods such as a screen printing method, a relief printing method, a gravure printing method, an ink jet printing method, a nanoimprint printing method, a contact print printing method, and a spin coat printing method can be applied. Among these, the ink jet printing method is preferable because it can print a desired amount of ink at a desired position without using a special plate, and has features such as material utilization efficiency and ease of adapting to pattern design changes.

印刷法用配線インクが基板に着滴した後に溶媒を除去する方法としては、基板を加熱したり、熱風を吹き付けたりする加熱処理方法を採用することができる。このような加熱処理は、例えば、加熱温度50〜200℃、加熱時間0.1〜2時間で行うことができる。その他に、真空環境下において溶媒を除去することもできる。   As a method for removing the solvent after the wiring ink for printing method is deposited on the substrate, a heat treatment method in which the substrate is heated or hot air is blown can be employed. Such heat treatment can be performed, for example, at a heating temperature of 50 to 200 ° C. and a heating time of 0.1 to 2 hours. In addition, the solvent can be removed in a vacuum environment.

(還元方法)
配線層の還元や焼結はそれぞれの配線層に適した方法であればよく、特に制限されない。還元や焼結後の体積抵抗率は1×10−5Ω・m以下であることが望ましい。これ以上の体積抵抗率であると、電気配線としての用を成さないおそれがある。電気配線としての導電性の観点から、体積抵抗率は、1×10−6Ω・m以下であるとより好ましく、電気抵抗損失の少ない好適な微細配線としての利用の観点から、体積抵抗率は、1×10−7Ω・m以下であるとさらに好ましい。
(Reduction method)
The reduction or sintering of the wiring layer is not particularly limited as long as it is a method suitable for each wiring layer. The volume resistivity after reduction or sintering is desirably 1 × 10 −5 Ω · m or less. If the volume resistivity is higher than this, it may not be used as electrical wiring. From the viewpoint of electrical conductivity as electrical wiring, the volume resistivity is more preferably 1 × 10 −6 Ω · m or less, and from the viewpoint of use as a suitable fine wiring with little electrical resistance loss, the volume resistivity is More preferably, it is 1 × 10 −7 Ω · m or less.

還元方法としては、例えば金属ナノ粒子に酸化銅を含む銅粒子を使用した配線層の場合、原子状水素を利用した還元方法や、水素やアンモニアのような還元性ガス雰囲気下において加熱する還元方法がその例として挙げられる。原子状水素を生成する方法としては、ホットワイヤー装置を使用する方法を挙げることができる。例えば、装置内を10−3Pa以下に減圧し系内の空気を除去する。ついでガス導入口より水素、アンモニア、ヒドラジンなどの水素を含んだ原料ガスをチャンバ内のガスを拡散させるためのシャワーヘッドに送り込む。シャワーヘッドから拡散されたガスは、例えばタングステンワイヤからなる高温の触媒体(通電し高温に加熱、例えば1700℃)を通過することで、原料ガスが分解され原子状水素が生成される。この原子状水素により酸化銅粒子は還元され、焼結が進行する。なお、高温に加熱された触媒体と試料基板の間にはガスを遮断しない隙間のあるシャッターや遮蔽板を挿入し、触媒体からの輻射熱を基板が直接受けないようにすることもできる。この処理の間基板の温度は、触媒体からの輻射熱を直接受けたり基板ホルダを加熱したりしなければ50℃以下で推移するが、このような低温でも還元と同時に、還元した銅粒子間の融着が進行する。
本発明においては、配線(配線層)の形成及び金属導電性の付与を200℃未満の低温で行うことで、基板や絶縁層等に高温加熱に耐える特性(耐熱性)を要求する必要がなく、好ましい。
As a reduction method, for example, in the case of a wiring layer using copper particles containing copper oxide in metal nanoparticles, a reduction method using atomic hydrogen, or a reduction method of heating in a reducing gas atmosphere such as hydrogen or ammonia Is an example. Examples of the method for generating atomic hydrogen include a method using a hot wire apparatus. For example, the pressure in the apparatus is reduced to 10 −3 Pa or less to remove the air in the system. Next, a raw material gas containing hydrogen such as hydrogen, ammonia or hydrazine is sent from a gas inlet to a shower head for diffusing the gas in the chamber. The gas diffused from the shower head passes through a high-temperature catalyst body (e.g., energized and heated to a high temperature, for example, 1700 ° C.) made of tungsten wire, for example, and the source gas is decomposed to generate atomic hydrogen. The copper oxide particles are reduced by the atomic hydrogen, and sintering proceeds. It is also possible to insert a shutter or a shielding plate with a gap that does not block the gas between the catalyst body heated to a high temperature and the sample substrate so that the substrate does not directly receive the radiant heat from the catalyst body. During this process, the temperature of the substrate is kept at 50 ° C. or lower unless directly receiving the radiant heat from the catalyst body or heating the substrate holder. Fusion progresses.
In the present invention, by forming the wiring (wiring layer) and imparting the metal conductivity at a low temperature of less than 200 ° C., it is not necessary to require the substrate or the insulating layer to have a characteristic (heat resistance) that can withstand high-temperature heating. ,preferable.

それ以外にも、RFやマイクロ波などを利用した真空プラズマ装置や大気圧プラズマ装置により発生させた原子状水素により還元することができる。これ以外にも、アルキルアミンボラン、ヒドラジン、ヒドラジン化合物、ホルムアルデヒド、アルデヒド化合物、亜リン酸化合物、次亜リン酸化合物、アジピン酸、蟻酸、アルコール、スズ(II)化合物、金属スズ、ヒドロキシアミン類、アスコルビン酸から選ばれた還元性の液体を使用した還元方法により、所望の体積抵抗率の配線層を得ることができる。いずれの方法も配線(配線層)の形成及び金属導電性の付与を200℃未満の低温で行うことが可能である。   In addition, it can be reduced by atomic hydrogen generated by a vacuum plasma apparatus or an atmospheric pressure plasma apparatus using RF or microwave. Other than this, alkylamine borane, hydrazine, hydrazine compound, formaldehyde, aldehyde compound, phosphorous acid compound, hypophosphorous acid compound, adipic acid, formic acid, alcohol, tin (II) compound, metallic tin, hydroxyamines, A wiring layer having a desired volume resistivity can be obtained by a reduction method using a reducing liquid selected from ascorbic acid. In any method, it is possible to form a wiring (wiring layer) and impart metal conductivity at a low temperature of less than 200 ° C.

本発明の絶縁層と配線層の複合層は、回路基板、あるいは、半導体パッケージの電気導電用回路として好適である。回路基板、あるいは、半導体パッケージの電気導電用回路の一部または全部として、使用可能である。   The composite layer of the insulating layer and the wiring layer of the present invention is suitable as a circuit board or a circuit for electrical conduction of a semiconductor package. It can be used as a circuit board or a part or all of a circuit for electric conduction of a semiconductor package.

以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、各実施例の絶縁体インク(印刷法用硬化性絶縁樹脂インク)の粘度は、株式会社エー・アンド・ディー製の小型振動式粘度計SV−10(商品名)を用いて25℃で測定した。また、インクの表面張力は、Wilhelmy法(白金プレート法)による表面張力測定装置である、協和界面化学株式会社製の全自動表面張力計(商品名:CBVP−Z)を用いて25℃で測定した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
The viscosity of the insulating ink (curable insulating resin ink for printing method) in each example is 25 ° C. using a small vibration viscometer SV-10 (trade name) manufactured by A & D Co., Ltd. It was measured. The surface tension of the ink is measured at 25 ° C. using a fully automatic surface tension meter (trade name: CBVP-Z) manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd., which is a surface tension measuring device by the Wilhelmy method (platinum plate method). did.

(硬化性絶縁樹脂インク1)
ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(N−865:大日本インキ化学工業株式会社、商品名) 5.79g、アミノトリアジン含有クレゾールノボラック樹脂(LA−3018−50Pの固形物のみを使用:大日本インキ化学工業株式会社、商品名) 4.21g、2−エチル−4−メチルイミダゾール(東京化成工業株式会社製) 0.004gをガンマブチロラクトン(25℃における蒸気圧2.3×10Pa) 30.50gに溶解し、粘度が8mPa・sの硬化性絶縁樹脂インク1を得た。また、硬化性絶縁樹脂インク1の表面張力は、44mN/mであった。
(Curable insulating resin ink 1)
Bisphenol A novolac type epoxy resin (N-865: Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name) 5.79 g, using aminotriazine-containing cresol novolac resin (LA-3018-50P only solid: Dainippon Ink and Chemicals, Inc. Co., Ltd., trade name) 4.21 g, 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.004 g is changed to 30.50 g of gamma butyrolactone (vapor pressure 2.3 × 10 2 Pa at 25 ° C.) A curable insulating resin ink 1 having a viscosity of 8 mPa · s was obtained by dissolution. Further, the surface tension of the curable insulating resin ink 1 was 44 mN / m.

(硬化性絶縁樹脂インク2)
ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(N−865:大日本インキ化学工業株式会社、商品名) 5.79g、アミノトリアジン含有クレゾールノボラック樹脂(LA−3018−50Pの固形物のみを使用:大日本インキ化学工業株式会社、商品名) 4.21g、2−エチル−4−メチルイミダゾール(東京化成工業株式会社製) 0.004g、表面調整剤(BYK310:BYK Chemie社製、商品名)0.05gをガンマブチロラクトン(25℃における蒸気圧2.3×10Pa) 30.45gに溶解し、粘度が8mPa・sの硬化性絶縁樹脂インク2を得た。また、硬化性絶縁樹脂インク2の表面張力は、22mN/mであった。
(Curable insulating resin ink 2)
Bisphenol A novolac type epoxy resin (N-865: Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name) 5.79 g, using aminotriazine-containing cresol novolac resin (LA-3018-50P only solid: Dainippon Ink and Chemicals, Inc. Co., Ltd., trade name) 4.21 g, 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.004 g, surface conditioner (BYK310: product of BYK Chemie, trade name) 0.05 g gamma-butyrolactone (Vapor pressure at 25 ° C. 2.3 × 10 2 Pa) Dissolved in 30.45 g to obtain a curable insulating resin ink 2 having a viscosity of 8 mPa · s. Further, the surface tension of the curable insulating resin ink 2 was 22 mN / m.

(硬化性絶縁樹脂インク3)
ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(N−865:大日本インキ化学工業株式会社、商品名) 5.79g、アミノトリアジン含有クレゾールノボラック樹脂(LA−3018−50Pの固形物のみを使用:大日本インキ化学工業株式会社、商品名) 4.21g、2−エチル−4−メチルイミダゾール(東京化成工業株式会社製) 0.004g、表面調整剤(ポリフローWS−314:共栄社化学株式会社製、商品名)0.03gをガンマブチロラクトン(25℃における蒸気圧2.3×10Pa) 30.47gに溶解し、粘度が8mPa・sの硬化性絶縁樹脂インク3を得た。また、硬化性絶縁樹脂インク3の表面張力は、38mN/mであった。
(Curable insulating resin ink 3)
Bisphenol A novolac type epoxy resin (N-865: Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name) 5.79 g, using aminotriazine-containing cresol novolac resin (LA-3018-50P only solid: Dainippon Ink and Chemicals, Inc. Co., Ltd., trade name) 4.21 g, 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.004 g, surface conditioner (polyflow WS-314: trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 03 g was dissolved in 30.47 g of gamma butyrolactone (vapor pressure 2.3 × 10 2 Pa at 25 ° C.) to obtain a curable insulating resin ink 3 having a viscosity of 8 mPa · s. Further, the surface tension of the curable insulating resin ink 3 was 38 mN / m.

(硬化性絶縁樹脂インク4)
ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(N−865:大日本インキ化学工業株式会社、商品名) 5.79g、アミノトリアジン含有クレゾールノボラック樹脂(LA−3018−50Pの固形物のみを使用:大日本インキ化学工業株式会社、商品名) 4.21g、2−エチル−4−メチルイミダゾール(東京化成工業株式会社製) 0.004g、表面調整剤(BYK307:BYK Chemie社製、商品名)0.01gをガンマブチロラクトン(25℃における蒸気圧2.3×10Pa) 30.49gに溶解し、粘度が8mPa・sの硬化性絶縁樹脂インク4を得た。また、硬化性絶縁樹脂インク4の表面張力は、25mN/mであった。
(Curable insulating resin ink 4)
Bisphenol A novolac type epoxy resin (N-865: Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name) 5.79 g, using aminotriazine-containing cresol novolac resin (LA-3018-50P only solid: Dainippon Ink and Chemicals, Inc. Co., Ltd., trade name) 4.21 g, 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.004 g, surface conditioner (BYK307: manufactured by BYK Chemie, trade name) 0.01 g of gamma butyrolactone (Vapor pressure at 25 ° C. 2.3 × 10 2 Pa) Dissolved in 30.49 g to obtain a curable insulating resin ink 4 having a viscosity of 8 mPa · s. Further, the surface tension of the curable insulating resin ink 4 was 25 mN / m.

(印刷法用配線インクA)
一次粒子径60nmの酸化銅粒子を、ガンマブチロラクトン中に濃度27質量%となるように分散し、平均分散粒径100nmである分散液を得た。粘度が6mPa・s、表面張力44mN/mの配線インクAを得た。
(Wiring ink A for printing method)
Copper oxide particles having a primary particle size of 60 nm were dispersed in gamma-butyrolactone so as to have a concentration of 27% by mass to obtain a dispersion having an average dispersed particle size of 100 nm. A wiring ink A having a viscosity of 6 mPa · s and a surface tension of 44 mN / m was obtained.

(印刷法用配線インクB)
一次粒子径30nmの酸化コバルト粒子を、ガンマブチロラクトン中に濃度27質量%となるように分散し、平均分散粒径100nmである分散液を得た。粘度が10mPa・s、表面張力44mN/mの配線インクBを得た。
(Wiring ink B for printing method)
Cobalt oxide particles having a primary particle size of 30 nm were dispersed in gamma-butyrolactone so as to have a concentration of 27% by mass to obtain a dispersion having an average dispersed particle size of 100 nm. A wiring ink B having a viscosity of 10 mPa · s and a surface tension of 44 mN / m was obtained.

(印刷法用配線インクC)
一次粒子径10nmのα相の酸化第二鉄を、ガンマブチロラクトン中に濃度15質量%となるように分散し、平均分散粒径800nmである分散液を得た。粘度が10mPa・s、表面張力44mN/mの配線インクCを得た。
(Wiring ink C for printing method)
An α-phase ferric oxide having a primary particle size of 10 nm was dispersed in gamma-butyrolactone so as to have a concentration of 15% by mass to obtain a dispersion having an average dispersed particle size of 800 nm. A wiring ink C having a viscosity of 10 mPa · s and a surface tension of 44 mN / m was obtained.

(実施例1〜5、比較例1)
(絶縁層の形成)
モールドした封止材(CEL−9700ZHF10:日立化成工業株式会社製、商品名)を180℃の防爆乾燥器で1時間加熱し、UVドライプロセッサ(PL16−110A:センエンジニアリング株式会社製、商品名)を使用してUVランプと封止材の距離を1.5cmに調整して、3分間UV照射処理した。インクジェット印刷装置(MJP−1500V、株式会社マイクロジェット製)を用いて硬化性絶縁樹脂インク1から4をそれぞれ塗布した。設定した硬化性絶縁樹脂量は43g/mとした。
各硬化性絶縁樹脂インクを基板(CEL−9700ZHF10)に塗布した後に、加熱温度180℃、加熱時間1時間の条件で、硬化し、絶縁層を形成した。
(Examples 1-5, Comparative Example 1)
(Formation of insulating layer)
A molded encapsulant (CEL-9700ZHF10, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name) is heated in an explosion-proof dryer at 180 ° C. for 1 hour, and a UV dry processor (PL16-110A: manufactured by Sen Engineering Co., Ltd., trade name). Was used, and the distance between the UV lamp and the sealing material was adjusted to 1.5 cm, followed by UV irradiation treatment for 3 minutes. The curable insulating resin inks 1 to 4 were respectively applied using an inkjet printing apparatus (MJP-1500V, manufactured by Microjet Co., Ltd.). The set amount of the curable insulating resin was 43 g / m 2 .
Each curable insulating resin ink was applied to a substrate (CEL-9700ZHF10) and then cured under the conditions of a heating temperature of 180 ° C. and a heating time of 1 hour to form an insulating layer.

(絶縁層の表面粗さ(Ra))
形成した絶縁層の表面粗さ(Ra)は、株式会社菱化システムズ製の三次元非接触表面形状計測システム(マイクロマップ、商品名)を使用して測定した。結果を下記表1に示した。
(Insulation layer surface roughness (Ra))
The surface roughness (Ra) of the formed insulating layer was measured using a three-dimensional non-contact surface shape measurement system (Micromap, trade name) manufactured by Ryoka Systems Co., Ltd. The results are shown in Table 1 below.

(配線層の形成)
形成した絶縁層上に、インクジェット印刷装置(MJP−1500V、株式会社マイクロジェット製)を用いて前記印刷法用配線インクを塗布した。配線インクA及びBはインクジェットヘッドの目詰まりを生じることなく良好に吐出できたが、配線インクCは目詰まりを生じた。配線幅は200μm、配線厚みを1μmとした。
(Formation of wiring layer)
On the formed insulating layer, the wiring ink for printing method was applied using an inkjet printing apparatus (MJP-1500V, manufactured by Microjet Co., Ltd.). The wiring inks A and B could be discharged well without causing clogging of the inkjet head, but the wiring ink C was clogged. The wiring width was 200 μm and the wiring thickness was 1 μm.

(還元・焼結)
インクジェット装置で印刷した配線を、100℃のホットプレート上で30分間乾燥し、溶剤を除去した。その後、ホットワイヤー装置で還元した。ホットワイヤー装置の触媒にはタングステンワイヤを使用し、ワイヤ温度1800℃、水素流量70sccm、チャンバ内圧力3Pa、ステージ温度60℃以下で処理した。
(Reduction / Sintering)
The wiring printed by the ink jet apparatus was dried on a hot plate at 100 ° C. for 30 minutes to remove the solvent. Then, it reduced with the hot wire apparatus. Tungsten wire was used as the catalyst of the hot wire apparatus, and the treatment was performed at a wire temperature of 1800 ° C., a hydrogen flow rate of 70 sccm, a chamber pressure of 3 Pa, and a stage temperature of 60 ° C. or less.

(配線形成性)
配線形成性は、株式会社菱化システムズ製の三次元非接触表面形状計測システム(マイクロマップ、商品名)を使用して、配線幅を測定し、最大配線幅を最小配線幅で除した値が1.2倍未満で配線幅が整った良好な配線形状の場合を○、1.2倍以上で断線を生じない場合を△、断線を生じた場合を×と評価した。結果を下記表1に示した。
(Wiring formability)
The wiring formability is a value obtained by measuring the wiring width using a 3D non-contact surface shape measurement system (micromap, product name) manufactured by Ryoka Systems Co., Ltd. and dividing the maximum wiring width by the minimum wiring width. A case of a good wiring shape with a wiring width of less than 1.2 times was evaluated as ◯, a case where disconnection did not occur at 1.2 times or more was evaluated as Δ, and a case where disconnection occurred was evaluated as ×. The results are shown in Table 1 below.

(配線層の体積抵抗率)
配線層の体積抵抗率は、表面抵抗を4探針法微小抵抗測定装置(Loresta MCP−T610、三菱化学株式会社製)にて測定し、FIB/SIM断面観察で求めた層厚を用いて体積抵抗率を求めた。結果を下記表1に示した。
(Volume resistivity of wiring layer)
The volume resistivity of the wiring layer is determined by measuring the surface resistance with a 4-probe microresistance measuring device (Loresta MCP-T610, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and using the layer thickness obtained by FIB / SIM cross-sectional observation. The resistivity was determined. The results are shown in Table 1 below.

(比較例2)
モールドした封止材(CEL−9700ZHF10:日立化成工業株式会社製、商品名)を180℃の防爆乾燥器で1時間加熱し、UVドライプロセッサ(PL16−110A:センエンジニアリング社製、商品名)を使用してUVランプと封止材の距離を1.5cmに調整して、3分間UV照射処理した。
基板(CEL−9700ZHF10)の表面粗さ(Ra)は、株式会社菱化システムズ製の三次元非接触表面形状計測システム(マイクロマップ、商品名)を使用して測定した。結果を下記表1に示した。
基板上に、インクジェット印刷装置(MJP−1500V、株式会社マイクロジェット製)を用いて前記印刷法用配線インクを塗布した。インクは、インクジェットヘッドの目詰まりを生じることなく良好に吐出できた。配線幅は200μm、配線厚みを1μmとした。
インクジェット装置で印刷した配線を、100℃のホットプレート上で30分間乾燥し、溶剤を除去した。その後、ホットワイヤー装置で還元した。ホットワイヤー装置の触媒にはタングステンワイヤを使用し、ワイヤ温度1800℃、水素流量70sccm、チャンバ内圧力3Pa、ステージ温度60℃以下で処理した。
配線形成性の評価及び配線層の体積抵抗率の測定は、実施例と同様に行った。結果を下記表1に示した。
(Comparative Example 2)
The molded sealing material (CEL-9700ZHF10: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name) is heated in an explosion-proof dryer at 180 ° C. for 1 hour, and a UV dry processor (PL16-110A: product name of Sen Engineering Co., Ltd.) is used. The distance between the UV lamp and the sealing material was adjusted to 1.5 cm, and UV irradiation treatment was performed for 3 minutes.
The surface roughness (Ra) of the substrate (CEL-9700ZHF10) was measured using a three-dimensional non-contact surface shape measurement system (micromap, trade name) manufactured by Ryoka Systems Co., Ltd. The results are shown in Table 1 below.
The wiring ink for printing method was applied onto the substrate using an inkjet printing apparatus (MJP-1500V, manufactured by Microjet Co., Ltd.). The ink could be ejected satisfactorily without clogging the inkjet head. The wiring width was 200 μm and the wiring thickness was 1 μm.
The wiring printed by the ink jet apparatus was dried on a hot plate at 100 ° C. for 30 minutes to remove the solvent. Then, it reduced with the hot wire apparatus. Tungsten wire was used as the catalyst of the hot wire apparatus, and the treatment was performed at a wire temperature of 1800 ° C., a hydrogen flow rate of 70 sccm, a chamber pressure of 3 Pa, and a stage temperature of 60 ° C. or less.
Evaluation of wiring formability and measurement of the volume resistivity of the wiring layer were performed in the same manner as in the examples. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2011103325
Figure 2011103325

表1に示すように、本発明記載の方法により、平滑で直線性に優れる形状の配線層を形成できた。
特に、絶縁層の表面粗さ(Ra)が、0.1μm以下の実施例3〜5においては、配線形成性に優れ、また、配線層の体積抵抗率が低く、絶縁性にも優れている。しかも、配線の形成及び金属導電性の付与を200℃未満の低温(100℃のホットプレート、ステージ温度60℃以下)で行うことができた。
なお、酸化第二鉄を分散した配線インクCを用いた比較例1の場合、平均分散粒径が800nmのため、インクの目詰まりが発生し、配線形成が困難であった。
As shown in Table 1, a wiring layer having a smooth and excellent linearity could be formed by the method described in the present invention.
In particular, in Examples 3 to 5 where the surface roughness (Ra) of the insulating layer is 0.1 μm or less, the wiring formability is excellent, and the volume resistivity of the wiring layer is low and the insulating property is also excellent. . Moreover, the formation of wiring and the provision of metal conductivity could be performed at a low temperature of less than 200 ° C. (100 ° C. hot plate, stage temperature of 60 ° C. or less).
In the case of Comparative Example 1 using the wiring ink C in which ferric oxide was dispersed, the average dispersed particle size was 800 nm, so that clogging of the ink occurred and wiring formation was difficult.

以上の実験結果からも明らかなように、本発明によれば、インクジェット印刷法等の印刷法によって基板上を、表面粗さ(Ra)が小さい硬化性絶縁樹脂(絶縁層)で覆う場合において、平滑で直線性に優れる形状の配線層を形成可能となり、これを用いた配線板や半導体パッケージなどの製造が可能となる。   As is apparent from the above experimental results, according to the present invention, when the substrate is covered with a curable insulating resin (insulating layer) having a small surface roughness (Ra) by a printing method such as an ink jet printing method, A wiring layer having a smooth and excellent linearity can be formed, and a wiring board and a semiconductor package using the wiring layer can be manufactured.

1.配線層、 2.電極、 3.絶縁層、 4基板 1. 1. wiring layer, 2. electrodes, Insulating layer, 4 substrates

Claims (13)

基板上に印刷法により形成した硬化性絶縁樹脂(絶縁層)上に、Cu、Ag、Au、Al、Ni、Co、Pd、Sn、Pb、In、Gaの内少なくともひとつ以上の元素を含む配線(配線層)を印刷法により形成した、絶縁層と配線層の複合層。   A wiring containing at least one element of Cu, Ag, Au, Al, Ni, Co, Pd, Sn, Pb, In, and Ga on a curable insulating resin (insulating layer) formed on a substrate by a printing method A composite layer of an insulating layer and a wiring layer, in which (wiring layer) is formed by a printing method. 配線層が、Cu、Ag、Au、Al、Ni、Co、Pd、Sn、Pb、In、Gaの内少なくともひとつ以上の元素及び/またはそれらの酸化物の金属ナノ粒子を含む配線(配線層)である、請求項1に記載の絶縁層と配線層の複合層。   A wiring (wiring layer) in which the wiring layer contains at least one element of Cu, Ag, Au, Al, Ni, Co, Pd, Sn, Pb, In, Ga and / or metal nanoparticles of those oxides The composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to claim 1. 金属ナノ粒子の一次粒子の平均粒径が1から300nmであることを特徴とする、請求項2に記載の絶縁層と配線層の複合層。   The composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to claim 2, wherein the average particle size of the primary particles of the metal nanoparticles is 1 to 300 nm. 配線(配線層)の形成及び金属導電性の付与を200℃未満の低温で行った、請求項1から3のいずれかに記載の絶縁層と配線層の複合層。   The composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to any one of claims 1 to 3, wherein the formation of the wiring (wiring layer) and the provision of metal conductivity are performed at a low temperature of less than 200 ° C. 金属ナノ粒子を溶媒中に分散した印刷法用配線インクを使用した、請求項2から4のいずれかに記載の絶縁層と配線層の複合層。   The composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to any one of claims 2 to 4, wherein a wiring ink for a printing method in which metal nanoparticles are dispersed in a solvent is used. 硬化性絶縁樹脂(絶縁層)が、加熱または光照射のいずれか一方もしくは両方により硬化する印刷法用硬化性絶縁樹脂インクを使用し形成された、請求項1から5のいずれかに記載の絶縁層と配線層の複合層。   The insulation according to any one of claims 1 to 5, wherein the curable insulating resin (insulating layer) is formed using a curable insulating resin ink for a printing method that is cured by either or both of heating and light irradiation. Composite layer of wiring layer and wiring layer. 印刷法用硬化性絶縁樹脂インクが、エポキシ樹脂と硬化剤及び溶媒を含む、請求項6に記載の絶縁層と配線層の複合層。   The composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to claim 6, wherein the curable insulating resin ink for printing method contains an epoxy resin, a curing agent, and a solvent. エポキシ樹脂が、フェノール化合物とアルデヒド化合物とを縮合反応させグリシジルエーテル化して得られるグリシジルエーテル化物を含有する、請求項7に記載の絶縁層と配線層の複合層。   The composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to claim 7, wherein the epoxy resin contains a glycidyl etherified product obtained by condensation reaction of a phenol compound and an aldehyde compound. 溶媒の蒸気圧が、1.34×10Pa未満である、請求項7または8に記載の絶縁層と配線層の複合層。 The composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to claim 7 or 8, wherein the vapor pressure of the solvent is less than 1.34 × 10 3 Pa. 印刷法が無版印刷法である、請求項1から9のいずれかに記載の絶縁層と配線層の複合層。   The composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to any one of claims 1 to 9, wherein the printing method is a plateless printing method. 印刷法としてインクジェット装置またはディスペンサ装置を使用した、請求項1から10のいずれかに記載の絶縁層と配線層の複合層。   The composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to any one of claims 1 to 10, wherein an inkjet device or a dispenser device is used as a printing method. 請求項1から11のいずれかに記載の絶縁層と配線層の複合層を電気導電用回路としてその一部または全部に使用した回路基板。   The circuit board which used the composite layer of the insulating layer and wiring layer in any one of Claim 1 to 11 for the part or all as an electric conduction circuit. 請求項1から11のいずれかに記載の絶縁層と配線層の複合層を電気導電用回路としてその一部または全部に使用した半導体パッケージ。   12. A semiconductor package using the composite layer of an insulating layer and a wiring layer according to claim 1 as part of or all of an electric conduction circuit.
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