JP2017179362A - 導電性塗料及びそれを用いたシールドパッケージの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好なシールド性を有し、パッケージとの密着性も良好なシールド層がスプレー塗布により形成可能な導電性塗料、及びこれを用いたシールドパッケージの製造方法を提供する。【解決手段】（Ａ）常温で固体である固体エポキシ樹脂と常温で液体である液体エポキシ樹脂を含むバインダー成分１００質量部、（Ｂ）タップ密度が５．３〜６．５ｇ／ｃｍ３金属粒子５００〜１８００質量部、（Ｃ）イミダゾール系硬化剤を少なくとも１種含有する硬化剤０．３〜４０質量部、及び（Ｄ）溶剤１５０〜６００質量部を少なくとも有する導電性塗料を用いる。【選択図】なし

Description

本発明は、導電性塗料及びそれを用いたシールドパッケージの製造方法に関する。

携帯電話やタブレット端末等の電子機器においては、近年、大容量のデータを伝送するための無線通信用の電子部品を多数実装している。このような無線通信用の電子部品は、ノイズを発生しやすいだけでなくノイズに対する感受性が高く、外部からのノイズに曝されると誤動作を起こしやすいという問題を有する。

一方で、電子機器の小型軽量化と高機能化を両立させるため、電子部品の実装密度を高めることが求められている。しかしながら、実装密度を高めるとノイズの発生源となる電子部品が増えるだけでなく、ノイズの影響を受ける電子部品も増えてしまうという問題がある。

従来から、この課題を解決する手段として、ノイズの発生源である電子部品をパッケージごとシールド層で覆うことで、電子部品からのノイズの発生を防止するとともにノイズの侵入を防止した、いわゆるシールドパッケージが知られている。例えば特許文献１には、パッケージの表面に導電性又は半導電性材料をスプレー（噴霧）してコーティングすることにより、シールド効果の高い電磁シールド部材を容易に得ることができる旨記載されている。しかしながら、金属粒子と溶剤からなる溶液を用いてスプレー塗布によりシールド層を形成した場合、良好なシールド性が得られないだけでなく、シールド層とパッケージとの密着性が悪いという問題を有する。

また、シールドパッケージを効率良く製造する手段としては、例えば特許文献２に記載のように、複数のＩＣを絶縁層で被覆する工程、この絶縁層を導電性塗料からなるシールド層で被覆する工程、シールド層が形成された基板を分割する工程を有する回路モジュールの製造方法（上記絶縁層を被覆するシールド層を形成する前に予め深さ方向の基端部の幅に比べて先端部の幅が小さい切り溝を絶縁層に形成し、切り溝内に充填されるように導電性樹脂を塗布してシールド層を形成した後、切り溝の先端部に沿って先端部の幅より大きく基端部の幅より小さい幅で切削して基板を分割する方法）が知られている。本文献に記載のように、シールド層の形成方法としては、トランスファモールド法やポッティング法、真空印刷法等があるが、いずれの方法も大がかりな設備を必要とするだけでなく、導電性樹脂を溝部へ充填する際に泡を噛み易いという問題を有する。

また、シールド層の厚みについては、小型化の点からなるべく薄いものが要求される。現在、そのためにはスパッタリング法でモールドＩＣやパッケージ上面の膜厚が約６μｍ〜８μｍのシールド層を形成する技術が一般的であり量産化も実現されているが、装置が高額であり、シールド層の形成に要する時間も長く、コストが高くなるという問題や、また電子部品の側面には塗膜形成しにくいという問題を有する。

また、これまでの導電性塗料では、純銀粉を用いる以外に、１０μｍ以下の膜厚で、良好な導電性、シールド特性を得ることは困難であった。薄膜で導電性が得られない場合、導電性塗料を厚く塗布する必要があるが、導電性塗料を厚く塗布した場合、溶剤の乾燥が遅くなるため、側面の導電性塗料が垂れてモールドＩＣやパッケージ部品の角の導電性塗料が薄くなってしまうことがある。その導電性塗料が薄くなった部分では、導電性を得ることができないため、電磁波シールドとして不十分となる。

特開２００３−２５８１３７号公報 特開２００８−４２１５２号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、良好なシールド性を有し、パッケージとの密着性も良好な薄膜のシールド層がスプレー塗布により形成可能な導電性塗料であって、膜厚１０μｍ以下という薄膜でも導電性が良好な塗膜を形成可能な導電性塗料を提供することを目的とする。また、上記のようなシールド層が容易に形成可能なシールドパッケージの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の導電性塗料は、上記に鑑みて、（Ａ）常温で固体である固体エポキシ樹脂と常温で液体である液体エポキシ樹脂を含むバインダー成分１００質量部に対し、（Ｂ）タップ密度が５．３〜６．５ｇ／ｃｍ^３である金属粒子５００〜１８００質量部、（Ｃ）イミダゾール系硬化剤を少なくとも１種含有する硬化剤０．３〜４０質量部、及び（Ｄ）溶剤１５０〜６００質量部を少なくとも含有するものとする。

前記（Ａ）バインダー成分は、常温で固体である固体エポキシ樹脂５〜３５質量部と常温で液体である液体エポキシ樹脂２０〜９０質量部とを合計量１００質量部を超えない範囲で含有することができる。

また、上記（Ａ）バインダー成分は（メタ）アクリレート化合物をさらに含有することもできる。

上記（Ｂ）金属粒子は、フレーク状とすることができる。

上記（Ｃ）硬化剤は、フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤からなる群より選択された少なくとも１種をさらに含有することができる。

上記導電性塗料は、円錐平板型回転粘度計で０．５ｒｐｍで測定した粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。また、単一円筒形回転粘度計でローターＮｏ．５を用いて１０ｒｐｍで測定した粘度が１５ｄＰａ・ｓ以下であることが好ましい。

上記導電性塗料は、電子部品のパッケージのシールド用として好適である。

本発明のシールドパッケージの製造方法は、基板上に電子部品が搭載され、この電子部品が封止材によって封止されたパッケージがシールド層によって被覆されたシールドパッケージの製造方法であって、基板上に複数の電子部品を搭載し、この基板上に封止材を充填して硬化させることにより電子部品を封止する工程と、複数の電子部品間で封止材を切削して溝部を形成し、これらの溝部によって基板上の各電子部品のパッケージを個別化させる工程と、個別化したパッケージの表面に、本発明の導電性塗料を噴霧により塗布する工程と、導電性塗料が塗布されたパッケージを加熱して、導電性塗料を硬化させることによりシールド層を形成する工程と、前記基板を溝部に沿って切断することにより個片化したシールドパッケージを得る工程とを少なくとも有するものとする。

本発明の導電性塗料によれば、約１０μｍという薄い膜厚でも塗膜の導電性を確保することができる。従って、パッケージ表面にスプレー塗布することにより溶剤が早く乾き、又塗膜が薄いため塗膜自体の重量が少なく、パッケージ側面、及びパッケージ角部分に均一な導電性薄膜が得られる。よって、シールド効果が優れ、かつパッケージとの密着性に優れたシールド層を容易に形成することが可能となる。また、薄膜で塗布可能なため、コストにも優れる。

また本発明のシールドパッケージの製造方法によれば、上記のようなシールド性及びパッケージとの密着性に優れたシールドパッケージを、大がかりな装置を用いずに効率的に製造することができる。

シールドパッケージの製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。 個片化前のシールドパッケージの例を示す平面図である。 導電性塗料の導電性試験に用いた、導電性塗膜が形成された硬化物サンプルの模式図である。

Ａ……基板上で個別化されたパッケージ、
Ｂ……個片化されたシールドパッケージ、
Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_９……個片化される前のシールドパッケージ、
１……基板、２……電子部品、３……グランド回路パターン（銅箔）、４……封止材、
５……導電性塗料（シールド層）、１１〜１９……溝、
２１……銅パッド、２２……導電性塗膜

本発明に係る導電性塗料は、上記の通り、（Ａ）常温で固体である固体エポキシ樹脂と常温で液体である液体エポキシ樹脂を含むバインダー成分１００質量部に対し、（Ｂ）タップ密度が５．３〜６．５ｇ／ｃｍ^３の金属粒子５００〜１８００質量部、（Ｃ）イミダゾール系硬化剤を少なくとも１種含有する硬化剤０．３〜４０質量部、及び（Ｄ）溶剤１５０〜６００質量部を少なくとも含有する。この導電性塗料の用途は特に限定されるわけではないが、個片化される前のパッケージ又は個片化されたパッケージの表面に、スプレー等で霧状に噴射してシールド層を形成させてシールドパッケージを得るために好適に使用される。

本発明で使用することができる常温で固体である固体エポキシ樹脂および常温で液体である液体エポキシ樹脂は、分子内にエポキシ基を１個以上有するものであれば特に限定されない。例としては、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型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、スピロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テルペン型エポキシ樹脂、トリス（グリシジルオキシフェニル）メタン、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂、テトラブロムビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、α−ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは１種を単独で使用することもでき、２種以上を併用することもできる。

エポキシ樹脂としては、常温で液状のエポキシ樹脂と常温で固体のエポキシ樹脂とを併用することが好ましい。常温で固体とは、２５℃において無溶媒状態で流動性を有さない状態であることを意味する。常温で固体のエポキシ樹脂（以下、「固体エポキシ樹脂」という場合がある）を使用することにより、均一にパッケージ表面に塗布され、ムラの無いシールド層を形成することができる導電性塗料が得られる。固体エポキシ樹脂は、溶剤に溶解して使用することができる。使用する溶剤は特に限定されず、後述するものの中から適宜選択することができる。また、固体エポキシ樹脂の使用量は、バインダー成分１００質量部中５〜３５質量部の範囲内であることが好ましく、液体エポキシ樹脂の使用量は、バインダー成分１００質量部中２０〜９０質量部の範囲内であることが好ましい。

また、本発明のバインダー成分は、さらに（メタ）アクリレート化合物を含有するものとすることができる。ここで、（メタ）アクリレート化合物とは、アクリレート化合物又はメタクリレート化合物であり、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する化合物であれば特に限定されない。（メタ）アクリレート化合物の例としては、イソアミルアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、フェニルグリシジルエーテルアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、エチレングリコールジメタクリレート、及びジエチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。これらは１種を単独で使用することもでき、２種以上を併用することもできる。

上記のように（メタ）アクリレート化合物を含有する場合のその含有割合は、エポキシ樹脂と（メタ）アクリレート化合物との合計量１００質量部中、５〜９５質量部であることが好ましく、より好ましくは２０〜８０質量部である。（メタ）アクリレート化合物が５質量部以上であることにより導電性塗料の保存安定性が優れ、かつ導電性塗料をより速やかに硬化させることができ、導電性もさらに向上させることができる。さらに硬化時の塗料ダレを防止することができる。また、（メタ）アクリレート化合物が９５質量部以下である場合、パッケージとシールド層との密着性が良好となり易い。

バインダー成分には、上記エポキシ樹脂、（メタ）アクリレート化合物以外に、導電性塗料の物性を向上させることを目的として、アルキド樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂等を改質剤として添加することができる。

上記バインダー成分に改質剤をブレンドする場合の含有割合は、導電性塗膜と塗布対象物との密着性の観点から、バインダー成分１００質量部中４０質量部以下が好ましく、より好ましくは１０質量部以下とする。

本発明においては、上記バインダー成分を硬化させるための硬化剤を使用する。硬化剤は、イミダゾール系硬化剤を少なくとも１種使用するものとし、それに加えてフェノール系硬化剤、及びナフトール系硬化剤から選択された少なくとも１種を使用することが好ましい。さらに他の硬化剤、例えばアミン系硬化剤、カチオン系硬化剤、ラジカル系硬化剤等を使用することもできる。硬化剤は、１種を単独で使用することもでき、２種以上を併用してもよい。

イミダゾール系硬化剤としては、例えばイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−エチル−４−メチル−イミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール等が挙げられる。

フェノール系硬化剤は、分子中にフェノール骨格を少なくとも１個有し、エポキシ樹脂の硬化剤として使用可能な化合物であり、例としては、フェノールノボラック（ノボラック型フェノール樹脂）、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型ノボラック樹脂等が挙げられ、ノボラック型フェノール樹脂であることが好ましい。

ナフトール系硬化剤は、分子中にナフトール骨格を少なくとも１個有し、エポキシ樹脂の硬化剤として使用可能な化合物であり、例としては、ナフトール・クレゾール・ホルムアルデヒド樹脂、フェノール・ナフトール系アラルキル樹脂、ザイロックタイプノボラック樹脂等が挙げられる。

カチオン系硬化剤の例としては、三フッ化ホウ素のアミン塩、Ｐ−メトキシベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルイオドニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウム、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチルホスホロジチオエート等に代表されるオニウム系化合物が挙げられる。

ラジカル系硬化剤（重合開始剤）の例としては、ジ−クミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。

硬化剤の含有量は、バインダー成分の合計量１００質量部に対して０．３〜４０質量部であることが好ましく、０．５〜３５質量部であることがより好ましい。硬化剤の含有量が０．３質量部以上であると導電性塗膜と塗布対象物表面との密着性と導電性塗膜の導電性が良好となって、シールド効果に優れた導電性塗膜が得られ、４０質量部以下であると導電性塗料の保存安定性が向上する。また、硬化剤としてラジカル系硬化剤を使用する場合は、バインダー成分の合計量１００質量部に対して０．３〜８質量部であることが好ましい。ラジカル系硬化剤の含有量が０．３質量部以上であると導電性塗膜と塗布対象物表面との密着性と導電性塗膜の導電性が良好となって、シールド効果に優れた導電性塗膜が得られ、８質量部以下であると導電性塗料の保存安定性が向上する。

本発明で使用することができる金属粒子は、導電性を有する粒子であれば特に限定されず、例としては、銅粒子、銀粒子、ニッケル粒子、銀コ−ト銅粒子、金コート銅粒子、銀コートニッケル粒子、金コートニッケル粒子等が挙げられるが、比較的安価で優れた導電性が得られる点から銀コート銅粒子が好ましい。

金属粒子のタップ密度は５．３〜６．５ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。タップ密度が上記範囲内であることにより、薄膜でありながら導電性の良好な塗膜形成が可能となる。

金属粒子の形状としては、特に限定されないが、導電性塗料の塗布安定性がより高く、得られる導電性塗膜の抵抗値がより低く、シールド性がより向上した導電性塗膜が得られる点からフレーク状（鱗片状）であることが好ましい。

また、金属粒子がフレーク状である場合には、金属粒子のアスペクト比は２〜１０であることが好ましい。アスペクト比が上記範囲内であると、シールド層の導電性がより良好となる。

金属粒子の含有量は、バインダー成分１００質量部に対して５００〜１８００質量部であることが好ましい。金属粒子の含有量が５００質量部以上であると薄膜のシールド層の導電性が良好となり、１８００質量部以下であると、シールド層とパッケージとの密着性、及び硬化後の導電性塗料の物性が良好となり、後述するダイシングソーで切断した時にシールド層のカケが生じにくくなる。

また、金属粒子の平均粒径は、１〜３００μｍであることが好ましい。金属粒子の平均粒径が１μｍ以上であると、金属粒子の分散性が良好で凝集が防止でき、また酸化されにくく、３００μｍ以下であるとパッケージのグランド回路との接続性が良好である。

本発明の導電性塗料は、導電性塗料をスプレー噴霧によりパッケージ表面に均一に塗布するため、いわゆる導電性ペーストよりも多くの溶剤を含有することにより低粘度化するのが好ましい。

本発明において使用する溶剤は、特に限定されないが、例えばメチルエチルケトン、アセトン、アセトフェノン、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、メチルカルビトール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキテル、酢酸メチル、酢酸ブチル等が挙げられる。これらは１種を単独で使用することもでき、２種以上を併用してもよい。

溶剤の含有量は、導電性塗料の用途や塗布に使用する機器等に応じて適宜調整するのが好ましいが、通常はバインダー成分１００質量部に対して１５０〜６００質量部であることが好ましい。溶剤の含有量が１５０質量部以上であると１０μｍと薄膜の塗膜を得ることが出来、安定したスプレー塗布性を実現することができ、６００質量部以下であるとパッケージ表面にシールド層をムラなく形成させることができ、安定したシールド特性が得やすくなる。

なお、本発明の導電性塗料には、発明の目的を損なわない範囲内において、消泡剤、増粘剤、粘着剤、充填剤、難燃剤、着色剤等、公知の添加剤を加えることができる。

本発明の導電性塗料は、低粘度であれば円錐平板型回転粘度計（いわゆるコーン・プレート型粘度計）で粘度を測定し、高粘度であれば単一円筒形回転粘度計（いわゆるＢ型又はＢＨ型粘度計）で測定するのが好ましい。

円錐平板型回転粘度計で測定する場合は、ブルックフィールド（ＢＲＯＯＫ ＦＩＥＬＤ）社のコーンスピンドルＣＰ４０（コーン角度：０．８°、コーン半径：２４ｍｍ）を用いて、０．５ｒｐｍで測定した粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、１５０ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましい。粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上であると、塗布面が水平でない場合における液ダレを防止して薄膜の導電性塗膜をムラなく形成し易い。なお、円錐平板型回転粘度計で測定可能な粘度であれば、高くとも問題はない。

単一円筒形回転粘度計で測定する場合はローターＮｏ．５を用いて１０ｒｐｍで測定した粘度が１５ｄＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１３ｄＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。粘度が１５ｄＰａ・ｓ以下であるとスプレーノズルの目詰まりを防ぎ、ムラなく均一な薄膜の導電性塗膜を形成し易い。なお、単一円筒形回転粘度計で測定可能な粘度であれば、低くとも問題はない。

本発明の導電性塗料を用いて導電性塗膜を形成する方法は、特に限定されるものではないが、次の方法を用いることができる。すなわち、公知のエアスプレー、スプレーガン等のスプレー塗布装置によって霧状に噴射し、塗布対象物の表面にまんべんなく塗布する。このときの噴射圧力や噴射流量、ノズル先端部と塗布対象物との距離は、必要に応じて適宜調整することができる。次に、導電性塗料が塗布された塗布対象物を必要に応じて加熱して溶剤を十分に乾燥させた後、さらに加熱して導電性塗料中のバインダー成分を十分に硬化させることにより導電性塗膜が得られる。この時の加熱温度及び加熱時間は、バインダー成分や硬化剤の種類等によって適宜調整することができる。

本発明の導電性塗料をパッケージシールド用に使用した場合、導電性塗料によって得られるシールド層は、銅箔等で形成されたグランド回路との密着性に優れる。具体的には、パッケージの一部から露出したグランド回路の銅箔とシールド層との密着性が良好であるため、パッケージ表面に導電性塗料を塗布してシールド層を形成した後にパッケージを切断して個片化する際、切断時の衝撃によりシールド層がグランド回路から剥離することを防ぐことができる。

本発明の導電性塗料をパッケージシールド用に用いる場合の、導電性塗料と銅箔との密着性としては、ＪＩＳ Ｋ ６８５０：１９９９に基づいて測定したせん断強度が３．０ＭＰａ以上であることが好ましい。せん断強度が３．０ＭＰａ以上であると、個片化前のパッケージを切断する時の衝撃によりシールド層がグランド回路から剥離するおそれがほぼなくなる。

本発明の導電性塗料により形成されるシールド層のシート抵抗値は、塗膜の厚みが１０μｍで１００ｍΩ/□以下であることが好ましい。シート抵抗値が１００ｍΩ/□以下であると、シールド特性が良好になる。

次に、本発明の導電性塗料を用いてシールドパッケージを得るための方法の一実施形態について図を用いて説明する。

まず、図１（ａ）に示すように、基板１に複数の電子部品（ＩＣ等）２を搭載し、これら複数の電子部品２間にグランド回路パターン（銅箔）３が設けられたものを用意する。

次に、図１（ｂ）に示すように、これら電子部品２及びグランド回路パターン３上に封止材４を充填して硬化させ、電子部品２およびグランド回路パターン３を封止する。

次に、図１（ｃ）において矢印で示すように、複数の電子部品２間で封止材４を切削して溝部を形成し、これらの溝部によって基板１の各電子部品のパッケージを個別化させる。符号Ａは、それぞれ個別化したパッケージを示す。溝を構成する壁面からはグランド回路の少なくとも一部が露出しており、溝の底部は基板を完全には貫通していない。

一方で、上述したエポキシ樹脂、必要に応じて使用される（メタ）アクリレート化合物、金属粒子、溶剤、及び硬化剤と、必要に応じて改質剤を所定の配合比率となるように混合し、導電性塗料を用意する。

次いで、導電性塗料を任意のスプレー塗布装置によって霧状に噴射し、パッケージ表面および壁面から露出したグランド回路が導電性塗料で被覆されるようにまんべんなく塗布する。このときの噴射圧力や噴射流量、ノズル先端部とパッケージ表面との距離は、必要に応じて適宜設定される。

次に、導電性塗料が塗布されたパッケージを加熱して溶剤を十分に乾燥させた後、さらに加熱して導電性塗料中のバインダー成分を十分に硬化させ、図１（ｄ）に示すように、パッケージ表面にシールド層５を形成させる。このときの加熱条件は適宜設定することができる。図２はこの状態における基板を示す平面図である。符号Ｂ_１，Ｂ_２，…Ｂ_９は、個片化される前のシールドパッケージをそれぞれ示し、符号１１〜１９はこれらシールドパッケージ間の溝をそれぞれ表す。

次に、図１（ｅ）において矢印で示すように、個片化前のパッケージ間の溝の底部に沿って基板をダイシングソー等により切断することにより個片化されたパッケージＢが得られる。

このようにして得られる個片化されたパッケージＢは、パッケージ表面（上面部、側面部及び上面部と側面部との境界の角部のいずれも）に均一なシールド層が形成されているため、良好なシールド特性が得られる。またシールド層とパッケージ表面及びグランド回路との密着性に優れているため、ダイシングソー等によってパッケージを個片化する際の衝撃によりパッケージ表面やグランド回路からシールド層が剥離することを防ぐことができる。

本発明に係る導電性塗膜は、１０μｍ程度の厚さでも良好な導電性を得ることができるため、シールドパッケージの大きさ等、今までの設計を変えなくとも使用できるメリットがあり、また、少ない塗布量で済むため、コスト面でも優れている。

以下、本発明の内容を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。また、以下において「部」又は「％」とあるのは、特にことわらない限り質量基準とする。

１．導電性塗料の調製及び評価
［実施例、比較例］
エポキシ樹脂を含むバインダー成分１００質量部に対して、硬化剤、金属粒子、及び溶剤を表１に記載された割合で配合して混合し、導電性塗料を得た。使用した各成分の詳細は以下の通りである。

固体エポキシ樹脂：三菱化学（株）製、商品名「ＪＥＲ１５７Ｓ７０」
液体エポキシ樹脂１：グリシジルアミン系エポキシ樹脂、（株）ＡＤＥＫＡ製、商品名「ＥＰ−３９０５Ｓ」
液体エポキシ樹脂２：グリシジルエーテル系エポキシ樹脂、（株）ＡＤＥＫＡ製、商品名「ＥＰ−４４００」
（メタ）アクリレート樹脂：２−ヒドロキシ−３−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、共栄社化学（株）製、商品名「ライトエステルＧ−２０１Ｐ」
硬化剤１：フェノールノボラック、荒川化学工業（株）製、商品名「タマノル７５８」
硬化剤２：１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、四国化成工業（株）製、商品名「２ＭＺ−ＣＮ」
硬化剤３：ナフトール系硬化剤、群栄化学工業（株）製、商品名「ＧＰＮＸ−７０ＨＮ」
比較硬化剤：アミン系硬化剤、味の素ファインテクノ（株）製、商品名「アミキュア ＰＮ−２３」
溶剤：酢酸ブチル
金属粒子：フレーク状銀コート銅粉、銀被覆量５質量％、平均粒径５μｍ、タップ密度６．３ｇ／ｃｍ^３，５．６ｇ／ｃｍ^３，５．３ｇ／ｃｍ^３，５．０ｇ／ｃｍ^３

（１）粘度
上記各実施例及び比較例で得られた導電性塗料（液温２５℃）の粘度測定をＴＶＢ−１０型粘度計又は円錐平板型回転粘度計で行った。ＴＶＢ−１０型粘度計での測定は、スピンドルＮｏ．５を用いて、回転数１０ｒｐｍで行った。円錐平板型回転粘度計での測定は、ブルックフィールド（ＢＲＯＯＫ ＦＩＥＬＤ）社の商品名「プログラマブル粘度計ＤＶ−ＩＩ＋Ｐｒｏ」、コーンスピンドルＣＰ４０を用いて、０．５ｒｐｍで行った。測定された粘度を表１に示す。なお、粘度の欄の「−」は、その粘度計では測定不能であることを示す。

（２）導電性塗膜の導電性
図３に示すように、銅パッド２１を設けたガラスエポキシ基板の塗布箇所以外ポリイミドテープでマスキングし、ハンドスプレー（アネスト岩田（株）製、ＬＰＨ−１０１Ａ−１４４ＬＶＧ）により各実施例及び比較例で得られた導電性塗料を塗布し、８０℃で６０分間予備加熱した後、１６０℃で６０分間加熱することにより本硬化させ、ポリイミドフィルムを剥離する事により、銅パッド２１間の長さ（図３におけるｘ）６０ｍｍ、幅（図３におけるｙ）５ｍｍ、厚さ１０μｍの導電性塗膜２２を得た。この硬化物サンプルにつき、テスターを用いて両端の抵抗値Ｒを測定し、次式（１）によりシート抵抗を計算した。Ｎ＝５で試験を行い、その平均値を求めた。シート抵抗が１００ｍΩ／□以下であれば、導電性が良好であると判断した。

シート抵抗（Ω／□）＝（０．５×Ｒ）／６ …（１）

（３）薄膜塗布性
上記で得られた硬化物サンプルにつき、ポリイミドフィルムを剥離した部分のガラスエポキシ基板の厚さと、その剥がした部分に隣接する導電性塗膜２２が形成されたガラスエポキシ基板の厚さをそれぞれマイクロメーターで測定し、後者から前者を引き算することにより、導電性塗膜２２の厚みを求めた。粘度が低いものに関しては、重ね塗りを行い１０μｍの膜厚としたが、１回の塗布で１２μｍ以上となったものは、「×」とした。

（４）シールド層の厚みの均一性
ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）を用いて、幅１５ｍｍ×長さ１５ｍｍ×厚さ１ｍｍのダミーチップを作製した。そのダミーチップの半分をポリイミドフィルムでマスキングし、粘着テープを用いて１０ｍｍ間隔で碁盤目状に固定し、回転台の上に載せ１６０ｒｐｍで回転させながら、ハンドスプレー装置（アネスト岩田（株）製、「ＬＰＨ−１０１Ａ−１４４ＬＶＧ」）を用いてスプレー塗布試験を行った。スプレー塗布後に８０℃で６０分間溶剤を乾燥し、１６０℃で６０分間加熱し、硬化させた。硬化後の塗膜について、均一性を評価した。

具体的には、ポリイミドフィルムを剥離した部分のダミーチップの厚さと、その剥がした部分に隣接する導電性塗膜が形成されたダミーチップの厚さをそれぞれマイクロメーターで測定し、後者から前者を引き算することにより、上面の導電性塗膜の厚みを求めた。上面の膜厚測定は任意の３箇所で行った。側面の膜厚測定は、１箇所で行い、（塗膜形成箇所の測定値−隣接する未塗布部分の測定値）×１／２を膜厚とした。サンプルは、Ｎ=５で行い、平均値を求めた。

厚みの均一性の評価は、上記上面と側面の厚みの測定値から次式（２）により得られる数値で行い、７５％以上であれば「○」とした。

厚みの均一性（％）＝（側面の厚み／上面の厚み）×１００ …（２）

（５）導電性塗料の密着性（ハンダディップ前後のせん断強度の測定）
シールド層とパッケージ表面又はグランド回路との密着性の評価として、ＪＩＳ Ｋ ６８５０：１９９９に基づくせん断強度を測定した。具体的には、幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ１．６ｍｍの銅板に導電性塗料を長さ１２．５ｍｍの領域に塗布し、常温で５分間放置して溶剤を乾燥させた後、その上に幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ１．６ｍｍの銅板を貼りあわせた。次いで、８０℃で６０分加熱し、さらに１６０℃で６０分間加熱して銅板同士を接着させた。次いで、引張り強度試験機（（株）島津製作所社製、商品名「オートグラフＡＧＳ−Ｘ」）を用いて接着面を平行に引張り、破断した時の最大荷重を接着面積で除してせん断強度を計算した。せん断強度が３．０ＭＰａ以上であれば問題なく使用できる。

各実施例のせん断強度はいずれも３．０ＭＰａ以上であり、シールド層として好適に使用できることが確認された。

上記に加えて、ハンダディップ後の密着性を評価した。パッケージはハンダディップ工程において高温に曝される。そのため、高温に曝された後のシールド層とパッケージの表面及びグランド回路との密着性も重要となる。そこで、ハンダディップ後の密着性を測定するため、上記と同様にして導電性塗料を銅板に塗布し貼りあわせて８０℃で６０分間加熱した後、１６０℃で６０分間加熱して導電性塗料を硬化させた。次いで、２６０℃で３０秒間加熱した後のせん断強度を測定した。せん断強度の測定方法は上記と同じである。

ハンダディップ後のせん断強度が３．０ＭＰａ以上であればシールド層として問題なく使用できる。各実施例の導電性塗料のせん断強度はいずれも３．０ＭＰａ以上であり、シールド層として好適に使用できることが確認された。

上記評価方法にて行った導電性塗料の塗布は、下記の条件にて行った。
＜スプレー条件＞
流量：２００Ｌ／分
供給圧力：０．５Ｐａ
塗布物との距離：約１５０ｍｍ
塗布時間：２秒×１回〜４回

結果は、表１に示す通りであり、各実施例の導電性塗料によれば、いずれも導電性が１００ｍΩ／□であり、薄膜塗布性、シールド層の厚み均一性、導電性塗膜の密着性に優れていた。

比較例１は、イミダゾール系硬化剤を含有しないために、導電性が優れなかった。

比較例２は、含有する金属粒子のタップ密度が５．３〜６．５ｇ／ｃｍ^３でないために、導電性が優れなかった。

比較例３は、金属粒子の含有量が５００質量部未満であり、溶剤の含有量が６００質量部より多いために、粘度が低すぎ、均一な厚みのシールド層が得られなかった。

比較例４は、金属粒子の含有量が１８００質量部より多く、溶剤の含有量が１５０未満であるために、粘度が高すぎ、薄膜塗布性、導電性塗膜の密着性が優れなかった。なお、薄膜のシールド層が得られなかったため、導電性、シールド層の厚み均一性は、測定しなかった。

Claims (9)

1. （Ａ）常温で固体である固体エポキシ樹脂と常温で液体である液体エポキシ樹脂を含むバインダー成分１００質量部に対し、
   （Ｂ）タップ密度が５．３〜６．５ｇ／ｃｍ^３である金属粒子５００〜１８００質量部、（Ｃ）イミダゾール系硬化剤を少なくとも１種含有する硬化剤０．３〜４０質量部、及び（Ｄ）溶剤１５０〜６００質量部
   を少なくとも含有する導電性塗料。
2. 前記（Ａ）バインダー成分が常温で固体である固体エポキシ樹脂５〜３５質量部と常温で液体である液体エポキシ樹脂２０〜９０質量部とを合計量１００質量部を超えない範囲で含有する、請求項１に記載の導電性塗料。
3. 前記（Ａ）バインダー成分が（メタ）アクリレート化合物をさらに含有する、請求項１又は２に記載の導電性塗料。
4. 前記（Ｂ）金属粒子が、フレーク状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性塗料。
5. 前記（Ｃ）硬化剤が、フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤からなる群より選択された少なくとも１種をさらに含有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性塗料。
6. 円錐平板型回転粘度計で０．５ｒｐｍで測定した粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性塗料。
7. 単一円筒形回転粘度計でローターＮｏ．５を用いて１０ｒｐｍで測定した粘度が１５ｄＰａ・ｓ以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性塗料。
8. 電子部品のパッケージのシールド用である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性塗料。
9. 基板上に電子部品が搭載され、この電子部品が封止材によって封止されたパッケージがシールド層によって被覆されたシールドパッケージの製造方法であって、
   基板上に複数の電子部品を搭載し、この基板上に封止材を充填して硬化させることにより前記電子部品を封止する工程と、
   前記複数の電子部品間で封止材を切削して溝部を形成し、これらの溝部によって基板上の各電子部品のパッケージを個別化させる工程と、
   前記個別化したパッケージの表面に、請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性塗料を噴霧により塗布する工程と、
   前記導電性塗料が塗布されたパッケージを加熱して、前記導電性塗料を硬化させることによりシールド層を形成する工程と、
   前記基板を前記溝部に沿って切断することにより個片化したシールドパッケージを得る工程と
   を少なくとも有する、シールドパッケージの製造方法。
   
   

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