JP2020152778A - 導電性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
上記バインダー成分は、熱硬化性化合物を少なくとも含む。バインダー成分は、導電性組成物を充填した後少なくとも一種の熱硬化性化合物が熱硬化することで形成される硬化物(導電性組成物の硬化物)において他の成分をバインドし、硬化物のマトリックスを形成する役割を有する。上記バインダー成分は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上記金属粒子は、融点240℃以下の低融点金属粒子及び融点800℃以上の高融点金属粒子を含有する。なお、本明細書において、「融点240℃以下の低融点金属粒子」を単に「低融点金属粒子」、「融点800℃以上の高融点金属粒子」を単に「高融点金属粒子」とそれぞれ称する場合がある。本発明の導電性組成物が金属粒子として上記低融点金属粒子及び上記高融点金属粒子を含むことにより、加熱により金属粒子がメタライズ化し、形成される硬化物は優れた導電性を付与する。なお、メタライズ化とは、二種以上の金属の少なくとも一部が融解して一体化することをいう。上記の各金属粒子は、単一の金属からなるものであってもよく、二種以上の金属の合金からなるものであってもよい。
上記フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、フルオロ脂肪族炭化水素骨格を有する化合物が挙げられる。上記フルオロ脂肪族炭化水素骨格は、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子に置換されていればよいが、導電性組成物の硬化物に対するはんだの濡れ性がより良好となる観点から、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロ脂肪族炭化水素骨格であることが好ましい。上記フッ素系界面活性剤は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
本発明の導電性組成物は、さらに、硬化剤を含むことが好ましい。上記硬化剤は、少なくとも一種の熱硬化性化合物を硬化させる役割を有する。上記硬化剤は、エポキシ基と反応性を有する官能基を有することが好ましい。上記硬化剤は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
本発明の導電性組成物は、さらに、フラックスを含むことが好ましい。上記フラックスは、金属粒子のメタライズ化を促進させる役割を有する。上記フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、乳酸、クエン酸、オレイン酸、ステアリン酸、グルタミン酸、安息香酸、シュウ酸、グルタミン酸塩酸塩、アニリン塩酸塩、臭化セチルピリジン、尿素、トリエタノールアミン、グリセリン、ヒドラジン、ロジンなどが挙げられる。上記フラックスは、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
表に記した各成分を配合して混合し、実施例及び比較例の各導電性組成物を調製した。使用した各成分の詳細は以下の通りである。
アクリレート化合物:トリメチロールプロパントリアクリレート
液体エポキシ化合物A:グリシジルエーテル型エポキシ化合物(300g/eq)
固体エポキシ化合物B:NBR変性エポキシ樹脂(400g/eq)
固体エポキシ化合物C:キレート変性エポキシ樹脂(200g/eq)
液体エポキシ化合物D:アミノフェノール型エポキシ樹脂(100g/eq)
<金属粒子>
高融点金属粒子A:銀被覆銅粒子
高融点金属粒子B:銀被覆銅合金粒子(銅合金は、銅、ニッケル、及び亜鉛の合金からなる)
低融点金属粒子:Sn−Bi合金金属粒子(Sn:Bi=42:58、融点139℃)
<硬化剤>
カチオン系硬化剤:テトラ−n−ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート
フェノール系硬化剤:フェノールナフトール系アラルキル樹脂
<フッ素系界面活性剤>
フッ素系界面活性剤A:(株)ネオス製、商品名「フタージェント FTX−218」
フッ素系界面活性剤B:DIC(株)製、商品名「メガファック F−444」
フッ素系界面活性剤C:AGCセイミケミカル(株)製、商品名「サーフロン S−243」
<フラックス>
フラックス:トリエタノールアミン
実施例及び比較例で得られた各導電性組成物について以下の通り評価した。評価結果は表に記載した。
ガラスエポキシ基板上にメタル版を用いて実施例及び比較例で得られた各導電性組成物を印刷した。印刷後、エアーオーブンで加熱硬化し(180℃で60分間)、室温まで冷却し、導電性組成物の硬化物を形成した。その後、導電性組成物の硬化物上にはんだペースト(SAC305)を印刷し、リフロー装置へ投入した。リフロー後、導電性組成物の硬化物の表面積に対してはんだがどの程度のっているか確認した。そして、「はんだ濡れ性」を以下の基準で評価した。
◎:はんだ濡れ面積80%以上
○:はんだ濡れ面積50%以上、80%未満
△:はんだ濡れ面積20%以上、50%未満
×:はんだ濡れ面積20%未満
比抵抗(×10-4Ω・cm):ガラスエポキシ基板上にメタル版を用いて実施例及び比較例で得られた各導電性組成物をライン印刷(長さ60mm、幅1mm、厚さ約100μm)し、180℃で60分間加熱することにより本硬化させ、導電性パターンが形成された評価用基板を作製した。次いで、テスターを用いて導電性パターンの両端間の抵抗値を測定し、断面積(S、cm2)と長さ(L、cm)から次式(1)により比抵抗を計算した。なお、ガラスエポキシ基板3枚に各5本のライン印刷を施して導電性パターンを合計15本形成し、それらの比抵抗の平均値を求めた。
比抵抗=(S/L)×R (1)
11,21 導電層
12,22 モールド樹脂
13,23 導電性組成物の硬化物
14,24 はんだバンプ
25 蓋めっき
B プリント配線板
P1,P2 半導体パッケージ
X 導電性組成物の硬化物
Y はんだ
Claims (7)
- 熱硬化性化合物を含むバインダー成分、金属粒子、及びフッ素系界面活性剤を含有し、
前記金属粒子は、融点240℃以下の低融点金属粒子及び融点800℃以上の高融点金属粒子を含有し、
前記バインダー成分100質量部に対し、前記金属粒子の含有量が1000〜2000質量部、前記低融点金属粒子の含有量が10〜900質量部である導電性組成物。 - 前記低融点金属粒子と前記高融点金属粒子の質量比[低融点金属粒子/高融点金属粒子]が0.005〜2.0である請求項1に記載の導電性組成物。
- 前記熱硬化性化合物がエポキシ化合物及びアクリレート化合物の少なくとも一方を含有する請求項1又は2に記載の導電性組成物。
- 前記エポキシ化合物が液状エポキシ化合物及び固体エポキシ化合物の少なくとも一方を含有する請求項3に記載の導電性組成物。
- さらにフラックスを含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性組成物。
- 前記高融点金属粒子が銀粒子、銅粒子、銀被覆銅粒子、及び銀被覆銅合金粒子からなる群より選択される1以上の金属粒子を含有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性組成物。
- さらに硬化剤を含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性組成物。
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