JPH09324107A - 導電性充填組成物 - Google Patents
導電性充填組成物Info
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- JPH09324107A JPH09324107A JP8146284A JP14628496A JPH09324107A JP H09324107 A JPH09324107 A JP H09324107A JP 8146284 A JP8146284 A JP 8146284A JP 14628496 A JP14628496 A JP 14628496A JP H09324107 A JPH09324107 A JP H09324107A
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Abstract
粘度調整が容易な回路基板等の貫通穴またはバイアを充
填する導電性充填組成物を提供する。 【解決手段】 熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂を硬化さ
せるのに必要な硬化剤からなる5〜65重量%のバイン
ダと、35〜98重量%の導電性粉末とからなる導電性
組成物100重量部に対して、300重量部未満の溶剤
を含んだ導電性充填組成物であって、前記溶剤の溶解度
パラメータδSが、硬化剤の溶解度パラメータδCと、|
δS−δC|>1.5 なる関係を満たす、たとえばジエ
チルベンゼン等を含む導電性充填組成物である。熱硬化
性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂、または潜
在性硬化剤を用いる。
Description
板等の貫通穴あるいはバイアを充填する導電性充填組成
物に関する。
い、回路基板には高多層、高密度化が求められている。
IC間や部品間を最短距離で結合できる基板の層間の接
続方式としてインナーバイアホール接続によって高密度
化が図れることが提案されている(例えば特開平7−1
76846号公報)。インナーバイアホール接続には、
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と潜在性硬化剤とからな
るバインダに、銅等の導電性フィラーを分散させた無溶
剤系の組成物を印刷等の方法で充填し、熱プレス等によ
り硬化させた導電性組成物硬化体が用いられている。
穴或いはバイアに充填するプロセスにおいて粘度は重要
なパラメータであり、最適な値にコントロールする必要
がある。しかし、無溶剤系の組成物では、粘度を低く調
整することが難しく、高粘度の組成物しか得られない。
高粘度の組成物は、印刷時の充填性が悪く作業性が悪
い。また、掻き取り性が悪いので、充填されずに廃棄さ
れる組成物の量が多くなり経済性に乏しい。これらを解
決する方法として、無溶剤系の組成物に溶剤を加え低粘
度化する方法が考えられるが、単純に組成物に溶剤を加
え粘度を調整すると、組成物の保存安定性が阻害され実
用性のある組成物は得られないという問題がある。
め、保存安定性に優れ、かつ充填プロセス時の粘度調整
が容易な回路基板等の貫通穴あるいはバイアを充填する
導電性充填組成物を提供することを目的とする。
明の導電性充填組成物は、熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹
脂を硬化させるのに必要な硬化剤を含む2重量%以上6
5重量%以下のバインダと、35重量%以上98重量%
以下の導電性粉末とからなる導電性組成物100重量部
に対して、300重量部未満の溶剤を含んだ導電性充填
組成物であって、前記溶剤の溶解度パラメータδS が、
硬化剤の溶解度パラメータδC と前記式(数1)の関係
を満たすことを特徴とする。
性樹脂がエポキシ樹脂であることが好ましい。また前記
導電性充填組成物においては熱硬化性樹脂が、フェノー
ル系樹脂であることが好ましい。
硬化性樹脂が、エポキシ当量100〜600g/eq. のジ
グリシジルエーテルとダイマー酸をグリシジルエステル
化したエポキシ当量100〜600g/eq. のエポキシ樹
脂から選ばれた少なくとも1種の組成物であることが好
ましい。
硬化性樹脂が、ビスフェノールF50重量%以下とエポ
キシ当量300〜600g/eq. のジグリシジルエーテル
とダイマー酸をグリシジルエステル化したエポキシ樹脂
50重量%以上の組成物であることが好ましい。
化剤が潜在性硬化剤であることが好ましい。また前記導
電性充填組成物においては、硬化剤が、少なくとも1種
のアミンをエポキシ化合物に付加させたアミンアダクト
であり、かつ粉末状の硬化剤であることが好ましい。
化剤が、硬化剤成分の周りが硬化剤成分とは異なる物質
または異なる組成で構成された少なくとも2層構造にな
っていることが好ましい。
電性粉末が、Au,Ag,Cu,Ni,Pd,Cから選ばれた少なくとも
1種の導電性粉末であることが好ましい。また前記導電
性充填組成物においては、導電性粉末が、平均粒径が0.
5〜40μm、比表面積が0.1〜3m2/gの銅であることが好ま
しい。
剤が、沸点80℃以上300℃以下の溶剤であることが好ま
しい。前記した本発明によれば、特定性能を有する樹
脂、硬化剤及び溶剤を組み合わせることにより、硬化剤
の潜在性を阻害することなく、充填時に要求される最適
粘度に容易に調整することができる導電性充填組成物を
提供することができる。
目的を達成するため、組成物の硬化体が導電性を有して
いる必要がある。そのために、組成物は35重量%以上
の導電性粉末を含有する必要がある。
などの貴金属、銅、ニッケル、錫、鉛などの卑金属また
は、カーボンなどがあげられるが、これら2種以上を併
用したり、その他導電性のあるものを用いることもでき
る。特に、銅粉末はマイグレーションの抑制、経済的供
給と価格の安定性の面から望ましい。
0.1〜3m2/gの銅粉末はバインダとの分散性がよく、組成
物作製過程での混練が容易でありさらに好ましい。次に
バインダについて説明する。バインダは、前記導電性粉
末を分散させ、充填時に、組成物が粘弾性体として形状
を保持するために必要であり、組成物硬化体が、貫通穴
或いは、バイア中で形容を保持するために必要である。
そのために、組成物のバインダ含有量は、2重量%以上
必要である。バインダ含有量が、2重量%以下になると
バインダが組成物のマトリックスとなりえず前記導電性
粉末がうまく分散せず、組成物の硬化体が脆くなり、導
電特性が不安定となるからである。
を硬化させるのに必要な硬化剤から構成される。熱硬化
性樹脂としては、エポキシ樹脂またはフェノール系樹脂
が用いられる。特に、エポキシ当量100ないし600
g/eq.のジグリシジルエーテルとダイマー酸をグリシジ
ルエステル化したエポキシ当量100ないし600g/e
q.のエポキシ樹脂を用いると組成物硬化体は、可撓性を
示し導電特性が安定化するので好ましい。
0条量%以上50重量%以下と、エポキシ当量300か
ら600g/eq.のジグリシジルエーテルと、ダイマー酸
をグリシジルエステル化したエポキシ樹脂50重量%以
上100重量%以下の組成物とすると前記導電特性の安
定化させることができ、さらに好ましい。
可能である。ジシアンジアミド、カルボン酸ヒドラジド
などのアミン系硬化剤、3−(3、4−ジクロロフェニ
ル)ー1、1ージメチル尿素などの尿素系硬化剤、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、無水ヘキサヒドロフタール酸などの酸無水物系硬化
剤、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルス
ルフォン酸などの芳香族アミン系(アミンアダクト)硬
化剤が代表的に用いられる。これらの内でも、特に組成
物の安定性及び作業性の観点より、潜在性硬化剤が望ま
しい。潜在性硬化剤としては、固形状の潜在性硬化剤、
カプセル化された潜在性硬化剤が使用可能である。
のアミン成分とエポキシ樹脂とをある程度反応させ、樹
脂粒子化し、アミン等の活性基をポリマーの三次元構造
中に封じ込めておき、エポキシ樹脂に配合すると粒子表
面は一部反応するが、ここで反応はストップし、室温で
は長時間特性が変わることなく長時間保存可能で、所定
の温度以上に加熱したときに粒子が溶融または溶解し、
封じ込められていた活性基が現れ一斉に反応が開始さ
れ、速やかに硬化する機能を有するものをいう。またカ
プセル化された潜在性硬化剤とは、硬化剤成分が室温で
はエポキシ樹脂と反応しない物質か、或いは、表面は一
部反応するが反応はここでストップし内部の硬化剤成分
まで反応が進行しないような物質で覆われていて長時間
特性が変わることなく長時間保存可能で、所定の温度以
上に加熱したときに、硬化剤成分を覆っていた物質が溶
融または溶解し、封じ込められていた硬化剤成分が現れ
一斉に反応が開始され、速やかに硬化する機能を有する
ものをいう。
からいって、溶剤は、硬化剤を溶解し組成物の保存安定
性を阻害しないものでなければならない。そのために溶
剤の溶解度パラメータδSが、硬化剤の溶解度パラメー
タδCと|δS−δC|>1.5でなければならない。本
発明で使用できる溶剤としては、例えばジエチルベンゼ
ン、キシレン、トルエン、ベンゼン、メチルエチルケト
ン、テトラヒドロフラン、イソホロン、アセトン、オク
タノール、ブチルセロソルブ、ブタノール、プロパノー
ル等である。
の観点から80℃以上であることが好ましく、硬化プロ
セス時の作業性並びに経済性の観点から300℃以下で
あることが好ましい。
に説明する。以下の実施例においてエポキシ樹脂の内容
は、次の通りである。 (1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エピコート8
28 油化シェルエポキシ製、エポキシ当量184〜1
94g/eq) (2)ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エピコート8
07 油化シェルエポキシ製、エポキシ当量160〜1
75g/eq) (3)脂環式エポキシ樹脂(ST−1000 東都化成
製、エポキシ当量200〜220g/eq) (4)アミン型エポキシ樹脂(ELN−125 住友化
学工業製、エポキシ当量110〜130g/eq) (5)ダイマー酸をグリシジルエステル化したエポキシ
樹脂(エポキシ当量390〜470g/eq) (実施例1、比較例1)本発明の第1の実施例では、銅
粉87.5重量%、ビスフェノールF3.0重量%、ダ
イマー酸をグリシジルエステル化したエポキシ樹脂7.
0重量%およびアミンアダクト型硬化剤2.5重量%か
らなる100重量部の組成物に対して表1に示す各種溶
剤0.5重量部を加えて3本ロールにて混練し導電性充
填組成物を得た。
mm、厚さ100μmのアラミド(芳香族アミド)エポキ
シシートに炭酸ガスレーザーで直径150μmの貫通穴
をあけ作製した評価用基板に印刷法にて充填した。なお
前記の不織布シートは、たとえばデュポン社製”ケブラ
ー”を用いた不織布(繊維の繊度:2.2デニール、繊
維長:6mm、湿式法により不織布を作成し、抄紙後、
温度:300℃圧力:200kg/cmの条件でカレン
ダ処理を行った後、250℃で10分間加熱処理し、目
付:70g/m2 、厚さ:100μmの不織布)にエポ
キシ樹脂を含浸させたものである。
1時間、50kg/cm2で熱プレスし、硬化体を得、デジタル
マルチメータで電気導通を調べた。印刷適性は、本発明
の組成物を連続印刷にて前記評価用基板に充填したとき
の粘度と掻き取り性を評価基準とした。
にて測定した。組成物作製直後と、30日後の値を表1
に示す。表1に、溶剤の溶解度パラメータδSと硬化剤
の溶解度パラメータδCの差|δ S−δC|、組成物の粘
度、印刷適正、及び、基板特性(導通)を示す。
4は初期粘度は、本発明の実施例に比べて高く、1ヶ月
後の粘度は、3000Pa・sを越えて測定不可能だっ
た。本発明の実施例の導電性充填組成物は、初期粘度が
十分低く、また、1ヶ月後の粘度も初期粘度に比べてほ
とんど増加しなかった。また印刷適正は溶剤無添加の比
較例1−5と比べてきわめて良好だった。基板特性(導
通)も本発明の実施例はすべて良好だった。
施例では、金、銀、銅、ニッケル粉それぞれ87.5重
量%、とビスフェノールF3.0重量%、ダイマー酸を
グリシジルエステル化したエポキシ樹脂7.0重量%お
よびアミンアダクト型硬化剤2.5重量%からなる10
0重量部の組成物に対してオクタノール0.5重量部を
加えて3本ロールにて混練し導電性充填組成物を得た。
m、横240mm、厚さ100μmのアラミドエポキシシー
トに炭酸ガスレーザーで直径150μmの貫通穴をあけ
作製した評価用基板に印刷法にて充填した。
1時間、50kg/cm2で熱プレスし、硬化体を得、デジタル
マルチメータで導通を調べた。印刷適性は、本発明の組
成物を連続印刷にて前記評価用基板に充填したときの粘
度と掻き取り性を評価基準とした。
にて測定した。組成物作製直後と、30日後の値を表2
に示す。
基板特性(導通)を示す。本発明の実施例2−1〜13
の導電性充填組成物は、初期粘度が十分低く、また、1
ヶ月後の粘度も初期粘度に比べてほとんど増加しなかっ
た。また印刷適正は比較例2−1に比べ良好だった。ま
た、基板特性(導通)は比較例2−2に比べ良好だっ
た。
銅粉87.5重量%、樹脂として10重量%の(1)ビ
スフェノールA型エポキシ樹脂(エピコート828 油
化シェルエポキシ製)(2)ビスフェノールF型エポキ
シ樹脂(エピコート807 油化シェルエポキシ製)
(3)脂環式エポキシ樹脂(STー1000 東都化成
製)(4)アミン型エポキシ樹脂(ELNー125 住
友化学工業製)(5)ダイマー酸をグリシジルエステル
化したエポキシ樹脂とアミンアダクト型硬化剤2.5重
量%100重量部の組成物に対してオクタノール0.5
重量部を加えて3本ロールにて混練し導電性充填組成物
を得た。
m、横240mm、厚さ100μmのアラミドエポキシシー
トに炭酸ガスレーザーで直径150μmの貫通穴をあけ
作製した評価用基板に印刷法にて充填した。
1時間、50kg/cm2で熱プレスし、硬化体を得、デジタル
マルチメータで導通を調べた。印刷適性は、本発明の組
成物を連続印刷にて前記評価用基板に充填したときの粘
度と掻き取り性を評価基準とした。
にて測定した。組成物作製直後と、30日後の値を表3
に示す。また表3に、組成物の粘度、印刷適正、及び、
基板特性(導通)を示す。
期粘度が十分低く、また、1ヶ月後の粘度も初期粘度に
比べてほとんど増加しなかった。また印刷適正、基板特
性(導通)は良好だった。
銅粉87.5重量%とビスフェノールF3.0重量%、
ダイマー酸をグリシジルエステル化したエポキシ樹脂
7.0重量%、硬化剤として2.5重量%の(a)アミ
ンアダクト型硬化剤(MY−24 味の素製)(b)ア
ミンアダクト型硬化剤(MY−23 味の素製)(c)
硬化剤成分がカプセルにより覆われた硬化剤(HX−3
742 旭化成製)からなる100重量部の組成物に対
して各種溶剤0.5重量部を加えて3本ロールにて混練
し導電性充填組成物を得た。
m、横240mm、厚さ100μmのアラミドエポキシシー
トに炭酸ガスレーザーで直径150μmの貫通穴をあけ
作製した評価用基板に印刷法にて充填した。
1時間、50kg/cm2で熱プレスし、硬化体を得、デジタル
マルチメータで導通を調べた。印刷適性は、本発明の組
成物を連続印刷にて前記評価用基板に充填したときの粘
度と掻き取り性を評価基準とした。
にて測定した。組成物作製直後と、30日後の値を表4
に示す。また表4に、溶剤の溶解度パラメータδSと硬
化剤の溶解度パラメータδCの差|δS−δC|、組成物
の粘度、印刷適正、及び、基板特性(導通)を示す。
6から転載した。本発明の実施例の導電性充填組成物
は、初期粘度が十分低く、また、1ヶ月後の粘度も初期
粘度に比べてほとんど増加しなかった。
った。 (実施例5)本発明の第5の実施例では、銀、銅それぞ
れ35重量%、50重量%、87.5重量%、95重量
%及び98重量%とビスフェノールFとダイマー酸をグ
リシジルエステル化したエポキシ樹脂を重量比で3対7
にブレンドした樹脂およびアミンアダクト型硬化剤から
なるバインダ65重量%、50重量%、12.5重量
%、5重量%及び2重量%あわせて100重量部の組成
物に対してオクタノールを加えて3本ロールにて混練し
導電性充填組成物を得た。
m、横240mm、厚さ100μmのアラミドエポキシシー
トに炭酸ガスレーザーで直径150μmの貫通穴をあけ
作製した評価用基板に印刷法にて充填した。
1時間、50kg/cm2で熱プレスし、硬化体を得、デジタル
マルチメータで導通を調べた。印刷適性は、本発明の組
成物を連続印刷にて前記評価用基板に充填したときの粘
度と掻き取り性を評価基準とした。
にて測定した。組成物作製直後と、30日後の値を表5
に示す。また表5に、組成物の粘度、印刷適正、及び、
基板特性(導通)を示す。
期粘度が十分低く、また、1ヶ月後の粘度も初期粘度に
比べてほとんど増加しなかった。また印刷適正、基板特
性(導通)は良好だった。
銅粉87.5重量%とフェノール系樹脂11.0重量
%、ヘキサメチレンテトラミン1.5重量%より構成さ
れる100重量部の組成物に対して各種溶剤0.5重量
部を加えて3本ロールにて混練し導電性充填組成物を得
た。ここで、フェノール系樹脂は水酸基当量198のフ
ェノールノボラック系樹脂を用いた。
m、横240mm、厚さ100μmのアラミドエポキシシー
トに炭酸ガスレーザーで直径150μmの貫通穴をあけ
作製した評価用基板に印刷法にて充填した。
1時間、50kg/cm2で熱プレスし、硬化体を得、デジタル
マルチメータで導通を調べた。印刷適性は、本発明の組
成物を連続印刷にて前記評価用基板に充填したときの粘
度と掻き取り性を評価基準とした。
にて測定した。組成物作製直後と、30日後の値を表6
に示す。表6に、溶剤の溶解度パラメータδSと硬化剤
の溶解度パラメータδCの差|δS−δC|、組成物の粘
度、印刷適正、及び基板特性(導通)を示す。
に比べて高く、1ヶ月後の粘度は、3000Pa・sを
越えて測定不可能だった。本発明の実施例の導電性充填
組成物は、初期粘度が十分低く、また、1ヶ月後の粘度
も初期粘度に比べてほとんど増加しなかった。
べてきわめて良好だった。基板特性(導通)も本発明の
実施例はすべて良好だった。
れば、熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂を硬化させるのに
必要な硬化剤を含む2重量%以上65重量%以下のバイ
ンダと、35重量%以上98重量%以下の導電性粉末と
からなる導電性組成物100重量部に対して、300重
量部未満の溶剤を含んだ導電性充填組成物であって、前
記溶剤の溶解度パラメータδS が、硬化剤の溶解度パラ
メータδC と前記式(数1)の関係を満たすことによ
り、保存安定性に優れ、かつ、充填プロセス時の粘度調
整が容易な回路基板等の貫通穴またはバイアを充填する
導電性充填組成物を提供することができる。
Claims (10)
- 【請求項1】 熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂を硬化さ
せるのに必要な硬化剤を含む2重量%以上65重量%以
下のバインダと、35重量%以上98重量%以下の導電
性粉末とからなる導電性組成物100重量部に対して、
300重量部未満の溶剤を含んだ導電性充填組成物であ
って、前記溶剤の溶解度パラメータδSが、硬化剤の溶
解度パラメータδC と下記式(数1)の関係を満たすこ
とを特徴とする導電性充填組成物。 【数1】|δS −δC |>1.5 - 【請求項2】 熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂で及びフ
ェノール系樹脂から選ばれる少なくとも一つの樹脂であ
る請求項1に記載の導電性充填組成物。 - 【請求項3】 熱硬化性樹脂が、エポキシ当量100〜
600g/eq. のジグリシジルエーテルとダイマー酸をグ
リシジルエステル化したエポキシ当量100〜600g/
eq. のエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも1種の組成
物である請求項1に記載の導電性充填組成物。 - 【請求項4】 熱硬化性樹脂が、ビスフェノールF50
重量%以下とエポキシ当量300〜600g/eq. のジグ
リシジルエーテルとダイマー酸をグリシジルエステル化
したエポキシ樹脂50重量%以上の組成物である請求項
1に記載の導電性充填組成物。 - 【請求項5】 硬化剤が潜在性硬化剤である請求項1〜
4のいずれかに記載の導電性充填組成物。 - 【請求項6】 硬化剤が、少なくとも1種のアミンをエ
ポキシ化合物に付加させたアミンアダクトであり、かつ
粉末状の硬化剤である請求項1〜4のいずれかに記載の
導電性充填組成物。 - 【請求項7】 硬化剤が、硬化剤成分の周りが硬化剤成
分とは異なる物質または異なる組成で構成された少なく
とも2層構造になっている請求項1〜4のいずれかに記
載の導電性充填組成物。 - 【請求項8】 導電性粉末が、Au,Ag,Cu,Ni,Pd,Cから選
ばれた少なくとも1種の導電性粉末である請求項1〜7
のいずれかに記載の導電性充填組成物。 - 【請求項9】 導電性粉末が、平均粒径が0.5〜40μm、
比表面積が0.1〜3m2/gの銅である請求項1〜7のいずれ
かに記載の導電性充填組成物。 - 【請求項10】 溶剤が、沸点80℃以上300℃以下
の溶剤である請求項1〜9のいずれかに記載の導電性充
填組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8146284A JPH09324107A (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | 導電性充填組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8146284A JPH09324107A (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | 導電性充填組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09324107A true JPH09324107A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15404231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8146284A Pending JPH09324107A (ja) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | 導電性充填組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH09324107A (ja) |
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