KR100476285B1 - 관통 구멍 배선판 - Google Patents

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KR100476285B1
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구니아끼 사또
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히다치 가세고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 기재를 관통하여 형성된 관통 구멍 내에 도전 재료가 충전되고, 또한 기재 표면에 동박 랜드 및 동박 회로가 형성되며, 동시에 동박 회로 상 및 동박 랜드와 동박 회로 사이에 절연층이 형성되고, 또한 동박 회로 상의 일부, 동박 랜드 상 및 통전이 불필요한 부분을 제외한 절연층 상에 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 조성이 다른 도전 재료로 인쇄 회로 (점퍼 회로)가 형성되고, 동시에 이 인쇄 회로와 관통 구멍 단부가 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 조성이 상이한 도전 재료로 도전 접속되어 이루어지는 관통 구멍 배선판에 관한 것으로, 이 배선판은 관통 구멍의 도전 접속 형성이 용이하고, 접속 신뢰성이 높아 공업적 생산에 바람직하다.

Description

관통 구멍 배선판 {Through-Hole Wiring Board}

본 발명은 관통 구멍 배선판에 관한 것이다.

인쇄 배선판 상에 도전 회로를 형성하는 방법 중 하나로 문헌 [전자 재료, 1994년 10월호 42 내지 46쪽]에 기재되어 있는 바와 같이 금, 은, 구리, 카본 등의 도전성 분말을 사용하고, 거기에 접합제, 유기 용제 및 필요에 따라 첨가제를 첨가하여 페이스트형으로 혼합하여 제작하는 방법이 있다. 특히 고도전성이 요구되는 분야에서는 금분 또는 은분이 일반적으로 사용되고 있었다.

은분을 함유하는 도전 페이스트는 도전성이 양호하기 때문에 인쇄 배선판, 전자 부품 등의 배선층 (도전층) 또는 전자 부품의 전기 회로 및 전극 형성에 사용되고 있는데, 이들은 고온 다습의 분위기하에서 전계가 인가되면 전기 회로나 전극에 마이그레이션 (migration)이라 불리우는 은의 전석 (electrocrystallization)이 발생하여 전극간 또는 배선간이 단락된다는 결점이 있었다. 이 마이그레이션을 방지하기 위한 방책이 몇가지 행해졌으며, 도체 표면에 방습 도료를 도포하거나 또는 도전 페이스트에 질소 함유 화합물 등의 부식 억제제를 첨가하는 등의 방책이 검토되었지만, 충분한 효과를 얻을 수 있는 것은 아니었다.

본 발명은 상기 선행 기술의 결점을 개량하여 관통 구멍의 도전 접속 형성이 용이하고 접속 신뢰성이 높으며, 동박 랜드 상에 형성된 도전 재료의 두께가 얇은 관통 구멍 배선판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 기재를 관통하여 형성된 관통 구멍 내에 도전 재료가 충전되고, 또한 기재 표면에 동박 랜드 및 동박 회로가 형성되며, 동시에 동박 회로 상 및 동박 랜드와 동박 회로 사이의 필요한 개소에 절연층이 형성되고, 또한 동박 회로 상의 일부, 동박 랜드 상 및 통전이 불필요한 부분을 제외한 절연층 상에 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 조성이 다른 도전 재료로 인쇄 회로 (점퍼 회로)가 형성되고, 동시에 이 인쇄 회로와 관통 구멍 단부가 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 조성이 상이한 도전 재료로 도전 접속되어 이루어지는 관통 구멍 배선판을 제공한다.

본 발명의 관통 구멍 배선판은 기재를 관통하여 형성된 관통 구멍 내에 도전 재료가 충전되고, 또한 기재 표면에 동박 랜드 및 동박 회로가 형성되며, 동시에 동박 회로 상 및 동박 랜드와 동박 회로 사이에 절연층이 형성되고, 또한 동박 회로 상의 일부, 동박 랜드 상 및 통전이 불필요한 부분을 제외한 절연층 상에 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 조성이 다른 도전 재료로 인쇄 회로 (점퍼 회로)가 형성되고, 동시에 이 인쇄 회로와 관통 구멍 단부가 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 조성이 상이한 도전 재료로 도전 접속되어 이루어지는 것이다.

은분을 함유하는 도전 페이스트에 있어서, 통전 저항이 양호한 도체를 얻기 위해서는 은분의 배합량을 증가시키지 않으면 안되며, 은분이 고가이기 때문에 도전 페이스트도 고가가 된다는 결점이 있었다. 은 피복 구리분을 사용하면 마이그레이션을 개선할 수 있고, 이것을 이용하면 저렴한 도전 페이스트를 얻을 수 있게 된다. 그러나, 은 피복을 균일하게 두껍게 피복하면 마이그레이션이 개선되지 않는다. 또한, 얻어지는 도전 페이스트 도포막에 직접 납땜을 적용할 수 없다는 결점이 있다. 또한 은분을 사용한 도전 페이스트에 납땜을 행하는 경우, 납땜 중 은이 손실되어 접합이 충분히 행해지지 못한다는 결점도 있다.

한편, 구리분을 사용한 도전 페이스트는 가열 경화 후의 구리의 피산화성이 크기 때문에 공기 중 및 접합제 중에 포함되는 산소와 구리분이 반응하여 그 표면에 산화막을 형성시켜 도전성을 현저히 저하시킨다. 따라서, 각종 첨가제를 첨가하여 구리분의 산화를 방지하고, 도전성이 안정된 구리 페이스트가 개시되어 있지만, 그 도전성은 은 페이스트에는 미치지 못하고, 또한 보존 안정성에도 결점이 있었다. 또한, 얻어진 구리 페이스트의 도포막에 있어서 종래의 구리 페이스트로는 직접 납땜을 적용할 수 없다는 결점도 있었다.

종래, 공지된 도전 페이스트는 상기한 바와 같이 납땜을 직접 적용할 수 없기 때문에 도전 페이스트 도포막에 활성화 처리를 행하여 무전해 도금을 행하거나, 또는 도포막을 음극으로서 도금액 중에 전기 도금을 행한 후, 구리면 상에 납땜을 행하였다.

그러나, 도포막과 구리 도금과의 층간 결합이 확실하지 않으면 실용적이지 않았다. 따라서, 무전해 도금 또는 전기 도금을 행할 필요가 없는 납땜 가능한 도전 페이스트가 개발되면, 회로 형성 공정이 대폭 단축되기 때문에 그 장점이 크다.

땜납은 금속과 접합하기는 쉽지만, 접합제와는 접합하지 않는다. 납땜을 행하는 경우, 이상적으로는 도전분만으로 도포막을 형성하고, 거기에 납땜을 행하면 되지만, 도전분만으로는 신뢰성 및 도포막 형성의 작업성면에서 문제점이 발생한다.

따라서, 접합제를 사용하여 도전 페이스트로서 사용하고 있다. 그러나, 신뢰성 및 도포막 형성의 작업성을 중시하여 접합제의 비율을 높이면 금속 도전분에 접합제가 피복되고, 땜납과 도전분이 접촉하는 면적이 없어지기 때문에 땜납이 붙지 않게 되고 도전성도 저하된다.

땜납이 붙는 도전 페이스트를 얻기 위해서는, 매우 동박에 가까운 조성으로 할 필요가 있다. 즉, 도전분을 일정 스페이스에 넣은 경우, 도전분의 충전성이 높고, 도전분들 사이에 발생한 간극의 체적분만 접합제가 차지하도록 하는 조성으로 한다.

그러나, 상기한 바와 같이 도전분의 비율을 높이면, 도전 페이스트의 점도가 극단적으로 높아져 도전 페이스트 제작이 곤란해지고 도전 페이스트를 도포하는 작업성도 나빠짐과 동시에 도전분들을 결착시키는 접합제가 적기 때문에 도포막의 강도도 저하된다. 따라서, 도전 페이스트를 사용하여 땜납 접합을 행하는 경우, 납땜성, 도전성, 작업성, 강도의 균형을 맞출 수 있는 도전 페이스트가 필요하다.

도전 페이스트를 사용하는 방법은, 도전분을 접합제에 분산시켜 페이스트형으로 한 도전 페이스트를 기판 표면에 도포 또는 관통 구멍에 충전하여 도 2에 나타낸 바와 같은 도전층을 형성하는 방법이다. 또한, 도 2에 있어서 1은 도전 페이스트이다.

또한, 인쇄 배선판에 형성한 관통 구멍에 도전층을 형성하는 다른 수단으로서는, 도 3에 나타낸 바와 같이 관통 구멍 내벽에 구리 도금 (2)를 행하여 도전층을 형성하는 방법이 있다.

일반적으로 관통 구멍 내에 충전하여 사용하는 구멍 매입 도전 페이스트를 사용한 경우의 층간 접속은, 작은 구멍이면서 고도전성을 필요로 하기 때문에 구멍에 가능한 한 도전 페이스트를 충전하고, 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이 구멍에 틈 없이 도전 페이스트를 매입할 필요가 있다. 따라서, 종래의 구멍 매입 도전 페이스트는 도전분의 비율을 높일 필요가 있지만, 도전분의 비율을 높이면 도전 페이스트의 점도가 높아져 구멍에 대한 충전성이 저하되어 버린다. 이에 대하여 점도를 낮춰 구멍에 대한 충전성을 향상시키기 위해서 접합제의 비율을 증가시키면 도전성이 저하되어 버린다는 문제점이 발생한다. 또한, 도 4에 있어서 14는 동박이다.

그에 대한 방책으로서 용제를 포함하지 않는 무용제형이고 접합제로서 액상 에폭시 수지를 주성분으로 한 도전 페이스트를 사용하며, 또한 구멍의 크기에 따라 용제를 약간 사용한 도전 페이스트를 사용하였다.

그러나, 에폭시 수지는 페놀 수지 등과 비교하면 열에 의한 경화 수축량이 낮기 때문에, 에폭시 수지를 주성분으로 하는 도전 페이스트의 저항이 낮아지기 어렵다는 결점이 있었다.

저항을 낮추기 위해서는 도전 페이스트에서의 도전분의 비율을 높이거나, 은 등의 고도전성 금속 분말을 사용하면 그 결점을 보충할 수 있지만, 도전 페이스트도 고가가 되어 버린다.

한편, 페놀 수지를 주성분으로 한 도전 페이스트도 있지만, 이 도전 페이스트는 에폭시 수지를 주성분으로 하는 도전 페이스트보다 도전성은 양호하지만, 도전 페이스트의 점도가 높아져 구멍으로의 충전성에 문제가 있었다.

또한, 도전 페이스트를 사용하여 관통 구멍 내에 도전층을 형성하는 경우, 용제를 다량으로 포함하는 도전 페이스트를 사용하여 관통 구멍 내를 충전하면, 용제 건조에 의해 관통 구멍 내에 보이드가 발생하는 것을 피할 수 없다. 또한, 상기의 도 3에 나타낸 방법에 의해서는 비용이 상승하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 도 5에 나타낸 바와 같이 기재 (3) 표면, 도전 페이스트를 충전한 관통 구멍 단부, 동박 랜드 (7) 및 일부 동박 회로 (8) 상에 절연층 (5)를 형성하고, 또한 도전 재료 (점퍼 도전 페이스트)로 절연층 (5) 상에 도전재 인쇄 회로 (이하 "인쇄 회로"라고 함)를 형성하는 다층 회로판에서는, 관통 구멍 내의 보이드를 없애고 관통 구멍 (10)과 동박 랜드 (7), 동박 회로 (8) 및 인쇄 회로와의 접속 신뢰성을 높이지 않으면 안된다는 결점이 있었다. 또한, 도 5에 있어서 4는 도전층, 6은 점퍼 회로 이고, 9는 오버 코팅층이다.

관통 구멍의 통전을 관통 구멍 내벽에 형성한 구리 도금으로 행하도록 하여 다층 회로판을 제작하는 경우, 관통 구멍 내벽에 구리 도금을 행한 후, 도 6에 나타낸 바와 같이 관통 구멍을 매입한 도전 페이스트 (1) 상에 덮개 도금 (12)를 행하면 상기 결점을 해소할 수 있지만, 공정이 늘어나 비용도 상승하기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이 관통 구멍 내벽에 구리 도금 (2)를 행하여 도전층을 형성하고, 공극을 수지 (13)으로 매입하는 방법도 있지만, 이 방법에 있어서도 공정수가 늘어나기 때문에 비용이 높아진다는 결점이 있다.

또한, 관통 구멍 내에 보이드가 없거나, 또는 대략 보이드가 없는 도전 재료를 충전하여 관통 구멍의 통전을 확보한 후, 기재 표면에 절연층 및 인쇄 회로를 형성하는 방법이 있지만, 이 방법에서는 관통 구멍 내에 충전한 도전 재료와 동박 랜드부가 동박의 단부 단면에서 접속되기 때문에 접속 신뢰성이 낮아지는 결점이 있다. 이를 피하기 위해서는 상기한 덮개 도금을 행하면 되지만, 이 경우도 공정이 늘어나고, 비용이 상승하여 바람직하지 않다.

또한, 관통 구멍 내에 용제를 포함하는 은 도전 재료 (은 페이스트)를 충전하는 은 관통 구멍 배선판을 사용하고, 이 배선판 표면에 절연층 및 인쇄 회로를 형성하여 다층 회로판을 제작하는 경우, 관통 구멍 내에 생기는 보이드가 신뢰성을 저하시키는 원인이 된다. 즉, 세정 공정시에 보이드 내에 이온성 불순물이 잔존하여 내마이그레이션성이 저하된다. 또한 은 관통 구멍 배선판에서는 은 페이스트가 동박 랜드 상에 두껍게 형성되는 경우가 있어, 부품 실장의 경우 이 두껍게 형성된 은 페이스트의 높이가 장해가 되는 경우가 있다.

본 발명에 의해 상기의 문제점을 해결할 수 있는데, 바람직한 태양을 기재하면 이하와 같다.

(1) 기재를 관통하여 형성된 관통 구멍 내에 도전 재료가 충전되고, 또한 기재 표면에 동박 랜드 및 동박 회로가 형성되며, 동시에 동박 회로 상 및 동박 랜드와 동박 회로 사이에 절연층이 형성되고, 또한 동박 회로 상의 일부, 동박 랜드 상 및 통전이 불필요한 부분을 제외한 절연층 상에 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 조성이 다른 도전 재료로 인쇄 회로가 형성되고, 동시에 이 인쇄 회로와 관통 구멍 단부가 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 조성이 상이한 도전 재료로 도전 접속되어 이루어지는 관통 구멍 배선판.

(2) 상기 (1)에 있어서, 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료는 보이드가 없거나 또는 대략 보이드가 없는 도전 재료인 관통 구멍 배선판.

(3) 상기 (2)에 있어서, 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료가 대략 구형 도전분을 함유하고, 절연층 상에 형성되는 인쇄 회로가 은과 구리의 복합 도전분 및 은분을 함유한 도전 재료인 관통 구멍 배선판.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 있어서, 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료 또는 인쇄 회로를 형성하는 도전 재료가 페이스트형 도전 재료 (도전 페이스트)인 관통 구멍 배선판.

(5) 상기 (4)에 있어서, 도전 페이스트가 접합제 및 도전분을 포함하고, 동시에 접합제의 주성분이 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지, 액상 에폭시 수지 및 그의 경화제인 관통 구멍 배선판.

(6) 상기 (4)에 있어서, 도전 페이스트가 접합제 및 도전분을 포함하고, 동시에 비중이 3 내지 7.5인 관통 구멍 배선판.

(7) 상기 (6)에 있어서, 접합제와 도전분의 배합 비율이 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 35:65 내지 65:35인 관통 구멍 배선판.

(8) 상기 (6) 또는 (7)에 있어서, 접합제의 주성분이 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지, 액상 에폭시 수지 및 그의 경화제인 관통 구멍 배선판.

(9) 상기 (5) 또는 (8)에 있어서, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지가 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 치환된 레졸형 페놀 수지인 관통 구멍 배선판.

(10) 상기 (5), (8) 또는 (9)에 있어서, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지가 알콕시화율 5 내지 95 %의 것인 관통 구멍 배선판.

(11) 상기 (5), (8), (9) 또는 (10)에 있어서, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지의 중량 평균 분자량이 500 내지 200,000인 관통 구멍 배선판.

(12) 상기 (5) 내지 (11) 중 어느 한 항에 있어서, 도전분이 은, 구리, 은 피복 구리분 중 1종 또는 2종 이상의 혼합분인 관통 구멍 배선판.

(13) 상기 (5) 내지 (12) 중 어느 한 항에 있어서, 도전분이 분쇄된 구형 또는 대략 구형의 도전분인 관통 구멍 배선판.

(14) 상기 (5) 내지 (13) 중 어느 한 항에 있어서, 접합제와 도전분의 배합 비율이 도전 페이스트 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 3:97 내지 17:83인 관통 구멍 배선판.

(15) 상기 (5) 내지 (14) 중 어느 한 항에 있어서, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지와 액상 에폭시 수지의 배합 비율이 중량비로 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지:액상 에폭시 수지가 10:90 내지 90:10인 관통 구멍 배선판.

(16) 상기 (4)에 있어서, 도전 페이스트가 도전분 및 접합제를 포함하고, 도전분과 접합제의 배합 비율이 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 도전분:접합제가 45:55 내지 79:21 및 중량비로 도전분:접합제가 88:12 내지 96.5:3.5이며, 동시에 도전 페이스트 경화물의 유리 전이점 (Tg)이 40 내지 180 ℃인 관통 구멍 배선판.

(17) 상기 (16)에 있어서, 접합제가 에폭시 수지 조성물과 그의 경화제를 주성분으로 하고, 에폭시 수지의 에폭시 당량이 160 내지 330 g/eq인 관통 구멍 배선판.

(18) 상기 (17)에 있어서, 에폭시 수지 조성물이 상온에서 액상의 에폭시 수지 및 가요성 부여제를 포함하고, 동시에 에폭시 수지와 가요성 부여제의 배합 비율이 중량비로 에폭시 수지:가요성 부여제가 40:60 내지 90:10인 관통 구멍 배선판.

(19) 상기 (16) 내지 (18) 중 어느 한 항에 있어서, 도전분의 비표면적이 0.1 내지 1.0 m2/g, 종횡비가 1 내지 1.5 및 장경의 평균 입경이 1 내지 20 ㎛인 구리분 또는 구리 합금분이고, 동시에 구리분 또는 구리 합금분의 노출 면적이 10 내지 60 %인 대략 구형 도전분인 관통 구멍 배선판.

(20) 상기 (16) 내지 (19) 중 어느 한 항에 있어서, 도전분이 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시켜 표면이 대략 은으로 피복되고, 동시에 형상이 대략 구형인 관통 구멍 배선판.

(21) 상기 (4)에 있어서, 도전 페이스트가 도전분, 접합제 및 용제를 포함하고, 동시에 도전분이 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시켜 표면이 대략 은으로 피복되며, 그 형상이 편평형이고 종횡비가 3 내지 20 및 장경의 평균 입경이 5 내지 30 ㎛인 관통 구멍 배선판.

(22) 상기 (21)에 있어서, 구리분 또는 구리 합금분의 노출 면적이 10 내지 60 %인 관통 구멍 배선판.

(23) 상기 (21) 또는 (22)에 있어서, 용제가 도전 페이스트에 대하여 2 내지 20 중량% 함유된 것인 관통 구멍 배선판.

(24) 상기 (21) 내지 (23) 중 어느 한 항에 있어서, 용제의 비점이 150 내지 260 ℃인 관통 구멍 배선판.

(25) 상기 (4)에 있어서, 도전 페이스트가 접합제 및 도전분을 포함하고, 동시에 도전분의 형상이 대략 구형이며, 그 탭 밀도가 4.5 내지 6.2 g/cm3 및 상대 밀도가 50 내지 68 %인 관통 구멍 배선판.

(26) 상기 (25)에 있어서, 도전분이 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시켜 표면이 대략 은으로 피복되고, 동시에 형상이 대략 구형인 관통 구멍 배선판.

(27) 상기 (25) 또는 (26)에 있어서, 도전분의 종횡비가 1 내지 1.5 및 장경의 평균 입경이 1 내지 20 ㎛인 구리분 또는 구리 합금분이고, 동시에 구리분 또는 구리 합금분의 노출 면적이 10 내지 60 %인 대략 구형 도전분인 관통 구멍 배선판.

(28) 상기 (21) 내지 (27) 중 어느 한 항에 있어서, 도전분과 접합제의 배합 비율이 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 도전분:접합제가 88:12 내지 96.5:3.5인 관통 구멍 배선판.

(29) 상기 (1) 내지 (28) 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (1)에 기재된 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료가 상기 (5) 내지 (15)에 기재된 도전 페이스트이고, 또한 상기 (1)에 기재된 동박 랜드에 있어서 칩 부품이 납땜되는 동박 랜드에는 상기 (16) 내지 (28)에 기재된 도전 페이스트를 인쇄하여 관통 구멍 내에 충전되는 도전 페이스트의 단부와 접속되고, 칩 부품이 납땜되지 않는 동박 랜드에는 상기 (3)에 기재된 은과 구리의 복합 도전분 및 은분을 페이스트화한 도전 페이스트를 인쇄하여 관통 구멍 내에 충전되는 도전 페이스트의 단부와 접속하여 이루어지는 관통 구멍 배선판.

상기 태양 (1)에 기재된 발명은, 관통 구멍의 도전 접속 형성이 용이하고 접속 신뢰성이 높으며, 동박 랜드 상에 형성된 도전 재료의 두께가 얇은 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (2)에 기재된 발명은, (1)에 기재된 발명 중 특히 접속 신뢰성이 높은 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (3)에 기재된 발명은, (1)에 기재된 발명에 추가하여 관통 구멍 내로의 도전 재료의 충전성이 양호하고, 또한 절연층 상에 형성한 인쇄 회로의 내마이그레이션성이 양호한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (4), (5) 및 (6)에 기재된 발명은, 관통 구멍 또는 비관통 구멍으로의 충전성 및 도전성이 우수한 도전 페이스트를 사용한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (7) 내지 (15)에 기재된 발명은, 관통 구멍 또는 비관통 구멍으로의 충전성 및 도전성의 향상 효과가 우수한 도전 페이스트를 사용한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (16)에 기재된 발명은, 납땜성이 우수한 도전 페이스트를 사용한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (17) 내지 (20)에 기재된 발명은, 납땜성의 향상 효과가 우수한 도전 페이스트를 사용한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (21)에 기재된 발명은, 납땜성 및 도전성이 우수한 도전 페이스트를 사용한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (22)에 기재된 발명은, 납땜성의 향상 효과 및 마이그레이션이 우수한 도전 페이스트를 사용한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (23) 및 (24)에 기재된 발명은, (21) 및 (22)에 기재된 효과 및 마이그레이션을 발휘하고, 또한 작업성이 우수한 도전 페이스트를 사용한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (25)에 기재된 발명은, 납땜성이 우수한 도전 페이스트를 사용한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (26) 내지 (28)에 기재된 발명은, 납땜성의 향상 효과가 우수한 도전 페이스트를 사용한 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

태양 (29)에 기재된 발명은, 칩 부품이 납땜되는 측의 동박 랜드와의 땜납 습윤성이 좋고 접속성이 우수하며, 또한 칩 부품이 납땜되지 않는 측의 동박 랜드와의 접속 신뢰성이 높은 관통 구멍 배선판을 제공하는 것이다.

이하, 본 발명에 사용되는 재료, 본 발명의 구성 등에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 사용되는 기재로는 동박을 입힌 적층판을 사용하는 것이 바람직하며, 이 동박 부착 적층판으로서는 종이 페놀 기재, 유리 에폭시 기재, 유리 에폭시 복합 기재 등을 들 수 있다. 기재의 두께에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 유리 에폭시 기재나 유리 에폭시 복합 기재를 사용하는 경우에는 1.6 mm의 두께가 바람직하고, 1.2 mm의 두께가 보다 바람직하며, 0.4 내지 1.0 mm의 두께 범위인 것이 경박단소의 관점에서 더욱 바람직하다.

또한, 기재에 형성되는 관통 구멍의 직경은 0.6 mm 이하가 바람직하고, 0.5 mm 이하가 보다 바람직하며, 0.2 내지 0.4 mm의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료는 페이스트형으로 하여 사용하는 것이 바람직하다. 이 도전 재료에 사용되는 도전분은 대략 구형 도전분이면 인쇄 충전성이 양호하기 때문에 바람직하다.

상기의 도전분으로서는 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시켜 표면이 대략 은으로 피복된 은 피복 구리분 또는 은 피복 구리 합금분을 사용하는 것이 바람직하며, 특히 은 피복 구리 합금분을 사용하면 산화 방지 및 마이그레이션을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다. 만약, 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시키지 않고 전면에 은을 피복한 것을 사용하면 납땜성이 나빠져 본 발명의 목적을 달성하지 못하게 되는 경향이 있음과 동시에 마이그레이션성이 악화되는 경향이 있다.

구리분 또는 구리 합금분은 분무법으로 제작된 분체를 사용하는 것이 바람직하며, 그 입경은 작을 수록 바람직하고, 예를 들면 평균 입경이 0.1 내지 20 ㎛의 범위인 분체가 바람직하고, 1 내지 20 ㎛ 범위의 분체가 보다 바람직하며, 1 내지 10 ㎛ 범위의 분체가 더욱 바람직하다.

구리분 또는 구리 합금분의 노출 면적은 납땜성, 노출부의 산화, 도전성 등의 점에서 10 내지 60 %의 범위가 바람직하고, 10 내지 50 %의 범위가 보다 바람직하며, 10 내지 30 %의 범위가 더욱 바람직하다.

구리분 또는 구리 합금분의 표면에 은을 피복하기 위해서는 치환 도금, 전기 도금, 무전해 도금 등의 방법이 있으며, 구리분 또는 구리 합금분과 은의 부착력이 높은 것이 수행 비용이 저렴하기 때문에 치환 도금으로 피복하는 것이 바람직하다.

구리분 또는 구리 합금분 표면으로의 은의 피복량은 내마이그레이션성, 비용, 도전성 향상 등의 점에서 구리분 또는 구리 합금분에 대하여 5 내지 25 중량%의 범위가 바람직하고, 10 내지 23 중량%의 범위가 더욱 바람직하다.

도전분은 접촉점이 적으면 저항이 높아지기 쉽다. 도전 입자들의 접촉 면적을 크게 하여 고도전성을 얻기 위해서는, 도전분에 충격을 주어 입자 형상을 편평형으로 변형시키는 것이 바람직하지만, 편평형 도전분을 사용한 도전 페이스트는 대략 구형 도전분을 사용한 도전 페이스트보다 점도가 높아져 구멍에 대한 충전성이 저하된다. 점도를 낮추기 위해서는 다량의 용제를 포함시키면 되지만, 다량의 용제를 포함시키면 경화 후의 도포막의 막 두께가 용제의 체적분만큼 감소해 버린다. 또한, 도포막 표면을 평면으로 동시에 요철이 없도록 하기 위해서는 연마하면 되지만, 연마하면 막 두께가 얇아지기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 작업성 및 도전 페이스트의 도전성이라는 점에서 대략 구형 도전분을 사용한 도전 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료에 사용되는 도전분은 접속 신뢰성을 높이기 위해서, 대략 구형의 구리분 또는 구리 합금분의 표면을 은 도금한 후, 도전분들의 응집을 푸는 분쇄 처리를 행하여 탭 밀도를 높인 대략 구형의 도전분을 사용하면 도전분들의 접촉 저항이 작기 때문에 바람직하다. 이 대략 구형의 도전분의 탭 밀도가 상대 밀도로 55 % 이상인 것을 사용하면 치밀하게 충전할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 분쇄 처리를 행한 도전분은 분쇄 처리를 행하지 않은 응집된 상태의 도전분보다 부피 밀도가 높기 때문에 소직경의 구멍에 충전하는 도전분으로서 바람직하다.

도전분을 분쇄하는 방법에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 응집되어 있는 도전분 및 직경이 0.5 내지 2 mm인 지르코니아 볼 1 kg을 볼 밀 용기 내에 투입하여 2시간 정도 회전시킴으로써 분쇄할 수 있다.

은 도금 후의 도전분은 도금 및 건조 공정에서 응집이 일어나기 쉽기 때문에, 그 탭 밀도는 상대 밀도가 25 내지 40 % 정도이다. 상기에 나타낸 분쇄 처리를 행함으로써 탭 밀도를 상대 밀도로 55 % 이상으로, 더 최적인 조건화로는 60 % 이상도 가능하다.

또한, 도전성의 신뢰성을 높이기 위해서는 대략 구형 도전분과 편평형 미소 은분 및(또는) 응집성을 나타내는 은 미분을 병용하는 것이 바람직하다. 그 외, 대략 구형 도전분과 편평형 은 구리 복합분을 병용할 수도 있다. 이들을 병용하는 경우, 그 배합 비율은 대략 구형 도전분 100 중량부에 대하여 편평형 은 미분, 응집성을 나타내는 은 미분 및(또는) 편평형 은 구리 복합분이 5 내지 75 중량부의 비율로 배합되는 것이 바람직하며, 편평형 은 미분, 응집성을 나타내는 은 미분 및(또는) 편평형의 은 구리 복합분이 5 중량부 미만인 경우 도전성의 신뢰성이 감소되는 경향이 있고, 75 중량부를 초과하면 도전성은 양호하지만, 점도가 높아지기 쉽고 관통 구멍 내로의 충전성을 저하시킬 수 있는 경향이 있다.

본 발명에서의 대략 구형 도전분으로서는 비표면적이 0.1 내지 1.0 m2/g인 것 외에 종횡비가 1 내지 1.5 및 장경의 평균 입경이 1 내지 20 ㎛인 도전분을 사용하는 것이 바람직하며, 비표면적이 0.1 내지 0.6 m2/g, 종횡비가 1 내지 1.3 및 장경의 평균 입경이 1 내지 10 ㎛인 도전분을 사용하면, 납땜성의 향상 효과가 우수하기 때문에 더욱 바람직하다.

또한, 상기에서 말하는 비표면적은 BET법에 의해 평균 입경은 레이저 산란형 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 상기 장치로서 마스터 사이저 (Master Sizer, 마루반사 제조)를 사용하여 측정하였다.

본 발명에서의 종횡비란, 도전분 입자의 장경과 단경의 비율 (장경/단경)을 말한다. 본 발명에 있어서는, 점도가 낮은 경화성 수지 중에 도전분 입자를 잘 혼합하고, 정치하여 입자를 침강시킴과 동시에 그대로 수지를 경화시키고, 얻어진 경화물을 수직 방향으로 절단하고, 그 절단면에 나타나는 입자 형상을 전자 현미경으로 확대하여 관찰하고, 적어도 100 입자에 대하여 하나 하나 입자의 장경/단경을 구하여 이들의 평균치를 종횡비로 한다.

여기에서, 단경이란 상기 절단면에 나타나는 입자에 대하여 그 입자 외측에 접하는 두개의 평행선을 조합하여 입자를 사이에 끼도록 선택하고, 이들 조합 중 최단 간격이 되는 두개의 평행선 거리이다. 한편, 장경이란 상기 단경을 결정하는 평행선에 직각 방향인 두개의 평행선으로서, 입자 외측에 접하는 두개의 평행선 조합 중, 최장 간격이 되는 두개의 평행선 거리이다. 이들 네개의 선으로 형성되는 장방형은 입자가 그 안에 꼭 맞는 크기가 된다.

또한, 본 발명에서 행한 구체적 방법에 대해서는 후술한다.

상기한 관통 구멍 이외에 고도전성을 필요로 하는 부분, 예를 들면 관통 구멍 단부와 접속되고 칩 부품이 납땜되는 동박 랜드 및 그에 인접하는 동박 회로에 인쇄하는 도전 페이스트에는 발명의 태양 (16) 내지 (28)에 기재된 도전 페이스트를, 또한 관통 구멍의 단부와 접속되고 칩 부품이 납땜되지 않은 동박 랜드 및 그에 인접하는 동박 회로에 인쇄하는 도전 페이스트에는 발명의 태양 (3)에 기재된 은과 구리의 복합 도전분 및 은분을 함유하는 도전 재료를 페이스트화한 도전 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기한 관통 구멍의 단부와 접속되고 칩 부품이 납땜되는 동박 랜드 및 그에 인접하는 동박 회로 또한 칩 부품이 납땜되지 않은 동박 랜드 및 그에 인접하는 동박 회로에 인쇄하는 도전 페이스트는, 대략 구형 도전분일 수도 있지만, 도전분에 충격을 가하여 편평형으로 한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 편평형으로 함으로써 도전 입자들의 접촉 면적을 크게 하여 고도전성으로 할 수 있다.

또한, 상기 이외의 관통 구멍의 단부, 동박 회로의 일부, 동박 랜드 및 통전이 불필요한 부분을 제외한 절연층 상에 형성되는 인쇄 회로 (점퍼 회로)에 사용하는 도전 재료로는, 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 조성이 상이한 도전 재료를 사용할 필요가 있다. 이 부분에 사용하는 도전분도 편평형인 것으로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 편평형 도전분, 즉 발명의 태양 (21)에 사용되는 편평형 도전분으로서는 종횡비가 3 내지 20 및 장경의 평균 입경이 5 내지 30 ㎛의 범위, 바람직하게는 종횡비가 3 내지 15 및 장경의 평균 입경이 5 내지 20 ㎛의 범위인 도전분을 사용하는 것이 필요하고, 종횡비가 3 미만이면 도전성이 낮아지고, 20을 초과하면 작업성이 불량해진다. 또한 단경 및 장경의 평균 입경이 5 ㎛ 미만이면 작업성이 불량해지고, 30 ㎛를 초과하면 인쇄에 사용하는 메쉬 등에 블록킹이 발생하여 작업성이 불량해진다.

상기에서 말하는 평균 입경도, 상기에서 설명한 레이저 산란형 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 상기 장치로서 마스터 사이저 (마루반사 제조)를 사용하여 측정하였다.

상기의 부분에 사용되는 도전분은 관통 구멍 내에 충전하는 도전분과 마찬가지로 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시켜 표면이 대략 은으로 피복된 은 피복 구리분 또는 은 피복 구리 합금분을 사용하는 것이 바람직하고, 특히 은 피복 구리 합금분을 사용하면 산화 방지 및 마이그레이션을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다. 만약, 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시키지 않고 전면에 은을 피복한 것을 사용하면, 납땜성이 나빠져 본 발명의 목적을 달성하지 못하게 되는 경향이 있음과 동시에 마이그레이션성이 악화되는 경향이 있다.

구리분 또는 구리 합금분의 노출 면적은 납땜성, 노출부의 산화, 도전성 등의 점에서 10 내지 60 %의 범위가 바람직하고, 10 내지 50 %의 범위가 보다 바람직하며, 10 내지 30 %의 범위가 더욱 바람직하다.

구리분 또는 구리 합금분 표면에 은을 피복하기 위해서는 치환 도금, 전기 도금, 무전해 도금 등의 방법이 있으며, 구리분 또는 구리 합금분과 은의 부착력이 높은 것이 수행 비용이 저렴하기 때문에 치환 도금으로 피복하는 것이 바람직하다.

구리분 또는 구리 합금분 표면으로의 은의 피복량은 내마이그레이션성, 비용, 도전성 향상 등의 점에서 구리분 또는 구리 합금분에 대하여 5 내지 25 중량%의 범위가 바람직하고, 10 내지 23 중량%의 범위가 더욱 바람직하다.

한편, 은과 구리의 복합 도전분과 병용하는 은분은 형상이 편평형인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 그 평균 입경은 20 ㎛ 이하가 바람직하며, 10 ㎛ 이하가 보다 바람직하고, 3 내지 0.2 ㎛의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

은과 구리의 복합 도전분과 은분의 배합 비율은, 은과 구리의 복합 도전분 100 중량부에 대하여 은분이 25 내지 150 중량부의 비율로 배합되는 것이 바람직한데, 은분이 25 중량부 미만인 경우, 내마이그레이션성은 양호하지만, 도전성의 신뢰성이 나빠지는 경향이 있고, 150 중량부를 초과하면 내마이그레이션성과의 균형이 나빠지는 경향이 있다.

또한, 절연층 상의 인쇄 회로의 형성에 사용되는 도전 재료로서 구리분만을 사용한 경우, 내마이그레이션성은 양호하지만, 고온 고습 바이어스 시험이나 기상 냉열 사이클 시험에서 도전성이 악화되고, 통전 저항이 높아져 단선 상태가 되기 쉬운 경향이 있으며, 또한 구리분만의 도전 재료를 인쇄하여 회로를 형성하여 배선판을 제작한 경우, 배선판을 구부리면 극단적으로 저항치가 증가하고, 대량 생산된 배선판에서는 그 양산시 구부러지는 경우도 있어 회로 저항치의 신뢰성 저하가 발생하기 쉬운 경향이 있다.

본 발명에 있어서, 기재를 관통하여 형성된 관통 구멍으로의 도전 재료 (도전 페이스트)의 충전 방법은, 양면에 동박이 접합된 기재의 원하는 위치에 기재를 관통하여 관통 구멍을 형성하고, 이어서 이 관통 구멍에 인쇄법, 스퀴즈법 (squeeze method) 등의 방법으로 도전 재료를 충전하고, 그 후 건조, 반경화 또는 경화시키고, 또한 양면에 동박 상에 돌기형으로 부착된 도전 재료 경화물을 연마하여 제거할 수도 있다. 동박을 에칭하여 동박 회로 등을 형성하기 전에 연마함으로써, 연마분의 잔류 및 동박 회로 등으로의 손상을 방지할 수 있고, 동시에 전면 동박을 연마하기 때문에 생산성도 양호하다.

또한, 연마시, 관통 구멍 단부의 도전 재료 (도전 페이스트)를 지나치게 연마하여 동박 표면보다 더 오목해져도 본 발명에 따르면, 관통 구멍 단부의 도전 재료와 동박 랜드를 도전 재료로 접속하기 때문에 통전 신뢰성은 높다.

또한, 기재를 관통하여 관통 구멍을 형성한 후, 관통 구멍 주변에 생긴 돌출 부분을 에칭 등의 방법으로 제거하면, 상기의 도전 재료로 관통 구멍에 충전한 도전 재료 단부와 동박 랜드와의 접속 신뢰성은 보다 높아지게 된다.

또한, 본 발명에 있어서 동박 랜드 및 동박 회로를 형성하는 수단은, 양면에 구리를 입힌 적층판의 동박 상에 에칭용 레지스트로 패턴을 형성하고, 에칭액을 사용하여 패턴화하는 방법에 의해 형성할 수 있다.

또한, 관통 구멍이 먼저 형성되어 있는 경우에도, 이른바 텐팅법에 의해 관통 구멍 상에 레지스트 패턴을 형성하고, 에칭법으로 제작할 수 있다.

절연층에 사용되는 재료는 에폭시 수지 조성물을 포함하는 열경화성 절연층 재료를 사용하는 것이 내열성, 내습성 등의 점에서 바람직하지만, 열경화와 UV 경화의 병용형 절연 재료를 사용할 수도 있다.

또한, 사용 환경이 원만하고, 인쇄 회로판에 가해지는 전압이 낮은 경우에는 UV 경화형 절연 재료도 사용 가능하다.

본 발명에 있어서 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료와 동박 랜드, 동박 회로 및 동박 회로 상의 일부, 동박 랜드 상 및 통전이 불필요한 부분을 제외한 절연층 상에 인쇄하는 도전 재료에 함유되는 접합제로서는, 에폭시 수지 및 페놀 수지 또는 저점도화를 위해 첨가되는 모노에폭시드 또는 폴리에틸렌글리콜, 커플링제, 경화제 등을 함유하는 열경화성 수지 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.

에폭시 수지와 페놀 수지의 비율은 관통 구멍 내에 충전하는 도전 재료의 경우, 저점도화 및 저용제량이 바람직하기 때문에 에폭시 수지의 함유율이 많은 것을 사용하는 것이 바람직하고, 한편 동박 랜드 및 절연층 상에 인쇄하는 도전 재료의 경우에는 인쇄 회로의 저항을 낮추는 관점에서 페놀 수지의 함유율이 많은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 후자의 경우에는 인쇄시 스며나오지 않으면 용제를 10 내지 25 중량% 함유할 수도 있다.

페놀 수지는 노볼락형, 레졸형 등 공지된 것일 수 있으며, 에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은 중량비로 에폭시 수지:페놀 수지가 10:90 내지 90:10의 범위인 것이 바람직하고, 10:90 내지 60:40의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 에폭시 수지의 배합 비율이 10 중량% 미만인 경우 동박과의 접착성이 저하되는 경향이 있고, 에폭시 수지의 배합 비율이 90 중량%를 초과하는 경우 도전성이 저하되는 경향이 있다.

페놀 수지를 사용한 도전 페이스트는 에폭시 수지를 사용한 도전 페이스트보다 높은 도전성을 얻을 수 있다. 이것은 경화 수축량이 에폭시 수지보다 페놀 수지쪽이 크기 때문에 도전체의 체적 감소가 크고 도전분들의 접촉 면적 및 확률이 커지기 때문이다.

고도전성이 요구되는 도전 페이스트에는 페놀 수지가 불가결하지만, 도전 페이스트의 점도가 높아져 구멍에 대한 충전성이 나빠진다. 특히 소직경의 구멍에 대한 충전성이 나빠지는데, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지를 사용함으로써 이 문제를 해결할 수 있다.

또한, 도전 페이스트 중의 함유량을 동량으로서 사용한 경우, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지를 사용한 도전 페이스트는 노볼락형, 레졸형 등 공지된 페놀 수지를 사용한 도전 페이스트보다 점도가 낮아지고, 도전성도 동등하거나 양호해진다.

알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지로서는, 이것을 사용한 도전 페이스트의 점도, 구멍에 대한 충전성 및 도전성의 점에서 특히 탄소수 1 내지 6의 알콕시기로 치환된 레졸형 페놀 수지가 바람직하다. 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지의 알콕시화율, 즉 전체 메틸올기의 알콕시화되는 비율은 도전 페이스트의 점도, 구멍에 대한 충전성 및 도전성의 점에서 5 내지 95 %의 범위가 바람직하고, 10 내지 85 %의 범위가 더욱 바람직하다.

또한, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지 중의 알콕시기는 벤젠환 1개 당 알콕시기가 0.1 내지 2개의 범위가 바람직하며, 0.3 내지 1.5개의 범위가 보다 바람직하고, 0.5 내지 1.2개의 범위가 더욱 바람직하다. 또한, 알콕시화율 및 알콕시기의 수는 핵자기 공명 스펙트럼 분석에 기초하여 측정할 수 있다 (이하 NMR법이라고 함).

본 발명에서의 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지의 중량 평균 분자량은 도전 페이스트의 점도, 구멍에 대한 충전성, 가용 시간, 접합제의 경화성 및 도전성의 점에서 500 내지 200,000의 범위가 바람직하고, 700 내지 120,000의 범위가 더욱 바람직하다. 또한, 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피법에 의해 측정하고, 표준 폴리스티렌 환산함으로써 구할 수 있다.

절연층 상에 인쇄되는 도전 재료에 사용하는 접합제의 경우, 도전성이 높을 수록 바람직하기 때문에 페놀 수지 함유율이 높은 것이 좋고, 또한 인쇄, 건조 중에 스며나오는 것을 방지하기 위해서는 점도가 높은 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 그 중량 평균 분자량은 5,000 내지 200,000의 범위가 바람직하고, 700 내지 120,000의 범위가 더욱 바람직하다. 고분자량의 페놀 수지를 사용하면, 도전 재료 인쇄 후의 건조 중에 용제의 휘발에 따라 도전 재료의 점도가 급격히 높아진다. 따라서, 가열에 따른 점도 저하가 일어나도 분자량이 큰 경우에는 그 저하 비율이 작고, 스며나오는 것을 방지하며, 절연의 신뢰성이 높은 배선판을 얻을 수 있는 장점을 나타낸다.

알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지와 액상 에폭시 수지의 배합 비율은, 도전성, 도전 페이스트의 점도 및 구멍에 대한 충전성 등의 점에서 중량비로 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지:액상 에폭시 수지가 10:90 내지 90:10의 범위인 것이 바람직하고, 40:60 내지 90:10의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

에폭시 수지는 상온에서 액상인 것이 바람직하다. 상온에서 결정화되는 것은 액상물과 혼합함으로써 결정화를 피할 수 있다. 본 발명에 있어서 상온에서 액상 에폭시기 수지란, 예를 들면 상온에서 고형인 것이라도 상온에서 액상 에폭시 수지와 혼합함으로써 상온에서 안정되게 액상이 되는 것도 포함한다. 또한, 본 발명에 있어서 상온이란, 온도가 약 25 ℃를 나타내는 것을 의미한다.

에폭시기 수지는 공지된 것이 사용되며, 분자 중에 에폭시기를 2개 이상 함유하는 화합물, 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 AD, 비스페놀 F, 노볼락, 크레졸 노볼락류와 에피클로로히드린과의 반응에 의해 얻어지는 폴리글리시딜에테르, 디히드록시나프탈렌 디글리시딜에테르, 부탄디올 디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르 등의 지방족 에폭시 수지 및 디글리시딜히단토인 등의 복소환식 에폭시, 비닐시클로헥센디옥시드, 디시클로펜탄디엔디옥시드, 알리시클릭 디에폭시아디페이트와 같은 지환식 에폭시 수지를 들 수 있다.

필요에 따라 가요성 부여제가 사용된다. 가요성 부여제는 공지된 것일 수 있으며, 분자 중에 에폭시기를 1개만 갖는 화합물, 예를 들면 n-부틸 글리시딜에테르, 베르사트산 글리시딜에스테르, 스티렌옥시드, 에틸헥실 글리시딜에테르, 페닐 글리시딜에테르, 크레실 글리시딜에테르, 부틸페닐 글리시딜에테르 등과 같은 통상의 에폭시 수지를 들 수 있다.

이러한 에폭시 수지 및 가요성 부여제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

접합제에 첨가되는 경화제로서는, 예를 들면 멘텐디아민, 이소포론디아민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 메틸렌디아닐린 등의 아민류, 프탈산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 숙신산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물 등의 산 무수물, 이미다졸, 디시안디아미드 등의 화합물계 경화제, 폴리아미드 수지, 페놀 수지, 요소 수지 등의 수지계 경화제가 사용되지만, 필요에 따라 잠재성 아민 경화제 등의 경화제와 병용하여 사용할 수도 있고, 또한 3급 아민, 이미다졸류, 트리페닐포스핀, 테트라페닐포스페닐보레이트 등과 같은 일반적으로 에폭시 수지와 페놀 수지의 경화 촉진제로서 알려져 있는 화합물을 첨가할 수도 있다.

이러한 경화제의 함유량은 도전 페이스트 경화물의 유리 전이점 (Tg)의 면에서 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 25 중량부의 범위인 것이 바람직하고, 1 내지 20 중량부의 범위인 것이 보다 바람직하며, 1 내지 10 중량부의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 사용되는 접합제는, 상기한 재료 이외에 필요에 따라 요변성제, 커플링제, 소포제, 분말 표면 처리제, 침강 방지제 등을 첨가하여 균일하게 혼합하여 얻는다. 필요에 따라 첨가되는 요변성제, 커플링제, 소포제, 분말 표면 처리제, 침강 방지제 등의 함유량은 도전 페이스트에 대하여 0.01 내지 1 중량%의 범위인 것이 바람직하고, 0.03 내지 0.5 중량%의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 사용되는 도전 페이스트는 비중이 3 내지 7.5의 범위인 것이 바람직하고, 3.5 내지 6.5의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 비중이 3 미만이면 도전분의 비율이 낮기 때문에 고도전성을 얻을 수 없게 되는 경향이 있다. 한편, 7.5를 초과하면 도전분의 비율은 높지만, 접합제 등의 비율이 낮아져 구멍에 대한 충전성이 저하되는 경향이 있다.

도전 페이스트의 비중을 상기 범위로 하기 위해서는, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 35:65 내지 65:35의 범위인 것이 바람직하고, 40:60 내지 60:40의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 중량비로 접합제:도전분이 3:97 내지 17:83의 범위인 것이 바람직하고, 5:95 내지 15:85의 범위인 것이 보다 바람직하며, 7:93 내지 13:87의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 도전분의 비율이 83 중량% 미만이면 도전성이 저하되는 경향이 있고, 도전분의 비율이 97 중량%를 초과하면 점도, 접착력, 도전 페이스트의 강도가 저하되어 신뢰성이 떨어지는 경향이 있다.

또한, 발명의 태양 (16), (21) 및 (25)에 나타낸 도전 페이스트의 경우, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 55:45 내지 21:79의 범위인 것이 바람직하고, 50:50 내지 28:72의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 중량비로 접합제:도전분이 3.5:96.5 내지 12:88의 범위인 것이 바람직하고, 5:95 내지 10:90의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 도전분이 상기한 범위를 하회하면 납땜성이 저하되고, 상기한 범위를 상회하면 도전 페이스트의 점도가 극단적으로 높아지기 때문에 도전 페이스트의 제작이 곤란해짐과 동시에 도전 페이스트를 도포하는 작업성이 나빠진다.

본 발명에 있어서, 상기에 나타낸 도전 페이스트는 도전 페이스트 경화물의 유리 전이점 (이하 Tg라고 함)이 40 내지 180 ℃가 바람직하고, 40 내지 140 ℃의 범위가 더욱 바람직하다. 40 내지 180 ℃의 범위에서 벗어나면 도전 페이스트의 도포막에 직접 납땜하는 것이 불가능해지는 경향이 있다.

도전 페이스트 경화물의 Tg를 40 내지 180 ℃의 범위로 하기 위해서는, 접합제로서 에폭시 수지 조성물 및 그의 경화제를 주성분으로 하고, 에폭시 수지의 에폭시 당량이 160 내지 330 g/eq의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 160 내지 250의 범위인 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

상기한 에폭시 수지 조성물로서는, 에폭시 수지 외에 가요성 부여제를 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 에폭시 수지와 가요성 부여제의 배합 비율은 중량비로 에폭시 수지:가요성 부여제가 40:60 내지 90:10의 범위인 것이 바람직하고, 50:50 내지 80:20의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 도전 페이스트를 동박에 보다 가까운 상태로 하기 위해서는 도전 페이스트에 사용하는 도전분은 충전성이 높은 도전분을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 형상이 대략 구형이고, 탭 밀도가 4.5 내지 6.2 g/cm3 상대 밀도가 50 내지 68 %의 범위가 바람직하며, 탭 밀도가 4.9 내지 6.2 g/cm3 및 상대 밀도가 55 내지 68 %의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 상기한 범위를 하회하면 충전성이 나쁘고 접합제의 비율이 높아지며, 한편 상기한 범위를 상회하면 도전분을 저렴하게 제작하기가 매우 곤란해지는 경향이 있다.

또한, 상기에 나타낸 탭 밀도는 매스실린더에 적당량의 도전분을 투입하여 1000회 탭핑하고, 투입한 중량과 1000회 탭핑 후의 매스실린더가 나타내는 체적으로부터 환산하여 구하였다. 또한 상대 밀도는 다음 식으로부터 구하였다.

상대 밀도 (%)=(탭 밀도/실제 밀도)×f×100

단, f는 실측치에 의한 보정 계수이다.

일반적으로 구멍 매입용 도전 페이스트의 경우, 관통 구멍 내에 보이드가 발생하는 것은 바람직하지 않기 때문에 용제를 포함하지 않는 무용제형이 사용되지만, 용제를 함유시킴으로써 도전성이 향상되고 불균일성도 낮아지기 때문에 바람직하다.

용제를 함유하고 있는 도전 페이스트는, 용제를 함유하고 있지 않은 도전 페이스트보다 인쇄 도포했을 때와 열처리를 행하여 경화시킨 후의 도전 페이스트의 체적 감소량이 용제를 포함하고 있는 만큼 크다. 또한, 열처리를 행하는 과정에서 용제를 함유하고 있는 도전 페이스트 쪽이 도전 페이스트의 점도가 크게 저하되고, 도전 페이스트에 포함되어 있는 도전분이 도전체층 내에서 치밀해진다. 이러한 요인 때문에 용제를 함유하고 있는 도전 페이스트는 용제를 함유하고 있지 않은 도전 페이스트보다 도전성이 양호해지고 불균일성도 낮아진다.

또한, 편평형 도전분을 사용한 도전 페이스트의 점도는 대략 구형 도전분을 사용한 도전 페이스트보다 동일 조성에서 높아지고, 작업성도 나빠진다. 본 발명에서는 용제를 첨가함으로써 이 문제를 해결할 수 있다. 용제를 첨가한 경우, 도전 페이스트의 도포막이 용제의 체적분만큼 얇아진다. 또한, 도포막 표면의 연마 공정 등이 들어가는 경우, 도포막이 얇은 것은 바람직하지 않지만, 그 경우에는 도전 페이스트를 복수회 도포하여 도포막을 두껍게 하면 이 문제는 피할 수 있다.

사용되는 용제는 열처리의 도전 페이스트의 점도 저하가 큰 용제가 바람직하고, 아세트산 부틸의 증발 속도를 100이라고 했을 경우, 함유되는 용제의 증발 속도가 0 초과, 28 이하의 범위이며, 비점이 150 내지 260 ℃의 범위인 용제, 예를 들면 디프로필렌글리콜 메틸에테르, 디프로필렌글리콜 에틸에테르, 디프로필렌글리콜 부틸에테르, 디프로필렌글리콜 이소프로필메틸에테르, 디프로필렌글리콜 이소프로필에틸에테르, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르, 프로필렌글리콜 t-부틸에테르, 프로필렌글리콜 에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 부틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 메틸에테르, 디에틸렌글리콜 에틸에테르, 에틸렌글리콜 부틸에테르, 디에틸렌글리콜 부틸에테르, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 3-메틸-3-메톡시부틸에테르, 락트산 에틸, 락트산 부틸, 에틸카르비톨, 부틸카르비톨, 벤질알콜, 부틸카르비톨아세테이트 등을 들 수 있다.

첨가하는 용제는 1종 또는 필요에 따라 2종 이상의 용제를 혼합한 용제를 사용하고, 용제의 함유량은 도전성, 작업성, 도전 페이스트의 점도, 도포막의 막두께, 구멍에 대한 충전성 등의 점에서 도전 페이스트에 대하여 0.01 내지 20 중량%의 범위가 바람직하고, 1 내지 20 중량%의 범위가 보다 바람직하며, 2 내지 20 중량%의 범위가 더욱 바람직하고, 2 내지 7.5 중량%의 범위가 가장 바람직하다.

또한, 용제의 비점은 작업시 도전 페이스트의 점도 안정성 및 용제의 건조 시간의 점에서 150 내지 260 ℃의 범위인 것이 바람직하고, 170 내지 24O ℃의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 도전 페이스트는 상기한 접합제, 도전분 및 필요에 따라 첨가되는 용제, 요변성제, 커플링제, 소포제, 분말 표면 처리제, 침강 방지제 등과 함께 라이카이기, 니이더, 3축 롤 등으로 균일하게 혼합, 분산하여 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명한다.

<실시예 1>

비스페놀 A형 에폭시 수지 (제팬 에폭시 레진(주) 제조, 상품명 에피코트 827) 82 중량부, 지방족 디글리시딜에테르 (아사히 덴까 고교(주) 제조, 상품명 ED-503) 10 중량부 및 2-페닐-4-메틸-이미다졸 (시꼬꾸 가세이(주) 제조, 큐어졸 2P4MZ) 8 중량부를 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합하여 접합제 A로 하였다.

한편, 페놀 수지 (가네보(주) 제조, 상품명 벨펄 S-890) 40 중량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 (유까 쉘 에폭시(주) 제조, 상품명 에피코트 827) 60 중량부 및 상기에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 5 중량부를 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합하여 접합제 B로 하였다.

또한, 접합제 2의 에폭시 수지와 페놀 수지의 비율은 중량비로 에폭시 수지: 페놀 수지가 60:40이었다.

이어서, 분무법으로 제작한 평균 입경 5.1 ㎛의 구형 구리분 (닛본 아토마이즈 가꼬(주) 제조, 상품명 SFR-Cu)을 희석 염산 및 순수로 세정한 후, 물 1 리터 당 AgCN 80 g 및 NaCN 75 g을 포함하는 도금 용액으로 구형 구리분에 대하여 은의 양이 18 중량%가 되도록 치환 도금하고, 물로 세정, 건조하여 은 도금 구리분 (은 피복 구리분)을 얻었다. 얻어진 은 도금 구리분의 입자를 5개 취해서 주사형 오거 전자 분광 분석 장치로 정량 분석하여 구리분의 노출 면적에 대하여 조사했더니 12 내지 28 %의 범위로 평균이 21 %였다.

그 후, 4 리터의 볼 밀 용기 내에 상기에서 얻은 은 도금 구리분 750 g 및 직경이 약 3 mm인 지르코니아 볼 3 kg을 투입하여 40분간 회전시키고, 종횡비가 평균 1.2 및 장경의 평균 입경이 5.4 ㎛인 대략 구형 은 피복 구리분을 얻었다.

한편, 4 리터의 볼 밀 용기 내에 상기에서 얻은 은 도금 구리분 400 g 및 직경이 10 mm인 지르코니아 볼 4 kg을 투입하여 4시간 회전시키고, 종횡비가 평균 7.2 및 장경의 평균 입경이 8.6 ㎛인 편평형 은 피복 구리분을 얻었다.

상기에서 얻은 접합제 A 40 중량부에 상기에서 얻은 대략 구형인 은 피복 구리분 440 중량부, 상기에서 얻은 편평형 은 피복 구리분 20 중량부 및 용제로서 3-메틸-3-메톡시부탄올 ((주)구라레 제조, 상품명 솔피트) 10 중량부를 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트 A를 얻었다.

한편, 상기에서 얻은 접합제 B 65 중량부에 상기에서 얻은 편평형 은 피복 구리분 220 중량부, 평균 입경 2.1 ㎛의 편평형 은분 ((주)도꾸료꾸 가가꾸 겡뀨쇼 제조, 상품명 TCG-1) 140 중량부 및 용제로서 3-메틸-3-메톡시부탄올 ((주)구라레 제조, 상품명 솔피트) 75 중량부를 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트 B를 얻었다.

또한, 도전 페이스트 A의 대략 구형 은 피복 구리분과 편평형 은 피복 구리분의 비율은 중량비로 대략 구형 은 피복 구리분:편평형 은 피복 구리분이 96:4이고, 도전 페이스트 B의 편평형 은 피복 구리분과 편평형 은분의 비율은 중량비로 편평형 은 피복 구리분:편평형 은분이 61:39였다. 또한, 접합제와 도전분의 비율은, 도전 페이스트 A에 대해서는 도전 페이스트 A의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 8:92 및 용제의 함유량은 도전 페이스트에 대하여 1.96 중량%이고, 도전 페이스트 B에 대해서는 도전 페이스트 B의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 15:85 및 용제의 함유량은 도전 페이스트에 대하여 15 중량%였다.

이어서, 도 1에 나타낸 바와 같이 두께가 1.0 mm인 유리 에폭시 구리를 입힌 적층판 (히따찌 가세이 고교(주) 제조, 상품명 MCL-E-670) (이하 기재 (3)이라고 함)에 직경이 0.4 mm인 관통 구멍 (10)을 형성하고, 이 관통 구멍 (10)에 상기에서 얻은 도전 페이스트 A를 충전하여 도전층 (4)를 형성한 후, 기재 (3)의 동박면을 연마하고, 이어서 기재 (3)의 동박을 에칭에 의해 제거하여 동박 랜드 (7), 동박 회로 (8) 및 (11)를 제작하고, 또한 동박 회로 (8) 및 (11)의 윗면 및 동박 랜드 (7)과 동박 회로 (8) 및 (11) 사이에 UV 경화와 열경화를 병용하는 절연 재료 (다이요 잉크 세조(주) 제조, 상품명 SGR-100)를 3회 인쇄하여 절연층 (5)를 형성하였다.

그 후, 관통 구멍 단부, 동박 랜드 (7)의 윗면, 동박 회로 (8)의 윗면 및 통전이 불필요한 부분을 제외한 절연층 (5)의 윗면에 상기에서 얻은 도전 페이스트 B를 사용하여 점퍼 회로 (6)을 형성하고, 점퍼 회로 (6)의 윗면에 상기한 절연 재료를 사용하여 오버 코팅층 (9)를 더 형성한 후, 80 ℃에서 1시간 건조하고, 그 후 165 ℃에서 1시간 가열 처리하여 관통 구멍 배선판을 얻었다.

얻어진 관통 구멍 배선판의 초기 특성을 평가하였다. 그 결과, 관통 구멍 배선판에서의 관통 구멍 1 구멍 당 저항치는 최대 195 mΩ/구멍, 최소 163 mΩ/구멍 및 평균 176 mΩ/구멍이었다. 또한 절연층 (5)에서 점퍼 회로 (6)을 절연한 관통 구멍 배선판의 동박 회로 (11)과 점퍼 회로 (6) 사이에 직류 50 V의 전압을 인가하여 절연 저항을 측정했더니 1012 Ω 이상이고, 점퍼 회로 (6)의 시트 저항은 87 μΩ·cm였다.

또한, 관통 구멍 배선판에 대하여 냉열 충격 시험을 1000 사이클 실시한 결과, 관통 구멍의 저항 변화율은 67 %였고, 점퍼 회로 (6)의 저항 변화율은 25 %였다.

한편, 관통 구멍 배선판에 대하여 습중 부하 시험을 실시한 결과, 절연 저항은 1011 Ω 이상이었다. 또한, 냉열 충격 시험 조건은 125 ℃에서 30분 내지 -65 ℃에서 30분을 1000 사이클로 하고, 습중 부하 시험은 85 ℃, 85 %RH 중에서 동박 회로 (11)과 점퍼 회로 (13) 사이에 직류 20 V의 전압을 인가하여 1000시간 유지하였다.

또한, 본 실시예에서의 종횡비의 구체적 측정법을 이하에 나타낸다. 저점도의 에폭시 수지 (뷰러사 제조)의 주제 (No. 10-8130) 8 g과 경화제 (No. 10-8132) 2 g을 혼합하고, 여기에 도전분 2 g을 혼합하여 잘 분산시키고, 그대로 30 ℃에서 진공 탈포한 후, 10시간 동안 30 ℃로 정치하여 입자를 침강시키고 경화시켰다. 그 후, 얻어진 경화물을 수직 방향으로 절단하고, 절단면을 전자 현미경으로 1000배 확대하여 절단면에 나타난 150개의 입자에 대하여 장경/단경을 구하고, 이들의 평균치를 종횡비로 하였다. 이하의 실시예 및 비교예에 있어서도 동일한 방법으로 측정하였다.

<실시예 2>

실시예 1에서 얻은 접합제 A 45 중량부에 실시예 1에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 435 중량부와 수지상 은분 ((주)도꾸료꾸 가가꾸 겡뀨쇼 제조, 상품명 EG-20) 20 중량부 및 용제로서 3-메틸-3-메톡시부탄올 ((주)구라레 제조, 상품명 솔피트) 10 중량부를 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트 C를 얻었다.

또한, 실시예 1에서 얻은 접합제 B 65 중량부에 실시예 1에서 얻은 편평형 은 피복 구리분 240 중량부, 평균 입경 2.1 ㎛의 편평형 은분 ((주)도꾸료꾸 가가꾸 겡뀨쇼 제조, 상품명 TCG-1) 100 중량부, 수지상 은분 ((주)도꾸료꾸 가가꾸 겡뀨쇼 제조, 상품명 EG-20) 20 중량부 및 용제로서 3-메틸-3-메톡시부탄올 ((주)구라레 제조, 상품명 솔피트) 75 중량부를 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트 D를 얻었다.

또한, 도전 페이스트 C의 대략 구형 은 피복 구리분과 은분의 비율은 중량비로 대략 구형 은 피복 구리분:은분이 96:4이고 도전 페이스트 D의 편평형 은 피복 구리분과 은분의 비율은 중량비로 편평형 은 피복 구리:은분이 67:33이었다. 또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트 C에 대해서는 도전 페이스트 C의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 9:91 및 용제의 함유량은 도전 페이스트에 대하여 1.96 중량%이고, 도전 페이스트 D에 대해서는 도전 페이스트 D의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 15:85 및 용제의 함유량은 도전 페이스트에 대하여 15 중량%였다.

이어서, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 관통 구멍 배선판을 제작하고, 얻어진 관통 구멍 배선판의 초기 특성을 평가하였다. 그 결과, 관통 구멍 1 구멍 당 저항치는 최대 198 mΩ/구멍, 최소 163 mΩ/구멍 및 평균 175 mΩ/구멍이었다. 또한, 실시예 1과 동일하게 동박 회로와 점퍼 회로 사이에 직류 50 V의 전압을 인가하여 절연 저항을 측정했더니 1013 Ω 이상이었고, 점퍼 회로의 시트 저항은 79 μΩ·cm였다.

또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 관통 구멍 배선판의 냉열 충격 시험을 실시한 결과, 관통 구멍의 저항 변화율은 58 %였고, 점퍼 회로의 저항 변화율은 19 %였다.

한편, 실시예 1과 동일한 방법으로 관통 구멍 배선판의 습중 부하 시험을 실시한 결과, 절연 저항은 1011 Ω 이상이었다.

<실시예 3>

실시예 1에서 얻은 접합제 A 35 중량부에 실시예 1에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 435 중량부, 수지상 은분 ((주)도꾸료꾸 가가꾸 겡뀨쇼 제조, 상품명 EG-20) 30 중량부 및 용제로서 실시예 2에서 사용한 3-메틸-3-메톡시부탄올 13 중량부를 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트 E를 얻었다.

또한, 실시예 1에서 얻은 접합제 B 60 중량부에 실시예 1에서 얻은 편평형 은 피복 구리분 295 중량부, 실시예 2에서 사용한 평균 입경 2.1 ㎛의 편평형 은분 50 중량부, 실시예 2에서 사용한 수지상 은분 20 중량부 및 용제로서 실시예 2에서 사용한 3-메틸-3-메톡시부탄올 75 중량부를 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트 F를 얻었다.

또한, 도전 페이스트 E의 대략 구형 은 피복 구리분과 은분의 비율은, 중량비로 대략 구형 은 피복 구리분:은분이 94:6이고 도전 페이스트 F의 편평형 은 피복 구리분과 은분의 비율은 중량비로 편평형 은 피복 구리분:은분이 81:19였다. 또한, 접합제와 도전분의 비율은, 도전 페이스트 E에 대해서는 도전 페이스트 E의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 7:93이고 용제의 함유량은 도전 페이스트에 대하여 2.5 중량%이고, 도전 페이스트 F에 대해서는 도전 페이스트 F의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 14:86 및 용제의 함유량은 도전 페이스트에 대하여 15 중량%였다.

이어서, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 관통 구멍 배선판을 제작하고, 얻어진 관통 구멍 배선판의 초기 특성을 평가하였다. 그 결과, 관통 구멍 1 구멍 당 저항치는 최대 184 mΩ/구멍, 최소 156 mΩ/구멍 및 평균 165 mΩ/구멍이었다. 또한, 실시예 1과 동일하게 동박 회로와 점퍼 회로 사이에 직류 50 V의 전압을 인가하여 절연 저항을 측정했더니 1012 Ω 이상이었고, 점퍼 회로의 시트 저항은 83 μΩ·cm였다.

또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 관통 구멍 배선판의 냉열 충격 시험을 실시한 결과, 관통 구멍의 저항 변화율은 39 %였고, 점퍼 회로의 저항 변화율은 23 %였다.

한편, 실시예 1과 동일한 방법으로 관통 구멍 배선판의 습중 부하 시험을 실시한 결과, 절연 저항은 1011 Ω 이상이었다.

<비교예 1>

도 5에 나타낸 바와 같이 기재 (3)에 직경이 0.4 mm인 관통 구멍 (10)을 형성하고, 이 관통 구멍 (10)에 실시예 1에서 얻은 도전 페이스트 A를 충전하여 도전층 (4)를 형성하고, 건조·경화시킨 후 표면을 연마하여 관통 구멍 (10) 내의 도전재와 동박 랜드 (7)을 단부에서 통전 접속시키고, 이어서 기판 표면, 관통 구멍 단부, 동박 랜드 (7)의 윗면 및 일부 동박 회로 (8)의 윗면에 절연층 (5)를 형성하고, 또한 절연층 (5) 상에 실시예 1에서 얻은 도전 페이스트 B를 인쇄하고 절연층 위를 경유하여 동박 회로 사이에 점퍼 회로 (6)을 형성하고, 또한 점퍼 회로 (6) 상에 상기와 동일한 절연 재료를 사용하여 오버 코팅층 (9)를 형성한 후, 80 ℃에서 1시간 건조하고, 그 후 165 ℃에서 1시간 열처리하여 관통 구멍 배선판을 얻었다.

또한, 절연층은 UV 경화와 열경화를 병용하는 절연 재료 (다이요 잉크 세조(주) 제조, 상품명 SGR-100)를 3회 인쇄하여 형성하였다.

얻어진 관통 구멍 배선판의 초기 특성을 평가하였다. 그 결과, 관통 구멍 배선판에서의 관통 구멍 1 구멍 당 저항치는 최대 355 mΩ/구멍, 최소 175 mΩ/구멍 및 평균 265 mΩ/구멍으로 컸다.

또한, 관통 구멍 배선판에 대하여 실시예 1과 동일한 방법으로 냉열 충격 시험을 1000 사이클 실시한 결과, 관통 구멍의 저항 변화율은 359 %였고, 점퍼 회로 (6)의 저항 변화율은 24 %였다.

<비교예 2>

관통 구멍 내에 충전하는 도전 페이스트와 점퍼 회로 형성용 도전 페이스트에 실시예 1에서 얻은 도전 페이스트 A를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 공정을 거쳐 관통 구멍 배선판을 얻었다.

얻어진 관통 구멍 배선판의 초기 특성을 평가하였다. 그 결과, 관통 구멍 1 구멍 당 저항치는 최대 213 mΩ/구멍, 최소 173 mΩ/구멍 및 평균 182 mΩ/구멍이었다. 또한, 실시예 1과 동일하게 동박 회로와 점퍼 회로 사이에 직류 5O V의 전압을 인가하여 절연 저항을 측정했더니 1012 Ω 이상이었고, 점퍼 회로의 시트 저항은 250 μΩ·cm로 컸다.

또한, 관통 구멍 배선판에 대하여 실시예 1과 동일한 방법으로 냉열 충격 시험을 1000 사이클 실시한 결과, 관통 구멍의 저항 변화율은 125 %로 컸고, 점퍼 회로의 저항 변화율은 95 %로 컸다.

한편, 배선판 A에 대하여 습중 부하 시험을 실시한 결과, 절연 저항은 1011 Ω 이상이었다.

<실시예 4>

부톡시기 함유 레졸형 페놀 수지 (당사 시작품, 부톡시화율 65 %, 중량 평균 분자량 1,200) 40 중량부, 실시예 1에서 사용한 비스페놀 A형 에폭시 수지 55 중량부 및 실시예 1에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 5 중량부를 균일하게 혼합하여 접합제로 하였다.

또한, 페놀 수지와 에폭시 수지의 비율은 중량비로 페놀 수지:에폭시 수지가 42.1:57.9였다.

그 후, 2 리터의 볼 밀 용기 내에 실시예 1에서 얻은 은 도금 구리분 750 g 및 직경이 5 mm인 지르코니아 볼 3 kg을 투입하여 40분간 회전시키고, 종횡비가 평균 1.3 및 장경의 평균 입경이 5.5 ㎛의 대략 구형 은 피복 구리분을 얻었다. 얻어진 은 도금 구리분의 입자를 5개 취해서 주사형 오거 전자 분광 분석 장치로 정량 분석하여 구리분의 노출 면적에 대하여 조사했더니 10 내지 50 %의 범위로 평균이 20 %였다.

상기에서 얻은 접합제 50 g에 상기에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 450 g 및 용제로서 에틸카르비톨 15 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

얻어진 도전 페이스트의 점도는 720 dPa·s였다. 점도 측정에는 브룩 필드사 제조의 점도계 HBT를 사용하였다. 이하의 실시예 및 비교예에 있어서도 상기와 동일한 점도계 HBT를 사용하였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 10:90이었다.

이어서, 상기에서 얻은 도전 페이스트를 사용하고, 미리 170 ℃에서 예비수축시킨 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 도 8에 나타낸 테스트 패턴 (15)을 인쇄하고, 대기 중에서 90 ℃로 20분간 예비 건조하고, 그 후 170 ℃에서 1시간 가열 처리하여 배선판을 얻었다.

얻어진 배선판의 특성을 평가한 결과, 도체의 비저항은 1.4 μΩ·m였다. 또한, 도 8에 있어서 16은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이다.

한편, 동박이 18 ㎛의 두께로 고착되어 있는 두께가 55 ㎛의 동박을 입힌 접착 필름 (히따찌 가세이 고교(주) 제조, 상품명 MCF-3000E)에 레이저를 사용하여 도 9에 나타낸 바와 같이 직경이 0.15 mm 및 0.1 mm의 비관통 구멍 (17)을 설치하고, 그 비관통 구멍 (17)에 상기에서 얻은 도전 페이스트를 충전하였다. 그 후, 단면을 관찰한 결과, 직경이 0.15 mm 및 0.1 mm인 비관통 구멍 (17)에 충전한 도전 페이스트에 보이드 발생없이 완전히 매입되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 9에 있어서 18은 동박을 입힌 접착 필름이고 19는 동박이다.

<실시예 5>

메톡시기 함유 레졸형 페놀 수지 (당사 시작품, 메톡시화율 80 %, 중량 평균 분자량 1,100) 65 중량부, 실시예 1에서 사용한 비스페놀 A형 에폭시 수지 30 중량부 및 실시예 1에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 5 중량부를 균일하게 혼합하여 접합제로 하였다.

또한, 페놀 수지와 에폭시 수지의 비율은 중량비로 페놀 수지:에폭시 수지가 72.2:27.8이었다.

상기에서 얻은 접합제 40 g에 실시예 4에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 460 g 및 용제로서 에틸카르비톨 15 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

이하, 실시예 4와 동일한 방법으로 얻어진 도전 페이스트의 점도를 측정한 결과, 750 dPa·s였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 8:92였다.

이어서, 실시예 4와 동일한 공정을 거쳐 실시예 4와 동일한 배선판을 제작하고, 특성을 평가한 결과 도체의 비저항은 1.6 μΩ·m였고, 또한 도전 페이스트 충전 후의 비관통 구멍의 단면을 관찰한 결과, 직경이 0.15 mm 및 0.1 mm의 비관통 구멍에 충전한 도전 페이스트에 보이드 발생없이 완전히 매입되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

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<실시예 8>

페놀 수지 (가네보(주) 제조, 상품명 벨펄 S-895) 10 중량부, 실시예 1에서 사용한 비스페놀 A형 에폭시 수지 85 중량부 및 실시예 1에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 5 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합하고 접합제로 하였다.

또한, 페놀 수지와 에폭시 수지의 비율은 중량비로 페놀 수지:에폭시 수지가 10.5:85.9였다.

상기에서 얻은 접합제 50 g에 실시예 4에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 450 g 및 용제로서 에틸카르비톨 15 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

이하, 실시예 4와 동일한 방법으로 얻어진 도전 페이스트의 점도를 측정한 결과, 1260 dPa·s였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 10:90이었다.

이어서, 실시예 4와 동일한 공정을 거쳐 실시예 4와 동일한 배선판을 제작하고, 특성을 평가한 결과 도체의 비저항은 11.5 μΩ·m로 높아 실시예 4와 비교하여 꽤 높은 값이었지만, 도전 페이스트 충전 후의 비관통 구멍의 단면을 관찰한 결과, 직경이 0.15 mm 및 0.1 mm인 비관통 구멍에 충전한 도전 페이스트에 보이드 발생없이 완전히 매입되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 9>

실시예 4에서 사용한 부톡시기 함유 레졸형 페놀 수지 45 중량부, 실시예 1에서 사용한 비스페놀 A형 에폭시 수지 50 중량부 및 실시예 1에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 5 중량부를 균일하게 혼합하여 접합제로 하였다.

또한, 페놀 수지와 에폭시 수지의 비율은 중량비로 페놀 수지:에폭시 수지가 47.4:52.6이었다.

상기에서 얻은 접합제 50 g에 실시예 4에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 450 g 및 용제로서 에틸카르비톨 15 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

얻어진 도전 페이스트의 비중은 5.2이고 점도는 750 dPa·s였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 46.1:53.9 및 중량비로 10:90이었다.

이어서, 실시예 4와 동일한 공정을 거쳐 실시예 4와 동일한 배선판을 제작하고, 특성을 평가한 결과 도체의 비저항은 1.3 μΩ·m였고, 또한 도전 페이스트 충전 후의 비관통 구멍의 단면을 관찰한 결과, 직경이 0.15 mm 및 0.1 mm인 비관통 구멍에 충전한 도전 페이스트에 보이드 발생없이 완전히 매입되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 10>

실시예 5에서 사용한 메톡시기 함유 레졸형 페놀 수지 60 중량부, 실시예 1에서 사용한 비스페놀 A형 에폭시 수지 35 중량부 및 실시예 1에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 5 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합하고 접합제로 하였다.

또한, 페놀 수지와 에폭시 수지의 비율은 중량비로 페놀 수지:에폭시 수지가 63.2:36.8이었다.

상기에서 얻은 접합제 40 g에 실시예 4에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 460 g 및 용제로서 에틸카르비톨 15 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

얻어진 도전 페이스트의 비중은 5.3이고 점도는 780 dPa·s였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 40.1:59.9 및 중량비로 8:92였다.

이어서, 실시예 4와 동일한 공정을 거쳐 실시예 4와 동일한 배선판을 제작하고, 특성을 평가한 결과 도체의 비저항은 1.2 μΩ·m였고, 또한 도전 페이스트 충전 후의 비관통 구멍의 단면을 관찰한 결과, 직경이 0.15 mm 및 0.1 mm인 비관통 구멍에 충전한 도전 페이스트에 보이드 발생없이 완전히 매입되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

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<실시예 12>

실시예 9에서 얻은 접합제 100 g에 실시예 4에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 405 g 및 용제로서 에틸카르비톨 15 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

얻어진 도전 페이스트의 비중은 2.8이고 점도는 390 dPa·s였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 65.8:34.1 및 중량비로 20:80이었다.

이어서, 실시예 4와 동일한 공정을 거쳐 실시예 4와 동일한 배선판을 제작하고, 특성을 평가한 결과 도체의 비저항은 10.9 μΩ·m로 실시예 4보다 꽤 높은 값이었지만, 도전 페이스트 충전 후의 비관통 구멍의 단면을 관찰한 결과, 직경이 0.15 mm 및 0.1 mm인 비관통 구멍에 충전한 페이스트에 보이드 발생없이 완전히 매입되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 13>

에폭시 수지 (미쯔이 가가꾸(주) 제조, 상품명 140C, 에폭시 당량 195 내지 215 g/eq) 60 중량부, 실시예 1에서 사용한 지방족 디글리시딜에테르 40 중량부, 실시예 1에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 3 중량부 및 디시안디아미드 3 중량부를 균일하게 혼합하여 접합제로 하였다.

이어서, 2 리터의 볼밀 용기 내에 실시예 1에서 얻은 은 도금 구리분 750 g 및 직경이 5 mm인 지르코니아 볼 3 kg을 투입하여 40분간 회전시키고, 비표면적이 0.16 m2/g, 종횡비가 평균 1.3 및 장경의 평균 입경이 5.5 ㎛인 대략 구형 은 피복 구리분을 얻었다. 얻어진 은 도금 구리분의 입자를 5개 취해서 주사형 오거 전자 분광 분석 장치로 정량 분석하여 구리분의 노출 면적에 대하여 조사했더니 10 내지 50 %의 범위로 평균이 20 %였다.

상기에서 얻은 접합제 50 g에 상기에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 465 g 및 용제로서 에틸카르비톨 11 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

얻어진 도전 페이스트를 170 ℃에서 90분간 가열 처리하여 도전 페이스트 경화물을 얻고, 이어서 이 도전 페이스트 경화물의 Tg를 세꼬 덴시 고교 제조의 TMA120으로 하중 3 g 및 승온 속도 5 ℃/분의 조건으로 측정한 결과, 68 ℃였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 37:63, 중량비로 7:93이었고, 에폭시 수지와 가요성 부여제의 비율은 중량비로 에폭시 수지:가요성 부여제가 60:40이었다.

이어서, 상기에서 얻은 도전 페이스트를, 두께가 1.0 mm인 종이 페놀 구리를 입힌 적층판 (히따찌 가세이 고교(주) 제조, 상품명 MCL-437F)의 동박을 에칭하여 제거한 면에 도 10에 나타낸 바와 같이 도포하고, 170 ℃에서 90분간 가열 처리하여 도전체 (21)을 얻었다. 또한, 도 10에 있어서 20은 종이 페놀 구리를 입힌 적층판이다.

얻어진 도전체 (21)의 표면을 #3000의 내수 연마지로 연마하여 도전체 (21)의 표면을 평활하게 그리고 경면으로 하고, 이어서 이 평활하게 그리고 경면으로 한 면에 땜납 플랙스를 도포한 후 땜납조에 침지하였다. 그 후, 땜납조에서 끌어올리고 실온에서 방치하여 냉각한 후, 도전체 (21) 표면의 납땜된 부분에 대하여 테이프 시험 (점착 테이프를 접착한 후 떼어내는 시험)을 행하였다. 그 결과, 테이프에 땜납이 부착되지 않았고, 도전체 (21)의 표면에 납땜되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 14>

실시예 13에서 사용한 에폭시 수지 50 중량부, 실시예 1에서 사용한 지방족 디글리시딜에테르 50 중량부, 실시예 1에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 2 중량부 및 실시예 13에서 사용한 디시안디아미드 3 중량부를 균일하게 혼합하여 접합제로 하였다.

이어서, 상기에서 얻은 접합제 25 g에 실시예 13에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 475 g 및 용제로서 에틸카르비톨 11 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

얻어진 도전 페이스트를 170 ℃에서 90분간 가열 처리하여 도전 페이스트 경화물을 얻고, 이어서 이 도전 페이스트 경화물의 Tg를 실시예 13과 동일한 방법으로 측정한 결과 59 ℃였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 29:71, 중량비로 5:95였고, 에폭시 수지와 가요성 부여제의 비율은 중량비로 에폭시 수지:가요성 부여제가 50:50이었다.

이어서, 실시예 8과 동일한 공정을 거쳐 도전체를 제작하고, 실시예 13과 동일한 테이프 시험을 행한 결과, 테이프에 땜납이 부착되지 않았고, 도전체 표면에 납땜되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 15>

실시예 8에서 얻은 접합제 15 g에 실시예 13에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 485 g 및 용제로서 에틸카르비톨 11 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산시켰지만, 점도가 높아 도포하기에는 곤란한 도전 페이스트였다. 따라서, 도전체를 제작하고 테이프 시험은 행하지 않았다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 19:81, 중량비로 3:97이었고, 에폭시 수지와 가요성 부여제의 비율은 중량비로 에폭시 수지:가요성 부여제가 60:40이었다.

<실시예 16>

실시예 13에서 얻은 접합제 75 g에 실시예 8에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 425 g 및 용제로서 에틸카르비톨 11 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산시켰지만, 점도가 높아 도포하기에는 곤란한 도전 페이스트였다. 따라서, 도전체를 제작하고 테이프 시험은 행하지 않았다.

얻어진 도전 페이스트를 170 ℃에서 90분간 가열 처리하여 도전 페이스트 경화물을 얻고, 이어서 이 도전 페이스트 경화물의 Tg를 실시예 13과 동일한 방법으로 측정한 결과 68 ℃였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 체적비로 접합제:도전분이 58:42, 중량비로 15:85였고, 에폭시 수지와 가요성 부여제의 비율은 중량비로 에폭시 수지:가요성 부여제가 60:40이었다.

이어서, 실시예 13과 동일한 공정을 거쳐 도전체를 제작하고, 실시예 8과 동일한 테이프 시험을 행한 결과, 테이프에 땜납이 부착되어 도전체 표면에 납땜이 불가능하였다.

<실시예 17>

실시예 13에서 사용한 에폭시 수지 100 중량부, 실시예 6에서 사용한 페놀 수지 16 중량부, 실시예 1에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 6 중량부 및 실시예 13에서 사용한 디시안디아미드 4 중량부를 균일하게 혼합하여 접합제로 하였다.

이어서, 상기에서 얻은 접합제 35 g에 실시예 13에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 465 g 및 용제로서 에틸카르비톨 11 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

얻어진 도전 페이스트를 170 ℃에서 90분간 가열 처리하여 도전 페이스트 경화물을 얻고, 이어서 이 도전 페이스트 경화물의 Tg를 실시예 13과 동일한 방법으로 측정한 결과 186 ℃였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 38:62, 중량비로 7:93이었고, 에폭시 수지와 가요성 부여제의 비율은 중량비로 에폭시 수지:가요성 부여제가 100:0이었다.

이어서, 실시예 8과 동일한 공정을 거쳐 도전체를 제작하고, 실시예 8과 동일한 테이프 시험을 행한 결과, 테이프에 땜납이 부착되어 도전체 표면에 납땜이 불가능하였다.

<실시예 18>

실시예 13에서 사용한 에폭시 수지 35 중량부, 실시예 1에서 사용한 지방족 디글리시딜에테르 65 중량부, 실시예 1에서 사용한 2-페닐-4-메틸-이미다졸 2 중량부 및 실시예 13에서 사용한 디시안디아미드 2 중량부를 균일하게 혼합하여 접합제로 하였다.

이어서, 상기에서 얻은 접합제 35 g에 실시예 13에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 465 g 및 용제로서 에틸카르비톨 11 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

얻어진 도전 페이스트를 170 ℃에서 90분간 가열 처리하여 도전 페이스트 경화물을 얻고, 이어서 이 도전 페이스트 경화물의 Tg를 실시예 13과 동일한 방법으로 측정한 결과 37 ℃였다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 39:61, 중량비로 7:93이었고, 에폭시 수지와 가요성 부여제의 비율은 중량비로 에폭시 수지:가요성 부여제가 35:65였다.

이어서, 실시예 13과 동일한 공정을 거쳐 도전체를 제작하고, 이어서 도전체의 표면을 #3000의 내수 연마지로 연마했더니 도전 페이스트 경화물의 경도가 낮아 도전체의 표면을 평활하게 그리고 경면으로 하는 단계에서 붕괴되어 버려 테이프 시험을 행할 수 없었다.

<실시예 19>

분무법으로 제작한 평균 입경 5.4 ㎛의 구형 구리분 (닛본 아토마이즈 가꼬(주) 제조, 상품명 SF-Cu)을 희석 염산 및 순수로 세정한 후, 물 1 리터 당 AgCN 80 g 및 NaCN 75 g을 포함하는 도금 용액으로 구형 구리분에 대하여 은의 양이 18 중량%가 되도록 치환 도금하고, 물로 세정, 건조하여 은 도금 구리분을 얻었다.

그 후, 2 리터의 볼 밀 용기 내에 상기에서 얻은 은 도금 구리분 470 g 및 직경이 10 mm인 지르코니아 볼 4 kg을 투입하여 8시간 진동 및 회전시키고 형상을 변형시켜, 종횡비가 평균 6.2 및 장경의 평균 입경이 7.8 ㎛인 편평형 은 피복 구리분을 얻었다. 얻어진 편평형 은 피복 구리분의 입자를 10개 취해서 주사형 오거 전자 분광 분석 장치로 정량 분석하여 구리분의 노출 면적에 대하여 조사했더니 23 내지 58 %의 범위로 평균이 48 %였다.

실시예 13에서 얻은 접합제 35 g에 상기에서 얻은 편평형 은 피복 구리분 465 g 및 용제로서 에틸카르비톨 (비점 202 ℃) 40 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 7:93이었다. 또한 용제의 함유량은 7.4 중량%였다.

이어서, 상기에서 얻은 도전 페이스트를 두께가 1.0 mm인 종이 페놀 구리를 입힌 적층판 (히따찌 가세이 고교(주) 제조, 상품명 MCL-437F)의 동박을 에칭하여 제거한 면에 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같은 형상으로 도포하고, 170 ℃에서 90분간 가열 처리하여 도전체 (21) 및 테스트 패턴 (22)를 얻었다.

이어서, 실시예 13과 동일한 테이프 시험을 행한 결과, 테이프에 땜납이 부착되지 않았고, 도전체 (21) 표면에 납땜되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 도 11에 나타낸 테스트 패턴 (22)의 비저항을 평가한 결과 6.1 μΩ ·m였다.

<실시예 20>

실시예 19에서 얻은 은 도금 구리분 470 g 및 직경이 10 mm인 지르코니아 볼 3 kg을 2 리터의 볼 밀 용기 내에 투입하여 8시간 진동 및 회전시키고 형상을 변형시켜, 종횡비가 평균 5.7이고 장경의 평균 입경이 7.2 ㎛인 편평형 은 피복 구리분을 얻었다. 얻어진 편평형 은 피복 구리분의 입자를 10개 취해서 주사형 오거 전자 분광 분석 장치로 정량 분석하여 구리분의 노출 면적에 대하여 조사했더니 18 내지 52 %의 범위로 평균이 40 %였다.

실시예 13에서 얻은 접합제 30 g에 상기에서 얻은 편평형 은 피복 구리분 470 g 및 용제로서 에틸카르비톨 45 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 6:94였다. 또한 용제의 함유량은 8.3 중량%였다.

이어서, 실시예 13과 동일한 공정을 거쳐 도전체를 제작하고, 실시예 8과 동일한 테이프 시험을 행한 결과, 테이프에 땜납이 부착되지 않았고, 도전체 표면에 납땜되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 테스트 패턴의 비저항을 측정한 결과 5.8 Ω ·m였다.

<실시예 21>

실시예 13에서 얻은 접합제 35 g에 실시예 1에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 465 g 및 용제로서 에틸카르비톨 11 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 7:93이었다. 또한, 용제의 함유량은 2.2 중량%였다.

이어서, 실시예 13과 동일한 공정을 거쳐 도전체를 제작하고, 실시예 8과 동일한 테이프 시험을 행한 결과, 테이프에 땜납이 부착되지 않았고, 도전체 표면에 납땜되어 있는 것을 확인할 수 있었지만, 테스프 패턴 (3)의 비저항은 16.4 μΩ ·m로 높았다.

<실시예 22>

실시예 19에서 얻은 은 도금 구리분 470 g 및 직경이 10 mm인 지르코니아 볼 4 kg을 2 리터의 볼 밀 용기 내에 투입하여 10시간의 장시간 동안 회전시켰지만, 도전분은 약간 편평화될 뿐 대부분은 대략 구형 은 피복 구리분으로 존재하여 충분한 편평형 은 피복 구리분을 얻을 수 없었다. 따라서, 이 단계에서 작업을 중지하였다.

<실시예 23>

실시예 1에서 얻은 은 도금 구리분 750 g 및 직경이 5 mm인 지르코니아 볼 3 kg을 2 리터의 볼 밀 용기 내에 투입하고, 40분간 회전시켜 1000회의 탭핑 밀도가 5.93 g/cm3, 상대 밀도가 64.5 %, 종횡비가 평균 1.3 및 장경의 평균 입경이 5.5 ㎛인 대략 구형 은 피복 구리분을 얻었다. 얻어진 대략 구형 은 피복 구리분의 입자를 5개 취해서 주사형 오거 전자 분광 분석 장치로 정량 분석하여 구리분의 노출 면적에 대하여 조사했더니 10 내지 50 %의 범위로 평균이 20 %였다.

실시예 13에서 얻은 접합제 35 g에 상기에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 465 g 및 용제로서 에틸카르비톨 11 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 7:93이었다.

이어서, 실시예 13과 동일한 공정을 거쳐 도전체를 제작하고, 실시예 8과 동일한 테이프 시험을 행한 결과, 테이프에 땜납이 부착되지 않았고, 도전체 표면에 납땜되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 24>

실시예 1에서 얻은 은 도금 구리분 750 g 및 직경이 5 mm인 지르코니아 볼 3 kg을 2 리터의 볼 밀 용기 내에 투입하고, 50분간 회전시켜 1000회의 탭핑 밀도가 5.22 g/cm3, 상대 밀도가 58.2 %, 종횡비가 평균 1.4 및 장경의 평균 입경이 5.6 ㎛인 대략 구형 은 피복 구리분을 얻었다. 얻어진 대략 구형 은 피복 구리분의 입자를 5개 취해서 주사형 오거 전자 분광 분석 장치로 정량 분석하여 구리분의 노출 면적에 대하여 조사했더니 10 내지 50 %의 범위로 평균이 27 %였다.

실시예 13에서 얻은 접합제 45 g에 상기에서 얻은 대략 구형 은 피복 구리분 455 g 및 용제로서 에틸카르비톨 11 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 9:91이었다.

이어서, 실시예 13과 동일한 공정을 거쳐 도전체를 제작하고, 실시예 8과 동일한 테이프 시험을 행한 결과, 테이프에 땜납이 부착되지 않았고, 도전체 표면에 납땜되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 25>

실시예 1에서 얻은 은 도금 구리분 750 g 및 직경이 10 mm인 지르코니아 볼 3 kg을 2 리터의 볼 밀 용기 내에 투입하고, 8시간 회전시켜 1000회의 탭핑을 행하고 탭 밀도가 3.79 g/cm3, 상대 밀도가 48 %, 종횡비가 평균 5.2 및 장경의 평균 입경이 7.7 ㎛인 편평형 은 피복 구리분을 얻었다. 얻어진 편평형 은 피복 구리분의 입자를 5개 취해서 주사형 오거 전자 분광 분석 장치로 정량 분석하여 구리분의 노출 면적에 대하여 조사했더니 10 내지 60 %의 범위로 평균이 45 %였다.

실시예 13에서 얻은 접합제 65 g에 상기에서 얻은 편평형 은 피복 구리분 435 g 및 용제로서 에틸카르비톨 15 g을 첨가하여 교반 라이카이기 및 3축 롤로 균일하게 혼합, 분산하여 도전 페이스트를 얻었다.

또한, 접합제와 도전분의 비율은 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 13:87이었다.

이어서, 실시예 13과 동일한 공정을 거쳐 도전체를 제작하고, 실시예 8과 동일한 테이프 시험을 행한 결과, 테이프에 땜납이 부착되어 도전체 표면에 납땜이 불가능하였다.

<실시예 26>

실시예 1에서 얻은 은 도금 구리분 750 g 및 직경이 1 mm인 지르코니아 볼 2 kg을 2 리터의 볼 밀 용기 내에 투입하고, 20분간 회전시켜 대략 구형 은 피복 구리분을 얻고자 했지만, 은 도금 구리분의 응집을 풀 수 없었기 때문에 충전성이 나쁘고 고도전성의 도전분을 얻을 수 없었다. 따라서, 이 단계에서 작업을 중단하였다.

발명의 태양 (1)에 기재된 관통 구멍 배선판은 관통 구멍의 도전 접속 형성이 용이하고 접속 신뢰성이 높으며, 동박 랜드 상에 형성된 도전 재료의 두께가 얇아 공업적으로 매우 바람직하다.

태양 (2)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명 중 특히 접속 신뢰성이 높다.

태양 (3)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 관통 구멍 내로의 도전 재료의 충전성이 양호하고, 또한 절연층 상에 형성한 인쇄 회로의 내마이그레이션성이 양호하다.

태양 (4), (5) 및 (6)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 관통 구멍 또는 비관통 구멍으로의 도전 페이스트의 충전성 및 도전성이 우수하다.

태양 (7) 내지 (15)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 관통 구멍 또는 비관통 구멍으로의 도전 페이스트의 충전성 및 도전성의 향상 효과가 우수하다.

태양 (16)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 납땜성이 우수하다.

태양 (17) 내지 (20)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 납땜성의 향상 효과가 우수하다.

태양 (21)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 납땜성 및 도전성이 우수하다.

태양 (22)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 납땜성의 향상 효과 및 마이그레이션이 우수하다.

태양 (23) 및 (24)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 (21) 및 (22)에 기재된 효과 및 마이그레이션을 나타내고, 작업성이 더욱 우수하다.

태양 (25)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 납땜성이 우수하다.

태양 (26) 내지 (28)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 납땜성 향상 효과가 우수하다.

태양 (29)에 기재된 관통 구멍 배선판은 (1)에 기재된 발명에 추가하여 칩 부품이 납땜되는 측의 동박 랜드와의 땜납 습윤성이 좋고 접속성이 우수하며, 또한 칩 부품이 납땜되지 않은 측의 동박 랜드와의 접속 신뢰성이 높다.

도 1은 본 발명의 실시예가 되는 관통 구멍 배선판의 단면도.

도 2는 관통 구멍을 도전 페이스트로 접속한 상태를 나타내는 단면도.

도 3은 관통 구멍을 구리 도금으로 접속한 상태를 나타내는 단면도.

도 4는 다층 프린트 배선판의 층간 접속용 비관통 구멍에 도전 페이스트를 매입한 상태를 나타내는 단면도.

도 5는 종래의 관통 구멍 배선판의 단면도.

도 6은 관통 구멍을 매입한 도전 페이스트 상에 덮개 도금을 행한 상태를 나타내는 단면도.

도 7은 관통 구멍을 도금으로 접속하고, 동시에 관통 구멍의 공극에 수지를 매입한 상태를 나타내는 단면도.

도 8은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 테스트 패턴을 형성한 상태를 나타내는 단면도.

도 9는 동박을 입힌 접착 필름에 형성한 비관통 구멍을 나타내는 단면도.

도 10은 종이 페놀 구리를 입힌 적층판 상에 형성한 도전체의 평면도.

도 11은 종이 페놀 구리를 입힌 적층판 상에 형성한 테스트 패턴의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명>

1: 도전 페이스트

2: 구리 도금

3: 기재

4: 도전층

5: 절연층

6: 점퍼 회로

7: 동박 랜드

8, 11: 동박 회로

9: 오버 코팅 층

10: 관통 구멍

12: 덮개 도금

13: 수지

14, 19: 동박

15, 22: 테스트 패턴

16: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름

17: 비관통 구멍

18: 동박을 입힌 접착 필름

20: 종이 페놀 구리를 입힌 적층판

21: 도전체

Claims (29)

  1. 기재를 관통하여 형성된 관통 구멍 내에 도전 재료가 충전되고, 기재 표면에 동박 랜드 및 동박 회로가 형성되며, 동박 회로 상 및 동박 랜드와 동박 회로 사이에 절연층이 형성되고, 동박 회로 상의 일부, 동박 랜드 상 및 통전이 불필요한 부분을 제외한 절연층 상에 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료와 조성이 상이한 도전 재료로 인쇄 회로 (점퍼 회로)가 형성되고, 이 인쇄 회로와 관통 구멍 단부가 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료와 조성이 상이한 도전 재료로 도전 접속되어 이루어지는 관통 구멍 배선판.
  2. 제1항에 있어서, 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료가 보이드가 없는 (voidless) 도전 재료인 관통 구멍 배선판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료가 대략 구형 도전분을 함유하고, 절연층 상에 형성되는 인쇄 회로가 은과 구리의 복합 도전분 및 은분을 함유한 도전 재료인 관통 구멍 배선판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료 또는 인쇄 회로를 형성하는 도전 재료가 페이스트형 도전 재료 (도전 페이스트)인 관통 구멍 배선판.
  5. 제4항에 있어서, 도전 페이스트가 접합제 및 도전분을 포함하고, 접합제의 주성분이 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지, 액상 에폭시 수지 및 그의 경화제인 관통 구멍 배선판.
  6. 제4항에 있어서, 도전 페이스트가 접합제 및 도전분을 포함하고, 비중이 3 내지 7.5인 관통 구멍 배선판.
  7. 제6항에 있어서, 접합제와 도전분의 배합 비율이 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 35:65 내지 65:35인 관통 구멍 배선판.
  8. 제6항에 있어서, 접합제의 주성분이 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지, 액상 에폭시 수지 및 그의 경화제인 관통 구멍 배선판.
  9. 제5항에 있어서, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지가 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 치환된 레졸형 페놀 수지인 관통 구멍 배선판.
  10. 제5항에 있어서, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지가 알콕시화율 5 내지 95 %의 것인 관통 구멍 배선판.
  11. 제5항에 있어서, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지의 중량 평균 분자량이 500 내지 200,000인 관통 구멍 배선판.
  12. 제5항에 있어서, 도전분이 은, 구리, 은 피복 구리분 중 1종 또는 2종 이상의 혼합분인 관통 구멍 배선판.
  13. 제5항에 있어서, 도전분이 분쇄된 구형 또는 대략 구형 도전분인 관통 구멍 배선판.
  14. 제5항에 있어서, 접합제와 도전분의 배합 비율이 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 3:97 내지 17:83인 관통 구멍 배선판.
  15. 제5항에 있어서, 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지와 액상 에폭시 수지의 배합 비율이 중량비로 알콕시기 함유 레졸형 페놀 수지:액상 에폭시 수지가 10:90 내지 90:10인 관통 구멍 배선판.
  16. 제4항에 있어서, 도전 페이스트가 접합제 및 도전분을 포함하고, 접합제와 도전분의 배합 비율이 도전 페이스트의 고형분에 대하여 체적비로 접합제:도전분이 21:79 내지 55:45 및 중량비로 접합제:도전분이 3.5:96.5 내지 12:88이며, 도전 페이스트 경화물의 유리 전이점 (Tg)이 40 내지 180 ℃인 관통 구멍 배선판.
  17. 제16항에 있어서, 접합제가 에폭시 수지 조성물과 그의 경화제를 주성분으로 하고, 에폭시 수지의 에폭시 당량이 160 내지 330 g/eq인 관통 구멍 배선판.
  18. 제17항에 있어서, 에폭시 수지 조성물이 상온에서 액상의 에폭시 수지 및 가요성 부여제를 포함하고, 에폭시 수지와 가요성 부여제의 배합 비율이 중량비로 에폭시 수지:가요성 부여제가 40:60 내지 90:10인 관통 구멍 배선판.
  19. 제16항에 있어서, 도전분의 비표면적이 0.1 내지 1.0 m2/g, 종횡비가 1 내지 1.5 및 장경의 평균 입경이 1 내지 20 ㎛인 구리분 또는 구리 합금분이고, 구리분 또는 구리 합금분의 노출 면적이 10 내지 60 %인 대략 구형 도전분인 관통 구멍 배선판.
  20. 제16항에 있어서, 도전분이 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시켜 표면이 대략 은으로 피복되고, 형상이 대략 구형인 관통 구멍 배선판
  21. 제4항에 있어서, 도전 페이스트가 도전분, 접합제 및 용제를 포함하고, 도전분이 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시켜 표면이 대략 은으로 피복되며, 그 형상이 편평형이고, 종횡비가 3 내지 20 및 장경의 평균 입경이 5 내지 30 ㎛인 관통 구멍 배선판.
  22. 제21항에 있어서, 구리분 또는 구리 합금분의 노출 면적이 10 내지 60 %인 관통 구멍 배선판.
  23. 제21항에 있어서, 용제가 도전 페이스트에 대하여 2 내지 20 중량% 함유된 것인 관통 구멍 배선판.
  24. 제21항에 있어서, 용제의 비점이 150 내지 260 ℃인 관통 구멍 배선판.
  25. 제4항에 있어서, 도전 페이스트가 접합제 및 도전분을 포함하고, 도전분의 형상이 대략 구형이며, 그 탭 밀도가 4.5 내지 6.2 g/cm3 및 상대 밀도가 50 내지 68 %인 관통 구멍 배선판.
  26. 제25항에 있어서, 도전분이 구리분 또는 구리 합금분의 일부를 노출시켜 표면이 대략 은으로 피복되고, 형상이 대략 구형인 관통 구멍 배선판.
  27. 제25항에 있어서, 도전분의 종횡비가 1 내지 1.5 및 장경의 평균 입경이 1 내지 20 ㎛인 구리분 또는 구리 합금분이고, 구리분 또는 구리 합금분의 노출 면적이 10 내지 60 %인 대략 구형 도전분인 관통 구멍 배선판.
  28. 제21항에 있어서, 접합제와 도전분의 배합 비율이 도전 페이스트의 고형분에 대하여 중량비로 접합제:도전분이 3.5:96.5 내지 12:88인 관통 구멍 배선판.
  29. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1항에 기재된 관통 구멍 내에 충전되는 도전 재료가 제5항 또는 제6항에 기재된 도전 페이스트이고, 제1항에 기재된 동박 랜드에 있어서 칩 부품이 납땜되는 동박 랜드에는 제16항, 제21항 또는 제25항에 기재된 도전 페이스트를 인쇄하여 관통 구멍 내에 충전되는 도전 페이스트의 단부와 접속되고, 칩 부품이 납땜되지 않는 동박 랜드에는 은과 구리의 복합분 및 은분을 함유한 도전 재료를 페이스트화한 도전 페이스트를 인쇄하여 관통 구멍 내에 충전되는 도전 페이스트의 단부와 접속하여 이루어지는 관통 구멍 배선판.
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