KR102428873B1 - 차폐 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 10MHz∼1000MHz의 전자파에 대해서도 양호한 차폐성을 가지고, 패키지와 차폐층의 밀착성이 양호한 차폐 패키지를 제공한다. 기판 상에 전자 부품이 탑재되고, 이 전자 부품이 봉지재에 의해 봉지된 패키지와, 상기 패키지 상에, 순서대로 적층된 제1층과 제2층을 가지는 차폐층을 가지고, 제1층이 (A) 상온에서 고체인 고체 에폭시 수지 5∼30 질량부와 상온에서 액체인 액체 에폭시 수지 20∼90 질량부를 합계량 100 질량부를 넘지 않는 범위에서 포함하는 바인더 성분 100 질량부와, (B) 금속 입자 400∼1800 질량부와, (C) 경화제 0.3∼40 질량부를 함유하고, 상기 금속 입자(B)가, (B1) 구상 금속 입자와 (B2) 플레이크상 금속 입자를 적어도 함유하고, 상기 금속 입자(B)에 대한 상기 구상 금속 입자(B1)의 함유 비율이 20∼80 질량%인 도전성 수지 조성물로 이루어지는 것이며, 상기 제2층이 (D) 중량 평균 분자량이 1000 이상 40만 이하인 (메타)아크릴계 수지, 및 (E) 분자 내에 글리시딜기, 및/또는 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머를 포함하는 바인더 성분과, (F) 평균 입자 직경이 10∼500nm인 금속 입자와, (G) 평균 입자 직경이 1∼50㎛인 금속 입자와, (H) 라디칼 중합 개시제를 함유하고, 상기 금속 입자(F)와 상기 금속 입자(G)의 합계의 함유량이, 상기 제2층의 바인더 성분 100 질량부에 대하여, 2000∼80000 질량부이고, 상기 금속 입자(F)와 상기 금속 입자(G)의 합계량에 대한 상기 금속 입자(F)의 함유 비율이 8∼85 질량%인, 도전성 수지 조성물로 이루어지는 것으로 한다.

Description

차폐 패키지
본 발명은, 기판 상에 전자 부품이 탑재되고, 이 전자 부품이 봉지재(封止材)에 의해 봉지된 패키지와, 패키지를 피복하는 차폐층을 가지는 차폐 패키지에 관한 것이다.
휴대 전화나 태블릿 단말기 등의 전자기기에 있어서는, 최근, 다수의 전자 부품과 함께, RFID(Radio Frequency IDentification)나 비접촉 충전 기능 등, 10MHz∼1000MHz의 전자파를 이용한 무선 통신 기능이 탑재되어 있다. 이와 같은 전자 부품은 전자파에 대한 감수성이 높고, 외부로부터의 전자파에 노출되면 오동작을 일으키기 쉽다는 하는 문제를 가진다.
한편, 전자기기의 소형 경량화와 고기능화를 양립시키기 위해, 전자 부품의 실장 밀도를 높이는 것이 요구되고 있다. 그러나, 실장 밀도를 높이면 전자파의 영향을 받는 전자 부품도 늘어나 버린다는 문제가 있다.
종래부터, 상기 과제를 해결하는 수단으로서, 전자 부품을 패키지마다 차폐층으로 덮음으로써, 전자 부품에 대한 전자파의 침입을 방지한, 이른바 차폐 패키지가 알려져 있다. 예를 들면 특허문헌 1에는, 패키지의 표면에, 도전성(導電性) 입자를 함유하는 도전성 수지 조성물을 스프레이(분무)하여 코팅하고, 가열 경화하는 것에 의해, 차폐 효과가 높은 전자(電磁) 차폐 부재를 용이하게 얻을 수 있는 취지가 기재되어 있다.
또한, 전자파 차폐에 적용 가능한 도전성 페이스트로서, 예를 들면, 특허문헌 2∼5에는, 미크론 사이즈의 도전성 필러와, 나노 사이즈의 도전성 필러를 병용한 것이 기재되어 있다. 나노 사이즈의 도전성 필러를 병용하는 것에 의해, 미크론 사이즈의 도전성 필러끼리의 사이에 존재하는 간극을 충전할 수 있고, 양호한 차폐 특성이 얻어진다는 취지가 기재되어 있다.
일본공개특허 제2003-258137호 공보 일본공개특허 제2014-181316호 공보 일본공개특허 제2005-294254호 공보 일본공개특허 제2010-113912호 공보 일본공개특허 제2010-118280호 공보
그러나, 10MHz∼1000MHz의 전자파의 침입을 방지하는 것에 착안한 도전성 페이스트는 없고, 종래의 도전성 페이스트에 의한 차폐층은, 10MHz∼1000MHz의 전자파에 대한 차폐 효과에 개선의 여지가 있었다.
또한, 나노 사이즈의 도전성 필러를 사용하는 경우, 나노 사이즈의 도전성 필러의 분산성을 높이는 관점에서, 아크릴계 수지가 사용되는 경우가 많다. 그러나, 아크릴계 수지를 사용한 도전성 수지 조성물을 차폐층에 적용한 경우, 땜납 리플로우 공정 등의 고온 하에 노출되면, 차폐층과 패키지의 밀착성이 저하되기 쉽다는 문제가 있었다.
또한, 10MHz∼1000MHz의 전자파에 대한 차폐 효과를 향상시키는 수단으로서, 도전성 필러를 고배합하는 것이 고려되지만, 그 경우 차폐층과 패키지의 밀착성의 문제가 보다 현저하게 나타날 우려가 있었다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것이며, 10MHz∼1000MHz의 전자파에 대해서도 양호한 차폐성을 가지고, 차폐층과 패키지의 밀착성이 양호한 차폐 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 차폐 패키지는, 기판 상에 전자 부품이 탑재되고, 이 전자 부품이 봉지재에 의해 봉지된 패키지와, 상기 패키지 상에, 순서대로 적층된 제1층과 제2층을 가지는 차폐층을 가지고, 상기 제1층이 (A) 상온에서 고체인 고체 에폭시 수지 5∼30 질량부와 상온에서 액체인 액체 에폭시 수지 20∼90 질량부를 합계량 100 질량부를 넘지 않는 범위에서 포함하는 바인더 성분 100 질량부와, (B) 금속 입자 400∼1800 질량부와, (C) 경화제 0.3∼40 질량부를 함유하고, 상기 금속 입자(B)가, (B1) 구상(球狀) 금속 입자와 (B2) 플레이크상 금속 입자를 적어도 함유하고, 상기 금속 입자(B)에 대한 상기 구상 금속 입자(B1)의 함유 비율이 20∼80 질량%인 도전성 수지 조성물로 이루어지는 것이며, 상기 제2층이 (D) 중량 평균 분자량이 1000 이상 40만 이하인 (메타)아크릴계 수지, 및 (E) 분자 내에 글리시딜기, 및/또는 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머를 포함하는 바인더 성분과, (F) 평균 입자 직경이 10∼500nm인 금속 입자와, (G) 평균 입자 직경이 1∼50㎛인 금속 입자와, (H) 라디칼 중합 개시제를 함유하고, 상기 금속 입자(F)와 상기 금속 입자(G)의 합계의 함유량이, 상기 제2층의 바인더 성분 100 질량부에 대하여 2000∼80000 질량부이고, 상기 금속 입자(F)와 상기 금속 입자(G)의 합계량에 대한 상기 금속 입자(F)의 함유 비율이 8∼85 질량%인, 도전성 수지 조성물로 이루어지는 것으로 한다.
상기 바인더 성분(A)는 분자 내에 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머를 또한 함유하는 것으로 할 수 있다.
상기 모노머(E)는 분자 내에 글리시딜기 및 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머인 것으로 할 수 있다.
상기 금속 입자(G)는 구리 입자, 은 피복 구리 입자, 및 은 피복 구리합금 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 차폐 패키지에 의하면, 10MHz∼1000MHz의 전자파에 대한 우수한 차폐성, 및 패키지와 차폐층의 우수한 밀착성이 얻어진다.
[도 1] 차폐 패키지의 제조 방법의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도(斷面圖)이다.
[도 2] 개별화 전의 차폐 패키지의 예를 나타내는 평면도이다.
[도 3] 도전성 도막의 도전성 평가에 사용한, 경화물의 샘플이 형성된 기판을 나타내는 평면도이다.
[도 4] 도전성 도막의 차폐 효과의 평가에 이용하는 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
본 발명에 관한 차폐 패키지는 기판 상에 전자 부품이 탑재되고, 이 전자 부품이 봉지재에 의해 봉지된 패키지와, 패키지 상에, 순서대로 적층된 제1층과 제2층을 가지는 차폐층을 포함하는 것이다.
<제1층>
상기 제1층은, (A) 상온에서 고체인 고체 에폭시 수지 5∼30 질량부와 상온에서 액체인 액체 에폭시 수지 20∼90 질량부를 합계량 100 질량부를 넘지 않는 범위에서 포함하는 바인더 성분 100 질량부와, (B) 금속 입자 400∼1800 질량부와, (C) 경화제 0.3∼40 질량부를 함유하는 도전성 수지 조성물로 이루어지는 것이다.
제1층에 적용하는 도전성 수지 조성물의 바인더 성분은, 에폭시 수지를 필수적인 성분으로 하는 것이며, 필요에 따라 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머를 더 포함할 수도 있다. 그리고, 본 명세서에 있어서, 「(메타)아크릴로일기」란, 아크릴로일기와 메타크릴로일기를 총칭하는 것으로 하고, 「(메타)아크릴로일기를 가지는 모노머」는, 올리고머나 분자량이 1000 미만인 프리폴리머도 포함하는 것으로 한다.
여기서 「상온에서 고체」란, 25℃에 있어서 무용매 상태로 유동성을 갖지 않는 상태인 것을 의미하는 것으로 하고, 「상온에서 액체」란 동일 조건에 있어서 유동성을 가지는 상태인 것을 의미하는 것으로 한다. 고체 에폭시 수지는, 바인더 성분 100 질량부 중, 5∼30 질량부인 것이 바람직하고, 5∼20 질량부인 것이 보다 바람직하다. 또한 액체 에폭시 수지는, 바인더 성분 100 질량부 중, 20∼90 질량부인 것이 바람직하고, 25∼80 질량부인 것이 보다 바람직하다.
상온에서 고체인 에폭시 수지를 사용함으로써, 균일하게 패키지 표면에 도포되고, 불균일이 없는 차폐층을 형성할 수 있는 도전성 수지 조성물이 얻어진다. 고체 에폭시 수지는, 분자 내에 2 이상의 글리시딜기를 가지고, 또한, 에폭시 당량이 150∼280g/eq를 가지는 것이 바람직하다. 에폭시 당량이 150g/eq 이상이면 크랙이나 휨 등의 문제가 일어나기 어렵고, 280g/eq 이하이면 내열성이 보다 우수한 도막이 얻어지기 쉽다.
고체 에폭시 수지는 용제에 용해하여 사용할 수 있다. 사용하는 용제는 특별히 한정되지 않고, 후술하는 것 중에서 적절히 선택할 수 있다.
고체 에폭시 수지의 구체예로서는, 특별히 이들에 한정되지 않지만, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 스피로환형 에폭시 수지; 나프탈렌형 에폭시 수지; 비페닐형 에폭시 수지; 테르펜형 에폭시 수지; 트리스(글리시딜옥시페닐)메탄, 테트라키스(글리시딜옥시페닐)에탄 등의 글리시딜에테르형 에폭시 수지; 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄 등의 글리시딜아민형 에폭시 수지; 테트라브롬 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, α-나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 브로민화 페놀 노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지; 고무 변성 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
상온에서 액체인 에폭시 수지는, 상기한 바와 같이 바인더 성분 100 질량부 중 20∼90 질량부 사용하지만, 그 중 5∼35 질량부가 액체 글리시딜아민형 에폭시 수지인 것이 바람직하고, 20∼55 질량부가 액체 글리시딜에테르형 에폭시 수지인 것이 바람직하다. 액체 글리시딜아민형 에폭시 수지와 액체 글리시딜에테르형 에폭시 수지를 이 배합량의 범위 내에서 조합하여 사용한 경우, 경화 후의 도막의 휨이 보다 적어지고, 차폐층의 도전성과 밀착성이 밸런스 양호하게 우수한 것으로 되고, 또한 내열성이 보다 우수한 차폐 패키지가 얻어진다.
액체 글리시딜아민형 액체 에폭시 수지는 에폭시 당량 80∼120g/eq, 점도 1.5Pa·s 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼1.5Pa·s다. 액체 글리시딜에테르형 에폭시 수지는 에폭시 당량 180∼220g/eq, 점도 6Pa·s 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼6Pa·s다. 에폭시 당량과 점도가 상기 바람직한 범위 내인 액체 글리시딜아민형 에폭시 수지와 액체 글리시딜에테르형 에폭시 수지를 사용한 경우, 경화 후의 도막의 휨이 보다 적어지고, 내열성이 보다 우수하고, 도막의 두께가 보다 균일한 차폐 패키지가 얻어진다.
여기에서, 액체 글리시딜아민형 액체 에폭시 수지의 점도란, 액체 온도 25℃에 있어서, BH형 점도계(로터 No.5, 회전수 10rpm)로 측정한 값으로 한다.
제1층에 적용하는 도전성 수지 조성물에 사용할 수 있는 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머란, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 가지는 화합물이면 특별히 한정되지 않는다. 이와 같은 화합물의 예로서는, 이소아밀아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필메타크릴레이트, 페닐글리시딜에테르아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트우레탄 프리폴리머, 비스페놀 A 디글리시딜에테르아크릴산 부가물, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 및 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
상기와 같이 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머를 사용하는 경우, 에폭시 수지와 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머의 합계량에 대한 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머의 함유 비율은, 5∼95 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20∼80 질량%이다. (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머가 5 질량% 이상인 것에 의해, 도전성 수지 조성물을 신속하게 경화시킬 수 있고, 또한 경화 시의 도전성 수지 조성물의 흘림을 방지할 수 있다. 또한, (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머가 95 질량% 이하인 경우, 패키지와 차폐층의 밀착성이 양호하게 되기 쉽다.
바인더 성분에는, 에폭시 수지, (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머 이외에, 도전성 수지 조성물의 물성을 향상시키는 것을 목적으로 하여, 알키드 수지, 멜라민 수지, 크실렌 수지 등을 개질제로서 첨가할 수 있다.
바인더 성분에 개질제를 배합하는 경우의 배합비는, 차폐층과 패키지의 밀착성의 관점에서, 바인더 성분에 대하여 40 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 질량% 이하로 한다.
제1층에 적용하는 도전성 수지 조성물의 금속 입자(B)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 구리 입자, 은 입자, 니켈 입자, 은 피복 구리 입자, 은 피복 구리합금 입자, 금 피복 구리 입자, 은 피복 니켈 입자, 금 피복 니켈 입자 등을 들 수 있다.
은 피복 구리 입자는, 구리 입자와, 이 구리 입자 중 적어도 일부를 피복하는 은층 또는 은 함유층을 가지는 것이며, 은 피복 구리합금 입자는, 구리합금 입자와, 이 구리합금 입자 중 적어도 일부를 피복하는 은층 또는 은 함유층을 가지는 것이다. 구리합금 입자는, 예를 들면 니켈의 함유량이 0.5∼20 질량%이고, 또한 아연의 함유량이 1∼20 질량%이며, 잔부가 구리로 이루어지며, 잔부의 구리는 불가피한 불순물을 포함해도 된다. 이와 같이 은 피복층을 가지는 구리합금 입자를 사용함으로써, 차폐성이 우수한 차폐 패키지를 얻을 수 있다.
또한 금속 입자(B)는, 구상 및 플레이크상(인편상)의 금속 입자를 필수로 하는 것으로 하고, 필요에 따라 수지상, 섬유상 등의 금속 입자를 더 병용할 수도 있다. 그리고, 구상으로는, 대략 진구(眞球)인 것(아토마이즈 분말)뿐만 아니라, 대략 다면체형인 구체(환원 분말)이나, 부정형상(전해 분말) 등의 대략 구상인 것을 포함한다.
금속 입자(B)의 전체량에 있어서의 구상 금속 입자(B1) 및 플레이크상 금속 입자(B2)의 합계량의 함유 비율은 특별히 한정되지 않지만, 40∼100 질량%인 것이 바람직하고, 60∼100 질량%인 것이 보다 바람직하며, 80∼100 질량%인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 금속 입자(B)의 전체량에 있어서의 구상 금속 입자(B1)의 함유 비율은, 20∼80 질량%인 것이 바람직하고, 25∼75 질량%인 것이 보다 바람직하다.
금속 입자(B)의 함유량(구상 및 플레이크상과 다른 형상의 금속 입자의 합계량)은, 바인더 성분 100 질량부에 대하여 400∼1800 질량부이고, 500∼1800 질량부인 것이 보다 바람직하며, 500∼1700 질량부인 것이 더욱 바람직하다. 금속 입자의 함유량이 400 질량부 이상이면 차폐층의 도전성이 양호하게 되고, 1800 질량부 이하이면, 차폐층과 패키지의 밀착성, 및 차폐층의 물성이 양호하게 되며, 후술하는 다이싱쏘(Dicing Saw)로 절단할 때에 차폐층의 파편이 생기기 어려워진다.
또한, 금속 입자(B)의 평균 입자 직경은, 구상 및 플레이크상 모두 1∼130㎛인 것이 바람직하다. 금속 입자(B)의 평균 입자 직경이 1㎛ 이상이면, 금속 입자의 분산성이 양호하여 응집을 방지할 수 있으며, 또한 산화되기 어렵고, 30㎛ 이하이면 패키지의 그라운드 회로와의 접속성이 양호하다.
여기에서, 본 명세서에 있어서, 평균 입자 직경이란, 레이저 회절·산란법으로 측정한, 개수 기준의 평균 입자 직경 D50(메디아 직경)의 입자 직경을 말한다.
또한, 플레이크상 금속 입자(B2)의 탭 밀도는 특별히 한정되지 않지만, 4.0∼6.0g/㎤인 것이 바람직하다. 탭 밀도가 상기 범위 내이면, 차폐층의 도전성이 양호하게 된다.
또한, 플레이크상 금속 입자(B2)의 아스펙트비는 특별히 한정되지 않지만, 5∼20인 것이 바람직하고, 5∼10인 것이 보다 바람직하다. 아스펙트비가 상기 범위 내이면, 차폐층의 도전성이 보다 양호하게 된다.
제1층에 적용하는 도전성 수지 조성물에 있어서는, 바인더 성분을 경화시키기 위한 경화제(C)를 사용한다. 경화제(C)로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 이미다졸계 경화제, 페놀계 경화제, 나프톨계 경화제, 아민계 경화제, 양이온계 경화제, 라디칼계 경화제 등을 사용할 수 있고, 이들 중에서도, 이미다졸계 경화제, 페놀계 경화제, 나프톨계 경화제인 것이 바람직하고, 이미다졸계 경화제인 것이 보다 바람직하다. 이들 경화제(C)는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용해도 된다.
이미다졸계 경화제로서는, 예를 들면 이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸-이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸 등을 들 수 있다.
페놀계 경화제는, 분자 중에 페놀 골격을 적어도 1개 가지고, 에폭시 수지의 경화제로서 사용 가능한 화합물이며, 예로서는, 페놀 노볼락(노볼락형 페놀 수지), 트리페닐메탄형 페놀 수지, 디시클로펜타디엔형 노볼락 수지 등을 들 수 있고, 노볼락형 페놀 수지인 것이 바람직하다.
나프톨계 경화제는 분자 중에 나프톨 골격을 적어도 1개 가지고, 에폭시 수지의 경화제로서 사용 가능한 화합물이며, 예로서는, 나프톨·크레졸·포름알데히드 수지, 페놀·나프톨계 아랄킬 수지, 자일록 타입 노볼락 수지 등을 들 수 있다.
양이온계 경화제의 예로서는, 삼불화붕소의 아민염, P-메톡시벤젠디아조늄헥사플루오로포스페이트, 디페닐이오도늄헥사플루오로포스페이트, 트리페닐술포늄, 테트라-n-부틸포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라-n-부틸포스포늄-o,o-디에틸포스포로디티오에이트 등으로 대표되는 오늄계 화합물을 들 수 있다.
라디칼계 경화제(중합 개시제)의 예로서는, 디큐밀퍼옥사이드, tert-부틸큐밀퍼옥사이드, tert-부틸하이드로퍼옥사이드, 큐멘하이드로퍼옥사이드 등을 들 수 있다.
경화제(C)의 함유량은, 바인더 성분의 합계량 100 질량부에 대하여 0.3∼40 질량부인 것이 바람직하고, 0.5∼35 질량부인 것이 보다 바람직하다. 경화제의 함유량이 0.3∼40 질량부이면 차폐층과 패키지의 밀착성과 차폐층의 도전성이 양호하게 되어, 차폐 효과가 우수한 차폐층이 얻어지기 쉽다. 또한, 경화제로서 라디칼계 경화제를 사용하는 경우에는, 바인더 성분의 합계량 100 질량부에 대하여 0.3∼8 질량부인 것이 바람직하다. 라디칼계 경화제의 함유량이 0.3∼8 질량부이면 차폐층과 패키지의 밀착성과 차폐층의 도전성이 양호하게 되어, 차폐 효과가 우수한 차폐층이 얻어지기 쉽다.
제1층에 적용하는 도전성 수지 조성물은, 도전성 수지 조성물을 스프레이 분무에 의해 패키지 표면에 균일하게 도포할 수 있도록 하기 위해서는, 이른바 도전성 페이스트보다도 저점도인 것이 바람직하다. 도전성 수지 조성물의 점도는 도포에 사용하는 기기에 따라 적절히 조정하는 것이 바람직하고, 특별히 한정되지 않지만, 일반적인 기준으로서는, 이하에 설명하는 바와 같다. 점도의 측정 방법도 한정되는 것은 아니지만, 도전성 수지 조성물이 저점도이면 원추평판형 회전 점도계(이른바 콘·플레이트형 점도계)로 측정할 수 있고, 고점도이면 단일 원통형 회전 점도계(이른바 B형 또는 BH형 점도계)로 측정할 수 있다.
원추평판형 회전 점도계로 측정하는 경우에는, 브룩 필드(BROOK FIELD)사의 콘 스핀들 CP40(콘 각도:0.8°, 콘 반경:24mm)을 사용하여, 0.5rpm으로 측정한 점도가 100mPa·s 이상인 것이 바람직하고, 150mPa·s 이상인 것이 보다 바람직하다. 점도가 100mPa·s 이상이면, 도포면이 수평하지 않을 경우에 있어서의 액흘림을 방지하여 차폐층을 불균일없이 형성하기 쉽다. 그리고, 100mPa·s 부근이나 그것보다도 저점도의 경우, 원하는 두께의 균일한 도막을 얻기 위해서는, 1회의 도포량을 적게 하여 박막을 형성하고, 그 위에 또 박막을 형성하는 조작을 반복하는, 이른바 겹침 도포를 행하는 방법이 유효하다. 그리고, 원추평판형 회전 점도계로 측정 가능한 점도라면, 높더라도 문제는 없다.
단일 원통형 회전 점도계로 측정하는 경우는 로터 No.5를 사용하여 10rpm으로 측정한 점도가 30dPa·s 이하인 것이 바람직하고, 25dPa·s 이하인 것이 보다 바람직하다. 30dPa·s 이하이면 스프레이 노즐의 눈막힘을 방지하고, 불균일없이 차폐층을 형성하기 쉽다. 그리고, 단일 원통형 회전 점도계로 측정 가능한 점도라면, 낮더라도 문제는 없다.
도전성 수지 조성물의 점도는 바인더 성분의 점도나 도전성 필러의 함유량 등에 의해 상이하므로, 상기 범위 내로 하기 위해, 용제를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서 사용 가능한 용제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 메틸에틸케톤, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 3-메톡시-3-메틸-1-부틸아세테이트, 아세톤, 아세토페논, 메틸셀로솔브, 메틸셀로솔브아세테이트, 메틸카르비톨, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 테트라하이드로퓨란, 디옥테르, 아세트산메틸, 아세트산부틸 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용해도 된다.
용제의 함유량은, 도포에 사용하는 기기 등에 따라 적절히 조정하는 것이 바람직하지만, 통상은 바인더 성분 100 질량부에 대하여 20∼600 질량부인 것이 바람직하다. 용제의 함유량이 20∼600 질량부 이상이면 스프레이 도포에 의한 도포 안정성이 우수하고, 안정된 차폐 효과가 얻기 쉬워진다.
또한, 제1층에 적용하는 도전성 수지 조성물에는, 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에 있어서, 소포제, 증점제, 점착제, 충전제, 난연제, 착색제 등, 공지의 첨가제를 첨가할 수 있다.
상기 도전성 수지 조성물을 경화시켜 이루어지는 제1층의 표면으로부터는, 금속 입자(B)가 일부 노출되어 있으므로, 제2층과의 안정된 전기적인 접속이 얻어진다.
<제2층>
상기 제2층은, (D) 중량 평균 분자량이 1000 이상 40만 이하인 (메타)아크릴계 수지와, (E) 분자 내에 글리시딜기, 및/또는 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머를 포함하는 바인더 성분과, (F) 평균 입자 직경이 10∼500nm인 금속 입자와, (G) 평균 입자 직경이 1∼50㎛인 금속 입자와, (H) 라디칼 중합 개시제를 함유하는 도전성 수지 조성물로 이루어지는 것이다.
(메타)아크릴계 수지(D)는, 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르를 구성 모노머로서 적어도 포함하는 중합체이며, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 구성 모노머로서, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산-n-부틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 및 메타크릴산-n-부틸로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 중합체를 사용할 수 있다. 구성 모노머로서는, 본 발명의 목적에 어긋나지 않는 범위에서 아크릴산에스테르 또는 메타크릴산에스테르 이외를 포함해도 된다. 2종 이상의 모노머를 함유하는 경우, 교호 공중합체라도 되고, 랜덤 공중합체라도 되며, 블록 공중합체라도 되고, 그라프트 공중합체라도 된다. 여기에서, 「(메타)아크릴계 수지」란 「아크릴계 수지」 및 「메타아크릴계 수지」의 총칭이다.
(메타)아크릴계 수지(D)의 중량 평균 분자량은 1000 이상이고, 5000 이상인 것이 바람직하며, 7000 이상인 것이 보다 바람직하고, 10000 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 40만 이하이고, 20만 이하인 것이 바람직하며, 15만 이하인 것이 보다 바람직하고, 5만 이하인 것이 더욱 바람직하다.
이와 같은 (메타)아크릴계 수지로서는, 예를 들면 일본공개특허 제2016-155920호 공보, 일본공개특허 제2015-59196호 공보, 일본공개특허 제2016-196606호 공보, WO2016/132814에 관한 소성(燒成) 페이스트용 공중합체 등을 사용할 수 있다. 또한, 시판되고 있는 아크릴계 수지도 사용 가능하며, 예를 들면, 교에이샤 가가쿠(주) 제조의 「KC-1100」이나, 「KC-1700P」를 사용할 수 있다.
모노머(E)는, 분자 내에 글리시딜기 및/또는 (메타)아크릴로일기를 가지는 화합물이며, 바람직하게는, 분자 내에 글리시딜기 및 (메타)아크릴로일기를 가지는 화합물이다. 그리고, 본 명세서에 있어서, 「모노머(E)」는, 올리고머나 분자량이 1000 미만인 프리폴리머도 포함하는 것으로 한다.
글리시딜기를 가지는 화합물로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 에틸글리시딜에테르, 부틸글리시딜에테르, tert-부틸글리시딜에테르, 알릴글리시딜에테르, 벤질글리시딜에테르, 글리시딜페닐에테르, 비스페놀 A, 디글리시딜에테르 등의 글리시딜 화합물 등을 들 수 있다.
(메타)아크릴로일기를 가지는 화합물로서는, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 가지는 화합물이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 이소아밀아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 및 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
글리시딜기 및 (메타)아크릴로일기를 가지는 화합물로서는, 예를 들면 아크릴산글리시딜에테르, 메타크릴산글리시딜에테르, 4-히드록시부틸아크릴레이트글리시딜에테르, 비스페놀 A 디글리시딜에테르아크릴산 부가물, 페닐글리시딜에테르아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트우레탄 프리폴리머 등을 들 수 있다.
이들 모노머(E)는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 도전성 수지 조성물에 아크릴계 수지를 사용한 경우, 가열 경화 후의 차폐층과 패키지 등의 도포 대상물과의 밀착성이 뒤떨어지는 경향이 있지만, 상기 (메타)아크릴계 수지(D)에 모노머(E)를 병용하는 것에 의해, 금속 입자(F) 및 금속 입자(G)를 고배합한 경우라도, 차폐층과 도포 대상물의 우수한 밀착성, 즉, 본 발명에 있어서는, 제1층과 제2층의 우수한 밀착성이 얻어진다.
모노머(E)의 함유량은, (메타)아크릴계 수지(D)와의 합계량 100 질량부 중, 20∼99 질량부인 것이 바람직하고, 40∼99 질량부인 것이 보다 바람직하며, 50∼99 질량부인 것이 더욱 바람직하다. 이하, 본 명세서에 있어서, (메타)아크릴계 수지(D)와 모노머(E)의 양자를 포함시킨 것을 제2층에 적용하는 도전성 수지 조성물에 있어서의 바인더 성분으로 한다.
평균 입자 직경이 10∼500nm인 금속 입자(F)로서는 특별히 한정되지 않지만, 구리 나노 입자, 은 나노 입자, 금 나노 입자인 것이 바람직하다. 금속 입자(F)의 평균 입자 직경이 10∼500nm인 것에 의해, 미크론 사이즈의 금속 입자끼리의 간극을 충전할 수 있으므로, 도전성 필러를 고배합으로 하기 쉽고, 10MHz∼1000MHz의 전자파에 대한 차폐성을 향상시킬 수 있다.
금속 입자(F)의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 바인더 성분(제2층의 바인더 성분, 이하 동일) 100 질량부에 대하여, 50∼75000 질량부인 것이 바람직하고, 100∼35000 질량부인 것이 보다 바람직하며, 300∼10000 질량부인 것이 더욱 바람직하고, 500∼5000 질량부인 것이 특히 바람직하다.
평균 입자 직경이 1∼50㎛인 금속 입자(G)로서는 특별히 한정되지 않지만, 구리 입자, 은 입자, 금 입자, 은 피복 구리 입자 또는 은 피복 구리합금 입자인 것이 바람직하고, 비용 삭감의 관점에서는, 구리 입자, 은 피복 구리 입자, 또는 은 피복 구리합금 입자인 것이 보다 바람직하다. 금속 입자(G)의 평균 입자 직경이 1㎛ 이상이면, 금속 입자(G)의 분산성이 양호하여 응집을 방지할 수 있고, 또한 산화되기 어렵고, 50㎛ 이하이면 패키지의 그라운드 회로와의 접속성이 양호하다.
금속 입자(G)의 형상의 예로서는, 플레이크상(인편상), 수지상, 구상, 섬유상, 부정형(다면체) 등을 들 수 있지만, 저항값이 보다 낮고, 차폐성이 보다 향상된 차폐층이 얻어지는 점에서는, 플레이크상인 것이 바람직하다.
또한, 금속 입자(G)가 플레이크상인 경우에는, 금속 입자(G)의 탭 밀도는 4.0∼6.5g/㎤인 것이 바람직하다. 탭 밀도가 상기 범위 내이면, 차폐층의 도전성이 보다 양호하게 된다.
또한, 금속 입자(G)가 플레이크상인 경우에는, 금속 입자(G)의 아스펙트비는 2∼10인 것이 바람직하다. 아스펙트비가 상기 범위 내이면, 차폐층의 도전성이 보다 양호하게 된다.
금속 입자(G)의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 바인더 성분 100 질량부에 대하여 400∼75000 질량부인 것이 바람직하고, 400∼55000 질량부인 것이 보다 바람직하며, 400∼45000 질량부인 것이 더욱 바람직하고, 400∼30000 질량부인 것이 특히 바람직하다. 함유량이 400 질량부 이상이면 차폐층의 도전성이 양호하게 되고, 10MHz 대의 저주파 영역의 전자파에 대한 우수한 차폐성이 얻어지기 쉽고, 75000 질량부 이하이면, 제1층과 제2층의 밀착성, 및 차폐층의 특성이 양호하게 되기 쉽고, 후술하는 다이싱쏘로 절단했을 때에 차폐층의 파편이 생기기 어려워진다.
금속 입자(F)와 금속 입자(G)의 합계의 함유량은, 바인더 성분 100 질량부에 대하여 2000∼80000 질량부이고, 바람직하게는 2000∼65000 질량부이며, 보다 바람직하게는 2000∼50000 질량부이고, 보다 바람직하게는 2000∼35000 질량부이다. 2000 질량부 이상인 것에 의해, 저주파 영역인 10MHZ대의 전자파에 대한 우수한 차폐 효과가 얻어지기 쉽고, 80000 질량부 이하인 것에 의해, 제1층과 제2층의 우수한 밀착성이 얻어지기 쉽다.
금속 입자(F)와 금속 입자(G)의 합계량에 대한 금속 입자(F)의 함유 비율은 특별히 한정되지 않지만, 8∼85 질량%인 것이 바람직하다.
라디칼 중합 개시제(H)로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 가열에 의해 라디칼 중합을 개시시키는 열중합 개시제나, X선이나 UV 등의 에너지선 조사(照射)에 의해 라디칼 중합을 개시시키는 에너지선 중합 개시제를 사용할 수 있다.
라디칼 중합 개시제는 특별히 제한되지 않고, 종래 사용되고 있는 유기 과산화물계나 아조계의 화합물을 적절히 사용할 수 있다.
유기 과산화물계 중합 개시제의 예로서는, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 시클로헥산온퍼옥사이드, 메틸시클로헥산온퍼옥사이드, 메틸아세토아세테이트퍼옥사이드, 아세틸아세테이트퍼옥사이드, 1,1-비스(tert-헥실퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(tert-헥실퍼옥시)-시클로헥산, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)-2-메틸시클로헥산, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)-시클로헥산, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)시클로도데칸, t-헥실퍼옥시벤조에이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(벤조일퍼옥시)헥산, tert-부틸퍼옥시알릴모노카보네이트, tert-부틸트리메틸실릴퍼옥사이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,3-디메틸-2,3-디페닐부탄 등을 들 수 있다.
또한, 아조계 중합 개시제의 예로서는, 2-페닐아조-4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴, 1-[(1-시아노-1-메틸에틸)아조]포름아미드, 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스(2-메틸-N-페닐프로피온아미딘)디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스[N-(4-클로로페닐)-2-메틸프로피온아미딘]디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스[N-(4-히도로페닐)-2-메틸프로피온아미딘]디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스[2-메틸-N-(페닐메틸)프로피온아미딘]디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸을 들 수 있다.
상기 라디칼 중합 개시제는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
라디칼 중합 개시제(H)의 함유량은, 바인더 성분에 대하여 화학량론적으로 필요한 양이면 되고, 그 종류에 따라 상이하지만, 기준으로서는 바인더 성분 100 질량부에 대하여 0.05∼30 질량부인 것이 바람직하고, 0.1∼25 질량부인 것이 보다 바람직하며, 1∼20 질량부인 것이 더욱 바람직하다. 라디칼 중합 개시제의 함유량이 이 범위 내인 경우에는, 도전성 수지 조성물의 경화가 충분하게 되고, 제1층과 제2층의 밀착성과 차폐층의 도전성이 양호하게 되어, 차폐 효과가 우수한 차폐층이 얻어지기 쉽다. 또한, 라디칼 중합 개시제의 종류나 양을 선택함으로써, 경화 시간의 단축이나 실온에서의 장기 보존 안정성 등 목적에 따른 사용을 할 수 있다.
또한, 제2층에 적용하는 도전성 수지 조성물에는, 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에 있어서, 소포제, 증점제, 점착제, 충전제, 난연제, 착색제 등, 공지의 첨가제를 첨가할 수 있다.
제2층에 적용하는 도전성 수지 조성물은, 도전성 수지 조성물을 스프레이 분무에 의해 패키지 표면에 균일하게 도포할 수 있도록 하기 위해서는, 이른바 도전성 페이스트보다도 저점도인 것이 바람직하다. 도전성 수지 조성물의 점도는 도포에 사용하는 기기에 따라 적절히 조정하는 것이 바람직하고, 특별히 한정되지 않지만, 일반적인 기준으로서는, 상기 제1층에 있어서 기재한 바와 같다.
도전성 수지 조성물의 점도는 바인더 성분의 점도나 도전성 필러의 함유량 등에 의해 상이하므로, 상기 범위 내로 하기 위해, 용제를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서 사용 가능한 용제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올, 3-메톡시-3-메틸-1-부틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 아세토페논, 메틸셀로솔브, 메틸셀로솔브아세테이트, 메틸카르비톨, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 테트라하이드로퓨란, 아세트산메틸, 아세트산부틸 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용해도 된다.
용제의 함유량은, 바인더 성분의 점도나 도전성 필러의 함유량 등에 의해 상이하지만, 기준으로서는, 도전성 수지 조성물의 함유 성분(용제를 제외함)의 합계량에 대하여 10∼60 질량% 정도이다.
본 실시형태의 차폐 패키지의 제2층은, 저주파 영역인 10MHZ대의 전자파에 대한 우수한 차폐 효과가 얻어지는 관점에서, 비저항이 5.0×10- 5Ω·cm 이하인 것이 바람직하다.
<차폐 패키지의 제조 방법>
본 실시형태의 차폐 패키지의 제조 방법의 일 실시형태를, 도면을 사용하여 설명한다.
먼저, 도 1(a)에 나타낸 바와 같이, 기판(1)에 복수의 전자 부품(IC 등)(2)을 탑재하고, 이들 복수의 전자 부품(2) 사이에 그라운드 회로 패턴(동박)(3)이 설치된 것을 준비한다.
도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 이들 전자 부품(2) 및 그라운드 회로 패턴(3) 상에 봉지재(4)를 충전하여 경화시키고, 전자 부품(2)을 봉지한다.
도 1(c)에 있어서 화살표로 나타낸 바와 같이, 복수의 전자 부품(2) 사이에서 봉지재(4)를 절삭하여 홈부를 형성하고, 이들 홈부에 의해 기판(1)의 각 전자 부품의 패키지를 개별화시킨다. 도면부호 A는 각각 개별화한 패키지를 나타낸다. 홈을 구성하는 벽면으로부터는 그라운드 회로의 적어도 일부가 노출되어 있고, 홈의 바닥부는 기판을 완전히는 관통하고 있지 않다.
한편으로, 전술한 바인더 성분(A), 금속 입자(B) 및 경화제(C)를 소정량 혼합하고, 제1층용 도전성 수지 조성물을 준비한다.
또한, (메타)아크릴계 수지(D)와 모노머(E)를 포함하는 바인더 성분, 금속 입자(F), 금속 입자(G) 및 라디칼 중합 개시제(H)를 소정량 혼합하고, 제2층용 도전성 수지 조성물을 준비한다.
제1층용 도전성 수지 조성물을 공지의 스프레이건(spray gun) 등에 의해 안개상으로 분사하고, 패키지 표면에 구석구석 도포한다. 이 때의 분사 압력이나 분사 유량, 스프레이건의 분사구와 패키지 표면의 거리는, 필요에 따라 적절히 설정된다.
상기 도전성 수지 조성물이 도포된 패키지를 가열하여 도전성 수지 조성물을 경화시키고, 도 1(d)에 나타낸 바와 같이, 패키지 표면에 제1층(도전성 도막)(5)을 형성시킨다. 이 때의 가열 조건은 적절히 설정할 수 있다.
제2층용 도전성 수지 조성물도, 제1층용 도전성 수지 조성물과 마찬가지로 도포하고, 도전성 수지 조성물이 도포된 패키지를 가열하여 용제를 충분히 건조시킨 후, 도전성 수지 조성물을 가열 경화시키고, 도 1(e)에 나타낸 바와 같이, 패키지 표면에 제2층(도전성 도막)(6)을 형성시킨다. 도 2는 이 상태에 있어서의 기판을 나타내는 평면도이다. 도면부호 B1, B2, …B9는, 개편화(個片化)되기 전의 차폐 패키지를 각각 나타내고, 도면부호 11∼19는 이들 차폐 패키지 사이의 홈을 각각 나타낸다.
도 1(f)에 있어서 화살표로 나타낸 바와 같이, 개편화 전의 패키지의 홈 바닥부를 따라 기판을 다이싱쏘 등에 의해 절단함으로써 개편화된 차폐 패키지(B)가 얻어진다.
이와 같이 하여 얻어지는 개편화된 차폐 패키지(B)는, 패키지 표면(상면부, 측면부 및 상면부와 측면부의 경계의 코너부 모두)에 균일한 차폐층이 형성되어 있으므로, 양호한 차폐 효과가 얻어진다. 또한 제1층은, 패키지 표면과의 밀착성이나, 패키지의 일부로부터 노출된 그라운드 회로의 동박과의 밀착성이 우수하고, 제2층은 제1층과의 밀착성이 우수하다. 그러므로, 패키지 표면에 도전성 수지 조성물을 도포하여 차폐층을 형성한 후에 패키지를 절단하여 개편화할 때, 절단 시의 충격에 의해 차폐층이 그라운드 회로로부터 박리하는 것을 방지할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명의 내용을 실시예에 기초하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 있어서 「부」 또는「%」로 있는 것은, 특별히 단서가 없는 한 질량 기준으로 한다.
<제1층>
다음으로 나타내는 고체 에폭시 수지와, 액체 에폭시 수지(글리시딜아민형 에폭시 수지 및 글리시딜에테르형 에폭시 수지)와, 모노머의 합계량 100 질량부에 대하여, 금속 입자, 경화제, 및 용제를 표 1, 표 2에 나타내는 비율로 배합하여 혼합하고, 도전성 수지 조성물 1을 얻었다. 사용한 각 성분의 상세한 것은 이하와 같다.
·고체 에폭시 수지: 미쓰비시 가가쿠(주) 제조, 상품명 「JER157S70」
·글리시딜아민형 에폭시 수지: (주)ADEKA 제조, 상품명 「EP-3905S」
·글리시딜에테르형 에폭시 수지: (주)ADEKA 제조, 상품명 「EP-4400」
·모노머(A): 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필메타크릴레이트, 교에이샤 가가쿠(주) 제조, 상품명 「라이트 에스테르 G-201P」
·금속 입자(B1): 구상 환원 은 입자, 평균 입자 직경 2㎛
·금속 입자(B2): 플레이크상 은 입자, 평균 입자 직경 5㎛, 아스펙트비=5
·경화제(C1): 2-메틸이미다졸, 시코쿠 가세이 고교(주) 제조, 상품명 「2MZ-H」
·경화제(C2): 페놀 노볼락, 아라카와 가가쿠 고교(주) 제조, 상품명 「
타마놀 758」
·용제: 1-메톡시-2-프로판올(PGME)
<제2층>
다음으로 나타내는 (메타)아크릴계 수지(D)와, 모노머(E)의 합계량 100 질량부에 대하여, 금속 입자(F), 금속 입자(G), 라디칼 중합 개시제(H) 및 용제를 표 1에 기재된 비율로 배합하여 혼합하고, 도전성 수지 조성물 2를 얻었다. 사용한 각 성분의 상세한 것은 이하와 같다.
·(메타)아크릴계 수지(D1): 분자량=17000
·(메타)아크릴계 수지(D2): 분자량=100000, 교에이샤 가가쿠(주) 제조의 「KC-1700P」
·(메타)아크릴계 수지(D3): 분자량=130000, 교에이샤 가가쿠(주) 제조의 「KC-1100」
·모노머(E1): 4-히드록시부틸아크릴레이트글리시딜에테르
·모노머(E2): 교에이샤 가가쿠(주) 제조의 「라이트 아크릴레이트 P-1A(N)」
·모노머(E3): 가부시키가이샤 ADEKA 제조의 「ED503」
·금속 입자(F): 은 입자(평균 입자 직경=150nm)
·금속 입자(G): 은 피복 구리합금 입자(평균 입자 직경=5㎛, 플레이크상, 아스펙트비=2∼10, 탭 밀도=5.8g/㎤)
·라디칼 중합 개시제(H): 2,2'-아조비스(이소부티르산)디메틸
·용제: 메틸에틸케톤(MEK)
실시예 및 비교예의 평가를 이하와 같이 행하였다. 결과를 표 1, 표 2에 나타낸다.
(1) 도전성 도막의 도전성
도전성 수지 조성물 1 및 도전성 수지 조성물 2로부터 얻어진 각 도전성 도막의 도전성을 비저항으로 평가하였다. 구체적으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 동박으로 형성된 전극 패드(21)가 60mm의 간격을 두고 양단에 설치된 유리 에폭시 기판(20) 상에, 폭 5mm의 슬릿을 형성한 두께 55㎛의 폴리이미드 필름을, 슬릿의 단부가 양단의 전극 패드(21)와 겹치도록 접착하여 마스킹하였다. 그 위에, 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 도전성 수지 조성물을, 스프레이 장치(SL-940E:Nordson Asymtek제)를 사용하여 스프레이 도포하였다.
190℃에서 30분간 가열함으로써 경화시키고, 폴리이미드 필름을 박리하고, 길이 70mm, 폭 5mm, 두께 약 20㎛의 경화물(22)이 양단의 전극 패드(21) 사이를 접속하도록 형성된 기판(20)을 얻었다. 이 경화물 샘플에 대하여, 테스터를 이용하여 전극 패드 사이의 저항값(Ω)을 측정하고, 단면적(S, ㎠)과 길이(L, cm)로부터 하기 식(1)에 의해 비저항(Ω·cm)을 계산하였다.
Figure 112020022681465-pct00001
샘플의 단면적, 길이 및 비저항은, 유리 에폭시 기판 3장에 경화물 샘플을 각 5개, 합계 15개 형성하고, 그 평균값을 구하였다. 그리고, 비저항이 5×10- 5Ω·cm 이하이면, 저주파 영역인 10MHZ대의 전자파를 방해하는 차폐층으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
(2) 도전성 도막의 밀착성
상기에서 얻어진 각 도전성 수지 조성물을 실온(25℃)에서 1주일 방치한 것을 사용하여, 차폐층과 패키지 표면 또는 그라운드 회로와의 밀착성을, JIS K 5600-5-6:1999(크로스컷법)에 기초하여 평가하였다.
구체적으로는, 그라운드 회로와의 밀착성 평가용으로 동장적층판을 준비하고, 패키지 표면과의 밀착성 평가용으로서, 에폭시 수지와 실리카 입자로 제작된 몰드 수지(파나소닉 제조의 CV8710)의 경화물로 이루어지고, 표면을 플라즈마 처리하고 있지 않은 수지판(50mm×50mm×2mmmm)을 준비하였다. 각각에, 폭 5cm, 길이 10cm의 개구부를 형성하도록 폴리이미드 테이프로 마스킹하고, 스프레이 코팅 장치 SL-940E(Nordson Asymtek 제조)를 사용하여, 도전성 수지 조성물 1을 스프레이 도포한 후, 190℃에서 10분간 가열함으로써 경화시켜, 두께 약 10㎛의 제1 도막을 형성하였다. 그 후, 마찬가지로, 도전성 수지 조성물 2를 스프레이 도포하고, 190℃에서 30분간 가열함으로써 경화시켜 제2 도막을 형성하고, 폴리이미드 테이프를 박리하여, 두께 약 35㎛의 2층으로 이루어지는 도막을 형성하였다. 도막이 형성된 동박, 및 몰드 수지 상에서 크로스컷 시험을 행하였다. 크로스컷 시험은, 리플로우 전의 것과, 최고 온도 260℃에서 10초간 행하는 리플로우 처리를 3회 행한 것과, -65℃의 조건 하에 30분간 노출시킨 후, 125℃의 조건 하에 30분간 노출시키는 히트 사이클 시험을 1000회 되풀이하여 행한 것에 대하여 실시하였다. 그리고, 히트 사이클 시험에는, 리플로우 처리를 하지 않고 있는 것을 사용하였다.
밀착성의 평가는, 다음의 기준으로 행하였다.
0: 컷의 에지가 완전히 매끄럽고, 어느 격자의 눈에도 벗겨짐이 없음
1: 컷의 교차점에 있어서 도막의 작은 벗겨짐이 생기고 있고, 크로스컷 부분에서 영향을 받는 것은 명확히 5%를 상회하는 경우는 없음
2: 도막이 컷의 에지를 따라, 및/또는 교차점에 있어서 벗겨져 있고, 크로스컷 부분에서 영향을 받는 것은 명확히 5%를 넘지만 15%를 상회하는 경우는 없음
3: 도막이 컷의 에지를 따라, 부분적 또는 전면적으로 큰 벗겨짐이 생기고 있고, 및/또는 눈의 여러 부분이, 부분적 또는 전면적으로 벗겨져 있으며, 크로스컷 부분에서 영향을 받는 것은, 명확히 15%를 넘지만 35%를 상회하는 경우는 없음
4: 도막이 컷의 에지를 따라, 부분적 또는 전면적으로 큰 벗겨짐이 생기고 있고, 및/또는 몇군데의 눈이 부분적 또는 전면적으로 벗겨져 있으며, 크로스컷 부분에서 영향을 받는 것은, 명확히 35%를 상회하는 경우는 없음
5: 분류 4에서도 분류할 수 없는 벗겨짐 정도의 어느 하나
(그리고, 제1 도막과 제2 도막 사이에 생긴 벗겨짐도, 상기 기준에 있어서의 벗겨짐으로서 평가하였음)
(3) 차폐 효과(10MHz)
두께 약 25㎛의 폴리이미드 필름에 스프레이 코팅 장치 SL-940E(Nordson Asymtek 제조)를 사용하여, 도전성 수지 조성물 1을 스프레이 도포한 후, 190℃에서 10분간 가열함으로써 경화시켜 두께 약 10㎛의 제1 도막을 형성하였다. 그 후, 마찬가지로, 도전성 수지 조성물 2를 스프레이 도포하고, 190℃에서 30분간 가열함으로써 경화시켜 제2 도막을 형성하고, 폴리이미드 테이프를 박리하여, 두께 약 35㎛의 2층으로 이루어지는 도막을 형성하고, 15cm 사각으로 재단한 것을 샘플로 하였다. 얻어진 샘플의 차폐 효과를 KEC법에 의해 평가하였다. 측정 조건은, 온도 25℃, 상대 습도 30∼50%의 분위기로 하였다.
도 4는, KEC법에서 이용되는 시스템의 구성을 나타낸 모식도이다. KEC법에서 이용되는 시스템은, 전자파 차폐 효과 측정 장치(211a, 211b)와, 스펙트럼·애널라이저(221)와, 10dB의 감쇠를 행하는 어테뉴에이터(222)와, 3dB의 감쇠를 하는 어테뉴에이터(223)와, 프리앰프(224)로 구성된다.
그리고, 스펙트럼·애널라이저(221)에는, 가부시키가이샤 아드반테스트사 제조의 U3741을 사용하였다. 또한, 프리앰프에는 애질런트 테크놀로지스사 제조의 HP8447F를 사용하였다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 전계파 차폐 효과의 측정과 자계파 차폐 효과의 측정에서는 시용하는 지그(측정 지그(213·215))가 각각 상이하다. 도 4(a)가 전계파 차폐 효과 평가 장치(211a)를 나타내고, 도 4(b)가 자계파 차폐 효과 평가 장치(211b)를 나타낸다.
전계파 차폐 효과 평가 장치(211a)에는, 2개의 측정 지그(213)가 서로 대향하여 설치되어 있다. 이 측정 지그(213·213) 사이에, 측정 대상의 샘플이 협지되도록 설치된다. 측정 지그(213)에는, TEM셀(TransverseElectro Magnetic Cell)의 치수 배분이 받아들여지고, 그 전송 축방향에 수직한 면내에서 좌우 대칭으로 분할한 구조로 되어 있다. 다만, 샘플의 삽입에 의해 단락 회로가 형성되는 것을 방지하기 위해, 평판형의 중심 도체(214)는 각 측정 지그(213)와의 사이에 간극을 형성하여 배치되어 있다.
또한, 전계파 차폐 효과 평가 장치(211a)에는, 2개의 측정 지그(215)가 서로 대향하여 설치되어 있다. 이 측정 지그(215·215) 사이에, 측정 대상의 샘플이 협지되도록 설치된다. 자계파 차폐 효과 평가 장치(211b)는, 자계파 성분이 큰 전자계를 발생시키기 위해, 측정 지그(215)에 차폐형 원형 루프·안테나(216)를 사용하고, 90도 각의 금속판과 조합하여, 루프·안테나의 1/4의 부분이 외부로 나와 있는 구조로 되어 있다.
KEC법은 먼저, 스펙트럼·애널라이저(221)로부터 출력한 신호를, 어테뉴에이터(222)를 통하여 송신측의 측정 지그(213) 또는 측정 지그(215)에 입력한다. 그리고, 수신측의 측정 지그(213) 또는 측정 지그(215)에서 받은 신호를 어테뉴에이터(223)를 통하여 프리앰프(224)에서 증폭하고 나서, 스펙트럼·애널라이저(221)에 의해 신호 레벨을 측정한다. 그리고, 스펙트럼·애널라이저(221)는, 샘플을 전자파 차폐 효과 측정 장치(211a, 211b)에 설치하고 있지 않은 상태를 기준으로 하여, 샘플을 전자파 차폐 효과 측정 장치(211a, 211b)에 설치한 경우의 감쇠량을 출력한다.
차폐 효과의 평가는, 10MHz에 있어서의 감쇠량이 25dB 이상인 것은 차폐 효과가 우수하다고 하였다. 그리고, 전자파가 고주파로 될수록, 샘플에 의한 감쇠량은 커지는 경향이 있고, 10MHz의 전자파에 대하여 우수한 차폐 효과가 얻어지고 있으면, 1000MHZ의 전자파에 대해서도 우수한 차폐 효과가 얻어진다고 평가할 수 있다.
[표 1]
Figure 112020022681465-pct00002
[표 2]
Figure 112020022681465-pct00003
표 1, 표 2에 나타내는 결과로부터, 각 실시예의 도전성 수지 조성물 2에 의해 얻어지는 제2층의 도막은 모두 양호한 도전성을 가지고 있고, 저주파 영역인 10MHZ대의 전자파에 대해서도 우수한 차폐성을 가지고 있는 것이 확인되었다. 또한, 리플로우 전, 리플로우 후 및 히트 사이클 시험 후 중 어느 쪽에 있어서도, 차폐층과 패키지 표면 또는 그라운드 회로와의 밀착성도 양호한 것이 확인되었다.
비교예 1은, 도전성 수지 조성물 2를 직접 몰드 수지에 도포한 예이고, 히트 사이클 시험 후의 몰드 수지와의 밀착성, 즉, 패키지 표면과의 밀착성이 뒤떨어져 있었다.
비교예 2는, 도전성 수지 조성물 2의 금속 입자(F)와 금속 입자(G)의 합계의 함유량이 소정값 미만인 예이고, 도전성 도막의 도전성이 낮고, 차폐 효과가 뒤떨어져 있었다.
비교예 3은, 도전성 수지 조성물 2의 금속 입자(F)와 금속 입자(G)의 합계의 함유량이 소정값을 넘는 예이고, 리플로우 전, 리플로우 후, 및 히트 사이클 시험 후 중 어느 쪽에 있어서도, 차폐층과 패키지 표면 및 그라운드 회로와의 밀착성이 뒤떨어져 있었다.
A : 기판상에서 개별화된 패키지
B : 개편화된 차폐 패키지
B1, B2, B9 : 개편화되기 전의 차폐 패키지
1 : 기판
2 : 전자 부품
3 : 그라운드 회로 패턴(동박)
4 : 봉지재
5 : 제1층(도전성 도막)
6 : 제2층(도전성 도막)
11∼19 : 홈
20 : 기판
21 : 전극 패드
22 : 도전성 수지 조성물의 경화물
211a : 전계파 차폐 효과 평가 장치
211b : 자계파 차폐 효과 평가 장치
213 : 측정 지그
214 : 중심 도체
215 : 측정 지그
216 : 차폐형 원형 루프·안테나
221 : 스펙트럼·애널라이저
222 : 어테뉴에이터
223 : 어테뉴에이터
224 : 프리앰프

Claims (5)

  1. 기판 상에 전자 부품이 탑재되고, 상기 전자 부품이 봉지재(封止材)에 의해 봉지된 패키지와,
    상기 패키지 상에, 순서대로 적층된 제1층과 제2층을 가지는 차폐층을 포함하고,
    상기 제1층이
    (A) 상온에서 고체인 고체 에폭시 수지 5∼30 질량부와 상온에서 액체인 액체 에폭시 수지 20∼90 질량부를 합계량 100 질량부를 넘지 않는 범위에서 포함하는 바인더 성분 100 질량부,
    (B) 금속 입자 400∼1800 질량부, 및
    (C) 경화제 0.3∼40 질량부를 함유하고,
    상기 금속 입자(B)가, (B1) 구상(球狀) 금속 입자와 (B2) 플레이크상 금속 입자를 적어도 함유하고,
    상기 금속 입자(B)에 대한 상기 구상 금속 입자(B1)의 함유 비율이 20∼80 질량%인 도전성 수지 조성물로 이루어지는 것이며,
    상기 제2층이
    (D) 중량 평균 분자량이 1000 이상 40만 이하인 (메타)아크릴계 수지, 및 (E) 분자 내에 글리시딜기, 및/또는 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머를 포함하는 바인더 성분,
    (F) 평균 입자 직경이 10∼500nm인 금속 입자,
    (G) 평균 입자 직경이 1∼50㎛인 금속 입자, 및
    (H) 라디칼 중합 개시제를 함유하고,
    상기 금속 입자(F)와 상기 금속 입자(G)의 합계의 함유량이, 상기 제2층의 바인더 성분 100 질량부에 대하여, 2000∼80000 질량부이고,
    상기 금속 입자(F)와 상기 금속 입자(G)의 합계량에 대한 상기 금속 입자(F)의 함유 비율이 8∼85 질량%인, 도전성 수지 조성물로 이루어지는,
    차폐 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 성분(A)가, 분자 내에 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머를 또한 함유하는, 차폐 패키지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모노머(E)가, 분자 내에 글리시딜기 및 (메타)아크릴로일기를 가지는 모노머인, 차폐 패키지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속 입자(G)가, 구리 입자, 은 피복 구리 입자, 및 은 피복 구리합금 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 차폐 패키지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 금속 입자(G)가, 구리 입자, 은 피복 구리 입자, 및 은 피복 구리합금 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인, 차폐 패키지.
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