KR20100128558A - Electroconductive paste composition and bump electrode prepared by using same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전도성 페이스트 조성물, 특히 인쇄회로층상의 예정된 위치에 인쇄횟수를 최소화하여 원하는 높이와 적은 높이 편차를 나타내는 쓰루홀 타입 (throughhole-type)의 전도성 범프 등의 전극을 형성하는 데 적합한 전도성 페이스트 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 전도성 페이스트 조성물은 인쇄회로기판, 특히 단층 및 다층의 FMC (Flash Memory Card)와 CSP (Chip Scale Pakage) 기판에 유용하다. The present invention relates to a conductive paste composition, in particular a conductive paste composition suitable for forming electrodes, such as through-hole-type conductive bumps, which exhibit a desired height and small height deviation by minimizing the number of prints at a predetermined position on the printed circuit layer. It is about. The conductive paste composition of the present invention is useful for printed circuit boards, in particular single and multilayer FMC (Flash Memory Card) and CSP (Chip Scale Pakage) substrates.
인쇄회로기판 (PCB)상의 구조체를 구성하는 상부 및 하부 회로층을 연결하는 원추형 전기전도성 범프를 인쇄 방식으로 인쇄회로기판에 형성하여 기판을 제작하는 방법이 일본 특허출원 공개공보 H6-342977A(1994)에 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 전기전도성 분말과 열경화성 결합제 수지 또는 열가소성 수지의 혼합물을 포함하는 전기전도성 조성물을 사용하여 인쇄법으로 전기전도성 금속박상에 원추형 전기전도성 범프를 형성하고, 합성수지 시트를 포함하는 절연 시트 (프리프레그)에 가열 압착하여 시트를 관통시킴으로써 반대쪽 전기전도성 금속박과 접착 및 결합되어 상부 및 하부 회로층의 전기적 접속을 이룰 수 있게 된다. 따라서, 상기 범프는 적층체층의 압착 후 전기전도성 금속박에 대해 매우 확실한 전기적 접촉 및 강력한 접착 강도를 가질 것이 요구된다. Japanese Patent Application Laid-Open No. H6-342977A (1994) discloses a method of manufacturing a substrate by forming a conical electrically conductive bump that connects upper and lower circuit layers constituting a structure on a printed circuit board to a printed circuit board by a printing method. Is disclosed. According to this method, using an electrically conductive composition comprising a mixture of an electrically conductive powder and a thermosetting binder resin or a thermoplastic resin to form a conical electrically conductive bump on the electrically conductive metal foil by a printing method, the insulating sheet comprising a synthetic resin sheet ( Heat-compression on the prepreg to penetrate the sheet allows adhesion and bonding with the opposing electrically conductive metal foil to achieve electrical connection of the upper and lower circuit layers. Therefore, the bumps are required to have a very reliable electrical contact and strong adhesive strength against the electrically conductive metal foil after the pressing of the laminate layer.
본 발명의 목적은 평균 입도가 상이한 여러 가지 종류의 금속분말을 포함하는 전도성 페이스트 조성물을 제공하여, 범프 전극 등을 형성하는 과정에서 많은 시간이 소요되는 인쇄 공정의 횟수를 최소화하면서도 원하는 높이와 적은 높이 편차를 나타내는 개선된 전도성 페이스트 조성물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 상기의 개선된 전도성 페이스트 조성물을 사용하여 제조한 범프 전극을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a conductive paste composition including various kinds of metal powders having different average particle sizes, thereby minimizing the number of times of printing processes that require a lot of time in the process of forming bump electrodes and the like. It is to provide an improved conductive paste composition exhibiting deviations. It is also an object of the present invention to provide a bump electrode prepared using the above improved conductive paste composition.
상기 목적에 따라, 본 발명은 (a) 평균 입도가 0.4~0.8 ㎛인 제1구형 금속분말, 평균 입도가 0.8~1.3 ㎛인 제2구형 금속분말, 평균 입도가 2.0~3.0 ㎛인 제3구형 금속분말 및 평균 입도가 2.5~3.5 ㎛인 제4판상형 금속분말을 포함하는 전도성 금속분말 75 내지 90 중량% 및 (b) 바인더 10 내지 25 중량%를 포함하는 전도성 페이스트 조성물을 제공한다.According to the above object, the present invention is (a) the first spherical metal powder having an average particle size of 0.4 ~ 0.8 ㎛, the second spherical metal powder having an average particle size of 0.8 ~ 1.3 ㎛, the third spherical shape having an average particle size of 2.0 ~ 3.0 ㎛ It provides a conductive paste composition comprising 75 to 90% by weight of the conductive metal powder and (b) 10 to 25% by weight of the binder including the metal powder and the fourth plate-shaped metal powder having an average particle size of 2.5 to 3.5 μm.
본 발명의 전도성 페이스트 조성물은 전도성 금속박과 매우 확실한 전기적 접촉 및 강력한 접착 강도를 나타내고 기판 내에서의 내습성 및 내열성이 우수하며 특히, 많은 시간이 소요되는 인쇄 공정의 횟수를 최소화하면서 원하는 높이와 적은 높이 편차의 범프를 형성하도록 하는 효과가 있다. The conductive paste composition of the present invention exhibits very reliable electrical contact and strong adhesive strength with the conductive metal foil, has excellent moisture resistance and heat resistance in the substrate, and in particular, has a desired height and a small height while minimizing the number of time-consuming printing processes. There is an effect of forming a bump of the deviation.
범프 형성에 사용되는 전도성 페이스트 조성물은 상부 및 하부 회로층을 전기적으로 접속시키는 방법에 적합하며, 인쇄 방식에 의해 전도성 금속박상에 원추형인 전도성 범프를 형성함으로써 상부 및 하부 회로층 사이의 전기적 접속을 형성한다. 예를 들어, 전도성 범프가 형성되어 있는 절연 시트에 전도성 금속박을 가열 압착시키고, 시트들을 적층화하여 하나의 개체로서 압착시킴으로써 상부 및 하부 회로층의 전기적 접속을 달성한다.The conductive paste composition used for bump formation is suitable for the method of electrically connecting the upper and lower circuit layers, and forms an electrical connection between the upper and lower circuit layers by forming a conductive bump that is conical on the conductive metal foil by a printing method. do. For example, the electrical connection of the upper and lower circuit layers is achieved by heat-compressing a conductive metal foil onto an insulating sheet on which conductive bumps are formed, and laminating the sheets and pressing them as a single object.
본 발명의 전도성 페이스트 조성물은 전도성 금속분말과 바인더, 필요에 따라 분산제 및 첨가제를 포함하는 전도성 페이스트 조성물이다.The conductive paste composition of the present invention is a conductive paste composition comprising a conductive metal powder and a binder, a dispersant and an additive as necessary.
상기 전도성 금속분말은 평균 입도가 0.4~0.8 ㎛인 제1구형 금속분말, 평균 입도가 0.8~1.3 ㎛인 제2구형 금속분말, 평균 입도가 2.0~3.0 ㎛인 제3구형 금속분말 및 평균 입도가 2.5~3.5 ㎛인 제4판상형 금속분말을 포함한다. 여기서, 상기 평균 입도는 입도 분석기로 측정한 입자의 평균 직경을 의미한다. The conductive metal powder may include a first spherical metal powder having an average particle size of 0.4 to 0.8 μm, a second spherical metal powder having an average particle size of 0.8 to 1.3 μm, a third spherical metal powder having an average particle size of 2.0 to 3.0 μm, and an average particle size. And a fourth plate-shaped metal powder having a thickness of 2.5-3.5 μm. Here, the average particle size means the average diameter of the particles measured by the particle size analyzer.
좋기로는, 상기 전도성 금속분말은 전도성 금속분말의 총중량을 기준으로 하여, 평균 입도가 0.4~0.8 ㎛인 제1구형 금속분말 10 내지 20 중량%, 평균 입도가 0.8~1.3 ㎛인 제2구형 금속분말 10 내지 20 중량%, 평균 입도가 2.0~3.0 ㎛인 제3구형 금속분말 15 내지 25 중량% 및 평균 입도가 2.5~3.5 ㎛인 제4판상형 금속분말 40 내지 60 중량%를 포함한다. Specifically, the conductive metal powder is based on the total weight of the conductive metal powder, 10 to 20% by weight of the first spherical metal powder having an average particle size of 0.4 ~ 0.8 ㎛, the second spherical metal having an average particle size of 0.8 ~ 1.3 ㎛ 10 to 20% by weight of powder, 15 to 25% by weight of the third spherical metal powder having an average particle size of 2.0 to 3.0 µm and 40 to 60% by weight of the fourth plate-shaped metal powder having an average particle size of 2.5 to 3.5 µm.
상기 금속분말의 조성과 같이, 제4판상형 금속분말을 40 내지 60 중량% 포함시켜서 원추형 범프의 뼈대를 구축하고, 나머지 제1구형 금속분말 내지 제3구형 금속분말을 40 내지 60 중량%로 포함시켜서 범프의 밀도를 증가시킴으로써, 종래의 기술에서 요구되는 5~6회 인쇄를 3~4회 인쇄로 감소시키면서 동시에 원하는 높이와 적은 높이 편차의 범프를 형성하는 것을 가능하게 하고 아울러 낮은 체적 저항을 달성할 수 있게 된다. 제4판상형 금속분말이 60 중량%를 초과하여 포함되면, 범프의 높이 편차가 커지게 되어 낮은 높이의 범프에서는 절연층 (프리프레그층)의 미관통으로 인한 전기적 접속 불량이 발생될 수 있고, 높은 높이의 범프에서는 가열 압착시에 범프의 크랙이 발생될 수 있다. 반면에, 제4판상형 금속분말이 40 중량% 미만으로 포함되면, 전체적으로 범프의 높이가 낮게 형성되어 절연층 (프리프레그층)을 관통하지 못하고 체적 저항이 높게 나타날 수 있다.Like the composition of the metal powder, the fourth plate-like metal powder containing 40 to 60% by weight to build the skeleton of the conical bumps, the remaining first spherical metal powder to the third spherical metal powder by including 40 to 60% by weight By increasing the density of the bumps, it is possible to reduce the five to six prints required by the prior art to three to four prints while simultaneously forming bumps of the desired height and small height deviations, and at the same time achieving low volume resistance. It becomes possible. When the fourth plate-shaped metal powder is included in excess of 60% by weight, the height deviation of the bumps is increased, and in low bumps, electrical connection defects may occur due to unpenetration of the insulating layer (prepreg layer), and high height In bumps, cracks may occur in the hot pressing process. On the other hand, when the fourth plate-shaped metal powder is included in less than 40% by weight, the bump height is formed to be low as a whole, so that the volume resistance may not be penetrated through the insulating layer (prepreg layer).
또 다른 실시상태에 있어서, 상기 전도성 금속분말은 전도성 금속분말의 총중량을 기준으로 하여, 제4판상형 금속분말을 40 내지 50 중량%, 제1구형 금속분말 내지 제3구형 금속분말을 50 내지 60 중량% 포함할 수도 있다. In another embodiment, the conductive metal powder is 40 to 50% by weight of the fourth plate-shaped metal powder, 50 to 60 weight of the first spherical metal powder to the third spherical metal powder based on the total weight of the conductive metal powder. May contain%.
또한, 본 발명에서 범프의 높이 및 높이 편차에 영향을 미치는 중요한 인자는 상기 금속분말의 평균 입도, 형태 및 중량비이며, 특히 중요한 것은 상기 4종의 금속분말의 중량비 (전도성 금속분말의 총중량을 기준으로 한다)인데, 제1구형 금속분말의 중량%:제2구형 금속분말 및 제3구형 금속분말의 중량%의 합의 중량비는 1:1.5 내지 1:5인 것이 좋다. 상기 비율이 1:5 초과이면 페이스트의 점도가 낮아지게 되고 그 결과 범프의 높이가 낮게 형성되여 절연층 (프리프레그층)을 관통시 키지 못하여 기판의 상층 및 하층간의 접합이 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다. 반면에, 상기 비율이 1:1.5 미만이면 가장 작은 크기의 분말의 함량이 증가되어 범프의 높이를 높이는데 부정적인 영향을 주게 되고 그 결과 범프의 높이가 낮게 형성되어 절연층 (프리프레그층)을 관통시키지 못하여 기판의 상층 및 하층간의 접합이 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다.In addition, in the present invention, important factors influencing the height and height variation of the bumps are the average particle size, shape and weight ratio of the metal powder, and particularly important are the weight ratios of the four metal powders (based on the total weight of the conductive metal powder). The weight ratio of the sum of the weight percentage of the first spherical metal powder to the weight percentage of the second spherical metal powder and the third spherical metal powder is preferably 1: 1.5 to 1: 5. If the ratio is greater than 1: 5, the viscosity of the paste is lowered, and as a result, the bump height is formed to be low, thereby preventing the penetration of the insulating layer (prepreg layer), thereby preventing the bonding between the upper and lower layers of the substrate. Can be. On the other hand, if the ratio is less than 1: 1.5, the content of the smallest powder is increased, which negatively affects the height of the bumps, and as a result, the height of the bumps is formed low to penetrate the insulating layer (prepreg layer). Failure to do so may cause a problem in that bonding between the upper and lower layers of the substrate is not made.
상기 전도성 금속분말의 금속의 예로서는, 금, 은, 구리, 은이 코팅된 구리, 은이 코팅된 니켈, 은이 코팅된 카본블랙, 얼로이 분말 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다. 전기전도성, 산화 현상 및 제조 원가 등을 고려하면 은분말이 가장 좋다.As an example of the metal of the said conductive metal powder, Gold, Silver, Copper, Silver Coated Copper, Silver Coated Nickel, Silver Coated Carbon Black, Alloy Powder And mixtures thereof, but are not limited thereto. Silver powder is the best considering electric conductivity, oxidation phenomenon and manufacturing cost.
상기 바인더는 경화제 및 노볼락형 페놀 수지를 용매 중에 용해시켜서 제조할 수 있는데, 노볼락형 페놀 수지의 예로서는 다음의 화학식 Ⅰ 내지 Ⅳ로 나타내는 화합물 또는 이들의 혼합물을 들 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.The binder may be prepared by dissolving a curing agent and a novolak-type phenol resin in a solvent. Examples of the novolak-type phenol resin include compounds represented by the following Chemical Formulas I to IV or mixtures thereof, but are not limited thereto. .
[화학식 Ⅰ](I)
[화학식 Ⅱ][Formula II]
[화학식 Ⅲ][Formula III]
[화학식 Ⅳ][Formula IV]
상기 식 중에서 n은 1 내지 10이다.In said formula, n is 1-10.
상기 바인더 중에 포함되는 경화제의 예로서는 아민계 경화제, 특히 헥사메틸렌테트라아민 (Hexamethylenetetramine)을 들 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the curing agent included in the binder include an amine curing agent, in particular hexamethylenetetramine, but is not limited thereto.
상기 바인더 제조에 사용되는 용매는 조성물을 인쇄회로기판에 인쇄할 때의 작업성을 고려하여 끓는점이 150~250℃ 정도인 것이 바람직하며, 적절한 용매의 예로서는 셀로솔브계 용매, 칼비톨계 용매, 테르펜올, 시클로헥산온, 이소포론 및 이들의 혼합물을 들 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.The solvent used for manufacturing the binder is preferably a boiling point of about 150 ~ 250 ℃ in consideration of the workability when printing the composition on a printed circuit board, examples of suitable solvents are cellosolve solvent, carbitol solvent, terpenol , Cyclohexanone, isophorone and mixtures thereof, but are not limited thereto.
본원 발명의 전도성 페이스트 조성물은 그 제조 과정 도중에 시간이 경과됨에 따라 페이스트의 분산 상태가 달라지는 것을 방지하기 위하여 분산제를 포함할 수 있는데, 상기 분산제는 음이온계이고 산성그룹을 가진 공중합체로서 무용제 도료나 고형분이 높은 도료에 맞도록 설계된 분산제인 것이 좋고, 열경화형 도료에 사용되는 경우 분산제 자체의 산가에 의해 촉매로 작용할 수 있는 것이 특히 좋다. The conductive paste composition of the present invention may include a dispersant in order to prevent the dispersion state of the paste from changing over time during the manufacturing process, the dispersant is an anionic copolymer having an acidic group, solvent-free paint or solid content It is good that it is a dispersing agent designed for this high paint, and when used for thermosetting paints, it is especially good that it can act as a catalyst by the acid value of the dispersing agent itself.
본 발명의 전도성 페이스트 조성물에 포함될 수 있는 첨가제의 예로서는 요변제, 소포제, 윤활제 등을 들 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다. Examples of additives that may be included in the conductive paste composition of the present invention include thixotropic agents, antifoaming agents, lubricants, and the like. It is not limited to this.
상기 전도성 페이스트 조성물은 조성물의 총중량을 기준으로 하여 전도성 금속분말을 75 내지 90 중량%, 바인더를 10 내지 25 중량%로 포함하는 것이 좋다. 상기 전도성 금속분말의 양이 75 중량% 미만일 경우 전체적으로 범프의 높이가 낮게 형성되어 절연층 (프리프레그층)을 관통하지 못할 수 있고 체적 저항이 높게 나타날 수 있으며, 전도성 금속분말의 양이 90 중량% 초과인 경우 페이스트 조성물의 점도가 매우 높아 인쇄가 어려워질 수 있다. The conductive paste composition may include 75 to 90 wt% of the conductive metal powder and 10 to 25 wt% of the binder based on the total weight of the composition. When the amount of the conductive metal powder is less than 75% by weight, the bump height is generally formed to be low so that it may not penetrate the insulating layer (prepreg layer), and the volume resistance may be high, and the amount of the conductive metal powder is 90% by weight. Over In this case, the viscosity of the paste composition may be very high, making printing difficult.
또 다른 실시 상태에 있어서, 상기 전도성 페이스트 조성물은 조성물의 총중량을 기준으로 하여 전도성 금속분말을 82 내지 87 중량% 포함할 수 있다. In another exemplary embodiment, the conductive paste composition may include 82 to 87 wt% of the conductive metal powder based on the total weight of the composition.
본 발명의 전도성 페이스트 조성물은 전도성 금속분말에 경화제, 노볼락형 페놀 수지 및 용매를 혼합한 다음, 분산제 및 첨가제를 혼합하여 3-롤밀 (roll mill) 방법으로 분산시킴으로써 페이스트 상태로 제조될 수 있다. The conductive paste composition of the present invention may be prepared in a paste state by mixing a curing agent, a novolak-type phenol resin and a solvent with a conductive metal powder, and then dispersing and dispersing the additives in a 3-roll mill method.
본 발명에서는 적은 인쇄횟수로 원하는 수준의 범프 높이를 형성시키기 위해 무정형의 플래이크와 구형 및 각형의 총 4종의 전도성 금속분말을 적용하였다.In the present invention, in order to form a desired bump height with a small number of prints, a total of four types of conductive metal powders of amorphous flakes, spheres and squares were used.
본 발명의 전도성 페이스트 조성물은 브룩필드 점도계를 사용하여 25℃ 및 10 rpm에서 측정한 점도가 약 250,000 내지 약 700,000 cps의 범위인 것이 좋다.The conductive paste composition of the present invention preferably has a viscosity measured at 25 ° C. and 10 rpm using a Brookfield viscometer in the range of about 250,000 to about 700,000 cps.
또한, 본 발명의 전도성 페이스트 조성물을 이 기술분야에서 일반적으로 사용되는 인쇄법으로 기판상에 형성시키고 경화시켜서 범프 전극을 제조하였다.In addition, a bump electrode was prepared by forming and curing the conductive paste composition of the present invention on a substrate by a printing method generally used in the art.
인쇄회로기판내에 형성된 범프의 내습성과 내열성은, 고온 오일 시험 (260℃ 오일조에 10초간 침지한 후 20℃ 오일조에 20초 침지하기를 200회 반복)을 실시한 후 회로층 사이의 초기 저항값에 대한 저항값 변화 (%)로 확인하고, 솔더 내열성 시험 (260℃ 솔더조에 10초 침지하기를 3회 반복)을 실시한 후 단면 (Cross-section) 중의 크랙 또는 미접합 부위 존부로 확인하였다. The moisture resistance and the heat resistance of the bumps formed in the printed circuit board were measured for the initial resistance value between the circuit layers after the high temperature oil test (200 immersions in a 20 ° C oil bath for 20 seconds after immersion in a 260 ° C oil bath for 10 seconds). It was confirmed by the change in the resistance value (%), and the solder heat resistance test (repeat three times for 10 seconds in the 260 ° C solder bath) was performed, and then it was confirmed by the presence of cracks or unbonded portions in the cross-section.
인쇄 횟수에 따라 형성된 범프의 높이 및 높이 편차는 범프의 그림자를 측정하여 실제 높이를 환산하는 장비를 이용하여 확인하였다.The height and height deviation of the bumps formed according to the number of prints were checked using a device that converts the actual height by measuring the shadow of the bumps.
실시예 1Example 1
조성물의 총중량을 기준으로 하여, (a) 평균 입도가 0.4~0.8 ㎛인 제1구형 은분말 12.3 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 14.3 중량%), 평균 입도가 0.8~1.3 ㎛인 제2구형 은분말 16.8 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 19.5 중량%), 평균 입도가 2.0~3.0 ㎛인 제3구형 은분말 14.1 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 16.4 중량%) 및 평균 입도가 2.5~3.5 ㎛인 제4판상형 은분말 43 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 49.9 중량%)를 포함 하는 전도성 금속분말 (이 경우, 제1구형분말:제2구형분말과 제3구형분말의 합의 중량비는 1:2.5이고, 제2구형분말:제3구형분말의 중량비는 1:0.84이며, 제1구형분말 내지 제3구형분말의 합:제4판상형분말의 중량비는 50.1:49.9이다), (b) 경화제 및 노볼락형 페놀 수지 7.2 중량%와 부틸 칼비톨 아세테이트 용매 6.4 중량%를 포함하는 바인더 13.6 중량%, 분산제 및 첨가제 0.2 중량%를 전분산 장비와 3-롤밀에 의하여 혼합하여 열경화성 전기전도성 은 페이스트를 제조하였다. 그 결과 얻은 은 페이스트를 사용하여 메탈마스크 인쇄를 수행하고 160 내지 170℃에서 약 30 내지 50분간 경화시켜 원추형 전기전도성 범프를 형성시켰다. 인쇄횟수에 따라 범프 높이를 측정하였는데, 인쇄횟수 4회의 경우 범프 높이는 148 내지 209 ㎛이었으며 61 ㎛의 적은 높이 편차를 나타내었다.Based on the total weight of the composition, (a) 12.3 wt% of the first spherical silver powder having an average particle size of 0.4 to 0.8 μm (14.3 wt% based on the total weight of the metal powder), and having an average particle size of 0.8 to 1.3 μm 16.8% by weight of the second spherical silver powder (19.5% by weight based on the total weight of the metal powder), 14.1% by weight of the third spherical silver powder having an average particle size of 2.0 to 3.0 μm (16.4 by the total weight of the metal powder) Weight percent) and 43 wt% of a fourth plate-shaped silver powder having an average particle size of 2.5 to 3.5 µm (49.9 wt% based on the total weight of the metal powder) (in this case, the first spherical powder: The weight ratio of the bispherical powder and the third spherical powder is 1: 2.5, and the weight ratio of the second spherical powder to the third spherical powder is 1: 0.84, and the sum of the first spherical powder and the third spherical powder is the fourth platy powder. Weight ratio is 50.1: 49.9), (b) 7.2% by weight of the curing agent and novolak-type phenolic resin and butyl carbitol acetate By 13.6% by weight of the binder, dispersant and the additive 0.2 wt%, containing 6.4% by weight of the whole dispersion unit and a 3-roll mill and mixed with a thermosetting electroconductive paste was prepared. Metal mask printing was performed using the resultant silver paste and cured at 160 to 170 ° C. for about 30 to 50 minutes to form a conical electrically conductive bump. The bump height was measured according to the number of prints. For four print counts, the bump height was 148 to 209 μm and a small height deviation of 61 μm was shown.
고온 오일 시험 후 저항값 변화는 -14%이었고, 솔더 내열성 시험 후 기판을 레이져로 잘라서 단면을 현미경으로 확인한 결과 범프의 크랙은 없었으며 상하층과 범프와의 계면 부분에 미접합 부위는 관찰되지 않았다.After the hot oil test, the resistance change was -14%, and after the solder heat resistance test, the substrate was cut with a laser and the cross section was examined under a microscope. There were no cracks on the bumps, and no unbonded portion was observed at the interface between the upper and lower layers and the bumps. .
실시예Example 2 2
조성물의 총중량을 기준으로 하여, (a) 평균 입도가 0.4~0.8 ㎛인 제1구형 은분말 12.3 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 14.3 중량%), 평균 입도가 0.8~1.3 ㎛인 제2구형 은분말 14.1 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 16.4 중량%), 평균 입도가 2.0~3.0 ㎛인 제3구형 은분말 16.8 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 19.5 중량%), 평균 입도가 2.5~3.5 ㎛인 제4판상형 은분말 43 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 49.9 중량%)를 포함하 는 전도성 금속분말 (이 경우, 제1구형분말:제2 구형분말과 제3구형분말의 합의 중량비는 1:2.5이고, 제2구형분말:제3구형분말의 중량비는 1:1.2이며, 제1구형분말 내지 제3구형분말의 합:제4판상형분말의 중량비는 50.1:49.9이다), (b) 실시예 1에서 사용한 것과 같은 바인더 13.6 중량%, 분산제 및 첨가제 0.2 중량%를 전분산 장비와 3-롤밀에 의하여 혼합하여 전기전도성 은 페이스트를 제조하였다. 그 결과 얻은 은 페이스트를 사용하여 메탈마스크 인쇄를 수행하고 160 내지 170℃에서 약 30 내지 50분간 경화시켜 원추형 전기전도성 범프를 형성시켰다. 인쇄횟수에 따라 범프 높이를 측정하였는데, 인쇄횟수 4회의 경우 범프 높이는 161 내지 226 ㎛이었으며 65 ㎛의 적은 높이 편차는 나타내었다.Based on the total weight of the composition, (a) 12.3 wt% of the first spherical silver powder having an average particle size of 0.4 to 0.8 μm (14.3 wt% based on the total weight of the metal powder), and having an average particle size of 0.8 to 1.3 μm 14.1% by weight of the second spherical silver powder (16.4% by weight based on the total weight of the metal powder), 16.8% by weight of the third spherical silver powder with an average particle size of 2.0 to 3.0 μm (19.5 based on the total weight of the metal powder) Weight%), conductive metal powder (in this case, first spherical powder) comprising 43 weight% of a fourth plate-shaped silver powder having an average particle size of 2.5 to 3.5 μm (49.9 weight% based on the total weight of the metal powder): The weight ratio of the sum of the second spherical powder and the third spherical powder is 1: 2.5, the weight ratio of the second spherical powder to the third spherical powder is 1: 1.2, and the sum of the first spherical powder to the third spherical powder is the fourth plate-like type. The weight ratio of the powder is 50.1: 49.9), (b) 13.6% by weight binder as used in Example 1, dispersant and additive 0.2 It was mixed by a percent by weight before dispersion unit and a 3-roll mill to prepare a paste is electrically conductive. Metal mask printing was performed using the resultant silver paste and cured at 160 to 170 ° C. for about 30 to 50 minutes to form a conical electrically conductive bump. The bump height was measured according to the number of prints. For four prints, the bump height was 161 to 226 μm and a small height deviation of 65 μm was shown.
고온 오일 시험 후 저항값 변화는 -14%이었고, 솔더 내열성 시험 후 기판을 레이져로 잘라서 단면을 현미경으로 확인한 결과 범프의 크랙이 없었으며 상하층과 범프와의 계면 부분에 미접합 부위는 관찰되지 않았다.After the hot oil test, the change in resistance value was -14%, and after the solder heat resistance test, the substrate was cut with a laser and the cross section was examined under a microscope. There was no bump cracking, and no unbonded portion was observed at the interface between the upper and lower layers and the bump. .
실시예Example 3 3
조성물의 총중량을 기준으로 하여, (a) 평균 입도가 0.4~0.8 ㎛인 제1구형 은분말 14.8 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 17.2 중량%), 평균 입도가 0.8~1.3 ㎛인 제2구형 은분말 13 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 15.1 중량%), 평균 입도가 2.0~3.0 ㎛인 제3구형 은분말 15.4 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 17.9 중량%), 평균 입도가 2.5~3.5 ㎛인 제4판상형 은분말 43 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 49.9 중량%)를 포함하는 전도성 금속분말 (이 경우, 제1구형분말:제2구형분말과 제3구형분말의 합의 중량비 는 1:1.9이고, 제2구형분말:제3구형분말의 중량비는 1:1.2이며, 제1구형분말 내지 제3구형분말의 합:제4판상형분말의 중량비는 50.1:49.9이다), (b) 실시예 1에서 사용한 것과 같은 바인더 13.6 중량%, 분산제 및 첨가제 0.2 중량%를 전분산 장비와 3-롤밀에 의하여 혼합하여 열경화성 전기전도성 은 페이스트를 제조하였다. 그 결과 얻은 은 페이스트를 사용하여 메탈마스크 인쇄를 수행하고 160 내지 170℃에서 약 30 내지 50분간 경화시켜 원추형 전기전도성 범프를 형성시켰다. 인쇄횟수에 따라 범프 높이를 측정하였는데, 인쇄횟수 4회의 경우 범프 높이는 141 내지 191㎛이었으며 50 ㎛의 적은 높이 편차를 나타내었다.Based on the total weight of the composition, (a) 14.8 wt% of the first spherical silver powder having an average particle size of 0.4 to 0.8 μm (17.2 wt% based on the total weight of the metal powder), and having an average particle size of 0.8 to 1.3 μm. 13 wt% of the second spherical silver powder (15.1 wt% based on the total weight of the metal powder), 15.4 wt% of the third spherical silver powder having an average particle size of 2.0 to 3.0 μm (17.9 based on the total weight of the metal powder) Weight%), conductive metal powder (in this case, first spherical powder) comprising 43 weight% of a fourth plate-shaped silver powder having an average particle size of 2.5 to 3.5 μm (49.9 weight% based on the total weight of the metal powder). The weight ratio of the bispherical powder and the third spherical powder is 1: 1.9, the weight ratio of the second spherical powder to the third spherical powder is 1: 1.2, and the sum of the first spherical powder and the third spherical powder is the fourth platy powder. Weight ratio is 50.1: 49.9), (b) 13.6% by weight of the binder as used in Example 1, dispersant and additive in 0.2 % Were mixed by 3-roll mill before dispersion unit with a thermosetting electroconductive paste was prepared. Metal mask printing was performed using the resultant silver paste and cured at 160 to 170 ° C. for about 30 to 50 minutes to form a conical electrically conductive bump. The bump height was measured according to the number of prints. For four print counts, the bump height was 141 to 191 μm and a small height deviation of 50 μm was shown.
고온 오일 시험 후 저항값 변화는 -14%이었고, 솔더 내열성 시험 후 기판을 레이져로 잘라서 단면을 현미경으로 확인한 결과 범프의 크랙이 없었으며 상하층과 범프와의 계면 부분에 미접합 부위는 관찰되지 않았다.After the hot oil test, the change in resistance value was -14%, and after the solder heat resistance test, the substrate was cut with a laser and the cross section was examined under a microscope. There was no bump cracking, and no unbonded portion was observed at the interface between the upper and lower layers and the bump. .
실시예Example 4 4
조성물의 총중량을 기준으로 하여, (a) 평균 입도가 0.4~0.8 ㎛인 제1구형분말 14.2 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 16.5 중량%), 평균 입도가 0.8~1.3 ㎛인 제2구형분말 14.2 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 16.5 중량%), 평균 입도가 2.0~3.0 ㎛인 제3구형분말 16.8 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 19.5 중량%), 평균 입도가 2.5~3.5 ㎛인 제4판상형분말 41 중량% (금속분말의 총중량을 기준으로 한 경우 47.6 중량%)를 포함하는 전도성 금속분말 (이 경우, 제1구형분말:제2구형분말과 제3구형분말의 합의 중량비는 1:2.2이고, 제2구형분말:제3구형분말의 중량비는 1:1.2이며, 제1구형분말 내지 제3구형 분말의 합:제4판상형분말의 중량비는 52.4:47.6이다), (b) 실시예 1에서 사용한 것과 같은 바인더 13.6 중량%, 분산제 및 첨가제 0.2 중량%를 전분산 장비와 3-롤밀에 의하여 혼합하여 열경화성 전기전도성 은 페이스트를 제조하였다. 그 결과 얻은 은 페이스트를 사용하여 메탈마스크 인쇄를 수행하고 160 내지 170℃에서 약 30 내지 50분간 경화시켜 원추형 전기전도성 범프를 형성시켰다. 인쇄횟수에 따라 범프 높이를 측정하였는데, 인쇄횟수 4회의 경우 범프 높이는 151 내지 189 ㎛이었으며 38 ㎛의 적은 높이 편차를 나타내었다.Based on the total weight of the composition, (a) 14.2% by weight of the first spherical powder having an average particle size of 0.4 to 0.8 μm (16.5% by weight based on the total weight of the metal powder), and an agent having an average particle size of 0.8 to 1.3 μm. 14.2 wt% bispherical powder (16.5 wt% based on the total weight of the metal powder), 16.8 wt% of the third spherical powder having an average particle size of 2.0 to 3.0 μm (19.5 wt% based on the total weight of the metal powder) And conductive metal powder (in this case, first spherical powder: second spherical powder), including 41 wt% of a fourth plate-shaped powder having an average particle size of 2.5 to 3.5 μm (47.6 wt% based on the total weight of the metal powder). The weight ratio of the sum of the third spherical powder is 1: 2.2, the weight ratio of the second spherical powder to the third spherical powder is 1: 1.2, and the weight ratio of the sum of the first spherical powder to the third spherical powder to the fourth platy powder is 52.4. : 47.6), (b) 13.6% by weight of the binder as used in Example 1, 0.2% by weight of dispersant and additives It was mixed by a three-roll mill equipment and the thermosetting electroconductive paste was prepared. Metal mask printing was performed using the resultant silver paste and cured at 160 to 170 ° C. for about 30 to 50 minutes to form a conical electrically conductive bump. The bump height was measured according to the number of prints. For four print counts, the bump height was 151 to 189 μm and showed a small height deviation of 38 μm.
고온 오일 시험 후 저항값 변화는 -15%이었고, 솔더 내열성 시험 후 기판을 범프와의 계면 부분에 미접합 부위는 관찰되지 않았다.The resistance value change was -15% after the hot oil test, and the unbonded portion was not observed at the interface portion with the bump after the solder heat resistance test.
비교예Comparative example
조성물의 총중량을 기준으로 하여, (a) 평균 입도가 0.4~0.8 ㎛인 제1구형 은분말 26.1 중량%, 평균 입도가 0.8~1.3 ㎛인 제2구형 은분말 26.1 중량%, 평균 입도가 2.5~3.5 ㎛인 제4판상형 은분말 26.1 중량% (이 경우, 제1구형분말과 제2구형분말의 합:제4판상형분말의 비율은 2:1이다)로 구성되는 전도성 금속분말, (b 실시예 1에서 사용한 것과 같은 바인더 21.5 중량%, 분산제 및 첨가제 0.2 중량%를 전분산 장비와 3-롤밀에 의하여 혼합하여 열경화성 전기전도성 은 페이스트를 제조하였다. 그 결과 얻은 은 페이스트를 사용하여 메탈마스크 인쇄하고 160 내지 170℃에서 약 30 내지 50분간 경화시켜 원추형 전기전도성 범프를 형성시켰다. 인쇄횟수에 따라 범프 높이를 측정하였는데, 인쇄횟수 4회의 경우 범프 높이는 110 내지 220 ㎛이었으며 110 ㎛의 큰 높이 편차를 나타내었다.Based on the total weight of the composition, (a) 26.1 wt% of the first spherical silver powder having an average particle size of 0.4 to 0.8 μm, 26.1 wt% of the second spherical silver powder having an average particle size of 0.8 to 1.3 μm, and an average particle size of 2.5 to Conductive metal powder composed of 26.1% by weight of the fourth plate-shaped silver powder having a thickness of 3.5 μm (in this case, the ratio of the first spherical powder and the second spherical powder to the fourth plate-shaped powder is 2: 1), (b Example A thermosetting electroconductive silver paste was prepared by mixing 21.5 wt% binder, 0.2 wt% dispersant and additives as used in step 1 with a pre-dispersion equipment and a 3-roll mill. It was cured for about 30 to 50 minutes at 170 ° C. to form a conical electrically conductive bump, and the bump height was measured according to the number of prints. All.
상기 실시예 및 비교예의 실험 결과를 아래의 표에 정리하였다 (각 금속분말의 중량%는 전도성 금속분말의 총중량을 기준으로 한 것이고, 높이 편차는 최대 높이와 최소 높이의 차이이다).The experimental results of the above Examples and Comparative Examples are summarized in the following table (the weight percentage of each metal powder is based on the total weight of the conductive metal powder, and the height deviation is the difference between the maximum height and the minimum height).
(중량%)1st spherical powder
(weight%)
(중량%)2nd spherical powder
(weight%)
(중량%)3rd spherical powder
(weight%)
(중량%)4th plate type powder
(weight%)
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2009
- 2009-05-28 KR KR1020090047022A patent/KR101098869B1/en active IP Right Grant
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