KR20140148333A - 이방성 도전성 페이스트 및 그것을 사용한 프린트 배선기판 - Google Patents

이방성 도전성 페이스트 및 그것을 사용한 프린트 배선기판 Download PDF

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KR20140148333A
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히로아키 타니구치
요시히로 미키
히로히데 니시카와
카즈히로 코우노
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가부시키가이샤 다무라 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명의 이방성 도전성 페이스트는 (A) 열가소성 수지와, (B) 1분자내에 1개의 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 반응성 희석제와, (C) 라디칼 중합 개시제와, (D) 1분자내에 1개이상의 카르복실기를 갖는 활성제와, (E) 땜납 분말과, (F) 유기 필러와, (G) 실란 커플링제를 함유하고, 상기 (G) 실란 커플링제는 비닐기, 스티릴기, 메타크릴기, 아크릴기 및 아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1개의 기를 갖는 실란 커플링제인 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

이방성 도전성 페이스트 및 그것을 사용한 프린트 배선기판{ANISOTROPIC CONDUCTIVE PASTE AND PRINTED WIRING BOARD USING THE SAME}
본 발명은 배선기판끼리의 접속이나, 전자부품과 배선기판의 접속에 사용하는 이방성 도전성 페이스트 및 그것을 사용한 프린트 배선기판에 관한 것이다.
최근, 플렉시블 기판(플렉시블성을 갖는 배선기판)과 리지드 기판(플렉시블성을 갖지 않는 배선기판)의 접속이나, 전자부품과 배선기판의 접속에는 이방성 도전재(이방성 도전성 필름, 이방성 도전성 페이스트)를 사용한 접속 방식이 이용되고 있다. 예를 들면, 전자부품과 배선기판을 접속하는 경우에는 전극이 형성된 전자부품과, 전극의 패턴이 형성된 배선기판 사이에 이방성 도전재를 배치하여 전자부품과 배선기판을 열압착해서 전기적 접속을 확보하고 있다.
이방성 도전재로서는 예를 들면, 기재가 되는 바인더 수지에 금속미립자나 표면에 도전막을 형성한 수지볼 등의 도전성 필러를 분산시킨 재료(도전성 필러계의 이방성 도전재)가 제안되어 있다(예를 들면, 문헌 1:일본 특허 공개 2003-165825호 공보). 이방성 도전재를 사용한 배선기판 등에서는 문제가 있는 것을 재이용하는 리페어 공정이 중요하다. 또한, 리페어 공정이란 한번 접착된 전자부품을 배선기판으로부터 박리하는 공정과, 배선기판을 세정하는 공정을 구비한다. 그러나, 상기와 같은 도전성 필러계의 이방성 도전재를 사용한 경우, 배선기판 상의 수지나 도전성 필러 등의 잔사를 충분히 제거하는 작업에는 수고가 들고, 한편, 배선기판 상에 어느 정도의 잔사가 남은 상태로 다시 이방성 도전재를 사용해서 전자부품과의 접속을 꾀하는 경우에는 도전성을 확보할 수 없다는 문제가 있었다. 이렇게, 도전성 필러계의 이방성 도전재에서는 어느 정도의 리페어성은 갖고 있지만, 그다지 충분한 레벨은 아니었다. 또한, 도전성 필러계의 이방성 도전재를 사용한 경우에는 접속 부분의 접속 신뢰성을 확보하기 위해서 접속 대상인 전자부품 및 배선기판의 전극에 금도금 처리를 실시해 둘 필요가 있는 등, 접속 신뢰성의 점에서 문제가 있었다.
또한, 이방성 도전재로서는 열경화성 수지에 땜납 분말과, 경화제로서의 산무수물과, 활성제를 함유하는 페이스트가 제안되어 있다(예를 들면, 문헌 2:일본 특허 공개 2007-280999호 공보). 전자부품과 배선기판을 열압착시키면 접속 대상인 전자부품 및 배선기판의 전극끼리를 땜납 접합할 수 있고, 이들 전극끼리 사이에서의 도전성이 확보된다. 한편, 전자부품의 전극끼리의 간극이나 배선기판의 전극끼리의 간극에서는 수지성분 내에 땜납 분말이 매설된 상태로 되어 인접 전극간의 절연성이 확보된다.
이방성 도전재에 있어서는 접착 강도, 인접 전극 사이의 절연성, 전극끼리의 사이에서의 도통성, 내습성 등의 여러가지 특성이 요구되지만, 또한, 전자부품에의 열의 영향을 억제한다는 관점에서 열압착시의 온도를 보다 낮게 하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 문헌 2에 기재된 페이스트에 있어서는 에폭시 수지 등의 열경화성 수지와 그 경화제의 반응에 비교적 높은 온도와 긴 시간이 필요하게 된다. 그 때문에, 문헌 2에 기재된 페이스트에서는 열압착시의 온도가 저온(예를 들면, 180℃이하)인 경우에는 접착 강도를 확보할 수 없었다.
그래서, 본 발명은 열압착시의 온도가 저온(예를 들면, 180℃이하)인 경우에 있어서도 충분한 접착 강도, 절연성 및 내습성을 갖는 이방성 도전성 페이스트, 및 그것을 사용한 프린트 배선기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 이하와 같은 이방성 도전성 페이스트 및 프린트 배선기판을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명의 이방성 도전성 페이스트는 (A) 열가소성 수지와, (B) 1분자내에 1개의 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 반응성 희석제와, (C) 라디칼 중합 개시제와, (D) 1분자내에 1개이상의 카르복실기를 갖는 활성제와, (E) 땜납 분말과, (F) 유기 필러와, (G) 실란 커플링제를 함유하고, 상기 (G) 실란 커플링제는 비닐기, 스티릴기, 메타크릴기, 아크릴기 및 아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1개의 기를 갖는 실란 커플링제인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 상기 (A) 열가소성 수지는 스티렌·부타디엔 공중합체 및 스티렌·부타디엔 공중합체의 수소첨가물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 상기 (B) 1분자내에 1개의 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 반응성 희석제는 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트 및 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 상기 (D) 1분자내에 1개이상의 카르복실기를 갖는 활성제는 1분자내에 1개이상의 카르복실기와 1개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 카르복실기 함유 중합성 불포화 화합물과, 1분자내에 1개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 중합성 불포화 화합물을 공중합시켜서 이루어지는 카르복실기 함유 공중합체인 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 상기 (E) 땜납 분말은 주석과 비스무트의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 상기 (E) 땜납 분말에 있어서의 비스무트의 함유량은 주석과 비스무트의 합계량 100질량%에 대하여 58질량%이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 상기 (F) 유기 필러는 코어셸 구조를 갖는 (메타)아크릴계 중합체 미립자인 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 상기 (C) 라디칼 중합 개시제는 열 라디칼 중합 개시제 및 광 라디칼 중합 개시제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 (H) 인산 에스테르계 화합물을 더 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 (I) 1분자내에 2개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 라디칼 중합성 수지를 더 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 레이저광을 사용해서 가열됨으로써 접착되어 있어도 좋다.
본 발명의 프린트 배선기판은 상기 이방성 도전성 페이스트를 사용해서 전극끼리를 접속한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 있어서, 이방성 도전성 페이스트란 소정값이상의 열 및 소정값이상의 압력을 가한 개소에서는 열압착 방향(두께 방향)으로 도전성을 가지게 되지만, 그 이외의 개소에서는 인접 전극간의 절연성을 갖는 이방성 도전재를 형성할 수 있는 페이스트를 말한다.
또한, 본 발명의 이방성 도전성 페이스트는 열압착시의 온도가 저온인 경우에 있어서도 충분한 접착 강도, 절연성 및 내습성을 갖는 이유는 그다지 확실하지 않지만, 본 발명자들은 이하와 같이 추측한다.
즉, 본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 종래의 이방성 도전재와는 달리 (B) 1분자내에 1개의 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 반응성 희석제를 (C) 라디칼 중합 개시제에 의해 라디칼 중합 반응을 시킴으로써 경화 반응이 진행된다. 이러한 라디칼 중합 반응은 에폭시 수지 등의 열경화성 수지와 그 경화제의 반응과 비교해서 저온이며 또한 단시간에 진행한다. 그리고, 상기 (A)성분∼상기 (E)성분을 함유하는 이방성 도전성 페이스트를 라디칼 중합 반응에 의해 경화시킨 것에 대해서는 이방성 도전재로서 요구되는 여러가지 특성을 만족할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 이방성 도전성 페이스트는 열압착시의 온도가 저온인 경우에 있어서도 충분한 접착 강도, 절연성 및 내습성을 갖는 것이라고 본 발명자들은 추측한다.
또한, 이방성 도전재로서 요구되는 여러가지 특성(접착 강도, 인접 전극간의 절연성, 전극끼리의 사이에서의 도통성, 내습성, 플로우성 등)에 대해서는 더 높은 레벨의 것이 요구되고 있다. 본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 있어서는 상기 (A)성분∼상기 (E)성분에 대해서 (F) 유기 필러 및 특정 (G) 실란 커플링제의 조합으로 더 첨가함으로써 이방성 도전성 페이스트에 있어서의 접착 강도를 유지하면서 절연성, 내습성, 플로우성 등의 여러가지 특성의 더한층 향상을 달성하고 있다. 또한, 이러한 효과를 달성할 수 있는 이유는 그다지 확실하지 않지만, 비닐기, 스티릴기, 메타크릴기, 아크릴기 등의 불포화 탄소 이중 결합기나 아미노기와, 유기 필러의 상호작용에 의한 것이라고 본 발명자들은 추측한다.
본 발명에 의하면 열압착시의 온도가 저온(예를 들면, 180℃이하)인 경우에 있어서도 충분한 접착 강도, 절연성 및 내습성을 갖는 이방성 도전성 페이스트, 및 그것을 사용한 프린트 배선기판을 제공할 수 있다.
우선, 본 발명의 이방성 도전성 페이스트에 대해서 설명한다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트는 이하에서 설명하는 (A) 열가소성 수지, (B) 1분자내에 1개의 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 반응성 희석제, (C) 라디칼 중합 개시제, (D) 1분자내에 1개이상의 카르복실기를 갖는 활성제, (E) 땜납 분말, (F) 유기 필러, 및, (G) 실란 커플링제를 함유하는 것이다.
(A)성분:열가소성 수지
본 발명에 사용하는 (A) 열가소성 수지로서는 예를 들면, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐포르말 수지, 페녹시 수지, 폴리히드록시폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 부타디엔 수지, 아크릴로니트릴·부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 공중합체, 스티렌·부타디엔 공중합체, 아크릴산 공중합체를 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는 포화물이어도 좋고, 불포화물이어도 좋다. 또한, 이들 열가소성 수지는 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 또한, 이들 열가소성 수지 중에서도 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도의 관점에서 포화 폴리에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 한편, 얻어지는 이방성 도전성 페이스트에 있어서의 내습성(특히, 내습열 시험후의 접착 강도)의 관점에서는 스티렌·부타디엔 공중합체, 스티렌·부타디엔 공중합체의 수소첨가물이 바람직하다.
상기 (A)성분의 중량 평균 분자량은 열가소성 수지의 유동성의 관점에서 0.2만∼50만인 것이 바람직하고, 0.3만∼25만인 것이 보다 바람직하고, 0.4만∼10만인 것이 더욱 바람직하고, 0.5만∼8만인 것이 특히 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 중량 평균 분자량이란 겔퍼미에이션 크로마토그래피로 측정하고, 표준 폴리스티렌 검량선을 사용해서 환산한 값을 나타낸다.
상기 (A)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대하여 8질량%이상 35질량%이하인 것이 바람직하고, 10질량%이상 30질량%이하인 것이 보다 바람직하고, 12질량%이상 25질량%이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 (A)성분의 배합량이 상기 하한미만에서는 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도가 저하되는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 점도가 높아져 도포성이 저하되는 경향이 있다.
(B)성분:1분자내에 1개의 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 반응성 희석제
본 발명에 사용하는 (B) 1분자내에 1개의 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 반응성 희석제는 상온(25℃)에 있어서 액체이며, 또한 열가소성 수지 등을 용해시킬 수 있는 것이다. 상기 (B)성분으로서는 예를 들면, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, tert-부틸(메타)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, n-라우릴(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, n-스테아릴(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일모르폴린을 들 수 있다. 이들 반응성 희석제는 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 또한, 이들 반응성 희석제 중에서도 접착 강도의 관점에서는 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트가 바람직하고, 열가소성 수지 등의 용해성의 관점에서는 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트가 바람직하다. 또한, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트 및 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트를 병용하는 것이 특히 바람직하고, 이러한 경우, 이들의 질량비(2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트/테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트)를 1/9이상 2/1이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.
상기 (B)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 25질량%이상 55질량%이하인 것이 바람직하고, 30질량%이상 50질량%이하인 것이 보다 바람직하고, 35질량%이상 45질량%이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 (B)성분의 배합량이 상기 하한미만에서는 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 점도가 높아지고, 도포성이 저하되는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도가 저하되는 경향이 있다.
(C)성분:라디칼 중합 개시제
본 발명에 사용하는 (C) 라디칼 중합 개시제는 상기 (B)성분 등에 있어서의 불포화 이중 결합의 라디칼 중합을 개시시키기 위한 것이다. 이러한 라디칼 중합 개시제로서는 열 라디칼 중합 개시제, 광 라디칼 중합 개시제 등을 들 수 있다.
상기 열 라디칼 중합 개시제로서는 예를 들면, 케톤퍼옥사이드류, 디아실퍼옥사이드류, 하이드로퍼옥사이드류, 디알킬퍼옥사이드류, 퍼옥시케탈류, 알킬퍼에스테르류, 퍼카보네이트류 등의 유기 과산화물을 들 수 있다. 이들 열 라디칼 중합 개시제는 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 또한, 이들 열 라디칼 중합 개시제 중에서도 반응성과 안정성의 밸런스의 관점에서 하이드로퍼옥사이드류가 바람직하고, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트가 보다 바람직하다.
광 라디칼 중합 개시제로서는 예를 들면, 옥심계 개시제, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-〔4-(메틸티오)페닐〕-2-모르폴리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-터셔리부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논디메틸케탈, P-디메틸아미노벤조산 에틸에스테르를 들 수 있다. 이들 광 라디칼 중합 개시제는 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종이상을 혼합해서 사용해도 좋다.
상기 (C)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 0.1질량%이상 7질량%이하인 것이 바람직하고, 1질량%이상 5질량%이하인 것이 보다 바람직하고, 2질량%이상 4질량%이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 (C)성분의 배합량이 상기 하한미만에서는 라디칼 중합에 있어서의 반응성이 저하되는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도가 저하되는 경향이 있다.
(D)성분:1분자내에 1개이상의 카르복실기를 갖는 활성제
본 발명에 사용하는 (D) 1분자내에 1개이상의 카르복실기를 갖는 활성제로서는 유기산 이외에 로진계 수지 등의 천연의 수지산이나, 카르복실기를 갖는 단량체성분을 사용해서 중합되는 수지산을 들 수 있다.
상기 유기산으로서는 공지의 유기산을 적당히 사용할 수 있다. 이러한 유기산 중에서도 보관 중에 있어서 결정의 석출이 일어나기 어렵다는 관점에서 알킬렌기를 갖는 이염기산을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 알킬렌기를 갖는 이염기산으로서는 예를 들면, 아디프산, 2,5-디에틸아디프산, 2,4-디에틸글루타르산, 2,2-디에틸글루타르산, 3-메틸글루타르산, 2-에틸-3-프로필글루타르산, 세바신산을 들 수 있다. 이들 중에서도, 절연성의 관점에서 아디프산이 특히 바람직하다.
상기 수지산으로서는 예를 들면, 1분자내에 1개이상의 카르복실기와 1개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 카르복실기 함유 중합성 불포화 화합물과, 1분자내에 1개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 중합성 불포화 화합물을 공중합시켜서 이루어지는 카르복실기 함유 공중합체(수지산)를 들 수 있다.
상기 카르복실기 함유 중합성 불포화 화합물로서는 예를 들면, 카르복실기 함유 (메타)아크릴 화합물을 들 수 있다.
상기 중합성 불포화 화합물로서는 예를 들면, (메타)아크릴 화합물, 스티렌 화합물을 들 수 있다. 이들 중합성 불포화 화합물은 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종이상을 혼합해서 사용해도 좋다.
상기 카르복실기 함유 공중합체는 상기 카르복실기 함유 중합성 불포화 화합물과 상기 중합성 불포화 화합물을 공중합시켜서 이루어지는 것이다. 구체적으로는 카르복실기 함유 (메타)아크릴 공중합체, 카르복실기 함유 (메타)아크릴-스티렌 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 내습성의 관점에서 카르복실기 함유 (메타)아크릴-스티렌 공중합체가 바람직하다.
상기 (D)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 0.5질량%이상 10질량%이하인 것이 바람직하고, 1질량%이상 7질량%이하인 것이 보다 바람직하고, 2질량%이상 4질량%이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 (D)성분의 배합량이 상기 하한미만에서는 땜납 분말의 표면에의 활성작용이 저하되는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 절연성이나 내습성이 저하되는 경향이 있다.
(E)성분: 땜납 분말
본 발명에 사용하는 (E) 땜납 분말은 180℃이하의 융점을 갖는 것이 바람직하다. 이 땜납 분말의 융점이 180℃를 초과하는 것을 사용할 경우에는 열압착시의 온도가 저온(예를 들면, 180℃이하)인 경우에 땜납 분말을 용융시킬 수 없는 경향이 있다. 또한, 이 땜납 분말의 융점은 열압착시의 온도를 낮게 한다는 관점에서 170℃이하인 것이 바람직하고, 150℃이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 이 땜납 분말은 환경에의 영향의 관점에서 납프리 땜납 분말인 것이 바람직하다. 여기에서, 납프리 땜납 분말이란 납을 첨가하지 않는 땜납 금속 또는 합금의 분말을 말한다. 단, 납프리 땜납 분말 중에 불가피적 불순물로서 납이 존재하는 것은 허용되지만, 이 경우에 납의 양은 100질량ppm이하인 것이 바람직하다.
상기 (E)성분은 주석(Sn), 비스무트(Bi), 구리(Cu), 은(Ag), 안티몬(Sb), 인듐(In) 및 아연(Zn)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속으로 이루어지는 금속 또는 합금인 것이 바람직하다. 이들 중에서도, 땜납 분말의 융점의 관점에서 주석과 비스무트의 합금으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 (E)성분이 주석과 비스무트의 합금으로 이루어지는 경우, 상기 (E)성분에 있어서의 비스무트의 함유량은 주석과 비스무트의 합계량 100질량%에 대해서 58질량%이하인 것이 바람직하다.
상기 (E)성분의 평균 입자지름은 1㎛이상 34㎛이하인 것이 바람직하고, 3㎛이상 20㎛이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 (E)성분의 평균 입자지름이 상기 하한미만에서는 전자부품 및 배선기판간의 도전성이 저하되는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 이방성 도전성 페이스트에 있어서의 절연성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 평균 입자지름은 동적 광산란식의 입자지름 측정 장치에 의해 측정할 수 있다.
상기 (E)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 15질량%이상 40질량%이하인 것이 바람직하고, 18질량%이상 30질량%이하인 것이 보다 바람직하고, 20질량%이상 25질량%이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 (E)성분의 배합량이 상기 하한미만에서는 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도나 도전성이 저하되는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 절연성이 저하되는 경향이 있다.
(F)성분:유기 필러
본 발명에 사용하는 (F) 유기 필러로서는 공지의 유기 필러를 적당히 사용할 수 있다. 이러한 유기 필러로서는 예를 들면, 아크릴계 유기 필러, 실리콘계 필러, 스티렌계 유기 필러를 들 수 있다. 이들 중에서도, 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접합 강도를 거의 저하시키지 않고, 플로우성을 향상시킬 수 있고, 또 후술하는 (G) 실란 커플링제와의 상성이 좋다라는 관점에서 코어셸 구조를 갖는 (메타)아크릴계 중합체 미립자가 바람직하다. 이 코어셸 구조를 갖는 (메타)아크릴계 중합체 미립자는 코어층 및 셸층을 갖는 미립자이며, 코어층 및 셸층이 모두 (메타)아크릴계 중합체로 이루어지는 것이다. 이 코어셸 구조를 갖는 (메타)아크릴계 중합체 미립자로서는 적당히 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, 이 (메타)아크릴계 중합체는 아크릴기 및 메타크릴기 중 적어도 한쪽의 기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합시켜서 얻어지는 것이다. 이 (메타)아크릴계 중합체는 단독 중합체이어도 좋고, 공중합체이어도 좋다.
상기 (F)성분의 평균 1차 입자지름은 0.1㎛이상 5㎛이하인 것이 바람직하고, 0.3㎛이상 2㎛이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 평균 입자지름은 동적 광산란식의 입자지름 측정 장치에 의해 측정할 수 있다.
상기 (F)성분의 비중은 0.8g/㎤이상 1.4g/㎤이하인 것이 바람직하고, 0.9g/㎤이상 1.2g/㎤이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 비중은 JIS-K0061에 기재에 준거하는 방법으로부터 측정할 수 있다.
상기 (F)성분의 셸층의 연화점은 60℃이상 150℃이하인 것이 바람직하고, 75℃이상 120℃이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 연화점은 열기계 분석(TMA) 장치에 의해 측정할 수 있다.
상기 (F)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 3.5질량%이상 10.5질량%이하인 것이 바람직하고, 5질량%이상 9질량%이하인 것이 보다 바람직하고, 6질량%이상 8질량%이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 (F)성분의 배합량이 상기 하한미만에서는 (F)성분의 첨가에 의한 효과를 발휘하기 어려워지는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도가 저하되는 경향이 있다.
(G)성분:실란 커플링제
본 발명에 사용하는 (G) 실란 커플링제는 비닐기, 스티릴기, 메타크릴기, 아크릴기 및 아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1개의 기를 갖는 실란 커플링제이다. 그리고, 이러한 (G)성분을 상기 (F)성분과 조합해서 첨가함으로써 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접합 강도를 유지하면서 절연성, 내습성, 플로우성 등을 향상시킬 수 있다. 이들 실란 커플링제 중에서도 아크릴기 및 아미노기 중 어느 하나의 기를 갖는 실란 커플링제가 보다 바람직하다.
상기 (G)성분으로서는 예를 들면, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민을 들 수 있다.
상기 (G)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 0.5질량%이상 12질량%이하인 것이 바람직하고, 1질량%이상 10질량%이하인 것이 보다 바람직하고, 2질량%이상 9질량%이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 (G)성분의 배합량이 상기 하한미만에서는 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도가 저하되는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도가 저하되는 경향이 있다.
또한, 본 발명의 이방성 도전성 페이스트는 상기 (A)성분∼상기 (G)성분 이외에 (H) 인산 에스테르계 화합물이나, (I) 1분자내에 2개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 라디칼 중합성 수지나, (J) 칙소제를 더 함유해도 좋다.
(H)성분:인산 에스테르계 화합물
본 발명에 사용하는 (H) 인산 에스테르계 화합물은 인산 에스테르를 분자 중에 포함하는 화합물을 말하고, 예를 들면 인산 에스테르 함유 아크릴레이트 화합물을 들 수 있다. 이 인산 에스테르 함유 아크릴레이트 화합물로서는 예를 들면, 비스((메타)아크릴로일옥시에틸)포스페이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트애시드포스페이트, 에틸(메타)아크릴레이트애시드포스페이트, 3-클로로-2-애시드포스폭시프로필(메타)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트애시드포스페이트, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸카프로에이트애시드포스페이트를 들 수 있다. 이들 인산 에스테르 함유 아크릴레이트 화합물 중에서도 비스((메타)아크릴로일옥시에틸)포스페이트가 바람직하다. 상기 (H)성분을 적당량 첨가함으로써 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도를 향상시킬 수 있는 경향이 있다.
상기 (H)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 1질량%이상 5질량%이하인 것이 바람직하다. 상기 (G)성분의 배합량이 상기 범위외인 경우에는 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도를 향상시킨다는 효과를 발휘하기 어려워지는 경향이 있다.
(I)성분:1분자내에 2개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 라디칼 중합성 수지
본 발명에 사용하는 (I) 1분자내에 2개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 라디칼 중합성 수지는 예를 들면, 중량 평균 분자량이 800이상이며, 2개이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 라디칼 중합성 수지이다. 상기 (I)성분을 적당량 첨가함으로써 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도를 향상시킬 수 있는 경향이 있다. 상기 (I)성분으로서는 예를 들면, 우레탄아크릴레이트 수지, 에폭시아크릴레이트 수지, 실리콘아크릴레이트 수지를 들 수 있다.
상기 (I)성분의 중량 평균 분자량은 1000이상 10000이하인 것이 바람직하고, 1200이상 5000이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 (I)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 5질량%이상 20질량%이하인 것이 바람직하다. 상기 (I)성분의 배합량이 상기 범위외인 경우에는 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 접착 강도를 향상시킨다는 효과를 발휘하기 어려워지는 경향이 있다.
(J)성분:칙소제
본 발명에 사용하는 (J)칙소제로서는 공지의 칙소제를 적당히 사용할 수 있다. 이러한 칙소제로서는 예를 들면, 지방산 아마이드, 수소첨가 피마자유, 올레핀계 왁스, 무기 미립자(아모르포스 실리카 등)를 들 수 있다. 이들 중에서도, 지방산 아마이드, 아모르포스 실리카가 바람직하고, 특히, 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 번짐 어려움의 관점에서는 아모르포스 실리카가 바람직하다. 아모르포스 실리카로서는 아에로질 R974, 아에로질 200 등을 들 수 있다.
상기 (J)성분의 배합량은 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 0.5질량%이상 4질량%이하인 것이 바람직하다. 상기 (J)성분의 배합량이 상기 하한미만에서는 칙소성 부여의 효과를 발휘하기 어려워지는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 이방성 도전성 페이스트를 경화시켰을 때의 기포 잔여물이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.
본 발명의 이방성 도전성 페이스트는 필요에 따라서, 상기 (A)성분∼상기 (J)성분 이외에 상기 (B)성분 이외의 희석제, 상기 (D)성분 이외의 활성제, 계면활성제, 소포제, 분말 표면 처리제, 반응 억제제, 침강 방지제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 좋다. 이들 첨가제의 함유량으로서는 이방성 도전성 페이스트 100질량%에 대해서 0.01질량%이상 10질량%이하인 것이 바람직하고, 0.05질량%이상 5질량%이하인 것이 보다 바람직하다. 첨가제의 함유량이 상기 하한미만에서는 각각의 첨가제의 효과를 발휘하기 어려워지는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 이방성 도전성 페이스트의 여러가지 특성이 저하되는 경향이 있다.
이어서, 본 발명의 프린트 배선기판에 대해서 설명한다.
본 발명의 프린트 배선기판은 상술한 본 발명의 이방성 도전성 페이스트를 사용해서 전극끼리를 접속한 것을 특징으로 하는 것이다. 구체적으로는 다음과 같이 전극끼리를 접속함으로써 본 발명의 프린트 배선기판을 제조할 수 있다. 여기에서는 배선기판 및 전자부품의 전극끼리를 접속하는 경우를 예로 들어 설명한다.
이렇게 배선기판 및 전자부품의 전극끼리를 접속하는 방법으로서는 상기 배선기판 상에 상기 이방성 도전성 페이스트를 도포하는 도포 공정과, 상기 이방성 도전성 페이스트 상에 상기 전자부품을 배치하고, 상기 땜납 분말의 융점보다 1℃이상(바람직하게는 10℃이상) 높은 온도에서 상기 전자부품을 상기 배선기판에 열압착하는 열압착 공정을 구비하는 방법을 채용할 수 있다.
여기에서, 전자부품으로서는 칩, 패키지 부품 등 이외에 배선기판을 사용해도 좋다. 배선기판으로서는 플렉시블성을 갖는 플렉시블 기판, 플렉시블성을 갖지 않는 리지드 기판 모두 사용할 수 있다. 또한, 전자부품으로서 플렉시블 기판을 사용할 경우에는 2개의 배선기판(리지드 기판)과 각각 접속을 도모함으로써 리지드 기판끼리를 플렉시블 기판을 통해 전기적으로 접속할 수도 있다. 또한, 플렉시블 기판끼리를 플렉시블 기판을 통해 전기적으로 접속해도 상관없다.
도포 공정에 있어서는 상기 배선기판 상에 상기 이방성 도전성 페이스트를 도포한다.
여기에서 사용하는 도포 장치로서는 예를 들면, 디스펜서, 스크린 인쇄기, 제트 디스펜서, 메탈 마스크 인쇄기를 들 수 있다.
또한, 도포막의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 50㎛이상 500㎛이하인 것이 바람직하고, 100㎛이상 300㎛이하인 것이 보다 바람직하다. 두께가 상기 하한미만에서는 배선기판의 전극 상에 전자부품을 탑재했을 때의 부착력이 저하되는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 접속 부분 이외에도 페이스트가 밀려나오기 쉬워지는 경향이 있다.
열압착 공정에 있어서는 상기 이방성 도전성 페이스트 상에 상기 전자부품을 배치하고, 상기 땜납 분말의 융점보다 1℃이상 높은 온도에서 상기 전자부품을 상기 배선기판에 열압착한다.
열압착시의 온도가 상기 땜납 분말의 융점보다 1℃이상 높다고 하는 조건을 충족시키지 않을 경우에는 땜납을 충분히 용융시킬 수 없고, 전자부품 및 배선기판 사이에 충분한 땜납 접합을 형성할 수 없어 전자부품 및 배선기판 사이의 도전성이 불충분하게 된다.
열압착시의 온도는 130℃이상 200℃이하로 하는 것이 바람직하고, 140℃이상 180℃이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
열압착시의 압력은 특별히 한정되지 않지만, 0.05㎫이상 3㎫이하로 하는 것이 바람직하고, 0.1㎫이상 2㎫이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 압력이 상기 상한미만에서는 전자부품 및 배선기판 사이에 충분한 땜납 접합을 형성할 수 없고, 전자부품 및 배선기판 사이의 도전성이 저하되는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 배선기판에 스트레스가 가해져서 데드 스페이스를 넓게 취하지 않으면 안되는 경향이 있다.
또한, 본 발명에 있어서는 상기한 바와 같이, 열압착시의 압력을 종래의 도전성 필러계의 이방성 도전재를 사용하는 방법에 의한 경우와 비교해서 낮은 압력범위로 설정할 수 있다. 그 때문에, 열압착 공정에 사용하는 장치의 저비용화를 달성할 수도 있다.
열압착시의 시간은 특별히 한정되지 않지만, 통상, 1초이상 60초이하이며, 2초이상 20초이하인 것이 바람직하고, 3초이상 10초이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 이렇게 배선기판 및 전자부품의 전극끼리를 접속하는 방법에 있어서는 이하 설명하는 박리 공정, 재도포 공정 및 재열압착 공정을 더 구비하고 있어도 좋다.
박리 공정에 있어서는 상기 땜납 분말의 융점보다 1℃이상 높은 온도에서 상기 전자부품을 상기 배선기판으로부터 박리한다.
여기에서, 전자부품을 배선기판으로부터 박리하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 이러한 방법으로서는 예를 들면, 땜납 인두 등을 사용해서 접속 부분을 가열하면서 전자부품을 배선기판으로부터 박리하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 이러한 경우에 리페어에 사용하는 공지의 박리 장치를 사용해도 좋다.
또한, 전자부품을 배선기판으로부터 박리한 후에 필요에 따라서 용제 등으로 상기 배선기판 위를 세정해도 좋다.
재도포 공정에 있어서는 박리 공정 후의 배선기판 상에 상기 이방성 도전성 페이스트를 도포한다. 여기에서, 도포 장치나 도포막의 두께는 상기 도포 공정과 동일한 것이나 조건을 채용할 수 있다.
재열압착 공정에 있어서는 재도포 공정 후의 이방성 도전성 페이스트 상에 상기 전자부품을 배치하고, 상기 땜납 분말의 융점보다 1℃이상 높은 온도에서 상기 전자부품을 상기 배선기판에 열압착한다. 여기에서, 열압착시의 온도, 압력 및 시간은 상기 도포 공정과 동일한 조건을 채용할 수 있다.
이상 설명한 전자부품의 접속 방법에 의하면 전자부품 및 배선기판의 전극끼리가 땜납 접합되므로 종래의 도전성 필러계의 이방성 도전재와 같이, 전극 및 도전성 필러가 서로 접촉함으로써 접속되어 있는 경우와 비교해서 매우 높은 접속 신뢰성을 달성할 수 있다. 또한, 열압착 후에 있어서 땜납 분말의 융점이상의 온도의 열을 가하면 땜납은 용융시킬 수 있고, 또한, 열경화성 수지 조성물도 연화시킬 수 있는 점에서 배선기판으로부터 전자부품을 용이하게 박리할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 박리후에 다시 이방성 도전성 페이스트를 사용해서 배선기판과 전자부품의 접속을 꾀할 경우에, 전극 등에 어느 정도의 잔사(땜납 등)가 남아 있었다 해도 이들의 잔사를 합쳐서 땜납 접합할 수 있고, 도전성을 확보할 수 있다. 그 때문에, 상기 전자부품의 접속 방법은 종래의 도전성 필러계의 이방성 도전재를 사용하는 방법과 비교해서 리페어성이 우수하다.
또한, 본 발명의 이방성 도전성 페이스트를 사용한 접속 방법은 상기 접속 방법에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.
예를 들면, 상기 접속 방법에서는 열압착 공정에 의해 배선기판과 전자부품을 접착하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 열압착 공정 대신에 레이저광을 사용해서 이방성 도전성 페이스트를 가열하는 공정(레이저 가열 공정)에 의해 배선기판과 전자부품을 접착해도 좋다. 이 경우, 레이저 광원으로서는 특별히 한정되지 않고, 금속의 흡수대에 맞춘 파장에 따라서 적당히 채용할 수 있다. 레이저 광원으로서는 예를 들면, 고체 레이저(루비, 유리, YAG 등), 반도체 레이저(GaAs, InGaAsP 등), 액체 레이저(색소 등), 기체 레이저(He-Ne, Ar, CO2, 엑시머 등)를 들 수 있다.
실시예
이어서, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 조금도 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 및 비교예에서 사용한 재료를 이하에 나타낸다.
((A)성분)
열가소성 수지:스티렌·부타디엔 공중합체의 수소첨가물(선택 수소첨가), 중량 평균 분자량은 3만, 스티렌 함유량은 30질량%, 상품명 「타프텍 P1500」, 아사히 카세이 케미칼즈사제
((B)성분)
반응성 희석제A:2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 상품명 「뉴프론티아 PGA」, 다이이치 고교 세이야쿠사제
반응성 희석제B:테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 상품명 「비스코트 ＃150」, 오사카 유키 카가쿠 고교사제
((C)성분)
라디칼 중합 개시제:1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 상품명 「퍼옥타O」, 니치유사제
((D)성분)
활성제:카르복실기 함유 (메타)아크릴-스티렌 공중합체, 중량 평균 분자량은 4500, 연화점은 60℃, 산가는 108mgKOH/g, 상품명 「ARUFON UC-3900」, 도아 고세이사제
((E)성분)
땜납 분말:평균 입자지름은 12㎛, 땜납의 융점은 139℃, 땜납의 조성은 42Sn/58Bi
((F)성분)
유기 필러:아크릴산 알킬·메타크릴산 알킬 공중합체 미립자, 평균 1차 입자지름은 0.5㎛, 비중은 1.1∼1.2g/㎤, 코어층의 연화점은 약 -40℃, 셸층의 연화점은 100∼105℃, 상품명 「스타피로이드 AC-3816N」, 아이카 고교사제
((G)성분)
실란 커플링제A:3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 상품명 「KBM-5103」, 신에츠 카가쿠 고교사제
실란 커플링제B:3-아미노프로필트리에톡시실란, 상품명 「KBM-903」, 신에츠 카가쿠 고교사제
(다른 성분)
실란 커플링제 C:3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 상품명 「KBM-403」, 신에츠 카가쿠 고교사제
실란 커플링제 D:3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 상품명 「KBM-802」, 신에츠 카가쿠 고교사제
((H)성분)
인산 에스테르계 화합물:인산 에스테르 함유 아크릴레이트 화합물, 상품명 「KAYAMER PM2」, 니폰 카야쿠사제
((I)성분)
라디칼 중합성 수지:우레탄아크릴레이트 수지, 상품명 「아로닉스 M-1200」, 도아 고세이사제
((J)성분)
칙소제:아모르포스 실리카, 상품명 「AEROSIL R974」, 니혼 아에로질사제
[실시예 1]
열가소성 수지 15질량부, 반응성 희석제A 5질량부 및 반응성 희석제B 35질량부를 용기에 투입하고, 열가소성 수지 및 활성제를 반응성 희석제에 용해시킨다. 그 후, 활성제 3질량부, 유기 필러 7질량부, 실란 커플링제A 2질량부 및 칙소제 2질량부를 용기에 투입하고, 교반기로 예비 혼합한 후, 3개롤을 사용해서 실온에서 혼합하여 분산시켜서 수지 조성물을 얻었다.
그 후, 얻어진 수지 조성물 69질량부에 대해서 라디칼 중합 개시제 3질량부 및 땜납 분말 22질량부를 용기에 투입하고, 혼련기로 2시간 혼합함으로써 이방성 도전성 페이스트를 조제했다.
이어서, 리지드 기판(라인폭:100㎛, 피치:200㎛, 구리 두께:18㎛, 전극:구리 전극에 수용성 프리플럭스 처리(다무라 세이사쿠쇼사제)) 상에 얻어진 이방성 도전성 페이스트를 디스펜서로 도포했다(두께:0.2mm). 그리고, 도포후의 이방성 도전성 페이스트 상에 플렉시블 기판(라인폭:100㎛, 피치:200㎛, 구리 두께:12㎛, 전극:구리 전극에 도금 처리(Cu/Ni/Au))를 배치하고, 열압착 장치(아도반셀사제)를 사용해서 온도 150℃, 압력 1.0㎫, 압착 시간 6초의 조건으로 플렉시블 기판을 리지드 기판에 열압착하고, 플렉시블 기판이 부착된 리지드 기판(평가 기판)을 제작했다.
[실시예 2∼7]
표 1에 나타내는 조성에 따라 각 재료를 배합한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 이방성 도전성 페이스트를 얻었다.
또한, 얻어진 이방성 도전성 페이스트를 사용한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 플렉시블 기판이 부착된 리지드 기판(평가 기판)을 제작했다.
[비교예 1∼4]
표 1에 나타내는 조성에 따라 각 재료를 배합한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 이방성 도전성 페이스트를 얻었다.
또한, 얻어진 이방성 도전성 페이스트를 사용한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 플렉시블 기판이 부착된 리지드 기판(평가 기판)을 제작했다.
<이방성 도전성 페이스트의 평가>
이방성 도전성 페이스트의 평가(경화성, 접착 강도, 절연성, 내습성)를 이하와 같은 방법으로 행했다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
(1)경화성
시차 주사 열량 측정기(세이코 인스트루먼트사제의 「EXSTAR6000」)를 사용하고, 평가 기판에 있어서의 흡열 및 발열 피크를 얻은 후, 발열 피크만을 적산시켜 반응 발열량을 산출했다. 또한, 이방성 도전성 페이스트(전구체이며 경화시키지 않은 것)에 대해서 마찬가지로 반응 발열량을 산출하고, 경화전과 경화후의 반응 발열량으로부터 반응률[{(경화전의 반응 발열량)-(경화후의 반응 발열량)}/(경화전의 반응 발열량)×100%]을 구했다. 경화성은 이하의 기준에 따라서 평가했다.
A:반응률이 90%이상이다.
B:반응률이 80%이상 90%미만이다.
C:반응률이 80%미만이다.
(2)접착 강도(필 강도)
시험기(Dage사제의 「Dage4000」)를 사용하고, 평가 기판에 있어서의 리지드 기판에 대한 플렉시블 기판의 각도가 90도가 되도록 하고, 플렉시블 기판을 시험 속도 50mm/min으로 인장하고, 그 때의 필 강도(단위:N/mm)를 측정했다. 접착 강도는 이하의 기준에 따라서 평가했다.
A:필 강도가 0.6N/mm이상이다.
B:필 강도가 0.4N/mm이상 0.6N/mm미만이다.
C:필 강도가 0.4N/mm미만이다.
(3)절연성
평가 기판의 빗형 회로의 부분에 하이레지스턴트미터(Agilent사제)를 사용하고, 15V의 전압을 인가했을 때의 절연 저항값(단위:Ω)을 측정했다. 절연성은 이하의 기준에 따라서 평가했다.
A:절연 저항값이 1.0×1010Ω이상이다.
B:절연 저항값이 1.0×108Ω이상 1.0×1010Ω미만이다.
C:절연 저항값이 1.0×108Ω미만이다.
(4)내습성(내습열 시험후에 있어서의 (i)접착 강도 및 (ii)절연성)
(i)접착 강도의 평가 기판을 85℃, 85%RH(상대습도) 중에서 1000시간 방치하고, 내습열 시험후의 시험편을 얻었다. (ii)절연성의 평가 기판을 85℃, 85%RH(상대습도) 중에서 1000시간 15V 전압을 인가하면서 방치하고, 내습열 시험후의 시험편을 얻었다. 이들 시험편에 대해서 상기 방법과 같은 방법으로 내습열 시험후에 있어서의 (i)접착 강도 및 (ii)절연성을 평가했다. 또한, 내습열 시험후에 있어서의 (i)접착 강도 및 (ii)절연성에 대해서는 상기와 같은 기준에 따라서 평가했다.
(5)플로우성
평가 기판을 측정 현미경(올림푸스사제의 「STM6」)으로 관찰하고, 평가 기판에 있어서의 리지드 기판과 플렉시블 기판이 겹치는 개소로부터 이방성 도전성 페이스트의 바인더 성분이 가장 용출되고 있는 개소의 밀려나옴 거리를 측정했다. 플로우성은 이하의 기준에 따라서 평가했다.
A:바인더 성분의 밀려나옴이 없다.
B:바인더 성분의 밀려나옴 거리가 30㎛미만이다.
C:바인더 성분의 밀려나옴 거리가 30㎛이상이다.
Figure pat00001
표 1에 나타내는 결과로부터도 명백한 바와 같이, 본 발명의 이방성 도전성 페이스트를 사용한 경우(실시예 1∼7)에는 열압착시의 온도가 저온인 경우에 있어서도 충분한 접착 강도를 확보할 수 있고, 또한 충분한 플로우성, 경화성, 절연성 및 내습성도 확보할 수 있는 것이 확인되었다.
이것에 대해서 (G)성분을 함유하지 않는 경우(비교예 1∼3)에는 열압착시의 온도가 저온인 경우에 있어서 접착 강도를 확보할 수 없는 것이 확인되었다. 또한, (F)성분을 함유하지 않는 경우(비교예 4)에는 열압착시의 온도가 저온인 경우에 있어서 플로우성이나 접착 강도를 확보할 수 없는 것이 확인되었다.

Claims (12)

  1. (A) 열가소성 수지와, (B) 1분자내에 1개의 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 반응성 희석제와, (C) 라디칼 중합 개시제와, (D) 1분자내에 1개이상의 카르복실기를 갖는 활성제와, (E) 땜납 분말과, (F) 유기 필러와, (G) 실란 커플링제를 함유하고,
    상기 (G) 실란 커플링제는 비닐기, 스티릴기, 메타크릴기, 아크릴기 및 아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1개의 기를 갖는 실란 커플링제인 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A) 열가소성 수지는 스티렌·부타디엔 공중합체 및 스티렌·부타디엔 공중합체의 수소첨가물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (B) 1분자내에 1개의 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 반응성 희석제는 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트 및 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (D) 1분자내에 1개이상의 카르복실기를 갖는 활성제는 1분자내에 1개이상의 카르복실기와 1개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 카르복실기 함유 중합성 불포화 화합물과, 1분자내에 1개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 중합성 불포화 화합물을 공중합시켜서 이루어지는 카르복실기 함유 공중합체인 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (E) 땜납 분말은 주석과 비스무트의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 (E) 땜납 분말에 있어서의 비스무트의 함유량은 주석과 비스무트의 합계량 100질량%에 대해서 58질량%이하인 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (F) 유기 필러는 코어셸 구조를 갖는 (메타)아크릴계 중합체 미립자인 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (C) 라디칼 중합 개시제는 열 라디칼 중합 개시제 및 광 라디칼 중합 개시제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    (H) 인산 에스테르계 화합물을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    (I) 1분자내에 2개이상의 불포화 이중 결합을 갖는 라디칼 중합성 수지를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    레이저광을 사용해서 가열됨으로써 접착되는 것을 특징으로 하는 이방성 도전성 페이스트.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전성 페이스트를 사용해서 전극끼리를 접속한 것을 특징으로 하는 프린트 배선기판.
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