WO2006106850A1

WO2006106850A1 - 導電性ペースト組成物およびプリント配線板

Info

Publication number: WO2006106850A1
Application number: PCT/JP2006/306710
Authority: WO
Inventors: Tsutomu Uchimi; Masayuki Nagashima; Hiroyuki Shirogane; Masayuki Mori; Naomi Usuki
Original assignee: Dai Nippon Printing Co., Ltd.; The Inctec Inc.
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2006-10-12
Also published as: KR100985141B1; KR20070116674A; TW200703372A; TWI375965B

Abstract

　本発明は、フェノール樹脂、メラミン樹脂、導電性粉末、溶剤および４価以上のアルコールからなる導電性ペースト組成物、およびこの導電性ペースト組成物を用いたプリント配線板に関するものである。　上記の本発明による導電性ペースト組成物は、１回の塗布作業で十分な厚さの塗布膜を形成させることが可能であり、従来より少ない塗布回数でも十分な高さのバンプを形成させることができるものである。

Description

明細書

導電性ペースト組成物およびプリント配線板

技術分野

[0001] 本発明は、新規な導電性ペースト組成物およびプリント配線板に関するものである

。好ましくは、本発明は、多層プリント配線板の層間接続に用いられる電極バンプの形成に特に適した導電性ペースト組成物およびそれを用いたプリント配線板に関する。

背景技術

[0002] 従来より、導電性ペースト組成物は、エレクトロニクス分野において、 IC回路用、導電性接着剤、電磁波シールド等多くの用途に使用されている。特に最近では、少なくとも一方の面の所定位置に導電性ペーストで作った円錐状導電バンプが設けられた第一の基板と、少なくとも一方の面に配線パターンが設けられた第二の基板とを、前記導電バンプが設けられた面および前記配線パターンが設けられた面を内側にして対向させ、前記第一の基板と前記第二の基板との間に絶縁体層を配置して積層体を構成し、該積層体を積層プレスすることにより絶縁体層の厚さ方向に前記バンプを貫通させて導電配線部を形成するプリント配線板の製造方法が提案されて！ヽる (特開平 6— 350258号公報)。

[0003] また、プリプレダ貫通性が良好、且つ貫通時およびプレス時に割れ欠けを発生せず、更に貫通後のバンプと配線パターンとの接着力が大きいバンプを作成でき、貫通型の導電配線部を有するプリント配線板製造において、歩留まりが高く接続信頼性が良好である導電性ペーストの提供として、メラミン榭脂、フエノール榭脂、ェポキシ榭脂、導電粉末および溶剤を含有してなる導電性ペーストであって、該エポキシ榭脂の軟化点が 80°C以上、 130°C以下であるプリント配線板層間接続用導電性べ一スト組成物が提案されて、る (特開 2002— 270033号公報)。

[0004] また、高、硬度、割れ、配線パターンとの接続不良のな、バンプを形成することのできるプリント配線板層間接続用接着性ペースト組成物を提供すベぐ少なくともメラミン榭脂、フエノール榭脂およびエポキシ榭脂の、ずれか一つから選ばれる榭脂と導電粉末および 180°C以上の沸点である 2価アルコールおよび（または） 3価アルコールを含むことを特徴とするプリント配線板層間接続用導電性ペースト組成物を用いることが提案されて、る（特開 2003 - 77337号公報)。

[0005] また、特許第 3588400号公報により、スクリーン印刷後に装置、治具および容器を水で洗浄できる熱硬化性の導電性榭脂組成物の提供する例として、水溶性の熱硬化性榭脂、導電性粒子、 2価アルコールを含むことを特徴とする導電性榭脂組成物が知られている。

[0006] 特開平 9— 286924号公報により、特許第 3588400号と同様に、印刷後のスクリーン版等を水で洗浄できる導電性榭脂組成物として、水溶性の熱可塑性榭脂、平均粒径 0. 05〜50 mの導電性粒子、 2価アルコールを含むものが知られている。

[0007] 特開 2001— 11388号公報により、印刷に用いた版を水で洗浄することができる水溶性榭脂、グリコール類を含む積層コンデンサ用電極ペースト組成物が知られてヽる。

[0008] 特開 2003— 331648号公報および特開 2004— 265826号公報により、低温で焼成できる金属ペーストとして、周期律表 3族〜 15族金属の有機金属化合物とアルコール化合物、好ましくは、グリコール類を含む金属ペーストが知られている。

特許文献 1：特開平 6— 350258号公報

特許文献 2：特開 2002— 270033号公報

特許文献 3：特開 2003 - 77337号公報

特許文献 4：特許第 3588400号公報

特許文献 5：特開平 9 - 286924号公報

特許文献 6：特開 2001— 11388号公報

特許文献 7：特開 2003 - 331648号公報

特許文献 8：特開 2004— 265826号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 前記の特開平 6— 350258号公報に記載のような方法によって電極バンプを形成させる際に、特開 2002— 270033号公報および特開 2003— 77337号公報に開示されるような導電性ペースト組成物を用いる場合、 1回の導電性ペースト組成物の塗布作業では絶縁層を貫通できるだけのバンプの高さが得られな、ため、導電性べ一スト組成物の塗布作業を複数回行って重ね刷りをする必要があった。特に、絶縁層の貫通時およびプレス時にバンプの折れ、欠けを発生させな、ためにバンプ形状を過度に尖らせないようなペーストを使用するため、バンプの高さが得られず、重ね印刷の回数が増加しがちであった。

[0010] 特許第 3588400号公報、特開平 9— 286924号公報および特開 2001— 11388 号公報に記載の技術は水溶性榭脂を用いるものであり、また、特開 2003— 331648 号公報および特開 2004— 265826号公報に記載の技術は焼成タイプの金属ぺーストを用いるものであって、本発明のような非水溶性の非焼成タイプの導電性ペースト組成物であってかつ 1回の塗布作業で十分な塗布厚さが得られるペースト組成物は、本発明者らが知る限りで従来得られていない。

課題を解決するための手段

[0011] 本発明は、導電性ペースト組成物を特定の成分によって形成することによって、上記課題に解決を与えようとするものである。

[0012] したがって、本発明による導電性ペースト組成物は、フエノール榭脂、メラミン榭脂、導電性粉末、溶剤および 4価以上のアルコール力なるもの、である。

[0013] このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ま、態様として、前記 4価以上のアルコール力トレイトール、キシリトール、ソルビトールからなる群から選ばれた少なくとも 1種であるもの、を包含する。

[0014] このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ましい態様として、前記トレイトールが、 D-トレィトール、 L-トレィトールおよび meso-エリトリトールからなる群から選ばれた少なくとも 1種であるもの、を包含する。

[0015] このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ま、態様として、前記の 4価以上のアルコールを溶液状で含有するもの、を包含する。

[0016] このような本発明による導電性ペースト組成物は、好ま、態様として、顔料、好ましくは体質顔料、をさらに含有するもの、を包含する。

[0017] そして、このような本発明によるプリント配線板は、前記の導電性ペースト組成物を用いたもの、である。

発明の効果

[0018] 本発明の導電性ペースト組成物によれば、 1回の塗布作業で十分な厚さの塗布膜を形成させることが可能である。

[0019] 従って、従来より少ない塗布回数でも十分な高さのバンプを形成させることができる

[0020] よって、導電性ペースト組成物の重ね刷りの回数を削減することができ、生産性の向上を図ることができる。また、本発明による導電性ペースト組成物は非焼成タイプのものであることから、焼成作業を行う必要がな、。

発明を実施するための最良の形態

[0021] <導電性ペースト組成物 >

本発明による導電性ペースト組成物は、フエノール榭脂、メラミン榭脂、導電性粉末、溶剤および 4価以上のアルコール力もなるものである。ここで、「からなる」とは、上記の必須成分 (即ち、フエノール榭脂、メラミン榭脂、導電性粉末、溶剤および 4価以上のアルコール)以外の他の成分が共存する導電性ペースト組成物を排除しない。すなわち、本発明による導電性ペースト組成物は、上記必須成分のみからなる導電性ペースト組成物、および、上記必須成分とこれらの必須成分以外の他の成分を含んでなる導電性ペースト組成物の両者を包含する。また、上記おいて、「導電性」とは、体積抵抗値が少なくとも 1 X 10"³cm- Ω以下であることを意味する。

[0022] 本発明による導電性ペースト組成物は、粘度カ 200〜600?& ' 5、特に 300〜550 Pa' s、であるものが好ましい。なお、この粘度は、マルコム社製スパイラル粘度計で 1 Orpm/min, 25°Cで測定したときのものである。

[0023] そして、本発明による導電性ペースト組成物は、チクソ指数が 0. 65〜： L 0、特に 0 . 70-0. 95、であるものが好ましい。なお、このチクソ指数は、マルコム社製スパイラル粘度計で 10rpmZmin、 5rpm/min, 25°Cで測定した導電性ペーストの粘度より、チクソ指数計算式 log (5rpm時の粘度値 ZlOrpm時の粘度値) Zlog [10 (rpm ) /5 (rpm)〕で算出したときのものである。チクソ指数は静置すると見掛け粘度が上がり、激しく混合すると見掛け粘度が低下して塗工しやすくなる性質をあらわす一指標である。

[0024] (1)フエノール榭脂

本発明で使用されるフエノール榭脂としては、ノボラック型およびレゾール型の！/、ずれのものを利用することができ、特にフエノール、クレゾール、キシレノール、ポリパラビュルフエノール、 p—アルキルフエノール、クロルフエノール、ビスフエノール A、フエノールスルホン酸、レゾルシン等のフエノール性水酸基を有するものにホルマリン、フルフラール等のアルデヒド類を付加、縮合した榭脂を挙げることができる。この中でも特にポリパラビュルフエノールが好まし、。

[0025] (2)メラミン榭脂

本発明で使用されるメラミン榭脂としては、例えばメチロールメラミン、アルキル化メラミンを挙げることができる。

[0026] (3)導電性粉末

本発明で使用される導電性粉末としては、各種の導電性微粉末、例えば銀粉、金粉、銅粉、ニッケル粉、白金粉、パラジウム粉、半田粉、前記金属の合金粉末等の金属粉末等を使用することができる。これらの導電性粉末は二種以上併用することもできる。また、金属以外の導電性粉末、例えばカーボン粉末、を使用することもできる。導電性粉末は、表面処理されたものであってもよい。

[0027] 導電性粉末の形態および大きさは、本発明の目的に反しない限り任意である。本発明では、例えば樹枝状、りん片状、球状、フレーク状の形態のもの、特に好ましくはりん片状と球状の混合物、を使用することができる。平均粒径は、 0. 5〜10 /ζ πι、特に 1. 0〜5. O ^ m,のものが好ましい。

[0028] (4)溶剤

本発明で使用される溶剤としては、例えば前記のフエノール榭脂、メラミン榭脂ならびに導電性粉末とともにペースト組成物を形成可能な各種の有機溶剤を用いることができる。そのような有機溶剤の好ましい具体例としては、例えばプチルカルビトールアセテート、酢酸ェチル、酢酸ブチル、ェチルセ口ソルブ、ブチルセ口ソルブ、ェチルカルビトール、ブチルカルビトール、イソプロパノール、ブタノール、テルピネオール、チキサノール、ブチルセ口ソルブアセテート、イソホロンの単独またはこれらの混合溶剤を挙げることができる。

[0029] (5) 4価以上のアルコール

本発明で使用される 4価以上のアルコールとしては、好ましくは、トレイトール等の 4 価アルコール、キシリトール等の 5価アルコール、ソルビトール等の 6価アルコールを用いることができる。これらの 4価以上のアルコールは、それぞれ単独で用いることができ、また 2種以上を併用することができる。

[0030] トレイトール

本発明では、 D-トレィトール、 L-トレィトールおよび meso-エリトリトールの単独またはこれらの混合物のいずれをも用いることができる。トレイトールは、トレオース力も誘導される糖アルコールに相当するものであって、例えばトレオースをナトリウムァマルガムにより還元することによって得ることができる。

[0031] 本発明では、本発明の目的に反しない限り、任意の方法によって得られた任意のトレイトールを用いることができる。

[0032] キシリトール

キシリトールは、 D-キシロースに対応する糖アルコールである力このようなキシロースは例えば D-キシロースをナトリウムアマルガムまたはニッケルを触媒として加圧水素で還元して得ることができる。なお、アルコール力もの結晶には準安定の斜方晶および安定相の単斜晶の二種類ある。

[0033] 本発明では、本発明の目的に反しない限り、任意の方法によって得られた任意のキシリトールを用いることができる。

[0034] ソルビトール

ソルビトールは、グルコースの糖アルコールに当たるものである。このようなソルビト一ノレは、工業的には、例えば D-グルコースをナトリウムアマルガム、白金または-ッケルなどを触媒として加圧水素で還元して得ることができるし、また、 D-グルコースを電解還元して製造することができる。

[0035] 本発明では、本発明の目的に反しない限り、任意の方法によって得られた任意のソルビトールを用いることができる。

[0036] (6)上記以外の成分 (任意成分）本発明による導電性ペースト組成物は、必要に応じて各種の成分を含むことができる。そのような必要に応じて含むことが可能な成分の具体例としては、次のような顔料や、チクソトロピー付与剤、消泡剤、分散剤、防鲭剤、還元剤、および、前記フエノール榭脂および (または)メラミン榭脂と混和可能な他の榭脂成分 (例えば、エポキシ榭脂、アクリル榭脂)等を挙げることができる。

[0037] S

本発明による導電性ペースト組成物は、必要に応じて各種の有機または無機の顔料を含有することができ、そのような顔料によって導電性ペースト組成物の塗膜補強、機能付加、作業性改良、着色および増量等を図ることが可能になる。

[0038] 本発明では特に体質顔料、例えばマイクロシリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、アルミナ等の単独またはこれらの混合物を用いることができる。

[0039] (7)配合割合

本発明による導電性ペースト組成物における各成分の配合比率は、下記の通りである（尚、下記において、榭脂成分の合計とは、フエノール榭脂およびメラミン榭脂の合計量を意味する。但し、フノール榭脂あるいはメラミン榭脂以外の榭脂が存在する場合は、これら各榭脂成分の合計量を意味する)。

[0040] 溶剤の量は、榭脂成分の合計 100質量部に対して、好ましくは 10〜： LOO質量部、より好ましくは 20〜80質量部、さらに好ましくは 30〜65質量部、である。

[0041] 導電性粉末の量は、榭脂成分 100質量部に対して、好ましくは 300〜： L 100質量部、より好ましくは 500〜900質量部、である。

[0042] 顔料の量は、榭脂成分 100質量部に対して、好ましくは 1〜30質量部、より好ましくは 5〜25質量部、である。

[0043] 榭脂成分における、フエノール榭脂とメラミン榭脂との割合は、質量割合で表して、

(フエノール榭脂） Z (メラミン榭脂）力好ましくは 10Z90〜90ZlO、より好ましくは 3 0/70〜70/30、さらに好ましくは 60/40〜40/60、となる範囲である。

[0044] 4価以上のアルコールの配合量は、榭脂成分 100質量部に対して、好ましくは 0. 0 5〜10質量部、より好ましくは 0. 25〜5質量部、である。

[0045] (8)導電性ペースト組成物の利用本発明による導電性ペースト組成物は、良好な導電性を有するものであり、例えばスクリーン印刷法、メタルマスク印刷法などの公知の印刷法によって基板上に印刷可能なものである。従って、本発明による導電性ペースト組成物は、従来同様に広範な分野において利用可能なものである。

[0046] そして、本発明による導電性ペースト組成物は、 1回の印刷作業当たりの塗膜厚さが厚いものであることから、十分な厚さの導電性層を効率的に形成可能なものである

[0047] 従って、本発明による導電性ペースト組成物は、従来より少な!/、塗布回数で、例えばただ 1回の塗布回数でも、十分な高さのバンプを形成させることができるので、生産'性の向上を図ることができる。

[0048] <プリント配線板 >

本発明によるプリント配線板は、上記の導電性ペースト組成物を用いたことを特徴とするものである。

[0049] このような本発明によるプリント配線板は、好ま、態様として、上記導電性ペースト組成物から形成されたバンプによって層間の電気的接続がなされたプリント配線板を包含する。

実施例

[0050] <実施例 A1〜A5および比較例 Al >

下記のフエノール榭脂、メラミン榭脂、銀粉、体質顔料、溶剤およびトレイトールを表

1記載の質量割合で混合し、 3本ロールで充分に混鍊して、本発明による導電性べ一スト組成物を製造した。この導電性ペースト組成物の粘度およびチキソ指数は表 1 に記載される通りである。

[0051] この導電性ペーストを使用し、スクリーン (孔版）印刷を行った。具体的には、 φ 220

/z mの孔を空けたアルミニウム製のメタルマスク版を使用し、硬度 80° のウレタン榭脂製のスキージを使用し、雰囲気条件を温度 20°C、湿度 50%に環境を制御しつつ

、印刷を行って、バンプを形成させた。

[0052] 形成されたバンプの高さおよび形状を評価した。結果は、表 1に記載される通りである。なお、表 1中、実施例 A4の「エリスリトール」は「D トレイトールと Lートレイトールと meso -エリトリトールとの混合物」を意味し、実施例 A5の「DL -トレイトール」は「D - トレイトールと L トレイトールとの混合物」を意味する。

[表 1]

表 1

* 1 ： D—トレィトールと L—トレイトールと meso—エリトリトールとの混合物 * 2 ： D—トレイトールと L一トレイトールとの混合物

[0054] <評価 >

上記の表 1から明らかなように、トレイトールを含有する実施例では、バンプ高さが 8 9 μ m〜107 m (バンプ径： 220 μ m)のバンプを形成でき、当該化合物を使用しな Vヽ比較例 1 (バンプ高さ： 58 m、バンプ径： 220 μ m)に比べて、バンプ高さが 53〜 84%と劇的にアップしていることが分かる。また、バンプ形状も円錐状の形状であり、良好であった。

[0055] <実施例 B1および比較例 Bl >

下記のフエノール榭脂、メラミン榭脂、銀粉、体質顔料、溶剤およびキシリトールを表 2記載の質量割合で混合し、 3本ロールで充分に混鍊して、本発明による導電性ペースト組成物を製造した。この導電性ペースト組成物の粘度およびチキソ指数は表 2に記載される通りである。

[0056] この導電性ペーストを使用し、スクリーン (孔版）印刷を行った。具体的には、 φ 220

、印刷を行って、バンプを形成させた。

[0057] 形成されたバンプの高さおよび形状を評価した。結果は、表 2に記載される通りである。

[表 2]

[0058] <評価 >

上記の表 2から明らかなように、キシリトールを含有する実施例 B1では、バンプ高さが 71 m (バンプ径： 220 μ m)のバンプを形成でき、比較例 B1 (バンプ高さ： 58 μ m、バンプ径： 220 μ m)に比べて、バンプ高さが 22%と劇的にアップしていることが分かる。また、バンプ形状も円錐状の形状であり、良好であった。

[0059] <実施例 C1および比較例 Cl > 下記のフエノール榭脂、メラミン榭脂、銀粉、体質顔料、溶剤およびソルビトールを表 3記載の質量割合で混合し、 3本ロールで充分に混鍊して、本発明による導電性ペースト組成物を製造した。この導電性ペースト組成物の粘度およびチキソ指数は表 3に記載される通りである。

[0060] この導電性ペーストを使用し、スクリーン (孔版）印刷を行った。具体的には、 φ 220

、印刷を行って、バンプを形成させた。

[0061] 形成されたバンプの高さおよび形状を評価した。結果は、表 3に記載される通りである。

[表 3]

[0062] <評価 >

上記の表 3から明らかなように、ソルビトールを含有する実施例 C1では、バンプ高さが 69 μ m (バンプ径： 220 μ m)のバンプを形成でき、比較例 C1 (バンプ高さ： 58 μ m、バンプ径：220 /z m)に比べて、バンプ高さが 19%と劇的にアップしていることが分かる。また、バンプ形状も円錐状の形状であり、良好であった。

Claims

請求の範囲

[1] フエノール榭脂、メラミン榭脂、導電性粉末、溶剤および 4価以上のアルコールからなる、導電性ペースト組成物。

[2] 前記 4価以上のアルコール力トレイトール、キシリトール、ソルビトールからなる群力も選ばれた少なくとも 1種である、請求項 1に記載の導電性ペースト組成物。

[3] 前記トレイトールが、 D-トレィトール、 L-トレィトールおよび meso-エリトリトールからなる群カゝら選ばれた少なくとも 1種である、請求項 2に記載の導電性ペースト組成物。

[4] 前記 4価以上のアルコールを溶液状で含有する、請求項 1に記載の導電性ペースト組成物。

[5] 顔料、好ましくは体質顔料、をさらに含有する、請求項 1に記載の導電性ペースト組成物。

[6] 請求項 1〜5のいずれか 1項に記載の導電性ペースト組成物を用いた、プリント配板。