WO2017170398A1 - 導電性塗料及びそれを用いたシールドパッケージの製造方法 - Google Patents

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copper alloy
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梅田 裕明
和大 松田
健 湯川
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タツタ電線株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a conductive paint and a method for manufacturing a shield package using the same.
  • Patent Document 1 describes that an electromagnetic shielding member having a high shielding effect can be easily obtained by coating a surface of a package by spraying a conductive or semiconductive material.
  • a shield layer is formed by spray coating using a solution consisting only of metal particles and a solvent, not only good shielding properties cannot be obtained, but also the adhesion between the shielding layer and the package is poor.
  • a step of covering a plurality of ICs with an insulating layer a step of covering the insulating layer with a shield layer made of a conductive paste
  • a method of manufacturing a circuit module including a step of dividing a substrate on which a shield layer is formed (the width of the distal end portion is larger than the width of the proximal end portion in the depth direction in advance before forming the shield layer covering the insulating layer).
  • the base end is larger than the width of the tip along the tip of the kerf
  • a method of dividing a substrate by cutting with a width smaller than the width of the above is known.
  • a method for forming the shield layer there are a transfer molding method, a potting method, a vacuum printing method, etc., but each method requires not only a large facility but also a conductive resin. There is a problem that it is easy to chew foam when filling the groove.
  • the color of the shield layer changes and it is difficult to obtain a preferable appearance.
  • the shield layer is formed using high-purity silver particles, discoloration can be suppressed, but it is expensive and therefore lacks versatility.
  • the present invention has been made in view of the above, and is a conductive paint that can be formed by spray coating a shield layer having good shielding properties, the obtained shield layer has good adhesion to the package,
  • An object is to provide a conductive paint that is difficult to discolor even under severe heating conditions at a low cost.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a shield package in which the shield layer as described above can be easily formed.
  • the conductive paint of the present invention comprises (A) 5 to 35 parts by mass of a solid epoxy resin that is solid at room temperature and 20 to 90 parts by mass of a liquid epoxy resin that is liquid at room temperature, for a total amount of 100 parts by mass. (B) A silver-coated copper alloy particle in which copper alloy particles are coated with a silver-containing layer, and the copper alloy particles are an alloy of copper, nickel and zinc.
  • the silver-coated copper alloy particles 200 to 200 have a nickel content of 0.5 to 20% by mass in the silver-coated copper alloy particles and a zinc content of 1 to 20% by mass in the silver-coated copper alloy particles. 1800 parts by mass and (C) 0.3 to 40 parts by mass of a curing agent are included.
  • the liquid epoxy resin preferably contains 5 to 35 parts by mass of a liquid glycidylamine epoxy resin and 20 to 55 parts by mass of a liquid glycidyl ether epoxy resin in a range not exceeding 90 parts by mass in total.
  • the liquid glycidylamine epoxy resin preferably has an epoxy equivalent of 80 to 120 g / eq and a viscosity of 1.5 Pa ⁇ s or less, and the liquid glycidyl ether epoxy resin has an epoxy equivalent of 180 to 220 g / eq and a viscosity of 6 Pa ⁇ s.
  • the following is preferable.
  • the (A) binder component may further contain a (meth) acrylate compound.
  • the silver-coated copper alloy particles can be in the form of flakes.
  • the conductive paint is suitable for shielding electronic component packages.
  • the shield package manufacturing method of the present invention is a shield package manufacturing method in which an electronic component is mounted on a substrate and the package in which the electronic component is sealed with a sealing material is covered with a shield layer. Mounting a plurality of electronic components on the substrate, filling the substrate with a sealing material and curing it, sealing the electronic components, and cutting the sealing material between the plurality of electronic components to form a groove , A step of individualizing the package of each electronic component on the substrate by these grooves, a step of spraying the conductive paint of the present invention on the surface of the individualized package, and a package coated with the conductive paint Forming a shield layer by curing the conductive paint, and obtaining a separate shield package by cutting the substrate along the groove It shall have at least a.
  • a coating film having a uniform thickness can be formed by a spray method, and the obtained coating film can suppress discoloration even under severe heating conditions. Therefore, by applying the conductive paint of the present invention to the package surface by spraying, it is possible to easily form a shield layer having excellent shielding effect and appearance and excellent adhesion to the package.
  • a shield package of the present invention it is possible to efficiently manufacture a shield package having excellent shielding properties, discoloration resistance and adhesion to the package as described above without using a large-scale apparatus. it can.
  • the conductive paint according to the present invention is (A) silver-coated copper alloy particles in which copper alloy particles are coated with a silver-containing layer with respect to 100 parts by mass of a thermosetting epoxy resin.
  • the copper alloy particles are made of an alloy of copper, nickel and zinc, the nickel content is 0.5 to 20% by mass in the silver-coated copper alloy particles, and the zinc content is 1 in the silver-coated copper alloy particles. It contains at least 200 to 1800 parts by mass of silver-coated copper alloy particles and 0.3 to 40 parts by mass of (C) a curing agent, which are 20% by mass.
  • the use of the conductive paint is not particularly limited, but a shield layer is formed by spraying the spray package or the like on the surface of the package before being singulated or on the surface of the singulated package. It is preferably used to obtain a shield package.
  • the silver-coated copper alloy particles in the conductive paint of the present invention have copper alloy particles and a silver-containing layer that coats the copper alloy particles, and the copper alloy particles contain nickel and zinc within the above-described range.
  • the balance is made of copper.
  • the remaining copper may contain inevitable impurities.
  • the nickel content in the silver-coated copper alloy particles is 0.5 to 20% by mass and the zinc content is 1 to 20% by mass, thereby suppressing discoloration of the shield layer even under severe heating conditions. For example, discoloration of the shield package after solder reflow can be suppressed. More specifically, the nickel content is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass in the silver-coated copper alloy particles. When the nickel content is 0.5% by mass or more, discoloration can be suppressed even under severe heating conditions. In addition, when the nickel content is 20% by mass or less, it is possible to obtain a package having good coating film conductivity and excellent shielding properties.
  • the zinc content in the silver-coated copper alloy particles is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass.
  • the zinc content is 1% by mass or more, the adhesiveness with silver is improved and the conductivity becomes higher.
  • the zinc content is 20% by mass or less, the conductivity of the alloy powder is improved, and the conductivity of the conductive paint is also improved. It becomes good.
  • the silver coating amount is preferably 3 to 30% by mass and more preferably 5 to 20% by mass in the ratio of the silver-coated copper alloy particles.
  • the silver coating amount is 3% by mass or more, it is easy to suppress discoloration of the shield package even under severe heating conditions, and good conductivity can be obtained.
  • the silver coating layer is 30% by mass or less, a package having excellent shielding properties can be obtained at low cost.
  • Examples of the shape of the silver-coated copper alloy particles include flakes (scales), dendrites, spheres, fibers, and irregular shapes (polyhedrons), but the resistance value is lower and the shielding properties are improved. From the standpoint of obtaining a shield layer, it is preferable to have a flake shape.
  • the content of the silver-coated copper alloy particles is preferably 200 to 1800 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder component.
  • the content is 200 parts by mass or more, the conductivity of the shield layer is good, and when it is 1800 parts by mass or less, the adhesion between the shield layer and the package and the physical properties of the conductive coating after curing are good.
  • chipping of the shield layer is less likely to occur.
  • the average particle diameter of the silver-coated copper alloy particles is preferably 1 to 30 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the silver-coated copper alloy particles is 1 ⁇ m or more, the dispersibility of the silver-coated copper alloy particles is good and aggregation can be prevented, and it is difficult to oxidize. Is good.
  • the tap density of the silver-coated copper alloy particles is preferably 4.0 to 6.5 g / cm 3.
  • the conductivity of the shield layer becomes better.
  • the silver-coated copper alloy particles when the silver-coated copper alloy particles are flaky, the silver-coated copper alloy particles preferably have an aspect ratio of 2 to 10. When the aspect ratio is within the above range, the conductivity of the shield layer becomes better.
  • the binder component in the conductive paint of the present invention may be an epoxy resin that is solid at room temperature (hereinafter sometimes referred to as “solid epoxy resin”) and an epoxy resin that is liquid at room temperature (hereinafter referred to as “liquid epoxy resin”). ) And a thermosetting epoxy resin comprising a (meth) acrylate compound as necessary.
  • a thermosetting epoxy resin as a binder component, it does not soften even when exposed to a solder reflow process, and the function as a package can be maintained.
  • a solid epoxy resin and a liquid epoxy resin in combination at a predetermined ratio a paint suitable for spray coating can be obtained as described later.
  • solid at normal temperature for an epoxy resin means a state that does not have fluidity in a solvent-free state at 25 ° C., and “liquid at normal temperature” has fluidity under the same conditions. It means to be in a state.
  • the solid epoxy resin is preferably 5 to 30 parts by mass and more preferably 5 to 20 parts by mass in 100 parts by mass of the binder component.
  • the liquid epoxy resin is preferably 20 to 90 parts by mass, more preferably 25 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of the binder component.
  • the solid epoxy resin preferably has two or more glycidyl groups in the molecule and has an epoxy equivalent of 150 to 280 g / eq.
  • the epoxy equivalent is 150 g / eq or more, defects such as cracks and warpage are unlikely to occur, and when it is 280 g / eq or less, a coating film with better heat resistance is easily obtained.
  • the solid epoxy resin can be used by dissolving in a solvent.
  • the solvent to be used is not particularly limited, and can be appropriately selected from those described below.
  • the solid epoxy resin include, but are not limited to, bisphenol type epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, spiro ring type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin. , Biphenyl type epoxy resin, terpene type epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin such as tris (glycidyloxyphenyl) methane, tetrakis (glycidyloxyphenyl) ethane, glycidylamine type epoxy resin such as tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, tetrabromobisphenol A Type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, ⁇ -naphthol novolak type epoxy resin, brominated pheno Novolac type novolak epoxy resin having an epoxy resin, rubber-modified epoxy resins. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the epoxy resin that is liquid at room temperature is used in an amount of 20 to 90 parts by mass in 100 parts by mass of the binder component, and 5 to 35 parts by mass of the epoxy resin is preferably a liquid glycidylamine epoxy resin, and 20 to 55 parts by mass. Is preferably a liquid glycidyl ether epoxy resin.
  • liquid glycidylamine-based epoxy resin and liquid glycidyl ether-based epoxy resin are combined in this content ratio range, the conductivity and adhesion of the conductive paint will be excellent in balance, and the cured shield The package is less warped and a shield package with better heat resistance is obtained.
  • the liquid glycidylamine epoxy resin preferably has an epoxy equivalent of 80 to 120 g / eq and a viscosity of 1.5 Pa ⁇ s or less, more preferably 0.5 to 1.5 Pa ⁇ s.
  • the resin preferably has an epoxy equivalent of 180 to 220 g / eq and a viscosity of 6 Pa ⁇ s or less, and more preferably 1 to 6 Pa ⁇ s.
  • the (meth) acrylate compound that can be used in the present invention is an acrylate compound or a methacrylate compound, and is not particularly limited as long as it is a compound having an acryloyl group or a methacryloyl group.
  • Examples of (meth) acrylate compounds include isoamyl acrylate, neopentyl glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, phenylglycidyl ether acrylate hexamethylene diisocyanate.
  • Examples include urethane prepolymers, bisphenol A diglycidyl ether acrylic acid adducts, ethylene glycol dimethacrylate, and diethylene glycol dimethacrylate. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the content ratio is preferably 5 to 95 parts by mass, more preferably 20 parts in 100 parts by mass of the total amount of the epoxy resin and the (meth) acrylate compound. ⁇ 80 parts by mass.
  • the (meth) acrylate compound is 5% by mass or more, the storage stability of the conductive coating material is excellent, the conductive coating material can be quickly cured, and further, dripping of the coating material during curing can be prevented. Further, when the (meth) acrylate compound is 95% by mass or less, the adhesion between the package and the shield layer tends to be good.
  • an alkyd resin, a melamine resin, a xylene resin or the like can be added to the binder component as a modifier for the purpose of improving the properties of the conductive paint.
  • the blending ratio when blending a modifier with the binder component is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, from 100 parts by mass of the binder component, from the viewpoint of adhesion between the shield layer and the package. .
  • a curing agent for curing the binder component is used.
  • the curing agent is not particularly limited, and examples thereof include a phenol curing agent, an imidazole curing agent, an amine curing agent, a cationic curing agent, and a radical curing agent. These may be used alone or in combination of two or more.
  • phenolic curing agents examples include novolak phenol and naphtholic compounds.
  • imidazole curing agents include imidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methyl-imidazole, and 1-cyanoethyl.
  • imidazole curing agents include imidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methyl-imidazole, and 1-cyanoethyl.
  • Examples include -2-undecylimidazole and 2-phenylimidazole.
  • cationic curing agents include amine salts of boron trifluoride, P-methoxybenzenediazonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium, tetra-n-butylphosphonium tetraphenylborate, tetra- Examples thereof include onium compounds represented by n-butylphosphonium-o, o-diethyl phosphorodithioate and the like.
  • radical curing agents examples include di-cumyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and the like.
  • the content of the curing agent varies depending on the type of the curing agent, but is usually preferably 0.3 to 40 parts by mass, and preferably 0.5 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the binder components. It is more preferable that When the content of the curing agent is 0.3 parts by mass or more, the adhesion between the shield layer and the package surface and the conductivity of the shield layer are improved, and a shield layer having an excellent shielding effect is easily obtained. It is easy to keep the storage stability of a conductive paint favorable as it is below a part.
  • the amount is preferably 0.3 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of binder components.
  • the content of the radical curing agent is 0.3 parts by mass or more, the adhesion between the conductive coating film and the surface of the coating object and the conductivity of the conductive coating film become good, and the conductivity is excellent in the shielding effect. If the amount is 8 parts by mass or less, the storage stability of the conductive paint is improved.
  • a known additive such as an antifoaming agent, a thickening agent, a pressure-sensitive adhesive, a filler, a flame retardant, or a colorant may be added to the conductive paint of the present invention within a range that does not impair the purpose of the invention. it can.
  • the conductive paint of the present invention preferably has a lower viscosity than the so-called conductive paste so that the conductive paint can be uniformly applied to the package surface by spraying.
  • the viscosity of the conductive paint of the present invention is preferably adjusted as appropriate according to the application and equipment used for application, and is not particularly limited, but general guidelines are as described below.
  • the method for measuring the viscosity is not limited, but can be measured with a cone-plate rotary viscometer (so-called cone-plate viscometer) if the conductive paint has a low viscosity, and simple if it has a high viscosity. It can be measured with a single cylindrical rotational viscometer (so-called B-type or BH-type viscometer).
  • the viscosity measured at 0.5 rpm using a cone field CP40 (Cone angle: 0.8 °, cone radius: 24 mm) manufactured by Brookfield is 100 mPa. ⁇ It is preferably at least s, more preferably at least 150 mPa ⁇ s. When the viscosity is 100 mPa ⁇ s or more, it is easy to form a conductive coating film without unevenness by preventing dripping when the coated surface is not horizontal.
  • Rotator No. when measuring with a single cylindrical rotational viscometer.
  • the viscosity measured at 10 rpm using 5 is preferably 30 dPa ⁇ s or less, and more preferably 25 dPa ⁇ s or less. When it is 30 dPa ⁇ s or less, the spray nozzle is prevented from being clogged, and a conductive coating film is easily formed without unevenness. If the viscosity is measurable with a single cylindrical rotational viscometer, there is no problem even if it is low.
  • a solvent can be used in order to keep the viscosity within the above range.
  • the solvent that can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include methyl ethyl ketone, acetone, methyl ethyl ketone, acetophenone, methyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, methyl carbitol, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, butyl acetate, methyl acetate, and butyl acetate. It is done. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the solvent is appropriately adjusted according to the use of the conductive paint and the equipment used for application. Therefore, although it varies depending on the viscosity of the binder component, the content of the silver-coated copper alloy particles, etc., the standard is about 20 to 600 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder component.
  • the shield layer obtained by the conductive paint of the present invention is excellent in adhesion with a ground circuit formed of copper foil or the like. Specifically, since the adhesion between the copper foil of the ground circuit exposed from a part of the shield package and the shield layer is good, the conductive layer is applied to the surface of the shield package to form the shield layer, and then the package is removed. When cutting into individual pieces, it is possible to prevent the shield layer from being peeled off from the ground circuit due to an impact at the time of cutting.
  • the shear strength measured based on JIS K 6850: 1999 is preferably 3.0 MPa or more.
  • the shear strength is 3.0 MPa or more, there is almost no possibility that the shield layer is peeled off from the ground circuit due to an impact when cutting the package before separation.
  • the specific resistance is preferably 2 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or less from the viewpoint of obtaining excellent shielding properties.
  • a plurality of electronic components (IC or the like) 2 are mounted on a substrate 1 and a ground circuit pattern (copper foil) 3 is provided between the plurality of electronic components 2.
  • the electronic component 2 is sealed by filling the electronic component 2 and the ground circuit pattern 3 with a sealing material 4 and curing it.
  • the sealing material 4 is cut between the plurality of electronic components 2 to form grooves, and the packages of the electronic components on the substrate 1 are individualized by these grooves.
  • Reference symbol A indicates an individual package. At least a part of the ground circuit is exposed from the wall surface constituting the groove, and the bottom of the groove does not completely penetrate the substrate.
  • a predetermined amount of the binder component, silver-coated copper alloy particles and curing agent described above, and a solvent and a modifier used as necessary are mixed to prepare a conductive paint.
  • the conductive paint is sprayed in a mist form with a known spray gun or the like, and is applied evenly so that the ground circuit exposed from the package surface and the wall surface is covered with the conductive paint.
  • the spray pressure and spray flow rate at this time, and the distance between the spray gun spray port and the package surface are appropriately set as necessary.
  • FIG. 2 is a plan view showing the substrate in this state.
  • Reference numerals B1, B2,... B9 denote shield packages before being singulated, and reference numerals 11 to 19 denote grooves between these shield packages, respectively.
  • an individual package B is obtained by cutting the substrate with a dicing saw or the like along the bottom of the groove between the packages before the individualization.
  • the individual package B thus obtained has a uniform shield layer formed on the package surface (all of the upper surface portion, the side surface portion, and the corner portion of the boundary between the upper surface portion and the side surface portion). Good shielding characteristics can be obtained.
  • the adhesion between the shield layer and the package surface and the ground circuit is excellent, it is possible to prevent the shield layer from being peeled off from the package surface or the ground circuit due to an impact when the package is separated into pieces by a dicing saw or the like. .
  • Solid epoxy resin Mitsubishi Chemical Co., Ltd., trade name “JER157S70” Glycidylamine epoxy resin as liquid epoxy resin: ADEKA Corporation, trade name “EP-3905S” Glycidyl ether epoxy resin: manufactured by ADEKA Corporation, trade name “EP-4400” (Meth) acrylate resin: 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., trade name “Light Ester G-201P”) Curing agent: 15 parts by mass of phenol novolak (trade name “Tamanol 758” manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.) and 5 parts by mass of 2-methylimidazole (trade name “2MZ-H” manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) : Methyl ethyl ketone (MEK) Metal powder: Silver-coated copper alloy particles (average particle size 5 ⁇ m, flake shape, aspect ratio 2 to 10, alloy ratio is shown in the table)
  • the viscosity of the conductive paint (liquid temperature: 25 ° C.) obtained in the above Examples and Comparative Examples was measured with a BH viscometer or a conical plate type viscometer.
  • BH type viscometer is rotor No. 5 was performed at a rotation speed of 10 rpm.
  • Viscosity measurement with a conical plate type rotational viscometer was performed at 0.5 rpm using a programmable viscometer “DV-II + Pro” manufactured by Brookfield and a cone spindle CP40.
  • the measured viscosity is shown in Table 1.
  • the “-” in the viscosity column indicates that measurement cannot be performed with the viscometer.
  • Conductivity of conductive coating film The conductivity of the conductive coating film obtained with the conductive coating material of Example 1 was evaluated by specific resistance. The specific resistance was measured by pasting a 55 ⁇ m thick polyimide film with a 5 mm wide slit on a glass epoxy substrate to form a printing plate, and printing the conductive paint obtained in each of the examples and comparative examples with a line print (long 60 mm in length, 5 mm in width, and about 100 ⁇ m in thickness), preheated at 80 ° C. for 60 minutes, and then fully cured by heating at 160 ° C. for 60 minutes to peel off the polyimide film. About this hardened
  • the cross-sectional area, the length, and the specific resistance of the samples were obtained by printing 5 lines each on 3 glass epoxy substrates to form a total of 15 and calculating the average value.
  • the specific resistance is 2 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or less, it can be suitably used as a conductive paint used for the shield layer.
  • the specific resistance was measured in the same manner for other examples and comparative examples. The results are shown in Table 1. As can be seen from Table 1, in each example, the specific resistance was 2 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or less, and it was confirmed that it could be suitably used as a conductive paint used for the shield layer.
  • Adhesion of conductive paint As an evaluation of adhesion between the shield layer and the package surface or the ground circuit, shear strength based on JIS K 6850: 1999 was measured. Specifically, a conductive paint is applied to a 12.5 mm long region on a copper plate having a width of 25 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 1.6 mm, and the solvent is dried at room temperature for 5 minutes. A copper plate of 25 mm ⁇ length 100 mm ⁇ thickness 1.6 mm was bonded. Subsequently, it heated at 80 degreeC for 60 minutes, and also heated at 160 degreeC for 60 minutes, and the copper plates were adhere
  • the tensile strength tester manufactured by Shimadzu Corporation, trade name “Autograph AGS-X” was used to pull the bonded surface in parallel, and the maximum load at the time of fracture was divided by the bonded area to obtain shear strength. was calculated. If the shear strength is 3.0 MPa or more, it can be used without any problem. The shear strength of each example was 3.0 MPa or more, and it was confirmed that it could be suitably used as a shield layer.
  • the adhesion after solder dipping was evaluated.
  • the package is exposed to high temperatures in the solder dip process. For this reason, the adhesion between the shield layer after being exposed to a high temperature, the surface of the package, and the ground circuit is also important. Therefore, in order to measure the adhesion after solder dipping, a conductive paint is applied to a copper plate in the same manner as described above, bonded and heated at 80 ° C. for 60 minutes, and then heated at 160 ° C. for 60 minutes. Was cured. Next, the shear strength after floating for 30 seconds on 260 ° C. solder was measured. The method for measuring the shear strength is the same as described above.
  • shear strength after solder dipping is 3.0 MPa or more, it can be used as a shield layer without any problem.
  • the shear strength after solder dip of the conductive paint of each example was 3.0 MPa or more, and it was confirmed that the conductive paint can be suitably used as a shield layer.
  • the thickness of the shield layer becomes more uniform as the difference in thickness of the shield layer is closer to zero, but in conventional conductive paints, when the shield layer is formed at the corner, the thickness of the wall surface portion increases, Unevenness occurs in the resistance value. On the other hand, if the thickness of the wall surface portion is reduced, a shield layer is not formed at the corner portion, and the shielding effect cannot be obtained.
  • the ratio of the difference in the thickness of the shield layer between the corner portion and the wall surface portion is 60% or less, and it was confirmed that the shield layer can be suitably used.
  • the conductivity of the shield layer was measured by a resistance value. Specifically, an arbitrary column is selected from the columns formed by the cube-shaped island portions formed by the counterbore processing, and between the island portions at both ends of the column (between B1 and B9 in FIG. 2). ) was measured. If the resistance value was 100 m ⁇ or less, it could be suitably used as a shield layer, so “ ⁇ ” was given.

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Abstract

良好なシールド性を有し、パッケージとの密着性が良好で、厳しい加熱条件下でも変色しにくいシールド層がスプレー塗布により形成可能な導電性塗料、及びこれを用いたシールドパッケージの製造方法を提供する。(A)常温で固体である固体エポキシ樹脂5~30質量部と常温で液体である液体エポキシ樹脂20~90質量部を含むバインダー成分100質量部、(B)銅合金粒子が銀含有層によって被覆された銀被覆銅合金粒子であって、銅合金粒子が、銅とニッケルと亜鉛との合金からなり、ニッケルの含有量が銀被覆銅合金粒子中0.5~20質量%であり、亜鉛の含有量が銀被覆銅合金粒子中1~20質量%である、銀被覆銅合金粒子200~1800質量部、及び(C)硬化剤0.3~40質量部を少なくとも有してなる導電性塗料を用いる。

Description

導電性塗料及びそれを用いたシールドパッケージの製造方法
 本発明は、導電性塗料及びそれを用いたシールドパッケージの製造方法に関する。
 携帯電話やタブレット端末等の電子機器においては、近年、大容量のデータを伝送するための無線通信用の電子部品を多数実装している。このような無線通信用の電子部品は、ノイズを発生しやすいだけでなくノイズに対する感受性が高く、外部からのノイズに曝されると誤動作を起こしやすいという問題を有する。
 一方で、電子機器の小型軽量化と高機能化を両立させるため、電子部品の実装密度を高めることが求められている。しかしながら、実装密度を高めるとノイズの発生源となる電子部品が増えるだけでなく、ノイズの影響を受ける電子部品も増えてしまうという問題がある。
 従来から、この課題を解決する手段として、ノイズの発生源である電子部品をパッケージごとシールド層で覆うことで、電子部品からのノイズの発生を防止するとともにノイズの侵入を防止した、いわゆるシールドパッケージが知られている。例えば特許文献1には、パッケージの表面に導電性又は半導電性材料をスプレー(噴霧)してコーティングすることにより、シールド効果の高い電磁シールド部材を容易に得ることができる旨記載されている。しかしながら、金属粒子と溶剤のみからなる溶液を用いてスプレー塗布によりシールド層を形成した場合、良好なシールド性が得られないだけでなく、シールド層とパッケージとの密着性が悪いという問題を有する。
 また、シールドパッケージを効率良く製造する手段としては、例えば特許文献2に記載のように、複数のICを絶縁層で被覆する工程、この絶縁層を導電性ペーストからなるシールド層で被覆する工程、シールド層が形成された基板を分割する工程を有する回路モジュールの製造方法(上記絶縁層を被覆するシールド層を形成する前に予め深さ方向の基端部の幅に比べて先端部の幅が小さい切り溝を絶縁層に形成し、切り溝内に充填されるように導電性樹脂を塗布してシールド層を形成した後、切り溝の先端部に沿って先端部の幅より大きく基端部の幅より小さい幅で切削して基板を分割する方法)が知られている。本文献に記載のように、シールド層の形成方法としては、トランスファモールド法やポッティング法、真空印刷法等があるが、いずれの方法も大がかりな設備を必要とするだけでなく、導電性樹脂を溝部へ充填する際に泡を噛み易いという問題を有する。
 また、従来のシールドパッケージはハンダリフロー工程に投入すると、シールド層の色味が変化し、好ましい外観が得られにくいという問題も有する。これに対し、高純度の銀粒子を用いてシールド層を形成すれば変色を抑えることができるが、高価となるため、汎用性に欠けるものとなる。
特開2003-258137号公報 特開2008-42152号公報
 本発明は上記に鑑みてなされたものであり、良好なシールド性を有するシールド層がスプレー塗布により形成可能な導電性塗料であって、得られたシールド層はパッケージとの密着性が良好で、厳しい加熱条件下でも変色しにくい導電性塗料を安価で提供することを目的とする。また、上記のようなシールド層が容易に形成可能なシールドパッケージの製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の導電性塗料は、上記に鑑みて、(A)常温で固体である固体エポキシ樹脂5~35質量部と常温で液体である液体エポキシ樹脂20~90質量部とを合計量100質量部を超えない範囲で含むバインダー成分100質量部に対し、(B)銅合金粒子が銀含有層によって被覆された銀被覆銅合金粒子であって、銅合金粒子が、銅とニッケルと亜鉛との合金からなり、ニッケルの含有量が銀被覆銅合金粒子中0.5~20質量%であり、亜鉛の含有量が銀被覆銅合金粒子中1~20質量%である、銀被覆銅合金粒子200~1800質量部、及び(C)硬化剤0.3~40質量部を少なくとも含有してなるものとする。
 上記液体エポキシ樹脂は、液体グリシジルアミン系エポキシ樹脂5~35質量部と、液体グリシジルエーテル系エポキシ樹脂20~55質量部とを合計量90質量部を超えない範囲で含むことが好ましい。
 上記液体グリシジルアミン系エポキシ樹脂は、エポキシ当量80~120g/eq、粘度1.5Pa・s以下であることが好ましく、液体グリシジルエーテル系エポキシ樹脂が、エポキシ当量180~220g/eq、粘度6Pa・s以下であることが好ましい。
 上記導電性塗料において、上記(A)バインダー成分は(メタ)アクリレート化合物をさらに含有することができる。
 また、(B)銀被覆銅合金粒子がフレーク状であるものとすることができる。
 上記導電性塗料は電子部品のパッケージのシールド用として好適である。
 本発明のシールドパッケージの製造方法は、基板上に電子部品が搭載され、この電子部品が封止材によって封止されたパッケージがシールド層によって被覆されたシールドパッケージの製造方法であって、基板上に複数の電子部品を搭載し、この基板上に封止材を充填して硬化させることにより電子部品を封止する工程と、複数の電子部品間で封止材を切削して溝部を形成し、これらの溝部によって基板上の各電子部品のパッケージを個別化させる工程と、個別化したパッケージの表面に、本発明の導電性塗料を噴霧により塗布する工程と、導電性塗料が塗布されたパッケージを加熱して、導電性塗料を硬化させることによりシールド層を形成する工程と、基板を溝部に沿って切断することにより個片化したシールドパッケージを得る工程とを少なくとも有するものとする。
 本発明の導電性塗料によれば、スプレー法により均一な厚みの塗膜を形成可能であり、得られた塗膜は厳しい加熱条件下でも変色を抑えることができる。従って、本発明の導電性塗料をパッケージ表面にスプレー塗布することにより、シールド効果と外観が優れ、かつパッケージとの密着性に優れたシールド層を容易に形成することが可能となる。
 また本発明のシールドパッケージの製造方法によれば、上記のようなシールド性、耐変色性及びパッケージとの密着性に優れたシールドパッケージを、大がかりな装置を用いずに効率的に製造することができる。
シールドパッケージの製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。 個別化前のシールドパッケージの例を示す平面図である。 塗膜均一性の評価方法を説明するためのシールドパッケージの模式断面図である。
 A……基板上で個別化されたパッケージ
 B……個片化されたシールドパッケージ、
 B1,B2,B9……個片化される前のシールドパッケージ
 C……チップサンプル
 1……基板、2……電子部品、3……グランド回路パターン(銅箔)、4……封止材、
 5……シールド層(導電性塗膜)、11~19……溝
 本発明に係る導電性塗料は、上記の通り、(A)熱硬化性エポキシ樹脂100質量部に対して、(B)銅合金粒子が銀含有層によって被覆された銀被覆銅合金粒子であって、銅合金粒子が、銅とニッケルと亜鉛との合金からなり、ニッケルの含有量が銀被覆銅合金粒子中0.5~20質量%であり、亜鉛の含有量が銀被覆銅合金粒子中1~20質量%である、銀被覆銅合金粒子200~1800質量部と、(C)硬化剤0.3~40質量部とを少なくとも含有する。この導電性塗料の用途は特に限定されるわけではないが、個片化される前のパッケージ又は個片化されたパッケージの表面に、スプレー等で霧状に噴射してシールド層を形成させてシールドパッケージを得るために好適に使用される。
 本発明の導電性塗料における銀被覆銅合金粒子は、銅合金粒子と、この銅合金粒子を被覆する銀含有層とを有し、銅合金粒子は、ニッケルと亜鉛とを上記した範囲内で含み、残部が銅からなる。残部の銅は不可避不純物を含んでいてもよい。このように銀被覆層を有する銅合金粒子を用いることにより、シールド性に優れたシールドパッケージを得ることができる。
 銀被覆銅合金粒子中のニッケルの含有量が0.5~20質量%であり、かつ亜鉛の含有量が1~20質量%であることで、厳しい加熱条件下でもシールド層の変色を抑えることができ、例えばハンダリフロー後にシールドパッケージが変色することを抑えることができる。より詳細には、ニッケル含有量は銀被覆銅合金粒子中0.5~20質量%であるのが好ましく、より好ましくは3~15質量%である。ニッケル含有量が0.5質量%以上であると、厳しい加熱条件下でも変色することを抑えることができる。また、ニッケル含有量が20質量%以下であると、塗膜の導電性が良好でシールド性に優れたパッケージを得ることができる。銀被覆銅合金粒子中の亜鉛含有量は、1~20質量%であるのが好ましく、より好ましくは3~15質量%である。亜鉛含有量が1質量%以上であると銀との密着性が向上して導電性がより高くなり、20質量%以下であると合金粉の導電性が良好となり、導電性塗料の導電性も良好となる。
 銀被覆量は、銀被覆銅合金粒子中の割合で3~30質量%であることが好ましく、5~20質量%であることがより好ましい。銀被覆量が3質量%以上であると、厳しい加熱条件下でもシールドパッケージが変色するのを抑え易く、かつ良好な導電性を得ることができる。銀被覆層が30質量%以下であると、シールド性に優れたパッケージを低コストで得ることができる。
 上記銀被覆銅合金粒子の形状の例としては、フレーク状(鱗片状)、樹枝状、球状、繊維状、不定形(多面体)等が挙げられるが、抵抗値がより低く、シールド性がより向上したシールド層が得られる点からは、フレーク状であることが好ましい。
 銀被覆銅合金粒子の含有量は、バインダー成分100質量部に対して200~1800質量部であることが好ましい。その含有量が200質量部以上であるとシールド層の導電性が良好となり、1800質量部以下であると、シールド層とパッケージとの密着性、及び硬化後の導電性塗料の物性が良好となり、後述するダイシングソーで切断した時にシールド層のカケが生じにくくなる。
 また、銀被覆銅合金粒子の平均粒径は、1~30μmであることが好ましい。銀被覆銅合金粒子の平均粒径が1μm以上であると、銀被覆銅合金粒子の分散性が良好で凝集が防止でき、また酸化されにくく、30μm以下であるとパッケージのグランド回路との接続性が良好である。
 また、銀被覆銅合金粒子がフレーク状である場合は、銀被覆銅合金粒子のタップ密度は4.0~6.5g/cm3であることが好ましい。タップ密度が上記範囲内であると、シールド層の導電性がより良好となる。
 また、銀被覆銅合金粒子がフレーク状である場合には、銀被覆銅合金粒子のアスペクト比は2~10であることが好ましい。アスペクト比が上記範囲内であると、シールド層の導電性がより良好となる。
 本発明の導電性塗料におけるバインダー成分は、常温で固体のエポキシ樹脂(以下、「固体エポキシ樹脂」という場合がある)と、常温で液体のエポキシ樹脂(以下、「液体エポキシ樹脂」という場合がある)とからなる熱硬化性エポキシ樹脂とを含有するものであり、必要に応じて(メタ)アクリレート化合物をさらに含むこともできる。熱硬化性エポキシ樹脂をバインダー成分とすることで、ハンダリフロー工程に曝されても軟化せず、パッケージとしての機能を維持することができる。また、固体エポキシ樹脂と液体エポキシ樹脂とを所定の割合で併用することにより、後述するようにスプレー塗布に適した塗料が得られる。
 ここでエポキシ樹脂について「常温で固体」とは、25℃において無溶媒状態で流動性を有さない状態であることを意味するものとし、「常温で液体」とは同条件において流動性を有する状態であることを意味するものとする。固体エポキシ樹脂は、バインダー成分100質量部中、5~30質量部であることが好ましく、5~20質量部であることがより好ましい。また液体エポキシ樹脂は、バインダー成分100質量部中、20~90質量部であることが好ましく、25~80質量部であることがより好ましい。
 常温で固体のエポキシ樹脂を使用することにより、均一にパッケージ表面に塗布され、ムラの無いシールド層を形成することができる導電性塗料が得られる。固体エポキシ樹脂は、分子内に2以上のグリシジル基を有し、かつ、エポキシ当量が150~280g/eqを有するものが好ましい。エポキシ当量が150g/eq以上であるとクラックや反り等の不具合が起こりにくく、280g/eq以下であると耐熱性がより優れた塗膜が得られ易い。
 固体エポキシ樹脂は、溶剤に溶解して使用することができる。使用する溶剤は特に限定されず、後述するものの中から適宜選択することができる。
 固体エポキシ樹脂の具体例としては、特にこれらに限定されないが、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、スピロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テルペン型エポキシ樹脂、トリス(グリシジルオキシフェニル)メタン、テトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタンなどのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンなどのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、テトラブロムビスフェノールA型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、α-ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは1種を単独で使用することもでき、2種以上を併用することもできる。
 常温で液体のエポキシ樹脂は、上記の通りバインダー成分100質量部中20~90質量部使用するが、そのうち5~35質量部が液体グリシジルアミン系エポキシ樹脂であることが好ましく、20~55質量部が液体グリシジルエーテル系エポキシ樹脂であることが好ましい。液体グリシジルアミン系エポキシ樹脂と液体グリシジルエーテル系エポキシ樹脂をこの含有割合の範囲内での組み合わせで含有した場合、導電性塗料の導電性と密着性がバランスよく優れたものとなり、さらに硬化後のシールドパッケージの反りがより少なくなり、耐熱性がより優れたシールドパッケージが得られる。
 上記液体グリシジルアミン系エポキシ樹脂は、エポキシ当量80~120g/eq、粘度1.5Pa・s以下であることが好ましく、より好ましくは0.5~1.5Pa・sであり、液体グリシジルエーテル系エポキシ樹脂は、エポキシ当量180~220g/eq、粘度6Pa・s以下であることが好ましく、より好ましくは1~6Pa・sである。エポキシ当量と粘度が上記好ましい範囲内である液体グリシジルアミン系エポキシ樹脂と液体グリシジルエーテル系エポキシ樹脂を使用した場合、硬化後のシールドパッケージの反りがより少なくなり、耐熱性がより優れたシールドパッケージが得られる。
 本発明で使用することができる(メタ)アクリレート化合物とは、アクリレート化合物又はメタクリレート化合物であり、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する化合物であれば特に限定されない。(メタ)アクリレート化合物の例としては、イソアミルアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、フェニルグリシジルエーテルアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、エチレングリコールジメタクリレート、及びジエチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。これらは1種を単独で使用することもでき、2種以上を併用することもできる。
 上記のように(メタ)アクリレート化合物を含有する場合のその含有割合は、エポキシ樹脂と(メタ)アクリレート化合物との合計量100質量部中5~95質量部であることが好ましく、より好ましくは20~80質量部である。(メタ)アクリレート化合物が5質量%以上であることにより導電性塗料の保存安定性が優れ、導電性塗料を速やかに硬化させることができ、さらに硬化時の塗料ダレを防止することができる。また、(メタ)アクリレート化合物が95質量%以下である場合、パッケージとシールド層との密着性が良好となり易い。
 バインダー成分には、上記エポキシ樹脂、(メタ)アクリレート化合物以外に、導電性塗料の物性を向上させることを目的として、アルキド樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂等を改質剤として添加することができる。
 上記バインダー成分に改質剤をブレンドする場合の配合比は、シールド層とパッケージとの密着性の観点から、バインダー成分100質量部中40質量部以下が好ましく、より好ましくは10質量部以下とする。
 本発明においては、上記バインダー成分を硬化させるための硬化剤を使用する。硬化剤は特に限定されないが、例えばフェノール系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、カチオン系硬化剤、ラジカル系硬化剤等が挙げられる。これらは単独で使用することもでき、2種以上を併用してもよい。
 フェノール系硬化剤としては、例えばノボラックフェノール、ナフトール系化合物等が挙げられる。
 イミダゾール系硬化剤としては、例えばイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-エチル-4-メチル-イミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾールが挙げられる。
 カチオン系硬化剤の例としては、三フッ化ホウ素のアミン塩、P-メトキシベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルイオドニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウム、テトラ-n-ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ-n-ブチルホスホニウム-o,o-ジエチルホスホロジチオエート等に代表されるオニウム系化合物が挙げられる。
 ラジカル系硬化剤(重合開始剤)の例としては、ジ-クミルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
 硬化剤の含有量は、硬化剤の種類によっても異なるが、通常は、バインダー成分の合計量100質量部に対して0.3~40質量部であることが好ましく、0.5~35質量部であることがより好ましい。硬化剤の含有量が0.3質量部以上であるとシールド層とパッケージ表面との密着性とシールド層の導電性が良好となって、シールド効果に優れたシールド層が得られ易く、40質量部以下であると導電性塗料の保存安定性を良好に保ち易い。また、硬化剤としてラジカル系硬化剤を使用する場合は、バインダー成分の合計量100質量部に対して0.3~8質量部であることが好ましい。ラジカル系硬化剤の含有量が0.3質量部以上であると導電性塗膜と塗布対象物表面との密着性と導電性塗膜の導電性が良好となって、シールド効果に優れた導電性塗膜が得られ易く、8質量部以下であると導電性塗料の保存安定性が向上する。
 また、本発明の導電性塗料には、発明の目的を損なわない範囲内において、消泡剤、増粘剤、粘着剤、充填剤、難燃剤、着色剤等、公知の添加剤を加えることができる。
 本発明の導電性塗料は、導電性塗料をスプレー噴霧によりパッケージ表面に均一に塗布できるようにするためには、いわゆる導電性ペーストよりも低粘度であることが好ましい。
 本発明の導電性塗料の粘度は用途や塗布に使用する機器に応じて適宜調整するのが好ましく、特に限定されないが、一般的な目安としては以下に述べる通りである。粘度の測定方法も限定されるものではないが、導電性塗料が低粘度であれば円錐平板型回転粘度計(いわゆるコーン・プレート型粘度計)で測定することができ、高粘度であれば単一円筒形回転粘度計(いわゆるB型又はBH型粘度計)で測定することができる。
 円錐平板型回転粘度計で測定する場合は、ブルックフィールド(BROOK FIELD)社のコーンスピンドルCP40(コーン角度:0.8°、コーン半径:24mm)を用いて、0.5rpmで測定した粘度が100mPa・s以上であることが好ましく、150mPa・s以上であることがより好ましい。粘度が100mPa・s以上であると、塗布面が水平でない場合における液ダレを防止して導電性塗膜をムラなく形成し易い。100mPa・s付近の低粘度の場合、所望の厚さの均一な塗膜を得るには、1回の塗布量を少なくして薄膜を形成し、その上にまた薄膜を形成する操作をくり返す、いわゆる重ね塗りを行う方法が有効である。なお、円錐平板型回転粘度計で測定可能な粘度であれば、高くとも問題はない。
 単一円筒形回転粘度計で測定する場合はローターNo.5を用いて10rpmで測定した粘度が30dPa・s以下であることが好ましく、25dPa・s以下であることがより好ましい。30dPa・s以下であるとスプレーノズルの目詰まりを防ぎ、ムラなく導電性塗膜を形成し易い。なお、単一円筒形回転粘度計で測定可能な粘度であれば、低くとも問題はない。
 導電性塗料の粘度はバインダー成分の粘度や銀被覆銅合金粒子の含有量等により異なるので、上記範囲内にするために、溶剤を使用することができる。本発明において使用可能な溶剤は、特に限定されないが、例えばメチルエチルケトン、アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノン、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、メチルカルビトール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、酢酸ブチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等が挙げられる。これらは1種を単独で使用することもでき、2種以上を併用してもよい。
 溶剤の含有量は、導電性塗料の用途や塗布に使用する機器等に応じて適宜調整するのが好ましい。従って、バインダー成分の粘度や銀被覆銅合金粒子の含有量等により異なるが、目安としてはバインダー成分100質量部に対して20~600質量部程度である。
 本発明の導電性塗料によって得られるシールド層は、銅箔等で形成されたグランド回路との密着性に優れる。具体的には、シールドパッケージの一部から露出したグランド回路の銅箔とシールド層との密着性が良好であるため、シールドパッケージ表面に導電性塗料を塗布してシールド層を形成した後にパッケージを切断して個片化する際、切断時の衝撃によりシールド層がグランド回路から剥離することを防ぐことができる。
 導電性塗料と銅箔との密着性としては、JIS K 6850:1999に基づいて測定したせん断強度が3.0MPa以上であることが好ましい。せん断強度が3.0MPa以上であると、個片化前のパッケージを切断する時の衝撃によりシールド層がグランド回路から剥離するおそれがほぼなくなる。
 本発明の導電性塗料により形成される塗膜は、シールド層として使用する場合は、優れたシールド特性が得られる点から比抵抗が2×10-4Ω・cm以下であることが好ましい。
 次に、本発明の導電性塗料を用いてシールドパッケージを得るための方法の一実施形態について図を用いて説明する。
 まず、図1(a)に示すように、基板1に複数の電子部品(IC等)2を搭載し、これら複数の電子部品2間にグランド回路パターン(銅箔)3が設けられたものを用意する。
 次に、同図(b)に示すように、これら電子部品2及びグランド回路パターン3上に封止材4を充填して硬化させ、電子部品2を封止する。
 次に、同図(c)において矢印で示すように、複数の電子部品2間で封止材4を切削して溝部を形成し、これらの溝部によって基板1の各電子部品のパッケージを個別化させる。符号Aは、それぞれ個別化したパッケージを示す。溝を構成する壁面からはグランド回路の少なくとも一部が露出しており、溝の底部は基板を完全には貫通していない。
 一方で、上述したバインダー成分、銀被覆銅合金粒子及び硬化剤の所定量と、必要に応じて使用される溶剤及び改質剤を混合し、導電性塗料を用意する。
 次いで、導電性塗料を公知のスプレーガン等によって霧状に噴射し、パッケージ表面および壁面から露出したグランド回路が導電性塗料で被覆されるようにまんべんなく塗布する。このときの噴射圧力や噴射流量、スプレーガンの噴射口とパッケージ表面との距離は、必要に応じて適宜設定される。
 次に、導電性塗料が塗布されたパッケージを加熱して溶剤を十分に乾燥させた後、さらに加熱して導電性塗料中の(メタ)アクリレート化合物とエポキシ樹脂を十分に硬化させ、同図(d)に示すように、パッケージ表面にシールド層(導電性塗膜)5を形成させる。このときの加熱条件は適宜設定することができる。図2はこの状態における基板を示す平面図である。符号B1,B2,…B9は、個片化される前のシールドパッケージをそれぞれ示し、符号11~19はこれらシールドパッケージ間の溝をそれぞれ表す。
 次に、図1(e)において矢印で示すように、個片化前のパッケージ間の溝の底部に沿って基板をダイシングソー等により切断することにより個片化されたパッケージBが得られる。
 このようにして得られる個片化されたパッケージBは、パッケージ表面(上面部、側面面部及び上面部と側面部との境界の角部のいずれも)に均一なシールド層が形成されているため、良好なシールド特性が得られる。またシールド層とパッケージ表面及びグランド回路との密着性に優れているため、ダイシングソー等によってパッケージを個片化する際の衝撃によりパッケージ表面やグランド回路からシールド層が剥離することを防ぐことができる。
 以下、本発明の内容を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。また、以下において「部」又は「%」とあるのは、特にことわらない限り質量基準とする。
1.導電性塗料の調製及び評価
[実施例、比較例]
 エポキシ樹脂からなるバインダー成分100質量部に対して、硬化剤、溶剤及び金属粉を表1に記載された割合で配合して混合し、導電性塗料を得た。使用した各成分の詳細は以下の通りである。
固体エポキシ樹脂:三菱化学(株)製、商品名「JER157S70」
液体エポキシ樹脂として
 グリシジルアミン系エポキシ樹脂:(株)ADEKA製、商品名「EP-3905S」
 グリシジルエーテル系エポキシ樹脂:(株)ADEKA製、商品名「EP-4400」
(メタ)アクリレート樹脂:2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート(共栄社化学(株)製、商品名「ライトエステルG-201P」)
硬化剤:フェノールノボラック(荒川化学工業(株)製、商品名「タマノル758」)15質量部と2-メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製、商品名「2MZ-H」)5質量部
溶剤:メチルエチルケトン(MEK)
金属粉:銀被覆銅合金粒子(平均粒径5μm、フレーク状、アスペクト比2~10、合金比率は表中に示す)
 上記各実施例及び比較例で得られた導電性塗料(液温25℃)の粘度測定をBH型粘度計又は円錐平板型回転粘度計で行った。BH型粘度計はローターNo.5を用いて、回転数10rpmで行った。円錐平板型回転粘度計での粘度測定は、ブルックフィールド(BROOK FIELD)社のプログラマブル粘度計「DV-II+Pro」、コーンスピンドルCP40を用いて、0.5rpmで行った。測定された粘度を表1に示す。なお、粘度の欄の「-」は、その粘度計では測定不能であることを示す。
 上記実施例及び比較例の導電性塗料の評価を以下の通り行った。結果を表1に示す。
(1)導電性塗膜の導電性
 実施例1の導電性塗料で得られた導電性塗膜の導電性を、比抵抗で評価した。比抵抗の測定は、ガラスエポキシ基板上に幅5mmのスリットを設けた厚さ55μmのポリイミドフィルムを貼り付けて印刷版とし、各実施例及び比較例で得られた導電性塗料をライン印刷(長さ60mm、幅5mm、厚さ約100μm)し、80℃で60分間予備加熱した後、160℃で60分間加熱することにより本硬化させ、ポリイミドフィルムを剥離した。
この硬化物サンプルにつき、テスターを用いて両端の比抵抗を測定し、断面積(S、cm2)と長さ(L、cm)から次式(1)により比抵抗(Ω・cm)を計算した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 サンプルの断面積、長さ及び比抵抗は、ガラスエポキシ基板3枚に各5本のライン印刷を施して合計15本形成し、その平均値を求めた。なお、比抵抗が2×10-4Ω・cm以下であれば、シールド層に用いる導電性塗料として好適に使用できる。
 また、他の実施例及び比較例についても同様に比抵抗を測定した。その結果を表1に示す。表1から分かるように、各実施例ではいずれも比抵抗が2×10-4Ω・cm以下であり、シールド層に用いる導電性塗料として好適に使用できることが確認された。
(2)導電性塗料の密着性(ハンダディップ前後のせん断強度の測定)
 シールド層とパッケージ表面又はグランド回路との密着性の評価として、JIS K 6850:1999に基づくせん断強度を測定した。具体的には、幅25mm×長さ100mm×厚さ1.6mmの銅板に、導電性塗料を長さ12.5mmの領域に塗布し、常温で5分間溶剤を乾燥後、その上に、幅25mm×長さ100mm×厚さ1.6mmの銅板を貼りあわせた。次いで、80℃で60分間加熱し、さらに160℃で60分間加熱して銅板同士を接着させた。次いで、引張り強度試験機((株)島津製作所社製、商品名「オートグラフAGS-X」)を用いて接着面を平行に引張り、破断した時の最大荷重を接着面積で除してせん断強度を計算した。せん断強度が3.0MPa以上であれば問題なく使用できる。各実施例のせん断強度はいずれも3.0MPa以上であり、シールド層として好適に使用できることが確認された。
 上記に加えて、ハンダディップ後の密着性を評価した。パッケージはハンダディップ工程において高温に曝される。そのため、高温に曝された後のシールド層とパッケージの表面及びグランド回路との密着性も重要となる。そこで、ハンダディップ後の密着性を測定するため、上記と同様にして導電性塗料を銅板に塗布し、貼りあわせて80℃で60分間加熱した後、160℃で60分間加熱して導電性塗料を硬化させた。次いで、260℃のハンダに30秒間フロートした後のせん断強度を測定した。せん断強度の測定方法は上記と同じである。
 ハンダディップ後のせん断強度が3.0MPa以上であればシールド層として問題なく使用できる。各実施例の導電性塗料のハンダディップ後せん断強度はいずれも3.0MPa以上であり、シールド層として好適に使用できることが確認された。
(3)導電性塗膜の加熱前後の色調変化の測定
 本発明の導電性塗料を加熱硬化した後の塗膜の色調を評価した。具体的には、導電性塗料をガラスプレートに塗布し、150℃で60分間加熱硬化して厚み20μmの硬化塗膜を得た。得られた硬化塗膜の色(色相H、明度V、及び彩度C)を、JIS Z 8721(1993)に準拠して調べた。次に、これらの硬化塗膜をさらに200℃で60分間加熱し、上記と同様に硬化塗膜の色を調べた。なお、硬化塗膜をさらに200℃で60分間加熱した後の色は、ヒートサイクル試験(-65℃で30分間と150℃で30分間を200サイクル)後の硬化塗膜の色とほぼ同等であることを、予め確認済である。色の変化は、次の基準で評価した。
合格:彩度Cが変化しないか、1段階のみ変化(例えばC2からC3へと変化)し、それ以外の変化(色相H又は明度Vの変化)がなかった。
不合格:色相Hと明度Vのいずれか一方でも変化するか、彩度Cの2段階以上の変化があった。結果を表1に示す。
 表1に記載のとおり、各実施例では加熱硬化後の変色が抑えられていたが、比較例1~4においてはいずれも明度Vの2段階の変化が見られ、外観が著しく劣化していた。
2.パッケージ表面におけるシールド層の評価
 個片化前のパッケージのモデルとして、溝幅1mm、深さ2mmのザグリ加工を縦横それぞれ10列ずつ施し、1cm角のパッケージに見立てた島部が縦横9列形成されたガラスエポキシ基板を使用した。上記各実施例及び比較例で得られた導電性塗料を、市販のスプレーガン(アネスト岩田(株)製、商品名「LPH-101A-144LVG」)を用いて、下記に示す条件でパッケージの表面に噴霧し、25℃で30分間静置して溶剤を蒸発させた。次いで、80℃で60分間加熱し、更に160℃で60分間加熱して導電性塗料を硬化させた。
<スプレー条件>
 塗布量:流量200L/分で9秒間塗布
 供給圧力:0.5MPa
 パッケージ表面の温度:25℃
 パッケージ表面からノズルまでの距離:約20cm
(1)シールド層の厚みの均一性
 シールド層の厚みを、シールド層を形成したパッケージの断面における角部及び壁面部におけるシールド層の厚みの差により算出した。具体的には、図3に示すように、パッケージ側面に形成されたシールド層の厚みをd1(但し、d1は側面の高さ方向中央部で測定し、上面から測定位置までの距離l1と底面から測定位置までの距離l2とが等しいものとする)とし、パッケージ角部に形成されたシールド層の厚み(水平面から上方に45°の角度で測定)をd2として、次式により算出される比率(%)を均一性の指標とした。この比率が60%以下であれば、シールド層として好適に使用できるため、「○」とした。
 比率(%)=((d1-d2)/d1)×100
 シールド層の厚みの差がゼロに近いほどシールド層の厚みが均一となるが、従来の導電性塗料では角部にシールド層を形成させようとすると壁面部の厚みが増してしまい、シールド層の抵抗値にムラが生じてしまう。一方で壁面部の厚みを薄くしようとすると角部にシールド層が形成されず、シールド効果が得られなくなってしまう。各実施例では、角部と壁面部とでシールド層の厚みの差の比率がいずれも60%以下であり、シールド層として好適に使用できることが確認できた。
(2)シールド層の導電性
 シールド層の導電性を、抵抗値で測定した。具体的には、上記ザグリ加工して形成した立方体状の島部によって構成される列の中から任意の1列を選択し、その列の両端部の島部間(図2におけるB1及びB9間)の抵抗値を測定した。抵抗値が100mΩ以下であれば、シールド層として好適に使用できるため、「○」とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1に示す結果から、各実施例の導電性塗料により得られる塗膜はいずれも良好なシールド性を有するのみならず、密着性も良好で、厳しい加熱条件下でも変色しにくいことが確認された。
 本国際出願は、2016年3月29日に出願された日本国特許出願である特願2016-065470号に基づく優先権を主張するものであり、当該日本国特許出願である特願2016-065470号の全内容は、本国際出願に援用される。
 本発明の特定の実施の形態についての上記説明は、例示を目的として提示したものである。それらは、網羅的であったり、記載した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではない。数多くの変形や変更が、上記の記載内容に照らして可能であることは当業者に自明である。

Claims (7)

  1. (A)常温で固体である固体エポキシ樹脂5~30質量部と常温で液体である液体エポキシ樹脂20~90質量部とを合計量100質量部を超えない範囲で含むバインダー成分100質量部に対し、
    (B)銅合金粒子が銀含有層によって被覆された銀被覆銅合金粒子であって、前記銅合金粒子が銅とニッケルと亜鉛との合金からなり、ニッケルの含有量が銀被覆銅合金粒子中0.5~20質量%であり、亜鉛の含有量が銀被覆銅合金粒子中1~20質量%である、銀被覆銅合金粒子200~1800質量部、及び
    (C)硬化剤0.3~40質量部
     を少なくとも含有してなる導電性塗料。
  2.  前記液体エポキシ樹脂が、液体グリシジルアミン系エポキシ樹脂5~35質量部と、液体グリシジルエーテル系エポキシ樹脂20~55質量部とからなる、請求項1に記載の導電性塗料。
  3.  前記液体グリシジルアミン系エポキシ樹脂が、エポキシ当量80~120g/eq、粘度1.5Pa・s以下であり、液体グリシジルエーテル系エポキシ樹脂が、エポキシ当量180~220g/eq、粘度6Pa・s以下である、請求項2に記載の導電性塗料。
  4.  前記(A)バインダー成分が(メタ)アクリレート化合物をさらに含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の導電性塗料。
  5.  前記(B)銀被覆銅合金粒子がフレーク状である、請求項1~4のいずれか1項に記載の導電性塗料。
  6.  電子部品のパッケージのシールド用である、請求項1~5のいずれか1項に記載の導電性塗料。
  7.  基板上に電子部品が搭載され、この電子部品が封止材によって封止されたパッケージがシールド層によって被覆されたシールドパッケージの製造方法であって、
     基板上に複数の電子部品を搭載し、この基板上に封止材を充填して硬化させることにより前記電子部品を封止する工程と、
     前記複数の電子部品間で封止材を切削して溝部を形成し、これらの溝部によって基板上の各電子部品のパッケージを個別化させる工程と、
     前記個別化したパッケージの表面に、請求項1~6のいずれか1項に記載の導電性塗料を噴霧により塗布する工程と、
     前記導電性塗料が塗布されたパッケージを加熱して、前記導電性塗料を硬化させることによりシールド層を形成する工程と、
     前記基板を前記溝部に沿って切断することにより個片化したシールドパッケージを得る工程と
     を少なくとも有する、シールドパッケージの製造方法。
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