JP2003077337A - 導電性ペースト組成物及びプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い硬度、割れ、配線パターンとの接続不
良のない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る。 【解決手段】 少なくともメラミン樹脂、フェノール樹
脂及びエポキシ樹脂のいずれか一つから選ばれる樹脂と
導電粉末及び１８０℃以上の沸点である２価アルコール
及び／又は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
とにより、前記課題を解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規な導電性ペ−ス
ト組成物に関し、特に基材との接着力、硬度、靭性が要
求される電子回路成形用に使用する、導電性ペ−スト組
成物及びそれを用いたプリント配線板に関する。

【０００２】

【従来の技術】導電性ペ−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−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−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−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−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期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い
る。（特開平６−３５０２５８）

【０００３】上記の導電バンプの形成には例えばメラミ
ン樹脂、フェノ−ル樹脂、ポリイミド樹脂等のバインダ
−成分と例えば銀、金、 銅、半田粉等の導電性粉末又
はこれらの合金粉末を混合して調整した導電性ペースト
組成物が使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようする課題】上記プリント配線基板の
製造において上記導電性ペ−スト組成物を使用した場合
以下の課題があった。

【０００５】第１の課題は、導電性ペ−スト組成物から
形成した円錐状バンプを形成するための絶縁体層の貫通
不良により接続不良を解決することである。この為には
導電バンプの高さは、各種絶縁体層より３０μｍ以上高
くする必要があり、バンプの平均値高さを１８０μｍ以
上にしなければいけない。又この時の３σが２５μｍ以
下であることが要求される。３σは、バンプ高さの平均
値を中心として±３σには９９．７４％のものが含まれ
る。

【０００６】また、導電性バンプの貫通温度は、各種絶
縁体層により最適な範囲に設定しなければならないが、
例えば比較的軟化点の低いＦＲ−４（米国ＮＥＭＡ：ｎ
ａｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｍａｎｕｆａ
ｃｔｕｒｅｒｓ ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ規格）のガラ
スクロス入りプリプレグでは、8０〜１2０℃の温度範囲
で貫通する。このため、この温度範囲で変形しないレベ
ルのバンプ軟化点、硬度が必要である。もし変形した場
合はバンプが絶縁体層を貫通できないため、層間に接続
不良が生じる。

【０００７】第３の課題は貫通時及び積層プレス時にバ
ンプが割れることによる接続不良、バンプ先端部の飛び
による回路のショ−トを解決することである。これは、
バインダ−樹脂が脆い場合、導電粉、チクソ付与剤等の
充填剤が適切に配合されていない場合に起きる傾向があ
った。

【０００８】第４の課題は積層プレス後にバンプ突き当
て部と配線パタ−ン間の接着不良を解決することであ
る。バインダ−自体の接着力が弱い場合の他、バンプの
硬化度が進み過ぎた場合に起きる傾向があった。本願発
明は上記の問題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を重ね、本願発明を完成した。即
ち本願発明は、 （１） 少なくともメラミン樹脂、フェノ−ル樹脂及び
エポキシ樹脂のいずれか一つから選ばれる樹脂と導電粉
末及び１８０℃以上の沸点である２価アルコ−ル及び／
又は３価アルコ−ルを含有する溶剤を含むことを特徴と
する導電性ペ−スト組成物。 （２） メラミン樹脂、フェノ−ル樹脂及びエポキシ樹
脂と導電粉末及び１８０℃以上の沸点である２価アルコ
−ル及び／又は３価アルコ−ルを含有する溶剤を含むこ
とを特徴とする導電性ペ−スト組成物。 （３） エポキシ樹脂の軟化点が８０〜１３０℃である
ことを特徴とする（２）に記載の導電性ペ−スト組成物 （４） （１）乃至（３）いずれかに記載のプリント配
線板層間接続用導電性ペースト組成物 （５） （１）乃至（３）いずれかに記載の導電性ペ−
スト組成物を用いたプリント配線板 に関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下具体的に記載する。

【００１０】本発明に用いるエポキシ樹脂はＭＥＴＴＬ
ＥＲ ＦＰ−９０自動軟化点測定装置で測定した軟化点
が８０℃以上１３０℃以下のエポキシ樹脂が好ましく、
より好ましくは９５℃以上１２５℃以下のエポキシ樹脂
である。エポキシ樹脂の軟化点がこの範囲にあると、バ
ンプの絶縁体貫通性が良好でバンプの割れがなく、且つ
バンプと銅箔の接着力が大きい点から好ましい。

【００１１】これらのエポキシ樹脂としてはビスフェノ
−ル型エポキシ樹脂、トリスグリシジル型エポキシ樹
脂、テトラグリシジル型エポキシ樹脂、ノボラック型エ
ポキシ樹脂を使用できるが、好ましくは、固形ビスフェ
ノ−ル型エポキシ樹脂単独、又は固形ビスフェノ−ル型
エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂の混合が好ま
しい。固形ビスフェノ−ル型エポキシ樹脂とノボラック
型エポキシ樹脂の混合の場合も軟化点が８０℃〜１３０
℃の範囲であることが好ましい。ノボラック樹脂の単独
使用はバンプ硬度が高くなるが接着力が低下する欠点が
あるので好ましくない。

【００１２】メラミン樹脂とフェノール樹脂及びエポキ
シ樹脂のいずれか一つから選ばれる樹脂を使用すること
が好ましく、メラミン樹脂とフェノ−ル樹脂に対してエ
ポキシ樹脂を配合する割合はメラミン樹脂及びフェノ−
ル樹脂１００質量部に対しエポキシ樹脂３００質量部〜
５質量部が好ましく、特に好ましくは１００質量部〜１
０質量部が好ましい。エポキシ樹脂が多くなるとバンプ
の硬度が不足し、また少なすぎると接着力が不足し、且
つ脆くなる場合がある。フェノ−ル樹脂１００質量部に
対してメラミン樹脂の割合が２０質量部〜１００質量部
が好ましく、更に好ましくは３０質量部〜７０質量部が
好ましい。

【００１３】本発明において、バンプ性能が低下しない
範囲内でエポキシ樹脂の潜在性硬化剤となる硬化剤（以
下硬化剤という）を使用しても良い。これら硬化剤とし
てはジシアンジアミド、ジアミノジフェニルスルホン、
フェノ−ル樹脂潜在性のイミダゾール等が挙げられる。
硬化剤は単独使用あるいは２種以上併用できる。硬化剤
の選定に当たってはポットライフが長いこと、バンプ硬
化度の制御が容易であること、プリント配線板成形温度
と同等の硬化温度であること、ボイドの原因となるよう
な副生成物の発生が極めて少ないことが考慮される。

【００１４】本発明においては、導電粉末としては例え
ば銀、金、銅、半田粉等の金属粉末、これらの合金粉末
もしくは混合金属粉末を使用できるが、硬度の点で銀、
銅が好ましい。使用される導電金属粉量は樹脂の合計量
１００質量部に対して、３００以上２０００質量部以
下、好ましくは４５０以上１０００質量部以下の割合で
用いられる。

【００１５】上記の導電金属粉の割合が樹脂の合計量１
００質量部に対して、３００部より少ない場合は、良好
な導電性が得られない場合がある。また該金属粉の割合
が２０００質量部を超える場合は、ペ−ストの流動性が
低下し、印刷性が悪くなるだけでなく、得られる硬化体
の金属粉の結合力が弱まり、バンプの割れ、バンプ先端
部の飛びが生じ易くなり接続不良、短絡が発生し好まし
くない場合がある。

【００１６】本発明に使用される溶剤は、メラミン樹
脂、フェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂等を溶解するために
用いるものとは違う。本発明の溶剤は、沸点が１８０℃
以上で２価アルコ−ル及び／又は３価アルコ−ルの中か
ら選ばれたものが挙げられる。例えば、ペタメチレング
リコ−ル、プロピレングリコ−ル、ジプロピレングリコ
−ル、トリプロピレングリコ−ル、１，３ブチレングリ
コ−ル、１，４ブチレングリコ−ル、ブチルグリコ−
ル、ブチルジグリコ−ル、エチルジグリコ−ル、グリセ
リン等々が挙げられる。本発明の溶剤の配合量は、メラ
ミン樹脂、フェノ−ル樹脂及びエポキシ樹脂の合計量１
００質量部に対して１質量部〜７０質量部で、好ましく
は５質量部〜５０質量部の割合で用いる。本発明の溶剤
は、樹脂を溶解させるためのその他の溶剤と併用して使
用する。その他の溶剤としては、公知のものが特に制限
なく使用できる。例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等の
エステエル類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等
のセロソルブ類、エチルカルビト−ル、ブチルカルビト
−ル等のカルビト−ル類、イソプロパノ−ル、ブタノ−
ル等のアルコ−ル類が挙げられる。上記溶剤は単独ある
いは2種類以上を混合して使用しても良いが、メタルマ
スク版による印刷あるいはスクリ−ン印刷でバンプを形
成する場合は版かわきを考慮してカルビト−ル類及びセ
ロソルブ類が好ましい。これら溶剤の中に本発明の溶剤
を添加することにより従来の導電性ペ−スト組成物から
形成した円錐状バンプのように尖らせることなく、円錐
状のバンプの高さ（平均値）を約１０μｍ高く形成する
ことができる。また印刷して形成した円錐状のバンプの
分布は、３σで従来は２５μｍ以上であったものが２５
μｍ未満に制御できる。これにより絶縁体層の貫通不良
を防止し、貫通時及び積層プレス時にバンプが割れるこ
とによる接続不良、バンプ先端部の飛びによる回路のシ
ョ−トが起きることを防止することができる。その他の
溶剤の使用量は、メラミン樹脂、フェノ−ル樹脂及びエ
ポキシ樹脂合計量１００質量部に対して３０質量部〜１
００質量部が好ましい。更に４０質量部〜６０質量部の
割合で用いる。

【００１７】本発明において、その特性を著しく低下さ
せない範囲で公知の添加剤を配合しても良い。かかる添
加剤としては、例えば、チクソトロピ−付与剤、消泡
剤、分散剤、防錆剤、還元剤等が挙げられる。

【００１８】本発明の導電性ペーストの製造方法は特に
制限されないが、上記メラミン樹脂、フェノ−ル樹脂、
エポキシ樹脂、硬化剤、導電性金属粉及び該樹脂溶解用
の溶剤と本発明の溶剤を予備混合し、三本ロ−ルミルを
用いて混練し、ペ−ストを得て真空下脱泡する方法が挙
げられる。あるいは、プロペラレス攪拌器を用いて脱法
を兼ねた混廉方法が挙げられる。特に、プロペラレス攪
拌器での使用は、印刷する直前に行うとバンプ高さのば
らつきをより安定化させる為には有効である。

【００１９】本発明において、マルコム社製スパイラル
粘度計で１０回転／ｍｉｎ、25℃で測定した粘度は１０
０Ｐａ・ｓ〜４００Ｐａ・ｓであり、好ましくは２００
Ｐａ・ｓ乃至３００Ｐａ・ｓが適当である。また ｌｏ
ｇ（１０ｒｐｍの粘度／５ｒｐｍの粘度）／ｌｏｇ（１
０ｒｐｍ／５ｒｐｍ）で計算するチクソ比は０．３以上
１．０以下であり、 好ましくは０．４以上０．９以下
が適当である。上記性状を外れるとメタルマスク版ある
いはスクリ−ン版への濡れが悪かったり、版の穴を通り
難くなったり、更に印刷ができても十分なバンプ高さが
得られない場合がある。

【００２０】本発明において、微小硬度計で測定したバ
ンプの硬度は３０以上が好ましい。硬度が３０未満であ
れば絶縁体の貫通が困難になる場合がある。

【００２１】本発明の導電性ペ−ストはスクリ−ン印
刷、メタルマスク印刷、ディスペンサ−等の公知の方法
で印刷することができる。

【実施例】以下実施例を用いて本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により限定されるもので
はない。なお、配合割合は質量部であり、評価や測定は
次の方法に従った。

【００２２】（１）軟化点 エポキシ樹脂を熔融し、ＭＥＴＴＬＥＲ ＦＰ−９０自
動軟化点測定装置で、１℃／分の昇温速度で測定した。

【００２３】（ ２）硬度 ペーストを銅箔のＭ面（電解法銅箔で電解液側光沢のな
い面）に２００μm厚みに塗布した後、１６０℃で２０
分乾燥しサンプルとした。硬度は微少硬度計ＭＸ−Ｔ５
０（松沢精機（株））で、試験温度２３℃、試験荷重２
５ｋｇｆ、荷重保持時間１５秒で測定した。

【００２４】（３）銅箔引き剥がし強さ ペーストを銅箔のＭ面に２００μm厚みに塗布した後、
１６０℃で２０分乾燥した。塗布面にＭ面を下にして銅
箔を載せ、プレスで１８０℃、６０分間硬化しサンプル
とした。ＪＩＳ Ｃ６４８１に準じて銅箔引き剥がし強
さ（Ｎ／cm）を測定した。

【００２５】（４）プリプレグ貫通性、バンプの割れ・
欠け 厚さ１８μmの電解銅箔に、直径０．３mmの孔を所定の
位置に穿設してなる厚さ０．３mmのメタルマスク板を通
して、導電性ペ−ストを印刷した。印刷した導電性ペ−
ストを、１６０℃で１０分間乾燥処理した後、同一メタ
ルマスク板を用いて、同一位置に印刷、乾燥処理を４回
繰り返した。４回目印刷後は１６０℃２０分乾燥し、円
錐状の導電性バンプを形成した。その後、導電性バンプ
を設けた電解銅箔にエポキシ樹脂をガラスクロスに含浸
したＦＲ４タイププリプレグを載せ、専用の貫通機を通
してバンプをプリプレグに貫通させた。貫通後の状態を
２０倍光学顕微鏡で観察し、プリプレグ貫通性、バンプ
の割れ、欠けを判定した。 ａ） 貫通性 良好：全てがプリプレグを通過している。 不良：プリプレグを貫通していないバンプがある。 ｂ）バンプの割れ、欠け 良好：プリプレグを貫通し、突き出たバンプ部分が円錐
状になっている。 不良：突き出たバンプの先端が欠け落ちていたり、割
れ、ひびが入っている。

【００２６】（実施例１）メラミン樹脂を５０部、フェ
ノール樹脂を５０部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（ 軟化点；１２５℃）２５部、ナフタレンノボラック
型エポキシ樹脂（軟化点９６℃）１０部を酢酸ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル８８部、プロピレング
リコ−ル（沸点１８６℃）１０部に溶解した。ジアミノ
ジフェニルスルフォン３．９部、２−フェニルー４，５
ジヒドロキシメチルイミダゾール０．１部、 銀粉８０
０部、及びアエロジル１７部を加え、万能混合器で３０
分予備混合する。その後三本ロールで混練して導電性ペ
ーストを得た。

【００２７】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とナフタ
レンノボラック型エポキシ樹脂混合物の軟化点は１１５
℃であった。得られた導電性ペーストについて前期記載
の方法で測定した結果、粘度が２６０Ｐａ・ｓ／２５
℃、チクソ比が０．５、硬度が４３、銅箔引き剥がし強
度が６Ｎ／ｃｍであり、プリプレグの貫通性は良好でか
つ、バンプの折れ・欠けは発生しなかった。

【００２８】（実施例２〜７）表１のような配合組成を
有し、実施例１と同様の操作で得た、実施例２〜６の導
電性ペーストの評価結果を表１に示した。

【００２９】（比較例１）ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂５部、メラミン樹脂を５０部、フェノ−ル樹脂を５
０部、酢酸ジエチレングリコ−ルモノブチルエ−テル５
８部、ジアミノジフェニルスルフォンを１部、2−フェ
ニル−４，５−ジヒドロキシイミダゾ−ル０．１部、銀
粉６００部、アエロジル１６部とした以外は 実施例１
と同様に混合し、導電性ペ−ストを得た。得られた導電
性ペ−ストについて前記記載の方法で測定した結果、粘
度が２５０Ｐａ・ｓ／２５℃、チクソ比が０．５、硬度
が４３、銅箔引き剥がし強度が２Ｎ／ｃｍ、プリプレグ
の貫通性は良好であったが、バンプの割れ・欠けが発生
した。結果を表２に示す。

【００３０】（比較例２〜４）表１のような配合組成お
よび比較例１と同様の操作で得た、比較例２〜３の導電
性ペ−ストの評価結果を表２に示した。

【００３１】表中の略号は、それぞれ次を意味する。 エポキシ樹脂Ａ：BPA型固形エポキシ樹脂（軟化点；１
２５℃） エポキシ樹脂Ｂ：BPA型固形エポキシ樹脂（軟化点；１
００℃） エポキシ樹脂Ｃ：BPA型固形エポキシ樹脂（軟化点；７
５℃） エポキシ樹脂Ｄ：ナフタレンノボラック型エポキシ樹脂
（軟化点；９６℃） フェノール樹脂：パラヒドロキシスチレン樹脂 メラミン樹脂：サイメル３５０ ＤＤＳ：ジアミノジフェニルスルホン ２ＰＨＺ：２−フェニル−４,５-ジヒドロキシメチルイ
ミダゾール

【００３２】

【表１】

【表２】

【発明の効果】本発明の導電性ペ−ストを使用すると、
プリプレグ貫通性が良好、且つ貫通時及びプレス時に折
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することができる。
この結果、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、歩留まりが向上するとともに接続信頼性
が向上する。

【００３３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 清美 千葉県市原市千種海岸３番地 三井化学株 式会社内 Ｆターム(参考） 4E351 AA03 BB01 BB31 CC11 CC22 DD04 DD05 DD06 DD24 EE15 EE16 EE24 GG02 GG09 GG16 4J002 CC031 CC181 CD001 CD051 CD061 CD081 DA066 DA076 DC006 EC047 EC057 FD116 FD207 GQ00 GQ02 5E346 CC04 CC09 CC32 DD02 DD12 DD32 EE01 FF35 GG19 GG28 HH07 HH11 5G301 DA55 DA57 DA60 DD01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともメラミン樹脂、フェノ−ル樹
   脂及びエポキシ樹脂のいずれか一つから選ばれる樹脂と
   導電粉末及び１８０℃以上の沸点である２価アルコ−ル
   及び／又は３価アルコ−ルを含むことを特徴とする導電
   性ペ−スト組成物。
2. 【請求項２】 メラミン樹脂、フェノ−ル樹脂及びエポ
   キシ樹脂と導電粉末及び１８０℃以上の沸点である２価
   アルコ−ル及び／又は３価アルコ−ルを含むことを特徴
   とする導電性ペ−スト組成物。
3. 【請求項３】 エポキシ樹脂の軟化点が８０℃〜１３０
   ℃であることを特徴とする請求項２に記載の導電性ペ−
   スト組成物
4. 【請求項４】 請求項１乃至３いずれかに記載のプリン
   ト配線板層間接続用導電性ペースト組成物
5. 【請求項５】 請求項１乃至３いずれかに記載の導電性
   ペ−スト組成物を用いたプリント配線板