JP5985785B1 - 電子部品のパッケージのシールド用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

電子部品のパッケージのシールド用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 Download PDF

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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も良好な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）金属粒子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、粘度が３〜３０ｄＰａ・ｓである導電性塗料を用いる。

Description

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。
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し、パッケージとの密着性も良好な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を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。
本発明の電子部品のパッケージのシールド用導電性塗料は、上記に鑑みて、（Ａ）常温で固体である固体エポキシ樹脂５〜３０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、（Ｂ）金属粒子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、粘度が３〜３０ｄＰａ・ｓであるものとする。
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、金属粒子は、フレーク状、樹枝状、球及び繊維状からなる群から選択された少なくとも１種の形状を有するものとすることができる。
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が形成された基板上に、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基板を加熱して、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、シールド層が形成された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る。従って、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。 シールド層の長期信頼性試験に供したチップサンプルを示す模式断面図である。
本発明に係る導電性塗料は、上記の通り、（Ａ）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）とを含むバインダー成分１００質量部に対して、（Ｂ）金属粒子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バインダー成分は、エポキシ樹脂を必須の成分とするものであり、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。
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配合量の範囲内で組み合わせて使用した場合、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、さらに硬化後の塗膜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液体エポキシ樹脂は、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、硬化後の塗膜の反りがより少なくなり、耐熱性がより優れ塗膜厚みがより均一な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使用する場合のエポキシ樹脂と（メタ）アクリレート化合物との配合比率（両者の合計量を１００％とした場合の質量％）は、５：９５〜９５：５であることが好ましく、より好ましくは２０：８０〜８０：２０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、バインダー成分に対して４０質量％以下が好ましく、より好ましくは１０質量％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−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。
硬化剤の配合量は、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。硬化剤の配合量が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、３５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、本発明の塗料には、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。
本発明で使用することができる金属粒子は、導電性を有する粒子であれば特に限定されないが、例えば、銅粒子、銀粒子、ニッケル粒子、銀コ−ト銅粒子、金コート銅粒子、銀コートニッケル粒子、金コートニッケル粒子等が挙げられる。金属粒子の形状としては、球状、フレーク状（鱗片状）、樹枝状、球状、繊維状などが挙げられるが、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、樹枝状、球状のいずれかであることが好ましく、フレーク状であることがより好ましい。
金属粒子の配合量は、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。金属粒子の配合量が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、金属粒子の平均粒径は、１〜３０μｍであることが好ましい。金属粒子の平均粒径が１μｍ以上であると、金属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、金属粒子がフレーク状である場合は、金属粒子のタップ密度は４．０〜６．０ｇ／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良好となる。
また、金属粒子がフレーク状である場合には、金属粒子のアスペクト比は５〜１０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するため、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。
すなわち、本発明の導電性塗料の粘度は３〜３０ｄＰａ・ｓであることが好ましく、５〜２０ｄＰａ・ｓであることがより好ましい。粘度が３ｄＰａ・ｓ以上であるとパッケージの壁面における液ダレを防止してシールド層をムラなく形成させることができるとともに金属粒子の沈降を防止することができ、３０ｄＰａ・ｓ以下であるとスプレーノズルの目詰まりを防ぎ、パッケージ表面及び側壁面にムラなくシールド層を形成し易い。
導電性塗料の粘度はバインダー成分の粘度や金属粒子の配合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、酢酸メ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。
溶剤の配合量は、導電性塗料の粘度が上記範囲内にするように適宜調整する。従って、バインダー成分の粘度や金属粒子の配合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２０〜３００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ことを防ぐことができる。
本発明の導電性塗料により形成されるシールド層の比抵抗は、優れたシールド特性が得られる点から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、金属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。
［実施例１］
バインダー成分として、固体エポキシ樹脂（三菱化学（株）製、商品名ＪＥＲ１５７Ｓ７０）１５質量部、液体エポキシ樹脂３５質量部（内訳は、グリシジルアミン系エポキシ樹脂（（株）ＡＤＥＫＡ製、商品名ＥＰ−３９０５Ｓ）１０質量部、グリシジルエーテル系エポキシ樹脂（（株）ＡＤＥＫＡ製、ＥＰ−４４００）２５質量部）、及び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）５０質量部からなる計１００質量部を使用した。また、硬化剤として２−メチルイミダゾール（四国化成工業（株）製、商品名２ＭＺ−Ｈ）５質量部および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質量部を、溶剤としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を、金属粒子として平均粒径５μｍのフレーク状銀コート銅粉を使用した。これらを表１に示す配合量で混合し、導電性塗料を得た。この導電性塗料（液温２５℃）の粘度をＢＨ型粘度計（ローターＮｏ．５、回転数１０ｒｐｍ）で測定したところ、１１ｄＰａ・ｓであった。
［実施例２〜７］、［比較例１〜４］、
バインダー成分、硬化剤、溶剤及び金属粉を表１に記載された通り配合した以外は、実施例１と同様にして導電性塗料を得た。なお、実施例５で使用した球状金属粉は平均粒径５μｍの銀コート銅粉（銀被覆量１０質量％）である。得られた導電性塗料の粘度を実施例１と同様にして測定した。測定された粘度を表１に示す。
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、実施例１〜７及び比較例１〜４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抵抗（Ｒ、Ω）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 0005985785
サンプルの断面積、長さ及び抵抗は、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、比抵抗は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。実施例１の比抵抗は９×１０-5Ω・ｃｍであり、シールド層に用いる導電性塗料として好適な比抵抗を示した。
また、実施例２〜７、比較例１〜４についても同様に比抵抗を測定した。その結果、実施例２〜７について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。一方で、比較例２については、比抵抗が２×１０-4Ω・ｃｍを大きく上回り、シールド層に用いる導電性塗料として不適格であ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、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。
実施例１〜７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。一方で比較例３においてはせん断強度が３．０ＭＰａ未満であり、シールド層の密着性が十分でないことが分かった。
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。実施例１〜７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。一方で比較例３のものはハンダディップ後のせん断強度が３．０ＭＰａ未満であり、密着性が十分でないことが分かった。
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。上記実施例１〜７及び比較例１〜４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、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＞
エアー量：２００Ｌ／分、塗布時間：９秒
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、（（ｄ1−ｄ2）／ｄ1）により算出される値を均一性の指標とした。この数値が６０％以下であれば○とし、シールド層として好適に使用できることを表す。
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。実施例１〜７では、角部と壁面部とでシールド層の厚みの差がいずれも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。一方で比較例１、２及び４では、角部と壁面部におけるシールド層の厚みの差が６０％を超えていた。
（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○とし、シールド層として好適に使用できることを示す。
表１に示すように、実施例１〜７の抵抗値はいずれも１００ｍΩ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された。一方で比較例１、２及び４のものは、抵抗値が∞Ω（測定限界以上）であり、シールド層として不適であることが確認された。
（３）シールド層の長期信頼性
シールド層の長期信頼性を、ヒートサイクル試験後の抵抗値変化率により評価した。具体的には、図４に示すように、ガラスエポキシ製基材（ＦＲ−５）で形成され、厚さ３５μｍの銅箔とスルーホールメッキにより形成された回路２１〜２６を内層に有するチップサンプルＣ（１．０ｃｍ×１．０ｃｍ、厚さ１．３ｍｍ）を用いた。回路２１，２２，２３は連続した一回路の一部であり、回路２４，２５，２６は別の連続した一の回路の一部であるが、回路２１〜２３と回路２４〜２６とは接続されていない。回路２２，２５は、チップサンプルの下部から銅箔が部分的に露出したパッド部分を矢印の箇所にそれぞれ有し、回路２１，２６はチップサンプルの両端面から露出した端部２７，２８をそれぞれ有する。
上記チップサンプルＣの表面に導電性塗料を上記スプレー条件でスプレーにより塗布し、硬化させて、膜厚約３０μｍのシールド層（導電性塗膜）２９を形成させた。これにより、上記２つのパッド部分を、端部２７，２８と接触する導電性塗膜２９を介して電気的に接続させて、パッド間の抵抗値を測定し、信頼性試験前の抵抗値を得た。次いで、ＪＥＤＥＣ ＬＥＶＥＬ３（室温３０℃、相対湿度６０％ＲＨの環境下に１９２時間）の環境下にチップサンプルＣを放置し、次いで２６０℃に１０秒間曝してリフロー試験を行った後に、ヒートサイクル試験（−６５℃に３０分間⇔１２５℃に３０分間）を３０００サイクル行い、信頼性試験後の抵抗値を得た。このようにして得られた信頼性試験前後の抵抗値から、抵抗値変化率を下記式により算出した。変化率が５０％以下であれば、長期信頼性が良好である。
式：変化率（％）＝（（Ｂ−Ａ）／Ａ）×１００
Ａ：信頼性試験前の抵抗値
Ｂ：信頼性試験後の抵抗値
Figure 0005985785
Ａ……基板上で個別化されたパッケージ、
Ｂ，Ｂ1，Ｂ2，Ｂ9……個片化された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、
２１〜２６……回路、２７，２８……回路端部、
２９……シールド層（導電性塗膜）

Claims (6)

  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、
    （Ｂ）金属粒子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、
    粘度が３〜３０ｄＰａ・ｓである、電子部品のパッケージのシールド用導電性塗料。
  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. 前記金属粒子が、フレーク状、球状及び繊維状からなる群から選択された少なくとも１種の形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性塗料。
  6. 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が形成された基板上に、請求項１〜５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基板を加熱して、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、
    前記シールド層が形成された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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