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JP2008159579A - 導電性ペースト組成物、この導電性ペースト組成物を用いた電子部品及びその製造方法 - Google Patents

導電性ペースト組成物、この導電性ペースト組成物を用いた電子部品及びその製造方法 Download PDF

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JP2008159579A
JP2008159579A JP2007304539A JP2007304539A JP2008159579A JP 2008159579 A JP2008159579 A JP 2008159579A JP 2007304539 A JP2007304539 A JP 2007304539A JP 2007304539 A JP2007304539 A JP 2007304539A JP 2008159579 A JP2008159579 A JP 2008159579A
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conductive paste
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resin
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Application number
JP2007304539A
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English (en)
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Katsuyasu Niijima
克康 新島
Koji Yamazaki
浩二 山崎
Hiroyuki Kawakami
広幸 川上
Takashi Dodo
隆史 堂々
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】分散性がよく測定結果がばらつきにくく、高い導電性及び接着性が得られ、なおかつ熱圧着時に導電性ペーストが目的塗布部分以外にはみ出さず、耐熱性もよい導電性ペースト組成物、この導電性ペースト組成物を用いた電子部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 (A)特定の繰り返し単位のうちの少なくとも一方を有する熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤を含有してなる導電性ペースト組成物であって、(B)熱硬化性樹脂の含有量が(A)熱可塑性樹脂と(B)熱硬化性樹脂の合計量に対して10〜95重量%、(D)導電性フィラーの含有量が(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤及び(D)導電性フィラーの合計量に対して60〜95重量%であることを特徴とする導電性ペースト組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電性ペースト組成物、この導電性ペースト組成物を用いた電子部品及びその製造方法に関する。
電子部品の分野では、金属をはじめとする導電性フィラーを樹脂に練りこみペースト状とした導電性ペースト組成物は、電気回路や電極の形成、基盤とリードフレーム又は素子等との接着に使用されている(例えば、特許文献1〜4参照)。これらの用途に使用する導電性ペースト組成物は、導電性と接着性が要求される。
一般的には導電性を高めるために、導電性フィラーの形状や組み合わせを検討したり、導電性ペースト組成物中の導電性フィラーの割合を多くすることが検討されている。しかし、導電性フィラーの割合を多くしすぎると熱硬化性樹脂のような接着性を得るための材料の割合が低くなり、十分な接着性が得られなくなってしまう。
本発明者らは、特許文献2に示されるように、熱硬化性樹脂を配合しない組成の導電性ペースト組成物の接着性を検討したが十分な接着性は得られなかった。そのため顧客の要求などの目的に応じた導電性フィラーと熱硬化性樹脂のような接着性を得るための材料の配合比率が重要となっている。
一方、従来より、導電性ペースト組成物を主にポッティングやディスペンスによって基板に塗布することが行われてきたが、近年、電子部品の分野では小型化が急速に進み、従来のポッティングやディスペンスによる方法では導電性ペースト組成物の塗布量を制御しにくく、塗布面からはみ出してショートしたり(リードフレーム等との接着時を含む)、塗布量が不足したりするなどの問題が生じている。導電性ペースト組成物の塗布量を制御する方法として、導電性ペースト組成物を印刷塗布し、被着体を熱圧着し、熱硬化する方法が報告されている(例えば、特許文献5参照)。
本発明者らは、特許文献5に示されている導電性ペースト組成物を用いて、印刷塗布し、被着体を熱圧着し、熱硬化する方法を試したが、導電性フィラーの分散性が悪く分離を起こしてしまい測定結果がばらつき、目的の導電性を得ることが出来なかった。また、被着体と導電性ペースト組成物間の接着力が1.0N/mm以下であり満足のいく接着力が得られないこともあった。さらに、被着体の熱圧着時に導電性ペースト組成物が目的とする塗布部分からはみ出したり、リフロー試験における耐熱性測定結果においてもクラックが発生することが多いなど、問題となる点が多かった。
特開平11−213756号公報 特開2001−351436号公報 特開昭62−145602号公報 特公平05−011364号公報 特公平06−011842号公報
本発明の目的は、分散性が良好で測定結果がばらつきにくく、高い導電性及び接着性が得られ、なおかつ被着体の熱圧着時に導電性ペースト組成物が目的とする塗布部分からはみ出さず、耐熱性も良好な導電性ペースト組成物、この導電性ペースト組成物を用いた電子部品及びその製造方法を提供することである。
本発明は、(1)(A)下記一般式(I)及び(II)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一方を有する熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤を含有してなる導電性ペースト組成物であって、
(B)熱硬化性樹脂の含有量が(A)熱可塑性樹脂と(B)熱硬化性樹脂の合計量に対して10〜95重量%、(D)導電性フィラーの含有量が(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤及び(D)導電性フィラーの合計量に対して60〜95重量%であることを特徴とする導電性ペースト組成物に関する。
Figure 2008159579
(式中、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基又はハロゲン原子を表し、Xは化学結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−SO−、
Figure 2008159579
を表し、ここでR及びRはそれぞれ独立して水素原子、低級アルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基又はフェニル基を表し、Yは、
Figure 2008159579
を表し、Arは、芳香族の2価の基を、Arは芳香族の3価の基を表す。)
Figure 2008159579
(式中、R、R及びRはそれぞれ独立して低級アルキル基、低級アルコキシ基又はハロゲン原子を表し、s、t及びuはそれぞれ置換基数を示す0〜4の整数であり、R、R及びRはそれぞれ複数個結合しているときは、各々において、同一でも異なってもよく、X及びXはそれぞれ独立に−O−又は
Figure 2008159579
を表し、ここでR10及びR11はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基又はフェニル基を表し、Yは、上記一般式(I)における定義と同じである。)
また、本発明は、(2)前記(A)熱可塑性樹脂の含有量が、(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤の合計量に対して、0.15〜40重量%である前記(1)記載の導電性ペースト組成物に関する。
また、本発明は、(3)前記(C)硬化剤が、アミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物及びフェノール系化合物から選ばれる少なくとも一種である前記(1)又は(2)記載の導電性ペースト組成物に関する。
また、本発明は、(4)前記(C)硬化剤の含有量が、(B)熱硬化性樹脂に対して5〜30重量%である前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物に関する。
また、本発明は、(5)前記(D)導電性フィラーが、銀、パラジウム、金、白金、銅及びニッケルから選ばれる少なくとも一種である前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物に関する。
また、本発明は、(6)前記(E)有機溶剤が、芳香族系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤及びアミド系溶剤から選ばれる少なくとも一種である前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物に関する。
また、本発明は、(7)前記(E)有機溶剤の含有量が、(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤の合計量に対して、5〜60重量%である前記(1)〜(6)のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物に関する。
また、本発明は、(8)揺変度が、1.0〜6.0である前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物に関する。
また、本発明は、(9)前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物を用いた電子部品に関する。
また、本発明は、(10)前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物を基板に印刷塗布後、Bステージ状態にし、被着体を熱圧着した後、熱硬化することを特徴とする電子部品の製造方法に関する。
本発明によれば、分散性が良好で測定結果がばらつきにくく、高い導電性及び接着性が得られ、なおかつ被着体の熱圧着時に導電性ペースト組成物が目的とする塗布部分からはみ出さず、耐熱性も良好な導電性ペースト組成物を得ることができ、またこの導電性ペースト組成物を用いた電子部品も導電性ペースト組成物のはみ出しによるショートを防止することができ工業的に極めて好適である。また、本発明の導電性ペースト組成物を用いることにより微細な電子回路を形成することができる。
本発明の導電性ペースト組成物は、(A)下記一般式(I)及び(II)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一方を有する熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤を含有してなる導電性ペースト組成物であって、(B)熱硬化性樹脂の含有量が(A)熱可塑性樹脂と(B)熱硬化性樹脂の合計量に対して10〜95重量%、(D)導電性フィラーの含有量が(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤及び(D)導電性フィラーの合計量に対して60〜95重量%であることを特徴とする。
本発明で使用される(A)熱可塑性樹脂は、アミド基、イミド基、エーテル基のいずれか1つを有する下記一般式(I)及び(II)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一方を有する熱可塑性樹脂である。これら樹脂は単独で使用してもよく又は2種類以上併用してもよい。
Figure 2008159579
(式中、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基又はハロゲン原子を表し、Xは化学結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−SO−、
Figure 2008159579
を表し、ここでR及びRはそれぞれ独立して水素原子、低級アルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基又はフェニル基を表し、Yは、
Figure 2008159579
を表し、Arは、芳香族の2価の基を、Arは芳香族の3価の基を表す。)
Figure 2008159579
(式中、R、R及びRはそれぞれ独立して低級アルキル基、低級アルコキシ基又はハロゲン原子を表し、s、t及びuはそれぞれ置換基数を示す0〜4の整数であり、R、R及びRはそれぞれ複数個結合しているときは、各々において、同一でも異なってもよく、X及びXはそれぞれ独立に−O−又は
Figure 2008159579
を表し、ここでR10及びR11はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基又はフェニル基を表し、Yは、上記一般式(I)における定義と同じである。)
上記一般式(I)および(II)において、低級アルキル基、低級アルコキシ基は、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基であることが好ましい。上記一般式(I)および(II)のR、R、R10、R11のフェニル基は、無置換であっても、メチル基、エチル基、スルホン基等の任意の置換基により置換されていてもよい。
上記一般式(I)で表される繰り返し単位は、下記一般式(III)に示すように、互いに1,4−位でベンゼン環が結合したものであることが好ましい。
Figure 2008159579
上記一般式(II)で表される繰り返し単位も、同様に、下記一般式(IV)に示すように、互いに1,4−位でベンゼン環が結合したものであることが好ましい。
Figure 2008159579
上記の繰り返し単位を有する熱可塑性樹脂(A)は、以下に説明する酸成分(S)、すなわち芳香族ジカルボン酸、芳香族トリカルボン酸またはこれらの反応性酸誘導体と、以下に説明するジアミンとを反応させて製造することができる。酸成分およびジアミンは、それぞれ、複数種を組み合わせて使用してもよい。
上記の一般式(I)および(III)で表される繰り返し単位は、ジアミンとしてたとえば、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−メチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[3−メチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[3,5−ジメチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[3,5−ジブロモ−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス[3−メチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]シクロペンタン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、4,4’−カルボニルビス(p−フェニレンオキシ)ジアニリン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル等の1種以上を用いて形成することが好ましい。これらの中では、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンが特に好ましい。
上記の一般式(II)および(IV)で表される繰り返し単位は、ジアミンとしてたとえば、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4’−メチレンビス−(2,6−ジイソプロピルアニリン)、3,3’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン等の1種以上を用いて形成することが好ましい。
一般式(I)、(II)、(III)、(IV)の繰り返し単位を形成するに当たり、例示の上記ジアミン以外にも、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトラメチルジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトラメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトラエチルジフェニルエーテル、2,2’−[4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトラメチルジフェニル]プロパン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、ピペラジン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、p−キシレンジアミン、m−キシレンジアミン、o−キシレンジアミン、3−メチルヘプタメチレンジアミン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン等の1種以上を併用することができる。
芳香族ジカルボン酸は、芳香族環に2個のカルボキシル基が結合したカルボン酸である。芳香族トリカルボン酸は、芳香族環に3個のカルボキシル基が結合したカルボン酸であり、3個のカルボキシル基のうち2個は隣接炭素原子に結合しているものが好ましい。ここで、芳香族環はヘテロ原子が導入されたもの(芳香族複素環)でもよく、あるいは芳香族環同士がアルキレン基、酸素、単結合、カルボニル基等を介して結合されてもよい。さらに、これらの芳香族環は、アルコキシ基、アリルオキシ基、アルキルアミノ基、ハロゲン等の縮合反応に関与しない置換基を含んでいてもよい。
芳香族ジカルボン酸としては、たとえばテレフタル酸、イソフタル酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸等を挙げることができるが、テレフタル酸とイソフタル酸が入手容易で廉価であることから好ましい。芳香族ジカルボン酸の反応性誘導体とは、上記の芳香族ジカルボン酸のジハイドライドあるいはジブロマイド、ジエステル等を意味する。
芳香族トリカルボン酸としては、トリメリット酸、3,3’,4−ベンゾフェノントリカルボン酸、2,3,4’−ジフェニルトリカルボン酸、2,3,6−ピリジントリカルボン酸、3,4,4’−ベンズアニリドトリカルボン酸、1,4,5−ナフタリントリカルボン酸、2’−クロロ−3,4,4’−ベンズアニリドトリカルボン酸等が好ましい。芳香族トリカルボン酸の反応性誘導体とは、上記の芳香族トリカルボン酸の酸無水物、ハライド、エステル、アミド、アンモニウム塩などを意味する。具体的には、トリメリット酸無水物、トリメリット酸無水物モノクロライド、1,4−ジカルボキシ−3−N,N−ジメチルカルバモイルベンゼン、1,4−ジカルボメトキシ−3−カルボキシベンゼン、1,4−ジカルボキシ−3−カルボフェノキシベンゼン、2,6−ジカルボキシ−3−カルボメトキシピリジン、1,6−ジカルボキシ−5−カルバモイルナフタリン、上記芳香族トリカルボン酸塩類とアンモニア、ジメチルアミン、トリメチルアミン等からなるアンモニウム塩などが好適例として挙げられる。これらのうち、トリメリット酸無水物およびトリメリット酸無水物モノクロライドが、入手容易で廉価であるため好ましい。
芳香族ジカルボン酸、芳香族トリカルボン酸またはこれらの反応性誘導体からなる酸成分(S)は、ジアミンの総量100モル%に対して総量で80〜120モル%使用するのが好ましく、特に95〜105モル%使用するのが好ましい。ジアミンの総量100モル%に対して酸成分(S)が80モル%未満または120モル%を超える場合は、得られる重合体の分子量、機械強度、耐熱性などが低下する傾向がある。
本発明では、(A)熱可塑性樹脂の含有量は、(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤の合計量に対して、好ましくは0.15〜40重量%、さらに好ましくは0.45〜25重量%である。前記(A)熱可塑性樹脂の含有量が0.15重量%未満である場合は、導電性ペースト組成物の分散性が悪くなり、接着性、体積抵抗率、リフロー性を悪化させたり、分離及び熱圧着時の導電性ペースト組成物のはみ出しの何れかの欠点が生じ易くなる傾向にある。前記(A)熱可塑性樹脂の含有量が40重量%を超える場合は、目的の体積抵抗率及び接着強度が得られにくい傾向にある。
本発明で使用される(B)熱硬化性樹脂は特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、シアネ−ト樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。これらのなかでも、耐熱性が高い点でエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は硬化して接着作用を有するものであれば特に制限されず、例えば、ビスフェノールA型エポキシ、ビスフェノールF型エポキシ、ビスフェノールS型エポキシ等の二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂又は脂環式エポキシ樹脂、アミン系エポキシ樹脂など、一般に知られるものを適用できる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
本発明では、(A)熱可塑性樹脂と(B)熱硬化性樹脂の合計量に対して、(B)熱硬化性樹脂の含有量を10〜95重量%の範囲とすることが重要であり、好ましくは20〜90重量%、さらに好ましくは40〜85重量%である。前記(B)熱硬化性樹脂の含有量が10重量%未満では、(B)熱硬化性樹脂を添加しない場合と比較しても、接着強度が向上しない。また、95重量%を超える場合は、分散性が悪くなり、接着性、体積抵抗率、リフロー性を悪化させたり、
分離及び圧着時の導電性ペースト組成物のはみ出しの何れかの欠点が生じやすくなる傾向にある。
本発明で使用される(C)硬化剤は特に限定されず、例えば、公知のアミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物、フェノール系化合物などが挙げられ、具体的には、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、フェノールノボラック及びこれらの変性物、また、イミダゾール、トリフルオロボラン−アミン錯体、グアニジン誘導体等が挙げられるがこれらに制限するものではない。これらは単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。
前記(C)硬化剤の含有量は、(B)熱硬化性樹脂に対して好ましくは5〜30重量%、より好ましくは7〜20重量%である。前記(C)硬化剤の含有量が5重量%未満である場合は、導電性ペースト組成物の硬化が不十分で接着性が低下する傾向がある。前記(C)硬化剤の含有量が30重量%を超える場合は、導電性ペースト組成物の保存安定性が低下する傾向がある。
また、本発明では公知の硬化促進剤を使用してもよい。硬化促進剤としては特に限定されず、例えば、アミン系、有機リン系、オニウム系等の硬化促進剤が挙げられ、具体例としては、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類、オクチル酸スズなどの金属化合物等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。
本発明では、硬化促進剤の含有量は、(B)熱硬化性樹脂に対して好ましくは0.1〜5.0重量%であり、より好ましくは0.2〜1.0重量%である。前記硬化促進剤の含有量が0.1重量%未満である場合は、導電性ペースト組成物の硬化が促進されない傾向がある。前記硬化促進剤の含有量が5.0重量%を超える場合は、導電性ペースト組成物の保存安定性が低下する傾向がある。
本発明で使用される(D)導電性フィラーは特に限定されず、例えば、銀、パラジウム、金、白金、銅、ニッケルなどが挙げられ、これらのなかでも銀が好ましい。パラジウム、金、白金を単体で導電性フィラーとして使用する場合は、コストが高くなる傾向にある。またニッケル及び銅のフィラーはいずれも電極材としての抵抗値が銀フィラーよりも高くなる傾向にある。コスト、電極材としての抵抗値を考慮した上で銀フィラーが好ましい。これら導電性フィラーは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。例えば、塗膜の導電性を考慮して、銀フィラーと併用して金フィラー、銅フィラー、ニッケルフィラー、パラジウムフィラー等を使用することができる。
導電性フィラーの平均粒径は、好ましくは0.1〜40μm、より好ましくは0.5〜30μmである。前記導電性フィラーの平均粒径が0.1μm未満である場合は、導電性フィラーの表面積が大きくなるために充填率を上げ難くなる傾向がある。前記導電性フィラーの平均粒径が40μmを越える場合は、導電性フィラーの沈降性が大きくなり導電性ペースト組成物の経時安定性が低下する傾向がある。平均粒径が異なる2種以上の導電性フィラーを併用することもできる。
導電性フィラーの形状は、導電性ペースト組成物の塗布性及び塗膜の導電性を考慮して、球状や鱗片状のものが好ましい。形状の異なる2種類以上の導電性フィラーを併用することができる。
本発明では、(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤及び(D)導電性フィラーの合計量に対して、(D)導電性フィラーの含有量を60〜95重量%の範囲とすることが重要であり、好ましくは70〜93重量%、より好ましくは80〜90重量%である。前記(D)導電性フィラーの含有量が60重量%未満である場合は、塗膜の導電性が不足し、十分な導電性を得ることができない。前記(D)導電性フィラーの含有量が95重量%を超える場合は、得られる塗膜の強度、耐湿性が低下してしまう。
本発明で使用される(D)有機溶剤は特に限定されず、例えば、芳香族系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤及びアミド系溶剤などが挙げられる。具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセタート、γ−ブチロラクトン等のエステル系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶剤が挙げられる。これらの有機溶剤は、ペースト作製時の樹脂の溶解またはペーストの粘度調整に用いられ、単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。
本発明では、(E)有機溶剤の含有量は、(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤の合計量に対して、好ましくは5〜60重量%、より好ましくは10〜40重量%である。前記(E)有機溶剤の含有量が5重量%未満である場合は、導電性ペースト組成物中の固形分の比率が高くなるため、塗布性が悪く、塗布面を一定の厚みにすることが困難になる傾向がある。前記(E)有機溶剤の含有量が60重量%を超える場合は、導電性ペースト組成物の粘度が低くなるために導電性フィラーの分散性が悪く、沈降し易くなり、ペーストとしての印刷性及び経時安定性が低下する傾向がある。
本発明の導電性ペースト組成物を基板に印刷塗布する際の条件として、ペースト粘度は特に制限はないが、揺変度(0.5rpmにおける粘度測定値/5.0rpmにおける粘度測定値)は1.0〜6.0が好ましく、2.0〜5.5がより好ましい。前記揺変度が1.0未満又は6.0を超える場合は、印刷物の形状保持性が低下する傾向がある。
揺変度を所望の値に調整する方法は、固形分含有量(N.V.)または導電性フィラーの配合比を調整することにより行なわれる。つまり、揺変度を高くする方法としては、N.V.を高くするか、導電性フィラーの配合比を上げるなどがある。また逆に揺変度を低くする方法としてN.V.を低くするか、導電性フィラーの配合比を下げるなどの方法がある。揺変度を所望の値に調整する手順としてまず、目的の伝導性及び接着強度が得られる導電性フィラーの配合比を設定してからN.V.を調整した方が、印刷可能な揺変度の範囲が広いことからも効率的である。
本発明の導電性ペースト組成物は、前記(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤を混合し、らいかい機、3本ロール、ボールミル等で混練分散することにより製造することができる。
本発明の電子部品は本発明の導電性ペースト組成物を用いた電子部品としては、図4に示すようなアルミ電解コンデンサ、タンタル固体電解コンデンサ、セラミックコンデンサ等の電極材料、スクリーン印刷によって各種基板上に形成される導電回路、ICカード内に形成されるアンテナ用回路などの導電回路形成部品等があるが、これらに制限するものではない。なお、図4において、2は陽極材料、3は誘電体、4は陰極、5は導電性ペースト及び6はグラファイトを示す。
本発明の電子部品の製造方法は、本発明の導電性ペースト組成物を基板に印刷塗布後、Bステージ状態にし、被着体を熱圧着した後、熱硬化することを特徴とする。
本発明で使用される基板は特に限定されず、例えば、コンデンサ基盤、導電性を必要とする発光ダイオード基盤、液晶基盤などが挙げられる。また、本発明で使用される被着体は特に限定されず、例えばリードフレーム、ワイヤ、半導体素子、バンプなどが挙げられる。
本発明の導電性ペースト組成物を基板に印刷塗布する方法としては、スクリーン印刷法、ディスペンス法、ディピング法、ポッティング法、スピンコート法、スプレー法などを用いることができるが、これらのなかでもスクリーン印刷法が好適である。塗布厚は、好ましくは5〜200μm、より好ましくは10〜100μmである。塗布後は加熱乾燥し、導電性ペースト組成物をBステージ状態とする。
Bステージ状態とする際の条件として、Bステージ化温度は、好ましくは25℃〜150℃、より好ましくは50〜100℃である。前記Bステージ化温度が25℃未満である場合は、導電性ペースト組成物に含まれる有機溶剤が揮発しにくく、ペースト内に有機溶剤が残存してしまう可能性がある。前記Bステージ化温度が150℃を超える場合は、導電性ペースト組成物に含まれる熱硬化性樹脂の硬化反応が進行してしまい、被着体を熱圧着後、熱硬化した後においても導電性ペースト組成物と被着体に十分な接着性が得られないことがある。また、Bステージ化時間は、好ましくは1分〜120分、より好ましくは5分〜30分である。前記Bステージ化時間が1分未満である場合は、導電性ペースト組成物に含まれる有機溶剤が揮発しにくく、被着体を熱圧着するときに導電性ペースト組成物がはみ出す可能性がある。前記Bステージ化時間が120分を超える場合は、導電性ペースト組成物に含まれる熱硬化性樹脂の硬化反応が進行してしまう傾向がある。
被着体を熱圧着する際の条件として、熱圧着温度は、好ましくは100℃〜260℃、より好ましくは150℃〜220℃である。前記熱圧着温度が100℃未満である場合は、熱硬化を行っても十分な接着性が得られない可能性がある。前記熱圧着温度が260℃を超える場合は、熱可塑性樹脂の性能低下がおこりやすくなる。また被着体の材質などにもよるが、熱圧着温度が260℃を超える場合は、リードフレームや素子の性能が低下する傾向がある。また、熱圧着時間は1秒〜1時間が好ましく、1分〜30分がより好ましい。熱圧着時間は1時間を超えても接着性及び体積抵抗率の向上がみられない。また、熱圧着の圧力は、好ましくは0.1MPa〜5MPa、より好ましくは1.0MPa〜3.5MPaである。前記熱圧着の圧力が0.1MPa未満である場合は、熱圧着後、熱硬化を行っても十分な接着性が得られない可能性がある。前記熱圧着の圧力が5MPaを超える場合は、Bステージ状態にした導電性ペースト組成物が塗布面からはみ出しやすくなる。
熱硬化する際の条件として、熱硬化温度は、好ましくは80℃〜260℃、より好ましくは100℃〜200℃である。前記熱硬化温度が80℃未満である場合は、熱硬化性樹脂の硬化反応が遅くなる傾向にある。前記熱硬化温度が260℃を超える場合は、導電性ペースト組成物の性能が低下したり、リードフレームや素子の性能が低下する傾向がある。また、熱硬化時間は、好ましくは10分〜240分、より好ましくは30分〜90分である。前記熱硬化時間が10分未満である場合は、熱硬化性樹脂の硬化反応が不十分となる可能性がある。前記熱硬化時間が240分を超える場合は、リードフレームや素子の性能が低下する傾向にある。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に制限するものではない。
(合成例:熱可塑性樹脂ポリアミドイミド樹脂(a)の合成)
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気で、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン65.6g(0.16mol)、4,4’−メチレンビス−(2,6−ジイソプロピルアニリン)58.6g(0.16mol)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン750gに溶解した。次に、この溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド66.7g(0.32mol)を添加し、無水トリメリット酸クロライドが溶解したら、トリエチルアミン47.8g(0.47mol)を添加し、室温で2時間撹拌を続けた。その後、180℃に昇温して5時間反応させてイミド化を完結させた。得られた反応液をメタノール中に投入して重合体を単離し、乾燥した後、再びN−メチル−2−ピロリドンに溶解し、メタノール中に投入して再度重合体を単離し、さらに減圧乾燥して数平均分子量が120,000のポリアミドイミド樹脂(a)を得た。
実施例1
(1−1)導電性ペースト組成物(I)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル350重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を25重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ2.5重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を150重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を600重量部加え、真空攪拌脱泡ミキサー(株式会社日本アプライドテクノロジ製「VMX−360」)で自転速度600min−1、公転速度1800min−1で5分間真空混錬して導電性ペースト組成物(I)(固形分含有量72%)を作製した。
導電性ペースト組成物(I)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は20重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は85重量%であった。
(1−2)熱硬化工程
図1に示すように、寸法が40mm×10mm×0.5mmのアルミ板1に上記(1−1)で作製した導電性ペースト組成物(I)を10mm×10mm×0.07mmになるようにスクリーン印刷した。スクリーン印刷後、上記に示す寸法(10mm×10mm×0.07mm)に近似したペーストが印刷されているかを確認した。
スクリーン印刷には、印刷機としてニューロング精密工業株式会社製「LS−34GX型」を用い、マスクとしては株式会社ソノコム製「GTS080−50−100(#80−φ50μm)」のメッシュマスク(乳剤厚100μm)、スキージとしてウレタンスキージを用いた。
スクリーン印刷したアルミ板を、テーブルコータ(HIRANO KINZOKU社製)を用いて100℃で10分乾燥させ、導電性ペースト組成物(I)をBステージ状態とした。Bステージ状態としたアルミ板上の導電性ペースト組成物(I)に図1で示したものと同型のアルミ板1を熱圧着機(テスター産業株式会社製プレス試験機「Heat Seal Tester Model HC」)を用いて熱圧着温度200℃、熱圧着時間60秒及び熱圧着圧力3MPaの条件で、図2に示すように熱圧着した。熱圧着後の導電性ペースト組成物(I)のはみ出しを目視にて確認したところ、はみ出しは観察されなかった。
熱圧着したアルミ板を乾燥機(楠本化学社製「HISPEC HT320S」)を用いて130℃で1時間、熱硬化しアルミ板サンプルを作製した。
(1−3)接着性試験
上記(1−2)で作製したアルミ板サンプルを25℃で引っ張り試験機(株式会社今田製作所製「SL−2001」)を用いて、30mm/分の速度で図3の矢印で示す両側方向に引っ張り、接着性試験を行ったところ、接着強度は3.3(N/mm)であった。
(1−4)体積抵抗率試験
上記(1−1)で作製した導電性ペースト組成物(I)をスクリーン印刷法でスライドガラス上に一定量を塗布し(塗布面積:1cm×7.5cm、 塗布圧:40±5μm)、バッチ式乾燥炉で、130℃で1時間乾燥させて乾燥塗膜を得た。得られた乾燥塗膜についてダブルブリッジ式抵抗試験機(横河電気社製「TYPE2769」)により、体積抵抗率の測定を行ったところ、体積抵抗率は8×10−5(Ω・cm)であった。
(1−5)リフロー性試験
上記(1−1)で作製した導電性ペースト組成物(I)を用いて42アロイ基板上にシリコンチップ(5mm×5mm)を接着した後、封止材でモールドして評価用パッケージを作製した。その評価用パッケージをIR(赤外線)リフロー炉(250℃)に6回通した後のクラックの発生数を確認したところ、クラックの発生数は0であった。
(1−6)外観の確認
上記(1−1)で作製した導電性ペースト組成物(I)を10mlのふた付きのガラス製サンプル管に入れ静置して目視で外観を観察したところ、形状保持性は良好であった。また、分離の有無はスライドガラスにアプリケーターを用いて導電性ペースト組成物(I)を膜厚約30μmに塗布したときに、目視にて均一な膜外観が得られているかを観察し、膜の外観が均一である場合は分離「無し」、膜の外観が一部不均一である場合は分離「少し有り」、膜の外観が全体的に不均一である場合は分離「有り」とした。
(1−7)測定結果のばらつき
上記(1−3)接着性試験及び(1−4)体積抵抗率試験を各10回行い、試験値の±10%外になった試験数を数えたところ、0であった。
(1−8)揺変度の測定
恒温槽を用い、25℃における上記(1−1)で作製した導電性ペースト組成物(I)の0.5rpm及び5.0rpmの粘度を測定し、揺変度(0.5rpmにおける粘度測定値/5.0rpmにおける粘度測定値)を求めたところ、1.2であった。
以上(1−3)〜(1−8)の結果を表1に示す。
実施例2
(2−1)導電性ペースト組成物(II)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル300重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を65重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ6.5重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を200重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を800重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(II)(固形分含有量80%)を作製した。
導電性ペースト組成物(II)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は40重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は85重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表1に示す。
実施例3
(3−1)導電性ペースト組成物(III)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル350重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を150重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ15重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を325重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を1300重量部及びジエチレングリコールジメチルエーテルを130重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(III)(固形分含有量80%)を作製した。
導電性ペースト組成物(III)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は60重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は85重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表1に示す。
実施例4
(4−1)導電性ペースト組成物(IV)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル350重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を400重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ40重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を650重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を2600重量部及びジエチレングリコールジメチルエーテルを510重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(IV)(固形分含有量82%)を作製した。
導電性ペースト組成物(IV)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は80重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は85重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表1に示す。
実施例5
(5−1)導電性ペースト組成物(V)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル350重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を900重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ90重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を1300重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を5200重量部及びジエチレングリコールジメチルエーテルを1650重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(V)(固形分含有量79%)を作製した。
導電性ペースト組成物(V)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は90重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は85重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表1に示す。
実施例6
(6−1)導電性ペースト組成物(VI)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル195重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を150重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ15重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を325重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を1300重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(VI)(固形分含有量90%)を作製した。
導電性ペースト組成物(VI)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は60重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は85重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表1に示す。
実施例7
(7−1)導電性ペースト組成物(VII)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル152重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を150重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ15重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を325重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を1300重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(VII)(固形分含有量92%)を作製した。
導電性ペースト組成物(VII)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は60重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は85重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表1に示す。
比較例1
(8−1)導電性ペースト組成物(VIII)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)は配合せず、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を1060重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ10.6重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を1250重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を5000重量部及びジエチレングリコールジメチルエーテルを2000重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(VIII)(固形分含有量79%)を作製した。
導電性ペースト組成物(VIII)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は100重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は85重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表2に示す。
比較例2
(9−1)導電性ペースト組成物(IX)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル175重量部を加えて溶解したワニスに、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を120重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を480重量部加え、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂用硬化剤は配合せず、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(IX)(固形分含有量80%)を作製した。
導電性ペースト組成物(IX)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は0重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は85重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表2に示す。
比較例3
(10−1)導電性ペースト組成物(X)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル330重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を400重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ40重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を115重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を460重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(X)(固形分含有量78%)を作製した。
導電性ペースト組成物(X)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は80重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は50重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表2に示す。
比較例4
(11−1)導電性ペースト組成物(XI)の作製
合成例で得られたポリアミドイミド樹脂(a)100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル355重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を400重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ40重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を3330重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を13320重量部及びジエチレングリコールジメチルエーテルを3930重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(XI)(固形分含有量80%)を作製した。
導電性ペースト組成物(XI)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は80重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は97重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表2に示す。
比較例5
(12−1)導電性ペースト組成物(XII)の作製
直径18mm(φ)の試験管にメタクリル酸メチルモノマ(旭化成株式会社製)100重量部、過酸化物(日本油脂株式会社製、ナイパーBW)0.5重量部及び分子量調整剤(花王株式会社製、チオカルコール08)0.8重量部加え、60℃のオイルバスで6時間加熱した。室温(25℃)まで冷却し、試験管の中の重縮合物を取り出して、ハンマーで細かく砕き、メタクリル酸メチルポリマ(数平均分子量120,000)を得た。この熱可塑性樹脂であるメタクリル酸メチルポリマ100重量部にジエチレングリコールジメチルエーテル350重量部を加えて溶解したワニスに、エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製「EXA−4850−1000」)を400重量部、エポキシ樹脂用硬化剤(味の素ファインテクノ株式会社製「AH−162」及び「PN−23J」)をそれぞれ40重量部、平均粒径が1μmの鱗片状銀フィラー(株式会社徳力化学研究所製「シルベストTCG−1」)を650重量部及び平均粒径が7μmの鱗片状銀フィラー(株式会社フェロ・ジャパン製「SF7」)を2600重量部及びジエチレングリコールジメチルエーテルを510重量部加え、以下実施例1の(1−1)と同様に操作して導電性ペースト組成物(XII)(固形分含有量82%)を作製した。
導電性ペースト組成物(XII)において、エポキシ樹脂とポリアミドイミド樹脂(a)の合計量に対するエポキシ樹脂の含有量は80重量%であった。また、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂(a)、硬化剤及び銀フィラーの合計量に対する銀フィラーの含有量は84重量%であった。
次に、実施例1の(1−2)と同様の工程を行い、(1−3)〜(1−8)と同様の試験を行った。その試験結果を表2に示す。
Figure 2008159579
Figure 2008159579
表1に示されるように、実施例の導電性ペースト組成物は、ポリアミドイミド樹脂(a)を配合することで、ペースト分散性がよくなりばらつきが少なくなり、接着性、体積抵抗率リフロー性を向上させ、分離防止及び熱圧着時にペーストがはみ出しにくくなっていることが明らかである。ただし、ポリアミドイミド樹脂(a)の配合量が少なくなっている実施例5の導電性ペースト組成物(V)は、ペーストの分散性が悪くなっており、その結果、接着性の低下、体積低効率の悪化、リフロー後のクラック数の増加、分離及び熱圧着時のペーストはみ出しが起こりはじめている。全体的に測定結果のばらつきも多くなりはじめており、ポリアミドイミド樹脂(a)の配合量は実施例5が限界であることが明らかである。
これに対し、表2に示されるように比較例の導電性ペースト組成物は、ペーストの分散性が悪くペーストのはみ出し、接着性の低下、体積低効率の悪化、リフロー後のクラック数の増加、分離の発生、ばらつきが多いなど何れかの欠点が生じることが明らかである。
スクリーン印刷後の外観を示す概略図である。 熱あっ着後の外観を示す概略図である。 接着性試験の手段を示す概略図である。 電子回路外観を示す概略図である。
符号の説明
1 アルミ板
2 陽極材料
3 誘電体
4 陰極
5 導電性ペースト
6 グラファイト

Claims (10)

  1. (A)下記一般式(I)及び(II)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一方を有する熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤を含有してなる導電性ペースト組成物であって、
    (B)熱硬化性樹脂の含有量が(A)熱可塑性樹脂と(B)熱硬化性樹脂の合計量に対して10〜95重量%、(D)導電性フィラーの含有量が(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤及び(D)導電性フィラーの合計量に対して60〜95重量%であることを特徴とする導電性ペースト組成物。
    Figure 2008159579
    (式中、R、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基又はハロゲン原子を表し、Xは化学結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−SO−、
    Figure 2008159579
    を表し、ここでR及びRはそれぞれ独立して水素原子、低級アルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基又はフェニル基を表し、Yは、
    Figure 2008159579
    を表し、Arは、芳香族の2価の基を、Arは芳香族の3価の基を表す。)
    Figure 2008159579
    (式中、R、R及びRはそれぞれ独立して低級アルキル基、低級アルコキシ基又はハロゲン原子を表し、s、t及びuはそれぞれ置換基数を示す0〜4の整数であり、R、R及びRはそれぞれ複数個結合しているときは、各々において、同一でも異なってもよく、X及びXはそれぞれ独立に−O−又は
    Figure 2008159579
    を表し、ここでR10及びR11はそれぞれ独立に水素原子、低級アルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基又はフェニル基を表し、Yは、上記一般式(I)における定義と同じである。)
  2. 前記(A)熱可塑性樹脂の含有量が、(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤の合計量に対して、0.15〜40重量%である請求項1記載の導電性ペースト組成物。
  3. 前記(C)硬化剤が、アミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物及びフェノール系化合物から選ばれる少なくとも一種である請求項1又は2記載の導電性ペースト組成物。
  4. 前記(C)硬化剤の含有量が、(B)熱硬化性樹脂に対して5〜30重量%である請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物。
  5. 前記(D)導電性フィラーが、銀、パラジウム、金、白金、銅及びニッケルから選ばれる少なくとも一種である請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物。
  6. 前記(E)有機溶剤が、芳香族系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤及びアミド系溶剤から選ばれる少なくとも一種である請求項1〜5のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物。
  7. 前記(E)有機溶剤の含有量が、(A)熱可塑性樹脂、(B)熱硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)導電性フィラー及び(E)有機溶剤の合計量に対して、5〜60重量%である請求項1〜6のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物。
  8. 揺変度が、1.0〜6.0である請求項1〜7のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物を用いた電子部品。
  10. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の導電性ペースト組成物を基板に印刷塗布後、Bステージ状態にし、被着体を熱圧着した後、熱硬化することを特徴とする電子部品の製造方法。
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