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KR100674075B1 - 고분자를 포함하는 첨단재료용 조성물 - Google Patents

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KR100674075B1
KR100674075B1 KR1020050001622A KR20050001622A KR100674075B1 KR 100674075 B1 KR100674075 B1 KR 100674075B1 KR 1020050001622 A KR1020050001622 A KR 1020050001622A KR 20050001622 A KR20050001622 A KR 20050001622A KR 100674075 B1 KR100674075 B1 KR 100674075B1
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polymer
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resistor
formula
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존디. 서머스
토마스이. 두이버
쳉-청 첸
친 팡
존제이. 펠텐
Original Assignee
이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Publication date
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Abstract

250 ℃ 초과의 유리전이온도 및 2% 이하의 수분 흡수율을 가지는 고분자; 1종 이상의 금속 또는 금속 화합물; 및 유기 용매를 포함하는 조성물. 고분자는 1종 이상의 가교제와 가교할 수 있는 사이트를 임의로 포함할 수 있다. 조성물은 저항기, 분리성 또는 평면형 콘덴서, 전도성 접착제, 및 전기 및 열 전도체와 같은 전기 부품을 생산하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 250 ℃ 초과의 유리전이온도 및 2% 이하의 수분 흡수율을 가지는 고분자, 및 유기용매를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 이들 조성물은 또한 밀봉제 및 집적회로 패키징 재료와 같은 다수의 전자 응용분야에 사용될 수 있다.
수분 흡수율, 밀봉제, 패키징 재료, 콘덴서, 전도성 접착제, 전도체

Description

고분자를 포함하는 첨단재료용 조성물{COMPOSITIONS WITH POLYMERS FOR ADVANCED MATERTIALS}
본 발명은 조성물, 및 첨단 재료를 제조하기 위한 그러한 조성물의 용도에 관한 것이다. 특히, 본 조성물은 전자 장치 구조의 제조 및 기타 전자 응용 분야에서 이용된다.
전자회로는 저항기, 콘덴서, 인덕터, 전기 전도체, 열 전도체, 접착제 및 밀봉제와 같은 다수의 전자 부품을 필요로 한다. 스크린 또는 스텐실 프린팅 기법을 사용하여 소위 고분자 후막 페이스트를 가공함으로써, 또는 적당한 조성물을 스핀 코팅 또는 캐스팅함으로써 세라믹 또는 고분자 재료로 이들 부품을 제조할 수 있다. 세라믹 페이스트를 일반적으로 세라믹 기판상에 프린트하고 이어서 노(爐)에서 900 ℃ 이상의 높은 온도로 소성하여 세라믹 소자를 생성시킨다. 세라믹 페이스트에 대한 결합제는 유리로서, 본 조성물에 사용되는 기능성 충진제를 밀봉한다. 고분자계 재료는 일반적으로 열가소성 또는 열경화성 고분자 재료를 포함하는 유기 기판상에 프린트된다. 이들 고분자계 판은 일반적으로 열산화 및 치수 안정성을 유지하기 위해 200 ℃ 내지 300 ℃ 미만의 온도로 가공하는 것이 필요하다. 고분자 전자 부품을 위한 결합제는 일반적으로 열경화성 에폭시 및 페놀 고분자이다.
최근 경향은 수동형 전자 부품 (수동소자)을 프린트된 회로판, 특히 FR4판에 내장하거나 집적하는 것이다. 내장된 수동소자는 회로 크기 및 가격을 낮추고 층의 수를 줄이며 고주파수 성능을 향상시키고 솔더 연결부를 제거하여 신뢰도를 높이며, 소형 전자 장치의 기능을 향상시킬 가능성을 가진다. 그러나, 하나 이상의 결함있는 내장된 수동 부품이 있을 수 있는 다층 회로판을 재가공하는 데는 선택에 제한이 있으므로, 내장된 수동소자들은 고성능 기준을 충족시켜야하고 고수율로 제조되어야 한다. 따라서, 수동소자, 특히 저항기, 콘덴서 및 인덕터가 장착된 표면에서 내장된 수동소자로의 이동에는 큰 기술적, 경제적 장애가 있다.
고분자 후막 (PTF) 저항기 조성물은 전자 응용 분야에서 저항성 소자를 형성하기 위해 사용되는 스크린가능 액체 또는 페이스트이다. PTF 저항기 조성물은 결합제 시스템, 전도성 재료 (일반적으로 미세 분말 형태) 및 적당한 유기 용매를 포함한다. 현재, 시판되는 PTF 저항기 페이스트의 대부분은 탄소 또는 흑연 분말을 전도성 상으로 갖는 열경화성 또는 열가소성 수지 페이스트 형태이다. 탄소 함유 PTF 저항기 페이스트는 스크린 프린팅, 스텐실 프린팅 또는 기타 기법을 이용하여 적당한 기판상에 적용될 수 있다. 건조 공정 후, 프린트된 페이스트는 비교적 저온에서 경화된다. 경화된 고분자 결합제는 수축하여 전도성 입자들을 서로 스퀴지함으로써 입자들간에 전기 전도성이 생기게 한다. 시스템의 저항은 고분자 결합제에 혼입된 재료의 저항 뿐 아니라 그들의 입자 크기 및 부하에도 의존한다.
PTF 저항기의 저항은 전도성 입자 사이의 거리에 매우 크게 의존한다. 그 결과, PTF 저항기는 고온 및 고습도 환경에서 저항에 별 변화가 없는 안정성이 필요하다. PTF 저항기의 안정성은 85 ℃ 및 85% 상대 습도 가속화 열화, 열 순환 동작 및 솔더 노출에 대한 저항성의 환경을 비롯한 몇 가지 알려진 시험 측정법으로 측정할 수 있다. 고성능 PTF 저항기는 이들 시험 후에, 저항 변화가 있다 하더라도 실질적으로 거의 저항 변화를 나타내지 않을 것이다.
PTF 재료는 웨이브 솔더 또는 리플로우 솔더 조작에서 솔더에 다중 노출될 수도 있다. 이들 열 편위 역시 기존 PTF 저항기에 대한, 특히 구리상에 직접 프린팅되는 경우에 불안정의 원인이 된다.
자이 (Xi) 등에게 허여된 미국 특허 제5,980,785호는 고용융 금속, 저용융 금속, 고분자 결합제 시스템, 및 용매를 함유하는 PTF 저항기 조성물에 대해 기술한다. 바람직한 고분자 결합 시스템은 에폭시계 시스템이다. 언급하였듯이, 저항의 열계수 (TCR)는 결합제의 열팽창에 의존되고, 대부분의 응용에서 낮은 TCR이 필요하다.
많은 현재의 저항기 조성물이 구리에 열악한 접착성을 나타내므로 저항기 페이스트의 스크린 프린팅 이전에 구리 전도체 잔류물을 예비 처리할 필요가 있다. 구리 표면을 패시베이션함으로써 구리 표면 산화의 문제점을 방지하는데 현재 고가의 은 침지 공정이 이용된다. 이런 추가 공정 단계에는 시간이 소요되고 비용이 든다. 그 결과, 구리 표면의 초기 패시베이션을 필요로하지 않는 저항기 조성물의 개발이 필요하다.
그러하기에, 본 발명의 목적은 구리 표면의 초기 패시베이션을 필요로하지 않고, 구리 표면에 접착하며, 85 ℃ 및 85% 상대 습도 가속화 열화, 열 순환 동작 및 솔더 노출에 대한 저항의 시험 환경에서 여전히 안정성을 부여하는 저항기 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 더 추가적인 목적은 저온 저항 계수를 갖도록 고안된 전도성 상을 제공하는 것이다.
<발명의 요약>
본 발명은 250 ℃ 초과의 유리전이온도, 2% 이하의 수분 흡수율을 가지는 고분자, 1종 이상의 금속 또는 금속 화합물, 및 유기 용매를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 고분자는 임의적으로 1 종 이상의 가교제와 가교할 수 있는 사이트를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 250 ℃ 초과의 유리전이온도, 2% 이하의 수분 흡수율을 가지고 약 20 내지 65 ppm/℃로 열 팽창을 하는 고분자 및 유기 용매를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 많은 조성물의 경화 온도가 180 ℃ 미만일 것이다.
본 발명은 또한 250 ℃ 초과의 유리전이온도, 2% 이하의 수분 흡수율을 가지는 고분자, 1종 이상의 금속 또는 금속 화합물, 및 유기 용매를 혼합하여 미경화된 조성물을 제공하는 단계; 미경화된 조성물을 기판에 도포하는 단계; 및 도포된 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는 전자 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기 고분자를 함유하는 본 발명의 조성물은 저항기, 분리성 또는 평면형 콘덴서, 인덕터, 및 전기 및 열 전도체와 같은 전자 부품을 생산하는데 사용될 수 있다. 본 조성물은 또한 밀봉제, 전도성 접착제 및 집적 회로 패키징 재료와 같은 다수의 전자 응용 분야에 사용될 수 있다.
본 발명은 250 ℃ 초과의 유리전이온도, 2% 이하의 수분 흡수율을 가지고, 약 20 내지 65 ppm/℃로 열팽창하는 고분자, 1 종 이상의 금속 또는 금속 화합물, 및 유기 용매를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 수분 흡수량은 당업자에게 공지된 방법인 ASTM D-570에 의해 측정한다. "유리 전이 온도"라는 용어는 고분자 화학 분야에서 평균 지식을 지닌 자가 쉽게 이해할 수 있고, 공지된 절차로 측정할 수 있다.
출원인들은 또한 290 ℃를 넘거나 310 ℃를 넘는 유리 전이 온도를 갖는 고분자가 경화 조성물, 즉, 바람직한 특성을 갖는 재료를 제공하는 경향이 있음을 발견하였다.
출원인들은 또한 1.5% 이하, 또는 1% 이하의 수분 흡수율을 가지는 조성물에 사용되는 고분자가 바람직한 특성을 갖는 경화 재료를 제공하는 경향이 있음을 발견하였다.
일부 응용 분야에서 본 발명의 조성물에 가교가능 고분자를 사용하는 것이 대응하는 가교불가능 고분자에 비해 중요한 성능상 이점을 제공할 수 있다. 고분자가 열 경화 동안 가교제과 가교하는 능력은 향상된 열 및 습도 저항성을 갖는 전자 코팅을 제공할 수 있다. 생성된 가교된 고분자는 결합제 매트릭스를 안정화시키거나 Tg를 상승시키거나 화학 저항성을 증가시키거나 경화된 코팅 조성물의 열 안 정성을 증가시킬 수 있다. 또한 가교 기능성이 없는 고분자에 비해 약간 낮은 Tg, 또는 약간 높은 습기 흡수율이 허용된다.
가교가능 고분자와 함께 이용될 수 있는 열 가교제의 예는 블로킹된 이소시아네이트 제제 및 폴리히드록시스티렌과 같은 히드록실-캡핑제 (capping agent), 노볼락 수지, 비스-페놀, 디아민 및 크레졸 포름알데히드 수지를 포함한다. 바람직한 가교제는 비스페놀 에폭시 수지, 페놀 및 방향족 탄화수소의 에폭시화 공고분자, 에피클로로히드린 및 페놀 포름알데히드의 고분자, 및 1,1,1-트리스(p-히드록시페닐)에탄 트리글리시딜 에테르로 이루어진 군에서 선택된다.
일 실시태양에서, 본 조성물은 폴리노르보르넨 (PNB), 폴리아릴레이트 (PA), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 고분자를 포함할 것이다. 바람직하게는, 본 조성물에 사용되는 PNB 고분자 또는 PA 고분자는 1% 이하로 물을 흡수할 것이다.
또 다른 실시태양에서, 본 조성물은 290 ℃ 초과의 유리 전이 온도, 1% 이하의 수분 흡수율을 가지는 PNB 고분자 또는 PA 고분자를 포함할 것이다.
본 발명의 조성물은 하기 화학식 1의 분자 유닛으로 묘사된 것처럼 가교가능 사이트를 갖지 않는 PNB 고분자를 포함할 수 있다.
Figure 112005000946154-pat00001
상기 식에서, R1은 수소 및 C1-C10 알킬에서 독립적으로 선택된다. "알킬"이라는 용어는 선형, 분지형 또는 환형인 1 내지 10 개의 탄소를 갖는 알킬기를 포함한다. 알킬기의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필 및 부틸을 포함한다.
본 발명의 조성물은 또한 하기 화학식 2의 분자 유닛으로 묘사된 것처럼 가교가능 사이트를 갖는 PNB 고분자를 포함할 수 있다.
Figure 112005000946154-pat00002
상기 식에서 R2는 가교 또는 네트워크 형성 반응에 참여할 수 있는 측기이다. 예로는 에폭시드, 알콜, 실릴 에테르, 카르복실산, t-부틸 에스테르와 같은 에스테르, 무수물이 포함되고 PNB 고분자에서 화학식 2:화학식 1의 분자 유닛의 몰 비는 0 초과 내지 약 0.4, 또는 0 초과 내지 약 0.2이다. PNB 고분자에서의 가교가능 에폭시기는 조성물이 경화됨에 따라 본 발명의 조성물에서 고분자가 1 종 이상의 가교제와 가교할 수 있는 사이트를 제공한다. PNB 고분자상의 단지 소량의 가교가능 사이트만이 경화된 재료에서 향상될 필요가 있다. 예를 들어, 본 조성물은 상기 정의된 몰비가 0 초과 내지 약 0.1인 PNB 고분자를 포함할 수 있다.
출원인들은 또한 조성물에 가교가능 PNB 고분자를 이용하는 것이 대응하는 가교불가능 PNB 고분자에 비해 중요한 기능상 이점을 제공함을 발견하였다. PNB 고분자가 열 경화 동안 가교제와 가교하는 능력은 향상된 열 및 습도 저항성을 지닌 전자 코팅을 제공할 수 있다. 생성된 가교된 고분자는 결합제 매트릭스를 안정화시키거나, Tg를 높이거나 화학 저항성을 증가시키거나 경화된 코팅 조성물의 열 안정성을 증가시킬 수 있다.
본 조성물은 유기 용매를 포함한다. 유기 용매는 고분자와 함께 조성물의 미세하게 나누어진 고체를 분산시키는 역할을 한다. 따라서, 유기 용매는 고체가 적당한 정도의 안정성을 지니면서 분산가능한 것이어야 한다. 또한, 용매는 충분히 높은 끓는점을 가져 분산액에 양호한 스크리닝 도포성을 제공해야 한다.
출원인들은 특정 유기 용매가 특히 본 발명의 조성물에 적합하다고 결론지었다. 용매의 예는 에테르 알콜, 시클릭 알콜, 에테르 아세테이트, 에테르, 아세테이트, 시클릭 락톤 및 방향족 에스테르로 이루어진 군에서 선택된다. 용매의 선택은 부분적으로 조성물에 사용되는 고분자에 의존할 것이다. 일반적으로, 조성물중의 고분자가 주로 PNB이면 도와놀 (Dowanol) (등록상표) PPH가 바람직한 용매이고, 조성물중의 고분자가 주로 PA이면 메틸 벤조에이트가 바람직한 용매이다. 물론, 상기 용매의 임의의 혼합물 역시 본 발명의 조성물에 이용될 수 있다.
대부분의 후막 조성물은 스크린 프린팅, 스텐실 프린팅, 디스펜싱, 사진형상화 (photoimaged)되거나 아니면 미리 형성된 패턴에의 닥터 블레이딩, 또는 당업계에 공지된 기타 기법에 의해 기판에 도포될 수 있다. 이들 조성물은 프레싱, 적층, 압출, 성형 등을 비롯하여 복합재 산업에 사용되는 기타 임의의 기법에 의해 형성될 수도 있다. 그러나, 대부분의 후막 조성물은 스크린 프린팅에 의해 기판에 도포된다. 따라서, 이들은 스크린을 용이하게 통과할 수 있도록 적당한 점성을 지녀야 한다. 또한, 이들은 스크리닝된 후 신속하게 고정됨으로써 양호한 분리성을 제공하도록 요변성이어야 한다. 유동학적 특성이 중요하긴 하지만, 유기 용매는 또한 고체 및 기판의 적당한 젖음성 (wettability), 양호한 건조 속도, 및 거칠게 다루어도 충분히 견딜 수 있는 건조 필름 강도를 제공해야 한다.
대류 가열, 강제 공기 대류 가열, 증기상 응축 가열, 전도 가열, 적외선 가열, 유도 가열 또는 당업계에 알려진 기타 기술을 포함하는 임의의 수의 표준 경화방법에 의하여 페이스트 또는 액체 조성물의 경화를 수행한다.
고분자가 본 발명의 조성물에 제공하는 한 이점으로 상대적으로 낮은 경화 온도가 있다. 조성물의 다수가 적당한 시간 동안 180℃미만의 온도로 경화될 수 있다.
여기서, 180℃는 경화 프로파일에 다다를 수 있는 최대 온도가 아니라는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 또한, 단시간 적외선 경화로써 약 270℃까지의 피크 온도를 사용하여 조성물을 경화할 수 있다. 용어 "단시간 적외선 경화"란 경화 프로파일에 5분 내지 30분 시간 동안 고온 스파이크(spike)를 제공하는 것을 지칭한다. 온도 스파이크는 경화 프로파일에서 사용된 평균 온도보다 약 40℃ 내지 약 120℃ 더 높다.
전자 코팅 응용을 위한 상이한 코팅 조성물은 필요한 전기적, 열적, 또는 절연체 성질을 얻게 하기 위하여 상이한 기능 충전제를 필요로 한다. 저항기 및 전 도체용 기능 충전제는 1종 이상의 금속 또는 금속 화합물, 예를 들어 산화루테늄 및 본원에서 전체가 참고로 혼입되어 인용되는 미국 특허 제4,814,107에서 설명된 기타 저항기 재료를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
용어 "금속 화합물"은 2개 이상의 금속의 혼합물 또는 IIIA, IVA, VA, VIA 또는 VIIA족의 원소와 1종 이상의 금속과의 혼합물로 정의된다. 특히, 본 발명의 조성물에서는 금속산화물, 금속 탄화물, 금속질화물 및 금속 붕화물을 포함하는 금속 화합물을 사용할 수 있다.
콘덴서용 기능 충전제로서 바륨 티타네이트, 납 마그네슘 니오베이트 및 산화티타늄을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 밀봉제용 기능 충전제로서 발연 실리카, 알루미나, 및 산화티타늄을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 밀봉제 조성물을, 사용되는 유기 결합제계만으로 채우지 않을 수 있는데, 이는 밀봉된 부품을 점검하기 더 용이하게 하는 투명한 코팅을 제공하는 이점을 갖고 있다. 열적 전도성 코팅을 위한 기능 충전제는 질화바륨, 그라파이트, 산화베릴륨, 은, 동, 및 다이아몬드를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
PTF 재료는 상업적 제품, 특히 가요성 멤브레인 스위치, 터치 키보드, 자동차 부품 및 텔레커뮤니케이션에서 넓게 호평을 받아왔다. 이들 조성물은 고분자성 결합제 내에 분산된 저항성 충전제 재료를 함유한다. 조성물을 상대적으로 저온에서, 즉 조성물 내에서 용매를 제거하고 고분자 결합제 시스템을 경화하기 위해 요구되는 온도에서 가공될 수 있다. 얻어지는 저항기에 요구되는 실제 저항/전도도는 전자 용도에 따라 달라질 것이다.
저항 소자는 대개 PTF 조성물 또는 잉크를 패턴의 시트 위로 프린팅하여 제조된다. 시트에 걸쳐 균일한 저항을 갖는 것이 중요하다. 즉, 시트의 한측상의 소자의 저항이 대향측의 소자의 저항과 동일해야 한다. 저항에서의 값이 변화되면 수율을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 저항 소자는 조성 및 기능적으로 안정해야 한다. 명백하게, 저항기에서 가장 중요한 성질은 시간이 지나도 그리고 특정한 환경적 응력 하에서의 안정성이다. PTF 저항기의 저항이 전자 소자의 시간 또는 수명에 걸쳐 변하는 정도는 성능에 있어서 결정적일 수 있다. 또한, PTF 저항기가 프린팅된 회로판에서 내부층이 적층되고 그리고 여러번 솔더 노출되기 때문에, 열적 안정성이 필요하다. 저항에서의 약간의 변화가 인용될 수 있다 해도 일반적으로 저항 변화가 5% 미만일 것이 요구된다.
기능 충전제, 즉 경화된 PTF 저항기의 저항재료의 부피의 변화 또는 공간의 변화 때문에 저항이 변할 수 있다. 부피 변화의 정도를 최소화하기 위해, 고분자는 낮은 수분 흡수율을 가져야 하고, 그래서 경화된 고분자 결합제가 고다습 환경에 노출되어도 팽윤되지 않아야 한다. 그렇지 않으면, 저항기 입자의 공간이 변화하여 저항의 변화를 초래할 수 있다.
저항기는 전자 소자가 겪게될 온도 범위 내에서 온도에 따른 저항의 변화가 거의 없을 필요가 있다. 저항의 열계수는 낮아야 하고, 일반적으로 200ppm/℃ 미만이어야 한다.
본 발명의 조성물은 특히 고분자 후막(PTF) 저항기를 제공하는 데 특히 적합 하다. 상기 조성물로부터 만들어진 PTF 저항기는 예외적인 저항 성질을 보여주고, 상대적으로 고다습 환경에서조차 열적으로 안정하다. 예를 들어, 다수의 PTF 저항기에서의 저항의 변화가 약 10%를 초과하지 않는다. 대부분의 PTF 저항기에서는 저항의 변화가 약 5%를 초과하지 않는다. 열 및 습기로 인한 저항의 변화를 미약하게 하기 위하여 고분자는 상대적으로 높은 Tg 및 상대적으로 낮은 습도 흡수율의 특징을 갖고 있다. 본 출원인들은, 또한 2% 이하, 바람직하게는 1.5% 이하, 더 바람직하게는 1% 이하의 낮은 수분 흡수율을 갖는 가교가능한, 고 Tg 고분자를 사용함으로써 가장 안정한 고분자 매트릭스를 얻었음을 결론지었다.
유용할 것으로 여겨지는 추가적 접근으로는 기능 충전제를 폴리이미드 용액과 충전제를 조합하기 이전에 표면제로 처리하는 것이다. 실란제, γ-아미노프로필트리메톡시실란이 본 발명의 PTF 저항기 조성물에 사용되는 금속 산화물 기능 충전제의 처리에 특히 유용한 것으로 밝혀졌다. 실란이 산화물 표면과 반응하여 공유결합을 형성하다고 여겨지고, 아미노 측기가 가교제와 반응한다고 여겨진다. 실란제는 경화된 재료에서 고분자성 결합제의 가교화를 유효하게 증가시켜, PTF 저항기 내의 입자 성분을 안정화시킨다. 이 결과로 열적 및 고습도 열화(aging) 및 가속화된 시험 동안에 개선된 성능을 갖는 PTF 저항기가 얻어진다. 또한 실란제로 표면 처리하여 폴리이미드 용액 내의 기능 충전제의 분산을 개선시킬 수 있다. 티타네이트도 PTF 저항기의 성질을 향상시키는 표면제로 사용될 수 있다.
본 발명의 액체 또는 페이스트 조성물은 추가로 1종 이상의 금속 부착제를 포함할 수 있다. 바람직한 금속 부착제는 폴리히드록시페닐에테르, 폴리벤즈이미 다졸, 폴리에테르이미드 및 폴리아미드이미드로 이루어진 군에서 선택된다.
PTF 저항기에 대하여 페녹시 수지 PKHH, 폴리히드록시페닐 에테르의 첨가가 화학적으로 세정한 구리에의 부착을 개선시킨다는 것이 발견되었다. 이는 솔더 노출 및 가속화된 열적 열화에 대한 PTF 저항기의 성능을 크게 개선하는 것으로 알려졌다. -25℃에서 125℃로의 열적 순환 및 85℃/85% RH 열적 순환 성능이 현저히 향상되었다. 사실상, PNB 및 PA 고분자 및 페녹시 수지와의 조합은 PTF 저항기의 부착성능을, 고가인 구리의 다단계 침지 은(silver) 처리가 더 이상 필요하지 않을정도로 크게 향상시켰다. 또한, 부착 촉진제, 2-메르캅토벤즈이미다졸(2-MB)이 솔더 노출에 대한 PTF 저항기의 안정성을, 특히 기능 충전제가 많이 로딩되었을 때, 약간 향상시키는 것이 발견되었다.
PNB 및 PA 고분자를 용액 중에 금속 및 금속 화합물 없이 제공할 수 있고, 밀봉제 또는 IC 및 웨이퍼-수준 패키징에서 반도체 응력 버퍼, 상호연결용(interconnect) 유전체, 보호용 오버코트(예를 들어 긁힘 보호, 패시베이션, 에칭 마스크 등), 본드 패드 재배선층(bond pad redistribution) 및 솔더 범프 언더필 (solder bump underfill)로서 제공될 수 있다. 이 조성물에 의하여 제공되는 한 가지 이점은 180℃ 미만의 낮은 경화 온도, 또는 단시간 적외선 경화로써 270℃의 최고 온도에서의 짧은 지속 시간이다. 현 패키징은 약 300℃±25℃의 경화 온도를 필요로 한다.
본 발명의 이점은 다음의 실시예에서 설명된다.
본 발명의 조성물, 비교예에서의 제조 및 시험에서 사용되는 가공 및 시험 과정은 다음과 같이 제공된다.
3 롤 밀링
3-롤 밀을 일반적으로 <5μ의 분말도(FOG)의 페이스트를 분쇄하는 데에 사용하였다. 시작하기 전에 간격을 1 mil로 조절하였다. 페이스트는, FOG가 <5μ일 때까지 0, 50, 100, 150, 200, 250 psi에서 통상적으로 3회 롤 밀링하였다. 분말도는 페이스트 입자 크기의 척도이다. 페이스트의 샘플 소량을 분쇄 게이지의 상부 (25μ 마크)에 두었다. 페이스트를 금속 스퀴지(squeegee)로써 분쇄 게이지의 길이 아래로 밀어 내렸다. FOG를 x/y로 보고하였으며, 여기서 x는 4이상의 연속 스트리크가 분쇄 게이지 상에서 시작하는 입자의 크기(미크론)이고, y는 페이스트의 평균 입자 크기(미크론)이다.
스크린 프린팅
230 또는 280 메쉬 스크린 및 70 듀로미터 스퀴지를 스크린 프린팅을 위해 사용하였다. 스크린과 기판 표면간의 스냅-오프(snap-off) 거리가 8 in ×10 in 스크린에 대하여 전형적으로 35 mil가 되도록 프린터를 설치했다. 다운스톱(스퀴징 왕복운동을 아래 위로 하는 기계적 한계)를 5mil로 미리 설정하였다. 사용된 스퀴지 속도는 대표적으로 1 in/초이고, 프린트-프린트 모드 (스퀴지가 한번은 앞으로 한 번은 뒤로 두차례 움직임)가 사용되었다. 페이스트 당 최소 20 견본을 프린팅하였다. 페이스트에 대한 모든 기판을 프린팅한 후, 최소 10분 동안 차분히 두었고(공기 버블이 날아가도록), 다음에 강제 통풍식 오븐 내에서 1시간 동안 170℃에서 경화하였다.
솔더 부동(浮動) 실험(solder float)
샘플을 60/40 주석/납 솔더 내에서 3×10초 동안 솔더 부동화시키고, 솔더 노출 사이에 최소 3분간 샘플이 실온에 가깝게 냉각하였다.
85℃/85% RH 시험
커버 코팅하지 않은 최소 세 표본을 85℃/85% RH 챔버에 두고 85℃/85 RH에서 125, 250, 375 및 500시간 열화시켰다. 노출 시간이 완료된 후에, 샘플을 챔버로부터 제거하고, 철사솔로 구리 납(copper lead)로부터 산화물을 제거하고 저항을 바로 측정하였다.
열 순환
커버 코팅하지 않은 경화된 저항기의 샘플을 10℃/min의 가열 및 냉각 속도로 150 내지 200 사이클 동안 -25℃에서 125℃까지 열순환받게 하고, 샘플을 최종 온도에서 30분간 유지시켰다.
ESD
5,000 볼트에서 5 샷(shot) 및 2,000 볼트에서 10 샷 후에, 저항 변화를 측정하였다.
TCR
TCR(저항 열계수, thermal coefficient of resistance)을, 125℃에서 고온 TCR(HTCR) 및 -40℃에서 저온 TCR(CTCR)에 대해 ppm/℃로 측정 및 기록하였다.
각 샘플 마다 최소 3개의 표본(각 샘플마다 8 저항기를 포함)을 사용하였다. 자동화된 TCR이 결과를 평균하였다.
고분자 필름 수분 흡수 시험
이들은 ASTM D570 법에 의하여 결정된 고분자에 대한 기록된 값들이다.
아래의 조성은 각 사용된 성분마다 중량%로 기술하였다. 다음의 용어집은 각 사용된 성분에 대하여 약어 및 이름의 목록을 포함하고 있다.
PNB 용액: 프로메루스(Promerus)로부터 입수한, 도와놀(등록상표) PPH 중에 20% 고체로 있는 폴리노르보르넨 어피어-3000B(Appear-3000B).
에폭시-PNB 용액: 프로메루스로부터 입수한, 베타-테르피네올 중에 30% 고체로 있는 에폭시 함유 폴리노르보르넨.
페녹시 수지 PKHH 용액: 인켐 코프.(InChem Corp.)로부터 입수한, 70/30 도와놀 DPM/디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트 중에 23.89% 고체로 용해되어 있는 폴리히드록시페닐 에테르.
아리라이트TM(AryLite) A1000: 페라니아(Ferrania)로부터 입수한, Tg 325℃ 및 0.3% 수분 흡수율을 갖는 폴리아릴레이트.
어피어TM(Appear)-3000B: Tg가 330℃이고 0.03% 수분 흡수율을 갖는, 프로메루스로부터 입수한 폴리노르보르넨.
우델(Udel)(등록상표): 1.3% 수분 흡수율 및 Tg 190℃인 폴리술폰.
라델(Radel)(등록상표) R-5000: 비스페놀 A 및 디클로로디페닐술폰을 기재로 한 폴리페닐술폰: 고분자는 Tg 220℃ 및 1.1% 수분 흡수율을 가짐.
토를론(Torlon)(등록상표): NMP 중의 20% 용액으로 있는 트리멜리트산 무수물 및 벤지딘의 폴리아미드이미드; 고분자는 300℃의 Tg 및 2.5% 수분 흡수율을 가짐.
렉산(Lexan)(등록상표): GE로부터 입수한 비스페놀 A를 기재로 한 폴리카보네이트.
PHS: 듀폰 일렉트로닉 폴리머스(DuPont Electronic Polymers)로부터 입수한 폴리히드록시스티렌.
2-에틸-4-메틸이미다졸 알드리치로부터의 에폭시 반응용 촉매
2-메르캅토벤즈이미다졸(2-MB) 알드리치로부터의 부착 촉진제
루테늄 디옥사이드 (P2456) 듀폰에서 제조된 저항기 물질
미세회로 물질, 표면적 12 m2/g
비스무트 루테네이트(P2280) 듀폰에서 제조된 저항기 물질
미세회로 물질, 표면적 9-10 m2/g
은(P3023) 듀폰에서 제조된 저항기 물질
미세회로 물질, 표면적 2.2-2.8 m2/g
알루미나(R0127) 비전기 전도성 충전제; 표면적 7.4-10.5 m2/g
티탄산바륨(Z9500) 페로로부터의 콘덴서 물질, 표면적 3.6 m2/g, 평균 입자 크기 1.2 미크론
질화알루미늄 알파 에이사(Alfa Aesar)로부터의 열전도성 물질, 4 미크론 미만의 평균 입자 크기
발연 실리카(R972) 데구사로부터의 점도 조절제, 표면적: 90 - 130 m2/g
흑연(HPN-10) 딕손 티콘데로가 캄파니(Dixon Ticonderoga Co.)로부터의 천연 흑연, 표면적 0.5 m2/g
실시예
실시예 1 및 2
PNB 고분자를 갖는 실시예 1의 조성물 및 PA 고분자를 갖는 실시예 2의 조성물을 사용해 PTF 저항기를 제조했다. 상기 PNB 고분자 및 PA 고분자는 둘 다 낮은 수분 흡수율 및 높은 Tg를 갖는다. 생성되는 PTF 저항기는 230℃에서 우수한 솔더 플로우트(solder float) 및 85℃/85% RH에서 우수한 시험 결과를 나타낸다.
고분자 실시예
1 2
어피어TM 3000-B 10
아릴라이트TM A100 10
루테늄 디옥사이드 분말 21.6 21.6
비스무트 루테네이트 분말 15.7 15.7
은 분말 5.0 5.0
알루미나 4.5 4.5
도와놀 PPH 56
BLO 56
실시예 Tg %H2O 저항 변화 퍼센트
(℃) 흡수율 솔더 플로우트(3 x 10초) 85℃/85% RH
230℃ 260℃ 288℃ (500시간)
1 330 0.03 -0.9 28.4 205 +1.8
2 325 0.4 -1.5 32.9 -- -3.4
실시예 3
가교결합가능한 에폭시 사이트를 갖는 PNB 고분자를 사용해 PTF 저항기 조성물을 제조했다. 위 조성물은 또한 상기 고분자 상의 에폭시 사이트와 반응하는 PHS 및 부착 촉진성 페녹시 수지를 함유한다. 저항기 페이스트를 화학적으로 세정된 구리에 직접, 즉 도체의 은 침지에 의한 예비처리 없이 프린팅했다. PTF 저항기 조성물을 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 중량%
루테늄 디옥사이드 분말 27.46
비스무트 루테네이트 분말 19.89
은 분말 6.44
알루미나 분말 5.76
에폭시-PNB 5.76
페녹시 수지 PKHH 4.75
PHS 3.28
2-에틸-4-메틸이미다졸 0.11
베타-테르피네올 26.55
각각 0, 50, 100, 200, 250 및 300 psi에서 3 회(pass) 그리고 1 mil 간격으로 위 혼합물을 롤 밀링하여 5/2 미크론의 분말도(fineness of grind)를 얻었다. 사전에 화학적 세척 과정을 받지 않은 40 및 60 mil 저항기 패턴의 FR-4 기판 상에 10 psi 스퀴지(squeezee) 압력 하에서, 280 메쉬 스크린 및 70 듀로메터 스퀴지를 사용해 페이스트를 스크린 프린팅했다. 시료를 170℃ 하 강제 통풍식 오븐(forced-draft oven)에서 1시간 동안 베이킹하였다. 경화된 저항기의 특성을 아래에 제공했다. 솔더 플로우트 시험 결과의 개선이 관찰됐다.
저항(오움/스퀘어) 198
두께(미크론) 8.1
HTCR(ppm/℃) 149
CTCR(ppm/℃) 241
하기 처리후의 40 mil 저항기의 저항 변화 퍼센트
288℃ 솔더 (세번의 10초 플로우트) 2.4
85℃/85% RH에서 500 시간 -3.1
열 순환(-25℃ 내지 125℃) -2.2
ESD(5,000v에서 5 펄스) -0.12
실시예 4
비가교성 PNB 고분자를 사용해 PTF 저항기 조성물을 제조했다. 저항기 페이스트를 도체 패턴의 은 침지에 의한 예비처리 없이 화학적으로 세정된 구리에 직접 프린팅했다. 위 조성물은 우수한 저항 특성을 제공했다. PTF 저항기 조성물을 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 중량%
루테늄 디옥사이드 분말 38.99
비스무트 루테네이트 분말 28.28
은 분말 9.07
알루미나 분말 8.08
PNB 용액 11.63
페녹시 수지 PKHH 용액 3.91
2-MB(NMP 중 10% 고형물) 0.04
각각 0, 50, 100, 200, 250 및 300 psi에서 3회 그리고 1 mil 간격으로 위 혼합물을 롤 밀링하여 5/2 미크론의 분말도를 얻었다. 40 및 60 mil 저항기 패턴 을 갖는 화학적으로 세정된 FR-4 기판 상에 10 psi 스퀴지 압력 하에서, 280 메쉬 스크린 및 70 듀로메터 스퀴지를 사용해 페이스트를 스크린 프린팅했다. 시료를 170℃ 하 강제 통풍식 오븐에서 1시간 동안 베이킹하였다. 경화된 저항기의 특성은 다음과 같았다(임의의 잔존 용매를 확실히 제거하기 위해 TCR 측정용 시료를 먼저 열 충돌시켰다).
저항(오움/스퀘어) 90
두께(미크론) 11.5
HTCR(ppm/℃) -156
CTCR(ppm/℃) 172
하기 처리후의 40 mil 저항기의 저항 변화 퍼센트
288℃ 솔더 (세번의 10초 플로우트) 10.1
85℃/85% RH에서 500 시간 2.1
열 순환(-25℃ 내지 125℃) 2.1
ESD(5,000v에서 5 펄스) -0.02
실시예 5
PNB 고분자를 사용해 흑연 함유 PTF 저항기 조성물을 제조했다. 저항기 페이스트를 도체 패턴의 은 침지 예비처리 없이 화학적으로 세정된 구리에 직접 프린팅했다. PTF 저항기 조성물을 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 중량%
루테늄 디옥사이드 분말 14.83
비스무트 루테네이트 분말 2.26
은 분말 15.48
흑연 분말 16.13
PNB 용액 27.97
페녹시 수지 PKHH 용액 14.03
도와놀(등록상표) PPH 9.30
각각 0, 50, 100, 200, 250 및 300 psi에서 3회 그리고 1 mil 간격으로 위 혼합물을 롤 밀링하여 5/2 미크론의 분말도를 얻었다. 40 및 60 mil 저항기 패턴을 갖는 화학적으로 세정된 FR-4 기판 상에 10 psi 스퀴지 압력 하에서, 280 메쉬 스크린 및 70 듀로메터 스퀴지를 사용해 페이스트를 스크린 프린팅했다. 시료를 170℃ 하 강제 통풍식 오븐에서 1시간 동안 베이킹하였다. 경화된 저항기의 특성은 다음과 같았다
저항(오움/스퀘어) 25.4
두께(미크론) 15.3
비교 실시예 1 내지 4
몇 몇 시판되는 열가소성 고분자계를 평가해 저항기 PTF 조성물에서의 성능을 검토했다. 이들 조성물은 열가교제 또는 부착 촉진 수지를 함유하지 않았다. 비교예인 PTF 조성물을 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 비교예
1 2 3 4
울템(등록상표) 1000 10
라델(등록상표) R-5000 10
우델(등록상표) 10
렉산(등록상표) 10
루테늄 디옥사이드 분말 21.6 21.6 21.6 21.6
비스무트 루테네이트 분말 15.7 15.7 15.7 15.7
은 분말 5.0 5.0 5.0 5.0
알루미나 분말 4.5 4.5 4.5 4.5
NMP 40 40 40 40
이어서, 화학적으로 세정된 구리 상에 실시예 1에 제공된 절차에 따라 위 조성물을 스크린 프린팅하고, 170℃에서 1시간 동안 경화하고, 실시예 1에서와 같이 시험했다. 조성물을 솔더 플로우트 및 85℃/85% RH 가속화 수명 시험을 위한 PTF 저항기 조성물로 평가했다. ASTM D-570 방법에 의한 평형 수분 흡수 수(equilibrium water uptake number)를 사용했다. 고분자를 평가하고 시험 결과를 아래에 제공했다(큰 저항 변화 퍼센트를 나타냄).
비교 실시예 Tg %H2O 저항 변화 퍼센트
(℃) 흡수율 솔더 플로우트(3 x 10초) 85℃/85%
RH 230℃ (500시간)
1 220 0.8 +30 -5.5
2 220 1.1 +36 -15
3 190 1.3 +42 -12
4 145 0.4 +47 +3.1
상기 데이타가 나타내는 바와 같이, 비교적 낮은 Tg를 갖는 고분자를 사용해 제조된 비교예의 저항기 조성물은 솔더 노출시 열등한 저항 안정성을 갖는다.
비교 실시예 5 및 6
몇 몇 시판되는 열가소성 고분자계를 평가해 저항기 PTF 조성물에서의 성능을 검토했다. 이들 조성물은 열가교제 또는 부착 촉진 수지를 함유하지 않았다. 비교예인 PTF 조성물을 비교 실시예 1 내지 4의 절차에 따라 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 비교 실시예
5 6
셀졸(등록상표) PBI(CM) 10
토를론(Torlon)(등록상표) 10
루테늄 디옥사이드 분말 21.6 21.6
비스무트 루테네이트 분말 15.7 15.7
은 분말 5.0 5.0
알루미나 4.5 4.5
NMP 40 40
비교 실시예 Tg %H2O 저항 변화 퍼센트
(℃) 흡수율 솔더 플로우트(3 x 10초) 85℃/85% RH
230℃ (500시간)
5 400 5.0 -0.6 -28.0
6 300 2.5 -1.6 -18
상기 데이타가 나타내는 바와 같이, 1% 초과의 수분 흡수율을 갖는 고분자를 사용해 제조된 비교예의 저항기 조성물은 85℃/85% RH 시험에서 열등한 저항 안정성을 갖는다.
비교 실시예 7
시판되는 아사히 페이스트 TU-100-8을 화학적으로 세정된 구리 상에 실시예 2에서와 같이 스크린 프린팅하고, 170℃에서 1시간 동안 경화했다. 얻어지는 경화된 저항기의 특성은 다음과 같았다.
저항(오움/스퀘어) 50
두께(미크론) 30
HTCR(ppm/℃) -359
CTCR(ppm/℃) -172
하기 처리후의 40 mil 저항기의 저항 변화 퍼센트
288℃ 솔더 (세번의 10초 플로우트) -10.2
85℃/85% RH에서 500 시간 62
열 순환(-25℃ 내지 125℃) 4.0
ESD(5,000v에서 5 펄스) -2.6
실시예 6
본 실시예는, PTF 콘덴서 조성물을 제조하기 위한 높은 Tg 및 낮은 수분 흡수율의 비가교성 PNB 고분자의 효용을 나타낸다. PTF 콘덴서 조성물을 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 중량%
티탄산바륨 분말 58.02
PNB 용액 23.07
페녹시 수지 PKHH 용액 7.54
도와놀(등록상표) PPH 11.37
각각 0, 50, 100, 200, 250 psi에서 1회 이상 그리고 1.0 mil 간격을 사용해 위 혼합물을 롤 밀링하여 5/2 미크론의 분말도를 얻었다. 이어서, 70 듀로메터 스 퀴지의 프린트-프린트 모드에서 AMI 고분자 후막 스크린 프린터를 사용해 유전체를 프린팅했다. 0.4 mil의 유제 두께를 갖는 280 메쉬의 스크린을 영사하여 구리 박(箔)의 처리된 면에 16개의 개개 콘덴서를 프린팅했다. 이어서, 프린트를 80℃에서 5분간 경화했다. 동일한 방법을 사용해 두번째 프린트를 제조했다. 이어서, 구리박 상의 콘덴서를 170℃에서 1시간 동안 경화했다. 구리계의 전도체 페이스트를 경화된 유전체 상에 프린팅하고, 150℃에서 30분간 경화해 상부 전극을 형성하고 하기 특성을 갖는 콘덴서를 얻었다(결과는 16개의 별개 콘덴서를 측정한 값의 평균치임).
Ave 커패시턴스 9.8 nf/in2
Ave 손실 1.2%
평균 두께 1.1 mil
겉보기 K 48
실시예 7
본 실시예는 구리 콘덴서 조성물 상에 PTF 주조물을 제조하기 위한 높은 Tg 및 낮은 수분 흡수율의 비가교성 PNB 고분자의 효용을 나타낸다. PTF 콘덴서 조성물을 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 중량%
티탄산바륨 분말 23.10
PNB 용액 40.72
페녹시 수지 PKHH 용액 20.30
에틸 아세테이트 15.88
코스트 온 구리(cost on copper: COC) 시료 준비를 위해서, 1 mil의 이중 처리된 구리의 1 mil의 닥터 나이프로 분산액을 용액 주조했다. 코팅을 100℃에서 10분간 그리고 170℃에서 1시간 동안 건조했다. 커패시턴스 밀도(C/A)를 결정하기 위해, 1 inch x 1 inch 코팅의 듀폰 CB 200 구리 전도성 페이스트를 상기 COC 시료에 도포하고, 170℃에서 15분간 경화했다. 커패시턴스(구리 패드 상의 상부 프로브, 기저 필름 구리 가장자리 상의 하부 프로브)는 2% 평균 손실을 갖는 3.0 nF/in2으로 측정되었다. 두께는 0.95 mil로 확인되었다. 유전 상수는 1 Hz에서 12.5로 결정되었다.
상기 COC 코팅을 위한 부착 시험을 위해, 1 시트의 3M의 감압 접착제(프로덕트 #8141)를 3 inch x 5 inch의 유리판에 적층했다. 100℃에서 10분간 건조된 COC 코팅의 1 inch 폭의 스트립 몇 개를 상기 감압 접착제에 대하여 코팅면으로 핸드 롤-적층했다. 2 Kg의 셀 용량, 2초간의 지연 시간, 20초의 평균 시간, 12"/분 속도 및 180˚ 각도를 사용해 IMAS SP-2000 박리 시험기로 박리 시험을 하도록 충분히 COC 코팅을 구리로부터 다시 벗겨냈다. 박리 강도는 3.3 pli로 측정되었다.
실시예 8
본 실시예는 PTF 전도체 조성물을 얻기 위한, 페녹시 수지를 갖는 높은 Tg 및 낮은 수분 흡수율의 비가교성 PNB 고분자의 사용을 보여준다. PTF 콘덴서 조성 물을 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 중량%
은 분말 57.22
PNB 용액 23.32
페녹시 수지 PKHH 용액 11.70
도와놀(등록상표) PPH 7.76
위 혼합물을 1.5 mil 간격으로 롤 밀링해 8/5의 분말도를 얻었다. 압력은 200 psi를 넘지 않도록 조절했다. 1000 스퀘어의 나선형 패턴을 0.5 mil의 유제로 230 메쉬의 스크린에 영사했다. 이어서, 70 듀로메터 스퀴지의 프린트-프린트 모드에서 AMI 고분자 후막 스크린 프린터를 사용해 전도체를 프린팅하였다. 전도체 페이스트를 블랭크 세라믹 쿠폰 상에 프린팅하고 170℃에서 1시간, 이어서 200℃에서 2분간 경화했다. 전도체 트레이스의 저항은 38 밀리옴/스퀘어인 것으로 측정되었다.
실시예 9
본 실시예는 밀봉제 조성물을 얻기 위한, 페녹시 수지를 갖는 높은 Tg 및 낮은 수분 흡수율의 비가교성 PNB 고분자의 사용을 나타낸다. 밀봉제 조성물을 하기 성분(그램)으로 제조했다.
성분 중량%
발연 실리카 3.20
PNB 용액 48.78
페녹시 수지 PKHH 용액 31.77
도와놀(등록상표) PPH 16.25
위 혼합물을 0, 50, 100, 200, 250 psi에서 각각 1회 이상 1.0 mil 간격을 사용하여 롤 밀링해 5 미크론 미만의 분말도 갖는 균질한 페이스트를 얻었다. 이어서, 70 듀로메터 스퀴지의 프린트-프린트 모드에서 AMI 고분자 후막 스크린 프린터를 사용해 밀봉제를 프린팅하였다. 1 mil의 유제 두께를 갖는 120 메쉬의 스크린을 영사함으로써, 프린팅 용매를 제거하고 저항기를 덮는 연속적인 고화 고분자 코팅을 형성하기 위해 170℃에서 1시간 프린팅 ㆍ경화되었던 별개의 40 및 60 mil의 저항기 상에서 연속 코팅을 프린팅했다. 코팅은 외관상 흐릿했다. 저항기는 700시간의 85/85 시험 후에 3.7%의 평균 드리프트를 나타냈다.
실시예 10
본 실시예는 밀봉제 조성물을 얻기 위한, 동일한 높은 Tg 및 낮은 수분 흡수율을 가지는 페녹시 수지의 사용을 나타낸다. 밀봉제 조성물을 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 중량%
PNB 용액 11.57
페녹시 수지 PKHH 용액 9.72
도와놀(등록상표) PPH 78.72
상기 성분을 가지고 균일한 용액을 형성하였다. 실시예 7과는 달리, 용액을 롤-밀하지 않았다. 이어서, 70 듀로메터 스퀴지의 프린트-프린트 모드에서 AMI 고분자 후막 스크린 프린터를 사용해 밀봉제를 프린팅하였다. 1 mil의 유제 두께를 갖는 120 메쉬의 스크린을 영사함으로써, 프린팅 용매를 제거하기 위해 170℃에서 1시간 프린팅 ㆍ경화되었던 별개의 40 및 60 mil의 저항기 상에서 연속 코팅을 프린팅했다. 약간 흐릿한, 연속적인 고화된 고분자 코팅을 저항기 위에 형성하였다. 저항기는 700시간의 85/85 시험 후에 4.4%의 평균 드리프트를 나타냈다.
실시예 11
본 실시예는 밀봉제 조성물을 얻기 위한, 동일한 높은 Tg 및 낮은 수분 흡수율을 가지는 페녹시 수지의 사용을 나타낸다. 밀봉제 조성물을 하기 성분(그램)으로부터 제조했다.
성분 중량%
PNB 용액 15.0
도와놀 PPH 85.0
상기 성분을 가지고 균일한 용액을 형성하였다. 실시예 8과는 달리, 용액을 롤-밀하지 않았다. 이어서, 70 듀로메터 스퀴지의 프린트-프린트 모드에서 AMI 고분자 후막 스크린 프린터를 사용해 밀봉제를 프린팅하였다. 1 mil의 유제 두께를 갖는 120 메쉬의 스크린을 영사함으로써, 프린팅 용매를 제거하기 위해 170℃에서 1시간 프린팅 ㆍ경화되었던 별개의 40 및 60 mil의 저항기 상에서 연속 코팅을 프린팅했다. 연속적인 고화된 투명 고분자 코팅을 저항기 위에 형성하였다. 저항기는 700시간의 85/85 시험 후에 -3.1%의 평균 드리프트를 나타냈다.
다음의 논의는 본 발명의 실시태양을 선택하는 것만에 관한 것이고, 상기 개시 내의 어떤 것도 본 발명의 전체 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 정의되어야 한다.
상기 고분자를 함유하는 본 발명의 조성물은 저항기, 분리성 또는 평면형 콘덴서, 인덕터, 및 전기 및 열 전도체와 같은 전자 부품을 생산하는데 사용될 수 있다. 본 조성물은 또한 밀봉제, 전도성 접착제 및 집적 회로 패키징 재료와 같은 다수의 전자 응용 분야에 사용될 수 있다.

Claims (33)

  1. 폴리노르보르넨, 폴리아릴레이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 250 ℃ 초과의 유리전이온도 및 2% 이하의 수분 흡수율을 가진 고분자;
    1종 이상의 금속 또는 금속 화합물; 및
    유기 용매
    를 포함하는 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 유리전이온도가 290 ℃ 초과인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 유리전이온도가 310 ℃ 초과인 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 수분 흡수율이 1% 이하인 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 수분 흡수율이 1% 이하인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 고분자가 화학식 1의 분자 유닛을 포함하는 폴리노르보르넨인 조성물.
    <화학식 1>
    Figure 112006047152773-pat00007
    상기 식에서, R1은 수소 및 C1-C10 알킬로부터 독립적으로 선택된다.
  8. 제7항에 있어서, 고분자가 화학식 2의 분자 유닛을 더 포함하는 폴리노르보르넨이며, 화학식 2:화학식 1의 분자 유닛의 몰비가 0 초과 내지 0.4인 조성물.
    <화학식 2>
    Figure 112007000564680-pat00008
    상기 식에서, R2는 에폭시드, 알코올, 실릴 에테르, 카르복실산, 에스테르 및 무수물을 포함하는 군으로부터 선택된 가교 반응 또는 네트워크-형성 반응에 참여할 수 있는 측기이다.
  9. 제4항에 있어서, 고분자가 폴리아릴레이트인 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 고분자가 1종 이상의 가교제와 가교할 수 있는 사이트를 함유하는 조성물.
  11. 제8항에 있어서, 폴리히드록시스티렌을 포함하는 1종 이상의 가교제를 더 포함하는 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 금속 부착 촉진제를 더 포함하는 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 금속 부착 촉진제가 페녹시 수지, 폴리히드록시페닐 에테르 및 2-메르캅토벤즈이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
  14. 제10항에 있어서, 히드록실-캡핑화제를 더 포함하는 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 히드록실-캡핑화제가 블로킹된 이소시아네이트 제제인 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 저항기 및 분리성 또는 평면형 콘덴서로부터 선택된 전자 부품을 제조하는데 사용되는 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 전자 부품이 상대 습도 테스트에 대해 ±5% 미만의 저항 변화 퍼센트를 가지는 저항기인 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 저항기가 ESD 테스트에 대해 ±1% 미만의 저항 변화 퍼센트를 나타내는 조성물.
  19. 제16항에 있어서, 전자 부품이 5% 미만의 평균 손실 퍼센트를 가지는 분리성 또는 평면형 콘덴서인 조성물.
  20. 제1항에 있어서, 전도성 접착제를 제조하기 위해 사용되는 조성물.
  21. 제1항에 있어서, 180 ℃ 미만의 경화 온도를 가지거나 단시간 적외선 경화 (short infrared cure)로 270 ℃ 이하의 최고온도에서 경화될 수 있는 조성물.
  22. 폴리노르보르넨, 폴리아릴레이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 250 ℃ 초과의 유리전이온도 및 2% 이하의 수분 흡수율을 가지는 고분자, 및 유기용매를 포함하는 조성물.
  23. 삭제
  24. 제22항에 있어서, 조성물이 180 ℃ 미만의 경화온도를 가지거나 단시간 적외선 경화로 270 ℃ 이하의 최고온도에서 경화될 수 있으며, 밀봉제나, 또는 반도체 응력 버퍼, 상호 연결용 유전체, 보호용 오버코트 (protective overcoat), 본드 패드 재배선층 (bond pad redistribution), 또는 솔더 범프 언더필 (solder bump underfill)로부터 선택된 집적회로 및 웨이퍼-레벨 패키지로 사용되는 조성물.
  25. 폴리노르보르넨, 폴리아릴레이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 250 ℃ 초과의 유리전이온도 및 2% 이하의 수분 흡수율을 가지는 고분자, 1종 이상의 금속 또는 금속 화합물, 및 유기 용매를 배합하여, PTF 저항기 조성물을 제공하는 단계;
    기판에 PTF 저항기 조성물을 도포하는 단계; 및
    도포된 PTF 저항기 조성물을 경화시키는 단계
    를 포함하는 PTF 저항기의 제조 방법.
  26. 삭제
  27. 제25항에 있어서, 도포된 PTF 저항기 조성물의 경화 단계가 180 ℃ 미만의 경화온도, 또는 단시간 적외선 경화로 270 ℃ 이하인 최고온도를 포함하는 방법.
  28. 제25항에 있어서, 고분자가 290 ℃ 초과의 유리전이온도를 가지는 방법.
  29. 제25항에 있어서, 고분자가 1% 이하의 수분 흡수율을 가지는 방법.
  30. 제25항에 있어서, 고분자가 화학식 1의 분자 유닛을 포함하는 폴리노르보르넨인 방법.
    <화학식 1>
    Figure 112006047152773-pat00009
    상기 식에서, R1은 수소 및 C1-C10 알킬로부터 독립적으로 선택된다.
  31. 제30항에 있어서, 고분자가 화학식 2의 분자 유닛을 더 포함하는 폴리노르보르넨이며, 화학식 2:화학식 1의 분자 유닛의 몰비가 0 초과 내지 0.4인 방법.
    <화학식 2>
    Figure 112007000564680-pat00010
    여기서 R2는 가교가능한 에폭시기이다.
  32. 제25항에 있어서, 고분자가 폴리아릴레이트인 방법.
  33. 폴리노르보르넨, 폴리아릴레이트 및 그의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 250 ℃ 초과의 유리전이온도 및 2% 이하의 수분 흡수율을 가지는 고분자, 1종 이상의 금속 또는 금속 화합물, 및 유기용매를 배합하여 미경화된 조성물을 제공하는 단계;
    미경화된 조성물을 기판에 도포하는 단계; 및
    도포된 조성물을 경화시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조된 경화된 조성물을 포함하는, PTF 저항기 및 분리성 또는 평면형 콘덴서로 이루어진 군으로부터 선택된 전자 부품.
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