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KR100757163B1 - 도전성 페이스트, 이를 이용한 다층기판과 그 제조방법 - Google Patents

도전성 페이스트, 이를 이용한 다층기판과 그 제조방법 Download PDF

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KR100757163B1
KR100757163B1 KR1020047018656A KR20047018656A KR100757163B1 KR 100757163 B1 KR100757163 B1 KR 100757163B1 KR 1020047018656 A KR1020047018656 A KR 1020047018656A KR 20047018656 A KR20047018656 A KR 20047018656A KR 100757163 B1 KR100757163 B1 KR 100757163B1
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KR
South Korea
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conductive paste
melting point
curing agent
resin
weight
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우메다히로아키
무라카미히사토시
이와이기요시
Original Assignee
다츠다 덴센 가부시키가이샤
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Abstract

도전성, 기판과의 밀착성 및 이들의 장기안정성에 뛰어나고, 다층기판의 관통구멍 충전에 사용된 경우에 관통구멍내에서의 도전층단면과의 접합 신뢰성이 향상하도록 관통구멍 도금 등이 불필요한 도전성 페이스트를 제공한다. 상기 도전성 페이스트는 (A) 아크릴레이트수지 및 에폭시수지를 포함하는 수지성분 100 중량부에 대해, (B) 융점 180℃ 이하의 저융점 금속 적어도 1 종류와 융점 800℃ 이상의 고융점 금속 적어도 1 종류를 포함하는 2 종류 이상의 금속으로 이루어진 금속분 200~1800 중량부, (C) 페놀계 경화제 0.3~35 중량부를 포함하는 경화제 0.5~40 중량부 및 (D) 융제 0.3~80 중량부를 함유하여 이루어진다.

Description

도전성 페이스트, 이를 이용한 다층기판과 그 제조방법{CONDUCTIVE PASTE, MULTILAYER BOARD INCLUDING THE CONDUCTIVE PASTE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 도전성 페이스트에 관한 것이며, 보다 상세하게는 기판의 홀 충전, 도전성접착제, 전극형성, 부품실장, 전자파실드, 도전성뱀프형성 등의 용도로 이용되는 도전성 페이스트에 관한다. 또, 상기 도전성 페이스트를 이용한 다층기판과 그 제조방법에 관한다.
기판의 홀 충전 등에 이용되는 도전성 페이스트로서는 열경화성수지에 도전성 필러를 첨가한 것이 일반적이며, 이와 같은 페이스트에서는 도전성 필러들 간에 서로 접촉함으로써 도전성을 얻을 수 있다.
그런데, 최근 고밀도실장을 목적으로 하여 복수의 도전층과 절연층을 적층시킨 다층기판이 이용되고 있다. 도 3은 그와 같은 다층기판의 예를 도시하는 모식확대단면도이며, 부호 "31"은 동박 등으로 이루어진 도전층을 나타내고, 부호 "31m"은 그 중의 내층을 나타내며, 부호 "32"는 수지 등으로 이루어진 절연층을 나타낸다.
이와 같은 다층기판에서 내층도통을 얻기에는 다층기판을 관통하는 관통구멍 을 설치하고, 관통구멍 도금(33)을 실시한 후, 구멍매립 페이스트(34)를 충전하고, 경화 후에 여분의 구멍매립 페이스트(34)를 연마에 의해 제거하고, 덮개도금(35)을 실시하고 있다(예를 들면, 공개특허공보 평4-91489호 공보 제 3도, (주)기술정보협회발행, 「빌드업 배선판에서의 재료기술과 제조 프로세스」 제 60항 참조). 그러나, 상기 수법으로는 관통구멍 도금과 덮개 도금의 2회 도금공정에 의해 기판표면의 동박이 두꺼워지고, 패턴형성의 정도를 올릴 수 없다는 문제가 있었다. 따라서, 관통구멍 도금, 덮개 도금을 실행하지 않고, 도전성 페이스트만으로 내층도통을 얻는 것이 바람직하지만, 상기한 종래의 분체접촉형 페이스트에서는 내층단면에서의 접합의 신뢰성이 불충분하며, 안정적인 내층도통을 확보하는 것은 곤란했다.
이에 대해, 도 4에 도시한 바와 같은 공정에 의해 형성되는 다층기판도 이용되고 있다. 도 4에서 부호 "41"은 도전층을 나타내고, 부호 "42"는 절연층, 부호 "43"은 도전성 페이스트를 나타낸다. 상기 다층기판은 우선 각 층 마다 홀을 형성하고, 도전성 페이스트(43)의 충전을 실행한 후, 충전된 홀이 일직선상으로 배열되도록 각층을 적층하여 압축에 의해 일체화(스택화)함으로써 얻어지는 것이다. 그러나, 이와 같은 다층기판에서는 상기와 같이 각 층 마다 홀 형성 및 페이스트 충전을 실행할 필요가 있으므로 공정수가 많고, 비용이 많아지는 문제가 있다. 또, 압축공정을 포함하므로 압축압의 불규칙에 의해 도전성에도 불규칙이 발생하거나 부품이 기판에 매립된 다층기판에서는 사용할 수 없다는 문제가 있으며, 사용범위가 한정되어 있었다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로 도전성 및 기판과의 밀착성이 뛰어나고, 다층기판의 관통구멍 내에서의 도전층단면과의 접합의 신뢰성이 향상하는 도전성 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 이에 의해 종래기술에서와 같은 관통구멍 도금 및 덮개 도금 형성의 생략을 가능하게 하며, 고정도의 패턴형성이 가능하게 되는 다층기판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 제조공정이 종래보다 대폭으로 간략화되어 비용삭감도 가능하게 되며, 다층기판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 도전성 페이스트는 상기의 문제를 해결하기 위해 (A) 아크릴레이트수지 및 에폭시수지를 포함하는 수지성분 100 중량부에 대해 (B) 융점 180℃ 이하의 저융점 금속 적어도 1 종류와 융점 800℃ 이상의 고융점 금속 적어도 1 종류를 포함하는 2 종류 이상의 금속으로 이루어진 금속분 200~1800 중량부, (C) 페놀계 경화제 0.3~35 중량부를 포함하는 경화제 0.5~40 중량부 및 (D) 융제 0.3~80 중량부를 함유하여 이루어진 것으로 한다.
상기 (A) 성분으로서는 아크릴레이트수지 및 에폭시수지로 이루어진 것 또는 아크릴레이트수지 및 에폭시수지에 대해 알키드수지, 멜라민수지 및 크실렌수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종류 또는 2 종류 이상의 수지가 (A) 성분의 총량 중 40중량% 미만의 비율로 배합되어 이루어진 것을 사용할 수 있다.
또, 상기 (B) 성분의 저융점 금속으로서는 인듐 단독 또는 주석, 납, 비스무트 및 인듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 2 종류 이상이 합금을 사용할 수 있고, 고융점 금속으로서는 금, 은, 동 및 니켈로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 류 또는 2 종류 이상의 합금을 사용할 수 있다.
또, 상기 (C) 성분으로서는 페놀계 경화제와 이미다졸계 경화제, 카티온계 경화제 및 라디칼계 경화제로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종류 또는 2 종류 이상을 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다층기판은 복수의 도전층과 절연층이 서로 적층되어 이루어진 다층기판으로서 다층기판을 관통하는 관통구멍이 형성되어 상기 관통구멍에 상기한 본 발명의 도전성 페이스트가 충전되고, 가열됨으로써 도전성 페이스트 중에 함유되는 금속분이 메탈라이즈화 한 것이다.
또, 본 발명의 다층기판의 제조방법은 복수의 도전층과 절연층이 서로 적층되어 이루어진 다층기판의 제조방법으로서 다층기판을 관통하는 관통구멍을 형성하고, 상기 관통구멍에 상기한 본 발명의 도전성 페이스트를 충전하고, 가열하여 도전성 페이스트를 경화시킴으로써 이루어진다.
도 1은 본 발명에 의한 다층기판의 예를 도시한 모식확대 단면도,
도 2는 복합형의 다층기판의 예를 도시한 모식확대 단면도,
도 3은 종래기술에 의한 다층기판의 예를 도시한 모식확대 단면도,
도 4는 스택화에 의해 다층기판을 제조하는 방법을 도시한 모식확대 단면도 및
도 5는 저융점 금속입자와 고융점 금속입자의 메탈라이즈화를 도시한 모식단면도이다.
본 발명의 도전성 페이스트는 상기와 같이 (A) 아크릴레이트수지 및 에폭시수지를 포함하는 수지성분 100 중량부(이하 간단히 부라 함)에 대해 (B) 저융점 금속과 고융점 금속을 포함하는 2 종류 이상의 금속으로 이루어진 금속분 200~1800 부, (C) 페놀계 경화제 0.3~35 부를 포함하는 경화제 0.5~40 부 및 (D) 플랙스 0.3~80 부를 필항성분으로서 함유하여 이루어진 것이며, 가열에 의해 (A) 수지성분이 경화하고, 또 (B) 금속분이 메탈라이즈화함으로써 뛰어난 도전성 및 기판에 대한 밀착성을 갖는 것이 된다.
여기에서 메탈라이즈화란 2 종류 이상의 금속이 융해하여 일체화하는 것을 말한다. 예를 들면, 도 5 (A)에 도시한 바와 같이 저융점 금속입자(51)와 고융점 금속입자(52)가 혼재하는 것을 가열하여 메탈라이즈화시키면 동일 도 (B)에 도시한 바와 같이 저융점 금속입자(51)와 고융점 금속입자(52)의 표층이 융해하여 일체화하고, 합금층(53)이 형성된다. 상기 합금층(53)은 원래의 저융점 금속보다 고융점을 갖는다. 또, 상기 도는 단순히 메탈라이즈화의 개념을 도시하기 위한 모식도이며, 입자의 실제 형상이나 크기 등을 도시한 것이 아니다.
이하, 본 발명의 도전성 페이스트와 이를 이용한 다층기판이 실시태양에 대해 상술하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 또, 본 명세서에서는 경화한 후의 도전성 페이스트도 편의상 「도전성 페이스트」라 칭하는 경우가 있다.
본 발명의 도전성 페이스트에서의 (A) 아크릴레이트수지 및 에폭시수지를 포함하는 수지성분은 아크릴레이트수지 및 에폭시수지만으로 이루어진 것이어도 좋 고, 또는 알키드수지, 멜라민수지 또는 크실렌수지 중의 1 종류 이상을 아크릴레이트수지 및 에폭시수지에 블렌드한 것이어도 좋다.
본 발명에서 사용하는 아크릴레이트수지란 분자 내에 다음의 화학식 1에서 나타난 반응기를 1 또는 2개 이상 가지는 것이면 좋고, 2 종류 이상을 병용할 수도 있다.
Figure 112004053654810-pct00001
화학식 1 중, R은 H 또는 알킬기를 나타내고, 알킬기의 탄소수는 특히 한정되지 않지만, 통상은 1~3개이다.
아크릴레이트수지를 구성하는 모노머의 구체예로서는 이소아밀 아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 페닐글리시딜에테르 아크릴레이트 헥사메틸렌 디이소시아네이트 우레탄 예비중합체, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 아크릴산부가물, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 및 디에틸렌글리콜 메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
또, 에폭시수지는 분자 내에 에폭시기를 1 개 이상 가지는 것이면 좋고, 2 종류 이상을 병용할 수 있다. 구체예로서는 비스페놀 A형 에폭시수지, 취소화 에폭시수지, 비스페놀 F형 에폭시수지, 노블락형 에폭시수지, 지환식 에폭시수지, 글리시딜아미노형 에폭시수지, 글리시딜에테르형 에폭시수지, 글리시딜에스테르형 에 폭시수지, 복소환식 에폭식수지 등을 들 수 있다.
또, 알키드수지, 멜라민수지, 크실렌수지는 각각 수지개질제로서 이용되는 것이며, 그 목적을 달성할 수 있는 것이라면 특히 한정되지 않는다.
상기 아크릴레이트수지 및 에폭시수지에 알키드수지, 멜라민수지, 크실렌수지 중의 1 종류 이상을 브렌드할 경우의 배합비는 (A) 성분총량 중의 아크릴레이트수지 및 에폭시수지의 비율을 60 중량% 이상으로 하고, 바람직하게는 90 중량% 이상으로 한다. 즉, 개질제로서 브렌드하는 그 이외의 수지의 비율은 40 중량% 미만, 바람직하게는 10 중량% 미만으로 한다.
또, 아크릴레이트수지와 에폭시수지와의 배합비율(중량%)은 5:95~95:5, 바람직하게는 20:80~80:20으로 한다. 아크릴레이트수지가 5 중량% 미만의 경우는 점도변화가 커지고, 95 중량%를 초과하면 경화 후의 물성이 나빠진다.
다음으로, 본 발명에서의 (B) 금속분은 융점이 180℃ 이하의 저융점 금속 1 종류 이상과 융점이 800℃ 이상의 고융점 금속 1 종류 이상을 포함하는 2 종류 이상의 금속이 어떠한 형식으로 포함되어 있으며, 가열에 의해 메탈라이즈화가 일어나는 것이면 좋다. 상기 2 종류 이상의 금속의 존재형태는 한정되지 않지만, 예를 들면 어떤 종류의 금속분을 다른 종류의 금속으로 이루어진 금속분과 혼합한 것 또는 어떤 종류의 금속분을 다른 종류의 금속으로 코트한 것, 또는 이들을 혼합한 것을 들 수 있다.
저융점 금속 및 고융점 금속으로서는 단일의 금속으로 이루어진 것 이외에 2 종류 이상의 금속의 합금을 사용할 수 있다. 저융점 금속의 바람직한 예로서는 인 듐(융점:156℃)단독, 또는 주석(융점:231℃), 납(융점:327℃), 비스무트(융점:271℃) 또는 인듐 중의 2 종류 이상을 합금으로서 융점 180℃로 한 것을 들 수 있다. 또, 고융점 금속의 바람직한 예로서는 금(융점:1064℃), 은(융점:961℃), 동(융점:1083℃) 또는 니켈(융점:1455℃) 중의 1 종류 또는 2 종류 이상의 합금을 들 수 있다.
금속분은 그 형태에 제한은 없지만, 나무가지형상, 구형상, 인편형상 등의 종래부터 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 또, 입자직경도 제한되지 않지만, 통상은 평균입자직경으로 1~50㎛ 정도이다.
상기 금속분의 배합량은 (A) 수지성분 100부에 대해 200~1800 부이다. 200 부 미만이면 양호한 도전성을 얻을 수 없다. 또, 1800 부를 초과하면 페이스트의 점도가 너무 높아져서 실제 상 사용불가능하게 된다. 또, 상기한 저융점 금속분과 고융점 금속분의 배합비(중량비, 이하 동일)은 8:2~2:8의 범위내인 것이 바람직하다.
다음으로 (C) 경화제는 페놀계 경화제를 필항성분으로 하는 것이다. 그 외에 경화제는 주로 (A) 성분의 종류에 따라 선택되지만, 예로 이미다졸계 경화제, 카티온계 경화제, 라티칼계 경화제(중합개시제)를 들 수 있다. 그러나, 이들로 분류되지 않는 것에도 사용가능한 것이 있다. 페놀계 경화제 이외의 경화제는 2 종류 이상을 병용할 수도 있다.
본 발명에서 이용한 에폭시수지는 밀착성이 상당히 뛰어나며, 움푹들어가거나 보이드의 발생이 없다고 하는 장접을 가지고 있지만, 본 발명의 페이스트와 같 이 융제를 첨가하면 융제가 에폭시수지의 경화촉진제로서 작용하고, 포트라이프를 단축시키는 문제가 발생한다. 본 발명에서는 수지성분으로서 아크릴레이트수지와 에폭시수지를 병용하고, 또 경화제로서 페놀계 경화제를 사용함으로써 상기 문제를 해결했다. 즉, 아크릴레이트수지는 첨가된 페놀계 경화제가 중합금지제로서 작용하므로 상온에서는 거의 경화하지 않는다. 이와 같은 경화하지 않는 수지가 배합되어 있으므로해서 상온에서 점도변화가 없는 안정적인 페이스트를 얻을 수 있다. 한편, 상기 페이스트를 가열하면 먼저 에폭시수지가 페놀계 경화제로 반응하고, 다음으로 중합금지제를 상실한 아크릴레이트수지가 반응함으로써 경화가 진행한다.
페놀계 경화제의 사용량은 수지 100 부에 대해 0.3~35 부이다. 0.3 부 미만의 경우, 포트라이프가 단축되고, 35 부를 초과하면 점도가 상승하여 작업성이 나빠지는 경향이 있다. 페놀계 경화제 이외의 경화제의 사용량은 수지 100 부에 대해 0.2~35 부가 바람직하고, 경화제 전체로 0.5~40 부로 한다. 경화제의 총량이 0.5 부보다 적으면 경화불량이 되며, 그 결과 양호한 도전성 물질을 얻을 수 없다. 한편, 40 부를 초과하면 포트라이프가 단축되거나 과잉의 경화제에 의해 도전성이나 물성이 저해되는 문제가 발생할 가능성이 있다.
페놀계 경화제의 예로서는 노볼락페놀, 나프톨계 화합물 등을 들 수 있다.
이미다졸계 경화제의 예로서는 이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-에틸-4-메틸-이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸을 들 수 있다.
카티온계 경화제의 예로서는 삼불화붕소의 아민염, P-메톡시벤젠디아조늄 헥 사플루오로 포스페이트, 디페닐이오도늄 헥사플루오로 포스페이트, 트리페닐설포늄, 테트라-n-부틸포스포늄테트라페닐 포스페이트, 테트라-n-부틸포스포늄-o, o-디에틸포스포디티오에이트 등에 대표되는 오늄계 화합물을 들 수 있다.
라디칼계 경화제(중합개시제)의 예로서는 디쿠밀퍼옥사이드, t-부틸쿠밀 퍼옥사이드, t-부틸하이드로 퍼옥사이드, 쿠멘하이드로 퍼옥사이드 등을 들 수 있다.
또, (D) 성분인 융제는 상기 금속분의 메탈라이즈화를 촉진하는 것이며, 예로서는 염화아연, 젖산, 구연산, 올레인산, 스테아르산, 글루타민산, 벤조산, 옥살산, 글루타민산 염산염, 아닐린염산염, 브롬화세틸피리딘, 요소, 트리에탄올아민, 글리세린, 히드라진, 로진 등을 들 수 있다. 융제의 사용량은 수지 100 부에 대해 0.3~80 부이다. 융제가 0.3 부보다 적은 경우는 금속분의 메탈라이즈화가 충분히 진행하지 않고, 한편 80 부보다 많은 경우는 밀착성이나 물성에 악영향을 미칠 가능성이 있다.
본 발명의 도전성 페이스트는 상기한 각 성분을 소정양을 배합하여 충분히 혼합함으로써 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 도전성 페이스트에는 종래부터 동종의 도전성 페이스트에 첨가했던 적이 있던 첨가제를 본 발명의 목적에서 벗어나지 않는 범위 내에서 첨가할 수도 있다. 그 예로서는 소포제, 증점제, 점착제 등을 들 수 있다.
상기에 의해 얻어진 본 발명의 도전성 페이스트는 일정 조건 아래에서 가열함으로써 수지가 경화하고, 또 금속분이 융해하여 메탈라이트화하므로, 다층기판의 관통구멍 충전에 이용한 경우에 금속분들이 서로 일체화하고, 또 금속분과 관통구 멍 내의 도전층단면이 일체화한다. 따라서, 금속분상호간 또는 금속분과 도전층단면이 단순히 접촉하여 있을 분인 경우와 비교하여 높은 도전성을 얻을 수 있고, 또 도전층단면에서의 접합의 신뢰성이 현저히 향상한다. 또, 상기 도전성 페이스트는 다층기판의 절연층과의 접착성에도 뛰어나므로, 높은 장기신뢰성을 갖는 다층기판을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 다층기판의 예를 도시한 모식확대단면도이다. 도 1에서 부호 "11(L1~L4)"은 도전층을 나타내고, 부호 "12"는 절연층을 나타내며, 부호 "13"은 도전성 페이스트가 경화하여 되는 충전물을 나타낸다. 본 도에 나타나는 다층기판은 도전층(11) 및 절연층(12)이 적층된 구조자체는 예를 들면, 도 3에 도시한 종래기술의 것과 같지만, 관통구멍에 관통구멍 도금이 실행되지 않고 충전물이 관통구멍 내벽에 직접접촉하고, 덮개도금도 없다는 점에서 도 3과 다르다.
본 도에 도시한 다층기판을 얻기에는 예를 들면, 드릴이나 레이저에 의한 관통구멍을 형성한 뒤, 관통구멍 도금을 실행하지 않고, 직접 도전성 페이스트를 충전하여 소정의 조건에서 가열함으로써 수지성분을 경화시키고, 또 금속분의 메탈라이즈화를 진행시킨다. 경화후에는 기판표면에서 돌출한 여분인 경화물을 연마 등에 의해 제거한다.
도전성 페이스트의 가열조건으로서는 수지성분의 경화와 금속분의 메탈라이즈화의 쌍방에 적용한 조건을 선택하므로, 구체적인 조건은 페이스트의 조성에 의해 다르지만, 대략적인 기준으로서는 약 150~180℃의 온도범위 내에서 약 30~120분간 정도 가열하면 좋다.
또, 본 발명의 다층기판은 도 1에 도시한 바와 같은 구조로 한정되지 않으며, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같은 구조로 하는 것도 가능하다. 도 2에서 부호 "21"은 도전층, "22"는 절연층, "23"은 도전성 페이스트를 나타낸다. 본 도에 도시한 다층기판은 관통구멍을 구비하고, 또 층의 일부에 독립한 충전부를 구비한다(유저비아형과의 복합형).
(실시예)
이하에 본 발명의 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
표 1, 2에 도시한 비율로 각 성분을 배합하고, 혼합하여 도전성 페이스트를 조제했다. 또, 사용한 각 성분의 상세는 이하와 같다.
아크릴레이트수지: 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필메탈크릴레이트수지(80 중량%), 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(20 중량%)
에폭시수지: 에폭시수지 EP-4901E (아사히 전화공업 주식회사제, 80 중량%), ED-529 (아사히 전화공업 주식회사제, 20 중량%)
알키드수지: EZ-3020-60-S (다이닛폰인키 화학공업 주식회사제)
멜라민수지: L-121-60 (다이닛폰인키 화학공업 주식회사제)
크실렌수지: 니칸올 PR-1540 (니혼가스 화학주식회사제)
금속분: Sn-Bi합금금속분 (Sn:Bi=42:58, 융점 138℃, 입자직경 20㎛, 50 중량%), 은분(융점 961℃, 입자직경 20㎛, 50 중량%)
이미다졸계 경화제: 2-에틸이미다졸
카티온계 경화제: 테트라-n-부틸포스포늄테트라페닐보레이트
페놀계 경화제: 타마놀758 (아라카와 화학공업 주식회사제)
라디칼계 경화제: 쿠멘하이드로퍼옥사이드
융제: 로진
상기와 같이 얻어진 도전성 페이스트를 160℃로 60분간 가열하여 경화시켜 TG/DTA를 이용하여 융점측정한 경우, 260℃ 부근에 융점의 흡열피크가 관찰되었다. 또, 전자현미경 및 X선 마이크로아나라이저에 의한 관찰에서도 금속분이 메탈라이즈화하고 있는 것이 확인되었다.
다음으로, 도전층(동박, 두께 18㎛)과 절연층(글래스 에폭시, 두께:약 200㎛)이 서로 적층되어 이루어진 다층기판(판두께 0.7㎜)에 관통구멍(구멍직경 0.3㎜, 1000구멍 체인패턴)을 형성하여, 상기 도전성 페이스트를 충전하고, 160℃로 60분간 경화시킨 후, 표면으로부터 돌출한 경화물을 연마에 의해 제거하고, 도 1에 도시한 구조의 다층기판을 얻었다.
상기 다층기판에 대해, 도전층 "L1-L2", "L1-L4", "L3-L4" 간의 초기저항값(R0)(mΩ/1 구멍)을 각각 측정했다.
또, 기판의 장기 신뢰성의 평가로서, 증기압 시험(Pressure Cooker Test)(2 기압, 습도 100%, 121℃, 36시간)를 실행한 후의 "L1-L2", "L1-L4", "L3-L4" 간의 각 저항값(RP) 및 히트 사이클 시험(-65℃~125℃, 1000 사이클)을 실행한 후의 "L1-L2", "L1-L4", "L3-L4" 간의 각 저항값(RH)을 각각 측정하여, 다음 수학식 1에 의해 상기 초기 저항값에 대한 저항변화율(%)을 구했다.
Figure 112004053654810-pct00002
또, 도전성 페이스트에 대해서는 인쇄성을 평가했다. 즉, 판 두께 1㎜의 기재에 설치된 구멍직경 300㎛의 홀에 200 메슈테트론스크린판을 이용하여 구멍을 매꾸어 인쇄를 실행하고, 페이스트의 충전성을 조사하여, 페이스트가 홀에 완전 충전된 것을
Figure 112004053654810-pct00003
, 충전되지 않았던 것을 X로 했다.
또, BH 방점도계 로타 NO.7(10rpm)을 사용하여 초기점도(V0) 및 상온 7일 방치 후의 점도(V7)를 측정하여, 다음 수학식 2에 의해 점도변화율(%)을 조사했다.
Figure 112004053953340-pct00012
상기 평가 등의 결과를 표 1, 2에 병기한다.
Figure 112004053654810-pct00005
Figure 112004053654810-pct00006
본 발명에 의하면, 도전성, 기판과의 밀착성 및 이들의 장기안정성에 뛰어난 도전성 페이스트를 얻을 수 있다.
본 발명의 도전성 페이스트를 관통구멍 충전에 이용한 다층기판은 관통구멍 내에서의 도전층 단면과의 접합의 신뢰성이 향상하므로 종래기술에서의 관통구멍 도금과 덮개 도금을 생략하는 것이 가능하게 되며, 고정도의 패턴형성이 가능하게 된다.
또, 상기 다층기판의 제조방법은 종래기술에서의 관통구멍 도금과 덮개 도금과의 형성공정이나 각 층 마다의 홀 형성 및 충전공정과 압축공정을 포함하지 않고, 공정 수가 적으므로 제조비용의 삭감을 가능하게 한다. 또, 압축공정을 포함 하지 않으므로 이에 기인하는 도전성의 불규칙을 발생하지 않는다는 이점도 갖는다.
본 발명에 의한 도전성 페이스트는 상기 뛰어난 도전성, 밀착성 및 장기신뢰성을 활용하여, 상기한 다층기판의 홀 충전외에 도전성접착제, 전극형성, 부품실장, 전자파실드, 도전성뱀프형성용 등에도 호적하게 이용된다. 또, 본 발명의 페이스트는 무용제이므로 진공인쇄법 등의 범용적인 방법으로 유저비아에 충전할 수 있다.

Claims (8)

  1. (A) 아크릴레이트수지 및 에폭시수지를 포함하는 수지성분 100 중량부(重量部)에 대해,
    (B) 융점 180℃ 이하의 저융점 금속의 적어도 1 종류와 융점 800℃ 이상의 고융점 금속의 적어도 1 종류를 포함하는 2 종류 이상의 금속으로 이루어진 금속분 200~1800 중량부,
    (C) 페놀계 경화제 0.3~35 중량부를 포함하는 경화제 0.5~40 중량부 및
    (D) 플랙스(Flex) 0.3~80 중량부
    를 함유하여 이루어진 도전성 페이스트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A) 성분이 아크릴레이트수지 및 에폭시수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A) 성분이 아크릴레이트수지 및 에폭시수지에 대해 알키드수지, 멜라민수지 및 크실렌수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종류 또는 2 종류 이상의 수지가 (A) 성분의 총량 중 40 중량% 미만의 비율로 배합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (B) 성분의 저융점 금속이 인듐 단독 또는 주석, 납, 비스무트(Bi) 및 인듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 2 종류 이상의 합금인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (B) 성분의 고융점 금속이 금, 은, 동 및 니켈로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종류 또는 2 종류 이상의 합금인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (C) 성분이 페놀계 경화제와 이미다졸계 경화제, 카티온계 경화제 및 라디칼계 경화제로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종류 또는 2 종류 이상의 경화제로 이루어진 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
  7. 복수의 도전층과 절연층이 서로 적층되어 이루어진 다층기판으로서,
    다층기판을 관통하는 관통구멍이 형성되고,
    상기 관통구멍에 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 도전성 페이스트가 충전되고, 가열된 것에 의해 도전성 페이스트 중에 함유되는 금속분이 메탈라이즈화한 것을 특징으로 하는 다층기판.
  8. 복수의 도전층과 절연층이 서로 적층되어 이루어진 다층기판의 제조방법으로서,
    다층기판을 관통하는 관통구멍을 형성하고,
    상기 관통구멍에 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 도전성 페이스트를 충전하고, 가열함으로써 도전성 페이스트를 경화시키는 것을 특징으로 하는 다층기판의 제조방법.
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