カーボンナノチューブを含む導電性ペースト及びこれを用いた印刷回路基板
【課題】カーボンナノチューブの固有特性を失うことなく、電気伝導度に優れ、上記カーボンナノチューブを用いて印刷回路基板のＸ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションを同時に実現することができるカーボンナノチューブを含む導電性ペースト及びこれを用いた印刷回路基板を提供する。
【解決手段】カーボンナノチューブと、低融点金属合金と、バインダとを含むことを特徴とする導電性ペーストである。
【解決手段】カーボンナノチューブと、低融点金属合金と、バインダとを含むことを特徴とする導電性ペーストである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブを含む導電性ペースト及びこれを用いた印刷回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器や部品の素子間の接続及び上／下層の電気的接続には、比抵抗特性及び経済的な側面から銅（Ｃｕ）を主として使用している。実験の結果からは、実現された回路線幅の断面積がバルク金属内の電子の平均自由行程（Ｍｅａｎ Ｆｒｅｅ Ｐａｔｈ、以下、ＭＦＰともいう）より小さい場合には、回路内における比抵抗が金属が本来持っている比抵抗より大きく増加すると知られている。
【０００３】
銅のＭＦＰは４０ｎｍであり、理論的にこの値より小さな断面積を有する回路を実現する場合には、銅の本来の比抵抗特性を期待することはできない。これは文献によれば、電子表面散乱及び結晶粒界散乱によるとされている。すなわち、銅のような金属導電性ペーストは微細回路に適用することが困難であり、上記金属導電性ペーストを代替可能なペーストの必要性が高まっている。
【０００４】
カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ）の直径は、通常数ｎｍであるため、超微細配線に適用するのに有利である。また、カーボンナノチューブの最大許容電流は銅に比べて約１０００倍大きい（銅：１０６Ａ／ｃｍ２、ＣＮＴ：１０１０Ａ／ｃｍ２）ので、銅のような金属の代わりにカーボンナノチューブを、回路基板の信号配線（Ｘ−Ｙインターコネクション）及び回路基板上下部の銅箔信号層（Ｚ−インターコネクション）を接続する工程に用いるための研究が盛んであった。
【０００５】
上記Ｘ−Ｙインターコネクションを実現するために、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）チップを用いて、カーボンナノチューブに人為的な力を加えることにより所望するパターン形態のカーボンナノチューブを得ようとする試みがあった。しかし、カーボンナノチューブを曲げる過程にてカーボンナノチューブの固有特性である軟性や弾性などが失われてしまう問題があった。このために、現在、Ｘ−Ｙインターコネクションを実現するための研究はあまり進んでいない。
【０００６】
一方、回路基板の上下部の銅箔信号層を接続させるＺ−インターコネクションについての研究は相対的に活発に行われている。Ｚ−インターコネクションを実現するためには、カーボンナノチューブを所定高さまで成長させるが、このような成長には、通常化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下、ＣＶＤともいう）を用いている。
【０００７】
しかし、上記ＣＶＤ工程を用いると、ｉ）５００〜８００℃の高い工程温度が要求され、ｉｉ）高い工程温度のため、基材として用いられる物質が限定され、ｉｉｉ）バッチプロセスにより電子製品を大量生産するために必要とされる時間、すなわち、リードタイムが増加し、ｉｖ）真空チャンバ内で作業が行われるので、作業サイズが制限され、また、ｖ）製造工程が高価であるという短所があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
こうした従来技術の問題点を解決するために、本発明は、カーボンナノチューブの固有特性を失うことなく、電気伝導度に優れ、上記カーボンナノチューブを用いて印刷回路基板のＸ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションに同時に実現することができる導電性ペースト及びこれを用いた印刷回路基板を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、本発明はカーボンナノチューブと、低融点金属合金と、バインダとを含む導電性ペーストが提供される。
【００１０】
本発明の一実施例では、上記導電性ペーストは上記カーボンナノチューブを７０〜９０重量％、上記低融点金属合金を１〜２５重量％、及び上記バインダを１〜１５重量％含むことができる。
【００１１】
上記導電性ペーストは金属粒子をさらに含むことができ、上記金属粒子を１〜１０重量％含むことができる。
【００１２】
上記金属粒子は、銀、銅、スズ、インジウム、ニッケル、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００１３】
上記カーボンナノチューブは、単一壁、多重壁、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００１４】
上記低融点金属合金は、スズ、銀、ビスマス、インジウム、及びカドミウムからなる群より選ばれる２種以上を含む合金であることができる。
【００１５】
上記低融点金属合金は、スズ／ビスマス、ビスマス／スズ／カドミウム、インジウム／スズ、及びインジウム／スズ／ビスマスからなる合金より選ばれる何れか１種であることができる。
【００１６】
上記スズ／ビスマス合金はスズ４０〜４５重量％及びビスマス６０〜５５重量％からなる合金であり、上記ビスマス／スズ／カドミウム合金はビスマス４５〜５５重量％、スズ１５〜４０重量％、及びカドミウム１５〜４０重量％からなる合金であり、上記インジウム／スズ合金はインジウム５０〜７０重量％及びスズ５０〜３０重量％からなる合金であり、上記インジウム／スズ／ビスマス合金はインジウム５〜３０重量％、スズ３０〜６０重量％、及びビスマス２５〜４５重量％からなる合金であることができる。
【００１７】
上記バインダは、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化樹脂、ラジカル硬化樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００１８】
上記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００１９】
上記熱可塑性樹脂は、液晶ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００２０】
上記導電性ペーストは、染料、顔料、増粘剤、潤滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤、チキソ性付与剤、難燃剤、酸化物除去剤、有機充填剤、無機充填剤、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる添加剤をさらに含むことができる。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、前述した導電性ペーストを含む印刷回路基板が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によるカーボンナノチューブ及び低融点金属合金を含む導電性ペーストは比抵抗が減少して電気伝導度に優れる。また、本発明による導電性ペーストはカーボンナノチューブの固有特性を失うことなく、上記カーボンナノチューブを用いて印刷回路基板のＸ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションに同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による導電性ペーストの動作原理を示す図である。
【図２】本発明による導電性ペーストの動作原理を示す図である。
【図３】本発明による導電性ペーストの動作原理を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す順序図である。
【図５】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図９】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１１】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１２】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１３】実施例１に対するＴＣの信頼性評価結果を示すグラフである。
【図１４】実施例１に対するＨＡＳＴの信頼性評価結果を示すグラフである。
【図１５】実施例１に対するＬＬＴＳの信頼性評価結果を示すグラフである。
【図１６】実施例１に対するハンダスポットの信頼性評価結果を示すグラフである。
【図１７】一般的なＸ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
カーボンナノチューブは、下記表１に示すように他の物質に比べて電気的特性に優れる。
【表１】
【００２５】
上記表１に示すように、カーボンナノチューブはアルミニウム及び銅などのように比較的電気伝導性や比抵抗に優れた金属物質よりも電気的性質にさらに優れる。したがって、このようなカーボンナノチューブを導電性ペースト材料として用いると、回路パターンの層間の電気的導通時に発生する抵抗を低めることができる。また、熱伝導度も優れて、印刷回路基板内部の熱を外部に効果的に放出することができる。
【００２６】
本発明では、上記カーボンナノチューブ及び低融点金属合金（Ｌｏｗ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ Ａｌｌｏｙ：ＬＭＰＡ）を使用する。この場合、低融点金属合金の溶融作用により低融点金属成分とカーボンナノチューブとの結合が可能となる。これと共に低融点金属合金、カーボンナノチューブ、及び基板の銅箔層との金属結合も可能となる。このような金属結合により、本発明による導電性ペーストは比抵抗が減少し電気伝導度が向上される。
【００２７】
従来の穴埋め工程においてはペーストの比抵抗及び電気抵抗の面で問題があった。この問題を解決するために、穴の内壁を無電解または電解メッキして電気導通用金属層を形成した後にペーストを満たす工法を用いた。
【００２８】
本発明における導電性ペーストは、カーボンナノチューブ及び低融点金属合金を含有するので、上記金属粒子とカーボンナノチューブ界面との金属反応により上記問題を解決することができる。また、本発明の導電性ペーストは、２００℃以下の低温ではカーボンナノチューブの固有性質を失うことなく、印刷工程でＸ−Ｙ及びＺ−インターコネクションを同時に実現することができる。通常、上記Ｘ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションは、図１７に示すようなインターコネクションを意味する。
【００２９】
本発明による導電性ペーストは、カーボンナノチューブ、低融点金属合金、及びバインダを含むことができる。
【００３０】
本発明の一実施例では、上記導電性ペーストがカーボンナノチューブを７０〜９０重量％、低融点金属合金を１〜２５重量％、及びバインダを１〜１５重量％含むことができる。上記カーボンナノチューブの重量が７０重量％未満あるいは９０重量％を超えると、パーコレーション理論によりカーボンナノチューブの電気伝導特性が発生されないことがある。また、上記低融点金属合金が１重量％未満であると、固溶可能な金属量が少ないため、所望する固溶体（Ｉｎｔｅｒ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）が形成されなく、２５重量％を超えると、スズによる酸化問題が発生することがある。そして、上記バインダの含量が１重量％未満であると接着効果が低下され、１５重量％を超えると電気伝導度が減少するという問題が発生することがある。
【００３１】
上記導電性ペーストは金属粒子をさらに含むことができ、１〜１０重量％含むことが好ましい。上記金属粒子が１重量％未満あるいは１０重量％を超えると浸透理論により伝導特性が発生しないことがある。
【００３２】
上記金属粒子は、銀、銅、スズ、インジウム、ニッケル、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。上記金属粒子の酸素含有量は０．１〜３重量％が好ましく、より好ましくは０．２〜２．５重量％であり、さらに好ましくは０．３〜２重量％である。この範囲内では、金属粒子の耐イオンマイグレーション性、導電性、導電接続信頼性、バインダへの分散性が良好である。
【００３３】
本発明の一実施例で上記カーボンナノチューブは単一壁、多重壁、またはこれらの混合物を用いることができる。
【００３４】
本発明で使用する低融点金属合金とは融点が２００℃以下である合金組成物をいう。上記低融点金属合金の融点が低いため、後述するバインダより先に溶けてカーボンナノチューブと基板の銅箔層との接触が可能となる。
【００３５】
すなわち、本発明の低融点金属合金は、カーボンナノチューブ相互間の接触抵抗を減少させ、銅箔層（基材）との金属結合を誘導して上記基材の接触抵抗を減少させる役割をする。さらに、低融点金属粒子の溶融作用により金属成分間の金属結合も可能となって比抵抗を減少させる役割もする。
【００３６】
本発明の一実施例で上記低融点金属合金は、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、及びカドミウム（Ｃｄ）からなる群より選ばれる２種以上を含む合金であることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３７】
具体的に、本発明による低融点金属合金はスズ／ビスマス、ビスマス／スズ／カドミウム、インジウム／スズ、及びインジウム／スズ／ビスマスからなる合金より選ばれる何れか１種であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３８】
具体的に、上記スズ／ビスマス合金はスズ４０〜４５重量％及びビスマス６０〜５５重量％からなる合金であり、上記ビスマス／スズ／カドミウム合金はビスマス４５〜５５重量％、スズ１５〜４０重量％、及びカドミウム１５〜４０重量％からなる合金であり、上記インジウム／スズ合金はインジウム５０〜７０重量％及びスズ５０〜３０重量％からなる合金であり、上記インジウム／スズ／ビスマス合金はインジウム５〜３０重量％、スズ３０〜６０重量％及びビスマス２５〜４５重量％からなる合金であることができる。
【００３９】
さらに具体的に、本発明で使用するのに好ましい低融点金属合金の例としては、４２Ｓｎ／５８Ｂｉ（数字は重量％を示し（以下同じ）、ＭＰ（融点）＝１４１℃）、５３Ｂｉ／２６Ｓｎ／２１Ｃｄ（ＭＰ＝１０３℃）、７０Ｉｎ／３０Ｓｎ（ＭＰ＝１２６℃）、及び５０Ｉｎ／５０Ｓｎ（ＭＰ＝１１７℃）、１０Ｉｎ／５３Ｓｎ／３７Ｂｉ（ＭＰ＝１００〜１２３℃）などが挙げられる。
【００４０】
上記低融点金属合金は、既に商用化されているものを購入して使用することができる。具体的な商品としては、ＭＣＰ Ｇｒｏｕｐ、Ｌｏｗｄｅｎ Ｍｅｔａｌｓ Ｌｔｄ．、ＲｏｔｏＭｅｔａｌｓ Ｉｎｃ．、三井金属鉱業（株）、千住金属工業（株）、ＤＵＫＳＡＮ ＨＩ−ＭＥＴＡＬ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．などで販売する低融点金属製品が挙げられる。
【００４１】
本発明の一実施例で上記バインダは、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化樹脂、ラジカル硬化樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４２】
上記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。本発明においてはエポキシ樹脂が最も好ましい。
【００４３】
上記熱可塑性樹脂は、液晶ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４４】
本発明による導電性ペーストは、染料、顔料、増粘剤、潤滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤、チキソ性付与剤、難燃剤、酸化物除去剤、有機充填剤、無機充填剤、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる添加剤をさらに含むことができる。上記添加剤はその目的や用途に応じて適当量を添加すればよい。本発明では１〜７重量％を添加することが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４５】
上記酸化物除去剤は、スズなどが酸化された場合、低融点金属合金表面の酸化物を除去することができる。上記酸化物除去剤の例としては、ロジン系フラックス、有機系フラックス、及び表面処理剤などの物質が挙げられる。上記酸化物除去剤は、現在商用化されている。また、アジピン酸、ステアリン酸などのカルボン酸類やビニールエーテルなども酸化物除去剤として利用することができる。
【００４６】
上記無機充填剤を添加すると、本発明による導電性ペーストの熱膨脹率を低めることができる。上記無機充填剤としては、平板状や無定形などのシリカ、アルミナ、タルク、珪藻土、ナノフィラーなどがある。
【００４７】
図１〜図３は、本発明による導電性ペーストの動作原理を示すものである。図１には、銅箔層の間に本発明による導電性ペーストが充填されている。低融点金属合金の融点の温度範囲、例えば１５０〜２５０℃で印刷工程及び仮乾燥／本乾燥の順次硬化工程が行われる。
【００４８】
図１は、仮乾燥工程を示している。仮乾燥条件（８０〜１００℃）では、バインダ１４の架橋結合が始まり、これにより低融点金属合金粒子１３は銅箔層１１及びカーボンナノチューブ１２と互いに接触する。次に、図２に示すように、低融点金属合金粒子１３の融点温度が含まれた本乾燥条件（１００〜１６８℃）では、低融点金属粒子が溶けながらカーボンナノチューブ１２及び銅箔層１１と金属結合を形成する。図２で、バインダは半硬化状態にある（Ｂ−ｓｔａｇｅ）。次に、図３に示すように、バインダは、積層工程で完全に硬化される（Ｃ−ｓｔａｇｅ）。
【００４９】
特に、本発明による低融点金属合金のうちのスズを主成分とする合金粒子を使用すると、共融特性から、導電性ペーストの一括積層時の絶縁距離（波状）不良を解決することができる。また、上記スズの共融特性から、上下銅箔層の層間整合性がよくなるという長所がある。
【００５０】
図１〜図３に示すように、本発明の導電性ペーストは低融点金属合金粒子の溶融作用により金属成分間の金属結合が可能となり、銅箔層と金属粒子との間の金属結合も可能となる。このような金属結合により比抵抗及び接触抵抗が減少することになる。したがって、本発明の導電性ペーストは、従来の導電性ペーストが有する問題点、すなわちバインダ成分のために比抵抗が増加するという問題点を解決することができる。
【００５１】
また、本発明の導電性ペーストは、カーボンナノチューブと接触する面でカーボンナノチューブとの金属反応が起こるので、印刷工程でＸ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションを同時に実現できるという長所がある。
【００５２】
さらに、本発明の導電性ペーストは、１５０〜２００℃の温度でカーボンナノチューブを使用するので、 高温でＣＶＤなどの方法でカーボンナノチューブを成長させる際に発生する様々な問題点を解決することができる。
【００５３】
本発明の他の実施形態によれば、本発明は上述した導電性ペーストを用いて印刷回路基板を提供する。具体的に、本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法が図４〜図１２に示されている。上記図面に示された製造方法は例示に過ぎなく、上記図面に示された印刷回路基板の他、多様な印刷回路基板に本発明による導電性ペーストを使用できることは明らかである。
【００５４】
図４のステップＳ１０で、図５に示すように、エッチングレジストフィルム２２を銅張積層板２１に積層する。次に、ステップＳ２０で、図６に示すように、露光及び現像を行い、ステップＳ３０で、図７に示すように、回路パターンを形成し、ステップＳ４０で、図８に示すように、絶縁層２３を積層する。次に、ステップＳ５０で、図９に示すように、レーザを用いてビアホール２５を形成し、無電解メッキでメッキ層２４を形成する。その次に、ステップＳ６０で、図１０に示すように、エッチングレジストフィルム２６を積層し、ステップＳ７０で、図１１に示すように、回路パターンに対応するようにエッチングする。次に、ステップＳ８０で、図１２に示すように、印刷工程で本発明によるカーボンナノチューブを含んだＣＮＴペースト２７をビアホールなどに充填してビア２８を形成する。
【００５５】
本発明の導電性ペーストは、多層印刷回路基板にも適用可能である。その他、本発明の導電性ペーストは、パッド一体型印刷回路基板あるいはランドレス印刷回路基板などの多様な基板に応用可能である。
【００５６】
本発明は下記の実施例を通してより理解でき、下記の実施例はただ本発明の例示に過ぎなく、添付した特許請求の範囲を制限するものではない。
【実施例】
【００５７】
実施例１〜７及び比較例１
多重壁カーボンナノチューブ（Ｉｌｊｉｎ社製）を硝酸：硫酸＝１：３の割合の溶液に１２０℃で、１０時間浸して置いた。その次に、上記カーボンナノチューブを蒸溜水で洗浄し、下記表２のような低融点金属合金（ＬＭＰＡ）を準備した。そして、下記表３のような組成の導電性ペーストに硬化剤を混合し、３本ロールミルを用いて製造した。
【００５８】
次に、厚さ１８μｍの電解銅箔のマット面にスクリーン印刷法を用いて実施例１〜７及び比較例１のペーストを塗布し乾燥する過程を５回繰り返して、底面直径１５０μｍ、高さ１８７μｍの円錐状のバンプを形成した。その上にプリプレグＢを１枚おき、プリプレグを貫通させた後、その上に厚さ１８μｍの電解銅箔をマット面を下向きにして配置し、その両外側の厚さ２ｍｍのステンレス板で、１８０℃、２０ｋｇｆ／ｃｍ２、２ｍｍＨｇの真空下で９０分間積層成形した両面銅張板を得た。この表面に回路を形成してデージーチェーンを形成した。次に、４探針プローブで上記デージーチェーン両端の抵抗を測定した後、その値をチェーン内のバンプ数２４で除してバンプ一つ当たりの最小初期抵抗値を測定した。このとき、接触抵抗は無視した。その結果を下記の表３に示す。
【表２】
【表３】
【００５９】
（信頼性評価）
上記実施例１の導電性ペーストに対して、熱サイクル試験（ＴＣ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｙｃｌｅ）、高度加速温度／湿度試験（ＨＡＳＴ： Ｈｉｇｈ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／Ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｔｅｓｔ）、液槽熱衝撃試験（ＬＬＴＳ： Ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ Ｌｉｑｕｉｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｏｃｋ）、及びハンダスポット（Ｓｏｌｄｅｒ ｓｐｏｔ）などの信頼性評価を行い、その結果を図１３〜図１６に示す。図１３〜図１６に示すように、信頼性評価の基準である初期抵抗に対する抵抗の変化率が±１０％内を満足することが分かる。上記信頼性評価は、通常、信頼性テストに用いられる装備で行われた。
【００６０】
上記実施例及び比較例から分かるように、本発明による導電性ペーストは抵抗値が低いため、電気伝導度に優れたことが分かる。
【００６１】
本発明の単純な変形または変更は、当該技術分野で通常の知識を有する者によって容易に実施することができ、このような変形や変更はすべて本発明の領域に含まれるものと見ることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１１ 銅箔層
１２ カーボンナノチューブ
１３ 低融点金属合金
１４ バインダ
２１ 銅張積層板
２２、２６ エッチングレジスト
２３ 絶縁層
２４ メッキ層
２５ ビアホール
２７ ＣＮＴペースト
２８ ビア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブを含む導電性ペースト及びこれを用いた印刷回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器や部品の素子間の接続及び上／下層の電気的接続には、比抵抗特性及び経済的な側面から銅（Ｃｕ）を主として使用している。実験の結果からは、実現された回路線幅の断面積がバルク金属内の電子の平均自由行程（Ｍｅａｎ Ｆｒｅｅ Ｐａｔｈ、以下、ＭＦＰともいう）より小さい場合には、回路内における比抵抗が金属が本来持っている比抵抗より大きく増加すると知られている。
【０００３】
銅のＭＦＰは４０ｎｍであり、理論的にこの値より小さな断面積を有する回路を実現する場合には、銅の本来の比抵抗特性を期待することはできない。これは文献によれば、電子表面散乱及び結晶粒界散乱によるとされている。すなわち、銅のような金属導電性ペーストは微細回路に適用することが困難であり、上記金属導電性ペーストを代替可能なペーストの必要性が高まっている。
【０００４】
カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ）の直径は、通常数ｎｍであるため、超微細配線に適用するのに有利である。また、カーボンナノチューブの最大許容電流は銅に比べて約１０００倍大きい（銅：１０６Ａ／ｃｍ２、ＣＮＴ：１０１０Ａ／ｃｍ２）ので、銅のような金属の代わりにカーボンナノチューブを、回路基板の信号配線（Ｘ−Ｙインターコネクション）及び回路基板上下部の銅箔信号層（Ｚ−インターコネクション）を接続する工程に用いるための研究が盛んであった。
【０００５】
上記Ｘ−Ｙインターコネクションを実現するために、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）チップを用いて、カーボンナノチューブに人為的な力を加えることにより所望するパターン形態のカーボンナノチューブを得ようとする試みがあった。しかし、カーボンナノチューブを曲げる過程にてカーボンナノチューブの固有特性である軟性や弾性などが失われてしまう問題があった。このために、現在、Ｘ−Ｙインターコネクションを実現するための研究はあまり進んでいない。
【０００６】
一方、回路基板の上下部の銅箔信号層を接続させるＺ−インターコネクションについての研究は相対的に活発に行われている。Ｚ−インターコネクションを実現するためには、カーボンナノチューブを所定高さまで成長させるが、このような成長には、通常化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下、ＣＶＤともいう）を用いている。
【０００７】
しかし、上記ＣＶＤ工程を用いると、ｉ）５００〜８００℃の高い工程温度が要求され、ｉｉ）高い工程温度のため、基材として用いられる物質が限定され、ｉｉｉ）バッチプロセスにより電子製品を大量生産するために必要とされる時間、すなわち、リードタイムが増加し、ｉｖ）真空チャンバ内で作業が行われるので、作業サイズが制限され、また、ｖ）製造工程が高価であるという短所があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
こうした従来技術の問題点を解決するために、本発明は、カーボンナノチューブの固有特性を失うことなく、電気伝導度に優れ、上記カーボンナノチューブを用いて印刷回路基板のＸ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションに同時に実現することができる導電性ペースト及びこれを用いた印刷回路基板を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、本発明はカーボンナノチューブと、低融点金属合金と、バインダとを含む導電性ペーストが提供される。
【００１０】
本発明の一実施例では、上記導電性ペーストは上記カーボンナノチューブを７０〜９０重量％、上記低融点金属合金を１〜２５重量％、及び上記バインダを１〜１５重量％含むことができる。
【００１１】
上記導電性ペーストは金属粒子をさらに含むことができ、上記金属粒子を１〜１０重量％含むことができる。
【００１２】
上記金属粒子は、銀、銅、スズ、インジウム、ニッケル、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００１３】
上記カーボンナノチューブは、単一壁、多重壁、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００１４】
上記低融点金属合金は、スズ、銀、ビスマス、インジウム、及びカドミウムからなる群より選ばれる２種以上を含む合金であることができる。
【００１５】
上記低融点金属合金は、スズ／ビスマス、ビスマス／スズ／カドミウム、インジウム／スズ、及びインジウム／スズ／ビスマスからなる合金より選ばれる何れか１種であることができる。
【００１６】
上記スズ／ビスマス合金はスズ４０〜４５重量％及びビスマス６０〜５５重量％からなる合金であり、上記ビスマス／スズ／カドミウム合金はビスマス４５〜５５重量％、スズ１５〜４０重量％、及びカドミウム１５〜４０重量％からなる合金であり、上記インジウム／スズ合金はインジウム５０〜７０重量％及びスズ５０〜３０重量％からなる合金であり、上記インジウム／スズ／ビスマス合金はインジウム５〜３０重量％、スズ３０〜６０重量％、及びビスマス２５〜４５重量％からなる合金であることができる。
【００１７】
上記バインダは、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化樹脂、ラジカル硬化樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００１８】
上記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００１９】
上記熱可塑性樹脂は、液晶ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができる。
【００２０】
上記導電性ペーストは、染料、顔料、増粘剤、潤滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤、チキソ性付与剤、難燃剤、酸化物除去剤、有機充填剤、無機充填剤、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる添加剤をさらに含むことができる。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、前述した導電性ペーストを含む印刷回路基板が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によるカーボンナノチューブ及び低融点金属合金を含む導電性ペーストは比抵抗が減少して電気伝導度に優れる。また、本発明による導電性ペーストはカーボンナノチューブの固有特性を失うことなく、上記カーボンナノチューブを用いて印刷回路基板のＸ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションに同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による導電性ペーストの動作原理を示す図である。
【図２】本発明による導電性ペーストの動作原理を示す図である。
【図３】本発明による導電性ペーストの動作原理を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す順序図である。
【図５】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図９】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１１】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１２】本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図１３】実施例１に対するＴＣの信頼性評価結果を示すグラフである。
【図１４】実施例１に対するＨＡＳＴの信頼性評価結果を示すグラフである。
【図１５】実施例１に対するＬＬＴＳの信頼性評価結果を示すグラフである。
【図１６】実施例１に対するハンダスポットの信頼性評価結果を示すグラフである。
【図１７】一般的なＸ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
カーボンナノチューブは、下記表１に示すように他の物質に比べて電気的特性に優れる。
【表１】
【００２５】
上記表１に示すように、カーボンナノチューブはアルミニウム及び銅などのように比較的電気伝導性や比抵抗に優れた金属物質よりも電気的性質にさらに優れる。したがって、このようなカーボンナノチューブを導電性ペースト材料として用いると、回路パターンの層間の電気的導通時に発生する抵抗を低めることができる。また、熱伝導度も優れて、印刷回路基板内部の熱を外部に効果的に放出することができる。
【００２６】
本発明では、上記カーボンナノチューブ及び低融点金属合金（Ｌｏｗ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ Ａｌｌｏｙ：ＬＭＰＡ）を使用する。この場合、低融点金属合金の溶融作用により低融点金属成分とカーボンナノチューブとの結合が可能となる。これと共に低融点金属合金、カーボンナノチューブ、及び基板の銅箔層との金属結合も可能となる。このような金属結合により、本発明による導電性ペーストは比抵抗が減少し電気伝導度が向上される。
【００２７】
従来の穴埋め工程においてはペーストの比抵抗及び電気抵抗の面で問題があった。この問題を解決するために、穴の内壁を無電解または電解メッキして電気導通用金属層を形成した後にペーストを満たす工法を用いた。
【００２８】
本発明における導電性ペーストは、カーボンナノチューブ及び低融点金属合金を含有するので、上記金属粒子とカーボンナノチューブ界面との金属反応により上記問題を解決することができる。また、本発明の導電性ペーストは、２００℃以下の低温ではカーボンナノチューブの固有性質を失うことなく、印刷工程でＸ−Ｙ及びＺ−インターコネクションを同時に実現することができる。通常、上記Ｘ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションは、図１７に示すようなインターコネクションを意味する。
【００２９】
本発明による導電性ペーストは、カーボンナノチューブ、低融点金属合金、及びバインダを含むことができる。
【００３０】
本発明の一実施例では、上記導電性ペーストがカーボンナノチューブを７０〜９０重量％、低融点金属合金を１〜２５重量％、及びバインダを１〜１５重量％含むことができる。上記カーボンナノチューブの重量が７０重量％未満あるいは９０重量％を超えると、パーコレーション理論によりカーボンナノチューブの電気伝導特性が発生されないことがある。また、上記低融点金属合金が１重量％未満であると、固溶可能な金属量が少ないため、所望する固溶体（Ｉｎｔｅｒ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）が形成されなく、２５重量％を超えると、スズによる酸化問題が発生することがある。そして、上記バインダの含量が１重量％未満であると接着効果が低下され、１５重量％を超えると電気伝導度が減少するという問題が発生することがある。
【００３１】
上記導電性ペーストは金属粒子をさらに含むことができ、１〜１０重量％含むことが好ましい。上記金属粒子が１重量％未満あるいは１０重量％を超えると浸透理論により伝導特性が発生しないことがある。
【００３２】
上記金属粒子は、銀、銅、スズ、インジウム、ニッケル、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。上記金属粒子の酸素含有量は０．１〜３重量％が好ましく、より好ましくは０．２〜２．５重量％であり、さらに好ましくは０．３〜２重量％である。この範囲内では、金属粒子の耐イオンマイグレーション性、導電性、導電接続信頼性、バインダへの分散性が良好である。
【００３３】
本発明の一実施例で上記カーボンナノチューブは単一壁、多重壁、またはこれらの混合物を用いることができる。
【００３４】
本発明で使用する低融点金属合金とは融点が２００℃以下である合金組成物をいう。上記低融点金属合金の融点が低いため、後述するバインダより先に溶けてカーボンナノチューブと基板の銅箔層との接触が可能となる。
【００３５】
すなわち、本発明の低融点金属合金は、カーボンナノチューブ相互間の接触抵抗を減少させ、銅箔層（基材）との金属結合を誘導して上記基材の接触抵抗を減少させる役割をする。さらに、低融点金属粒子の溶融作用により金属成分間の金属結合も可能となって比抵抗を減少させる役割もする。
【００３６】
本発明の一実施例で上記低融点金属合金は、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、及びカドミウム（Ｃｄ）からなる群より選ばれる２種以上を含む合金であることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３７】
具体的に、本発明による低融点金属合金はスズ／ビスマス、ビスマス／スズ／カドミウム、インジウム／スズ、及びインジウム／スズ／ビスマスからなる合金より選ばれる何れか１種であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３８】
具体的に、上記スズ／ビスマス合金はスズ４０〜４５重量％及びビスマス６０〜５５重量％からなる合金であり、上記ビスマス／スズ／カドミウム合金はビスマス４５〜５５重量％、スズ１５〜４０重量％、及びカドミウム１５〜４０重量％からなる合金であり、上記インジウム／スズ合金はインジウム５０〜７０重量％及びスズ５０〜３０重量％からなる合金であり、上記インジウム／スズ／ビスマス合金はインジウム５〜３０重量％、スズ３０〜６０重量％及びビスマス２５〜４５重量％からなる合金であることができる。
【００３９】
さらに具体的に、本発明で使用するのに好ましい低融点金属合金の例としては、４２Ｓｎ／５８Ｂｉ（数字は重量％を示し（以下同じ）、ＭＰ（融点）＝１４１℃）、５３Ｂｉ／２６Ｓｎ／２１Ｃｄ（ＭＰ＝１０３℃）、７０Ｉｎ／３０Ｓｎ（ＭＰ＝１２６℃）、及び５０Ｉｎ／５０Ｓｎ（ＭＰ＝１１７℃）、１０Ｉｎ／５３Ｓｎ／３７Ｂｉ（ＭＰ＝１００〜１２３℃）などが挙げられる。
【００４０】
上記低融点金属合金は、既に商用化されているものを購入して使用することができる。具体的な商品としては、ＭＣＰ Ｇｒｏｕｐ、Ｌｏｗｄｅｎ Ｍｅｔａｌｓ Ｌｔｄ．、ＲｏｔｏＭｅｔａｌｓ Ｉｎｃ．、三井金属鉱業（株）、千住金属工業（株）、ＤＵＫＳＡＮ ＨＩ−ＭＥＴＡＬ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．などで販売する低融点金属製品が挙げられる。
【００４１】
本発明の一実施例で上記バインダは、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化樹脂、ラジカル硬化樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４２】
上記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。本発明においてはエポキシ樹脂が最も好ましい。
【００４３】
上記熱可塑性樹脂は、液晶ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４４】
本発明による導電性ペーストは、染料、顔料、増粘剤、潤滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤、チキソ性付与剤、難燃剤、酸化物除去剤、有機充填剤、無機充填剤、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる添加剤をさらに含むことができる。上記添加剤はその目的や用途に応じて適当量を添加すればよい。本発明では１〜７重量％を添加することが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４５】
上記酸化物除去剤は、スズなどが酸化された場合、低融点金属合金表面の酸化物を除去することができる。上記酸化物除去剤の例としては、ロジン系フラックス、有機系フラックス、及び表面処理剤などの物質が挙げられる。上記酸化物除去剤は、現在商用化されている。また、アジピン酸、ステアリン酸などのカルボン酸類やビニールエーテルなども酸化物除去剤として利用することができる。
【００４６】
上記無機充填剤を添加すると、本発明による導電性ペーストの熱膨脹率を低めることができる。上記無機充填剤としては、平板状や無定形などのシリカ、アルミナ、タルク、珪藻土、ナノフィラーなどがある。
【００４７】
図１〜図３は、本発明による導電性ペーストの動作原理を示すものである。図１には、銅箔層の間に本発明による導電性ペーストが充填されている。低融点金属合金の融点の温度範囲、例えば１５０〜２５０℃で印刷工程及び仮乾燥／本乾燥の順次硬化工程が行われる。
【００４８】
図１は、仮乾燥工程を示している。仮乾燥条件（８０〜１００℃）では、バインダ１４の架橋結合が始まり、これにより低融点金属合金粒子１３は銅箔層１１及びカーボンナノチューブ１２と互いに接触する。次に、図２に示すように、低融点金属合金粒子１３の融点温度が含まれた本乾燥条件（１００〜１６８℃）では、低融点金属粒子が溶けながらカーボンナノチューブ１２及び銅箔層１１と金属結合を形成する。図２で、バインダは半硬化状態にある（Ｂ−ｓｔａｇｅ）。次に、図３に示すように、バインダは、積層工程で完全に硬化される（Ｃ−ｓｔａｇｅ）。
【００４９】
特に、本発明による低融点金属合金のうちのスズを主成分とする合金粒子を使用すると、共融特性から、導電性ペーストの一括積層時の絶縁距離（波状）不良を解決することができる。また、上記スズの共融特性から、上下銅箔層の層間整合性がよくなるという長所がある。
【００５０】
図１〜図３に示すように、本発明の導電性ペーストは低融点金属合金粒子の溶融作用により金属成分間の金属結合が可能となり、銅箔層と金属粒子との間の金属結合も可能となる。このような金属結合により比抵抗及び接触抵抗が減少することになる。したがって、本発明の導電性ペーストは、従来の導電性ペーストが有する問題点、すなわちバインダ成分のために比抵抗が増加するという問題点を解決することができる。
【００５１】
また、本発明の導電性ペーストは、カーボンナノチューブと接触する面でカーボンナノチューブとの金属反応が起こるので、印刷工程でＸ−Ｙインターコネクション及びＺ−インターコネクションを同時に実現できるという長所がある。
【００５２】
さらに、本発明の導電性ペーストは、１５０〜２００℃の温度でカーボンナノチューブを使用するので、 高温でＣＶＤなどの方法でカーボンナノチューブを成長させる際に発生する様々な問題点を解決することができる。
【００５３】
本発明の他の実施形態によれば、本発明は上述した導電性ペーストを用いて印刷回路基板を提供する。具体的に、本発明の一実施例による印刷回路基板の製造方法が図４〜図１２に示されている。上記図面に示された製造方法は例示に過ぎなく、上記図面に示された印刷回路基板の他、多様な印刷回路基板に本発明による導電性ペーストを使用できることは明らかである。
【００５４】
図４のステップＳ１０で、図５に示すように、エッチングレジストフィルム２２を銅張積層板２１に積層する。次に、ステップＳ２０で、図６に示すように、露光及び現像を行い、ステップＳ３０で、図７に示すように、回路パターンを形成し、ステップＳ４０で、図８に示すように、絶縁層２３を積層する。次に、ステップＳ５０で、図９に示すように、レーザを用いてビアホール２５を形成し、無電解メッキでメッキ層２４を形成する。その次に、ステップＳ６０で、図１０に示すように、エッチングレジストフィルム２６を積層し、ステップＳ７０で、図１１に示すように、回路パターンに対応するようにエッチングする。次に、ステップＳ８０で、図１２に示すように、印刷工程で本発明によるカーボンナノチューブを含んだＣＮＴペースト２７をビアホールなどに充填してビア２８を形成する。
【００５５】
本発明の導電性ペーストは、多層印刷回路基板にも適用可能である。その他、本発明の導電性ペーストは、パッド一体型印刷回路基板あるいはランドレス印刷回路基板などの多様な基板に応用可能である。
【００５６】
本発明は下記の実施例を通してより理解でき、下記の実施例はただ本発明の例示に過ぎなく、添付した特許請求の範囲を制限するものではない。
【実施例】
【００５７】
実施例１〜７及び比較例１
多重壁カーボンナノチューブ（Ｉｌｊｉｎ社製）を硝酸：硫酸＝１：３の割合の溶液に１２０℃で、１０時間浸して置いた。その次に、上記カーボンナノチューブを蒸溜水で洗浄し、下記表２のような低融点金属合金（ＬＭＰＡ）を準備した。そして、下記表３のような組成の導電性ペーストに硬化剤を混合し、３本ロールミルを用いて製造した。
【００５８】
次に、厚さ１８μｍの電解銅箔のマット面にスクリーン印刷法を用いて実施例１〜７及び比較例１のペーストを塗布し乾燥する過程を５回繰り返して、底面直径１５０μｍ、高さ１８７μｍの円錐状のバンプを形成した。その上にプリプレグＢを１枚おき、プリプレグを貫通させた後、その上に厚さ１８μｍの電解銅箔をマット面を下向きにして配置し、その両外側の厚さ２ｍｍのステンレス板で、１８０℃、２０ｋｇｆ／ｃｍ２、２ｍｍＨｇの真空下で９０分間積層成形した両面銅張板を得た。この表面に回路を形成してデージーチェーンを形成した。次に、４探針プローブで上記デージーチェーン両端の抵抗を測定した後、その値をチェーン内のバンプ数２４で除してバンプ一つ当たりの最小初期抵抗値を測定した。このとき、接触抵抗は無視した。その結果を下記の表３に示す。
【表２】
【表３】
【００５９】
（信頼性評価）
上記実施例１の導電性ペーストに対して、熱サイクル試験（ＴＣ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｙｃｌｅ）、高度加速温度／湿度試験（ＨＡＳＴ： Ｈｉｇｈ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／Ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｔｅｓｔ）、液槽熱衝撃試験（ＬＬＴＳ： Ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ Ｌｉｑｕｉｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｏｃｋ）、及びハンダスポット（Ｓｏｌｄｅｒ ｓｐｏｔ）などの信頼性評価を行い、その結果を図１３〜図１６に示す。図１３〜図１６に示すように、信頼性評価の基準である初期抵抗に対する抵抗の変化率が±１０％内を満足することが分かる。上記信頼性評価は、通常、信頼性テストに用いられる装備で行われた。
【００６０】
上記実施例及び比較例から分かるように、本発明による導電性ペーストは抵抗値が低いため、電気伝導度に優れたことが分かる。
【００６１】
本発明の単純な変形または変更は、当該技術分野で通常の知識を有する者によって容易に実施することができ、このような変形や変更はすべて本発明の領域に含まれるものと見ることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１１ 銅箔層
１２ カーボンナノチューブ
１３ 低融点金属合金
１４ バインダ
２１ 銅張積層板
２２、２６ エッチングレジスト
２３ 絶縁層
２４ メッキ層
２５ ビアホール
２７ ＣＮＴペースト
２８ ビア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノチューブと、低融点金属合金と、バインダとを含む、導電性ペースト。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブを７０〜９０重量％、前記低融点金属合金を１〜２５重量％、前記バインダを１〜１５重量％含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記導電性ペーストが金属粒子をさらに含む、請求項１又は２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記金属粒子を１〜１０重量％含む、請求項３に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記金属粒子が、銀、銅、スズ、インジウム、ニッケル、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項３又は４に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブが、単一壁、多重壁、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項１ないし５の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
前記低融点金属合金が、スズ、ビスマス、インジウム、銀、及びカドミウムからなる群より選ばれる２種以上を含む合金である、請求項１ないし６の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
前記低融点金属合金が、スズ／ビスマス、ビスマス／スズ／カドミウム、インジウム／スズ、及びインジウム／スズ／ビスマスからなる合金より選ばれる何れか１種である、請求項１ないし７の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項９】
前記スズ／ビスマス合金がスズ４０〜４５重量％及びビスマス６０〜５５重量％からなる合金であり、前記ビスマス／スズ／カドミウム合金がビスマス４５〜５５重量％、スズ１５〜４０重量％、及びカドミウム１５〜４０重量％からなる合金であり、前記インジウム／スズ合金がインジウム５０〜７０重量％及びスズ５０〜３０重量％からなる合金であり、前記インジウム／スズ／ビスマス合金がインジウム５〜３０重量％、スズ３０〜６０重量％、及びビスマス２５〜４５重量％からなる合金である、請求項８に記載の導電性ペースト。
【請求項１０】
前記バインダが、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化樹脂、ラジカル硬化樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項１ないし９の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１１】
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項１０に記載の導電性ペースト。
【請求項１２】
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項１０に記載の導電性ペースト。
【請求項１３】
前記導電性ペーストが、染料、顔料、増粘剤、潤滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤、チキソ性付与剤、難燃剤、酸化物除去剤、有機充填剤、無機充填剤、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる添加剤をさらに含む、請求項１ないし１２の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れか１項に記載の導電性ペーストを含む、印刷回路基板。
【請求項１】
カーボンナノチューブと、低融点金属合金と、バインダとを含む、導電性ペースト。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブを７０〜９０重量％、前記低融点金属合金を１〜２５重量％、前記バインダを１〜１５重量％含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記導電性ペーストが金属粒子をさらに含む、請求項１又は２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記金属粒子を１〜１０重量％含む、請求項３に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記金属粒子が、銀、銅、スズ、インジウム、ニッケル、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項３又は４に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブが、単一壁、多重壁、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項１ないし５の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
前記低融点金属合金が、スズ、ビスマス、インジウム、銀、及びカドミウムからなる群より選ばれる２種以上を含む合金である、請求項１ないし６の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
前記低融点金属合金が、スズ／ビスマス、ビスマス／スズ／カドミウム、インジウム／スズ、及びインジウム／スズ／ビスマスからなる合金より選ばれる何れか１種である、請求項１ないし７の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項９】
前記スズ／ビスマス合金がスズ４０〜４５重量％及びビスマス６０〜５５重量％からなる合金であり、前記ビスマス／スズ／カドミウム合金がビスマス４５〜５５重量％、スズ１５〜４０重量％、及びカドミウム１５〜４０重量％からなる合金であり、前記インジウム／スズ合金がインジウム５０〜７０重量％及びスズ５０〜３０重量％からなる合金であり、前記インジウム／スズ／ビスマス合金がインジウム５〜３０重量％、スズ３０〜６０重量％、及びビスマス２５〜４５重量％からなる合金である、請求項８に記載の導電性ペースト。
【請求項１０】
前記バインダが、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ＵＶ硬化樹脂、ラジカル硬化樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項１ないし９の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１１】
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項１０に記載の導電性ペースト。
【請求項１２】
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるものである、請求項１０に記載の導電性ペースト。
【請求項１３】
前記導電性ペーストが、染料、顔料、増粘剤、潤滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤、チキソ性付与剤、難燃剤、酸化物除去剤、有機充填剤、無機充填剤、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる添加剤をさらに含む、請求項１ないし１２の何れか１項に記載の導電性ペースト。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れか１項に記載の導電性ペーストを含む、印刷回路基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２８９７３３（Ｐ２００９−２８９７３３Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９６６３（Ｐ２００９−２９６６３）
【出願日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（５９１００３７７０）三星電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（５９１００３７７０）三星電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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