JPH0368553B2 - - Google Patents

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JPH0368553B2
JPH0368553B2 JP61097329A JP9732986A JPH0368553B2 JP H0368553 B2 JPH0368553 B2 JP H0368553B2 JP 61097329 A JP61097329 A JP 61097329A JP 9732986 A JP9732986 A JP 9732986A JP H0368553 B2 JPH0368553 B2 JP H0368553B2
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JP
Japan
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weight
resin
parts
soldering
metal
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Application number
JP61097329A
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Japanese (ja)
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JPS62252988A (en
Inventor
Kazumasa Eguchi
Fumio Nakaya
Shinichi Wakita
Hisatoshi Murakami
Tsunehiko Terada
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Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Original Assignee
Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
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Publication date
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  • Paints Or Removers (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、絶縁基板上に半田付が可能な導電性
ペーストを用いて導電回路を形成し、回路の塗膜
を加熱硬化させた後、塗膜にフラツクスを塗布し
て直接錫又は半田付を行ない、導電回路の耐熱性
と耐湿性および導電性を向上させた印刷回路を形
成させる方法に関する (従来技術) 最近、IC、MSI、LSIなどを実装する導電回路
を形成する方法が種々提案されている。この方法
には大別して次の二方法が採られている。すなわ
ち、エツチドフオイル法は、銅張積層板上に夫々
反応性樹脂を塗布した後、マスクをあてて光照射
によつて所定の導電回路を形成し、未反応樹脂を
除去し次いでエツチングして銅箔層を除去する方
法である。 この方法は、絶縁基板の印刷回路のマスプロ生
産に適しているが、工程が複雑で長時間を要し、
且つ設備費が多大となると共に回路形成の化学エ
ツチング工程の際、サイドエツチングを生ずるの
で微細な精度のよい印刷回路を形成するには問題
がある。 アデイテイブ法は、メツキ核を形成する活性種
を加えた接着剤を絶縁基板上に塗布し、その塗膜
上にマスクを重ねて所定の位置に光照射を行な
い、照射部分にメツキ核となる金属を折出させ、
ついで未反応部分を除去し、前記折出金属上に無
電解銅メツキ層を形成して所定の導電回路を形成
する方法である。この方法は、細線回路の形成が
可能であるが、活性種を接着剤中に均一に分散さ
せることが難しいため、均一な金属のメツキ核が
形成できず、次のメツキ工程でトラブルを起した
り、接着剤中に混入する不純物の影響によつて光
照射で起こるラジカル反応に異常をきたすなどの
問題がある。 一方、銀又は銅などの金属粉末と樹脂を配合し
た導電性ペーストを用いて印刷回路を形成する方
法が行われている。 これは、前記エツチドフオイル法の銅張積層板
より余剰の銅箔を化学エツチング法により印刷回
路を形成する方法に較べて、簡便であり又コスト
的にもすぐれているからである。 例えば、銀粉末とフエノール樹脂からなる比抵
抗10-4Ω・cm級の銀ペーストを絶縁基板上にスク
リーン印刷法で導電回路を形成する方法がある。
しかしながら、この銀ペーストは導電回路の形成
材として使用されるものであつて、得られる導電
回路から電子部品の固定に必要な半田付を直接適
用することができない。又、銀ペーストは高価で
あるために、且つ湿度雰囲気中、印刷回路に直流
電圧が印加されると、銀マイグレーシヨンが起こ
り回路を短絡する事故を発生するので、特定の箇
所に使用されているのが実情である。 次に、銅粉末と熱硬化性樹脂とからなる導電性
銅ペーストを絶縁基板上にスクリーン印刷法など
で導電回路を形成させ、塗膜を加熱して硬化させ
ると、銅の被酸化性が大きいため、空気中および
バインダーの樹脂中に含まれる酸素が銅粉末と化
合し、その表面に酸化膜を形成して著しく導電性
を阻害するか、若しくは経時と共に導電性が全く
消失するものとなる。そのため安定した導電性を
得る銅ペーストが種々研究されて、その導電性を
大約10-3Ω・cm級にすることができるので導電回
路の形成材として使用されている。 しかし、得られる導電回路上の塗膜に半田付を
直接適用することができない問題がある。 (発明が解決しようとする問題点) 銅張積層板からエツチドフオイル法により印刷
回路を形成した銅箔上に半田付けをするのは次の
ような工程で行われる。すなわち、印刷回路を形
成する銅張積層板の表面は、その製造過程および
搬入する過程において種々の異物が付着している
ため、予め表面処理を行なつた後、銅箔上に無電
解銅メツキおよび電気銅メツキを施して印刷回路
工程に入り、半田レベラ工程でフラツクスを塗布
して半田付けされる。 次に、公知の導電性ペーストによつて形成され
た導電回路は、前記のように半田付が直接適用で
きないため、回路の塗膜に活性化処理を施して無
電解銅メツキするか、又は塗膜を陰極としてメツ
キ液中で電気銅メツキを施した後に、銅面に半田
付を行なう。然る後、実装する電子部品およびリ
ードフレームなどを半田付けする。かかる場合、
塗膜と銅メツキとの層間の結合が確実でないと実
用に供されないことはいうまでもない。 いずれの方法による印刷回路でも半田付けの下
地を構成させるために、化学メツキ法又は/およ
び電気メツキ法が採用されている。 従つて、無電解銅メツキ又は/および電気銅メ
ツキを施す必要のない半田付可能な導電塗料が開
発されると、大巾に製造工程が短縮されると共に
その経済的メリツトは多大なものとなる。 ここに、半田付可能な導電塗料として具備すべ
き問題点は、スクリーン印刷、凹版印刷、ハケ
およびスプレー塗りなどができること、細線回
路が形成できること、絶縁基板上への塗膜の密
着性がよいこと、銀ペーストと同等な導電性を
有すること、塗膜上への半田付性がすぐれてい
ること、半田コートの導電回路の導電性が長期
にわたつて維持できること、である。 本発明は、かかる問題を解決することを目的と
するもので、上記の問題点を具備する半田付可能
な導電塗料を用いて印刷回路を形成する方法を提
供することにある。 (問題点を解決するための手段) 本発明者らは、金属銅粉を含む導電塗料に半田
付性を付与すべく鋭意検討を重ねた結果、導電性
にも優れた半田付可能な導電塗料を見出し、特願
昭61−75302号(特公平2−48184号公報)、特願
昭61−75303号(特公平2−48185号公報)、特願
昭61−95809号(特公平2−48186号公報)として
出願し、該出願をもとに本発明を完成させたもの
である。 本発明は、()金属銅粉、()樹脂混和物
(P−tert−ブチルフエノール樹脂と金属表面活
性化樹脂および熱硬化性樹脂とからなる樹脂混和
物)、()飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくは
それらの金属塩、()金属キレート形成剤、又
は()金属銅粉、()熱硬化性樹脂、()飽
和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくはそれらの金属
塩、()金属キレート形成剤、()半田付促進
剤、若しくは()金属銅粉、()樹脂混和物
(金属表面活性化樹脂と熱硬化性樹脂とからなる
樹脂混和物)、()飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸
若しくはそれらの金属塩、()金属キレート形
成剤、()半田付促進剤をそれぞれ以下に記述
する特定量を配合した半田付可能な導電塗料を絶
縁基板上に印刷し、次いで得られた導電回路の塗
膜を加熱硬化させた後、該塗膜にフラツクスを塗
布して、直接錫又は半田付をすることにより印刷
回路を形成する方法である。 次に、本発明で使用する金属銅粉、樹脂および
添加剤などの種類とその配合割合について以下に
説明する。 ここにおいて、本発明で使用する金属銅粉と
は、片状、樹枝状、球状、不定形などのいずれの
形状であつてもよく、その粒径は100μm以下が
好ましく、特に1〜30μmがより好ましい。 本発明で使用するP−tert−ブチルフエノール
樹脂とはP−tert−ブチルフエノールとホルマリ
ンとをアルカリ性触媒の存在下で加熱重合して得
られるもので、その重合度は50以下のものを使用
することが好ましい。例えば、重合度が50を超え
るものを使用し、得られた塗膜を加熱硬化する
と、バインダーとしての熱硬化性樹脂の三次元網
目構造の形成が阻害されて導電性を低下させる原
因となる。 本発明で使用する金属表面活性化樹脂とは、活
性ロジン、又は部分水添ロジン、完全水添ロジ
ン、エステル化ロジン、マレイン化ロジン、不均
化ロジン、重合ロジンなとの変性ロジンから選ば
れる少なくとも一種を使用する。好ましいロジン
は活性ロジン又はマレイン化ロジンである。 本発明で使用する熱硬化性樹脂とは、本発明に
係る導電塗料中の金属銅粉およびその他の成分を
バインドするものであり、常温で液状を呈する高
分子物質で、加熱硬化によつて高分子物質となる
ものであればよく、例えば、フエノール、アクリ
ル、エポキシ、ポリエステル、キシレン系樹脂な
どが用いられるが、これらに限定されない。なか
でもレゾール型フエノール樹脂は、好ましいもの
として用いられる。 本発明で使用する飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸
若しくはそれらの金属塩とは、飽和樹脂酸にあつ
ては炭素数16〜20のパルミチン酸、ステアリン
酸、アラキン酸など、又は不飽和脂肪酸にあつて
は炭素数16〜18のゾーマリン酸、オイレン酸、リ
ノレン酸などで、それらの金属塩にあつてはカリ
ウム、銅、アルミニウムなどの金属との塩であ
る。 これら飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくはそ
れらの金属塩の分散剤の使用は、金属銅粉の熱硬
化性脂肪中への微細分散を促進し、導電性の良好
な塗膜を形成するので好ましい。 本発明に使用する金属キレート形成剤とは、モ
ノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン、エチレンジアミン、トリエチ
レンジアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂
肪族アミンから選ばれる少なくとも一種を使用す
る。添加する金属キレート形成剤は、金属銅粉の
酸化を防止し、導電性の維持に寄与すると共に前
記金属表面活性化樹脂と相剰作用を示して半田付
性をより向上させる。 本発明に使用する半田付促進剤とは、オキシジ
カルボン酸又はアミノジカルボン酸若しくはそれ
らの金属塩で、例えば、酒石酸、リンゴ酸、グル
タミン酸、アスパラギン酸又はそれらの金属塩な
どから選ばれる少なくとも一種を使用する。添加
する半田付促進剤は、前記金属キレート形成剤と
相剰作用を示して半田付性を更に向上させる。す
なわち、金属表面活性化樹脂と金属キレート形成
剤、それに半田付促進剤を配することにより、よ
り相剰作用を示して塗膜の半田付面をより平滑で
金属光沢のあるものにすることができる。 本発明に係る導電塗料には、粘度調整をするた
めに通常の有機溶剤を適宜、使用することができ
る。例えばブチルカルビトール、ブチルカルビト
ールアセート、ブチルセロルソルブ、メチルイソ
ブチルケトン、トルエン、キシレンなどの公知の
溶剤が好ましいものとしてあげられる。 本発明に於いて使用する絶縁基板とは、ガラ
ス・エポキシ樹脂基板、紙・フエノール樹脂基
板、セラミツク基板、ポリカーボネイト樹脂基
板、ポリエチレンテレフタレート樹脂基板、ポリ
イミド樹脂基板、ポリオレフイン樹脂基板、塩化
ビニル樹脂基板、ポリエステル樹脂基板、ABS
樹脂基板、ポリメチルメタクリレート樹脂基板、
メラミン樹脂基板、フエノール樹脂基板、エポキ
シ樹脂基板、ガラス基板などがあげられるが、特
に限定されない。 本発明に係る半田付可能な導電塗料を用いて絶
縁基板上に導電回路を形成する方法とは、スクリ
ーン印刷、凹版印刷、スプレー又はハケ塗りなど
で塗布した後、加熱硬化させるもので、特に限定
されない。 本発明において形成させた導電回路の塗膜を硬
化させる雰囲気は、大気中または不活性ガス中の
いずれにあつてもよく、制限されない。 本発明において加熱硬化された導電回路の塗膜
上に錫又は半田付けをする方法は、市販の有機酸
系のフラツクス剤を塗膜上に塗布し、銅面上に半
田付けする通常の浸漬法又は半田ゴテによつて行
つてもよく、特に限定されない。 本発明に係る半田付可能な導電塗料を構成する
成分の割合は、()金属銅粉85〜95重量%と
()樹脂混和物15〜5重量%(P−tert−ブチ
ルフエノール樹脂2〜30重量%、金属表面活性化
樹脂2〜30重量%、残部を熱硬化性樹脂とからな
る樹脂混和物)との合計100重量部に対して、
()飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくはそれ
らの金属塩1〜8重量部と()金属キレート形
成剤1〜50重量部とするか、又は()金属銅粉
85〜95重量%と()熱硬化性樹脂15〜5重量%
との合計100重量部に対して、()飽和脂肪酸又
は不飽和脂肪酸若しくはそれらの金属塩1〜8重
量部と()金属キレート形成剤1〜50重量部お
よび()半田付促進剤0.1〜2.5重量部、若しく
は()金属銅粉85〜95重量%と()樹脂混和
物15〜5重量%(金属表面活性化樹脂2〜30重量
%、残部を熱硬化性樹脂とからなる樹脂混和物)
との合計100重量部に対して、()飽和脂肪酸又
は不飽和脂肪酸若しくはそれらの金属塩1〜8重
量部と()金属キレート形成剤1〜50重量部お
よび()半田付促進剤0.1〜2.5重量部とするも
のである。 ここにおいて、金属銅粉の好ましい配合量は、
樹脂混和物又は熱硬化性樹脂との配合において87
〜93重量%である。 P−tert−ブチルフエノール樹脂および金属表
面活性化樹脂の好ましい配合量は、それぞれ5〜
10重量%である。 飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくはそれらの
金属塩の好ましい配合量は、2〜6重量部で、金
属キレート形成剤の好ましい配合量は5〜30重量
部、半田付促進剤の好ましい配合量は0.5〜2.0重
量部である。 (作用) 以上説明した如く、本発明で使用する半田付可
能な導電塗料によつて形成された導電回路の硬化
塗膜の導電性は、10-4Ω・cm級であり、極めて良
好な値を示し、従来の銀ペーストによつて得られ
た塗膜の導電性と近似するものとなる。本発明に
よつて形成された導電回路の硬化塗膜に有機酸系
のフラツクスを塗布して溶融半田槽中に浸漬して
引き上げると、導電回路全面に良好な半田付がな
され、その導電性は10-5Ω・cm級に向上させるこ
とができ、より大きな電流を導電回路に流すこと
ができるものとなる。又導電回路の塗膜が半田で
コートされると、塗膜の耐熱性および耐熱性が改
善されるものとなる。又エツチドフオイル法、ア
デイテイブ法および公知の銅ペーストによる印刷
回路を形成する方法では、いずれもその導電回路
に無電解銅メツキ又は/および電気銅メツキを施
して銅面上に半田付を行なうが、本発明の方法で
は半田付可能な導電塗料を用いて絶縁基板上にス
クリーン印刷法によつて導電回路を形成させ、加
熱硬化させた後塗膜上にフラツクスを塗布して直
接半田付をすることができるので、大巾に製造工
程が短縮され、その経済的メリツトが大きい。 (実施例) 以下、実施例および比較例にもとづいて本発明
を更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例
のみに限定されるものでない。 粒径5〜10μmの樹枝状金属銅粉を用い、第1
表に示す割合で配合材料をそれぞれ配合(重量
部)し、溶剤として若干のブチルカルビトールを
加えて、20分間三軸ロールで混練して導電塗料を
調製した。これをスクリーン印刷法によりガラ
ス・エポキシ樹脂基板上に巾0.4mm、厚さ30±5μ
m、長さ520mmのS形導電回路を形成し、150〜
160℃×30分間加熱して塗膜を硬化させた。引続
いて形成させた導電回路上に半田付を施すため、
実際の工程で使用する半田レベラマシンに通し
て、該基板を有機酸系のフラツクス槽に4秒間浸
漬し、次いで250℃の溶融半田槽(Pb/Sn=40/
60)中に5秒間浸漬して引き上げると同時に4〜
6気圧、220〜230℃の熱風を吹きつけた後、洗浄
して導電回路全面に半田付けした印刷回路基板を
作製した。この回路基板に電子部品を実装するた
めに、半田付に必要な接続回路部分を残して他の
回路部分を熱硬化型又は紫外線硬化型のソルダー
レジストインキを用いて、スクリーン印刷法でオ
ーバーコートすることにより印刷回路を保護し、
電子部品を直接又はスルホールを通して半田付け
された接続回路部分に半田付けをした。 上記の過程で得た本発明に係る導電回路につい
て、諸特性を調べた結果を第1表に示す。 ここに、塗膜の導電性とは、加熱硬化された塗
膜の体積固有抵抗率を測定した値である。 塗膜の密着性とは、第1表に示す配合割合の導
電塗料をガラス・エポキシ樹脂基板上に、スクリ
ーン印刷法により縦5cm、横5cm、厚さ30±5μ
mの塗膜を形成し、該塗膜を加熱硬化させた後、
JIS K5400(1979)の碁盤目試験方法に準じて、
塗膜上に互に直交する縦横11本づつの平行線を1
mmの間隔で引いて、1cm2中に100個のます目がで
きるように碁盤目状の切り傷を付け、その上から
セロハンテープで塗膜を引きはがしたときに絶縁
基板上に残る塗膜の碁盤目個数を求めたものであ
る。 半田付性とは、塗膜上に半田付けされた状態を
低倍率の実体顕微鏡によつて観察し、下記の基準
によつて評価した。 ◎印:表面平滑で金属光沢のある半田が全面に付
着するもの ○印:表面に凹凸あるが、半田が全面に付着する
もの △印:部分的に塗膜が露出しているもの 耐熱性と抵抗変化率とは、半田付された塗膜を
80℃×1000時間加熱し、初期抵抗に対する抵抗変
化率を求めたものである。 耐湿性と抵抗変化率とは、半田付塗膜を55℃×
95%RH×1000時間の温度雰囲気中に放置し、初
期抵抗に対する抵抗変化率を求めたものである。 印刷性とは、得られた導電塗料を用いてスクリ
ーン印刷法により導電回路を形成するに際して、
その印刷性を観察し、下記の基準により評価し
た。 ○印:導電回路の形成が良好なもの △印:導電回路の形成が稍々困難なもの 第1表の結果からわかるように、比較例1〜3
は配合材料が適切量でないために、塗膜の導電性
が低く、半田付性がわるく、耐熱性および耐湿性
の抵抗変化率が大きくて好ましくないが、実施例
1〜3は、いずれの特性においても好ましく、第
1表には示していないが、塗膜に半田付された半
田厚は大約10μmであり、それがため半田付けさ
れた印刷回路の導電性は10-5Ω・cm級に向上し、
より大きな電流を印刷回路に流すことができる。 又、塗膜と半田との半田強度は3.3Kg以上(3
mmφラント、孔径0.8mmφ中に0.6mmφの半田メツ
キ線を半田付けした半田付強度)であり、塗膜と
半田付界面が強固に半田付けされていることを保
証し、電子部品の接続回路部分への半田付は、銅
張積層板での実施と同等であつて、いずれも実用
に際し信頼性のあるものである。 (効果) 本発明に係る印刷回路の形成方法では、半田付
可能な導電塗料を用いて絶縁基板上にスクリーン
印刷などで導電回路を形成させるため、細線回路
が形成でき、且つ得られる導電回路の硬化塗膜上
に直接半田付をすることができ、更に半田付けさ
れた印刷回路上に電子部品を半田付できるので、
従来のように銅箔印刷回路又は導電回路の塗膜上
に無電解銅メツキ又は/および電気銅メツキを施
す必要がなく、これらの製造工程を大巾に省略で
きると共に経済的に顕著な効果を示し、産業上に
寄与する。 【表】
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention involves forming a conductive circuit on an insulating substrate using a conductive paste that can be soldered, and curing the coating film of the circuit by heating. Related to a method of forming a printed circuit with improved heat resistance, moisture resistance, and conductivity by applying flux to a coating film and directly bonding with tin or solder (prior art) Recently, IC, MSI, LSI, etc. Various methods have been proposed for forming conductive circuits that implement . This method can be roughly divided into the following two methods. In other words, in the etched oil method, after each reactive resin is applied onto a copper clad laminate, a mask is applied and a prescribed conductive circuit is formed by light irradiation, the unreacted resin is removed, and then the copper foil is etched. This is a method of removing layers. This method is suitable for mass production of printed circuits on insulating substrates, but the process is complicated and takes a long time.
In addition, the equipment costs are large and side etching occurs during the chemical etching process for circuit formation, which poses a problem in forming fine and precise printed circuits. In the additive method, an adhesive containing active species that form plating nuclei is applied onto an insulating substrate, a mask is placed on top of the coating, and light is irradiated at a predetermined position, and the irradiated area is exposed to the metal that will form the plating nucleus. to break out,
Then, the unreacted portion is removed, and an electroless copper plating layer is formed on the deposited metal to form a predetermined conductive circuit. Although this method allows the formation of thin wire circuits, it is difficult to uniformly disperse the active species in the adhesive, making it impossible to form uniform metal plating nuclei, which may cause trouble in the next plating process. There are also problems such as impurities mixed into the adhesive causing abnormalities in the radical reactions that occur upon irradiation with light. On the other hand, a method of forming a printed circuit using a conductive paste containing metal powder such as silver or copper and resin has been used. This is because it is simpler and more cost-effective than the method of forming a printed circuit by chemically etching excess copper foil from the etched foil copper clad laminate. For example, there is a method of forming a conductive circuit on an insulating substrate by screen printing a silver paste with a specific resistance of 10 -4 Ω·cm, which is made of silver powder and phenolic resin.
However, this silver paste is used as a material for forming a conductive circuit, and the soldering necessary for fixing electronic components cannot be directly applied to the conductive circuit obtained. In addition, silver paste is expensive, and when a DC voltage is applied to a printed circuit in a humid atmosphere, silver migration occurs, causing an accident that shorts the circuit, so it is used in specific locations. That is the reality. Next, a conductive copper paste made of copper powder and a thermosetting resin is used to form a conductive circuit on an insulating substrate using a screen printing method, etc., and the coating film is heated and cured. Therefore, oxygen contained in the air and in the binder resin combines with the copper powder, forming an oxide film on its surface and significantly inhibiting conductivity, or completely losing conductivity over time. For this reason, various studies have been conducted on copper pastes that have stable conductivity, and because the conductivity can be approximately 10 -3 Ω·cm, they are used as materials for forming conductive circuits. However, there is a problem in that soldering cannot be directly applied to the coating film on the resulting conductive circuit. (Problems to be Solved by the Invention) Soldering on a copper foil on which a printed circuit is formed from a copper-clad laminate by the etched foil method is carried out in the following steps. In other words, the surface of the copper-clad laminate that forms the printed circuit is contaminated with various foreign substances during the manufacturing process and the shipping process, so after surface treatment is performed in advance, electroless copper plating is applied to the copper foil. Then electrolytic copper plating is applied to the printed circuit process, and flux is applied and soldered in the solder leveler process. Next, since soldering cannot be directly applied to conductive circuits formed using known conductive pastes as described above, the coating film of the circuit must be activated and then electroless copper plated or painted. After electrolytic copper plating is performed in a plating solution using the film as a cathode, soldering is performed on the copper surface. After that, electronic components and lead frames to be mounted are soldered. In such case,
Needless to say, it cannot be put to practical use unless the bond between the coating film and the copper plating is reliable. In order to form a soldering base for printed circuits manufactured by either method, a chemical plating method and/or an electroplating method is employed. Therefore, if a solderable conductive paint that does not require electroless copper plating or/and electrolytic copper plating is developed, the manufacturing process will be greatly shortened and the economic benefits will be significant. . The problems that a solderable conductive paint should have are that it can be applied by screen printing, intaglio printing, brushing and spray painting, it can form fine line circuits, and it has good adhesion of the paint film to the insulating substrate. , it has electrical conductivity equivalent to that of silver paste, it has excellent solderability on a coating film, and the electrical conductivity of the conductive circuit of the solder coat can be maintained over a long period of time. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve these problems and provides a method for forming a printed circuit using a solderable conductive paint that has the above-mentioned problems. (Means for Solving the Problems) As a result of intensive studies to impart solderability to a conductive paint containing metallic copper powder, the present inventors discovered that a conductive paint that has excellent conductivity and can be soldered. Patent Application No. 61-75302 (Patent Publication No. 2-48184), Japanese Patent Application No. 75303 (Patent Publication No. 2-48185), and Japanese Patent Application No. 95809 (Patent Publication No. 2-48186) The present invention was completed based on the application. The present invention provides () metallic copper powder, () resin mixture (resin mixture consisting of P-tert-butylphenol resin, metal surface activated resin, and thermosetting resin), () saturated fatty acid or unsaturated fatty acid. or a metal salt thereof, () a metal chelate forming agent, or () a metallic copper powder, () a thermosetting resin, () a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid or a metal salt thereof, () a metal chelate forming agent, () Soldering accelerator, or () metallic copper powder, () resin mixture (resin mixture consisting of metal surface activated resin and thermosetting resin), () saturated fatty acid or unsaturated fatty acid or their metal salt, A solderable conductive paint containing specific amounts of () a metal chelate forming agent and () a soldering accelerator as described below is printed on an insulating substrate, and then the resulting conductive circuit coating is cured by heating. After that, a printed circuit is formed by applying flux to the coating film and directly applying tin or soldering. Next, the types and blending ratios of the metallic copper powder, resin, additives, etc. used in the present invention will be explained below. Here, the metallic copper powder used in the present invention may have any shape such as flake, dendritic, spherical, or irregular shape, and its particle size is preferably 100 μm or less, particularly 1 to 30 μm. preferable. The P-tert-butylphenol resin used in the present invention is obtained by heating and polymerizing P-tert-butylphenol and formalin in the presence of an alkaline catalyst, and the resin used has a degree of polymerization of 50 or less. It is preferable. For example, if a polymer with a degree of polymerization exceeding 50 is used and the resulting coating film is cured by heating, the formation of a three-dimensional network structure of the thermosetting resin as a binder will be inhibited, resulting in a decrease in electrical conductivity. The metal surface-activated resin used in the present invention is selected from activated rosin, or modified rosin such as partially hydrogenated rosin, fully hydrogenated rosin, esterified rosin, maleated rosin, disproportionated rosin, and polymerized rosin. Use at least one type. Preferred rosins are active rosins or maleated rosins. The thermosetting resin used in the present invention binds the metallic copper powder and other components in the conductive paint according to the present invention, and is a polymeric substance that is liquid at room temperature and hardens by heating. Any molecular substance may be used, such as phenol, acrylic, epoxy, polyester, xylene resin, etc., but is not limited thereto. Among them, resol type phenolic resins are preferably used. The saturated fatty acids, unsaturated fatty acids, or metal salts thereof used in the present invention are saturated resin acids such as palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, etc. having 16 to 20 carbon atoms, or unsaturated fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, etc. Zomarinic acid, olenic acid, linolenic acid, etc. having 16 to 18 carbon atoms, and their metal salts include salts with metals such as potassium, copper, and aluminum. The use of a dispersant of these saturated fatty acids, unsaturated fatty acids, or metal salts thereof is preferable because it promotes fine dispersion of the metallic copper powder into the thermosetting fat and forms a coating film with good electrical conductivity. The metal chelate forming agent used in the present invention is at least one selected from aliphatic amines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, triethylenediamine, and triethylenetetramine. The metal chelate forming agent added prevents oxidation of the metal copper powder, contributes to maintaining conductivity, and exhibits a synergistic effect with the metal surface activating resin to further improve solderability. The soldering accelerator used in the present invention is oxydicarboxylic acid, aminodicarboxylic acid, or a metal salt thereof. For example, at least one selected from tartaric acid, malic acid, glutamic acid, aspartic acid, or a metal salt thereof is used. do. The added soldering promoter exhibits a synergistic effect with the metal chelate forming agent to further improve solderability. In other words, by disposing a metal surface activating resin, a metal chelate forming agent, and a soldering accelerator, it is possible to exhibit a synergistic effect and make the soldering surface of the coating film smoother and with a metallic luster. can. In the conductive paint according to the present invention, a conventional organic solvent can be appropriately used to adjust the viscosity. For example, known solvents such as butyl carbitol, butyl carbitol acetate, butyl cellolsolve, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene and the like are preferred. The insulating substrates used in the present invention include glass/epoxy resin substrates, paper/phenol resin substrates, ceramic substrates, polycarbonate resin substrates, polyethylene terephthalate resin substrates, polyimide resin substrates, polyolefin resin substrates, vinyl chloride resin substrates, and polyester. Resin substrate, ABS
Resin substrate, polymethyl methacrylate resin substrate,
Examples include, but are not limited to, melamine resin substrates, phenol resin substrates, epoxy resin substrates, glass substrates, and the like. The method of forming a conductive circuit on an insulating substrate using the solderable conductive paint according to the present invention is to apply it by screen printing, intaglio printing, spraying, or brushing, and then heat and harden it, and there are no particular limitations. Not done. The atmosphere in which the coating film of the conductive circuit formed in the present invention is cured may be in the atmosphere or in an inert gas, and is not restricted. In the present invention, the method of applying tin or solder to the heat-cured conductive circuit coating is the usual dipping method in which a commercially available organic acid-based flux agent is applied onto the coating and soldering is performed on the copper surface. Alternatively, it may be performed using a soldering iron, and is not particularly limited. The proportions of the components constituting the solderable conductive paint according to the present invention are () 85 to 95% by weight of metallic copper powder and () 15 to 5% by weight of resin mixture (2 to 30% by weight of P-tert-butylphenol resin). % by weight, a resin mixture consisting of 2 to 30% by weight of a metal surface activated resin and the remainder a thermosetting resin) for a total of 100 parts by weight,
() 1 to 8 parts by weight of a saturated fatty acid or unsaturated fatty acid or a metal salt thereof; () 1 to 50 parts by weight of a metal chelate forming agent; or () metallic copper powder.
85-95% by weight and () thermosetting resin 15-5% by weight
() 1 to 8 parts by weight of a saturated fatty acid or unsaturated fatty acid or a metal salt thereof, () 1 to 50 parts by weight of a metal chelate forming agent, and () 0.1 to 2.5 parts by weight of a soldering accelerator. Parts by weight, or () 85-95% by weight of metallic copper powder and () 15-5% by weight of resin mixture (resin mixture consisting of 2-30% by weight of metal surface activated resin and the remainder of thermosetting resin)
() 1 to 8 parts by weight of a saturated fatty acid or unsaturated fatty acid or a metal salt thereof, () 1 to 50 parts by weight of a metal chelate forming agent, and () 0.1 to 2.5 parts by weight of a soldering accelerator. Parts by weight. Here, the preferred blending amount of metallic copper powder is:
87 in blends with resin admixtures or thermosetting resins
~93% by weight. The preferred blending amounts of P-tert-butylphenol resin and metal surface activating resin are 5 to 5, respectively.
It is 10% by weight. The preferred amount of the saturated fatty acid or unsaturated fatty acid or metal salt thereof is 2 to 6 parts by weight, the preferred amount of the metal chelate forming agent is 5 to 30 parts by weight, and the preferred amount of the soldering accelerator is 0.5 to 6 parts by weight. It is 2.0 parts by weight. (Function) As explained above, the conductivity of the cured coating film of the conductive circuit formed by the solderable conductive paint used in the present invention is in the 10 -4 Ω・cm class, which is an extremely good value. The conductivity is similar to that of the coating film obtained with conventional silver paste. When an organic acid-based flux is applied to the cured coating film of the conductive circuit formed according to the present invention, it is immersed in a molten solder bath and pulled out, good soldering is achieved over the entire surface of the conductive circuit, and its conductivity is This can be improved to the 10 -5 Ω・cm class, allowing even larger currents to flow through conductive circuits. Furthermore, when the coating film of the conductive circuit is coated with solder, the heat resistance and heat resistance of the coating film are improved. In addition, in the etched oil method, additive method, and known methods for forming printed circuits using copper paste, the conductive circuit is subjected to electroless copper plating and/or electrolytic copper plating and soldering is performed on the copper surface. In the method of the invention, a conductive circuit is formed on an insulating substrate by screen printing using a solderable conductive paint, and after being heated and cured, flux is applied onto the paint film and soldering is performed directly. This greatly shortens the manufacturing process and has great economic merit. (Examples) Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited only to these Examples. Using dendritic metal copper powder with a particle size of 5 to 10 μm, the first
The materials were mixed in the proportions shown in the table (parts by weight), a small amount of butyl carbitol was added as a solvent, and the mixture was kneaded with a triaxial roll for 20 minutes to prepare a conductive paint. This was printed onto a glass/epoxy resin substrate with a width of 0.4 mm and a thickness of 30 ± 5 μ by screen printing.
m, forming an S-shaped conductive circuit with a length of 520 mm, 150 ~
The coating film was cured by heating at 160°C for 30 minutes. In order to apply soldering on the conductive circuit that was subsequently formed,
The board was passed through a solder leveler machine used in the actual process, immersed in an organic acid flux bath for 4 seconds, and then heated to a 250°C molten solder bath (Pb/Sn=40/
60) Dip it in for 5 seconds and pull it out at the same time.
After blowing hot air at 6 atm and 220 to 230°C, a printed circuit board was prepared by cleaning and soldering the entire conductive circuit. In order to mount electronic components on this circuit board, leaving only the connection circuit parts required for soldering, the other circuit parts are overcoated using thermosetting or ultraviolet curing solder resist ink using a screen printing method. protect printed circuits by
Electronic components were soldered directly or through through-holes to the connected circuit parts. Table 1 shows the results of examining various characteristics of the conductive circuit according to the present invention obtained through the above process. Here, the electrical conductivity of a coating film is a value obtained by measuring the volume resistivity of a heat-cured coating film. The adhesion of the coating film refers to the conductive coating composition shown in Table 1, which is printed onto a glass/epoxy resin substrate using a screen printing method to a thickness of 5cm x 5cm and a thickness of 30±5μ.
After forming a coating film of m and curing the coating film by heating,
According to the grid test method of JIS K5400 (1979),
Draw 11 parallel lines perpendicular to each other on the paint film.
Make cuts in a grid pattern with 100 squares in 1 cm2 at intervals of mm, and remove the coating film from above with cellophane tape.The coating film that remains on the insulating substrate. The number of pieces on the grid is calculated. Solderability was evaluated by observing the soldered state on the paint film using a low-magnification stereoscopic microscope and using the following criteria. ◎ mark: Smooth surface with metallic luster and solder adheres to the entire surface ○ mark: The surface is uneven but solder adheres to the entire surface △ mark: Partially exposed coating film Heat resistance and The resistance change rate refers to the soldered coating.
It was heated at 80°C for 1000 hours and the rate of change in resistance relative to the initial resistance was determined. Moisture resistance and resistance change rate refer to the solder coating film at 55℃
It was left in a temperature atmosphere of 95% RH for 1000 hours, and the rate of change in resistance with respect to the initial resistance was determined. Printability refers to the ability to form a conductive circuit using the obtained conductive paint by screen printing.
The printability was observed and evaluated according to the following criteria. ○ mark: Good conductive circuit formation △ mark: Slightly difficult conductive circuit formation As can be seen from the results in Table 1, Comparative Examples 1 to 3
However, Examples 1 to 3 show that none of the characteristics Although it is not shown in Table 1, the thickness of the solder soldered to the coating film is approximately 10 μm, so the conductivity of the soldered printed circuit is on the order of 10 -5 Ω cm. improve,
A larger current can be passed through the printed circuit. In addition, the solder strength between the paint film and solder is 3.3 kg or more (3.
mmφ runt, soldering strength of 0.6mmφ solder plated wire in a hole diameter of 0.8mmφ), which ensures that the coating film and solder interface are firmly soldered, and connects circuit parts of electronic components. Soldering to the copper clad laminate is the same as soldering to a copper clad laminate, and both are reliable in practical use. (Effects) In the method for forming a printed circuit according to the present invention, since a conductive circuit is formed on an insulating substrate by screen printing using a solderable conductive paint, a thin wire circuit can be formed, and the resulting conductive circuit can be It is possible to solder directly onto the cured coating, and electronic components can also be soldered onto the soldered printed circuit.
There is no need to perform electroless copper plating and/or electrolytic copper plating on the coating film of copper foil printed circuits or conductive circuits as in the past, and these manufacturing steps can be largely omitted, and it has a significant economic effect. and contribute to industry. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ()金属銅粉85〜95重量%と()樹脂混
和物15〜5重量%(P−tert−ブチルフエノール
樹脂2〜30重量%、金属表面活性化樹脂2〜30重
量%、残部を熱硬化性樹脂とからなる樹脂混和
物)との合計100重量部に対して、()飽和脂肪
酸又は不飽和脂肪酸若しくはそれらの金属塩1〜
8重量部と()金属キレート形成剤1〜50重量
部とするか、又は ()金属銅粉85〜95重量%と()熱硬化性
樹脂15〜5重量%との合計100重量部に対して、
()飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくはそれ
らの金属塩1〜8重量部と()金属キレート形
成剤1〜50重量部および()半田付促進剤0.1
〜2.5重量部、若しくは ()金属銅粉85〜95重量%と()樹脂混和
物15〜5重量%(金属表面活性化樹脂2〜30重量
%、残部を熱硬化性樹脂とからなる樹脂混和物)
との合計100重量部に対して、()飽和脂肪酸若
しくはそれらの金属塩1〜8重量部と()金属
キレート形成剤1〜50重量部および()半田付
促進剤0.1〜2.5重量部を配合した半田付可能な導
電塗料を絶縁基板上に印刷し、次いで得られた導
電回路の塗膜を加熱硬化させた後、該塗膜にフラ
ツクスを塗布して、直接錫又は半田付を行うこと
を特徴とする印刷回路の形成方法。
[Claims] 1 () 85-95% by weight of metallic copper powder and () 15-5% by weight of resin mixture (2-30% by weight of P-tert-butylphenol resin, 2-30% by weight of metal surface activated resin) 1 to 100 parts by weight of (resin mixture consisting of thermosetting resin and thermosetting resin),
8 parts by weight and () 1 to 50 parts by weight of metal chelate forming agent, or () 85 to 95 weight % of metallic copper powder and () 15 to 5 weight % of thermosetting resin for a total of 100 parts by weight. hand,
() 1 to 8 parts by weight of saturated fatty acids or unsaturated fatty acids or metal salts thereof; () 1 to 50 parts by weight of metal chelate forming agent; and () 0.1 part by weight of soldering accelerator.
~2.5 parts by weight, or () 85-95% by weight of metallic copper powder and () 15-5% by weight of resin mixture (resin mixture consisting of 2-30% by weight of metal surface activated resin and the remainder of thermosetting resin) thing)
() 1 to 8 parts by weight of saturated fatty acids or their metal salts, () 1 to 50 parts by weight of metal chelate forming agent, and () 0.1 to 2.5 parts by weight of soldering accelerator. The solderable conductive paint is printed on an insulating substrate, the resulting conductive circuit coating is heated and cured, and then flux is applied to the coating and soldering is performed directly with tin or solder. Characteristic printed circuit formation method.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS52145796A (en) * 1976-05-31 1977-12-05 Mitsui Toatsu Chemicals Method of manufacturing hardened material
JPS6175303A (en) * 1984-09-21 1986-04-17 Casio Comput Co Ltd Manufacture of color filter

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