JP2528230B2 - 導電性銅ペ―スト組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁波シールド効果に
優れた導電性銅ペースト組成物に関するものであり、更
に詳しくは紙フェノール樹脂基板やガラスエポキシ樹脂
基板などのプリント回路基板上にスクリーン印刷で塗膜
形成後、加熱・硬化することにより良好な基板密着性及
び良好な導電性、即ち回路基板上から発生する不要な電
磁波のシールド効果を高めるのに適した導電性銅ペース
ト組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】導電性銅ペースト（以下、銅ペーストと
いう）は、高価な導電性銀ペースト（以下、銀ペースト
という）に替わる回路基板用の導体として注目され、更
に不要輻射対策基板即ち電磁波シールド用基板の導体と
しても注目されている。銅ペーストとしては、銅粉末に
フェノール樹脂などをバインダーとするペースト組成物
が知られているが、本質的に銅が銀よりも酸化されやす
いため銅ペーストには長期にわたる導電性の維持という
面に問題がある。即ち、スクリーン印刷後硬化せしめる
過程において銅が酸化するためであり、そのような酸化
の防止策として、例えば特開昭６１−３１５４号公報や
特開昭６３−２８６４７７号公報などが知られており、
回路用基板用の媒体としては良好である。

【０００３】また、プリント回路板にアンダーコート用
ソルダーレジスト、銅ペースト及びオーバーコート用ソ
ルダーレジストをそれぞれ印刷・硬化した構成からなる
電磁波シールド対策基板用の導体としては、半田耐熱
性、特に吸湿半田耐熱性が十分でないため部品搭載のた
めの半田処理時に基板上の銅箔、或いはアンダーコート
と銅ペーストとの間で剥離又はフクレが生じ、信頼性を
いう点で問題が残されていたが、その防止対策として、
例えば本発明者らは特願平１−１９３９５４号を提案し
た。しかし、最近では、更なる高密度実装されたプリン
ト基板の信頼性という点で、例えは温度６０℃、湿度９
０〜９５％の高温高湿雰囲気中で１０００〜２０００時
間処理した後でも、基板上の銅箔あるいはアンダコート
と銅ペーストとの間で剥離又はフクレが生じないことは
勿論のこと、導電性の変化率（劣化）が少ないという銅
ペーストが新たに要求されて来た。

【０００４】ところで、不要輻射即ち、電磁障害をシー
ルドすると、いわゆる電磁波シールド効果はシールド材
料に対する反射と吸収によって生じることは良く知られ
ているし、またシールド効果を高めるためには銅ペース
ト組成物の比導電率の向上が必要不可欠であることも周
知の事実である。更に、本発明者らは、良好な吸湿半田
耐熱性を具備しつつ、長期の高温高湿処理でも導電性の
低下を少なくするための検討を行った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
従来の銅ペーストの欠点を改良すべく鋭意検討した結
果、特に、熱硬化性樹脂、多価フェノールモノマーと特
定の複素環式化合物を必須成分とすることによって、優
れた効果を発揮することを見出し、本発明を完成するに
至ったものである。本発明の目的は、スクリーン印刷が
可能で、かつ良好な導電性（シールド特性）を有し、部
品実装後でも長期の信頼性を有する電磁波シールド対策
基板用に適した銅ペースト組成物を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、銅粉末、熱硬
化性樹脂、多価フェノールモノマー、及び下記の複素環
式化合物（Ｉ）を必須成分とすることを特徴とする導電
性銅ペースト組成物である。

【０００７】

【化２】

【０００８】本発明に用いる銅粉末は市販品をそのまま
使用することが可能で、形状は鱗片状、樹枝状、及び球
状等がいずれも使用でき、かつ搗砕銅粉、電解銅粉のい
ずれも使用可能であるが、特に樹枝状の電解銅粉が好ま
しい。また、その粒径も特に限定するものではないが、
良好なスクリーン印刷特性を有する銅ペーストの場合は
可及的に微粉であることが好ましい。

【０００９】本発明に用いる熱硬化性樹脂はエポキシ樹
脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、及びフェ
ノール樹脂等が使用可能であるが、特に、フェノールと
ホルマリンをアルカリ触媒下でメチロール化したいわゆ
るレゾール型フェノール樹脂が好ましい。本発明に用い
る多価フェノールモノマーはカテコール、レゾルシン、
及びハイドロキノン等がいずれも使用可能であるが、特
にハイドロキノンが好ましい。本発明に用いる複素環式
化合物は一般式が下記の化学式（Ｉ）で表される。

【００１０】

【化３】

【００１１】ベンズイミダゾール（化学式（Ｉ）中Ｘ＝
ＮＨ）、ベンゾオキサゾール（化学式（Ｉ）中Ｘ＝
Ｏ）、ベンゾチアゾール（化学式（Ｉ）中Ｘ＝Ｓ）がい
ずれも使用可能であるが、特にベンズイミダゾールが好
ましい。本発明に用いる熱硬化性樹脂の添加量は銅粉１
００重量部に対して８〜２０重量部が好ましく、多価フ
ェノールモノマーの添加量は銅粉１００重量部に対して
３〜１０重量部が好ましく、更に、複素環式化合物
（Ｉ）の添加量は銅粉１００重量部に対して0.１〜３重
量部の範囲で好適に用いられる。

【００１２】

【作用】ところで、複素環式化合物（Ｉ）は銅粉とキレ
ート化合物を形成することにより、密着性を強固にする
と共に、それ自身、Ｎ，Ｏ，Ｓなどの原子が不対電子を
有することと、共役二重結合によりπ電子雲を形成する
ことによって電子移動を容易にすることで導電性向上に
寄与すると考えられる。また多価アルコールモノマー
は、例えばハイドロキノンはＰ−ベンゾキノンとの間に
下記式の酸化還元系を作る。

【００１３】

【化４】

【００１４】これによって電子伝導を容易しかつ酸化還
元系から放出される水素が酸化銅を還元することで導電
性が一層向上する。また多価アルコールモノマーの一部
は例えばレゾール型フェノール樹脂とは加熱して容易に
縮重合により樹脂化し強固に密着することによって長期
の高温高湿処理に対しても安定すると考えられる。即
ち、銅粉末、熱硬化性樹脂、多価フェノールモノマー、
及び複素環化合物（Ｉ）を必須成分とすることにより、
初期及び長期の高温高湿処理後でも良好な導電性を保持
するばかりでなく、加湿処理後の半田耐熱性に対する安
定性をも具備する。また、銅ペースト組成物の製造法と
しては、各種の方法が適用可能であるが、構成成分を混
合後インクロール、擂潰機、ボールミル等で混練して得
るのが一般的である。また、必要に応じて組成物中に各
種酸化防止剤、分散剤、チキソ性付与剤、溶剤等を添加
することは可能である。

【００１５】

【実施例】以下に、実施例により更に本発明を詳細に説
明する。電解銅粉は福田金属箔粉工業（株）製ＦＣＣ−
ＳＰ−９９を用い、表１の配合割合に従ってインクロー
ルで混練して銅ペーストを得た。比抵抗の評価は次の通
りである。ガラス基材エポキシ樹脂積層板上に、上記で
調製した銅ペーストをスクリーン印刷後、１７５℃で５
分間遠赤外炉で硬化させ、硬化した銅ペーストの抵抗
値、幅、及び膜厚を測定して比抵抗の初期値を求めた。
次に、吸湿処理として、上記の試験片を温度６０℃、相
対湿度９０％、１０００時間（Ｃ−１０００／６０／９
０）恒温恒湿槽で処理を行った後で同様にして比抵抗を
求めた。また、変化率は初期値に対するＣ−１０００／
６０／９０の比抵抗値の比として求め、それぞれの結果
を以下の表１に示す。

【００１６】吸湿半田耐熱性の評価は次の通りである。
紙フェノール樹脂銅張積層板上にアンダーコート用に紫
外線硬化型ソルダーレジストをスクリーン印刷後、１２
０Ｗ，２灯、3.１ｍ／分で紫外線硬化したものの上に、
上記で調整した銅ペーストをスクリーン印刷後、１７５
℃×５分間遠赤外炉で硬化し、更に、オーバーコート用
として熱硬化型ソルダーレジストをスクリーン印刷後、
１６５℃で４分間硬化した。このようにして得られた基
板を６０℃、相対湿度９０％下に１０００時間処理後、
更に、２６０℃、１０秒間半田浴フロート処理して印刷
面のフクレ発生状況を観察した。それぞれの結果は表１
の如くで、本発明の組成物は電磁波シールド対策基板に
必要な初期抵抗値を有し、吸湿処理後の抵抗値の変化率
も小さく、かつ吸湿半田耐熱性に優れた銅ペースト組成
物であることが明確である。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】本発明による銅ペースト組成物は良好な
導電性を有し、かつ長期の吸湿処理でも導電性の変化率
が小さいので信頼性が維持でき、更に、吸湿半田耐熱性
が優れているので、部品実装工程でも安定した作用性を
有しており、電磁波シールド対策基板用として極めて有
用である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅粉末、熱硬化性樹脂、多価フェノール
   モノマー、及び下記の複素環式化合物（Ｉ）を必須成分
   とすることを特徴とする導電性銅ペースト組成物。 【化１】