JP2543805B2

JP2543805B2 - 導電塗料

Info

Publication number: JP2543805B2
Application number: JP4156861A
Authority: JP
Inventors: 健一朗杉本; 真一脇田
Original assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1992-06-16
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JPH05345870A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属銅粉をフェノール
樹脂混和物中に分散させた導電塗料に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＣ、ＭＳＩ、ＬＳＩなどを
実装する印刷回路の基板として銅張積層絶縁基板が多く
用いられている。

【０００３】この銅張積層絶縁基板への印刷回路は、従
来からスクリーン印刷法などにより、導電性銀塗料（以
下、銀ペーストという）を与えることにより行ってい
る。しかし、銀ペーストは高価であり、また、銀マイグ
レーションの問題もある。このため、本出願人は、これ
に代わるものとして、先に、安価でマイグレーションの
問題が少ない導電性銅塗料を提供した（特開平３−２２
３３７１号公報等参照）。

【０００４】しかし、前記の導電性塗料による回路形成
は、印刷（プリント）の際ににじみが生じ、作業性に難
点があるうえに、回路形成の上でも問題が生じた。すな
わち、今日、上記銅張積層絶縁基板は複数枚が積層され
て、各層の回路相互間の接続が必要となり、この手段に
はスルーホール接続が採用される。このスルーホール接
続する際、上記銀ペーストの場合は、マイグレーション
により、スルーホールとスルーホールとの間に一定以上
の間隔を確保する必要があったが、上記導電性銅塗料
（以下銅ペーストという）の場合には、マイグレーショ
ンの心配は無くなったので、スルーホールのピッチを極
力小さくすることが可能になった。しかし、スクリーン
印刷時にその銅ペーストに「にじみ」があると、そのに
じみにより、隣接するスルーホール間に短絡が生じる。

【０００５】本発明の課題は、上記印刷時ににじみの生
じにくいものとすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明にあっては、下記（Ａ）乃至（Ｄ）の配
合から成り、そのレゾール型フェノール樹脂の３〜３０
重量部が水酸基又はメチロール基をブトキシ基にしたも
のである構成としたのである。

【０００７】記（Ａ）０．０５〜０．２重量部のチタネート、ジルコネ
ート、またはその混合物により表面被覆した、金属銅粉
１００重量部（Ｂ）レゾール型フェノール樹脂５〜３３重量部（Ｃ）アミノ化合物０．５〜３．５重量部（Ｄ）キレート層形成剤３．０〜１０重量部。

【０００８】上記レゾール型フェノール樹脂は下記のも
のとするとよい。記２−１置換体、２，４−２置換体、２，４，６−３置換
体、メチロール基、ジメチレンエーテル、フェニル基の
各赤外線透過率をｌ，ｍ，ｎ，ａ，ｂ，ｃとするとき、
各透過率の間に、（イ）ｌ／ｎ＝０．８〜１．２（ロ）ｍ／ｎ＝０．８〜１．２（ハ）ｂ／ａ＝０．８〜１．２（ニ）ｃ／ａ＝１．２〜１．５なる関係が成り立つレゾール型フェノール樹脂。

【０００９】上記金属銅粉は、片状、樹枝状、球状、不
定形状などのいずれの形状であってもよい。粒径は１０
０μｍ以下が好ましく、特に１〜３０μｍが好ましい。
粒径が１μｍ未満のものは酸化されやすく、得られる塗
膜（コーティング膜）の導電性が低下するので好ましく
ない。

【００１０】また、金属銅粉は、チタネート、ジルコネ
ート、またはその混合物（以下、分散性付与剤という）
により表面被覆することにより、樹脂混和物中への微細
分散が促進され、これにより導電塗料の品質の安定化お
よび導電性の改良をはかる。この分散性付与剤の添加量
は、金属銅粉１００重量部に対して、０．０５〜０．２
重量部である。分散性付与剤の添加量が０．０５重量部
未満のときは、塗膜の導電性が低下し、０．２重量部を
超えるときは、銅箔（銅合金箔）との密着性及び半田耐
熱性が好ましくない。分散性付与剤はそれ自体を単体で
添加してもよく、また、溶液として添加した後、溶剤を
除去してもよい。因みに、この表面処理をすれば、分散
剤の添加が不要となる。

【００１１】上記レゾール型フェノール樹脂は、その含
有量が５重量部未満では、金属銅粉が十分にバインドさ
れず、得られる塗膜が脆くなる。また、３３重量部をこ
えると、導電性が低下する。好ましくは９〜２０重量部
とする。このレゾール型フェノール樹脂の内、３〜３０
重量部は、下記の化１、化２のごとく、水酸基又はメチ
ロール基をエーテル化によってブトキシ基にしたものと
する。これにより、印刷時のにじみを解消することがで
き、３重量部未満ではその効果が望めず、３０重量部を
越すと、導電性に問題が生じる。

【００１２】

【化１】

【００１３】

【化２】

【００１４】また、その化学量、２−１置換体量をλ、
２，４−２置換体量をμ、２，４，６−３置換体量を
ν、メチロール基量をα、ジメチレンエーテル量をβ、
フェニル基量をγとすると、前記構成のｌ／ｎ、ｍ／ｎ
が大きいということは、λ／ν、μ／νが小さいという
ことになる。すなわち、２−１置換体量λ、２，４−２
置換体量μに比して、２，４，６−３置換体量νが多い
ということを意味する。また、前記構成のｂ／ａ、ｃ／
ａが大きいということは、β／α、λ／αが小さいとい
うことになる。すなわち、ジメチレンエーテル量β、フ
ェニル基量λに比して、メチロール基量αが多いという
ことを意味する。

【００１５】一般に、２，４，６−３置換体量νが大き
くなると、レゾール型フェノール樹脂の架橋密度が大き
くなるため、前記λ／ν、μ／νが小さい方が、すなわ
ち、１／ｎ、ｍ／ｎが大きい方が塗膜の導電性は良くな
る。しかし、逆に塗膜が硬く、脆くなる傾向を示し、物
理的特性が悪くなる。また、γ／αが大きいと塗膜の導
電性が悪くなる。

【００１６】従って、得られる導電塗料において、塗膜
の硬さを適切にし、良好な導電性と半田付性とを兼備す
るレゾール型フェノール樹脂としては、前記構成に示す
ｌ／ｎ、ｍ／ｎ、ｂ／ａがそれぞれ０．８〜１．２、ｃ
／ａが１．２〜１．５とするのが適している。

【００１７】キレート層形成剤は、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１
種である。キレート層形成剤は、金属銅粉の酸化を防止
し、導電性の維持に寄与する。その配合量は、金属銅粉
１００重量部に対して３．０〜１０重量部である。配合
量が３．０重量部未満であると、塗膜の導電性が低下
し、逆に１０重量部を超えた場合にも塗膜の導電性が低
下する。

【００１８】アミノ化合物は、導電性向上剤に加え還元
剤として働き、金属銅粉の酸化を防止し、導電性の維持
に寄与する。その配合量は、金属銅粉１００重量部に対
して０．５〜３．５重量部である。配合量が０．５重量
部未満では、塗膜の導電性が著しく低下し、逆に３．５
重量部を超えると、導電性が飽和して、それ以上の向上
は見られない。

【００１９】そのアミノ化合物の具体例としては、アニ
リン、ジフェニルアミン、フェニレンジアミン、ジアミ
ノナフタリン、アニシジン、アミノフェノール，ジアミ
ノフェノール、アセチルアミノフェノール、アミノベン
ゾイックアシッド、Ｎ，Ｎ−ジフェニルベンジジン等の
１種または数種が挙げられるが、これに限定されるもの
ではない。

【００２０】なお、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、セルソルブアセテート、カルビトール、ブチルカル
ビトール、ブチルセロソルブアセテートなどの公知の溶
剤である。

【００２１】

【作用】このように構成するこの発明に係る導電塗料は
上述の記載から理解できるように、塗膜の導電性および
密着性がすぐれ、かつ粘性が低くても塗膜の導電性が高
いものである。また、印刷時、にじみも生じにくい。

【００２２】

【実施例】まず、導電塗料は、粒径５〜１０μｍの比表
面積０．４ｍ²／ｇ以下、水素還元減量０．２５％以下
の樹枝状金属銅粉１００重量部を攪拌機に入れて、チタ
ネートを少量ずつ添加しながら攪拌して、チタネートを
金属銅粉の表面に被覆させた。しかるのち、その金属銅
粉に、還元剤のアミノフェノール、キレート層形成剤の
トリエタノールアミン、赤外線透過率比（ｌ／ｎ：１．
０３、ｍ／ｎ：１．０２、ｂ／ａ：０．９６、ｃ／ａ：
１．３１）のレゾール型フェノール樹脂をそれぞれ表１
に示す割合で配合し、溶剤として、エチルカルビトール
とブチルセロソルブの混合溶剤を加え、２０分間３軸ロ
ールで定位置練りし、粘度がリオン社製の測定機ＶＴ−
０４により２０〜４０Ｐとなるようにして、導電塗料浴
を得た。

【００２３】エチルカルビトールや、ブチルセロソルブ
に代えて、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールア
セテート、ブチルセロソルブアセテート、メチルイソブ
チルケトン、トルエン、キシレン等公知のものを使用す
ることができる。

【００２４】

【表１】

【００２５】この実施例の導電塗料ｂが優れていること
はつぎの試験によって理解できる。

【００２６】すなわち、図１に示すように、表１の各導
電塗料ｂを８０メッシュのテトロンスクリーンを用い
て、厚み１．６mmの紙フェノール基板３２のスルーホー
ル３３（穴径０．８mm）にスクリーン印刷によって埋め
込んだ。その後、２５℃±５℃で２４時間乾燥させた
後、エアーオーブンを用いて１６０℃で３０分間加熱し
て、塗膜を硬化させた。

【００２７】なお、図２に示すように、前記のスルーホ
ール３３は穴２０個が横方向に列をなし、このような列
Ａ〜Ｋが多数設けられている。基板３２の表側において
は、隣り合う各２つのスルーホール３３、３３……が銅
箔３４により接続されており（同図ａ参照）、表側にお
いて銅箔３４により接続されていない各２つのスルーホ
ール３３、３３……は、裏側において銅箔３４’、３
４’により接続されている（同図ｂ参照）。

【００２８】端部４１〜４２、４２〜４３、４３〜４４
の間における穴２０個の直列抵抗値を測定し、２０で除
してスルーホール１穴当りの抵抗値を得た。この抵抗値
により塗膜ｂの導電性を評価した結果を表１下欄に示
す。

【００２９】また、にじみの有無を次のようにして評価
した。すなわち、１００ショット印刷して、銅箔ランド
部よりにじみ出したものについては「にじみあり」、銅
箔ランド部よりにじみ出していないものについては「に
じみなし」と評価した。

【００３０】この結果から明らかなように、実施例１〜
３においては、本発明に使用する特定の配合材料が適切
に組み合わされており、高い導電性を得ている。この導
電性が高いことは、塗膜ｂ（導電塗料）自身の導電性が
高いことと併せて、スルーホール３３内に円滑に塗料ｂ
が流れこんで有効なスルーホール接続を得ることが可能
となり、加えて、ディップコーティング法による良好な
塗膜の形成も可能であることを示す。

【００３１】これに対して、比較例１、２はレゾール型
フェノール樹脂が多すぎるため、いずれも導電性が悪
い。比較例３はブトキシ基を有するレゾール型フェノー
ル樹脂（ＸＰＬ４２８９Ｃ）が少なく、にじみが生じ
た。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、に
じみが生じることなく、十分な導電性を有する回路パタ
ーンを安価にして得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】抵抗値試験片の断面図

【図２】ａは同試験片の平面図、ｂは同裏面の概略図

【符号の説明】

ａ導電塗料３３スルーホール３４、３４’ 銅箔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（Ａ）乃至（Ｄ）の配合から成り、
そのレゾール型フェノール樹脂の３〜３０重量部が水酸
基又はメチロール基をブトキシ基にしたものであること
を特徴とする導電塗料。記（Ａ）０．０５〜０．２重量部のチタネート、ジルコネ
ート、またはその混合物により表面被覆した、金属銅粉
１００重量部（Ｂ）レゾール型フェノール樹脂５〜３３重量部（Ｃ）アミノ化合物０．５〜３．５重量部（Ｄ）キレート層形成剤３．０〜１０重量部
【請求項２】上記レゾール型フェノール樹脂を下記の
ものとしたことを特徴とする請求項１記載の導電塗料。記２−１置換体、２，４−２置換体、２，４，６−３置換
体、メチロール基、ジメチレンエーテル、フェニル基の
各赤外線透過率をｌ，ｍ，ｎ，ａ，ｂ，ｃとするとき、
各透過率の間に、（イ）ｌ／ｎ＝０．８〜１．２（ロ）ｍ／ｎ＝０．８〜１．２（ハ）ｂ／ａ＝０．８〜１．２（ニ）ｃ／ａ＝１．２〜１．５なる関係が成り立つレゾール型フェノール樹脂。