JP3185659B2 - 導電性組成物 - Google Patents

導電性組成物

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    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路基板
の導体回路形成用塗料や電磁波シールド用塗料、導電性
接着剤として利用される導電性組成物に関するものであ
る。特に回路基板上にスクリーン印刷等の方法で塗布
し、乾燥又は加熱硬化することにより、導電性及び接着
性の優れた導電性塗膜を形成できる導電性組成物に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】導電性組成物は、導電性粉末を熱硬化性
樹脂又は熱可塑性樹脂からなる樹脂バインダの溶液に分
散させたものである。導電性粉末としては従来から銀粉
末が広く使用されてきたが、近年これに代わる材料とし
て、安価で導電性が優れマイグレーションを起こさな
い、銅粉末やニッケル粉末などの卑金属粉末が注目され
ている。しかし卑金属粉末、特に銅粉末は酸化され易い
欠点があり、貯蔵中や硬化させた後にも酸化して導電性
を失うので、長期間高い導電性を維持することが困難で
ある。特に接着性、硬化性、耐熱性が優れており、銀系
の組成物においてバインダ樹脂として普通に用いられて
いるエポキシ樹脂は、卑金属フィラーの酸化を促進する
傾向があるため、単独では卑金属粉末を用いた導電性組
成物のバインダ樹脂として使用できない。一方フェノー
ル樹脂、メラミン樹脂等の酸化防止作用を有する樹脂バ
インダは、特にプリント回路基板の銅箔に対する接着性
が不十分である。そこで、接着機能を持たせる目的でエ
ポキシ樹脂を10%程度配合する試みもあるが、導電性
の低下は避けられない。
【0003】酸化防止剤を添加することによって導電性
の低下を防止する方法も、種々試みられている。例え
ば、特公平1−35025等にはハイドロキノン、カテ
コール、ピロガロールなどのヒドロキシベンゼン類を配
合して銅粉末表面の酸化を防止することが記載されてい
る。又、特公平2−48183等にはトリエタノールア
ミン、エチレンジアミン等の脂肪族アミン類を添加する
ことが記載されている。しかしヒドロキシベンゼン系の
化合物は効果が小さく、単独では銅の酸化防止には不十
分であり、実際にはアミン類と併用することが多い。
又、脂肪族アミン類は酸化防止効果は大きいが、エポキ
シ樹脂との反応性が高い欠点があり、塗料が著しく増粘
したり硬化変質したりする。本発明者らは、先にスルホ
ンアミド類が顕著な酸化防止作用を有しており、エポキ
シ樹脂系の組成物にも配合し得ることを見出し、特許出
願を行ったが(特願平5−345719)、更に研究を
重ね、本発明を完成するに至った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、塗料
適性、印刷性を損なうことなく効果的に導電性粉末の酸
化を防止し、このことによって、基板、特に銅箔に対す
る密着性を向上させるためにバインダとしてエポキシ樹
脂を用いても、導電性が低下せず、長期に且って導電性
の優れた導電性塗膜を形成し得る導電性組成物を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ樹脂
にスルホンアミド類やスルホニルカルボン酸イミド類を
付加させることにより、エポキシ樹脂自身に酸化防止作
用を持たせたものである。本発明は、 「1. バインダ樹脂と、導電性粉末と、必要に応じて
溶剤とからなる導電性組成物であって、バインダ樹脂が
エポキシ基の一部にスルホンアミド、スルホニルカルボ
ン酸イミド及びこれ等の誘導体から選んだ1または2以
上の化合物を付加させたエポキシ樹脂を含有することを
特徴とする導電性組成物。 2. スルホンアミド、スルホニルカルボン酸イミドの
誘導体がカルボン酸誘導体、アミン誘導体、アルコール
誘導体またはエーテル誘導体である、1項に記載された
導電性組成物。 3. スルホンアミド、スルホニルカルボン酸イミド及
びこれ等の誘導体の付加量がエポキシ当量の0.1〜5
0%である、1項または2項に記載された導電性組成
物。 4.バインダ樹脂を導電性粉末100重量部に対して1
〜60重量部配合した、1項ないし3項のいずれか1項
に記載された導電性組成物。 5. 導電性粉末が銅、ニッケル、鉄、コバルトの金属
粉末、これらの金属を含む合金粉末、及びこれらの金属
又は合金で被覆された粉末から選ばれる1種又は2種以
上である、1項ないし4項のいずれか1項に記載された
導電性組成物。 6. 導電性粉末がさらに銀、パラジウム、金、等の貴
金属を添加した粉末である、5項に記載された導電性組
成物。」に関する。
【0006】
【発明の実施の形態】スルホンアミドとしては、ブチル
スルホンアミド、ヘキシルスルホンアミド、オクチルス
ルホンアミド、ドデシルスルホンアミド、ヘキサデシル
スルホンアミド、オレイルスルホンアミド、リノレイル
スルホンアミド、ミリストレイルスルホンアミドや弗素
置換アルキルスルホンアミドなどの脂肪族スルホンアミ
ドや、ベンゼンスルホンアミド、アルキルベンゼンスル
ホンアミド、ナフタレンスルホンアミド、トルエンスル
ホンアミド、ベンジルスルホンアミド、ヒドロキシベン
ゼンスルホンアミド、アミノベンゼンスルホンアミド、
安息香酸スルホンアミド、ベンゼンジスルホンジアミ
ド、ナフタレンジスルホンジアミドなどの芳香族スルホ
ンアミド、これらのN−アルキル置換体などが挙げられ
る。
【0007】スルホニルカルボン酸イミドは、通常のイ
ミドのアシル基の一方がスルホニル基で置換えられた構
造のイミドであり、o−スルホベンズイミドなどがあげ
られる。スルホンアミド及びスルホニルカルボン酸イミ
ドの誘導体としては、例えばアミノ基又はイミノ基のH
がカルボン酸、アミン、アルコール又はポリアルキレン
グリコール等のエーテルで置換されたN誘導体が使用さ
れる。これらのスルホンアミド類、スルホニルカルボン
酸イミド類は2種以上を併用して付加させてもよい。
【0008】エポキシ樹脂に付加させるスルホンアミド
類、スルホニルカルボン酸イミド類の量は、エポキシ当
量の0.1〜50%が適当である。0.1%より少ない
と酸化防止効果が弱く、50%を越えるとエポキシ樹脂
の接着性、硬化性が損われ、バインダとして機能しなく
なる。これらの化合物をエポキシ樹脂に付加させる方法
は特に限定されない。例えば樹脂に適当量のスルホンア
ミド類やスルホニルカルボン酸イミド類を混合、撹拌す
るか、又は混合した後加熱処理することによって反応を
行わせる。
【0009】エポキシ樹脂は、通常使用されるものでよ
く、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。
【0010】バインダ樹脂には、本発明のエポキシ樹脂
の他に、必要に応じて種々の熱硬化性樹脂及び熱可塑性
樹脂を併用することができる。併用する樹脂としては、
メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ア
クリル樹脂、ビニル樹脂、セルロース誘導体や他のエポ
キシ樹脂などが挙げられる。バインダ樹脂の配合割合
は、導電性粉末100重量部に対して1〜60重量部程
度が望ましい。1重量部より少ないと印刷性が損われ、
又接着性が低下すると共に抵抗値も大きくなる。60重
量部を越えると抵抗値が増大する。
【0011】導電性粉末としては、銅、ニッケル、鉄、
コバルトなどの卑金属粉末や、銀、パラジウム、金など
の貴金属粉末の1種又は2種以上が使用される。又これ
らの金属を含む合金粉末、例えば銀−銅合金、銀−パラ
ジウム一銅合金、洋白、リン青銅、真鍮、半田0の粉末
や、これらの金属又は合金で被覆された粉末を用いても
よい。これらの導電性粉末は、従来法により種々の脂肪
酸類やカップリング剤などで表面処理して用いることも
できる。
【0012】組成物には更に、塗布適性等を調節するた
めに通常使用される溶剤を必要に応じて配合することが
できる。この他、従来から導電性組成物に通常配合され
ている他の添加剤、例えば界面活性剤、消泡剤、可塑
剤、揺変剤、分散剤などを適宜添加することもできる。
【0013】
【実施例】
実施例1 100gの油化シェルエポキシ(株)ビスフェノールF
型エポキシ樹脂エピコート807に、0.5gのオクチ
ルベンゼンスルホンアミドを加え、80℃で1時間加熱
処理して、エポキシ基の一部にオクチルベンゼンスルホ
ンアミドが付加したエポキシ樹脂Aを得た。このエポキ
シ樹脂Aに表1に示される各成分を混合し、3本ロール
ミルで混練して導電性組成物を製造した。なお配合量は
全て重量部である。得られた組成物を銅箔/ガラスエポ
キシ樹脂基板上に10mm×10mmの正方形パターン
に塗布し、160℃の温度で30分間硬化処理を行っ
た。硬化塗膜の比抵抗値を表1に併せて示す。
【0014】実施例2、実施例3 成分を表1に示すようにした以外は実施例1と同様にし
て導電性組成物を得た。導電性組成物を実施例1と同様
にして基板上に塗布硬化させ、硬化塗膜の比抵抗値を表
1に示す。
【0015】
【表1】
【0016】実施例4 エポキシ樹脂に付加させるオクチルベンゼンスルホンア
ミドを10gとする以外は実施例1と同様にして、エポ
キシ樹脂の一部にオクチルベンゼンスルホンアミドが付
加したエポキシ樹脂Bを得た。このエポキシ樹脂Bを用
い、下記の各成分を混合し、3本ロールミルで混練して
導電性組成物を製造した。 電解銅粉末 100 重量部 フェノール樹脂 27 重量部 エポキシ樹脂B 1.8重量部 ラウリン酸 1 重量部 エチルカルビトール 10 重量部 得られた組成物を実施例1と同様にしてそれぞれ銅箔/
ガラスエポキシ樹脂基板上に塗布、硬化させたところ、
硬化塗膜の比抵抗値は33×10−5Ωcmであった。
【0017】実施例5 オクチルベンゼンスルホンアミドに代えてo−スルホベ
ンズイミド0.5gをエポキシ樹脂に付加させる以外は
実施例1と同様にして、エポキシ樹脂の一部にo−スル
ホベンズイミドが付加したエポキシ樹脂Cを得た。この
エポキシ樹脂Cをエポキシ樹脂Aに代えて用いる以外は
実施例2と同様にして、導電性組成物を製造した。同様
に基板上に塗布して硬化処理を行い、硬化塗膜の比抵抗
を測定したところ20×10−5Ωcmであった。
【0018】比較例1 エポキシ樹脂Aに代えて、オクチルベンゼンスルホンア
ミドを付加させないエポキシ樹脂エピコート807を使
用する以外は実施例1と同様にして、導電性組成物を得
た。同様に基板上に塗布して硬化処理を行った。硬化塗
膜の比抵抗を測定したところ、全く導通を示さなかっ
た。
【0019】
【発明の効果】本発明で用いるエポキシ樹脂は、それ自
身が酸化防止作用を有するので、印刷性等を損なうこと
なく、導電性粉末の酸化が効果的に防止される。従って
導電性組成物の貯蔵中や硬化後にも導電性粉末が酸化す
ることがなく、初期導電性が優れ、かつ長期にわたって
高い導電性を維持することができる。又、これによりバ
インダとしてエポキシ樹脂を使用することが可能になる
ため、基板や銅箔に対する密着強度が大きい導電性塗膜
を形成することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01B 1/22 H01B 1/22 D (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 63/00 - 63/10 C08G 59/00 - 59/72 C09D 5/24 C09J 9/02 C09J 11/04 H01B 1/22 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バインダ樹脂と、導電性粉末と、必要に
    応じて溶剤とからなる導電性組成物であって、バインダ
    樹脂がエポキシ基の一部にスルホンアミド、スルホニル
    カルボン酸イミド及びこれ等の誘導体から選んだ1また
    は2以上の化合物を付加させたエポキシ樹脂を含有する
    ことを特徴とする導電性組成物。
  2. 【請求項2】 スルホンアミド、スルホニルカルボン酸
    イミドの誘導体がカルボン酸誘導体、アミン誘導体、ア
    ルコール誘導体またはエーテル誘導体である、請求項1
    に記載された導電性組成物。
  3. 【請求項3】 スルホンアミド、スルホニルカルボン酸
    イミド及びこれ等の誘導体の付加量がエポキシ当量の
    0.1〜50%である、請求項1または2に記載された
    導電性組成物。
  4. 【請求項4】 バインダ樹脂を導電性粉末100重量部
    に対して1〜60重量部配合した、請求項1ないし3の
    いずれか1項に記載された導電性組成物。
  5. 【請求項5】 導電性粉末が銅、ニッケル、鉄、コバル
    トの金属粉末、これらの金属を含む合金粉末、及びこれ
    らの金属又は合金で被覆された粉末から選ばれる1種又
    は2種以上である、請求項1ないし4のいずれか1項に
    記載された導電性組成物。
  6. 【請求項6】 導電性粉末がさらに銀、パラジウム、
    金、等の貴金属を添加した粉末である、請求項5に記載
    された導電性組成物。
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