JPH01118580A - 樹脂系導電ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プリント配線板に組み込まれる樹脂系の抵抗
体、コンデンサー、及びそれらの電極、配線などの樹脂
系導電体を形成するための樹脂系導電ペーストに関する
。

（従来の技術） 従来、樹脂系導電体が形成されているプリント配線板は
、そのプリント配線板が設置される装置内部において、
そのプリント配線板上の樹脂系導電体のＥ部には、充分
な空間が存在する装置構造で設計することができ、樹脂
系導電体に外部応力、とくに樹脂系導電体の膜厚方向に
外部応力が負荷されるような装置構造にはなっていなか
った。そのため、樹脂系導電体に負荷される外部応力に
ついて考える必要がなかった。

しかしながら、最近になって、プリント配線板が設置さ
れる装置に対する軽薄短小化の要望が増加し、それに伴
いプリント配線板も高密度配線化、高密度実装化が必要
となってきた。また、装置構造もプリント配線板やその
他の部品が高密度に設置されることが必要となってきて
いる。

そのため、樹脂系導電体に他の部品が接触したり、樹脂
系導体上部に重ねて他の部品か実装される可壱性が出て
きた。また、多層配線板においては、その高密度配線化
、高密度実装化のため、樹脂系導電体を内層に形成する
ことが要望されているが、その製造工程上、内層と外層
との間に絶縁層を形成するために、プレスによる加熱、
加圧を必要とする。そのため、内層に形成された樹脂系
導電体には、膜厚方向に通常３０〜５０ｋｇ／ｃｍ″の
圧力か加わる。

以りのような事が原因で樹脂系導電体の膜厚方向に外部
応力が負荷されると、樹脂系導電体中のバインダー樹脂
が外部応力により圧縮され、導電性に変化か生じる。特
に、この種の樹脂系導電体によって樹脂系印刷抵抗体を
形成する場合、この樹脂系印刷抵抗体中のバインダー樹
脂が圧縮されると、この樹脂系印刷抵抗体の導電性が増
加し抵抗値の急激な減少か生じて、設計抵抗値とに大き
な差異を生じる。このため、外部応力が負荷される可能
性がある場所には、樹脂系導電体による印刷抵抗体は使
いにくい。

また、さらに問題となるのは、内層に形成された樹脂系
導電体の物理的特性の変化である。前述したように、内
層の樹脂系導電体は、プレス時に加圧だけでなく加熱さ
れるため、バインダー樹脂の弾性率が減少してさらにバ
インダー樹脂の圧縮が加速される。そしてプレス終了後
、冷却、圧力除去されても、樹脂系導電体は、絶縁層に
囲まれているため、プレス前の状態には完全には戻れず
、ある程度圧縮されたままになっている。この事は、内
部応力が生じていることを意味する。そのために、内層
の樹脂系導電体の導電性は、経時変化するので、高精度
の導電体を得ることができない、また、プレス後に内層
に形成された樹脂系導電体に対して、トリミング作業を
行うことは、今のところ不可能であり、プレス前に行わ
なければならない、よって、プレス前後における内層中
の樹脂系導電体の導電性変化を極力少なくする必要があ
る。

また、樹脂系導電ペースト中の絶縁性フィラーの粒径に
ついても、例えば特開昭６１−１６：１６０１号公報に
おいて、「カーボン微粒子と高分子樹脂とを含んでなる
導電性ペーストに於て、高耐熱性絶縁フィラーの添加と
、溶剤による粘度調整とを行ったことを特徴とする高抵
抗用カーボンペースト」か提案されてはいるが、このよ
うに、従来、絶縁性フィラーの粒径について規定する考
え方はなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、以上のような従来の樹脂系導電体の問題点を
解決すべくなされたもので、その目的とするところは、
樹脂系導電体の膜厚方向に外部応力が加わった時、極め
て安定な導電性を有する樹脂系導電体を形成する樹脂系
導電ペーストを提供することにある。

（問題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明者が鋭意研究を重
ねた結果、次に示す樹脂系導電ペーストによって樹脂系
導電体を形成することが、従来に比べ格段に優れた樹脂
系導電体を得ることができることを見出した。

すなわち、本発明が上記問題点を解決すべく採った手段
は、 「樹脂、導電性フィラー、絶縁性フィラー及び溶剤から
なる樹脂組成物であって、前記絶縁性フィラーの粒径は
この樹脂組成物により形成された導電体の膜厚の５０〜
１５０％の範囲内であり、かつ前記絶縁性フィラーは、
その一部に前記膜厚の５０％以上の粒径を有する絶縁性
フィラーを含むことを特徴とする樹脂系導電ペースト」 であり、この樹脂系導電ペーストを用いることにより、
優れた樹脂系導電体を得ることが可能となったのである
。

以下に、上記の本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられる樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド、ビスマレイミド・ト
リアジン樹脂、キシレン樹脂などの熱硬化性樹脂、及び
その硬化剤、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシ
ド、ポリフェニレンサルファイドなどの耐熱性の高い熱
可塑性樹脂などが挙げられる。

導電性フィラーとしては、カーボン粒子、金、銀、ニッ
ケル、半田、鉛、銅、銀・パラジウム合金等の金属微粒
子などが挙げられる。

絶縁性フィラーとしては、シリカ、アルミナ、水酸化ア
ルミニウム、タルクなどの無機質絶縁性フィラー、ある
いは、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ベン
ゾグアナミン樹脂などの耐熱性の高い有機質絶縁性フィ
ラーである。そして、この有機質絶縁性フィラーの粒径
は、樹脂組成物により形成された導電体の膜厚の５０〜
１５０％の範囲内であり、かつこの絶縁性フィラー（３
）は、その一部に膜厚の５０％以上の粒径を有する絶縁
性フィラーを含んでいなくてはならない。

有機溶剤としては、α−テルピネオール、ブチルカルピ
トール等の沸点の高い溶剤が用いられる。沸点が低いと
、ペーストの粘度変化が著しく、好ましくない。

また、本発明のペーストには、樹脂、導電性フィラー、
絶縁性フィラー、溶剤の他に、必要に応じて硬化促進剤
、難燃剤、カップリング剤、チクソトロピー付与剤、レ
ベリング剤、密着性付与剤、消泡剤などを配合すること
がてきる。

以上の組成物は、播潰機、三木ロール、ボールミル、超
音波分散機等の一般に良く知られている混線機によって
ペーストとして作成することができる。

（発明の作用） 本発明が以上のような手段を採ることによって以下のよ
うな作用がある。

従来、一般に、樹脂系導電ペースト中に添加される導電
性あるいは絶縁性フィラーにおいては。

形成される導電体の膜厚が通常５〜５０ＩＬｍであるた
め、５ｐｍ以下の粒径のフィラーが使用されている。そ
のために、形成された導電体の機械的強度を支配する材
料は、バインダー樹脂である。

しかしながら、樹脂硬化物自体の弾性率は無機材料と比
べ低く、樹脂系導電体に弾性変形が生じると、その導電
性は変化し、不安定になる。また、樹脂硬化物は塑性変
形も生じやすく、−旦塑性変形が生じると、外部応力が
取り除かれても、弾性変形と違って元の形には戻らない
、よって、導電性は当然変化する。

本発明は、樹脂、導電性フィラー、絶縁性フィラー及び
溶剤からなる樹脂組成物であって、前記絶縁性フィラー
の粒径はこの樹脂組成物により形成された導電体の膜厚
の５０〜１５０％の範囲内であり、かつ前記絶縁性フィ
ラーは、その一部に前記膜厚の５０％以上の粒径な有す
る絶縁性フィラーを含むことを特徴とする樹脂系導電ペ
ーストを用いることにより、前記樹脂系導電ペーストに
より形成された導電体の膜厚方向に対して外部応力が負
荷された時、導電体中に含まれる導電体膜厚の５０〜１
５０％の範囲内にある粒径な有する絶縁性フィラー（３
）が支柱の役目を果たし、その絶縁性フィラー（３）以
外の部分、つまり導電性フィラーを含んだ樹脂硬化物に
対し、外部応力の負荷を少なくする効果（以下、支柱効
果を称す）をもたらす。

よって、導電性は極めて安定である。

樹脂系導電ペーストは、通常、スクリーン印刷によって
基板表面上に塗布され、導電体として形成されるが、そ
の膜厚は一般に５〜５０ＩＬｍである。この絶縁性フィ
ラー（３）の粒径が導電体の膜厚の５０％未満の場合、
導電体の膜厚方向において、この導電体の膜厚の５０％
以上を樹脂が占めるため、支柱効果がほとんどなくなっ
てしまう、また、絶縁性フィラー（３）の粒径が、膜厚
の１５０％以上の場合、支柱効果は逆に向上するが、導
電体中にそのフィラーが幾つあるかによって導電性がば
らつき所望の導電性が得られない。

また、通常スクリーン印刷に用いられる版のメツシュの
オープニングは、５０〜１００ｇｍであり、　５〜５０
７ｚｍの膜厚に対し、　１５０％を越える粒径な有する
フィラーを含むペーストを、スクリーン印刷した場合、
そのフィラーが版の網目を通過しない場合が生じる。従
って、支柱効果を果たす絶縁性フィラー（３）の粒径は
、導電体の膜厚の５０〜１５０％の範囲内でなければな
らない。望ましくは膜厚の９０〜１１０％の範囲内の粒
径が、前述の点でより好ましいつ この絶縁性フィラー（３，）の添加量は、多いほど支柱
効果が増加する。しかしながら、多すぎると導電性は急
激に減少するため、例えば実施例に示すようなペースト
組成に対しては、ペースト内の全固形分に対して１０爪
量％以上が好ましく、また、少なすぎても支柱効果が弱
いため１重量％以上が好ましい。

次に、前記絶縁性フィラー（３）の材質は、弾性率の高
いものが好ましい。外部応力に対して十分な抗力を持ち
、変形しにくい材質がより効果がある。よって、弾性率
の高い無機質絶縁性フィラーが好ましいが、有機質フィ
ラーも、バインダー樹脂硬化物より弾性率が高ければ支
柱の効果がある。この時、有機質フィラーは、耐熱性の
高いものが望ましい。この有機質フィラーの耐熱性が低
いと、つまりガラス転移点が低いと外部応力が負荷され
、かつガラス転移点より高い温度で加熱された場合に、
有機質フィラーは軟化し、支柱の効果が減少する。この
場合は、多層プリント配線板の内層に形成された導電体
に加えられるプレスの圧力と熱によるものが主に考えら
れ、有機質フィラーのガラス転移点は、プレス温度以上
でなければならない。通常、基材の材質がエポキシ樹脂
系、フェノール樹脂系であれば、ガラス転移点は１７０
℃以上、ＢＴ樹脂、ポリイミドであれば２００℃以上必
要である。

支柱の役目を果たすフィラーには、絶縁性フィラー（コ
）以外に導電性フィラーも考えられるが、粒径がミクロ
ンオーダーの大きな導電性フィラーを含む導電体は、導
電性が極めて不安定になるという問題がある。また、外
部応力が負荷された時、支柱である導電性フィラーに外
部応力が負荷されるとその部分の導電性が変化してしま
う、よって、支柱となるべきフィラーは、絶縁性フィラ
ー（３）でなくてはならない。

（実施例） 次に１本発明を、実施例により具体的に説明する。

まず、本発明の樹脂系導電ペーストの混合例を説明する
が、本発明は以下の配合例に限定されるものではない。

以下の配合例に於て「％」とあるのは全て固形分のみに
ついての重量％を意味する。

実施例１ 市販されているカーボンレジン印刷抵抗ペーストである
ＴＵ−ＩＫ−５（アサヒ化学研究所■製）に、絶縁性フ
ィラー（３）として平均粒径２０±　３終ｍのシリカ微
粉体（ハリミック５Ｗ−Ｃ０５：■マイクロン製）を５
％添加し、三本ロールにて混練し、有機溶剤としてブチ
カルピトールにて粘度ａｌｆｆｉされたカーボンレジン
印刷抵抗ペースト。

実施例２ 実施例１において、絶縁性フィラー（３）として平均粒
径１７±　２１Ｌｍのアルミナ微粉体（アルナビーズＣ
Ｂ−Ａ２０：昭和電工■製）を５％添加する以外は、実
施例１と同様とする。

実施例３− 実施例１に於て、絶縁性フィラー（３）として平均粒径
ｌＯ±２０ｐｍのベンゾグアナミン樹脂球状微粉体（エ
ボスターし：日本触媒工業■製）を５％添加する以外は
、実施例１と同様とする。

実施例４ 市販されている樹脂系銀ペースト、ＬＳ−５００（アサ
ヒ化学研究所■製）に、絶縁性フィラー（３）として平
均粒径２０±　３１Ｌｍのシリカ微粉体（ハリミック５
Ｗ−ＣＯ５：輛マイクロン製）を５％添加し、三木ロー
ルにて混練し、有機溶剤としてブチルカルピトールにて
粘度調整された樹脂系銀ペースト。

比較例１ 市販されているカーボンレジン印刷抵抗ペースト（ＴＵ
−ＩＫ−５：アサヒ化学研究所■製）比較例２ 実施例１において、絶縁性フィラー（３）として粒径５
ルｍ以内のシリカ微粉体（ＣＲＳ−１１０１−２０：龍
森縛製）を５％添加する以外は実施例１と同様とする。

比較例３ 市販されている樹脂系銀ペースト、ＬＳ−５００（アサ
ヒ化学研究所輛製）。

上記実施例および比較例の印刷抵抗ペースト、あるいは
銀ペーストをスクリーン印刷機にて、旧−Ａｕメツキし
た電極（２）が形成された基板表面上に膜厚２０ｇｍに
て塗布し、　１７０°Ｃ１６０分間硬化した。そして形
成された導電体（４）上に、オーバーコート（５）とし
て市販のソルダーレジストインク（ＯＣＲ−５０６０：
アサヒ化学研究所■製）をスクリーン印刷機にて塗布し
、　１４０℃、１５分間硬化させ、印刷導電体付プリン
ト配線板とした。

これらの印刷導電体の膜厚方向への機械的圧力に対する
導電性の安定性評価を以下の方法で行い、その結果を第
３図及び第４図に示す。

前述の方法で形成された印刷導電体付プリント配線板を
、第３図に示すように、クツション紙（６）を導電体側
にδいてステンレス板（７）にてはさみプレス機（８）
にてブレス圧０〜５０ｋｇ／Ｃｍ’の加圧をした時の抵
抗値変化を測定した。

以上の第３図及び第４図を見ても明らかなように、各実
施例の抵抗値変化率は、比較例の抵抗変化率と比べほぼ
半分の値を示している。このことにより、本発明の樹脂
系導電ペーストは、形成された導電体の膜厚方向におけ
る外部応力に対する導電性の安定性が、格段に優れてい
ることが明らかになった。

（発明の効果） 上述のように、本発明の樹脂系導電ペーストは、従来の
ものと比べ、形成された導電体の膜厚方向における外部
応力に対して、導電性が極めて安定なものとなり、樹脂
系導電体として極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は基板上の銅パターン表面にＮｉ−Ａｕメツキさ
れた電極上に、樹脂系導電ペーストがスクリーン印刷法
により塗布され、硬化後、その上にオーバーコート材が
スクリーン印刷され硬化された印刷導電体の部分拡大断
面図である。 第２図は印刷導電体の外部応力に対する導電安定性の評
価のため、印刷導電体をプレス機にて加圧した時の組み
合わせの部分断面図である。 第３図及び第４図のそれぞれは、印刷導電体の外部応力
に対する導電安定性（抵抗値変化率）を示すグラフであ
る。 符　　　号　　　の　　　説　　　明 ｌ・・・基材、２・・・電極、３・・・絶縁性フィラー
、４・・・樹脂系導電体、５・・・オーバーコート材、
６・・・クツション紙、７・・・ステンレス板、８・・
・プレス機。 特許出願人　　イビデン株式会社 ＼′ 格祠ム食（４４ｔ％）　　　　！１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　樹脂、導電性フィラー、絶縁性フィラー及び溶剤から
   なる樹脂組成物であって、前記絶縁性フィラーの粒径は
   この樹脂組成物により形成された導電体の膜厚の５０〜
   １５０％の範囲内であり、かつ前記絶縁性フィラーは、
   その一部に前記膜厚の５０％以上の粒径を有する絶縁性
   フィラーを含むことを特徴とする樹脂系導電ペースト。