JPH02194040A

JPH02194040A - 導電性の樹脂組成物

Info

Publication number: JPH02194040A
Application number: JP1313789A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yamamura; 山村　英夫; Shuichi Ishimura; 石村　秀一; Yasushi Takahashi; 泰高橋
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1990-07-31

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〕本発明は長期にわたって良好な導電性を有する導電性樹
脂組成物に関し、より詳しくは、祇・フノール樹脂基板
や、ガラス・エポキシ樹脂基板などの回路基板上に、ス
クリーン印刷で塗布後、電子線硬化することにより、長
期間にわたって良好な導電性を有する、回路基板用の導
体に適した導電性の樹脂組成物に関する。

（従来の技術とその課題〕近年、印刷配線（回路）板は軽量化、小型化の特徴を生
かして各種の電子機器や電気機器に広汎に使用されるよ
うになって来た。

この印刷配線板の導電性回路を形成する方法としては、
従来からサブトラクティブ法とよばれる銅張り基板を部
分的にエツチングすることによって回路を形成する方法
が、−ｍに行われて来た。

しかし、この方法では生産工程が複雑な上、エツチング
廃液の処理などの点で問題が有った。

こうした問題を解決する方法として、絶縁基板の上に、
必要部分だけの導電路を作成して、回路を形成するアデ
ィテプ法とよばれる方法がある。

この方法において導電路を形成する具体的なものとして
は、メツキや蒸着により導電性金属を絶縁基板上に形成
する方法と、導電性塗料（ペースト）を塗布することに
よって導電回路を形成する方法とが知られている。後者
の方法は、絶縁基板上の必要な部分に印刷などの方法で
塗料を塗布し、乾燥あるいは硬化することにより導電回
路が形成されるため、最も簡便な方法である。

一方、電子線による硬化システムは、電子線硬化型樹脂
及び、単純で安全性の高い電子線照射装置の開発に伴い
、塗装や印刷工業などへの実用化が進められている。

前述した導電性塗料を用いた回路形成において、塗料を
硬化させる方法として、加熱により導電塗料の有機質バ
インダーを硬化させる、いわゆる加熱硬化システムが用
いられて来たが、この加熱操作により配線基板のそりや
ねじれといった致命的な欠点を生じ、大きな問題となっ
ていた。

このため、配線基板に悪影響を与えない、室温付近の温
度で導電塗料を硬化させる電子線硬化型導電性塗料が望
まれて来た。特開昭５７−１８７９９３号公報には、銀
粉を導電性金属粉として用いた場合の電子線硬化型塗料
による印刷配線基板の製造方法が開示されている。しか
し、銀粉を導電性金属粉として用いた導電性塗料は高価
であり、かつ形成された配線基板は、使用に際して配線
間に一定の電圧が掛かるため、銀のマイグレーシランが
生じ、甚だしい場合には配線間が短絡して使用に耐えな
くなるという重大な欠陥を有している。

このため、導電性金属粉を銅粉に替えることにより、銀
のマイグレーシランを解消し、かつ電子線の照射によっ
て簡便に回路形成を可能にした導電性塗料が提案されて
いるが、その場合、充分な導電性は得られていない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、導電性金属粉として銅粉を用い、安価で長期
に亘り優れた導電性を維持しかつ配線基板に悪影響を与
えない導電性樹脂組成物を提供するものである。

すなわち、本発明は；電子線硬化型樹脂１００重量部に平均粒子径が０．１〜
２０μ請であり、アスペクト比が０．２〜０．００５の
範囲である銅粉を１００〜９００重量部添加してなる導
電性の樹脂組成物である。

本発明で使用できる電子線硬化型樹脂は、電子線で硬化
する樹脂であれば良く、特に限定するものではない。

例えば、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレ
ート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂などを挙げる
ことができる。このうち、好ましいものはエポキシアク
リレート樹脂であり、なかでもビスフェノール＾型エポ
キシ樹脂を原料に用いたエポキシアクリレート樹脂が好
ましい。

電子線硬化型樹脂の分子量は、特に限定するものではな
いが、低分子量よりも高分子量の方が導電性を向上させ
るという点で好ましい、好ましい分子量は、１　、００
０〜５０　、０００である。

また、電子線硬化型樹脂の減粘剤として、（メタ）アク
リロイル基やビニル基を有するモノマー類を使用できる
。モノマー類の例としては、スチレン、ジビニルベンゼ
ンなどの芳香族モノマー；メチル（メタ）アクリレート
、エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（
メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、ポリブロボレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、グリシジル（メタ）アクリレート、ポリエチレン
グリコールジェポキシ（メタ）アクリレート、ポリプロ
ピレングリコールジェポキシ（メタ）アクリレート、ト
リメチロールプロパントリアクリレートなどのアクリレ
ート類：アクリロニトリルなどを挙げることができる。

本発明で用いることのできる銅粉は、平均粒子径が０．
１〜２０／７１１であり、アスペクト比が０．２〜ｏ、
ｏｏｓの範囲であることが望ましい、平均粒子径が０．
１以下および２０μｍ以上の場合には、いずれも高い導
電性を得ることは難しく、かつアスペクト比が０．２以
上においても同様に高い導電性は得られない、また、ア
スペクト比がｏ、ｏｏｓ以下の場合に、製造した導電性
樹脂組成物、とくに導電性樹脂塗料の印刷適性が損なわ
れ、外観および表面平滑性が著しく低下する。

本発明でいう平均粒子径とは、日本粉体工業技術協会線
「凝集工学」（昭和５７年発行）の表−４，４中に示さ
れる遠心沈降法または沈降法で測定されるストークス径
を示すものである。

アスペクト比とは、粒子の長径に対する短径の比である
が、本発明でいう長径とは１つの粒子における最長の長
さであり、短径とは長径に対し直角方向でかつ厚さ方向
での長さを示すものである。

本発明で使用した測定方法は、電子顕微鏡による直接観
察法を用い、２，０００粒子以上の数平均として算出し
たものである。具体的な観察方法としては、この銅粉を
適当な粘度に調製されたエポキシ樹脂溶液中に均一分散
し、硬化剤配合後すみやかにスプレー塗布し、硬化乾燥
後、塗膜の断面を電子顕微鏡で観察することによって、
長径と短径の計測を行ったものである。

本発明の導電性樹脂組成物、とくに導電性塗料は、電子
線硬化型樹脂１００重量部に対して銅粉を１００〜９０
０重量部の比率で混合して得られる。ｔＪＡ粉が１００
重量部以下では、高い導電性が得られず、９００重量部
以上では亀裂などの欠陥を生じ易（、塗膜の機械的性能
が良くない。

ただし、本発明に記載していない銅粉、たとえば球状粉
や樹技状粉等を本発明の特定の銅粉と併用することも可
能である。その場合の配合比は、限定するものではない
が、球状粉や樹技状粉の配合量が増すことにより導電性
を若干低下させることがあるので、その点に考慮を払う
必要がある。

また、銅粉以外の金属粉、たとえば銀粉やニッケル粉等
を併用することも可能であるが、その配合量を増すこと
により、たとえば銀粉の場合には、マイブレーションの
問題があり、ニッケル粉の場合には、導電性を低下させ
るという問題が発生する。従って、併用する金属粉の使
用量には、充分な注意が必要であり、上記の問題を生じ
させない範囲の量で併用する。

本発明の導電性樹脂組成物、とくに導電性塗料は、必要
に応じて減粘または印刷適性の調節のために、有機溶剤
を用いても良い、使用できる有機溶剤として代表的なも
のは、ブチルセロソルブ、ヘキシルセロソルブ、セロソ
ルブアセテート、エチルカルピトール、カルピトールア
セテートなどである。これらの溶剤を電子線硬化型樹脂
１００重量部に対して１〜５００重量部の範囲で使用す
ればよい。

本発明には、その他の添加剤、すなわち銅粉の分散剤、
銅粉の酸化防止側、表面平滑剤、消泡剤などを使用して
もよい、とくに、銅粉の分散剤２して作用するシリコン
系、チタン系またはアルミニウム系カップリング剤は、
とくに塗料中での銅粉の沈降防止に有効である。

本発明の導電性樹脂組成物、とくに導電塗料を製造する
には、電子線硬化型樹脂に銅粉を予め混合しておき、ロ
ールあるいはボールミルなどの混合機を用いて全体が均
質になるまで混練することによって得られる。必要に応
じて、混練時に加熱を行ってもよいし、前記の減粘剤、
溶剤、その他の添加剤を混線時に加えてよい。

本発明の導電性樹脂組成物、とくに導ｉｔ塗料を用いて
回路を形成するには、絶縁基板上にスプレーあるいはス
クリン印刷などの方法で所定の膜厚に塗布し、この塗布
された基板を電子線照射すればよい、必要に応じて塗布
した後に、加熱してもよい、電子線照射の条件としては
、特に制限するものではなく、２〜１０Ｍｒａｄの照射
線量が一般的である。

本発明の導電性樹脂組成物、とくに導電性塗料の適用用
途としては、いわゆる配線回路の他に、電磁波シールド
の目的にも使用できる。また、場合によっては接着剤と
して使用しても差し支えない。

以下、本発明を具体的に実施例を用いて更に詳細に説明
するが、これは本発明の範囲を制限するものでない。

実施例中に示される配合量は、重量部に基づいている。

（実施例１）市販の銅系球状粉？ｌ−３３０（三井金属鉱山■製）１
００ｇ１エチルセロソルブ２００ｇおよびシランカップ
リング剤０．５ｇを２２のボールミル中に投入した後、
ボールミル中の空気を窒素で置換し、室温で４８時間処
理することにより処理銅粉を得た。これを金属性の篩を
使うことによって、平均粒子径５μ重、アスペクト比が
０．０５の鱗片状銅粉Ａを得た。

別に用意した電子線硬化可能な樹脂、エポキシアクリレ
ート（昭和高分子■製すポキシＶＲ−６０）２０部、エ
チルセロソルブ２０部に前記鱗片状銅粉＾８０部を三本
ロールによって均一に混練し、導電性ペーストを作成し
た。このペーストを祇・フェノール樹脂基板に塗布した
後、電子線を照射して硬化塗膜を得た。電子線の照射は
日新ハイボルテージ■製エリアビーム形電子線照射装！
（２００Ｖ、２抛Ａ）を用いて１０Ｍｒａｄの照射線量
で照射した。

得られた塗膜の導電性を測定したところ５×１０４Ω・
Ｃ■であり、導電性に全く変化がなかった。

この塗膜を２６０℃のハンダ浴に２０秒間浸漬した後、
引き上げて再度導電性を測定したところ、５ＸＩＯ−’
Ω・１であり、導電性に全く変化が無かった。

（実施例２）ホトマー３０１６（エポキシアクリレート、サンノプコ
■製）１４部、ＮＫエステル４Ｇ（ポリエーテルアクリ
レート、新中村化学■製）６部、エチルセロソルブ２０
部に実施例１で用いた鱗片状銅粉Ａ８０部を、三本ロー
ルによって均一に混練し、導電性ペーストを作成した。

実施例１と同様の操作によって得られた硬化塗膜の導電
性を測定したところ、３　Ｘｌ０−’Ω・１の導電性を
示した。

この塗膜を２６０℃のハンダ浴に２０秒間浸漬した後、
引き上げて再度導電性を調べたところ、３×１０−４Ω
・１と導電性に全く変化が無かった。

（比較例１）ホトマー３０１６（エポキシアクリレート、サンノブコ
■製）１４部、ＮＫエステル４Ｇ（ポリエーテルアクリ
レート、新中村化学■製）６部、エチルセロソルブ２０
部に平均粒子径５μ鴎、アスペクト比が１の球状銅粉Ｍ
Ａ−ＣＡ−Ｆ（三井金属鉱山■製）８０部を三本ロール
で均一に混練し、導電性ペーストを作成した。

実施例１と同様の操作によって得られた硬化塗膜の導電
性を測定したところ、Ｉ　ＸＩＯ’Ω・ｃｔｎ以上であ
り、導電性は見られなかった。

（比較例２）ホトマー３０１６（エポキシアクリレート、サンノプコ
■製）１４部、ＮＫエステル（ポリエーテルアクリレー
ト、新中化学■製）６部、エチルセロソルブ２０部に、
実施例１と同様に作成した、平均粒子径５μ霞、アスペ
クト比０．００１の鱗片状銅粉８０部を三本ロールで均
一に混練し、導電性ペーストを作成した。

このペーストを祇・フェノール樹脂基板に塗布したとこ
ろ、印刷性不良のため、外観および表面平滑性が大幅に
低下し、亀裂などの欠陥を生じた。

さらに、電子線硬化後の塗膜の導電性を測定したところ
、Ｉ　ＸＩＯ’Ω・ｃｍ以上であった。

〔発明の効果〕

本発明においては、電子線硬化型樹脂に、特定の銅粉を
配合した導電性樹脂組成物、とくに導電塗料としたので
、銀粉を用いたようなマイグレーションの恐れがないと
共に、通常の銅粉使用の場合に比して極めて高い導電性
が得られ、印刷配線基板の導電電極、配線回路、電磁シ
ールドなどとして極めて有効である。

Claims

【特許請求の範囲】

電子線硬化型樹脂１００重量部に平均粒子径が０．１〜
２０μｍであり、アスペクト比が０．２〜０．００５の
範囲である銅粉を１００〜９００重量部添加してなる導
電性の樹脂組成物。