JPH036268A - 導電性銅ペースト組成物 - Google Patents
導電性銅ペースト組成物Info
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- JPH036268A JPH036268A JP1139570A JP13957089A JPH036268A JP H036268 A JPH036268 A JP H036268A JP 1139570 A JP1139570 A JP 1139570A JP 13957089 A JP13957089 A JP 13957089A JP H036268 A JPH036268 A JP H036268A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
- H05K1/095—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder
Landscapes
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
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。
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、長期に亘って良好な導電性を有する導電性銅
ペースト組成物に関し、より詳しくは、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電気回路基
板上に、スクリーン印刷で塗布後加熱硬化することで、
長期間に亘って良好な導電性を存する回路基板用の導体
に適した導電性銅ペースト組成物に関する。
ペースト組成物に関し、より詳しくは、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電気回路基
板上に、スクリーン印刷で塗布後加熱硬化することで、
長期間に亘って良好な導電性を存する回路基板用の導体
に適した導電性銅ペースト組成物に関する。
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ている。かかる銅ペ
ーストとして銅粉末にフェノール樹脂などの熱硬化性樹
脂をバインダーとするペースト組成物があるが、本質的
に銅が銀よりも酸化されやすいために、銀ペーストに比
べて安価である反面、銅ペーストには長期に亘る導電性
の維持という面に問題がある。
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ている。かかる銅ペ
ーストとして銅粉末にフェノール樹脂などの熱硬化性樹
脂をバインダーとするペースト組成物があるが、本質的
に銅が銀よりも酸化されやすいために、銀ペーストに比
べて安価である反面、銅ペーストには長期に亘る導電性
の維持という面に問題がある。
そのような酸化に対する改善策として、銅ペーストに対
してアントラセン誘導体を加えることが提案されている
が、良好な導電性を長期に亘って維持するという面で末
だ充分とはいえない。
してアントラセン誘導体を加えることが提案されている
が、良好な導電性を長期に亘って維持するという面で末
だ充分とはいえない。
また、同じく酸化に対する改善策として銅ペーストに対
し、有機チタン化合物を加えることが提案されているが
、有機チタン化合物自体の安定性の問題があり、これと
ても良好な導電性を長期に亘って維持するという面で末
だ充分とはいえない。
し、有機チタン化合物を加えることが提案されているが
、有機チタン化合物自体の安定性の問題があり、これと
ても良好な導電性を長期に亘って維持するという面で末
だ充分とはいえない。
そこで、本出願人は、特願昭６０−５２９１４号（特開
昭６１−２１１３８７号）で次の如き構成の「導電性銅
ペースト組成物」を提案した。
昭６１−２１１３８７号）で次の如き構成の「導電性銅
ペースト組成物」を提案した。
「形状が樹脂状であって平均粒径が２〜２０μｍであり
、かつ、かさ密度がＩｇ／ｃｃ以上の銅粉末１００重量
部に対して、熱硬化樹脂１５〜４５重量部、および不飽
和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩０．５〜７重量部を
配合してなる導電性銅ペースト組成物」 上記提案の時点では、上記から明らかな通り、この導電
性銅ペースト組成物を塗布して形成される導電性被膜の
体積固有抵抗率を左右する銅粉末の因子としては、銅粉
の形状（樹枝状）、平均粒子径、およびかさ密度である
。
、かつ、かさ密度がＩｇ／ｃｃ以上の銅粉末１００重量
部に対して、熱硬化樹脂１５〜４５重量部、および不飽
和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩０．５〜７重量部を
配合してなる導電性銅ペースト組成物」 上記提案の時点では、上記から明らかな通り、この導電
性銅ペースト組成物を塗布して形成される導電性被膜の
体積固有抵抗率を左右する銅粉末の因子としては、銅粉
の形状（樹枝状）、平均粒子径、およびかさ密度である
。
しかしながら、その後、発明者等は、品質がより安定し
、長期間の使用の過程でも品質が維持でき得るものを供
するために引き続き鋭意検討した結果、上記因子の他に
電気特性を大きく左右する因子が存在することを発見し
た。即ち、その因子は、ｗ４粉の比表面積と同表面の酸
化状態、即ち、水素還元減量とであることを発見した。
、長期間の使用の過程でも品質が維持でき得るものを供
するために引き続き鋭意検討した結果、上記因子の他に
電気特性を大きく左右する因子が存在することを発見し
た。即ち、その因子は、ｗ４粉の比表面積と同表面の酸
化状態、即ち、水素還元減量とであることを発見した。
また、かさ密度、熱硬化性樹脂の重量％においても新た
な最適な配合度合を得た。
な最適な配合度合を得た。
本発明は、上記発見にもとづき、導電性銅ペーストの比
抵抗（体積固有抵抗率）に及ぼす因子を新たに規定する
とともに、かさ密度等においても新たな配合度合を規定
して、印刷性を）貝うことなく良好な品質を長期にわた
って維持し得る導電性銅ペースト組成物を提供しようと
するものである。
抵抗（体積固有抵抗率）に及ぼす因子を新たに規定する
とともに、かさ密度等においても新たな配合度合を規定
して、印刷性を）貝うことなく良好な品質を長期にわた
って維持し得る導電性銅ペースト組成物を提供しようと
するものである。
［発明の課題解決のための手段〕
本発明は、上記課題を解決するために、形状が樹枝状で
あって、平均粒径が２〜３Ｏｎ、かさ密度が１．５〜３
．５ｇ／ｃｃで且つ比表面積と水素還元減量との比が１
１０’００以上の銅粉末１００重量部に対して、熱硬化
性樹脂６〜３５重量部および不飽和脂肪酸またはそのア
ルカリ金属塩０．５〜７重量部を配合してなる構成と１
％％である。
あって、平均粒径が２〜３Ｏｎ、かさ密度が１．５〜３
．５ｇ／ｃｃで且つ比表面積と水素還元減量との比が１
１０’００以上の銅粉末１００重量部に対して、熱硬化
性樹脂６〜３５重量部および不飽和脂肪酸またはそのア
ルカリ金属塩０．５〜７重量部を配合してなる構成と１
％％である。
銅粉末が上記条件を満たさない場合、すなわち、その形
状が球状、フレーク状、鱗片状である場合や、平均粒径
が２ｐ■を下回っていたり、３０ｔｎａを上回っていた
りしている場合や、さらに、かさ密度が１．５ｇ／ｃｃ
を下回ったり３．５ｇ／ｃｃを上回っている場合には、
耐酸化性が劣るか樹脂による銅粉のバインドが弱くなっ
て良好な導電性を長期に亘って維持するという面で充分
な特性を持つ銅ペースト組成物が得られない。
状が球状、フレーク状、鱗片状である場合や、平均粒径
が２ｐ■を下回っていたり、３０ｔｎａを上回っていた
りしている場合や、さらに、かさ密度が１．５ｇ／ｃｃ
を下回ったり３．５ｇ／ｃｃを上回っている場合には、
耐酸化性が劣るか樹脂による銅粉のバインドが弱くなっ
て良好な導電性を長期に亘って維持するという面で充分
な特性を持つ銅ペースト組成物が得られない。
また、１ｌｉｉ粉の比表面積と水素還元減量との比が１
１０００未満では導電ペーストを塗布して得られる塗膜
の体積固有抵抗率を５ＸＩＯ−’Ω１より小さいものが
得難くなる。同じように１５０００未満では２ＸＩＯ−
’より小さいものが得難くなる。１５０００以上でペー
ストの組成を好条件にすると、３〜５×１０−５Ω備程
度のものを得ることができる。
１０００未満では導電ペーストを塗布して得られる塗膜
の体積固有抵抗率を５ＸＩＯ−’Ω１より小さいものが
得難くなる。同じように１５０００未満では２ＸＩＯ−
’より小さいものが得難くなる。１５０００以上でペー
ストの組成を好条件にすると、３〜５×１０−５Ω備程
度のものを得ることができる。
比表面積を大きくするといっても限度があり、銅粉の樹
脂が細く、長くなると水素還元減量が太き（なるので、
両者を見合わせて好条件のものを選択する必要がある。
脂が細く、長くなると水素還元減量が太き（なるので、
両者を見合わせて好条件のものを選択する必要がある。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
およびポリエステル樹脂などがあげられ、バインダーと
して作用する。この熱硬化性樹脂の配合割合は、銅粉末
１００重量部に対して６〜３５重量部であり、第１図に
示す如く銅粉のかさ密度に応じ良好な範囲が変化するが
これは固定的ではなく、平均粒径、比表面積等によって
変化する。この熱硬化性樹脂の配合量が６重量部未満で
あるときには、バインダーの絶対量が不足して得られる
組成物の流動性が悪くなり印刷性が低下するとともに、
加熱硬化時に銅粉末が酸化されやすくなり導電性が低下
する他、経時変化も大きくなる。逆に、３５重量部を越
えると、銅粉末の絶対量が不足し、良好な導電性が得ら
れない。
およびポリエステル樹脂などがあげられ、バインダーと
して作用する。この熱硬化性樹脂の配合割合は、銅粉末
１００重量部に対して６〜３５重量部であり、第１図に
示す如く銅粉のかさ密度に応じ良好な範囲が変化するが
これは固定的ではなく、平均粒径、比表面積等によって
変化する。この熱硬化性樹脂の配合量が６重量部未満で
あるときには、バインダーの絶対量が不足して得られる
組成物の流動性が悪くなり印刷性が低下するとともに、
加熱硬化時に銅粉末が酸化されやすくなり導電性が低下
する他、経時変化も大きくなる。逆に、３５重量部を越
えると、銅粉末の絶対量が不足し、良好な導電性が得ら
れない。
不飽和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩は、弱還元剤と
して作用して銅粉の酸化を防止することにより導電性の
維持に寄与するとともに、銅粉の表面に吸着されて銅粉
の分散を促進して導電性の良好な塗膜形成に寄与する。
して作用して銅粉の酸化を防止することにより導電性の
維持に寄与するとともに、銅粉の表面に吸着されて銅粉
の分散を促進して導電性の良好な塗膜形成に寄与する。
この不飽和脂肪酸としては、例えば、オレイン酸、リノ
ール酸などがあげられ、そのアルカリ金属塩としては、
たとえば、ナトリウム塩、カリウム塩などがあげられる
。
ール酸などがあげられ、そのアルカリ金属塩としては、
たとえば、ナトリウム塩、カリウム塩などがあげられる
。
また、不飽和脂肪酸を６０％以上含有するような、たと
えば大豆油、ゴマ油、オリーブ油、サフラワ−油などの
植物油を用いることも可能である。この不飽和脂肪酸ま
たはそのアルカリ金属塩の配合割合は、銅粉末１００Ｍ
量部に対して０．５〜７重量部であり、好ましくは、２
〜６重量部である。この配合割合が０．５重量部未満で
あるときには、バインダー中での銅粉末の分散が悪く導
電性を低下させ、逆に７重量部を越えるときにも、配合
量に見合う分散性の向上かえられないばかりでなく、得
られる塗膜の導電性を低下させてしまう。
えば大豆油、ゴマ油、オリーブ油、サフラワ−油などの
植物油を用いることも可能である。この不飽和脂肪酸ま
たはそのアルカリ金属塩の配合割合は、銅粉末１００Ｍ
量部に対して０．５〜７重量部であり、好ましくは、２
〜６重量部である。この配合割合が０．５重量部未満で
あるときには、バインダー中での銅粉末の分散が悪く導
電性を低下させ、逆に７重量部を越えるときにも、配合
量に見合う分散性の向上かえられないばかりでなく、得
られる塗膜の導電性を低下させてしまう。
上記のごとく構成される本発明に係わる銅ペースト組成
物の銅粉を顕微鏡観察したところ、形状が樹枝状と云っ
ても枝があまり長く伸びているものは好ましくないこと
がわかった。これは技が長くなるとそれだけ銅粉表面の
酸化が大となり水素還元減量が太き（なるものと考えら
れる。
物の銅粉を顕微鏡観察したところ、形状が樹枝状と云っ
ても枝があまり長く伸びているものは好ましくないこと
がわかった。これは技が長くなるとそれだけ銅粉表面の
酸化が大となり水素還元減量が太き（なるものと考えら
れる。
本発明に係わる銅ペースト組成物は、前記銅粉末、熱硬
化性樹脂、不飽和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩を混
練することにより容易に得られる。
化性樹脂、不飽和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩を混
練することにより容易に得られる。
また、本発明に係る銅ペースト組成物を用いて回路基板
を作製する方法は、従来技術と変りはなく、たとえば、
銅ペースト組成物を祇・フェノール樹脂基板やガラス・
エポキシ樹脂基板などにスクリーン印刷法により塗布し
たのち加熱硬化させればよい。
を作製する方法は、従来技術と変りはなく、たとえば、
銅ペースト組成物を祇・フェノール樹脂基板やガラス・
エポキシ樹脂基板などにスクリーン印刷法により塗布し
たのち加熱硬化させればよい。
次に、本発明の組成物を実施例、従来例および比較例を
あげてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例
のみに限定されるものではない。
あげてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例
のみに限定されるものではない。
第１表（試１４？Ｊｃｌ〜７は実施例、８〜１０は従来
例、１１〜１３は比較例）に示す形状、平均粒径、かさ
密度、比表面積および水素還元減量の銅粉末に、熱硬化
性樹脂、不飽和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩を配合
、混練して銅ペースト組成物を調整した。得られた銅ペ
ースト組成物をガラス・エポキシ樹脂基板上の電極（６
０閣間隔）間に帯状（１！１２ａｎ、厚３５〜４５ｔｔ
ｔｓ）にスクリーン印刷し、１５０°Ｃ×６０分間で加
熱硬化させて導体を形成し、デジタルマルチメータを用
いて体積固有抵抗率を測定した。さらに、長期使用に耐
えうる導電性が得られるか否かを確認するために、酸化
促進試験として湿潤試験（４０°Ｃ×９５％ＲＨで５０
０時間）を行ない、体積固有抵抗率の変化（以下、抵抗
変化率という〕を測定した。その結果を表１にそれぞれ
示す。なお、体積固有抵抗率は、次式に基づいて算出し
た。
例、１１〜１３は比較例）に示す形状、平均粒径、かさ
密度、比表面積および水素還元減量の銅粉末に、熱硬化
性樹脂、不飽和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩を配合
、混練して銅ペースト組成物を調整した。得られた銅ペ
ースト組成物をガラス・エポキシ樹脂基板上の電極（６
０閣間隔）間に帯状（１！１２ａｎ、厚３５〜４５ｔｔ
ｔｓ）にスクリーン印刷し、１５０°Ｃ×６０分間で加
熱硬化させて導体を形成し、デジタルマルチメータを用
いて体積固有抵抗率を測定した。さらに、長期使用に耐
えうる導電性が得られるか否かを確認するために、酸化
促進試験として湿潤試験（４０°Ｃ×９５％ＲＨで５０
０時間）を行ない、体積固有抵抗率の変化（以下、抵抗
変化率という〕を測定した。その結果を表１にそれぞれ
示す。なお、体積固有抵抗率は、次式に基づいて算出し
た。
体積固有抵抗率（Ωｅ１１）−ＲＸむＸＷ／ＬＲ：を極
間の抵抗値（Ω） ｔ：塗膜の厚さ（ｃｏ＋） Ｗ：塗膜の輻（ｃｍ） Ｌ：電極間の距離（ａｍ ） さらに、各組成物の印刷性は、作業性から判定した。結
果は、表１にそれぞれ示す。
間の抵抗値（Ω） ｔ：塗膜の厚さ（ｃｏ＋） Ｗ：塗膜の輻（ｃｍ） Ｌ：電極間の距離（ａｍ ） さらに、各組成物の印刷性は、作業性から判定した。結
果は、表１にそれぞれ示す。
本発明は、以上のように、特定の形状、粒子径、かさ密
度、比表面積、水素還元減量を有する銅粉末に対する特
定のバインダーおよび不飽和脂肪酸またはそのアルカリ
金属塩を所定の範囲内にあるように構成したので、印刷
性を損なうことなく、良好な導電性を長期に亘って維持
できる。
度、比表面積、水素還元減量を有する銅粉末に対する特
定のバインダーおよび不飽和脂肪酸またはそのアルカリ
金属塩を所定の範囲内にあるように構成したので、印刷
性を損なうことなく、良好な導電性を長期に亘って維持
できる。
第１図は銅粉／樹脂（バインダ）一体積固有抵抗率特性
図である。 １・・・・・−かさ密度２．２ｇ／ｃｃの銅粉における
特性曲線、２・・・・・・かさ密度１，５〜１．７ｇ／
ｃｃの銅粉における特性曲線。
図である。 １・・・・・−かさ密度２．２ｇ／ｃｃの銅粉における
特性曲線、２・・・・・・かさ密度１，５〜１．７ｇ／
ｃｃの銅粉における特性曲線。
Claims (1)
- （１）形状が樹枝状であって、平均粒径が２〜３０μｍ
であり、かつ、かさ密度が１．５〜３．５ｇ／ｃｃ、比
表面積と水素還元減量との比が１１０００以上の銅粉末
１００重量部に対して、熱硬化性樹脂６〜３５重量部お
よび不飽和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩０．５〜７
重量部を配合してなることを特徴とする導電性銅ペース
ト組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139570A JPH036268A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 導電性銅ペースト組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139570A JPH036268A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 導電性銅ペースト組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH036268A true JPH036268A (ja) | 1991-01-11 |
Family
ID=15248348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1139570A Pending JPH036268A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 導電性銅ペースト組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH036268A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5372749A (en) * | 1992-02-19 | 1994-12-13 | Beijing Technology Of Printing Research Institute Chinese | Method for surface treating conductive copper powder with a treating agent and coupler |
| EP0855720A2 (en) * | 1997-01-28 | 1998-07-29 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Electroconductive copper paste composition |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61211378A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-19 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | 導電性銅ペ−スト組成物 |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1139570A patent/JPH036268A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61211378A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-19 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | 導電性銅ペ−スト組成物 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5372749A (en) * | 1992-02-19 | 1994-12-13 | Beijing Technology Of Printing Research Institute Chinese | Method for surface treating conductive copper powder with a treating agent and coupler |
| EP0855720A2 (en) * | 1997-01-28 | 1998-07-29 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Electroconductive copper paste composition |
| EP0855720A3 (en) * | 1997-01-28 | 1999-02-10 | Sumitomo Bakelite Company Limited | Electroconductive copper paste composition |
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