JPH07116389B2 - 導電塗料 - Google Patents

導電塗料

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JPH07116389B2
JPH07116389B2 JP3129971A JP12997191A JPH07116389B2 JP H07116389 B2 JPH07116389 B2 JP H07116389B2 JP 3129971 A JP3129971 A JP 3129971A JP 12997191 A JP12997191 A JP 12997191A JP H07116389 B2 JPH07116389 B2 JP H07116389B2
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coating film
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久敏 村上
真一 脇田
恒彦 寺田
昌平 森元
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Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
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Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
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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
樹脂中に分散させた導電塗料、より詳しくは、プリント
配線基板のジャンパー回路、電磁波シールドなどに用い
られる、特に導電性に優れ、銅箔との密着性と半田耐熱
性とに優れた導電塗料に関するものである。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来よ
り、IC、MSI、LSIなどを実装するプリント回路
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】このような銅張積層絶縁基板に形成された
プリント回路を有効に活用するために、プリント回路上
にバイパスのジャンパー回路が設けられる。
【0004】このジャンパー回路は、プリント回路にお
ける銅箔回路間の非接続回路部分全体にレジスト膜を形
成した後、このレジスト膜の形成された部分を飛び越え
て、接続すべき銅箔回路間に、導電性銀塗料(以下、銀
ペーストという)を用いて、スクリーンプリント法によ
り形成されている。しかしながら、銀ペーストは高価で
ある。また、銀ペーストに代わる安価な導電性銅塗料
(以下、銅ペーストという)が種々公表されているが、
これらの銅ペーストはバインダーとして主に熱硬化性の
フェノール系樹脂を使用しているため、銅箔面との密着
性が悪く、ジャンパー回路を形成する導電塗料として採
用するには信頼性に欠ける。
【0005】プリント回路基板のプリント回路上には、
グラウンドパターンまたはレジスト膜を介してシールド
層を形成するが、このようなシールド層形成のための導
電塗料として用いる場合にも、当該グラウンドパターン
の銅箔面との密着性において同様の問題がある。
【0006】そこで、本発明者らは、先に銅箔面との密
着性が良好で、且つ安価であり導電性にも優れた半田耐
熱導電塗料を提案した(特願昭63−167229)。
【0007】しかしながら、この導電塗料で形成した硬
化膜は、無酸化銅箔面に対する密着性に難点を有するこ
とが分った。
【0008】本発明は、上記の問題点を解消するために
なされたもので、酸化銅と無酸化銅のいずれの銅箔面に
対しても優れた密着性を有すると共に、特に導電性にも
すぐれた導電塗料を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段と作用】上記の課題を解決
するため、請求項1に係る導電塗料は、次の各成分を配
合したものである。
【0010】(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5〜30重量部 (C)キレート形成剤0.5〜4重量部 (D)密着性向上剤0.1〜5重量部 (E)導電性向上剤0.5〜7重量部 上記において金属銅粉とは、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100
μm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
の導電性が低下するので好ましくない。
【0011】以下、各成分の配合比率は金属銅粉の量を
100重量部として示す。
【0012】レゾール型フェノール樹脂は、金属銅粉お
よび他の成分をよくバインドするもので、長期の導電性
の維持のため有効に作用する。
【0013】レゾール型フェノール樹脂としては、通常
のものでよいが、塗膜の硬さを適切にし、良好な導電性
をもたせるためには、それが有する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、フェニル基の赤外分光法による赤
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が好まし
い。
【0014】レゾール型フェノール樹脂は金属銅粉10
0重量部に対して5〜30重量部、好ましくは9〜20
重量部とする。
【0015】レゾール型フェノール樹脂が5重量部未満
では、金属銅粉が充分にバインドされず、得られる塗膜
が脆くなる。また、30重量部をこえる場合は、導電性
が低下する。
【0016】前記の金属銅粉は、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とからなる。
【0017】また、チタネート、ジルコネートにより表
面処理することにより、分散剤の添加が不要となる。
【0018】キレート形成剤とは、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。
【0019】キレート形成剤の配合量は、金属銅粉10
0重量部に対して、0.5〜4重量部であり、好ましく
は1〜3.5重量部である。
【0020】キレート形成剤の配合量が0.5重量部未
満であるときは、塗膜の導電性が低下する。逆に4重量
部を超えるときは、半田耐熱性が好ましくない。
【0021】密着性向上剤としては、各種の接着剤が含
まれる。
【0022】天然樹脂系のものとしては、ロジン(ガム
系、トール油系、ウッド系)、ロジン誘導体、テルペン
樹脂系(テルペン系、テルペンフェノール系)等が好ま
しい。合成樹脂系のものとしては、石油樹脂系、ブチラ
ール樹脂系、フェノール樹脂系、キシレン樹脂系などの
熱硬化性のもの、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、セル
ロース、フェノキシ樹脂などの熱可塑性のもの、再生ゴ
ム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴ
ムなどの合成ゴムが好ましい。これらは、バインダーで
あるレゾール型フェノール樹脂の内部応力を低下させる
性質を有するもの、または接着性を発現する官能基(カ
ルボキシル基、水酸基、長鎖のアルキル基など)を有す
るものである。
【0023】密着性向上剤が0.1重量部未満では、密
着性の改善が見られず、5重量部を超えるときは導電性
が低下する。
【0024】導電性向上剤としては、フェニル基を有す
る窒素含有化合物または複素環状化合物からなるもの、
特に化学酸化重合または電解重合により導電性を発現し
得る化合物が好ましい。
【0025】具体例としては、アニリン、ジフェニルア
ミン、N−フェニル−p−フェニレンジアミン、N,N
´−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、N−イソプ
ロピル−N´−フェニル、p−フェニレンジアミン、
N,N´−ジフェニルベンジジン、アミノフェノール、
ジアミノフェノール、5−t−ブチル−3,4−トルエ
ンジアミンもしくは5−イソプロピル−2,4−トルエ
ンジアミンのようなアルキル化トルエンジアミン、p−
フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン、シ
クロヘキシル−p−フェニレンジアミン、オルト−トリ
ル−β−ナフチルアミン、O−アニシジン、4,5−ジ
アミン、アミノピレン、クリサジン、ジアミノナフタレ
ン、などのアミノ基を有する化合物、ピロール、両性ポ
リピロール、チオフェン、α−ビピロール、3−メチル
チオフェン、フタロシアニン、フタロシアニン金属錯
体、フラン、セレノフェン、エルロフェン、テトラチオ
フルバレン、テトラシアノキノジメタンなどが挙げられ
るが、これに限定されるものではない。
【0026】これらの導電性向上剤が金属銅粉に対し
0.5重量部未満では導電性の向上が見られない(体積
抵抗率で表わせば1×10−4Ω・cm以上となる)。
【0027】また導電性向上剤が7重量部を超えるとき
は、導電性が飽和して導電性のそれ以上の向上は見られ
ないのみならず、アミノ基を有する化合物にあっては、
その含量が多いときはゲル化が進行し、ポットライフが
短かくなるので好ましくない。また銅箔面との密着性の
低下もまねく。
【0028】なお、本発明に係る導電塗料には、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。
【0029】
【実施例】以下、実施例および比較例に基づいて本発明
を更に詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に
限定されるものではない。
【0030】実施例1〜4、比較例1〜7 粒径5〜10μmの比表面積0.4m/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
を撹拌器に入れて、チタネートを少量ずつ添加しながら
撹拌して、チタネートを金属銅粉の表面に被覆させた。
しかるのち、この金属銅粉にレゾール型フェノール樹
脂、キレート形成剤、密着性向上剤、導電性向上剤を表
1と表2とに示す組成となるように混合混練し、溶剤と
して、若干のブチルカルビトールを加えて、20分間三
軸ロールで混練りして導電塗料を調整した。
【0031】この導電塗料を用いてスクリーンプリント
法により、ガラスエポキシ基板上にソルダーレジストを
プリント硬化し、その上に巾1mm、厚さ25±5μ
m、長さ60mmの導電回路を5本、180メッシュの
テトロンスクリーンを用いてスクリーンプリントし、エ
アオーブンを用いて160℃で30分間加熱して塗膜を
硬化させた。この塗膜の体積抵抗率を測定して、塗膜の
導電性を評価した。結果を表1(実施例)と表2(比較
例)とに示す。
【0032】
【表1】
【表2】 一方、銅張積層絶縁基板の銅箔表面を清浄処理した後、
導電塗料を用いて、スクリーンプリント法により、銅箔
表面に50mm×50mmの塗膜を形成させ、前記と同
様に塗膜を加熱硬化させた後、JISK5400(19
90)の碁盤目試験方法に準じて、塗膜上に互に直交す
る縦横11本ずつの平行線を1mm間隔で引いて、1c
中に100個のます目ができるように碁盤目状の切
り傷を付け、その上からセロハンテープを用いて塗膜を
引きはがしたときに、銅箔面に残る塗膜の碁盤目個数を
求めて、銅箔面の塗膜の密着性を評価した。表1と表2
とにおいては、銅箔面に残った塗膜の碁盤目個数が10
0の場合を○印で示し、99以下の場合を×印で示し
た。
【0033】塗膜の半田耐熱性は、下記の方法により図
1に示す試験片を形成し、この試験片を260℃の溶融
半田槽に60秒間浸漬して引き上げた後、表面の状態を
観察して評価した。表1と表2とにおいては、表面に熱
変形による凹凸がある場合を×印で示し、ない場合は○
印で示した。
【0034】試験片の作成法(図1参照) (1)ガラス・エポキシ基板11上の銅箔12と一部重
なるように、ガラス・エポキシ基板11の上に、ソルダ
ーレジストインクを用いて、スクリーンプリント法によ
り、ソルダーレジスト硬化膜13を形成する。(硬化条
件:160℃、30分) (2)銅箔12とソルダーレジスト硬化膜13の上に、
導電塗料を用いて、スクリーンプリント法により、銅ペ
ースト硬化膜14を形成する。(硬化条件:160℃、
30分) (3)銅ペースト硬化膜14の上に、ソルダーレジスト
インクを用いて、スクリーンプリント法により、ソルダ
ーレジトス硬化膜15を形成する。(硬化条件:150
℃、30分) 表から明らかなように、実施例1〜4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合されているの
で、塗膜の導電性、銅箔面と塗膜の密着性、及び塗膜の
半田耐熱性がすぐれている。
【0035】一方比較例1においては、導電性向上剤が
少なすぎるため、導電性が向上せず、比較例2において
は、導電性向上剤が多すぎるため密着性が低下する。
【0036】比較例3においては、密着性向上剤が少な
すぎるため、密着性の改良が見られず、導電性向上剤が
少なすぎるため導電性も改善されない。また、トリエタ
ノールアミン(キレート形成剤)が多すぎるため半田耐
熱性も悪い。
【0037】比較例4においてはチタネートが多すぎる
ため、導電性はよいが、銅箔との密着性が悪く、かつ半
田耐熱性も良くない。
【0038】比較例5においてはチタネートが少なすぎ
るため、導電性は悪い。しかし、銅箔との密着性や半田
耐熱性は悪くない。
【0039】比較例6においては、レゾール型フェノー
ル樹脂が多すぎるため導電性が悪い。
【0040】比較例7においては、密着性向上剤が多す
ぎるため、導電性が改良されない。
【0041】なお、前記のチタネートに代えてジルコネ
ートを用いて、前記と同様の処理をしたが、実施例1〜
4、比較例1〜7とほぼ同じ結果を得た。ただし、前記
実施例1においては塗膜の体積抵抗率が0.7×10
−4Ωcmであったが、実施例1においてジルコネート
を用いたときは、体積抵抗率は0.6×10−4Ωcm
であった。
【0042】
【発明の効果】請求項1に係る導電塗料は、銀ペースト
より安価であり、塗膜の導電性および銅箔面との塗膜の
密着性がすぐれていると共に、塗膜の半田耐熱性がすぐ
れている。従って、銅箔プリント回路基板にジャンパー
回路を形成させたり、電磁波シールド層を形成したりす
るのに適しており、これを溶融半田槽に浸漬して、I
C、MSI、LSIなどを実装することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】導電塗料から成る塗膜の半田耐熱性を評価する
ための試験片の断面図である。
【符号の説明】
11……ガラス・エポキシ基板 12……銅箔 13……ソルダーレジスト硬化膜 14……銅ペースト硬化膜 15……ソルダーレジスト硬化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森元 昌平 大阪府東大阪市岩田町2丁目3番1号 タ ツタ電線株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−16172(JP,A) 特開 昭59−174661(JP,A) 特開 昭1−297475(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の各成分を配合してなる導電塗料。 (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5〜30重量部 (C)キレート形成剤0.5〜4重量部 (D)密着性向上剤0.1〜5重量部 (E)導電性向上剤0.5〜7重量部
JP3129971A 1991-05-31 1991-05-31 導電塗料 Expired - Lifetime JPH07116389B2 (ja)

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