JPH08273432A - 導電性組成物 - Google Patents

導電性組成物

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JPH08273432A
JPH08273432A JP9592195A JP9592195A JPH08273432A JP H08273432 A JPH08273432 A JP H08273432A JP 9592195 A JP9592195 A JP 9592195A JP 9592195 A JP9592195 A JP 9592195A JP H08273432 A JPH08273432 A JP H08273432A
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JP
Japan
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weight
copper powder
parts
conductive composition
copper
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JP9592195A
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English (en)
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Yoshinori Kanao
義則 金尾
Akifumi Ito
昭文 伊藤
Masato Ishii
正人 石井
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • 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
    • H05K1/095Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
    • H05K3/4053Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques
    • H05K3/4069Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques for via connections in organic insulating substrates

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  • Conductive Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイグレーションの問題が少なくかつ、導電
性が良好で銅箔との密着性に優れ、スルーホール抵抗値
の経時変化が小さい導電性組成物を提供する。 【構成】 (A)平均粒径4〜15μm、アスペクト比
5〜15でありかつケイ素成分を含む水溶液で処理され
た鱗片状銅粉60〜85重量部、(B)レゾール型フェ
ノール樹脂10〜30重量部、(C)不飽和脂肪酸及び
/または不飽和脂肪酸誘導体0.1〜5重量部、(D)
25℃での粘度が0.2Pa・s以下のエポキシ樹脂
0.1〜8重量部、(E)キレート形成剤0.5〜3重
量部、(F)界面活性剤0.05〜0.2重量部からな
る導電性組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鱗片状銅粉とバインダ
ー樹脂とから成る導電性組成物に関し、特にプリント配
線基板のスルーホール形成に用いられる、導電性が良好
で銅箔との密着性に優れ、スルーホール抵抗値の経時変
化が小さい導電性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】従来、電気・電子機器
の高機能化が進む一方、機器の小型化が進んでいる。こ
れにともない、電気・電子機器に用いられるプリント配
線板も配線の細線化・高密度化が要求されて来ている。
プリント配線板の配線密度を上げる方法として、銅張積
層板の両面に形成された銅配線パターンを電気的に接続
するスルーホールが一般的に行われている。スルーホー
ル形成方法としては、従来、銅めっきによる方法と銀粉
を導電成分とする銀ペーストによる方法が行われて来
た。この内、銀ペーストを用いる方法は、スクリーン印
刷でスルーホールを形成できるので、プリント配線板の
製造コストを安価にできることから、民生用の電気・電
子機器等に広く用いられている。
【0003】しかし、銀ペーストには、銀マイグレーシ
ョンの問題があるため、プリント配線板の高密度化に限
界がある。また、マイグレーションの問題を回避するた
めに銀ペースト中の銀粉の代わりに銅粉を用いた銅ペー
ストを使ってスルーホールを形成した場合、スルーホー
ル抵抗の経時変化が大きい問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みてなされたもので、マイグレーションの
問題が少なくかつ、導電性が良好で銅箔との密着性に優
れ、スルーホール抵抗値の経時変化が小さい導電性組成
物を提供することを目的とする。
【0005】
【問題点を解決するための手段】本発明の導電性組成物
は(A)平均粒径4〜15μm、アスペクト比5〜15
でありかつケイ素成分を含む水溶液で処理された鱗片状
銅粉60〜85重量部、(B)レゾール型フェノール樹
脂10〜30重量部、(C)不飽和脂肪酸誘導体0.1
〜5重量部、(D)25℃での粘度が0.2Pa・s以
下のエポキシ樹脂0.1〜8重量部、(E)キレート形
成剤0.5〜3重量部、(F)界面活性剤0.05〜
0.2重量部からなる。
【0006】上記鱗片状銅粉が、平均粒径3μm以下の
樹枝または球状銅粉をコロイダルシリカまたはメタケイ
酸ナトリウム等のケイ素成分を含む水溶液で処理した
後、粉砕により形成した鱗片状銅粉である。本発明に用
いられる鱗片状銅粉は、平均粒径4〜15μm、アスペ
クト比5〜15、好ましくは平均粒径6〜12μm、ア
スペクト比8〜12である。平均粒径4μm未満では銅
粉表面での酸化が進行しやすく、形成される塗膜の導電
性が低下する。平均粒径が15μmより大きくなると、
スルーホール抵抗値の経時変化が大きくなり好ましくな
い。アスペクト比が5より小さいとスルーホール抵抗値
の大きくなり好ましくない。アスペクト比が15より大
きいと組成物の流動性が悪くなりスクリーン印刷の時、
好ましくない。
【0007】また、鱗片状銅粉の配合量は60〜85重
量部、好ましくは65〜75重量部である。鱗片状銅粉
が60重量部未満では塗膜の導電性の低下が著しい。鱗
片状銅粉が85重量部を超えると導電性組成物の粘度が
上昇し、スクリーン印刷性が悪化する。上記鱗片状銅粉
は平均粒径3μm以下の樹枝状または球状銅粉を粉砕に
より鱗片状銅粉とする前処理として、コロイダルシリカ
またはメタケイ酸ナトリウム等のケイ素成分を含む水溶
液によって処理することが行われる。これにより、粉砕
後の鱗片状銅粉のバインダー樹脂への分散性が向上し、
導電性の改善、スクリーン印刷性の改善を図ることがで
きる。
【0008】本発明に用いるレゾール型フェノール樹脂
としては、残留ホルマリンを含むGM−1、GM−6
(群栄化学工業製)があげられる。レゾール型フェノー
ル樹脂の配合量は10〜30重量部、好ましくは15〜
25重量部である。レゾール型フェノール樹脂が10重
量部未満では、導電性組成物の硬化時の硬化収縮が小さ
く、塗膜の導電性が悪くなる。レゾール型フェノール樹
脂が30重量部を超えると鱗片状銅粉の含有比率が低く
なるため導電性が低下する。
【0009】本発明に用いる不飽和脂肪酸としては、オ
レイン酸、リノール酸、リノレン酸、およびこれらの混
合物があげられる。また不飽和脂肪酸誘導体としては、
オレイン酸グリシジルエステル、リノール酸グリシジル
エステル、リノレン酸グリシジルエステル、及びこれら
の混合物がある。不飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸誘導体
は、それぞれ単独もしくは二種以上混合して使用するこ
とも可能である。不飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸誘導体
は、塗膜の表面平滑性を向上させ導電性、スクリーン印
刷性が改善される。不飽和脂肪酸及び/または不飽和脂
肪酸誘導体の配合量は、0.1〜5重量部である。配合
量が0.1重量部以下では塗膜を平滑にする効果がな
い。5重量部を超えると塗膜の銅箔との密着性が低下す
る。
【0010】本発明に用いる25℃での粘度が0.2P
a・s以下のエポキシ樹脂としては、フェニルグリシジ
ルエーテル、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−
ジグリシジル−o−トルイジン等があげられる。これら
は、単独もしくは二種以上混合して使用することも可能
である。導電性組成物にエポキシ樹脂を添加することに
より、塗膜の銅箔への密着性が向上するが、エポキシ樹
脂の粘度が0.2Pa・sを超える場合、導電性組成物
の粘度も上がり、スクリーン印刷性に悪影響を及ぼす。
エポキシ樹脂の配合量は、0.1〜8重量部、好ましく
は1〜6重量部である。配合量が0.1重量部未満では
塗膜の銅箔に対する密着性改善効果がない。8重量部を
超えると塗膜が固く脆くなる。
【0011】本発明に用いるキレート形成剤としては、
モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン等があげられる。キレート形成剤は、銅粉
の酸化を抑制し、塗膜の導電性の発現に寄与している。
キレート形成剤の添加量は、0.5〜3重量部である。
添加量が0.5重量部未満では銅粉の酸化を抑制する効
果が小さい。3重量部を超えると塗膜の銅箔への密着性
が低下する。
【0012】本発明に用いられる界面活性剤としては、
非イオン系の界面活性剤が好ましく用いられる。界面活
性剤の添加により、スクリーン印刷時の気泡の巻き込み
による印刷不良を避けることができる。界面活性剤の添
加量は0.05〜0.2重量部である。添加量が0.0
5重量部以下ではスクリーン印刷時での気泡の巻き込み
が起こる。添加量が0.2重量部を超えると銅箔への密
着性が低下する。本発明の導電性組成物では、導電性組
成物作成時及び組成物の粘度調節を行うため有機溶剤を
用いる。例としては、2−メトキシエタノール、2−ブ
トキシエタノール、酢酸2−メトキシエチル、2−(2
−メトキシエトキシ)エタノール、2−(2−エトキシ
エトキシ)エタノール及びこれらの混合溶剤がある。
【0013】
【作用】本発明の導電性組成物は、導電成分としてマイ
グレーションを起こしやすい銀粉のかわりに銅粉を使用
しているため、マイグレーション発生の問題が少ない。
また鱗片状銅粉を使用しているためスルーホール抵抗値
の経時変化が小さく、銅箔への密着性にも優れている。
【0014】
【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を
具体的に説明する。
【0015】(鱗片状銅粉の作成)平均粒径2μmの樹
枝状銅粉をコロイダルシリカを1g/lの割合で含む水
で10分間処理した。銅粉を濾別し、メタノールで水分
を除いた。銅粉の含有量が40重量%となるよう容器に
銅粉とメタノールを入れ、ペイントシェーカーにより2
時間粉砕し、平均粒径8μm、アスペクト比10の鱗片
状銅粉Aを得た。比較用の鱗片状銅粉として、上記の粉
砕を3時間行い平均粒径10μm、アスペクト比18の
鱗片状銅粉B、粉砕を1時間行い平均粒径6μm、アス
ペクト比3の鱗片状銅粉Cを得た。平均粒径8μmの球
状銅粉を前述のコロイダルシリカ溶液で処理し、前述の
方法で粉砕し、平均粒径25μm、アスペクト比10の
鱗片状銅粉Dを得た。また、平均粒径2μmの樹枝状銅
粉をコロイダルシリカで処理せずに前述の方法で粉砕
し、平均粒径8μm、アスペクト比10の鱗片状銅粉E
を得た。
【0016】(導電性組成物の作製)鱗片状銅粉及びバ
インダー樹脂、添加剤を表1に示すように配合し、2−
(2−メトキシエトキシ)エタノールを加え、3本ロー
ルで混練後、2−(2−メトキシエトキシ)エタノール
により導電性組成物の粘度を調節した。
【0017】(スルーホール印刷)表1に示した導電性
組成物を1.6mm厚さの両面銅張り紙フェノール基板
に設けた直径0.6mmのスルーホールにスクリーン印
刷によって両面の銅箔が導通するよう埋めこんだ。導電
性組成物の硬化はエアーオーブン中、150℃、30分
加熱することによって行った。スルーホール基板は、図
1に示す様に、横一列に配置された4個のスルーホール
のうち、表側銅箔で導通していないスルーホールは裏側
銅箔により接続されている。そのため、導電性塗料の埋
め込みにより、図に示される4個のスルーホールが直列
に接続される。スルーホール抵抗値は、4個のスルーホ
ールの抵抗を測定し、4で割ることによって1穴あたり
の抵抗値を算出した。表1に結果を示す。
【0018】(抵抗変化率)上記で作製したスルーホー
ル基板を260℃に加熱した半田浴中に一回当たり5秒
間浸漬し、それを5回繰り返した。試験後のスルーホー
ル抵抗値を測定し、試験前のスルーホール抵抗値に対す
る変化率を求めた。結果を表1に示す。
【0019】(銅箔密着性)銅箔表面に導電性組成物を
スクリーン印刷によって塗布し、エアーオーブン中、1
50℃、30分加熱した。銅箔密着性の試験は、塗膜面
をカッターによって1mm×1mmの大きさに分割し、
テープ剥離試験によって行った。100個のうち剥離し
なかった個数を表1に示す。
【0020】この結果、実施例1〜3では、良好なスル
ーホール抵抗値が得られており、抵抗の変化率が低くま
た銅箔に対する密着性も高い。これは、本発明の導電性
組成物の良好な導電性とスクリーン印刷性を示してい
る。これに対して、比較例1〜4では、鱗片状銅粉の形
状がスルーホール用導電性組成物として適していないた
め、スルーホール抵抗値が高いか、抵抗の変化率が大き
い結果となった。また、比較例5は粘度の低いエポキシ
樹脂を含有していないため、銅箔密着性が劣る。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の導電性組
成物は、スルーホール抵抗値の経時変化が小さく、銅箔
への密着性にも優れており、マイグレーション発生の問
題も少ない。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】 スルーホール基板
【符号の説明】
1…スルーホール。2…銅箔。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)平均粒径4〜15μm、アスペク
    ト比5〜15でありかつケイ素成分を含む水溶液で処理
    された鱗片状銅粉60〜85重量部、(B)レゾール型
    フェノール樹脂10〜30重量部、(C)不飽和脂肪酸
    及び/又は不飽和脂肪酸誘導体0.1〜5重量部、
    (D)25℃での粘度が0.2Pa・s以下のエポキシ
    樹脂0.1〜8重量部、(E)キレート形成剤0.5〜
    3重量部、(F)界面活性剤0.05〜0.2重量部か
    らなることを特徴とする導電性組成物。
  2. 【請求項2】 上記鱗片状銅粉が、平均粒径3μm以下
    の樹枝状または球状銅粉をコロイダルシリカまたはメタ
    ケイ酸ナトリウム等のケイ素成分を含む水溶液で処理し
    た後、粉砕により形成した鱗片状銅粉であることを特徴
    とする請求項1記載の導電性組成物。
JP9592195A 1995-03-30 1995-03-30 導電性組成物 Pending JPH08273432A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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