JPH0953029A - 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
- Publication number
- JPH0953029A JPH0953029A JP20592895A JP20592895A JPH0953029A JP H0953029 A JPH0953029 A JP H0953029A JP 20592895 A JP20592895 A JP 20592895A JP 20592895 A JP20592895 A JP 20592895A JP H0953029 A JPH0953029 A JP H0953029A
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- JP
- Japan
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- copper paste
- copper
- copper powder
- paste composition
- conductive copper
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 紙フェノール基板あるいはガラスエポキシ基
板などのプリント回路基板に設けたスルーホール部分に
銅ペーストをスクリーン印刷で埋め込み後、加熱・硬化
することにより、スルーホール部分の良好な導電性を与
え、経時変化、特に半田耐熱、熱的衝撃に伴うスルーホ
ール部分の銅ペーストのクラックを起こさない導電性銅
ペースト組成物を提供すること。 【解決手段】 銅粉末、レゾール型フェノール樹脂等の
熱硬化性樹脂、多価フェノールモノマー、及びイミダゾ
ール化合物を必須成分とする導電性銅ペースト組成物で
あって、前記多価フェノールモノマーがハイドロキノン
であり、前記銅粉末１００重量部に対して５〜１００重
量部含まれることを特徴とする導電性銅ペースト組成
物。
板などのプリント回路基板に設けたスルーホール部分に
銅ペーストをスクリーン印刷で埋め込み後、加熱・硬化
することにより、スルーホール部分の良好な導電性を与
え、経時変化、特に半田耐熱、熱的衝撃に伴うスルーホ
ール部分の銅ペーストのクラックを起こさない導電性銅
ペースト組成物を提供すること。 【解決手段】 銅粉末、レゾール型フェノール樹脂等の
熱硬化性樹脂、多価フェノールモノマー、及びイミダゾ
ール化合物を必須成分とする導電性銅ペースト組成物で
あって、前記多価フェノールモノマーがハイドロキノン
であり、前記銅粉末１００重量部に対して５〜１００重
量部含まれることを特徴とする導電性銅ペースト組成
物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント回路基板にお
けるスルーホール部分の信頼性に優れた導電性銅ペース
ト組成物に関するものであり、更に詳しくは、紙基材フ
ェノール樹脂基板あるいはガラス繊維基材エポキシ樹脂
基板などのプリント回路基板に設けたスルーホール部分
に銅ペーストをスクリーン印刷で埋め込みした後、加熱
・硬化することにより、スルーホール部分の良好な導電
性を与え、経時変化、特に半田耐熱、熱的衝撃に伴うス
ルーホール部分の導電性不良を起こさない導電性銅ペー
スト組成物に関するものである。
けるスルーホール部分の信頼性に優れた導電性銅ペース
ト組成物に関するものであり、更に詳しくは、紙基材フ
ェノール樹脂基板あるいはガラス繊維基材エポキシ樹脂
基板などのプリント回路基板に設けたスルーホール部分
に銅ペーストをスクリーン印刷で埋め込みした後、加熱
・硬化することにより、スルーホール部分の良好な導電
性を与え、経時変化、特に半田耐熱、熱的衝撃に伴うス
ルーホール部分の導電性不良を起こさない導電性銅ペー
スト組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】紙基材フェノール樹脂基板あるいはガラ
ス繊維基材エポキシ樹脂基板などのプリント回路基板の
ランド部にスルーホールを設け、そこに導電性銀ペース
ト（以下銀ペーストという）をスクリーン印刷で埋め込
み後、加熱硬化してプリント配線板を製造する方法が最
近盛んになってきた。しかし、銀ペーストを使用した場
合は、特に最近ファインピッチ化してきたパターン回路
において、マイグレーションの問題が多発している。ま
た、銀は導電性には優れているものの高価な金属であ
る。
ス繊維基材エポキシ樹脂基板などのプリント回路基板の
ランド部にスルーホールを設け、そこに導電性銀ペース
ト（以下銀ペーストという）をスクリーン印刷で埋め込
み後、加熱硬化してプリント配線板を製造する方法が最
近盛んになってきた。しかし、銀ペーストを使用した場
合は、特に最近ファインピッチ化してきたパターン回路
において、マイグレーションの問題が多発している。ま
た、銀は導電性には優れているものの高価な金属であ
る。
【０００３】このため、最近これに代わる導電性銅ペー
スト（以下、銅ペースト）が注目されてきた。ところが
銅は酸化し易く、その酸化物は絶縁体であるために銅の
酸化を効果的におさえ、さらには還元作用を持つ物質を
配合する必要がある。このような酸化の防止策として、
例えば蟻酸やシュウ酸、リンゴ酸等の有機カルボン酸類
を用いる方法が知られているが、高導電性が求められる
スルーホール用として銀ペーストに代わる銅ペーストは
未だ得られていない。
スト（以下、銅ペースト）が注目されてきた。ところが
銅は酸化し易く、その酸化物は絶縁体であるために銅の
酸化を効果的におさえ、さらには還元作用を持つ物質を
配合する必要がある。このような酸化の防止策として、
例えば蟻酸やシュウ酸、リンゴ酸等の有機カルボン酸類
を用いる方法が知られているが、高導電性が求められる
スルーホール用として銀ペーストに代わる銅ペーストは
未だ得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、硬化収縮の大
きなレゾールタイプのフェノール樹脂をバインダーとす
ることで銅粉末同士を十分に接触させ、さらに銅粉末の
還元剤として多価フェノールモノマーを用いることによ
りスルーホール用銅ペーストに高導電性を付与しうるこ
とが見いだされた。
きなレゾールタイプのフェノール樹脂をバインダーとす
ることで銅粉末同士を十分に接触させ、さらに銅粉末の
還元剤として多価フェノールモノマーを用いることによ
りスルーホール用銅ペーストに高導電性を付与しうるこ
とが見いだされた。
【０００５】多価フェノールモノマーとして、レゾルシ
ン、ハイドロキノン、カテコール等が使用可能ではある
が、これらの中でも特にハイドロキノンが高導電性を発
現することを見いだし、本発明を完成するに至ったもの
である。
ン、ハイドロキノン、カテコール等が使用可能ではある
が、これらの中でも特にハイドロキノンが高導電性を発
現することを見いだし、本発明を完成するに至ったもの
である。
【０００６】本発明の目的はスクリーン印刷が可能で、
かつ銀ペーストなみの良好な導電性と銀ペーストでは得
られなかった耐マイグレーション性とを有し、長期信頼
性を有するファインピッチ対応のスルーホール用として
適した銅ペースト組成物を提供することにある。
かつ銀ペーストなみの良好な導電性と銀ペーストでは得
られなかった耐マイグレーション性とを有し、長期信頼
性を有するファインピッチ対応のスルーホール用として
適した銅ペースト組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、銅粉末、熱硬
化性樹脂、多価フェノールモノマー、反応性ゴムエラス
トマー及びイミダゾール化合物を必須成分とする導電性
銅ペースト組成物であって、前記多価フェノールモノマ
ーがハイドロキノンであり、前記銅粉末１００重量部に
対して５〜１００重量部含まれることを特徴とする導電
性銅ペースト組成物である。
化性樹脂、多価フェノールモノマー、反応性ゴムエラス
トマー及びイミダゾール化合物を必須成分とする導電性
銅ペースト組成物であって、前記多価フェノールモノマ
ーがハイドロキノンであり、前記銅粉末１００重量部に
対して５〜１００重量部含まれることを特徴とする導電
性銅ペースト組成物である。
【０００８】本発明の特徴であるハイドロキノンの配合
量については、５重量部未満以下では高導電性を発現さ
せるまでには銅粉末の酸化を防止出来ず、１００重量部
以上ではそれ以上の効果が得られない。ハイドロキノン
の高導電性の発現機構は、下記の化学式１に示したよう
に、ハイドロキノンはパラベンゾキノンとの間に酸化還
元系を作り、放出される水素が酸化銅を還元すると同時
に発生した電子が電子伝導を容易にするため高導電性が
得られる。
量については、５重量部未満以下では高導電性を発現さ
せるまでには銅粉末の酸化を防止出来ず、１００重量部
以上ではそれ以上の効果が得られない。ハイドロキノン
の高導電性の発現機構は、下記の化学式１に示したよう
に、ハイドロキノンはパラベンゾキノンとの間に酸化還
元系を作り、放出される水素が酸化銅を還元すると同時
に発生した電子が電子伝導を容易にするため高導電性が
得られる。
【０００９】
【化１】
【００１０】本発明に用いる銅粉末は市販品をそのまま
使用することが可能であり、形状は鱗片状、樹枝状、及
び球状などいづれも使用可能であるが、特に樹枝状の電
解銅粉末が好ましい。本発明に用いる熱硬化性樹脂は、
エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
及びフェノール樹脂等が使用可能であるが、特にフェノ
ールとホルムアルデヒドをアルカリ触媒下でメチロール
化したいわゆるレゾール型フェノール樹脂が好ましい。
使用することが可能であり、形状は鱗片状、樹枝状、及
び球状などいづれも使用可能であるが、特に樹枝状の電
解銅粉末が好ましい。本発明に用いる熱硬化性樹脂は、
エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
及びフェノール樹脂等が使用可能であるが、特にフェノ
ールとホルムアルデヒドをアルカリ触媒下でメチロール
化したいわゆるレゾール型フェノール樹脂が好ましい。
【００１１】本発明においては、イミダゾール化合物の
少なくとも一部として、Ｎ,Ｎ'−{２−メチルイミダゾ
リル−(１)−エチル}−エイコサンジオイルジアミド の
ような長鎖アルカンを持つイミダゾール化合物の１種以
上が使用される。このイミダゾール化合物は樹脂自体の
硬化収縮や溶剤揮発にともなう内部応力を緩衝し、スル
ーホール内における硬化物および硬化後の半田耐熱性な
ど熱的応力によるクラックを防止し信頼性を保持でき
る。また、イミダゾール化合物は銅粉とキレート化合物
を形成することより、密着性が向上し銅粉と銅粉の接触
が強固なものとなり、非常に良好な導電性が得られる。
イミダゾール化合物の添加量は銅粉末１００重量部に対
して０．５〜１０重量部の範囲で使用可能である。０．
５重量部より少量であると銅粉との密着力が小さく、導
電性低下の原因となり、１０重量部より多いと銅粉同士
の結合力が低下するようになるし、コストアップにもな
る。
少なくとも一部として、Ｎ,Ｎ'−{２−メチルイミダゾ
リル−(１)−エチル}−エイコサンジオイルジアミド の
ような長鎖アルカンを持つイミダゾール化合物の１種以
上が使用される。このイミダゾール化合物は樹脂自体の
硬化収縮や溶剤揮発にともなう内部応力を緩衝し、スル
ーホール内における硬化物および硬化後の半田耐熱性な
ど熱的応力によるクラックを防止し信頼性を保持でき
る。また、イミダゾール化合物は銅粉とキレート化合物
を形成することより、密着性が向上し銅粉と銅粉の接触
が強固なものとなり、非常に良好な導電性が得られる。
イミダゾール化合物の添加量は銅粉末１００重量部に対
して０．５〜１０重量部の範囲で使用可能である。０．
５重量部より少量であると銅粉との密着力が小さく、導
電性低下の原因となり、１０重量部より多いと銅粉同士
の結合力が低下するようになるし、コストアップにもな
る。
【００１２】本発明に用いる熱硬化性樹脂の添加量は銅
粉１００重量部に対して８〜２０重量部が好ましい。８
重量部より少量であると銅粉同士の結合力が小さく導電
性が十分発現せず、更に、銅ペーストの印刷性が劣るよ
うになる。２０重量部より多いと銅粉同士の接触が悪く
導電性が低下する。
粉１００重量部に対して８〜２０重量部が好ましい。８
重量部より少量であると銅粉同士の結合力が小さく導電
性が十分発現せず、更に、銅ペーストの印刷性が劣るよ
うになる。２０重量部より多いと銅粉同士の接触が悪く
導電性が低下する。
【００１３】また、本発明に用いられる反応性ゴムエラ
ストマーとしては末端に反応基を有するポリブタジエン
系またはポリアクリロニトリルブタジエン系のものの１
種以上が使用される。この反応性ゴムエラストマーの末
端反応基は、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、
水酸基、アミド基など、加熱時にフェノール樹脂と反応
し得るものであれば良く、特に限定されないが、カルボ
キシル基、アミノ基、エポキシ基が銅ペーストの性能上
好ましいものである。この反応性ゴムエラストマーは銅
ペーストとしての信頼性を低下させずに硬化物に可撓性
を付与し、耐熱衝撃性の信頼性を大幅に向上することが
できる。
ストマーとしては末端に反応基を有するポリブタジエン
系またはポリアクリロニトリルブタジエン系のものの１
種以上が使用される。この反応性ゴムエラストマーの末
端反応基は、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、
水酸基、アミド基など、加熱時にフェノール樹脂と反応
し得るものであれば良く、特に限定されないが、カルボ
キシル基、アミノ基、エポキシ基が銅ペーストの性能上
好ましいものである。この反応性ゴムエラストマーは銅
ペーストとしての信頼性を低下させずに硬化物に可撓性
を付与し、耐熱衝撃性の信頼性を大幅に向上することが
できる。
【００１４】銅ペースト組成物の製造法としては各種の
方法が適用可能であるが、構成成分を混合後、三本ロー
ルによって混練して得るのが一般的である。また、必要
に応じて組成物中に各種酸化防止剤、分散剤、微細溶融
シリカ、カップリング剤、消泡剤、溶剤等を添加するこ
とは可能である。
方法が適用可能であるが、構成成分を混合後、三本ロー
ルによって混練して得るのが一般的である。また、必要
に応じて組成物中に各種酸化防止剤、分散剤、微細溶融
シリカ、カップリング剤、消泡剤、溶剤等を添加するこ
とは可能である。
【００１５】
【実施例】以下に実施例を用いて本発明を説明する。銅
粉末として平均粒子径５μｍの電解銅粉末を、熱硬化性
樹脂としてレゾール型フェノール樹脂を用い、表１の配
合割合に従って三本ロールで混練して銅ペーストを得
た。このようにして調製した銅ペーストを、住友ベーク
ライト(株)製紙基材フェノール樹脂基板 ＰＬＣ−２１
４７ＲＨ（板厚 １.６ｍｍ）に設けた０.４ｍｍφのス
ルーホールにスクリーン印刷法によって充填し、箱形熱
風乾燥機によって１５０℃、３０分間で硬化させた。
粉末として平均粒子径５μｍの電解銅粉末を、熱硬化性
樹脂としてレゾール型フェノール樹脂を用い、表１の配
合割合に従って三本ロールで混練して銅ペーストを得
た。このようにして調製した銅ペーストを、住友ベーク
ライト(株)製紙基材フェノール樹脂基板 ＰＬＣ−２１
４７ＲＨ（板厚 １.６ｍｍ）に設けた０.４ｍｍφのス
ルーホールにスクリーン印刷法によって充填し、箱形熱
風乾燥機によって１５０℃、３０分間で硬化させた。
【００１６】この試験片のスルーホール１穴あたりの導
通性能を、抵抗値を測定することにより確認した。その
後、２６０℃５秒間ディップを５回行う半田耐熱試験、
及び−６５℃、３０分←→１２５℃、３０分の温度衝撃
試験（１０００サイクル）を行い、それぞれ初期の導通
抵抗からの変化率を求めた。そして、この試験片のスル
ーホール内部を観察し銅ペーストにクラックが生じてい
ないかを確認した。
通性能を、抵抗値を測定することにより確認した。その
後、２６０℃５秒間ディップを５回行う半田耐熱試験、
及び−６５℃、３０分←→１２５℃、３０分の温度衝撃
試験（１０００サイクル）を行い、それぞれ初期の導通
抵抗からの変化率を求めた。そして、この試験片のスル
ーホール内部を観察し銅ペーストにクラックが生じてい
ないかを確認した。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明は、紙基材フェノール樹脂基板あ
るいはガラス繊維基材エポキシ樹脂基板などのプリント
回路基板に設けたスルーホール部分に銅ペーストをスク
リーン印刷で埋め込み後、加熱・硬化することにより、
スルーホール部分の良好な導電性が得られ、経時変化、
特に半田耐熱、熱的衝撃に伴うスルーホール部分の導電
性不良を起こさない導電性銅ペースト組成物を提供する
ものである。
るいはガラス繊維基材エポキシ樹脂基板などのプリント
回路基板に設けたスルーホール部分に銅ペーストをスク
リーン印刷で埋め込み後、加熱・硬化することにより、
スルーホール部分の良好な導電性が得られ、経時変化、
特に半田耐熱、熱的衝撃に伴うスルーホール部分の導電
性不良を起こさない導電性銅ペースト組成物を提供する
ものである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 1/09 7511−4Ｅ Ｈ０５Ｋ 1/09 Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】 銅粉末、熱硬化性樹脂、多価フェノール
モノマー、反応性ゴムエラストマー及びイミダゾール化
合物を必須成分とする導電性銅ペースト組成物であっ
て、前記多価フェノールモノマーがハイドロキノンであ
り、前記銅粉末１００重量部に対して５〜１００重量部
含まれることを特徴とする導電性銅ペースト組成物。 - 【請求項２】 熱硬化性樹脂がレゾール型フェノール樹
脂である請求項１記載の導電性銅ペースト組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20592895A JPH0953029A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 導電性銅ペースト組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20592895A JPH0953029A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 導電性銅ペースト組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953029A true JPH0953029A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16515066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20592895A Pending JPH0953029A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 導電性銅ペースト組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953029A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011521092A (ja) * | 2008-05-28 | 2011-07-21 | エッカルト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 銅含有金属効果顔料の混合物、それを製造するための方法、およびコーティング剤 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP20592895A patent/JPH0953029A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011521092A (ja) * | 2008-05-28 | 2011-07-21 | エッカルト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 銅含有金属効果顔料の混合物、それを製造するための方法、およびコーティング剤 |
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