JPH10261319A - Electrically conductive copper paste composition - Google Patents
Electrically conductive copper paste compositionInfo
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- JPH10261319A JPH10261319A JP6454997A JP6454997A JPH10261319A JP H10261319 A JPH10261319 A JP H10261319A JP 6454997 A JP6454997 A JP 6454997A JP 6454997 A JP6454997 A JP 6454997A JP H10261319 A JPH10261319 A JP H10261319A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】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導通用として好適であり、
回路、電磁波シールドなどの用途においても有用な導電
性銅ペースト組成物に関するものである。The present invention is suitable for conducting through holes in a printed circuit board.
The present invention relates to a conductive copper paste composition that is useful in applications such as circuits and electromagnetic wave shielding.
【0002】[0002]
【従来の技術】紙基材フェノール樹脂基板あるいはガラ
ス布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、特に最近パターン回路がファインピッチ化している
ため、銀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るものの高価な金属である。2. Description of the Related Art Through holes are provided in lands of a printed circuit board such as a paper-based phenolic resin board or a glass cloth-based epoxy resin board, and a conductive silver paste (hereinafter, referred to as a silver paste) is screen-printed there. After embedding, a method of manufacturing a printed wiring board by heat curing has become popular. However, when a silver paste is used, a problem of silver migration has frequently occurred, particularly since the pattern circuit has recently become finer in pitch. Further, silver is an expensive metal although having excellent conductivity.
【0003】このため、最近これに代わるものとして導
電性銅ペースト(以下、銅ペーストという)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抑えるために還元作
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、例えば特開昭61−3154号公報や特
開昭63−286477号公報などが知られている。し
かし、銅ペーストの場合は銅粉同士が十分に接触しなけ
ればオーミックコンタクトが得られず銀ペーストの代替
えには未だ至っていない。For this reason, a conductive copper paste (hereinafter, referred to as a copper paste) has recently attracted attention as an alternative. However, since copper is easily oxidized and its oxide is an insulator, it is necessary to incorporate a substance having a reducing action in order to effectively suppress the oxidation of copper. As measures for preventing such oxidation, for example, JP-A-61-3154 and JP-A-63-286577 are known. However, in the case of copper paste, ohmic contact cannot be obtained unless the copper powders are in sufficient contact with each other, and there is still no substitute for silver paste.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】これまで、本発明者ら
は、スルーホール用の銅ペーストとして、特願平6−2
07824号、特願平6−295384号、特願平7−
161224号、特願平7−177822号、特願平7
−224401号等の明細書に記載されているようにス
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、特に冷熱衝撃試験や半田ディップ試験など熱的衝撃
に伴うスルーホール部分の導電性不良を起こさない銅ペ
ーストを提供してきた。Heretofore, the present inventors have proposed a copper paste for through-holes as disclosed in Japanese Patent Application No. 6-2 / 1990.
No. 07824, Japanese Patent Application No. 6-295384, Japanese Patent Application No. 7-
No. 161224, Japanese Patent Application No. 7-177822, Japanese Patent Application No. 7
After embedding by screen printing as described in the specification such as -224401 or the like, by heating and hardening, good conductivity of the through hole portion is given, and aging, especially a thermal shock test, a solder dip test, etc. A copper paste has been provided which does not cause poor conductivity in through-hole portions due to thermal shock.
【0005】しかし、最近になり一部のユーザーより吸
湿後の熱衝撃性、すなわち、多層プリント配線板用銅張
積層板の試験方法JIS規格C−6486、MIL規格
P−13949Gなどに示されるような煮沸後に半田デ
ィップを行う試験やC処理後(すなわち、40℃90%
RH、96時間処理)後に半田浴浸漬を行い、導通抵抗
値の変化率を100%以内にしたいとの要求がある。However, recently, some users have shown thermal shock resistance after moisture absorption, that is, as shown in the test method of copper-clad laminates for multilayer printed wiring boards according to JIS standard C-6486, MIL standard P-13949G, and the like. Test after solder boiling and after C treatment (ie, 40 ° C 90%
RH, 96-hour treatment), and there is a demand that the change rate of the conduction resistance value be within 100% by immersion in a solder bath.
【0006】吸湿後の半田ディップ試験では基板の熱膨
張による応力の他、吸湿水の急激なガス化に伴う体積膨
張による応力に導電性銅ペースト硬化物が耐えなければ
ならない。本発明では、上記特性の発現のため種々の添
加剤を検討した結果、ジアミノジフェニルスルフィド
が、熱衝撃等の応力に対して非常に効果的であることを
見いだした。この効果はジアミノジフェニルスルフィド
が硫黄原子を含んでおり銅と化学的な親和性が高いた
め、密着性が向上したためと考えられる。In the solder dip test after moisture absorption, the cured conductive copper paste must withstand not only stress due to thermal expansion of the substrate but also stress due to volume expansion caused by rapid gasification of moisture. In the present invention, as a result of examining various additives for expressing the above properties, it was found that diaminodiphenyl sulfide was very effective against stress such as thermal shock. This effect is considered to be due to the fact that diaminodiphenyl sulfide contains a sulfur atom and has a high chemical affinity with copper, so that the adhesion is improved.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、銅粉末、熱硬
化性樹脂を必須成分とし、さらにジアミノジフェニルス
ルフィドを含有することを特徴とする導電性銅ペースト
組成物であって、さらに、好ましくはジアミノジフェニ
ルスルフィドが熱硬化性樹脂固形分に対し5〜30重量
%含まれる銅ペースト組成物である。The present invention relates to a conductive copper paste composition comprising copper powder and a thermosetting resin as essential components, and further comprising diaminodiphenyl sulfide. Is a copper paste composition containing 5 to 30% by weight of diaminodiphenyl sulfide based on the solid content of the thermosetting resin.
【0008】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反応したいわゆ
るレゾール型フェノール樹脂が好ましい。As the copper powder used in the present invention, a commercially available product can be used as it is, and any shape such as a scaly shape, a dendritic shape, and a spherical shape can be used. Particularly, a dendritic electrolytic copper powder is preferable. . As the thermosetting resin used in the present invention, an epoxy resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin and the like can be used, and a so-called resol type phenol resin obtained by reacting phenol and formaldehyde under an alkali catalyst is particularly preferable.
【0009】本発明において溶剤を使用する場合はグリ
コールエーテル類が好ましく、例えばエチレングリコー
ルモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチル
エーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプ
ロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピル
エーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、
エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレング
リコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール
モノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチル
エーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテ
ル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレング
リコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコール
モノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ−2−
エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノアリ
ルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテ
ル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等、およ
びこれらのエステル化類等が用いられるが、使用する熱
硬化性樹脂の溶解性や乾燥、硬化条件によって適正な沸
点、蒸気圧を持つものを選択することができる。When a solvent is used in the present invention, glycol ethers are preferred. For example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether,
Triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether,
Ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, diethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol Mono-2-
Ethylhexyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, and the like, and esters thereof are used. A resin having an appropriate boiling point and vapor pressure can be selected depending on the solubility, drying, and curing conditions of the thermosetting resin.
【0010】本発明で用いられるジアミノジフェニルス
ルフィドは、耐熱性を低下させずに銅ペーストと回路の
銅箔との密着性を向上させる作用を有するものである。
ジアミノジフェニルスルフィドの配合量は、好ましくは
バインダー樹脂固形分に対し5〜30重量%である。5
重量%以上から効果が現れ、30重量%を越えると、硬
化物が脆くなるため密着性の向上効果が小さくなり、導
通信頼性の低下が起こる。The diaminodiphenyl sulfide used in the present invention has an action of improving the adhesion between the copper paste and the copper foil of the circuit without lowering the heat resistance.
The amount of diaminodiphenyl sulfide is preferably 5 to 30% by weight based on the solid content of the binder resin. 5
When the content exceeds 30% by weight, the cured product becomes brittle, so that the effect of improving the adhesion is reduced and the reliability of conduction is reduced.
【0011】導電性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、還元剤、
溶剤、硬化剤、分散剤、フィラー、カップリング剤、消
泡剤、レベリング剤等を添加することも可能である。Although various methods can be applied as a method for producing the conductive copper paste composition, it is generally obtained by mixing the constituent components and kneading with a three-roll mill. Also, if necessary, various antioxidants, reducing agents in the composition,
It is also possible to add a solvent, a curing agent, a dispersant, a filler, a coupling agent, an antifoaming agent, a leveling agent and the like.
【0012】[0012]
【実施例】以下に実施例及び比較例を用いて本発明を説
明する。The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples.
【0013】実施例1−4 銅粉末として平均粒子径10μmの電解銅粉を、熱硬化
性樹脂としてレゾール型フェノール樹脂を、溶剤として
エチレングリコールモノブチルエーテルとプロピレング
リコールモノブチルエーテルとプロピレングリコールモ
ノプロピルエーテルの混合溶剤を使用し、さらにジアミ
ノジフェニルスルフィドを配合し、表1の割合で調合し
たものを三本ロールで混練して銅ペースト組成物を得
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)に設けられた 0.5mmφ
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分で硬化させた。Example 1-4 Electrolytic copper powder having an average particle diameter of 10 μm as copper powder, resol type phenol resin as thermosetting resin, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monopropyl ether as solvents Using a mixed solvent, diaminodiphenyl sulfide was further blended, and the mixture prepared in the ratio shown in Table 1 was kneaded with a three-roll mill to obtain a copper paste composition. The copper paste prepared in this manner was used as a paper base phenolic resin substrate PLC-21 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
0.5mmφ provided on 47RH (sheet thickness 1.6mm)
Was filled by a screen printing method and cured at 150 ° C. for 30 minutes by a box-shaped hot air drier.
【0014】この試験片のスルーホール1穴あたりの抵
抗値を測定し導通性を確認した。その後、40℃95
%、96時間吸湿処理したものを260℃5秒間の半田
ディップを2回行う吸湿半田耐熱試験、及び−65℃3
0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断面
観察し、銅ペーストにクラックや剥離が生じていないか
を確認した。以上の結果を表1に示す。The resistance of each test piece per through hole was measured to confirm the conductivity. Then, at 40 ° C 95
%, A heat-absorbing solder heat resistance test in which a solder dip is performed twice at 260 ° C. for 5 seconds for a sample subjected to a moisture absorbing process for 96 hours, and at −65 ° C.3
A temperature shock test (1000 cycles) was performed at 0 ° C. →→ 125 ° C. for 30 minutes, and the rate of change from the initial conduction resistance was determined for each. Then, a cross section of the inside of the through hole of the test piece was observed, and it was confirmed whether cracks or peeling had occurred in the copper paste. Table 1 shows the above results.
【0015】比較例1 ジアミノジフェニルスルフィドを配合しないこと以外は
実施例と全く同様にして銅ペーストを調製し、特性評価
を行った。Comparative Example 1 A copper paste was prepared and evaluated in exactly the same manner as in the Example except that diaminodiphenyl sulfide was not blended.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】1.吸湿半田試験:試験片を40℃95
%、96時間吸湿処理し、次いで260℃半田槽に5秒
間浸積を2回行った。 2.温度衝撃試験:−65℃30分←→125℃30分
の温度衝撃試験を1000サイクル行った。1. Moisture absorption solder test: Test pieces at 40 ° C 95
%, For 96 hours, and then immersed twice in a 260 ° C. solder bath for 5 seconds. 2. Temperature shock test: 1000 cycles of a temperature shock test of -65 ° C for 30 minutes ← → 125 ° C for 30 minutes.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の導電性銅ペースト組成物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
ト組成物であり、紙基材フェノール樹脂基板あるいはガ
ラス布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
ールの良好な導電性を与え、経時変化、特に吸湿後も熱
的衝撃に伴う導電性不良を起こさないため高信頼性のス
ルーホールの電気的接続が可能となる。本発明の銅ペー
ストはスルーホール接続用途のみならず、プリント回路
板の基板あるいは銅箔等との密着力が高く、耐熱性と可
撓性を合わせ有していることから、回路、電磁波シール
ドなどの用途、さらにはフレキシブル回路基板への用途
にも好適に使用される。As is clear from the above examples, the conductive copper paste composition of the present invention is a conductive copper paste composition excellent in the reliability of through-hole portions in a printed circuit board, and is based on paper. After embedding copper paste by screen printing in through holes provided in printed circuit boards such as phenolic resin substrates or glass cloth base epoxy resin substrates, and then curing by heating, good conductivity of through holes is given, Even after aging, especially after moisture absorption, conductivity failure due to thermal shock does not occur, so that highly reliable electrical connection of through holes can be made. The copper paste of the present invention is not only used for through-hole connection, but also has high adhesion to a printed circuit board substrate or copper foil, and has both heat resistance and flexibility. Of the present invention, and further, it is suitably used for a flexible circuit board.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 1/09 H05K 1/09 D 3/40 3/40 K ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H05K 1/09 H05K 1/09 D 3/40 3/40 K
Claims (2)
さらにジアミノジフェニルスルフィドを含有することを
特徴とする導電性銅ペースト組成物。1. An essential component comprising copper powder and thermosetting resin,
A conductive copper paste composition further comprising diaminodiphenyl sulfide.
性樹脂固形分に対し5〜30重量%含有する請求項1記
載の導電性銅ペースト組成物。2. The conductive copper paste composition according to claim 1, which comprises 5 to 30% by weight of diaminodiphenyl sulfide based on the solid content of the thermosetting resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6454997A JPH10261319A (en) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | Electrically conductive copper paste composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6454997A JPH10261319A (en) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | Electrically conductive copper paste composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10261319A true JPH10261319A (en) | 1998-09-29 |
Family
ID=13261424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6454997A Pending JPH10261319A (en) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | Electrically conductive copper paste composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10261319A (en) |
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1997
- 1997-03-18 JP JP6454997A patent/JPH10261319A/en active Pending
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---|---|---|---|
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Effective date: 20040406 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |