JPH11250734A - 導電ペースト用樹脂組成物 - Google Patents

導電ペースト用樹脂組成物

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JPH11250734A
JPH11250734A JP5231198A JP5231198A JPH11250734A JP H11250734 A JPH11250734 A JP H11250734A JP 5231198 A JP5231198 A JP 5231198A JP 5231198 A JP5231198 A JP 5231198A JP H11250734 A JPH11250734 A JP H11250734A
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利幸 八矢
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    • H05K1/02Details
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    • 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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】スルーホール部における肩部の肉厚を確保する
と共にエッジカバー性が良く、穴塞ぎを防止することが
可能な導電ペースト用樹脂組成物を提供する。 【解決手段】レゾール型フェノール樹脂がゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィーで測定した高分子量側と低
分子量側に各々1つづつ分子量ピークを有してなる導電
ペースト用樹脂組成物および高分子量レゾール型フェノ
ール樹脂(1)と低分子量レゾール型フェノール樹脂
(2)とを特定範囲内で混合して使用することにより、
分子量の異なる二種類のレゾール型フェノール樹脂の機
能を複合させた導電ペースト用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電ペースト用樹
脂組成物に係り、電気回路装置用スルーホール基板のス
ルーホール接続に使用する導電ペーストに使用するのに
好適な樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】電気回路装置用スルーホール基板のスル
ーホール接続材料として使用している導電ペーストは、
スクリーン印刷後に行う乾燥および熱処理条件が異なる
と、スルーホール部に多数の膨れが発生したり、スルー
ホール部の穴(スルーホール)をペーストで塞いでしま
うなどの問題があった。
【0003】このような問題を引き起こす原因として
は、乾燥,熱処理条件に合致した使用樹脂の溶融粘度,
使用樹脂の反応時間および溶剤選択のバランスの均整が
なされていないことが考えられる。
【0004】導電ペーストに使用する樹脂は、価格,諸
特性のバランスの良さから、一般的には、特開平9−5
3031号公報、特開平9−53032号公報等に示さ
れるように、レゾール型フェノール樹脂を使用し、必要
に応じて、少量のエポキシ樹脂やその他の樹脂を併用し
ている。
【0005】しかし、導電ペーストの特性を左右するレ
ゾール型フェノール樹脂は、樹脂の分子量によって特性
が大きく変化する。低分子量のレゾール型フェノール樹
脂を単独で使用した場合は、例えばスルーホール部に塗
布したときに、肩部の肉厚が薄くなったり、スルーホー
ル部の穴(スルーホール接続導電層)の形状が悪くなる
などの欠点が生じる。
【0006】また、高分子量レゾール型フェノール樹脂
を単独で使用した場合は、反応が非常に早いこと、乾
燥,硬化過程での溶融粘度が高いことなどから、スルー
ホール部の肩部の導電層が厚肉になってエッジカバー性
は良くなるが、スルーホール内部の穴を塞ぎ易いという
欠点を生じる。
【0007】これらの問題の解決手段として、中分子量
のレゾール型フェノール樹脂を使用する方法も考えられ
るが、単独の樹脂では特性のバランスがとれない。
【0008】導電ペースト硬化終了後のスルーホール部
のスルーホールや段差等の肩部の導電層の肉厚や形状
は、使用するレゾール型フェノール樹脂の分子量に大き
く関係する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】請求項1乃至5記載の
発明は、スルーホール部における肩部の肉厚を確保する
と共にエッジカバー性が良く、穴塞ぎを防止することが
可能な導電ペースト用樹脂組成物を提供するものであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、レゾール型フ
ェノール樹脂がゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ーで測定した高分子量側と低分子量側に各々1つづつ分
子量ピークを有してなる導電ペースト用樹脂組成物に関
する。
【0011】また、本発明は、レゾール型フェノール樹
脂の高分子量側の分子量ピークが、重量平均分子量で5
0,000〜100,000の範囲内および低分子量側
の分子量ピークが、重量平均分子量で5,000〜3
0,000の範囲内にある導電ペースト用樹脂組成物に
関する。
【0012】また、本発明は、高分子量レゾール型フェ
ノール樹脂(1)と低分子量レゾール型フェノール樹脂
(2)とを特定範囲内で混合することにより、分子量の
異なる二種類のレゾール型フェノール樹脂の機能を複合
させた導電ペースト用樹脂組成物に関する。
【0013】また、本発明は、高分子量レゾール型フェ
ノール樹脂(1)の重量平均分子量が50,000〜1
00,000の範囲内および低分子量レゾール型フェノ
ール樹脂(2)の重量平均分子量が5,000〜30,
000の範囲内にある導電ペースト用樹脂組成物に関す
る。
【0014】更に、本発明は、レゾール型フェノール樹
脂(1)および(2)の混合比率が、前者/後者(重量
比)で20/80〜60/40である導電ペースト用樹
脂組成物に関する。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明において使用されるレゾー
ル型フェノール樹脂の性状については特に制限はない
が、導電ペーストを製造する上での溶解作業性を考慮す
ると液状型が好ましい。また、レゾール型フェノール樹
脂の合成方法および使用材料の純度についても特に制限
はないが、NV(合成溶媒中の固形分割合)は、分子量
が高いことおよび導電ペースト製造時の作業性を考慮す
ると、40〜60重量%が好ましい。
【0016】高分子量側の分子量ピークおよび高分子量
レゾール型フェノール樹脂の分子量は、前記したように
重量平均分子量で50,000〜100,000の範囲
が好ましく、70,000〜950,000の範囲内で
あることが更にましい。高分子量側の分子量ピークが5
0,000未満であるか分子量が50,000未満の高
分子量レゾール型フェノール樹脂を使用した場合は、低
分子レゾール型フェノール樹脂と混合使用しても、分担
機能が明確に現われず、スルーホール部の肩部のエッジ
の導電層が薄くなる傾向がある。あるいは、断面形状が
悪化し、膨れが発生する傾向がある。また、高分子量側
の分子量ピークが100,000を超えるか分子量が1
00,000を超える高分子量レゾール型フェノール樹
脂を使用した場合は、エッジに厚肉の導電層を形成する
ことができるのでカバー性は良いが、スルーホール内部
に穴詰まりが発生し易くなる傾向がある。
【0017】また、低分子量側の分子量ピークおよび低
分子量レゾール型フェノール樹脂の分子量は、前記した
ように重量平均分子量で5,000〜30,000の範
囲内が好ましく、10,000〜25,000の範囲内
であることが更に好ましい。低分子量側の分子量ピーク
が5,000未満であるか分子量が5,000未満の低
分子量レゾール型フェノール樹脂を使用した場合は、エ
ッジのカバー性が悪化する傾向があり、低分子量側の分
子量ピークが30,000を超えるか分子量が30,0
00を超える低分子量レゾール型フェノール樹脂を使用
した場合は、高分子量レゾール型フェノール樹脂と混合
使用した場合に、エッジカバー性は良いが、スルーホー
ル部内では穴詰まりが発生し易くなる傾向がある。
【0018】本発明において、重量平均分子量は、ゲル
パーミエーションクロマトグラフィー法により標準ポリ
スチレンの検量線を用いて求めた値である。
【0019】高分子量レゾール型フェノール樹脂と低分
子量レゾール型フェノール樹脂の混合比率は、前者/後
者(重量比)で20/80〜60/40が好ましく、3
0/70〜55/45が更に好ましい。高分子量レゾー
ル型フェノール樹脂が20重量%未満の場合は、エッジ
のカバー性が悪くなる傾向があり、また60重量%を超
えた場合はスルーホール部に穴詰まりが発生し易くなる
傾向がある。
【0020】また、他の樹脂(例えばエポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂やフェノキシ樹脂等の熱可塑性樹脂)を添
加する場合には、添加する樹脂の構造,分子量,反応時
間などによって添加量を決定する。例えば、ビスフェノ
ールA型のエポキシ樹脂の場合は、使用するレゾール型
フェノール樹脂(固形分)の総量に対して35重量%以
下が好ましく、25〜15重量%の範囲がより好まし
い。添加量が35重量%以上の場合には、導電性が悪化
し易くなる傾向があり、また15重量%未満の場合に
は、接着性あるいは耐クラック性の低下が起き易いとい
う傾向がある。
【0021】高分子量レゾール型フェノール樹脂と低分
子量レゾール型フェノール樹脂の混合方法については特
に制限はないが、自動乳鉢,撹拌機等を使用することが
有効である。
【0022】また、導電ペーストの硬化性,接着性等を
最適に調整するために、フェノール樹脂の分担機能を低
下させない範囲で、必要に応じて、硬化促進剤、シラン
カップリング剤、分散剤、腐食防止剤などを添加するこ
とができる。若し、添加する場合その含有量は、硬化促
進剤は、樹脂成分100重量部に対して0.05〜3重
量部の範囲であることが好ましい。シランカップリング
剤は、樹脂成分および導電粉100重量部に対して0.
01〜3重量部の範囲であることが好ましい。分散剤
は、導電粉100重量部に対して0.01〜1重量部の
範囲であることが好ましい。腐敗防止剤は、導電粉10
0重量部に対して0.01〜1重量部の範囲であること
が好ましい。
【0023】使用する合成溶媒および粘度調整溶剤に特
については制限はないが、使用する溶質(合成モノマ)
との極性値および導電ペーストの印刷作業性を考慮する
と、沸点が140〜220℃の範囲の溶剤、例えば、ソ
ルフィットAC[株式会社クラレ製(商品名)]、エチ
ルカルビトール、ブチルカルビトール等が好ましく、単
独または混合して使用することができる。
【0024】導電ペーストを作製するのに用いられる電
粉(金属粉)については特に制限はないが、例えば導電
性を考慮すると、銀粉、銅粉、銀めっき銅粉等を単独あ
るいは複合化して使用することができる。導電粉の平均
粒子径は、3〜25μmのものを用いるのが好ましい。
平均粒子径が3μm以下の導電粉を使用した場合は、導
電ペーストの粘度が高くなり、印刷性が悪化する傾向が
ある。また、25μm以上の導電粉を使用した場合はス
ルホール部の穴詰まりが発生し易くなる傾向がある。
【0025】樹脂成分(Aとする)と導電粉(Bとす
る)とは、導電性を良好にするためには、(A+B)に
対して(B)が75重量%以上となるように配合するの
が好ましく、80重量%以上となるように配合するのが
より好ましい。また、形成される導電層の密着性や強度
等の観点から、(A+B)に対して(B)が93重量%
以下となるように配合するのが好ましく、90重量%以
下となるように配合するのがより好ましい。
【0026】樹脂成分と導電粉を均一に混合する方法に
ついては特に制限はないが、自動乳鉢,撹拌羽根を取り
付けた高トルクのモータで混合することが有効である。
【0027】本発明になる高分子量レゾール型フェノー
ル樹脂と低分子量レゾール型フェノール樹脂の機能分担
は、60〜150℃の熱処理範囲でほぼ完成される。従
って、導電ペースト印刷後のスルーホール基板の熱処理
条件は、非常に重要な因子となる。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0029】実施例1 乳鉢に合成溶媒としてソルフィットAC[株式会社クラ
レ製(商品名)]を使用してNV50重量%に調整した
重量平均分子量が83,000の高分子量レゾール型フ
ェノール樹脂[日立化成工業株式会社製のヒタノール4
011A(商品名)]6gおよび上記と同様の合成溶媒
を使用してNV50重量%に調整した重量平均分子量が
15,000の低分子量レゾール型フェノール樹脂[日
立化成工業株式会社製のヒタノール4011(商品
名)]14gを配合し、更にエポキシ樹脂[シェル化学
社製のエピコート828(商品名)]1g、導電粉とし
て、平均粒径が4.8μmのリン片状の銀粉[株式会社
徳力化学研究所製のTCG−1(商品名)]57gおよ
びソルフィットACを1.3g配合し、らいかい機を使
用して20分間混練して導電ペーストとした。得られた
導電ペーストの粘度は4.6Pa.sであった。
【0030】また、得られた導電ペーストのゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー(GPC)による分子量
測定条件を以下に示す。
【0031】試料は、THF(テトラヒドロフラン)5
mlあたり120mgを溶解した導電ペーストを200
マイクロリットル用いた。分離に用いたカラムは、日立
化成工業(株)製のゲルパック(Gelpak)(商標
名)GL−R440+GL−R450+GL−R400
Mで、検出器は、(株)日立製作所製のL3300RI
を用い、溶離液はTHF、流量は2.05ml/分の条
件で行った。また、検量線は標準ポリスチレンを使用し
て作製した。以下の実施例および比較例も同じ条件で行
った。
【0032】上記の測定条件で分子量分布を測定した結
果、重量平均分子量83.000をピークにするものお
よび重量平均分子量15,000をピークにするものの
混合物であることを確認した。
【0033】次に、得られた導電ペーストを試験用スル
ーホールエッチング基板に形成した直径が0.6mmの
200個のスルーホールにスクリーン印刷機で1穴当た
り0.0018gを充填(塗布)できるように調整して
印刷した。このものを室温で15分間放置した後、60
℃に昇温した乾燥器で30分間乾燥し、次いで150℃
まで30分で昇温し、更に150℃で30分間保持して
硬化した。
【0034】熱処理を終了した試験用スルホールエッチ
ング基板は、200個のスルーホール総てが穴明き状態
で、肩部にも十分な厚さの導電層が形成されてエッジカ
バー性は良好であった。
【0035】実施例2 高分子量レゾール型フェノール樹脂の配合量を10g並
びに低分子量レゾール型フェノール樹脂の配合量を10
gに変えてソリフィットACを1.9g配合した以外
は、実施例1と同じ配合,同じ方法で導電ペーストを作
製した。この導電ペーストの粘度は4.8Pa.sであ
った。
【0036】この導電ペーストを使用して実施例1と同
じ方法で印刷し、同じ条件で乾燥、硬化した。この結
果、熱処理を終了した試験用スルホールエッチング基板
は、200個のスルーホールの総てが穴明き状態で、肩
部のエッジカバー性も良好であった。
【0037】比較例1 高分子量レゾール型フェノール樹脂を配合せず、重量平
均分子量が8,200の低分子量レゾール型フェノール
樹脂[日立化成工業(株)製ヒタノール4012(商品
名)]14gを使用し、ソルフィットACを0.7g配
合した以外は、実施例1と同じ配合,同じ方法で導電ペ
ーストを作製した。この導電ペーストの粘度は4.5P
a.sであった。なお、導電ペーストについて実施例1
と同様のっか測定条件で分子量分布を測定した結果、重
量平均分子量8,200をピークにするものであること
を確認した。
【0038】この導電ペーストを使用し、実施例1と同
じ方法で印刷し、同じ条件で乾燥、硬化させた。この結
果、熱処理を終了した試験用スルホールエッチング基板
は、62個のスルーホールに穴詰まり現象がみられ、肩
部の導電層は薄肉でエッジカバー性が不十分であった。
【0039】比較例2 高分子量レゾール型フェノール樹脂を配合せず、重量平
均分子量が35,000の低分子量レゾール型フェノー
ル樹脂[日立化成工業(株)製ヒタノール4012A
(商品名)]14gを使用し、ソルフィットACを1.
8g配合した以外は、実施例1と同じ配合,同じ方法で
導電ペーストを作製した。この導電ペーストの粘度は
4.7Pa.sであった。なお、導電ペーストについて
実施例1と同様の測定条件で分子量分布を測定した結
果、重量平均分子量35,000をピークにするもので
あることを確認した。
【0040】この導電ペーストを使用し、実施例1と同
じ方法で印刷し、同じ条件で乾燥、硬化させた。この結
果、熱処理を終了した試験用スルホールエッチング基板
は、殆どのスルーホールに穴詰まり現象がみられ(18
個が穴明き性)、肩部の導電層も肉薄でエッジカバー性
が不十分であった。
【0041】
【発明の効果】請求項1乃至5記載の導電ペーストは、
スルーホール部における肩部の肉厚を確保すると共にエ
ッジカバー性が良く、穴塞ぎを防止することが可能な導
電ペーストである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八矢 利幸 茨城県鹿島郡波崎町大字砂山五番壱 日立 化成工業株式会社鹿島工場内 (72)発明者 佐東 国昭 茨城県鹿島郡波崎町大字砂山五番壱 日立 化成工業株式会社鹿島工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レゾール型フェノール樹脂がゲルパーミエ
    ーションクロマトグラフィーで測定した高分子量側と低
    分子量側に各々1つづつ分子量ピークを有してなる導電
    ペースト用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】レゾール型フェノール樹脂の高分子量側の
    分子量ピークが、重量平均分子量で50,000〜10
    0,000の範囲内および低分子量側の分子量ピーク
    が、重量平均分子量で5,000〜30,000の範囲
    内にある請求項1記載の導電ペースト用樹脂組成物。
  3. 【請求項3】高分子量レゾール型フェノール樹脂(1)
    と低分子量レゾール型フェノール樹脂(2)とを特定範
    囲内で混合することにより、分子量の異なる二種類のレ
    ゾール型フェノール樹脂の機能を複合させた導電ペース
    ト用樹脂組成物。
  4. 【請求項4】高分子量レゾール型フェノール樹脂(1)
    の重量平均分子量が50,000〜100,000の範
    囲内および低分子量レゾール型フェノール樹脂(2)の
    重量平均分子量が5,000〜30,000の範囲内に
    ある請求項3記載の導電ペースト用樹脂組成物。
  5. 【請求項5】レゾール型フェノール樹脂(1)および
    (2)の混合比率が、前者/後者(重量比)で20/8
    0〜60/40である請求項3または4記載の導電ペー
    スト用樹脂組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009123607A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Harima Chem Inc 低抵抗導電性ペースト

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