JPS6383178A - 導電塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属銅粉をメラミン樹脂とアクリル樹脂との
樹脂混和物中に分散させた導電塗料に関し、より詳しく
は、フェノール樹脂をベースにしたものよりクラックの
発生が少なく、可撓性にすぐれ、アクリル樹脂を使用す
るので、長期の耐湿性がよく、且つ銅箔面との密着性が
良好で、銅張積層絶縁基板上に形成された印刷回路の銅
箔回路間の非接続回路部分全体にレジスト膜を塗布し、
該レジスト股上から接続すべき銅箔回路間をスクリーン
印刷法などによりバイパスのジャンパー回路を形成させ
る導電塗料に関する。

（従来技術） 従来よりＩＣ，、ＭＳｆ、ＬＳＩなどを実装する印刷回
路として銅張積層絶縁基板が多様されているが、該基板
から印刷回路を形成するには、銅張積層絶縁基板上に光
反応性樹脂を塗布した後、マスクをあてて光照射によっ
て所定の導電回路を形成し、未反応樹脂を除去し、次い
で化学エツチングを施してｗ４箔層を溶解除去して印刷
回路とするものである。

このような印刷回路は、化学エツチング法によって導電
回路が形成されるため、−旦印刷回路が形成されると導
電回路の追加修正をすることが困難なものとなる。しか
し実際は、得られた印刷回路基板を有効に活用するため
に、又は必要により印刷回路上にバイパスのジャンパー
回路を設けることが、しばしば行われる。

このジャンパー回路を形成する方法として、両端の絶縁
被覆を剥離して導体を露出させた機器内配線用絶縁電線
を用いて、必要とする導電回路のｆＩ箔面に半田付けす
ることにより行われる。しかしこの方法では、大量生産
された印刷回路基板上にジャンパー回路を設けるための
半田付工程が必要となり、且つ該基板の厚さが増加する
ためにコンパクト化できない問題がある。

この問題を改善する方法として、導電性銀塗料（以下、
銀ペーストという）がｗ４箔面との良好な密着性を有す
ることを利用し、得られた印刷回路の銅箔回路間の非接
続回路部分全体にレジスト膜を塗布し硬化させた後、該
レジスト膜上から接続すべき銅箔回路間を銀ペーストを
用いてスクリーン印刷法によりバイパスのジャンパー回
路を形成させている。しかしながら、銀ペーストの比抵
抗は、１０−４Ω・ｃｍ級と良好な導電性を有するが、
銀粉末は高価であり、多量に使用する場合、その材料費
は無視できない問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 最近、銀ペーストに代替し得る比抵抗１０弓〜１０−４
Ω・ｃｍ級の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低く、且つ衝撃に対し
てクラックを発生しやすく、可撓性に劣るため、印刷回
路のバイパスのジャンパー回路として採用できない問題
がある。

本発明は、かかる技術的課題を解決することを目的とす
るもので、銅箔面との密着性がフェノール樹脂より良好
で、可撓性を有し、長期にわたる湿度雰囲気においても
比抵抗の変化率が少なく、初期の比抵抗にもすぐれた金
属銅粉を含有する導電塗料を安価に提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意検討を
重ねた結果、完成させたものであってその導電塗料の構
成は、金属銅粉１００重量部に対して、樹脂混和物（メ
ラミン樹脂３０〜７０重量％およびアクリル樹脂７０〜
３０重量％からなる樹脂混和物）１０〜４０重量部およ
び飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくはそれらの金属塩
１〜８重量部とから成ることを特徴とするものである。

ここに、本発明で使用する金属銅粉とは、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く、
その粒径は１００μｍ以下が好ましく、特に１〜３０μ
ｍがより好ましい。

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。

金属銅粉の配合量は、常に１００重量部として使用する
。

アクリル樹脂とメラミン樹脂とを混和させた樹脂混和物
を本発明で使用する理由は、分子量の大きいアクリル樹
脂間をメラミン樹脂によって架橋させ、三次元網目構造
とすると、金属銅粉をよくバインドすると共に良好な導
電性が得られ、塗膜の可撓性を向上させることができる
ためである。アクリル樹脂単独では、金属銅粉を混合さ
せても、導電性は得られない。又メラミン樹脂単独では
、樹脂硬化後の塗膜が非常に脆く、実用に供されない。

樹脂混和物中のメラミン樹脂とは、アルキル化メラミン
樹脂であって、メチル化メラミン又はブチル化メラミン
樹脂などから選ばれる少なくとも一種を使用するが、後
者がより好ましい。

メラミン樹脂は、本発明に係る導電塗料中の金属銅粉お
よび他の成分をよくバインドするものである。

樹脂混和物中のメラミン樹脂の配合量は、他のバインダ
ーとして使用するアクリル樹脂との配合において、３０
〜７０重量％の範囲で用いられ、好ましく４０〜６０！
！ｔ％である。

メラミン樹脂の配合量が３０１ｉｆｆｉ％未満では、金
属銅粉を十分にバインドすることができず、メラミン樹
脂の三次元網目構造が不安定となって、塗膜の導電性を
著しく低下させるので好ましくない。逆に、７０重量％
を超えるとき、塗膜の強度および可撓性を著しく低下さ
せるので好ましくない。

樹脂混和物中のアクリル樹脂とは、官能基として酸価（
−ＣＯＯＨ）　１０〜８０ｍｇ／ｇ、水酸基価（−ＯＨ
）４０〜２５０ｍｇ／ｇのもので、特に、水酸基価は６
０〜１５０ｍｇ／ｇの範囲が、酸価は３０〜７０ｍｇ／
ｇの範囲が好ましい。塗膜の耐水性を向上させるには、
ヒドロキシブチル基を有するアクリル樹脂の使用が望ま
しく、分子量においては、２５００以上が使用されるが
、塗膜の可撓性から云えば、分子量は４０００〜１５０
００ν（好ましい。分子量が２５００未満では、得られ
る塗膜が脆くなり、好ましくない。

逆に１５０００を超えると、目的とする導電性を阻害す
るので、好ましくない。

次に、本発明で使用する樹脂混和物（メラミン樹脂３０
〜７０重量％とアクリル樹脂７０〜３０重量％との混合
物）の配合量は、金属銅粉１００重量部に対して、１０
〜４０重量部の範囲で用いられ、好ましくは、２０〜３
５重量部である。樹脂混和物の配合量が１０重量部未満
では、硬化後の塗膜が脆（、可撓性に乏しい。

４０重量部を超えると、目的とする導電性が得られない
ので好ましくない。

本発明に使用する飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくは
それらの金属塩とは、樹脂混和物中に金属銅粉を分散さ
せる分散剤であって、飽和脂肪酸にあっては炭素数１６
〜２０のパルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸など
又は不飽和脂肪酸にあっては炭素数１，６〜１８のシー
マリン酸、オレイン酸、リルン酸などで、それらの金属
塩にあってはナトリウム、カリウム、銅、亜鉛、アルミ
ニウムなどの金属との塩である。

前記、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくはそれらの金
属塩の配合量は、金属銅粉１００重量部に対して、１〜
８重量部の範囲で用いられ、好ましくは２〜６重量部で
ある。

前記分散剤の配合量が１重量部未満では、金属銅粉を樹
脂混和物中に微細分散させるにあたって混練りに時間を
要し、逆に８重量部を超えるときは、塗膜の導電性を低
下させるので好ましくない。

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、ブチルセルソルブアセテートなどの公
知の溶剤である。

（実施例） 以下、実施例および比較例にもとづいて本発明を更に詳
細に説明するが、本発明はかかる実施例のみ限定される
ものでない。

粒径５〜１０μｍの樹枝状金属銅粉、分散剤のステアリ
ン酸銅、オレイン酸銅およびオレイン酸カリウム、樹脂
混和物のメラミン樹脂およびアクリル樹脂をそれぞれ第
１表に示す割合で配合（重量部）し、溶剤として若干の
ブチルセルソルブアセテートを加えて、２０分間三軸ロ
ールで混練りして導電塗料を調製した。これをスクリー
ン印刷法によりガラス・エポキシ樹脂基板上に巾２ｎｖ
、厚さ３０±５μｍ、長さ１０（１＋＋＋＋の導電回路
を５本形成し、１３０〜ｂ塗膜の導電性および長期耐湿
性および銅箔との密着性を測定した。

塗膜の導電性は、加熱硬化させた塗膜の体積固有抵抗率
を測定した値である。

長期耐湿性は、導電回路を形成させた樹脂基板を、相対
湿度９５％、温度５５℃の耐湿試験雰囲気中に５００時
間放置し、初＃ＪＩ導電性値の変化率が５００％以下の
ものを良と判定したものである。

塗膜の可撓性は、ポリエステルフィルム（巾５０ｍｍ、
長さ１５０ａｍ、厚さ１２５μｍ）上に、巾２１１１１
１％厚さ３０±５μｒｎ、長さ１００ｍｍの導電回路を
スクリーン印刷法で５本形成させ、塗膜を硬化させた後
、可撓性試験（２Ｔ法）を行なった。

可撓性試験とは、巾５０ｍｍ、長さ７５ｍｍ、厚さ１２
５μｍのポリエステルフィルム２枚を、導電回路を形成
させた試料ポリエステルフィルムの右端に重ね置き、左
側の試料ポリエステルフィルムを中央部で１８０度折り
曲げ、折り曲げ端より１〜２ｍｌ１離れた位置に５００
ｇの荷重をかけて固定し、導電性を測定し、クランクの
発生および断線の有無を調べて塗膜の可撓性を判断する
。

塗膜の密着性とは、ＪＩＳＫ５４００　（１９７９）の
基盤目試験方法に準じて、塗膜上に互に直交する縦横１
１本づつの平行線を１ｍ１１１の間隔で引いて、１ｃｍ
”中に１００個のます目ができるように基盤目状の切り
傷をつけ、その上からセロハンテープで塗膜を引きはが
したときに、銅箔板上に残る塗膜の基盤目個数を求めた
ものである。

これらの特性を調べた結果を第１表に併記した。結果か
られかるように、実施例１〜４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、耐湿性、可撓性および銅箔面と塗膜の密着性など、
いずれの特性も良好なものとなる。

従って、銅張積層印刷回路基板の有効活用又は必要によ
り、該印刷回路上にバイパスのジャンパー回路形成に本
発明に係る導電塗料が使用されるものとなる。

しかし、比較例についてみると、比較例１．２は使用す
るアクリル樹脂の平均分子量が小さいため、初期の導電
性は良好であるが、長期の耐湿性および可撓性が著しく
低下し、好ましくない。比較例３．４は使用するアクリ
ル樹脂の平均分子量がおおきいため、比較例１．２と同
様に緒特性が好ましいものとならない。比較例５および
６は金属銅粉に対する樹脂混和物の配合量が適切でない
め、初期の導電性が低く、耐湿性、可撓性共に好ましい
ものとならない。

次に上記実施例には説明していないが、本発明にかかる
導電塗料の組成物に還元性物質を添加すると、金属銅粉
中に銅酸化物が存在する場合、還元されるので好ましい
。

（発明の効果） 以上説明した如（、本発明に係る導電塗料は、銀ペース
トより安価であり、塗膜の導電性、長期安定性、可撓性
および耐クランク性にすぐれ、且つ銅箔面との塗膜の密
着性も好ましい特性ををするので、銅箔印刷回路間の非
接続回路部分全体にレジスト膜のマスクを施して、該レ
ジスト膜上から接続すべき銅箔印刷回路間をスクリーン
印刷法などによりバイパスのジャンパー回路を形成させ
ることができると共に、化学エツチング法により得られ
た銅箔印刷回路基板の追加修正をして、該基板を有効に
活用することができ、産業上の利用価値が高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　金属銅粉１００重量部に対して、樹脂混和物（メラミ
   ン樹脂３０〜７０重量％とアクリル樹脂７０〜３０重量
   ％からなる樹脂混和物）１０〜４０重量部および飽和脂
   肪酸又は不飽和脂肪酸若しくはそれらの金属塩とから成
   ることを特徴とする導電塗料。