JPS6389577A

JPS6389577A - 導電塗料

Info

Publication number: JPS6389577A
Application number: JP23422186A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Eguchi; 江口　一正; Fumio Nakaya; 仲谷　二三雄; Shinichi Wakita; 真一脇田; Hisatoshi Murakami; 久敏村上; Tsunehiko Terada; 恒彦寺田
Original assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-04-20
Also published as: JPH0575027B2

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、銅箔表面が酸化物で汚染されていても、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、該レジスト膜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，ＭＳＩ、Ｌ８Ｉなどを実装する印刷回路
として銅張積層絶縁基板が多用されているが、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まっで
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銅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Ｍ、
線を用いて、必要とする導電回路の銅箔面に半田付けす
ることにより行われる。　ｊ７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）が銅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・１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。

最近、銀ペーストに代替し得ろ比抵抗１Ｏ−（１０−４
Ω・１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、銀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。

又、銅箔面との密着性を改善するために、銅箔面を金属
表面処理剤で活性化処理することが行われるが、そのた
めに生産工程が増加され、生産的経済的に不利となる。

一方、金属表面処理剤を導電性塗料中に配合して、銅箔
面との密着性を改善しようとする方法があるが、金属表
面処理剤を直接配合すると、導電性塗料の安定性を害し
、貯蔵安定性および導電性に悪影響を与えるという問題
がある。

（発明が解決しようとする問題点）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、銀箔面が酸化物などで汚染されていても、別
工程の前処理による金属表面処理剤で銅箔面を活性化す
ることなく、銅箔面との密着性を良好にし、且つ可撓性
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、上記の目的を解決するために鋭意検討を
重ねた結果、金属銅粉をメラミン樹脂とアクリル樹脂と
の樹脂混和物に配合し、更に金属表面処理剤を化合物中
に包接させた混和物を配合することにより、導電塗料中
の分散もよく、常温で安定に作用し、導電塗料を加熱硬
化させろときに、金属表面処理剤が溶出して銅箔面を活
性化させ、銅箔面との密着性が良好で、導電性もすぐれ
ていることを見出して本発明を完成させたものである。

本発明の構成は、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ｆｆｉ％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、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重量部および金属表面処理剤を包接した混
和物１〜７重量部とからな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、分子量ノ大キいアクリル樹
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重
量％である。

メラミ・ン樹脂の配合量が３０重量％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（
−Ｃｏｏｌ（）１０〜８０Ｖ１、水酸基価（−０１［’
）４０〜２５０１ｊｌ／ｆのもので、特に、水酸基価は
６０〜１５０　ｔｖノの範囲が、酸価は３０〜７０Ｑ／
ｆ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
００が好ましい。　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１００Ｎ量部に対して、１０
〜４０重量部の範囲で用いられ、好ましくは２０〜３５
重量部である。　樹脂混和物の配合量が１０重量部未満
では、硬化後の塗膜が脆く、可撓性に乏しい。

４０重量部を紹えると、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１６〜１８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１００Ｎ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重要部を紹えるときは、塗膜の導電性を低
下させるので好ましくない。

本発明で使用する金属表面処理剤を包接した混和物とは
、金属表面処理剤を包接する化合物中に包接させた混和
物である、ここに、金属表面処理剤とは、チオグリコール酸、チオ
リンゴ酸、ヒドロキシ酢酸、クエン酸、シュウ酸、スル
ファミン酸、グルコン酸などの酸又はそれらの金属塩若
しくはアンモニウム塩、又はヘキサデシルメルカプタン
、オクタデシルメルカプタンのようなメルカプタン系化
合物であって、銅箔表面を清浄にする処理剤である。

金属表面処理剤を包接する化合物とは、シクロデキスト
リン、金属アルミノシリケートなどのホスト化合物とし
て作用するもので、導電塗料の組成物中に安定に存在す
るものを意味する。

金属表面処理剤の配合量は、包接化合物中に５〜２５重
量％の範囲で包接して、金属表面処理剤を包接した混和
物とする。　好ましくは１０〜２０重量％である。　金
属表面処理剤が２５重量％を超えるときは、包接化合物
中に安定に存在しなくなるので好ましくなく、５ｆｆｉ
ｆｆｉ％未満では金属表面処理剤を包接した混和物の配
合量が多くなるので好ましくない。

金属表面処理剤を包接した混和物の配合量は、金属銅粉
１００重量部に対して、１〜７重量部の範囲で用いられ
、好ましくは２〜５重量部である。　金属表面処理剤を
包接した混和物の配合量が１重量未満であるときは、銅
箔面を清浄化する作用に欠け、７重量部を超えるときは
、密着性が著しく低下すると共に導電性が得られないの
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の樹脂状金属銅粉、分散剤のオレイン
酸カリウム、オレイン酸銅、樹脂混和物のメラミン樹月
旨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
電塗料を調整した。　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２萌、厚さ３０±５μｍ
１長さ１００ＷＮの導電回路を５本形成し、１３０〜１
８０°ＣＸｌ０〜６０分間加熱して塗膜を硬化させて塗
膜の導電性、長期耐湿性を測定した。

一方、銅箔積層絶縁基板を温度１５０’ＣＸ３０分間大
気中で加熱して強制的に銅箔表面を変色させた後、スク
リーン印刷法により銅箔表面に５０Ｘ５０ｒｊの塗膜を
形成させ、１３０〜１８０°ＣＸｌ０〜６０分間加熱し
て塗膜を加熱硬化させた後、ＪＩＳＫ５４００　（１９
７９）の基盤目試験に準じて、塗膜上に互に直交する縦
横１１本づつの平行線をＩＨの間隔で引いて、１〜中に
１００個のます目ができるように基盤目状の切り傷を付
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、銀箔積層絶縁基板上に残る塗膜の基盤目個数を求
めて密着性の評価とした。

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°Ｃの耐湿試験雰囲気中に５００
時間放置し、初期導電性値の変化率が５００％以下のも
のを良と判定した。

塗膜の可撓性は、ポリエステルフィルム（巾５０ｒｇ、
長さ１５Ｑ；ｕ、厚さ１２５μｍ）上に、巾２ｊＩ！、
厚さ３０±５μｍ、長さ１００ｊＩＩｘの導？Ｓ回路を
スクリーン印１６＋Ｊ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５ｆｌ、長さ７５闘、厚さ１２５μｎ１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１〜２ｆｆ離れた位置に５０Ｏｆの荷重をか
けて固定し、導電性を測定し、クラックの発生および断
線の有無を調べて塗膜の可撓性を判断する。

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、長期
の耐湿性および変色した銅箔面と塗膜の密着性など、い
ずれの特性も良好であることを示す。

しかし、比較例１は金属表面処理剤を包接した混和物量
が多いため、塗膜の導電性が低下すると共に塗膜の耐湿
性が著しく悪くなる。　比較例２は金属表面処理剤を包
接した混和物が配合されていないため、変色した銅箔面
との密着性が劣ることを示す。　比較例３．４は樹脂混
和物の配合量が適切でないため、塗膜の導電性、耐湿性
、可撓性が著しく低下し、密着性も好ましくない。　比
較例５は樹脂混和物中のアクリル樹脂の配合量が少ない
ため、塗膜の可撓性に欠き、密着性も著しく低下する。

　比較例６は樹脂混和中のアクリル樹脂の配合量が多い
ため、塗膜の導電性、耐湿性、可撓性が著しく低下し、
密着性も好ましくない。　比較例７は分散剤の配合量が
多いため、塗膜の導電性が低下し、密着性も好ましくな
い。

（発明の効果）以上説明した如く、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、長期耐湿性および銅
箔面との塗膜の密着性が好ましい特性を有するので、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

【特許請求の範囲】

　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、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
および金属表面処理剤を包接した混和物１〜７重量部と
から成ることを特徴とする導電塗料。