JPH11111053A - 導電性銅ペースト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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な導電性銅ペースト組成物を提供す
る。 【解決手段】 銅粉末、バインダー樹脂、溶剤を必須成
分とし、さらに溶剤成分として極性溶剤を含有すること
を特徴とする導電性銅ペースト組成物であり、好ましく
は極性溶剤量は全溶剤量の１〜５０重量％である。

Description

【発明の詳細な説明】

【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効な導電
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、最近のパターン回路のファインピッチ化に伴い、
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。

【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、例えば特開昭６１−３１５４号公報
や特開昭６３−２８６４７７号公報などで開示されてい
る。

【０００４】その他、銅ペーストでは導電性を発現させ
るため銅粒子の粒径や形状、またバインダー樹脂との比
率が重要であり、このためペーストの粘度特性の調整を
非常に困難にしている。

【０００５】スルーホールへのペーストの充填方法はス
クリーン印刷が一般的であり、ペーストのニジミや銅粉
の凝集を改善する目的で、例えば特開平９−５３０４９
号公報のようにフィラーを添加したり、またチキソ性付
与剤や分散剤等を添加する場合がある。しかし、ペース
トの分散状態を一定に保つことは難しく、沈降や凝集を
引き起こし、印刷時にスクリーンの目詰まり等が生じた
り、スルーホール導通抵抗悪化の原因となることがあっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、粘度の経時
変化が少なく、導電信頼性が良好で、均一な電気特性を
有する導電性銅ペースト組成物を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記の問題
を解決ため種々の添加剤・溶剤を検討した結果、極性の
高い溶剤を併用することでペースト中の銅や添加剤粒子
の凝集を効果的に抑制できることを見出したものであ
る。即ち本発明は、銅粉末、バインダー樹脂、溶剤を必
須成分としてなり、溶剤の一部として極性溶剤を含有す
ることを特徴とする導電性銅ペースト組成物であり、好
ましくは極性溶剤が全溶剤量に対し１〜５０重量％含ま
れる導電性銅ペースト組成物である。

【０００８】極性の強い溶剤としては、例えば、テトラ
ヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、Ｎ,Ｎ−ジメチ
ルアセトアミド、Ｎ,Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ,Ｎ
−ジメチルホルムアミド、ジアセトンアルコール、ジイ
ソブチルケトン、酢酸ブチル、アセトニトリル、エタノ
ール、水、ピリジン等が挙げられる。極性溶剤添加量
は、全溶剤量の１〜５０重量％が適当であり、更に好ま
しくは、２〜２０重量％である。添加量がこれより少な
いと凝集防止効果が不十分となり、逆に多いとチキソ性
が低下し、印刷時のニジミの原因となったり、溶解度低
下による添加成分の析出等の問題が生じる恐れがある。
これらの溶剤の添加でなぜ凝集を防止できるのか、メカ
ニズムはまだ十分に判っていないが、極性溶剤が効果的
に銅またはその他の添加剤粒子をを取り囲むことで凝集
を防止していると考えられる。

【０００９】本発明において用いる主溶剤はグリコール
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。

【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
び球状などいずれも使用可能であるが、特に樹枝状の電
解銅分が好ましい。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。

【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。

【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。 《実施例１−４》銅粉末として平均粒子径１０μｍの電
解銅粉を、バインダー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の混合
溶剤を使用し、さらに極性溶剤として、Ｎ−ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホキシドをそれぞれ表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。

【００１３】《比較例１》極性溶剤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た。

【００１４】このようにして調製したそれぞれの銅ペー
ストのスルーホール導通抵抗の測定を行うため、住友ベ
ークライト(株)製紙基材フェノール樹脂基板 ＰＬＣ−
２１４７ＲＨ（板厚１.６ｍｍ）に設けられた ０.５ｍ
ｍφ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。この試験片のスルーホール１穴あたりの抵抗値
を測定し初期導通抵抗値とした。その後、吸湿半田試
験、温度衝撃試験を行い、それぞれ初期導通抵抗値から
の変化率を求めた。さらにこの試験片のスルーホールの
断面を観察しクラックや剥離が生じていないかを確認し
た。また残った銅ペーストを室温で放置し、粘度及びチ
キソ指数の経時変化を測定した。

【００１５】以上の結果を表１に示す。

【表１】

【００１６】（特性測定方法） ・吸湿半田試験：温度４０℃、湿度９５％で９６時間処
理し２６０℃の半田槽に５秒間ディップを２回行う。 ・温度衝撃試験：−６５℃３０分⇔１２５℃３０分の温
度衝撃試験を５００サイクル行う。 ・粘度：Ｅ型粘度計２.５rpm値（２５℃） ・チキソ指数：Ｅ型粘度計１rpm測定値を１０rpm測定値
で割った値。

【００１７】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明では従来の溶剤系銅ペーストに極性溶剤を添加する
ことにより、ペースト粘度の経時変化が少なくなり、安
定した導電特性が得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅粉末、バインダー樹脂、溶剤を必須成
   分としてなり、溶剤の一部として極性溶剤を含有するこ
   とを特徴とする導電性銅ペースト組成物。
2. 【請求項２】 極性溶剤が、全溶剤量に対し１〜５０重
   量％含まれる請求項１記載の導電性銅ペースト組成物。