JPH03223371A - 導電塗料および印刷回路基板 - 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、金属銅粉をフェノール樹脂混和物中に分散さ
せた導電塗料、及びその導電塗料を使用した印刷回路基
板に関するものである。

〔従来の技術及びその課題〕

従来より、ＩＣ，ＭＳＬＬＳ＋などを実装する印刷回路
の基板として銅張積層絶縁基板が多く用いられている。

この銅張積層絶縁基板に形成された印刷回路では、例え
ば、パターンの長さに関係した自己インダクタンスやス
トレートキャパシティ及び共通インピーダンス等を低く
するために、バイパス用のジャンパー回路が設けられる
。このジャンパー回路は、印刷回路における銅箔回路間
の非接続回路部分全体にレジスト膜を形成した後、この
レジスト膜の形成された部分を飛び越えて接続すべき銅
箔回路間に、導電性銀塗料（以下、銀ペーストという、
）を用いて、スクリーン印刷法により形成する。

また、前記Ｍ４箔回路上には、グラウンドパターンまた
は電源パターンの一部を除き、ソルダーレジストの絶縁
膜を介して、電磁波シールド用導電層を形成する。この
導電層も銀ペーストを用いて形成される。

しかし、銀ペーストは高価なため、これに代わる安価な
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
主に熱硬化性のフェノール系樹脂を使用しているため、
塗膜の熱硬化時の内部応力により銅箔面との密着性が悪
く、前記ジャンパー回路及び導電層を形成する導電塗料
として採用するには信鎖性に欠ける。

そこで、本発明者らは先に銅箔面との密着性が良好で、
且つ安価であり、導電性にも優れ、半田耐熱性の良い導
電性塗料を捷写した（特願昭６３−１６７２２９号）。

しかしながら、この導電塗料で形成した硬化膜は酸化銅
箔面に対して良好な密着性は得られるが、無酸化銅箔面
に対する密着性に難点を有することが見出された。

以上の点に鑑み、本発明は、塗膜の導電性及び塗膜の半
田耐熱性が優れていると共に、酸化・無酸化何れの銅箔
面に対しても優れた密着性を有する導ｉｔ塗料、及びジ
ャンパー回路、電磁波シールド用導電層の安定性の高い
印刷回路基板を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するため、本発明に係る導電塗料にあ
っては２、下記の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の配
合から成るものとしたのである。

（Ａ）　　金属銅粉１００重量部、 ＣＢ）　　２−１置換体、２．４−２置換体、２，４゜
６−３置換体、メチロール基、ジメチレンエーテル、フ
ェニル基の各赤外線透過率を４２．　ｍ、　ｎ、ａ、ｂ
、ｃとするとき、各透過率の間に、（イ）　　　　−＝
Ｏ，Ｓ〜　１．２ （ロ）　□＝０．８〜１．２ （ハ）　　□＝０．８〜１．２ に）　　□　＝１．２〜１．５ なる関係が成り立つレゾール型フェノール樹脂２０〜９
５重量％と、 塗膜に可撓性を付与する官能基を持つレゾール型フェノ
ール樹脂５〜８０重量％と、 からなるレゾール型フェノール樹脂混和物５〜３３重量
部、 （Ｃ）　　アミノ化合物０．５〜３．５重量部、（Ｄ）
　　キレート石形成剤０．５〜２．５重量部、また、本
発明に係る印刷回路基板にあっては、前述の周知のジャ
ンパー回路、電磁波シールド用導電層を前記本発明に係
る導電塗料により形成した構成としたのである。

上記金属銅粉は、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１００ｇｍ以
下が好ましく、特に１〜３０−が好ましい。このとき、
粒径が１μ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。

上記樹脂混和物は、特願昭６３−１６７２２９号で示し
たレゾール型フェノール樹脂２０〜９５重量％と可撓性
を付与する官能基を持つレゾール型フェノール樹脂５〜
８０重量％とからなるものである。この樹脂混和物の配
合量が５重量部未満であるときは、金属銅粉を充分にバ
インドすることができない上に、銅箔との密着性が著し
く低下し、逆に３３重量部を超えるときは、塗膜の導電
性が著しく低下する。

上記塗膜に可撓性を付与する官能基を持つレゾール型フ
ェノール樹脂は、ウレタン変性、アクリル変性、ゴム変
性、長鎖アルキル、ポリエステル変性、フッ素変性、シ
リコン変性、ビニルフェノール、アリルフェノール、ク
ロチルフェノール、シンナミルフェノールなどのオレフ
ィン系の官能基を持つフェノール樹脂などが挙げられる
。また、その配合量は、他のバインダーを使用する特願
昭６３−１９７２２９号のレゾール型フェノール樹脂の
配合量の５〜８０重量％である。このとき配合量が５重
量％未満では、塗膜に充分な可撓性を持たせることがで
きず、塗膜が硬くなって銅箔との密着性を著しく低下さ
せるので、好ましくなく。逆に、８０重量％を超えると
きは、導電性を著しく低下させるので好ましくない。

上記（イ）〜に）の関係が成り立つレゾール型フェノー
ル樹脂は、硬い耐熱性塗膜を形成する上で有効である。

その配合量が２０重量％未満であるときは導電性が著し
く低下するので好ましくなく、逆に、９５重量％を超え
るときは、塗膜が硬くなり、銅箔との密着性及び半田耐
熱性が低下するので好ましくない。

上記アミノ化合物は、アニリン、ジフェニルアミン、フ
ェニレンジアミン、ジアミノナフタリン、アニンジン、
アミノフェノール、ジアミノフェノール、アセチルアミ
ノフェノール、アミノヘンシイツクアシッド、Ｎ、Ｎ−
ジフェニルベンジジンなどの内から選ばれる少なくとも
１種である。このアミノ化合物は還元剤として働き、金
属銅粉の酸化を防止し、導電性の維持に寄与する。その
配合量は、金属銅粉１００重量部に対して０．５〜３．
５重量部であり、好ましくは１．５〜３重量部である。

このとき配合量が０．５重量部未満では、塗膜の導電性
が著しく低下し、逆に、３．５重量部を超えると、塗膜
の銅箔との密着性が著しく低下する。

上記キレート形成剤は、モノエタノールアミン、ジェタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミ
ン、トリエチレンジアミン、トリエチレンテトラミンな
どの脂肪族アミンから選ばれる少なくとも１種である。

このキレート形成剤は、アミノ化合物同様、金属銅粉の
酸化を防止し、導電性の維持に寄与する。その配合量は
、金属銅粉１００重量部に対して０．５〜２．５重量部
である。このきき配合量が０，５重量部未満であると、
塗膜の導電性が低下し、逆に、２．５重量部を超えると
、半田耐熱性が好ましくない。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に詳細に
説明するが、本発明はこのような実施例のみに限定され
るものではない。

１〜３　　　１〜３ 粒径５〜１０μ転比表面積０．４以下、水素還元減量０
．２５以下の樹枝状金属銅粉、還元剤のアミノフェノー
ル、キレート形成剤のトリエタノールアミン、樹脂混和
物を形成する特願昭６３−１６７２２９号のレゾール型
フェノール樹脂をそれぞれ第１表に示す割合で配合し、
溶剤として若干のブチルカルピトールを加え、２０分間
三輪ロールで定位置練りして導電塗料を調製した。ブチ
ルカルピトールに代えてブチルカルピトールアセテート
、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等公知
のものを使用することができる。

この導電塗料を用いてスクリーン印刷法により、第１図
に示すように、ガラスエポキシ基板１）上にソルダーレ
ジスト１２を印刷硬化し、その上に巾ｌｌ１）１、厚さ
２５±５−１長さ６０■の導電回路１３を５本、１８０
メツシユのテトロンスクリーンを用いてスクリーン印刷
し、エアオーブンを用いて１６０゛Ｃで３０分間加熱し
て塗膜を硬化させた。この塗膜１３の体積固有抵抗率を
測定して、塗膜１３の導電性を評価した結果を第１表に
示す。

この表から明らかなように、この発明の実施例における
導電塗料の塗膜１３は、導電性、塗膜の半田耐熱性が優
れていると共に、比較例と比べて銅箔面と導電塗料の塗
膜の密着性（無酸化銅箔）が極めて満足すべきものであ
ることが理解できる。

第　　１　　表 この実施例は、プリント配線基板に関するものであり、
第２図に示すように、エポキシ樹脂、フェノール崩脂、
ガラス繊維、セラミックスなどの絶縁材料からなる基板
１の表面に、まず、回路パターンが形成される。この回
路パターンは、信号ラインパターン２．２′、２″、信
号ランド３．３′、電源パターン４およびグラウンドパ
ターン５を含んでいる。これらの各パターンは公知のフ
ォトリゾグラフィ技術によって形成される。必要なパタ
ーンを形成した接続すべきこの回路パターンにおいて、
所定の回路のランドである信号ランド３．３′間に印刷
された信号ラインパターン２．２’、２”などの回路上
に第１の絶縁層６を設け、その上に前記信号ランド３．
３′間を接続するジャンパー回路７を導電塗料で形成し
たのち、グラウンドパターン５の一部を領域Ａの部分を
残して第２の絶縁層であるアンダーコート層８を形成す
る。このアンダーコート層８は樹脂絶縁材料からなるソ
ルダレジスト層である。

グラウンドパターン５が露出する領域Ａは、望ましくは
基板１のできるだけ広い面積に形成した方が良いが、少
なくとも一箇所あれば良い。アンダーコート層８はスク
リーン印刷によって簡単に形成することができる。アン
ダーコート層８を形成したのち、その上に導電塗料によ
り電磁波シールド用導電層Ｓを形成し、さらに樹脂絶縁
材料により第３の絶縁層であるオーバーコート層１０を
形成する。前記ジャンパー回路７および導電層Ｓを形成
する導電塗料として前記実施例１〜３の導電塗料を使用
したところ、表１に示した効果を得ることができた。

なお、この実施例は、導電層９をグラウンドパターン５
の一部に接続したが、電源パターン４に接続したものと
することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、酸化・無酸化
何れの銅箔表面に対しても優れた密着性を有する導電塗
料となり、ジャンパー回路形成用および電磁波シールド
用の導電塗料として、従来使用されてきた銀ペーストと
比較して、マイグレーンヨンの問題、コスト削減に少な
からぬ貢献をなし得ることは明らかである。

また、その導電塗料によりジャンパー回路、電磁波シー
ルド用導電層を形成した印刷回路基板とすれば、それら
が銅箔回路との密着性に優れているとともに導電性にも
すくれ、さらに、導電層にあっては、その導電性の向上
により不要輻射の抑制を有効に行なうものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る導電塗料による評価試験試料の
縦断面図、第２図はこの発明に係る印刷回路基板の一実
施例の縦断面図である。 １−・・・・・基板、 ２．２′、２″・・・・・・信号ラインパターン、３．
３′・・・・・・信号ランド、 ４・・・・・・電源パターン、 ５・・・・・・グラウンドパターン、 ６・・・・・・第１の絶縁層、 ７・・・・・・ジャンパー回路、 ８・・・・・・第２の絶縁層、 ９・・・・・・電磁波シールド用導電層、１）・・・・
・・ガラスエポキシ基板、１２・・・・・・ソルダーレ
ジスト、 １３・・・・・・導電塗膜。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）以下の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の配合か
   ら成る導電塗料。 （Ａ）金属銅粉１００重量部、 （Ｂ）２−１置換体、２，４−２置換体、２，４，６−
   ３置換体、メチロール基、ジメチレンエーテル、フェニ
   ル基の各赤外線透過率をｌ，ｍ、ｎ、ａ、ｂ、ｃとする
   とき、各透過率の間に、 （イ）ｌ／ｎ＝０．８〜１．２ （ロ）ｍ／ｎ＝０．８〜１．２ （ハ）ｂ／ａ＝０．８〜１．２ （ニ）ｃ／ａ＝１．２〜１．５ なる関係が成り立つレゾール型フェノール樹脂２０〜９
   ５重量％と、 塗膜に可撓性を付与する官能基を持つレゾール型フェノ
   ール樹脂５〜８０重量％と、 からなるレゾール型フェノール樹脂混和物５〜３３重量
   部、 （Ｃ）アミノ化合物０．５〜３．５重量部、 （Ｄ）キレート層形成剤０．５〜２．５重量部、
2. （２）電気回路基板の少なくとも一方の面に銅箔回路を
   形成し、この銅箔回路に絶縁層を介してジャンパー回路
   を形成した印刷回路基板において、前記ジャンパー回路
   を請求項（１）記載の導電塗料により形成したことを特
   徴とする印刷回路基板。
3. （３）電気回路基板の少なくとも一方の面に銅箔回路を
   形成し、この銅箔回路に絶縁層を介して電磁波シールド
   用導電層を形成した印刷回路基板において、前記導電層
   を請求項（１）記載の導電塗料により形成したことを特
   徴とする印刷回路基板。
4. （４）電気回路基板の少なくとも一方の面に銅箔回路を
   形成し、この銅箔回路に絶縁層を介してジャンパー回路
   及び電磁波シールド用導電層を形成した印刷回路基板に
   おいて、前記ジャンパー回路及び導電層を請求項（１）
   記載の導電塗料により形成したことを特徴とする印刷回
   路基板。