JPH0649272A

JPH0649272A - 導電性組成物

Info

Publication number: JPH0649272A
Application number: JP20527892A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nakano; 幹夫中野
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1994-02-22

Abstract

(57)【要約】【構成】銅粉末、熱硬化性樹脂、下記一般式化１で表
わされる化合物及び１分子中に窒素原子を３個以上有
し、且つ重量平均分子量80〜30000のポリアミンを含有
してなる導電性組成物。【化１】【効果】前記組成物は、優れた導電性、耐熱性、耐湿
性、半田耐熱性等を有しており、しかも従来の銀又は金
を主成分とする組成物に比してコスト的に安価である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性組成物に関し、
更に詳細には、導電性、耐湿性、耐熱性及び半田耐熱性
等に優れ、印刷回路用等に極めて有用な導電性組成物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子部品分野において、印刷回
路用導電性組成物としては、金及び銀等の貴金属を主成
分とする導電性組成物が広く用いられている。特に銀
は、最も体積固有抵抗の低い金属であること、酸化した
際も導電性を有していること及び貴金属の中でも比較的
廉価であることから多用されている。

【０００３】しかしながら、銀を主成分とする導電性組
成物により印刷回路を形成する場合、例えば回路の線間
隔が狭く、しかも電位差が大きい場合には、銀の移行現
象（マイグレーション）が生じ、回路の抵抗増大、更に
は回路の短絡が生じるという欠点がある。また近年、電
子部品業界においては、コスト低減が重要視されてお
り、比較的廉価な銀でさえコスト的に問題がある。

【０００４】そこで最近、銀に次いで体積固有抵抗が低
く、しかも銀より廉価な銅を主成分とする導電性組成物
の開発が種々検討されている。しかし、該導電性組成物
中の銅粉末は、大きな被酸化性を有しているため、導電
性組成物の貯蔵時、印刷及び加熱等の回路形成時、更に
は、形成された回路の使用時において、銅粉末の表面が
酸化され、銅粉末粒子間の接触抵抗が増大し、十分な導
電性を得ることができないという欠点がある。従って、
このような銅粉末が有する欠点を解決するために、種々
の添加剤を、銅を主成分とする導電性組成物中に添加す
ることが提案されている。該添加剤としては例えば、特
公昭５２−２４９３６号公報には、亜燐酸又はその誘導
体が、特公昭６１−３６７９６号公報には、アントラセ
ン又はその誘導体が、特開昭５７−５５９７４号公報に
は、ヒドロキノン類の誘導体が提案されている。しか
し、前記添加剤を添加した導電性組成物により得られる
塗膜の比抵抗値は、１０~³Ω・ｃｍ程度と十分でないの
が現状である。また特開昭６１−２１１３７８号公報に
は不飽和脂肪酸を、特公昭６１−１４１７５号公報には
脂肪酸アミドを、特開昭６１−２００１７９号公報には
高級脂肪族アミンを、特開昭５８−２２５１６８号公報
にはフェニレンジアミン誘導体を添加剤として用いた導
電性組成物が提案されている。該導電性組成物により得
られる塗膜の比抵抗値は、１０~⁴Ω・ｃｍ程度と改善は
されているものの、塗膜を高湿度下に放置すると抵抗値
が急激に増大し、しかも長期安定性が望めないという欠
点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の主要な
目的は、導電性、耐熱性、耐湿性、半田耐熱性等に優
れ、且つ印刷回路等を形成することが可能な導電性組成
物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、（ａ）
銅粉末、（ｂ）熱硬化性樹脂、（ｃ）下記一般式化２で
表わされる化合物（以下化合物（ｃ）と称す）及び
（ｄ）１分子中に窒素原子を３個以上有し、且つ重量平
均分子量８０〜３００００のポリアミンを含有してなる
導電性組成物が提供される。

【０００７】

【化２】

【０００８】以下本発明を更に詳細に説明する。

【０００９】本発明の導電性組成物に用いる（ａ）銅粉
末は、特に限定されるものではないが、例えば電解銅
粉、酸化第一銅、酸化第二銅等を還元した還元銅粉、ア
トマイズ銅粉、金属銅粉砕物等を好ましく挙げることが
できる。該銅粉末の粒径は、０．５〜１００μｍ、特に
０．５〜３０μｍの範囲であるのが好ましい。粒径が１
００μｍを超える場合には、印刷性に問題が生じ、また
０．５μｍ未満では、銅粉末が酸化されやすく、得られ
る塗膜の導電性が低下するので好ましくない。

【００１０】本発明の導電性組成物に用いる（ｂ）熱硬
化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、「ＢＬＳ−３６４Ｈ」（商品名、昭和高分
子（株）製）等のフェノール樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、アルキッド樹脂、ジアリルフタレート等のアリル
樹脂、熱硬化性ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等を好ま
しく挙げることができる。

【００１１】本発明において、前記（ａ）銅粉末と、
（ｂ）熱硬化性樹脂との配合割合は、好ましくは（ａ）
銅粉末６５〜９５重量％、特に好ましくは７５〜９０重
量％、即ち（ｂ）熱硬化性樹脂５〜３５重量％、特に好
ましくは１０〜２５重量％であるのが望ましい。前記
（ａ）銅粉末の配合割合が６５重量％未満では、導電回
路として要求される比抵抗が得られず、また９５重量％
を超える場合には、印刷性等のペーストとした際の物性
が低下するので好ましくない。

【００１２】本発明の導電性組成物に用いる化合物
（ｃ）は、前記一般式化２で表わすことができ、式中Ｒ
₁が、炭素数９を超えるアルキル基、Ｒ₂が炭素数５を超
えるアルキル基、Ｒ₃が炭素数９を超えるアルキル基の
場合には、何れも製造が困難である。前記化合物（ｃ）
としては、具体的には例えば、２，２’−メチレンビス
（４−メチル−６−エチルフェノール）、２，２’−メ
チレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノー
ル）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−
ブチルフェノール）、２，２’−エチレンビス（４−メ
チル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−ブチリ
デンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、
２，２’−ブチリデンビス（４−エチル−６−エチルフ
ェノール）等を好ましく挙げることができる。該化合物
（ｃ）の配合量は、前記銅粉末と、熱硬化性樹脂との合
計量１００重量部に対して、好ましくは０．３〜１０重
量部、特に好ましくは０．５〜５．０重量部である。前
記配合量が、０．３重量部未満では添加による導電性の
効果が得られず、また１０重量部を超えると、導電性組
成物としての物性に悪影響を及ぼすので好ましくない。

【００１３】本発明において用いる（ｄ）ポリアミン
は、導電性組成物に、更に導電性、耐熱性及び耐湿性を
向上させる成分であって、１分子中に窒素原子を３個以
上有し、且つ重量平均分子量が８０〜３００００の化合
物である。該重量平均分子量が８０未満の場合には、導
電性を向上させる効果が少なく、更に耐湿性が劣る等の
問題が生じ、また３００００を超えると樹脂との相溶性
が劣り、また導電性組成物としての長期安定性が良くな
いので前記範囲とする必要がある。該ポリアミンとして
は、例えば１，２，３−トリアミノプロパン、トリス
（２−アミノエチル）アミン、テトラ（アミノメチル）
メタン、イミノビスプロピルアミン、メチルイミノビス
プロピルアミン等のアルキルポリアミン類；ジエチレン
トリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレン
ペンタミン、ヘプタエチレンオクタミン、ノナエチレン
デカミン、商品名「モントレック」（ダウケミカル社
製）、商品名「エポミンSP003」「エポミンSP006」「エ
ポミンSP012」「エポミンSP018」「エポミンSP200」
「エポミンSP300」「エポミンSP103」「エポミンSP11
0」（以上日本触媒化学工業株式会社製）等のポリエチ
レンイミン類；トリエチレンテトラミン、ジプロピレン
トリアミン、トリプロピレンテトラミン、テトラプロピ
ルペンタミン、ヘプタプロピルオクタミン等のポリプロ
ピルポリアミン類等を好ましく挙げることができる。前
記（ｄ）ポリアミンの配合量は、前記化合物（ｃ）１０
０重量部に対して、好ましくは１０〜５００重量部、特
に好ましくは３０〜３００重量部の範囲である。ポリア
ミンの配合量が１０重量部未満の場合には、導電性の低
下及び銅箔との密着性が低下し、ポリアミンを添加する
ことによる所望の効果が得られず、また５００重量部を
超えると耐熱性、耐湿性が低下し、また皮張りが生じる
ので好ましくない。

【００１４】本発明の導電性組成物を調製するには、例
えば前記（ａ）銅粉末と（ｂ）熱硬化性樹脂との混合物
及び前記化合物（ｃ）と（ｄ）ポリアミンとの混合物を
混合し、混練することにより得ることができる。また前
記組成物を調製する際に、必要に応じて、メチルカルビ
トール等の粘度調整剤、消泡剤、増粘剤、皮張り防止剤
等を添加することも可能である。

【００１５】

【発明の効果】本発明の導電性組成物は、銅及び熱硬化
性樹脂を主成分とするので、従来の銀又は金を主成分と
する導電性組成物に比してコスト的に安価であり、しか
も前記化合物（ｃ）及びポリアミンを含有するため、高
温、高湿度の苛酷な環境下においても、優れた導電性を
安定的に得ることができる。従って、例えば本発明の導
電性組成物を絶縁基盤上に焼付け硬化させることによ
り、導電性、耐熱性、耐湿性、半田耐熱性のいずれにも
極めて優れた印刷回路等を製造することができる。

【００１６】

【実施例】以下本発明を実施例及び比較例により更に詳
細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００１７】尚、例中の部は重量部を示す。

【００１８】

【実施例１】平均粒径８μｍの電解銅粉末８２部と、フ
ェノール樹脂（商品名「ＢＬＳ−３６４Ｈ」昭和高分子
株式会社製、不揮発分６５％）１８部と、２，２’−メ
チレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）
１００部にポリエチレンイミン(分子量300、商品名「エ
ポミンSP103」日本触媒化学工業株式会社製)１００部を
混合した混合物２部と、メチルカルビトール８部とを充
分混合分散させた。次いで得られた組成物を、１５０メ
ッシュのステンレススクリーンを用いて、ガラス−エポ
キシ基板上に、幅２ｍｍ、長さ３６８ｍｍの抵抗値測定
用パターンを印刷した後、１６０℃に保持した恒温槽中
で３０分間加熱し、焼付け硬化を行ない、その上にソル
ダーレジストを印刷硬化した。得られた硬化試料につい
て、デジタルマルチメータにより初期抵抗値を測定し、
また印刷回路の膜厚を測定して初期比抵抗値を算出し
た。その結果、初期比抵抗値は１．１×１０~⁴Ω・ｃｍ
であった。また耐湿性を評価するために、６０℃、９５
％ＲＨの恒温恒湿槽に、前記硬化試料を１０００時間保
持した後、抵抗変化率を算出したところ、５６％であっ
た。また耐熱性を評価するために、８５℃の恒温槽中に
前記硬化試料を１０００時間保持した後、同様に抵抗変
化率を算出したところ２９％であった。更にまた、半田
耐熱性を評価するために、前記硬化試料を２６０℃の半
田浴槽に１０秒間浸漬することを３回繰返した後、同様
に抵抗変化率を算出したところ −１１％であった。化
合物（ｃ）の種類、初期比抵抗値、耐湿・耐熱及び半田
耐熱試験後の抵抗変化率を表１に示す。

【００１９】なお、初期比抵抗値及び抵抗変化率は、以
下の式に基づいて算出した。・初期比抵抗値＝体積固有抵抗値・抵抗変化率（％）＝（（試験後の抵抗値）−（初期抵
抗値））／（初期抵抗値）×１００

【００２０】

【実施例２〜５、比較例１〜３】２，２’−メチレンビ
ス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）にポリエ
チレンイミンを混合した混合物の代わりに、表１に示す
化合物２部を用いた以外は、実施例１と同様に組成物を
調製し、各測定を行なった。その結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｄ 5/24 ＰＱＷ 7211−4Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）銅粉末、（ｂ）熱硬化性樹脂、
（ｃ）下記一般式化１で表わされる化合物及び【化１】（ｄ）１分子中に窒素原子を３個以上有し、且つ重量平
均分子量８０〜３００００のポリアミンを含有してなる
導電性組成物。