JPH09180543A

JPH09180543A - 導電性銅ペースト組成物

Info

Publication number: JPH09180543A
Application number: JP33539395A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nagata; 永田　　寛
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント回路基板のスルーホール部分に良好
な導電性を与え、かつ硬化の過程においてフクレを生ぜ
ず、過酷な温度での連続使用においても導電性の劣化が
ない銅ペーストを得ること。【解決手段】本発明は銅粉末、熱硬化性フェノール樹
脂、多価フェノールモノマー、イミダゾール化合物、化
学式１のアミン化合物を必須成分とすることを特徴とす
る導電性銅ペースト組成物。Ｈ_n−Ｎ−（（ＣＨ₂）_p−ＯＨ）_q （１）（ｎ：０〜２、ｐ：１〜６、ｑ：３−ｎ）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性銅ペースト組成
物に関するものであり、更に詳しくは紙基材フェノール
樹脂基板やガラス繊維基材エポキシ樹脂基板などのプリ
ント回路基板のスルーホールにスクリーン印刷後、加熱
・硬化することにより良好な基板密着性及び良好な導電
性をもつ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】導電性銅ペースト（以下、銅ペーストと
いう）は、高価な導電性銀ペースト（以下、銀ペースト
という）に替わる回路基板用の導体として注目されてい
る。銅ペーストとしては、銅粉末にフェノール樹脂など
をバインダーとするペースト組成物が知られているが、
本質的に銅が銀よりも酸化されやすいため銅ペーストに
は長期にわたる導電性の維持という面に問題がある。即
ち、スクリーン印刷後硬化せしめる過程において銅が酸
化するためであり、そ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６３−２８６
４７７号公報などに記載された方法が知られている。更
には、銅ペーストの場合は、銅粉末同士が十分に接触し
なければ導通せず、直ちに銀ペースト代替品となること
は困難である。

【０００３】銅粉末同士を十分に接触させるために、硬
化収縮の大きなレゾール樹脂などの樹脂をバインダーと
する試みがなされている。また、その結合力を効果的に
発揮させるために特開平５−１７９１６４号公報に開示
されているように複素環式化合物を添加することも行わ
れている。しかし、硬化条件によっては、硬化速度が早
く、スルーホール内部の溶剤が残存し、フクレを生じる
おそれがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の銅ペーストの欠点を改良する検討をおこなった
結果、銅粉末、熱硬化性樹脂、多価フェノールモノマ
ー、イミダゾール化合物、及び特定のアミンを必須成分
とすることにより、硬化時のフクレの発生を抑制するこ
とを見出した。本発明の目的はスクリーン印刷が可能
で、かつ銀ペーストと同等以上の良好な導電性と、銀ペ
ーストでは得られない耐マイグレーション性を併せ有
し、かつ印刷工程において、速硬化可能であるファイン
ピッチ対応のスルーホール用として適する銅ペースト組
成物を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、銅粉末、熱硬
化性樹脂、多価フェノールモノマー、化学式１で示され
るアミン及び溶剤からなる導電性銅ペースト組成物、に
関するものである。Ｈ_n−Ｎ−（（ＣＨ₂）_p−ＯＨ）_q （１）（ｎ：０〜２、ｐ：１〜６、ｑ：３−ｎ）

【０００６】本発明において、銅粉末は市販品をそのま
ま使用することが可能で、形状は鱗片状、樹枝状、及び
球状がいずれも使用でき、かつアトマイズ銅粉、搗砕銅
粉、電解銅粉のいずれも使用可能である。また、その粒
径も特に限定するものではないが、良好なスクリーン印
刷特性を有する銅ペーストの場合は可及的に微粉である
ことが望ましい。

【０００７】本発明において、バインダーとして用いる
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、フェノール樹脂等が使用可能であ
り、特に限定されるものではないが、フェノールとホル
ムアルデヒドとをアルカリ触媒下でメチロール化したレ
ゾール型フェノール樹脂が耐熱性や銅との密着性などの
点で好ましい。本発明において銅の酸化防止のために用
いる多価フェノールモノマーはカテコール、レゾルシン
及びハイドロキノン等が使用可能であるが、特にハイド
ロキノンが好ましい。

【０００８】熱硬化性樹脂の配合量は銅粉末１００重量
部に対して８〜２０重量部が好ましい。８重量部未満で
は樹脂量が少なく、十分な結合力が得られず、２０重量
部より多いと導電性が低下するようになる。多価フェノ
ールモノマーの添加量は銅粉末１００重量部に対して３
〜１０重量部が好ましく、３重量部未満では銅粉末の酸
化防止効果が小さく、１０重量部を越えると銅ペースト
としての導通抵抗などの種々の性能が低下するようにな
る。

【０００９】本発明において、レゾール樹脂と反応し可
撓性を付与するためにイミダゾール化合物をもちいるこ
とが好ましい。イミダゾール化合物としては例えばＮ，
Ｎ‘−｛２−メチルイミダゾリル−（１）−エチル｝−
エイコサンジオイルジアミドのように長鎖脂肪属炭化水
素を持つイミダゾール化合物の１種以上が使用される。
このイミダゾール化合物は樹脂自体の硬化収縮や溶剤揮
発に伴う内部収縮を緩衝し、スルーホール内における硬
化物及び硬化後の半田耐熱性などの熱的応力によるクラ
ックを防止し信頼性を保持できる。また、イミダゾール
化合物は銅粉末とキレート化合物を形成することによ
り、密着性が向上し銅粉末間の接触が密となり、良好な
電気導通性が得られる。かかるイミダゾール化合物の配
合量はレゾール樹脂１００重量部に対して１０重量部以
下である。

【００１０】本発明に用いられる化学式（１）で示され
るアミンは、例えばモノエタノールアミンのように分子
内にアルコール系水酸基をもつアミン化合物である。こ
のアミン化合物は樹脂自体の硬化過程において急激な硬
化進行を防ぎ、収縮や溶剤揮発に伴う内部応力を緩衝
し、スルーホール内における硬化物及び硬化後の半田耐
熱性などの熱的応力によるクラックを防止し信頼性を保
持できる。かかるアミン化合物の例として、Ｈ₂Ｎ（Ｃ
Ｈ₂）₂ＯＨ、ＨＮ（（ＣＨ₂）₂ＯＨ）₂、Ｎ（（ＣＨ₂）
₂ＯＨ）₃、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃ＯＨ、ＨＮ（（ＣＨ₂）₃Ｏ
Ｈ）₂、Ｎ（（ＣＨ）₃ＯＨ）₃などがあげられる。この
配合量は銅ペースト全体１００重量部に対して０．１〜
５重量部である。０．１重量部以下ではあみんの配合効
果が小さく、５重量部より多いと銅ペーストの耐熱性が
低下し、フクレが発生しやすい。

【００１１】本発明に用いられる溶剤は例えば、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、及びこれらのエステル化合物等のグリコールエーテ
ル誘動体が１種ないしは２種以上の混合系で用いられ
る。

【００１２】導電性銅ペースト組成物の製造方法として
は各種の方法が適用可能であるが、構造成分を混合後、
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、分散剤、
溶剤等を添加することが可能である。

【００１３】

【実施例】以下に実施例及び比較例（従来例）を用いて
本発明を説明する。熱硬化性樹脂としてレゾール型フェ
ノール樹脂を用い、表１の配合割合に従って三本ロール
で混練して銅ペースト組成物を得た。紙基材フェノール
樹脂積層板（スルーホール穴径０．４ｍｍ）に、得られ
た銅ペーストをスクリーン印刷後、１５０℃で３０分間
オーブンで硬化させた。

【００１４】この試験片についてスルーホール内のフク
レを測定した。更に、スルーホール導通抵抗値を測定
し、１００℃、１０００時間の加熱処理後もスルーホー
ル導通抵抗値を測定し、初期値からの導通抵抗の変化率
を求めた。これらの結果を表１に示す。（スルーホール内のフクレ）硬化後において、スルーホ
ール１００個所中何個所にフクレを生じるかを観察し
た。（導通抵抗変化率）１００℃で１０００時間処理した。
初期の導通抵抗値と処理後の導通抵抗値とから以下の式
により変化率を求めた。変化率＝（初期の導通抵抗値−処理後の導通抵抗値）／
初期の導通抵抗値

【００１５】

【表１】アミン化合物１Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₂ＯＨ（１）アミン化合物２ＨＮ（（ＣＨ₂）₂ＯＨ）₂ （２）アミン化合物３Ｎ（（ＣＨ₂）₂ＯＨ）₃ （３）アミン化合物４Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃ＯＨ（４）アミン化合物５ＨＮ（（ＣＨ₂）₃ＯＨ）₂ （５）アミン化合物６Ｎ（（ＣＨ₂）₃ＯＨ）₃ （６）

【００１６】

【発明の効果】本発明による銅ペースト組成物は、紙基
材フェノール樹脂基板やガラス基材エポキシ樹脂基板な
どのプリント回路基板に設けたスルーホール部分にスク
リーン印刷で埋め込み後、加熱・硬化することにより、
スルーホール部分の良好な導電性を与え、硬化過程でフ
クレを生じることがないため、スルーホール用銅ペース
トとして非常に有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅粉末、熱硬化性樹脂、多価フェノール
モノマー、化学式１で示されるアミン及び溶剤からなる
導電性銅ペースト組成物。Ｈ_n−Ｎ−（（ＣＨ₂）_p−ＯＨ）_q （１）（ｎ：０〜２、ｐ：１〜６、ｑ：３−ｎ）