JPH09282940A - 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スクリーン印刷で埋め込
み後、加熱・硬化することにより良好な導電性を与え、
かつ保存性が優れ、硬化の過程において低温度で速やか
に硬化する導電性銅ペーストを提供する。 【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の酸無水物または化学式２のエステルを必須成分
とすることを特徴とする導電性銅ペースト組成物。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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
の熱硬化性樹脂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６３−２８６４７７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。銅粉同士を十分に接触さ
せるために、レゾールなどの硬化収縮の大きな熱硬化性
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５−１７９
１６４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、塩基性成分は樹
脂の硬化速度を遅延し、硬化条件によっては銅ペースト
の硬化が不十分となる場合がある。一方、酸は硬化促進
作用があるが、銅ペーストの保存性に大きな悪影響を与
える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の銅ペ
ーストの欠点を改良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、特定の酸無水物
またはエステルを必須成分とすることにより、速硬化で
ありながら、銅ペーストの保存性が両立することを見出
した。本発明の目的はスクリーン印刷が可能で、かつ銀
ペースト並みの良好な導電性と銀ペーストでは得られな
い耐金属マイグレーション性を併せ有し、かつ印刷後の
硬化工程において、速硬化可能であるファインピッチ対
応の銅ペースト組成物を提供することにある。

【０００４】

【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
る酸無水物または化学式２で示されるエステル及び溶剤
からなる導電性銅ペースト組成物、関するものである。

【化１】 ｎ，ｍは３以上の整数

【０００５】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。

【０００６】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反応したいわゆるレゾール型
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
ドロキノン等がいずれも使用可能であるが、特にハイド
ロキノンが好ましい。

【０００７】熱硬化性樹脂の配合量は銅粉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
樹脂量が得られないことが多く、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。

【０００８】本発明においてはイミダゾール化合物を用
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間の接触が密となり、良好な
電気導通性が得られる。

【０００９】本発明において、化学式１の酸無水物ある
いは化学式２のエステルは、分子内に嵩高い基が酸無水
結合あるいはエステル結合の部位を保護し容易に分解す
るのを防止するので、本発明の銅ペーストとしたとき、
常温での保存性が安定であり、加熱硬化したときには、
速やかに分解し、樹脂の硬化を促進する作用を示す。好
ましい酸無水物としては２，２−ジメチルプロピオン酸
無水物等があり、好ましいエステルとしては酪酸ブチ
ル、酪酸イソペンチル、イソ酪酸イソブチル、イソ吉草
酸イソペンチル、ステアリン酸ブチル等がある。化学式
１あるいは２において、ｎの値は大きすぎても分解後の
酸としての作用が弱くなるので、ｎの値が２０以下が好
ましい。

【００１０】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。

【００１１】銅ペーストの製造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。

【００１２】

【実施例】以下に実施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。得られた銅ペーストを紙基材フェノール
樹脂積層板にスクリーン印刷後、１２０℃１０分間オー
ブン中にて硬化させた。これらの試験片について比抵抗
値を測定した。

【００１３】

【表１】 エステル１：酪酸ブチル、 エステル２：酪酸イ
ソペンチル、 エステル３：イソ酪酸イソブチル、エステル４：イソ吉
草酸イソペンチル、 エステル５：ステアリン酸ブチル、

【００１４】

【発明の効果】本発明による銅ペースト組成物は、紙基
材基板やガラス基材基板などのプリント回路基板にスク
リーン印刷後、加熱・硬化することにより、良好な導電
性を与えるものであり、保存性に優れ、硬化過程で速や
かに硬化するため、銅ペーストとして非常に有用であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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で示される酸無水物または化学式２
   で示されるエステル及び溶剤からなる導電性銅ペースト
   組成物。 【化１】 ｎ，ｍは３以上の整数
2. 【請求項２】 化学式１で示される酸無水物が、２，２
   −ジメチルプロピオン酸無水物である請求項１記載の導
   電性銅ペースト組成物。
3. 【請求項３】 化学式２で示されるエステルが、酪酸ブ
   チル、酪酸イソペンチル、イソ酪酸イソブチル、イソ吉
   草酸イソペンチル、ステアリン酸ブチルである請求項１
   記載の導電性銅ペースト組成物。