JPH10125135A - 導電性銅ペースト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スルーホール用銅ペーストとして、良好な特
性を有し、硬化後のふくれの発生を防止する。 【解決手段】 銅粉末、熱硬化性樹脂、多価フェノール
モノマー及び溶剤を必須成分として含有する導電性銅ペ
ースト組成物において、フルフラール、トリクレジルフ
ォスフェート及びジブチルフタレートから選ばれた１種
以上を配合してなることを特徴とする導電性銅ペースト
組成物。

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
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、直ちに銀ペーストの代替品となることは困難であ
る。

【０００３】銅粉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。しかしながら種々の成分の添加により、溶剤揮発後
の銅ペーストの流動性が低下し、硬化時に残留溶剤等の
気化による膨張により、ふくれを生じやすい欠点があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、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及び溶剤を必須
成分とする導電性銅ペーストにたいし、フルフラール、
トリクレジルフォスフェート、又はジブチルフタレート
を添加することにより流動性が向上することを見出し、
本発明を完成するに至った。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及び溶剤を必須成分
として含有する導電性銅ペースト組成物において、フル
フラール、トリクレジルフォスフェート及びジブチルフ
タレートから選ばれた１種以上を配合してなることを特
徴とする導電性銅ペースト組成物、に関するものであ
る。

【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、電解銅粉等のいずれも使用可能である。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。

【０００８】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。

【０００９】本発明においては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和し、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。

【００１０】本発明に用いては、フルフラール、トリク
レジルフォスフェート、ジブチルフタレートの１種また
は混合物が使用される。これらの化合物を配合した銅ペ
ーストは、硬化後において気泡によるふくれが大きく減
少している。この理由は、これらの化合物がペーストの
流動性を良好にし、従って、硬化時に、溶剤、熱硬化性
樹脂あるいはその硬化反応で発生する揮発成分（レゾー
ル樹脂では縮合水など）により生じる気泡を速やかに系
外へ逃がす作用をするためと考えられる。

【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】銅ペーストの製造法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、１８０℃で３０分間オーブン中で硬化させた。その
後のスルーホールのふくれを観察した。

【００１４】

【表１】

【００１５】イミダゾール化合物：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 溶剤：エチレングリコールモノブチルエーテル （スルーホール内のふくれの観察）硬化後、スルーホー
ル１００ヶ所のうち、ふくれを生じた数を調べた。

【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、硬化過程でほと
んどふくれを生じないため、スルーホール用銅ペースト
として非常に有用である。

Claims (1)

【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
   モノマー及び溶剤を必須成分として含有する導電性銅ペ
   ースト組成物において、フルフラール、トリクレジルフ
   ォスフェート及びジブチルフタレートから選ばれた１種
   以上を配合してなることを特徴とする導電性銅ペースト
   組成物。