JPS5874759A - 導電性銅ペ−スト組成物 - 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】 本発明は、銀ペーストのａＸに匹敵する導電性ｍ５ｌＶ
与え祷る導電性鋼ペースト組ＩＩｔ響に−する。

亀子１ｇｌ路の印刷配−材料として、銀ペーストが従来
より広く用いられている。しかしながら、近年、銀価格
の高騰に伴ない、より安価な銅粉末を基材とした婆亀性
鋼イーストによる代書が望まれている。このような銅ペ
ーストン用いることに伴うＭ要な欠点は、バインダー中
に分数した銅粉末が被酸化性を有するために、ペースト
としてＱ）貯蔵中ならびに産膜形成後便用中に酸化して
、充分な導電性を有する逼膜を維持し得ないということ
である。

このため、−ペーストに：？！ｒ櫨添加剤を加えて、良
好な導！注を与え０試＾が数多くなされている。

このような試みのいくつかン挙げると、キノンあるいは
フェノールなどのフェノール糸化合切、アミン−、リン
化は物、（ｉｔ　波化合切、アントラセン騨尋俸（脣開
昭＾−１０３２６０号公報）などの各種還元剤を配付す
るもの、銅粉末に加えて銅化合物とその還元剤を配合す
るもの（特開昭５１−９３３９４号公報）、！＋１チタ
ン化合物を配合するもの（→開昭−−３６６５３号公−
）などがある。しかしながら１本発明省らの研究によれ
ば、これら添加勿？Ｉ／ＩＸＪえた鋼ペーストνこｉい
ても、得られる菫−〇比抵抗値は、せいぜいＪＯＡＡ−
ＣＭ程度であり、その長期安定性も禾だ不光分でぬる。

ちなみに銀ぺ−ストにより得られる＊漠の比抵抗値は、
ＬＬ）ｉｌ−１程度であり、これに代賛し得るためＫは
、少なくとも５ＸｌＯΩ−１以下の比抵１７Ｌヲ安定的
に与える必賢がある。また導電性鋼ペーストには、良好
な導電性に加えて、必’ＩＫ応じてハンダ付けも可能な
ことも要求される。このような要求ＹＪ丁導電性鋼ペー
ストは、未だ開発されていない。

本発明は、艮好な導電性を有するとともに必安に応じて
ハンダ付けも可能な塗膜を与える尋電柱鋼ペースト組成
物を提供することを目的とする・本発明者らの研究によ
れば、それ自体はＡい逮元作用しか有さない不飽和脂肪
酸と有機チタン化合物とを一合することにより、これら
を率独でぶ加した場合では得られない根の良好な導磁性
とその安に性を頁する翅裏を与え得る銅ペースト組成−
が与えられることが見出された。しρ１も、これらは、
銅粉末と熱硬化性樹脂との系に対して良好、な分散性を
与え倚るために、値布ないしは印刷通性を損わずに極め
て多くの鋼粉末を銅歳−スト中に配付でき、したかつ℃
、良好なハンダ付翳社を有する塗膜も形成し得ることが
見出された。

本発明の等鴫性鋼ペースト組成＃は、このような知見に
基づくものであり、銅粉末７５〜郭厘量部、熱硬化性樹
脂バインダー２５〜２ｍ［：を部（銅粉末と、−１イン
ダーの合計量はｘ００ｆｆｉ１部）１．不飽和膚肪＠０
．１−１０嵐童部および有礪チタン化合物０．０１〜５
重量部からなることを％−とするものである。

以下、本発Ｌ！Ａ１に史に詳細に説明する。以下の記載
において「シ」および「都」は籍に断らない限り重量基
準とする。

本発明の鋼ペースト組成物の主要成分である銅粉末とし
ては、粒径が１〜（資）μ、好ましくは５〜加μの電解
鋼粉末、還元銅粉末などが用いられる。

粒径がｌμ未満のものは醸化速度が過大となり、得られ
る塗膜の導電性が悪くなる。また父μを超えるものを用
いると、ペースト組成物の流動性が悪くなり、塗面の仕
上りか忌（、スクリーン印刷性も悪くなるなどｍａＪｍ
注が急くなる。

バインダーとしては、アクリル系剖腫、エポキシ系ｗ膚
、フェノール系便脂、ポリエステル糸偏庸およびキシレ
ン系ｍ脂などの熱硬化性樹脂が用いられる。なかでも）
Ｉラック系フェノール樹脂が好ましく用いられる。熱硬
化性樹脂では、良好な導電性が得られない。

本発ｑ９！１３？ｒ！；綱粉末と熱硬化性樹脂Ａインダ
ー＝ｔ’主成分とし、これら成分の合計量１００部（以
下組成書中の各成分の量比は、これら両成分の合計量１
００部な基準とする）Ｋ対して、銅粉末は７５部圃部、
ノ譬インＩ−は２〜２５部とする。銅粉末が７５部未満
では良好な導電性が得られず、回部を超えると導電性が
低下するとともに良好なｍ膜が得られない、４１に好ま
しい導電性とｍｇ特性の得られる量比は、銅粉末園〜匍
部、／９イン／　−１０−■部である。一般に＾ンＩ付
は性は、銅粉末の配合量の増加とともに向上する。導電
性とハンダ付け！１を兼ね備えた範囲として、６〜５部
の範囲が好ましく、特に良好なハンダ付は性を与えるた
めには羽〜９０ｍが好ましい。

不飽和脂肪酸は、弱還元剤として作用し銅粉末の酸化を
防止することにより導電性維持に寄与するとともに後述
する有：幾チタン化合物の存在下に銅粉末の微細分数ン
促遇して、導磁性の良好な置換を与える作用を■丁心も
のと考えられる。不飽和脂肪酸としては、炭素数が１２
〜′ｔ！３のものが好ましく用いられる。炭素叡か１２
禾満のものは熱硬化性樹脂との相溶性に乏しく塗料化か
１嫌であり、２３を超えるものは入手内蔵でありｄ隣性
に乏しい。

なかでも炭＄数が１８リオレインばおよびリノール酸が
好ましい。不飽７泊／ＪＷ肪戚は、０．１〜１０都、好
ましくは０．５〜５部の４−で受用される。０．１部未
満ではみ加効来が乏しく、１０部を超えて飽加すると得
られるｍ漠の尋−註が低下するとともに、使用する熱硬
化性蛎ｒＪＩＩのｆ【−にもよるがペースト組成切が増
粘ないしゲル化して童装迩性？偵な５゜有（叙チタン化
合１１１１！ｌは、不餡…詣肋凛と協鏑して、ｍ粉末の
緻細分散化に、を与し、鋼粉末を保護して良好な導電性
を付与し且つ安定化させる作用乞有するものと考えられ
る。有機チタン化合物の多くを工加水分解の速度が邦イ
に通（、ペースト甲に硝加するとペーストか丁ぐにグル
比してしま５゜このため、有遣チタン化合物としては、
加水分解性の小さいものが好ましい。好ましい有愼チタ
ン化合書の例としては、７ｉ　　に結合する４つの有遺
基が非Ｉｔ遺また＆Ｘ１ｉｌｌ換のアルコキシ基または
アルキロイルオキシ基であるものが孕げられる。より具
体的には以下のものが４げられる。

ＴＩ（０−０□７”ｊａＳ）４　　　テトラステアロキ
シチタンＴｉ（０−ｉｃ、■、）、（ＱＣ（ＣＨ３）Ｃ
ＨＣＯＣＩ（，１２ジーｌ−プロポキシ−ビスアセチル
アセトナトチタンＴｉ　（０−ｎＣ，Ｈ，）２（ＱＣ２
Ｈ４Ｎ（Ｃ２Ｈ４０Ｈ）２］２ジーｎブトキシ−ビス（
トリエタノールアミナト）チタン （ＣＨｌ）２ＣＨＯ−Ｔ　ｌ−（０−ＣＯ−Ｃｓ７Ｈ３
５’３Ｂイソグロポキシートリイソステアロキシチタン
（ＣＨ３）、Ｃ１（０−Ｔｉ−［０−Ｃ２）１．ＮＨＣ
２Ｈ４ＮＨ２）。

インプロ４キシートリ（Ｎ−アミノエチルアミノエトキ
シ）チタン これら有−チタン化合ｔＪＩＩＪは、０．０１〜５帥、
好ましくは０．０５〜１．５部の範囲で（支）用する・
０・０１郵禾濶では姫加幼米が乏しく、５部な超えて添
加すると有機チタン化合物の加水分解によってペースト
の粘度が上昇し、塗布作東社が低下し、ノ・ンダ付性も
恐くなる。

本発明の鋼ペースト組ａ物には、丈にフェノール系化合
物ｔ’を加すると好ましい。フェノール系化合物として
は、特にメチルノーイドロキノン、ｔ−ブチルハイドロ
キノンなどのハイドロキノン−導体が好ましく用いられ
る。これらフェノール系化合＠を添加すると、迩楓形成
増での４′４性が史に向上するとともに、１ｉｉｉｉ温
反用下での経時安定性が向上する。これらフェノール系
化合＃１ｍは、０．８部美部、特ｌＩＣ２〜１５ｆｉの
範囲で使用することが好ましい、０．８部未満では、添
加効果が乏しく、加部を超えて添加すると、パーオキサ
イドの生成により却って銅粉末の酸化速度が速くなる。

本発明の一ペースト組成物に一工、Ｉ！ｌｉ布作栗住を
改畳するための粘度−費用として浴剤を加えることもで
きる・便用βｆ館７ｊ譜剤は、トルエン、キシレン、メ
チルイソブチルケトン等の公知のものである。

本発明の鋼ペースト組成物は、上記各成分な。

ｉ−ルミルウロールミル等を用いて常法により、たとえ
ば（９）〜ω分混練することにより得られる・得られた
銅ペースト組成物は、スクリーン印刷等、常法により基
板上にスクリーン印刷して印刷配−を形成するほか、ス
ルーホールン通じて基板上下面の回路部の連結などに用
いられる。また。

本実−の範囲内で、銅粉末含有Ｉｋｖ増減することによ
り、他部品との接続の必要な回路端部にお〜１てはハン
ダ付は性の臓好なペーストを印刷し、その他の部分には
、導電性の曳好なペーストな印刷するというような使い
分けができる。良好゛な導電性ｔｍ持するためには、塗
膜の膜厚（礼譲）ｔＳ２０ｊｍ以上とすることが好まし
く、特に２５〜３５μｍ・の範囲が実−的である。ペー
スト印刷後、便用した熱硬化性倒膚に適した、たとえば
１２０〜１８０℃、１５〜４５分の条件で硬化して、塗
膜を形成し配線回路とする０回路形成後、より長期の導
電安定性ｔ゛維持るために、加熱硬化臘または索外扉硬
化城のレジストインク等によりオーバーニートすること
も有効である。

以下、実施例、比較例により本発明を更に具体的に説明
する。

例　　　ｌ 平均粒径ｌＯμｍのｉ！解銅粉末８０部を、３３．３部
のフェノール樹脂（郡栄化学、ｄＪＡＰ−１０４、樹脂
濃度６０％）、ならびに下表−１に示すｄｌ類ならσに
量の添加剤とともにボールミルによりω分間混練してペ
ースト試料ｌ〜１６を得た。

上記試料ｔ、それぞれ添付図面に示すよ５にフェノール
４１！腫基板ｌ上に嘱１０■、民さく資）−の帯状にス
クリーン印刷し、１５０℃ｘ園分の条件で硬イヒさせて
印刷塗膜２を得た。つ〜・で、この塗膜２上の両端部よ
り各１０■啼れた位置に電極３を配置し、ホイーストン
ブリッジによりｍａの抵抗”ｋ’　ｆＡ１足した。得ら
れた抵抗値よりＩｆｔメした比抵抗１直を１司にく下表
−１に起重。

上表−１部見ると、単独では充分な導電性改善効果を発
揮し得ない不飽和脂肪酸および有機チタン化合物を併用
することＫより優れた導電性改善効果が得られること、
更にフェノール系化合ｖｔ加えることにより一層優れた
導電性が得られることがわかる。また、これら成分を併
用することのもう一つの利点は、単独ではより多く添加
しても導電性効果が改善されず、且つ塗装適性ｔ’ｍ化
させるにも拘わらず、併用により１ｊ１１袈適性のそれ
ほどの低下１に招かずに導ＩＥａｃＸ舎効果が得られる
ことである。

例　　２ 上記試料のうち、試料４．８，９．１２．１５について
、塗膜形成後、４０℃Ｘ９５％Ｒ，Ｈ，の条件で耐湿試
験を行った＊　１ｄｌｋ’に抵抗直の経時変化として下
表−２に１丁。

表−２ 上表−２を見ると、本発明の導電性ペーストから得た塗
ＪｉｌＩは初期抵抗値が低いだけでなく、高温度雰囲翠
下でも抵抗値の増加が少いことがわかる。

例　　３ 平均粒径１０Ｊｍの電解銅看末回部を、実施例１のフェ
ノールＩＩ脂１８．３部、オレイン酸２．７部、有機チ
タン化合物（ＫＲ−４４）０．１部とともに／−ル建ル
により６０分間混練して爾ペースト組成物を得た・ 得られたペーストｇ９１１１におけると同様にフェノー
ル基板上にスクリーン印刷し、１５０℃Ｘ２０分の条件
で硬化したりも、例ｉと同様に比抵抗値を測定したとこ
ろ３．０ＸｌＯΩ−１の１直が１与られへこのよ５Ｋし
て僧られたｍｇ’ｔ’、耐熱試験（７０’ＣＸ１０００
時間）、耐湿試験（４５℃、９０％Ｒ，Ｈ。

Ｘ１００Ｏ時間）およびヒートサイクル試験（１００℃
×（９）分、久いで一２５℃Ｘ３０分の温度条件１！ｔ
ｌサイクルとして１００サイクル）に付した後、再度、
比抵抗値を測定したところ、比抵抗値の増加率は、それ
ぞれ１９．７％、８．２％および２０．０％であった。

また、フェノール基板上に、上記ペースドナ直径２ｗｓ
の円形にスクリーン印刷し、１５０℃ＸＺ分乾燥した。

この塗膜上に８ｎ／Ｐｂ：（資）／４０の組成のへン／
を用い、２８０℃で０．８φスズメツキ銅線とハンダ付
けを行い、ハンダ付は直後、ならびに、上記耐熱試験、
耐湿試験、ヒートサイクル試験を行った後のハンダ付強
度（ハンダが剥れる時の荷車をテンションゲージで−Ｊ
Ｍ）ｔ’１ｔｌｌ定したところそれぞれ２．５に＃、３
．１時、３．１時、３．Ｉ　Ｗ４と充分なハンダ付強度
が得られた。

図面は、鋼ペースト組成物の塗膜の導電性試験の状況を
示す斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、銅粉末７５〜９８Ｘ重部、熱硬化性倒産バインダー
   ２５〜２電量部（銅粉末とバインダーの合計量は１００
   重量部）、不飽和脂肪９０．１〜ｌＯ貞量部および有機
   チタン化合物０．０１〜５１を部からなることを特徴と
   する導電性鋼ペースト組成物・２、更にフェノール系化
   合物０．８〜２０電量邸を含む上記第４項の銅ベースＦ
   組成吻。