JPH04223006A - 難燃型導電性銅ペースト組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁波シールド効果に
優れた難燃型導電性銅ペースト組成物に関するものであ
り、詳しくは紙フェノール樹脂基板やガラスエポキシ樹
脂基板などのプリント回路基板上にスクリーン印刷で塗
膜形成後、加熱・硬化することにより、良好な難燃性即
ち難燃化対策プリント回路基板（以下ＵＬ対策回路基板
という）上の銅ペーストの難燃性保持、及び良好な導電
性即ち回路基板上から発生する不要な電磁波のシールド
効果を高めるのに適した難燃型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】導電性銅ベースト（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、更に不
要輻射対策基板即ち電磁波シールド用基板（以下シール
ド用基板という）の導体としても注目されている。

【０００３】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姓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号公報などが知られており、確かに回路
基板用の媒体としては良好である。

【０００４】また、プリント回路基板にアンダーコート
用ソルダーレジスト、銅ペースト及びオーバーコート用
ソルダーレジストをそれぞれ印刷・硬化した構成からな
る電磁波シールド対策基板用の導体としては、半田耐熱
性、特に吸湿半田耐熱性が十分でないため部品搭載のた
めの半田処理時に基板上の銅箔、或いはアンダーコート
と銅ペーストとの間で剥離またはフクレが生じ、信頼性
と言う点で問題が残されていたが、その防止策として、
例えば本発明者らは特開平６１−１９３９５４号を提案
した。しかし、難燃化対策をしたプリント回路基板及び
ソルダーレジストを用いても、銅ペーストが難燃化され
ていないために新たに燃えるという問題が発生した。

【０００５】ところで、不要輻射即ち電磁障害をシール
ドすると、いわゆる電磁波シールド効果はシールド材料
に対する反射と吸収によって生じることは良く知られて
いる。即ちＤｏｎａｌｄ．Ｒ．Ｊ．Ｗｈｉｔｅ　　のシ
ールド効果（ＳＥ）に関する理論的考察によれば、次の
式（１）、（２）が提案されている。

【０００６】

【化１】

【０００７】上記の式でも明らかなように、シールド効
果を高めるには、銅ペースト組成物の比導電率の向上が
必要不可欠である。更に、本発明者らは、良好な吸湿半
田耐熱性を具備しつつ、難燃性を付与するための検討を
行なった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
従来の銅ペーストの欠点を改良すべく鋭意検討した結果
、特に、臭素化エポキシ樹脂を一部あるいは全部使用し
たエポキシ樹脂、有機カルボン酸、ロジン系物質と、有
機チタネート系化合物を併用添加することによって、非
常に効果を発揮することを見出し、本発明を完成するに
至ったものである。本発明の目的は、スクリーン印刷が
可能で、かつ良好な導電性（シールド特性）を有し、部
品実装工程でも安定した作業性を難燃性を有する電磁波
シールド対策基板用に適した銅ペースト組成物を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、臭素化エポキ
シ樹脂を１部あるいは全部使用したエポキシ樹脂と銅粉
とを主要構成成分とする組成物に、有機カルボン酸、ロ
ジン系物質及び有機チタネート系化合物を併用添加した
ことを特徴とする難燃型導電性銅ペースト組成物である
。

【００１０】本発明に用いる金属銅粉は市販品をそのま
ま使用することが可能で、形状は鱗片状、樹脂状、球状
等がいずれも使用でき、かつ搗砕銅粉、電解銅粉のいず
れも使用可能であるが、特に樹脂状の電解銅粉が好まし
い。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好ましい。

【００１１】本発明に用いる臭素化エポキシ樹脂はテト
ラブロモビスフェノールＡとエピクロロヒドリンの反応
物（臭素含有量４７〜５３Ｗｔ％）、ビスフェノールＡ
型樹脂とテトラブロモビスフェノールＡとの反応物（臭
素含有量１８〜２７Ｗｔ％）、ブロム化フェノールノボ
ラックとエピクロロヒドリンの反応物（臭素含有量３５
〜３７Ｗｔ％）などが使用可能である。非臭素化エポキ
シ樹脂はビスフェノールＡ型樹脂、ビスフェノールＦ型
樹脂、フェノールノボラック型樹脂などが使用可能であ
る。

【００１２】臭素化エポキシ樹脂と非臭素化エポキシ樹
脂の比率は、要求されている難燃性、導電性、吸湿半田
耐熱性などから決定されるものであるが、その添加量は
銅粉１００ｇに対して１０〜４０ｇの範囲でかつ臭素含
有量が２〜６Ｗｔ％になるように臭素化エポキシ樹脂と
非臭素化エポキシ樹脂の比率を決定することが好ましい
。通常エポキシ樹脂全体に対して、非臭素化エポキシ樹
脂の割合は５０重量％以下である。

【００１３】硬化物に難燃性を付与する方法としては、
難燃性付与剤に酸化アンチモン、リン化合物を添加する
方法があるが、本発明に於いては難燃性、導電性、吸湿
半田耐熱性などからエポキシ樹脂自身を難燃化させたも
のが好ましい。

【００１４】次に、構成成分の一つである有機カルボン
酸としては、還元性のあるシュウ酸、フマール酸、マレ
イン酸、コハク酸、リンゴ酸等が好ましい。またこれら
の有機カルボン酸類の粒径を制御し、かつ出来るだけ均
一に分散させることが良好な導電性（シールド特性）と
部品実装等の安定した作業性を得るのに重要な結果をも
たらすことが分かり、特に粒径は５０μｍ以下にするこ
とが好ましい。なお、粒径の制御方法は通常の粉砕法及
び篩分け法などで行えば良く、特に限定はしない。

【００１５】そして、本発明に用いるロジン系物質とし
ては、ガムロジン、ウッドロジン、コパール等のアビエ
チン酸異性体を主成分とするものであれば、良く、更に
末端にカルボキシル基を有する未変性品の方が前記有機
カルボン酸との併用によって低抵抗導電性、経時導電性
において効果のあることを見い出しているが、有機カル
ボン酸と同様に粒径の制御と均一分散させることが重要
であり、特に粒径は５０μｍ以下にすることが好ましい
。また、粒径の制御方法は、有機カルボン酸と同様に特
に限定はない。

【００１６】更に、本発明の重要な構成成分の一つであ
る有機チタネート系化合物の銅粉に対する表面処理作用
については、例えばポリマーダイジェスト１９８２年３
月号、５月号が知られている。そして、このようにして
表面処理をした銅粉は、未処理品に比べて明らかに導電
安定性を向上させるものの、インクロール、擂漬機、ボ
ールミルなどで銅ペーストを作った場合、充分な導電性
が得られないのが現状である。そこで、本発明者らは、
インクロールなどで銅ペーストを作っても良好な導電性
を得られるような条件について鋭意検討したところ、銅
粉、臭素化エポキシ樹脂、非臭素化エポキシ樹脂、有機
カルボン酸やロジン系物質に対して安定であることが重
要であり、例えば、テトラオクチル−ビス（ジトリデシ
ルホスファイト）−チタネート（味の素（株）製、ブレ
ンアクトＫＲ−４６Ｂ）、イソプロピル−トリス（ジオ
クチルパイロホスフェート）−チタネート（同、ＫＲ−
３８Ｓ）などが好ましく、更にその添加量が固形分とし
て２〜１０重量％の範囲で効果的である。

【００１７】本発明において用いる有機カルボン酸の添
加量は銅粉１００重量部に対して１〜２０重量部が好ま
しく、ロジン系物質の添加量は銅粉１００重量部に対し
て１〜２０重量部が好ましく、また、有機チタネート系
化合物の添加量は銅粉１００重量部に対して０．５〜１
０重量部の範囲で好適に用いられる。即ち、還元剤であ
る有機カルボン酸及び酸化防止剤であるロジン系物質と
を粒径制御し、更に有機チタネート系化合物の添加によ
って、通常のインクロールによる混練時間で銅ペースト
組成物の均一分散性が一段と改良された訳である。とこ
ろで、通常はペースト内で還元剤や酸化防止剤を安定状
態にするためには固体であることが重要であり、更に微
粉化のために銅箔或いはソルダーレジスト上への緻密な
スクリーン印刷が可能であり、また硬化時には可及的速
やかにその作用を発揮させることによって、良好な導電
性ばかりでなく、加湿＋半田耐熱性に対する安定性及び
難燃性をも具備するに至った訳である。

【００１８】また、ペースト組成物の製造法としては各
種の方法が適用可能であるが、構成成分を配合後インク
ロール、擂漬機、ボールミル等で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、チキソ性附与剤、漏れ性改良剤等を添加す
ること等は適宜可能である。

【００１９】

【実施例】以下に、実施例により更に本発明を詳細に説
明する。

【００２０】上記の配合組成物を予め調合しておき、イ
ンクロールで混練した。これに、臭素化エポキシ樹脂と
して、エピコート５０４９（油化シェルエポキシ化学（
株）製、臭素含有量２７重量％）、ビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂として、エピコート８３４（油化シェルエ
ポキシ化学（株）製、エポキシ当量２３０〜２７０）を
表１に示す如き割合で添加混練し、再度インクロールで
混合しペーストを得た。なお、硬化剤はジシアンジアミ
ドと２フェニル４メチルイミダゾールとを併用したもの
を、表１に示す割合のエポキシ当量に従って添加し、エ
ポキシ樹脂と共にインクロールで混合した。

【００２１】そして、ＵＬ−９４Ｖ−Ｏに合格した紙フ
ェノール樹脂積層板上に、上記で調整した銅ペーストを
スクリーン印刷後、１６０℃、３０分間オーブンで硬化
して、耐燃性評価用基板を得た。得られた基板はＵＬ規
格に基づいて評価した。

【００２２】同様の紙フェノール樹脂銅張積層板上にア
ンダーコート用に紫外線硬化型ソルダーレジストをスク
リーン印刷後、１２０Ｗ、２灯、３．１ｍ／分で紫外線
硬化したものの上に、上記で調製した銅ペーストをスク
リーン印刷後、１６０℃、３０分間硬化し、更に、オー
バーコート用として熱硬化型ソルダーレジストをスクリ
ーン印刷後、１５０℃、３０分間硬化して抵抗値及び吸
湿半田耐熱性評価用基板を得た。得られた基板について
抵抗値は初期値のみ測定し、吸湿半田耐熱性は６０℃相
対湿度９０％下に１０００時間処理後、更に２６０℃、
１０秒間半田浴フロート処理して印刷面のフクレ発生状
況を観察した。それぞれの結果は表１の如くで、本発明
の組成物は電磁波シールド対策基板に必要な導電性、吸
湿半田耐熱性及び耐熱性に優れた銅ペースト組成物であ
ることが明確である。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明による銅ペースト組成物は、電磁
波シールドに必要な良好な導電性を有し、吸湿半田耐熱
性に優れているので、部品実装工程でも安定した作業性
を有しており、更に、銅ペースト自身が難燃化されるこ
とによって、プリント回路基板の電磁波シールド及びＵ
Ｌ対策用の資材として極めて有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　臭素化エポキシ樹脂を一部あるいは全
   部使用したエポキシ樹脂と銅粉とを主要構成成分とする
   組成物に、有機カルボン酸、ロジン系物質及び有機チタ
   ネート系化合物を併用添加したことを特徴とする難燃型
   導電性銅ペースト組成物。
2. 【請求項２】　　臭素化エポキシ樹詣と非臭素化エポキ
   シ樹脂とその比率が、臭素化エポキシ樹脂：非臭素化エ
   ポキシ樹脂＝１：０〜１：１である請求項１記載の難燃
   型導電性銅ペースト組成物。