(57)【要約】【課題】  貫通孔の小径化に対応し導電性に優れたプリント回路板用の導電性ペーストを提供する。【解決手段】  プリント回路板に用いられる導電性ペーストであって、銅粉を含む金属粉と、熱硬化性樹脂と、還元剤と、金属錯体と、を含み、前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂を含み、また、前記還元剤の作用により、前記金属錯体から金属が析出することを特徴とする導電性ペーストである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント回路板に用いられる導電性ペーストであって、
銅粉を含む金属粉と、
熱硬化性樹脂と、
還元剤と、
金属錯体と、
を含むことを特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】
前記還元剤の作用により、前記金属錯体から金属が析出する請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含む請求項２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂を含む請求項２に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記金属錯体は、銀または銅を含むカルボン酸塩である請求項３または４に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記金属錯体の含有量は、前記金属粉１００重量部に対して０．５重量部以上、５０重量部以下である請求項５に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
前記還元剤は、１つ以上のヒドロキシル基をもつアルコール、または、酸である請求項６に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
前記還元剤の添加量は、前記金属錯体１００重量部に対して５０重量部以上、１０００重量部以下である請求項７に記載の導電性ペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路板に用いられる導電性ペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、基材の両面側に導体層を有する両面プリント回路板の表裏の電気的接続は、ドリルやレーザを用いて基板に貫通孔を設け、貫通孔壁面に電気めっきによってめっきを析出させるいわゆるスルーホールめっきか、汎用品に多く見られる、貫通孔に銀あるいは銅などの導電性ペーストをスクリーン印刷法により充填する方法が用いられている。
【０００３】
スクリーン印刷法による導電性ペーストの充填方法は、生産性に優れる半面、銀を導電体として用いた場合、電気的接続は良好ではあるが、高温多湿化で銀マイグレーションが発生しやすい問題があった。それに対して、銅を導電体として用いた場合、銀に比較してマイグレーションの発生が抑えられるため、銅を用いた導電性ペーストの利用が広まっている。
【０００４】
また、電子機器の高機能化、小型化に伴い、導電性ペーストにおいてもファインピッチ対応、及び高導電性対応の要求が大きくなっている。
【０００５】
導電性ペーストの導通メカニズムはバインダーである熱硬化性樹脂の硬化収縮による金属粉同士の圧着によるもので、金属粉表面の酸化状態、及び熱硬化性樹脂の硬化収縮状態により導電性は大きく影響を受ける。
【０００６】
例えば、従来、導電性ペーストの導通メカニズムである金属粉同士の圧着による導通において、絶縁物である金属粉表面の酸化膜は、接続抵抗の増加という影響をもたらす。そのため、金属粉表面の酸化の防止策として、導電性ペースト内に還元作用を有する物質を配合する技術についての報告がなされている（例えば特許文献１、２）。  そのために、還元剤を添加して、金属表面の酸化を防止する方法などがとられている（例えば特許文献３）。しかしながら、近年のファイン化のため、貫通孔が小径化傾向にあり、貫通孔への導電性ペーストの充填量が減る傾向にあり、その結果十分な高導電性を得ることが困難であった。
【特許文献１】特開昭６１−３１５４号公報
【特許文献２】特開昭６３−２８６４７７号公報
【特許文献３】特開平８−７３７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、貫通孔の小径化に対応した導電性に優れたプリント回路板用の導電性ペーストを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による導電性ペーストは、プリント回路板に用いられる導電性ペーストであって、銅粉を含む金属粉と、熱硬化性樹脂と、還元剤と、金属錯体と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記金属錯体の含有量は、前記金属粉１００重量部に対して０．５重量部以上、１０重量部以下であり、また、前記還元剤の添加量は、前記金属錯体１００重量部に対して１００重量部以上、１０００重量部以下であってもよい。これにより、析出した金属粒子が熱硬化時に銅を含む金属粉と金属結合する接続点を十分に確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、貫通孔の小径化に対応した導電性に優れたプリント回路板用の導電性ペーストを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の導電性ペーストの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
本発明の導電性ペーストは、プリント回路板に用いられる導電性ペーストであって、銅粉を含む金属粉と、熱硬化性樹脂と、還元剤と、金属錯体と、を含む樹脂組成物で構成されている。プリント回路板の用途としては、プリント回路が形成された積層板にドリルやレーザを用いて貫通孔を形成し、その貫通孔にスクリーン印刷法などを用いて導電性ペーストを貫通孔に充填し、両面を電気的に導通させることにより、両面プリント回路板を作成する、積層板の面上にスクリーン印刷法等を用いて導電性ペーストによる導体回路を作成する、また、プリント回路基板全面を被覆することによる電磁波シールド層を作成するなど、プリント回路板に導電部材を形成する用途に用いられている。
【００１３】
以下、各成分について説明する。
【００１４】
本実施形態で使用される銅粉を含む金属粉としては、金、銀、及びニッケルからなるものが好ましい。これらのうち、単一の金属からなる金属粉のほか、２種以上の金属を含む合金からなる金属粉や、これらの金属粉を他種の金属でコートしたものも使用できるが、耐マイグレーション性、低コストの観点から銅粉を使用することが好ましい。
【００１５】
金属粉の形状は、特に限定はされないが、樹枝状、球状、リン片状等の従来から用いられているものが使用できる。また、粒径についても、特に限定はされないが、通常は平均粒径で１μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
上記金属粉の含有量は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して３００重量部以上、１０００重量部以下であることが好ましい。含有量がこの範囲内であると、良好な導電性が得られる。
【００１７】
本実施形態の導電性ペーストは、熱硬化性樹脂をもちいる。本発明に用いる熱硬化性樹脂は、導電性ペーストのバインダー樹脂として機能する。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びフェノール樹脂等が使用可能である。
【００１８】
また、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂および臭素化ビスフェノール型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂およびジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂などのように、フェノール類やフェノール樹脂やナフトール類などの水酸基にエピクロロヒドリンを反応させて製造するエポキシ化合物、オレフィンを過酸により酸化させエポキシ化したエポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂およびグリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中で、特にグリシジルアミン型エポキシ樹脂が好ましい。
【００１９】
また、フェノール樹脂としては、フェノールとホルムアルデヒド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好ましい。これにより、高導電性を付与させるための銅粉の圧着を効果的に行なうことができる。
【００２０】
また、本発明の導電性ペーストは、還元剤を用いる。還元剤としては、還元機能を有するものであれば特に限定はされないが、１つ以上のヒドロキシル基をもつアルコール、または、酸であることが好ましく、グリセリンやエチレングリコールなどが挙げられる。また、熱硬化性樹脂として用いる、グリシジルアミン型エポキシ樹脂を用いてもよい。これにより、バインダーとしての機能と、還元剤としての機能を併せ持つので好適である。
【００２１】
グリシジルアミン型エポキシ樹脂とは、１分子内に少なくとも３つ以上のエポキシ基を有したエポキシ樹脂であることが好ましい。これにより、加熱硬化による網目状３次元架橋構造を形成するため温度サイクル試験における信頼性やリフロー時の耐熱信頼性を向上することができる。グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、下記一般式（１−１）または一般式（１−２）で表されるものが挙げられる。窒素原子を含むため接着性に優れ、スルホール接続信頼性に優れた導電性ペーストとすることができる。
【００２２】
【化１】
2009070724.tif 000002
【００２３】
グリシジルアミン型エポキシ樹脂は、さらに１分子中に１個以上の芳香族基を有するものであることが好ましく、下記一般式（２）で表されるグリシジルアミン型エポキシ樹脂が特に好ましい。
【００２４】
【化２】
2009070724.tif 000003
【００２５】
還元剤の量は金属錯体１００重量部に対し、５０重量部以上、１０００重量部以下のときに金属錯体に充分に還元作用を及ぼすことができる。さらに好ましくは１００重量部以上、１０００重量部以下である。この範囲であればペーストの加工性、成形性が良好となり好ましい。
【００２６】
本発明に用いる導電性ペーストは、金属錯体を用いる。金属錯体としては、銀または銅を含むカルボン酸塩であることが好ましい。具体的には銅(ＩＩ)アセチルアセトナート、安息香酸銅(ＩＩ)、酢酸銅(ＩＩ)、プロピオン酸銅(ＩＩ)などが挙げられる。
【００２７】
金属錯体の含有量は、金属粉１００重量部に対して０．５重量部以上、５０重量部以下であることが好ましく、さらに好ましくは、金属粉１００重量部に対して１重量部以上、２０重量部以下である。金属錯体がこの範囲内にあると、導電性ペースト内の銅を含む金属粉を、粒子間で連結したり、結着したりするのに十分な金属粒子を析出することができる。
【００２８】
導電性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、遊星式撹拌機や三本ロール等の混練装置を用いることができる。構成成分を混合後、混合及び分散装置を使用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、微細溶融シリカ、カップリング剤、消泡剤、溶剤等を添加することは可能である。
【００２９】
また、導電性が向上するメカニズムとして、この導電性ペーストには、還元剤と、金属錯体とを含んでいる。これにより、導電性ペーストを加熱硬化させる際、導電性ペースト中に含まれている還元剤の還元作用により、金属錯体より微小な金属粒子が析出する。この析出した金属粒子が、導電性ペースト内の銅を含む金属粉との間を連結したり、結着したりすることにより、高導電性を有する導電性ペーストを提供できると考えられる。
【００３０】
以下本発明について、実施例、比較例を用いて説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００３１】
金属粉として、福田金属箔粉工業（株）製電解銅分を用いた。また、熱硬化性樹脂としては、グリシジルアミン型エポキシ樹脂として、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノールを、フェノール樹脂として住友ベークライト製フェノールレジンＰＲ−５４４６３を、エポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いた。そして、表１の配合割合に従ってライカイ機で混練して銅ペーストを得た。このようにして調整した銅ペーストを１８０℃、３０分で硬化し、体積抵抗を測定した。
【００３２】
体積抵抗の測定結果の判定基準
○：１×１０−４Ω・ｃｍ未満。
△：１×１０−４Ω・ｃｍ以上、１×１０−３Ω・ｃｍ未満。
×：１×１０−３Ω・ｃｍ以上。    
【００３３】
【表１】
2009070724.tif 000004
【００３４】
上記の結果により、実施例１〜６の導電性ペーストはいずれも、初期抵抗値が１×１０−３Ω・ｃｍ未満の導電性ペーストであった。