JPH0753843B2 - Conductive paint that can be soldered - Google Patents

Conductive paint that can be soldered

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JPH0753843B2
JPH0753843B2 JP63167229A JP16722988A JPH0753843B2 JP H0753843 B2 JPH0753843 B2 JP H0753843B2 JP 63167229 A JP63167229 A JP 63167229A JP 16722988 A JP16722988 A JP 16722988A JP H0753843 B2 JPH0753843 B2 JP H0753843B2
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    • H05K1/02Details
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    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/095Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder

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  • Paints Or Removers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、銅粉末を含有する良好な導電性を有する導電
塗料に関し、より詳しくは、絶縁基体上にスクリーン印
刷などで導電回路を形成し、回路の塗膜を加熱硬化させ
た後、該塗膜上にフラックス剤を塗布して直接半田付け
することができる導電塗料に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conductive paint containing copper powder and having good conductivity, and more specifically, a conductive circuit formed on an insulating substrate by screen printing or the like. The present invention relates to a conductive paint which can be directly soldered after a circuit coating film is heated and cured and then a flux agent is applied onto the coating film.

(従来技術) 銀ペーストの比抵抗は、10-4Ω・cm級と良好な導電性を
有するので、電子機器の印刷回路用材料として従来から
広く使用されてきたが、銀粉末は高価であり、コストに
占める割合も大きく、且つ銀ペーストで形成された導電
回路を湿気雰囲気中で直流電圧を印加すると、銀マイグ
レーションを起し回路に短絡する事故が発生するので、
銀ペーストに代替し得る安価な銅ペーストの出現が強く
要望されている。
(Prior Art) Since the specific resistance of silver paste has good conductivity of 10 −4 Ω · cm class, it has been widely used as a material for printed circuits of electronic devices, but silver powder is expensive. However, if the DC voltage is applied to the conductive circuit formed of the silver paste in a humid atmosphere, it may cause silver migration and cause a short circuit to the circuit.
There is a strong demand for the appearance of an inexpensive copper paste that can replace the silver paste.

銅粉末と熱硬化性樹脂とからなる導電性ペーストの塗膜
を加熱硬化させると、銅の被酸化性が大きいため、空気
中およびバインダーの樹脂中に含まれる酸素が銅粉末と
化合して、その表面に酸化膜を形成し著しくその導電性
を阻害し、又は経時と共に導電性が全く消失するものと
なる。そのため、各種の添加剤を加えて、銅粉末の酸化
を防止し安定した導電性とした銅ペーストが種々開示さ
れている。しかし、その導電性は10-3Ω・cm級のものが
多く、導電性の長期の安定性に難点がある。しかも、得
られる銅ペーストの塗膜に、直接半田付を適用すること
ができない問題がある。
When the coating film of the conductive paste consisting of the copper powder and the thermosetting resin is heat-cured, since the oxidizability of copper is large, oxygen contained in the air and the resin of the binder is combined with the copper powder, An oxide film is formed on the surface thereof, and the conductivity thereof is significantly impaired, or the conductivity disappears with time. Therefore, various kinds of copper pastes have been disclosed in which various additives are added to prevent the copper powder from being oxidized and have stable conductivity. However, their conductivity is often in the 10 −3 Ω · cm class, and there is a problem in long-term stability of conductivity. Moreover, there is a problem that soldering cannot be directly applied to the obtained copper paste coating film.

このように、公知の銅ペーストによって絶縁基体上に形
成された導電回路は、半田付が直接適用することができ
ないため、回路の塗膜に活性化処理を施して無電解メッ
キするか、又は塗膜を陰極としてメッキ液中で電気銅メ
ッキを施した後に、銅面上に半田付がなされる。かかる
場合、塗膜と銅メッキとの層間の結合が確実でないと実
用に供されない。
As described above, since the conductive circuit formed on the insulating substrate by the known copper paste cannot be directly applied by soldering, the coating film of the circuit is subjected to an activation treatment to be electroless plated or coated. After performing electrolytic copper plating in a plating solution using the film as a cathode, soldering is performed on the copper surface. In such a case, practical use cannot be achieved unless the interlayer connection between the coating film and the copper plating is reliable.

従って、無電解メッキ又は/及び電気メッキを施す必要
のない半田付可能な銅ペーストが開発されると、印刷回
路の形成工程が大巾に短縮されるのでその経済的メリッ
トは多大なものとなる。ここに、銅ペーストとして具備
すべき問題点は、銀ペーストと同等な導電性を有する
こと、スクリーン印刷、凹板印刷、ハケおよびスプレ
ー塗りなどができること、絶縁基体上への塗膜の密着
性がよいこと、細線回路が形成できること、塗膜上
への半田付性と半田付強度がすぐれていること、半田
コートの導電回路の導電性が長期にわたって維持できる
こと、である。
Therefore, if a solderable copper paste that does not require electroless plating and / or electroplating is developed, the process of forming a printed circuit is greatly shortened, and the economic merit thereof is great. . Here, the problems that the copper paste should have are that it has the same conductivity as silver paste, that it can be screen-printed, concave plate-printed, brushed and spray-coated, and that the adhesion of the coating film on the insulating substrate is What is good is that a fine wire circuit can be formed, solderability on the coating film and soldering strength are excellent, and the conductivity of the conductive circuit of the solder coat can be maintained for a long period of time.

そこで、本発明者等は、種々実験と検討を重ねた結果、
上記の技術的な課題を何とか旨く解決するための手段と
して、金属銅粉、樹脂混和物(金属表面活性化樹脂と粒
状フェノール樹脂および熱硬化性樹脂とからなる樹脂混
和物)、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸若しくはそれらの
金属塩、金属キレート形成剤および半田付促進剤とから
なる半田付可能な導電塗料を提案した(特開昭62−2706
74号公報参照)。
Therefore, as a result of repeated experiments and studies, the present inventors have found that
As means for somehow solving the above technical problem, metallic copper powder, resin mixture (resin mixture consisting of metal surface-activating resin and granular phenol resin and thermosetting resin), saturated fatty acid or A solderable conductive paint comprising a saturated fatty acid or a metal salt thereof, a metal chelate forming agent and a soldering accelerator has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 62-2706).
(See Japanese Patent Publication No. 74).

この発明は、塗料の導電性、塗膜の密着性、半田付性、
塗膜の耐クラック性、印刷性などの諸特性が良好で、特
に、得られた硬化塗膜に通常の有機酸系のフラックス剤
を用いて直接半田付けを施すことができるので、導電回
路の導電性を10-4Ω・cm級から10-5Ω・cm級に向上させ
ることができ、より大きな電流を導電回路に流すことが
でき、更に、半田付塗膜の導電性は耐熱性、耐湿性にも
すぐれ、その抵抗変化率も小さいので、加熱ならびに高
湿度の雰囲気においても使用できる、と言った格別の効
果を奏するものである。
This invention is the conductivity of the paint, the adhesion of the coating film, solderability,
Various properties such as crack resistance and printability of the coating film are good, and in particular, the obtained cured coating film can be directly soldered by using an ordinary organic acid-based flux agent. The conductivity can be improved from 10 -4 Ωcm to 10 -5 Ωcm, a larger current can be applied to the conductive circuit, and the conductivity of the soldering coating is heat resistant, Since it has excellent moisture resistance and a small rate of change in resistance, it has an exceptional effect that it can be used in an atmosphere of heating and high humidity.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、本発明者等が提案した上記の発明は、従来の問
題点の解決には大変有効な手段であったが、この発明自
体次のような問題を内在させていることが、その後の使
用に当たって判明した。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned invention proposed by the present inventors was a very effective means for solving the conventional problems, but the present invention itself has the following problems. It was found to be internal for subsequent use.

即ち、前記本発明者等が先に提案した発明は、前記の通
り、金属銅粉をバインドする樹脂が、金属表面活性化樹
脂と粒状フェノール樹脂および熱硬化性樹脂とからなる
ものであるから、導電塗料を混練する前段階でこの樹脂
混和物の混和作業を必要とし、更に半田付促進剤を添加
すると言う作業を余儀なくされる点である。
That is, the invention previously proposed by the present inventors, as described above, the resin that binds the metal copper powder is composed of a metal surface activating resin, a granular phenol resin and a thermosetting resin, This is a point that the work of mixing the resin mixture is required before the kneading of the conductive paint, and the work of adding the soldering accelerator is inevitable.

そこで本願発明は、この問題点を解決するため、更に実
験と検討を重ねた結果完成したもので、利便性を高度に
向上できると共に生産性を大幅に向上でき、それでいて
先に述べた「半田付可能な導電塗料」としての必要な特
性は十分に備えたものを提供しようとするものである。
Therefore, the present invention has been completed as a result of further experiments and studies in order to solve this problem, and it is possible to highly improve the convenience and greatly improve the productivity. The necessary properties as a "possible conductive paint" are intended to provide one that is well equipped.

(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本発明の半田付可能な導
電塗料は、金属銅粉(A)85〜95重量%と、レゾール型
フェノール樹脂(B)と、(A)と(B)との合計100
重量部に対して、飽和脂肪酸若しくは不飽和脂肪酸又は
それらの金属塩0.5〜8重量部と、金属キレート形成剤
1〜50重量部とから成り、前記レゾール型フェノール樹
脂は、それが有する2−1置換体、2,4−2置換体、2,
4,6−3置換体、メチロール基、ジメチレンエーテル、
フェニル基の赤外分光法による赤外線透過率をl、m、
n、a、b、cとするとき、各透過率の間に なる関係が成り立つレゾール型フェノール樹脂であるこ
とを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the solderable conductive paint of the present invention comprises a metal copper powder (A) of 85 to 95% by weight and a resol type phenol resin (B). And (A) and (B) total 100
The resol type phenolic resin has 2-1 to 5 parts by weight of saturated fatty acid or unsaturated fatty acid or a metal salt thereof and 1 to 50 parts by weight of a metal chelate forming agent. Substitutes, 2,4-2 Substitutes, 2,
4,6-3 substituted product, methylol group, dimethylene ether,
The infrared transmittance of the phenyl group by infrared spectroscopy is 1, m,
When n, a, b, c, between the transmittances It is a resol type phenolic resin that satisfies the following relationship.

次に、本発明の構成について更に説明する。Next, the configuration of the present invention will be further described.

本発明で使用する金属銅粉とは、片状、樹技状、球状、
不定形状、などのいずれの形状であってもよく、その粒
径は100μm以下が好ましく、特に、1〜30μmが好ま
しい。粒径が1μm未満のものは酸化されやすく、得ら
れる塗膜の導電性が低下し半田付性が悪くなる。
Metallic copper powder used in the present invention, flaky, woodworking, spherical,
It may have any shape such as an irregular shape, and its particle size is preferably 100 μm or less, and particularly preferably 1 to 30 μm. If the particle size is less than 1 μm, it is easily oxidized, and the resulting coating film has low conductivity and poor solderability.

金属銅粉の配合量は、レゾール型フェノール樹脂との配
合において85〜95重量%の範囲で用いられ、好ましくは
87〜93重量%である。
The amount of the copper metal powder is used in the range of 85 to 95% by weight in the blending with the resol-type phenol resin, preferably
87 to 93% by weight.

配合量が85重量%未満では、半田付性が悪くなり、逆に
95重量%を超えるときは、金属銅粉が十分にバインドさ
れず、得られる塗膜も脆くなり、所望の半田付強度が得
られず、導電性が低下すると共にスクリーン印刷性も悪
くなる。
If the blending amount is less than 85% by weight, the solderability will deteriorate, and conversely
If it exceeds 95% by weight, the metallic copper powder is not sufficiently bound, the resulting coating film becomes brittle, the desired soldering strength is not obtained, the conductivity is lowered, and the screen printability is deteriorated.

使用するレゾール型フェノール樹脂について、その化学
量、2−1置換体量をλ、2,4−2置換体量をμ、2,4,6
−3置換体量をν、メチロール基量をα、ジメチレンエ
ーテル量をβ、フェニル基量をγとすると、前記構成の
l/n、m/nが大きいということは、λ/ν、μ/νが小さ
いということになる。すなわち、2−1置換体量λ、2,
4−2置換体量μに比して、2,4,6−3置換体量νが多い
ということを意味する。
Regarding the resol type phenolic resin used, its stoichiometry, 2-1 substitution amount is λ, 2,4-2 substitution amount is μ, 2,4,6
If the -3 substitution product amount is ν, the methylol group amount is α, the dimethylene ether amount is β, and the phenyl group amount is γ, then
Larger l / n and m / n mean smaller λ / ν and μ / ν. That is, the amount of 2-1 substitution product λ, 2,
This means that the amount of 2,4,6-3 substituted product ν is larger than the amount of 4-2 substituted product μ.

また、前記構成のb/a、c/aが大きいということは、β/
α、γ/αが小さいということになる。すなわち、ジメ
チメンエーテル量β、フェニル基量γに比して、メチロ
ール基量αが多いということを意味する。
In addition, the fact that b / a and c / a in the above configuration are large means that β /
This means that α and γ / α are small. That is, it means that the amount α of methylol groups is larger than the amount β of dimethylene ether and the amount γ of phenyl groups.

一般に、2,4,6−3置換体量νが大きくなるとレゾール
型フェノール樹脂の架橋密度が大きくなるため、前記λ
/ν、μ/νが小さい方が、すなわち、l/n、m/nが大き
い方が塗膜の導電性は良くなる。しかし、逆に塗膜が硬
く、脆くなる傾向を示し、物理的特性が悪くる。
Generally, when the 2,4,6-3 substitution product amount ν increases, the crosslinking density of the resol-type phenol resin increases,
The smaller / ν and μ / ν, that is, the larger l / n and m / n, the better the conductivity of the coating film. However, on the contrary, the coating film tends to be hard and brittle, and the physical properties are poor.

また、β/αが小さいと塗膜の半田付性が悪くなり、γ
/αが大きいと塗膜の導電性が悪くなる。
Also, if β / α is small, the solderability of the coating film deteriorates, and γ
If / α is large, the conductivity of the coating film becomes poor.

従って、得られる導電塗料において、塗膜の硬さを適切
にし、良好な導電性と半田付性とを兼備するレゾール型
フェノール樹脂としては、前記構成に示すl/n、m/n、b/
aがそれぞれ0.8〜1.2、c/aが1.2〜1.5とするのが適して
いる。
Therefore, in the conductive paint obtained, the hardness of the coating film is appropriate, and as the resol-type phenol resin having both good conductivity and solderability, 1 / n, m / n, and b / n shown in the above-mentioned constitution are provided.
It is suitable that a is 0.8 to 1.2 and c / a is 1.2 to 1.5, respectively.

レゾール型フェノール樹脂の配合量は、金属銅粉との配
合において15〜5重量%の範囲で用いられ、金属銅粉
(A)とレゾール型フェノール樹脂(B)との合計量
(A+B)を100重量部とする。レゾール型フェノール
樹脂が5重量%未満では、金属銅粉が十分にバインドさ
れず、得られる塗膜も脆くなり、導電性が低下すると共
にスクリーン印刷性が悪くなる。逆に15重量%を超える
ときは、半田付性が好ましいものとならない。
The compounding amount of the resol type phenol resin is used in the range of 15 to 5% by weight in the compounding with the metal copper powder, and the total amount (A + B) of the metal copper powder (A) and the resol type phenol resin (B) is 100%. Parts by weight. If the amount of the resol-type phenol resin is less than 5% by weight, the metal copper powder is not sufficiently bound, the resulting coating film becomes brittle, the conductivity is lowered, and the screen printability is deteriorated. On the other hand, when it exceeds 15% by weight, the solderability is not preferable.

本発明に使用する飽和脂肪酸若しくは不飽和脂肪酸又は
それら金属塩とは、飽和脂肪酸にあっては、炭素数16〜
20のパルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸など、不
飽和脂肪酸にあっては炭素数16〜18のゾーマリン酸、オ
レイン酸、リノレン酸などで、それらの金属塩にあって
はカリウム、銅、アルミニウム、ナトリウム、亜鉛など
の金属との塩である。
The saturated fatty acid or unsaturated fatty acid or metal salt thereof used in the present invention is a saturated fatty acid having 16 to 16 carbon atoms.
Unsaturated fatty acids such as 20 palmitic acid, stearic acid, and arachidic acid are zomarinic acid having 16 to 18 carbon atoms, oleic acid, linolenic acid, and the like, and those metal salts are potassium, copper, aluminum, It is a salt with metals such as sodium and zinc.

これらの分散剤の使用は、金属銅粉とレゾール型フェノ
ール樹脂との配合において、金属銅粉の樹脂中への微細
分散を促進し、導電性の良好な塗膜を形成するので好ま
しい。
The use of these dispersants is preferable because in the blending of the metallic copper powder and the resol-type phenol resin, the fine dispersion of the metallic copper powder in the resin is promoted and a coating film having good conductivity is formed.

飽和脂肪酸若しくは不飽和脂肪酸又はそれらの金属塩の
配合量は、金属銅粉とレゾール型フェノール樹脂の合計
量100重量部に対して0.5〜8重量部の範囲で用いられ、
好ましくは1〜3重量部である。
The amount of the saturated fatty acid or unsaturated fatty acid or the metal salt thereof used is in the range of 0.5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the metal copper powder and the resol type phenol resin,
It is preferably 1 to 3 parts by weight.

前記分散剤の配合量が、0.5重量部未満では、金属銅粉
の微細分散性が期待できず、逆に8重量部を超えるとき
は、塗膜の導電性を低下させ、塗膜と基板との密着性の
低下をまねくので好ましくない。
When the compounding amount of the dispersant is less than 0.5 part by weight, the fine dispersibility of the metal copper powder cannot be expected, and when it exceeds 8 parts by weight, the conductivity of the coating film is lowered and the coating film and the substrate are It is not preferable because it causes deterioration of the adhesiveness.

本発明に使用する金属キレート形成剤とは、モノエタノ
ールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、トリエ
チレンテトラミンなどの脂肪族アミンから選ばれる少な
くとも一種を使用する。
The metal chelate forming agent used in the present invention is at least one selected from aliphatic amines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, triethylenediamine, and triethylenetetramine.

添加する金属キレート形成剤は、金属銅粉の酸化を防止
し、導電性の維持に寄与すると共に、半田付性をより向
上させる。
The metal chelate forming agent added prevents oxidation of the metal copper powder, contributes to maintaining conductivity, and further improves solderability.

金属キレート形成剤の配合量は、金属銅粉とレゾール型
フェノール樹脂との合計量100重量部に対して、1〜50
重量部の範囲で用いられる。金属キレート形成剤の配合
量が、1重量部未満では、導電性が低下し、且つ半田付
性も好ましいものとならない。逆に50重量部を超えると
きは、塗料自体の粘度が下がり過ぎて印刷性に支障をき
たすので好ましくない。
The amount of the metal chelate forming agent is 1 to 50 with respect to 100 parts by weight of the total amount of the metal copper powder and the resol-type phenol resin.
Used in the range of parts by weight. When the amount of the metal chelate forming agent is less than 1 part by weight, the conductivity is lowered and the solderability is not preferable. On the other hand, if it exceeds 50 parts by weight, the viscosity of the coating material itself is excessively lowered and the printability is impaired, which is not preferable.

本発明に係る導電塗料には、粘度調整をするために、通
常の有機溶剤を適宜使用することができる。例えば、ブ
チルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ブ
チルセロソルブ、メチルイソブチルケトン、トルエン、
キシレンなどの公知の溶剤である。
In the conductive paint according to the present invention, a usual organic solvent can be appropriately used in order to adjust the viscosity. For example, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, butyl cellosolve, methyl isobutyl ketone, toluene,
It is a known solvent such as xylene.

(実施例) 以下、実施例および比較例にもとづいて本発明を更に詳
細に説明するが、本発明はかかる実施例にのみ限定され
るものではない。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

粒径5〜10μmの樹技状金属銅粉、第1表に示す赤外線
透過率比のレゾール型フェノール樹脂、オレイン酸カリ
ウム、トリエタノールアミンをそれぞれ第2表に示す割
合で配合(重量部)し、溶剤として若干のブチルカルビ
トールを加えて、20分間三軸ロールで混練して導電塗料
を調整した。これをスクリーン印刷法によりガラス・エ
ポキシ樹脂基板上に、巾0.4mm、厚さ30±5μm、長さ5
20mmのS形導電回路を形成し、130〜180℃×10〜60分間
加熱して塗膜を硬化させた。
Blending (parts by weight) of a tree-like metal copper powder having a particle size of 5 to 10 μm, a resole-type phenol resin having an infrared transmittance ratio shown in Table 1, potassium oleate, and triethanolamine at a ratio shown in Table 2, respectively. Then, some butyl carbitol was added as a solvent, and the mixture was kneaded with a triaxial roll for 20 minutes to prepare a conductive paint. This is screen-printed onto a glass / epoxy resin substrate with a width of 0.4 mm, a thickness of 30 ± 5 μm, and a length of 5
A 20 mm S-shaped conductive circuit was formed and heated at 130 to 180 ° C. for 10 to 60 minutes to cure the coating film.

引続いて、形成された導電回路上に半田付を施すため、
実際の工程で使用する半田レベラマシンに通して、該基
板を有機酸素系のフラックス槽に4秒間浸漬し、次いで
250℃の溶融半田槽(Pb/Sn=40/60)中に5秒間浸漬し
て引上げると同時に2〜6.0気圧、220〜230℃の熱風を
吹きつけた後、洗浄して導電回路全面に半田付をした。
塗膜に半田付された半田コート厚は平均10μmである。
Subsequently, in order to apply soldering on the formed conductive circuit,
Pass it through the solder leveler machine used in the actual process, immerse the substrate in an organic oxygen-based flux bath for 4 seconds, and then
Immerse in a molten solder bath (Pb / Sn = 40/60) at 250 ° C for 5 seconds and pull it up, and at the same time blow hot air at 2 to 6.0 atm and 220 to 230 ° C, and then wash the entire conductive circuit. Soldered.
The thickness of the solder coat soldered to the coating film is 10 μm on average.

上記の過程で得た導電回路の諸特性を調べた結果を第1
表および第2表に示す。
The results of examining various characteristics of the conductive circuit obtained in the above process
The results are shown in Tables and Table 2.

ここに、赤外線透過率比とは、表2に示されるレゾール
型フェノール樹脂を、島津フーリエ変換赤外分光光度計
(FTIR−4100)を用い、液膜法による分光分析をおこな
った結果得られたチャートに関して、各置換基に対応す
る吸収位置(波数)における透過率の比を検討すること
によって得られる。
Here, the infrared transmittance ratio was obtained as a result of performing a spectroscopic analysis by a liquid film method on the resol-type phenol resin shown in Table 2 using a Shimadzu Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR-4100). It is obtained by examining the ratio of transmittances at absorption positions (wave numbers) corresponding to the respective substituents with respect to the chart.

尚、第2表に示されるレゾール型フェノール樹脂を確定
するために必要なスペクトルの位置及び置換基の関係は
以下の通りである。
The relationship between the positions of the spectra and the substituents required to determine the resol type phenolic resin shown in Table 2 is as follows.

上表のように、各置換基の吸収に対して、透過率を1,m,
n,a,b,cと表した。
As shown in the above table, the transmittance of each substituent is 1, m,
Expressed as n, a, b, c.

ここで、透過率(T)は、各吸収ピークのバックグラウ
ンドにベースラインを引き、そこから求められる入射光
の強度(I0)と透過光の強度(I)の比とする。一般
に、 式で表される。
Here, the transmittance (T) is the ratio of the intensity (I 0 ) of the incident light and the intensity (I) of the transmitted light obtained by drawing a baseline on the background of each absorption peak. In general, It is represented by a formula.

以上のように、各置換基に対して規定した波長におい
て、透過率が得られる。この透過率の大小関係を検討す
ることにより、前記の通り、レゾール型フェノール樹脂
の内でも、ジメチレンエーテル結合が多く、なおかつ、
3置換体の多いタイプを確定することができた。
As described above, the transmittance is obtained at the wavelength specified for each substituent. By examining the magnitude relationship of the transmittance, as mentioned above, among the resol type phenolic resins, there are many dimethylene ether bonds, and
A type with many 3-substitutions could be identified.

ここに、塗膜の導電性とは、加熱硬化された塗膜の体積
固有抵抗を測定した値である。
Here, the electroconductivity of the coating film is a value obtained by measuring the volume resistivity of the coating film which has been heat-cured.

塗膜の密着性とは、JIS K5400(1979)の碁盤目試験方
法に準じて、塗膜上に互に直交する縦横11本づつの平行
線を1mmの間隔で引いて、1cm2中に100個のます目ができ
るように碁盤目状の切り傷を付け、その上からセロハン
テープで塗膜を引きはがしたときに、絶縁基板上に残る
塗膜の碁盤目個数を求めたものである。
Adhesion of a coating film is defined by the JIS K5400 (1979) cross-cut test method, and draws 11 parallel and 11 horizontal and vertical lines on the coating film at intervals of 1 mm to give 100 in 1 cm 2. This is the number of cross-cuts of the coating film remaining on the insulating substrate when the cross-cutting cuts are made so that individual cells can be made and the coating film is peeled off with cellophane tape.

半田付性とは、塗膜上に半田付された状態を低倍率の実
体顕微鏡によって観察し、下記の基準によって評価し
た。
The solderability was evaluated by observing the state of soldering on the coating film with a low-magnification stereoscopic microscope and by the following criteria.

○印:表面平滑で全面に半田が付着しているもの △印:部分的に塗膜が露出しているもの ×印:部分的にしか半田が付着していないもの 印刷性とは、粘度調整して得られた導電塗料を用いてス
クリーン印刷法により導電回路を形成するに際して、そ
の印刷の容易性を観察し、下記の基準により評価した。
○ mark: The surface is smooth and solder is attached to the whole surface △ mark: The coating film is partially exposed × mark: The solder is attached only partially The printability is the viscosity adjustment When a conductive circuit was formed by a screen printing method using the conductive coating material obtained as described above, the ease of printing was observed and evaluated according to the following criteria.

○印:導電回路の形成が良好なもの △印:導電回路の形成が稍々困難なもの ×印:導電回路の形成が困難なもの 次に、半田付強度とは、ガラス・エポキシ樹脂基板(例
えば、G10)上に直径3mmφのランドで、厚さが25〜30μ
mの塗膜を形成させ、130〜180℃×10〜60分間加熱して
塗膜を硬化させた後、そのランド上にリード線(0.8mm
φの錫メッキ軟銅線)を垂直に半田付(63Snの共晶半田
を使用)をし、前記基板を固定して50mm/分の引張連度
でリード線を垂直に引張り、その強度を求めたものであ
る。
○ mark: Good formation of conductive circuit △ mark: Difficulty forming conductive circuit × mark: Difficulty forming conductive circuit Next, the soldering strength is the glass / epoxy resin substrate ( For example, a land with a diameter of 3 mm on G10) and a thickness of 25-30 μ
m, a coating film is formed and heated at 130 to 180 ° C for 10 to 60 minutes to cure the coating film, and then the lead wire (0.8 mm
φ tin-plated annealed copper wire) was vertically soldered (using 63Sn eutectic solder), the board was fixed, and the lead wire was pulled vertically with a tensile continuity of 50 mm / min, and the strength was obtained. It is a thing.

結果からわかるように、実施例1〜4は、本発明に使用
する特定の配合材料が適切に組合わされているので、塗
膜の導電性、塗膜の密着性、半田付性、半田付強度、印
刷性などの諸特性が良好なものとなる。特に、得られた
硬化塗膜に通常の有機酸系のフラックス剤を用いて直接
半田付を施すことができるので、導電回路の導電性を10
-4Ω・cm級から10-5Ω・cm級に向上させることができ、
より大きな電流を導電回路に流すことができる。
As can be seen from the results, in Examples 1 to 4, since the specific compounding materials used in the present invention are appropriately combined, the conductivity of the coating film, the adhesion of the coating film, the solderability, and the soldering strength. , Various properties such as printability become good. In particular, since the obtained cured coating film can be directly soldered by using a normal organic acid-based flux agent, the conductivity of the conductive circuit can be reduced to 10%.
It can be improved from -4 Ω ・ cm class to 10 -5 Ω ・ cm class,
Larger current can be passed through the conductive circuit.

次に、比較例についてみると、比較例1、2、3は使用
するレゾール型フェノール樹脂の赤外線透過率比が適切
でないため、好ましくは半田付性をもつ塗膜が得られな
い。比較例4は、金属銅粉が少ないため、半田付におい
て導電回路の部分的にしか半田か付着しないので好まし
くない。比較例5は、金属銅粉が多く、金属銅粉が十分
にバインドされないため、塗膜の導電性が不安定であっ
て、得られる塗膜も脆く、又スクリーン印刷性が稍々困
難で好ましくない。
Next, regarding Comparative Examples, in Comparative Examples 1, 2, and 3, since the infrared transmittance ratio of the resol-type phenolic resin used is not appropriate, preferably a coating film having solderability cannot be obtained. Comparative Example 4 is not preferable because the amount of metallic copper powder is small and the solder is only partially attached to the conductive circuit during soldering. Comparative Example 5 is preferable because the amount of metallic copper powder is large and the amount of metallic copper powder is not sufficiently bound, the conductivity of the coating film is unstable, the resulting coating film is brittle, and the screen printability is difficult. Absent.

(発明の効果) 以上説明した如く、本発明に係る導電塗料は、絶縁基板
上に導電回路を形成させた後、その塗膜を加熱硬化させ
て塗膜上に直接半田付をすることができるので、導電回
路の導電性をより向上できると共に、従来のように、回
路の塗膜に活性化処理を施して無電解メッキをするか又
は電気メッキを行なう必要がないので、印刷回路の形成
工程が大巾に短縮され、経済的メリットが多大となる。
又、本発明の導電塗料は、導電回路の形成以外に電子機
器部品、回路部品の電極、スルーホール接続剤、電磁、
静電しゃへい層などにも使用され、産業上の利用価値が
高い。そして、殊に本発明では、本発明者等が先に提案
した、導電塗料を混練する前段階で金属銅粉をバインド
する樹脂を金属表面活性化樹脂と粒状フェノール樹脂お
よび熱硬化性樹脂とを混練することによって得なければ
ならなかったり、更に半田付促進剤を添加しなければな
らなかったりするものとは全く違って、金属銅粉をバイ
ンドする樹脂としては、レゾール型フェノール樹脂だけ
を、しかも、特定のレゾール型フェノール樹脂を、採用
するのであるから、導電塗料を混練する前段階で樹脂混
和物の混和作業が全く不要となり、また併せて半田付促
進剤を添加しなくても十分な半田付性が得られるから、
利便性を更に高度に向上できると共に生産性を大幅に向
上でき、それでいて、先に述べた通り、半田付可能な導
電塗料としての必要な特性は十分に備えたものを提供出
来るに至った。
(Effects of the Invention) As described above, the conductive coating material according to the present invention can be directly soldered on a coating film by forming a conductive circuit on an insulating substrate and then heat-curing the coating film. Therefore, it is possible to further improve the conductivity of the conductive circuit, and it is not necessary to perform electroless plating by performing activation treatment on the coating film of the circuit or electroplating as in the conventional case. Is greatly shortened, and the economic merit is great.
In addition to the conductive circuit formation, the conductive coating material of the present invention is used for electronic device parts, circuit part electrodes, through-hole connecting agents, electromagnetic agents,
It is also used for electrostatic shield layers and has a high industrial utility value. And, in particular, in the present invention, a resin for binding the metal copper powder in the step before kneading the conductive coating, which has been previously proposed by the present inventors, is a metal surface activating resin and a granular phenol resin and a thermosetting resin. Unlike the ones that must be obtained by kneading or that a soldering accelerator must be added, the resol-type phenol resin is the only resin that binds metallic copper powder, and Since a specific resol type phenolic resin is used, there is no need to mix the resin mixture before the conductive paint is kneaded. In addition, sufficient soldering is possible without adding a soldering accelerator. Because it can be attached
The convenience can be further improved and the productivity can be greatly improved, and as described above, it is possible to provide a soldering conductive paint having the necessary characteristics sufficiently.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 5/17 (72)発明者 村上 久敏 大阪府東大阪市岩田町2丁目3番1号 タ ツタ電線株式会社内 (72)発明者 寺田 恒彦 大阪府東大阪市岩田町2丁目3番1号 タ ツタ電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−270674(JP,A)Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication C08K 5/17 (72) Inventor Hisatoshi Murakami 2-3-1 Iwata-cho, Higashiosaka-shi, Osaka Prefecture Tatsuta Electric Wire Co., Ltd. In-house (72) Inventor Tsunehiko Terada 2-3-1 Iwata-cho, Higashi-Osaka City, Osaka Prefecture Tatsuta Electric Wire Co., Ltd. (56) Reference JP-A-62-270674 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属銅粉(A)85〜95重量%と、レゾール
型フェノール樹脂(B)15〜5重量%と、(A)と
(B)との合計100重量部に対して、飽和脂肪酸若しく
は不飽和脂肪酸又はそれらの金属塩0.5〜8重量部と、
金属キレート形成剤1〜50重量部とから成り、前記レゾ
ール型フェノール樹脂(B)は、それが有する2−1置
換体、2,4−2置換体、2,4,6−3置換体、メチロール
基、ジメチレンエーテル、フェニル基の赤外分光法によ
る赤外線透過率をl、m、n、a、b、cとするとき、 各透過率間に なる関係式が成り立つレゾール型フェノール樹脂である
ことを特徴とする半田付可能な導電塗料。
1. A saturated copper powder (A) of 85 to 95% by weight, a resole type phenolic resin (B) of 15 to 5% by weight, and a total of 100 parts by weight of (A) and (B) are saturated. 0.5 to 8 parts by weight of fatty acid or unsaturated fatty acid or metal salt thereof,
1 to 50 parts by weight of a metal chelate forming agent, and the resol type phenol resin (B) has a 2-1 substitution product, a 2,4-2 substitution product, a 2,4,6-3 substitution product, which it has. When the infrared transmittance of methylol group, dimethylene ether, and phenyl group by infrared spectroscopy is 1, m, n, a, b, c, A solderable conductive paint, which is a resol-type phenolic resin that satisfies the following relational expression.
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