JPH04304272A

JPH04304272A - 導電性ペーストの硬化物の製造方法

Info

Publication number: JPH04304272A
Application number: JP13380891A
Authority: JP
Inventors: Hideko Nakao; 中尾　英子; Eiji Shiojiri; 栄二塩尻; Koji Takeuchi; 光二竹内
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1992-10-27

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】本発明は紫外線硬化型導電性ペー
ストを、紫外線を照射すると同時に加熱して硬化させる
ことを特徴とする導電性ペーストの硬化物の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び問題点】従来、導電性ペーストのバイ
ンダーとしては、ガラス質フリットまたは熱硬化型樹脂
が用いられており、そのいずれもペーストを硬化させる
には加熱による硬化方法が用いられる。しかしこの方法
によると、高温・長時間の加熱を必要とする為、生産性
が悪く、また、ペーストの被着基材の劣化、変形、収縮
を引き起こすという問題があった。

【０００３】加熱による硬化方法に比較し、紫外線によ
る硬化方法は低温・短時間での硬化が可能であるが、導
電性ペーストを紫外線により硬化させる方法は、見かけ
上均一な硬化物が得られるものの、導電性、接着性、耐
溶剤性といった性能や長期信頼性の点で劣っており、ほ
とんど用いられていないのが現状である。その理由は、
ペースト中に占める導電性微粉末の割合が大きいため、
紫外線が中まで透過せず、ペースト内部が硬化しないた
めである。

【０００４】特開昭５８−１０６８９３号公報には、エ
ポキシアクリレートを必須成分とする紫外線硬化型樹脂
をバインダーとした導電性ペーストより導体回路を形成
する方法が開示されている。しかしこの方法によると、
ペースト中に占める導電性微粉末の割合が７０〜８０重
量％と大きいにも関わらず、得られる硬化物の性能は体
積固有抵抗値１０−２〜１０−３Ω・ｃｍと悪いため導
体回路形成の用途には適当でなく、広くは用いられてい
ない。すなわち、十分に低い抵抗を有する導体回路を形
成するためには回路の線幅を大きくしなければならず、
回路小型化の要請に逆行するばかりか、高価な導電性ペ
ーストを大量に使用することになりコスト面でも不利で
ある。特開昭６３−１５４７７３号公報、同６３−２６
５９７９号公報、同６３−２６８７７３号公報などには
、紫外線硬化型樹脂をバインダーとした導電性ペースト
を紫外線照射により仮硬化させた後、焼成する方法が開
示されている。しかし、この方法によると、作業工程が
煩雑になる上、８５０℃で１０分間といった厳しい加熱
条件が必要である。また、特開昭５８−１０６８９３号
公報には、紫外線硬化型樹脂をバインダーとし、光重合
開始剤と熱重合開始剤を併用する導電性ペーストが提案
されている。この方法は、紫外線硬化型樹脂の重合反応
に伴い発生する反応熱と、紫外線発生光源より発生する
熱を利用して樹脂を内部まで硬化させることを試みたも
のであるが、比較的低温で分解する光重合開始剤を使用
しているため、ペーストの保存安定性が悪いという欠点
があった。ほかに、特開昭５５−７８０７０号公報など
にはペーストの紫外線透過性を向上させるために、紫外
線を透過する材質の微粉末を混入する方法も提案されて
いるが、これらの方法によると良好な導電性を得ること
は困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者の課題は保存
安定性の良い導電性ペーストから紫外線硬化によって十
分な導電性を有する硬化物を製造する方法を開発するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究し
た結果、ペーストに紫外線を照射する際、同時に加熱を
行うことにより、ペースト内部まで硬化を進行せしめる
ことが可能であることを見いだし、本発明を完成したも
のである。すなわち、本発明は（Ａ）導電性微粉末、（
Ｂ）紫外線硬化可能な化合物及び（Ｃ）光重合開始剤を
必須成分とする導電性ペーストを、紫外線照射とペース
トの構成成分の分解温度以下室温以上での加熱とを同時
平行で行うことによりペースト内部まで完全に硬化させ
て良好な導電性を有する硬化物を得ることを特徴とする
導電性ペーストの硬化物の製造方法である。

【０００７】本発明に使用する導電性微粉末とは、金、
銀、銅、白金、パラジウム、ニッケルなどの金属粉のほ
かに無機物、プラスチック、セラミックス等の面を上記
金属で被覆したものなどを挙げることができる。その含
有率は本発明における紫外線硬化型導電性ペーストの４
０〜９５重量％であることが好ましく、更に好ましくは
６０〜９０重量％である。含有率が４０重量％未満の場
合は、硬化物の導電性が低下し、一方、９５重量％を越
える場合は紫外線硬化型導電性ペーストの粘度が著しく
高くなり取扱が困難となる。

【０００８】本発明で使用する紫外線硬化可能な化合物
とは分子内に少なくとも１個以上の重合性二重結合を有
する光重合性化合物であり、紫外線硬化可能な化合物の
少なくとも一部分は分子内に２個以上の（メタ）アクリ
レート基または（メタ）アクリルアミド基を有する化合
物であることが望ましい。ただし、（メタ）アクリレー
ト基とは、アクリレート基及びメタアクリレート基を、
また（メタ）アクリルアミド基とは、アクリルアミド基
およびメタアクリルアミド基を示す。以下同様に略す。分子内に少なくとも１個以上の重合性二重結合を有する
光重合性化合物としては、例えば、スチレン、α−メチ
ルスチレン、クロロスチレンなどのスチレン系化合物、
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレ
ート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウ
リル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（
メタ）アクリレートなどのモノ（メタ）アクリレート化
合物、モノ（メタ）アクリルアミド化合物などが挙げら
れる。分子内に２個以上の（メタ）アクリレート基を有
する化合物としては、特に制限はない。例えば、１，４
−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３ブチ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキ
サンジオールジ（メタ）アクリレートなどのジ（メタ）
アクリレート化合物、トリメチロールプロパントリトリ
（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メ
タ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メ
タ）アクリレートなどの３官能以上のモノマー、ジエチ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、オリゴエステ
ルアクリレート、エポキシ（メタ）アクリレートなどの
オリゴマーなどが挙げられる。これら光重合性化合物は
単独または２種以上併用して使用される。

【０００９】本発明で用いられる、光重合開始剤には、
例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
、２−ヒドロキシ−２−メチル−フェニルプロパン−１
−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒド
ロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、４−ｔ−ブチ
ル−トリクロロアセトフェノン、２−メチル−１−［４
−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパ
ノン−１−オン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイン
エチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベン
ゾイル安息香酸メチル、３、３’−ジメチル−４−メト
キシキサンソン、２、４、６−トリメチルベンゾイルジ
フェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられ、単独
または２種以上併用して使用される。本発明においては
光重合開始剤の量は光硬化性樹脂中、０．０５〜２０重
量％であり、好ましくは０．５〜１０重量％である。光
重合開始剤の配合量が０．０５重量％未満の場合は、光
重合性化合物が十分重合することができず、光重合開始
剤の配合量が２０重量％以上の場合は耐薬品性、硬化後
の物性が低下する。

【００１０】本発明の硬化方法において、紫外線照射中
に加熱を行うことが必須である。紫外線により、ペース
トの表面付近に存在する光重合開始剤が活性化され、光
重合性化合物の重合反応が開始される。生じた活性種は
熱により反応性が高められるので、急速に重合し、硬化
が完結する。紫外線の発生光源としては、高圧水銀灯、
キセノンランプ、メタルハライドランプなどが用いらる
。加熱を行う手段については特に制限されるものではな
く、広く一般に行われる方法、例えば熱風による加熱、
誘電加熱によるものや、遠赤外線による加熱を用いるこ
とができる。加熱温度は、室温以上、ペースト構成成分
の分解温度以下であり、好ましくは４０℃以上１２０℃
以下である。加熱温度が４０℃以下の場合は光重合性化
合物が十分重合することができず、加熱温度が１２０℃
以上ではペーストの被着基材の劣化が起こりやすい。照
射源のランプ入力及び硬化時間については、使用するペ
ースト組成物によって様々であるが、一般に従来の熱硬
化法、紫外線硬化法に必要とされる条件よりは温和な条
件で十分な効果をあげることができる。一例を挙げると
、６００Ｗメタルハライドランプで２０ｃｍの距離から
照射した場合、１００℃で９０秒照射である。

【００１１】

【本発明の効果】本発明の方法を用いると、内部まで均
一に硬化した塗膜を得ることができる。また、（１）従
来に比較し、作業工程が簡略であり、低温・短時間での
硬化が可能であるため、耐熱性の十分でない被着基材を
用いる用途にも応用できる（２）熱重合開始剤など、熱に不安定な化合物を添加す
る必要がないため、ペーストの保存安定性が損なわれる
ことがない（３）良好な導電性を有する硬化物を形成することが可
能であるので、応用範囲が広く、特に導体回路形成など
にも利用できるといった効果が期待できる。

【００１２】

【実施例】以下の実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限さ
れるものではない。

【００１３】

【実施例　　１】ペンタエリスリトールトリアクリレー
ト１００部、２、４−ジエチルチオキサンソン１．５部
、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル１．
５部に、銀粉３００重量部を加え、３本ロールでよく混
練して導電性ペースト（Ｉ）を得た。（Ｉ）をＰＥＴ基
板上に２００メッシュのポリエステル・スクリーン版を
用いて印刷して塗布物を作製した。この塗布物を１００
℃で加熱しながら３分間紫外線照射して硬化を行った。紫外線は６００Ｗメタルハライドランプを２０ｃｍの距
離から照射した。得られた硬化物の性能を表１に示す。また、基板への接着性をＪＩＳ　　Ｋ５４００碁盤目テ
ープ法に従って調べたところ、１００／１００であり、
良好な接着性を示した。

【００１４】

【実施例　　２】ペンタエリスリトールトリアクリレー
ト１００部、ＢＡＳＦ製光重合開始剤ルシリンＴＰＯ３
部に、銀粉３００部を加え、３本ロールでよく混練して
導電性ペースト（ＩＩ）を得た。（ＩＩ）を用いて実施
例１と同様の方法で作製した塗布物に、１００℃で加熱
しながら９０秒間紫外線照射して得られた硬化物の性能
を表１に示す。また、基板への接着性をＪＩＳ　　Ｋ５
４００碁盤目テーブ法に従って調べたところ、１００／
１００であり、良好な接着性を示した。

【００１５】

【比較例　　１】実施例１の導電性ペースト（Ｉ）を用
いて加熱を行わないこと以外は実施例１と同様の方法で
硬化物を作製した。その性能を表１に示す。

【００１６】

【比較例　　２】実施例２の導電性ペースト（ＩＩ）を
用いて加熱を行わないこと以外は実施例２と同様の方法
で硬化物を作製した。その性能を表１に示す。

【００１７】

【比較例　　３】導電性ペースト（ＩＩ）を実施例１と
同様の方法で基板上に塗布し、加熱を行わずに６０秒間
紫外線照射した後、１００℃ｘ２分間加熱して硬化を行
った。得られた硬化物の性能を表１に示す。

【００１８】

【実施例　　３】実施例１、２で得られた硬化物をアセ
トン中に５分間浸漬したが、塗膜に異常は認められず、
塗膜が均一に硬化していることを確認した。

【００１９】

【比較例　　４】比較例１、２、３で得られた硬化物を
アセトン中に浸漬したところ、いずれも２分以内に塗膜
の膨潤と、ＰＥＴ上からの剥離が認められた。

【００２０】

【実施例　　４】ウレタンアクリレート３５部、ペンタ
エリスリトールトリアクリレート５０部、エチレングリ
コールジメタクリレート１５部、メルク社製光重合開始
剤ダロキュア４０４３　　６部に銀粉３００部を加え、
３本ロールでよく混練して導電性ペースト（ＩＩＩ）と
した。　　（ＩＩＩ）を実施例１と同様の方法で印刷し
、１００℃で加熱しながら２分間紫外線照射して硬化を
行った。紫外線は４００Ｗ高圧水銀灯を１０ｃｍの距離
から照射した。得られた硬化物の性能を表１に示す。ま
た、基板への接着性をＪＩＳ　　Ｋ５４００碁盤目テー
プ法に従って調べたところ、１００／１００であり、良
好な接着性を示した。

【００２１】

【実施例　　５】ウレタンアクリレート２５部、ペンタ
エリスリトールトリアクリレート２５部、トリグリセロ
ールプロパンジアクリレート５０部、ルシリンＴＰＯ６
部に銀粉３００部を加え、３本ロールでよく混練して導
電性ペースト（ＩＶ）とした。（ＩＶ）を用いて実施例
５と同様の方法で得た硬化物の性能を表１に示す。また
、基板への接着性をＪＩＳ　　Ｋ５４００碁盤目テープ
法に従って調べたところ、１００／１００であり、良好
な接着性を示した。

【００２２】

【実施例　　６】イミノビスプロピルアミンのアミノ基
をアクリロイル化し３官能のアクリルアミド樹脂を調製
した。上記アクリルアミド樹脂９０部、アクリロイルモ
ルホリン１０部、ルシリンＴＰＯ３部、銀粉３００部を
３本ロールでよく混練して導電性ペースト（Ｖ）を得た
。（Ｖ）を実施例１と同様の方法で印刷し、１００℃に加
熱しながら２０秒間紫外線照射して硬化を行った。紫外
線は８０Ｗ／ｃｍのメタルハライドランプを３０ｃｍの
距離から照射した。得られた硬化物の性能を表１に示す
。また、基板への接着性をＪＩＳ　　Ｋ５４００碁盤目
テープ法に従って調べたところ、１００／１００であり
、良好な接着性を示した。

【００２３】

【比較例　　５】実施例７の導電性ペースト（Ｖ）を用
いて加熱を行わないこと以外は実施例７と同様の方法で
硬化物を作製した。その性能を表１に示す。また、基板
への接着性をＪＩＳ　　Ｋ５４００碁盤目テープ法に従
って調べたところ、１００／１００であり、良好な接着
性を示した。

【００２４】

【実施例７〜１１】実施例１、２、４〜６で得られた導
電性ペースト（Ｉ）〜（Ｖ）を一ヶ月間室温（２０℃）
暗所で保存した後、それぞれ実施例１、２、４〜６と同
様の方法で硬化物を得た。得られた硬化物の性能を表２
に示す。

【００２５】

【比較例６】導電性ペースト（Ｉ）〜（Ｖ）に熱重合開
始剤として（２−エチルヘキシル）パーオキシジカーボ
ネート２％を添加した導電性ペースト（ＩＶ）〜（Ｘ）
を作製　　し、室温（２０℃）暗所に保存したところ、
いずれも１０日以内にゲル化した。

【表１】

【表２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）導電性微粉末、（Ｂ）紫外線硬化可
能な化合物及び（Ｃ）光重合開始剤を必須成分とする紫
外線硬化型導電性ペーストを、紫外線照射とペースト構
成成分の分解温度以下室温以上での加熱とを同時平行で
行うことにより硬化させて良好な導電性を有する硬化物
を得ることを特徴とする、導電性ペーストの硬化物の製
造方法。