JP2004031216A

JP2004031216A - 導電性ペースト

Info

Publication number: JP2004031216A
Application number: JP2002188010A
Authority: JP
Inventors: Koji Kondo; 近藤　孝司; Hiroshi Tachika; 田近　弘; Kazuhisa Inoue; 井上　和壽
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】ノンハロゲンでの難燃性、導電性、接着性、耐熱性、可撓性、耐マイグレーション性などの特性、特に高温度域での接着性と耐マイグレーション性に特に優れた導電性ペーストを提供する。
【解決手段】分子内にリンを含有する有機樹脂（Ａ）、導電性微粉末（Ｂ）を含む導電性ペーストに関する。分子内にリンを含有する有機樹脂（Ａ）がポリエステル樹脂及び／又は変性ポリエステル樹脂であることを特徴とする導電性ペーストに関する。さらにリン及び／又は窒素を分子内に含有するノンハロゲン難燃剤を含有する導電性ペーストに関する。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は難燃性に優れた導電性ペーストに関するものであり、さらに詳しくはフィルムまたは回路基板などに印刷または塗布して用いるものである。用途としては、回路用、導電性接着剤などに用いられるもので、難燃性を兼ね備えるものである。
【０００２】
【従来の技術】
導電性ペーストは、有機樹脂に導電性微粉末を分散して作成されるもので、回路用、導電性接着剤などの分野で幅広く使用されている。公知の技術としては、ポリウレタンをバインダーに用いたものとしては特開昭５９−２０６４５９号公報、ポリエステルをバインダーに用いたものとしては特開平１−１５９９０６号公報などが挙げられる。しかし、これらの導電性ペーストに使用されるバインダー樹脂は本質的に可燃性であるため、家電用途、ＯＡ機器、自動車用途を中心とした「ＵＬ規格でＶ−０」などの高度な難燃性が要求される用途には使用できない。難燃性が要求される具体的用途としては、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）、メンブレン回路などの回路用、電子部品、チップ部品などを接着する接着剤、コンデンサー端子部などに用いられる。
また、耐熱性を付与する目的でポリイミド系樹脂をバインダーに用いたものとして特開昭５４−７８４９２号公報などが挙げられるが、これらの耐熱性樹脂系の導電性ペーストは比較的良好な難燃性を有するものの、アミド系などの高沸点の特殊な溶剤にしか溶解せず、従って乾燥温度が２００℃以上必要である場合が多く作業性が悪く、特にＰＥＴフィルムなどの耐熱性のない基材には使用できない。また、フィルムに塗布した場合はカールが発生する問題もある。
【０００３】
一般的に、樹脂を含む組成物に難燃性を付与する方法としては、難燃剤としてハロゲン系有機化合物、ハロゲン含有高分子化合物、さらに難燃助剤としてアンチモン化合物を樹脂に添加する方法が挙げられる。しかしながら、この方法には一部で燃焼時にハロゲンガスやダイオキシンが発生すると言われている。さらには、難燃剤の配合により、導電性、接着性、可撓性などの重要な導電性ペーストの特性が損なわれる。
【０００４】
また、難燃剤としては、近年、これらハロゲン系難燃剤の環境への悪影響を低減する為、ハロゲンを全く含まない、即ちハロゲンフリーの難燃剤が知られている。ハロゲンフリーの難燃処方については、たとえばリン系難燃剤の配合が採用されている。しかし、リン酸エステル等のリン含有難燃剤で難燃性を付与するには、ハロゲン系難燃剤以上に大量に配合しなければならず、導電性、接着性、可撓性などの特性が低下する可能性があり、難燃剤がブリードアウトする可能性もある。
【０００５】
このような背景の中、ハロゲン系難燃剤を全く含まず、難燃性や耐熱性に優れ、さらには導電性、接着性、耐屈曲性、耐マイグレーションなどの諸特性に優れた導電性ペーストの開発が強く要望されるようになった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、これら従来の導電性ペーストに不足している難燃性、導電性、接着性、可撓性、耐熱性、耐マイグレーション性などの特性をノンハロゲン系により提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解決するために、鋭意検討した結果、分子内にリンを含有する有機樹脂と導電性微粉末を含む導電性ペーストは驚くべきことにハロゲンフリーで高度の難燃性が得られ、導電性、接着性、可撓性に優れ、さらには高温時の接着強度に優れ、耐湿性、耐マイグレーション性などの耐久性にも優れることを見いだし、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下のような導電性ペーストに関する。
【０００８】
（１）分子内にリンを含有する有機樹脂（Ａ）及び導電性微粉末（Ｂ）を含む導電性ペースト。
【０００９】
（２）分子内にリンを含有する有機樹脂（Ａ）がポリエステル樹脂及び／又は変性ポリエステル樹脂であることを特徴とする（１）記載の導電性ペースト。
【００１０】
（３）さらにリン及び／又は窒素を分子内に含有するノンハロゲン難燃剤（Ｃ）を含むことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の導電性ペースト。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の難燃性に優れた導電性ペーストの構成成分として用いられる分子内にリンを含有する有機樹脂（Ａ）は、用途に応じて使い分けられれば特に限定されるものではないが、接着性と可撓性の観点から、ポリエステル樹脂及び／又は変性ポリエステル樹脂が好ましい。これらの樹脂にリンを導入する方法としては、リン原子を含有するモノマーを共重合する方法が簡便で好ましい。ポリエステル樹脂にリン化合物を共重合する方法としては、下記一般式［１］〜［２］で示される含リンジカルボン酸類、一般式［３］、［４］で示される含リンモノカルボン酸類、一般式［５］で示されるリン含有ポリアルコールなどを共重合成分として用いる方法が好ましい。
【００１２】
一般式［１］
【化１】

Ｒ^１、Ｒ^２の具体例としては水素原子、メチル、エチル、プロピル、フェニルのような炭化水素基である。Ｒ^１とＲ^２は同じであっても良いし、又相異なっていても良い。Ｒ^３とＲ^４は水素原子、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、ベンジル、２−ヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、４−ヒドロキシブチル、２−ヒドロキシエチルオキシエチルのような炭化水素基またはヒドロキシ基置換基である。なお、炭化水素基は他の官能基で置換されていても良い。ｎは０〜１０である。
【００１３】
一般式［２］
【化２】

Ｒ^５はメチル、エチル、ブチルなどのアルキル基である。
【００１４】
一般式［３］
【化３】

Ｒ^６は水素原子、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、ベンジル、２−ヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、４−ヒドロキシブチル、２−ヒドロキシエチルオキシエチルのような炭化水素基またはヒドロキシ基置換基である。なお、炭化水素基は他の官能基で置換されていても良い。
【００１５】
一般式［４］
【化４】

Ｒ^７は水素原子、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、ベンジル、２−ヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、４−ヒドロキシブチル、２−ヒドロキシエチルオキシエチルのような炭化水素基またはヒドロキシ基置換基である。なお、炭化水素基は他の官能基で置換されていても良い。
【００１６】
一般式［５］
【化５】

Ｒ^８はメチル、エチル、ブチルなどのアルキル基である。
【００１７】
本発明に用いるリンを含有する有機樹脂（Ａ）に含まれるリン原子の含有量は難燃性及び密着性、耐湿性の面から有機樹脂（Ａ）１００重量％あたり、０．１重量％以上が好ましく、より好ましくは０．３重量％以上である。上限は５．０重量％以下が好ましく、より好ましくは４．０重量％以下である。リンを含有することにより、難燃性を付与できるだけでなく理由は定かではないが非常に優れた耐熱性（高温時の接着性）、耐マイグレーション性が得られる。なお、リン化合物として、リン酸金属塩を用いることも可能であるが、耐水性、耐湿性、耐マイグレーション性を高いレベルに維持するためには、塩構造をとらないこと、すなわち、樹脂中でリン酸エステルやリン酸構造となっていることが好ましい。特にはリン酸エステル構造となっていることが好ましい。
樹脂中のリン含有量は原子吸光法、蛍光Ｘ線法や、樹脂を湿式分解した後、モリブデンブルーで発色させて、その含有量を比較決定する方法等公知の方法で測定できる。
【００１８】
該ポリエステル樹脂に共重合できるリンを含まない酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、アゼライン酸などの脂肪族ジカルボン酸、炭素数１２〜２８の２塩基酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３ーシクロヘキサンジ
カルボン酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、３−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、２−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ジカルボキシ水素添加ビスフェノールＡ、ジカルボキシ水素添加ビスフェノールＳ、ダイマー酸、水素添加ダイマー酸、水素添加ナフタレンジカルボン酸、トリシクロデカンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、ヒドロキシ安息香酸、乳酸などのヒドロキシカルボン酸が挙げられる。
【００１９】
この内、難燃性と塗膜物性の面から芳香族ジカルボン酸を全酸成分の６０モル％以上用いることが好ましい。さらには、溶剤溶解性からテレフタル酸とイソフタル酸を併用することが好ましい。
【００２０】
その他のジカルボン酸としてはセバシン酸が好ましく、これを共重合することにより、硬化皮膜を柔軟にすることができる。
【００２１】
また、発明の内容を損なわない範囲で、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの多価のカルボン酸、フマール酸などの不飽和ジカルボン酸、さらに、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩などのスルホン酸金属塩基含有ジカルボン酸を併用してもよい。また、ポリエステル樹脂を重合後、無水トリメリット酸、無水フタル酸などの酸無水物を後付加して酸価を付与してもよい。スルホン酸金属塩基やカルボキシル基（酸価の付加）などの極性基導入により、フィラーの分散性を向上でき、とくに後述する分散性の悪いリン及び／又は窒素含有の難燃剤を併用する際に好ましい。
【００２２】
該ポリエステル樹脂に使用されるグリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオールなどのアルキレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、ＴＣＤグリコールなどの脂環族グリコール、ジエチレングリコール、ダイマージオール、ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールＦのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールＳのアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。この内、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールが好ましく、さらに耐湿性の面より、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールがより好ましい。さらに、難燃性の面より、ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールＦのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールＳのアルキレンオキサイド付加物などの芳香族環含有のグリコールが好ましい。
【００２３】
また、発明の内容を損なわない範囲でトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリグリセリンなどの多価ポリオールを併用してもよい。
【００２４】
該変性ポリエステル樹脂としては前述したリン含有ポリエステル樹脂をベースにしたポリエステルウレタン樹脂、ウレタン−アクリレート変性ポリエステル樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂などが挙げられる。
該ポリエステルウレタン樹脂に用いられるイソシアネート成分としては、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアナート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、２，６−ナフタレンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアネート、４，４’−ジイソシアネートジフェニルエーテル、１，５−キシリレンジイソシアネート、１，３ジイソシアネートメチルシクロヘキサン、１，４−ジイソシアネートメチルシクロヘキサン、４，４’−ジイソシアネートシクロヘキサン、４，４’−ジイソシアネートシクロヘキシルメタン、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
【００２５】該ポリエステルウレタン樹脂に用いられる鎖延長剤としては、上述の該ポリエステル樹脂に用いられるグリコール成分がここでも使用できるが、接着性の観点から、ジメチロールブタン酸、ジメチロールプロピオン酸のようなカルボン酸含有グリコールも、要求特性に合わせて使用される。
該ウレタン−アクリレート変性ポリエステル樹脂に用いられるアクリレート化合物としては、１個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基と１個以上の水酸基を有する化合物が好ましい。例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ヘキサメチレングリコ−ル等のグリコールのモノ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリメチロールエタン等のトリオール化合物のモノ（メタアクリレート）及びジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の４価以上のポリオールのモノ（メタ）アクリレート、ジ（メタ）アクリレート、トリ（メタ）アクリレート、グリセリンモノアリルエーテル、グリセリンジアクリルエーテル等のヒドロキシル基含有アクリル系化合物が挙げられる。
【００２６】
該エポキシ変性ポリエステルはポリエステル樹脂に付与したカルボキシル基とエポキシ樹脂を触媒存在下で反応して得られる。
【００２７】
以上説明した本発明の構成成分であるリンを含有する有機樹脂（Ａ）は非結晶性であることが好ましく、非結晶性にすることにより良好な溶剤溶解性が得られる。リンを含有する有機樹脂（Ａ）の分子量は数平均分子量で３０００以上が好ましく、より好ましくは８０００以上、最も好ましくは１２０００以上である。上限は特に定めるものではないが、樹脂の重合作業性より１０００００以下が好ましい。分子量が３０００未満では、硬化後も脆く、機械的強度が不足する可能性があり、接着性や、各種耐久性が劣る場合がある。また、分子量が１０００００を超えると溶液粘度が大きくなり、印刷、ディスペンサー等で使用する場合、作業性が悪化する可能性がある。
【００２８】
また、リンを含有する有機樹脂（Ａ）の好ましいガラス転移点は、回路用に用いる場合は−１０℃以上が好ましく、より好ましくは０℃以上である。上限は特に限定しないが、通常８０℃以下であるが、耐屈曲性を重視する場合は２５℃以下が好ましい。ガラス転移点温度が−１５℃未満では硬度が不足し、耐コネクター挿抜性などが低下する可能性がある。接着剤として使用する場合の好ましいガラス転移点温度は−３０℃以上が好ましく、より好ましくは−２０℃以上である。上限は接着性の面から２５℃以下が好ましく、より好ましくは１０℃以下である。
２５℃を越えると接着力が低下する傾向にある。
【００２９】
また、バインダー樹脂成分として、本発明のリンを含有する有機樹脂（Ａ）に、その他の共重合ポリエステル樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ポリエーテルウレタン樹脂、ポリカーボネートウレタン樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、水素添加ポリブタジエン系樹脂、シリコン樹脂、ニトロセルロース、セルロース・アセテート・ブチレート（ＣＡＢ）、セルロース・アセテート・プロピオネート（ＣＡＰ）などの変性セルロース類、ロジン、水素添加ロジンなどを特性を落とさない範囲で配合できる。
【００３０】
さらに、ＵＶ（紫外線）やＥＢ（電子線）などの活性エネルギー光線や過酸化物による硬化性を付与する目的で、（メタ）アクリレート化合物などの光重合性の官能基を有する化合物を配合できる。例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリール（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、トルイルオキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、ｎ，ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸メタアクリレート、ｎ−メチルビニルピロリドン、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロキシエチルサクシネート、２−ヒドロキシー３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレートなどのモノ（メタ）アクリレート化合物、エ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、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピパリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロヘンタニルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸ジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレート化合物、トリメチロールプロパントリ（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、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等のトリ（メタ）アクリレート化合物、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート等のテトラ（メタ）アクリレート化合物等が挙げられる。また、特に難燃性に優れる点で、５価のリン原子を有する一般式［６］、［７］で示される（メタ）アクリレート化合物が好ましい。
【００３１】
一般式［６］
【化６】

Ｒ^９は（メタ）アクリロイルオキシアルキル基を示す。
【００３２】
一般式［７］
【化７】

Ｒ^１０、Ｒ^１１は（メタ）アクリロイルオキシアルキル基を示す。
【００３３】
一般式［６］で示されるリン原子を有する（メタ）アクリレート化合物の代表例としてはモノ（メタアクリロイルオキシエチル）ホスフェート、モノ（メタアクリロイルオキシプロピル）ホスフェートなどのリン酸モノエステル（メタ）アクリレートである。一般式［７］で示されるリン原子を有する（メタ）アクリレート化合物の代表例としてはビス（メタアクリロイルオキシエチル）ホスフェート、ビス（メタアクリロイルオキシプロピル）ホスフェートなどのリン酸ジエステル（メタ）アクリレートである。
【００３４】
本発明に使用する導電性微粉末（Ｂ）は、カーボンブラック、グラファイト粉などの炭素系のフィラー、銀粉、金粉、白金粉、パラジウム粉などの貴金属粉、銅粉、アルミ粉、真鍮粉などの卑金属粉、銀などの貴金属でめっき又は合金化した卑金属粉などが挙げられる。
【００３５】
この内、高度の導電性と信頼性が必要な用途には、銀粉単独または銀粉を主体とすることが好ましい。銀粉の形状としては、公知のフレーク状（リン片状）、粟状、球状、樹枝状（デンドライト状）、図１に示したような銀の１次粒子径が好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは０．２μｍ以上、上限は好ましくは５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である１次粒子が３次元状に凝集したもので、凝集体の光散乱法による５０％平均粒子径が好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上、上限は好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下の２次粒子をなすものなどがあるが、この内、主に導電性の面からはフレーク状銀粉、接着性の面からは上記球状の１次粒子が３次元状に結合した形状の銀粉が特に好ましい。フレーク状銀粉としては光散乱法による平均粒子径（５０％Ｄ）が１μｍ以上が好ましく、より好ましくは２μｍ以上である。上限は、１５μｍが好ましく、より好ましくは８μｍ、さらに好ましくは５μｍである。
【００３６】
銀粉より導電性、信頼性は劣るが比較的低抵抗かつ低コストが必要な用途では、アルミ粉、銅粉、真鍮粉、ニッケル粉などの非貴金属分、これらの非貴金属分を銀などの貴金属でめっき又は合金化した金属粉末を使用しても良い。
【００３７】
抵抗値が高くても良い場合は、信頼性、コスト面からカーボンブラック、グラファイトを用いることが好ましい。これらは、銀粉などの貴金属粉と併用して使用しても良い。
【００３８】
導電性微粉末の他に、シリカ、タルク、マイカ、硫酸バリウムなどの無機フィラーを特性を損なわない範囲で配合してもよい。
【００３９】
本発明の導電性ペーストには、難燃性を向上させる目的で公知のノンハロゲン系難燃剤を配合できる。リンを含有するノンハロゲン系難燃剤としては、例えば、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、レゾルシノールビスジフェニルホスフェート、２−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、ジフェニルオクチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリアリルホスフェート、ジメチルエチルホスフォスフェート等のリン酸エステル化合物や、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、プロピルアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、イソデシルグリシジルホスフェート等の酸性リン酸エステル化合物、フェニレンビスフェニルグリシジルホスフェート等の縮合リン酸エステル化合物、ポリリン酸塩化合物、赤リン等のリン単体等が挙げられる。
【００４０】
さらには、リンを含むノンハロゲン難燃剤は高い難燃性を達成するために、さらに窒素を含むものであることが好ましい。これらの例としては、リン酸グアニジン、リン酸グアニル尿素、ホスファゼン等が挙げられる。また、リンを含むノンハロゲン系難燃剤はポリリン酸塩であることも好ましい。これらの中でも最も好ましい難燃剤は、リン酸メラミン塩、ポリリン酸メラミン複塩、ポリリン酸メラム複塩、ポリリン酸メレム複塩、ポリリン酸アンモニウム、ニトリロトリス（メチレン）ホスホン酸メラミン塩、１−ヒドロキシエチレリデン−１，１’−ジホスホン酸メラミン塩等等が挙げられる。
【００４１】
また、その他の一般的なノンハロゲン難燃剤を添加することができる。例えば、メラミンシアヌレート、メラミン等のメラミン系誘導体、グアニジン、リン酸グアニジン、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニル尿素、硫酸グアニル尿素等のグアニジン系誘導体が挙げられる。この内、難燃性、耐ブリード性の面からメラミンシアヌレートが特に好ましい。ホウ素系化合物は、ホウ酸、ホウ酸アンモニウム等が挙げられる。また、水酸化アルミニウムなどの水和金属化合物、シリコン化合物、シリコン系樹脂などの公知の化合物も挙げられる。また、難燃助剤としてアンチモン化合物などを配合してもよい。
【００４２】
これらリン及び／又は窒素を分子内に含有するノンハロゲン難燃剤（Ｃ）の配合量は有機樹脂（Ａ）１００重量部に対して５重量部以上が好ましく、より好ましくは１０重量部以上である。上限は、基材への接着性、導電性などの塗膜物性を考慮して２００重量部以下が好ましく、より好ましくは１５０重量部以下、最もこのましくは１００重量部以下である。５重量部未満では難燃性に対する効果が発揮されないことがある。
【００４３】
本発明の導電性ペーストには、特性を損なわない範囲で、リンを含む有機樹脂（Ａ）に反応し得る硬化剤を配合しても良い。硬化剤の好ましい配合量は、有機樹脂（Ａ）１００重量部に対して１重量部以上が好ましく、上限は３０重量部以下が好ましい。硬化剤の種類は限定しないが接着性、耐水性、硬化性などからイソシアネート化合物が特に好ましい。さらに、これらのイソシアネート化合物ブロック化して使用することが貯蔵安定性から好ましい。イソシアネート化合物以外の硬化剤としては、メチル化メラミン、ブチル化メラミン、ベンゾグアナミン、尿素樹脂などのアミノ樹脂、酸無水物、イミダゾール類、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの公知の化合物が挙げられる。
【００４４】
イソシアネート化合物としては、芳香族、脂肪族のジイソシアネート、３価以上のポリイソシアネートがあり、低分子化合物、高分子化合物のいずれでもよい。例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートあるいはこれらのイソシアネート化合物の３量体、及びこれらのイソシアネート化合物の過剰量と、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ソルビトール、エチレンジアミン、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等の低分子活性水素化合物または各種ポリエステルポリオール類、ポリエーテルポリオール類、ポリアミド類の高分子活性水素化合物などと反応させて得られる末端イソシアネート基含有化合物が挙げられる。
【００４５】
ブロックイソシアネート化剤としては、例えばフェノール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、ニトロフェノール、クロロフェノールなどのフェノール類、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類，エチレンクロルヒドリン、１，３−ジクロロ−２−プロパノールなどのハロゲン置換アルコール類、ｔ−ブタノール、ｔ−ペンタノールなどの第三級アルコール類、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピロラクタムなどのラクタム類が挙げられ、その他にも芳香族アミン類、イミド類、アセチルアセトン、アセト酢酸エステル、マロン酸エチルエステルなどの活性メチレン化合物、メルカプタン類、イミン類、イミダゾール類、尿素類、ジアリール化合物類、重亜硫酸ソーダ等も挙げられる。このうち、硬化性よりオキシム類、イミダゾール類、アミン類がとくに好ましい。
これらの架橋剤には、その種類に応じて選択された公知の触媒あるいは促進剤を併用することもできる。
【００４６】
本発明の導電性ペーストは通常溶剤に有機樹脂（Ａ）を溶解して使用する。その種類に制限はなく、エステル系、ケトン系、エーテルエステル系、塩素系、アルコール系、エーテル系、炭化水素系などが挙げられる。このうち、スクリーン印刷する場合はエチルカルビトールアセテート、ブチルセロソルブアセテート、イソホロン、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトンなどの高沸点溶剤が好ましい。
【００４７】
本発明の導電性ペーストをＵＶ（紫外線）硬化して使用する場合は、公知の光開始剤を配合することができる。ベンジルジメチルケタールなどのケタール類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイン−ｉ−プロピルエーテル、ベンゾイン、α−メチルベンゾインなどのベンゾイン類、９，１０−アントラキノン、１−クロルアントラキノン、２−クロルアントラキノン、２−エチルアントラキノンなどのアントラキノン類、ベンゾフェノン、ｐ−クロルベンゾフェノン、ｐ−ジメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノンなどのプロピオフェノン類、ジベンゾスベロンなどのスベロン類、ジフェニルジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、チオキサントンなどの含イオウ化合物類、メチレンブルー、エオシン、フルオレセインなどの色素類、３，３’，４，４’−テトラ−（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノンなどが挙げられ、単独又は２種以上併用して使用できる。また、必要に応じてｎ−ブチルアミン、ジｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン等の光増感剤を配合してもよい。このうち、硬化性より２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノンが好ましく、配合量は密着性などからバインダー樹脂１００重量部に対して５重量部以下が好ましい。
【００４８】
本発明の導電性ペーストはフィルム、シートまたは基板に印刷又は塗布、乾燥、硬化することで回路パターンを形成することができる。また、ディスペンサー、メタルマスク印刷、スクリーン印刷、ディピングなどにより塗布し、導電性接着剤として使用できる。
【００４９】
本発明の導電性ペーストを塗布する方法は、ロールコート、グラビアコート、コンマコート、スクリーン印刷、タンポ印刷等公知の方法が用いられ、用途によって最適のものが使用される。
【００５０】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて説明する。実施例中、単に部とあるものは重量部を示す。また、各測定項目は以下の方法に従った。
【００５１】
１．組成分析
重クロロホルム溶媒中でヴァリアン社製核磁気共鳴分析計（ＮＭＲ）ジェミニ−２００を用いて、^１Ｈ−ＮＭＲ分析を行なって決定した。
【００５２】
２．数平均分子量
テトラヒドロフランを溶離液としたウォーターズ社製ゲルろ過浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）１５０ｃを用いて、カラム温度３５℃、流量１ｍｌ／分にてＧＰＣ測定を行なった結果から計算して、ポリスチレン換算の測定値を得た。ただしカラムは昭和電工（株）ｓｈｏｄｅｘ　ＫＦ−８０２，８０４，８０６を用いた。
【００５３】
３．酸価
ポリエステル０．２ｇを２０ｍｌのクロロホルムに溶解し、０．１Ｎの水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、樹脂１０^６ｇ当たりの当量（ｅｑ／１０^６ｇ）を求めた。指示薬はフェノールフタレインを用いた。
【００５４】
４．ガラス転移温度
セイコーインスツルメンツ（株）製、示差走査熱量分析計（ＤＳＣ）ＤＳＣ−２２０を用いて、昇温速度２０℃／分にて測定することにより求めた。
【００５５】
５．テストピース（Ｉ）の作成
厚みが７５μｍのアニール処理をしたＰＥＴフィルムに、導電性ペーストを所定の乾燥膜厚になるようにスクリーン印刷し、１３０℃で３０分乾燥したものをテストピース（Ｉ）とした。印刷パターンは２５×６５ｍｍのベタを用いた。
【００５６】
６．テストピース（ＩＩ）の作成
ポリフッ化エチレンシートに導電性ペーストを所定の乾燥膜厚になるようにアプリケーターで塗布し、１３０℃で３０分乾燥後、さらに１５０℃で３０分乾燥した。ついで、塗膜を剥離しテストピース（ＩＩ）とした。
【００５７】
７．比抵抗
テストピース（Ｉ）を用いて、膜厚とシート抵抗を測定し、これらより比抵抗を算出した。シート抵抗は４深針抵抗器を用いて測定した。比抵抗は乾燥膜厚５〜１０μｍで測定した。
【００５８】
８．密着性
ＪＩＳ　Ｋ５４００に準じて、テストピース（Ｉ）を用いて碁盤目セロハンテープ剥離により評価した。１００／１００が接着性良好で０／１００が接着性不良である。密着性は乾燥膜厚５〜１０μｍで評価した。
【００５９】
９．接着強度
導電性ペーストを厚みが３８μｍのアニール処理をしたＰＥＴフィルムに乾燥膜厚が１５〜２０μｍになるようにスクリーン印刷し、１００℃で３０分乾燥した。ついで、銅箔面を重ね合わせ、１５０℃、圧力２．５ｋｇｆ／ｃｍ^２で５秒間プレスして接着した。得られたラミネートフィルムを１０ｍｍ幅にカットしＴ型剥離を行った。測定温度２０℃、つかみ移動速度５０ｍｍ／分で測定した。
【００６０】
１０．耐久性
テストピース（Ｉ）を用いて評価した。耐湿性４０℃、９５％ＲＨ×５００Ｈ、耐寒性−４０℃×５００Ｈ、耐熱衝撃性−４０℃←→６０℃、各３０分、５００サイクルの環境下に放置後、塗膜外観、密着性、硬度、比抵抗により評価した。それぞれ、密着性は変化なし、比抵抗およびシート抵抗は変化率＋１０％以下のものを良好と判断した。
【００６１】
１１．耐熱性
９．と同様の方法で、加熱型引っ張り試験機を用いて８０℃にて接着力を測定した。
【００６２】
１２．耐マイグレーション性
厚みが１００μｍのアニール処理をしたＰＥＴフィルムに導電性ペーストを、図２に示す中央に１．５ｍｍのギャップのある、線幅２ｍｍ、長さ８５ｍｍのパターンを、乾燥膜厚が５〜８μｍになるようにスクリーン印刷し、１３０℃×３０分乾燥したものをテストピースとした。ついで、上記ギャップ間に注射器（ニプロシリンッジ１ｍｌ（ニプロ（株）製）で蒸留水０．０４ｍｌを滴下し、定電圧電圧電源（高砂製作所（株）製）で１０Ｖ印加し、デジタルマルチメーター（武田理研（株）製）で電流値を測定し、電流値が０．１ｍＡになるまでの時間を測定し、５回の測定値の平均値で評価した。数値が大きいほど耐マイグレーション性は良好である。
【００６３】
１３．難燃性
テストピース（ＩＩ）を米国のアンダーライターズ・ラボラトリーズ（ＵＬ）で規格されたサブジェクト９４号（ＵＬ９４）の薄手材料垂直燃焼試験法（９４ＶＴＭ−０法）に基づき評価した。乾燥膜厚は２０〜３０μｍで測定した。
（判定）難燃性クラス９４ＶＴＭ−０、９４ＶＴＭ−１、９４ＶＴＭ−２で評価を実施し、合格したレベルで示した。例えば、ＶＴＭ−０が不合格でＶＴＭ−１が合格したものの難燃性はＶＴＭ−１と記した。ＶＴＭ−２にも不合格なものは不合格と記した。
【００６４】
１４．耐屈曲性
厚み７５μｍのアニール処理ＰＥＴフィルム上に導電性ペーストを線幅０．５ｍｍ、長さ７５ｍｍのパターンをスクリーン印刷し、１３０℃×３０分加熱硬化（加熱乾燥）したものを試料とし、加重５０ｇ／ｃｍ^２、Ｒ＝０の条件で同一箇所で３６０°屈曲を繰り返し、導体の抵抗値がｋΩオーダーに達するまでの回数で評価した。また、印刷パターンの乾燥膜厚は６〜８μｍで評価した。
【００６５】
合成例．リンを共重合したポリエステル樹脂ａ
テレフタル酸１４９部、イソフタル酸１４９部、２−（１０Ｈ−９−ｏｘａ−１０−ｐｈｏｓｐｈａ−１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｙｌｍｅｔｈｙｌ）ｓｕｃｃｉｎａｔｅ　Ｐ−ｏｘｉｄｅ（以下、ＰＰＭＳと略す）６９部、１，６−ヘキサンジオール４７２部をオートクレーブに仕込み、２２０〜２４０℃で３時間エステル化反応を実施した。次いでテトラブチルチタネート０．０７部を仕込み、反応系を２０分間かけて５ｍｍＨｇまで減圧し、この間２５０℃まで昇温し、２５０℃で重縮合反応を３０分間行い、リンを共重合した樹脂としてポリエステル樹脂ａを得た。該ポリエステル樹脂の組成はテレフタル酸／イソフタル酸／ＰＰＭＳ／／ヘキサンジオール＝４５／４５／１０／／１００（モル比）、数平均分子量は３５００、酸価１５当量／１０^６ｇ、ガラス転移温度１０℃であった。結果を表１に示す。
【００６６】
合成例．リンを共重合したポリエステル樹脂ｂ、ｃ、ｄ、ｅ
リンを共重合したポリエステル樹脂ａと同様にして合成した。ただし合成に用いるモノマーは表１に記載のものを用いた。結果を併せて表１に示す。
【００６７】
合成例．リンを共重合したウレタン変性ポリエステル樹脂ｆ
温度計、撹拌機、冷却器を具備した反応容器中に合成例のポリエステル樹脂ａ１００部とシクロヘキサノンを仕込み、８０℃で溶解後、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）６．８部及びジブチル錫ジラウレート０．０５部を仕込み、固形分濃度５０％、７０〜８０℃で３時間以上かけて残存イソシアネートが無くなるまで反応させ、ウレタン変性ポリエステル樹脂ｆを得た。数平均分子量は２５，０００、酸価１４当量／１０^６ｇ、ガラス転移点温度１５℃であった。
【００６８】
比較合成例．比較ポリエステル樹脂ｇ、ｈ
同様にしてポリエステル樹脂ｇ、ｈを得た。比較ポリエステル樹脂ｇ、ｈはリン化合物を共重合していないので本発明の範囲外である。表２に示す。
【００６９】
比較合成例．比較ウレタン変性ポリエステル樹脂ｉ
合成例のウレタン変性ポリエステルｆと同様の方法で、ポリエステル樹脂ａの代わりにリンを含まない比較ポリエステル樹脂ｇを用いてウレタン変性ポリエステル樹脂ｉを合成した。得られたウレタン変性ポリエステル樹脂の数平均分子量は２３０００、酸価が４当量／１０^６ｇ、ガラス転移点温度が５℃であった。
【００７０】
銀粉（Ａ）
レーザー光散乱法による５０％平均粒子径が４．５μｍ、タップ密度が３．１ｇ／ｃｍ^３、比表面積が０．７ｍ^２／ｇの市販のフレーク状銀粉を使用した。
【００７１】
銀粉（Ｂ）
球状の１次粒子が三次元状に結合した形状で、一次粒子の平均粒子径が走査型電子顕微鏡より０．５μｍであり、レーザー光散乱法による５０％平均粒子径が１１μｍ、比表面積が１．６２ｍ^２／ｇの銀粉を使用した。この銀粉のタップ密度は０．８ｇ／ｃｍ^３であった。形状を図１に示す。
【００７２】
実施例．１
リンを共重合したポリエステル樹脂ａをブチルセロソルブアセテートに固形分３５％で溶解した。この樹脂溶液９．３固形部に銀粉（Ａ）８９重量部、硬化剤としてヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット３量体のメチルエチルケトオキシムブロック体１．７固形部、レベリング剤０．５部、硬化触媒としてのジブチルチンジラウレート０．２部を配合し、３本ロールで３回分散を行い導電性ペーストを得た。このペーストの比抵抗は５．５×１０^−５Ω・ｃｍと良好であり、塗膜外観、密着性、耐久性も良好であった。難燃性を評価したところ、難燃剤を配合しないにもかかわらずＶＴＭ−１に合格した。また、マイグレーション性は、リンを含まないポリエステルを用いた比較例１〜５と比較して非常に優れていることが分かる。結果を表３に示す。
【００７３】
実施例．２〜６
ポリエステル樹脂ｂ〜ｆ（ｆはウレタン変性ポリエステル樹脂）を用いて、実施例．１と同様に評価した。結果を表３に示す。ノンハロゲン系難燃剤を配合した系においては、良好な塗膜物性を維持したまま、高度の難燃性であるＶＴＭ−０を達成している。また、比較例１〜５と比較して、耐マイグレーション性、耐熱性（高温時の接着力）に優れていることが分かる。
【００７４】
比較例．１〜５
実施例と同様にして、比較樹脂ｇ、ｈ、ｉを評価した。これらのものは難燃性が不良であり、難燃剤なしでは不合格であった。また、ハロゲン系難燃剤を配合した比較例３では、ＶＴＭ−２の難燃性しかなく、環境に対する負荷が懸念される。また、いずれも耐マイグレーション性が不充分であり、水酸化アルミニウムを多量に配合した比較例４では、比抵抗、密着性、耐久性が不良であった。また、比較例２、５で明らかなように耐熱性も劣る。結果を表４に示す。
【００７５】
実施例、比較例の内、実施例１、３、４、５、比較例１、３、４は印刷回路基板用途、それ以外のものは接着用途を意図したものである。
【００７６】
【表１】

【００７７】
【表２】

【００７８】
【表３】

【００７９】
【表４】

【００８０】
【発明の効果】
本発明の導電性ペーストは、ノンハロゲンにもかかわらず難燃性優れ、さらに導電性、接着性、可撓性などの基本物性のほか、優れた耐熱性、耐マイグレーション性を有しており、それをフィルム、シートまたは基板などに塗布、乾燥、硬化することにより、優れた特性を有する回路基板を提供したり、部品実装をするすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】球状の１次粒子が３次元状に結合した形状の銀粉の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】耐マイグレーション評価用のテストパターンである。
【符号の説明】
１．ＰＥＴフィルム
２．スクリーン印刷パターン

Claims

分子内にリンを含有する有機樹脂（Ａ）及び導電性微粉末（Ｂ）を含む導電性ペースト。
分子内にリンを含有する有機樹脂（Ａ）がポリエステル樹脂及び／又は変性ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１記載の導電性ペースト。
さらにリン及び／又は窒素を分子内に含有するノンハロゲン難燃剤（Ｃ）を含むことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の導電性ペースト。