JP2021059659A - Conductive composition - Google Patents

Conductive composition Download PDF

Info

Publication number
JP2021059659A
JP2021059659A JP2019184303A JP2019184303A JP2021059659A JP 2021059659 A JP2021059659 A JP 2021059659A JP 2019184303 A JP2019184303 A JP 2019184303A JP 2019184303 A JP2019184303 A JP 2019184303A JP 2021059659 A JP2021059659 A JP 2021059659A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
conductive composition
conductive
acid
aliphatic monocarboxylic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019184303A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7276058B2 (en
Inventor
安宣 田上
Yasunobu Tagami
安宣 田上
久保田 和宏
Kazuhiro Kubota
和宏 久保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NOF Corp
Original Assignee
NOF Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NOF Corp filed Critical NOF Corp
Priority to JP2019184303A priority Critical patent/JP7276058B2/en
Publication of JP2021059659A publication Critical patent/JP2021059659A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7276058B2 publication Critical patent/JP7276058B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

To provide a conductive composition that has excellent screen print quality and conductivity and allows soldering.SOLUTION: A conductive composition contains, based on (a) conductive particles 100 pts.mass, (B) a C8-24 aliphatic monocarboxylic acid of 0.1-5 pts.mass, (c) an amine compound represented by formula (1) of 0.1-5 pts.mass, and (d) a binder resin of 3-20 pts.mass. [In formula (1), k is an integer of 1-3, R1 is selected from a hydrogen atom, aminoethyl, and phenyl, R2-R4 independently represent methyl or ethyl].SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、スクリーン印刷性と導電性に優れ、且つはんだ付けが可能な導電性組成物に関する。 The present invention relates to a conductive composition that is excellent in screen printability and conductivity and can be soldered.

近年、電子部品実装の分野などにおいて、銅箔をエッチングによりパターニングして、プリント基板に代表される導電性回路を形成する従来の技術に対し、銀ペーストなどの導電性金属粒子を主成分とする導電性組成物をスクリーン印刷などで印刷した後に熱硬化させることで導電性回路を形成する代替技術への注目が集まってきている。導電性組成物から形成する導電性回路は、様々な基材上に簡便に形成できるとともに、多様な形状の基材上に任意のパターンで形成できるなどの特長があり、最近ではウェラブルデバイスなどで応用化される例もある。 In recent years, in the field of electronic component mounting and the like, in contrast to the conventional technique of forming a conductive circuit represented by a printed circuit board by patterning a copper foil by etching, a conductive metal particle such as a silver paste is used as a main component. Attention has been focused on alternative techniques for forming a conductive circuit by thermally curing a conductive composition after printing it by screen printing or the like. A conductive circuit formed from a conductive composition has features such as being able to be easily formed on various substrates and being formed in an arbitrary pattern on substrates of various shapes. There is also an example that is applied in.

導電性金属粒子として銅粒子を使用した導電性組成物は、銀粒子を使用した導電性組成物と比べ、安価で且つ銀と同等の導電性が発現できることから研究が進められている。
例えば特許文献1には、硬化時の銅の酸化を脂肪族モノカルボン酸とアミンと4−アミノサリチル酸を組み合わせることで抑制できることが報告されている。
また、特許文献2には、水系表面処理剤で処理された金属粒子、カップリング剤、有機カルボン酸、キレート剤、界面活性剤を組み合わせた導電性ペーストが耐酸化性に優れ、イオンマイグレーションを起こしにくいことが報告されている。
A conductive composition using copper particles as conductive metal particles is cheaper than a conductive composition using silver particles and can exhibit conductivity equivalent to that of silver, and therefore research is underway.
For example, Patent Document 1 reports that the oxidation of copper during curing can be suppressed by combining an aliphatic monocarboxylic acid, an amine, and 4-aminosalicylic acid.
Further, in Patent Document 2, a conductive paste combining metal particles treated with an aqueous surface treatment agent, a coupling agent, an organic carboxylic acid, a chelating agent, and a surfactant has excellent oxidation resistance and causes ion migration. It has been reported to be difficult.

国際公開第2017/029953号International Publication No. 2017/029953 特開2019−131496号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-131496

しかし、上記特許文献1および2に開示された導電性組成物を用いて形成された導電性回路は、スクリーン印刷性や導電性に優れるものの、銅箔から作成した導電性回路に比べ、はんだ付け性が悪いことが問題になっている。はんだによる電子部品の実装ができない場合、接合強度が低い異方性導電膜や異方性導電ペーストなどに電子部品の実装方法が限定されてしまうので、デバイスの機械的信頼性が不足するとともに、高電流を流すような用途においては使用できないという問題がある。
そこで本発明は、スクリーン印刷性と導電性に優れ、且つはんだ付けが可能な導電性組成物の提供を目的とする。
However, although the conductive circuit formed by using the conductive composition disclosed in Patent Documents 1 and 2 is excellent in screen printability and conductivity, it is soldered as compared with the conductive circuit made of copper foil. Poor sex is a problem. If electronic components cannot be mounted by soldering, the mounting method of electronic components is limited to anisotropic conductive conductive films and anisotropic conductive pastes with low bonding strength, resulting in insufficient mechanical reliability of the device and at the same time. There is a problem that it cannot be used in applications where a high current flows.
Therefore, an object of the present invention is to provide a conductive composition having excellent screen printability and conductivity and which can be soldered.

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の組成を有する導電性組成物により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、(a)導電性粒子100質量部に対し、(b)炭素数8〜24の脂肪族モノカルボン酸を0. 1〜5質量部、(c)式(1)で示されるアミン化合物を0.1〜5質量部、および(d)バインダ樹脂を3〜20質量部含有する導電性組成物である。
As a result of diligent studies in view of the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by a conductive composition having a specific composition, and have completed the present invention.
That is, the present invention is represented by (a) 0.1 to 5 parts by mass of an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms with respect to 100 parts by mass of conductive particles, and (c) formula (1). It is a conductive composition containing 0.1 to 5 parts by mass of an amine compound and 3 to 20 parts by mass of (d) binder resin.

Figure 2021059659
Figure 2021059659

〔式(1)中、kは1〜3の整数であり、Rは、水素原子、アミノエチル、フェニルの何れかであり、R〜Rは、それぞれ独立してメチルまたはエチルである。〕 [In formula (1), k is an integer of 1 to 3, R 1 is any of a hydrogen atom, aminoethyl, and phenyl, and R 2 to R 4 are independently methyl or ethyl, respectively. .. ]

本発明の導電性組成物は、スクリーン印刷性と導電性に優れ、且つはんだ付けが可能な硬化膜を形成することができるので、本発明の導電性組成物で形成した回路上にはんだ付けにより電子部品を実装することができる。それにより、印刷配線の特長をいかし、多様な種類・形状の基材上に電子回路を形成することができ、また、デバイスの意匠性を向上させながら、信頼性の高い電子デバイスを作成することが可能である。 Since the conductive composition of the present invention can form a cured film which is excellent in screen printability and conductivity and can be soldered, it can be soldered onto a circuit formed of the conductive composition of the present invention. Electronic components can be mounted. By doing so, it is possible to form electronic circuits on various types and shapes of base materials by taking advantage of the features of printed wiring, and to create highly reliable electronic devices while improving the design of the devices. Is possible.

以下に本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、本明細書において、好ましい数値範囲(例えば、含有量の範囲など)を段階的に記載した場合、各下限値および上限値は、それぞれ独立して組み合わせることができる。例えば、「好ましくは10〜100、より好ましくは20〜90」という記載は、「10〜90」、「20〜100」、「10〜20」または「90〜100」に変更することができる。また、記号「〜」を用いて規定された数値範囲は「〜」の両端(上限値および下限値)の数値を含むものとする。例えば、「2〜5」は2以上5以下を表す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In this specification, when a preferable numerical range (for example, a range of content) is described stepwise, each lower limit value and upper limit value can be combined independently. For example, the description "preferably 10 to 100, more preferably 20 to 90" can be changed to "10 to 90", "20 to 100", "10 to 20" or "90 to 100". In addition, the numerical range defined by using the symbol "~" shall include the numerical values at both ends (upper limit value and lower limit value) of "~". For example, "2-5" represents 2 or more and 5 or less.

本発明の導電性組成物は、(a)導電性粒子、(b)炭素数8〜24の脂肪族モノカルボン酸、(c)式(1)で示されるアミン化合物、および(d)バインダ樹脂を少なくとも含有する。
以下、各成分について説明する。
The conductive composition of the present invention comprises (a) conductive particles, (b) an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms, (c) an amine compound represented by the formula (1), and (d) a binder resin. At least contains.
Hereinafter, each component will be described.

<成分(a):導電性粒子>
本発明で用いられる成分(a)は導電性粒子であり、例えば銅粒子などの無機導電性粒子を用いることができる。銅粒子は、特に限定されず、銅ペーストや銅インクに一般的に用いられる公知の銅粒子を用いることができる。
銅粒子は銅のみからなっていてよいが、銀や白金などの銅以外の金属、金属酸化物、金属硫化物を更に含有していてもよく、表面層や突起物を形成するなどどのような形状であってもよい。銅粒子が銅以外の金属、金属酸化物、金属硫化物を更に含有する場合、銅粒子中の銅の質量比率は50質量%以上とすることが好ましい。
<Component (a): Conductive particles>
The component (a) used in the present invention is a conductive particle, and inorganic conductive particles such as copper particles can be used. The copper particles are not particularly limited, and known copper particles generally used for copper paste and copper ink can be used.
The copper particles may consist only of copper, but may further contain metals other than copper such as silver and platinum, metal oxides, and metal sulfides, and may form surface layers or protrusions. It may be in shape. When the copper particles further contain a metal other than copper, a metal oxide, and a metal sulfide, the mass ratio of copper in the copper particles is preferably 50% by mass or more.

導電性粒子は市販のものをそのまま用いても良いが、耐酸化性を向上させるなどを目的に表面を被覆した表面被覆導電性粒子を用いることが好ましい。中でも、アミン化合物により表面を被覆した表面被覆導電性粒子を用いることが好ましく、下記式(2)で表されるアミン化合物により表面を被覆した表面被覆導電性粒子を用いることがより好ましい。 Commercially available conductive particles may be used as they are, but it is preferable to use surface-coated conductive particles whose surface is coated for the purpose of improving oxidation resistance. Among them, it is preferable to use surface-coated conductive particles whose surface is coated with an amine compound, and it is more preferable to use surface-coated conductive particles whose surface is coated with an amine compound represented by the following formula (2).

Figure 2021059659
Figure 2021059659

〔式(2)中、mは0〜3の整数、nは0〜2の整数であり、n=0のとき、mは0〜3のいずれか、n=1またはn=2のとき、mは1〜3のいずれかである。〕 [In equation (2), m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 0 to 2, and when n = 0, m is any of 0 to 3, and when n = 1 or n = 2. m is one of 1 to 3. ]

アミン化合物で表面を被覆した表面被覆導電性粒子は、より良好な耐酸化性を得る観点から、さらに脂肪族モノカルボン酸で被覆された表面被覆導電性粒子とすることが好ましい。
これにより導電性粒子表面は、アミン化合物により形成された第1被覆層と、脂肪族モノカルボン酸により形成された第2被覆層とで被覆される。好ましくは、第1被覆層は導電性粒子表面に形成され、第2被覆層は第1被覆層上に形成される。
The surface-coated conductive particles whose surface is coated with the amine compound are preferably surface-coated conductive particles further coated with an aliphatic monocarboxylic acid from the viewpoint of obtaining better oxidation resistance.
As a result, the surface of the conductive particles is coated with the first coating layer formed of the amine compound and the second coating layer formed of the aliphatic monocarboxylic acid. Preferably, the first coating layer is formed on the surface of the conductive particles and the second coating layer is formed on the first coating layer.

第2被覆層を形成する脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸が好ましい。該脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、直鎖飽和脂肪族モノカルボン酸、直鎖不飽和脂肪族モノカルボン酸、分岐飽和脂肪族モノカルボン酸、分岐不飽和脂肪族モノカルボン酸が挙げられる。炭素数8〜20の直鎖飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキジン酸が挙げられる。炭素数8〜20の直鎖不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸等が挙げられる。炭素数8〜20の分岐飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、2−エチルヘキサン酸などが挙げられる。上記脂肪族モノカルボン酸として、上記化合物から選ばれる一種を単独で使用し、または二種類以上を併用することもできる。 As the aliphatic monocarboxylic acid forming the second coating layer, an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms is preferable. Examples of the aliphatic monocarboxylic acid include a linear saturated aliphatic monocarboxylic acid, a linear unsaturated aliphatic monocarboxylic acid, a branched saturated aliphatic monocarboxylic acid, and a branched unsaturated aliphatic monocarboxylic acid. Examples of linear saturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms include caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, and stearic acid. Examples include acid, nonadecylic acid and lauric acid. Examples of the linear unsaturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms include myristoleic acid, palmitoleic acid, petroselinic acid, and oleic acid. Examples of the branched saturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms include 2-ethylhexanoic acid. As the aliphatic monocarboxylic acid, one selected from the above compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

表面被覆導電性粒子を製造する方法は特に限定されない。アミン化合物で表面を被覆した表面被覆導電性粒子を得る方法としては、例えば、導電性粒子を塩化アンモニウム水溶液などにより洗浄した後、該洗浄後の導電性粒子をアミン化合物の溶液に添加し、必要に応じて加熱する方法が挙げられる。
アミン化合物により形成された第1被覆層と、脂肪族モノカルボン酸により形成された第2被覆層とで被覆された表面被覆導電性粒子の製造方法としては、例えば、アミン化合物で表面を被覆した表面被覆導電性粒子を、脂肪族モノカルボン酸の溶液に添加する方法が挙げられる。なお、脂肪族モノカルボン酸の溶液に添加した後に、必要に応じて、加熱することができる。
The method for producing the surface-coated conductive particles is not particularly limited. As a method for obtaining surface-coated conductive particles whose surface is coated with an amine compound, for example, it is necessary to wash the conductive particles with an aqueous solution of ammonium chloride or the like, and then add the washed conductive particles to a solution of the amine compound. There is a method of heating according to the above.
As a method for producing surface-coated conductive particles coated with a first coating layer formed of an amine compound and a second coating layer formed of an aliphatic monocarboxylic acid, for example, the surface is coated with an amine compound. A method of adding the surface-coated conductive particles to the solution of the aliphatic monocarboxylic acid can be mentioned. After being added to the solution of the aliphatic monocarboxylic acid, it can be heated if necessary.

導電性粒子の平均粒径については、特に限定されないが、連続印刷性に優れたスクリーン印刷用の導電性組成物用に用いるためには、平均粒径(D50)が0.1〜10μmであることが好ましい。また、印刷時の版の目詰まり抑制の観点から、平均粒径(D50)が0.1〜8μmであることがより好ましく、さらに好ましくは0. 1〜5μmである。
導電性粒子の平均粒径が大きすぎると、導電性粒子の充填率が低くなり、導電パスの形成が困難となり、電子部品を起動できる程度の抵抗値を有する硬化膜を作成することが困難になることがある。また、導電性粒子の平均粒径が小さすぎると、はんだ付け性が急激に低下することがある。この理由は、明確ではないが、硬化膜表面の凹凸が少なくなり、はんだ濡れ性に寄与する凸状の金属部が減ることに起因していると推察される。
The average particle size of the conductive particles is not particularly limited, but the average particle size (D50) is 0.1 to 10 μm for use in a conductive composition for screen printing having excellent continuous printability. Is preferable. Further, from the viewpoint of suppressing clogging of the plate during printing, the average particle size (D50) is more preferably 0.1 to 8 μm, and further preferably 0.1 to 5 μm.
If the average particle size of the conductive particles is too large, the filling rate of the conductive particles becomes low, it becomes difficult to form a conductive path, and it becomes difficult to prepare a cured film having a resistance value sufficient to activate electronic components. May become. Further, if the average particle size of the conductive particles is too small, the solderability may be sharply lowered. Although the reason for this is not clear, it is presumed that the unevenness on the surface of the cured film is reduced and the convex metal portion that contributes to the solder wettability is reduced.

導電性粒子の平均粒径とは、透過型電子顕微鏡または走査型電子顕微鏡で観察して得られる、無作為に選ばれた100個の粒子のフェレット径を相加平均して得られる値を意味するものとする。 The average particle size of the conductive particles means a value obtained by additively averaging the ferret diameters of 100 randomly selected particles obtained by observing with a transmission electron microscope or a scanning electron microscope. It shall be.

導電性粒子の比表面積は0. 1〜1. 0m/gであることが好ましく、0.15〜0.6m/gであることがより好ましい。
なお、導電性粒子のBET比表面積は、比表面積測定装置(ユアサアイオニクス株式会社製「モノソーブ」)を用いてBET1点法により測定することができる。
Preferably the specific surface area of the conductive particles is 0. 1~1. 0m 2 / g, more preferably 0.15~0.6m 2 / g.
The BET specific surface area of the conductive particles can be measured by the BET one-point method using a specific surface area measuring device (“Monosorb” manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.).

導電性粒子の形状やアスペクト比(粒子の長径と短径との比)に特に制限はなく、球状、多面体状、扁平状、板状、フレーク状、薄片状、棒状、樹枝状、ファイバー状等のいずれであっても良く、中空状、または多孔質状等の不定形であってもよい。これらのうちでも球状のものが好ましく、特に好ましくは、長軸と短軸のアスペクト比が0. 9〜1. 0の導電性粒子である。 There is no particular limitation on the shape and aspect ratio (ratio of the major axis to the minor axis of the particles) of the conductive particles, such as spherical, polyhedral, flat, plate-like, flake-like, flaky, rod-like, dendritic, and fibrous. It may be any of the above, and it may be in an indefinite shape such as hollow or porous. Among these, spherical particles are preferable, and conductive particles having an aspect ratio of 0.9 to 1.0 on the major axis and the minor axis are particularly preferable.

導電性粒子は、構成成分、平均粒径、形状、アスペクト比等の異なるもの中から選ばれる一種を単独で使用し、または二種類以上を併用することもできる。 As the conductive particles, one type selected from those having different constituents, average particle size, shape, aspect ratio, etc. may be used alone, or two or more types may be used in combination.

<成分(b):炭素数が8〜24の脂肪族モノカルボン酸>
本発明で用いられる成分(b)は炭素数が8〜24、好ましくは10〜20の脂肪族モノカルボン酸である。
脂肪族モノカルボン酸の炭素数が短すぎると、導電性粒子の分散効果が小さくなり、導電性組成物中に気泡を挟み込み、硬化時に凹凸が生じやすくなる。気泡を起因とする硬化膜の凹凸は、導電性粒子由来の凹凸と異なり、はんだ濡れ性を低下させ、はんだ付けが困難になることがある。また、炭素数が長すぎると、炭素数の増加に見合った効果を得ることができず、入手も困難となることがある。
<Component (b): Aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms>
The component (b) used in the present invention is an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms, preferably 10 to 20 carbon atoms.
If the carbon number of the aliphatic monocarboxylic acid is too short, the effect of dispersing the conductive particles becomes small, air bubbles are sandwiched in the conductive composition, and unevenness is likely to occur during curing. The unevenness of the cured film caused by air bubbles, unlike the unevenness derived from conductive particles, lowers the solder wettability and may make soldering difficult. Further, if the carbon number is too long, it may not be possible to obtain an effect commensurate with the increase in the carbon number, and it may be difficult to obtain the effect.

脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、直鎖飽和脂肪族モノカルボン酸、直鎖不飽和脂肪族モノカルボン酸、分岐飽和脂肪族モノカルボン酸、分岐不飽和脂肪族モノカルボン酸が挙げられる。
炭素数8〜24の直鎖飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸が挙げられる。炭素数8〜24の直鎖不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸等が挙げられる。炭素数8〜24の分岐飽和脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、2−エチルヘキサン酸などが挙げられる。
Examples of the aliphatic monocarboxylic acid include a linear saturated aliphatic monocarboxylic acid, a linear unsaturated aliphatic monocarboxylic acid, a branched saturated aliphatic monocarboxylic acid, and a branched unsaturated aliphatic monocarboxylic acid.
Examples of linear saturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 24 carbon atoms include caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, and stearic acid. Examples include acids, nonadecylic acid, lauric acid, bechenic acid and lignoseric acid. Examples of the linear unsaturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms include myristoleic acid, palmitoleic acid, petroselinic acid, and oleic acid. Examples of the branched saturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms include 2-ethylhexanoic acid.

成分(b)として、上記化合物から選ばれる一種を単独で使用し、または二種類以上を併用することもできる。特に、炭素数8〜24の直鎖飽和脂肪族モノカルボン酸が好ましく、更にラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸から選ばれる一種または二種以上を用いることが導電性の観点から好ましく、ラウリン酸が導電性の観点からより好ましい。 As the component (b), one selected from the above compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. In particular, a linear saturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms is preferable, and it is preferable to use one or more selected from lauric acid, myristic acid, palmitic acid, and stearic acid from the viewpoint of conductivity. Lauric acid is more preferable from the viewpoint of conductivity.

導電性組成物中の成分(b)の含有量は、成分(a)の導電性粒子100質量部に対し、0.1〜5質量部であり、好ましくは0.1〜5.0質量部、より好ましくは0.1〜3.0質量部、更に好ましくは0.1〜1.0質量部である。
成分(b)の含有量が少なすぎると、導電性粒子の分散性が低下して、脂肪族モノカルボン酸の炭素数が短すぎる場合と同様の現象が発生し、はんだ付けが困難になることがある。また、成分(b)の含有量が多すぎると、過剰な脂肪族モノカルボン酸がペースト状の導電性組成物と基材との密着性を阻害することがある。
The content of the component (b) in the conductive composition is 0.1 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive particles of the component (a). , More preferably 0.1 to 3.0 parts by mass, still more preferably 0.1 to 1.0 parts by mass.
If the content of the component (b) is too small, the dispersibility of the conductive particles is lowered, and the same phenomenon as when the carbon number of the aliphatic monocarboxylic acid is too short occurs, which makes soldering difficult. There is. Further, if the content of the component (b) is too large, the excess aliphatic monocarboxylic acid may hinder the adhesion between the paste-like conductive composition and the base material.

<成分(c):式(1)で示されるアミン化合物>
本発明で用いられる成分(c)は、下記式(1)で示されるアミン化合物である。
<Component (c): Amine compound represented by the formula (1)>
The component (c) used in the present invention is an amine compound represented by the following formula (1).

Figure 2021059659
Figure 2021059659

式(1)中、kは1〜3の整数である。入手性の観点から、k=3のものが好ましい。
は、水素原子、アミノエチル、フェニルの何れかであり、スクリーン印刷性を高めたい場合は、水素、フェニルが好ましく、はんだ付け性を高めたい場合は、アミノエチルが好ましい。R〜Rは、それぞれ独立してメチルまたはエチルである。
In equation (1), k is an integer of 1-3. From the viewpoint of availability, the one with k = 3 is preferable.
R 1 is any of hydrogen atom, aminoethyl, and phenyl. Hydrogen and phenyl are preferable when screen printability is to be improved, and aminoethyl is preferable when solderability is to be improved. R 2 to R 4 are each independently methyl or ethyl.

成分(c)として、具体的には、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。 Specifically, as the component (c), 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (amino). Ethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.

導電性組成物中の成分(c)の含有量は、成分(a)の導電性粒子100質量部に対し、0.1〜5質量部であり、好ましくは0.1〜5.0質量部、より好ましくは0.1〜3.0質量部、更に好ましくは0.1〜1.0質量部である。
成分(c)の含有量が少なすぎると、はんだ濡れ性が低下し、また、はんだ付け時に硬化膜が酸化し易くなることがある。成分(c)の含有量が多すぎると、過剰量のアミン化合物が不純物として働き導電性が低下することがある。
The content of the component (c) in the conductive composition is 0.1 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive particles of the component (a). , More preferably 0.1 to 3.0 parts by mass, still more preferably 0.1 to 1.0 parts by mass.
If the content of the component (c) is too small, the solder wettability may be lowered, and the cured film may be easily oxidized during soldering. If the content of the component (c) is too large, the excess amount of the amine compound may act as an impurity to reduce the conductivity.

〔成分(d):バインダ樹脂〕
本発明で用いられる成分(d)はバインダ樹脂である。
成分(d)としては、導電性ペースト等に用いられる公知のバインダ樹脂を用いることができ、例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、オキサジン樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、キシレン樹脂、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、オリゴエステルアクリレート樹脂、ビスマレイドトリアジン樹脂、フラン樹脂などが挙げられる。これらのバインダー樹脂から選ばれるいずれか1種類を単独で用いてもよく、あるいは2種類以上を混合して用いてもよい。
[Component (d): Binder resin]
The component (d) used in the present invention is a binder resin.
As the component (d), a known binder resin used for conductive paste or the like can be used. For example, epoxy resin, melamine resin, phenol resin, silicon resin, oxazine resin, urea resin, polyurethane resin, unsaturated polyester. Examples thereof include resins, vinyl ester resins, xylene resins, acrylic resins, oxetane resins, diallyl phthalate resins, oligoester acrylate resins, bismalade triazine resins and furan resins. Any one of these binder resins may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.

これらの中でも、縮合反応を示す樹脂が好ましい。縮合反応を示す樹脂は、硬化収縮が大きいので、導電性粒子同士がより近接し、導電性の良好な硬化体を得ることができる。具体的には、フェノール樹脂などの脱水縮合を示す樹脂がより好ましい。また、フェノール樹脂を用いることで、比較的低温で硬化させても、導電性の高い硬化体を得易くなる。 Among these, a resin showing a condensation reaction is preferable. Since the resin exhibiting a condensation reaction has a large curing shrinkage, the conductive particles are closer to each other, and a cured product having good conductivity can be obtained. Specifically, a resin showing dehydration condensation such as a phenol resin is more preferable. Further, by using a phenol resin, it becomes easy to obtain a cured product having high conductivity even if it is cured at a relatively low temperature.

フェノール樹脂の中でもレゾール型フェノール樹脂が好ましい。レゾール型フェノール樹脂を用いることで、導電性粒子の表面酸化を抑制して、硬化体の導電性を向上させ易くすることができる。レゾール型フェノール樹脂としては、具体的には、フェノール類とアルデヒド類とから製造される未変性レゾール型フェノール樹脂;フェノール類とアルデヒド類に、更に各種変性剤を加えて製造される変性レゾール型フェノール樹脂等が挙げられる。
レゾール型フェノール樹脂は、市販品としても入手可能である。レゾール型フェノール樹脂の市販品の例としては、レヂトップ(RESITOP:登録商標)PL−5208、PL−2407、およびPL−6317(群栄化学工業株式会社製)を挙げることができる。レゾール型フェノール樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Among the phenol resins, the resol type phenol resin is preferable. By using the resol type phenol resin, it is possible to suppress the surface oxidation of the conductive particles and facilitate the improvement of the conductivity of the cured product. Specific examples of the resol-type phenol resin include unmodified resol-type phenol resins produced from phenols and aldehydes; modified resol-type phenols produced by adding various modifiers to phenols and aldehydes. Examples include resin.
The resole-type phenol resin is also available as a commercial product. Examples of commercially available resole-type phenolic resins include REGITOP (registered trademark) PL-5208, PL-2407, and PL-6317 (manufactured by Gun Ei Chemical Industry Co., Ltd.). One type of resole-type phenol resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.

導電性組成物中の成分(d)の含有量は、成分(a)の導電性粒子100質量部に対し、3〜20質量部であり、好ましくは5〜15質量部、より好ましくは6〜10質量部である。
成分(d)の含有量が少ないと、はんだ付け性が高くなるものの、少なすぎると、導電性組成物から形成された硬化膜が付着する基材との密着性が大幅に低下することがある。また、成分(d)の含有量が多いと、スクリーン印刷性が高くなるものの、多すぎると、過剰なバインダ樹脂がはんだ濡れ性を阻害して、はんだ濡れ性が大きく低下することがある。
The content of the component (d) in the conductive composition is 3 to 20 parts by mass, preferably 5 to 15 parts by mass, and more preferably 6 to 6 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive particles of the component (a). It is 10 parts by mass.
If the content of the component (d) is small, the solderability is high, but if it is too small, the adhesion to the base material to which the cured film formed from the conductive composition adheres may be significantly lowered. .. Further, if the content of the component (d) is large, the screen printability is high, but if it is too large, the excess binder resin may hinder the solder wettability and the solder wettability may be significantly lowered.

本発明の導電性組成物から形成された硬化膜は、はんだ付け性に優れる。このような効果が得られる理由は、定かではないが、以下のように推定される。
本組成物では、一般的な組成に比べ、成分(a)の導電性粒子の含有率が高いので、相対的に成分(d)のバインダ樹脂の量が少なくなっており、大気表面に露出する導電性粒子が多くなっている。その結果、耐酸化性が低い銅粒子などの導電性粒子は酸化が進行し、硬化膜の導電性が低下するおそれがある。
しかし、本組成物は成分(b)の脂肪族モノカルボン酸を含有し、この脂肪族モノカルボン酸がバインダの代わりに導電性粒子表面をコートすることで表面酸化が抑制され、硬化膜の導電性の低下が抑えられる。一方、はんだ付け時に高い熱量が加わると、導電性粒子表面をコートする脂肪族モノカルボン酸は融点以上となるため溶融し、導電性粒子表面が露出するので、ハンダ濡れ性を阻害しない。
The cured film formed from the conductive composition of the present invention has excellent solderability. The reason why such an effect is obtained is not clear, but it is presumed as follows.
In this composition, since the content of the conductive particles of the component (a) is higher than that of the general composition, the amount of the binder resin of the component (d) is relatively small, and the composition is exposed to the atmospheric surface. There are many conductive particles. As a result, conductive particles such as copper particles having low oxidation resistance may be oxidized and the conductivity of the cured film may be lowered.
However, this composition contains the aliphatic monocarboxylic acid of the component (b), and the aliphatic monocarboxylic acid coats the surface of the conductive particles instead of the binder to suppress surface oxidation and conduct the cured film. Deterioration of sex is suppressed. On the other hand, when a high amount of heat is applied during soldering, the aliphatic monocarboxylic acid that coats the surface of the conductive particles becomes above the melting point and melts to expose the surface of the conductive particles, so that the solder wettability is not hindered.

また、成分(c)のアミン化合物の正確な作用機構は不明であるが、アミン化合物に含まれる窒素原子は銅粒子などの導電性粒子の酸化を防止する効果が高く、特に成分(b)の脂肪族モノカルボン酸と併用する際に酸化防止効果が高くなる。更に、成分(c)のアミン化合物は、はんだ中に含まれるフラックス成分と同様に、はんだ接合時に導電性粒子の表面の酸化被膜を剥離除去して合金化を促すとともに、合金化による接合が起きていない部分に対してもシランカップリング剤の効果により強固に密着した界面を形成することで、金属部へのはんだ濡れ性が上がり易くなっているものと考察される。 Further, although the exact mechanism of action of the amine compound of the component (c) is unknown, the nitrogen atom contained in the amine compound has a high effect of preventing the oxidation of conductive particles such as copper particles, and particularly of the component (b). The antioxidant effect is enhanced when used in combination with an aliphatic monocarboxylic acid. Further, the amine compound of the component (c), like the flux component contained in the solder, peels off and removes the oxide film on the surface of the conductive particles at the time of solder bonding to promote alloying, and bonding by alloying occurs. It is considered that the solder wettability to the metal part is easily improved by forming an interface that is firmly adhered to the part that is not covered by the effect of the silane coupling agent.

<希釈剤>
本発明の導電性組成物は、希釈剤を含有してもよい。
希釈剤としては、例えば、エーテル系アルコール類、非エーテル系アルコール類、エステル類、ケトン類、テルペン類、その他炭化水素類等が挙げられる。
<Diluent>
The conductive composition of the present invention may contain a diluent.
Examples of the diluent include ether-based alcohols, non-ether-based alcohols, esters, ketones, terpenes, and other hydrocarbons.

エーテル系アルコール類としては、例えば、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、およびプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。特に、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを用いることが基材への塗布性において好ましい。 Examples of ether-based alcohols include diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-isopropyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, and ethylene glycol dimethyl ether. , Ethylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene Examples thereof include glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and propylene glycol monomethyl ether. In particular, it is preferable to use diethylene glycol monoethyl ether or diethylene glycol monoethyl ether acetate in terms of coatability on a substrate.

非エーテル系アルコール類としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、およびトリエチレングリコール等が挙げられる。 Examples of non-ether alcohols include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol and the like.

エステル類としては、例えば、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、シュウ酸ジエチル、およびマロン酸ジエチル等が挙げられる。 Examples of the esters include ethyl lactate, butyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, diethyl malonate and the like.

ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノン等が挙げられる。 Examples of the ketones include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and the like.

テルペン類としては、例えば、テレピン油、テレピネオール、ボルネオール、およびα−ピネン等が挙げられる。特に、テレピネオールを用いることが、導電性、基板への塗布性において好ましい。 Examples of terpenes include turpentine, turpentine, borneol, α-pinene and the like. In particular, it is preferable to use telepineol in terms of conductivity and coating property on a substrate.

その他炭化水素類としては、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ジアセトンアルコール、および炭酸プロピレン等が挙げられる。 Other hydrocarbons include tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, diacetone alcohol, propylene carbonate and the like. Can be mentioned.

基材への塗布性を良好とするために導電性組成物が希釈剤を含有する場合、その含有量は、成分(a)の導電性粒子100質量部に対し、好ましくは5〜30質量部であり、より好ましくは10〜20質量部である。 When the conductive composition contains a diluent in order to improve the coatability on the base material, the content thereof is preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive particles of the component (a). It is more preferably 10 to 20 parts by mass.

<導電性組成物>
本発明の導電性組成物は、成分(a)〜成分(d)を少なくとも含有し、更に必要に応じて希釈剤を含有する。これら各成分の合計の含有量は、導電性組成物全量基準で、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、更に好ましくは100質量%である。
<Conductive composition>
The conductive composition of the present invention contains at least the components (a) to (d), and further contains a diluent if necessary. The total content of each of these components is preferably 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 100% by mass, based on the total amount of the conductive composition.

本発明の導電性組成物には、上記した各成分以外にも、必要に応じて各種の添加剤を配合することができ、例えば、界面活性剤、分散剤、硬化剤、酸化防止剤、導電補助剤、消泡剤、その他添加剤を配合してもよい。 In addition to the above-mentioned components, various additives can be added to the conductive composition of the present invention as needed. For example, a surfactant, a dispersant, a curing agent, an antioxidant, and a conductive composition can be added. Auxiliary agents, antifoaming agents, and other additives may be blended.

本発明の導電性組成物は、成分(a)〜成分(d)、必要に応じて希釈剤やその他添加剤を混練装置等により混合することにより製造することができる。混練装置としては、例えば、3本ロールミル、超音波分散機、サンドミル、アトライター、パールミル、スーパーミル、ボールミル、インペラー、デスパーザー、KDミル、コロイドミル、ダイナトロン、プラネタリーミル、加圧ニーダー等を用いることができる。 The conductive composition of the present invention can be produced by mixing the components (a) to (d), and if necessary, a diluent and other additives with a kneading device or the like. Examples of the kneading device include a three-roll mill, an ultrasonic disperser, a sand mill, an attritor, a pearl mill, a super mill, a ball mill, an impeller, a desperzer, a KD mill, a colloid mill, a dynatron, a planetary mill, and a pressurized kneader. Can be used.

<積層体>
本発明の導電性組成物は、基材の表面上に塗布し塗布膜を形成させ、次いで該塗布膜を硬化させて硬化体を形成させることができる。このようにして、基材と、該基材上に設けられた導電性組成物の硬化体とを備える積層体を得ることができる。
<Laminated body>
The conductive composition of the present invention can be applied onto the surface of a base material to form a coating film, and then the coating film can be cured to form a cured product. In this way, a laminate having a base material and a cured product of the conductive composition provided on the base material can be obtained.

導電性組成物を塗布する基材としては、例えば、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、フッ素樹脂、液晶ポリマー等の樹脂基材;セラミックス基材;ガラス基材;金属基材などを挙げることができる。本発明の導電性組成物は、基材に塗布し熱硬化させた後、はんだにより電子部品が実装される。そのため、はんだ付け時の熱により変性が生じない基材を選択することが好ましい。 Examples of the base material to which the conductive composition is applied include polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), and polyether sulfone (PES). ), Fluororesin, resin base material such as liquid crystal polymer; ceramic base material; glass base material; metal base material and the like. The conductive composition of the present invention is applied to a base material, heat-cured, and then electronic components are mounted by soldering. Therefore, it is preferable to select a base material that is not denatured by heat during soldering.

導電性組成物を基材に塗布する方法としては、流延法、グラビア印刷、スクリーン印刷、コータを用いたコーティング、スピンコーティングなど、所望の方法を採用することができる。本組成物は特にスクリーン印刷で優れた印刷性を示す。 As a method of applying the conductive composition to the substrate, a desired method such as casting method, gravure printing, screen printing, coating using a coater, spin coating and the like can be adopted. This composition exhibits excellent printability especially in screen printing.

本発明の導電性組成物は、比較的低温で硬化させても導電性の良好な硬化体を得ることができる。したがって、塗布膜を硬化させる条件は、熱風循環オーブンなどで硬化する場合、温度は好ましくは80〜200℃、より好ましくは120〜150℃であり、硬化時間は好ましくは5〜30分である。また、赤外線ヒーターなどで硬化する場合、塗布膜の表面温度を好ましくは80〜200℃にし、硬化時間は好ましくは0.5〜15分である。更に、熱風循環オーブンと赤外線ヒーターの両方を組み合わせて硬化させることもできる。また、紙基材などの耐熱性の低い基板を使用する場合は、160℃以下の低温で硬化させることが好ましい。 The conductive composition of the present invention can be cured at a relatively low temperature to obtain a cured product having good conductivity. Therefore, the conditions for curing the coating film are preferably 80 to 200 ° C., more preferably 120 to 150 ° C., and preferably 5 to 30 minutes when the coating film is cured in a hot air circulation oven or the like. When curing with an infrared heater or the like, the surface temperature of the coating film is preferably 80 to 200 ° C., and the curing time is preferably 0.5 to 15 minutes. Furthermore, both a hot air circulation oven and an infrared heater can be combined and cured. When a substrate having low heat resistance such as a paper substrate is used, it is preferable to cure it at a low temperature of 160 ° C. or lower.

以下に、実施例および比較例を挙げて本発明の実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
各実施例および比較例の方法で製造した導電性組成物を、以下の評価方法により評価した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
The conductive compositions produced by the methods of each Example and Comparative Example were evaluated by the following evaluation methods.

<スクリーン印刷性の判定>
各実施例および比較例の方法で製造した導電性組成物を、L/S=500μm/500μmのくし形パターンが描かれたスクリーン版(SUS200)上に展開し、スクリーン印刷機(MT−320、マイクロテック社製)で印刷速度50mm/secでガラス基板上に塗布した。ガラス基板上にパターニングされた導電性組成物の印刷形状を目視観察により次の基準で評価した。
〔評価基準〕
印刷パターンに擦れ/欠損無し:◎(極めて良好)
印刷パターンに欠損無し:○(良好)
印刷パターンに擦れ/欠損有り:×(不良)
<Judgment of screen printability>
The conductive composition produced by the methods of each Example and Comparative Example was developed on a screen plate (SUS200) on which a comb-shaped pattern of L / S = 500 μm / 500 μm was drawn, and was developed on a screen printing machine (MT-320, It was applied onto a glass substrate at a printing speed of 50 mm / sec by Microtech). The printed shape of the conductive composition patterned on the glass substrate was evaluated by visual observation according to the following criteria.
〔Evaluation criteria〕
No rubbing / missing on the print pattern: ◎ (extremely good)
No defects in print pattern: ○ (good)
Rubbed / defective print pattern: × (defective)

<硬化体の導電性の判定>
各実施例および比較例の方法で製造した導電性組成物の硬化物の体積抵抗率を、JIS K7194に準拠し、下記に示す方法により評価した。
〔評価方法〕
測定機器種:低抵抗率計 MCP−T610((株)三菱ケミカルアナリテック製)
測定条件:4探針法
プローブ:ASP
測定試料(硬化体):導電性組成物を幅1cm、長さ3cm、厚み30μmとなるように基材上に塗布した後、150℃×15分で硬化し得られた硬化体の体積抵抗率を測定した。
測定回数:5回測定し、体積抵抗率の平均値を算出した。
<Judgment of conductivity of cured product>
The volume resistivity of the cured product of the conductive composition produced by the methods of each Example and Comparative Example was evaluated by the method shown below in accordance with JIS K7194.
〔Evaluation method〕
Measuring equipment type: Low resistivity meter MCP-T610 (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.)
Measurement conditions: 4 probe method Probe: ASP
Measurement sample (cured product): The volume resistivity of the cured product obtained by applying the conductive composition on the substrate so as to have a width of 1 cm, a length of 3 cm, and a thickness of 30 μm and then curing at 150 ° C. × 15 minutes. Was measured.
Number of measurements: Measured 5 times and calculated the average value of volume resistivity.

<はんだ付け性の判定>
各実施例および比較例の方法で製造した導電性組成物の硬化物のはんだ付け性は、硬化膜へのはんだの濡れ性を評価することで行った。具体的には以下に示す方法により評価した。
導電性組成物を幅1cm、長さ3cm、厚み30μmとなるように基材上に塗布した後、150℃×15分で硬化膜付き基材を得た、次に、すず/鉛の棒はんだを250℃のはんだごてで溶融し硬化膜上にはんだを接合させた。その後、硬化膜上のはんだの接触角を接触角計により測定し次の基準で評価した。
〔評価基準〕
接触角60°未満:◎(極めて良好)
接触角60°以上、90°未満:○(良好)
接触角90°以上:×(不良)
<Judgment of solderability>
The solderability of the cured product of the conductive composition produced by the methods of each Example and Comparative Example was evaluated by evaluating the wettability of the solder to the cured film. Specifically, it was evaluated by the method shown below.
After applying the conductive composition on the base material so as to have a width of 1 cm, a length of 3 cm, and a thickness of 30 μm, a base material with a cured film was obtained at 150 ° C. × 15 minutes, and then a tin / lead bar solder was obtained. Was melted with a soldering iron at 250 ° C. and solder was bonded onto the cured film. Then, the contact angle of the solder on the cured film was measured with a contact angle meter and evaluated according to the following criteria.
〔Evaluation criteria〕
Contact angle less than 60 °: ◎ (extremely good)
Contact angle 60 ° or more and less than 90 °: ○ (good)
Contact angle 90 ° or more: × (defective)

(実施例1)
水1000gに対し塩化アンモニウム5gを溶解した塩化アンモニウム水溶液を調製した。三井金属鉱業株式会社製の球状銅粒子1200Y[粒径(D50)2.1μm、比表面積0.39m/g]を500g、該塩化アンモニウム水溶液に添加し、窒素バブリング下、30℃で60分間攪拌した。撹拌には、メカニカルスターラーを使用し、回転数150rpmで実施した。以下、撹拌は同様の撹拌装置を使用して同じ回転数で行った。攪拌終了後、5C濾紙の桐山ロートを用いて減圧濾過にて銅粒子を濾別し、つづいて、桐山ロート上で150gの水により銅粒子の洗浄を2回行った。
洗浄した銅粒子を、40質量%のジエチレントリアミン水溶液2500gに添加し、窒素バブリンクをしながら60℃下で1時間の加熱攪拌を行った。
撹拌を止めて5分間静置した後、上澄み液の約2000gを抜き取って除去した。つづいて、沈殿物に洗浄用溶剤としてイソプロパノール2000gを添加し、30℃で3分間攪拌を行った。撹拌を止めて5分間静置した後、上澄み液の約2000gを抜き取って除去した。その後、2質量%のラウリン酸イソプロパノール溶液2500gを添加し、30℃で30分間攪拌した。攪拌終了後、5C濾紙の桐山ロートを用いて減圧濾過にて銅粒子を濾別した。得られた銅粒子を25℃で3時間減圧乾燥することにより表面被覆銅粒子を得た。
(Example 1)
An aqueous ammonium chloride solution prepared by dissolving 5 g of ammonium chloride in 1000 g of water. 500 g of spherical copper particles 1200Y [particle size (D50) 2.1 μm, specific surface area 0.39 m 2 / g] manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. was added to the ammonium chloride aqueous solution, and under nitrogen bubbling, at 30 ° C. for 60 minutes. Stirred. A mechanical stirrer was used for stirring, and the stirring was performed at a rotation speed of 150 rpm. Hereinafter, stirring was performed at the same rotation speed using the same stirring device. After the stirring was completed, the copper particles were filtered off by vacuum filtration using a Kiriyama funnel of 5C filter paper, and subsequently, the copper particles were washed twice with 150 g of water on the Kiriyama funnel.
The washed copper particles were added to 2500 g of a 40% by mass diethylenetriamine aqueous solution, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 1 hour while carrying out nitrogen bubbling.
After the stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 5 minutes, about 2000 g of the supernatant was withdrawn and removed. Subsequently, 2000 g of isopropanol was added to the precipitate as a cleaning solvent, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 3 minutes. After the stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 5 minutes, about 2000 g of the supernatant was withdrawn and removed. Then, 2500 g of a 2 mass% isopropanol solution of laurate was added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 30 minutes. After the stirring was completed, the copper particles were filtered off by vacuum filtration using a Kiriyama funnel of 5C filter paper. The obtained copper particles were dried under reduced pressure at 25 ° C. for 3 hours to obtain surface-coated copper particles.

上述の方法で処理した表面被覆銅粒子100質量部、ラウリン酸0.5質量部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(表1中のアミン化合物C1)0.5質量部、酸化防止剤2,2‘−ビピリジル0.6質量部、レゾール型フェノール樹脂溶液(PL−5208、群栄化学工業(株)製)15.7質量部(固形分であるレゾール型フェノール樹脂9.2質量部、溶剤であるエチルカルビトール6.5質量部)、希釈溶剤は樹脂由来のエチルカルビトールを含め10質量部になるようにそれぞれ配合し混合した。
次に、プラネタリーミキサー[ARV−310、(株)シンキー製]を用いて、室温下、回転数1500rpmで30秒間攪拌し、1次混練を行った。
次に3本ロールミル[EXAKT−M80S、(株)永瀬スクリーン印刷研究所製]を用いて、室温、ロール間距離5μmの条件下で5回通すことで、2次混練をおこない、導電性組成物を得た。
得られた導電性組成物について、上記のスクリーン印刷性、硬化体の導電性、はんだ付け性をそれぞれ評価した。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
100 parts by mass of surface-coated copper particles treated by the above method, 0.5 parts by mass of lauric acid, 0.5 parts by mass of 3-aminopropyltrimethoxysilane (amine compound C1 in Table 1), antioxidants 2, 2 '-Vipyridyl 0.6 parts by mass, Resol type phenol resin solution (PL-5208, manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) 15.7 parts by mass (solid content Resol type phenol resin 9.2 parts by mass, with solvent A certain ethyl carbitol (6.5 parts by mass) and the diluting solvent were mixed so as to be 10 parts by mass including ethyl carbitol derived from the resin.
Next, using a planetary mixer [ARV-310, manufactured by Shinky Co., Ltd.], the mixture was stirred at a rotation speed of 1500 rpm for 30 seconds at room temperature for primary kneading.
Next, using a 3-roll mill [EXAKT-M80S, manufactured by Nagase Screen Printing Laboratory Co., Ltd.], the conductive composition is subjected to secondary kneading by passing it 5 times under the conditions of room temperature and a distance between rolls of 5 μm. Got
The obtained conductive composition was evaluated for screen printability, conductivity of the cured product, and solderability, respectively. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(実施例2)
レゾール型フェノール樹脂の固形分の量を7.5質量部にした以外は実施例1と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Example 2)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the solid content of the resole-type phenol resin was 7.5 parts by mass, and each evaluation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(実施例3)
レゾール型フェノール樹脂の固形分の量を3.7質量部にした以外は実施例1と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Example 3)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the solid content of the resole-type phenol resin was 3.7 parts by mass, and each evaluation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(実施例4)
脂肪族モノカルボン酸をステアリン酸に変更した以外は実施例2と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Example 4)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that the aliphatic monocarboxylic acid was changed to stearic acid, and each evaluation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(実施例5)
脂肪族モノカルボン酸をオレイン酸に変更した以外は実施例2と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Example 5)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that the aliphatic monocarboxylic acid was changed to oleic acid, and each evaluation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(実施例6)
アミン化合物をN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(表1中のアミン化合物C2)に変更した以外は実施例2と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Example 6)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that the amine compound was changed to N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane (amine compound C2 in Table 1), and Examples were prepared. Each evaluation similar to 1 was performed. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(実施例7)
アミン化合物をN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(表1中のアミン化合物C3)に変更した以外は実施例2と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Example 7)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that the amine compound was changed to N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane (amine compound C3 in Table 1), and each of the same as in Example 1. Evaluation was performed. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(比較例1)
脂肪族モノカルボン酸をカプロン酸に変更した以外は実施例2と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Comparative Example 1)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that the aliphatic monocarboxylic acid was changed to caproic acid, and each evaluation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(比較例2)
アミン化合物をトリエタノールアミンに変更した以外は実施例2と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that the amine compound was changed to triethanolamine, and each evaluation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(比較例3)
アミン化合物を用いなかった以外は実施例2と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Comparative Example 3)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that the amine compound was not used, and each evaluation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

(比較例4)
脂肪族モノカルボン酸を用いなかった以外は実施例2と同様にして導電性組成物を調製し、実施例1と同様の各評価を行った。導電性組成物の各成分の配合量、および評価結果を表2に示す。
(Comparative Example 4)
A conductive composition was prepared in the same manner as in Example 2 except that the aliphatic monocarboxylic acid was not used, and each evaluation was carried out in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the blending amount of each component of the conductive composition and the evaluation results.

実施例で使用したアミン化合物C1〜C3と式(1)の構造との関係を表1に示す。

Figure 2021059659
Table 1 shows the relationship between the amine compounds C1 to C3 used in the examples and the structure of the formula (1).
Figure 2021059659

Figure 2021059659
Figure 2021059659

表2に示すように、本発明の要件を満足する各実施例の導電性組成物は、スクリーン印刷性が良好であり、かつ硬化体の導電性も50μΩ・cm以下と電子部品用配線回路に使用可能な抵抗値であった。また、はんだ付けも可能であった。
これに対して、比較例1では、本要件外の脂肪族モノカルボン酸を用いているので、はんだ付け性が低下する結果となった。
比較例2では、本要件外のアミン化合物を用いているので、印刷性、導電性、はんだ付け性のいずれもが低下する結果となった。
比較例3では、アミン化合物を用いていないので、導電性とはんだ付け性が低下する結果となった。
比較例4では、脂肪族モノカルボン酸を用いていないので、印刷性、導電性、はんだ付け性のいずれもが低下する結果となった。
As shown in Table 2, the conductive composition of each example satisfying the requirements of the present invention has good screen printability and the conductivity of the cured product is 50 μΩ · cm or less, which is suitable for wiring circuits for electronic components. It was a usable resistance value. It was also possible to solder.
On the other hand, in Comparative Example 1, since an aliphatic monocarboxylic acid other than this requirement was used, the solderability was lowered.
In Comparative Example 2, since an amine compound other than this requirement was used, all of the printability, conductivity, and solderability were deteriorated.
In Comparative Example 3, since the amine compound was not used, the conductivity and solderability were lowered.
In Comparative Example 4, since the aliphatic monocarboxylic acid was not used, all of the printability, the conductivity, and the solderability were deteriorated.

Claims (1)

(a)導電性粒子100質量部に対し、
(b)炭素数8〜24の脂肪族モノカルボン酸を0. 1〜5質量部、
(c)式(1)で示されるアミン化合物を0.1〜5質量部、および
(d)バインダ樹脂を3〜20質量部
含有する導電性組成物。
Figure 2021059659
〔式(1)中、kは1〜3の整数であり、Rは、水素原子、アミノエチル、フェニルの何れかであり、R〜Rは、それぞれ独立してメチルまたはエチルである。〕
(A) With respect to 100 parts by mass of conductive particles
(B) 0.1 to 5 parts by mass of an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms.
(C) A conductive composition containing 0.1 to 5 parts by mass of an amine compound represented by the formula (1) and (d) 3 to 20 parts by mass of a binder resin.
Figure 2021059659
[In formula (1), k is an integer of 1 to 3, R 1 is any of a hydrogen atom, aminoethyl, and phenyl, and R 2 to R 4 are independently methyl or ethyl, respectively. .. ]
JP2019184303A 2019-10-07 2019-10-07 conductive composition Active JP7276058B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019184303A JP7276058B2 (en) 2019-10-07 2019-10-07 conductive composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019184303A JP7276058B2 (en) 2019-10-07 2019-10-07 conductive composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021059659A true JP2021059659A (en) 2021-04-15
JP7276058B2 JP7276058B2 (en) 2023-05-18

Family

ID=75379589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019184303A Active JP7276058B2 (en) 2019-10-07 2019-10-07 conductive composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7276058B2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0216172A (en) * 1988-07-05 1990-01-19 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd Solderable conductive paint
JPH0265103A (en) * 1988-08-31 1990-03-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Resin binder for rare earth-iron and resin magnet using same
JPH0377202A (en) * 1989-08-18 1991-04-02 Daido Steel Co Ltd Conductive composite
JPH1031912A (en) * 1996-07-17 1998-02-03 Asahi Chem Ind Co Ltd Solderable electroconductive paste
WO2012086588A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 セメダイン株式会社 Electroconductive adhesive
JP2015110759A (en) * 2013-10-31 2015-06-18 セメダイン株式会社 Conductive adhesive
JP2017141332A (en) * 2016-02-09 2017-08-17 ナミックス株式会社 Resin composition, conductive copper paste, and semiconductor device
JP2019121568A (en) * 2018-01-11 2019-07-22 日油株式会社 Manufacturing method of solder adhesive metal paste conductive film

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0216172A (en) * 1988-07-05 1990-01-19 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd Solderable conductive paint
JPH0265103A (en) * 1988-08-31 1990-03-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Resin binder for rare earth-iron and resin magnet using same
JPH0377202A (en) * 1989-08-18 1991-04-02 Daido Steel Co Ltd Conductive composite
JPH1031912A (en) * 1996-07-17 1998-02-03 Asahi Chem Ind Co Ltd Solderable electroconductive paste
WO2012086588A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 セメダイン株式会社 Electroconductive adhesive
JP2015110759A (en) * 2013-10-31 2015-06-18 セメダイン株式会社 Conductive adhesive
JP2017141332A (en) * 2016-02-09 2017-08-17 ナミックス株式会社 Resin composition, conductive copper paste, and semiconductor device
JP2019121568A (en) * 2018-01-11 2019-07-22 日油株式会社 Manufacturing method of solder adhesive metal paste conductive film

Also Published As

Publication number Publication date
JP7276058B2 (en) 2023-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7766218B2 (en) Pasty silver particle composition, process for producing solid silver, solid silver, joining method, and process for producing printed wiring board
JP6174106B2 (en) Conductive paste and method for producing conductive film
JP5971250B2 (en) Composition set, conductive substrate, method for producing the same, and conductive adhesive composition
KR102295909B1 (en) Silver-coated alloy powder, conductive paste, electronic components and electrical devices
JP5887086B2 (en) Conductive material
TW201117231A (en) Ink for printing, metal nanoparticle utilized in ink, wiring, circuit substrate and semiconductor package
CN1478285A (en) Electroconductive metal paste
JP5979237B2 (en) Conductive adhesive
WO2013147235A1 (en) Conductive paste, hardened material, electrode, and electronic device
JP2619289B2 (en) Copper conductive composition
JP2007227156A (en) Conductive paste, and printed wiring board using it
CN106232267A (en) The manufacture method of core-shell-type metal particle, core-shell-type metal particle, conductive ink and the manufacture method of substrate
CN103137243B (en) Conductive paste and the preparation method of conductive paste
JP6562196B2 (en) Copper fine particle sintered body and method for producing conductive substrate
JP2006032165A (en) Conductive metal particles and conductive resin composition using them, and conductive adhesive
KR102310824B1 (en) Silver powder
JP4962063B2 (en) Conductive paste
JP7276058B2 (en) conductive composition
TW201533110A (en) Electrically conductive paste and substrate having an electrically conductive membrane
JP2009146679A (en) Conductive paste
JP2013221143A (en) Thermosetting resin composition and conductive paste using the same
KR102195144B1 (en) Conductive paste and substrate with conductive film
JP6992582B2 (en) Conductive composition, cured product and laminated body using the conductive composition
JP3917037B2 (en) External electrode and electronic component including the same
JP2019121568A (en) Manufacturing method of solder adhesive metal paste conductive film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230404

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230417

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7276058

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150