JP3630813B2

JP3630813B2 - ハンダ付け可能な面発熱体電極用導電性組成物

Info

Publication number: JP3630813B2
Application number: JP00444396A
Authority: JP
Inventors: 美知夫幸松; 博森本
Original assignee: Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Current assignee: Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2016-01-16
Also published as: JPH09194668A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、面発熱体の電極として適用される導電性組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から面発熱体の電極として、銀粉末と樹脂から成る導電性組成物が用いられていたが、銀／エポキシ系では熱処理温度が２００℃以上で硬化させるものであった。
また、１００℃で硬化させる組成物は塗膜が弱く、ハンダ付けをした場合、銀喰われや塗膜が基板と剥離するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、透明導体膜による面発熱体を高分子フィルムに形成することが多くなり、低温で電極が形成でき、しかも、ハンダ付けによる銀喰われのないものを強く要望されていた。本発明は、上記の事情、欠点に鑑みてみなされたもので、常温乾燥しても低抵抗でハンダ付け可能な導電性組成物を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する組成の導電性組成物がハンダ付け性に優れ、銀喰われのない、常温で安定した塗膜が形成できることを見い出し、本発明を完成したものである。
すなわち本発明は、銀粉末、ポリビニルブチラール及び溶剤から成り、銀粉末／ポリビニルブチラールが重量比で９４／６以上、９６／４以下である導電性組成物において、前記銀粉末がフレーク状粉末であり、その５０％平均平均粒径が３μｍ以上５μｍ以下で、かつ、比表面積が１ｍ^２／ｇ以上、２ｍ^２／ｇ以下であることを特徴とする導電性組成物である。
【０００５】
【作用】
本発明に用いる銀粉末は、上記のようにフレーク状のもので、その５０％平均粒径が３μｍ以上、５μｍ以下であることが必要である。平均粒径が３μｍ以下では銀粉末の接触抵抗が大きくなるために塗膜の体積固有抵抗率が１×１０^−４Ω・ｃｍ以上になる。又、平均粒径が５μｍ以上ではハンダ付け性で銀喰われ又は基板との剥離を生じてしまう。これは銀粒子径が大きくなると、塗膜表面に占める銀面積が増大し、その結果、ハンダに非常に漏れやすくなることが原因である。比表面積は１ｍ^２／ｇ以上、２ｍ^２／ｇ以下であることが必要である。比表面積が１ｍ^２／ｇ以下の粉末は厚みが大きいため基板との密着性が低下し、ハンダ付けの際に基板との剥離を生じる。比表面積が２ｍ^２／ｇ以上では銀粉末の接触抵抗が大きくなり、塗膜の体積固有抵抗率が１×１０^−４Ω・ｃｍ以上になる。
【０００６】
銀粉末とポリビニルブチラールの割合は重量比で９４／６以上、９６／４以下であることが必要である。銀粉末も割合が９４以下であれば、体積固有抵抗率が１×１０^−４Ω・ｃｍ以上になり基板との密着性が低下する。また、ハンダ付け時の熱収縮が大きく、基板との剥離を生じる。銀粉末の割合が９６以上では比重が大きくなり高価になりすぎるために好ましくない。
【０００７】
ポリビニルブチラールは、市販されているものを使用している。これは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にブチルアルデヒドを反応させて得られるもので、平均分子量が約５００００〜５６０００、ブチラール化度が６２〜６８ｍｏｌ％、重合度が８００〜９００程度である。本発明のポリビニルブチラールは以上の仕様と一致するタイプであればよい。溶剤は、上記のポリビニルブチラールを溶解し、ペースト状にできることが必要である。適当な溶剤としては、ブタノール、ＩＰＡ、ジアセトンアルコール、エチルセロソルブ、ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルである。
【０００８】
【実施例】
実施例及び比較例において「部」とは特に説明のない限り「重量部」を意味する。表１に示す粉末特性の銀粉末を使用して、銀粉末が７５部、ポリビニルブチラール４部、溶剤２１部となるように配合後、混練機で混練して導電性組成物を得た。得られた各導電組成物をガラス基板上に幅５ｍｍ、厚さ５０〜６０μｍの帯状に塗布して、常温で２４時間乾燥させて形成した塗膜の体積固有抵抗、密着性、ハンダ付け性を評価した結果、表２に示す特性が得られた。
【０００９】
密着性は塗膜の幅方向に１ｍｍ間隔に切れ目を入れ、セロテープによる引き剥がしテストを行なった結果１００％剥がれないものを○、５０％以上残っているものを△、５０％以上剥離したものを×、１００％剥離したものを××とした。
ハンダ付け性については、塗膜の銀喰われ、基板との剥離について評価を行ない、銀喰われ、剥離のないものを○、少しでも生じたものを×とした。
【００１０】
【表１】

【００１１】
【表２】

【００１２】
【比較例】
表１に本発明に用いる銀粉末特性の範囲をはずれるもの、又は、本発明の銀粉末を使用するが、銀粉末／ポリビニルブチラールの重量比が本発明の範囲をはずれるものを比較例（１）〜（９）として、実施例と同じ方法で導電性組成物を作製した。得られた導電組成物より塗膜を形成し、実施例と同じ評価をした結果を表２に示す。
【００１３】
表１及び表２から、本発明の実施例においては導電性、密着性に優れ、ハンダ付け性においても、銀喰われや基板との剥離を生じないのに対し、比較例（１）〜（３）では銀／ポリビニルブチラールの重量比が９４／６以下であるため体積固有抵抗率が１×１０^−４Ω・ｃｍ以上となり、密着性も低下する。しかも、ハンダ付けによる基板との剥離を生じる
比較例（４），（５）では、銀粉末の５０％平均粒径が３μｍ以下であるため、塗膜の体積固有抵抗率が１×１０^−４Ω・ｃｍ以上となる。
比較例（６）では、比表面積が１ｍ^２／ｇ以下であるため、基板との密着性が低下する。
【００１４】
比較例（７）では、銀粉末の５０％平均粒径が５μｍ以上であるため、ハンダ付けにより銀が喰われ、基板との剥離を生じる。
比較例（８），（９）では、銀粉末が球状であるため、塗膜の体積固有抵抗率が１×１０^−４Ω・ｃｍ以上となる。しかも、密着性が非常に低く、ハンダ付けにより基板との剥離を生じる。
従って、本発明の構成要素を欠く導電組成物はハンダ付け可能な面発熱体電極用電極材には適用できないことは明らかである。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の導電性組成物は、低温で抵抗の低い電極が形成でき、しかも、ハンダ付けによる銀喰われ、基板との剥離が生じないため、透明導体膜による面発熱体の電極材として非常に有効である。

Claims

銀粉末、ポリビニルブチラール及び溶剤から成り、銀粉末／ポリビニルブチラールが重量比で94/6以上、96/4以下である導電性組成物において、前記銀粉末がフレーク状粉末であり、その50％平均粒径が３μｍ以上５μｍ以下で、かつ、比表面積が１m²/g以上、２m²/g以下であることを特徴とする導電性組成物。