JP7378029B2 - Electronics - Google Patents

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Description

本発明は、伸縮性を有する導電性組成物および電子機器に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stretchable conductive composition and an electronic device.

電子機器の用途拡大に伴い、電子機器に伸縮性が要求される場合がある。
そこで、特許文献1および2は、金属粉と特定の樹脂とを含み、伸縮性に優れる樹脂組成物を提案している。この樹脂組成物は、例えば、基材上に配線パターンを形成するため用いられる。
As the uses of electronic devices expand, elasticity may be required for electronic devices.
Therefore, Patent Documents 1 and 2 propose resin compositions containing metal powder and a specific resin and having excellent elasticity. This resin composition is used, for example, to form a wiring pattern on a base material.

国際公開第2016/114278号パンフレットInternational Publication No. 2016/114278 pamphlet 国際公開第2017/026420号パンフレットInternational Publication No. 2017/026420 pamphlet

通常、配線パターンの形成に用いられる樹脂組成物は溶媒を含んでいる。配線パターンは、描画された後、素早く固定させる必要があるため、上記溶媒として揮発性の高い化合物が用いられる。そのため、樹脂組成物はほとんどタック性を有さず、配線パターンと実装される回路部材との密着性は低い。 Usually, a resin composition used to form a wiring pattern contains a solvent. Since the wiring pattern needs to be fixed quickly after being drawn, a highly volatile compound is used as the solvent. Therefore, the resin composition has almost no tackiness, and the adhesion between the wiring pattern and the circuit member to be mounted is low.

本発明は、ポリオールと、ブロックイソシアネートと、導電性材料と、を含み、前記導電性材料は、アスペクト比2以上のフィラーを含む、導電性組成物に関する。 The present invention relates to a conductive composition including a polyol, a blocked isocyanate, and a conductive material, where the conductive material includes a filler having an aspect ratio of 2 or more.

また、本発明は、伸縮性基材と、前記伸縮性基材の表面に形成された配線パターンと、前記配線パターンに接続された電極を備える回路部材と、を備え、前記配線パターンは、請求項1に記載の導電性組成物の硬化物を含み、前記電極の少なくとも一部は、前記配線パターンに埋没している、電子機器に関する。 Further, the present invention includes a stretchable base material, a wiring pattern formed on the surface of the stretchable base material, and a circuit member including an electrode connected to the wiring pattern, wherein the wiring pattern is Item 2. An electronic device comprising a cured product of the conductive composition according to Item 1, wherein at least a portion of the electrode is embedded in the wiring pattern.

本発明によれば、導電性およびタック性に優れる導電性組成物が提供される。 According to the present invention, a conductive composition having excellent conductivity and tackiness is provided.

本発明の一実施形態に係る電子機器の一部を模式的に示す側面図である。1 is a side view schematically showing a part of an electronic device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電子機器の要部を模式的に示す側面図である。1 is a side view schematically showing main parts of an electronic device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電子機器の製造方法を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a method for manufacturing an electronic device according to an embodiment of the present invention.

配線パターン上には、通常、様々な回路部材が実装される。回路部材は電極を備えており、この電極を配線パターンに接続させることにより、回路部材は機能する。回路部材と配線パターンとの接続は、通常、はんだを用いて行われる。一般的には、はんだペーストを基材(基板等)に印刷した後、回路部材を基材に搭載する。最後に、リフロー工程によりはんだを溶融し、再度はんだを固化することで、回路部材の電極と、基板の配線パターンとが電気的に接続される。伸縮性基材を用いる場合、固化したはんだは変形し難いため、基材の伸縮に追随できずに電極から剥離してしまう場合がある。 Various circuit members are usually mounted on the wiring pattern. The circuit member includes an electrode, and the circuit member functions by connecting the electrode to the wiring pattern. Connections between circuit members and wiring patterns are usually made using solder. Generally, after solder paste is printed on a base material (such as a board), circuit members are mounted on the base material. Finally, the electrodes of the circuit member and the wiring pattern of the board are electrically connected by melting the solder in a reflow process and solidifying the solder again. When using a stretchable base material, the solidified solder is difficult to deform, so it may not be able to follow the expansion and contraction of the base material and may peel off from the electrode.

本実施形態では、伸縮性を有する樹脂の原料を含む導電性組成物を用いて、配線パターンの形成とともに、回路部材と配線パターンとの電気的接続を行う。基材が伸張、収縮および/または屈曲する(以下、単に伸縮すると称する。)と、配線パターンは基材に追随して伸縮する。よって、配線パターン自体の断線、基材と配線パターンとの剥離、さらには配線パターンと回路部材との剥離が抑制される。本実施形態は、この導電性組成物およびその硬化物を含む電子機器を包含する。本実施形態に係る導電性組成物は、特にフリップチップ実装技術などの表面実装(SMT:Surface Mount Technology)に好適に用いられる。 In this embodiment, a conductive composition containing a raw material for a stretchable resin is used to form a wiring pattern and to electrically connect a circuit member and the wiring pattern. When the base material stretches, contracts, and/or bends (hereinafter simply referred to as "stretching"), the wiring pattern expands and contracts following the base material. Therefore, disconnection of the wiring pattern itself, separation between the base material and the wiring pattern, and further separation between the wiring pattern and the circuit member are suppressed. This embodiment includes an electronic device containing this conductive composition and a cured product thereof. The conductive composition according to this embodiment is particularly suitable for use in surface mount technology (SMT) such as flip-chip mounting technology.

[導電性組成物]
本実施形態に係る導電性組成物は、ポリオールと、ブロックイソシアネートと、導電性材料と、を含む。導電性材料は、アスペクト比2以上のフィラー(以下、扁平フィラーと称する。)を含む。
[Conductive composition]
The conductive composition according to this embodiment includes a polyol, a blocked isocyanate, and a conductive material. The conductive material includes a filler having an aspect ratio of 2 or more (hereinafter referred to as a flat filler).

導電性組成物が加熱されると、ブロックイソシアネートからブロック剤が解離してイソシアネートが生成し、これとポリオールとが反応してウレタン樹脂が生成する。つまり、本実施形態の導電性組成物はウレタン樹脂そのものではなく、ウレタン樹脂の原料を含んでいる。このような導電性組成物は、適度な流動性とタック性とを備える。そのため、導電性組成物は基材に密着しやすく、これを硬化させたウレタン樹脂と導電性材料とを含む組成物(以下、硬化物と称する。)もまた、基材に対して高い密着性を有する。導電性組成物には、扁平フィラーが含まれている。これにより、基材が伸縮する場合にも導電性は確保され、硬化物の電気抵抗は小さく維持される。 When the conductive composition is heated, the blocking agent dissociates from the blocked isocyanate to produce isocyanate, which reacts with the polyol to produce urethane resin. That is, the conductive composition of this embodiment contains not the urethane resin itself but the raw material of the urethane resin. Such a conductive composition has appropriate fluidity and tackiness. Therefore, the conductive composition easily adheres to the base material, and a composition containing a urethane resin and a conductive material obtained by curing it (hereinafter referred to as a cured product) also has high adhesion to the base material. has. The conductive composition contains a flat filler. As a result, conductivity is ensured even when the base material expands and contracts, and the electrical resistance of the cured product is maintained low.

例えば、硬化物を第1方向に伸張したとき、第1方向において、伸張後の硬化物の電気抵抗値が伸張前の硬化物の電気抵抗値の120%になるときの硬化物の伸張率は、5%以上である。回路部材が硬化物に接合されている場合、硬化物の上記伸長率は4%以上であってよい。 For example, when the cured product is stretched in the first direction, the elongation rate of the cured product is when the electrical resistance value of the cured product after stretching becomes 120% of the electrical resistance value of the cured product before stretching in the first direction. , 5% or more. When the circuit member is joined to the cured product, the elongation rate of the cured product may be 4% or more.

さらに、ポリオールとイソシアネートとが反応する際、わずかに導電性組成物の体積は収縮する。よって、さらに基材に対する密着性が高まるとともに、硬化物中に分散している導電性材料同士が接触し易くなって、導電性も高まる。 Furthermore, when the polyol and isocyanate react, the volume of the conductive composition shrinks slightly. Therefore, the adhesion to the base material is further increased, and the conductive materials dispersed in the cured product are more likely to come into contact with each other, thereby increasing the conductivity.

導電性組成物は流動性とタック性とを有するため、導電性組成物で配線を描画し、その配線上に回路部材を搭載すると、回路部材の電極の少なくとも一部は配線(導電性組成物)中に埋没し、その状態で密着することができる。この状態で導電性組成物を加熱すると、電極の少なくとも一部を埋没させた状態のまま配線パターン(硬化物)が形成される。つまり、配線パターンは、電子機器の配線であるとともに、回路部材と配線とを接着し、電気的に接続する接合材として機能する。 Since the conductive composition has fluidity and tackiness, when wiring is drawn using the conductive composition and a circuit member is mounted on the wiring, at least a part of the electrode of the circuit member is ) and can remain in close contact with it. When the conductive composition is heated in this state, a wiring pattern (cured product) is formed with at least a portion of the electrode buried. In other words, the wiring pattern is the wiring of the electronic device, and also functions as a bonding material that adheres and electrically connects the circuit member and the wiring.

上記の通り、本実施形態に係る導電性組成物を用いると、配線パターンの形成とともに、回路部材と配線パターンとの電気的接続が行われるため、工数を削減することが可能となり、電子機器の生産性を向上させることができる。さらに、工数削減による製造コストの低減も期待できる。さらに、導電性組成物を用いて回路部材と配線パターンとの電気的接続を行うことで、リフロー工程、さらには熱圧着工程を省略することができる。したがって、基材として、あまり耐熱性の高くない材料を用いることができる。伸縮性を有する材料の多くは、耐熱性があまり高くない。 As described above, when the conductive composition according to the present embodiment is used, the wiring pattern is formed and the electrical connection between the circuit member and the wiring pattern is made, so it is possible to reduce the number of man-hours and improve the performance of electronic devices. Productivity can be improved. Furthermore, a reduction in manufacturing costs can be expected due to the reduction in man-hours. Furthermore, by electrically connecting the circuit member and the wiring pattern using the conductive composition, a reflow process and further a thermocompression bonding process can be omitted. Therefore, a material that is not very heat resistant can be used as the base material. Many stretchable materials do not have very high heat resistance.

A.ポリオール
ポリオールは、ウレタン樹脂の原料の1つであり、1分子内に2以上の水酸基を有する。
ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、アクリルポリオール等が挙げられる。これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。ポリオールの含有量は、導電性組成物中の不揮発性成分の例えば30質量%以上、80質量%以下であってよい。以下、導電性組成物中の不揮発性成分を固形分と称する場合がある。導電性組成物中の不揮発性成分の質量は、調製された導電性組成物から溶媒の質量を引いて算出される。また、乾燥後および硬化後の導電性組成物の質量は、導電性組成物中の不揮発性成分の質量とみなしてよい。
A. Polyol Polyol is one of the raw materials for urethane resin and has two or more hydroxyl groups in one molecule.
Examples of polyols include polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polyurethane polyols, and acrylic polyols. These may be used alone or in combination of two or more. The content of the polyol may be, for example, 30% by mass or more and 80% by mass or less of the nonvolatile components in the conductive composition. Hereinafter, the nonvolatile components in the conductive composition may be referred to as solid content. The mass of non-volatile components in the conductive composition is calculated by subtracting the mass of the solvent from the prepared conductive composition. Moreover, the mass of the conductive composition after drying and after curing may be regarded as the mass of the nonvolatile component in the conductive composition.

なかでも、得られるウレタン樹脂の柔軟性および伸縮性が向上し易い点で、ポリエステルポリオールが好ましい。ポリエステルポリオールは、例えば、多価アルコールと多価カルボン酸等との縮合反応により得られる。全ポリオールの80当量%以上がポリエステルポリオールであってよい。 Among these, polyester polyols are preferred because the flexibility and stretchability of the resulting urethane resin can be easily improved. A polyester polyol is obtained, for example, by a condensation reaction between a polyhydric alcohol and a polyhydric carboxylic acid. 80 equivalent percent or more of the total polyols may be polyester polyols.

多価アルコールとしては特に限定されず、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-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、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-2,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、3,5-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール等の脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール等の脂環式ジオール:トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキシトール類、ペンチトール類、グリセリン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、テトラメチロールプロパン等の三価以上の多価アルコール等が挙げられる。これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 The polyhydric alcohol is not particularly limited, and includes ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3- Propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-2,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-Methyl-2,4-pentanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 3,5-heptanediol, 1,8-octane Diol, aliphatic diol such as 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol; alicyclic diol such as cyclohexanedimethanol, cyclohexanediol; trimethylolethane, trimethyl Trihydric or higher polyhydric alcohols such as methylolpropane, hexitols, pentitols, glycerin, polyglycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, and tetramethylolpropane can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

多価カルボン酸は特に限定されず、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、2-メチルコハク酸、2-メチルアジピン酸、3-メチルアジピン酸、3-メチルペンタン二酸、2-メチルオクタン二酸、3,8-ジメチルデカン二酸、3,7-ジメチルデカン二酸、水添ダイマー酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸類;フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸類;トリメリト酸、トリメシン酸、ひまし油脂肪酸の三量体等のトリカルボン酸類;ピロメリット酸等のテトラカルボン酸類等が挙げられる。これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 Polycarboxylic acids are not particularly limited, and include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, 2-methylsuccinic acid, and 2-methyladipine. acids, 3-methyladipic acid, 3-methylpentanedioic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3,8-dimethyldecanedioic acid, 3,7-dimethyldecanedioic acid, hydrogenated dimer acid, fats such as dimer acid group dicarboxylic acids; aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and naphthalene dicarboxylic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; tricarboxylic acids such as trimellitic acid, trimesic acid, and trimers of castor oil fatty acids ; Examples include tetracarboxylic acids such as pyromellitic acid. These may be used alone or in combination of two or more.

ポリオールの分子量は特に限定されない。ハンドリング性、得られる硬化物の柔軟性および伸縮性の観点から、ポリオールの重量平均分子量は、300以上、5,000以下であってよく、300以上、3,000以下であってよい。 The molecular weight of the polyol is not particularly limited. From the viewpoint of handleability, flexibility and elasticity of the obtained cured product, the weight average molecular weight of the polyol may be 300 or more and 5,000 or less, or 300 or more and 3,000 or less.

ポリオールの水酸基価も特に限定されない。ポリオールの水酸基価は、例えば、40mgKOH/g以上、800mgKOH/g以下であってよく、40mgKOH/g以上、600mgKOH/g以下であってよい。 The hydroxyl value of the polyol is also not particularly limited. The hydroxyl value of the polyol may be, for example, 40 mgKOH/g or more and 800 mgKOH/g or less, or 40 mgKOH/g or more and 600 mgKOH/g or less.

B.ブロックイソシアネート
ブロックイソシアネートは、ウレタン樹脂の原料の1つであり、イソシアネート化合物と、それに含まれるイソシアネート基を保護するブロック剤との反応により得られる。ブロック剤は加熱によって解離して、イソシアネートが生成する。本実施形態に係る導電性組成物は、一液型として調製できる。
B. Blocked Isocyanate Blocked isocyanate is one of the raw materials for urethane resins, and is obtained by the reaction between an isocyanate compound and a blocking agent that protects the isocyanate groups contained therein. The blocking agent is dissociated by heating to produce isocyanate. The conductive composition according to this embodiment can be prepared as a one-component type.

イソシアネート化合物は特に限定されず、エチレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート:イソホロンジイソシアネート、シクロヘキサン1,3-ジイソシアネート、シクロヘキサン1,4-ジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート: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、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリック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、ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート等が挙げられる。イソシアネート化合物は、これらの共重合物、イソシアヌレート体、アダクト体、ビウレット体であってもよい。イソシアネート化合物は、上記のポリオールと反応させたプレポリマーとして含まれてもよい。これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 The isocyanate compound is not particularly limited, and includes aliphatic polyisocyanates such as ethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate; alicyclic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate, cyclohexane 1,3-diisocyanate, and cyclohexane 1,4-diisocyanate: 2 , 4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, polymeric diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, and other aromatic isocyanates. The isocyanate compound may be a copolymer, an isocyanurate, an adduct, or a biuret of these. Isocyanate compounds may be included as prepolymers reacted with the polyols described above. These may be used alone or in combination of two or more.

ブロック剤は特に限定されず、フェノール系、アルコール系、オキシム系、β-カルボニル化合物、ラクタム系、アミン系、イミン系、アミンイミド系、ニトリルカーボネート系、ピラゾール系、活性メチレン系、メルカプタン系、イミダゾール系、カルバミン酸系、トリアゾール系等が挙げられる。 Blocking agents are not particularly limited, and include phenol-based, alcohol-based, oxime-based, β-carbonyl compound, lactam-based, amine-based, imine-based, amine-imide-based, nitrile carbonate-based, pyrazole-based, active methylene-based, mercaptan-based, imidazole-based , carbamic acid type, triazole type, etc.

なかでも、反応温度が低くなる点で、活性メチレン系ブロック剤、ピラゾール系ブロック剤等が好ましい。ポリオールとブロックイソシアネートとの反応温度(硬化温度)は、例えば、150℃以下であってよく、140℃以下であってよい。反応温度がこの範囲であると、加熱温度を低く設定することができて、塗布対象である基材の劣化が抑制され易い。 Among these, active methylene-based blocking agents, pyrazole-based blocking agents, and the like are preferred from the viewpoint of lowering the reaction temperature. The reaction temperature (curing temperature) between the polyol and the blocked isocyanate may be, for example, 150°C or lower, or 140°C or lower. When the reaction temperature is within this range, the heating temperature can be set low, and deterioration of the substrate to be coated can be easily suppressed.

ピラゾール系ブロック剤としては、例えば、ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチルピラゾール、4-ベンジル-3,5-ジメチルピラゾール、4-ニトロ-3,5-ジメチルピラゾール、4-ブロモ-3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-フェニルピラゾール等が挙げられる。 Examples of pyrazole blocking agents include pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 4-benzyl-3,5-dimethylpyrazole, 4-nitro-3,5-dimethylpyrazole, 4-bromo-3 , 5-dimethylpyrazole, 3-methyl-5-phenylpyrazole and the like.

活性メチレン系ブロック剤としては、例えば、メルドラム酸;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジ2-エチルヘキシル、マロン酸メチルブチル、マロン酸エチルブチル、メチルマロン酸ジエチル、マロン酸ジベンジル、マロン酸ジフェニル、マロン酸ベンジルメチル、マロン酸エチルフェニル、マロン酸ブチルフェニル等のマロン酸ジアルキル:アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸n-プロピル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸ブチル、アセト酢酸ベンジル、アセト酢酸フェニル等のアセト酢酸アルキル;2-アセトアセトキシエチルメタクリレート;アセチルアセトン;シアノ酢酸エチル等が挙げられる。 Examples of active methylene blocking agents include Meldrum's acid; dimethyl malonate, diethyl malonate, dibutyl malonate, di2-ethylhexyl malonate, methyl butyl malonate, ethyl butyl malonate, diethyl methyl malonate, dibenzyl malonate, and malonate. Dialkyl malonates such as diphenyl acid, benzylmethyl malonate, ethylphenyl malonate, butylphenyl malonate, etc.: methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, n-propyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate, butyl acetoacetate, benzyl acetoacetate, acetoacetate Examples include alkyl acetoacetates such as phenyl acetate; 2-acetoacetoxyethyl methacrylate; acetylacetone; and ethyl cyanoacetate.

ブロックイソシアネートのNCO基(ブロック剤で保護されたNCO基を含む)の含有率は特に限定されない。ブロックイソシアネートの有効NCO基含有率は、例えば、5質量%以上、20質量%以下であってよい。 The content of NCO groups (including NCO groups protected by a blocking agent) in the blocked isocyanate is not particularly limited. The effective NCO group content of the blocked isocyanate may be, for example, 5% by mass or more and 20% by mass or less.

ポリオールとブロックイソシアネートとの配合比は特に限定されない。ポリオールが有する活性水素基とブロックイソシアネートが有するNCO基との当量比(NCO基/活性水素基)は、1以上、10以下であってよく、1以上、5以下であってよい。NCO基/活性水素基がこの範囲であると、イソシアネートの副反応が抑制され易くなるとともに、得られるウレタン樹脂の柔軟性および伸縮性が向上しやすい。 The blending ratio of polyol and blocked isocyanate is not particularly limited. The equivalent ratio of the active hydrogen group that the polyol has and the NCO group that the blocked isocyanate has (NCO group/active hydrogen group) may be 1 or more and 10 or less, or 1 or more and 5 or less. When the NCO group/active hydrogen group is within this range, side reactions of isocyanate are easily suppressed, and the flexibility and elasticity of the resulting urethane resin are likely to be improved.

C.導電性材料
導電性材料は、扁平フィラーを含む。これにより、硬化物の伸縮時の導電性が確保される。扁平フィラーとしては、フレーク状フィラー、鱗片状フィラーおよび繊維状フィラー(金属ナノワイヤー、金属ナノチューブ等)が例示できる。
C. Conductive Material The conductive material includes a flat filler. This ensures conductivity during expansion and contraction of the cured product. Examples of flat fillers include flaky fillers, scale fillers, and fibrous fillers (metal nanowires, metal nanotubes, etc.).

扁平フィラーのアスペクト比は、3以上であってよく、10以上であってよく、20以上であってよい。フレーク状フィラーおよび鱗片状フィラーのアスペクト比は、厚み方向の平均長さと、面方向の平均長さとの比である。繊維状フィラーのアスペクト比は、長手方向の平均長さと、短手方向の平均長さとの比である。面方向の平均長さは、その面の面積と同じ面積を有する円の直径とすればよい。その他の平均長さは、10個のフィラーの平均値である。 The aspect ratio of the flat filler may be 3 or more, 10 or more, or 20 or more. The aspect ratio of the flaky filler and the scale-like filler is the ratio of the average length in the thickness direction to the average length in the surface direction. The aspect ratio of the fibrous filler is the ratio of the average length in the longitudinal direction to the average length in the lateral direction. The average length in the surface direction may be the diameter of a circle having the same area as the surface. Other average lengths are average values of 10 fillers.

アスペクト比は、乾燥後の導電性組成物あるいはその硬化物(配線パターン)の厚み方向の断面から求めてもよい。例えば、配線パターンの厚み方向の任意の断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)または透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて倍率100倍以上で撮影する。この画像の観察視野内から任意の複数個(例えば、20個)のフィラーを選択して長径と短径とを測定する。長径と短径との比が2以上であるフィラーを扁平フィラーとする。このようにして10個の扁平フィラーを選出し、それぞれの長径と短径との比を算出し、これらの平均値を、扁平フィラーのアスペクト比とする。その他のフィラーのアスペクト比も同様にして求められる。 The aspect ratio may be determined from a cross section in the thickness direction of the dried conductive composition or its cured product (wiring pattern). For example, an arbitrary cross section in the thickness direction of the wiring pattern is photographed at a magnification of 100 times or more using a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM). An arbitrary plurality of fillers (for example, 20 fillers) are selected from within the observation field of this image, and the major axis and minor axis are measured. A filler in which the ratio of the major axis to the minor axis is 2 or more is referred to as a flat filler. In this way, 10 flat fillers are selected, the ratio of the major axis to the minor axis of each is calculated, and the average value thereof is taken as the aspect ratio of the flat filler. Aspect ratios of other fillers are determined in the same manner.

扁平フィラーの平均粒径は、例えば1μm以上、20μm以下であってよく、1μm以上、10μm以下であってよい。扁平フィラーの平均粒径が上記範囲内にあると、硬化物の伸縮時の導電性が確保され易い。 The average particle diameter of the flat filler may be, for example, 1 μm or more and 20 μm or less, or 1 μm or more and 10 μm or less. When the average particle diameter of the flat filler is within the above range, conductivity during expansion and contraction of the cured product is easily ensured.

平均粒径は、体積基準の粒度分布における累積体積50%における粒径(D50。以下同じ。)である。平均粒径は、乾燥後の導電性組成物あるいはその硬化物(配線パターン)の厚み方向の断面から求めてもよい。例えば、上記のようにして選出された複数個(例えば、10個)の扁平フィラーについて粒子径を算出し、平均化することにより求めることができる。扁平フィラーの断面の面積と同じ面積を有する円の直径を、その扁平フィラーの粒子径とすればよい。その他のフィラーの平均粒径も同様にして求められる。 The average particle size is the particle size at 50% cumulative volume (D50; the same applies hereinafter) in a volume-based particle size distribution. The average particle size may be determined from a cross section in the thickness direction of the dried conductive composition or its cured product (wiring pattern). For example, it can be determined by calculating the particle diameters of a plurality of flat fillers (for example, 10) selected as described above and averaging them. The diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area of the flat filler may be taken as the particle diameter of the flat filler. The average particle diameters of other fillers are determined in the same manner.

導電性材料の含有量は、ポリオールとブロックイソシアネートと導電性材料との合計を100体積%として、例えば30体積%以上、80体積%以下であってよく、50体積%以上、80体積%以下であってよい。導電性材料の含有量が上記範囲であると、電気的接続の信頼性が確保され易くなる。 The content of the conductive material may be, for example, 30 volume% or more and 80 volume% or less, and 50 volume% or more and 80 volume% or less, with the total of the polyol, blocked isocyanate, and conductive material being 100 volume%. It's good to be there. When the content of the conductive material is within the above range, reliability of electrical connection is easily ensured.

導電性材料の含有量(体積割合)は、ポリオール、ブロックイソシアネートおよび導電性材料のそれぞれの質量に、それぞれの比重を考慮することによって算出できる。導電性材料の含有量は、乾燥後の導電性組成物あるいはその硬化物(配線パターン)の厚み方向の断面から求めてもよい。例えば、上記のようにして得られたSEM画像あるいはTEM画像を、ポリオールおよびブロックイソシアネート(有機成分)と導電性材料とにわけて二値化する。二値化された画像の観察視野内において、有機成分および導電性材料が占める面積割合をそれぞれ算出する。これら面積割合を、有機成分および導電性材料における各成分の体積割合とみなして、導電性材料の体積割合(含有量)を算出すればよい。 The content (volume ratio) of the conductive material can be calculated by considering the specific gravity of each mass of the polyol, blocked isocyanate, and conductive material. The content of the conductive material may be determined from a cross section in the thickness direction of the conductive composition after drying or its cured product (wiring pattern). For example, the SEM image or TEM image obtained as described above is divided into polyol, blocked isocyanate (organic component), and conductive material and binarized. Within the observation field of the binarized image, the area ratio occupied by the organic component and the conductive material is calculated. The volume ratio (content) of the conductive material may be calculated by regarding these area ratios as the volume ratio of each component in the organic component and the conductive material.

扁平フィラーに含まれる元素としては、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、黄銅、モリブデン、タンタル、ニオブ、鉄、白金、錫、クロム、鉛、チタン、マンガン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、カドミウム、オスミウム、イリジウム等が挙げられる。扁平フィラーは、これら元素を合金として含んでいてもよい。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。なかでも、導電性の観点から、扁平フィラーは銀を含むことが好ましい。 Elements contained in the flat filler include silver, copper, gold, aluminum, magnesium, tungsten, cobalt, zinc, nickel, brass, molybdenum, tantalum, niobium, iron, platinum, tin, chromium, lead, titanium, manganese, and ruthenium. , rhodium, palladium, cadmium, osmium, iridium and the like. The flat filler may contain these elements as an alloy. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of electrical conductivity, it is preferable that the flat filler contains silver.

導電性組成物は、導電性材料として、さらにアスペクト比が2未満のフィラー(以下、球状フィラーと称する。)を含んでもよい。球状フィラーの平均粒径は特に限定されないが、扁平フィラーの平均粒径より小さくてよい、これにより、扁平フィラー同士の隙間に入り込みやすくなって、硬化物の伸縮時の導電性がより維持され易くなる。球状フィラーの平均粒径は、例えば1μm以上、20μm以下であってよく、1μm以上、10μm以下であってよい。球状フィラーに含まれる元素としては、扁平フィラーと同様のものが挙げられる。 The conductive composition may further include a filler having an aspect ratio of less than 2 (hereinafter referred to as spherical filler) as the conductive material. The average particle size of the spherical filler is not particularly limited, but it may be smaller than the average particle size of the flat filler.This allows it to easily enter the gaps between the flat fillers, making it easier to maintain conductivity during expansion and contraction of the cured product. Become. The average particle diameter of the spherical filler may be, for example, 1 μm or more and 20 μm or less, or 1 μm or more and 10 μm or less. Examples of elements contained in the spherical filler include the same elements as in the flat filler.

D.その他
導電性組成物には、さらに、溶媒、触媒、鎖延長剤、バインダ、カップリング剤、導電助剤、無機フィラー、有機フィラー等が添加されてもよい。
D. Others A solvent, a catalyst, a chain extender, a binder, a coupling agent, a conductive aid, an inorganic filler, an organic filler, etc. may be further added to the conductive composition.

鎖延長剤は特に限定されず、公知のものを使用することができる。鎖延長剤としては、ポリアミン化合物、活性水素を有するポリオール等が挙げられる。触媒は特に限定されず、ウレタン樹脂を合成する際に用いられる公知のものを使用することができる。触媒としては、例えば、スズ系触媒、アミン系触媒、有機金属化合物系触媒等が挙げられる。 The chain extender is not particularly limited, and known ones can be used. Examples of the chain extender include polyamine compounds, polyols having active hydrogen, and the like. The catalyst is not particularly limited, and any known catalyst used when synthesizing urethane resins can be used. Examples of the catalyst include tin-based catalysts, amine-based catalysts, organometallic compound-based catalysts, and the like.

導電助剤は特に限定されず、公知のものを使用することができる。導電助剤としては、例えば、導電性高分子、イオン液体、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ等が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 The conductive aid is not particularly limited, and any known conductive aid can be used. Examples of the conductive aid include conductive polymers, ionic liquids, carbon black, acetylene black, and carbon nanotubes. These may be used alone or in combination of two or more.

バインダは特に限定されず、公知のものを使用することができる。バインダとしては、伸縮率が高く、不飽和結合を分子内に含まないポリマーが好ましい。具体的には、ウレタン樹脂、ウレタンゴム、アクリル樹脂、アクリルゴム、ブチルゴム、クロロスルフォン化ゴム、フッ素ゴム、シリコーン等が挙げられる。ウレタン樹脂およびウレタンゴムは、溶媒蒸発型であってもよく、熱硬化型であってもよい。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 The binder is not particularly limited, and any known binder can be used. As the binder, a polymer having a high expansion/contraction rate and containing no unsaturated bonds in the molecule is preferable. Specific examples include urethane resin, urethane rubber, acrylic resin, acrylic rubber, butyl rubber, chlorosulfonated rubber, fluororubber, and silicone. The urethane resin and urethane rubber may be of a solvent evaporation type or a thermosetting type. These may be used alone or in combination of two or more.

[電子機器]
本実施形態に係る電子機器は、伸縮性基材と、伸縮性基材の表面に形成された配線パターンと、配線パターンに接続された電極を備える回路部材と、を備える。配線パターンは、上記の導電性組成物の硬化物を含む。そのため、基材が伸縮する場合、配線パターンは伸縮性基材に追随して変形して、配線パターン自体の断線、基材と硬化物との剥離が抑制される。さらに、電極の少なくとも一部は、伸縮性を有する配線パターンに埋没している。つまり、電極の底面が配線パターンに接触するとともに、側面の少なくとも一部も配線パターンに接触している。そのため、基材が伸縮する場合であっても、硬化物と回路部材との剥離も抑制される。よって、本実施形態に係る電子機器は、フレキシブルおよび/またはストレッチャブルでありながら、高い接続信頼性を有する。
[Electronics]
The electronic device according to this embodiment includes a stretchable base material, a wiring pattern formed on the surface of the stretchable base material, and a circuit member including an electrode connected to the wiring pattern. The wiring pattern includes a cured product of the above-mentioned conductive composition. Therefore, when the base material expands and contracts, the wiring pattern deforms following the stretchable base material, thereby suppressing disconnection of the wiring pattern itself and separation of the base material and the cured product. Furthermore, at least a portion of the electrode is buried in the stretchable wiring pattern. That is, the bottom surface of the electrode is in contact with the wiring pattern, and at least a portion of the side surface is also in contact with the wiring pattern. Therefore, even if the base material expands and contracts, peeling between the cured product and the circuit member is also suppressed. Therefore, the electronic device according to this embodiment has high connection reliability while being flexible and/or stretchable.

電子機器は、電気的な入出力、演算および通信等を行う。本実施形態に係る電子機器は、特に身体に近接あるいは密着させて使用するウェアラブル機器として適している。このようなウェアラブル機器は、例えば、縫製あるいは熱接着により衣服に取り付けられたり、粘着剤で身体に貼り付けて用いられたりする。 Electronic devices perform electrical input/output, calculation, communication, etc. The electronic device according to this embodiment is particularly suitable as a wearable device that is used close to or in close contact with the body. Such wearable devices are used, for example, by being attached to clothing by sewing or thermal adhesion, or by being attached to the body with an adhesive.

回路部材と配線パターンとを接着する接合材と、配線パターンとが異なる伸縮性の材料により形成される場合、基材が伸縮することによりそれぞれの材料にかかる応力、および、それぞれの材料に残留する応力が異なる。そのため、電子機器の電気的特性や着用感等が低下し易い。本実施形態に係る電子機器は、配線パターンが接合材としても機能するため、上記のような不具合は生じ難い。 When the bonding material that adheres the circuit member and the wiring pattern and the wiring pattern are made of different stretchable materials, the stress applied to each material due to the expansion and contraction of the base material and the stress that remains in each material. Stress is different. Therefore, the electrical characteristics, wearing comfort, etc. of the electronic device are likely to deteriorate. In the electronic device according to this embodiment, the wiring pattern also functions as a bonding material, so that the above-mentioned problems are unlikely to occur.

図1は、本実施形態に係る電子機器の一部を模式的に示す側面図である。図2は、本実施形態に係る電子機器の要部を模式的に示す側面図である。 FIG. 1 is a side view schematically showing a part of the electronic device according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view schematically showing main parts of the electronic device according to the present embodiment.

電子機器100は、伸縮性基材10と、伸縮性基材10の表面に形成された配線パターン20と、配線パターン20に接続された電極31を備える回路部材30と、を備える。配線パターン20は、上記の導電性組成物の硬化物を含む。電極31の少なくとも一部は、配線パターン20に埋没している。すなわち、電極31の底面31aおよび側面31bの少なくとも一部が配線パターン20に接触している。 The electronic device 100 includes a stretchable base material 10, a wiring pattern 20 formed on the surface of the stretchable base material 10, and a circuit member 30 including an electrode 31 connected to the wiring pattern 20. The wiring pattern 20 includes a cured product of the above-mentioned conductive composition. At least a portion of the electrode 31 is buried in the wiring pattern 20. That is, at least a portion of the bottom surface 31a and side surface 31b of the electrode 31 is in contact with the wiring pattern 20.

基材は特に限定されない。基材としては、配線板として使用される従来公知のガラス基板、樹脂基板、セラミック基板およびシリコン基板等の他、フレキシブル基板、ストレッチャブル基板等と言われる伸縮性および/または屈曲性を有する基板が挙げられる。本実施形態に係る導電性組成物は、さらに、伸縮および/または屈曲可能な他の基材にも適している。これら伸縮および/または屈曲可能な基材を伸縮性基材と総称する。 The base material is not particularly limited. In addition to conventionally known glass substrates, resin substrates, ceramic substrates, silicon substrates, etc. used as wiring boards, substrates that have elasticity and/or bending properties such as flexible substrates and stretchable substrates can be used as base materials. Can be mentioned. The conductive composition according to this embodiment is also suitable for other stretchable and/or bendable base materials. These stretchable and/or bendable base materials are collectively referred to as stretchable base materials.

伸縮性基材の形態としては、例えば、織物、編物および不織布等の繊維構造体、ゴム、樹脂フィルム等が挙げられる。基材の素材は特に限定されない。繊維構造体は、例えば、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ウレタン、ポリビニルアルコール等の合成繊維;レーヨン、キュプラ等の再生セルロース繊維;綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維;およびこれらの複合繊維を含んでいてよい。ゴムは、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、イソブチレンイソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等を含んでいてよい。樹脂フィルムは、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンスルホン、ウレタン、シリコーン等などを含んでよい。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of the form of the stretchable base material include fiber structures such as woven fabrics, knitted fabrics, and nonwoven fabrics, rubber, and resin films. The material of the base material is not particularly limited. The fiber structure includes, for example, synthetic fibers such as polyester, nylon, acrylic, urethane, and polyvinyl alcohol; regenerated cellulose fibers such as rayon and cupro; natural fibers such as cotton, hemp, wool, and silk; and composite fibers thereof. It's okay to be there. Rubbers may include styrene butadiene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, isoprene rubber, isobutylene isoprene rubber, ethylene propylene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, silicone rubber, fluororubber, acrylic rubber, urethane rubber, and the like. The resin film may include, for example, polyester, polypropylene, polycarbonate, polyethylene sulfone, urethane, silicone, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

基材がゴムあるいは樹脂フィルムである場合、JIS K 7126またはJIS K 7127に準拠して測定された破断時伸びが3%以上である場合、伸縮性基材であると評価できる。
基材が繊維構造体である場合、JIS L 1096の引張強さ及び伸び率A法(ストリップ法)に準じて準拠して測定された伸び率が3%以上である場合、伸縮性基材であると評価できる。
When the base material is a rubber or resin film, if the elongation at break measured according to JIS K 7126 or JIS K 7127 is 3% or more, it can be evaluated as a stretchable base material.
When the base material is a fibrous structure, if the elongation rate measured in accordance with JIS L 1096 tensile strength and elongation rate A method (strip method) is 3% or more, it is a stretchable base material. It can be evaluated that there is.

伸縮性基材の厚みは特に限定されず、用途等に応じて適宜設定すればよい。 The thickness of the stretchable base material is not particularly limited, and may be appropriately set depending on the purpose and the like.

電子機器は、例えば、以下の方法により製造することができる。
本実施形態に係る電子機器は、(1)ポリオールと、ブロックイソシアネートと、アスペクト比2以上のフィラーを含む導電性材料と、を含む導電性組成物を準備する工程(S1)と、(2)導電性組成物を伸縮性基材上に塗布する工程(S2)と、(3)塗布された導電性組成物と回路部材の電極とが接触するように、伸縮性基材に回路部材を搭載する工程(S3)と、塗布された導電性組成物を加熱して、導電性材料と、ポリオールとブロックイソシアネートとの反応生成物とを、含む配線パターンを形成する工程(S4)と、を備える方法により製造される。図3は、本実施形態に係る電子機器の製造方法を示すフローチャートである。
The electronic device can be manufactured, for example, by the following method.
The electronic device according to the present embodiment includes (1) a step (S1) of preparing a conductive composition containing a polyol, a blocked isocyanate, and a conductive material containing a filler with an aspect ratio of 2 or more; a step (S2) of applying a conductive composition onto the stretchable base material, and (3) mounting the circuit member on the stretchable base material so that the applied conductive composition and the electrodes of the circuit member are in contact with each other. (S3), and a step (S4) of heating the applied conductive composition to form a wiring pattern containing a conductive material and a reaction product of a polyol and a blocked isocyanate. manufactured by the method. FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing an electronic device according to this embodiment.

(1)導電性組成物の準備工程
導電性組成物は、上記の導電性材料、ポリオール、ブロックイソシアネートおよびその他の添加物を、例えばミキサーなどで混合することによって調製される。
(1) Preparation step of conductive composition The conductive composition is prepared by mixing the above-mentioned conductive material, polyol, blocked isocyanate, and other additives using, for example, a mixer.

(2)導電性組成物の塗布工程
導電性組成物を基材に塗布する方法は特に限定されない。塗布方法としては、例えば、アプリケーター、ワイヤーバー、コンマロール、グラビアロール等を用いるコーティング法:スクリーン、平板オフセット、フレキソ、インクジェット、スタンピング、ディスペンサ等を用いる印刷法等が挙げられる。
(2) Step of applying conductive composition The method of applying the conductive composition to the base material is not particularly limited. Examples of the application method include coating methods using an applicator, wire bar, comma roll, gravure roll, etc.; printing methods using a screen, flat plate offset, flexo, inkjet, stamping, dispenser, etc.

導電性組成物の塗布量は特に限定されず、電子機器の用途、導電性材料の平均粒径、搭載される回路部材等に応じて適宜設定すればよい。電極を埋没させ易くするために、電極と接触する部分に、厚めに導電性組成物を塗布してもよい。 The amount of the conductive composition to be applied is not particularly limited, and may be appropriately set depending on the use of the electronic device, the average particle size of the conductive material, the circuit member to be mounted, and the like. In order to make it easier to bury the electrode, the conductive composition may be applied thickly to the portion that comes into contact with the electrode.

(3)回路部材の搭載工程
伸縮性基材に塗布された加熱前の導電性組成物は、流動性およびタック性を有している。そのため、導電性組成物上に回路部材を搭載すると、回路部材の電極の少なくとも一部は導電性組成物中に埋没し、その状態で導電性組成物に密着する。
(3) Circuit member mounting process The conductive composition applied to the stretchable base material before heating has fluidity and tackiness. Therefore, when a circuit member is mounted on the conductive composition, at least a portion of the electrode of the circuit member is buried in the conductive composition and is in close contact with the conductive composition.

回路部材は、基材との対向面に外部端子を有するものであれば特に限定されない。回路部材としては、例えば、ICチップ等のベアチップ部品や、インターポーザを具備するパッケージ部品、電子部品モジュール、受動素子などのチップ部品、貫通電極を有する積層半導体等が挙げられる。 The circuit member is not particularly limited as long as it has an external terminal on the surface facing the base material. Examples of circuit members include bare chip components such as IC chips, package components including interposers, electronic component modules, chip components such as passive elements, and laminated semiconductors having through electrodes.

(4)加熱工程
導電性組成物を加熱することにより、ブロックイソシアネートのブロック剤が解離して、イソシアネート成分とポリオールとが反応する。これにより、電極の少なくとも一部を埋没させた状態のままで、配線パターン(硬化物)が形成されるとともに、電極と配線パターンとが接続される。つまり、配線パターンは、電子機器の配線であるとともに、回路部材と配線とを電気的に接続する接合材である。さらに言い換えれば、導電性組成物は、配線形成用の材料であり、かつ、接合用の材料である。そのため、それぞれの材料の相性や互いの物性の違い等を考慮することが省略されるとともに、材料間での剥離等の懸念も解消される。
(4) Heating step By heating the conductive composition, the blocking agent of the blocked isocyanate is dissociated, and the isocyanate component and the polyol react. As a result, the wiring pattern (cured material) is formed while at least a portion of the electrode remains buried, and the electrode and the wiring pattern are connected. In other words, the wiring pattern is not only the wiring of the electronic device, but also a bonding material that electrically connects the circuit member and the wiring. In other words, the conductive composition is a material for forming wiring and a material for bonding. Therefore, it is not necessary to consider the compatibility of each material, the difference in physical properties, etc., and concerns about peeling between the materials are also eliminated.

加熱工程により、配線パターンの形成とともに、回路部材と配線パターンとの電気的接続が行われるため、工数を削減することが可能となり、電子機器の生産性が向上する。さらに、工数削減による製造コストの低減も期待できる。使用する材料も限定されるため、さらに製造コストは低減され得る。 The heating process forms the wiring pattern and electrically connects the circuit member and the wiring pattern, so it is possible to reduce the number of man-hours and improve the productivity of electronic devices. Furthermore, a reduction in manufacturing costs can be expected due to the reduction in man-hours. Since the materials used are also limited, manufacturing costs can be further reduced.

加熱温度は、ポリオールとブロックイソシアネートとの反応温度、基材の融点等に応じて適宜決定される。加熱温度は、例えば、100℃~150℃であってよく、110℃~140℃であってよい。加熱時間は特に限定されないが、60分以下であってよく、45分以下であってよく、30分以下であってよい。 The heating temperature is appropriately determined depending on the reaction temperature of the polyol and the blocked isocyanate, the melting point of the base material, and the like. The heating temperature may be, for example, 100°C to 150°C, or 110°C to 140°C. The heating time is not particularly limited, but may be 60 minutes or less, 45 minutes or less, or 30 minutes or less.

[実施例1~6、比較例1]
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
[Examples 1 to 6, Comparative Example 1]
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(i)導電性組成物の準備
表1に示す配合量で各成分を混合し、自転・公転ミキサーにて混練し、ペースト状の導電性組成物を調製した。
(i) Preparation of conductive composition The components were mixed in the amounts shown in Table 1 and kneaded using a rotation/revolution mixer to prepare a paste-like conductive composition.

実施例1~6および比較例1で使用した各成分は、以下の通りである。
ポリオールA:ポリエステルポリオール、数平均分子量 500、製品名 P-520、(株)クラレ製、水酸基価 224
ポリオールB:ポリエステルポリオール、数平均分子量 2000、製品名 P-2010、(株)クラレ製、水酸基価 56
ポリオールC:ポリエステルポリオール、数平均分子量 300、製品名 F-510、(株)クラレ製、水酸基価 336
ポリウレタン樹脂:製品名 ARバインダGS、(株)松井色素化学工業製
ブロックイソシアネートA:ブロック化剤 活性メチレン系、製品名 デュラネートMF-K60B、旭化成(株)製
ブロックイソシアネートB:ブロック化剤 ピラゾール系、製品名 デュラネートSBN-70D、旭化成(株)製
導電性材料:フレーク状銀粉、製品名 AgC-2351、平均粒径(D50) 6.95μm、福田金属箔粉工業(株)製
The components used in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 are as follows.
Polyol A : Polyester polyol, number average molecular weight 500, product name P-520, manufactured by Kuraray Co., Ltd., hydroxyl value 224
Polyol B : Polyester polyol, number average molecular weight 2000, product name P-2010, manufactured by Kuraray Co., Ltd., hydroxyl value 56
Polyol C : Polyester polyol, number average molecular weight 300, product name F-510, manufactured by Kuraray Co., Ltd., hydroxyl value 336
Polyurethane resin : Product name AR Binder GS, manufactured by Matsui Shiki Kagaku Kogyo Co., Ltd.
Blocked isocyanate A : Blocking agent active methylene type, product name Duranate MF-K60B, manufactured by Asahi Kasei Corporation
Blocked isocyanate B : Blocking agent pyrazole type, product name Duranate SBN-70D, manufactured by Asahi Kasei Corporation
Conductive material : flaky silver powder, product name AgC-2351, average particle size (D50) 6.95 μm, manufactured by Fukuda Metal Foil and Powder Industries Co., Ltd.

(ii)電子機器の作製
伸縮性基材(ウレタンフィルム、日本マタイ(株)製、エスマーURS)上に、調製した導電性組成物を矩形に塗布した。導電性組成物は、同一直線上に2箇所塗布した。2箇所の導電性組成物に跨がるようにチップ部品を搭載し、図1に示されるように、チップ部品の2つの電極をそれぞれの導電性組成物に接触させた。この状態で、下記に示す条件で加熱して、矩形の配線パターンを形成するとともに回路部材を実装し、電子機器を得た。
(ii) Production of electronic device The prepared conductive composition was applied in a rectangular shape onto a stretchable base material (urethane film, manufactured by Nippon Matai Co., Ltd., Esmer URS). The conductive composition was applied at two locations on the same straight line. The chip component was mounted so as to straddle the conductive compositions at two locations, and as shown in FIG. 1, the two electrodes of the chip component were brought into contact with the respective conductive compositions. In this state, it was heated under the conditions shown below to form a rectangular wiring pattern and to mount circuit members to obtain an electronic device.

(加熱条件)
ブロックイソシアネートAを用いた実施例:120℃、30分
ブロックイソシアネートBを用いた実施例:140℃、30分
(Heating conditions)
Example using blocked isocyanate A: 120°C, 30 minutes Example using blocked isocyanate B: 140°C, 30 minutes

[評価]
導電性組成物、配線パターンおよび電子機器について、以下の評価を行った。
(1)体積抵抗値
ガラス板上に、調製した導電性組成物を塗布した後、上記の条件で加熱して、ガラス板上に矩形のフィルム(導電性組成物の硬化物)を形成し、フィルムの長手方向の抵抗値を測定した。測定された抵抗値を用いて、下記式によりフィルムの体積抵抗値(比抵抗値)を算出した。
体積抵抗値=(抵抗値×フィルムの膜厚×フィルムの短手方向の長さ/フィルムの長手方向の長さ)×100
[evaluation]
The conductive composition, wiring pattern, and electronic device were evaluated as follows.
(1) Volume resistance value After applying the prepared conductive composition onto a glass plate, it is heated under the above conditions to form a rectangular film (cured product of the conductive composition) on the glass plate, The resistance value of the film in the longitudinal direction was measured. Using the measured resistance value, the volume resistance value (specific resistance value) of the film was calculated using the following formula.
Volume resistance value = (resistance value x film thickness x length of film in transverse direction/length of film in longitudinal direction) x 100

抵抗値の測定は、JIS C 2525に準じた4端子法により行った。測定温度は25℃であり、抵抗値の温度による補正は省略した。以下の抵抗値も同様にして測定した。 The resistance value was measured by a four-terminal method according to JIS C 2525. The measurement temperature was 25° C., and correction of the resistance value due to temperature was omitted. The following resistance values were also measured in the same manner.

(2)タック性
調製した導電性組成物を、ガラス板上にスポット状に2点塗布した後、60秒静置した。各スポットの面積は、チップ部品の搭載面積より小さい。その後、2点のスポットの全面と1つのチップ部品(2.0mm×1.25mm)とが接触するようにチップ部品を搭載して、ボンドテスタ(ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製、DAGE ボンドテスターシリーズ4000)によりせん断強度を測定した。せん断強度が70mN以上の場合をA、50mN以上、70mN未満の場合をB、50mN未満の場合をCとして評価した。せん断強度が大きい程、タック性に優れる。
(2) Tackiness After applying the prepared conductive composition in two spots on a glass plate, it was allowed to stand for 60 seconds. The area of each spot is smaller than the mounting area of the chip component. After that, the chip component was mounted so that the entire surfaces of the two spots were in contact with one chip component (2.0 mm x 1.25 mm), and a bond tester (DAGE Bond Tester Series 4000 manufactured by Nordson Advanced Technology) was used. ) was used to measure the shear strength. The shear strength was evaluated as A when it was 70 mN or more, B when it was 50 mN or more but less than 70 mN, and C when it was less than 50 mN. The higher the shear strength, the better the tackiness.

(3)伸張時における硬化物の抵抗値特性A
伸縮性基材(ウレタンフィルム、日本マタイ(株)製、エスマーURS)上に調製した導電性組成物を塗布した後、上記の条件で加熱して、伸縮性基材上に矩形の配線パターン(導電性組成物の硬化物)を形成した。その後、配線パターンの長手方向の初期の抵抗値PRを測定した。
(3) Resistance value characteristic A of cured product during stretching
After applying the prepared conductive composition on a stretchable base material (urethane film, Esmar URS, manufactured by Nippon Matai Co., Ltd.), it is heated under the above conditions to form a rectangular wiring pattern ( A cured product of the conductive composition was formed. Thereafter, the initial resistance value PR 0 in the longitudinal direction of the wiring pattern was measured.

次いで、ウレタンフィルムの2箇所の端部を挟持して配線パターンの長手方向に伸張し、配線パターンの電気抵抗値PRが初期の抵抗値PRの120%になるときの、ウレタンフィルムの伸張率を算出した。ウレタンフィルムの伸張率は、配線パターンの伸張率とみなすことができる。 Next, the two ends of the urethane film are held and stretched in the longitudinal direction of the wiring pattern, and the stretching rate of the urethane film is determined when the electrical resistance value PR of the wiring pattern becomes 120% of the initial resistance value PR0 . was calculated. The elongation rate of the urethane film can be regarded as the elongation rate of the wiring pattern.

(4)伸張時における硬化物の抵抗値特性B
上記(ii)で得られた電子機器の2つの配線パターン間の初期の抵抗値ERを測定した。この抵抗値には、チップ部品の内部抵抗も加味されている。
次いで、ウレタンフィルムの両端部を挟持して配線パターンの直線方向(図1における左右方向)に伸張し、配線パターン間の電気抵抗値ERが初期の抵抗値ERの120%になるときのウレタンフィルムの伸張率を算出した。
(4) Resistance characteristic B of cured product during stretching
The initial resistance value ER 0 between the two wiring patterns of the electronic device obtained in (ii) above was measured. This resistance value also takes into account the internal resistance of the chip components.
Next, both ends of the urethane film are held and stretched in the linear direction of the wiring pattern (horizontal direction in FIG. 1), and the urethane film is stretched when the electrical resistance value ER between the wiring patterns becomes 120% of the initial resistance value ER0. The elongation rate of the film was calculated.

Figure 0007378029000001
Figure 0007378029000001

実施例1~6で調製した導電性組成物の硬化物は、いずれも初期の抵抗値が低く、抵抗値特性Aの評価も高かった。これは、硬化物を伸張させても、抵抗値が増加し難いことを示している。さらに、抵抗値特性Bの評価も高く、伸縮性基材の伸張時にもチップの電気抵抗は小さく維持されている。導電性組成物のタック性も高いことから、チップは硬化物に強固に密着されていることがわかる。抵抗値特性Bを評価する際に作製された試料をみると、電極の一部は硬化物に埋没していた。 The cured products of the conductive compositions prepared in Examples 1 to 6 all had low initial resistance values and were highly evaluated in resistance value characteristic A. This shows that even if the cured product is stretched, the resistance value is difficult to increase. Furthermore, the evaluation of resistance value characteristic B is high, and the electrical resistance of the chip is maintained low even when the stretchable base material is stretched. Since the tackiness of the conductive composition is also high, it can be seen that the chip is firmly adhered to the cured product. Looking at the sample prepared when evaluating resistance value characteristic B, a part of the electrode was buried in the cured material.

比較例1では、抵抗値特性Aの評価は高いものの、抵抗値特性Bを評価するためにウレタンフィルムを伸張したところ、チップが脱落してしまった。そのため、抵抗値特性Bの評価を行うことができなかった。比較例1は、タック性の評価も低かった。抵抗値特性Bを評価する際に作製された試料をみると、電極は硬化物に埋没していなかった。 In Comparative Example 1, although the evaluation of resistance value characteristic A was high, when the urethane film was stretched to evaluate resistance value characteristic B, the chip fell off. Therefore, it was not possible to evaluate the resistance value characteristic B. Comparative Example 1 also had a low evaluation of tackiness. Looking at the sample prepared when evaluating resistance value characteristic B, the electrode was not buried in the cured material.

本発明の導電性組成物は、導電性およびタック性を有し、その硬化物は、導電性および伸縮性を有する。よって、本発明の導電性組成物は、伸縮性基材を有する電子機器の配線を形成する材料および接合材として、好ましく使用できる。本発明の電子機器は、伸縮性、屈曲性および高い接続信頼性を有するため、ヘルスケア製品、各種ディスプレイ、太陽電池、RFID等の高性能エレクトロニクス分野の製品に好適に用いられる。 The conductive composition of the present invention has conductivity and tackiness, and the cured product thereof has conductivity and stretchability. Therefore, the conductive composition of the present invention can be preferably used as a material and bonding material for forming wiring of electronic devices having a stretchable base material. Since the electronic device of the present invention has stretchability, flexibility, and high connection reliability, it can be suitably used in products in the high-performance electronics field, such as healthcare products, various displays, solar cells, and RFID.

100 電子機器
10 伸縮性基材
20 配線パターン(導電性組成物の硬化物)
30 回路部材
31 電極
31a 底面
31b 側面
100 Electronic equipment 10 Stretchable base material 20 Wiring pattern (cured product of conductive composition)
30 circuit member 31 electrode 31a bottom surface 31b side surface

Claims (8)

伸縮性基材と、
前記伸縮性基材の表面に形成された配線パターンと、
前記配線パターンに接続された電極を備える回路部材と、を備え、
前記配線パターンは、導電性組成物の硬化物を含み、
前記導電性組成物は、
ポリオールと、
ブロックイソシアネートと、
導電性材料と、を含み、
前記導電性材料は、アスペクト比2以上のフィラーを含み、
前記電極の少なくとも一部は、前記配線パターンに埋没している、電子機器。
a stretchable base material;
a wiring pattern formed on the surface of the stretchable base material;
a circuit member including an electrode connected to the wiring pattern,
The wiring pattern includes a cured product of a conductive composition,
The conductive composition is
polyol and
Blocked isocyanate,
a conductive material;
The conductive material includes a filler with an aspect ratio of 2 or more,
An electronic device, wherein at least a portion of the electrode is buried in the wiring pattern.
前記導電性材料の含有量は、前記ポリオールと前記ブロックイソシアネートと前記導電性材料との合計の30体積%以上、80体積%以下である、請求項1に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1, wherein the content of the conductive material is 30% by volume or more and 80% by volume or less of the total of the polyol, the blocked isocyanate, and the conductive material. 前記ポリオールの重量平均分子量は、300以上、5,000以下である、請求項1または2に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1 or 2, wherein the polyol has a weight average molecular weight of 300 or more and 5,000 or less. 前記ポリオールの水酸基価は、40mgKOH/g以上、800mgKOH/g以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyol has a hydroxyl value of 40 mgKOH/g or more and 800 mgKOH/g or less. 前記ポリオールは、ポリエステルポリオールである、請求項1~4のいずれか一項に記載の電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyol is a polyester polyol. 前記ポリオールと前記ブロックイソシアネートとの反応温度は、150℃以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載の電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 5, wherein the reaction temperature between the polyol and the blocked isocyanate is 150°C or less. 前記導電性組成物の硬化物を第1方向に伸張したとき、前記第1方向において、伸張後の前記硬化物の電気抵抗値が伸張前の前記硬化物の電気抵抗値の120%になるときの前記硬化物の伸張率は、5%以上である、請求項1~6のいずれか一項に記載の電子機器。 When the cured product of the conductive composition is stretched in a first direction, the electrical resistance value of the cured product after stretching becomes 120% of the electrical resistance value of the cured product before stretching in the first direction. The electronic device according to any one of claims 1 to 6, wherein the elongation rate of the cured product is 5% or more. 前記導電性材料は、アスペクト比2未満のフィラーをさらに含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 7, wherein the conductive material further includes a filler having an aspect ratio of less than 2.
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