JPH03137174A - 電子線硬化型の導電性ペースト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子線硬化型の導電性ペースト組成物に関する
ものであり、さらに詳しくは、電子機器部品およびプリ
ント配線板などの器材に塗装または印刷した後に、電子
線を照射することにより硬化する導電性ペースト組成物
に関するものである。

（従来の技術） 近年、有機系の高分子バインダーやオリゴマーに微粒子
状の銀フレークや銅粉、あるいはカーボン粒子を多量に
配合した、いわゆるペースト状の導電性塗料や接着剤が
実用化され、広汎に利用されている。

これらの導電性塗料や接着剤は、プリント配線基板ある
いはハイブリッドＩＣの製造工程において、導体回路形
成のために用いられている。

また、回路形成において抵抗体としての使い方もされて
いる。さらに、この種のペーストが上記の回路形成の目
的以外にも膜スィッチ、抵抗器などの各種電子部品やダ
イボンディングペースト、液晶パネルの接着剤、ＬＥＤ
の接着剤として使用されている。

また、最近社会問題としている電磁波防止策の一つとし
て、プリント配線回路上に導電性塗料を塗布し、回路内
部より発生する電磁波を遮蔽すると共に、配線間のクロ
ストークを防止する方法が開発され、次第に一般化しつ
つある。

しかしながら、従来開発されてきている導電性のぺ〜ス
トはバインダーとして熱硬化性樹脂を用いている。この
ために、適用に際して、この導電ペーストを基材に塗布
または印刷した後、高い温度で加熱硬化する必要がある
。このペーストを硬化させるため、■多大のエネルギー
、■加熱のための時間、■加熱装置設置のための大きな
床面積を必要として、不経済であるばかりでなく、ペー
ストが塗布される基材も合成樹脂であることが多く、長
時間の加熱は基材の劣化や変形を引き起こし、これが原
因となって長期信鯨性をｔ員なうことがある。従って、
短時間の加熱で硬化が可能である素材が強く求められて
いるが、未だ満足するものはない。

それゆえに、紫外線、電子線などの活性エネルギー線の
照射により室温またはそれに近い温度で導電ペーストを
硬化させる手法に期待が集まっている。

しかしながら、紫外線による硬化は、紫外線に金属部分
の透過能力がないため、かかる高濃度金属含有塗膜に適
用することが難しい、一方、電子線による硬化は、硬化
性には問題がないものの、初期導電性、あるいは高温度
、高湿度の環境下での導電性の低下が加熱硬化型に比べ
て著しく劣る欠点を有していた。

これらの欠点に対して、例えば、特開昭５６−９０５９
０号公報には、銀フィラー含有電子線硬化型塗料を塗布
した塗膜を電子線照射後、加熱することが提案されてい
る。この方法による初期導電性の改良は著しいものであ
るが、しかし、フィラーとして根を用いているため、マ
イグレーションの問題があり、長期信耗性という面では
まだ満足すべきものではない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、初期の導電性に優れ、高温度、高湿度の環境
下でも長期の信顛性を保持し、マイグレーションの問題
がない、電子線硬化型の導電性ペーストａ成物を提供す
るものである。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は：　（Ａ）有Ｉｌｓ＃で表面処理さ
れた銅系および／またはニッケル系微粉末６０〜９（Ｎ
ｕ量％、（Ｂ）電子線硬化性樹脂４０〜１０重量％から
なる、電子線硬化型の導電性ペースト組成物である。

本発明に用いる有機酸で表面処理された銅系またはニッ
ケル系微粉末は、銅系またはニッケル系微粉末と有機脂
肪酸とを混合することにより得ることができる。

混合方法としては、例えば水または有機溶媒にｌ！４系
またはニッケル系Ｖ＆粉末を分散させ、その中に有機脂
肪酸を投入し、充分に混合を行う、その後、表面処理さ
れた銅系またはニッケル系微粉末を得るためには、水ま
たは有ａ溶媒を常圧または減圧下に除去してもよく、ま
た濾過を行った後、常圧または減圧下に除去してもよい
、また、水または有機溶媒を用いずに、直接銅系または
ニッケル系微粉末と有機脂肪酸とを混合してもよい、こ
の場合は、例えばボールミル等を使用して混合すること
ができる。

本発明に用いる銅系および／またはニッケル系微粉末と
しては、樹枝状銅粉、リン片状銅粉、球状ｍ粉、銀メツ
キ銅粉、銀−銅複金粉、銀−調合金粉、アモルファス銅
粉、カルボニルニジケル粉、ニッケルー銀複合粉、銀メ
ツキニッケル粉、リン片状ニッケル粉、銀−ニッケル複
合粉なと、あるいはこれらの混合物の平均粒子径として
０．１〜５０μｍの微粉末が用いられる。特に好ましく
は平均粒子径が１〜３０μｍの微粉末である。

なお、平均粒径は遠心沈降法または、沈降法で測定され
るストークス径から導かれるモード径を指す。

本発明に用いる有機脂肪酸は、分子中に一個以上のカル
ボキシル基を有する脂肪族化合物である。

例えば、飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、脂環式カ
ルボン酸等が挙げられる。

具体的な例として、飽和カルボン酸は、酢酸、プロピオ
ン酸、酪酸、吉草酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パル
ミチン酸、ステアリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク
酸、グルタル酸、アジビン酸、ピメリン酸、スペリン酸
、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられ：不飽和カル
ボン酸は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オ
レイン酸、リノール酸、リルン酸、フマル酸、マレイン
酸等が挙げられ：脂環式カルボン酸は、シクロヘキサン
カルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタ
ル酸等が挙げられる。これらは単独または混合して用い
ることができ、またこれらの誘導体も用いることができ
る。

好ましくは、オレイン酸、リノール酸、リルン酸である
。

本発明において、銅系および／またはニッケル系微粉末
と有機脂肪酸との混合配合比は、銅系および／またはニ
ッケル系微粉末が１００重量部に対し、有機脂肪酸が０
．０５〜１０重量部の範囲である。

有機脂肪酸が０．０５重量部未満である場合には、導電
性が得られず、また、１０１１部を超えると充分な強度
の塗膜が得られない、好ましくは、有機脂肪酸がＯ，］
〜５重量部である。

ここで言う混合配合比とは、銅系および／またはニッケ
ル系＠粉末と有機脂肪酸とを最初に混合するときの配合
比を指す。

本発明に用いられる電子線硬化性樹脂としては、例えば
分子幀内あるいは側鎖に不飽和基を有している樹脂が挙
げられる。具体的には、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
エステル（メタ）アクリレート樹脂、エポキシ（メタ）
アクリレート樹脂、ポリウレタン（メタ）アクリレート
樹脂、ポリエーテル（メタ）アクリレート樹脂、ポリア
リル化合物、ポリビニル化合物、ポリアクリレート化シ
リコン樹脂およびポリブタジェンなどを挙げることがで
きる。好ましくは、エポキシ（メタ）アクリレート樹脂
である。これらの樹脂は、単独あるいは混合して使用で
きる。

また、減粘を目的とした不飽和基を有する千ツマ−やオ
リゴマー、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）
アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メ
タ）アクリル酸ブチル、２−エチルヘキシル（メタ）ア
クリレート、（メタ）アクリル酸、ジメチルアミノメチ
ル（メタ）アクリレート、ポリ（メチレングリコール）
ポリアクリレート、ポリ（プロピレングリコール）ポリ
アクリレート、トリメチルロールプロパントリアクリレ
ート、トリアリルトリメリテート、トリアリルイソシア
ヌレートなどを併用してもよい。

本発明において、（＾）有機脂肪酸で表面処理された銅
系および／またはニアケル系微粉末、（Ｂ）電子線硬化
性樹脂の配合比は、（Ａ）が６０〜９０重量％、（Ｂ）
が４０〜１０重量％の範囲である。

（Ａ）が６０重量％未満においては導電性が充分でなく
、また、９０重量％を超えると塗膜が脆弱となり導電性
も低下する。（Ｂ）が４０重量％を超えると導電性が得
られず、また、１０重量％未満においては塗膜の充分な
強度が得られない、特に好ましくは、（Ａ）が７０〜９
０重量％、（Ｂ）が３０〜１０重量％の範囲である。

本発明の導電性ペースト組成物の作業性を調製するため
に揮発性溶剤を添加することができる。

揮発性溶剤としては、例えばケトン類、芳香族類、アル
コール類、セロソルブ類、エステル類などを使用できる
。

具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、トルエン、キシレン、エタノール、ブタノール、
エチレングリコール、プロピレングリコール、メチルセ
ロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロ
ピレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルピト
ール、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブなど、
あるいはこれらの混合物である。

本発明の導電性ペースト組成物には、上記（Ａ）、（Ｂ
）の性能を阻害しない範囲において、必要に応じて、微
粉シリカなどのチキソトロープ剤ニジリカ、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、クレー、タルク、マイカ、硫
酸バリウムなどの無機充填剤：チタネート化合物などの
接着性向上剤などを添加することができる。

本発明の導電性ペースト組成物は、（Ａ）、ＣＢ）を混
合後、通常の導電ペスートの製造に用いられる方法、例
えば３本ロール装置などを用いる方法によって容易に製
造することができる。

特に、（Ａ）、（Ｂ）の混合順番は限定されない 本発明の導電性ペースト組成物は、必要に応じて、電子
線硬化性樹脂以外に熱硬化性樹脂を添加することができ
る。その例として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェ
ノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ベンゾグアナ
ミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱硬化性シリコン
樹脂、マレイミド樹脂を挙げることができる。これらの
樹脂のうちエポキシ樹脂、ウレタン樹脂は硬化剤あるい
は触媒の併用が必須の用件となる。

本発明の導電性ペースト組成物を基材に適用する方法と
してはスクリーン印刷がもっとも適しているが、その他
の印刷塗装方法、例えばスプレー塗装、ローラ塗装など
を用いることも可能である。

本発明の導電性ペースト組成物は、基材に印刷、塗装し
、必要に応じて常温で、あるいは加熱により、揮発性溶
剤を除去した後、空気中または不活性ガス雰囲気中で電
子線を照射することによって硬化される。電子線照射の
条件としては、加速電圧１５０〜３００ｋｖ、吸収線ｆ
ｉｔ　３〜３０　Ｍ　ｒ　ａｄの範囲にあることが望ま
しい。

また、本発明の導電性ペースト組成物は電子線照射中に
加熱を行ってもよい。

本発明の導電性ペースト組成物は電子線照射による硬化
後、そのまま実用に供することが可能であるが、必要に
応じて加熱エージング処理を行うことや、保護のための
塗料などによって被覆することも可能である。

その用途としては、いわゆる配線回路の他に、電磁波シ
ールドの目的にも使用でき、また場合によっては接着剤
として使用しても差し支えない。

接着剤の使用例としては、ねじロックカシメの補強、回
路の補修、導波管の接着、液晶の接着、ＬＥＤの接着、
半導体素子の接着、ポテンショメータの接着、水晶振動
子の接着、マイクロモーターのカーボンブラシの接着が
挙げられる。

（実施例） 以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、
これらは限定されるものではない。

（ａ）　　導電性ペーストの調製： 下記表に示される配合比で諸成分を、三本ロールを使用
して均一に分散させ調製した。

ら）硬化塗膜の作製： 導電性ペーストを２００メツシユのステンレススチール
製スクリーン版を用いて、あらかじめエツチング処理及
び研磨処理によって銅箔電極部分を作った片面銅張紙フ
エノール積層板上に印刷した。

銅箔電極間に印刷された導電性ペーストの大きさは、縦
１ｃｍ、横１１であった８次に、２００℃Ｘ１ｍ１　ｎ
で遠赤外線乾燥機で乾燥後、電子線照射装置（日新ハイ
ボルテージ３００ｋｖ低エネルギー加速装置）を用い、
Ｎ８ガス雲囲気中で加速電圧２５０ｋｖ、吸収線量１０
Ｍｒａｄの条件下で電子線を照射し、導電性ペーストを
硬化させた。

さらに、硬化後の導電性ペーストの上に熱硬化型ソルダ
ーレジスト（太陽インキ製造■製Ｓ−２２）を印刷し、
１６０℃×３分で硬化させた。

（Ｃ）　　硬化塗膜の試験方法； （１）　表面状態評価： ソルダーレジストを印刷する前の表面状態を目視により
観察し、その平滑性の評価を行う。

（１１）　　ハンダ浸漬試験： 硬化塗膜を２６０℃の溶融ハンダ浴（スズ６゜／鉛４０
）にＩＯ３−間浸漬を行う。

（市）　耐湿性試験： 硬化塗膜を６０℃、相対湿度９０〜９５％の恒温恒温中
に５００時間放置する。

（１１）、（ｆｆｌ）の試験後の体積固有抵抗値変化率
は次式より算出した。

変化率（％）− 試験前の体積固有抵抗値 参考例Ｉ ＦＣＣ−１１５Ａ　（樹脂状銅粉、幅圧金属箔工業＠）
１００部をエタノール５０部に分散させ、リルン酸１部
を添加した。温度を４０゛ｃとし、２時間撹拌を行った
。その後、減圧下にエタノールを除去し表面処理された
銅粉Ａを得た。

参考例２ 参考例１に準拠し、リルン酸を５部添加した銅粉Ｂを得
た。

参考例３ 参考例１に準拠し、リルン酸を８部添加した銅粉Ｃを得
た。

参考例４ 参考例１に準拠し、リルン酸の代わりにオレイン酸１部
を添加した銅粉りを得た。

参考例５ 参考例１に準拠し、ＦＣＣ−１１５Ａの代わりにカーボ
ニッケルＮｉ　　６２８７　　にニッケル粉、幅圧金属
箔工業■）を使用し、ニッケル粉Ａを得た。

実施例１〜６ 第−表に配合例を、第２表にその評価結果を示す。

第３表に配合例およびその評価を示す。

比較例１〜３ （第３表） （発明の効果） 本発明においては、導電粉として、有機脂肪酸で表面処
理された銅系または／およびニッケル系微粉末を使用し
たので、初期の導電性に優れ、高温、高湿度下での長期
信頼性が保持され、マイグレーションのない電子硬化型
の導電ペーストが提（具される。

（ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （Ａ）有機酸で表面処理された銅系および／またはニッ
   ケル系微粉末６０〜９０重量％、（Ｂ）電子線硬化性樹
   脂４０〜１０重量％からなることを特徴とする、電子線
   硬化型の導電性ペースト組成物。