JPS60118747A - 銅含有の導電性組成物 - 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】 本発明は導電性組成物、特に金属銅の粉末を導電材とし
て含む配合系に特定の有機化合物を共存せしめる事によ
り電気伝導性等に優れた性能を示す導電性組成物に関す
るものである。

従来より銀を導電材として含有せしめた塗料や接着剤は
各種電子部品、プリント配線基板の電極、配線祠料或い
は接合材料として多用されている。銀が主導電相として
用いられる理由は、金属中で最も導電率が高い事、銅等
の卑金属に比し化学的安定性が高い事等の為である。然
しながら材料コストが非常に高く、更に銀の移行現象の
為製品設計上の制約が多く、使用条件によっては信頼性
に問題がある等大きな欠点を有していた。

従ってより安価な銅粉末を基材とした銅導電性組成物に
よる代替が望まれている。

然しこの場合の重大な欠点は、バインダー中に分散した
銅粉末の大きな被酸化性の為、組成物としての貯蔵中、
塗膜等の形成時、或いはその使用中において銅粉末表面
が酸化され、粉末粒子間の接触抵抗が増大する結果、充
分な導電性を示さず、導電性の維持も困難な事である。

この為、銅含有組成物に各種添加材を加え、良好な導電
性を与え、且つその導電性を出来る限り維持しようとす
る試みが数多く提案されている。

例えば亜燐酸或いは其の誘導体く特公昭５２−２４９３
６号報）、アントラセン或いは其の誘導体（特開昭５６
−１０３２６００３２６０号報キノン類の誘導体（特開
昭５７−５５９７４号報）等が提案されている。

然しなから、本発明者らの研究によればこれら添加剤を
加えた銅含有導電性組成物は、表面か硬化して品質が損
なわれる所謂皮張現象により、貯蔵安定性の面でｎ点が
あるもの、塗膜等の形態に硬化した際の比抵抗値がせい
ぜい１０−３Ω■程度で、銀含有導電性組成物のレベル
と比べて尚充分とは言えないもの、更に硬化物を高温、
高湿度下に長時間保存すると硬化物表面に緑青様の物質
が生成し電気伝導性が著しく低下するもの等、何れかの
点で問題があり実用上充分満足のいく添加剤は少なかっ
た。

本発明は、上記した従来技術の欠点を解消するべくなさ
れたもので、その目的とする所は組成物の貯蔵安定性が
良好で、導電性に優れ、硬化物表面の発錆等の外観不良
を起こさない銅含有導電性組成物を提供する事にある。

本発明者らは、銅粉末と樹脂バインダーを主成分とする
配合系に、以下に詳述する特定の有機化合物を添加剤と
して添加、共存せしめる事が上記目的に対し極めて有効
である事を見い出し本発明を完成した。

即ち、本発明は少なくとも１ｉｌ粉末、樹脂バインダー
、および添加剤としてＯ−アミノフェノール類、２．２
′−ジピリジル類、２．２′−フキノリル類の群から選
ばれる化合物の１種もしくは２種以上を含有する事を特
徴とする導電性組成物に関するものである。　本発明の
組成物に使用される銅粉末としては、酸化銅等の還元に
よって得られる還元銅粉、電解析出銅粉或いは金属銅を
粉砕して得た銅粉等が挙げられる。その形状は特に制限
はなく、例えばフレーク状、樹脂状、球状等種々の形態
の物が使用出来る。又これらの各種銅粉末を２種以上混
合したものも使用可能である。これら銅粉末の粒径は、
組成物の使用目的により選択されるが一般的には３００
μｍ以下、好ましくは１〜１００μｍが好適である。

本発明における樹脂バインダーとは該組成物を所望の形
状に保つ結合剤的機能を持つ硬化性物質を総称するもの
で、最終的に硬化する以前に既に高分子物質になってい
るもの、又硬化反応によって高分子物質となり得るもの
も含まれる。具体的には、スチレン樹脂、アクリレート
樹脂、メタアクリレ−１・樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂等のビニル重合性樹脂、カ
ーボネート樹脂、ボリアリールスルホン樹脂、アルキ、
ド樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、各種アミノ樹
脂、ウレタン樹脂、セルロース４Ａ４　脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。

組成物の配合に当たってのこれら樹脂の使用形態として
は、自機溶剤に溶がした溶剤型、エマルジョンの如き水
系型、完全液状樹脂型等何れの形態であっても良い。

本発明の組成物は、第３の必須成分としてｏ　−アミノ
フェノール類、２，２′−ジピリジル類、２．２′−レ
キノリル類の群から選ばれる添加剤を含む事に特徴があ
る。

本発明者らの研究によればアミノフェノールの立体異性
体の内、特にＯ−アミノフェノールが擾れた効果を示し
、次いでｍ−アミンフェノールが良好でありｐ−アミノ
フェノールは効果が７５かった。又ジピリジル、ジキノ
リルの各種立体異性体の中でば２，２′−ジピリジル　
、２．２’−フキノリル類が最も優れた効果を示した。

更に〇−アミノフェノール、２，２′−ジピリジル　、
２゜２゛−ジキノリルの各種誘導体も同様に優れた効果
が認められ、芳香環の水素をアルキル基、ニトロ基、ハ
ロゲン等で置換した誘導体、例えば。−アミノフェノー
ル誘導体としては、２−アミノ−４−メチルフェノール
、２−アミノ−４−ニトロフェノール、２−アミノ−４
−りＵロフェノール等が好適に使用出来る。又２，２′
一ジピリジル誘導体としては、２，２゛−ジピコリル等
が使用出来る。以上詳述した各種添加剤は、それぞれ単
独で効果があるのは云うまでもないが、場合により２種
頬以上の添加剤を同時に配合する事も差し支えない。

又これらの化合物は、そのまま配合系に添加する事が出
来るが、必要なら適当な有ｔｊｌｔ溶剤に溶解させたも
のを添加しても差し支えない。

次に本発明の各原料の配合量について説明すると、銅粉
末の量はその形状、粒径等に左右されるが、通′帛は本
願組成物の構成成分である銅粉、樹脂バインダーおよび
添加剤の合計量基準で５０〜９８重量％、好ましくは７
０〜９３重量％である。

又添加剤の使用量は化合物の種類にもよるが、通電銅粉
ｌに対してｏ、ｏｏｉ〜０．３、好ましくは０．００５
〜０．１のＭＮ比が良い。添加剤が銅わ）に対して０．
００１より小さくなると、導電性の低下が著しく、又０
．３以上にしても飛躍的な効果の向」二が見られないば
かりか、耐熱或いは耐湿寿命特性の悪化をもたらす。

本発明の組成物には使用形態、要求性能に応じ或いは作
業性の改善を目的として芳香族化合物、エステル類、エ
ーテル類、ケトン類、アルコール類からなる溶剤、アル
キルグリシジルエーテル等１官能性基を有する反応性希
釈剤、或いは各種ビニール七ツマー等の重合性七ツマ−
を配合する事が出来る。

本発明の組成物を塗膜や成形体に硬化、賦形する方法は
、用いる樹脂バインダーによりその樹脂を硬化させる公
知の手段がとられる。

本発明の組成物を硬化、賦形する温度は、用いる樹脂バ
インダーおよび添加剤の種類、目的とする組成物の使用
形態等により異なるが一般的には室温〜３５０°Ｃ１好
ましくは５０〜２５０℃の温度範囲が採用される。

本発明の組成物の硬化に際しては、例えばポリエステル
樹脂、ポリアリールスルホン樹脂のフィルムやシート、
フェノール樹脂積Ｒｈ、エポキシ樹脂積層板、ポリイミ
ドフィルム等に塗布或Ｇ）は印刷した後硬化させる方法
、父型に流し込み硬化、成型する方法等がとれる。

本発明の組成物は、貯蔵安定性に優れ、塗料、印刷イン
キ、接着剤或いはシート等の成型品への適用が容易であ
る。しかもその硬化物は優れた導電性を有するため、例
えばプリント回路板Ｇこ方Ｊする導電回路、クロスオー
）＜−回路、スルホ−Ｊし部の充填等の導電塗料、電子
部品の接着剤等電気、電子分野を始め各種工業分野の用
途に使用出来る。

以下実施例により本発明を更に具体的に説明する。尚以
下に記載する「部」および「％」ばそれぞれ重量部およ
び重量％を意味する。

実施例１ 平均粒径１０μｍの電解銅粉末２６部を、エポキシ−メ
ラミン樹脂のワニス（大揺化学製、固形分濃ＪＸ　５０
％）８部、０−アミノフェノール１゜５部およびブチル
カルピトール４部と共に充分混合し、分散させた。こう
して得られた塗料組成物をフェノール樹脂基板上に幅２
關、長さ３６８龍のジグザグパターンを用い、膜厚６０
μｍにスクリー＝ン印刷した。しかる後１６０°Ｃで３
０分間加熱硬化させた。得られた塗膜についてボイース
トーンゾリソシを用い抵抗を測定し、更に塗膜の長さ、
幅、および厚さを測定して比抵抗値を算出した。抵抗、
および比抵抗値はそれぞれ６．９Ω、２．０ＸｉＯ−４
ΩＣ１１１であった。ここで得られた塗料は１ケ力間約
１０°Ｃで保存したが、塗料表面の皮張り現象は見られ
なかった。更に上記硬化塗膜を６０°Ｃ１９５％ＲＨの
恒温、恒湿槽に２００時間放置しても＠膜の外観変化は
認められなかった。

比較例１ 実施例１の０−アミノフェノールの代わりに亜燐＠１．
５部を用いた以外は全く同様にしで銅含有組成物をｔｌ
製し、次いで組成物の評価試験を行った。硬化塗膜の比
抵抗値は８．０Ｘ１０−３ΩＣｍであった。又この組成
物は実施例１の保存条件では、１日後に皮張り現象が見
られた。更に上記硬化塗膜を６０℃、９５％ＲＨの恒温
、恒湿槽に２００時間放置すると青白色の斑点が生成し
た。

比較例２ 実施例１の０−アミノフェノールの代わりにアントラセ
ン０．３４部を用い同様に試験を行った。

比抵抗値は２．０Ｘ１０−３Ωｃｍであった。更に〇−
アミノフェノールに代えてアントラセン−９−カルボン
酸を用いたチル延抗値はり、１×１０−３ΩｃＩｎでア
ントラセンの場合とほぼ同程度であったが、後者の場合
は実施例１の保存条件では２日後に皮張り現象が見られ
た。

比較例３ 実施例１の０−アミノフェノールの代わりにピロカテコ
ール１．５部を用い同様に試験を行った所、比抵抗値は
１．２Ｘ１０−３Ωａｍであった。又この組成物は実施
例１の保存条件では１日後には黒褐色の皮張りが見られ
た。

比較例４ 実施例１の０−アミノフェノールの代わりにｐ−アミノ
フェノール１．５部を用い同様に試験を行った所、比抵
抗値は１．２Ｘ１０−２Ωｃｍで。−アミノフェノール
に比し約６０倍の高抵抗値を示した。即ぢＯ−アミノフ
ェノールの抵抗値低下作用は極めて特異的である。

実施例２ 実施例１の０−アミノフェノールの代わりに２−アミノ
−４−二トロフェノール１．０部を用いた以外は、同様
にして銅含有組成物の調製およびその評価を行った。結
果を第１表に示す。

実施例３ 実施例１の０−アミノフェノールの代わりに２−アミノ
−４〜メチルフエノール（０−アミノ−ｐ−クレゾール
）１．０部を用いた以外は、同様にして銅含有組成物の
調製およびその評価を行った。

結果を第１表に示す。

実施例４ 添加剤として２，２′−ジピリジル１．０部を用いた以
外は、実施例１と同様に銅含有組成物を調製し評価を行
っな。抵抗値および比抵抗値はそれぞれ３．８Ω、ｔ、
ｔｘｔｏ−４Ωｃｍで良好な結果を示した。又この組成
物は実施例１の保存条件では、１ケ月後も皮張り現象が
見らなかった。更に上記硬化塗膜を６０℃、９５％ＲＨ
の恒温、恒湿槽に２００時間放置しても外観変化は観察
されなかった。

実施例５ 実施例４において樹脂バインダーをフェノール樹脂（群
栄化学製、固形分濃度６０％）に変えた以外は、同様に
銅含有組成物を調製し評価を行った。抵抗値および比抵
抗値はそれぞれ８．３Ω、２．５ＸｌＯ”９ｃｍで、こ
の組成物は実施例１の保存条件では、１ヶ間後も皮張り
現象は認められなかった。

実施例６〜７ 添加剤として２．２′−ジピコリル、２．２′−ジキノ
リルをそれぞれ１．０部、１．５部を用いた以外は、実
施例１と同様に銅含有組成物を調製し評価を行った。結
果は第１表に示す様に、何れの場合も良好であった。

実施例８ 添加剤として０−アミノフェノール１．０部および２．
２′−ジピリジル０．６部を用いた以外は、実施例１と
同様に銅含有組成物を調製し７評価を行った。抵抗値お
よび比抵抗値はそれぞれ７゜８Ω、２．３Ｘ１０−４Ω
ｃｍで良好な結果を示し、この組成物は実施例１の保存
条件では皮張り現象は認められなかった

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 銅粉末、樹脂バインダー、および添加剤として０−アミ
   ノフェノール類、２，２′−ジピリジル類、２．２′−
   フキノリル類の群から選ばれた化合物の１種もしくは２
   種以上を含有する事を特徴とする導電性組成物