JPS6097506A - 新規な導電性組成物 - 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】 本発明は導電性にすぐれた性能を示す新規な導電性組成
物に関する。

従来より銀を導電材として含有せしめた塗料や接着剤が
各種電子部品やプリント配線板の電極、配線材料あるい
は接合材料として多用されている。銀が主導電材として
用いられる理由は金属中で最も導電率が高いことや、銅
などの卑金属に比べ化学的安定性が高いことなどのため
である。しかしながら、材料コストが非常に高く、また
さらに銀の移行現象のため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。

また銅粉末に銀をメッキあるいは機械的に被覆ないし接
合させた銀−銅複合粉末を導電材料として使用すること
も提案されているが、この場合にも銀に近い良好な導電
性を得るには銀成分を少なくとも３０〜５０重量−以上
の含量にせねばならず、銀の移行の問題と共に価格的に
も必ずしも有利とはいえなかった。

したがって、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。しかし。

仁の場合に伴う重要な欠点は、バインダー中に分散した
銅粉末の被酸化性が大きいため組成物としての貯蔵中あ
るいは塗膜等の形成時あるいはその使用中において、銅
粉末表面が酸化されることである。すなわち粉末粒子間
の接触抵抗が増大する結果、充分な導電性を示さない上
に導電性の維持も困難なことである。

このため、銅含有組成物に各種添加剤を加え。

良好な導電性を与え、かつその導電性をできるかぎシ維
持しようとする試みが数多く提案されている。例えば亜
リン酸あるいはその誘導体（特公昭５２−２４９３６号
）、アントラセンあるいはその誘導体（特開昭５６−１
０５２６０号）。

ヒドロキノン類の誘導体（特開昭５７−５５９７４号）
などである。

しかしながら２本発明者らの研究によれば。

これら添加物を加えた銅導電組成物は１組成物の貯蔵中
２表面が硬化して品質が損なわれる。

いわゆる皮張シ現象により、貯蔵安定性の面で難点がお
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１０−５０・α程度で、銀導電組成物のレベルと比
べてなお充分とはいえないもの、さらに硬化物を高温、
高湿度下に長時間保存すると、緑青様の物質が硬化物表
面に生成したり、電気電導性が著しく低下するもの等。

いずれかの点で問題があり、実用上、必ずしも満足すべ
きものではなかった。

本発明は、上記した従来技術の欠点を解消するためにな
されたもので、その目的とするところは、銀含有組成物
のような移行現象がなく。

組成物の貯蔵安定性が良好で、導電性に優れ。

しかも硬化物表面の発錆等外観不良を起さない銅導電性
組成物を提供するにある。

しかして本発明者らは、銅もしくは銅合金を主導電材と
して、これに樹脂バインダーおよび必要により溶剤を加
えた組成物に特定の有機全会 属錯体を添加２含有せしめることが上記目的の達成に対
し極めて有効であることを見出し１本発明を完成した。

すなわち２本発明は、銅もしくは銅合金を主導電材とし
て、これに樹脂バインダーおよび必要によシ溶剤を加え
たものよシな−る導電性組成物において、一般式ＭｍＬ
ｎ　（式中２Ｍは周期律表第■族の金属、Ｌは配位子１
ｍは１〜４の範囲の整数、ｎは２〜１２の範囲の整数を
それぞれ表わす。）で示される有機金属錯体を含有させ
てなることを特徴とする導電性組成物に関する。

本発明の組成物は、塗料や接着剤に適用して使用する際
、良好な貯蔵安定性を示すと共に。

適当な温度で加熱処理をほぞこすことによシ充分な導電
性を示す。

該組成物が、保存中、加熱処理中あるいは使用中優れた
耐酸化性と良好な導電性を示す原因は現在のところ明確
でないが２本願組成物を加熱処理すると銅粉もしくは銅
合金粉に基づく組成物の色が変化することから、銅もし
くは銅合金と上記特定の有機金属錯体との間に化学的相
互作用が働き、錯体が分解される結果、銅粉もしくは銅
合金粉末表面が錯体中の金属に被覆されるためであると
推測する。

本発明の組成物の主要成分である銅粉末としては、電解
銅粉、還元銅粉さらにこれらのスタンプによって得られ
る鱗片状粉が用いられる。

また銅合金の粉末としては、同様にして製造した銅−亜
鉛、銅−錫、銅−ニッケル、銅−アルミニウム、銅−銀
、銅−カドミウム、銅−鉛。

銅−クロム、銅−ベリリウム♀ｊの金属粉末が挙げられ
る。

これら金属粉末の粒径は組成物の使用目的によシ選択さ
れるが、一般的には５００μ以下、好ましくは１〜１０
０μ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、最終的に硬化する前に既に高分子物質になっている
ものはもちろん。

硬化時の反応によって高分子物質となり得るものも含む
。具体的には、スチレン樹脂、アクリレート樹脂、メタ
クリレート樹脂、ジアリルツタレート樹脂、不飽和ポリ
ニスデ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、アルキッド樹脂、７エ／
　−ル樹脂、キシレン樹脂、各種アミン系樹脂、ウレタ
ン樹脂、セルロース樹脂、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
物の配合に当ってのこれら樹脂の使用形態としては、有
機溶剤に溶がした溶剤型、エマルシヨンの如き水系タイ
プ、完全液状樹脂のタイプ等、いずれの形態であっても
よい。

本発明に使用される有機金属錯体は、一般式ＭｍＬｎ　
（式中２Ｍは周期律表第■族の金属、Ｌは配位子１ｍは
１〜４の範囲の整数、ｎは２〜１２の範囲の整数をそれ
ぞれ表わす。）で示される。金属Ｍとしては周期律表に
記載の第■族金属がいずれも使用でき２例えばニッケル
、コバルト、パラジウム、ルテニウム、白金等が挙げら
れる。

配位子りの具体例としては、三級ホスフィン。

三級ホスファイト、−酸化炭素、直鎖あるいは環状オレ
フィン、共役オレフィン、アリール化合物、複素環化合
物、有機シアノ化合物、有機イソニトリル化合物、有機
メルカプト化合物。

あるいはビニル基、アリル基、エチリジン基。

アシル基を有する化合物が挙げられ、これらの群から選
ばれる１種ないしそれ以上の組合せが用いられる。この
有機金属錯体は組成物系にそのま＼添加してもさしつか
えないが、適当な有機溶剤に溶解させて使用することも
できる。その丸めの溶剤として、芳香族炭化水素類、エ
ステル類、エーテル類、ケトン類、アルコール類等が好
適に使用できる。

次に本発明の各原料の配合量比について説明する。

本発明の各原料の配合量比は、まず銅もしくは銅合金粉
末の量は、その形状２粒径等にょシ左右されるが２通常
は１本願組成物の構成成分である金属粉、樹脂バインダ
ーおよび有機金属錯体の合計量基準で３０〜９８重量％
、好ましくは５０〜９３重量−である。また有機金属錯
体の使用量は錯体の種類にもよるが１通常銅粉もしくは
銅合金粉の重量１に対して、α００１〜α３重量比率、
好ましくはＩＩＬｏｏ５〜α１の重量比率である。有機
金属錯体の量比が銅粉もしくは銅合金粉の重量に対して
（ＬＯＯｌよシ小さくなると、導電性の低下が著しく、
また一方ａ、Ｓ　−以上にしても飛躍的な効果の向上が
みられないし、経済性の点でも不利となる。

これら３種の原料成分の配合順序は特に制限はなく、銅
もしくは銅合金粉末と樹脂バインダーを混合した後、有
機金属錯体を添加分散させる方法、３成分を同時に混合
する方法等がとれる。

また適当な溶剤に溶解し九有機金属錯体中に銅もしくは
銅合金粉末を投入、攪拌した後、そのま＼あるいは４０
ｔ′以上の温度で加熱処理したものを樹脂バインダーに
配合することができる。

本発明の組成物には、使用形態　要求性態に応じ、ある
いは作業性の改善を目的として、芳香族炭化水素類、エ
ステル類、エーテル類、ケトン類、アルコール類から成
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、あるいは各種ビニルモノマー等の重
合性モノマーを配合することができる。

さらにまた、必要に応じ着色用染顔料、充填剤。

難燃剤、可塑剤、揺変剤、沈降防止剤、消泡剤等を添加
することができる。

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シ、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
インダーおよび有機金属錯体の種類。

目的とする組成物の使用形態などによシ異なるが、特に
有機金属錯体の作用を有効に発現させろため、若干の加
熱が必要である。

すなわち一般的には４０〜３５０′Ｆ：、好ましくは８
０〜２５０℃の温度範囲が採用される。

しかして１本発明の組成物は、保存時の安定性に優れ、
塗料、印刷インキ、接着剤あるいはシートなどの成形品
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。

例えば電気、電子分野の如き工業分野の用途に広汎に使
用できる。

以下、実施例と比較例によシ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（」はそれぞれ
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、大豆油脂肪酸
変性エポキシ−メラミン硬化性樹脂フェス（固形分濃度
５０％）８部、ジ−μｍクロロ−ビス（η−メタリル）
−パッジラム（Ｉｔ）α５２部およびブチルカルピトー
ル４部とともに充分、混合分散させた。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巾２１ｍ、長さ
５６８ｍのジグザグパターンを用い、膜厚６０μｍにス
クリーン印刷した。

しかる後１６０′ｃで３０分間加熱硬化させた。

得られた塗膜について、テスターによシ抵抗を測定し、
さらに塗膜の長さ、巾および厚みを測定して比抵抗を算
出した。

抵抗および比抵抗はそれぞれ２ｔ５Ω、＆１×１０−４
０・口であった。またここで得られた塗料は２週間約１
０′ｃで放置したが、塗料表面の皮張り現象は見られな
かった。

実施例２，３ 実施例１と同様に、パラジウム錯体の添加量のみ変化さ
せ塗料組成物を調製し、その評価試験を行った。

得られた結果を第１表にまとめて示す。

比較例１ 実施例１の有機パラジウム錯体の代シに亜リン酸１．５
部を用い、同様に組成物を調製し１次いで組成物の評価
を行った。硬化塗膜の比抵抗値Ｆｉａｔｘ１ｏ−’Ω・
譚でらりた。またこの場合の銅含有組成物を約１０′ｃ
で保存しておくと１日後には皮張シ現象がみられた。さ
らに上記硬化塗膜は所定の温度、湿度下で放置すると、
塗膜上に青白色の斑点が生成した。

比較例２ 実施例１のパラジウム錯体の代りに、アントラセン−９
−カルボン酸α３４部を用い、同様に試験を行った。

比抵抗値は１．７　ｘ　１０−ｓΩ・口であった。この
塗料組成物は２日後に皮張り現象がみられた。

比較例５ 実施例１のパラジウム錯体の代りにピロカテコール１．
５部を用い、同様に試験を行ったところ、比抵抗値は１
．２　ｘ　１０””Ω・儒であった。またこの組成物は
保存しておくと１日後には黒褐色の皮張シがみられた。

実施例４ 実施例１０条件において樹脂バインダーをフェノール樹
脂フェス（群栄化学製、固形分濃度６０チ）に変えた以
外は同様にして、塗料を調製し、その抵抗を測定した。

比抵抗は２．２　ｘ　１０−’Ω・ａで良好な値を示し
た。また得られた塗料は約１０′ｃで２週間の保存で皮
張シ現象は認められなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 銅もしくは銅合金を主導電材として、これに樹脂バイン
   ダーおよび必要によシ溶剤を加えたものよシなる導電性
   組成物において、一般式ＭｍＬｎ　（式中１Ｍは周期律
   表第■族の金属、Ｌは配位子１ｍは１〜４の範囲の整数
   、ｎは２〜１２の範囲の整数をそれぞれ表わす。）で示
   される有機金属錯体を含有させてなることを特徴とする
   新規な導電性組成物。