KR0130832B1 - 전도성 중합체 조성물 - Google Patents

전도성 중합체 조성물

Info

Publication number
KR0130832B1
KR0130832B1 KR1019930703289A KR930703289A KR0130832B1 KR 0130832 B1 KR0130832 B1 KR 0130832B1 KR 1019930703289 A KR1019930703289 A KR 1019930703289A KR 930703289 A KR930703289 A KR 930703289A KR 0130832 B1 KR0130832 B1 KR 0130832B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
parts
weight
composition
metal oxide
conductive
Prior art date
Application number
KR1019930703289A
Other languages
English (en)
Inventor
야스오 야마모또
아끼라 이나바
다까유끼 오바
Original Assignee
미리암 디. 메코너헤이
이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미리암 디. 메코너헤이, 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 filed Critical 미리암 디. 메코너헤이
Application granted granted Critical
Publication of KR0130832B1 publication Critical patent/KR0130832B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/095—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 (1) 전도성 금속의 미분 입자들이 (2) 아크릴계 중합체 일차 결합제 6-30 중량부 및 (3) 300℃ 이상의 열 변성 온도를 갖는 망상구조 수지 보조 결합제 2-40 중량부가 (4) 휘발성 유기 용매에 용해되어 이루어지는 액체 유기 매질 중에 분산되어 이루어지는 전기 전도성 후막 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]
전도성 중합체 조성물
[발명의 배경]
본 발명은 마이크로회로 부품의 제조에 유용한 전기 전도성 중합체 조성물에 관한 것이다.
[발명의 배경]
전기 전도성 중합체 조성물은 통상적으로 유기 용매에 고상 유기 중합체가 용해되어 이루어진 유기 매질 중에 은 또는 은 합금과 같은 전기 전도성 금속의 미분입자들이 분산되어 이루어진다. 이들 조성물은 스크린 프린팅(screen printing)에 의해 적절한 기판에 도포될 수 있도록 흔히 페이스트성 조밀도를 갖는다. 이 목적을 위해 각종의 합성 중합체들이 사용되어 왔으나, 가장 흔히 사용되는 것은 아크릴계 중합체이다. 이러한 조성물들은 흔히 각 유기 매질(중합체와 용매) 100 중량%에 대해 1-40 중량%의 유기 중합체 고상물을 사용한다.
아크릴계 중합체를 함유하는 전기 전도성 중합체 조성물은 땜납된 부품들에 대해 우수한 접착력을 제공한다. 그러나, 이들 조성물은 240℃ 이상과 같은 높은 땜납 온도를 사용할 경우 기판층에서 분리되는 경향이 있다.
(발명의 요약)
종래 기술에 의한 조성물이 갖고 있는 표층 박리 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 제1 특징으로서 (1) 전도성 금속(들), 이들의 합금 및 혼합물 중에서 선택된 전기 전도성 고체의 미분 입자들이 (2) 아크릴계 중합체 또는 공중합체 및 (3) 300℃ 이상의 열분해 온들 갖는 망상 구조(network) 중합체가 (4) 휘발성 유기 용매에 용해되어 이루어진 유기 매질 중에 분산되어 이루어지는 전기 전도성 중합체 조성물에 관한 것이다.
바람직한 측면으로서, 본 발명은 290℃ 이상의 연화점을 갖는 금속 산화물 기재 물질의 미분 입자를 추가로 함유하는 상기 조성물에 관한 것이다.
[도면의 간단한 설명]
도면은 2개의 도면으로 구성되며, 이 두 도면은 모두 본 발명의 조성물의 땜납적성(solderability)과 내땀납 침출성을 조성물에 함유된 금속 산화물 함유 물질의 양의 함수로 나타낸 도식적 상관관계를 나타낸다.
[발명의 상세한 설명]
A. 일반적 논의
전기 전도성 수지 조성물의 표층 분리 원인 중 한가지는 200℃ 이상의 온도에 노출될 때 액화되는 아크릴계 수지의 극심한 점도 강하에 있다. 따라서, 예기치 못하게도 보다 내열성이 큰 중합체와 배합한 금속 산화물 기재 입자의 첨가시 땜납 과정 동안에 중합체의 유동이 억제되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 현상은 아크릴계 수지의 유리 전이온도가 통상 110℃ 이하라는 점에 비추어 볼 때 특히 예기치 못했던 것이었다. 금속 산화물을 함유하는 무기 물질과 본 발명의 내열성 중합체 성분은 은가루 등과 같은 전도성 충전제의 표면을 동시에 피복함으로써 수지의 온도가 고온으로 상승되는 동안 내땀납성을 향상시켜 은가루 등과 땜납과의 접촉 면적을 감소시키는 것으로 생각된다. 땜납 단계에서는 전기 전도성 중합체 조성물막 중의 은가루가 중합체 조성물막이 땜납과 접촉되어 있을 때 막 표면으로 약간 이동하는 것으로 알려져 있고, 여기서 은가루의이동은 중합체 자체 역시 막표면쪽으로 이동하게 만든다. 따라서, 은가루의 표면을 피복하면 막 표면으로 이동하여 땜납과 접촉하게 되는 은의 양을 감소시킴으로써 수지의 이동을 또한 억제시키고,이것은 기재 물질로부터 막이 표층 분리되는 것을 저지시키는 것으로 생각할 수 있다. 이와 관련하여 증명된 바와 같이, 아크릴계 또는 망상구조 형성 수지는 땜납이 전기 전도성 중합체 조성물막에 접착되게 하기 위해서 은가루가 땜납과 접촉되게 하는 정도까지 액화되어야만 한다. 따라서, 첨가되는 무기 또는 유기물질의 양은 고온에서 수지가 어느 정도까지 액화될 수 있는 범위로서 정의된다.
이하 이들 무기 및 유기 물질에 대해 상술한다.
B. 아크릴계 중합체 성분
본 발명의 조성물을 위한 일차 결합제 수지로서는 각종의 에틸렌성 불포화 아크릴계 단량체의 단일중합체 및 공중합체를 모두 사용할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 아크릴계란 용어에는 아크릴계 수지뿐만 아니라 메타크릴계 수지도 포함되며, 중합체란 용어에는 공중합체와 다중중합체 역시 포함된다. 본 발명의 중합체 성분으로서 아크릴계 중합체 또는 망상구조 형성 중합체 중 어느 것이나 사용할 수 있다. 적합한 아크리계 중합체에는 메틸 메타크릴레이트의 중합체 및 공중합체가 포함된다. 아크릴계 중합체는 반드시 높은 열분해 온도를 가질 필요는 없으나, 높은 열분해 온도를 갖고 있는 것이 매우 바람직하다.
본 발명의 조성물 중에서 일차 결합제의 양은 고체 입자들을 적절하게 결합시키기 위해 전도성 금속 100부를 기준으로 할 때 6 중량부 이상이어야만 한다. 그러나, 조성물의 전도도가 과도하게 저하되지 않도록 하기 위해서는 일차 결합제를 30 중량부 이하의 양으로 사용해야만 한다.
C. 내열성 중합체 성분
본 발염의 조성물의 내열성 중합체 성분은 1 분자 당 12-200개의 탄소 원자를 함유하는 것이 바람직하며, 또한 중합체는 300℃ 이상까지, 바람직하게는 350℃의 온도에서 열분해에 견뎌야만 한다. 또한, 450℃ 이상에서 열분해되는 것이 더욱 더 바람직하다. 이 기능을 위해서는 망상구조 형성 중합체가 특히 유용하다. 이러한 중합체에는 페놀 노볼락 중합체, 페녹시 수지 및 개질 로진 중합체가 포함된다. 에폭시 수지 및 멜라민 수지 또한 이 목적을 위해 사용할 수 있다.
상기한 중합체들은 본 발명의 조성물에서 바람직하게는 전도성 충전제 100 중량부 당 2-40 중량부의 양으로 사용된다. 이 범위보다 더 작은 양은 내땜납성을 충분히 향상시키지 못하며, 더 큰 양은 땜납 접착력 또는 내성에 있어서 문제를 일으킨다. 망상구조 수지는 전도성 금속 입자 100 중량부를 기준으로 3-10 중량부에 해당하는 양으로 사용되는 것이 바람직하다. 사용되는 유기 물질의 양은 전기 전도성 수지 조성물을 도포 방법에 따라 상기 범위 내에서 사용되는 유기 물질의 종류에 따라 적절하게 선택한다.
본 명세서에서, 중합체 및 수지는 상호 바꾸어 사용할 수 있다.
D. 금속 산화물 기재 물질
본 발명에 사용되는 금속 산화물 기재 무기 물질은 TiO2, Al2O3, NiO 및 마이카와 같은 금속 산화물, 및 붕규산납과 같은 금속 산화물 유리이다. 이들 무기 물질은 혼합물로 사용될 수도 있다. 무기 물질은 평균 입도가 10㎛ 이하의 입상물인 것이 바람직하다. 이보다 입도가 더 큰 물질은 막 표면이 거칠어지는 문제점을 일으킨다. 무기 물질의 첨가량은 전도성 충전제 100 중량부 당 3-50 중량부인 것이 바람직하다. 3 중량부 미만의 양은 내땜납성을 불충분하게 만들고, 반면에 50 중량부를 초과하는 양은 조악한 땜납 접착력을 제공할 것이다. 그러나, 알칼리 금속과 카드뮴의 산화물은 여기서 제외된다. 알칼리 토금속의 산화물은 이들 금속이 290℃ 이상의 융점을 갖는 한 본 발명의 조성물에 사용할 수 있다. 금속 산화물 기재 입자들은 전도성 금속 입자 100 중량부를 기준으로 10-40 중량부에 대응하는 양으로 사용되는 것이 바람직하다. 금속 산화물 기재 입자들의 입도는 0.1-20㎛, 바람직하게는 0.5-10㎛ 범위내이어야만 한다.
E. 전도성 금속
본 발명에서는 Au, Ag, Pd, Cu, Ni 및 이들의 합금 및 혼합물을 포함하여 각종의 전도성 물질을 사용할 수 있다. 전도성 금속 입자들의 입도는 0.1-20㎛, 바람직하게는 0.5-10㎛ 범위내이어야만 한다.
F. 용매
본 발명의 조성물에 액체 매질로 사용될 수 있는 용매들은 통상적인 후막 페이스트에 사용되는 것들과 동일하다. 즉, 각종의 불활성 액체 용매들이 액체 유기 매질로 사용될 수 있다. 이러한 액체로는, 예를 들어 지방족 알코올, 이들 알코올의 에스테르, 테르펜 및 에틸렌 글리콜 모노아세테이트의 모노부틸 에테르와 같은 용매가 있다.
본 발명의 분산물에서 고상물에 대한 액체 유기 매질의 비는 상당히 가변적일 수 있으며, 분산물을 도포하고자 하는 방식과 사용하고자 하는 유기물의 종류의 따라 좌우된다. 통상적으로 양호하게 도포시키기 위해서, 분산물은 전량으로 60-95%의 고상물 및 40-5%의 총 액체 매질을 함유할 것이다. 본 발명에서 사용되는 유기 매질은, 물론 상기한 바와 같은 일차적 물질의 기본적인 비율이 유지되는 한 틱소트로픽제, 가소제, 계면활성제 등과 같은 이차적 첨가물을 첨가하여 개질시킬 수도 있다.
본 발명의 조성물은 통상의 후막 페이스트의 제조 방법으로 먼저 무기 입자들을 액체 매질 성분과 혼합한 후에 이 혼합물을 연마하여 스크린 프린팅용으로 적합한 조밀도 및 레올로지를 갖는 미세 고상 분산물을 얻음으로써 제조할 수 있다.
실시예
실시예 1-5
은 아크릴계 전기 전도성 조성물에 하기 표 1에 주어진 각종 양으로 무기 물질인 TiO2를 첨가하여 일련의 전도성 수지 조성물 5종을 만들었다. 표 1에 나타낸 TiO2의 양은 은가루 100 중량부 당 TiO2중량부를 나타낸다. 실시예 1-5에서는 아크릴계 수지 성분으로서 메틸 메타크릴레이트 수지를 사용하였고, 용매로서 부틸 셀로솔브(Cellosolve) 아세테이트를 사용하였다. 메틸 메타크릴레이트 수지는 은가루 100 중량부 당 6.7 중량부의 양으로 사용하였으며, 부틸 셀로솔브 아세테이트는 은가루 100 중량부 당 13.3 중량부의 양으로 사용하였다.
다음 과정에 의해 상기 조성물들의 땜납 접착력과 내땜납성을 평가하였다. 먼저, 10-30㎛의 건막 두께를 얻기 위해 알루미나 기판(Al2O3, 96%)상에 전기 전도성 수지 조성물을 프린팅하고, 이를 150℃에서 60분간 건조시키고, 기판과 함께 Pb/Sn 공용 땜납(Pb/Sn=40/60)에 2초간 침지시키고, 계속하여 기판 위에 잔류하는 막의 면적 및 막에 접착된 땜납의 면적을 측정하였다. 땜납 접착력은 (막에 접착된 땜납의 면적)/(기판 위에 잔류하는 막의 면적)×100을 하여 평가하였고, 내땜납성은 (기판 위에 잔류하는 막의 면적)/(땜납에 침지시키기 전에 기판위에서의 막의 면적)×100을 하여 평가하였다. 이로부터 얻어진 결과는 제1도에 주어져 있다. 제1도에서, 곡선 1은 땜납 접착력에서의 변화를 나타내고, 곡선 2는 땜납성에서의 변화를 나타낸다.
[표 1]
T1
실시예 6-10
실시예 1-5에서 사용된 것과 동일한 은 아크릴계 전기 전도성 수지 조성물을 유기 물질 성분으로서 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 각종 양의 페놀 노볼락 수지와 혼합하여 전기 전도성 수지 조성물 시료 6-10을 제조하였다. 표2에서, 페놀노볼락 수지의 참가량은 은가루 100 중량부 당 중량부로 나타나 있다. 실시예 1-5의 조성물과 유사한 이들 조성물을 마찬가지로 땜납 접착력과 내땜납성에 대해 평가하였다. 이 결과는 제2도에 주어져 있다. 제2도에서, 곡선 1은 땜납 접착력에서의 변화를 나타내고, 곡선 2는 내땜납성에서의 변화를 나타낸다.
[표 2]
제1도와 2도에서 나타난 결과로부터, 첨가되는 무기 물질과 유기 물질의 양을 적합하게 선택함으로 인해 내땜납성이 향상된 반면에 여전히 우수한 땜납 접착력을 갖는 전기 전도성 수지 조성물을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. (1) 전도성 금속의 미분 입자들이, 전도성 금속 100 중량부를 기준으로 (2) 아크릴계 중합체 일차 결합제 6-30 중량부 및 (3) 1분자 당 12-200개의 탄소원자를 갖고 300℃ 이상의 열분해 온도를 가지며, 페놀 노볼락 수지, 페녹시 수지, 개질 로진 수지, 멜라민 수지 및 이들의 혼하물 중에서 선택된 망상구조 수지 보조 결합제 2-40 중량부가 (4) 휘발성 유기 용매에 용해되어 있는, 액체 유기 매질 중에 분산되어 있는 것을 포함하는 전기 전도성 후막 수지 조성물.
  2. (1) 전도성 금속의 미분 입자들이, 전도성 금속 100 중량부를 기준으로 (2) 아크릴계 중합체 일차 결합제 6-30 중량부 및 (3) 290℃ 이상의 연화점을 갖는 금속 산화물 기재 물질의 미분 입자 3-50 중량부가 (4) 휘발성 유기 용매에 용해되어 있는, 액체 유기매질 중에 분산되어 있는 것을 포함하는 전기 전도성 후막 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 금속 산화물 기재 물질이 금속 산화물 기재 유리, 비알칼리 금속 산화물 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 것을 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 금속 산화물 기재 물질이 TiO2, Al2O3, NiO 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 금속 산화물인 것인 조성물.
  5. 제1항의 페이스트 조성물 패턴을 기판 위에 스크린 프린팅하고, 이 조성물에서 휘발성 용매를 증발시켜 제거하기에 충분한 시간동안 조성물을 상승된 온도에서 가열하여 제조한 전도성 패턴.
  6. 제2항의 페이스트 조성물 패턴을 기판 위에 스크린 프린팅하고, 이 조성물에서 휘발성 용매를 증발시켜 제거하기에 충부한 시간동안 조성물을 상승된 온도에서 가열하여 제조한 전도성 패턴.
KR1019930703289A 1992-04-28 1993-10-30 전도성 중합체 조성물 KR0130832B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/874,879 US5283007A (en) 1992-04-28 1992-04-28 Conductive polymer compositions
US874,879 1992-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR0130832B1 true KR0130832B1 (ko) 1998-05-15

Family

ID=25364779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019930703289A KR0130832B1 (ko) 1992-04-28 1993-10-30 전도성 중합체 조성물

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5283007A (ko)
KR (1) KR0130832B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU711287B2 (en) * 1996-05-16 1999-10-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Adhesive compositions and methods of use
JP2005171178A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Tdk Corp 積層セラミック電子部品のスペーサ層用の誘電体ペースト
JP4412013B2 (ja) * 2004-03-16 2010-02-10 Ｔｄｋ株式会社 積層セラミック電子部品用の誘電体ペーストおよび積層セラミック電子部品用の積層体ユニットの製造方法
US20070108419A1 (en) * 2004-11-24 2007-05-17 Tdk Corporation Conductive paste for an electrode layer of a multi-layered ceramic electronic component and a method for manufacturing a multi-layered unit for a multi-layered ceramic electronic component
US8704087B2 (en) * 2011-06-01 2014-04-22 E I Du Pont De Nemours And Company Solderable polymer thick film conductive electrode composition for use in thin-film photovoltaic cells and other applications

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3922387A (en) * 1973-08-28 1975-11-25 Du Pont Metallizations comprising nickel oxide
US4075681A (en) * 1975-06-13 1978-02-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Capacitor with noble metal electrodes
GB2072707B (en) * 1980-03-31 1984-01-25 Hitachi Chemical Co Ltd Electroconductive paste and process for producing electroconductive metallized ceramics using the same
US4595606A (en) * 1984-07-18 1986-06-17 Rohm And Haas Company Solderable conductive compositions having high adhesive strength

Also Published As

Publication number Publication date
US5283007A (en) 1994-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR910005524B1 (ko) 구리도체 조성물
EP0135174B1 (en) Thick film conductor composition
US4172919A (en) Copper conductor compositions containing copper oxide and Bi2 O3
EP0719299B1 (en) Adhesive paste containing polymeric resin
US4540604A (en) Thick film conductor compositions
US4687597A (en) Copper conductor compositions
GB1568564A (en) Metallizing compositions for dielectric substrates
CA1192062A (en) Conductor compositions
US4623482A (en) Copper conductive paint for porcelainized metal substrates
KR0130832B1 (ko) 전도성 중합체 조성물
JP3507084B2 (ja) 銅導体組成物
JPH0817241A (ja) 銅導体ペーストおよび銅導体膜の製造方法
EP0582683B1 (en) Conductive polymer compositions
EP0291064B1 (en) Conductive paste composition
JPS6222868A (ja) 導伝性組成物
US3717483A (en) Metallizing composition
EP0045482B1 (en) Thick film conductor compositions
CN1040921C (zh) 导电聚合组合物
JP3540830B2 (ja) 接着性組成物
JPH0552862B2 (ko)
US4544611A (en) Conductive element metallized with a thick film silver composition
JPH06231612A (ja) 導電性インキ
JPS61203504A (ja) 導電ペ−スト
JPH0528827A (ja) 導電性ペースト
JPH01192780A (ja) 銅導体組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee