JPH02272071A - 電子線硬化型導電ペースト - 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導電ペースト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
などの基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ペーストに関するものである。

（従来技術） 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
混合した、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Ｉ・配線基板あるいはハイブリッドＪ
Ｃ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
以外にも膜スイツチ、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、最近社会問題化している電磁波防止対策の一つと
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コ
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ペース
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
積を必要とし不経済であるばかりでなく、次に示すよう
な大きな制約があった。すなわち、銀はマイグレーショ
ンの問題があり、導電性フィラーとして用いることは難
しく、その点で銅又はニッケルを用いることが好ましい
が、これらのフィラーは導電性を発現させることは難し
い。特開昭５８−１９４号公報には、銅微粉末と熱硬化
性バインダーとフェノール系化合物の組成物に関する技
術が開示されているが、初期の導電性は発現するものの
、高温長時間の加熱が必要であるため、合成樹脂系の基
材に適用した場合、加熱によって基材が変形し、プリン
ト配線板において後工程の部品搭載に支障をきたす。

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、熱硬化性樹脂を用いる場合よ
りも、低温かつ短時間で架橋が進むために、フィラーを
導電性を充分に発揮するまでに配列させることが難しく
、初期導電性を得ることにおいて橿めで大きな困難性を
有している。かつ、高温度あるいは高湿度の環境下で、
電磁波シールドに充分な導電性を維持させることは極め
て難しい。特開昭５６−９０５９０号公報にはかかる電
子線硬化系の欠点を克服するために電子線硬化に加熱を
併用する技術が開示されている。

しかし、フィラーとして銀を用いているため、マイグレ
ーションの問題があり、かつ高温長時間の加熱を必要と
するため、耐熱性の低い基板には適用できない。

（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
下でも信頬性を保持し、マイグレーションの心配のない
電子線硬化型導電ペーストを提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、（Ａ）　ＩＩ系および／またはニッケル系微
粉末６０〜９０重量部、（Ｂ）電子線反応基を有する化
合物４０〜１０重量部、および（Ｃ）フェノール系化合
物、０．１〜１０重量部からなることを特徴とする電子
線硬化型導電ペーストである。

本発明に用いる銅系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、球状銅粉、銀メツキ銅粉、
銀−鋼複合粉、銀−銅合金粉、アモルファス銅粉、カル
ボニルニッケル粉、ニッケルー恨複合粉、銀メツキニッ
ケル粉、リン片状ニッケル粉、銀−ニッケル複合粉など
、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１〜３０ｕｍの微粉末である。

本発明において、電子線反応基を有する化合物としては
、不飽和ポリエステル類、ポリエステルポリ　（メタ）
アクリレート類、エポキシポリ　（メタ）アクリレート
類、ポリウレタンポリ　（メタ）アクリレート類、ポリ
オールポリ　（メタ）アクリレート類、ポリオールポリ
　（メタ）アクリレート類、ポリエーテルポリ　（メタ
）アクリレート類、ジビニル化合物、フェノキシエチル
（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ
）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステル
、オリゴエステル（メタ）アクリート、メチ１／ン、α
−アルキ・ルスチレン、トリアリルイソシアヌレート、
トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメート、Ｉ・
リアリルシトレート、ジアリルイソフタレート、ジアリ
ルオルソフタレート、ジアリルクロレンデートなど、あ
るいはこれらの混合物を必要に応じて用いることができ
る。

本発明に用いるフェノール系化合物は、フェノール性水
酸基を有する化合物である。具体的な例としては、ピロ
ガロール、フェノール、ピロカテコール、フロログリシ
ン、没食子酸およびその誘導体、レゾルシンなど、ある
いはこれらの混合物を必要に応じて用いることができる
。

本発明において、（Ａ）　Ｉｉ系または、ニッケル系微
粉末、（Ｂ）電子線反応基を有する化合物、（Ｃ）フェ
ノール系化合物の配合比は、（八）が６０〜９０重量部
、（Ｂ）が４０〜ｌＯ重量部、（Ｃ）が０．１〜１０重
量部の範囲である。（Ａ）が６０重量部未満においては
導電性が充分でなく、又、９０重量部を越えると塗膜が
脆弱となり導電性も低下する。

（Ｂ）が４０重量部を越えると導電性が得られず、逆に
１０重量部未満である場合、塗膜の充分な強度は得られ
ない。（Ｃ）が０．１重量部未満である場合は、導電性
が得られず、又、１０重量部を越えると充分な強度を有
する塗膜が得られない。特に好ましくは、（Ａ）が７０
〜９０重量部、（Ｂ）が３０〜１０重量部、（Ｃ）が１
〜５重量部の範囲である。

本発明の導電ペーストの作業性を調整するために揮発性
溶剤を添加することができる。揮発性溶剤としては特に
制限はなく、メチルエチルケトン、エチルセルソルブ、
ブチルセルソルブ、プロピレングリコール、プロピレン
グリコールブチルエーテル、ブチルカルピトール、等あ
るいはこれらの混合物を適宜用いることができる。

本発明の導電ペーストには上記（八）、（Ｂ）、（Ｃ）
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、シリカ、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、チク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。

本発明の導電ペーストは（八）、（Ｂ）、（Ｃ）を１昆
合後通常の導電ペース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。

本発明の導電ペースト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。

本発明の導電ペーストは基材に印刷、塗装し、必要に応
じて常温で、あるいは低温短時間の加熱により、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
１３〜３０　Ｍｒａｄの範囲にあることが望ましい。

本発明の導電ペースト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、
短時間の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。

（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、
これに限定されるものではない。

実施例Ｉ ＦＣＣ−１１５Ａ　（樹枝状銅粉、福田金属箔粉工業■
）８０部５Ｐ−４０１０（エポキシアクリレート昭和高
分子■）２０部 ピロガロール　　　　　　　　　　　　　　　４部ブチ
ルセルソルブ　　　　　　　　　　　　１０部上記組成
の電子線硬化型導電ペーストを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、あらかじめエツチ
ング処理および研摩処理によって銅箔を掻部分を作った
片面銅張紙フエノール積層機上に印刷した。印刷された
導電ペーストの銅箔電極間の大きさはたて１　ｃｍよこ
Ｉ　Ｃ１＋１であった。つぎに２００°ＣＸ１ｍ１ｎ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、Ｎ
２ガス雰囲気中で加速電圧２５０ｋｖ、吸収線ｉ１１０
　Ｍｒａｄの条件下で電子線を照射し、導電ペーストを
硬化させた。さらに硬化後の導電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°ＣＸ３分で硬化させた。この様にして
得られた積層板試料について、表面状態を評価するとと
もに、つぎに３種類の試験を行ない、試験前後の抵抗値
を測定し変化率を計算した。

半田浸漬試験；温度２６０°Ｃの溶融半田浴（スズ６０
／鉛４０）に１０秒間浸漬、 耐湿性試験：温度６０°Ｃ１相対湿度９０〜９５％の恒
温恒温中に５００時間放置。

また各試験による体積固有抵抗値変化率は次の式により
算出した。

変化率（Ｘ）・ 試験前の体積固有抵抗値 得られた結果を表１に示す。

実施例２ ＦＣＣ−１１５Ａ　（樹枝状銅粉、福田金属箔粉工業■
）８０部５Ｐ−４０１０（エポキシアクリレート昭和高
分子■）２０部 ピロガロール　　　　　　　　　　　　　０．１部ブチ
ルセルソルブ　　　　　　　　　　　　１０部上記組成
の電子線硬化型導電ペーストを、実施例１と同様の方法
により印刷硬化させた後の表面状態を評価し、体積固有
抵抗値および体積固有抵抗値の変化率を測定した結果を
表１に示す。

実施例３ ＦＣＣ−１１５Ａ　（樹枝状銅粉、福田金属箔粉工業■
）８０部５Ｐ−４０１０（エポキシアクリレート昭和高
分子■）　　　　　　　　　２０部ピロガロール　　　
　　　　　　　　　　　１０部ブチルセルソルブ　　　
　　　　　　　　　１０部上記組成の電子線硬化型導電
ペーストを、実施例１と同様の方法により印刷硬化させ
た後の表面状態を評価し、体積固有抵抗値および体積固
有抵抗値の変化率を測定した結果を表１に示す。

比較例Ｉ ＦＣＣ−１１５＾（樹枝状銅粉、福田金属箔粉工業■）
８０部５ｐ−４０１０（エポキシアクリレ−１・昭和高
分子■）２０部 ブチルセルソルブ　　　　　　　　　　　　１０部上記
組成の電子線硬化型導電ペーストを、実施例１と同様の
方法により印刷硬化させた後の表面状態を評価し、体積
固有抵抗値および体積固有抵抗値の変化率を測定した結
果を表１に示す。

以下　余白 表１ 比較例２ ＦＣＣ−１１５Ａ　（樹枝状銅粉、福田金属箔粉工業■
）８０部５ｐ−４ｏｔｏ　　（エポキシアクリレート昭
和高分子ＩＩ）　　　　　　　　　２０部ブチルセルソ
ルブ　　　　　　　　　　　　１０部ピロガロール　　
　　　　　　　　　　　　　１５部上記組成の電子線硬
化型導電ペーストを、実施例１と同様の方法により印刷
硬化させた後の表面状態を評価し、体積固有抵抗値およ
び体積固有抵抗値の変化率を測定した結果を表２に示す
。

比較例３ ＦＣＣ−１１５Ａ　（ｍ枝状銅粉、福田金属箔粉工業■
）９５部５Ｐ−４０１０（エポキシアクリレ−１・昭和
高分子■）　　　　　　　　　５部ブチルセルソルブ　
　　　　　　　　　　　１０部ピロガロール　　　　　
　　　　　　　　　　４部上記組成の電子線硬化型導電
ペーストを、実施例１と同様の方法により印刷硬化させ
た後の表面状態を評価し、体積固有抵抗値および体積固
有抵抗値の変化率を測定した結果を表２に示す。

比較例４ ＦＣＣ−１１５Ａ　（樹枝状銅粉、福田金属箔粉工業■
）６０部５ｐ−４０１０（エポキシアクリレート昭和高
分子■）　　　　　　　　　４０部ブチルセルソルブ　
　　　　　　　　　　　１０部ピロガロール　　　　　
　　　　　　　　　　４部上記組成の電子線硬化型導電
ペーストを、実施例１と同様の方法で印刷硬化させた後
の表面状態を評価し、体積固有抵抗値および体積固有抵
抗値の変化率を測定した結果を表２に示す。

以下　余白 表 実施例４ カーボニ・ブチルＮｉ”２８７（二・ブチル粉福田金属
箔粉工業■）８０部 ５Ｐ−４０１０（エポキシアクリレート昭和高分子■）
２０部 ブチルセルソルブ　　　　　　　　　　　　１０部ピロ
ガロール　　　　　　　　　　　　　　　４部上記組成
の電子線硬化型導電ペーストを、実施例１と同様の方法
により印刷硬化させた後、表面状態を観察したところ非
常に平滑であった。体積固存抵抗値は７Ｘ１０−’Ω・
ｃｍで、半田浸漬試験後の変化率および耐湿試験後の変
化率はそれぞれ７％、９％であった。

特許出願人　旭化成工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）銅系および／またはニッケル系微粉末６０〜９０
   重量部、 （Ｂ）電子線反応基を有する化合物４０〜１０重量部、
   および （Ｃ）フェノール系化合物０．１〜１０重量部からなる
   ことを特徴とする電子線硬化型導電ペースト