JPH04218573A

JPH04218573A - ポリマー型誘電体ペースト

Info

Publication number: JPH04218573A
Application number: JP3089314A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Yano; 克巳谷野; Shuichi Ishimura; 石村　秀一
Original assignee: TOYAMA PREF GOV; Toyama Prefecture; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: TOYAMA PREF GOV; Toyama Prefecture; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1992-08-10

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機ビヒクルをバイン
ダーとする高誘電率で、かつ耐熱性、耐水性に優れた誘
電体ペーストに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】誘電体ペーストとは、スクリーン印刷し
た後、焼成することによって誘電体層を形成するペース
トを言い、大きくはガラスフリットをバインダーとする
無機ペーストと有機ビヒクルをバインダーとする有機ペ
ーストとがある。従来から無機誘電体ペーストは、抵抗
体、コンデンサー等の電子部品や電子回路を保護するた
めの絶縁被膜や、厚膜多層回路における上層と下層の導
体の分離、絶縁するための厚膜誘電体層、あるいは厚膜
コンデンサの誘電体膜などの用途に、ガラス粉末やセラ
ミック誘電体粉末を溶剤等で分散し、スクリーン印刷し
た後、高温で焼成して実用に供せられてきた。

【０００３】一方、有機誘電体ペーストは、主に分散型
ＥＬ用途及びコンデンサ用途に、有機ビヒクルにセラミ
ック誘電体粉末を分散させ、室温から約２５℃以下の低
温で乾燥させることによって実用に供せられている。特
に、分散型ＥＬ用途においては、ＬＣＤの大形化、高解
像化、視認性の改善やフルカラー化などの技術改善が急
速に進み、バックライトとしてのエレクトロルミネッセ
ンスランプの伸びに伴って、有機誘電体ペーストの必要
性が高まってきている。

【０００４】この用途においては、高輝度と素子の長寿
命化が求められている。これには、有機誘電体ペースト
から形成される塗膜が高い誘電率と良好な耐水性が求め
られている。これに対して、高誘電率のシアノ基含有化
合物に誘電体粉末を分散させた有機誘電体ペーストが開
発されている。例えば、特開平１−２００５９５号公報
には、ＥＬ用蛍光体粉末に有機高誘電体物質と放射線重
合可能な化合物からなるペーストが開示されている。ま
た、特開平１−１６６４０８号公報には、高誘電率セラ
ミックスをアクリル系バインダーに分散させたペースト
が示されている。しかし、いずれも前記の高誘電率を維
持しながら耐熱性と耐水性の問題点を克服するに至って
いない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高誘
電率と耐水性、耐熱性を兼ね備えた低温乾燥型ペースト
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
欠点を解決し、高誘電率と耐水性、耐熱性を兼ね備えた
低温乾燥型のペーストを得るべく鋭意研究した結果、本
発明に到達した。

【０００７】すなわち、本発明は：■　　熱硬化性樹脂
及び有機電子受容体を必須成分とするポリマー型誘電体
ペーストである。また、■　　有機電子受容体の代わり
に、ポリアルキレングリコールと有機電子受容体との反
応生成物を必須成分とするポリマー型誘電体ペーストに
より良好かペーストを得ることが出来る。さらに、■　
　本発明は、熱硬化性樹脂、強誘電体無機粉末及び有機
電子受容体を必須成分とするポリマー型誘電体ペースト
に関する。また、■　　このペーストに炭素粉末を加え
ることによって、更に高い誘電率を得ることが出来る。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
いう有機ビヒクルとしての熱硬化性樹脂は、熱、光また
は電子線等で硬化可能な樹脂を指す。具体的な例として
は、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、不飽
和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコ
ン樹脂、付加型ポリイミド、ＤＡＰ樹脂、熱硬化性アク
リル樹脂などのいわゆる熱硬化性樹脂；ラジカル重合、
イオン重合などの付加重合可能な不飽和結合を有するモ
ノマー、オリゴマーまたはポリマー、例えばスチレン、
ジビニルベンゼン、（メタ）アクリル酸及びそのエステ
ル類、ポリアリルポリメリテート、トリアリルイソシア
ヌレートなどが挙げられる。好ましくは、耐水性の良好
なエポキシ樹脂である。さらに好ましいのは、硬化剤と
してポリオキシテトラメチレンオキシド−ジ（パラアミ
ノベンゾエート）を用いたエポキシ樹脂である。

【０００９】本発明で用いられるポリアルキレングリコ
ールの代表的なものは、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコールである。本発明で用いられる強誘
電体無機粉末は、　ＬｉＴａＯ３　，　　ＬｉＮｂＯ３
　，　α−ＳｉＯ２　などの単結晶、ＰＺＴ，　ＰｂＴ
ｉＯ３　，ＢａＴｉＯ３　などの多結晶であり、一般に
、高い誘電率を有する。好ましいのは　ＢａＴｉＯ３　
である。

【００１０】強誘電体無機粉末の粒子形状は、球状、棒
状などの種々のものが使用でき、特に限定するものでは
ない。また、粒子径は平均で０．１　〜５０μｍ　のも
のを用いることができる。好ましくは１　〜１０μｍ　
である。また、粒子径分布の異なる２　種類の粉末を混
合しても良い。

【００１１】本発明で用いられる有機電子受容体として
は、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（　以
下、ＴＣＮＱと略す）　、テトラシアノエチレン、２−
メチル−７，７，８，８−　テトラシアノキノジメタン
、２，５−ジメチル−７，７，８，８−　テトラシアノ
キノジメタン、２，３，５，６−テトラフルオル−７，
７，８，８−　テトラシアノキノジメタン、ヒドロキノ
ンとベンゾキノンの中間物であるキンヒドロン、その他
のキノン類、トリニトロベンゼン等のルイス酸などが挙
げられる。好ましいのはＴＣＮＱである。

【００１２】本発明でいうポリアルキレングリコールと
有機電子受容体との反応生成物は、ポリアルキレングリ
コール１モルに対して有機電子受容体０．１〜２モルの
範囲で室温〜２００℃で混合することによって得られる
。好ましいものはポリエチレングリコールとテトラシア
ノエチレンとの反応生成物である。

【００１３】本発明で加えることのできる炭素粉末とし
ては、グラファイト；アセチレンブラック、サーマルブ
ラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等の
カーボンブラックが挙げられる。炭素粉末はその平均粒
子径が０．０１〜５０μｍ　のものを用いることができ
る。好ましい炭素粉末は、平均粒子径が　１〜２０μｍ
　のグラファイトである。

【００１４】本発明の誘電体ペーストは前記の熱硬化性
樹脂、強誘電体無機粉末及び有機受容体を混合して得ら
れる。各成分の混合割合は、限定するものでないが、以
下の組成が好ましい。（１）　熱硬化性樹脂　　　　　　８０〜９９重量％（
２）　有機電子受容体　　　　　　１〜２０重量％有機
電子受容体が２０重量％より多いと、得られる塗膜の機
械的性能が不足し、かつ電気特性も低下し、１重量％未
満では良好な誘電特性が得られない。好ましい範囲は５
〜１０重量％である。

【００１５】また、上記の熱硬化性樹脂にポリアルキレ
ングリコールと有機電子受容体との反応生成物（単に、
反応生成物と略す）を加える場合には、次に示す組成が
好ましい。（１）　熱硬化性樹脂　　　　　　２０〜８０重量％（
２）　反応生成物　　　　　　　　８０〜２０重量％反
応生成物が８０重量％より多いと、良好な塗膜が得られ
ないし、２０重量％未満では良好な誘電特性が得られな
い。

【００１６】更に、強誘電体無機粉末を使って、誘電体
ペーストを作製する場合には、以下の組成が好ましい。（１）　熱硬化性樹脂　　　　　　　　５〜５０重量％
（２）　強誘電体無機粉末　　　　０．１〜１０重量％
（３）　有機電子受容体　　　　　　０．１〜１０重量
％

【００１７】熱硬化性樹脂が５重量％未満では得られ
る塗膜の機械的性能が不足し、かつ電気特性も低下し、
５０重量％より多いと良好な誘電特性が得られない。強
誘電体無機粉末が５０重量％未満では良好な誘電特性が
得られず、９５重量％より多いと塗膜の機械的性能が不
足し、かつ電気特性も低下する。有機電子受容体が０．
１重量％未満では良好な誘電特性が得られず、１０重量
％より多いと塗膜の耐水性を損なう。好ましい範囲は０
．５〜５重量％である。

【００１８】また、加えられる炭素粉末は１０重量％以
下の範囲で加えることが好ましい。１０重量％より多い
と塗膜の誘電正接を悪くする。好ましいのは２〜６重量
％である。

【００１９】本発明の誘電体ペーストには、必要に応じ
て種々の添加剤、例えば本発明のペーストに印刷適性を
付与するためのセロソルブ、カルビトール、エステルを
始めとする各種の溶剤、レベリング剤、チクソ性付与剤
、消泡剤、及びシリカ、アルミナ、タルクなどの各種の
充填材を添加してもよい。

【００２０】本発明のペーストを製造するための各成分
の混合方法は特に限定されない。強誘電体無機粉末及び
炭素粉末を用いる場合には、それらを十分に分散させる
方法であればよい。例えば、ロール、らいかい機等の装
置を用いて製造される。有機電子受容体の混合に際して
は、予め溶剤、或いは熱硬化前の熱硬化性樹脂に溶解し
てから混合することが望ましい。

【００２１】本発明のペーストは、目的の塗膜を得るた
めに、一般的に使用されているスクリーン印刷等の塗装
機で基板などの被着体に塗布してパターンを形成させる
ことができる。この塗装された被着体を加熱、或いはＵ
Ｖ、電子線照射することによって目的とする誘電体層を
形成することができる。本発明のポリマー型誘電体ペー
ストは、分散型ＥＬ、及びコンデンサーをはじめとする
電子回路形成用などの用途に使用することができる。

【００２２】

【実施例】以下に、本発明を実施例にもとづいて、更に
詳細に説明するが、これらは本発明の範囲を限定しない
。

【実施例１】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ＡＥＲ　
　３３１（旭化成工業（株）製）４５重量部に、ポリオ
キシテトラメチレンオキシド−ジ（パラアミノベンゾエ
ート）４５重量部、変性芳香族アミン１０重量部を混合
した後、さらにテトラシアノベンゼン（以下、ＴＣＮＢ
と略す）６重量部を添加して均一になるまで十分に攪拌
して誘電体ペースト１を得た。

【００２３】本ペーストを銅張りガラス・エポキシ樹脂
積層板基板上に、塗膜厚さが５００μｍ前後になるよう
に刷毛塗りし、真空中脱泡した後、１６０℃で９０分の
焼き付け硬化を行った。このようにして得られたエポキ
シ系誘電体被膜上には、被膜の電気的特性を評価するた
め、カーボン導電塗料による電極をスクリーン印刷し（
径２０ｍｍ、膜厚３０μｍ）、１５０℃の雰囲気で１０
分の乾燥操作を施して測定用試料とした。

【００２４】試料の誘電特性として１ＫＨｚの周波数で
の比誘電率を２０℃で測定したところ、１４．５であっ
た。本被膜を１００℃の高温雰囲気で１，０００時間放
置したところ、外観上に異常はなく、電気特性の変化も
殆どなかった。また、同被膜を６０℃／９５ＲＨ％の雰
囲気で１，０００時間放置したところ、同じく外観上に
異常がなく、電気特性の変化も殆どなかった。

【００２５】

【実施例２】〔反応生成物の合成〕平均分子量１，００
０のポリエチレングリコール１モルに対して、テトラシ
アノエチレン０．５モルを混合し、１６０℃で４８時間
反応して反応生成物１を得た。〔誘電体ペーストの作製〕ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂エピコート８０７（油
化シェルエポキシ社製）３０重量％に変成芳香族アミン
２０重量％、および反応生成物１を５０重量％を十分に
混合して誘電体ペースト２を作製した。本ペーストを用
いて、実施例１と同様にして性能を調べたところ、比誘
電率１５．８、誘電正接０．７９であった。

【００２６】

【実施例３】メラミン変性エポキシ樹脂（メチロールメ
ラミン樹脂とエポキシ当量１，５００のビスフェノール
型エポキシ樹脂とを７：３の割合で混合した混合物；以
下ＭＥと略す）１２重量部に平均粒子径が７μｍのＢａ
ＴｉＯ３粉末（比誘電率１７，０００）８８重量部、Ｔ
ＣＮＱ０．３重量部を加えてよく混合し、更にブチルカ
ルビトールで粘度を調整しながら、自動乳鉢で均一分散
させて調整して、誘電体ペースト３を得た。

【００２７】この誘電体ペーストを銅張・紙フェノール
樹脂積層基板の銅箔面に膜厚が約５０μｍになるように
スクリーン印刷し、真空中で脱泡後、１６０℃で３０分
の焼付け硬化・乾燥を行った。この印刷、乾燥操作をも
う一回繰り返して最終的に約１００μｍの塗膜を得た。また、誘電体被膜上には被膜の電気的特性を評価するた
め、銅系導電性塗料（径が２０μｍ、膜厚３０μｍ）を
スクリーン印刷し、誘電体ペーストと同じ条件で焼付け
硬化を施した。こうして得られた誘電体の塗膜について
、比誘電率および誘電正接を２０℃、１ＫＨｚの周波数
条件で測定した。結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】また、得られた塗膜を６０℃／９５ＲＨ％
の雰囲気で１，０００時間放置したところ、外観上は異
常がなく、電気特性の変化もほとんどなかった。

【００３０】

【実施例４〜６】実施例３において使用した材料を表２
に示すように配合組成を変えて、誘電体ペースト４〜６
を得た。実施例３と同様にして塗膜を作製した。得られ
た塗膜の電気特性を表２に併せて示す。表中の配合割合
は重量部である。

【００３１】

【表２】

【００３２】

【実施例７〜９】実施例３において使用した材料に加え
て、カーボングラファイトを表３に示すように更に添加
して、誘電体ペースト７〜９を得た。実施例３と同様に
して塗膜を作製した。得られた塗膜の電気特性を表３に
併せて示す。表中の配合割合は重量部である。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【比較例１】実施例１においてＴＣＮＢを使用しないで
、ペーストを作製した。そのペーストを実施例１と同様
にして塗膜を作製し、電気特性を調べたところ、比誘電
率５．２のものしか得られなかった。

【００３５】

【比較例２】実施例３において、ＴＣＮＱを使用しない
でペーストを作製した。そのペーストを実施例３と同様
にして塗膜を作製し、電気特性を調べたところ、比誘電
率６５のものしか得られなかった。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、高誘電率で、耐熱性、
耐水性に優れた有機誘電体ペーストが得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　熱硬化性樹脂及び有機電子受容体を必
須成分とするポリマー型誘電体ペースト。
【請求項２】　　熱硬化性樹脂及びポリアルキレングリ
コールと有機電子受容体との反応生成物を必須成分とす
るポリマー型誘電体ペースト。
【請求項３】　　熱硬化性樹脂、強誘電体無機粉末及び
有機電子受容体を必須成分とするポリマー型誘電体ペー
スト。
【請求項４】　　熱硬化性樹脂、強誘電体無機粉末、有
機電子受容体及び炭素粉末を必須成分とするポリマー型
誘電体ペースト。