JP2002184236A - Thermosetting conductive paste - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、特に電子部品製
造分野において用いられる熱硬化性導電ペーストに関す
る。The present invention relates to a thermosetting conductive paste used particularly in the field of manufacturing electronic components.
【０００２】[0002]
【従来の技術】 プリント配線基板その他の電子部品を
組立・製造する場合に、エポキシ樹脂を主体（ベース）
とする有機バインダーを含む熱硬化性導電ペーストが利
用されている。かかる導電ペーストを使用すれば、基板
等に当該ペーストを塗布して所定の温度に加熱すること
によって、当該塗布物が熱硬化して成る導電体を比較的
容易に形成することができる。例えば、プリント配線基
板や各種の電子部品に所望する形状の配線や電極を形成
する用途に、銀粉その他の紛状導体とともにエポキシ樹
脂ベースの有機バインダーを含む熱硬化性導電ペースト
が一般に用いられている。特開平８−１７６４０８号公
報や特開平１１−９２６２５号公報には、かかる用途に
用いられるエポキシ樹脂ベースの熱硬化性導電ペースト
が開示されている。2. Description of the Related Art When assembling and manufacturing printed wiring boards and other electronic components, epoxy resin is mainly used (base).
A thermosetting conductive paste containing an organic binder is used. If such a conductive paste is used, a conductor formed by applying the paste onto a substrate or the like and heating the paste to a predetermined temperature can be relatively easily formed. For example, thermosetting conductive pastes containing an epoxy resin-based organic binder together with silver powder and other powdery conductors are commonly used for forming wirings and electrodes of a desired shape on printed wiring boards and various electronic components. . JP-A-8-176408 and JP-A-11-92625 disclose an epoxy resin-based thermosetting conductive paste used for such applications.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】 ところで、上記導電
ペーストから形成された配線や電極等の導体（以下これ
らを総称して「導電成形体」という。）としては、でき
るだけ電気抵抗率（以下「抵抗率」と略称する。）が低
いものが好ましいことは当然であり、従来のエポキシ樹
脂ベースの導電性ペーストから形成される導電成形体よ
りも抵抗率の低い（即ちより良好な導電性を有する）導
電成形体を容易に形成し得る導電性ペーストの開発が望
まれている。かかる抵抗率を低くできれば、導電性ペー
ストを使用しつつ従来よりも高性能な電子部品を製造し
得るからである。そこで、本発明は、より低抵抗率の導
電成形体を具備した電子部品を容易に製造するべく創出
されたものであり、その目的とするところは、従来のエ
ポキシ樹脂ベースの有機バインダーを含む導電ペースト
と同様に使用し得るペーストであって、従来のものより
も抵抗率の低い導電成形体を形成することができるエポ
キシ樹脂ベースの熱硬化性導電ペーストを提供すること
である。A conductor such as a wiring or an electrode formed from the conductive paste (hereinafter, collectively referred to as a “conductive molded body”) has an electric resistivity (hereinafter referred to as “resistance”). It is a matter of course that a material having a low resistivity (hereinafter simply referred to as “rate”) is preferable, and has a lower resistivity (that is, has better conductivity) than a conductive molded body formed from a conventional epoxy resin-based conductive paste. There is a demand for the development of a conductive paste that can easily form a conductive molded body. If the resistivity can be reduced, an electronic component with higher performance than before can be manufactured using a conductive paste. Therefore, the present invention has been created in order to easily manufacture an electronic component having a conductive molded body having a lower resistivity, and an object of the present invention is to provide a conventional conductive material including an epoxy resin-based organic binder. An object of the present invention is to provide an epoxy resin-based thermosetting conductive paste that can be used in the same manner as the paste and can form a conductive molded body having a lower resistivity than conventional ones.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成すべく
本発明によって提供される熱硬化性導電ペーストは、粉
状導体と有機バインダーとを主成分として含むととも
に、その有機バインダーは主構成要素としてエポキシ樹
脂、メラミン樹脂及びアクリル系樹脂を含んでいる。而
して、当該有機バインダーを構成する樹脂全体に対する
それらの含有率は、エポキシ樹脂が４０〜８０wt％であ
り、メラミン樹脂とアクリル系樹脂の合計が２０〜６０
wt％である。Means for Solving the Problems The thermosetting conductive paste provided by the present invention to achieve the above object contains a powdery conductor and an organic binder as main components, and the organic binder is a main component. Contains epoxy resin, melamine resin and acrylic resin. The content of the organic binder in the resin is 40 to 80% by weight, and the total content of the melamine resin and the acrylic resin is 20 to 60%.
wt%.
【０００５】かかる構成の本発明の導電ペーストでは、
熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を有機バインダーの主
体（ベース）としつつも、熱可塑性樹脂の一種であるア
クリル系樹脂と熱硬化性樹脂の一種であるメラミン樹脂
の両方を比較的過剰に混和させることを一つの特徴とす
る。このように有機バインダーの樹脂組成を調整した結
果、本構成の導電ペーストによると、当該ペーストから
形成された電極その他の導電成形体の熱硬化時の収縮率
（以下「硬化収縮率」という。）を従来のエポキシ樹脂
ベースの熱硬化性導電ペーストから形成されたものより
も高くすることができる。このことによって、取扱いや
使用方法が簡便なエポキシ樹脂ベースのペーストであり
ながら、これまでより低抵抗性の導電成形体を形成する
ことができる。すなわち、硬化収縮率が高ければそれだ
け緻密な導電成形体が形成されることとなり、結果、電
気伝導性の良否に影響する当該成形体中に含まれる粉状
導体相互の接触部分（面積）を増大させることができ
る。従って、本発明の導電ペーストによると、従来のエ
ポキシ樹脂ベースの導電ペーストと同様に簡便に取り扱
えるとともに、高性能電子部品の製造に寄与し得る低抵
抗率の導電成形体を容易に形成することができる。In the conductive paste of the present invention having such a structure,
While using an epoxy resin, which is a thermosetting resin, as the main component (base) of an organic binder, both an acrylic resin, a type of thermoplastic resin, and a melamine resin, a type of thermosetting resin, are mixed in a relatively excessive amount. This is one feature. As a result of adjusting the resin composition of the organic binder as described above, according to the conductive paste of the present configuration, the contraction rate during thermosetting of the electrodes and other conductive molded bodies formed from the paste (hereinafter referred to as “curing contraction rate”). Can be higher than those formed from conventional epoxy resin-based thermosetting conductive pastes. This makes it possible to form a conductive molded body having lower resistance than before, while using an epoxy resin-based paste that is easy to handle and use. In other words, the higher the curing shrinkage, the denser the conductive molded body is formed. As a result, the contact portion (area) between the powdery conductors included in the molded body, which affects the electrical conductivity, is increased. Can be done. Therefore, according to the conductive paste of the present invention, it is possible to easily form a low-resistivity conductive molded body that can be easily handled similarly to the conventional epoxy resin-based conductive paste and contribute to the production of high-performance electronic components. it can.
【０００６】また、本発明の導電ペーストとして好まし
いものの一つでは、上記有機バインダーを構成する樹脂
全体に対するメラミン樹脂の含有率及びアクリル系樹脂
の含有率がいずれも５wt％以上であることを特徴とす
る。かかる樹脂組成の有機バインダーを含む本発明の導
電ペーストによると、硬化収縮によって導電成形体中に
含まれる粉状導体相互の接触部分（面積）をさらに増大
させることができる。このため、より低抵抗性の導電成
形体を形成することができる。[0006] One of the preferable conductive pastes of the present invention is characterized in that the content of the melamine resin and the content of the acrylic resin are 5 wt% or more with respect to the whole resin constituting the organic binder. I do. According to the conductive paste of the present invention containing the organic binder having such a resin composition, the contact portion (area) between the powdery conductors contained in the conductive molded body can be further increased by curing shrinkage. Therefore, a conductive molded body having lower resistance can be formed.
【０００７】また、本発明の導電ペーストとしてさらに
好ましいものの一つは、上記粉状導体の含有率がペース
ト全体の７０〜９０wt％であり、上記有機バインダーの
含有率がペースト全体の１０〜３０wt％であることを特
徴とする。かかる構成の本発明の導電ペーストでは、上
記含有率となる配合比で、粉状導体と有機バインダーと
を配合する。このため、本構成の導電ペーストによる
と、硬化収縮後において、より緻密な構造の導電成形体
を得ることができ、延いては高性能電子部品の製造に好
ましい低抵抗性の導電成形体を容易に形成することがで
きる。Further, one of the more preferable conductive pastes of the present invention is such that the content of the powdery conductor is 70 to 90% by weight of the whole paste, and the content of the organic binder is 10 to 30% by weight of the whole paste. It is characterized by being. In the conductive paste of the present invention having such a configuration, the powdery conductor and the organic binder are blended at a blending ratio that results in the above-mentioned content. For this reason, according to the conductive paste of this configuration, a conductive molded body having a more dense structure can be obtained after curing and shrinking, and thus a low-resistance conductive molded body that is preferable for manufacturing high-performance electronic components can be easily obtained. Can be formed.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】 以下、本発明の導電ペーストに
関する好適な実施形態について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the conductive paste of the present invention will be described.
【０００９】先ず、本発明の導電ペーストの構成要素に
関して説明する。本発明の導電ペーストは、粉状導体と
有機バインダーとを主成分（必須構成要素）とする熱硬
化性導電ペーストであるが、上記本発明の目的の達成を
阻害しない限りにおいて、種々の副成分（例えばビヒク
ルとして機能する各種溶剤や硬化促進剤）を含ませるこ
とができる。First, the components of the conductive paste of the present invention will be described. The conductive paste of the present invention is a thermosetting conductive paste containing a powdery conductor and an organic binder as main components (essential constituent elements). (For example, various solvents and curing accelerators functioning as vehicles).
【００１０】先ず、粉状導体について説明する。本発明
に係る粉状導体は、導電成形体の形成後に当該成形体中
で通電経路を構成する物質であり、従来から電極その他
の導電体を形成する用途の導電ペーストに加えられてい
たものなら特に制限なく使用することができる。例え
ば、銀、銅、金、ニッケル等の導電金属粉末やそれらの
合金粉末が適当である。或いは、アルミナ等の粉状無機
絶縁体やポリエチレン等の有機物の表面を導電性物質で
コーティングしたもの、或いは、カーボンブラックやグ
ラファイト等の炭素質導電体の粉状物も用いることがで
きる。而して、これら粉状導体の１種又は２種以上を混
合して用いるとよい。導電性の観点からみて、特に銀粉
末が好適である。また、使用する粉状導体の外形として
は特に制限はないが、球状若しくは鱗片状のものが好ま
しい。球状の場合には、その平均粒径が０．５〜５０μ
ｍ程度のもの（特に好ましくは１．０〜１０μｍ）が好
適である。このような形状の導体であると、上記有機バ
インダーとの組み合わせにより、熱硬化時の収縮によっ
て緻密構造の導電成形体を容易に得ることができる。上
述のとおり、緻密構造の形成は、硬化収縮後の導電成形
体中の粉状導体の相互接触面積を増大させるのに好まし
い。First, the powdery conductor will be described. The powdery conductor according to the present invention is a substance that forms a current-carrying path in the conductive molded body after the formation of the conductive molded body, and has been conventionally added to a conductive paste for forming an electrode or other conductive body. It can be used without particular limitation. For example, conductive metal powders such as silver, copper, gold, and nickel, and alloy powders thereof are suitable. Alternatively, a powdery inorganic insulator such as alumina, an organic material such as polyethylene coated on the surface with a conductive material, or a carbonaceous conductive powder such as carbon black or graphite can be used. Thus, one or more of these powdery conductors may be used in combination. From the viewpoint of conductivity, silver powder is particularly preferable. The outer shape of the powdery conductor used is not particularly limited, but is preferably spherical or scale-like. In the case of a sphere, the average particle size is 0.5 to 50 μm.
m (especially preferably 1.0 to 10 μm) is suitable. With a conductor having such a shape, a conductive molded body having a dense structure can be easily obtained by shrinkage during thermosetting by a combination with the organic binder. As described above, the formation of the dense structure is preferable for increasing the mutual contact area of the powdery conductors in the conductive compact after curing and shrinking.
【００１１】次に、本発明を特徴付ける有機バインダー
を構成する樹脂について説明する。本発明の有機バイン
ダーは、エポキシ樹脂をベースとするとともに、アクリ
ル系樹脂とメラミン樹脂を主要構成要素として所定の重
量比で添加すればよく、その他の微量樹脂成分を含むこ
とを制限するものではない。本発明に係る有機バインダ
ー（結合材）の主体を成すエポキシ樹脂としては、鎖状
又は環状の脂肪族エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹
脂、芳香族グリシジルエーテル樹脂等が使用し得る。特
にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ
型エポキシ樹脂、（クレゾール）ノボラック型エポキシ
樹脂に属する典型的な各種エポキシ樹脂を好適に使用す
ることができる。粘性や硬化反応性等の観点からビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂が特に好適である。本発明の
導電ペーストの調製にあたっては、かかるエポキシ樹脂
として常温で固体状態のもの若しくは液体状態のものの
いずれも使用することができる。重量平均分子量が比較
的低い（例えば１０００〜３０００）液体状態のエポキ
シ樹脂を使用することが、当該樹脂がビヒクル（即ち上
述の粉状導体を分散させるための媒体）としても機能し
得るため、特に好ましい。後述するような溶剤（ビヒク
ル用）を使用しないでよいか若しくはその使用量を低減
することができるからである。Next, the resin constituting the organic binder which characterizes the present invention will be described. The organic binder of the present invention is based on an epoxy resin, and may be an acrylic resin and a melamine resin as main components and may be added at a predetermined weight ratio, and does not limit inclusion of other trace resin components. . As the epoxy resin that forms the main component of the organic binder (binder) according to the present invention, a chain or cyclic aliphatic epoxy resin, a heterocyclic epoxy resin, an aromatic glycidyl ether resin, or the like can be used. In particular, bisphenol A epoxy resin, bisphenol F
Various epoxy resins belonging to the type epoxy resin and the (cresol) novolak type epoxy resin can be suitably used. A bisphenol A type epoxy resin is particularly preferred from the viewpoints of viscosity and curing reactivity. In preparing the conductive paste of the present invention, any one of a solid state and a liquid state at room temperature can be used as the epoxy resin. Use of an epoxy resin in a liquid state having a relatively low weight average molecular weight (for example, 1000 to 3000) is particularly preferable because the resin can also function as a vehicle (that is, a medium for dispersing the above-described powdery conductor). preferable. This is because a solvent (for a vehicle) as described later may not be used, or the amount of the solvent may be reduced.
【００１２】一方、本発明の有機バインダーに含めるア
クリル系樹脂は、本発明のペーストの塗布物即ち導電成
形体の硬化収縮を促進して緻密な形状の硬化物を形成す
るのに寄与し得るものである限り、特に制限なく用いる
ことができる。かかるアクリル系樹脂としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸およびこれらの誘導体を重合・共重
合させたものであればよいが、特にメチルアクリレー
ト、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチ
ルメタクリレート等の重合体や共重合体が好適である。
ペーストとしての良好な粘性を維持する等の観点から重
量平均分子量が１０００〜１０万程度のアクリル系樹脂
が好適である。また、本発明の導電ペーストから成る塗
布物（導電成形体）を１００〜１５０℃で熱硬化処理を
する場合には、かかるアクリル系樹脂としては、軟化点
がそれよりも低い温度（好適には５０〜１００℃）とな
る樹脂が好ましい。そのような軟化点を有するアクリル
系樹脂を採用すると、上記温度条件下で硬化反応中の導
電成形体の流動性を向上させることができる。かかる流
動性を向上させると、硬化収縮時における導電成形体か
らの脱泡能に優れ、結果、導電性に悪影響を与える虞の
ある気泡が当該成形体中に多数発生するのを効果的に防
止することができる。On the other hand, the acrylic resin contained in the organic binder of the present invention can contribute to the formation of a dense cured product by accelerating the curing shrinkage of the applied product of the paste of the present invention, that is, the conductive molded product. Can be used without particular limitation. As such an acrylic resin, acrylic acid, methacrylic acid and derivatives thereof may be polymerized and copolymerized, and in particular, polymers and copolymers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate and ethyl methacrylate Is preferred.
An acrylic resin having a weight average molecular weight of about 1,000 to 100,000 is preferable from the viewpoint of maintaining good viscosity as a paste. In the case where the coating material (conductive molded body) made of the conductive paste of the present invention is subjected to a thermosetting treatment at 100 to 150 ° C., the acrylic resin may have a softening point lower than that (preferably). (50 to 100 ° C.). When an acrylic resin having such a softening point is employed, the fluidity of the conductive molded body during the curing reaction under the above temperature conditions can be improved. By improving such fluidity, it is excellent in defoaming ability from the conductive molded body during curing shrinkage, and as a result, it is possible to effectively prevent generation of a large number of bubbles in the molded body that may adversely affect the conductivity. can do.
【００１３】また、本発明の有機バインダーに含めるメ
ラミン樹脂は、上記熱可塑性アクリル系樹脂と同様、本
発明のペーストの塗布物（導電成形体）の硬化収縮を促
進して緻密な形状の硬化物（導電成形体）を形成するの
に寄与し得るものである限り、特に制限なく用いること
ができる。かかるメラミン樹脂としては、メラミン−ホ
ルムアルデヒド樹脂、メラミン−ウレア樹脂、メラミン
−チオウレア樹脂等に属する典型的な各種メラミン樹脂
を好適に使用することができる。例えば、エポキシ変性
メラミン樹脂、アクリル変性メラミン樹脂等が好まし
く、あるいはフェノール変性メラミン樹脂、ブチル化尿
素メラミン共縮合樹脂、アルキルエーテル化メラミン樹
脂（例えばメチルエーテル化メラミン樹脂やｎ−ブチル
エーテル化メラミン樹脂）等も好適に使用することがで
きる。良好な導電性を確保する等の観点から重量平均分
子量が１０００〜５００００程度のメラミン樹脂が好適
である。なお、上述したようなメラミン樹脂が最も効果
的ではあるが、他のアミノ樹脂（尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂等）も上述のメラミン樹脂の代替として使用する
ことが可能である。The melamine resin contained in the organic binder of the present invention, like the above-mentioned thermoplastic acrylic resin, promotes the curing shrinkage of the coated product (conductive molded product) of the paste of the present invention and is a cured product having a dense shape. It can be used without any particular limitation as long as it can contribute to the formation of the (conductive molded body). As such a melamine resin, various typical melamine resins belonging to melamine-formaldehyde resin, melamine-urea resin, melamine-thiourea resin and the like can be suitably used. For example, an epoxy-modified melamine resin, an acrylic-modified melamine resin and the like are preferable, or a phenol-modified melamine resin, a butylated urea melamine co-condensation resin, an alkyl etherified melamine resin (for example, a methyl etherified melamine resin and an n-butyl etherified melamine resin) and the like. Can also be suitably used. A melamine resin having a weight-average molecular weight of about 1,000 to 50,000 is preferable from the viewpoint of securing good conductivity. Although the melamine resin as described above is the most effective, other amino resins (urea-formaldehyde resin and the like) can be used as a substitute for the melamine resin.
【００１４】なお、本発明の導電ペーストには、上述し
たような粉状導体、有機バインダーの他に、従来から公
知のビヒクルとして機能し得る溶剤や各種の添加剤、典
型的にはエポキシ硬化剤、硬化促進剤、難燃剤、レベリ
ング剤、沈降防止剤、カップリング剤、顔料、消泡剤、
腐食防止剤等を添加することができる。例えば、好まし
く使用し得る硬化剤としては、従来から一般的に使用さ
れている脂肪族ポリアミン系硬化剤（例えばトリエチレ
ンテトラミン、ｍ−キシレンジアミン）、芳香族アミン
系硬化剤（例えばｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジ
フェニルスルフォン）、第三級アミン系硬化剤（例えば
ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルフェノ
ール、ジシアンジアミド）、酸無水物系硬化剤（例えば
無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸）および各種
イミダゾール系硬化剤（例えば２−エチル−４−メチル
イミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾー
ル）が挙げられる。The conductive paste of the present invention contains, in addition to the powdery conductor and the organic binder described above, a solvent and various additives which can function as a conventionally known vehicle, typically an epoxy curing agent. , Curing accelerators, flame retardants, leveling agents, anti-settling agents, coupling agents, pigments, defoamers,
Corrosion inhibitors and the like can be added. For example, as a curing agent that can be preferably used, an aliphatic polyamine-based curing agent (for example, triethylenetetramine, m-xylenediamine) and an aromatic amine-based curing agent (for example, m-phenylenediamine) which have been generally used conventionally , Diaminodiphenylsulfone), tertiary amine-based curing agents (eg, benzyldimethylamine, dimethylaminomethylphenol, dicyandiamide), acid anhydride-based curing agents (eg, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride), and various imidazole-based curing agents (For example, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole).
【００１５】また、本発明の導電ペーストにおけるビヒ
クルとして機能し得る溶剤としては、上記各樹脂から成
る有機バインダーの好適な溶媒となり得るものであっ
て、さらに沸点が比較的高いものが好ましい。かかる好
ましい溶剤としては、各種エチレングリコール及びジエ
チレングリコール誘導体（例えばエチレングリコールモ
ノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエー
テル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレン
グリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテート）、ケトン類（例えばシクロヘキサノン、
メチルシクロヘキサノン、ジイソブチルケトン）、高沸
点パラフィン系溶剤（例えばミネラルスピリット、トリ
デカン）、ターピネオールを含む誘導体等に可塑剤（好
ましくはＤＢＰ、ＤＭＰ等のフタル酸エステル系可塑
剤）を加えたものが挙げられる。The solvent that can function as a vehicle in the conductive paste of the present invention can be a suitable solvent for the organic binder composed of each of the above resins, and preferably has a relatively high boiling point. Such preferred solvents include various ethylene glycol and diethylene glycol derivatives (eg, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate), ketones (eg, Cyclohexanone,
Methyl cyclohexanone, diisobutyl ketone), high-boiling paraffin solvents (for example, mineral spirits, tridecane), derivatives containing terpineol, and the like, to which a plasticizer (preferably a phthalate plasticizer such as DBP or DMP) is added. .
【００１６】次に、本発明の導電ペーストの調製方法に
ついて説明する。本発明の導電ペーストは従来のエポキ
シ樹脂ベースの導電ペーストと同様の手法を用いて調製
し得るものであり、特別な処理操作を必要とするもので
はない。上述した粉状導体、予め数種の樹脂を調合して
おいた有機バインダー、及び必要に応じて溶剤（ビヒク
ル成分）や種々の添加剤（硬化剤等）を混合し、典型的
には３本ロールミルやプラネタリーミキサー等の各種攪
拌・混練機を用いて混和することによって調製すること
ができる。このようにして調製した導電ペーストを真空
下で脱泡処理するのが特に好ましい。なお、銀粉末その
他の粉状導体の含有率はペースト全体の５０〜９５wt％
となり、有機バインダーの含有率がペースト全体の５〜
３０wt％となるようにこれら必須構成要素及びその他の
構成要素（溶剤等）を配合するとよい。粉状導体がペー
スト全体の５０wt％よりも少なすぎると充分な導電性が
得られなくなる虞があり、この含有率が９５wt％よりも
多すぎると有機バインダーとの配合バランスが悪くなり
好ましくない。好ましくは、粉状導体の含有率がペース
ト全体の７０〜９０wt％となり、且つ、有機バインダー
の含有率がペースト全体の１０〜３０wt％となるように
配合する。この配合バランスによると、特に良好な低抵
抗性の導電成形体を形成することができる。Next, a method for preparing the conductive paste of the present invention will be described. The conductive paste of the present invention can be prepared using the same method as the conventional epoxy resin-based conductive paste, and does not require any special processing operation. The above-mentioned powdery conductor, an organic binder prepared by preparing several kinds of resins in advance, and, if necessary, a solvent (vehicle component) and various additives (a curing agent, etc.) are mixed. It can be prepared by mixing with various stirring / kneading machines such as a roll mill and a planetary mixer. It is particularly preferred that the conductive paste thus prepared is subjected to a defoaming treatment under vacuum. The content of silver powder and other powdery conductors is 50 to 95 wt% of the whole paste.
And the content of the organic binder is 5 to 5% of the entire paste.
It is advisable to mix these essential constituents and other constituents (solvents, etc.) so as to be 30% by weight. If the amount of the powdery conductor is less than 50% by weight of the entire paste, sufficient conductivity may not be obtained. If the content is more than 95% by weight, the balance with the organic binder is unfavorably deteriorated. Preferably, the powdery conductor is blended so as to have a content of 70 to 90% by weight of the whole paste and the organic binder has a content of 10 to 30% by weight of the whole paste. According to this composition balance, a particularly good low-resistance conductive molded article can be formed.
【００１７】また、上記有機バインダーは、上記３種の
必須樹脂及び必要に応じて他種類の樹脂（微量成分）を
適宜調合して調製する。なお、使用する樹脂の粘性が高
くて十分に混和し得ない場合には、ミネラルスピリット
や上記００１５項に例示したような溶剤を適宜加えると
よい。而して、有機バインダーを構成する樹脂全体に対
するエポキシ樹脂の含有率は４０〜８０wt％が適当であ
り、メラミン樹脂とアクリル系樹脂を合わせた含有率は
２０〜６０wt％が適当である。特にエポキシ樹脂の含有
率が５０〜６０wt％であり、メラミン樹脂とアクリル系
樹脂を合わせた含有率が４０〜５０wt％であるものが好
ましい。このような配合比の有機バインダーをペースト
に添加することによって、当該ペーストから成る導電成
形体の硬化収縮率を増大させることができる。なお、エ
ポキシ樹脂の含有率が４０wt％を下回ると、導電成形体
の硬度不足が生じ得るため好ましくない。逆に、エポキ
シ樹脂の含有率が８０wt％を上回ると、メラミン樹脂及
びアクリル系樹脂の添加量が不足となり、導電成形体の
硬化収縮の度合が低減する虞がある。また、メラミン樹
脂の含有率及びアクリル系樹脂の含有率がいずれも５wt
％以上であるものが、これら樹脂の硬化収縮に及ぼす効
果を高める観点から好ましい。エポキシ樹脂の含有率が
５０〜６０wt％であり、メラミン樹脂の含有率が５〜４
５ｗｔ％であり、アクリル系樹脂の含有率が５〜４５ｗ
ｔ％であることを特徴とする有機バインダーが特に好ま
しい。The organic binder is prepared by appropriately mixing the above three kinds of essential resins and, if necessary, other kinds of resins (trace components). If the resin used has a high viscosity and cannot be sufficiently mixed, mineral spirit or a solvent exemplified in the above item 0015 may be appropriately added. Thus, the content of the epoxy resin with respect to the whole resin constituting the organic binder is suitably from 40 to 80% by weight, and the content of the melamine resin and the acrylic resin is preferably from 20 to 60% by weight. In particular, it is preferable that the content of the epoxy resin is 50 to 60 wt%, and the total content of the melamine resin and the acrylic resin is 40 to 50 wt%. By adding an organic binder having such a mixing ratio to the paste, the curing shrinkage of the conductive molded body made of the paste can be increased. If the content of the epoxy resin is less than 40% by weight, the conductive molded body may be insufficient in hardness, which is not preferable. Conversely, if the content of the epoxy resin exceeds 80 wt%, the amounts of the melamine resin and the acrylic resin become insufficient, and the degree of cure shrinkage of the conductive molded article may be reduced. The content of melamine resin and the content of acrylic resin were both 5 wt.
% Is preferable from the viewpoint of enhancing the effect on curing shrinkage of these resins. The content of the epoxy resin is 50 to 60% by weight, and the content of the melamine resin is 5 to 4%.
5 wt%, and the content of the acrylic resin is 5 to 45 w
Organic binders characterized by t% are particularly preferred.
【００１８】次に、本発明の導電ペーストを用いた導電
成形体形成に係る好適例について説明する。本発明の導
電ペーストは、従来のエポキシ樹脂ベースの導電ペース
トと同様に取り扱うことができる。従って、セラミック
基板上に配線（導電層）を形成したり各種電子部品に電
極を形成したりする場合には、従来公知の方法を特に制
限なく採用することができる。例えば、本発明の導電ペ
ーストを、一般的なスクリーン印刷法やディスペンサー
塗布法等によって、所望する形状となるように基板その
他の電子部品に塗布する。次いで、加熱炉中で所定時間
加熱することによって当該塗布物を硬化させ、目的の導
電成形体（硬化物）を得ることができる。本発明の導電
ペーストの加熱硬化方法は、従来の導電成形体を形成す
るのと同様の方法が用いられる。かかる加熱硬化条件
は、ペースト中に含まれる有機バインダー（樹脂成分）
が充分硬化するとともに高熱による劣化が問題にならな
い温度範囲であれば特に制限はない。典型的には、その
加熱温度は８０〜２２０℃（好適には１２０〜２００
℃）に設定される。Next, a description will be given of a preferred example of forming a conductive molded body using the conductive paste of the present invention. The conductive paste of the present invention can be handled in the same manner as a conventional epoxy resin-based conductive paste. Therefore, when wiring (conductive layer) is formed on a ceramic substrate or electrodes are formed on various electronic components, a conventionally known method can be employed without any particular limitation. For example, the conductive paste of the present invention is applied to a substrate or other electronic components in a desired shape by a general screen printing method, a dispenser application method, or the like. Next, the coating material is cured by heating in a heating furnace for a predetermined time to obtain a desired conductive molded product (cured product). As the method for heat-curing the conductive paste of the present invention, the same method as that for forming a conventional conductive molded body is used. Such heat curing conditions are determined by the organic binder (resin component) contained in the paste.
There is no particular limitation as long as the temperature is within a temperature range in which the resin is sufficiently cured and deterioration due to high heat does not pose a problem. Typically, the heating temperature is 80-220 ° C (preferably 120-200 ° C).
° C).
【００１９】[0019]
【実施例】 本発明を以下の実施例によりさらに詳細に
説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. The present invention is not limited to these examples.
【００２０】＜実施例１＞市販のエポキシ樹脂（商品名
「エポトートＹＤ−１２８」：東都化成社製品）、アク
リル樹脂（商品名「ダイヤナールＢＲ−１０１」：三菱
レーヨン社製品）およびメラミン樹脂（商品名「ニカレ
ジンＳ１６６」：日本カーバイド工業社製品）を使用し
て、本実施例に係る導電ペーストを調製した。すなわ
ち、有機バインダーを構成する樹脂全体に対する含有率
が、エポキシ樹脂：５０wt％、アクリル系樹脂：５wt％
およびメラミン樹脂：４５wt％となるようにしてこれら
樹脂を混合した。次いで、かかる樹脂混合物７重量部に
対して溶剤（ミネラルスピリット）３重量部を加え、十
分に攪拌することによってビヒクルを得た。次に、この
ビヒクル１５重量部と、銀フレーク粉末（平均粒径５〜
２０μｍ）８５重量部と、溶剤（ターピネオール）８重
量部と、適量の硬化剤（ジシアンジアミド（日本カーバ
イド工業社製品）及びイミダゾール（四国化成社製
品））とを混合し、３本ロールミルで混練することによ
って、導電ペーストを得た。<Example 1> Commercially available epoxy resin (trade name "Epototo YD-128": product of Toto Kasei Co., Ltd.), acrylic resin (trade name "Dianal BR-101": product of Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) and melamine resin ( The conductive paste according to this example was prepared using “Nikaresin S166” (trade name, manufactured by Nippon Carbide Industrial Co., Ltd.). That is, the content of the resin constituting the organic binder with respect to the whole resin is 50 wt% for epoxy resin and 5 wt% for acrylic resin.
And melamine resin: These resins were mixed so as to be 45 wt%. Then, 3 parts by weight of a solvent (mineral spirit) was added to 7 parts by weight of the resin mixture, and the mixture was sufficiently stirred to obtain a vehicle. Next, 15 parts by weight of this vehicle and silver flake powder (average particle size 5 to 5)
20 μm), 85 parts by weight of a solvent (terpineol), 8 parts by weight of a solvent (dicyandiamide (product of Nippon Carbide Industrial Co., Ltd.) and imidazole (product of Shikoku Chemicals)) and kneading with a three-roll mill Thus, a conductive paste was obtained.
【００２１】＜実施例２＞有機バインダーを構成する樹
脂全体に対する含有率が、エポキシ樹脂：５０wt％、ア
クリル系樹脂：１０wt％およびメラミン樹脂：４０wt％
となるように上述の各樹脂を混合したこと以外は、上記
実施例１と同様の処理を行い、本実施例に係る導電ペー
ストを得た。<Example 2> The content of the resin constituting the organic binder was 50% by weight of epoxy resin, 10% by weight of acrylic resin, and 40% by weight of melamine resin.
The same processing as in Example 1 was performed except that the above-described resins were mixed so that the conductive paste according to this example was obtained.
【００２２】＜実施例３＞有機バインダーを構成する樹
脂全体に対する含有率が、エポキシ樹脂：５０wt％、ア
クリル系樹脂：４０wt％およびメラミン樹脂：１０wt％
となるように上述の各樹脂を混合したこと以外は、上記
実施例１と同様の処理を行い、本実施例に係る導電ペー
ストを得た。Example 3 The content of the organic binder in the resin was 50% by weight of epoxy resin, 40% by weight of acrylic resin and 10% by weight of melamine resin.
The same processing as in Example 1 was performed except that the above-described resins were mixed so that the conductive paste according to this example was obtained.
【００２３】＜実施例４＞有機バインダーを構成する樹
脂全体に対する含有率が、エポキシ樹脂：５０wt％、ア
クリル系樹脂：４５wt％およびメラミン樹脂：５wt％と
なるように上述の各樹脂を混合したこと以外は、上記実
施例１と同様の処理を行い、本実施例に係る導電ペース
トを得た。Example 4 The above-mentioned resins were mixed so that the content of the resin constituting the organic binder was 50 wt% for epoxy resin, 45 wt% for acrylic resin and 5 wt% for melamine resin. Except for the above, the same processing as in Example 1 was performed to obtain a conductive paste according to this example.
【００２４】＜比較例１＞有機バインダーを構成する樹
脂が、エポキシ樹脂１００wt％である以外は、上記実施
例１と同様の処理を行い、エポキシ樹脂のみから成る有
機バインダーを含む導電ペーストを得た。<Comparative Example 1> A conductive paste containing an organic binder consisting of only an epoxy resin was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that the resin constituting the organic binder was 100% by weight of epoxy resin. .
【００２５】＜比較例２＞有機バインダーを構成する樹
脂全体に対する含有率が、エポキシ樹脂：７０wt％およ
びアクリル系樹脂：３０wt％となるようにこれらの樹脂
を混合したこと以外は、上記実施例１と同様の処理を行
い、エポキシ樹脂とアクリル系樹脂のみから成りメラミ
ン樹脂を含まない有機バインダーを含む導電ペーストを
得た。<Comparative Example 2> The above Example 1 was used except that these resins were mixed so that the content of the resin constituting the organic binder was 70% by weight of epoxy resin and 30% by weight of acrylic resin. The conductive paste containing only an epoxy resin and an acrylic resin and containing no organic binder and containing an organic binder was obtained.
【００２６】＜比較例３＞有機バインダーを構成する樹
脂全体に対する含有率が、エポキシ樹脂：５０wt％およ
びアクリル系樹脂：５０wt％となるようにこれらの樹脂
を混合したこと以外は、上記実施例１と同様の処理を行
い、エポキシ樹脂とアクリル系樹脂のみから成りメラミ
ン樹脂を含まない有機バインダーを含む導電ペーストを
得た。<Comparative Example 3> Example 1 was repeated except that these resins were mixed so that the content of the resin constituting the organic binder was 50% by weight of epoxy resin and 50% by weight of acrylic resin. The conductive paste containing only an epoxy resin and an acrylic resin and containing no organic binder and containing an organic binder was obtained.
【００２７】＜比較例４＞有機バインダーを構成する樹
脂全体に対する含有率が、エポキシ樹脂：４０wt％およ
びアクリル系樹脂：６０wt％となるようにこれらの樹脂
を混合したこと以外は、上記実施例１と同様の処理を行
い、エポキシ樹脂とアクリル系樹脂のみから成りメラミ
ン樹脂を含まない有機バインダーを含む導電ペーストを
得た。Comparative Example 4 Example 1 was repeated except that these resins were mixed so that the content of the resin constituting the organic binder was 40% by weight of epoxy resin and 60% by weight of acrylic resin. The conductive paste containing only an epoxy resin and an acrylic resin and containing no organic binder and containing an organic binder was obtained.
【００２８】＜比較例５＞有機バインダーを構成する樹
脂全体に対する含有率が、エポキシ樹脂：７０wt％およ
びメラミン樹脂：３０wt％となるようにこれらの樹脂を
混合したこと以外は、上記実施例１と同様の処理を行
い、エポキシ樹脂とメラミン樹脂のみから成りアクリル
系樹脂を含まない有機バインダーを含む導電ペーストを
得た。Comparative Example 5 The same procedure as in Example 1 was carried out except that these resins were mixed so that the content of the resin constituting the organic binder was 70% by weight of epoxy resin and 30% by weight of melamine resin. A similar process was performed to obtain a conductive paste containing only an epoxy resin and a melamine resin and containing an organic binder containing no acrylic resin.
【００２９】＜比較例６＞有機バインダーを構成する樹
脂全体に対する含有率が、エポキシ樹脂：５０wt％およ
びメラミン樹脂：５０wt％となるようにこれらの樹脂を
混合したこと以外は、上記実施例１と同様の処理を行
い、エポキシ樹脂とメラミン樹脂のみから成りアクリル
系樹脂を含まない有機バインダーを含む導電ペーストを
得た。Comparative Example 6 The same procedure as in Example 1 was carried out except that these resins were mixed so that the content of the resin constituting the organic binder was 50% by weight of epoxy resin and 50% by weight of melamine resin. A similar process was performed to obtain a conductive paste containing only an epoxy resin and a melamine resin and containing an organic binder containing no acrylic resin.
【００３０】＜比較例７＞有機バインダーを構成する樹
脂全体に対する含有率が、エポキシ樹脂：４０wt％およ
びメラミン樹脂：６０wt％となるようにこれらの樹脂を
混合したこと以外は、上記実施例１と同様の処理を行
い、エポキシ樹脂とメラミン樹脂のみから成りアクリル
系樹脂を含まない有機バインダーを含む導電ペーストを
得た。Comparative Example 7 The same procedure as in Example 1 was carried out except that these resins were mixed so that the content of the resin constituting the organic binder was 40 wt% of epoxy resin and 60 wt% of melamine resin. A similar process was performed to obtain a conductive paste containing only an epoxy resin and a melamine resin and containing an organic binder containing no acrylic resin.
【００３１】＜実施例５：導電成形体の形成及びそれら
の電気抵抗率の評価＞上記実施例１〜４及び比較例１〜
７の各導電ペーストを材料として、一般的なスクリーン
印刷法に基づいて所定形状の導電成形体を形成した。す
なわち、ステンレス製スクリーンメッシュ＃２５０の版
を使用して、シリカ製の基板上に幅５００μｍ×長さ１
０ｃｍのラインを印刷（塗布）した。その後、かかる基
板を加熱炉に入れ、１５０℃で３０分間加熱することに
より硬化処理を行った。次に、上記硬化した導電成形体
をピンセットで引っ掻くことによって、これら硬化物が
実用上必要な硬度を有するか否かを確認した。その結
果、いずれの導電成形体の表面にも引っ掻き傷が認めら
れず、これら成形体が実用上必要な硬度を有しているこ
とを確認した。<Example 5: Formation of conductive molded articles and evaluation of their electrical resistivity> Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 described above.
Using each of the conductive pastes of No. 7 as a material, a conductive molded body of a predetermined shape was formed based on a general screen printing method. That is, using a plate of stainless steel screen mesh # 250, a width of 500 μm × length 1 was applied on a silica substrate.
A 0 cm line was printed (coated). Thereafter, the substrate was placed in a heating furnace and cured at 150 ° C. for 30 minutes. Next, by scratching the cured conductive molded body with tweezers, it was confirmed whether or not these cured products had a hardness necessary for practical use. As a result, no scratch was observed on the surface of any of the conductive molded bodies, and it was confirmed that these molded bodies had the hardness required for practical use.
【００３２】次に、上記得られた導電成形体の抵抗値を
測定し、体積抵抗率を算出した。すなわち、市販の一般
的なデジタル式マルチメーターを用いて導電成形体の抵
抗値（Ｒ）を測定し、接触型厚み測定器（サーフコム社
製品）を用いて導電成形体の厚み（ｔ）を測定し、光学
顕微鏡を用いて反射光に基づく導電成形体の正確なライ
ン幅（ｗ）および長さ（ｌ）を測定した。而して、これ
ら測定値に基づいて、抵抗率を式「ρ＝Ｒ・ｗ・ｔ／
ｌ」から算出した。ここで、ρは抵抗率（Ω・ｍ）、Ｒ
は抵抗値（Ω）、ｗは幅（ｍ）、ｔは厚さ（ｍ）、ｌは
長さ（ｍ）を表している。このようにして求められた抵
抗率（Ω・ｍ）を使用ペースト別に表１に示す。Next, the resistance value of the obtained conductive molded body was measured, and the volume resistivity was calculated. That is, the resistance value (R) of the conductive molded body is measured using a commercially available general digital multimeter, and the thickness (t) of the conductive molded body is measured using a contact-type thickness measuring device (product of Surfcom). Then, the accurate line width (w) and length (l) of the conductive molded body based on the reflected light were measured using an optical microscope. Thus, based on these measured values, the resistivity is calculated by the equation “ρ = R · w · t /
1 ". Here, ρ is the resistivity (Ω · m), R
Represents a resistance value (Ω), w represents a width (m), t represents a thickness (m), and l represents a length (m). Table 1 shows the resistivity (Ω · m) thus determined for each paste used.
【００３３】[0033]
【表１】 [Table 1]
【００３４】表１から明らかなように、上述の実施例１
〜４に係る各導電ペーストから形成された導電成形体
（硬化物）は、比較例１〜７に係る各導電ペーストから
形成された導電成形体（硬化物）と比較して著しく低い
抵抗率（２．５×１０−７〜４．８×１０−７Ω・ｍ）
を示した。この結果から明らかなように、各実施例に係
る導電ペーストによると、従来のエポキシ樹脂ベースの
導電ペーストよりも顕著に低抵抗率の導電成形体を形成
することができる。As is clear from Table 1, the above-mentioned first embodiment is used.
The conductive molded articles (cured products) formed from the conductive pastes according to Comparative Examples 1 to 4 have significantly lower resistivity (cured products) than the conductive molded articles (cured products) formed from the conductive pastes according to Comparative Examples 1 to 7. 2.5 × 10 −7 to 4.8 × 10 −7 Ω · m)
showed that. As is clear from the results, according to the conductive paste according to each of the examples, it is possible to form a conductive molded body having significantly lower resistivity than the conventional epoxy resin-based conductive paste.
【００３５】[0035]
【発明の効果】 以上の実施例からも明らかなように、
本発明の導電ペーストによると、エポキシ樹脂を主体と
しつつも所定の比率でメラミン樹脂及びアクリル系樹脂
を含有することにより、硬化収縮率が低くその結果とし
て極めて低抵抗性を実現した導電成形体を形成すること
ができる。かかる導電成形体（配線や電極等）の電気抵
抗率が低いと、通電時における熱の発生も少ない。この
ため、本発明の導電ペーストから形成された導電成形体
を電極や配線として備えたプリント配線基板その他の電
子製品では、熱に因る電子回路全体での抵抗率の増大も
起こり難く、当該電子製品自体の信頼性も向上する。As is clear from the above embodiments,
According to the conductive paste of the present invention, by containing a melamine resin and an acrylic resin in a predetermined ratio while mainly containing an epoxy resin, a conductive molded body having a low curing shrinkage ratio and thereby achieving extremely low resistance as a result. Can be formed. When the electrical resistivity of such a conductive molded body (such as a wiring or an electrode) is low, the generation of heat during energization is small. For this reason, in a printed wiring board and other electronic products provided with a conductive molded body formed from the conductive paste of the present invention as electrodes and wiring, increase in the resistivity of the entire electronic circuit due to heat is unlikely to occur, and the electronic circuit is not affected by the heat. The reliability of the product itself is also improved.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 33:00） Ｃ０８Ｌ 33:00） (72)発明者 中山 和尊 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 Ｆターム(参考） 4J002 BB024 BG013 BG043 BG053 BG063 CC182 CC242 CC272 CD001 CD011 CD021 CD051 CD061 CD202 DA016 DA026 DA076 DA086 DC006 DE186 FB074 FB076 FD114 FD116 FD140 FD152 GH00 GQ02 HA00 5G301 DA03 DA42 DA57 DD01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) C08L 33:00) C08L 33:00) (72) Inventor Kazutaka Nakayama 3-chome Noritakeshinmachi, Nishi-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture No. 1-36 F-term in Noritake Co., Ltd. Limited (Reference) 4J002 BB024 BG013 BG043 BG053 BG063 CC182 CC242 CC272 CD001 CD011 CD021 CD051 CD061 CD202 DA016 DA026 DA076 DA086 DC006 DE186 FB074 FB076 DA FD114 FD116 FD116 FD116 FD116
Claims (3)
して含む熱硬化性導電ペーストであって、 その有機バインダーは主構成要素としてエポキシ樹脂、
メラミン樹脂及びアクリル系樹脂を含み、 ここで該有機バインダーを構成する樹脂全体に対するそ
れらの含有率は、エポキシ樹脂が４０〜８０wt％であ
り、メラミン樹脂とアクリル系樹脂の合計が２０〜６０
wt％である、熱硬化性導電ペースト。1. A thermosetting conductive paste containing a powdered conductor and an organic binder as main components, the organic binder being an epoxy resin as a main component,
It contains a melamine resin and an acrylic resin, wherein the content of the organic resin in the resin is 40 to 80% by weight, and the total of the melamine resin and the acrylic resin is 20 to 60% by weight.
Thermosetting conductive paste which is wt%.
に対するメラミン樹脂の含有率及びアクリル系樹脂の含
有率はいずれも５wt％以上である、請求項１に記載の導
電ペースト。2. The conductive paste according to claim 1, wherein the content of the melamine resin and the content of the acrylic resin with respect to the whole resin constituting the organic binder are both 5 wt% or more.
７０〜９０wt％であり、前記有機バインダーの含有率が
ペースト全体の１０〜３０wt％である、請求項１または
２に記載の導電ペースト。3. The conductive paste according to claim 1, wherein the content of the powdery conductor is 70 to 90% by weight of the whole paste, and the content of the organic binder is 10 to 30% by weight of the whole paste. .
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011522920A (en) * | 2008-06-07 | 2011-08-04 | ヘクセル コンポジット、リミテッド | Resin materials and composites with improved conductivity |
| CN103021512A (en) * | 2011-09-21 | 2013-04-03 | 三星电机株式会社 | Conductive paste composition for low temperature firing |
-
2000
- 2000-12-13 JP JP2000378537A patent/JP3547083B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2013069654A (en) * | 2011-09-21 | 2013-04-18 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Conductive paste composition for low temperature firing |
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