JP2014502285A - 一液型低温硬化性ポリマー組成物および関連方法 - Google Patents

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Abstract

250℃未満の温度で硬化可能な導電性のポリマー組成物が開示される。この組成物は、一部の太陽電池と合わせて使用される電極を形成するために、特によく適合している。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電性の、熱硬化性ポリマー組成物に関する。この組成物は、太陽電池、特に太陽電池において使用するための電気接点を形成することに関して幅広く使用される。
結晶性シリコンに基づく光電池を製造するために使用される銀ペーストは、高温プロセスを必要とする。700℃を超える焼成温度では、Ag電極は、低い接触抵抗を有して結晶性のSiウェーハ上に形成される。しかしながら、Si:H系太陽電池では、このような太陽電池における熱に敏感な材料の分解を回避するために、加工温度は250℃を超えることができない。従って、250℃未満の温度で銀電極を形成するための改良された組成物および方法についてのニーズがある。
焼成操作は比較的大量のエネルギーを消費する。そして多くの例では、焼成は、通常必要とされる長い時間のため、太陽電池を製造する上で主たる制約となっている。それゆえ、250℃未満の温度で比較的短時間で熱硬化可能である導電性組成物を提供することも有益であると思われる。
従来公知の組成物、その組成物から形成される電気接点、および関連方法に付随する困難および欠点が、本発明の組成物、接点および方法において対処される。
1つの態様では、本発明は、約5%〜約25%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、約0.05%〜約1%の一次触媒と、約0.5%〜約10%のブロック化イソシアネートと、約0%〜約0.5%の二次触媒と、約0%〜約4%の1以上の低粘度希釈剤と、約0%〜約15%の1以上の靭性付与剤と、約40%〜約90%の導電性充填剤とを含む、一液型低温硬化性ポリマー組成物を提供する。
別の態様では、本発明は、太陽電池用の電気接点の形成方法を提供する。この方法は、約5%〜約25%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、約0.05%〜約1%の一次触媒、約0.5%〜約10%のブロック化イソシアネートと、約0%〜約0.5%の二次触媒と、約0%〜約4%の1以上の低粘度希釈剤と、約0%〜約15%の1以上の靭性付与剤と、約40%〜約90%の導電性充填剤とを含む一液型低温硬化性ポリマー組成物を準備することを含む。この方法は、有効量のこの組成物を基板の上に堆積することも含む。また、この方法は、当該組成物を、約70℃〜約250℃の温度に約1分間〜約10分間加熱して、これにより当該電気接点を形成することをさらに含む。
なおさらなる態様では、本発明は、焼成前に約5%〜約25%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、約0.05%〜約1%の一次触媒と、約0.5%〜約10%のブロック化イソシアネートと、約0%〜約0.5%の二次触媒と、約0%〜約4%の少なくとも1つの低粘度希釈剤と、約0%〜約15%の少なくとも1つの靭性付与剤と、約40%〜約90%の導電性充填剤とを含む組成物から形成される導電性接点を提供する。
理解されるとおり、本発明は、他のおよび異なる実施形態で実施することができ、本発明のいくつかの細部は、すべて本発明から逸脱せずに、種々の点で改変することができる。従って、本記載は、説明のためのものであり限定するものではないと考えられるべきである。
本発明は、銀薄片などの導電性充填剤物質と、脂環式エポキシ樹脂と、カチオン性硬化剤と、短時間のうちにおよび低温で硬化することができるブロック化イソシアネートとを含み、これにより良好な電気伝導率を呈するポリマー組成物を提供する、一液型低温硬化性ペースト組成物を提供する。
本発明は、当該好ましい実施形態のペーストの使用によって250℃未満の温度で形成される導電性電極も提供する。この電極は、好ましくは、銀または銀ベースの電極である。このペーストは、70℃超250℃未満の温度で、10分間以下、例えば約2分間のうちに熱硬化可能である。
本発明は、上記の組成物を使用する種々の方法も提供する。特に、本発明は、上記の組成物を所定の焼成操作に供することによる、電気接点の形成方法を提供する。
好ましい実施形態のペーストは、広い範囲の応用例で使用することができ、そして主には、薄膜太陽電池を形成することにおいて使用するためのものである。このペーストは、Si:H系太陽電池を形成することにおいて使用するために特によく適合している。薄膜太陽電池に加えて、本発明は、他の熱に敏感な基板表面とも合わせて使用することができる。
この好ましい実施形態の組成物は、以下の特性のうちのすべてまたはほとんどを呈する:a)良好な分散性、b)良好な電気伝導率、c)250℃未満の温度で10分未満での高速硬化、d)長い室温ポットライフ、およびe)はんだリボンへの良好な接着。一部の競合する材料は、これらの望ましい特性のうちのいくつかは有しうるが、これらの望ましい特性のほとんどまたはすべてを有するものはない。
上記のように、電気接点、電極、または導体(本願明細書中では、一般に総称して「接点」と呼ばれる)は、良好な電気伝導率を呈する。言い換えると、本願明細書に記載される組成物から形成される電気接点は、比較的低い電気抵抗率値を呈する。好ましくは、本願明細書に記載されるようにして形成される電気接点は、0.01ohm・cm未満、より好ましくは0.001ohm・cm未満、最も好ましくは0.0008ohm・cm未満の電気抵抗率を呈する。
一般に、この好ましい実施形態の組成物は、約5%〜約25%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、約0.05%〜約1%の一次触媒と、約0.5%〜約10%のブロック化イソシアネートと、約0%〜約0.5%の二次触媒と、約0%〜約4%の少なくとも1つの低粘度希釈剤と、約0%〜約15%の少なくとも1つの靭性付与剤と、約40%〜約90%の導電性充填剤とを含む。この1以上の低粘度希釈剤は、例えば、グリシジルエーテル、グリコールエーテル、グリコールエーテルエステルおよびグリコールエーテルケトン、およびこれらの組み合わせであることができる。低粘度希釈剤の好ましい例は、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルである。低粘度希釈剤はこれらの薬剤のいずれかに限定されるわけではない。そうではなく、本発明は、当該組成物の粘度を低下させるいずれの薬剤または薬剤の組み合わせの使用を包含する。上記1以上の靭性付与剤は、特に硬化後の、当該組成物の靭性または耐久性を増大または向上するために使用される。靭性付与剤の限定しない例としては、脂肪族ポリエステルジオール、変性ブタジエンポリマー、変性ブタジエン−アクリロニトリルポリマー、変性カルボキシ末端化ブタジエンアクリロニトリルコポリマー、エポキシ樹脂およびダイマー酸の付加体、ならびにこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
焼成前のこの好ましい実施形態の組成物は、一般に、(i)脂環式エポキシ樹脂と、(ii)一次触媒と、(iii)1以上のブロック化イソシアネートと、(iv)任意の二次触媒と、(v)1以上の任意のグリシジルエーテルと、(vi)任意のネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルまたは類似の薬剤と、(vii)1以上の任意の脂肪族ポリエステルジオールと、(viii)金属薄片(好ましくは銀薄片である)を含む。
本発明に係る種々の好ましい実施形態の組成物についての代表的かつ好ましい濃度が下記の表1に示される。すべての百分率は重量%であり、焼成前の組成物の総重量に基づく。
Figure 2014502285
当該脂環式エポキシ樹脂は、約100〜約150、好ましくは約130〜約145のエポキシ当量重量を有する液体の、低粘度の脂環式エポキシ樹脂であることが好ましい。好ましい脂環式エポキシ樹脂の例は、テキサス州、ウッドランズ(Woodlands)のHuntsman Advanced Materialsから入手できるARALDITE CY179である。この脂環式エポキシ樹脂は、一般的には、約5%〜約25%、好ましくは約12%〜約18%の濃度で使用される。
当該一次触媒は、好ましくは、六フッ化アンチモンベースの触媒である。このような触媒は、コネティカット州、ノーウォーク(Norwalk)のKing IndustriesからCXC1612の商品名で市販されている。この一次触媒は、一般的には、約0.05%〜約1.0%、好ましくは約0.1%〜約0.4%の濃度で使用される。
好ましい実施形態の組成物は、ブロック化イソシアネートをも含む。好ましくは、このブロック化イソシアネートは、約450〜約500のイソシアネート当量重量を有し、約475が好ましい。好ましいブロック化イソシアネートの例は、英国、ランカシャーのBaxenden Chemicals,Ltd.から入手できるBI7963である。BI7963は、約477のイソシアネート当量重量を持つブロック化イソシアネートである。250℃未満の脱ブロック温度を持つブロック化イソシアネートが好適である。このブロック化イソシアネートは、一般的には、約0.5%〜約10%、好ましくは約1%〜約3%の濃度で使用される。
好ましい組成物は、1以上の任意の二次触媒をも含んでもよい。好ましい二次触媒はジブチルスズジラウレートである。この化合物は、いくつかの供給業者、例えばオハイオ州、チャードン(Chardon)のRhein Chemie Rheinau GmbHからADDOCAT 201の商品名で市販されている。この二次触媒は任意であり、約0〜約0.5%、好ましくは約0〜約0.2%の濃度で使用されてもよい。
好ましい組成物は、任意に、グリシジルエーテルをも含んでよい。この成分は低粘度希釈剤として働く。好ましいグリシジルエーテルは、ニュージャージー州、モリスタウン(Morristown)のCVC Specialty Chemicals,Inc.からERYSIS GE8の商品名で入手できる。好ましいグリシジルエーテルは、約250〜約325、好ましくは約275〜300のエポキシ当量重量を有するC12〜C14グリシジルエーテルである。一般的には、このグリシジルエーテル成分の濃度は0〜約2%であり、好ましい濃度範囲は0〜約1%である。
好ましい実施形態の組成物は、任意に、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルをも含んでいてよい。この成分は、低粘度希釈剤として働く。好ましい成分は、CVC Specialty ChemicalsからERYSIS GE−20の商品名で入手できる。このネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルは、約100〜約150、好ましくは約120〜約140のエポキシ当量重量を有する。このネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルの濃度は、一般的には0〜約1%、好ましくは0〜約0.5%である。
好ましい組成物は、任意に、King IndustriesからCDR−3315の商品名で入手できる脂肪族ポリエステルジオールをも含んでよい。この成分が靭性付与剤として働くということは分かるであろう。このジオール成分は、一般的には、0〜約15%、好ましくは0〜約6%の濃度で当該組成物の中で使用される。
好ましい組成物は、1以上の導電性充填剤物質(または、本願明細書中で「導電性充填剤」と呼ばれることがある)をさらに含む。この充填剤物質は、好ましくは、粒子形態にある。好ましくは、この導電性物質は、元素の形態にある金属、最も好ましくは銀などの金属である。この導電性物質の濃度は、一般的には、約40%〜約90%、好ましくは約50%〜約80%である。市販の銀薄片の例は、ニュージャージー州、サウス・プレインフィールド(South Plainfield)のFerro Corporation製造のSilver Flake 80である。この導電性粒子は、広い範囲の形状およびサイズで存在してもよい。しかしながら、一般には、薄片形態が好ましい。さらには、この導電性粒子は、複数のクラスのサイズまたは種類の物質の形態で与えられてもよい。例えば、好ましい態様では、2つの異なる等級の銀薄片、例えばFerro Silver Flake 80およびFerro Silver Flake 9AI、の組み合わせが使用されてもよい。
特定の応用例では、銀コーティングされた銅粒子などのコーティングされた粒子を使用することが好ましい。当該導電性充填剤物質は、複合粒子に基づく場合、広い範囲の物質の組み合わせを含むことができる。例えば、導電性複合粒子は、銀コーティングされたガラス粒子、銀コーティングされた銅粒子、銀コーティングされたニッケル粒子、銀コーティングされたグラファイト粒子、ニッケルコーティングされたグラファイト粒子、金コーティングされたガラス粒子、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。複合粒子を使用する場合、外層としての銀および粒子の内部にある1以上の他の物質を含む複合粒子を利用することが好ましい。この内部についてのこのような物質の例としては、ガラス、グラファイト、銅、ニッケル、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。銀に加えてのまたは銀の代わりの物質が、外層に使用されてもよく、そのような物質としては、ニッケル、金、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。この複合粒子は2以上の物質を含み、その粒子の外部に堆積されて、従って外側物質を構成する物質だけは導電性である必要があるということは分かるであろう。従って、粒子の内部に存在するこのような複合粒子の1以上の物質は、ガラスなどの一般に電気的に非伝導性の物質であってもよい。複合粒子については、本発明は、決して上記の組み合わせの物質のいずれかに限定されるわけではないということは理解されよう。そうではなく、本発明は、導電性充填剤物質について、ほぼあらゆる物質の組み合わせを包含する。
脂環式エポキシ樹脂の使用に加えて、カチオン性機構によって重合することができるエポキシ樹脂も好適である可能性がある。従って、エポキシのカチオン重合のための広い範囲の触媒も使用される。イソシアネートのための触媒は任意であるが、イソシアネートのためのほぼあらゆる触媒を使用することができる。
靭性付与剤、レオロジー調整剤、接着促進剤、界面活性剤などは任意であるが、この系で使用することができる。
本発明は電気接点の形成方法も提供する。この電気接点は、太陽電池において使用するために特によく適合している。この方法は、一般に、本願明細書に記載される一液型低温硬化性ポリマー組成物を準備することを含む。この方法は、有効量の当該組成物を基板の上に堆積することも含む。また、この方法は、そのあと、この組成物を約70℃〜約250℃の範囲の温度に約1分間〜約10分間加熱して、これにより1以上の電気接点を形成することを含む。特定の組成物については、加熱は、約4分間〜約6分間実施される。
本発明は、本願明細書に記載される好ましい実施形態の組成物から形成される電気接点も提供する。上記のように、この組成物は、本願明細書に記載されるようにして焼成される。
種々の好ましい実施形態のペーストを調製し、その後硬化させて、電気抵抗率の測定および接着強度試験に供した。
下記の表2は、本発明に係るいくつかの好ましい実施形態の組成物を示す。
Figure 2014502285
ARALDITE CY179は、ユタ州、ソルトレイクシティのHuntsman Advanced Materials製であり、約131〜約143のエポキシ当量重量を持つ脂環式低粘度液体エポキシ樹脂である。
CXC1612は、コネティカット州、ノーウォークのKing Industries製であり、これは六フッ化アンチモンベースの触媒である。
BI7963は、英国、ランカシャーのBaxenden Chemicals Ltd.製であり、477のイソシアネート当量重量を持つブロック化イソシアネートである。
ADDOCAT 201はオハイオ州、チャードンのRhein Chemie Rheinau GmbH製であり、これはジブチルスズジラウレートである。
ERYSIS GE8は、ニュージャージー州、ムアズタウン(Moorestown)のCVC Specialty Chemicals Inc.製である。この成分は、約275〜約300のエポキシ当量重量を持つC12−C14グリシジルエーテルである。
ERYSIS GE−20は、CVC Specialty Chemicals Inc.製である。この成分は、約125〜約137のエポキシ当量重量を持つネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルである。
CDR−3315はKing Industries製であり、これは脂肪族ポリエステルジオールである。
Silver Flake 80は、ニュージャージー州、サウス・プレインフィールドのFerro製である。
Silver Flake 9AIは、ニュージャージー州、サウス・プレインフィールドのFerro製である。
上記の種々の組成物を以下のとおりに調製した。最初にCXC1612をARALDITE CY179と、溶液が透明になるまで、混合した。非銀成分の残りを一つずつ加え、それぞれの添加の間に混合した。銀薄片を樹脂混合物に加え、そのあと混合し、任意にすり潰した。
体積抵抗率測定のための試料調製は、以下のとおりに実施した。体積抵抗率試験パターンをガラス基板上に印刷し、そのあと空気中で、180℃で5分間硬化した。表3は、実施例1〜4の試料から得た電気抵抗率値を掲げる。
Figure 2014502285
はんだリボンへの接着を試験するための試料調製は、以下のとおりに実施した。有効量のペースト組成物を、酸化インジウムスズ(ITO)コーティングした基板の上に堆積した。次に、はんだリボンをこのペーストに置いた。これらの検討では2つのリボン組成物を使用した。1つのリボンは、96.5% Snおよび3.5% Agから形成されており、他方のリボンは、62% Sn、36% Pb、および2% Agから形成されていた。次に、この組立品を180℃で5分間硬化した。硬化したペーストから45°でリボンを剥離させることにより接着を測定した。
接着試験の結果を下記の表4に示す。
Figure 2014502285
多くの他の利点は、この技術の将来の応用および発展から、確実に明らかになるであろう。
本願明細書中で記載したすべての特許、公開公報、および論文は、参照によりその全体を本願明細書に援用したものとする。
本願明細書に記載された1つの実施形態のいずれの1以上の特徴または成分も、別の実施形態の1以上の他の特徴または成分と組み合わせることができる、ということを理解されたい。従って、本発明は、本願明細書に記載された実施形態の成分または特徴のいずれかのおよびすべての組み合わせを包含する。
本願明細書で上述したように、本発明は、従来公知の組成物、方法、および関連デバイスに付随する多くの課題を解決する。しかしながら、本発明の趣旨を説明するために本願明細書に記載され説明された細部、物質、ならびに成分および操作の構成における種々の変更が、添付の特許請求の範囲で表される本発明の技術思想および範囲から逸脱せずに当業者によってなされてもよいということは分かるであろう。

Claims (27)

  1. 一液型低温硬化性ポリマー組成物であって、
    約5%〜約25%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、
    約0.05%〜約1%の一次触媒と、
    約0.5%〜約10%のブロック化イソシアネートと、
    約0%〜約0.5%の二次触媒と、
    約0%〜約4%の少なくとも1つの低粘度希釈剤と、
    約0%〜約15%の靭性付与剤と、
    約40%〜約90%の導電性充填剤と
    を含む、一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  2. 前記導電性充填剤は銀薄片である、請求項1に記載の一液型低温硬化性組成物。
  3. 前記低粘度希釈剤は、グリシジルエーテルおよびネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルを含み、前記靭性付与剤は脂肪族ポリエステルジオールを含み、前記組成物は、
    約12%〜約18%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、
    約0.01%〜約0.4%の一次触媒と、
    約1%〜約3%のブロック化イソシアネートと、
    約0%〜約0.2%の二次触媒と、
    約0%〜約1%のグリシジルエーテルと、
    約0%〜約0.5%のネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルと、
    約0%〜約6%の脂肪族ポリエステルジオールと、
    約50%〜約80%の銀薄片と
    を含む、請求項2に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  4. 約17.5%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、
    約0.25%の一次触媒と、
    約3%のブロック化イソシアネートと、
    約0.18%の二次触媒と、
    約79%の銀薄片と
    を含む、請求項3に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  5. 約16.5%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、
    約0.24%の一次触媒と、
    約3%のブロック化イソシアネートと、
    約0.18%の二次触媒と、
    約1%のグリシジルエーテルと、
    約79%の銀薄片と
    を含む、請求項3に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  6. 約14%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、
    約0.2%の一次触媒と、
    約1%のブロック化イソシアネートと、
    約1%のグリシジルエーテルと、
    約5%の脂肪族ポリエステルジオールと、
    約79%の銀薄片と
    を含む、請求項3に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  7. 約14%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、
    約0.2%の一次触媒と、
    約1%のブロック化イソシアネートと、
    約0.06%の二次触媒と、
    約0.5%のネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルと、
    約5.3%の脂肪族ポリエステルジオールと、
    約79%の銀薄片と
    を含む、請求項3に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  8. 前記脂環式エポキシ樹脂は、約100〜約150のエポキシ当量重量を有する脂環式エポキシ樹脂である、請求項2に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  9. 前記一次触媒は六フッ化アンチモンベースの触媒である、請求項2に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  10. 前記ブロック化イソシアネートは約450〜約500のイソシアネート当量重量を有する、請求項2に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  11. 前記二次触媒はジブチルスズジラウレートである、請求項2に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  12. 前記グリシジルエーテルは、約250〜約325のエポキシ当量重量を有するC12〜C14のグリシジルエーテルである、請求項3に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  13. 前記ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルは、約100〜約150のエポキシ当量重量を有する、請求項3に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  14. 前記少なくとも1つの低粘度希釈剤は、グリシジルエーテル、グリコールエーテル、グリコールエーテルエステル、グリコールエーテルケトン、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項2に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  15. 前記靭性付与剤は、脂肪族ポリエステルジオール、変性ブタジエンポリマー、変性ブタジエン−アクリロニトリルポリマー、変性カルボキシ末端化ブタジエンアクリロニトリルコポリマー、エポキシ樹脂およびダイマー酸の付加体、ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項2に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  16. 前記導電性充填剤は導電性複合粒子を含む、請求項1に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  17. 前記導電性複合粒子は銀の外層を含む、請求項16に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  18. 前記複合粒子は、銀コーティングされたガラス粒子、銀コーティングされた銅粒子、銀コーティングされたニッケル粒子、銀コーティングされたグラファイト粒子、ニッケルコーティングされたグラファイト粒子、金コーティングされたガラス粒子およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項16に記載の一液型低温硬化性ポリマー組成物。
  19. 太陽電池用の電気接点の形成方法であって、
    約5%〜約25%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂、約0,05%〜約1%の一次触媒、約0.5%〜約10%のブロック化イソシアネート、約0%〜約0.5%の二次触媒、約0%〜約4%の少なくとも1つの低粘度希釈剤、約0%〜約15%の靭性付与剤、および約40%〜約90%の導電性充填剤を含む一液型低温硬化性ポリマー組成物を準備することと、
    有効量の前記組成物を基板の上に堆積することと、
    前記組成物を、約70℃〜約250℃の温度に約1分間〜約10分間加熱して、これにより前記電気接点を形成することと
    を含む、形成方法。
  20. 前記導電性充填剤は銀薄片である、請求項19に記載の形成方法。
  21. 請求項19に記載の形成方法により得られる電気接点。
  22. 焼成前に、請求項1に記載の組成物を含む電気接点。
  23. 導電性接点であって、焼成前に、
    約5%〜約25%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、
    約0.05%〜約1%の一次触媒と、
    約0.5%〜約10%のブロック化イソシアネートと、
    約0%〜約0.5%の二次触媒と、
    約0%〜約4%の少なくとも1つの低粘度希釈剤と、
    約0%〜約15%の靭性付与剤と、
    約40%〜約90%の導電性充填剤と
    を含む組成物から形成される、導電性接点。
  24. 前記導電性充填剤は銀薄片である、請求項23に記載の電極。
  25. 前記低粘度希釈剤がグリシジルエーテルおよびネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルを含み、前記靭性付与剤が脂肪族ポリエステルジオールを含み、前記組成物が、焼成前に、
    約12%〜約18%の少なくとも1つの脂環式エポキシ樹脂と、
    約0.01%〜約0.4%の一次触媒と、
    約1%〜約3%のブロック化イソシアネートと、
    約0%〜約0.2%の二次触媒と、
    約0%〜約1%のグリシジルエーテルと、
    約0%〜約0.5%のネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルと、
    約0%〜約6%の脂肪族ポリエステルジオールと、
    約50%〜約80%の銀薄片と
    を含む組成物から、前記接点は形成される、請求項23に記載の電極。
  26. 0.01ohm・cm未満の電気抵抗率を呈する、請求項23に記載の接点。
  27. 0.001ohm・cm未満の電気抵抗率を呈する、請求項23に記載の接点。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101775864B1 (ko) 2015-02-27 2017-09-06 다츠다 덴센 가부시키가이샤 도전성 페이스트 및 이를 사용한 다층기판

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017112628A1 (en) 2015-12-23 2017-06-29 Henkel IP & Holding GmbH Polymer emulsion as binder for conductive composition
EP3464588B1 (en) 2016-05-27 2022-07-27 Norgen Biotek Corporation Preservation of cell-free nucleic acids in biological samples
CN110875099B (zh) * 2018-08-31 2021-07-30 苏州晶银新材料股份有限公司 一种低温导电银浆及其制备方法与含有其的制品
KR20230169605A (ko) 2022-06-09 2023-12-18 충북대학교 산학협력단 직접 주사 방식 제조용 도선 조성물 및 이를 이용하여 제조한 유연회로

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243123A (ja) * 1987-03-30 1988-10-11 Asahi Denka Kogyo Kk 硬化性エポキシブロツクドウレタン組成物
JPH01159908A (ja) * 1987-12-16 1989-06-22 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd 耐熱性に優れた加熱硬化型銀ペースト組成物
JPH05155982A (ja) * 1991-02-28 1993-06-22 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 導電性エラストマー用組成物
JPH0848754A (ja) * 1988-08-04 1996-02-20 Ciba Geigy Ag 硬化性組成物
JPH1180695A (ja) * 1997-09-05 1999-03-26 Fujikura Kasei Co Ltd 樹脂組成物およびそれを用いた導電性接着剤
JP2001261778A (ja) * 2000-03-15 2001-09-26 Harima Chem Inc フレキシブル基板回路形成用導電性銀ペースト
JP2002161123A (ja) * 2000-11-24 2002-06-04 Kyoto Elex Kk 加熱硬化型導電性ペースト組成物
JP2007250540A (ja) * 2006-03-10 2007-09-27 Natl Starch & Chem Investment Holding Corp 異方性導電接着剤
JP2009289840A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Toyo Ink Mfg Co Ltd 電磁波シールド性接着フィルム

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57185316A (en) * 1981-05-11 1982-11-15 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Electrically conductive resin paste
CN1010266B (zh) * 1984-07-18 1990-10-31 美国电材料公司 直接可焊的柔韧的并能直接粘合到基片上的导电胶料
US4747968A (en) * 1985-05-08 1988-05-31 Sheldahl, Inc. Low temperature cure having single component conductive adhesive
US5200264A (en) 1989-09-05 1993-04-06 Advanced Products, Inc. Thermoset polymer thick film compositions and their use as electrical circuitry
US5183593A (en) * 1989-11-14 1993-02-02 Poly-Flex Circuits, Inc. Electrically conductive cement
US5376403A (en) * 1990-02-09 1994-12-27 Capote; Miguel A. Electrically conductive compositions and methods for the preparation and use thereof
US7112633B2 (en) 2001-08-17 2006-09-26 Surface Specialties, S.A. Preparation of a compound containing cyclic and linear carbonate groups
US6740193B2 (en) 2001-12-21 2004-05-25 Henkel Corporation Gem-diesters and epoxidized derivatives thereof
US20100210745A1 (en) * 2002-09-09 2010-08-19 Reactive Surfaces, Ltd. Molecular Healing of Polymeric Materials, Coatings, Plastics, Elastomers, Composites, Laminates, Adhesives, and Sealants by Active Enzymes
EP1789188A2 (en) 2004-07-21 2007-05-30 CIBA SPECIALTY CHEMICALS HOLDING INC. Patent Departement Process for the photoactivation and use of a catalyst by an inverted two-stage procedure
CN1277893C (zh) * 2005-07-11 2006-10-04 大连轻工业学院 一种光固化导电胶及其制法
KR20080043315A (ko) * 2005-08-23 2008-05-16 다우 코닝 코포레이션 폴리실란을 포함하는 uv 경화성 전기 전도성 필름
US7868090B2 (en) 2006-12-28 2011-01-11 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polyester molding compositions
EP2152773A1 (en) * 2007-05-29 2010-02-17 Dow Global Technologies Inc. Isocyanate-epoxy formulations for improved cure control
EP2340272A4 (en) * 2008-10-22 2015-09-23 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc ELECTRICALLY CONDUCTIVE POLYMER COMPOSITIONS, CONTACTS AND ASSEMBLIES AND METHOD THEREFOR

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243123A (ja) * 1987-03-30 1988-10-11 Asahi Denka Kogyo Kk 硬化性エポキシブロツクドウレタン組成物
JPH01159908A (ja) * 1987-12-16 1989-06-22 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd 耐熱性に優れた加熱硬化型銀ペースト組成物
JPH0848754A (ja) * 1988-08-04 1996-02-20 Ciba Geigy Ag 硬化性組成物
JPH05155982A (ja) * 1991-02-28 1993-06-22 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 導電性エラストマー用組成物
JPH1180695A (ja) * 1997-09-05 1999-03-26 Fujikura Kasei Co Ltd 樹脂組成物およびそれを用いた導電性接着剤
JP2001261778A (ja) * 2000-03-15 2001-09-26 Harima Chem Inc フレキシブル基板回路形成用導電性銀ペースト
JP2002161123A (ja) * 2000-11-24 2002-06-04 Kyoto Elex Kk 加熱硬化型導電性ペースト組成物
JP2007250540A (ja) * 2006-03-10 2007-09-27 Natl Starch & Chem Investment Holding Corp 異方性導電接着剤
JP2009289840A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Toyo Ink Mfg Co Ltd 電磁波シールド性接着フィルム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101775864B1 (ko) 2015-02-27 2017-09-06 다츠다 덴센 가부시키가이샤 도전성 페이스트 및 이를 사용한 다층기판

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