JP3949658B2 - 導電性組成物、導電性被膜および導電性被膜の形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、導電性ペースト、導電性塗料、導電性接着剤などとして用いられる導電性組成物、この導電性組成物を用いる導電性被膜の形成方法およびこの形成方法で得られた導電性被膜に関し、得られる導電性被膜の導電性を十分に高め、金属銀に迫る導電性を得ることができるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の導電ペーストとしては、フレーク状の銀粒子にアクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂などのバインダ、溶剤、硬化剤、触媒などを添加し混合して得られる銀ペーストが代表的なものである。
【０００３】
この銀ペーストは、各種電子機器、電子部品、電子回路などに対して導電性接着剤、導電性塗料などとして広く使用されている。また、この銀ペーストをポリエチレンテレフタレートフィルムなどのプラスチックフィルム上にスクリーン印刷などにより印刷して電気回路を形成したフレキシブル回路板もキーボード、各種スイッチなどのプリント回路板として用いられている。
【０００４】
この銀ペーストの使用方法は、対象物に各種手段により塗布し、常温で乾燥するかあるいは１２０℃程度に加熱して、導電性被膜とすることで行われている。
【０００５】
そして、このようにして得られた導電性被膜の体積抵抗率は、製膜条件にもよるが、１０−４〜１０−５Ω・ｃｍの範囲であり、金属銀の体積抵抗率１．６×１０−６Ω・ｃｍに比べて、１０〜１００倍の値となっており、金属銀の導電性にはとうてい及ばない値となっている。
【０００６】
この導電性が低い理由は、銀ペーストから得られた導電性被膜内では、銀粒子の一部のみが物理的に接触しており、接触点が少ないこと、また接触点での接触抵抗があること、一部銀粒子の間にバインダが残存しており、このバインダが銀粒子の直接的な接触を阻害していることなどによるものである。
【０００７】
このような導電性の低さを改善するものとして、銀ペーストを対象物に塗布し、８００℃程度に加熱し、バインダを焼却して除去するとともに銀粒子を溶融して、銀粒子が融着して一様に連続した金属銀の被膜とするものがある。このようにして得られた導電性被膜の体積抵抗率は、１０−６Ω・ｃｍ程度になり、金属銀のそれに近い導電性を持つものとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このものでは、対象物が高温加熱に耐えるガラス、セラミックス、ホウロウなどの耐熱性材料に限られる欠点がある。
【０００９】
また、上述のフレキシブル回路板にあっては、そこに形成される電気回路の線幅を可能な限り細くすることが要求されているが、従来の銀ペーストでは、銀粒子が粒径５０〜１００μｍのフレーク状であるため、原理的にフレーク状銀粒子の粒径以下の線幅を印刷することは不可能である。
【００１０】
しかも、電気回路の線幅を細くするにもかかわらず、十分な導電性を持たせることが同時に要求されており、この要求に応えるには電気回路の厚みをかなり厚くする必要がある。しかし、電気回路の厚みを厚くすると製膜が困難になり、回路自体の可撓性も大きく低下する不都合が生じる。
【００１１】
よって、本発明における目的は、高温の製膜条件に依らずとも、金属銀に匹敵する低体積抵抗率、高導電性の導電性被膜が得られ、かつフレキシブル回路板などの電気回路を形成した場合にその電気回路の線幅を十分細くでき、その厚みを厚くする必要のない導電性組成物を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を解決するため、本発明の導電性組成物は、粒子状銀化合物とバインダを含む導電性組成物であって、粒子状銀化合物とバインダとの重量パーセント比が、粒子状銀化合物：バインダ＝１００：０．７８〜２．３６である。
本発明は、前記導電性組成物は還元剤を含んでいることができる。
本発明は、還元剤が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールジアセテートの１種または２種以上であることが好ましい。
本発明の粒子状銀化合物が、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀の１種または２種以上であることができる。
本発明は、粒子状銀化合物の平均粒径が、０．０１〜１０μｍである手段を採用できる。
本発明のバインダが多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂の１種または２種以上である。
本発明のバインダが還元作用を有するものであることが望ましい。
本発明のバインダが熱可塑性樹脂の平均粒径２０ｎｍ〜５μｍの微細粉末であることもできる。
本発明の熱可塑性樹脂がポリスチレンまたはポリエチレンテレフタレートであることがある。
本発明の導電性組成物は、粘度が３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃであることができる。
本発明の導電性組成物は、前記還元剤の使用量が、粒子状銀化合物１モルに対して０．５〜２０モルであることができる。
本発明の導電性被膜の形成方法においては、上述のいずれかに記載の導電性組成物を塗布し、加熱する。
本発明の導電性被膜の形成方法においては、加熱温度が１４０〜２００℃であることができる。
本発明の導電性被膜は、上記の形成方法で得られ、銀粒子が互いに融着していることができる。
本発明の導電性被膜は、体積抵抗率が３．０×１０−５Ω・ｃｍ以下であることができる。
【００１３】
本発明の導電性組成物は、粒子状銀化合物とバインダを含むものである。また、粒子状銀化合物と還元剤とバインダを含むものであってもよい。粒子状銀化合物には、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀の１種または２種以上が用いられる。この粒子状銀化合物の平均粒径は、０．０１〜１０μｍである。
バインダには、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂の１種または２種以上が用いられる。このバインダは、また還元作用を有するものであることが好ましい。さらに、バインダには、ポリスチレンまたはポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂の平均粒径２０ｎｍ〜５μｍの微細粉末を用いてもよい。
還元剤には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールジアセテートの１種または２種以上が用いられる。
本発明の導電性組成物は、その粘度が３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃである。
本発明の導電性被膜の形成方法は、上記導電性組成物を塗布し、好ましくは１４０〜２００℃で加熱する方法である。
本発明の導電性被膜は、上記形成方法で得られ、銀粒子が互いに融着し、好ましくは体積抵抗率が３．０×１０−５Ω・ｃｍ以下であるものである。
【００１４】
この発明の導電性組成物は、導電性ペースト、導電性塗料、導電性接着剤などとして用いられる。また、フレキシブルプリント回路板などの印刷配線板の電気回路形成用にも使用できる。さらに、この導電性被膜は、高反射率の反射薄膜としても利用できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１６】
本発明の導電性組成物に用いられる粒子状銀化合物とは、単なる加熱あるいは還元剤の存在下での加熱によって還元されて金属銀となる性質を有する固体粒子状の化合物である。
【００１７】
この粒子状銀化合物の具体的なものとしては、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀などが挙げられる。これらは２種以上を混合して使用することもできる。この粒子状銀化合物は、工業生産されたものをそのままあるいは分級して用いることができるほか、粉砕後分級して用いることができる。また、後述する液相法によって得られたものを用いてもよい。
【００１８】
この粒子状銀化合物の平均粒径は、０．０１〜１０μｍの範囲とされ、還元反応条件、例えば加熱温度、還元剤の有無、還元剤の還元力などに応じて適宜選択することができる。特に、平均粒径が０．５μｍ以下の粒子状銀化合物を用いると還元反応の速度が速くなり好ましい。また、平均粒径が０．５μｍ以下のものは銀化合物と他の化合物との反応によって生成させる液相法、例えば硝酸銀と水酸化ナトリウムなどのアルカリを反応させて酸化銀を得る方法によって製造することができる。この場合、溶液中に分散安定剤を添加して、析出した粒子状銀化合物の凝集を防止することが望ましい。
【００１９】
また、平均粒径が０．１μｍ以下の粒子状銀化合物を得るには、上記液相法で得られた分散液を遠心分離して、平均粒径０．０１〜０．１μｍの粒子を捕捉する方法で可能になる。遠心分離の条件は、例えば４万回転以上で、３０分程度とされる。
【００２０】
本発明で使用されるバインダは、得られる導電性被膜を保護し、柔軟性を付与するもので、従来の導電性ペーストに配合されるバインダとはその機能が異なるものである。
【００２１】
このバインダとしては、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂の１種または２種以上の混合物が用いられる。
【００２２】
また、バインダとしては、これらの樹脂、化合物のなかでもそれ自体が還元作用を有するもの、または酸化重合性を有し、加熱時に粒子状銀化合物を還元するとともにそれ自体が重合するものが好ましく、このようなバインダを選択することにより、還元剤の添加量を減量することができ、あるいは還元剤を不要とすることもできる。このような還元作用を有するバインダには、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
【００２３】
バインダとして酸化重合性を有しない熱硬化性樹脂を用いる場合には、未硬化樹脂とこれを硬化させるための硬化剤、触媒等を用いる。
【００２４】
さらに、バインダとして、熱可塑性樹脂、例えばポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの平均粒子径が２０ｎｍ〜５μｍの微細粉末を粉末状のまま使用することもできる。
【００２５】
この熱可塑性樹脂微細粉末からなるバインダを使用した場合、加熱時の熱で溶融し、粒子状銀化合物が還元されて生成した銀被膜と対象物表面との間隙を埋めることになる。これにより生成した導電性被膜の密着性が高められる。
【００２６】
バインダの使用量は、粒子状銀化合物１００重量部に対して、０．２〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部の範囲とされる。０．２重量部未満では配合効果が得られず、１０重量部を超えると得られる導電性被膜の抵抗が高くなる。
【００２７】
本発明で使用される還元剤は、上述の粒子状銀化合物を還元するもので、還元反応後の副生成物が気体や揮発性の高い液体となり、生成された導電性被膜内に残らないものが好ましい。このような還元剤の具体的なものとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールジアセテートなどの１種または２種以上が挙げられる。
【００２８】
この還元剤の使用量は、粒子状銀化合物１モルに対して２０モル以下、好ましくは０．５〜１０モル、さらに好ましくは１〜５モルとすることが望ましい。反応効率や加熱による揮発を考慮に入れると、等モルよりも多めに添加することが好ましいが最大２０モルを越えて添加してもその分は無駄になる。
【００２９】
また、粒子状銀化合物とバインダあるいは粒子状銀化合物と還元剤とバインダとを分散あるいは溶解し、液状の導電性組成物を得るために分散媒が使用される。この分散媒には、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、イソホロン、テルピネオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルセロソルブアセテートなどが使用される。
【００３０】
また、上記還元剤が液状で粒子状銀化合物およびバインダを分散、溶解するものであれば、還元剤が分散媒を兼ねることができ、このようなものにはエチレングリコール等がある。
【００３１】
この分散媒の種類の選択とその使用量は、粒子状銀化合物、バインダや製膜条件、例えばスクリーン印刷では刷版のメッシュ粗さや印刷パターンの精細度等によって異なり、最適な製膜ができるように適宜調整される。
【００３２】
また、分散剤を添加して平均粒子径が１μｍ以下の粒子状銀化合物を良好に分散させて、粒子状銀化合物の二次凝集を防止することが好ましい。この分散剤には、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどが用いられ、その使用量は粒子状銀化合物１００重量部に対して０〜３００重量部とされる。
【００３３】
本発明の導電性組成物の第１の例は、上述の粒子状銀化合物とバインダとを分散媒に分散したものである。また、必要に応じて分散剤が添加されていてもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物は、その平均粒径が１μｍ以下の粒径の小さいものが還元反応速度が速くなって好ましい。
【００３４】
また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、例えばスクリーン印刷の場合、３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃ程度とすることが好ましい。また、この例の導電性組成物の使用方法は、対象物にこれを適宜の手段で塗布したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は１８０〜２００℃、加熱時間は１０秒〜１８０分程度とされる。
【００３５】
本発明の導電性組成物の第２の例は、粒子状銀化合物と還元剤とバインダを分散媒に分散、溶解したものである。この例でも必要に応じて分散剤を添加してもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物の平均粒径は、小さいものに限られることはなく、０．０１〜１０μｍの範囲であれば特に支障はなく、還元剤の存在により、１μｍ以上の粒子でも、還元反応がスムースに進行する。
【００３６】
また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、例えばスクリーン印刷の場合、３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃ程度とすることが好ましい。
【００３７】
この例の導電性組成物の使用方法は、やはり対象物にこれを適宜の手段で塗布したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は還元剤の存在により、先のものよりも低くてよく１４０〜１６０℃、加熱時間は１０秒〜１８０分程度とされる。
【００３８】
なお、いずれの場合においても、対象物の表面を清浄にしておくことは当然である。
【００３９】
このようにして得られた本発明の導電性被膜では、粒子状銀化合物が還元される際の反応熱で、析出した金属銀粒子が溶融し、互いに融着して、連続した金属銀の薄い被膜となる。
【００４０】
また、バインダは銀粒子の編み目構造の隙間を埋め、あるいは被膜の表面を覆うように存在し、あるいは銀被膜と対象物表面を埋めるため、バインダの添加によって得られる導電性被膜の体積抵抗率が高くなることがない。また、バインダが存在することで、導電性被膜の表面が保護され、機械的強度が高められ、被膜自体の柔軟性が良好となり、基材に対する密着性も高いものとなる。
【００４１】
このため、本発明の導電性被膜の体積抵抗率は、３〜８×１０−６Ω・ｃｍに至る値を示し、ほぼ金属銀の体積抵抗率と同等になる。
【００４２】
また、粒子状銀化合物の平均粒径が０．０１〜１０μｍであるので、この導電性組成物を基材の印刷して形成した電気回路の線幅を１０μｍ以下とすることができ、しかも回路自体の導電性が極めて高いので、回路の厚みを厚くする必要もない。このため、回路の形成が容易であり、回路自体の可撓性も高いものとなる。
【００４３】
さらに、導電性被膜形成のための加熱温度は、１８０〜２００℃あるいは１４０〜１６０℃で十分であるので、耐熱性の低いプラスチックフィルムなどの対象物にも適用でき、高導電性被膜を形成することができるとともに対象物の熱劣化を招くこともない。
【００４４】
さらに、得られる導電性被膜の体積抵抗率が極めて低いので、被膜の厚みを極めて薄くしても問題のない導電性を得ることができ、被膜厚みを０．１μｍ程度にまで薄くすることができる。また、得られる導電性被膜の表面は、金属銀の光沢に富む鏡面を呈するので、反射率の高い鏡として、家庭用、工業用等の用途に使用でき、例えばレーザー装置の共振器の反射鏡などに使用することができる。
【００４５】
以下、具体例を示すが、本発明はこれら具体例に限定されない。
【００４６】
（例１）
イオン交換水５０ｍｌに硝酸銀０．１７ｇを溶解し、これにヒドロキシプロピルセルロース（分散剤）０．０５〜０．５ｇを溶解した水溶液を用意し、この水溶液に、撹拌下１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を０．９〜５ｍｌ滴下し、撹拌を１０〜３０分続け、酸化銀懸濁液とした。
【００４７】
こののち、メタノールにより酸化銀を数回洗浄し、余分なイオンを除去し、粒径０．５μｍ以下の酸化銀の水分散液を作製した。
この分散液に、バインダと還元剤を添加してペースト状の導電性組成物を作製した。
【００４８】
バインダには以下の４種を使用した。
【００４９】
Ｂ−１：フェノール樹脂である４，４’−（（２−ハイドロオキシフェニル）メチレン）ビス（２−メチルフェノール）の平均粒径２０μｍ以下の粉末を用いた。この樹脂は、融点１４１℃であって、酸化重合しやすく、粒子状銀化合物の還元を効果的に進め、それ自身も高分子量化するものである。
【００５０】
Ｂ−２：フェノール樹脂、平均粒径２０μｍ以下の粉末で、粒子状銀化合物の還元作用を有するもの。
【００５１】
Ｂ−３：エポキシ樹脂、東都化成社製「ＹＤＣ１３１２」（融点１３８〜１４５℃、エポキシ当量１７０〜１８５）を主剤とし、これに硬化剤としてジアミノジフェニルメタン（融点８９℃、アミン価４９．６）を等当量比で混合し、平均粒径２０μ以下に粉砕した粉末を使用した。
【００５２】
Ｂ−４：アルキッド樹脂、ハリマ化成社製「ハリフタールＳＬ−２８０」（油種アマニ油、液状）を使用した。この樹脂は、酸化重合性を有し、粒子状銀化合物の還元と樹脂自体の重合とが同時に進行するものである。
【００５３】
バインダの添加量は、酸化銀粒子固形分１００重量部に対して０．７８重量部と一定とした。
【００５４】
還元剤には、エチレングリコールを使用し、その添加量は酸化銀粒子固形分１００重量部に対する重量部で表示した
【００５５】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００５６】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
【００５７】
さらに、比較のため、市販の銀ペースト（藤倉化成社製「ＦＡ−３５３」）を用いたものも示した。
結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１の結果から、テスト番号１−１〜１−４のいずれの導電性組成物でも市販銀ペーストに比べて体積抵抗が低い良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００６０】
（例２）
粒子状銀化合物として、例１に示した液相法によって得られた平均粒径の異なる酸化銀を用い、これに還元剤としてエチレングリコールを酸化銀粒子固形分１００重量部に対して７５重量部を加え、さらにバインダとして、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の種々の平均粒径の微細粉末を酸化銀粒子固形分１００重量部に対して０．７８〜２．３６重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００６１】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００６２】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表２−Ａおよび表２−Ｂに示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
表２−Ａおよび表２−Ｂの結果から、テスト番号２−１〜２−１０のいずれも、市販銀ペーストに比べ、体積抵抗率が低い、良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００６５】
（例３）
粒子状銀化合物として、例１に示した液相法で得られた平均粒径の異なる酸化銀を用い、これに還元剤としてエチレングリコール（ＥＧ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、トリエチレングリコール（ＴＥＧ）およびエチレングリコールジアセテート（ＥＧＤＡ）のいずれか１種または２種を、酸化銀粒子固形分１００重量部に対して合計７５重量部となるようにを加えた。さらにバインダとして、例１におけるＢ−１を酸化銀粒子固形分１００重量部に対して１．１重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００６６】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００６７】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表３に示す。
【００６８】
【表３】
【００６９】
（例４）
粒子状銀化合物として、例１に示した液相法によって得られた平均粒径の異なる酸化銀を用い、これに還元剤としてエチレングリコールを酸化銀粒子固形分１００重量部に対して７５重量部を加え、さらにバインダとして、例１におけるＢ−１を酸化銀粒子固形分１００重量部に対して１．１重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００７０】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００７１】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表４−Ａおよび表４−Ｂの結果に示す。
【００７２】
【表４】
【００７３】
表４−Ａおよび表４−Ｂの結果から、テスト番号４−１〜４−６の導電性組成物が、市販銀ペーストに比べ、体積抵抗率が低い、良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００７４】
（例５）
粒子状銀化合物として、酸化銀（平均粒径０．２５μｍ）、酢酸銀（平均粒径５μｍ）および炭酸銀（平均粒径５μｍ）の１種、２種または３種を混合して用い、これに還元剤としてエチレングリコールを粒子状銀化合物固形分合計量１００重量部に対して７５重量部を加え、さらにバインダとして、例１におけるＢ−１を粒子状銀化合物固形分合計量１００重量部に対して１．１重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００７５】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００７６】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表５に示す。
【００７７】
【表５】
【００７８】
表５の結果から、テスト番号５−１〜５−６のいずれも、市販銀ペーストに比べ、体積抵抗率が低い、良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００７９】
（例６）
粒子状銀化合物として、例１に示した液相法によって得られた平均粒径０．２５μｍの酸化銀を用い、これに還元剤としてエチレングリコールを酸化銀粒子固形分１００重量部に対して７５重量部を加え、さらにバインダとして、ポリスチレン（ＰＳ）の平均粒径２００ｎｍの微細粉末を酸化銀粒子固形分１００重量部に対して１．５７〜２．３６重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００８０】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１９０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００８１】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表６に示す。
【００８２】
【表６】
【００８３】
表６の結果から、加熱温度を１９０℃と変化させても、体積抵抗率の低い、良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００８４】
（例７）
平均粒径０．２５μｍの酸化銀粒子１００重量部に、バインダとして平均粒径２００ｎｍのポリスチレン微細粉末を１．５７重量部加え、還元剤としてエチレングリコール（ＥＧ）を酸化銀１００重量部に対して２０〜２００重量部加えて、粘度が０．５〜４００ｄＰａ・ｓｅｃの範囲の５種の導電性組成物を得た。
【００８５】
この導電性組成物を用いて、線幅０．４ｍｍ×１００ｃｍの渦巻き状のパターンをポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷した。
印刷されたパターンのにじみを観察し、メッシュの目詰まりの有無を調べた。
【００８６】
刷版の条件は、テトロン（登録商標）２５０メッシュ、乳剤厚は１５μｍとした。
結果を表７に示す。
【００８７】
【表７】
【００８８】
表７の結果から、テスト番号７−２〜７−４の導電性組成物では、良好な印刷パターンが得られ、メッシュの目詰まりもないことがわかった。これから、粘度３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃの範囲が好適であることが判明した。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導電性組成物によれば、極めて導電性の高い導電性被膜を得ることができる。また、その導電性被膜の形成は、比較的低い温度での加熱でなされるので、適用対象物として耐熱性の低いプラスチック等を用いることができる。さらに、導電性被膜の柔軟性が高く、対象物に対する密着性も良好となる。この導電性組成物で、電気回路を形成した際に、電気回路の線幅を十分狭くすることができ、その厚みを厚くする必要がない。
【発明の属する技術分野】
この発明は、導電性ペースト、導電性塗料、導電性接着剤などとして用いられる導電性組成物、この導電性組成物を用いる導電性被膜の形成方法およびこの形成方法で得られた導電性被膜に関し、得られる導電性被膜の導電性を十分に高め、金属銀に迫る導電性を得ることができるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の導電ペーストとしては、フレーク状の銀粒子にアクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂などのバインダ、溶剤、硬化剤、触媒などを添加し混合して得られる銀ペーストが代表的なものである。
【０００３】
この銀ペーストは、各種電子機器、電子部品、電子回路などに対して導電性接着剤、導電性塗料などとして広く使用されている。また、この銀ペーストをポリエチレンテレフタレートフィルムなどのプラスチックフィルム上にスクリーン印刷などにより印刷して電気回路を形成したフレキシブル回路板もキーボード、各種スイッチなどのプリント回路板として用いられている。
【０００４】
この銀ペーストの使用方法は、対象物に各種手段により塗布し、常温で乾燥するかあるいは１２０℃程度に加熱して、導電性被膜とすることで行われている。
【０００５】
そして、このようにして得られた導電性被膜の体積抵抗率は、製膜条件にもよるが、１０−４〜１０−５Ω・ｃｍの範囲であり、金属銀の体積抵抗率１．６×１０−６Ω・ｃｍに比べて、１０〜１００倍の値となっており、金属銀の導電性にはとうてい及ばない値となっている。
【０００６】
この導電性が低い理由は、銀ペーストから得られた導電性被膜内では、銀粒子の一部のみが物理的に接触しており、接触点が少ないこと、また接触点での接触抵抗があること、一部銀粒子の間にバインダが残存しており、このバインダが銀粒子の直接的な接触を阻害していることなどによるものである。
【０００７】
このような導電性の低さを改善するものとして、銀ペーストを対象物に塗布し、８００℃程度に加熱し、バインダを焼却して除去するとともに銀粒子を溶融して、銀粒子が融着して一様に連続した金属銀の被膜とするものがある。このようにして得られた導電性被膜の体積抵抗率は、１０−６Ω・ｃｍ程度になり、金属銀のそれに近い導電性を持つものとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このものでは、対象物が高温加熱に耐えるガラス、セラミックス、ホウロウなどの耐熱性材料に限られる欠点がある。
【０００９】
また、上述のフレキシブル回路板にあっては、そこに形成される電気回路の線幅を可能な限り細くすることが要求されているが、従来の銀ペーストでは、銀粒子が粒径５０〜１００μｍのフレーク状であるため、原理的にフレーク状銀粒子の粒径以下の線幅を印刷することは不可能である。
【００１０】
しかも、電気回路の線幅を細くするにもかかわらず、十分な導電性を持たせることが同時に要求されており、この要求に応えるには電気回路の厚みをかなり厚くする必要がある。しかし、電気回路の厚みを厚くすると製膜が困難になり、回路自体の可撓性も大きく低下する不都合が生じる。
【００１１】
よって、本発明における目的は、高温の製膜条件に依らずとも、金属銀に匹敵する低体積抵抗率、高導電性の導電性被膜が得られ、かつフレキシブル回路板などの電気回路を形成した場合にその電気回路の線幅を十分細くでき、その厚みを厚くする必要のない導電性組成物を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を解決するため、本発明の導電性組成物は、粒子状銀化合物とバインダを含む導電性組成物であって、粒子状銀化合物とバインダとの重量パーセント比が、粒子状銀化合物：バインダ＝１００：０．７８〜２．３６である。
本発明は、前記導電性組成物は還元剤を含んでいることができる。
本発明は、還元剤が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールジアセテートの１種または２種以上であることが好ましい。
本発明の粒子状銀化合物が、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀の１種または２種以上であることができる。
本発明は、粒子状銀化合物の平均粒径が、０．０１〜１０μｍである手段を採用できる。
本発明のバインダが多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂の１種または２種以上である。
本発明のバインダが還元作用を有するものであることが望ましい。
本発明のバインダが熱可塑性樹脂の平均粒径２０ｎｍ〜５μｍの微細粉末であることもできる。
本発明の熱可塑性樹脂がポリスチレンまたはポリエチレンテレフタレートであることがある。
本発明の導電性組成物は、粘度が３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃであることができる。
本発明の導電性組成物は、前記還元剤の使用量が、粒子状銀化合物１モルに対して０．５〜２０モルであることができる。
本発明の導電性被膜の形成方法においては、上述のいずれかに記載の導電性組成物を塗布し、加熱する。
本発明の導電性被膜の形成方法においては、加熱温度が１４０〜２００℃であることができる。
本発明の導電性被膜は、上記の形成方法で得られ、銀粒子が互いに融着していることができる。
本発明の導電性被膜は、体積抵抗率が３．０×１０−５Ω・ｃｍ以下であることができる。
【００１３】
本発明の導電性組成物は、粒子状銀化合物とバインダを含むものである。また、粒子状銀化合物と還元剤とバインダを含むものであってもよい。粒子状銀化合物には、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀の１種または２種以上が用いられる。この粒子状銀化合物の平均粒径は、０．０１〜１０μｍである。
バインダには、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂の１種または２種以上が用いられる。このバインダは、また還元作用を有するものであることが好ましい。さらに、バインダには、ポリスチレンまたはポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂の平均粒径２０ｎｍ〜５μｍの微細粉末を用いてもよい。
還元剤には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールジアセテートの１種または２種以上が用いられる。
本発明の導電性組成物は、その粘度が３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃである。
本発明の導電性被膜の形成方法は、上記導電性組成物を塗布し、好ましくは１４０〜２００℃で加熱する方法である。
本発明の導電性被膜は、上記形成方法で得られ、銀粒子が互いに融着し、好ましくは体積抵抗率が３．０×１０−５Ω・ｃｍ以下であるものである。
【００１４】
この発明の導電性組成物は、導電性ペースト、導電性塗料、導電性接着剤などとして用いられる。また、フレキシブルプリント回路板などの印刷配線板の電気回路形成用にも使用できる。さらに、この導電性被膜は、高反射率の反射薄膜としても利用できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１６】
本発明の導電性組成物に用いられる粒子状銀化合物とは、単なる加熱あるいは還元剤の存在下での加熱によって還元されて金属銀となる性質を有する固体粒子状の化合物である。
【００１７】
この粒子状銀化合物の具体的なものとしては、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀などが挙げられる。これらは２種以上を混合して使用することもできる。この粒子状銀化合物は、工業生産されたものをそのままあるいは分級して用いることができるほか、粉砕後分級して用いることができる。また、後述する液相法によって得られたものを用いてもよい。
【００１８】
この粒子状銀化合物の平均粒径は、０．０１〜１０μｍの範囲とされ、還元反応条件、例えば加熱温度、還元剤の有無、還元剤の還元力などに応じて適宜選択することができる。特に、平均粒径が０．５μｍ以下の粒子状銀化合物を用いると還元反応の速度が速くなり好ましい。また、平均粒径が０．５μｍ以下のものは銀化合物と他の化合物との反応によって生成させる液相法、例えば硝酸銀と水酸化ナトリウムなどのアルカリを反応させて酸化銀を得る方法によって製造することができる。この場合、溶液中に分散安定剤を添加して、析出した粒子状銀化合物の凝集を防止することが望ましい。
【００１９】
また、平均粒径が０．１μｍ以下の粒子状銀化合物を得るには、上記液相法で得られた分散液を遠心分離して、平均粒径０．０１〜０．１μｍの粒子を捕捉する方法で可能になる。遠心分離の条件は、例えば４万回転以上で、３０分程度とされる。
【００２０】
本発明で使用されるバインダは、得られる導電性被膜を保護し、柔軟性を付与するもので、従来の導電性ペーストに配合されるバインダとはその機能が異なるものである。
【００２１】
このバインダとしては、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂の１種または２種以上の混合物が用いられる。
【００２２】
また、バインダとしては、これらの樹脂、化合物のなかでもそれ自体が還元作用を有するもの、または酸化重合性を有し、加熱時に粒子状銀化合物を還元するとともにそれ自体が重合するものが好ましく、このようなバインダを選択することにより、還元剤の添加量を減量することができ、あるいは還元剤を不要とすることもできる。このような還元作用を有するバインダには、多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
【００２３】
バインダとして酸化重合性を有しない熱硬化性樹脂を用いる場合には、未硬化樹脂とこれを硬化させるための硬化剤、触媒等を用いる。
【００２４】
さらに、バインダとして、熱可塑性樹脂、例えばポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの平均粒子径が２０ｎｍ〜５μｍの微細粉末を粉末状のまま使用することもできる。
【００２５】
この熱可塑性樹脂微細粉末からなるバインダを使用した場合、加熱時の熱で溶融し、粒子状銀化合物が還元されて生成した銀被膜と対象物表面との間隙を埋めることになる。これにより生成した導電性被膜の密着性が高められる。
【００２６】
バインダの使用量は、粒子状銀化合物１００重量部に対して、０．２〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部の範囲とされる。０．２重量部未満では配合効果が得られず、１０重量部を超えると得られる導電性被膜の抵抗が高くなる。
【００２７】
本発明で使用される還元剤は、上述の粒子状銀化合物を還元するもので、還元反応後の副生成物が気体や揮発性の高い液体となり、生成された導電性被膜内に残らないものが好ましい。このような還元剤の具体的なものとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールジアセテートなどの１種または２種以上が挙げられる。
【００２８】
この還元剤の使用量は、粒子状銀化合物１モルに対して２０モル以下、好ましくは０．５〜１０モル、さらに好ましくは１〜５モルとすることが望ましい。反応効率や加熱による揮発を考慮に入れると、等モルよりも多めに添加することが好ましいが最大２０モルを越えて添加してもその分は無駄になる。
【００２９】
また、粒子状銀化合物とバインダあるいは粒子状銀化合物と還元剤とバインダとを分散あるいは溶解し、液状の導電性組成物を得るために分散媒が使用される。この分散媒には、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、イソホロン、テルピネオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルセロソルブアセテートなどが使用される。
【００３０】
また、上記還元剤が液状で粒子状銀化合物およびバインダを分散、溶解するものであれば、還元剤が分散媒を兼ねることができ、このようなものにはエチレングリコール等がある。
【００３１】
この分散媒の種類の選択とその使用量は、粒子状銀化合物、バインダや製膜条件、例えばスクリーン印刷では刷版のメッシュ粗さや印刷パターンの精細度等によって異なり、最適な製膜ができるように適宜調整される。
【００３２】
また、分散剤を添加して平均粒子径が１μｍ以下の粒子状銀化合物を良好に分散させて、粒子状銀化合物の二次凝集を防止することが好ましい。この分散剤には、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどが用いられ、その使用量は粒子状銀化合物１００重量部に対して０〜３００重量部とされる。
【００３３】
本発明の導電性組成物の第１の例は、上述の粒子状銀化合物とバインダとを分散媒に分散したものである。また、必要に応じて分散剤が添加されていてもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物は、その平均粒径が１μｍ以下の粒径の小さいものが還元反応速度が速くなって好ましい。
【００３４】
また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、例えばスクリーン印刷の場合、３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃ程度とすることが好ましい。また、この例の導電性組成物の使用方法は、対象物にこれを適宜の手段で塗布したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は１８０〜２００℃、加熱時間は１０秒〜１８０分程度とされる。
【００３５】
本発明の導電性組成物の第２の例は、粒子状銀化合物と還元剤とバインダを分散媒に分散、溶解したものである。この例でも必要に応じて分散剤を添加してもよい。この例で用いられる粒子状銀化合物の平均粒径は、小さいものに限られることはなく、０．０１〜１０μｍの範囲であれば特に支障はなく、還元剤の存在により、１μｍ以上の粒子でも、還元反応がスムースに進行する。
【００３６】
また、この例の導電性組成物の粘度は、製膜条件によって異なるが、例えばスクリーン印刷の場合、３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃ程度とすることが好ましい。
【００３７】
この例の導電性組成物の使用方法は、やはり対象物にこれを適宜の手段で塗布したのち、これを単に加熱するだけでよい。加熱温度は還元剤の存在により、先のものよりも低くてよく１４０〜１６０℃、加熱時間は１０秒〜１８０分程度とされる。
【００３８】
なお、いずれの場合においても、対象物の表面を清浄にしておくことは当然である。
【００３９】
このようにして得られた本発明の導電性被膜では、粒子状銀化合物が還元される際の反応熱で、析出した金属銀粒子が溶融し、互いに融着して、連続した金属銀の薄い被膜となる。
【００４０】
また、バインダは銀粒子の編み目構造の隙間を埋め、あるいは被膜の表面を覆うように存在し、あるいは銀被膜と対象物表面を埋めるため、バインダの添加によって得られる導電性被膜の体積抵抗率が高くなることがない。また、バインダが存在することで、導電性被膜の表面が保護され、機械的強度が高められ、被膜自体の柔軟性が良好となり、基材に対する密着性も高いものとなる。
【００４１】
このため、本発明の導電性被膜の体積抵抗率は、３〜８×１０−６Ω・ｃｍに至る値を示し、ほぼ金属銀の体積抵抗率と同等になる。
【００４２】
また、粒子状銀化合物の平均粒径が０．０１〜１０μｍであるので、この導電性組成物を基材の印刷して形成した電気回路の線幅を１０μｍ以下とすることができ、しかも回路自体の導電性が極めて高いので、回路の厚みを厚くする必要もない。このため、回路の形成が容易であり、回路自体の可撓性も高いものとなる。
【００４３】
さらに、導電性被膜形成のための加熱温度は、１８０〜２００℃あるいは１４０〜１６０℃で十分であるので、耐熱性の低いプラスチックフィルムなどの対象物にも適用でき、高導電性被膜を形成することができるとともに対象物の熱劣化を招くこともない。
【００４４】
さらに、得られる導電性被膜の体積抵抗率が極めて低いので、被膜の厚みを極めて薄くしても問題のない導電性を得ることができ、被膜厚みを０．１μｍ程度にまで薄くすることができる。また、得られる導電性被膜の表面は、金属銀の光沢に富む鏡面を呈するので、反射率の高い鏡として、家庭用、工業用等の用途に使用でき、例えばレーザー装置の共振器の反射鏡などに使用することができる。
【００４５】
以下、具体例を示すが、本発明はこれら具体例に限定されない。
【００４６】
（例１）
イオン交換水５０ｍｌに硝酸銀０．１７ｇを溶解し、これにヒドロキシプロピルセルロース（分散剤）０．０５〜０．５ｇを溶解した水溶液を用意し、この水溶液に、撹拌下１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を０．９〜５ｍｌ滴下し、撹拌を１０〜３０分続け、酸化銀懸濁液とした。
【００４７】
こののち、メタノールにより酸化銀を数回洗浄し、余分なイオンを除去し、粒径０．５μｍ以下の酸化銀の水分散液を作製した。
この分散液に、バインダと還元剤を添加してペースト状の導電性組成物を作製した。
【００４８】
バインダには以下の４種を使用した。
【００４９】
Ｂ−１：フェノール樹脂である４，４’−（（２−ハイドロオキシフェニル）メチレン）ビス（２−メチルフェノール）の平均粒径２０μｍ以下の粉末を用いた。この樹脂は、融点１４１℃であって、酸化重合しやすく、粒子状銀化合物の還元を効果的に進め、それ自身も高分子量化するものである。
【００５０】
Ｂ−２：フェノール樹脂、平均粒径２０μｍ以下の粉末で、粒子状銀化合物の還元作用を有するもの。
【００５１】
Ｂ−３：エポキシ樹脂、東都化成社製「ＹＤＣ１３１２」（融点１３８〜１４５℃、エポキシ当量１７０〜１８５）を主剤とし、これに硬化剤としてジアミノジフェニルメタン（融点８９℃、アミン価４９．６）を等当量比で混合し、平均粒径２０μ以下に粉砕した粉末を使用した。
【００５２】
Ｂ−４：アルキッド樹脂、ハリマ化成社製「ハリフタールＳＬ−２８０」（油種アマニ油、液状）を使用した。この樹脂は、酸化重合性を有し、粒子状銀化合物の還元と樹脂自体の重合とが同時に進行するものである。
【００５３】
バインダの添加量は、酸化銀粒子固形分１００重量部に対して０．７８重量部と一定とした。
【００５４】
還元剤には、エチレングリコールを使用し、その添加量は酸化銀粒子固形分１００重量部に対する重量部で表示した
【００５５】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００５６】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
【００５７】
さらに、比較のため、市販の銀ペースト（藤倉化成社製「ＦＡ−３５３」）を用いたものも示した。
結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
表１の結果から、テスト番号１−１〜１−４のいずれの導電性組成物でも市販銀ペーストに比べて体積抵抗が低い良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００６０】
（例２）
粒子状銀化合物として、例１に示した液相法によって得られた平均粒径の異なる酸化銀を用い、これに還元剤としてエチレングリコールを酸化銀粒子固形分１００重量部に対して７５重量部を加え、さらにバインダとして、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の種々の平均粒径の微細粉末を酸化銀粒子固形分１００重量部に対して０．７８〜２．３６重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００６１】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００６２】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表２−Ａおよび表２−Ｂに示す。
【００６３】
【表２】
表２−Ａおよび表２−Ｂの結果から、テスト番号２−１〜２−１０のいずれも、市販銀ペーストに比べ、体積抵抗率が低い、良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００６５】
（例３）
粒子状銀化合物として、例１に示した液相法で得られた平均粒径の異なる酸化銀を用い、これに還元剤としてエチレングリコール（ＥＧ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、トリエチレングリコール（ＴＥＧ）およびエチレングリコールジアセテート（ＥＧＤＡ）のいずれか１種または２種を、酸化銀粒子固形分１００重量部に対して合計７５重量部となるようにを加えた。さらにバインダとして、例１におけるＢ−１を酸化銀粒子固形分１００重量部に対して１．１重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００６６】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００６７】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表３に示す。
【００６８】
【表３】
（例４）
粒子状銀化合物として、例１に示した液相法によって得られた平均粒径の異なる酸化銀を用い、これに還元剤としてエチレングリコールを酸化銀粒子固形分１００重量部に対して７５重量部を加え、さらにバインダとして、例１におけるＢ−１を酸化銀粒子固形分１００重量部に対して１．１重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００７０】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００７１】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表４−Ａおよび表４−Ｂの結果に示す。
【００７２】
【表４】
表４−Ａおよび表４−Ｂの結果から、テスト番号４−１〜４−６の導電性組成物が、市販銀ペーストに比べ、体積抵抗率が低い、良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００７４】
（例５）
粒子状銀化合物として、酸化銀（平均粒径０．２５μｍ）、酢酸銀（平均粒径５μｍ）および炭酸銀（平均粒径５μｍ）の１種、２種または３種を混合して用い、これに還元剤としてエチレングリコールを粒子状銀化合物固形分合計量１００重量部に対して７５重量部を加え、さらにバインダとして、例１におけるＢ−１を粒子状銀化合物固形分合計量１００重量部に対して１．１重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００７５】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１５０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００７６】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表５に示す。
【００７７】
【表５】
表５の結果から、テスト番号５−１〜５−６のいずれも、市販銀ペーストに比べ、体積抵抗率が低い、良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００７９】
（例６）
粒子状銀化合物として、例１に示した液相法によって得られた平均粒径０．２５μｍの酸化銀を用い、これに還元剤としてエチレングリコールを酸化銀粒子固形分１００重量部に対して７５重量部を加え、さらにバインダとして、ポリスチレン（ＰＳ）の平均粒径２００ｎｍの微細粉末を酸化銀粒子固形分１００重量部に対して１．５７〜２．３６重量部加えて、ペースト状の導電性組成物を作製した。
【００８０】
この導電性組成物を厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷で幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３〜８μｍのパターンを形成した後、これをオーブン中で１９０℃で０．５〜３時間加熱した。
【００８１】
得られた導電膜の体積抵抗を測定し、その表面の状態を走査型電子顕微鏡で観察した。
結果を表６に示す。
【００８２】
【表６】
表６の結果から、加熱温度を１９０℃と変化させても、体積抵抗率の低い、良好な導電性被膜が得られることがわかる。
【００８４】
（例７）
平均粒径０．２５μｍの酸化銀粒子１００重量部に、バインダとして平均粒径２００ｎｍのポリスチレン微細粉末を１．５７重量部加え、還元剤としてエチレングリコール（ＥＧ）を酸化銀１００重量部に対して２０〜２００重量部加えて、粘度が０．５〜４００ｄＰａ・ｓｅｃの範囲の５種の導電性組成物を得た。
【００８５】
この導電性組成物を用いて、線幅０．４ｍｍ×１００ｃｍの渦巻き状のパターンをポリエチレンテレフタレートフィルムにスクリーン印刷した。
印刷されたパターンのにじみを観察し、メッシュの目詰まりの有無を調べた。
【００８６】
刷版の条件は、テトロン（登録商標）２５０メッシュ、乳剤厚は１５μｍとした。
結果を表７に示す。
【００８７】
【表７】
表７の結果から、テスト番号７−２〜７−４の導電性組成物では、良好な印刷パターンが得られ、メッシュの目詰まりもないことがわかった。これから、粘度３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃの範囲が好適であることが判明した。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導電性組成物によれば、極めて導電性の高い導電性被膜を得ることができる。また、その導電性被膜の形成は、比較的低い温度での加熱でなされるので、適用対象物として耐熱性の低いプラスチック等を用いることができる。さらに、導電性被膜の柔軟性が高く、対象物に対する密着性も良好となる。この導電性組成物で、電気回路を形成した際に、電気回路の線幅を十分狭くすることができ、その厚みを厚くする必要がない。
Claims (15)
- 粒子状銀化合物とバインダを含む導電性組成物であって、粒子状銀化合物とバインダとの重量パーセント比が、粒子状銀化合物：バインダ＝１００：０．７８〜２．３６である導電性組成物。
- 前記導電性組成物は還元剤を含んでいる請求項１記載の導電性組成物。
- 還元剤が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールジアセテートの１種または２種以上である請求項２に記載の導電性組成物。
- 粒子状銀化合物が、酸化銀、炭酸銀、酢酸銀の１種または２種以上である請求項１ないし３のいずれかに記載の導電性組成物。
- 粒子状銀化合物の平均粒径が、０．０１〜１０μｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の導電性組成物。
- バインダが多価フェノール化合物、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂の１種または２種以上である請求項１ないし５のいずれかに記載の導電性組成物。
- バインダが還元作用を有するものである請求項１ないし６のいずれかに記載の導電性組成物。
- バインダが熱可塑性樹脂の平均粒径２０ｎｍ〜５μｍの微細粉末である請求項１ないし５のいずれかに記載の導電性組成物。
- 熱可塑性樹脂がポリスチレンまたはポリエチレンテレフタレートである請求項８記載の導電性組成物。
- 粘度が３０〜３００ｄＰａ・ｓｅｃである請求項１ないし９のいずれかに記載の導電性組成物。
- 前記還元剤の使用量が、粒子状銀化合物１モルに対して０．５〜２０モルである請求項２ないし１０のいずれかに記載の導電性組成物。
- 請求項１ないし１１のいずれかに記載の導電性組成物を塗布し、加熱する導電性被膜の形成方法。
- 加熱温度が１４０〜２００℃である請求項１２記載の導電性被膜の形成方法。
- 請求項１２または１３記載の形成方法で得られ、銀粒子が互いに融着している導電性被膜。
- 体積抵抗率が３．０×１０−５Ω・ｃｍ以下である請求項１４記載の導電性被膜。
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