JPH03137173A - 電子線硬化型の導電性ペースト - 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の導電性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
線板などの器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性ペーストに関するもの
である。

（従来の技術） 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
配合した、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、プリント配線基板ある
いはハイブリッドＩＣ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
的以外にも膜スィッチ、抵抗器などの各種電子部品やグ
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、最近社会問題としている電磁波防止策の一つとし
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、配線間のクロ
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
ために、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
、■加熱のだめの時間、■加熱装置設置のための大きな
床面積を必要として、不経済であるばかりでなく、ペー
ストが塗布される基材も合成樹脂であることが多く、長
時間の加熱は基材の劣化や変形を引き起こし、これが原
因となって長期信頼性を損なうことがある。従って、短
時間の加熱で硬化が可能である素材が強く求められてい
るが、未だ満足するものはない。

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まっている。

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、初期導電性、あるいは高温度
、高湿度の環境下での導電性の低下が加熱硬化型に比べ
て著しく劣る欠点を有していた。

これらの欠点に対して、例えば、特開昭５６−９０５９
０号公報には、銀フィラー含有電子線硬化型塗料を塗布
した塗膜を電子線照射後、加熱することが促案されてい
る。この方法による初期導電性の改良は著しいものであ
るが、しかし、フィラーとしてｉ艮を用いているため、
マイグレーションの問題があり、長期信頼性という面で
はまだ満足すべきものではない。

（発明が解決しようとする１題） 本発明は、初期の導電性に優れ、高温度、高湿度の環境
下でも長期の信頼性を保持し、マイグレーションの問題
がない、電子線硬化型の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） すなわち、本発明は：　（Ａ）銅系および／またはニッ
ケル系微粉末６０〜９０重量％、（Ｂ）電子線硬化性樹
脂４０〜１０重量％からなる配合物および、（Ｃ）配合
物全量に対して０．０５〜１０重量％の範囲の割合で配
合された有機脂肪酸とからなることを特徴とする電子線
硬化型の導電性ペーストである。

本発明に用いる銅系および／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−銅複合粉、銀−銅合金粉、アモルファス銅
粉、カルボニルニッケル粉、ニッケルー銀複金粉、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１〜３０μｍの微粉末である。

なお、平均粒径は遠心沈降法または、沈降法で測定され
るストークス径から導かれるモード径を指す。

本発明に用いられる電子線硬化性樹脂としては、例えば
分子鎖内あるいは側鎖に不飽和基を有している樹脂が挙
げられる。具体的には、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
エステル（メタ）アクリレート樹脂、エポキシ（メタ）
アクリレート樹脂、ポリウレタン（メタ）アクリレート
樹脂、ポリエーテル（メタ）アクリレート樹脂、ポリア
リル化合物、ポリビニル化合物、ポリアクリレート化シ
リコン樹脂およびポリブタジェンなどを挙げることがで
きる。好ましくは、エポキシ（メタ）アクリレート樹脂
である。これらの樹脂は、単独あるいは混合して使用で
きる。

また、減粘を目的とした不飽和基を有する七ツマ−やオ
リゴマー、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）
アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メ
タ）アクリル酸ブチル、２−エチルヘキシル（メタ）ア
クリレート、（メタ）アクリル酸、ジメチルアミノメチ
ル（メタ）アクリレート、ポリ　（メチレングリコール
）ポリアクリレート、ポリ　（プロピレングリコール）
ボリアクリレート、トリメチルコールプロパントリアク
リレート、トリアリルトリメリテート、トリアリルイソ
シアヌレートなどを併用してもよい。

本発明に用いる有機脂肪酸は、分子中に一個以上のカル
ボキシル基を存する脂肪族化合物である。

例えば、飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、脂環式カ
ルボン酸等が挙げられる。

具体的な例として、飽和カルボン酸は、酢酸、プロピオ
ン酸、酪酸、吉草酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パル
ミチン酸、ステアリン酸、シェラ酸、マロン酸、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸
、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられ：不飽和カル
ボン酸は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オ
レイン酸、リノール酸、リルン酸、フマル酸、マレイン
酸等が挙げられ：脂環式カルボン酸は、シクロヘキサン
カルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタ
ル酸等が挙げられる。これらは単独または混合して用い
ることができ、またこれらの誘導体も用いることができ
る。

好ましくは、オレイン酸、リノール酸、リルン酸である
。

本発明において、（Ａ）銅系および／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の配合比は
、（Ａ）が６０〜９０重砥％、（Ｂ）が４０〜１０重量
％であり、（Ａ）、（Ｂ）全量に対して（Ｃ）有機脂肪
酸が０．０５〜１０重量％の範囲である。

（Ａ）が６０重世％未満においては導電性が充分でなく
、また９０重量％を越えると塗膜が脆弱となり導電性も
低下する。（Ｂ）が４０重壁量を超えると導電性が得ら
れず、またｌＯ重重量未満であると塗膜が脆弱となる。

　（Ａ）　、（Ｂ）からなる配合物に対して（Ｃ）が０
．０５重量％未満である場合、導電性が得られず、また
、１０重重量を超えると塗膜が脆弱となる。　特に好ま
しくは、（Ａ）が７０〜９０重量％、（Ｂ）が３０〜１
０重盪％、（Ａ）、（Ｂ）からなる配合物に対しくＣ）
が０．１〜５重量％の配合である。

本発明の導電性ペーストの作業性を調装するために揮発
性溶剤を添加することができる。揮発性溶剤としては、
例えばケトン類、芳香族類、アルコール類、セロソルブ
類、エステル類などを使用できる。

具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、トルエン、キシレン、エタノール、ブタノール、
エチレングリコール、プロピレングリコール、メチルセ
ロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロ
ピレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルピト
ール、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブなど、
あるいはこれらの混合物である。

本発明の導電性ペーストには、上記（Ａ）、（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ニジリカ、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：チタネート化合物など
の接着性向上剤などを添加することができる。

本発明の導電性ペーストは、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を
混合後、通常の導電ペスー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。

特に、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の混合順番は限定されな
い。

本発明の導電性ペーストは、必要に応じて、電子線硬化
性樹脂以外に熱硬化性樹脂を添加することができる。そ
の例として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール
樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ベンゾグアナミン樹
脂、ジアリルフタレート樹脂、熱硬化性シリコン樹脂、
マレイミド樹脂を挙げることができる。これらの樹脂の
うちエポキシ樹脂、ウレタン樹脂は硬化剤あるいは触媒
の併用が必須の用件となる。

本発明の導電性ペーストを基材に通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、例えばスプレー塗装、ローラ塗装などを用い
ることも可能である。

本発明の導電性ペーストは、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１５（１〜３００ｋｖ、吸収線’Ｉｋ
３〜３０Ｍｒａｄの範囲にあることが望ましい、 また、本発明の導電性ペーストは電子線照射中に加熱を
行ってもよい。

本発明の導電性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
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。

その用途としては、いわゆる配線回路の他に、ｉｕｔ波
シールドの目的にも使用でき、また場合によっては接着
剤として使用しても差し支えない。

接着剤の使用例としては、ねじロックカシメの補強、回
路の補修、導波管の接着、液晶の接着、ＬＥＤの接着、
半導体素子の接着、ボテンシロメータの接着、水晶振動
子の接着、マイクロモーターのカーボンブラシの接着が
挙げられる。

（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、
これらは限定されるものではない。

ｆａ）　　導電性ペーストの調製： 下記表に示される配合比で諸成分を、三本ロールを使用
して均一に分散さ一＋！調袈した。

ら）硬化塗膜の作製： 導電性ペーストを２００メンシユのステンレススチール
製スクリーン版を用いて、あらかじめエツチング処理及
び研磨処理によって銅箔電極部分を作った片面銅張紙フ
エノール積層板上に印刷した。

ｗ４箔電極間に印刷された導電性ペーストの大きさは、
縦ＩＣｌ５横１ｃ１１であった。次に、２００　’ＣＸ
１ｍ１ｎ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、ガス雰囲気中で加速電圧２５０ｋｖ、吸収
線１１１０Ｍｒａｄの条件下で電子線を照射し、導電性
ペーストを硬化させた。

さらに、硬化後の導電性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℃×３分で硬化させた。

（Ｃ）　　硬化塗膜の試験方法； （ｉ）　　表面状態評価： ソルダーレジストを印刷する前の表面状態を目視により
観察し、その平滑性の評価を行う。

（ｉｉ）　　ハンダ浸漬試験： 硬化塗膜を２６０°Ｃの溶融ハンダ浴（スズ６０／鉛４
０）に１０秒間浸漬を行う。

（ｉｉｉ　）　　耐湿性試験： 硬化塗膜を６０°Ｃ１相対湿度９０〜９５％の恒温恒温
中に５００時間放置する。

（１１）、（ｉｆ）の試験後の体積固有抵抗値変化率は
次式より算出した。

変化率（％）− 比較例１〜４ 第３表に配合例およびその評価を示す。

実施例１〜６ 第−表に配合例を、第２表にその評価結果を示（発明の
効果） 本発明においては、導電粉である銅系または／６よびニ
ッケル系微粉末と共に有機脂肪酸を配合−たので、初期
の導電性に優れ、高温、高湿度下での長期信鯨性が保持
され、マイグレーシゴンの孟い電子硬化型の導電ペース
トが提供される。

（ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （Ａ）銅系および／またはニッケル系微粉末６０〜９０
   重量％、（Ｂ）電子線硬化性樹脂４０〜１０重量％から
   なる配合物および、（Ｃ）配合物全量に対し０．０５〜
   １０重量％の範囲の割合で配合された有機脂肪酸とから
   なることを特徴とする、電子線硬化型の導電性ペースト
   。