JPH0931402A

JPH0931402A - カーボン系導電ペーストの製造方法

Info

Publication number: JPH0931402A
Application number: JP20289195A
Authority: JP
Inventors: Katsutomo Oozeki; 克知大関; Masahiro Okahara; 正宏岡原
Original assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1995-07-17
Publication date: 1997-02-04
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JP3299083B2

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性および密着性の良好なカーボン被膜を
形成し得るカーボン系導電ペーストの製造方法を提供す
る。【解決手段】有機溶剤に溶解したレゾール型フェノー
ル樹脂中に、カーボンブラックおよび平均粒子径が１０
〜２０μｍの天然リン片状黒鉛からなる炭素質粉末を、
ポリビニルブチラールおよびチタネート系カップリング
剤と共に混練、分散させる導電ペーストの製造方法にお
いて、ジブチルフタレート吸油量が１００ｇあたり１１
５〜１７０ｃｃであるカーボンブラックを使用すること
を特徴とするカーボン系導電ペーストの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリント回路基
板にカーボン被膜からなる導電回路を形成するための熱
硬化型カーボン系導電ペーストの製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】導電ペーストをプリント配線基板や電子
機器の匡体形成部材内面に塗布して、熱あるいは電子線
により硬化させて被膜とし、導電回路、電磁波シール
ド、静電シールドなどの機能を有する導電被膜を形成す
る技術が知られている。このような導電ペーストには、
導電粒子として銀や銅などの金属系粉末を用いたものお
よび黒鉛やカーボンブラックなどの炭素質粉末を用いた
ものがあり、金属系粉末を用いた導電ペーストによる導
電被膜は、一般的に電気伝導性に優れ、シート抵抗値は
０.１〜１Ω／□程度であるが、銀粉末の場合には使用
環境によりマイグレーションが発生するおそれがあり、
銅粉末の場合には酸化による抵抗値の上昇変化が懸念さ
れる。

【０００３】一方、炭素質粉末を導電粒子としたカーボ
ン系導電ペーストは、黒鉛やカーボンブラックなどの炭
素質粉末をそれぞれ単体で使用し、あるいはそれらを併
用して、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂
などの硬化型樹脂からなるバインダーおよび分散剤と共
に、セロソルブやカルビトール系の有機溶剤中に混練、
分散させたものである。分散剤としては、エチルセルロ
ース、ニトロセルロース、ヒドロキシセルロース、ポリ
ビニルブチラール、ポリビニルアセテートなどの熱可塑
性の天然あるいは合成高分子材料が用いられるほか、シ
ラン系、チタネート系、アルミン系のカップリング剤
や、ノニオン系界面活性剤を添加して分散性を改善する
手法が知られている。このカーボン系導電ペーストを、
紙フェノールやガラスエポキシなどのプリント配線基板
にスクリーン印刷法で印刷し、硬化処理を施したカーボ
ン被膜は、プリント回路基板のキー接点やスライドスイ
ッチなどに使用されている。これらの用途は、含有する
黒鉛の摺動特性を利用したものである。

【０００４】プリント配線基板上にスクリーン印刷法に
よって形成したカーボン被膜の厚さ（膜厚）は平均約２
０μｍであり、被膜の電気伝導度を表すシート抵抗値は
２０〜５０Ω／□、すなわち比抵抗値が０.０４〜０.１
Ω・ｃｍ程度であり、前述の金属系粉末による被膜に比
べて電気伝導度は劣るが、カーボン系導電粒子の特性か
ら、導電粒子を銀にした場合に発生するマイグレーショ
ンや、銅にした場合に発生する酸化による抵抗値の上昇
変化などの懸念が無く、安定した導電特性を示す。この
ため、カーボン系導電ペーストによる導電被膜の抵抗値
を低くする方法は以前から検討されており、例えば特開
昭６０−３０１０２号公報には導電粒子として膨張黒鉛
を使用する方法が開示されている。また、特開昭５４−
３６３４３号公報には高導電性のカーボンブラックを用
いる方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、膨張黒
鉛は嵩密度が０.０３〜０.２g/cm³と極めて低く、材料
配合や運搬など粉体の取扱いが困難である。また、塗料
（ペースト）化してスクリーン印刷に適したペースト粘
度にするためには極めて多くの溶媒が必要である。ここ
で溶媒としてはセロソルブまたはカルビトール系の有機
溶剤が主として用いられている。このように溶媒を多量
に用いたペーストでプリント配線基板にスクリーン印刷
を行なった場合、塗膜は表面が粗く、熱硬化させたカー
ボン被膜は粉落ちを生じる。粉落ちとは被膜表面から粒
子の一部が剥がれ落ちることであり、絶縁部の間で不要
な導通を生ずるおそれがある。さらに、スクリーン印刷
後の印刷パターンでは、所望のパターンの端部で滲みが
発生し、回路形成のための実用的なカーボン被膜を形成
することが困難である。加えて、膨張黒鉛の製造過程に
おいて強酸を用いるために、残留した酸がプリント配線
基板上の銅箔を侵すおそれがあり、これを防止するため
に、膨張黒鉛単体を塗料化する前に高温で熱処理を施す
必要がある。

【０００６】一方、比表面積が大きいカーボンブラック
は、高導電性を示すことが知られているが、そのような
カーボンブラックは、一般的にバインダーである硬化型
樹脂との結着力が低く、硬化させると被膜にクラックを
生ずる。その結果、導電被膜の電気抵抗値は高くなる。
さらに、スクリーン印刷に適したペースト粘度に調整す
るためには過剰の溶媒を必要とするため、ペースト中の
実際の有効固形分含量が低く、得られる被膜の膜厚が小
さくなって配線部の電気抵抗値が高くなる。この対策と
して、バインダーとしての熱硬化型樹脂に対する導電粒
子の割合を増加することが考えられるが、その結果とし
て、抵抗値の低下は若干認められるが、相対的にバイン
ダーの量が不足するために、プリント配線基板に対する
被膜の密着力の低下や、実装工程を考慮したハンダ処理
時の熱膨張変化による被膜のクラックの発生などの問題
が生じる。

【０００７】この発明は、上述のように炭素質粉末の安
定性を生かして、電気伝導性を向上させたカーボン被膜
を得ることができるカーボン系導電ペーストの製造方法
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点に鑑
み、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、この発明を
完成したものである。すなわち、この発明は、有機溶剤
に溶解したレゾール型フェノール樹脂中に、カーボンブ
ラックと平均粒子径が１０〜２０μｍの天然リン片状黒
鉛とからなる炭素質粉末を、ポリビニルブチラールおよ
びチタネート系カップリング剤と共に混練、分散させる
カーボン系導電ペーストの製造方法において、ジブチル
フタレート（以下「ＤＢＰ」という）吸油量が１００ｇ
あたり１１５〜１７０ｃｃであるカーボンブラックを使
用することを特徴とするカーボン系導電ペーストの製造
方法を提供することにある。さらに、上記製造方法にお
いて、（ａ）前記レゾール型フェノール樹脂の重量平均
分子量は１１００〜１５３０であり、（ｂ）前記炭素質
粉末の天然リン片状黒鉛とカーボンブラックの配合量は
重量比で５０：５０〜７０：３０であり、（ｃ）前記炭
素質粉末と前記レゾール型フェノール樹脂の有効固形分
の配合量は重量比で５０：５０〜６０：４０であり、
（ｄ）前記ポリビニルブチラールを前記炭素質粉末１０
０重量部に対して２〜６重量部添加し、さらに（ｅ）前
記チタネート系カップリング剤を前記カーボンブラック
１００重量部に対して８〜１２重量部添加することを特
徴とするカーボン系導電ペーストの製造方法を提供する
ものである。

【０００９】この発明は、カーボンブラックの比表面積
および構造状態（ストラクチャー）を示唆する物性であ
るＤＢＰ吸油量が、１００ｇあたり１１５〜１７０ｃｃ
のカーボンブラックと、電気伝導性が良好な天然リン片
状黒鉛とを、所定の配合割合で、特定分子量のレゾール
型フェノール樹脂中に、分散剤のポリビニルブチラー
ル、チタネート系カップリング剤および有機溶剤と共に
混練して分散させることによりペースト化するカーボン
系導電ペーストの製造方法である。この発明の製造方法
により調製したペーストにより形成したカーボン被膜の
電気伝導性は良好であり、シート抵抗値で表すと従来の
カーボン系導電ペーストから得られる被膜に比べて１/
４〜１/３程度であり、１０Ω／□以下の値を示す。

【００１０】この発明に用いるカーボンブラックのＤＢ
Ｐ吸油量は１００ｇあたり１１５〜１７０ｃｃであり、
好ましくは、１２９〜１５５ｃｃである。ＤＢＰ吸油量
が１００ｇあたり１７０ｃｃを越えるカーボンブラック
を用いると、前述のようにペースト中に５０重量％以上
の有機溶剤を必要とする。このようなペーストにより形
成した塗膜は、印刷後の熱硬化過程において有機溶剤の
急激な蒸発が起こると共に、カーボンブラックの比表面
積が極めて大きいために熱硬化型バインダーによる十分
な被覆が行われないことにより結着力が低下し、被膜に
クラックを生ずる。その結果、被膜の電気抵抗値が上昇
し、さらに被膜とプリント配線基板との密着性が低下す
る。一方、ＤＢＰ吸油量が１００ｇあたり１１５ｃｃ未
満のカーボンブラックでは、ストラクチャーの発達が未
熟であるために、被膜中の電気導通のための接触点の数
が不十分となり接触抵抗が高くなり、電気伝導性の良好
なものを得ることができない。

【００１１】さらに、スクリーンマスクの目詰まりを防
ぐという観点から、他方の導電粒子である黒鉛の最大粒
子径は１００μｍ以下にすることが一般的である。この
発明において用いる黒鉛の平均粒子径は１０〜２０μ
ｍ、好ましくは１２〜１８μｍ、特に好ましくは１４〜
１６μｍである。粒子径が１０μｍ未満では粒子が細か
過ぎて接触抵抗が高くなり、電気抵抗値が上昇する。逆
に、粒子径が２０μｍより大きい場合は粒子が粗過ぎ、
形成した被膜の表面が粗くなる。表面の粗度が大きい被
膜では粉落ちが起こり易く、絶縁部間で不要な導通を生
ずるおそれがあり、問題となる。

【００１２】レゾール型フェノール樹脂の重量平均分子
量も、得られる被膜の電気伝導度を左右する因子であ
る。この発明の方法に用いるレゾール型フェノール樹脂
の重量平均分子量は１１００〜１５３０であり、分子量
が大きいほど好ましい。重量平均分子量が１１００未満
では、フェノール樹脂と導電粒子との濡れ性が高いため
に樹脂が導電粒子を被覆し、被膜化したときに導電粒子
間に絶縁性の樹脂が介在する形態となり、被膜の電気抵
抗値が高くなる。さらに塗膜熱硬化時の収縮応力が大き
いために、形成された被膜の基板に対する密着性が低下
し、かつ、プリント回路基板への実装工程を考慮したハ
ンダ処理等の高温雰囲気に接した場合、被膜の抵抗値変
化が大きくなる。重量平均分子量が１５３０を越える樹
脂は、現状においては一般的に入手不可能であるため、
これを上限とした。

【００１３】炭素質粉末の、天然リン片状黒鉛と特定の
ＤＢＰ吸油量を示すカーボンブラックの配合量は、重量
比で５０：５０〜７０：３０、好ましくは５５：４５〜
６５：３５、特に好ましくは５８：４２〜６２：３８で
ある。カーボンブラックの粒子径は天然リン片状黒鉛の
１/１０００〜１/１００程度であり、カーボン被膜中で
はカーボンブラックが天然リン片状黒鉛の隙間を埋める
ように充填され、電気伝導性を向上させる作用をする。
ここで炭素質粉末中のカーボンブラックの比率が５０重
量％を越えると、微細な導電粒子が多い状態となり、接
触抵抗が増加して、形成した被膜の電気伝導度が低下す
る。また、３０重量％未満の場合も、黒鉛粒子の隙間を
カーボンブラックで十分に埋めることができないため
に、導電粒子相互の接触状態が不十分となり電気伝導度
が低下する。

【００１４】レゾール型フェノール樹脂は、ペースト化
の有機溶剤と同種のセロソルブやカルビトール系有機溶
剤中に前述の特定な重量平均分子量のレゾール型フェノ
ール樹脂を溶解した液状で取り扱う。このため、正確な
量のフェノール樹脂を配合するためには、液中の実際の
フェノール樹脂の固形分、すなわち「有効固形分」で表
すことが必要になる。この発明においては、炭素質粉末
とレゾール型フェノール樹脂の有効固形分との配合量を
重量比で５０：５０〜６０：４０、好ましくは５５：４
５〜６０：４０、特に好ましくは５７：４３〜６０：４
０とする。フェノール樹脂の有効固形分の配合量が、炭
素質粉末に対して５０重量％を越えると、導電粒子の炭
素質粉末を被覆する樹脂量が多くなる。フェノール樹脂
は絶縁体であるから、被膜化すると導電粒子間の電気伝
導性が低下し、電気抵抗値が高くなる。一方、フェノー
ル樹脂の配合量が４０重量％未満の場合には、導電粒子
相互の結着力が低下して、導電粒子の接触状態が不十分
となり、良好な電気伝導性のものが得られない。さら
に、プリント配線基板に対するカーボン被膜の密着性が
悪くなる。

【００１５】上述の導電粒子、フェノール樹脂などの仕
様およびそれらの配合量が同一であっても、ペースト中
の導電粒子の分散状態によって、被膜の電気伝導度は変
化する。すなわち、導電粒子が凝集した状態のペースト
と、分散した状態のペーストとを、それぞれ被膜化した
場合について比較すると、導電粒子が凝集したペースト
による被膜の方が抵抗値は高く、また実装工程を考慮し
た熱履歴による抵抗値の変化が大きくなる。従って、塗
料（ペースト）中の導電粒子の分散状態が良いほど被膜
の抵抗値が低く、好適である。

【００１６】本発明においては、カーボン系導電ペース
トの分散剤であるポリビニルブチラールの配合量を、炭
素質粉末１００重量部に対して２〜６重量部とすること
を特徴とする。分散剤の量が２重量部未満では良好な分
散状態が得られず、一方、６重量部を越えても、分散状
態がそれ以上良好になるわけではなく、また、絶縁体成
分が増加することによる抵抗値の上昇を招くので本発明
の目的を達し得ない。

【００１７】また、本発明におけるチタネート系カップ
リング剤は、前記特定のＤＢＰ吸油量のカーボンブラッ
ク１００重量部に対して８〜１２重量部添加することを
特徴とする。８重量部未満では良好な分散性が達成され
ず、また、１２重量部を越えると分散性に変化が認めら
れなくなると共に、被膜の基板に対する密着性が極端に
低下する。チタネート系カップリング剤は熱変性により
チタンと炭素の化合物を生成して固化するが、カップリ
ング剤の沸点はいずれも２００℃を越えており、カーボ
ン被膜化のための１５０℃程度の温度では限られた量し
か熱変性されない。そのため、カップリング剤の添加量
を多くすると、被膜中にカップリング剤が液状態で残存
して、プリント配線基板に対するカーボン被膜の密着性
が低下する。

【００１８】

【発明の実施の形態】有機溶剤に溶解したレゾール型フ
ェノール樹脂中に、ジブチルフタレート吸油量が１１５
〜１７０ｃｃのカーボンブラックと平均粒子径が１０〜
２０μｍの天然リン片状黒鉛とからなる炭素質粉末を、
分散剤のポリビニルブチラールおよびおよびチタネート
系カップリング剤と共に混練、分散させることにより、
安定性と電気伝導性に優れたカーボン被膜を形成し得る
カーボン系導電ペーストを製造する。

【００１９】

【実施例】次に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説
明する。＜実施例１＞（実施試料１〜４、比較試料１〜３）カーボンブラックのＤＢＰ吸油量の依存性（ペーストの調整）平均粒子径が１６μｍ（粒子径範囲
２〜８５μｍ）の天然リン片状黒鉛（商品名：ＢＦ−１
６Ａ、中越黒鉛(株)製）とカーボンブラックおよびレゾ
ール型フェノール樹脂に、分散剤としてポリビニルブチ
ラール（商品名：エスレックＢＨ−Ｓ、積水化学(株)
製）とチタネート系カップリング剤（商品名：プレンア
クトＫＲ９ＳＡ、味の素(株)製）を以下の配合割合で秤
量し、有機溶剤のブチルセロソルブを適宜加えてライカ
イ機で混合した後、３本ロールミルで混練した。最後
に、ブチルセロソルブを添加してペーストの粘度を調整
し、カーボン系導電ペーストを作製した。なお上記のレ
ゾール型フェノール樹脂の重量平均分子量は１４６０で
ある。配合成分重量部黒鉛６０カーボンブラック４０レゾール型フェノール樹脂（固形分として）６７ポリビニルブチラール樹脂４チタネート系カップリング剤４ブチルセロソルブ適宜（カーボン被膜の作製）上記のカーボン系導電ペースト
を、ステンレス鋼ワイヤからなり、乳剤厚さが２０μｍ
の２００メッシュスクリーンマスクを用いて、紙フェノ
ール製のプリント配線基板上に幅１ｍｍ、長さ１０ｍｍ
の配線パターンをスクリーン印刷し、１５０℃で１５分
間の熱硬化処理を施してカーボン被膜を形成した。（試料の評価）上記のようにして得た被膜の電気抵抗値
をデジタルマルチメーターで測定し、被膜厚さを面粗さ
計で測定し、次式〔I〕を用いて、膜厚２０μｍのとき
のシート抵抗値（Ω／□）を求めた。

【数１】ここで、Ｒは配線部の抵抗値（Ω）、ｗは塗膜幅（ｍ
ｍ）、ｔは塗膜厚さ（μｍ）、およびｌは塗膜の長さ
（ｍｍ）を示す。また、被膜の基板に対する密着性の評
価は、銅箔上にカーボン被膜を形成した後、２６０℃の
ハンダ（組成Ｓn−４０Ｐb）槽中に１０秒間基板を浸漬
し、放冷した後、セロテープを貼りつけてカーボン被膜
の剥れの有無を確認した。試験に用いたカーボンブラッ
ク７点の仕様と各種ペーストから得られたカーボン被膜
の特性を第１表に示す。なお、実施例は４点であり、比
較例としては３点を挙げた。

【００２０】

【表１】

【００２１】ＤＢＰ吸油量が本願発明の範囲内にある実
施試料１〜４では、シート抵抗値が１０Ω／□以下の良
好な電気伝導性を有し、基板に対する密着性も良好であ
る。中でもＤＢＰ吸油量が１２９〜１５５cc／１００ｇ
のもの（試料２および３）は特に電気伝導性に優れてい
る。これに対し、ＤＢＰ吸油量が低い比較試料１は、シ
ート抵抗値が３０Ω／□であり、従来のカーボン系導電
ペーストによるカーボン被膜と同程度の電気伝導性であ
る。これはストラクチャーの発達が未熟なために、導電
粒子間の接触が十分でないためであると思われる。一
方、ＤＢＰ吸油量が本発明の範囲を超える比較試料２お
よび３の内、ＤＢＰ吸油量が２１０cc／１００ｇの比較
試料２は、密着性は良好であるが、バインダーによる結
着力の低下から粒子間の接触抵抗が高くなり、良好な電
気伝導性のものは得られない。さらにＤＢＰ吸油量が高
く３６０cc/１００ｇの比較試料３では密着性も低下し
て不良であった。また、ペースト化の際に溶媒のブチル
セロソルブの配合量は、ペースト中の５０〜６０重量％
になり、印刷後、配線パターンの縁部に滲みが見られ
た。

【００２２】＜実施例２＞（実施試料５〜７、比較試料
４、５）レゾール型フェノール樹脂の重量平均分子量の依存性に
ついて検討する。なお、カーボンブラックにはＤＢＰ吸
油量が１２９cc／１００ｇのものを使用した。またペー
スト化のための各材料の配合量は実施例１に準じた。試
験に用いたレゾール型フェノール樹脂５点の仕様と各種
ペーストから得られたカーボン被膜の特性を第２表に示
す。なお、ここで実施試料は３点であり、比較試料は２
点である。

【００２３】

【表２】

【００２４】レゾール型フェノール樹脂の重量平均分子
量が本願発明の範囲にある実施試料５〜７は、シート抵
抗値が１０Ω／□以下の良好な電気伝導性を有し、基材
に対する密着性も良好である。中でも重量平均分子量が
最も高い１４６０のもの（試料７）は、特に電気伝導性
に優れている。これに対し、レゾール型フェノール樹脂
の重量平均分子量が低い比較試料４および５は、導電粒
子である炭素質粉末に対する樹脂の濡れ性が高く、炭素
質粉末の表面を樹脂が被覆してしまうので、良好な電気
伝導性のものが得られない。また、熱硬化時の収縮応力
が大きいためにプリント配線基板に対する被膜の密着性
が不良である。

【００２５】＜実施例３＞（実施試料８〜１０、比較試
料６、７）炭素質粉末の黒鉛とカーボンブラックの重量配合比率の
依存性について検討する。なお、黒鉛として平均粒子径
が１６μｍ（粒子径範囲２〜８５μｍ）の天然リン片状
黒鉛（商品名：ＢＦ−１６Ａ、中越黒鉛(株)製）を、カ
ーボンブラックとしてＤＢＰ吸油量が１２９cc／１００
ｇのものを用いて、炭素質粉末の合計量を１００重量部
とし、その他の材料の配合については実施例１と同様に
した。試験に用いた炭素粉末の配合の種類は５点であ
り、その内実施試料は３点、比較試料は２点である。こ
れらの特性を第３表に示す。

【００２６】

【表３】

【００２７】炭素質粉末の黒鉛とカーボンブラックの重
量配合比率が本願発明の範囲内にある実施試料８〜１０
は、シート抵抗値が１０Ω／□以下の良好な電気伝導性
を有し、プリント配線基板に対する密着性も良好であ
る。中でも黒鉛とカーボンブラックの重量配合比が６
０：４０のもの（試料９）は特に電気伝導性に優れてい
る。これに対し、炭素質粉末中のカーボンブラックの配
合量が多い比較試料６の被膜の電気伝導性は低い。逆に
炭素質粉末中の黒鉛の配合量が多い比較試料７も電気伝
導性は低い。

【００２８】＜実施例４＞（実施試料１１〜１３、比較
試料８、９）炭素質粉末（黒鉛とカーボンブラック）に対するレゾー
ル型フェノール樹脂の有効固形分の重量配合比率の依存
性について検討する。なお、黒鉛としては平均粒子径が
１６μｍ（粒子径範囲２〜８５μｍ）の天然リン片状黒
鉛（商品名：ＢＦ−１６Ａ、中越黒鉛(株)製）を使用
し、カーボンブラックとしてはＤＢＰ吸油量が１２９cc
／１００ｇのものを用い、またレゾール型フェノール樹
脂としては重量平均分子量が１４６０のものを使用し
た。上記炭素質粉末の合計量を１００重量部とし、かつ
フェノール樹脂の配合量を変え、その他の材料の配合に
ついては実施例１と同様にした。試験に用いた配合の種
類は５点で、実施試料は３点、比較試料は２点である。
それらの特性を第４表に示す。

【００２９】

【表４】

【００３０】炭素質粉末に対するレゾール型フェノール
樹脂の有効固形分の重量配合比率が本願発明の範囲内に
ある実施試料１１〜１３は、シート抵抗値が１０Ω／□
以下の良好な電気伝導性を有し、基材に対する密着性も
良好である。中でも炭素質粉末に対するフェノール樹脂
の重量配合比が６０：４０のもの（試料１３）は、特に
電気伝導性に優れている。これに対し、炭素質粉末に比
べてフェノール樹脂の配合量が多い比較試料８は、密着
性は良好であるが、導電材である炭素質粉末の量が少な
く、シート抵抗値が高い。一方、比較試料９では、シー
ト抵抗値はそれほど高くないが、密着性がよくない。

【００３１】＜実施例５＞（実施試料１４〜１６、比較
試料１０、１１）炭素質粉末（黒鉛とカーボンブラック）に対するポリビ
ニルブチラールの添加量の依存性について検討する。な
お、黒鉛は平均粒子径が１６μｍ（粒子径範囲２〜８５
μｍ）の天然リン片状黒鉛（商品名：ＢＦ−１６Ａ、中
越黒鉛(株)製）とし、カーボンブラックはＤＢＰ吸油量
が１２９cc／１００ｇのものを使用した。両者を６０／
４０の比率で配合し、また、レゾール型フェノール樹脂
は重量平均分子量が１４６０のものを使用し、炭素質粉
末の合計量を１００重量部とし、かつポリビニルブチラ
ールの添加量を変え、その他の材料の配合については実
施例１と同様にした。試験に用いた配合の種類は５点
で、実施試料は３点および比較試料は２点である。それ
らの特性を第５表に示す。

【００３２】

【表５】

【００３３】炭素質粉末に対するポリビニルブチラール
の添加量が本願発明の範囲内にある実施試料１４〜１６
は、シート抵抗値が１０Ω／□以下の良好な電気伝導性
を有し、プリント配線基板に対する被膜の密着性もすべ
て良好である。中でもポリビニルブチラールの添加量が
４重量部の試料（試料１５）は特に電気伝導性に優れて
いる。これに対し、ポリビニルブチラールを含有しない
比較試料１０は、導電性炭素質粉末、特に天然リン片状
黒鉛の分散状態が不十分であり、良好な電気伝導性のも
のが得られない。一方、比較試料１１は、ポリビニルブ
チラールの添加量が多過ぎるためシート抵抗値はさらに
高くなった。

【００３４】＜実施例６＞（実施試料１７〜１９、比較
試料１２、１３）炭素質粉末の内、カーボンブラックに対するチタネート
系カップリング剤の添加量の依存性について検討する。
なお、黒鉛は平均粒子径が１６μｍ（粒子径範２〜８５
μｍ）の天然リン片状黒鉛（商品名：ＢＦ−１６Ａ、中
越黒鉛(株)製）とし、カーボンブラックはＤＢＰ吸油量
が１２９cc／１００ｇのものを使用した。両者を６０／
４０の比率で配合し、またレゾール型フェノール樹脂は
重量平均分子量が１４６０のものを使用し、炭素質粉末
の合計量を１００重量部とし、かつカップリング剤の添
加量を変え、その他の材料の配合については実施例１と
同様にした。試験に用いた配合の種類は５点で、その内
実施試料は３点、比較試料は２点である。それらの特性
を第６表に示す。

【００３５】

【表６】

【００３６】カーボンブラックに対するチタネート系カ
ップリング剤の添加量が本願発明の範囲内にある実施試
料１７〜１９は、シート抵抗値が１０Ω／□以下の良好
な電気伝導性を有し、基材に対する密着性も良好であ
る。これに対し、カップリング剤の添加量が少ない比較
試料１２は、炭素質粉末の内特にカーボンブラックの分
散状態が不十分であり、被膜が緻密にならず良好な電気
伝導性のものが得られない。一方、カップリング剤の添
加量が多い比較試料１３では、被膜中にカップリング剤
が残存し、やはり電気伝導性はよくなく、また、１５０
℃での熱硬化処理を施してもカップリング剤が液状のま
まで被膜中に残存するために、基材に対する被膜の付着
性が低下し、塗膜の剥離を生じる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の製造方法によるカーボン系導電
ペーストの構成は上記の通りであるが、このペーストに
より形成したカーボン被膜は、従来のカーボン系導電ペ
ーストにより形成した被膜に比べて、シート抵抗値が１
／４〜１／３程度と低く、高い電気伝導性を示すもので
ある。カーボン系導電被膜は、金属質粉末からなる導電
被膜ほど電気伝導性が良好ではないが、銀粉末における
マイグレーションや銅粉末における酸化などの問題がな
いため、プリント配線基板上に形成する回路配線部につ
いては、金属粉末からなる被膜をカーボン被膜に代替す
ることが可能となり、カーボン系導電ペーストの新たな
用途が期待できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機溶剤に溶解したレゾール型フェノー
ル樹脂中に、カーボンブラックと平均粒子径１０〜２０
μｍの天然リン片状黒鉛とからなる炭素質粉末を、ポリ
ビニルブチラールおよびチタネート系カップリング剤と
共に混練して分散させるカーボン系導電ペーストの製造
方法において、前記カーボンブラックとして、ジブチル
フタレート（ＤＢＰ）吸油量が１００ｇあたり１１５〜
１７０ｃｃであるカーボンブラックを使用することを特
徴とするカーボン系導電ペーストの製造方法。
【請求項２】（ａ）前記レゾール型フェノール樹脂の
重量平均分子量は１１００〜１５３０であり、（ｂ）前
記炭素質粉末の天然リン片状黒鉛とカーボンブラックの
配合量は重量比で５０：５０〜７０：３０であり、
（ｃ）前記炭素質粉末と前記レゾール型フェノール樹脂
の有効固形分の配合量は重量比で５０：５０〜６０：４
０であり、（ｄ）前記ポリビニルブチラールを前記炭素
質粉末１００重量部に対して２〜６重量部添加し、
（ｅ）前記チタネート系カップリング剤を前記カーボン
ブラック１００重量部に対して８〜１２重量部添加する
ことを特徴とする請求項１に記載のカーボン系導電ペー
ストの製造方法。