加热固化型导电性糊剂的制作方法_2

文档序号:8431869阅读:来源:国知局
氧树 脂和1官能环氧树脂。因此,对于其他的构成成分不作特别限定,可以遵照各种基准而任意 确定,可以配合各种成分或变更它们的组成。以下,对于此处所公开的加热固化型导电性糊 剂的构成成分等进行说明。
[0041] <导电性粉末〉
[0042] 如图I(A)示意所示,其中所公开的构成导电性粉末的导电性金属颗粒2呈现作为 核的金属颗粒的表面的至少一部分附着了脂肪族多元羧酸(2元以上的脂肪族羧酸)2a的 形态。例如,呈现作为核的金属颗粒的表面的至少一部分被脂肪族多元羧酸2a覆盖的形 态。需要说明的是,此处所说的脂肪族羧酸从结构稳定性的观点等来看可以一部分或全部 改性。例如,可以为脂肪族多元羧酸盐的状态,也可以是羧酸的一部分结构脱氢而变为羰基 (_C ( = 0)-)的状态。
[0043] 作为核的金属粉末是用于赋予导电性覆膜以电传导性的导电性物质。作为所述金 属粉末,根据用途可以考虑具备期望的导电性和其他物性等的各种金属或它们的合金等。 作为一例,可例示出金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、 锇(Os)、镍(Ni)、铝(Al)等金属和它们的合金等。其中,优选银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)等 贵金属的单质和它们的合金(银-钮(Ag-Pd)、银-钼(Ag-Pt)、银-铜(Ag-Cu)等)。特别 是从成本较廉价、电传导性还优异等来看,优选包含银及其合金的金属颗粒。
[0044] 对于作为核的金属粉末的形状不作特别限定,可以采用球状、片状(flake)、鳞片 状、针状等各种形状。其中,从制造成本的观点来看,优选大致球状的金属颗粒。需要说明 的是,本说明书中"大致球状"是指还包含球状、橄榄球状、多面体状等的术语,例如是指平 均长径比(长径/短径比)为1~2(典型的是1~1.5、例如1~1.2)的形状。
[0045] 一般来说,使用球状的金属粉末(例如球状银粉末)的情况下,颗粒间的接触呈 "点"接触,与使用片状、鳞片状等导电性粉末的情况相比,颗粒间的接触面积往往变小。其 结果,有导电性覆膜的电阻率相对变高的倾向。
[0046] 然而,若采用此处所公开的发明,则通过用脂肪族多元羧酸进行金属粉末的表面 处理、以及控制环氧树脂的组成比,可以减少导电性金属颗粒的触点处存在的环氧树脂。因 此,可以使该颗粒之间的接触面积显著增大,即使采用电阻率容易变高的球状的导电性粉 末(例如球状银粉末)的情况下,也能够形成电传导性良好的导电性覆膜。
[0047] 对于作为核的金属粉末的平均粒径不作特别限定,通常为0. 1 μπι以上(典型的是 0·5μηι以上、例如0·8μηι以上)且为5μηι以下(典型的是3μηι以下、例如2μηι以下) 即可。通过使平均粒径为0.1 μπι以上,可以高度抑制在糊剂中发生聚集、提高处理性。另 外,通过使平均粒径为5 μ m以下,可以使糊剂具有合适的流动性(粘度),可以提高操作性。 此外,可以将致密性高的导电性覆膜稳定地形成为薄膜状或细线状。因此,通过设定上述范 围,可以更高水平地发挥本发明的效果,可以稳定地形成可靠性高的导电性覆膜。
[0048] 脂肪族多元羧酸是赋予上述金属颗粒的表面以高亲水性的成分。由于脂肪族多元 羧酸在1分子中具有2个以上的吸附点(羰基),所以对于金属粉末表面的吸附性(附着 性)高。总之,即使例如一个吸附点远离金属颗粒的表面,只要另一个吸附点吸附,就能够 留在金属颗粒的表面,所以易于吸附在金属颗粒的表面、是优选的。
[0049] 作为所述脂肪族多元羧酸,例如可例示出草酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、壬二酸、 癸二酸、十二烷二羧酸等饱和脂肪族二羧酸;富马酸、马来酸、衣康酸、中康酸、柠康酸、六氢 苯二甲酸、四氢苯二甲酸、二聚酸、三聚酸、环己烷二羧酸等不饱和脂肪族二羧酸;对苯二甲 酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、苯基丁酸、苯氧基乙酸、抗坏血酸、萘二羧酸等芳香族二羧酸; 对羟基苯甲酸等芳香族羟基羧酸;以及它们的烷基取代物或链烯基取代物、脂肪族多元羧 酸的盐等。其中,从对于金属表面的优异吸附性、导电性粉末的分散稳定性等的观点来看, 优选使用烷基丁二酸和/或链烯基丁二酸。作为多元羧酸的盐,例如可例示出碱金属盐(例 如钠盐、钾盐)、碱土金属盐(例如镁盐、钙盐)等。特别优选具有较长链(例如碳链数为5 以上的烷基)的烷基或链烯基的丁二酸。由此,可以进一步抑制糊剂中的聚集。
[0050] 另外,如图I(B)示意所示,出于提高糊剂中的分散性、提高填充性、防止氧化等目 的,以往就进行了使脂肪族一元羧酸2b(l元的脂肪族羧酸、例如硬脂酸、肉豆蔻酸、月桂 酸、羊蜡酸等)附着在导电性金属颗粒2的表面的表面处理。然而,根据本发明人等的研宄, 使用脂肪族一元羧酸时导电性金属颗粒2的表面的亲水性低,所以与疏水性的环氧树脂4 的相容性会变高。其结果,环氧树脂4容易缠绕附着导电性金属颗粒2,导电性金属颗粒2 之间的触点处变得易存在(夹杂)树脂。由此,导电性覆膜的电阻率往往相对变高。
[0051] 另一方面,此处所公开的发明中,如图I(A)示意所示,选择使用2元以上的脂肪族 羧酸2a,使之附着在作为核的金属粉末的表面。由此,可以赋予金属粉末的表面以更多的羟 基。其结果,可以使导电性金属颗粒2与疏水性的环氧树脂4的润湿性降低,产生排斥环氧 树脂4的效果。因此,可以减少存在于导电性金属颗粒2之间的触点而妨碍该颗粒间的接 触的环氧树脂4的量,可以提高导电性覆膜的电子传导性。
[0052] 这种形态的导电性粉末可以采用以往公知的手法(例如,使作为核的金属粉末与 脂肪族多元羧酸在液相中反应)来制作。另外,相对于例如作为核的金属粉末100质量份, 脂肪族多元羧酸的附着量可以为〇. 01~3质量份(例如0. 01~1质量份)的水平。
[0053] 加热固化型导电性糊剂的所有固体成分中导电性粉末所占的比例通常可以为50 质量%以上,典型的是60~99质量%、例如70~98质量%,优选为80~95质量%的水 平。通过满足上述范围,糊剂的涂布性变得良好,可以稳定地形成电子传导性更加优异的导 电性覆膜。
[0054] <热固性的环氧树脂>
[0055] 环氧树脂是用于实现良好的粘接性、耐久性的成分。此处所公开的发明中,环氧树 脂包含分子内具有2个以上的环氧基的多官能环氧树脂、及分子内具有1个环氧基的1官 能环氧树脂。
[0056] 通过使用多官能环氧树脂,可以形成机械强度、耐久性、耐化学试剂性优异的导电 性覆膜。然而,只使用多官能环氧树脂的情况下,如图2(B)示意所示,多官能环氧树脂4b 的玻璃化转变温度Tg往往高于加热干燥温度。因此,加热干燥中多官能环氧树脂4b难以 流动。因此,导电性金属颗粒2之间的触点处大量存在环氧树脂4b,导电性金属颗粒2难以 发生接触。其结果,电阻率往往变高。根据本发明人等的研宄,这种倾向在使用大致球状的 导电性粉末时尤为显著。
[0057] 因此,此处所公开的技术中,如图2(A)示意所示,将1官能环氧树脂与多官能环氧 树脂混合。由此,减少环氧树脂4的交联点,从而降低该树脂的玻璃化转变温度Tg。其结 果,即使以例如200°C以下(典型的是150°C以下)的低温进行加热干燥的情况下,加热干 燥中环氧树脂4也容易流动。因此,容易得到排斥(排除)上述导电性金属颗粒2之间的 触点处存在的环氧树脂4的效果。
[0058] 作为具有2官能以上的官能团的多官能环氧树脂,可例示出双酚A型环氧树脂、双 酚F型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、萘型环氧树脂、双 环戊二烯型环氧树脂、三酚基甲烷型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、多官能苯酚型环氧 树脂、联苯型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、蒽型环氧树脂、氢 醌型环氧树脂等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上适当组合使用。
[0059] 其中,从粘接性、疏水性、获取容易性的观点等来看,优选双酚型环氧树脂、酚醛清 漆型环氧树脂、萘型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、三酚基甲烷型环氧树脂。
[0060] 对于多官能环氧树脂的环氧当量不作
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