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導(dǎo)電性糊劑和帶有導(dǎo)電膜的基材的制作方法

文檔序號:7057770閱讀:144來源:國知局
導(dǎo)電性糊劑和帶有導(dǎo)電膜的基材的制作方法
【專利摘要】提供能形成導(dǎo)電性良好且耐彎曲性優(yōu)異的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性糊劑、使用該導(dǎo)電性糊劑形成的帶有導(dǎo)電膜的基材。導(dǎo)電性糊劑的特征在于,含有:(A)體積電阻率在10μΩcm以下、平均粒徑為0.5~15μm的金屬顆粒、(B)Rx-Si-OR′4-x所示的硅烷化合物(式中,x為1~3的整數(shù),R為相互獨立且碳原子數(shù)為1~25的烷基,且條件是1~3個烷基的碳原子數(shù)總和為30以下,OR′為相互獨立且碳原子數(shù)為1~4的烷氧基)、(C)包含將甲醛作為成分之一的熱固性樹脂的粘結(jié)劑樹脂;相對于導(dǎo)電性糊劑的全部成分總和100質(zhì)量份,含有5~25質(zhì)量份(C)成分的粘結(jié)劑樹脂,含有0.01~2.5質(zhì)量份(B)成分的硅烷化合物。
【專利說明】導(dǎo)電性糊劑和帶有導(dǎo)電膜的基材

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)電性糊劑以及使用其的帶有導(dǎo)電膜的基材。

【背景技術(shù)】
[0002] -直以來,電子部件、印刷線路板等布線導(dǎo)體的形成中,已知有使用含有導(dǎo)電性高 的金屬顆粒的導(dǎo)電性糊劑的方法。其中,印刷線路板的制造如下進行:在絕緣基材上將導(dǎo)電 性糊劑涂布成期望的圖案形狀并使其固化,形成成為布線圖案的導(dǎo)電膜。
[0003] 以上述目的使用的導(dǎo)電性糊劑應(yīng)該具備如下特征:(1)具有良好的導(dǎo)電性、(2)容 易進行絲網(wǎng)印刷法、凹版印刷、(3)涂膜與絕緣基體的密合性較好、(4)可以形成細線電路、 (5)對涂膜的焊接性和焊接強度優(yōu)異、(6)可以長期維持焊料涂層電路的導(dǎo)電性等。
[0004] 為了滿足上述特征,導(dǎo)電性糊劑含有所需量的銅、銀這樣電阻率低的金屬顆粒、作 為粘結(jié)劑樹脂的酚醛樹脂等熱固性樹脂、作為分散劑的飽和脂肪酸或不飽和脂肪酸的金屬 鹽、和金屬螯合物形成劑(參照專利文獻1)。
[0005] 通過利用上述構(gòu)成的導(dǎo)電性糊劑而形成導(dǎo)電膜,可以確保良好的導(dǎo)電性。然而,在 柔性薄膜上形成導(dǎo)電膜時,由于形成的導(dǎo)電膜和柔性薄膜的密合性差,因此存在因彎曲而 導(dǎo)致電子電路斷路而導(dǎo)電性受損的問題。
[0006] 在柔性薄膜上形成電子電路時,對于耐彎曲性高的導(dǎo)電性糊劑,提出了含有金屬、 碳等導(dǎo)電性粉末、酸值為〇. 3?2. 2mgK0H/g的聚酯樹脂的導(dǎo)電性糊劑組合物(參照專利文 獻2)。
[0007] 然而,專利文獻2所述的導(dǎo)電性糊劑具有以下問題:由于使用具有柔軟的特性的 熱塑性聚酯樹脂作為粘結(jié)劑樹脂,因此容易損傷且容易斷路。
[0008] 此外,專利文獻3中公開有含有環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進劑、硅烷偶聯(lián)劑、和導(dǎo) 電性填料的導(dǎo)電性粘接劑。在該導(dǎo)電性粘接劑中,硅烷偶聯(lián)劑具有改善導(dǎo)電性填料和樹脂 的潤濕性、改善與被粘物的粘接性的效果,對得到固化物的耐濕性是有效的。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻1 :日本特開平5-212579號公報
[0012] 專利文獻2 :日本特開2005-197226號公報
[0013] 專利文獻3 :日本特開2009-1604號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明要解決的問是頁
[0015] 因此,本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電糊劑,該導(dǎo)電糊劑可以在柔性薄膜上形成 電子電路時形成具有一定的耐彎曲性的固化膜。
[0016] 用于解決問題的方案
[0017] 為了達成上述目的,本發(fā)明提供一種導(dǎo)電性糊劑,其特征在于,其含有:(A)體積 電阻率在10μΩcm以下、平均粒徑為0. 5?15μm的金屬顆粒、(B)Rx-Si-OR' 4_x所示的硅 烷化合物(式中,X為1?3的整數(shù),R為相互獨立且碳原子數(shù)為1?25的烷基,且條件是 1?3個烷基的碳原子數(shù)總和為30以下,ORi為相互獨立且碳原子數(shù)為1?4的烷氧基)、 (C)包含將甲醛作為成分之一的熱固性樹脂的粘結(jié)劑樹脂;相對于前述導(dǎo)電性糊劑的全部 成分的總和100質(zhì)量份,含有5?25質(zhì)量份前述(C)成分的粘結(jié)劑樹脂,含有0. 01?2. 5 質(zhì)量份前述(B)成分的硅烷化合物。
[0018] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑中,前述(A)成分的金屬顆粒優(yōu)選為平均粒徑在0.5? 15μm的銅顆?;蜚y顆粒。
[0019] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑中,所述(B)成分的硅烷化合物優(yōu)選為選自由甲基三甲氧 基娃燒、乙基二甲氧基娃燒、丙基二甲氧基娃燒、丁基二甲氧基娃燒、己基二甲氧基娃燒、 庚基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、壬基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十一烷基 三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十三烷基三甲氧基硅烷、十四烷基三甲氧基硅烷、 十五烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十七烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧 基硅烷構(gòu)成的組中的1種以上。
[0020] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑中,前述(C)成分的粘結(jié)劑樹脂優(yōu)選為選自由酚醛樹脂、 三聚氰胺樹脂、二甲苯樹脂和尿素樹脂構(gòu)成的組中的1種以上。
[0021] 另外,本發(fā)明提供一種帶有導(dǎo)電膜的基材,其特征在于,其在基材上具有涂布前述 本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑并使其固化而成的導(dǎo)電膜。
[0022] 在本發(fā)明的帶有導(dǎo)電膜的基材中,前述基材優(yōu)選為柔性薄膜。
[0023] 發(fā)明的效果
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電糊劑,可以得到具有高的導(dǎo)電性、且具有一定的耐彎曲性的固 化膜。具體而言,初期的電阻率在50μQcm以下,按照后述實施例所述的步驟測定的彎曲 前后的電阻率的變化(增加)量(彎曲次數(shù)為5次)為400%以下。
[0025] 此外,通過使用這樣的導(dǎo)電糊劑,可以得到作為柔性薄膜線路板等的可靠性高、可 以抑制因使用時的彎曲而導(dǎo)致的導(dǎo)電性惡化的帶有導(dǎo)電膜的基材。

【具體實施方式】
[0026] 以下,對本發(fā)明的實施方式進行說明。需要說明的是,本發(fā)明不應(yīng)被解釋為限定于 以下的說明。
[0027] <導(dǎo)電性糊劑>
[0028]本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑的特征在于含有:(A)體積電阻率在10μΩαιι以下、平均粒 徑為0. 5?15μm的金屬顆粒、(B)Rx-Si-OR' 4_χ所示的硅烷化合物(式中,X為1?3的 整數(shù),R為相互獨立且碳原子數(shù)為1?25的烷基,且條件是1?3個烷基的碳原子數(shù)總和為 30以下,OR'為相互獨立且碳原子數(shù)為1?4的烷氧基)、(C)包含將甲醛作為成分之一的 熱固性樹脂的粘結(jié)劑樹脂;相對于導(dǎo)電性糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,含有5?25 質(zhì)量份(C)成分的粘結(jié)劑樹脂,含有0. 01?2. 5質(zhì)量份(B)成分的硅烷化合物。
[0029] 以下,對構(gòu)成導(dǎo)電性糊劑的各成分進行詳細的說明。
[0030] ⑷金屬顆粒
[0031] (A)成分的金屬顆粒為導(dǎo)電性糊劑的導(dǎo)電成分。
[0032] ㈧成分的金屬顆粒要求導(dǎo)電性良好。在本發(fā)明中,使用體積電阻率在10μQcm 以下的金屬顆粒。
[0033] 作為滿足上述條件的金屬,可以列舉出金、銀、銅、鎳、鋁。其中,銀、銅因電阻低、容 易獲得等理由而優(yōu)選,從不容易出現(xiàn)遷移現(xiàn)象方面考慮特別優(yōu)選銅。
[0034] (A)成分的金屬顆粒的基于后述的定義的粒徑的平均值、即平均粒徑為0.5? 15μm〇
[0035] 本說明書中的金屬顆粒的粒徑如下計算:測定從掃描型電子顯微鏡(以下記為 "SEM")圖像中隨機選出的100個金屬顆粒的費雷特直徑,在將各金屬顆粒中的費雷特直徑 為最大值的徑向設(shè)為長軸、將與該長軸垂直的軸設(shè)為短軸時,計算該長軸方向的費雷特直 徑和該短軸方向的費雷特直徑的平均值((長軸方向的費雷特直徑+短軸方向的費雷特直 徑)/2),作為金屬顆粒的粒徑。
[0036] 需要說明的是,上述金屬顆粒的粒徑是指金屬顆粒的一次粒徑。
[0037] 本說明書中的金屬顆粒的粒徑的平均值(平均粒徑)為將上述計算出的金屬顆粒 的粒徑平均(數(shù)平均)而得到的值。
[0038] 通過使(A)成分的金屬顆粒的粒徑的平均值(平均粒徑)滿足上述范圍,包含金 屬顆粒的導(dǎo)電性糊劑的流動特性良好,利用該導(dǎo)電性糊劑容易制作精細布線。如果金屬顆 粒的粒徑的平均值(平均粒徑)小于0.5μm,則形成導(dǎo)電性糊劑時無法得到充分的流動特 性。另一方面,如果金屬顆粒的粒徑的平均值(平均粒徑)超過15μm,則有利用得到的導(dǎo) 電性糊劑難以制作精細布線的擔(dān)心。
[0039]㈧成分的金屬顆粒的粒徑的平均值(平均粒徑)優(yōu)選為0. 5?10μm,更優(yōu)選為 1 ?5μm〇
[0040] 另外,作為(A)成分的金屬顆粒,可以使用對金屬顆粒表面進行還原處理而得到 的"表面修飾金屬顆粒"。表面修飾金屬顆粒由于通過還原處理,顆粒表面的氧濃度變低,因 此金屬顆粒之間的接觸電阻變得更小,得到的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性提高。
[0041] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑中,(A)成分的金屬顆粒的配混量相對于導(dǎo)電性糊劑的全 部成分的總和100質(zhì)量份,優(yōu)選為75?95質(zhì)量份,更優(yōu)選為80?90質(zhì)量份。配混量為75 質(zhì)量份以上時,使用導(dǎo)電性糊劑所形成的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性變得良好。配混量為95質(zhì)量份以 下時,金屬顆粒和粘結(jié)劑樹脂結(jié)合的部分增加,固化膜的硬度提高,并且導(dǎo)電性糊劑的流動 特性變得良好。
[0042] ⑶硅烷化合物
[0043] (B)成分的硅烷化合物由下述式⑴表示。
[0044] Rx-Si-Or 4_x (1)
[0045] 式(1)中,X為1?3的整數(shù),R為相互獨立且碳原子數(shù)為1?25的烷基,且條件 是1?3個烷基的碳原子數(shù)總和為30以下,ORi為相互獨立且碳原子數(shù)為1?4的烷氧 基。
[0046] 即,(B)成分的硅烷化合物中,與硅原子鍵合的4個官能團中的1?3個官能團為 碳原子數(shù)為1?25的烷基,剩余的3?1個官能團為碳原子數(shù)為1?4的烷氧基。其中,2 個以上烷基與硅原子鍵合時,這些烷基可以是互相相同的,也可以是不相同的。2個以上烷 氧基與硅原子鍵合時,這些烷氧基可以是互相相同的,也可以是不相同的。
[0047] 此外,碳原子數(shù)為1?25的烷基可以為直鏈結(jié)構(gòu),或也可以為支鏈結(jié)構(gòu)。此外,烷 氧基的碳原子數(shù)為3或4的情況下,可以為直鏈結(jié)構(gòu),或也可以為支鏈結(jié)構(gòu)。
[0048] 在期望得到高的耐彎曲性的情況下,如專利文獻2所述的導(dǎo)電性糊劑,使用聚酯 樹脂等熱塑性樹脂作為粘結(jié)劑樹脂。
[0049] 然而,如專利文獻2所述的導(dǎo)電性糊劑,使用熱塑性樹脂作為粘結(jié)劑樹脂時,存在 容易損傷且容易斷路的問題。
[0050] 因此,在期望得到不易損傷的導(dǎo)電膜的情況下,使用酚醛樹脂等熱固性樹脂作為 粘結(jié)劑樹脂。然而,使用熱固性樹脂作為粘結(jié)劑樹脂時,具有不易得到耐彎曲性的傾向。本 申請發(fā)明人推斷其理由如下:熱固性樹脂的固化膜如果發(fā)生彎曲,則金屬顆粒和粘結(jié)劑樹 脂之間產(chǎn)生的應(yīng)力變大,金屬顆粒和粘結(jié)劑樹脂的界面遭到破壞,發(fā)生剝離。
[0051] 相對于此,在本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑中,對于(B)成分,通過配混上述式(1)所示的 硅烷化合物,導(dǎo)電性糊劑中的金屬顆粒和粘結(jié)劑樹脂形成適度的相互作用,金屬顆粒和粘 結(jié)劑樹脂之間產(chǎn)生的應(yīng)力得到松弛而導(dǎo)電膜的耐彎曲性提高。關(guān)于該理由,本申請發(fā)明人 進行如下推斷。
[0052] (B)成分的硅烷化合物的烷氧基經(jīng)水解形成的硅烷醇部分與金屬顆粒結(jié)合,另一 方面,烷基與(C)成分的粘結(jié)劑樹脂形成相互作用。通過該相互作用,金屬顆粒可以與粘結(jié) 劑樹脂適度地形成強的結(jié)合。在后述的實施例中,與未添加(B)成分的硅烷化合物的例6 相比,添加了(B)成分的硅烷化合物的例1?例5中的固化膜的楊氏模量變高,本申請發(fā)明 人預(yù)測這是因為由該相互作用所產(chǎn)生的結(jié)合力而引起的。
[0053] 然而,本申請發(fā)明人推斷:由該相互作用所產(chǎn)生的結(jié)合力與專利文獻3所述的導(dǎo) 電性糊劑(導(dǎo)電性粘接劑)那樣通過添加通常以提高密合性的目的使用的縮水甘油基硅 燒、氣基娃燒、疏基娃燒、丙稀酸娃燒、甲基丙稀酸娃燒這樣的娃燒偶聯(lián)劑而得到的結(jié)合力 相比弱,產(chǎn)生為一定范圍以上的應(yīng)力的情況下,在金屬顆粒和粘結(jié)劑樹脂的界面遭到破壞 之前應(yīng)力得到松弛。
[0054] 其中,為了發(fā)揮上述作用,在(B)成分的硅烷化合物中,需要與硅原子鍵合的烷基 的碳原子數(shù)為1?25,烷氧基的碳原子數(shù)為1?4。
[0055] 與硅原子鍵合的烷基的碳原子數(shù)為26以上的硅烷化合物是難以獲得的,即使在 能夠獲得的情況下,也難以確保作為導(dǎo)電性糊劑的充分的流動性。
[0056] 需要說明的是,2個以上的烷基與硅原子鍵合的情況下,烷基的碳原子數(shù)總和為 30以下。烷基的碳原子數(shù)總和為31以上時,難以確保作為導(dǎo)電性糊劑的充分的流動性。
[0057] 在(B)成分的硅烷化合物中,與硅原子鍵合的烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1?23,更優(yōu) 選為1?20。
[0058] 烷基的碳原子數(shù)總和優(yōu)選為27以下,更優(yōu)選為25以下。
[0059] 另一方面,與硅原子鍵合的烷氧基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1?3,更優(yōu)選為1?2。
[0060] 作為構(gòu)成⑶成分的上述式⑴所示的硅烷化合物,可以列舉出:甲基三甲氧基 娃燒、甲基二乙氧基娃燒、-甲基-甲氧基娃燒、-甲基-乙氧基娃燒、乙基二甲氧基娃燒、 乙基二乙氧基娃燒、-乙基-甲氧基娃燒、-乙基-乙氧基娃燒、丙基二甲氧基娃燒、丙基 二乙氧基娃燒、-異丙基-甲氧基娃燒、-丁基-乙氧基娃燒、丁基二甲氧基娃燒、丁基二 乙氧基娃燒、-丁基-甲氧基娃燒、庚基二甲氧基娃燒、庚基二乙氧基娃燒、-庚基-甲氧 基娃燒、-庚基-乙氧基娃燒、己基二甲氧基娃燒、己基二乙氧基娃燒、-己基-甲氧基娃 烷、二己基二乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、二辛基二甲氧基硅烷、二 半基-乙氧基娃燒、壬基二甲氧基娃燒、壬基二乙氧基娃燒、-壬基-甲氧基娃燒、-壬基 -乙氧基娃燒、癸基二甲氧基娃燒、癸基二乙氧基娃燒、-癸基-甲氧基娃燒、-癸基-乙 氧基娃燒、十一燒基二甲氧基娃燒、十一燒基二乙氧基娃燒、雙十一燒基-甲氧基娃燒、雙 十一燒基-乙氧基娃燒、十-燒基二甲氧基娃燒、十-燒基二乙氧基娃燒、雙十-燒基-甲 氧基娃燒、雙十-燒基-乙氧基娃燒、十二燒基二甲氧基娃燒、十二燒基二乙氧基娃燒、雙 十二燒基-甲氧基娃燒、雙十二燒基-乙氧基娃燒、十四燒基二甲氧基娃燒、十四燒基二乙 氧基娃燒、雙十四燒基-甲氧基娃燒、雙十四燒基-乙氧基娃燒、十五燒基二甲氧基娃燒、 十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十七烷基三甲氧基硅烷、十七烷基三乙氧 基娃燒、十八燒基二甲氧基娃燒、十八燒基二乙氧基娃燒、十九燒基二甲氧基娃燒、十九燒 基三乙氧基硅烷等。
[0061] 作為(B)成分,可以僅使用上述硅烷化合物中的1種,也可以同時使用2種以上。
[0062] 在上述的硅烷化合物中,從烷基部分的極性、烷氧基部分的反應(yīng)性的理由考慮優(yōu) 選:甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、己基 三甲氧基硅烷、庚基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、壬基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基 硅烷、十一烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十三烷基三甲氧基硅烷、十四烷基 三甲氧基硅烷、十五烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十七烷基三甲氧基硅烷、 十八燒基二甲氧基娃燒。
[0063] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑中,相對于導(dǎo)電性糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(B) 成分的娃燒化合物的配混量為〇. 01?2. 5質(zhì)量份,進一步優(yōu)選為0. 02?2. 0質(zhì)量份。
[0064] 通過使(B)成分的硅烷化合物的配混量滿足上述范圍,導(dǎo)電性糊劑中的金屬顆粒 和粘結(jié)劑樹脂可以形成適度的相互作用,使用導(dǎo)電性糊劑形成的導(dǎo)電膜具有良好的導(dǎo)電性 和優(yōu)異的耐彎曲性。
[0065] 相對于導(dǎo)電性糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,如果(B)成分的硅烷化合物的 配混量小于0. 01質(zhì)量份,則硅烷化合物的配混量不足,因此導(dǎo)電性糊劑中的金屬顆粒和粘 結(jié)劑樹脂無法形成適度的相互作用。因此,所形成的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性變低,且在彎曲前后的 導(dǎo)電性的變化(降低)變大。
[0066] 另一方面,相對于導(dǎo)電性糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(B)成分的娃燒化合 物的配混量超過2. 5質(zhì)量份時,認為在加熱固化時金屬顆粒相互之間的界面上存在硅烷化 合物,會阻礙金屬顆粒之間的導(dǎo)通,結(jié)果,所形成的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性變低。
[0067] (C)粘結(jié)劑樹脂
[0068] 如上所述,在要求高固化膜硬度的導(dǎo)電性糊劑中,使用熱固性樹脂作為粘結(jié)劑樹 脂。
[0069] 在本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑中,作為(C)成分的粘結(jié)劑樹脂,使用包含將甲醛作為成 分之一的熱固性樹脂的樹脂。其理由是,將甲醛作為成分之一的熱固性樹脂由于加熱固化 時的收縮大、擠壓金屬顆粒的力變強,因此容易得到高的導(dǎo)電性和高的膜硬度。此外,特別 是使用銅微粒作為金屬顆粒時,通過由甲醛生成的羥甲基的還原作用,可以抑制銅顆粒表 面的氧化,進一步適度地進行固化收縮來確保銅顆粒相互之間的接觸。
[0070] 對于將甲醛作為成分之一的熱固性樹脂,可以例示出:酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、 二甲苯樹脂、以及尿素樹脂。其中,從羥甲基的還原作用和固化收縮的程度考慮,優(yōu)選為酚 醛樹脂。固化收縮過大時,導(dǎo)電膜內(nèi)蓄積了不必要的應(yīng)力,成為機械破壞的原因。固化收縮 過少時,無法充分確保金屬顆粒相互之間的接觸。
[0071] 本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑中,(C)成分的粘結(jié)劑樹脂的配混量可以根據(jù)(A)成分(例 如銅顆粒)的體積與金屬顆粒之間存在的空隙部的體積的比率來適宜選擇,相對于導(dǎo)電性 糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,優(yōu)選為5質(zhì)量份?25質(zhì)量份,更優(yōu)選為10質(zhì)量份?20 質(zhì)量份。配混量為5質(zhì)量份以上時,粘結(jié)劑樹脂和金屬顆粒表面結(jié)合的部分增加,耐彎曲性 提高,并且導(dǎo)電性糊劑的流動特性良好。配混量為25質(zhì)量份以下時,導(dǎo)電體中的金屬部分 變多,可以充分地確保金屬顆粒相互之間的觸點,因此,使用導(dǎo)電性糊劑形成的導(dǎo)電膜的導(dǎo) 電性和耐彎曲性變得良好。
[0072] (D)其他成分
[0073] 對于本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑,除了上述(A)?(C)各成分以外,根據(jù)需要,在不損害 本發(fā)明的效果的范圍內(nèi),可以含有溶劑、各種添加劑(流平劑、粘度調(diào)節(jié)劑等。)。特別是, 為了得到具有適度的流動性的糊劑,優(yōu)選含有可溶解熱固性樹脂的溶劑。
[0074] 作為溶劑,例如可以使用:環(huán)己酮、環(huán)己醇、萜品醇、乙二醇、乙二醇單乙醚、乙二醇 單丁醚、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇單乙醚、二乙二醇 單丁醚、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯。作為印刷用糊劑,從形成適度的 粘度范圍的觀點出發(fā),相對于導(dǎo)電性糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,導(dǎo)電性糊劑中含 有的溶劑的量優(yōu)選為5?40質(zhì)量份的比例。
[0075] 導(dǎo)電性糊劑可以通過將上述(A)?(C)各成分、以及根據(jù)需要添加的前述溶劑等 其它成分混合而得到。在混合上述(A)?(C)各成分時,可以在不出現(xiàn)熱固性樹脂固化、溶 劑揮發(fā)的程度的溫度下,邊加熱邊進行。
[0076] 混合、攪拌時的溫度優(yōu)選為KTC?50°C,更優(yōu)選為20°C?30°C。制備導(dǎo)電糊劑時, 通過加熱至KTC以上的溫度,可以充分降低糊劑的粘度,可以使攪拌順利且充分地進行。另 一方面,混合、攪拌時的溫度超過50°c時,在糊劑中,可能發(fā)生樹脂的固化、發(fā)生顆粒相互之 間的熔合。需要說明的是,為了防止混合時金屬顆粒被氧化,優(yōu)選在用惰性氣體進行了置換 的容器內(nèi)進行混合。
[0077] 在以上說明的本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑中,由于含有㈧成分的體積電阻率在 10μΩcm以下的、平均粒徑為〇· 5?15μm的金屬顆粒、(B)成分的上述式(1)所示的硅烷 化合物、和(C)成分的包含將甲醛作為成分之一的熱固性樹脂的粘結(jié)劑樹脂,因此利用該 導(dǎo)電性糊劑所形成的導(dǎo)電膜的膜硬度高、且導(dǎo)電性和耐彎曲性優(yōu)異。
[0078] <帶有導(dǎo)電膜的基材>
[0079] 本發(fā)明的帶有導(dǎo)電膜的基材具有基材、和在該基材上涂布上述的本發(fā)明的導(dǎo)電性 糊劑并使其固化而形成的導(dǎo)電膜。
[0080] 如上所述,使用本發(fā)明的導(dǎo)電性糊劑所形成的導(dǎo)電膜具有良好的導(dǎo)電性和優(yōu)異的 耐彎曲性,因此作為基材主體,優(yōu)選柔性薄膜。作為柔性薄膜,可列舉出:塑料基板(例如, 聚酰亞胺基板、聚酯基板等)、由纖維強化復(fù)合材料形成的基板(例如,玻璃纖維強化樹脂 基板等)。
[0081] 作為導(dǎo)電性糊劑的涂布方法,可以列舉出:絲網(wǎng)印刷法、輥涂法、氣刀涂布法、刮刀 涂布法、棒涂法、凹版涂布法、模涂法、滑動涂布(slidecoat)法等公知的方法。其中尤其 優(yōu)選絲網(wǎng)印刷法。
[0082] 涂布層的固化通過利用熱風(fēng)加熱、熱輻射加熱等方法進行加熱,使導(dǎo)電性糊劑中 的樹脂(熱固性樹脂)固化來進行。
[0083] 加熱溫度及加熱時間根據(jù)導(dǎo)電膜所要求的特性適宜決定即可。加熱溫度優(yōu)選為 80°C?200°C。加熱溫度為80°C以上時,粘結(jié)劑樹脂的固化順利地進行,金屬顆粒之間的接 觸良好,導(dǎo)電性以及耐久性提高。加熱溫度為200°C以下時,可以使用塑料基板作為基材主 體,從而基材選擇的自由度提1?。
[0084] 對于在基材上形成的導(dǎo)電膜的厚度,從確保穩(wěn)定的導(dǎo)電性和布線形狀的維持的觀 點出發(fā),優(yōu)選為Iym?200μπι,更優(yōu)選處于5μπι?IOOym的范圍。
[0085] 導(dǎo)電膜的電阻率(也稱作體積電阻率。)優(yōu)選為50μQcm以下。導(dǎo)電膜的電阻率 超過50μQcm時,有時難以用作電子設(shè)備用的導(dǎo)電體。
[0086] 另外,按照后述實施例所述的步驟測定的彎曲前后的電阻率的變化(增加)量 (彎曲次數(shù)為5次)優(yōu)選為400 %以下,更優(yōu)選為200 %以下,進一步優(yōu)選為150 %以下。
[0087] 實施例
[0088] 以下,通過實施例對本發(fā)明進行進一步詳細的說明,但本發(fā)明不限于這些實施例。 例1?例5為實施例,例6為比較例。需要說明的是,金屬顆粒(銅顆粒)的平均粒徑、導(dǎo) 電膜的厚度以及電阻率分別使用以下所示的裝置來測定。
[0089] (平均粒徑)
[0090] 使用銅顆粒作為金屬顆粒。銅顆粒的粒徑如下計算:測定從利用SEM(HITACHI HIGH-TECHNOLOGIESCORPORATION制,S-4300)得到的SEM圖像中隨機選擇的100個顆粒的 費雷特直徑,在將各銅顆粒的費雷特直徑為最大值的徑向設(shè)為長軸、將與該長軸垂直的軸 設(shè)為短軸時,計算該長軸方向的費雷特直徑和該短軸方向的費雷特直徑的平均值((長軸 方向的費雷特直徑+短軸方向的費雷特直徑)/2),作為銅顆粒的粒徑。此外,通過將計算出 的銅顆粒的粒徑平均(數(shù)平均),從而求出粒徑的平均值(平均粒徑)。
[0091] (導(dǎo)電膜的厚度)
[0092] 導(dǎo)電膜的厚度使用DEKTAK3(VeecometrologyGroup公司制)測定。
[0093] (導(dǎo)電膜的電阻率)
[0094] 導(dǎo)電膜的電阻率使用四端子式體積電阻率計(MITSUBISHIPETROCHEMICAL CO.,LTD.,INC.制,型號:lorestaIPMCP-T250)測定。
[0095] 例I
[0096] 在玻璃制的燒杯中加入3.Og甲酸和50質(zhì)量%的次磷酸水溶液9.Og后,將該燒杯 放入水浴保持在40°C。在該燒杯中緩慢添加粒徑的平均值為3μm的銅顆粒(三井金屬礦 業(yè)株式會社制,商品名:1400YP)5. 0g,攪拌30分鐘得到銅分散液。
[0097] 使用離心分離器,在轉(zhuǎn)速3000rpm下進行10分鐘離心分離,從得到的銅分散液中 回收沉淀物。將該沉淀物分散于30g蒸餾水中,通過離心分離再次使聚集物沉淀,使沉淀物 分離。其后,在_35kPa的減壓下、在80°C下對得到的沉淀物加熱60分鐘,使殘留水分揮發(fā) 從而緩慢除去,得到顆粒表面被表面修飾了的銅顆粒(A)。
[0098] 表面修飾后的銅顆粒的粒徑的平均值未變化,為3μm。需要說明的是,對于表面修 飾后的銅顆粒的粒徑的平均值未變化這一點,以下所示的其他實施例和比較例也是同樣。
[0099]接著,在將 3. 7g作為(C)成分的酚醛樹脂(GUNEICHEMICALINDUSTRYCO.,LTD. 制,商品名:RESITOPPL6220,在以下的例中全部相同。)溶解于4. 3g乙二醇單丁醚乙酸 酯而形成的樹脂溶液中,加入12g得到的表面修飾銅顆粒(A)。進而,與該混合物一起,將 0.030g作為(B)成分的甲基三甲氧基硅烷裝入研缽,在室溫下混合從而得到銅糊劑。需要 說明的是,相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(B)成分的配混量為0. 25質(zhì)量份。 相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(C)成分的配混量為16質(zhì)量份。
[0100] 例 2
[0101] 在將3. 7g作為(C)成分的酚醛樹脂溶解于4. 3g乙二醇單丁醚乙酸酯而形成的樹 脂溶液中,加入12g與例1同樣地得到的表面修飾銅顆粒(A)。進而,與該混合物一起,將 0.030g作為(B)成分的丙基三甲氧基硅烷裝入研缽,在室溫下混合從而得到銅糊劑。需要 說明的是,相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(B)成分的配混量為0. 25質(zhì)量份。 相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(C)成分的配混量為16質(zhì)量份。
[0102] 例 3
[0103] 在將3. 7g作為(C)成分的酚醛樹脂溶解于4. 3g乙二醇單丁醚乙酸酯而形成的樹 脂溶液中,加入12g與例1同樣地得到的表面修飾銅顆粒(A)。進而,與該混合物一起,將 〇.〇30g作為(B)成分的十二烷基三甲氧基硅烷裝入研缽,在室溫下混合從而得到銅糊劑。 需要說明的是,相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(B)成分的配混量為0. 25質(zhì) 量份。相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(C)成分的配混量為16質(zhì)量份。
[0104] 例4
[0105] 在將3. 7g作為(C)成分的酚醛樹脂溶解于4. 3g乙二醇單丁醚乙酸酯而形成的樹 脂溶液中,加入12g與例1同樣地得到的表面修飾銅顆粒(A)。進而,與該混合物一起,將 0.060g作為(B)成分的十二烷基三甲氧基硅烷裝入研缽,在室溫下混合從而得到銅糊劑。 需要說明的是,相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(B)成分的配混量為0. 50質(zhì) 量份。相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(C)成分的配混量為16質(zhì)量份。
[0106]例 5
[0107] 在將3. 7g作為(C)成分的酚醛樹脂溶解于4. 3g乙二醇單丁醚乙酸酯而形成的樹 脂溶液中,加入12g與例1同樣地得到的表面修飾銅顆粒(A)。進而,與該混合物一起,將 〇.〇30g作為(B)成分的十八烷基三甲氧基硅烷裝入研缽,在室溫下混合從而得到銅糊劑。 需要說明的是,相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(B)成分的配混量為0. 25質(zhì) 量份。相對于銅糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,(C)成分的配混量為16質(zhì)量份。
[0108] 例 6
[0109] 相對于與例1同樣地得到的表面修飾銅顆粒(A) 12g,不添加(B)成分的硅烷化合 物,除此之外,與例1同樣地在室溫下混合從而得到銅糊劑。
[0110] 接著,分別在75μm厚度的PET上涂布由例1?例6得到的銅糊劑,在150°C下加 熱30分鐘,使作為(C)成分的酚醛樹脂固化,形成厚度為15μm的導(dǎo)電膜。然后,使用微小 硬度測定儀(FISCHERCO. ,LTD.制,商品名:PIC0DENT0RHM500)測定得到的導(dǎo)電膜的楊氏 模量(單位GPa)。
[0111] 此外,使用電阻計(KEITHLEYINSTRUMENTS制,商品名:MILLIOHMHITESTER)測定 得到的導(dǎo)電膜的電阻,測定電阻率(體積電阻率;單位μQcm)。此外,對于導(dǎo)電膜,重復(fù)在 半徑Imm的圓筒上以導(dǎo)體朝內(nèi)卷繞、接著朝外卷繞、然后放開這樣的彎曲操作5次,來測定 電阻率的變化量。
[0112] 表 1
[0113]

【權(quán)利要求】
1. 一種導(dǎo)電性糊劑,其特征在于,其含有:㈧體積電阻率在10y Qcm以下、平均粒徑 為0. 5?15 y m的金屬顆粒、(B)Rx-Si-〇R' 4_x所示的硅烷化合物、(C)包含將甲醛作為成 分之一的熱固性樹脂的粘結(jié)劑樹脂, 相對于所述導(dǎo)電性糊劑的全部成分的總和100質(zhì)量份,含有5?25質(zhì)量份所述(C)成 分的粘結(jié)劑樹脂,含有〇. 01?2. 5質(zhì)量份前述(B)成分的硅烷化合物, 式Rx-Si-〇R' 4_x中,x為1?3的整數(shù),R為相互獨立且碳原子數(shù)為1?25的烷基,且 條件是1?3個烷基的碳原子數(shù)總和為30以下,OR'為相互獨立且碳原子數(shù)為1?4的烷 氧基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性糊劑,其中,所述(A)成分的金屬顆粒為平均粒徑在 0. 5?15 y m的銅顆粒或銀顆粒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)電性糊劑,其中,所述(B)成分的具有碳原子數(shù)為1? 25的燒基部分的娃燒為選自由甲基二甲氧基娃燒、乙基二甲氧基娃燒、丙基二甲氧基娃燒、 丁基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、庚基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、壬基三甲 氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十一烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十三烷基 二甲氧基娃燒、十四燒基二甲氧基娃燒、十五燒基二甲氧基娃燒、十7K燒基二甲氧基娃燒、 十七烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷構(gòu)成的組中的1種以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的導(dǎo)電性糊劑,其中,所述(C)成分的粘結(jié)劑樹脂為 選自由酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、二甲苯樹脂、以及尿素樹脂構(gòu)成的組中的1種以上。
5. -種帶有導(dǎo)電膜的基材,其特征在于,其在基材上具有涂布權(quán)利要求1?4任一項所 述的導(dǎo)電性糊劑并使其固化而成的導(dǎo)電膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有導(dǎo)電膜的基材,其中,所述基材為柔性薄膜。
【文檔編號】H01B5/14GK104425056SQ201410455807
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】赤間佑紀, 平社英之, 米田貴重 申請人:旭硝子株式會社
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