导电性组合物、其制造方法以及导电性材料技术

本发明专利技术的课题在于提供一种即便在大气下煅烧的情形时，也可形成显示出良好的导电性及耐湿热性的导电膜的导电性组合物。本发明专利技术的导电性组合物含有在铜粉(A)的表面附着有抗坏血酸衍生物(B)的表面处理铜粉(AB)、粘合剂树脂(C)以及具有酸性基的分散剂(D)。利用导电性组合物解决所述课题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电性组合物、其制造方法以及导电性材料
本专利技术涉及一种导电性组合物及其制造方法。进而，本专利技术涉及一种具备基材及导电膜的导电性材料，所述导电膜为导电性组合物的干燥物或硬化物。
技术介绍
作为电子零件、导电性片材用的薄膜形成方法或导电电路的形成方法，已知蚀刻法及印刷法。蚀刻法为通过利用蚀刻液将金属被膜的一部分去除而获得所需形状的电路图案的方法，但通常步骤烦杂，且另需要废液处理，故有费用或环境负荷的问题。另外，利用蚀刻法所形成的导电电路是由铝或铜等金属材料等所形成，故有不耐受弯折等物理冲击等问题。因此，为了解决这些问题而更廉价地形成导电电路，导电性糊备受注目。通过印刷导电性糊，可容易地形成导电电路。进而可期待电子零件的小型轻量化、生产性的提高、低成本化的实现，故正全力进行与可印刷的导电性糊有关的研究开发，且已有大量的提案。关于导电性糊，就确保高导电性的观点而言，主要使用以银(Ag)作为主成分的银糊。然而，银糊在高温、高湿下的通电下，容易产生银原子电离被引入电场中而移动的离子迁移(ionmigration)(电析)。若在配线电路上产生离子迁移，则有引起电路间的短路，配线电路的可靠性降低之虞。因此，为了提高电子设备或配线的可靠性，提出了利用代替银而使用铜的导电糊的技术。铜不易发生离子迁移，故可提高电路的连接可靠性。另外，因其离子迁移性低，故也可通过使用铜糊来实现对于银而言困难的在配线间交替传送电讯号的电路图案。然而，通常铜粉容易氧化，若暴露在高湿度的环境下，则容易因环境中所含的水分或氧等的反应而产生铜氧化物。因此，将铜糊煅烧而形成的导电膜存在因氧化被膜的影响而导电膜总体的体积电阻率容易变高等问题。为了解决此种问题，提出了利用湿式还原法来制造调配至铜糊中的铜粉末的技术，但实际情况为电路配线用的导电糊的体积电阻率的上升未得到充分改善。电路配线用的铜糊的通电机制(mechanism)在于因煅烧时的涂膜的体积变化而铜粉彼此被压接，故导电性大幅度地受到铜粉表面的氧化状态、涂膜内的树脂的填充结构的影响。之前以来，提出了在铜糊中调配邻苯二酚(catechol)、间苯二酚(resorcin)、对苯二酚(hydroquinone)那样的具有还原作用的物质(以下称为还原剂)而防止铜粉表面的氧化的技术(例如专利文献1)。另外，提出了利用抗坏血酸的还原作用而防止铜粉表面的氧化的技术(例如专利文献2及专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开平8-73780号公报专利文献2：国际公开第2014/104032号公报专利文献3：日本专利特开2015-049988号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题如上所述，抑制铜粉表面的氧化对于使用铜糊而形成的导电膜而言重要。然而，专利文献1～专利文献3中记载的方法中，所调配的还原剂无法充分抑制铜的氧化。本专利技术的目的在于提供一种导电性组合物，其即便于在大气下煅烧(以下有时也称为干燥或硬化)的情形时，也可形成显示出良好的导电性及耐湿热性的导电膜。解决问题的技术手段本专利技术人等人为了解决所述问题而进行了潜心研究，结果发现，重要的是抑制铜粉表面的氧化并且使铜粉间的接触牢固，以至完成了本专利技术。即，本专利技术涉及一种导电性组合物，其包含表面处理铜粉(AB)、粘合剂树脂(C)以及具有酸性基的分散剂(D)，其中所述表面处理铜粉(AB)是在铜粉(A)的表面附着有下述通式(1)或通式(2)所表示的抗坏血酸或其衍生物(B)。通式(1)[化5](通式(1)中，R1及R2分别独立地表示氢原子或可具有取代基的酰基。)通式(2)[化6](通式(2)中，R11及R12分别独立地表示氢原子或可具有取代基的烷基。)另外，本专利技术涉及一种导电性组合物的制造方法，其使所述抗坏血酸或其衍生物(B)附着于铜粉(A)的表面，获得表面处理铜粉(AB)，将所述表面处理铜粉(AB)、粘合剂树脂(C)以及具有酸性基的分散剂(D)混合。进而，本专利技术涉及一种导电性材料，其具备基材及导电膜，所述导电膜为所述导电性组合物的干燥物或硬化物。专利技术的效果通过本专利技术，可提供一种导电性组合物及其硬化物、层叠物，所述导电性组合物即便在大气下的煅烧中也显示出良好的导电性，可用于形成电路。附图说明图1为利用扫描式电子显微镜对实施例1中所用的表面处理铜粉(AB)的粒子表面的状态进行观察的图。图2为利用能量分散型X射线分析装置对实施例1中所用的表面处理铜粉(AB)的粒子表面的状态进行观察，对碳及铜进行元素匹配的图。具体实施方式[导电性组合物]本专利技术的导电性组合物如上所述那样包含利用抗坏血酸或其衍生物(B)(以下也简单地称为抗坏血酸衍生物(B))对铜粉(A)的表面进行处理而成的表面处理铜粉(AB)、粘合剂树脂(C)以及具有酸性基的分散剂(D)。<表面处理铜粉(AB)>本专利技术中使用的表面处理铜粉(AB)成为导电性组合物的导电成分。表面处理铜粉(AB)是在铜粉(A)表面的至少一部分上附着有抗坏血酸衍生物(B)。通过利用抗坏血酸衍生物(B)将铜粉(A)表面的至少一部分被覆，可使作为还原性物质的抗坏血酸衍生物存在于铜粉(A)表面附近，结果可使在大气中煅烧导电性组合物时所形成的铜氧化物更有效率地还原而恢复成铜，可提高导电性。<铜粉(A)>铜粉(A)的D50平均粒径优选为在0.1μm～30μm的范围内，更优选为在0.1μm～10μm的范围内。通过D50平均粒径为0.1μm以上，可进一步降低导电膜内的粒子彼此的接触电阻，提高导电性。另外，通过D50平均粒径为30μm以下，可在进行网版印刷而制作导电膜时，形成更平滑的导电膜。再者，D50平均粒径为使用激光衍射粒度分布测定装置所求出的体积粒度分布的累计50％的粒度的含意。关于铜粉(A)的形状，只要可获得所需的导电性即可，形状并无限定。具体而言，例如可使用球状、薄片(flake)状、叶状、树枝状、板状、针状、棒状、葡萄状等公知形状的铜粉。<抗坏血酸衍生物(B)>本专利技术中所用的抗坏血酸或其衍生物(B)是由下述通式(1)或通式(2)所表示。对铜氧化物的还原力源自抗坏血酸衍生物(B)中的烯二醇(enediol)结构。因此，也能以残留所述结构的形式而合成抗坏血酸的衍生物，适当制备溶解度或极性而使用。通式(1)[化7](通式(1)中，R1及R2分别独立地表示氢原子或可具有取代基的酰基。)通式(1)中的R1及R2的酰基(-COR)表示键结有碳数1～18的直链状、分支链状、单环状或缩合多环状的脂肪族的羰基，或者键结有碳数6～10的单环状或缩合多环状芳基的羰基。酰基具体而言，例如可列举：甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、三甲基乙酰基、月桂酰基、肉豆蔻酰基、棕榈酰基、硬脂酰基、环戊基羰基、环己基羰基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丁烯酰基、异丁烯酰基、油酰基、苯甲酰基、1-萘甲酰基、2-萘甲酰基等，但不限定于这些基团。R1及R2的酰基分别可由取代基将酰基内的氢原子取代，由此也可进一步调节溶解性或极性。此处，取代基可列举羟基、卤素原子等，但不限定于此。通式(2)[化8](通式(2)中，R11及R12分别独立地表示氢原子或可具有取代基的烷基。)通式(2)为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电性组合物，包含表面处理铜粉(AB)、粘合剂树脂(C)以及具有酸性基的分散剂(D)，其中所述表面处理铜粉(AB)是在铜粉(A)的表面上附着有下述通式(1)或通式(2)所表示的抗坏血酸或其衍生物(B)；通式(1)[化1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.29 JP 2016-015287;2016.10.28 JP 2016-211921.一种导电性组合物，包含表面处理铜粉(AB)、粘合剂树脂(C)以及具有酸性基的分散剂(D)，其中所述表面处理铜粉(AB)是在铜粉(A)的表面上附着有下述通式(1)或通式(2)所表示的抗坏血酸或其衍生物(B)；通式(1)[化1](通式(1)中，R1及R2分别独立地表示氢原子或可具有取代基的酰基)；通式(2)[化2](通式(2)中，R11及R12分别独立地表示氢原子或可具有取代基的烷基)。2.根据权利要求1所述的导电性组合物，其中通式(1)所表示的抗坏血酸或其衍生物(B)的R1及R2为氢原子。3.根据权利要求1或2所述的导电性组合物，其中所述具有酸性基的分散剂(D)的酸性基为磷酸基。4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电性组合物，其中所述具有酸性基的分散剂(D)还具有氨基...

【专利技术属性】
技术研发人员：长井裕之，上杉隆彦，野上孝幸，
申请(专利权)人：东洋油墨SC控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP