JP2003234016A - 導電性組成物 - Google Patents
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Abstract
いても接合界面での電気的信頼性が高く接合強度の大き
い導電性組成物を提供する。 【解決手段】 粒径0.5 〜60μm の銀粉末及び粒径0.5
〜60μm の錫粉末からなる金属粉末と分散剤とを含んで
なる導電性組成物であって、前記錫粉末の粒形が球状で
あり、且つ、全体量に対する金属粉末の含有量が85〜93
重量％であり、且つ、前記銀粉末と前記錫粉末との配合
割合が重量比で75〜50：25〜50であり、且つ、前記分散
剤が多価アルコール、炭化水素及びアルコールエステル
から選ばれる沸点200 ℃以上の単独又は混合の溶剤であ
る導電性組成物。
Description
からなる金属粉末と分散剤とを含んでなる回路基板に好
適な導電性組成物に関するものである。
性組成物として、特開昭52-66540号公報には、導電性金
属粉の10〜40重量％を最大粒径40μ以下、平均粒径10μ
以下の錫粉とし、残部を銀粉とした該導電性金属粉60〜
80重量部と残りは樹脂及び溶剤より成る加熱乾燥型導電
塗料が開示されており、特開2000-101925 号公報には、
最大粒径が60μm 以下の銀粉末と錫粉末、熱硬化型樹脂
及び溶剤から成り、銀粉末と錫粉末とが重量比で 100：
０〜80：20であること及び金属粉：熱硬化型樹脂が重量
比で 100：０〜95：５である導電性組成物が開示されて
いる。
料は、コンデンサの電極接合等に要求されるハンダ付性
に優れた導電塗料とするために、導電塗料中に樹脂成分
が多く含まれており、回路基板用には適さないという問
題点があった。
合界面における電気的信頼性及び接合強度を満足するも
のではあるが、温度や振動等の環境変化に厳しい条件下
に置かれる自動車などに用いられる回路基板に要求され
る更に高いレベルでの電気的信頼性及び接合強度を満足
しないという問題点があった。
化に厳しい条件下においても接合界面での電気的信頼性
が高く接合強度の大きい導電性組成物を得ることを技術
的課題として、その具現化をはかるべく、試行錯誤的な
数多くの試作・実験を重ねた結果、錫粉末の粒形、銀粉
末と錫粉末とからなる金属粉末の含有量、銀粉末と錫粉
末との配合比、これらの金属粉末と分散剤との配合比、
さらには金属粉末と樹脂との配合比を同時に満足する特
定条件範囲を規定することにより、前記技術的課題を達
成したものである。
通りの本発明によって解決できる。
0.5 〜60μm の銀粉末及び粒径0.5〜60μm の錫粉末か
らなる金属粉末と分散剤とを含んでなる導電性組成物に
おいて、錫粉末の粒形が球状であり、且つ、全体量に対
する金属粉末の含有量が85〜93重量％であり、且つ、銀
粉末と錫粉末との配合割合が重量比で75〜50：25〜50で
あり、且つ、分散剤が多価アルコール、炭化水素及びア
ルコールエステルから選ばれる沸点200 ℃以上の単独又
は混合の溶剤としたものである。
0.5 〜60μm の銀粉末及び粒径0.5〜60μm の錫粉末か
らなる金属粉末と分散剤と樹脂とを含んでなる導電性組
成物において、錫粉末の粒形が球状であり、且つ、全体
量に対する金属粉末の含有量が85〜93重量％であり、且
つ、銀粉末と錫粉末との配合割合が重量比で75〜50：25
〜50であり、且つ、金属粉末と樹脂との配合割合が重量
比で金属粉末95以上に対して樹脂５以下であり、且つ、
分散剤が多価アルコール、炭化水素及びアルコールエス
テルから選ばれる沸点200 ℃以上の単独又は混合の溶剤
としたものである。
0.5 〜60μm の銀粉末及び粒径0.5〜60μm の錫粉末か
らなる金属粉末と分散剤とを含んでなるものであり、錫
粉末の粒形を球状とし、全体量に対する金属粉末の含有
量を85〜93重量％とし、銀粉末と錫粉末との配合割合を
重量比で75〜50：25〜50とし、分散剤として多価アルコ
ール、炭化水素及びアルコールエステルから選ばれる沸
点200 ℃以上の単独又は混合の溶剤を使用するものであ
る。
60μm の範囲とすれば、好適な塗膜を形成をすることが
できる。当該金属粉末の粒径が0.5 μm 未満では、導電
性組成物の粘度が高くなるので、印刷性が悪く、良好な
塗膜を形成することができず、その結果、接合強度が低
下すると共に、電気的信頼性が低下するので、好ましく
ない。また、粒径が60μm を越えると粒径が大きくなり
すぎるために印刷性が悪く、適正な塗膜を形成すること
が難しく、電気的信頼性が低下するので、好ましくな
い。より好ましい金属粉末粒径はそれぞれ１〜15μm で
ある。
響が小さいので、フレーク状や球状などのような形状で
もよいが、錫粉末については、その粒形がフレーク状で
は溶融した際に形状の変化が大きいために塗膜での空隙
が多くなるから、環境変化に厳しい条件下における接合
界面での電気的信頼性及び接合強度の信頼性が得られな
い場合があるので、球状の錫粉末とするのが好ましい。
％の範囲とする。金属含有量が85重量％未満では、印刷
・熱処理後の塗膜厚の変化が大きすぎて電気的信頼性に
優れた接合が得られないので、好ましくなく、金属含有
量が93重量％を越えれば、ペースト粘度が高くなりすぎ
るために印刷性が悪く、微細パターンの印刷が不可能に
なり、電気的信頼性に優れた接合が得られないので、好
ましくない。
粉末75〜50に対して錫粉末25〜50である。錫粉末の配合
比が50を越えれば、銀粉末の焼結を阻害するために導電
性が悪くなると共に、被着体との接合においても弱くな
り、高い電気的信頼性を得ることができないので、好ま
しくない。また、錫粉末の配合比が25未満では、接合界
面における合金層が少なくなるので、高い電気的信頼性
及び接合強度を得ることができないから、好ましくな
い。
分であり、スクリーン印刷等で塗膜を均一にそして安定
して形成するためには粘度変化の小さい物を用いる必要
がある。この条件を満足できるのは、多価アルコール、
炭化水素及びアルコールエステルから選ばれる沸点200
℃以上の単独又は混合の溶剤であり、ブチルカルビトー
ル、ターピネオール、２，２，４−トリメチル−３−ヒ
ドロキシペンチルイソブチレート等の単独もしくは混合
したものが好適である。
る導電性組成物おいて、さらに、金属粉末と樹脂との配
合割合が重量比で金属粉末95以上に対して５以下の樹脂
を含有しているものである。
キシ樹脂とを使用することができ、金属粉末に対する樹
脂の配合割合が重量比で５を越えれば、接合界面に樹脂
が形成されるために接合界面の電気的信頼性が低くな
り、高い電気的信頼性を得ることができないので、好ま
しくない。また、シリコーン樹脂やポリイミド樹脂等の
熱分解温度が高い樹脂では、熱処理時に接合界面及び粉
末の粒界に樹脂が多く存在することにより電気的信頼性
が低くなり、接合強度が低下するので、好ましくない。
なる金属粉末に分散剤としてターピネオールを表１に示
す割合で加えて三本ロールミルを用いて混合して各ペー
スト状導電性組成物を得た。
シュのスクリーンを用いて銅板上に厚さ100 μm の２mm
×２mm塗膜を形成し、該塗膜上に銅箔を載せて荷重１kg
f をかけ、温度250 ℃で処理して各回路基板を製作し
た。
〜８及び比較例１〜６と同様にして各ペースト状導電性
組成物（実施例９，１０）を得、各回路基板を製作し
た。また、フレーク状錫粉末を使用した外、実施例１〜
８及び比較例１〜６と同様にして各ペースト状導電性組
成物（比較例７）を得、各回路基板を製作した。
２，４−トリメチル−３−ヒドロキシペンチルイソブチ
レート 3.5重量％からなる分散剤を使用した外、実施例
１〜８と同様にしてペースト状導電性組成物（実施例１
１）を得、回路基板を製作した。また、ターピネオール
3.5重量％及び２，２，４−トリメチル−３−ヒドロキ
シペンチルイソブチレート 3.5重量％からなる分散剤を
使用した外、実施例１〜８と同様にしてペースト状導電
性組成物（実施例１２）を得、回路基板を製作した。
における電気抵抗（ mΩ）はテスターにより測定して初
期の測定値とし、接合強度（Ｎ）は銅箔とペースト間の
引き剥がし強度を引張試験機（型式：MIM-IM-1：タンス
イ製）により測定して初期の測定値とした。さらに、条
件122 ℃−２気圧でプレッシャークッカーテスト（PTC
）を実施して100 時間放置後の電気抵抗及び接合強度
を測定してPTC 後の測定値とした。接合強度における剥
れの状態については実体顕微鏡で観察した。結果を表２
に示す。
刷パターンと同じパターンの塗膜を形成することができ
たことを示し、「不良」はパターンが不均一となって印
刷パターンと同じパターンの塗膜を形成することができ
なかったことを示す。また、接合状態における「○」は
導電性組成物中で破壊したものと銅箔がちぎれた状態に
なったものを示し、「×」は銅板、或いは、銅箔界面か
ら剥れたものを示している。
なる金属粉末にエポキシ樹脂と分散剤ターピネオールを
表３に示す割合で加えて三本ロールミルを用いて混合し
て各ペースト状導電性組成物を得た。
シュのスクリーンを用いて銅板上に厚さ100 μm の２mm
×２mm塗膜を形成し、該塗膜上に銅箔を載せて荷重１kg
f をかけ、温度250 ℃で処理して各回路基板を製作し
た。
３〜１６と同様にして各ペースト状導電性組成物を得、
各回路基板を製作した。
た外、実施例１３〜１６と同様にして各ペースト状導電
性組成物（実施例１９）を得、各回路基板を製作した。
また、分散剤として２，２，４−トリメチル−３−ヒド
ロキシペンチルイソブチレートを使用した外、実施例１
３〜１６と同様にして各ペースト状導電性組成物（実施
例２０）を得、各回路基板を製作した。また、ターピネ
オール７重量％及びブチルカルビトール 6.3重量％から
なる分散剤を使用した外、実施例１３〜１６と同様にし
て各ペースト状導電性組成物（実施例２１）を得、各回
路基板を製作した。また、ブチルカルビトール 6.3重量
％及び２，２，４−トリメチル−３−ヒドロキシペンチ
ルイソブチレート７重量％からなる分散剤を使用した
外、実施例１３〜１６と同様にして各ペースト状導電性
組成物（実施例２２）を得、各回路基板を製作した。さ
らに、ターピネオール 6.3重量％及び２，２，４−トリ
メチル−３−ヒドロキシペンチルイソブチレート７重量
％からなる分散剤を使用した外、実施例１３〜１６と同
様にして各ペースト状導電性組成物（実施例２３）を
得、各回路基板を製作した。
抗、接合強度及び接合状態を表４に示す。
回路基板では、いずれも10m Ωの電気抵抗と2.0 Ｎ（ニ
ュートン）の接合強度が得られており、温度や振動等の
環境変化に厳しい条件下においても好適な接合界面での
電気的信頼性が高く接合強度の大きい導電性組成物であ
った。
化に厳しい条件下においても接合界面での電気的信頼性
が高く接合強度の大きい導電性組成物を提供することが
できる。
クリーン印刷により回路を容易に形成することができ、
接合界面が金属接触をしている塗膜が形成できるから、
電気的信頼性の高い回路基板を作製することができる。
いといえる。
Claims (2)
- 【請求項１】 粒径0.5 〜60μm の銀粉末及び粒径0.5
〜60μm の錫粉末からなる金属粉末と分散剤とを含んで
なる導電性組成物において、錫粉末の粒形が球状であ
り、且つ、全体量に対する金属粉末の含有量が85〜93重
量％であり、且つ、銀粉末と錫粉末との配合割合が重量
比で75〜50：25〜50であり、且つ、分散剤が多価アルコ
ール、炭化水素及びアルコールエステルから選ばれる沸
点200 ℃以上の単独又は混合の溶剤である導電性組成
物。 - 【請求項２】 粒径0.5 〜60μm の銀粉末及び粒径0.5
〜60μm の錫粉末からなる金属粉末と分散剤と樹脂とを
含んでなる導電性組成物において、錫粉末の粒形が球状
であり、且つ、全体量に対する金属粉末の含有量が85〜
93重量％であり、且つ、銀粉末と錫粉末との配合割合が
重量比で75〜50：25〜50であり、且つ、金属粉末と樹脂
との配合割合が重量比で金属粉末95以上に対して樹脂５
以下であり、且つ、分散剤が多価アルコール、炭化水素
及びアルコールエステルから選ばれる沸点200 ℃以上の
単独又は混合の溶剤である導電性組成物。
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2002
- 2002-02-06 JP JP2002029944A patent/JP4189792B2/ja not_active Expired - Fee Related
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