JP2005190907A - Surface treatment metal powder, conductive paste using same, and printed wiring board and chip components obtained by using conductive paste - Google Patents

Surface treatment metal powder, conductive paste using same, and printed wiring board and chip components obtained by using conductive paste Download PDF

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Takahiko Sakagami
貴彦 坂上
Katsuhiko Yoshimaru
克彦 吉丸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide metal powder with which conductive paste doing without a viscosity adjustment as far as possible can be obtained and the conductive paste. <P>SOLUTION: A surface treatment layer that surface treatment metal powder is equipped with on the powder surface is formed of an organic compound having both an acid radical and a base. The organic compound having the both acid radical and base has an acid number within the range of 10(KOHmg/g) to 110(KOHmg/g), and an amine value within the range of 15(KOHmg/g) to 150(KOHmg/g). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本件出願に係る発明は、表面処理金属粉、その表面処理金属粉の製造方法、その金属粉を用いた導電性ペースト、及びその導電性ペーストを用いて得られるプリント配線板に関するものである。中でも、導電性ペーストは従来の導電性ペーストには見られない長期保存性を得ることが可能であり、その初期粘度からの経時変化を有効に抑制できるものとなるのである。   The present invention relates to a surface-treated metal powder, a method for producing the surface-treated metal powder, a conductive paste using the metal powder, and a printed wiring board obtained using the conductive paste. Among them, the conductive paste can obtain long-term storage that is not found in conventional conductive pastes, and can effectively suppress a change with time from its initial viscosity.

金属粉は、導電性ペースト原料として古くから用いられてきた。導電性ペーストは、その取り扱いの容易さ故に、実験目的の使用から、電子産業用途に到るまで広範な領域において使用されてきた。電子産業用途では、スクリーン印刷法を用いたプリント配線板の回路形成、積層セラミックコンデンサ等の各種チップ部品の電気的接点部の形成に応用され、電気的導通確保の手段に用いられてきた。   Metal powder has long been used as a conductive paste material. Conductive pastes have been used in a wide range of areas, from experimental use to electronics industry applications, due to their ease of handling. In the electronics industry, it has been applied to the formation of printed wiring board circuits using screen printing and the formation of electrical contact portions of various chip components such as multilayer ceramic capacitors, and has been used as a means for ensuring electrical continuity.

この金属粉には、種々の目的を達成するための表面処理が施され、多くの種類のものが市場に供給されてきた。例示するとすれば、特許文献1にはオレイン酸で表面処理された表面処理銅粉が開示されている。また、特許文献2や特許文献3には、銅粉の表面にステアリン酸等の飽和脂肪酸、パーフルオロアルキル燐酸エステル、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩等のフッ素系表面処理剤を用いた有機層を設けたものである。これらの表面処理銅粉は、銅粉の耐酸化性能を向上させたものである。耐酸化性能に劣ると、導電性ペーストを製造した場合のバインダー樹脂である有機ビヒクルとの関係で導電性ペーストを増粘させ回路形成が困難となる。   The metal powder has been subjected to a surface treatment for achieving various purposes, and many types have been supplied to the market. For example, Patent Document 1 discloses a surface-treated copper powder surface-treated with oleic acid. In Patent Document 2 and Patent Document 3, an organic layer using a fluorine-based surface treatment agent such as saturated fatty acid such as stearic acid, perfluoroalkyl phosphate ester, perfluoroalkyltrimethylammonium salt is provided on the surface of copper powder. It is a thing. These surface-treated copper powders improve the oxidation resistance performance of the copper powder. If the oxidation resistance is inferior, the conductive paste is thickened in relation to the organic vehicle, which is a binder resin when the conductive paste is manufactured, and circuit formation becomes difficult.

また、特許文献4に開示されているように、導電性ペーストはプリント配線板のビアホール等の層間導通を確保するための導体の形成に用いられる場合もある。今日のプリント配線板業界に対しては、我国の電機業界が厳しい国際価格競争に晒されていることもあり、コストダウン要求が一層厳しさを増すこととなっている。このような市場の動向を受け、近年は、4層以上の多層プリント配線板において、層間導電性を確保する手段として、スルーホールメッキ法、バイアホール形成法等に代わって、導電性ペーストを用いて多層プリント配線板の層間導通を確保する手法が行われるようになってきた。   Further, as disclosed in Patent Document 4, the conductive paste may be used for forming a conductor for ensuring interlayer conduction such as a via hole of a printed wiring board. For today's printed wiring board industry, Japan's electrical industry is exposed to severe international price competition, and cost reduction requirements are becoming more severe. In response to such market trends, in recent years, conductive paste has been used instead of through-hole plating and via-hole forming methods as a means to ensure interlayer conductivity in multilayer printed wiring boards with four or more layers. Thus, a method for ensuring interlayer conduction of multilayer printed wiring boards has been performed.

このような用途には、導電性ペーストとして用いるときの、ペースト粘度を適正な範囲に可能な限り維持して、プリント配線板のビアホールの穴埋め性を一定レベルに保つことが望まれてきた。これらの市場要求に応えるため、導電性ペーストの金属粉の持つ物性である粒径、粉粒の比表面積の減少、粉粒体表面の有機剤による表面処理等の種々の解決手段が採用され、導電性ペースト粘度の低減及び長期の品質安定性確保を図ることが行われてきた。   For such applications, it has been desired to maintain the paste viscosity in a proper range as much as possible when used as a conductive paste, and to maintain the fillability of via holes in a printed wiring board at a certain level. In order to meet these market requirements, various solution means such as particle size, which is a physical property of the metal powder of the conductive paste, reduction of the specific surface area of the powder, surface treatment with an organic agent on the surface of the powder are adopted, It has been attempted to reduce the viscosity of the conductive paste and ensure long-term quality stability.

特開平10−330801号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-330801 特開2002−332502号公報JP 2002-332502 A 米国特許第5,126,915号公報US Pat. No. 5,126,915 特開平3−137174号公報JP-A-3-137174

しかしながら、導電性ペースト用の金属粉の持つ物性である粒径、粉粒の比表面積の減少、粉粒体表面の有機剤による表面処理等の要因を管理するだけでは、導電性ペーストの粘度制御を完全に行うことはできず、ロット毎のバラツキが大きくなる傾向が存在していた。しかも長期に亘ってペースト粘度の変化が小さな製品は存在しなかったのである。   However, the viscosity control of the conductive paste can be achieved simply by managing the physical properties of the metal powder for conductive paste, such as the reduction of the specific surface area of the powder, the surface treatment with the organic agent on the surface of the powder. However, there was a tendency that the variation from lot to lot was large. Moreover, there has been no product with a small change in paste viscosity over a long period of time.

また、導電性ペースト用の金属粉には、導体形成後の導体抵抗が低いものであるという特性が同時に求められることは当然であり、導体の膜密度が良好で、低抵抗の導体形成が可能という性質を併せ持つ必要性がある。   In addition, it is natural that the metal powder for conductive paste is required to have a low conductor resistance after the conductor is formed, and the conductor film density is good, and a low-resistance conductor can be formed. There is a need to have both of these properties.

更に、プリント配線板の層間導通を確保するための導体の形成に、導電性ペーストを用いようとすると、より厳しいペースト粘度管理が要求されることになる。プリント配線板の層間導通を確保する手段は、「予め基材に層間導通部を形成する穴を形成し、この穴に導電性ペーストを充填して硬化させ、その表層に銅箔を張り付けた銅張積層板を用いてプリント配線板を製造する方法」や、「予め銅箔の基材との接着面に、層間導体を構成する導電性ペーストを硬化させた突起を形成し、これを基材と積層して張り付ける方法により銅張積層板製造時に層間導通を確保する」等の種々の方法が採用されている。これらの技術には、導電性ペーストが用いられ、スクリーン印刷技術が転用されるのである。そのため、導電性ペーストの完全な粘度制御及び優れた充填性を確保できる金属粉の供給が市場において求められてきたのである。   Furthermore, if a conductive paste is used to form a conductor for ensuring interlayer conduction of a printed wiring board, stricter paste viscosity management is required. The means for ensuring the interlayer conduction of the printed wiring board is as follows: “A hole in which an interlayer conduction portion is formed in a base material in advance, a conductive paste is filled in this hole and cured, and a copper foil is attached to the surface layer. A method of manufacturing a printed wiring board using a stretched laminated board "or" a protrusion formed by curing a conductive paste that constitutes an interlayer conductor is formed on an adhesive surface with a copper foil base material in advance. Various methods have been adopted, such as “interlayer conduction is ensured during the production of a copper-clad laminate by the method of laminating and pasting”. For these technologies, conductive paste is used, and screen printing technology is diverted. Therefore, supply of metal powder that can ensure complete viscosity control and excellent filling property of the conductive paste has been demanded in the market.

また、導電性ペーストに加工してプリント配線板の導体を形成する場合には導体抵抗を低減させることも求められてきた。層間導体の組み込まれた2層以上のプリント配線板は、ノートブックパソコン、携帯電話、AV機器等のいわゆる高級家電に用いられるものであり、安定した層間導通性能の確保は必要最低限の条件となる。層間導体の抵抗が上昇すると、層間の回路間での信号伝達速度に遅れを生じ、コンピューター機器等の誤動作の要因ともなり、余分な発熱を生じることも考えられるのである。従って、極力酸化が進行していない金属粉を使用することが求められるのである。   In addition, when forming a conductor of a printed wiring board by processing into a conductive paste, it has also been required to reduce the conductor resistance. A printed wiring board with two or more layers that incorporates interlayer conductors is used in so-called high-end home appliances such as notebook computers, mobile phones, and AV devices. Become. If the resistance of the interlayer conductor increases, the signal transmission speed between the circuits between the layers may be delayed, which may cause a malfunction of a computer device or the like, and may generate extra heat. Therefore, it is required to use metal powder that has not undergone oxidation as much as possible.

しかも、導電性ペーストの場合は、導電性ペーストの粘度はペースト成分の重合や分解等により、経時的に変化していくという特徴を有しており、この点においては、使いづらい材料と言われてきた。導電性ペーストの粘度が変化すると、その変化した度合いに応じて有機溶剤を事後的に添加するなどして粘度調整を行わざるを得ないのである。従って、可能な限り粘度調整が不要な導電性ペーストを実現できるための金属粉、及び、導電性ペーストを用いて導体を形成した際、良好な膜密度が得られ、その結果低抵抗の導体を得ることの出来る金属粉が望まれてきたのである。   Moreover, in the case of a conductive paste, the viscosity of the conductive paste is characterized by changes over time due to polymerization or decomposition of the paste components, and in this respect, it is said to be a material that is difficult to use. I came. When the viscosity of the conductive paste changes, the viscosity must be adjusted by adding an organic solvent afterwards according to the degree of change. Therefore, when a conductor is formed using a metal powder and a conductive paste that can realize a conductive paste that does not require viscosity adjustment as much as possible, a good film density can be obtained. Metal powders that can be obtained have been desired.

そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、以下に説明する発明に想到するに到ったのである。本件発明は、特に導電性ペーストに加工したときの、ペースト粘度の経時変化を最小限に抑制することの可能な表面処理金属粉に関するものである。   Thus, as a result of earnest research, the inventors have arrived at the invention described below. The present invention relates to a surface-treated metal powder capable of minimizing changes in paste viscosity with time, particularly when processed into a conductive paste.

<表面処理金属粉>
本件発明に係る表面処理金属粉を、最も上位概念的に捉えれば、「粉粒表面に表面処理層を備えた金属粉であって、当該表面処理層は、酸基と塩基とを併有する有機化合物を用いて形成したものであることを特徴とする表面処理金属粉。」と表せる。即ち、金属粉を酸基と塩基とを併有する有機化合物を含む溶媒中に投入し、所定時間攪拌する等して、金属粉粒子の表面に吸着させ、乾燥させることで表面処理層を形成したものである。
<Surface-treated metal powder>
The surface-treated metal powder according to the present invention is most conceptually described as "a metal powder having a surface-treated layer on the particle surface, and the surface-treated layer is an organic having both an acid group and a base. A surface-treated metal powder characterized by being formed using a compound. " That is, the surface treatment layer was formed by putting the metal powder into a solvent containing an organic compound having both an acid group and a base, adsorbing it on the surface of the metal powder particles by stirring for a predetermined time, and drying. Is.

最初に、芯材として用いる金属粉に関して述べることとする。芯材としての金属粉には、銅粉、銀粉、ニッケル粉等を用いることが出来る。本件発明に係る酸基と塩基とを併有する有機化合物での表面処理層の形成が容易だからである。特に、銅粉と銀粉とに対しての表面処理膜の形成能が高くなる傾向にあるのである。   First, metal powder used as a core material will be described. Copper powder, silver powder, nickel powder, etc. can be used for the metal powder as the core material. This is because it is easy to form a surface treatment layer with an organic compound having both an acid group and a base according to the present invention. In particular, the ability to form a surface treatment film on copper powder and silver powder tends to increase.

ここで言う酸基と塩基に関して説明する。一般に酸基とは、酸の分子から金属と置換しうる水素原子を1以上除いた残りの部分を指す用語として用いられる。これに対して、塩基とは、水溶液中において解離することで水酸イオンを生じ、酸を中和して塩を生じる物質を指すものと言われる。しかしながら、本件発明における酸基及び塩基の概念は、狭義の概念に限定することなく、Lewisの定義したように、酸基を電子受容体となりうる基(ルイス酸基)、塩基を電子供与体となりうる基(ルイス塩基)と認識すればよいのである。また、陽子説に従えば、酸は塩基に対して陽子を放ちやすい傾向のあるプロトン供与体、塩基は酸から陽子を受け入れやすい傾向にあるプロトン受容体と捉えられるのである。   The acid group and base mentioned here will be described. In general, an acid group is used as a term indicating a remaining portion obtained by removing one or more hydrogen atoms capable of replacing a metal from an acid molecule. On the other hand, a base is said to refer to a substance that generates a hydroxide ion by dissociating in an aqueous solution, and neutralizes the acid to generate a salt. However, the concept of the acid group and base in the present invention is not limited to the concept in a narrow sense. As defined by Lewis, the acid group can be an electron acceptor group (Lewis acid group), and the base can be an electron donor. It can be recognized as a group (Lewis base). According to the proton theory, an acid is regarded as a proton donor that tends to release protons to a base, and a base is regarded as a proton acceptor that tends to accept protons from an acid.

従って、本件発明における酸基及び塩基とは、上述の定義に合致するものであれば良いのであるが、−COOH、−NH、−CONHの基を少なくとも備える有機化合物を用いることが好ましいのである。これらの基を備える有機化合物で表面処理した金属粉は、幅広い環境下での良好な耐酸化性能を発揮するものとなり、当該表面処理金属粉と有機剤とを混合して得られる導電性ペースト中においても、当該有機剤による表面処理金属粉の粉粒表面の酸化等による変質防止効果が高くなるのである。その結果、本件発明に係る表面処理金属粉を用いることで、導電性ペーストの経時的な粘度変化を抑制することが可能となるのである。 Therefore, the acid group and the base in the present invention may be those that meet the above definition, but it is preferable to use an organic compound having at least a group of —COOH, —NH X , and —CONH. . The metal powder surface-treated with an organic compound having these groups exhibits good oxidation resistance in a wide range of environments. In the conductive paste obtained by mixing the surface-treated metal powder and an organic agent. Also, the effect of preventing deterioration due to oxidation or the like of the surface of the surface-treated metal powder by the organic agent is enhanced. As a result, by using the surface-treated metal powder according to the present invention, it is possible to suppress a change in viscosity over time of the conductive paste.

ここで、どの程度の酸基及び塩基を併有すればよいのかを明らかにしておくことにする。しかしながら、有機化合物となったときの構造式中に含まれる基には、上述した−COOH、−NH、−CONHの基以外の基が含まれる場合もある。そこで、酸基と塩基とを併有する有機化合物の持つ酸価及びアミン価として特定することにしたのである。その結果、酸基及び塩基を併有する有機化合物の酸価が10(KOHmg/g)〜110(KOHmg/g)、アミン価が15(KOHmg/g)〜150(KOHmg/g)であるものを用いることが好ましいのである。ここに掲げる酸価及びアミン価の範囲で、最も良好に金属粉の粉粒表面を均一に被覆でき良好な耐酸化性能を得ることができ、同時に導電性ペーストに加工して以降のペースト粘度の経時変化を最小限に抑制する事が可能となるのである。 Here, it will be clarified how much acid groups and bases should be used together. However, the group included in the structural formula when the organic compound is formed may include groups other than the above-described —COOH, —NH X , and —CONH groups. Therefore, it was decided to specify the acid value and amine value of an organic compound having both an acid group and a base. As a result, an organic compound having both an acid group and a base has an acid value of 10 (KOHmg / g) to 110 (KOHmg / g) and an amine value of 15 (KOHmg / g) to 150 (KOHmg / g). It is preferable to use it. In the range of acid value and amine value listed here, the metal powder particle surface can be uniformly coated best and good oxidation resistance performance can be obtained. This makes it possible to minimize changes with time.

更に、−COOH、−NH、−CONHの基を備える有機化合物を具体的に言えば、ポリエステル酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエステル酸のアマイド・アミン塩、ポリエステル酸のアミン塩、ポリエーテルリン酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエーテルリン酸のアマイド・アミン塩、ポリエーテルリン酸のアミン塩、ポリエーテルエステル酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエーテルエステル酸のアマイド・アミン塩、ポリエーテルエステル酸のアミン塩のいずれか1種若しくは2種以上を混合したものである。そして、分子量が30000以下のものを用いるのが好ましいのである。更に好ましくは、分子量が500〜3000の範囲にあるものを用いるのである。 Further, organic compounds having groups of —COOH, —NH X , and —CONH can be specifically described as: long-chain polyaminoamide salt of polyester acid, amide / amine salt of polyester acid, amine salt of polyester acid, polyether phosphorus Long chain polyaminoamide salt of acid, Amide amine salt of polyether phosphate, Amine salt of polyether phosphate, Long chain polyaminoamide salt of polyether ester acid, Amide amine salt of polyether ester acid, Polyether ester Any one or two or more of acid amine salts are mixed. And it is preferable to use a molecular weight of 30000 or less. More preferably, those having a molecular weight in the range of 500 to 3000 are used.

上記有機化合物の分子量の差に起因すると思われる効果として、分子量が500〜3000の範囲にある場合が、最も良好なペースト粘度の経時変化の抑制効果が得られるのである。思うに、分子量が大きくなり過ぎると、金属粉の粉粒表面の被覆が均一に行えなくなる傾向にあると考えられる。また、分子量が小さくなり過ぎると、処理量を多くする必要があり、ペーストの安定性が損なわれるのである。従って、有機化合物は、その種類に応じて一定の範囲の分子量が自ずと定まるものであるが、本件発明者等の確認する限り、分子量は30000以下の範囲から選択的に採用することが適当であると判断できるのである。   As an effect that seems to be caused by the difference in molecular weight of the organic compound, when the molecular weight is in the range of 500 to 3000, the best effect of suppressing the change in paste viscosity with time is obtained. It is thought that if the molecular weight is too large, the surface of the metal powder particles tends not to be uniformly coated. On the other hand, if the molecular weight is too small, it is necessary to increase the treatment amount, and the stability of the paste is impaired. Accordingly, the organic compound has a molecular weight within a certain range depending on the type of the organic compound, but as long as the inventors confirm, it is appropriate to selectively adopt the molecular weight within the range of 30000 or less. It can be judged.

<表面処理金属粉の製造方法>
上述してきた表面処理金属粉を製造するに当たって、表面処理方法として特に特殊な製造方法を採用する必要はない。むしろ芯材となる金属粉の製造時に分散性の高い金属粉を得ることに留意すべきである。しかしながら、この分散性の高い金属粉の製造方法に関しては、従来の製造方法を応用し要求品質に応じた粉体特性を持つものとすることが可能である。従って、いくつかの表面処理方法を例示して、簡単に説明することとする。
<Method for producing surface-treated metal powder>
In producing the surface-treated metal powder described above, it is not necessary to employ a special production method as the surface treatment method. Rather, it should be noted that a highly dispersible metal powder is obtained during the production of the metal powder as the core material. However, with respect to the method for producing this highly dispersible metal powder, it is possible to apply a conventional production method and have powder characteristics according to the required quality. Therefore, some surface treatment methods will be exemplified and briefly described.

(表面処理方法1) この表面処理方法を簡単に言えば、金属粉と、所定濃度の酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒とを、一定時間以上接触させ、乾燥することで表面処理金属粉を得るのである。このときに金属粉は、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒と接触させる前に、その粉粒表面をアルコール等の有機溶剤で洗浄処理しておくことが好ましい。有機溶剤での洗浄処理を行うことで、粉粒表面の油脂成分等による汚染除去を行い均一な表面処理層の形成が可能となるからである。 (Surface treatment method 1) Simply speaking, this surface treatment method is a method in which a metal powder and a solvent containing an organic compound having both a predetermined concentration of acid groups and bases are brought into contact with each other for a certain period of time and dried. You get metal powder. At this time, before the metal powder is brought into contact with a solvent containing an organic compound having both an acid group and a base, the surface of the powder is preferably washed with an organic solvent such as alcohol. This is because by performing the cleaning treatment with the organic solvent, it is possible to remove the contamination by the fat and oil components and the like on the surface of the granule and form a uniform surface treatment layer.

そして、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒の当該有機物濃度は、1g/l〜50g/l程度の濃度範囲を採用すればよい。本件発明で用いる有機化合物の種類全体を対象として考えると、当該有機化合物濃度が1g/l未満になると、金属粉の粉粒表面の均一被覆性が損なわれ、導電性ペーストに加工した後のペースト粘度の増粘防止効果が得にくくなるのである。これに対し、当該有機化合物濃度が50g/lを超えても、導電性ペーストに加工した後のペースト粘度の増粘防止効果は向上しなくなるのである。   And the organic substance density | concentration of the solvent containing the organic compound which has both an acid group and a base should just employ | adopt the density | concentration range of about 1 g / l-50 g / l. Considering all types of organic compounds used in the present invention, when the concentration of the organic compound is less than 1 g / l, the uniform coverage of the metal powder particle surface is impaired, and the paste after processing into a conductive paste It is difficult to obtain the effect of preventing the increase in viscosity. On the other hand, even if the organic compound concentration exceeds 50 g / l, the effect of preventing the viscosity increase of the paste after being processed into a conductive paste is not improved.

また、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒の分散溶媒には、有機溶媒であるアルコール類等の単一溶媒、アルコール類とキシレンとの混合溶媒等を用いることが好ましい。酸基及び塩基を併有する有機化合物は、水に分散しにくく、有機溶媒を用いなければ、金属粉の粉粒表面の均一被覆性を確保できないのである。従って、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒の溶液温度は、分散溶媒の性質等を考慮して室温〜40℃程度の範囲を採用することが好ましいのである。   In addition, it is preferable to use a single solvent such as an alcohol which is an organic solvent, a mixed solvent of alcohols and xylene, or the like as a dispersion solvent of a solvent containing an organic compound having both an acid group and a base. An organic compound having both an acid group and a base is difficult to disperse in water, and uniform coverage on the surface of metal powder particles cannot be ensured unless an organic solvent is used. Accordingly, the solution temperature of the solvent containing an organic compound having both an acid group and a base is preferably in the range of room temperature to about 40 ° C. in consideration of the properties of the dispersion solvent.

更に、「金属粉」と「所定濃度の酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒」との接触時間は、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒の当該有機物濃度と、溶液温度との関係により若干の差異はあるものの、溶液を攪拌しつつ20分〜40分の接触時間を採用すればよいのである。接触時間が20分未満の場合には、上記の条件下で金属粉の粉粒の均一な表面処理が不可能となるのである。一方、接触時間が40分を超えても、それ以上に均一な表面処理は行えなくなり、生産性を阻害するだけの結果となるのである。   Further, the contact time between the “metal powder” and the “solvent containing an organic compound having both an acid group and a base at a predetermined concentration” is the organic substance concentration of the solvent containing the organic compound having both an acid group and a base, and the solution temperature. However, the contact time of 20 to 40 minutes may be employed while stirring the solution. When the contact time is less than 20 minutes, uniform surface treatment of the metal powder particles becomes impossible under the above conditions. On the other hand, even if the contact time exceeds 40 minutes, surface treatment that is more uniform than that cannot be performed, which results in only inhibiting productivity.

そして、乾燥は、表面処理金属粉の無用な酸化を防止して、ペーストに加工したときの増粘を助長しないように、80℃前後の大気雰囲気中、微還元雰囲気中、不活性ガス置換雰囲気等を採用して行うことが好ましいのである。   Then, drying prevents unnecessary oxidation of the surface-treated metal powder, and does not promote thickening when processed into a paste. Etc. are preferably employed.

(表面処理方法2) この表面処理方法を簡単に言えば、所定量の金属粉を、所定濃度の酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒に入れ、その状態で溶媒を加温して揮発乾燥させ、有機化合物の濃縮した状態を作り出して、表面処理金属粉を得るのである。このときの溶液濃度等に関しては、上述の概念を用いればよいため、ここでの重複した説明は省略する。但し、この方法では、前記溶媒中の酸基及び塩基を併有する有機化合物の利用効率が上昇するため、表面処理方法1よりも低濃度で同レベルの表面処理層の形成が可能となる。 (Surface treatment method 2) Briefly speaking, a predetermined amount of metal powder is put in a solvent containing an organic compound having both a predetermined concentration of acid groups and bases, and the solvent is heated in that state. By volatilizing and drying, a concentrated state of the organic compound is created to obtain a surface-treated metal powder. Regarding the solution concentration and the like at this time, the above-described concept may be used, and thus a duplicate description is omitted here. However, in this method, since the utilization efficiency of the organic compound having both an acid group and a base in the solvent is increased, it is possible to form a surface treatment layer at a lower concentration than the surface treatment method 1 at the same level.

(表面処理方法3) この表面処理方法は、特に金属粉の粉粒の平均一次粒径が10μm以上の粗粒の場合に適用可能な方法である。即ち、酸基及び塩基を併有する有機化合物を溶媒で希釈することなく、金属粉に、直接噴霧、滴下する等のである。このような方法は、最も簡便な方法ではあるが、微細な粉粒になるほど、均一な表面処理層の形成が不可能となる傾向にある。 (Surface Treatment Method 3) This surface treatment method is applicable particularly to coarse particles having an average primary particle size of metal powder particles of 10 μm or more. That is, an organic compound having both an acid group and a base is directly sprayed or dropped onto a metal powder without diluting with a solvent. Although such a method is the simplest method, it tends to be impossible to form a uniform surface treatment layer as the particle becomes finer.

<導電性ペースト> 以上に述べた本件発明に係る表面処理金属粉を用いて製造した導電性ペーストは、長期保存してもペースト粘度の変動が小さくなり、粘度管理が容易なものとなる。本件発明にかかる表面処理金属粉を用いれば、ペーストに加工した直後の粘度を基準として、一週間後のペースト粘度をみると変化率が50%以内となるのである。ここで言う変化率とは、([一週間後のペースト粘度]−[加工直後の粘度])/[加工直後の粘度]×100(%)で計算された値である。 <Conductive paste> The conductive paste manufactured using the surface-treated metal powder according to the present invention described above has a small variation in paste viscosity even when stored for a long period of time, and viscosity management becomes easy. If the surface-treated metal powder according to the present invention is used, the rate of change is within 50% when the paste viscosity after one week is viewed on the basis of the viscosity immediately after processing into a paste. The rate of change referred to here is a value calculated by ([paste viscosity after one week] − [viscosity immediately after processing]) / [viscosity immediately after processing] × 100 (%).

本件発明に係る導電性ペーストには、テルピネオール系導電性ペースト、エポキシ系導電性ペースト等の全てのものを対象にしている。テルピネオール系導電性ペーストの粘度における特徴は、次のようになる。何ら表面処理を施していない金属粉を用いた場合には、導電性ペーストに加工した直後の粘度が最も高く、時間の経過と共に粘度が低下していく傾向にある。このように経時的に低下していく粘度を初期粘度に戻すことは、事後的調整としては殆ど不可能である。これに対し、本件発明に係る表面処理金属粉を用いると、導電性ペーストに加工した直後の粘度が最も低く、時間の経過と共に粘度が増加していく傾向にあり、溶剤を添加すれば粘度調整が容易に出来るものとなる。しかも、この増粘のレベルが極めて小さくなるのである。また、エポキシ系導電性ペーストの粘度における特徴は、いずれの金属粉を用いた場合でも、導電性ペーストに加工した直後の粘度が最も低く、時間の経過と共に粘度が上昇していく傾向にある。ところが、本件発明に係る表面処理金属粉を、エポキシ系樹脂と混合して得られる導電性ペーストは、やはり経時変化が小さくなるのである。その他、ブチルカルビトーレアセテート、ブチルカルビトーレ、粘度調整剤としてエチルセルロース、アクリル樹脂等を用いることが可能である。   The conductive paste according to the present invention covers all materials such as terpineol-based conductive paste and epoxy-based conductive paste. The characteristics of the viscosity of the terpineol conductive paste are as follows. When metal powder that has not been subjected to any surface treatment is used, the viscosity immediately after being processed into a conductive paste is the highest, and the viscosity tends to decrease with time. In this way, it is almost impossible to return the viscosity, which decreases with time, to the initial viscosity, as a post hoc adjustment. On the other hand, when the surface-treated metal powder according to the present invention is used, the viscosity immediately after being processed into a conductive paste is the lowest, and the viscosity tends to increase with the passage of time. If a solvent is added, the viscosity is adjusted. Can be easily achieved. Moreover, this level of thickening is very small. Moreover, the characteristic in the viscosity of an epoxy-type conductive paste has the tendency for a viscosity to rise with progress of time even if any metal powder is used, the viscosity immediately after processing into a conductive paste is the lowest. However, the time-dependent change of the conductive paste obtained by mixing the surface-treated metal powder according to the present invention with an epoxy resin is also small. In addition, it is possible to use butyl carbitol acetate, butyl carbitol, ethyl cellulose, acrylic resin, etc. as a viscosity modifier.

<本件発明に係る表面処理金属粉を含む導電性ペーストの応用範囲>
上述したように導電性ペースト粘度の経時変化が小さいと言うことは、導電性ペーストとしての粘度管理が容易になり、導電性ペーストの品質変動が小さいと言うことになる。導電性ペーストを使用する分野の中でも、導電性ペーストを用いて製造する回路の厚さ、幅、回路エッジの直線性等に高い精度の要求されるプリント配線板及び積層セラミックコンデンサ等のチップ部品分野において有用なものとなる。
<Application range of conductive paste containing surface-treated metal powder according to the present invention>
As described above, the fact that the change with time of the viscosity of the conductive paste is small means that the viscosity of the conductive paste can be easily managed and the quality fluctuation of the conductive paste is small. Among the fields where conductive paste is used, chip components such as printed wiring boards and multilayer ceramic capacitors that require high precision in the thickness, width, circuit edge linearity, etc. of circuits manufactured using conductive paste Is useful.

本件発明に係る表面処理金属粉を用いることで、導電性ペーストの経時変化を最小限に止めることが出来るようになる。従って、導電性ペーストの長期保存が可能となり、ペーストの粘度管理が容易となる。しかも、導電性ペースト粘度の変化が小さな事から、導電性ペーストの製造後一定時間経過した後の導電性ペーストを用いて製造した回路等の膜密度も非常に安定したものとなる。以下、実施形態において、これらの効果を示すこととする。   By using the surface-treated metal powder according to the present invention, changes with time of the conductive paste can be minimized. Accordingly, the conductive paste can be stored for a long time, and the viscosity of the paste can be easily managed. In addition, since the change in the viscosity of the conductive paste is small, the film density of a circuit or the like manufactured using the conductive paste after a certain time has elapsed after the manufacturing of the conductive paste is also very stable. Hereinafter, in the embodiment, these effects will be shown.

以下、本発明を実施例を通じて、比較例と対比しつつ、本件発明の効果を詳細に説明する。最初に、以下の実施例及び比較例で共通して用いる銅粉及び銀粉の製造に関して説明する。   Hereinafter, the effects of the present invention will be described in detail through comparison with comparative examples through examples. First, the production of copper powder and silver powder used in common in the following examples and comparative examples will be described.

(芯材として用いた銅粉の製造)
ここでは、以下に述べる湿式法により銅粉を製造した。まず、硫酸銅(五水塩)100kgを、温水に溶解させ液温60℃の200リットルの溶液とした。そして、ここに125リットルの25質量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、液温を60℃に維持しつつ、1時間の攪拌を行い、酸化第二銅を生成した。
(Manufacture of copper powder used as core material)
Here, copper powder was manufactured by the wet method described below. First, 100 kg of copper sulfate (pentahydrate) was dissolved in warm water to obtain a 200 liter solution having a liquid temperature of 60 ° C. And 125 liters of 25 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added here, stirring was performed for 1 hour, maintaining liquid temperature at 60 degreeC, and the cupric oxide was produced | generated.

酸化第二銅の生成が終了すると、液温を60℃に維持し続け、ここに濃度450g/lのグルコース水溶液80リットルを、20分かけて一定の速度で添加し、酸化第一銅スラリーを生成した。ここで、このスラリーを一旦濾過し、洗浄した後、温水を加えて320リットルの再スラリーとした。   When the production of cupric oxide is completed, the liquid temperature is continuously maintained at 60 ° C., and 80 liters of an aqueous glucose solution having a concentration of 450 g / l is added thereto at a constant rate over 20 minutes. Generated. Here, the slurry was once filtered and washed, and then warm water was added to form a 320 liter reslurry.

次に、再スラリーに、1.5kgのアミノ酢酸及び0.7kgのアラビアゴムを添加し、攪拌して、溶液温度を50℃に保持した。この状態の再スラリーに、20質量%濃度のヒドラジン50リットルを、60分かけて一定の速度で添加し、酸化第一銅を還元して銅粉として、銅粉スラリーを生成した。   Next, 1.5 kg of aminoacetic acid and 0.7 kg of gum arabic were added to the reslurry and stirred to maintain the solution temperature at 50 ° C. To the reslurry in this state, 50 liters of hydrazine having a concentration of 20% by mass was added at a constant rate over 60 minutes, and cuprous oxide was reduced to form a copper powder slurry as copper powder.

続いて、この銅粉スラリーを濾過し、純水で十分に洗浄し、更にメタノールで洗浄し、銅粉を濾別した。この銅粉のレーザー回折散乱式粒度分布測定法の平均粒径D50は4.6μm、D90は9.0μmであり、タップ充填密度(TD)は4.4g/cm、比表面積(SSA)は0.32m/gであった。 Subsequently, the copper powder slurry was filtered, sufficiently washed with pure water, further washed with methanol, and the copper powder was separated by filtration. The average particle diameter D 50 of the laser diffraction scattering particle size distribution measurement method of a copper powder 4.6 .mu.m, D 90 is 9.0 .mu.m, the tap bulk density (TD) is 4.4 g / cm 3, specific surface area (SSA ) Was 0.32 m 2 / g.

(芯材として用いた銀粉の製造方法)
最初に、銀キレート錯体スラリーを調製した。ここでは、175gの硝酸銀溶液を1750mlの純水に溶解させた。一方で、392gのエチレンジアミンテトラ酢酸塩を5250mlの純水に溶解させた。そして、前記硝酸銀溶液とエチレンジアミンテトラ酢酸塩溶液とを混合攪拌して銀キレート錯体スラリーを得たのである。この時の液温は室温である。
(Method for producing silver powder used as a core material)
First, a silver chelate complex slurry was prepared. Here, 175 g of silver nitrate solution was dissolved in 1750 ml of pure water. On the other hand, 392 g of ethylenediaminetetraacetate was dissolved in 5250 ml of pure water. The silver nitrate solution and the ethylenediaminetetraacetate solution were mixed and stirred to obtain a silver chelate complex slurry. The liquid temperature at this time is room temperature.

そして、前記銀キレート錯体スラリーを濾過し、銀キレート錯体を一旦濾別採取して、350mlの純水で洗浄した。銀キレート錯体スラリーを製造した際の溶液を、以下の還元工程に用い込まないためである。純水洗浄が終了すると、この銀キレート錯体に7000mlの純水を加えて再スラリーとした。   The silver chelate complex slurry was filtered, and the silver chelate complex was once collected by filtration and washed with 350 ml of pure water. This is because the solution at the time of producing the silver chelate complex slurry is not used in the following reduction step. When the pure water washing was completed, 7000 ml of pure water was added to the silver chelate complex to form a reslurry.

次に、当該再スラリーに、200gの亜硫酸カリウムを1750mlの純水で溶解した溶液を添加し、溶液温度を50℃に保持して、30分間攪拌して還元処理を行い微粒銀粉を得た。その後、生成した微粒銀粉を濾別採取し、当該微粒銀粉を350mlの純水、及び175mlのメタノールで洗浄し、乾燥させることで完成した微粒銀粉としたのである。   Next, a solution in which 200 g of potassium sulfite was dissolved in 1750 ml of pure water was added to the reslurry, and the solution temperature was maintained at 50 ° C., followed by reduction for 30 minutes to obtain fine silver powder. Thereafter, the produced fine silver powder was collected by filtration, washed with 350 ml of pure water and 175 ml of methanol, and dried to obtain a fine silver powder.

ここで得られた銀粉のレーザー回折散乱式粒度分布測定法の平均粒径D50は2.78μm、D90は10.3μmであり、タップ充填密度(TD)は4.2g/cm、比表面積(SSA)は0.35m/gであった。なお、本件明細書におけるレーザー回折散乱式粒度分布測定法の平均粒径D50は、銀粉0.1gをSNディスパーサント5468の0.1%水溶液(サンノプコ社製)と混合し、超音波ホモジナイザ(日本精機製作所製 US−300T)で5分間分散させた後、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置であるMicro Trac HRA 9320−X100型(Leeds+Northrup社製)を用いて行った。 Here silver powder average particle diameter D 50 of the laser diffraction scattering particle size distribution measurement method obtained is 2.78μm, D 90 is 10.3, tap packing density (TD) is 4.2 g / cm 3, the ratio The surface area (SSA) was 0.35 m 2 / g. The average particle diameter D 50 of the laser diffraction scattering particle size distribution measuring method in the present specification, mixed with 0.1% aqueous solution of SN Dispersant 5468 silver powder 0.1 g (manufactured by San Nopco Limited), ultrasonic homogenizer ( After dispersion for 5 minutes using US Seiki Seisakusho (US-300T), a Micro Trac HRA 9320-X100 type (Leeds + Northrup) manufactured as a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus was used.

本実施例では、芯材に上記銅粉を用い、これを酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒を用いて表面処理銅粉を製造し、その表面処理銅粉を用いてテルピネオール系の導電性ペーストを製造し、従来品とのペースト粘度の変化率、膜密度を比較した。   In this example, the copper powder is used as a core material, and a surface-treated copper powder is produced using a solvent containing an organic compound having both an acid group and a base. A terpineol-based material is produced using the surface-treated copper powder. Conductive pastes were manufactured, and the rate of change in paste viscosity and film density were compared with conventional products.

最初に銅粉の表面処理プロセスについて説明する。上述の銅粉1kg相当を、分子量1000〜2000の高分子ポリエステル酸アミン塩(酸価70/アミン価140)1gを500mlのメタノールに溶解させた溶液に、攪拌を加えつつ30分間浸漬し、粉体を濾別して、70℃の大気雰囲気中で5時間乾燥させ表面処理銅粉を得た。   First, the surface treatment process of copper powder will be described. 1 kg of the above-mentioned copper powder is immersed in a solution of 1 g of a high molecular weight polyester acid amine salt (acid value 70 / amine value 140) having a molecular weight of 1000 to 2000 dissolved in 500 ml of methanol for 30 minutes with stirring. The body was separated by filtration and dried in an air atmosphere at 70 ° C. for 5 hours to obtain surface-treated copper powder.

続いて、この表面処理銅粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。ここで製造したテルピネオール系導電性ペーストは、表面処理銅粉を80重量部、バインダーを20質量部の組成として、これらを混合して3時間の混錬を行ってテルピネオール系導電性ペーストを得たのである。このときのバインダーは、テルピネオール93質量部、エチルセルロース7質量部の組成を持つものを用いた。   Subsequently, a terpineol-based conductive paste was produced using this surface-treated copper powder. The terpineol-based conductive paste produced here had a composition of 80 parts by weight of the surface-treated copper powder and 20 parts by weight of the binder, and these were mixed and kneaded for 3 hours to obtain a terpineol-based conductive paste. It is. As the binder at this time, a binder having a composition of 93 parts by mass of terpineol and 7 parts by mass of ethyl cellulose was used.

以上のようにして得られたテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表1に他の実施例及び比較例と同時に記載している。なお、本件明細書における粘度の測定には、東機産業社製の粘度計であるRE−105Uを用いて、0.5rpmの回転数で測定したものである。膜密度に関しては、製造から所定時間経過した後の当該導電性ペーストを用いてアルミナ基板状に印刷法で回路形状を形成し、80℃で乾燥したときの膜密度として表している。   Table 1 shows other examples of the viscosity of the terpineol-based conductive paste obtained as described above immediately after production, the viscosity after one week, the rate of change in viscosity based on the viscosity immediately after production, and other film densities. It is described at the same time as the comparative example. In addition, the measurement of the viscosity in this specification uses a RE-105U which is a viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. and measured at a rotation speed of 0.5 rpm. The film density is expressed as a film density when a circuit shape is formed on an alumina substrate by a printing method using the conductive paste after a predetermined time has elapsed from manufacture and dried at 80 ° C.

本実施例では、芯材に上記銅粉を用い、これを酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒を用いて表面処理銅粉を製造し、その表面処理銅粉を用いてテルピネオール系の導電性ペーストを製造し、従来品とのペースト粘度の変化率、膜密度を比較した。基本的には、実施例1の場合と同様であるが、酸基及び塩基を併有する有機化合物の種類が異なるのである。   In this example, the copper powder is used as a core material, and a surface-treated copper powder is produced using a solvent containing an organic compound having both an acid group and a base. A terpineol-based material is produced using the surface-treated copper powder. Conductive pastes were manufactured, and the rate of change in paste viscosity and film density were compared with conventional products. Basically, it is the same as in Example 1, but the type of organic compound having both an acid group and a base is different.

従って、銅粉の表面処理プロセスは、上述の銅粉1kg相当を、分子量10000〜20000の高分子ポリエステル酸アマイド塩(酸価80/アミン価20)1gを500mlのメタノールに溶解させた溶液に、攪拌を加えつつ30分間浸漬し、粉体を濾別して、70℃の大気雰囲気中で5時間乾燥させ表面処理銅粉を得た。   Therefore, the surface treatment process of the copper powder was carried out in a solution obtained by dissolving 1 g of the above-mentioned copper powder in 1 ml of a high molecular weight polyester acid amide salt (acid value 80 / amine value 20) having a molecular weight of 10,000 to 20,000 in 500 ml of methanol. It was immersed for 30 minutes with stirring, and the powder was filtered off and dried in an air atmosphere at 70 ° C. for 5 hours to obtain a surface-treated copper powder.

続いて、この表面処理銅粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。ここで製造したテルピネオール系導電性ペーストは、実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。そして、実施例1と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表1に他の実施例及び比較例と同時に記載している。   Subsequently, a terpineol-based conductive paste was produced using this surface-treated copper powder. Since the terpineol-based conductive paste produced here is the same as in Example 1, detailed description thereof is omitted. As in Example 1, the viscosity immediately after the production of the terpineol-based conductive paste, the viscosity after one week, the rate of change in viscosity based on the viscosity immediately after the production, and other film densities are shown in Table 1. It is described at the same time as the comparative example.

本実施例では、実施例1で用いた銅粉3kgと分子量1000〜2000の高分子ポリエステル酸アミン塩(酸価70/アミン価140)1gを500mlのメタノールに溶解させた溶液を、ヘンシェルミキサーで攪拌を加えつつ加熱して、当該高分子ポリエステル酸アミン塩を濃縮して、表面処理を行った。そして、粉体を濾別して、80℃の大気雰囲気中で3時間乾燥させ表面処理銅粉を得た。   In this example, 3 kg of the copper powder used in Example 1 and 1 g of a high molecular weight polyester acid amine salt (acid value 70 / amine value 140) having a molecular weight of 1000 to 2000 were dissolved in 500 ml of methanol using a Henschel mixer. The polymer polyester acid amine salt was concentrated by heating with stirring to perform surface treatment. Then, the powder was separated by filtration and dried in an air atmosphere at 80 ° C. for 3 hours to obtain a surface-treated copper powder.

続いて、この表面処理銅粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。ここで製造したテルピネオール系導電性ペーストは、実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。そして、実施例1と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表1に他の実施例及び比較例と同時に記載している。   Subsequently, a terpineol-based conductive paste was produced using this surface-treated copper powder. Since the terpineol-based conductive paste produced here is the same as in Example 1, detailed description thereof is omitted. As in Example 1, the viscosity immediately after the production of the terpineol-based conductive paste, the viscosity after one week, the rate of change in viscosity based on the viscosity immediately after the production, and other film densities are shown in Table 1. It is described at the same time as the comparative example.

本実施例では、実施例1で用いた銅粉の代わりに、上記銀粉3kgと分子量1000〜2000の高分子ポリエステル酸アミン塩(酸価70/アミン価140)1gを500mlのメタノールに溶解させた溶液を、ヘンシェルミキサーで攪拌を加えつつ加熱して、当該高分子ポリエステル酸アミン塩を濃縮して、表面処理を行った。そして、粉体を濾別して、80℃の大気雰囲気中で3時間乾燥させ表面処理銀粉を得た。   In this example, instead of the copper powder used in Example 1, 3 kg of the above silver powder and 1 g of a high molecular polyester acid amine salt (acid value 70 / amine value 140) having a molecular weight of 1000 to 2000 were dissolved in 500 ml of methanol. The solution was heated with stirring with a Henschel mixer to concentrate the high-molecular polyester acid amine salt for surface treatment. Then, the powder was separated by filtration and dried in an air atmosphere at 80 ° C. for 3 hours to obtain surface-treated silver powder.

続いて、この表面処理銀粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。ここで製造したテルピネオール系導電性ペーストは、実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。そして、実施例1と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表1に他の実施例及び比較例と同時に記載している。   Subsequently, a terpineol-based conductive paste was produced using this surface-treated silver powder. Since the terpineol-based conductive paste produced here is the same as in Example 1, detailed description thereof is omitted. As in Example 1, the viscosity immediately after the production of the terpineol-based conductive paste, the viscosity after one week, the rate of change in viscosity based on the viscosity immediately after the production, and other film densities are shown in Table 1. It is described at the same time as the comparative example.

比較例1Comparative Example 1

この比較例では、上記銅粉を表面処理することなく用いて、テルピネオール系の導電性ペーストを製造し、実施例とペースト粘度の変化率、膜密度を比較した。基本的には、実施例1の場合と同様であり、表面処理プロセスが省略されたものである。   In this comparative example, the copper powder was used without surface treatment to produce a terpineol-based conductive paste, and the rate of change in paste viscosity and film density were compared with those of the examples. Basically, it is the same as in the case of Example 1, and the surface treatment process is omitted.

そして、実施例1と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表1に他の実施例及び比較例と同時に記載している。   As in Example 1, the viscosity immediately after the production of the terpineol-based conductive paste, the viscosity after one week, the rate of change in viscosity based on the viscosity immediately after the production, and other film densities are shown in Table 1. It is described at the same time as the comparative example.

比較例2Comparative Example 2

この比較例では、従来の表面処理銅粉であるオレイン酸処理をした銅粉を製造した。そして、この銅粉を用いて、同様のテルピネオール系導電性ペーストに加工した。   In this comparative example, the copper powder which processed the oleic acid which is the conventional surface treatment copper powder was manufactured. And it processed into the same terpineol type electrically conductive paste using this copper powder.

このときの銅粉のオレイン酸処理プロセスについて説明する。上記銅粉1kgを、オレイン酸1gを溶解させた500mlのメタノール溶液中に投入し、30分間の攪拌を行った。そして、吸引濾過することで、銅粉とメタノール溶液とを濾別し、分取した銅粉を70℃の温度で5時間の乾燥を行い、粒子表面にオレイン酸による表面処理層を形成した表面処理銅粉を製造した。   The oleic acid treatment process of the copper powder at this time will be described. 1 kg of the copper powder was put into a 500 ml methanol solution in which 1 g of oleic acid was dissolved, and stirred for 30 minutes. Then, the copper powder and the methanol solution are separated by suction filtration, the separated copper powder is dried at a temperature of 70 ° C. for 5 hours, and a surface treatment layer is formed on the particle surface by oleic acid. Treated copper powder was produced.

この表面処理銅粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。これらの製造方法は、実施例1で記載したと全く同様であるため、ここでの説明は省略する。そして、実施例1と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表1に他の実施例及び比較例と同時に記載している。   Using this surface-treated copper powder, a terpineol-based conductive paste was produced. Since these manufacturing methods are exactly the same as those described in the first embodiment, a description thereof is omitted here. As in Example 1, the viscosity immediately after the production of the terpineol-based conductive paste, the viscosity after one week, the rate of change in viscosity based on the viscosity immediately after the production, and other film densities are shown in Table 1. It is described at the same time as the comparative example.

比較例3Comparative Example 3

この比較例では、上記銀粉を表面処理することなく用いて、テルピネオール系の導電性ペーストを製造し、実施例とペースト粘度の変化率、膜密度を比較した。基本的には、実施例1の銅粉を銀粉に変更した場合と同様であり、表面処理プロセスが省略されたものである。   In this comparative example, a terpineol-based conductive paste was produced using the above silver powder without any surface treatment, and the rate of change in paste viscosity and film density were compared with those of the examples. Basically, it is the same as the case where the copper powder of Example 1 is changed to silver powder, and the surface treatment process is omitted.

そして、実施例1と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表1に他の実施例及び比較例と同時に記載している。   As in Example 1, the viscosity immediately after the production of the terpineol-based conductive paste, the viscosity after one week, the rate of change in viscosity based on the viscosity immediately after the production, and other film densities are shown in Table 1. It is described at the same time as the comparative example.

Figure 2005190907
Figure 2005190907

<実施例と比較例との対比> 表1から分かるように、実施例1〜実施例4いずれもペースト粘度の変化率(表1には「粘度変化率」と記載)、及び、上述のようにして測定した膜密度が非常に安定して低い値になっていることが分かる。これに対して、表面処理を何ら施していない比較例1及び比較例3の場合は、膜密度は小さく、粘度変化率が大きくなり、粘度調整の困難な粘度低下を引き起こしていることが分かるのである。また、比較例2の脂肪酸処理した銅粉の場合は、膜密度に特に問題はないが、ペースト粘度が徐々に高くなっており、粘度調整を必要とすることが理解できるのである。 <Contrast with Examples and Comparative Examples> As can be seen from Table 1, the rate of change in paste viscosity (described as “viscosity change rate” in Table 1) in all of Examples 1 to 4 and the above It can be seen that the measured film density is very stable and low. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 3 where no surface treatment was performed, it can be seen that the film density is small, the viscosity change rate is large, and the viscosity is difficult to adjust. is there. Moreover, in the case of the copper powder processed with the fatty acid of Comparative Example 2, there is no particular problem in the film density, but it can be understood that the paste viscosity is gradually increased and the viscosity adjustment is required.

本件発明に係る表面処理金属粉を用いることで、導電性ペーストに加工して以降のペースト粘度の経時変化を最小限に止めることができる。そして、製造直後の導電性ペーストと製造後一週間程度の時間が経過した後の当該導電性ペーストを用いて形成した回路等の膜密度に大きな差異が生じないため、特に厳密な粘度調整が不要となる。従って、導電性ペーストの粘度調整が殆ど不要であり、ペーストの管理コストの削減が可能となるのである。   By using the surface-treated metal powder according to the present invention, it is possible to minimize changes with time in paste viscosity after processing into a conductive paste. In addition, there is no significant difference in film density between the conductive paste immediately after manufacturing and the circuit formed using the conductive paste after about one week has passed since manufacturing. It becomes. Therefore, it is almost unnecessary to adjust the viscosity of the conductive paste, and the management cost of the paste can be reduced.

また、粘度変化が小さいと言うことは、膜密度の経持的変動が少ないことを示唆しており、本件発明に係る表面処理金属粉を用いた導電性ペーストを用いて得られる回路等の電気的抵抗値が安定化することが考えられ、高品質のプリント配線板及びチップ部品等を市場に提供することが可能となるのである。   In addition, the fact that the viscosity change is small suggests that there is little change in film density over time, and electric circuits such as circuits obtained using the conductive paste using the surface-treated metal powder according to the present invention are used. It is conceivable that the static resistance value is stabilized, and it becomes possible to provide high quality printed wiring boards and chip parts to the market.

Claims (6)

粉粒表面に表面処理層を備えた金属粉であって、
当該表面処理層は、酸基と塩基とを併有する有機化合物を用いて形成したものであることを特徴とする表面処理金属粉。
Metal powder with a surface treatment layer on the surface of the powder,
The surface-treated metal powder, wherein the surface-treated layer is formed using an organic compound having both an acid group and a base.
酸基と塩基とを併有する有機化合物は、酸価が10(KOHmg/g)〜110(KOHmg/g)、アミン価が15(KOHmg/g)〜150(KOHmg/g)の範囲に含まれる有機化合物である請求項1に記載の表面処理金属粉。 An organic compound having both an acid group and a base is included in an acid value of 10 (KOH mg / g) to 110 (KOH mg / g) and an amine value of 15 (KOH mg / g) to 150 (KOH mg / g). The surface-treated metal powder according to claim 1, which is an organic compound. 酸基と塩基とを併有する有機化合物は、ポリエステル酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエステル酸のアマイド・アミン塩、ポリエステル酸のアミン塩、ポリエーテルリン酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエーテルリン酸のアマイド・アミン塩、ポリエーテルリン酸のアミン塩、ポリエーテルエステル酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエーテルエステル酸のアマイド・アミン塩、ポリエーテルエステル酸のアミン塩のいずれか1種若しくは2種以上を混合したものである請求項1又は請求項2に記載の表面処理金属粉。 Organic compounds having both acid groups and bases include polyester acid long chain polyaminoamide salts, polyester acid amide / amine salts, polyester acid amine salts, polyether phosphoric acid long chain polyaminoamide salts, polyether phosphoric acid Any one or two of: amine amide salt, polyether phosphate amine salt, polyether ester acid long chain polyamino amide salt, polyether ester acid amide amine salt, polyether ester acid amine salt The surface-treated metal powder according to claim 1 or 2, which is a mixture of the above. 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の表面処理金属粉を用いて製造したことを特徴とする導電性ペースト。 The electroconductive paste manufactured using the surface-treated metal powder in any one of Claims 1-3. 請求項3又は請求項4に記載の導電性ペーストを用いて導電性回路を形成したことを特徴とするプリント配線板。 A printed wiring board, wherein a conductive circuit is formed using the conductive paste according to claim 3. 請求項3又は請求項4に記載の導電性ペーストを用いて導体を形成したことを特徴とするチップ部品。 A chip part, wherein a conductor is formed using the conductive paste according to claim 3.
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