JP2006049148A - 導電性ペースト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 脂肪酸および/または脂肪酸無水物で表面処理された導電性金属粉末と、アルカリ金属イオンと、熱硬化性樹脂を含むバインダ樹脂とを含み、アルカリ金属イオンの量が、導電性金属粉末の重量に対して10〜3000ppmであることを特徴とする導電性ペースト。前記導電性ペーストにおいて、特定比率で制御されたアルカリ金属イオンの配合により、電気特性、信頼性を低下させることなく高導電性の導電性皮膜を100〜300℃程度の加熱処理により形成できる。
【選択図】 なし
Description
・ 硬化後、極めて高導電性の導電性被膜が得られる、
・ バインダ樹脂の量を低減することなく、従って基体に対する接着強度や膜強度を低下させることなく、導電性を向上させることができる、
・ 100〜300℃程度、特に200℃以下の低温での加熱処理により、高導電性の被膜が形成できるので、樹脂基板やアモルファスシリコン等の耐熱性の低い基体にも適用することができる。
導電性金属粉末としては、導電性金属を含むものであれば限定はなく、例えば、貴金属や卑金属の粉末、これらの金属成分を含む合金粉末が使用される。また、本発明の導電性金属粉末は、貴金属、卑金属またはこれらの合金を、金属、金属化合物、ガラス、セラミック、カーボン等の無機質粉末や樹脂等の有機質粉末の表面に被覆した複合粉末も含むものである。これらの導電性金属粉末は、単独で使用しても、また2種以上を混合して用いてもよい。
本発明のペーストに配合されるアルカリ金属イオンは特に限定はなく、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンの1種または2種以上が使用される。特に、化学的活性が高く、かつ硬化後は導電性被膜中に安定に存在し、溶出しにくいものが好ましい。この点で、特にナトリウムイオン、カリウムイオンが好ましい。中でもカリウムイオンは、硬化被膜中でのイオン移動度が小さいため、エレクトロニクス用には適していると考えられる。
本発明のバインダ樹脂は、少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含むものであれば特に制限はない。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、アミノ樹脂、キシレン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル・ポリオール樹脂、アクリル樹脂、これらの変性樹脂等が、用途、要求特性に応じて適宜選択して用いられる。 特に接着性、硬化性、導電性の点で、エポキシ樹脂や変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂が好ましい。本発明者等が先に出願した特願2004−167681に記載されたフタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂も、好ましく使用される。
本発明の導電性ペーストには、上記成分のほか、さらに通常必要に応じて添加されることのある溶媒、硬化剤等を、適宜配合することができる。
本発明の導電性ペーストは、前記の成分を、常法に従って混合し、ロールミル等を用いて均一に分散させてペースト状とすることにより製造される。
本発明の導電性ペーストは、スクリーン印刷、転写印刷、ディッピング、刷毛塗り、ディスペンサーを用いた塗布等、種々の手段で基体に塗布される。基体としては、樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、セラミック電子部品、シリコン半導体や化合物半導体等、種々のものに適用できる。基体上に塗布された導電性ペーストは、公知の方法で加熱処理され、樹脂を硬化させることにより、導電性被膜を得る。最適な硬化条件は、樹脂や硬化剤により異なるが、通常100〜300℃程度、好ましくは200℃以下の温度で、数十秒〜2時間程度で硬化処理を行う。
本発明の導電性ペーストは、様々な用途に使用することができる。代表的な用途例としては、プリント回路基板のジャンパー回路やスルーホール導体、アディティブ回路、タッチパネルの導体回路、タンタルコンデンサの電極、フィルムコンデンサの電極、抵抗端子、太陽電池の電極、チップ型セラミック電子部品の外部電極や内部電極等の形成、電磁波シールドとしての使用等が挙げられる。また、はんだの代替として、半導体素子や電子部品を基板に実装するための導電性接着剤としての使用のほか、太陽電池の高温焼成した銀電極の表面をはんだで被覆するタイプのグリッド電極の、はんだ部分の代替として使用することもできる。
ネオデカン酸で表面処理された平均粒径2μmのフレーク状銀粉末100重量部、炭酸カリウム0.03重量部(カリウムイオン換算でフレーク状銀粉末に対し170ppm)、バインダ樹脂、硬化剤、および溶剤を混合し、三本ロールミルにより混練して導電性ペーストを得た。なお、表面処理剤の付着量は銀粉末に対して約0.4重量%であった。バインダ樹脂としては、銀粉末100重量部に対してジメチルグリシジルフタレート系エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)製エピクロン200)9.4重量部とブチラール樹脂(積水化学工業(株)製エスレックBL3)の28%エチルカルビトールアセテート溶液2.6重量部の混合物を用いた。硬化剤としては酸無水物系硬化剤0.5重量部とフェノール樹脂系硬化剤3.1重量部を併用した。溶剤としてはエチルカルビトールアセテートを適宜配合して、粘度調整を行った。
実施例2〜5、比較例1、2
カリウムイオンの配合量を表1に示すとおりとする以外は、実施例1と同様にして導電性ペーストを作製した。同様に硬化処理を行い、得られた導電性銀被膜の特性を調べた。結果を表1に併せて示した。
ネオデカン酸で表面処理された平均粒径2μmのフレーク状銀粉末100重量部に対し、アルカリ金属イオン換算で表2に示す量の炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、ナトリウム−t−ブトキシド、オレイン酸ナトリウムまたは炭酸リチウムと、バインダ樹脂、溶剤を混合し、三本ロールミルにより混練し、次いで硬化剤を混合して導電性ペーストを得た。なお表面処理剤の付着量は銀粉末に対して約0.4重量%であった。バインダ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製エピコート1001)を銀粉末100重量部に対して15重量部配合した。硬化剤としてはイミダゾール系硬化剤を1.5重量部、溶剤としてはエチルカルビトールアセテートを使用した。
表3に示す表面処理剤を用いて表面処理された平均粒径2μmのフレーク状銀粉末100重量部に対し、アルカリ金属イオン換算で表3に示す量の炭酸カリウムと、バインダ樹脂、溶剤を混合し、三本ロールミルにより混練し、次いで硬化剤を混合して導電性ペーストを得た。なお、表3中、「不飽和脂肪酸(C=18)」とあるのは、日本油脂(株)製商品名「20号脂肪酸」である。表面処理剤の付着量は、銀粉末に対しておよそ0.3〜0.5重量%であった。バインダ樹脂としては、シリコーン変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂を銀粉末100重量部に対して15重量部配合した。硬化剤としてはイミダゾール系硬化剤を1.5重量部、溶剤としてはエチルカルビトールアセテートを使用した。
Claims (1)
- 脂肪酸および/または脂肪酸無水物で表面処理された導電性金属粉末と、アルカリ金属イオンと、熱硬化性樹脂を含むバインダ樹脂とを含み、アルカリ金属イオンの量が、導電性金属粉末の重量に対して10〜3000ppmであることを特徴とする導電性ペースト。
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