JP2007194122A - 導電性ペーストおよびそれを用いた配線基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】連続印刷を行う際にも、ファインパターンの形成精度に優れた導電性ペーストおよびそれを用いた配線基板を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の導電性ペーストは、金属粉末、無機バインダーおよび有機ビヒクルを主成分とする導電性ペーストであって、有機ビヒクルが、沸点が270℃以上の溶剤を含有するとともに、沸点が270℃以上の溶剤の配合量が、有機ビヒクルを構成する溶剤全体の3〜100重量%であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、基板上に導体配線を形成する際に用いられる導電性ペースト、および当該導電性ペーストを用いて得られる配線基板に関する。
固形分として主に金属粉末を含有する導電性ペーストは、良好な導電性を示すことから、電子機器部品に幅広く使用されており、例えば、配線基板の電気回路を形成する場合に導電路として使用されている。この導電性ペーストとしては、例えば、金属粉末と無機バインダーとを、有機ビヒクルに分散してペースト状にしたものが使用される。そして、当該導電性ペーストを、スクリーン印刷やディスペンサー等の方法により、セラミックやガラス基板等にパターニングして塗布し、次いで、高温で焼成することにより、有機ビヒクルを蒸散させ、金属粉末間を焼結させて連続膜を形成する。このような導電性ペーストは、金属粉末間が焼結された連続膜が形成されるため、良好な導電性を得ることができる。
ここで、導電性ペーストが使用される電子機器部品の高密度化を図るためには、微細な配線パターン(または、ファインパターン)を効率よく形成する必要がある。また、近年、導体配線において、配線幅(または、ライン幅)/配線間隔(または、ライン間隔)の微細化が、100/100μm以下まで進行しており、ファインパターンの形成精度を向上させる必要がある。そこで、形成されるファインパターンの形成精度を向上させるための導電性ペーストが開示されている。
例えば、平均粒子径が0.8μm以下の球状の導電性粉末と、有機ビヒクルとを含有し、導電性粉末の粒子径の中央値D50と検出可能な粒子径の最小値Dminとの比(D50/Dmin)が2〜5である導電性ペーストが提案されている。この導電性ペーストを使用することにより、導体パターンの表面のうねり等が低減され、形状精度に優れたファインパターンを形成することができると記載されている。また、当該導電性ペーストにおいて、ブルックフィールド回転粘度計により、4番スピンドルを用いて1rpmの条件で測定した粘度V1rpmと10rpmの条件で測定した粘度V10rpmとの比(V1rpm/V10rpm)が2〜5であることが好ましいとの記載がある。このような粘度特性を有する導電性ペーストを使用することにより、所定のパターンに塗布された導電性ペーストが垂れにくくなり、形状維持性が良好になると記載されている(例えば、特許文献1参照)。
また、粒子径100μm以下である球状の金属粉末と、バインダー樹脂として、熱硬化型フェノール樹脂を含有し、金属粉末100重量部に対してポリエチレン樹脂を0.01〜5wt%含む導電性ペーストが提案されている。この導電性ペーストを使用することにより、形状精度が良好なファインパターンが形成でき、高品質で高精細な導体回路の製造が可能になると記載されている(例えば、特許文献2参照)
特開2004−139838号公報 特開平9−310006号公報
一般に、配線用途に用いられる導電性ペーストでは、配線抵抗を低く抑えたいという要求が強い。そして、配線抵抗を低くするためには、配線幅を広く取ることが効果的であるが、設計上、配線幅を広くすることが困難な場合が多く、むしろ配線幅を細くしたいという要望が強くなっている。従って、配線抵抗を低くするためには、導電性ペーストの体積抵抗率を下げることに加えて、膜厚を厚く塗布することが必要となる。また、導電性ペーストにおいて、高い導電性を得るためには、十分な焼結が必要となるが、一般に、導電性ペーストでは、乾燥、焼結時の収縮が大きく、焼結後の厚みは、塗布時の厚みの約20%程度に収縮してしまう。従って、乾燥、焼結時の収縮を抑制するためには、導電性ペースト全体に対する金属粉末や無機バインダー等の固形分の配合量を多くする必要がある。
しかし、上記従来の導電性ペーストにおいては、膜厚を厚くするため、導電性ペースト全体に対する金属粉末や無機バインダー等の固形分の配合量を多くすると、相対的に有機ビヒクル量が少なくなってしまうため、有機ビヒクルに含まれる溶剤の揮発による導電性ペーストの粘度上昇が大きくなり、導電性ペーストの塗工性が影響を受ける。例えば、スクリーン印刷により、配線基板上にファインパターンを形成する際には、細かい開口径からなるメッシュを有するスクリーン版を使用する。従って、上記従来の導電性ペーストのごとく、導電性ペーストの粘度が上昇すると、スクリーン版からの導電性ペーストの版抜け性が低下して、スクリーン版の目詰まりが生じてしまう。その結果、配線にかすれが生じて、断線が発生してしまい、100μm以下のファインパターンを精度良く形成することが困難になるという問題があった。特に、長時間、連続して印刷を行う場合においては、配線のかすれや断線が発生しやすくなるため、ファインパターンを精度良く形成することが一層困難になる。また、ディスペンサーにより、配線基板上にファインパターンを形成する際においても、細かい口径を有するノズルを使用するため、上述のスクリーン印刷の場合と同様の問題が生じる。
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、ファインパターンの形成精度に優れた導電性ペーストおよびそれを用いた配線基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、金属粉末、無機バインダーおよび有機ビヒクルを主成分とする導電性ペーストであって、有機ビヒクルが、沸点が270℃以上の溶剤を含有するとともに、沸点が270℃以上の溶剤の配合量が、有機ビヒクルを構成する溶剤全体の3〜100重量%であることを特徴とする。
同構成によれば、沸点の高い溶剤を使用しているため、導電性ペーストの耐乾燥性が向上するとともに、膜厚を厚くするために、導電性ペースト全体に対する金属粉末や無機バインダー等の固形分の配合量を多くした場合であっても、導電性ペーストの粘度上昇を効果的に抑制することができる。従って、例えば、スクリーン印刷によりファインパターンを形成する際に、スクリーン版からの導電性ペーストの版抜け性が向上して、スクリーン版の目詰まりを起こしにくくなるため、配線のかすれや断線の発生を防止することが可能になり、結果として、連続印刷を行う際にもファインパターンを精度良く形成することが可能になる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の導電性ペーストであって、導電性ペースト全体に対する金属粉末と無機バインダーの含有量の合計が80重量%以上であることを特徴とする。同構成によれば、導電性ペーストを乾燥、焼結する際の塗膜の収縮を効果的に抑制することができ、結果として、膜厚を厚く塗布することが可能になる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の導電性ペーストであって、金属粉末が、一次粒子の平均粒径が50nm以下の粉末を含有するとともに、粉末の配合量が、金属粉末全体の1〜50重量%であることを特徴とする。
同構成によれば、金属粉末の充填密度が向上するため、低温の焼結温度(例えば、450℃以下)で導電性を向上させることが可能になるとともに、厚膜塗布が可能になる。また、導電性ペーストをスクリーン印刷法等により基材上に印刷し、ファインパターンにより配線を形成する際に、配線中の金属粉末の密度をより均一にできるため、ファインラインのラインエッジ部において、金属粉末が低密度になる部分ができるのを回避することができる。従って、体積抵抗の上昇を抑制することが可能になり、結果として、高導電性を有するファインパターンを形成することが可能になる。
なお、本発明の金属粉末は、金属単体、合金および複合金属から選ばれるものであれば良く、請求項4に記載の発明のように、金属粉末が、白金、金、銀、銅、ニッケル、およびパラジウムから選ばれる1種以上の金属または合金であることが好ましい。特に、導電性、信頼性等の観点から、銀を使用することがより好ましい。
また、この場合、環境への配慮から、請求項5に記載の発明のように、無機バインダーとして、鉛を含まないガラス粉末を使用することが好ましい。
請求項6に記載の発明は、基材上に、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の導電性ペーストを印刷し、配線を形成したことを特徴とする配線基板である。同構成によれば、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の導電性ペーストを使用するため、例えば、スクリーン印刷等の方法により、基材上に、形状精度に優れた配線が形成された配線基板を得ることができる。
また、本発明の請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の導電性ペーストは、導電性ペーストの耐乾燥性を向上させることができるとともに、ファインパターンの形成精度に優れるという特性を備えている。従って、請求項7に記載の発明のように、請求項6に記載の配線基板であって、基材上に配線の幅が100μm以下のファインパターンが形成される配線基板に好適に使用される。なお、この場合、配線基板上の全ての配線の幅を100μm以下にする必要はなく、本発明の配線基板は、幅が100μm以下の配線を含むものであれば良い。
本発明によれば、配線のかすれや断線の発生を防止することが可能になり、連続印刷を行う際にもファインパターンを精度良く形成することが可能になる。
以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。本発明の導電性ペーストは、有機ビヒクル、金属粉末、および無機バインダーを主成分としている。本発明において使用される有機ビヒクルは、樹脂と溶剤との混合物であり、金属粉末と無機バインダーを均一に混合した状態を維持し、かつ、スクリーン印刷等により、導電性ペーストを基材へ塗布する際に、導電性ペーストを均質にし、印刷パターンのにじみや流れを抑え、スクリーン版からの導電性ペーストの版抜け性や版離れ性を良くする特性を必要とする。また、導電性の低下防止の観点から、導電性ペーストの焼成後、塗膜中に熱分解物(炭化物)を生じないものが適宜選択される。従って、これらの特性を維持する観点から、セルロース系樹脂やアクリル系樹脂を溶剤に溶解したものを好適に使用することができる。より具体的には、例えば、樹脂としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ニトロセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース等のセルロース系樹脂、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル等のアクリル酸エステル類、アルキッド樹脂、およびポリビニルアルコール等が好ましく、安全性、安定性等の観点から、エチルセルロースが特に好ましい。また、これらの樹脂を混合して使用することもできるが、上述の特性を維持する観点から、有機ビヒクルを構成する溶剤に溶解される樹脂の構成成分として、エチルセルロースを樹脂成分の合計値に対して60重量%以上含有することが好ましく、80重量%以上100重量%以下が特に好ましい。
また、有機ビヒクルを構成する溶剤としては、樹脂が可溶であり、ペーストを塗布する基材に対して非腐食性があるものが使用され、一般的に、トルエン(沸点:110℃)、キシレン(沸点:138℃〜144℃)、エチルベンゼン(沸点:136℃)、ジエチルベンゼン(沸点:181℃〜184℃)、アミルベンゼン(沸点:205℃)等の芳香族炭化水素類、テルピネオール(沸点:219℃)、2−メトキシエタノール(沸点:125℃)、2−エトキシエタノール(沸点:136℃)、2−ブトキシエタノール(沸点:170℃)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点:194℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点:230℃)等のアルコール類、および2−(2−エトキシエトキシ)エチルアセタート(沸点:217℃)等が使用されている。
しかし、これらの沸点の低い溶剤は揮発性が高く、乾燥しやすいため、導電性ペーストの粘度が上昇してしまう。従って、例えば、スクリーン印刷により、配線基板上にファインパターンを形成する際に、細かい開口径からなるメッシュを有するスクリーン版を使用と、導電性ペーストの粘度の上昇により、スクリーン版からの導電性ペーストの版抜け性が低下して、スクリーン版の目詰まりが生じてしまう。その結果、配線にかすれや断線が発生してしまい、100μm以下のファインパターンを精度良く形成することが困難になる。特に、長時間、連続して印刷を行う場合においては、配線のかすれや断線が発生しやすくなるため、ファインパターンを精度良く形成することが困難になる。
そこで、本発明においては、有機ビヒクルを構成する溶剤として、樹脂が可溶であり、ペーストを塗布する基材に対する非腐食性を有し、沸点が270℃以上である高沸点溶剤を使用する構成としている。このような高沸点溶剤としては、例えば、グリセリン(沸点:290℃)、2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)1,3−プロパンジオール(沸点:295℃)等のアルコール類、2−[2−[(2−エチルヘキシル)オキシ]エトキシ]エタノール(沸点:277℃)、フタル酸ジメチル(沸点:282℃)、フタル酸ジエチル(沸点:295℃)、フタル酸ジブチル(沸点:339℃)、フタル酸ジオクチル(沸点:284℃)、酒石酸ジブチル(沸点:312℃)、セバシン酸ジブチル(沸点:345℃)等のエステル類、およびジベンジルエーテル(沸点:295度)等のエーテル類が好適に使用できる。
このような沸点の高い溶剤は、揮発性が低く、乾燥しにくいため、沸点の高い溶剤を使用することにより、導電性ペーストの耐乾燥性が向上することになる。従って、膜厚を厚くするために、導電性ペースト全体に対する金属粉末や無機バインダー等の固形分の配合量を多くした場合であっても、導電性ペーストの粘度上昇を効果的に抑制することができる。その結果、例えば、スクリーン印刷によりファインパターンを形成する際に、スクリーン版からの導電性ペーストの版抜け性が向上して、スクリーン版の目詰まりを起こしにくくなるため、印刷性が向上して、配線のかすれや断線の発生を防止することが可能になり、連続印刷を行う際にもファインパターンを精度良く形成することが可能になる。
なお、高沸点溶剤は、単独で使用しても良く、上述の沸点の低い溶剤と併用する構成としても良い。より具体的には、本発明においては、上述の、導電性ペーストの耐乾燥性とファインパターンの形成精度の向上、および厚膜化を図るとの観点から、沸点が270℃以上である溶剤の配合量は、有機ビヒクルを構成する溶剤全体の3〜100重量%としており、10〜80重量%が好ましく、20〜70重量%で用いるのが更に好ましい。
なお、導電性ペースト全体に対する有機ビヒクルの含有量は特に制限されず、スクリーン印刷等の印刷方法に応じて、適宜調整することが可能である。例えば、スクリーン印刷において、印刷される配線の線幅が100μm以下であるようなファインパターンを描く場合においては、有機ビヒクルとして、分子量10000〜20000のエチルセルロースを溶剤に10〜20重量%溶解したものを好適に使用することができる。
本発明の金属粉末は、金属単体、合金および複合金属から選ばれるものであれば良く、当該金属粉末が、白金、金、銀、銅、ニッケル、およびパラジウムから選ばれる1種以上の金属または合金であることが好ましい。特に、導電性、信頼性等の観点から、銀を使用することがより好ましい。また、金属粉末の形状は、特に限定されず、球状粉末や鱗片状粉末等を使用することができる。また、金属粉末の粒径は、形成される導体配線の幅や厚さ等により決定され、最大粒径は、所望の配線幅の1/2以下が好ましく、さらに好ましくは1/3以下のものを用いるのが良い。また、金属粉末の平均粒径は、所望の配線幅の1/5以下が好ましく、さらに好ましくは1/10以下のものを用いるのが良い。
また、本発明においては、2種類以上の大きさの異なる金属粒子を一定比率で混合した金属粉末を用いる構成としても良い。より具体的には、例えば、金属粉末として、球状粉末を使用する場合は、一次粒子の平均粒径が0.1μm以上3μm以下の球状粒子(A)と、一次粒子の平均粒径が50nm以下の球状粒子(B)の2種類が使用される。このうち、球状粒子(A)については市販されているものを使用することができる。なお、球状粒子(A)の一次粒子の平均粒径は、0.1μm〜3μmが好ましく、さらに好ましくは、0.1μm〜1μmのものを用いるのが良い。なお、平均粒径とは、50%粒径(D50)を指し、レーザードップラー法を応用した粒度分布測定装置(日機装(株)製、ナノトラック(登録商標)粒度分布測定装置UPA−EX150)等により測定できる。
一方、球状粒子(B)は、金属化合物を湿式還元処理することにより作製することができる。より具体的には、水もしくは水と低級アルコールの混合物に水溶性の金属化合物を加えて溶解し、その後、還元剤と表面処理剤を溶解した水溶液を加え、30℃以下で攪拌することにより作製できる。
例えば、金属粉末として、銀粉末を用いる場合においては、純水とエタノールを等量で混合した液に硝酸銀を溶解し、アンモニア水を加えてpHを11.3に調整し、溶液を透明にする。次いで、別に純水とエタノールを等量で混合した液に、還元剤としてL−アスコルビン酸、分散剤としてポリアクリル酸を溶解する。また、分散剤を使用するのは、還元反応により析出する銀の微粒子の析出反応の進行を緩やかに制御することにより、複数個の微粒子が凝集して大粒径化するのを防止するためである。次いで、還元剤と分散剤を溶解した溶液を25℃に保ち、当該溶液を攪拌しながら、先に作製した硝酸銀の溶液を徐々に滴下することにより、銀の微粒子を析出させ、その後、洗浄回収することにより、平均粒径20nmの球状銀粒子(B)を得ることができる。なお、他の金属粉末についても、同様の操作により、微小な金属粉末を得ることができる。
そして、このような2種類の大きさの異なる球状粒子(A)および(B)を一定比率で混合した金属粉末を用いる場合、金属粉末全体における、球状粒子(B)の含有割合が1重量%未満であると、球状粒子(A)の周りに球状粒子(B)が十分に行き渡らないため、焼結時に十分な導電経路が形成されない場合がある。一方、球状粒子(B)が金属粉末全体の50重量%を超えると、球状粒子(A)を球状粒子(B)が完全に取り囲んだ状態となり、導電性を十分に向上させることができるが、球状粒子(B)の使用量が多くなるため、コストが高くなる。従って、球状粒子(A)を金属粉末全体の50〜99重量%、球状粒子(B)を金属粉末全体の1〜50重量%の範囲で使用するのが良いと言え、球状粒子(A)を金属粉末全体の90〜97重量%、球状粒子(B)を金属粉末全体の3〜10重量%の範囲で用いるのがさらに好ましい。
このような構成とすることにより、比較的粒径の大きい球状粒子(A)の粒子間に粒径が50nm以下である小さい球状粒子(B)が充填されるため、金属粉末の充填密度が高くなり、結果として、低温の焼結温度(例えば、450℃以下)で導電性を向上させることが可能になるとともに、厚膜塗布が可能になる。また、導電性ペーストをスクリーン印刷法等により基材上に印刷し、ファインパターンにより配線を形成する際に、配線中の金属粉末の密度をより均一にできるため、ファインラインのラインエッジ部において、金属粉末が低密度になる部分ができるのを回避することができる。従って、体積抵抗の上昇を抑制することが可能になり、結果として、高導電性を有するファインパターンを形成することが可能になる。さらに、球状粒子(A)と球状粒子(B)を上述の範囲で用いることにより、コストを抑制することが可能になる。なお、導電性ペースト全体に対する金属粉末の含有量は、導電性を確保する観点から、60重量%以上であることが好ましい。
また、本発明の導電性ペーストは、E型回転粘度計により、25℃でローターNo.7を用いて測定した回転数1rpmにおける粘度(V1rpm)が400Pa・s以上1200Pa・s以下(好ましくは、600Pa・s以上1000Pa・s以下)のものを使用するのが良い。導電性ペーストの粘度が高すぎると、導電性ペーストをスクリーン印刷する際に、スクリーン版からの導電性ペーストの版抜け性が悪くなり、また、導電性ペーストの粘度が低すぎると、塗布されたペーストが垂れやすくなり、いずれの場合も、ファインパターンを形成するのが困難になるからである。
無機バインダーは、形成されたパターンと基材との密着力を向上させることを目的として使用される結合剤である。この無機バインダーの種類は、市販品から選択することができ、例えば、ガラス粉末等が挙げられる。また、環境への配慮から鉛を含まないガラス粉末を使用するのが良い。このような鉛フリーのガラス粉末としては、ビスマス系のガラス粉末等を挙げることができる。
また、ガラス粉末のサイズに関しては、使用する金属粉末の粒径が小さいため、ガラス粉末の粒径が大きくなると偏析しやすくなり、結果として、導電性に影響を与える場合がある。また、スクリーン印刷により、ファインパターンを形成する際には、細かい開口径からなるメッシュを有するスクリーン版を使用するため、ファインパターンを形成する際に、当該ガラス粉末がメッシュに目詰まりする場合がある。従って、使用するガラス粉末のサイズは、平均粒径が1μm以上5μm以下であり、また粒径バラツキがあるため、最大粒径が50μm以下のものを使用するのが良い。このようなガラス粉末を使用することにより、偏析しにくく、また導電性ペースト中での分散性にも優れるため高導電性を得ることができるとともに、ファインパターンを形成する際に、ガラス粉末がメッシュに目詰まりするのを回避することが可能になる。なお、ビーズミル等による湿式粉砕等により、所望の粒径を有するガラス粉末を好適に作製することができる。
また、ガラス粉末の配合量は、微量から使用できるが、金属粉末とガラス粉末の合計値に対して、0.1重量%以上15重量%以下の配合量で使用すると、導電性ペーストと基材の密着力が確保でき、好ましい。また、ガラス粉末の作業点は、ガラス粉末が融解拡散する温度の指標となるものであるが、このガラス粉末の作業点が450℃以下であると、焼結温度を低くでき、低温焼結性と導電性を両立することができるため好ましい。なお、本発明における作業点とは、加熱・昇温した場合にガラス粉末が軟化して所定の粘度(約10Pa・s)になる温度を意味する。
また、乾燥、焼結時の塗膜の収縮を効果的に抑制し、膜厚を厚く塗布するためには、導電性ペーストの固形成分(金属粉末と無機バインダー)の含有量を高くする必要がある。従って、導電性ペースト全体に対する金属粉末と無機バインダーの含有量の合計が80重量%以上で用いるのが好ましく、導電性ペースト全体に対する金属粉末と無機バインダーの含有量の合計が85重量%以上で用いるのがさらに好ましい。
また、本発明においては、導電性ペーストのレオロジーを調整するために、従来、導電性ペーストに用いられているチクソトロピー剤、レベリング剤、可塑剤等の各種添加剤を使用することができる。例えば、スクリーン印刷等により連続印刷を行う際には、上述のごとく、耐乾燥性が重要な特性となるが、可塑剤を添加することにより、耐乾燥性を向上させることができる。この可塑剤としては、例えば、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、テトラヒドロフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、マレイン酸誘導体、フマル酸誘導体、トリメリット誘導体、ピロメリット誘導体、ステアリン酸誘導体、オレイン酸誘導体、イタコン酸誘導体、リシノール誘導体、水素添加ヒマシ油およびその誘導体が好適に使用できる。また、これらの可塑剤のうち、耐乾燥性を向上させる観点から、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、テトラヒドロフタル酸誘導体等のフタレート系可塑剤が特に好ましい。より具体的には、フタル酸誘導体としては、例えば、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−(2−エチルヘキシル)フタレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジフェニルフタレート等が好ましく、イソフタル酸誘導体としては、例えば、ジメチルイソフタレート等が好ましい。導電性ペースト全体に対する可塑剤の含有量は、0.1重量%以上3重量%以下であることが好ましく、0.3重量%以上3重量%以下であることが更に好ましい。
また、本発明の導電性ペーストは、例えば、基材(ガラス基材等)の上に、形状精度に優れた配線や電極等の電気回路を形成する場合に好適に使用される。より具体的には、本発明の導電性ペーストを、従来、公知の印刷方法(特に、好ましくはスクリーン印刷法)により、基材上にパターニングにより塗布して印刷し、次いで、高温で焼成することにより、基材上に所望の配線や電極等の電気回路が形成された配線基板を得ることができる。
また、本発明の導電性ペーストは、上述のごとく、導電性ペーストの耐乾燥性を向上させることができるとともに、ファインパターンの形成精度に優れるという特性を備えている。従って、本発明の導電性ペーストは、基材上に複数の配線が形成された配線基板を製造する場合であって、配線の幅(ライン幅)が100μm以下のファインパターンを形成する場合に好適に使用される。
以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
(実施例1〜4、比較例1〜2)
有機ビヒクルとして、表1に示す種類、および量の溶剤に、表1に示す量のエチルセルロース(分子量18000)を加熱溶解し、樹脂分濃度が11重量%の溶液を作製した。次いで、これらの溶液に、金属粉末として、表1に示す種類、および量の銀粉末を加え、回転攪拌脱泡機を用いて、均一に混合し、さらに表1に示す種類、および量のガラス粉末を加えて混合を継続し、観察により均一と判断してから、この溶液を三本ロールミルに通過させて、表1の実施例1〜4、比較例1〜2に示す導電性ペーストを作製した。なお、各導電性ペーストは、実施例1〜4、比較例1〜2の全てにおいて、常態における外観の異常等は観察されなかった。また、実施例1〜4において、導電性ペースト全体に対する銀粉末とガラス粉末の含有量の合計は、86.2重量%であった。
(初期粘度、および初期重量の測定)
次いで、各導電性ペーストにおける回転数1rpmにおける初期粘度の測定を行った。なお、粘度は、E型回転粘度計(東機産業(株)製、TV−20型粘度計 コンプレートタイプ(TVE−20H))により、ローターNo.7を用いて常温(25℃)にて測定した。また、各導電性ペーストの乾燥特性を評価すべく、一部を採取して、ガラス基材(旭硝子(株)製、PD200)の上に塗布して製膜し、各導電性ペーストの初期重量の測定を行った。なお、各導電性ペーストの塗布面積が80cm、膜厚が150μmになるように、ガラス基材上に塗布して、初期重量を測定した。
(粘度上昇率、および重量減少量の算出)
次いで、各導電性ペーストが塗布されたガラス基材を、ドラフト内に収容して30分間放置し、乾燥させた後、各導電性ペーストにおける回転数1rpmにおける粘度、および重量を測定して、初期粘度に対する粘度上昇率、および初期重量に対する重量減少量を算出した。なお、ドラフト内を、温度25℃、湿度20%に設定するとともに、各導電性ペーストが塗布されたガラス基材の直上5cmにおける排気風速を0.5m/sに設定して、測定を行った。
(印刷性評価)
次いで、実施例1〜4、および比較例1〜2の導電性ペーストを、スクリーン印刷機(ニューロング(株)製、LS−150TVA)により、ガラス基材(旭硝子(株)製、PD200)の上に、所定のファインパターンを連続して(繰り返して)印刷することにより配線を形成し、連続印刷における各導電性ペーストの印刷性(配線形成性)を評価した。なお、このスクリーン印刷には、SUS500メッシュ(径18mm、目開き33μm)のスクリーン版(東京プロセスサービス(株)製)を使用した。また、スクリーン版のパターンは、配線(ライン)の幅が30μm、および50μm(スクリーン版の設計値)であり、配線間隔(ライン間隔)は100μm、配線長さは25mmである。そして、各導電性ペーストの各ライン幅において、ガラス基材へ連続して印刷を行い、光学顕微鏡(LEICA社製、MZ12)を用いて、各導電性ペーストの各ライン幅における印刷性についての評価を行った。具体的には、光学顕微鏡により、印刷欠陥の有無(配線のかすれ、配線における断線の有無)について観察した。評価指標は、各導電性ペーストの各ライン幅において、ガラス基材へ連続して50枚印刷を行い、○:上述の印刷欠陥が見られず、印刷性が良好、×:上述の印刷欠陥が見られ、印刷性が不良で行った。なお、光学顕微鏡の倍率は、ライン幅が30μmの配線については157.5倍、50μmの配線については125倍で行った。以上の結果を表1に示す。
表1から判るように、実施例1〜4の導電性ペーストによれば、スクリーン印刷法により連続して印刷を行った場合においても、配線のかすれ、配線における断線が発生しておらず、形状精度に優れたファインパターンを形成することができ、優れた印刷性を有することが判る。また、比較例1においては、ライン幅が50μmの場合は、良好な配線形成性を示したが、ライン幅が30μmの場合は、16枚目の印刷の際に、配線のかすれが発生し始めたため、低い配線形成性が示された。また、比較例2においては、ライン幅が30μmの場合は、4枚目の印刷の際に、50μmの場合は、11枚目の連続印刷の際に、配線のかすれが発生し始め、比較例1と同様に、低い配線形成性が示された。
これは、実施例1〜4の導電性ペーストにおいては、揮発性が低く、乾燥しにくい、沸点が270℃以上の高沸点溶剤を含有しているため、表1に示すように、比較例1〜2に比し、初期重量に対する重量減少量を小さくすることができ、導電性ペーストの耐乾燥性が向上した結果、比較例1〜2に比し、初期粘度に対する粘度上昇率を効果的に抑制することができたためであるものと考えられる。また、その結果、スクリーン印刷により連続印刷して、ファインパターンを形成する際に、スクリーン版からの導電性ペーストの版抜け性が向上して、スクリーン版の目詰まりを回避することができたためであるものと考えられる。
本発明の活用例としては、基板上に導体配線を形成する際に用いられる導電性ペースト、および当該導電性ペーストを用いて得られる配線基板が挙げられる。

Claims (7)

  1. 金属粉末、無機バインダーおよび有機ビヒクルを主成分とする導電性ペーストであって、前記有機ビヒクルが、沸点が270℃以上の溶剤を含有するとともに、前記沸点が270℃以上の溶剤の配合量が、前記有機ビヒクルを構成する溶剤全体の3〜100重量%であることを特徴とする導電性ペースト。
  2. 導電性ペースト全体に対する前記金属粉末と前記無機バインダーの含有量の合計が80重量%以上であることを特徴とする請求項1に記載の導電性ペースト。
  3. 前記金属粉末が、一次粒子の平均粒径が50nm以下の粉末を含有するとともに、前記粉末の配合量が、前記金属粉末全体の1〜50重量%であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の導電性ペースト。
  4. 前記金属粉末が、白金、金、銀、銅、ニッケル、およびパラジウムから選ばれる1種以上の金属または合金であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の導電性ペースト。
  5. 前記無機バインダーがガラス粉末であり、前記ガラス粉末が鉛を含まないことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の導電性ペースト。
  6. 基材上に、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の導電性ペーストを印刷し、配線を形成したことを特徴とする配線基板。
  7. 前記配線の幅が100μm以下であることを特徴とする請求項6に記載の配線基板。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011038141A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Hitachi Cable Ltd 複合金属微粒子材料、金属膜及び金属膜の製造方法、並びにプリント配線板及び電線ケーブル
JP2011524069A (ja) * 2008-05-30 2011-08-25 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 伝導性組成物、および半導体デバイスの製造における使用方法
JP2013507750A (ja) * 2009-10-13 2013-03-04 エルジー・ケム・リミテッド 銀ペースト組成物及びそれを用いた太陽電池
JP2014515160A (ja) * 2011-03-29 2014-06-26 サン ケミカル コーポレイション ワックスチクソトロープ剤を含有する高いアスペクト比のスクリーン印刷可能な厚膜ペースト組成物

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9053840B2 (en) * 2009-04-08 2015-06-09 Lg Chem, Ltd. Printing paste composition and electrode prepared therefrom
CN101701136B (zh) * 2009-10-30 2012-01-25 河南城建学院 一种用于计算机领域中的无机粘结剂及其制备方法
CN101728002A (zh) * 2010-01-15 2010-06-09 贵阳晶华电子材料有限公司 一种片式元件的封端浆料
CN102634286B (zh) * 2012-05-17 2013-08-14 深圳市飞世尔实业有限公司 一种光热双重固化型异方性导电膜的制备方法
WO2014038331A1 (ja) * 2012-09-05 2014-03-13 日立化成株式会社 銀ペースト組成物及びそれを用いた半導体装置
WO2014119463A1 (ja) * 2013-01-30 2014-08-07 Dic株式会社 導電性ペースト、導電性パターンの形成方法及び導電性パターン印刷物
JP6029720B2 (ja) * 2014-07-31 2016-11-24 Dowaエレクトロニクス株式会社 銀粉及びその製造方法、並びに導電性ペースト
JP6029719B2 (ja) * 2014-07-31 2016-11-24 Dowaエレクトロニクス株式会社 銀粉及びその製造方法、並びに導電性ペースト
EP2991079B1 (en) * 2014-08-29 2017-10-04 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Electrically conductive composition

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06228442A (ja) * 1993-02-02 1994-08-16 Asahi Chem Ind Co Ltd 光重合性導電ペースト
JP2001014943A (ja) * 1999-06-30 2001-01-19 Harima Chem Inc 回路描画用導電性ペーストおよび回路印刷方法
WO2005037465A1 (ja) * 2003-10-20 2005-04-28 Harima Chemicals, Inc. 乾燥粉末状の金属微粒子ならびに金属酸化物微粒子とその用途
JP2005174698A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Noritake Co Ltd 導体ペースト及びその利用
JP2005294254A (ja) * 2004-03-12 2005-10-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 導電性銀ペースト及びそれを用いた電磁波シールド部材
JP2006331788A (ja) * 2005-05-25 2006-12-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 導電性ペーストおよびそれを用いた配線基板

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5242623A (en) 1991-08-13 1993-09-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Screen-printable thick film paste composition
JPH06231613A (ja) 1993-02-05 1994-08-19 Asahi Chem Ind Co Ltd 光重合性導電ペースト
JPH06334351A (ja) 1993-05-19 1994-12-02 Nippon Cement Co Ltd 導体ペーストおよびそれを用いたセラミック多層配線基板
JPH09310006A (ja) 1996-05-21 1997-12-02 Asahi Chem Ind Co Ltd 導電性ペーストおよびその製造方法
JP3484983B2 (ja) * 1998-07-28 2004-01-06 株式会社村田製作所 導電性ペースト及びガラス回路基板
JP3394938B2 (ja) * 1999-03-25 2003-04-07 株式会社村田製作所 感光性導体ペースト
JP3744439B2 (ja) * 2002-02-27 2006-02-08 株式会社村田製作所 導電性ペーストおよび積層セラミック電子部品
JP2004139838A (ja) 2002-10-17 2004-05-13 Noritake Co Ltd 導体ペーストおよびその利用
US7083744B2 (en) 2003-01-24 2006-08-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Terminal electrode compositions for multilayer ceramic capacitors
JP4103672B2 (ja) * 2003-04-28 2008-06-18 株式会社村田製作所 導電性ペーストおよびガラス回路構造物
JP4647224B2 (ja) * 2004-03-30 2011-03-09 昭栄化学工業株式会社 積層セラミック電子部品端子電極用導体ペースト
US7176152B2 (en) * 2004-06-09 2007-02-13 Ferro Corporation Lead-free and cadmium-free conductive copper thick film pastes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06228442A (ja) * 1993-02-02 1994-08-16 Asahi Chem Ind Co Ltd 光重合性導電ペースト
JP2001014943A (ja) * 1999-06-30 2001-01-19 Harima Chem Inc 回路描画用導電性ペーストおよび回路印刷方法
WO2005037465A1 (ja) * 2003-10-20 2005-04-28 Harima Chemicals, Inc. 乾燥粉末状の金属微粒子ならびに金属酸化物微粒子とその用途
JP2005174698A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Noritake Co Ltd 導体ペースト及びその利用
JP2005294254A (ja) * 2004-03-12 2005-10-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 導電性銀ペースト及びそれを用いた電磁波シールド部材
JP2006331788A (ja) * 2005-05-25 2006-12-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 導電性ペーストおよびそれを用いた配線基板

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011524069A (ja) * 2008-05-30 2011-08-25 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 伝導性組成物、および半導体デバイスの製造における使用方法
JP2011038141A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Hitachi Cable Ltd 複合金属微粒子材料、金属膜及び金属膜の製造方法、並びにプリント配線板及び電線ケーブル
JP2013507750A (ja) * 2009-10-13 2013-03-04 エルジー・ケム・リミテッド 銀ペースト組成物及びそれを用いた太陽電池
JP2014515160A (ja) * 2011-03-29 2014-06-26 サン ケミカル コーポレイション ワックスチクソトロープ剤を含有する高いアスペクト比のスクリーン印刷可能な厚膜ペースト組成物

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