JP2013218830A - 導電性金属ペースト - Google Patents

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Abstract

【課題】基板表面に導電性金属ペーストを厚く塗布しても垂れや滲みの発生を確実に抑制できる低粘着性の導電性金属ペーストを提供する。
【解決手段】本発明の導電性金属ペーストは、低極性溶媒と、表面が分散剤で被覆された金属微粒子と、ポリイミドワニスと、脂肪酸アミドとを含むものであって、不飽和脂肪酸アルキルエステルを更に含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電性金属ペーストに関し、特に、スクリーン印刷法にて金属配線や導電膜を形成するために利用されるものに関する。
電子デバイスの製造工程において金属配線や導電膜の形成に所謂スクリーン印刷法を用いることが従来から知られている。スクリーン印刷法では、ガラスやシリコン等からなる基板と開口パターンが形成されたスクリーン版とを対向配置し、スクレッパを用いてスクリーン版の表面に導電性金属ペーストを均一に押し広げ、スクリーン版表面に対してスキージを押圧しながら走査する。これにより、スクリーン版の開口パターンを介して基板表面に導電性金属ペーストが塗布され、基板表面に前記開口パターンに対応した導電性金属ペーストが印刷される。そして、この印刷した導電性金属ペーストを焼成することで、導電性金属ペーストの金属微粒子表面を被覆する分散剤が脱離して金属微粒子同士が焼結して導電性を有する金属配線が得られる。
ところで、近年では、電子デバイスの性能向上のため、金属配線の更なる低抵抗化が求められている。金属配線の更なる低抵抗化を図る方法は、例えば特許文献1で知られている。このものでは、金属固形分として金属微粒子と金属フィラーとの双方を含み、垂れや滲みを防止するワニス状樹脂を更に含む導電性金属ペーストを用い、この導電性金属ペーストを基板表面に、例えば1μm以上の厚さで塗布するようにしている。上記導電性金属ペーストを1μm以上の厚さで塗布するような場合、基板表面状態によっては垂れや滲みを完全に防止できず、しかも、焼成後における金属配線の基板への密着性が低下したりする。このことから、上記ワニス状樹脂のような添加剤の添加量を増やすことが考えられる。
上記特許文献1記載の導電性金属ペーストを基板表面に塗布してもなお垂れや滲みが生じたり、また、焼成後の金属配線の基板に対する密着性が低下したりする場合がある。このような垂れや滲みを抑制しつつ金属配線と基板との間の密着性を向上させるためには、上記種の添加量を増やすことが考えられるが、添加剤は一般に極性を有するものが多く、低極性溶媒中に溶解させることが難しい。
本発明者らは鋭意検討し、ワニス状樹脂の1種であるポリイミドワニスを用い、このポリイミドワニスと共に脂肪酸アミドを界面活性剤として添加することで、ポリイミドワニスを低極性溶媒中に可溶化することを見出した。ここで、ポリイミドワニスの添加量を増やすと、導電性金属ペーストの粘着性が高くなる。この場合、導電性金属ペーストが上記スキージやスクレッパから容易に脱離せずにこびり付いてしまい、結果として、複数枚の基板に対する導電性金属ペーストの塗布を連続して行えないという不具合が生じる。そこで、導電性金属ペーストを溶媒で希釈し(即ち、溶媒の比率を高くし)、導電性金属ペーストの粘着性を低減することが考えられる。
然し、導電性金属ペーストを溶媒で希釈すると、金属固形分濃度(金属微粒子の濃度)が低くなり、導電性金属ペーストを厚く塗布しても、焼成後の金属配線の膜厚が薄くなるという問題がある。しかも、添加剤により抑制されていた垂れや滲みが再発生するという問題もあった。
国際公開第2002/035554号
本発明は、以上の点に鑑み、基板表面に導電性金属ペーストを厚く塗布しても垂れや滲みの発生を確実に抑制できる低粘着性の導電性金属ペーストを提供することをその課題とするものである。
上記課題を解決するために、本発明は、低極性溶媒と、表面が分散剤で被覆された金属微粒子と、ポリイミドワニスと、脂肪酸アミドとを含む導電性金属ペーストであって、不飽和脂肪酸アルキルエステルを更に含むことを特徴とすることを特徴とする。
本発明によれば、溶媒として極性溶媒よりも粘度が低い低極性溶媒を用いるため、金属固形分濃度を高くしたままで、ポリイミドワニスの添加量を増やしても、導電性金属ペーストの塗布性が低下しない。このポリイミドワニスは極性を有するため、ポリイミドワニスを低極性溶媒に溶解させることが難しい。そこで、本発明の導電性金属ペーストには、界面活性剤として脂肪酸アミドを含ませている。この脂肪酸アミドの親水基がポリイミドワニスに向くと共に疎水基が低極性溶媒に向くことで、低極性溶媒とポリイミドワニスとがエマルジョン化(乳化)する。これにより、低極性溶媒に十分な量のポリイミドワニスを溶解できる。従って、基板表面に導電性金属ペーストを厚く塗布しても、垂れや滲みの発生を抑制することができる。
ここで、ポリイミドワニスの添加量を増加させると、導電性金属ペーストの粘着性が高くなり、導電性金属ペーストの塗布に用いられるスキージやスクレッパに導電性金属ペーストがこびり付いてしまう。
本発明の導電性金属ペーストには、不飽和脂肪酸アルキルエステルを更に含ませている。この不飽和脂肪酸アルキルエステルは、その界面活性剤的な作用により導電性金属ペーストの粘着性を低くする。導電性金属ペーストの粘着性を低くすることで、その塗布に用いられるスキージやスクレッパから導電性金属ペーストが容易に脱離してこびり付かない。しかも、不飽和脂肪酸アルキルエステルは、そのアルキル鎖に二重結合を有するので、導電性金属ペーストが基板表面に塗布された直後に空気中の酸素により酸化され重合される。不飽和脂肪酸アルキルエステルの酸化重合が起こると、導電性金属ペーストが部分的にポリマー化し、上記ポリイミドワニスの作用と相俟って、導電性金属ペーストを厚く塗布しても垂れや滲みの発生を確実に抑制できる。
本発明において、前記不飽和脂肪酸アルキルエステルが多価不飽和脂肪酸アルキルエステルを含んでなることがより好ましい。多価不飽和脂肪酸アルキルエステルはアルキル鎖に複数の二重結合を有するため、1つの二重結合を有する不飽和脂肪酸アルキルエステルを用いる場合に比べて酸化重合が促進し、垂れや滲みの発生をより一層抑制できる。前記不飽和脂肪酸アルキルエステル中に含まれる多価不飽和脂肪酸アルキルエステルの割合は特に限定されないが、10質量%以上の多価不飽和脂肪酸アルキルエステルを含んでなる不飽和脂肪酸アルキルエステルをより好ましく使用することができる。
本発明において、前記不飽和脂肪酸アルキルエステルのアルコール部分の炭素数が1〜8の範囲内であることが好ましい。アルコール部分の炭素数が9を超えると、焼成時に金属微粒子同士の焼結が阻害されるという不具合が生じる。また、前記不飽和脂肪酸アルキルエステルの脂肪酸部分のアルキル鎖の炭素数が6〜20の範囲内であることが好ましい。脂肪酸部分のアルキル鎖の炭素数が6未満の不飽和脂肪酸アルキルエステルは得難いだけでなく、塗布後の導電性ペーストの垂れや滲みの発生を十分に抑制できないことがある。一方で、脂肪酸部分のアルキル鎖の炭素数が20を超えると、焼成後の金属配線の抵抗が高くなるという不具合が生じることがある。
本発明において、ポリアミドを更に含ませることで、ポリアミドが金属微粒子間を架橋するため、チキソトロピック性を一層高めることができる。これによれば、スキージの走査速度を速くして導電性金属ペーストの塗布速度を速くしても、垂れや滲みを防止することができる。
本発明において、平均粒子径が1〜20μmである金属フィラーを更に含ませてもよい。この場合、金属フィラーと金属微粒子との総和を100重量%とすると、金属フィラーの比率を50〜95重量%の範囲内とすることが好ましい。金属フィラーの比率が50重量%未満では、スクリーン印刷により得られる金属配線の膜厚を厚くすることが困難となるという不具合、さらには、金属配線の膜厚を厚くすることができても、焼成時に金属微粒子表面からの分散剤の脱離が不十分となり、焼成後の金属配線の抵抗が高くなるという不具合が生じる。一方、金属フィラーの比率が95重量%を超えると、金属微粒子を介した金属フィラー同士の焼結が不十分となり、焼成後の金属配線の抵抗が高くなるという不具合が生じる。
尚、本発明において用いられる金属は、Ag、Au、Cu、Ni、Pd、In、Sn、Rh、Ru、Pt、In及びSnから選択された少なくとも1種の金属又はこれらの金属の少なくとも2種からなる合金であり、目的・用途に応じて適宜選択することができる。
以下、本発明の実施形態の導電性金属ペーストについて、Agペーストを例に説明する。本実施形態のAgペーストは、低極性溶媒と、表面が分散剤で被覆されたAg微粒子と、垂れや滲み防止用の添加剤としてのポリイミドワニスと、界面活性剤としての脂肪酸アミドとを含み、導電性金属ペーストの粘着性を低くし、かつ、印刷後の垂れや滲みを抑制する不飽和脂肪酸アルキルエステルを更に含む。
Ag微粒子としては、その平均粒子径が1nm〜50nmの範囲内であるものを用いることができる。市販の製品の商品名としては、例えば、AgナノメタルインクAg1T(株式会社アルバック製)を挙げることができる。平均粒子径が1nm未満になると、比表面積が増大してAg微粒子表面を被覆する分散剤の量が増大するため、焼成時に分散剤の脱離が不十分になり、Ag配線の抵抗値が高くなるという不具合が生じる。一方、平均粒子径が50nmを超えると、Agペースト中のAg微粒子の分散性が低下するという不具合が生じる。
Ag微粒子表面を被覆する分散剤としては、炭素数6〜18の脂肪酸および炭素数6〜18の脂肪族アミンの少なくともいずれか一方を用いることが好ましい。炭素数6未満の脂肪酸や脂肪族アミンでは、Agペースト中でのAg微粒子の分散性が低下するという不具合が生じる。一方、炭素数19以上の脂肪酸や脂肪族アミンでは、焼成時にAg微粒子表面からの脂肪酸や脂肪族アミンの脱離が不十分となり、Ag配線膜の抵抗値が高くなるという不具合が生じる。
脂肪酸としては、例えば、カルボン酸を用いることができる。具体的には、炭素数6のヘキサン酸、2−エチル酪酸、ネオヘキサン酸(2,2−ジメチル酪酸);炭素数7のヘプタン酸、2−メチルヘキサン酸、シクロヘキサンカルボン酸;炭素数8のオクタン酸、2−エチルヘキサン酸、ネオオクタン酸(2,2−ジメチルヘキサン酸);炭素数9のノナン酸;炭素数10のデカン酸、ネオデカン酸(2,2−ジメチルオクタン酸);炭素数11のウンデカン酸;炭素数12のドデカン酸;炭素数14のテトラデカン酸;炭素数16のパルミチン酸;及び炭素数18のステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸から選択された少なくとも1種を用いることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、炭素数6のヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン;炭素数7のヘプチルアミン;炭素数8のオクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン;炭素数9のノニルアミン;炭素数10のデシルアミン;炭素数12のドデシルアミン;及び炭素数14のテトラドデシルアミンから選択された少なくとも1種を好ましく用いることができる。
ポリイミドポリイミドワニスとしては、イミド閉環したもの(例えば、閉環率が40%以上)を用いることが好ましい。これによれば、低極性溶媒に対するポリイミドワニスの溶解性を更に高めることができる。また、ポリイミドワニスは、耐熱性に優れるため、塗布したAgペーストを例えば200℃以上の温度で焼成しても劣化しない。
脂肪酸アミドとしては、例えば、メチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、エチレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、トリメチレン1,3ビスステアリン酸アミド、テトラメチレンビスステアリン酸アミド、ジステアリルセバシン酸アミド、ジステアリルアジピン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド及びキシリレンビスステアリン酸アミドから選択された少なくとも1種を単独でまたは組み合わせて好ましく用いることができる。市販の製品の商品名としては、例えば、DISPARLON A603−10X、A603−20X、6900−10X、6900−20X、PFA−131(楠本化成株式会社製)を挙げることができる。なお、脂肪酸アミドの製法は、例えば特開平11−293158号公報に開示されている。
不飽和脂肪酸アルキルエステルとして、脂肪酸部分のアルキル鎖に2つ以上の二重結合を有する多価不飽和脂肪酸アルキルエステルを含むものを用いれば、1つの二重結合を有するものを用いる場合に比べて酸化重合が促進され、後述するAgペーストの垂れや滲みを一層抑制できてよい。この場合、不飽和脂肪酸アルキルエステル中に含まれる多価不飽和脂肪酸アルキルエステルの割合は特に限定されないが、10質量%以上の多価不飽和脂肪酸アルキルエステルを含んでなる不飽和脂肪酸アルキルエステルをより好ましく使用することができる。また、不飽和脂肪酸アルキルエステルのアルコール部分の炭素数が1〜8の範囲内であることが好ましい。アルコール部分の炭素数が9を超えると、焼成時にAg微粒子同士の焼結が阻害されるという不具合が生じる。また、不飽和脂肪酸アルキルエステルの脂肪酸部分のアルキル鎖の炭素数が6〜20の範囲内であることが好ましい。脂肪酸部分のアルキル鎖の炭素数が6未満の不飽和脂肪酸アルキルエステルは得難いだけでなく、塗布後の導電性ペーストの垂れや滲みの発生を十分に抑制できないことがある。一方で、脂肪酸部分のアルキル鎖の炭素数が20を超えると、焼成後の金属配線の抵抗が高くなるという不具合が生じることがある。不飽和脂肪酸アルキルエステルとしては、例えば、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸ブチル、オレイン酸ヘキシル、オレイン酸オクチル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸ブチル、リノール酸ヘキシル、リノール酸オクチル、リノレン酸メチル、リノレン酸エチル、リノレン酸ブチル、リノレン酸ヘキシル、リノレン酸オクチルや、複数種の不飽和脂肪酸エステルからなる大豆脂肪酸メチル、大豆脂肪酸エチル、大豆脂肪酸ブチル、大豆脂肪酸ヘキシル、大豆脂肪酸オクチル、亜麻仁油脂肪酸メチル、亜麻仁油脂肪酸エチル、亜麻仁油脂肪酸ブチル、亜麻仁油脂肪酸ヘキシル、亜麻仁油脂肪酸オクチルから選択された少なくとも1種を単独でまたは組み合わせて用いることができる。
また、Ag微粒子の表面にシランカップリング剤を吸着させることが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、アミノプロピルトリメトキシシランやアミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノアルキルトリアルコキシシランのようなアミノ基及びアルコキシ基を有するものを用いることができる。これによれば、塗布したAgペーストを焼成する際に、アルコキシ基が加水分解してOH基となり、このOH基が脱水縮合して基板表面に対する優れた密着性が得られる一方で、アミノ基は金属表面と強く結合する。その結果、焼成後の金属配線と基板表面との間で優れた密着性が得られる。更に、このようにアミノ基が金属表面と強く結合することで、ポリイミドワニスによる作用と相俟って、Agペーストの垂れや滲みを効果的に抑制できる。
低極性溶媒としては、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シクロドデカン、シクロドデセン、オクチルベンゼン、ドデシルベンゼンから選ばれる少なくとも1種の液状炭化水素を単独でまたは組み合わせて用いることができる。
本実施形態のAgペーストは、平均粒子径が1μm〜20μmの範囲内であるAgフィラーを更に含むことができる。この場合、Ag微粒子とAgフィラーとの総和を100重量%とすると、Agフィラーの比率を50〜95重量%の範囲内とすることが好ましい。Agフィラーの比率が50重量%未満(Ag微粒子の比率が50重量%以上)では、スクリーン印刷により得られるAg配線の膜厚を厚くすることが困難となるという不具合、また、Ag配線の膜厚を厚くすることができても、焼成時にAg微粒子表面からの分散剤の脱離が不十分となり、焼成後のAg配線の抵抗が高くなるという不具合が生じる。一方、Agフィラーの比率が95重量%を超えると(Ag微粒子の比率が5重量%以下では)、Ag微粒子を介したAgフィラー同士の焼結が不十分となり、焼成後のAg配線の抵抗が高くなるという不具合が生じる。
本実施形態のAgペーストは、ポリアミドを更に含むことができる。これによれば、Ag微粒子にポリアミドが架橋することで、Agペーストにチキソトロピック性が付与される。ポリアミドとしては、二塩基酸とジアミンとの重縮合、二塩基酸誘導体またはダイマー酸とジアミンとの重縮合、ラクタムの開環重合等の公知の方法で合成される少なくとも1種のポリアミドワックスを用いることができる。市販の製品の商品名としては、例えば、DISPARLON 3900EF(楠本化成株式会社製)を挙げることができる。
金属としては、上記Agの他に、例えば、Au、Cu、Ni、Pd、Rh、Ru、Pt、In及びSnから選択された少なくとも1種の金属又はこれらの金属の少なくとも2種からなる合金を、目的や用途に応じて適宜選択することができる。以下、導電性金属ペーストの製造方法について、Agペーストを製造する場合を例に説明する。
先ず、平均粒子径が1nm〜50nmのAg微粒子の分散液をガラス製容器に収容し、エバポレータを用いてトルエン等の溶媒を除去する。これにより、表面が上記炭素数6〜18の脂肪酸および炭素数6〜18の脂肪族アミンの少なくともいずれか一方で被覆されたAg微粒子を得る。
なお、Ag微粒子表面にシランカップリング剤を吸着させる場合には、平均粒子径が1nm〜50nmのAg微粒子に、シランカップリング剤を加えて攪拌する。この攪拌したものにアセトン等の極性溶媒を加えてAg微粒子を沈降させ、その上澄み液をデカンテーションなどにより流出させる(以降、この作業を「洗浄工程」という)。この洗浄工程を複数回繰り返し、溶媒を除去して、シランカップリング剤が表面に吸着したAg微粒子を得る。
次に、上記Ag微粒子と、イミド閉環したポリイミドワニスと、脂肪酸アミドと、不飽和脂肪酸アルキルエステルと、炭化水素からなる低極性溶媒とを所定の割合で配合する。この場合、Ag微粒子の割合は60〜90重量%、ポリイミドワニスの割合は0.4〜3重量%、脂肪酸アミドの割合は0.5〜3重量%、不飽和脂肪酸アルキルエステルの割合は0.5〜10重量%、低極性溶媒の割合は5〜30重量%の範囲内とすることが好ましい。そして、上記配合したものを3本ロールミルにより混練することで、Agペーストが得られる。
尚、Agペーストを例えば10μm以上の厚さで塗布する場合には、Ag固形分として上記Ag微粒子と共に平均粒子径1〜20μmのAgフィラーを配合してもよい。この場合、AgフィラーとAg微粒子との総和を100重量%とすると、Agフィラーの割合は50〜95重量%の範囲内とすることが好ましい。また、ポリアミドを0.2〜4重量%の割合で配合すれば、Agペーストのチキソトロピック性を更に高めることができる。
以上説明した本実施形態のAgペーストは、溶媒として極性溶媒よりも粘度が低い低極性溶媒を用いるため、Ag固形分濃度(Ag微粒子及びAgフィラーの濃度)を高く維持したまま、ポリイミドワニスの添加量を増やしても、Agペーストを均一に塗布できる。このポリイミドワニスは極性を有するため、ポリイミドワニスを低極性溶媒に溶解させることが難しいが、本実施形態のAgペーストには、界面活性剤として脂肪酸アミドを含ませている。この脂肪酸アミドの親水基がポリイミドワニスに向くと共に疎水基が低極性溶媒に向くことで、低極性溶媒とポリイミドワニスとがエマルジョン化(乳化)し、低極性溶媒に十分な量のポリイミドワニスを溶解できる。
ここで、ポリイミドワニスの添加量を増やすと、Agペーストの粘着性が高くなり、導電性金属ペーストが上記スキージやスクレッパから容易に脱離せずにこびり付いてしまい、結果として、複数枚の基板に対する導電性金属ペーストの塗布を連続して行えないという不具合が生じる。
そこで、本実施形態のAgペーストには、不飽和脂肪酸アルキルエステルを更に含ませている。この不飽和脂肪酸アルキルエステルは、その界面活性剤的な作用により導電性金属ペーストの粘着性を低くするため、印刷用のスキージやスクレッパから導電性金属ペーストが容易に脱離してこびり付かない。しかも、不飽和脂肪酸アルキルエステルは、アルキル鎖に二重結合を有するので、Agペーストが基板表面に塗布された直後に空気中の酸素により酸化され重合される。このような不飽和脂肪酸アルキルエステルの酸化重合が起こると、Agペーストが部分的にポリマー化して、上記ポリイミドワニスの作用と相俟って、Agペーストを厚く塗布しても垂れや滲みの発生を確実に抑制できる。このように、本発明者らの鋭意検討した結果、不飽和脂肪酸アルキルエステルを添加することにより、導電性金属ペーストの粘着性を低減しつつ、Agペーストの垂れや滲みの発生を確実に抑制できることを知見するに到った。尚、アルキル鎖が二重結合を持たない飽和脂肪酸アルキルエステルを添加したところ、Agペーストの粘着性を低くできるものの、Agペーストの垂れや滲みが発生することが確認された。
以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
平均粒子径4nmのAg微粒子(株式会社アルバック製の商品名「AgナノメタルインクAg1T」)をガラス容器に収容し、エバポレータを用いて溶媒であるトルエンを留去してAg微粒子(以下「Ag微粒子」という)を得た。このようにして得たAg微粒子を5重量部、平均粒子径2.1μmのAgフィラー(福田金属箔粉工業製の商品名「シルコートAgC−2011」)を45重量部、脂肪酸アミド(楠本化成製の商品名「DISPARLON A603−10X」)を0.5重量部、閉環したポリイミドワニス(荒川化学製の商品名「コンポセラン AA」)を1.0重量部、アルキル鎖に二重結合を1つ有するオレイン酸メチルを1.6重量部及びドデシルベンゼンを7.4重量部配合した。そして、この配合したものを3本ロールミルにより混練してAgペーストを得た。得られたAgペーストをスクリーン印刷法によりガラス基板表面に塗布して印刷し、230℃で20分焼成した。印刷されたAgペーストの垂れや滲みは抑制されており、印刷用のスキージやスクレッパへのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は19.8μm、線幅は163μm、比抵抗は11.3μΩ・cmであり、Ag配線の低抵抗化を実現できることが確認された。
(実施例2)
オレイン酸メチルに代えて、オレイン酸エチルを1.6重量部配合する点以外は上記実施例1と同様とした。本実施例2でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は20.3μm、線幅は165μm、比抵抗は11.4μΩ・cmであり、上記実施例1と同様の結果が得られた。
(実施例3)
オレイン酸メチルに代えて、オレイン酸ブチルを1.6重量部配合する点以外は上記実施例1と同様とした。本実施例3でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は19.2μm、線幅は165μm、比抵抗は12.2μΩ・cmであり、上記実施例1と同様の結果が得られた。
(実施例4)
オレイン酸メチルに代えて、オレイン酸ヘキシルを1.6重量部配合する点以外は上記実施例1と同様とした。本実施例4でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は20.1μm、線幅は162μm、比抵抗は12.3μΩ・cmであり、上記実施例1と同様の結果が得られた。
(実施例5)
オレイン酸メチルに代えて、オレイン酸オクチルを1.6重量部配合する点以外は上記実施例1と同様とした。本実施例5でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は18.9μm、線幅は158μm、比抵抗は11.9μΩ・cmであり、上記実施例1と同様の結果が得られた。
(実施例6)
上記実施例1で得たAg微粒子を5重量部、Agフィラー(福田金属箔粉工業製の商品名「シルコートAgC−2011」)を45重量部、脂肪酸アミド(楠本化成製の商品名「DISPARLON A603−10X」)を0.5重量部、閉環したポリイミドワニス(荒川化学製の商品名「コンポセラン AA」)を1.0重量部、アルキル鎖に二重結合を2つ有するリノール酸メチルを1.6重量部及びドデシルベンゼンを7.4重量部配合した。そして、上記実施例1と同様に、この配合したものを混練してAgペーストを得て、このAgペーストをスクリーン印刷法によりガラス基板表面に印刷した。本実施例6でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は20.2μm、線幅は142μm、比抵抗は13.8μΩ・cmであり、Ag配線の低抵抗化を実現できた。
(実施例7)
リノール酸メチルに代えて、リノール酸エチルを1.6重量部配合する点以外は上記実施例6と同様とした。本実施例7でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は21.3μm、線幅は138μm、比抵抗は14.1μΩ・cmであり、上記実施例6と同様の結果が得られた。
(実施例8)
リノール酸メチルに代えて、リノール酸ブチルを1.6重量部配合する点以外は上記実施例6と同様とした。本実施例8でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は22.1μm、線幅は144μm、比抵抗は14.2μΩ・cmであり、上記実施例6と同様の結果が得られた。
(実施例9)
リノール酸メチルに代えて、リノール酸ヘキシルを1.6重量部配合する点以外は上記実施例6と同様とした。本実施例9でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は22.1μm、線幅は136μm、比抵抗は14.4μΩ・cmであり、上記実施例6と同様の結果が得られた。
(実施例10)
リノール酸メチルに代えて、リノール酸オクチルを1.6重量部配合する点以外は上記実施例6と同様とした。本実施例10でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は21.4μm、線幅は141μm、比抵抗は13.7μΩ・cmであり、上記実施例6と同様の結果が得られた。
(実施例11)
上記実施例1で得たAg微粒子を5重量部、Agフィラー(福田金属箔粉工業製の商品名「シルコートAgC−2011」)を45重量部、脂肪酸アミド(楠本化成製の商品名「DISPARLON A603−10X」)を0.5重量部、閉環したポリイミドワニス(荒川化学製の商品名「コンポセラン AA」)を1.0重量部、アルキル鎖に二重結合を3つ有するリノレン酸メチルを0.5重量部及びドデシルベンゼンを8.5重量部配合した。そして、上記実施例1と同様に、この配合したものを混練してAgペーストを得て、このAgペーストをスクリーン印刷法によりガラス基板表面に印刷した。本実施例11でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は23.0μm、線幅は120μm、比抵抗は12.8μΩ・cmであり、Ag配線の低抵抗化を実現できた。
(実施例12)
リノレン酸メチルに代えて、リノレン酸エチルを0.5重量部配合する点以外は上記実施例11と同様とした。本実施例12でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は22.6μm、線幅は118μm、比抵抗は13.3μΩ・cmであり、上記実施例11と同様の結果が得られた。
(実施例13)
リノレン酸メチルに代えて、リノレン酸ブチルを0.5重量部配合する点以外は上記実施例11と同様とした。本実施例13でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は24.4μm、線幅は123μm、比抵抗は12.9μΩ・cmであり、上記実施例11と同様の結果が得られた。
(実施例14)
リノレン酸メチルに代えて、リノレン酸ヘキシルを0.5重量部配合する点以外は上記実施例11と同様とした。本実施例14でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は24.5μm、線幅は116μm、比抵抗は13.1μΩ・cmであり、上記実施例11と同様の結果が得られた。
(実施例15)
リノレン酸メチルに代えて、リノレン酸オクチルを0.5重量部配合する点以外は上記実施例11と同様とした。本実施例15でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は24.4μm、線幅は114μm、比抵抗は13.1μΩ・cmであり、上記実施例11と同様の結果が得られた。
(実施例16)
上記実施例1で得たAg微粒子を5重量部、Agフィラー(福田金属箔粉工業製の商品名「シルコートAgC−2011」)を45重量部、脂肪酸アミド(楠本化成製の商品名「DISPARLON A603−10X」)を0.5重量部、閉環したポリイミドワニス(荒川化学製の商品名「コンポセラン AA」)を1.0重量部、複数種の不飽和脂肪酸アルキルエステルからなる大豆脂肪酸オクチルを0.8重量部及びドデシルベンゼンを8.2重量部配合した。そして、上記実施例1と同様に、この配合したものを混練してAgペーストを得て、このAgペーストをスクリーン印刷法によりガラス基板表面に印刷した。本実施例16でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は17.8μm、線幅は106μm、比抵抗は5.6μΩ・cmであり、Ag配線の低抵抗化を実現できた。
(実施例17)
大豆脂肪酸オクチルを1.6重量部に増やし、ドデシルベンゼンを7.4重量部に減らして配合した点以外は上記実施例16と同様とした。本実施例17でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は23.4μm、線幅は110μm、比抵抗は7.8μΩ・cmであり、上記実施例16と同様の結果が得られた。
(実施例18)
大豆脂肪酸オクチルを2.4重量部に増やし、ドデシルベンゼンを6.6重量部に減らして配合した点以外は上記実施例16と同様とした。本実施例18でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は21.9μm、線幅は124μm、比抵抗は12.0μΩ・cmであり、上記実施例16と同様の結果が得られた。
(実施例19)
大豆脂肪酸オクチルに代えて同じく複数種の不飽和脂肪酸アルキルエステルからなる亜麻仁油脂肪酸オクチルを0.5重量部配合し、ドデシルベンゼンを8.5重量部配合した点以外は上記実施例18と同様とした。本実施例19でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は23.2μm、線幅は113μm、比抵抗は13.0μΩ・cmであり、上記実施例18と同様の結果が得られた。
(実施例20)
亜麻仁油脂肪酸オクチルを1.0重量部に増やし、ドデシルベンゼンを8.0重量部配合した点以外は上記実施例19と同様とした。本実施例20でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は23.6μm、線幅は123μm、比抵抗は15.1μΩ・cmであり、上記実施例19と同様の結果が得られた。
(実施例21)
Ag微粒子を2.5重量部、Agフィラー(福田金属箔粉工業製の商品名「シルコートAgC−2011」)を47.5重量部とし(即ち、Agフィラーの割合を95重量%とし)、大豆脂肪酸オクチルを1.6重量部に増やし、ドデシルベンゼンを7.4重量部に減らして配合した点以外は上記実施例16と同様とした。本実施例21でも、Agペーストの垂れや滲みは抑制され、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は23.4μm、線幅は112μm、比抵抗は9.1μΩ・cmであり、Ag配線の低抵抗化を実現できた。
(実施例22)
Ag微粒子を25重量部、Agフィラー(福田金属箔粉工業製の商品名「シルコートAgC−2011」)を25重量部とし(即ち、Agフィラーの割合を50重量%とし)、ドデシルベンゼンを8.4重量部に増やして配合した点以外は上記実施例21と同様とした。本実施例22でも、Agペーストの垂れや滲みは見られず、スキージ等へのAgペーストのこびり付きも見られなかった。焼成後のAg配線の膜厚は15.1μm、線幅は122μm、比抵抗は8.1μΩ・cmであり、Ag配線の低抵抗化を実現できた。
次に、上記実施例に対する比較例について説明する。
(比較例1)
Ag微粒子を5重量部、Agフィラー(福田金属箔粉工業製の商品名「シルコートAgC−2011」)を45重量部とし(即ち、Agフィラーの割合を90重量%とし)、脂肪酸アミド(楠本化成製の商品名「DISPARLON A603−10X」)を0.5重量部、閉環したポリイミドワニス(荒川化学製の商品名「コンポセラン AA」)を1.0重量部、アルキル鎖に二重結合を有しないラウリン酸メチルを1.6重量部及びドデシルベンゼンを8.5重量部配合して、Agペーストを得た。そして、上記実施例1と同様に、得られたAgペーストをスクリーン印刷法によりガラス基板表面に塗布して印刷し、230℃で20分焼成した。本比較例1では、上記実施例とは異なり、印刷されたAgペーストは垂れや滲みが顕著に発生し、焼成後のAg配線の線幅は250μmにまで拡がっていた。なお、膜厚は19.7μm、比抵抗は13.8μΩ・cmであった。

Claims (7)

  1. 低極性溶媒と、表面が分散剤で被覆された金属微粒子と、ポリイミドワニスと、脂肪酸アミドとを含む導電性金属ペーストであって、
    不飽和脂肪酸アルキルエステルを更に含むことを特徴とする導電性金属ペースト。
  2. 前記不飽和脂肪酸アルキルエステルが多価不飽和脂肪酸アルキルエステルを含んでなることを特徴とする請求項1記載の導電性金属ペースト。
  3. 前記不飽和脂肪酸アルキルエステルのアルコール部分の炭素数が1〜8の範囲内であることを特徴とする請求項1または2記載の導電性金属ペースト。
  4. 前記不飽和脂肪酸アルキルエステルの脂肪酸部分のアルキル鎖の炭素数が6〜20の範囲内であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性金属ペースト。
  5. ポリアミドを更に含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性金属ペースト。
  6. 平均粒子径が1〜20μmである金属フィラーを更に含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の導電性金属ペースト。
  7. 前記金属フィラーと前記金属微粒子との総和を100重量%とした場合に、前記金属フィラーが50〜95重量%の範囲内であることを特徴とする請求項6記載の導電性金属ペースト。
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