JP2018092864A - Copper paste composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a copper paste composition that makes it possible to obtain a copper cured film that has excellent flexibility after curing and therefore has excellent breaking resistance on a fiber substrate such as paper prone to expansion due to moisture absorption, and also shows high conductivity.SOLUTION: A copper paste composition contains a specific surface-coated copper particle (A), a resol type phenol resin (B), a vinylphenol polymer (C), a chelating agent (D), a solvent (E), and a flexibilizer (F). Based on 100 pts.mass of (A), the content of (B) is 10-25 pts.mass, (C) is 0.5-3.0 pts.mass, (D) is 0.5-3.0 pts.mass, (E) is 10-40 pts.mass, and (F) is 0.5-3.0 pts.mass.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、紙などの繊維基板上において、高湿度環境下においても、高い導電性を維持する銅配線を得ることができる銅ペースト組成物に関する。   The present invention relates to a copper paste composition capable of obtaining a copper wiring that maintains high conductivity on a fiber substrate such as paper even in a high humidity environment.

従来から、電子材料の分野などにおいて、RFID(radio frequency identifier)タグの導電パターンの形成などの電気的導通確保の手段として、導電性金属を主成分とする導電性ペースト組成物を基板の樹脂フィルムなどへ印刷する方法が広く用いられている。   Conventionally, in the field of electronic materials, a conductive paste composition mainly composed of a conductive metal is used as a resin film of a substrate as a means for ensuring electrical continuity such as formation of a conductive pattern of an RFID (radio frequency identifier) tag. For example, a method for printing on a network is widely used.

しかし、近年のRFIDタグの使い捨て使用が進む中で、RFIDタグの更なるコストダウンが求められており、PETなどの樹脂基板よりも安価な紙などの繊維基板上でのタグ作製が可能な導電性ペースト組成物が求められている。   However, with the recent progress of disposable use of RFID tags, there is a demand for further cost reduction of RFID tags, and it is possible to produce a tag on a fiber substrate such as paper that is cheaper than a resin substrate such as PET. There is a need for an adhesive paste composition.

繊維基板上に導電性ペースト組成物を印刷しRFIDタグを作製する場合に、導電性ペースト組成物にはその硬化膜が可とう性に優れることが求められる。たとえば紙などの、特に高湿度環境下で吸湿による膨潤によって寸法が大きく変化するような繊維基板においては、可とう性が低い硬化膜の場合、基板の寸法変化に硬化膜の変形が追随することができずに断線してしまい、導電性を維持することが困難となるからである。   When an RFID tag is produced by printing a conductive paste composition on a fiber substrate, the conductive paste composition is required to have a cured film with excellent flexibility. For example, in the case of a fiber substrate such as paper whose dimensions change greatly due to swelling due to moisture absorption in a high-humidity environment, if the cured film has low flexibility, the deformation of the cured film follows the change in the substrate dimensions. This is because it is difficult to maintain electrical conductivity due to disconnection.

導電性ペースト組成物は、金属粒子を含む流動性のある配合物であり、耐酸化性に優れ、体積固有抵抗が低いことから銀を使用した銀ペーストが一般に使用されてきた。しかし、原料となる銀は、希少金属として非常に高価であり、銀ペーストの価格もそれに比例して高価なものである。そこで近年では原料価格がより安価な銅を使用した銅ペーストの開発が盛んに行われている。   The conductive paste composition is a fluid composition containing metal particles, and has excellent oxidation resistance and low volume resistivity, and thus a silver paste using silver has been generally used. However, silver as a raw material is very expensive as a rare metal, and the price of the silver paste is proportionally expensive. Therefore, in recent years, development of copper paste using copper having a lower raw material price has been actively conducted.

特許文献1は、バインダーとして熱硬化性樹脂であるレゾール型フェノール樹脂のみを使用している銅ペーストを開示している。銅ペーストは銅を原料としているため、形成する硬化物は、銀ペーストと比べて酸化しやすく、導電性が低下してしまうことから、硬化時の収縮により粒子同士の接触を促進し、かつ還元性を有するため導電性を確保しやすいフェノール樹脂などの熱硬化樹脂を使用している。   Patent document 1 is disclosing the copper paste which uses only the resol type phenol resin which is a thermosetting resin as a binder. Since the copper paste is made from copper, the cured product that forms is easier to oxidize than the silver paste, and the conductivity is reduced. Therefore, thermosetting resins such as phenolic resins that are easy to ensure conductivity are used.

特許文献2は、バインダーとして架橋されていないゴムなどのエラストマーのみを使用する可とう性に優れた導電ペーストを開示している。   Patent Document 2 discloses a conductive paste excellent in flexibility using only an elastomer such as rubber that is not crosslinked as a binder.

特開平11−224532JP-A-11-224532 特開2014−236103JP2014-236103

特許文献1に開示の銅ペーストを硬化させた硬化物は、バインダーが3次元架橋により強固なネットワークを形成するため可とう性に乏しく、上述の断線の懸念があり、繊維基板上でのRFIDタグ形成が困難となる。特許文献2に開示の導電ペーストにおいて、導電粒子として銅粒子を使用した銅ペーストは、その硬化物の可とう性は優れているものの、バインダーが還元性を有していないため、銅が酸化されやすくなり、良好な導電性を得ることが困難となる。   The cured product obtained by curing the copper paste disclosed in Patent Document 1 has poor flexibility because the binder forms a strong network by three-dimensional crosslinking, and there is a concern about the disconnection described above, and the RFID tag on the fiber substrate Formation becomes difficult. In the conductive paste disclosed in Patent Document 2, the copper paste using copper particles as the conductive particles is excellent in the flexibility of the cured product, but the copper is oxidized because the binder does not have reducing properties. It becomes easy to obtain good conductivity.

そこで本発明の課題は、硬化後の可とう性が良好であり、それによって吸湿により膨張しやすい紙などの繊維基板上における耐断線性に優れ、かつ高導電性を示す銅硬化膜が得られる銅ペースト組成物を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to obtain a copper cured film that has good flexibility after curing, and thus has excellent disconnection resistance on a fiber substrate such as paper that easily expands due to moisture absorption and exhibits high conductivity. The object is to provide a copper paste composition.

本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の被覆剤を特定の被覆方法を用いて被覆した特定の銅粒子と、特定の成分とを配合することにより、銅硬化膜の上記耐断線性と高導電性を両立できる銅ペースト組成物を作製できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have formulated the above-mentioned disconnection resistance of the cured copper film by blending specific copper particles coated with a specific coating agent using a specific coating method and a specific component. The present inventors have found that a copper paste composition that can achieve both high conductivity can be produced, and have completed the present invention.

すなわち、本発明によれば、表面被覆銅粒子(A)、レゾール型フェノール樹脂(B)、ビニルフェノール系ポリマー(C)、キレート化剤(D)、溶剤(E)、および可とう性付与剤(F)を含有し、前記表面被覆銅粒子(A)は、銅粒子の表面の銅と化学結合および/または物理結合によって結合している式(1)で表されるアミン化合物の第1被覆層と、該第1被覆層上に、前記アミン化合物と化学結合によって結合している炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸の第2被覆層とを有し、前記表面被覆銅粒子(A)100質量部に対して、前記レゾール型フェノール樹脂(B)10〜25質量部、前記ビニルフェノール系ポリマー(C)0.5〜3.0質量部、前記キレート化剤(D)0.5〜3.0質量部、前記溶剤(E)10〜40質量部、および前記可とう性付与剤(F)0.5〜3.0質量部を含有する、銅ペースト組成物が提供される。

[式(1)中、mは0〜3の整数、nは0〜2の整数であり、n=0のとき、mは0〜3のいずれか、n=1またはn=2のとき、mは1〜3のいずれかである。]
That is, according to the present invention, the surface-coated copper particles (A), the resol type phenol resin (B), the vinylphenol polymer (C), the chelating agent (D), the solvent (E), and the flexibility imparting agent. The first coating of the amine compound represented by the formula (1) containing (F), wherein the surface-coated copper particles (A) are bonded to copper on the surfaces of the copper particles by chemical bonds and / or physical bonds. A second coating layer of an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms bonded to the amine compound by a chemical bond on the first coating layer, and the surface-coated copper particles (A ) 10 to 25 parts by mass of the resol-type phenolic resin (B), 0.5 to 3.0 parts by mass of the vinylphenol polymer (C), 0.5 parts of the chelating agent (D) with respect to 100 parts by mass. -3.0 parts by mass, the solvent (E) 10-40 The amount unit, and containing the flexible imparting agent (F) 0.5 to 3.0 parts by weight, the copper paste composition is provided.

[In the formula (1), m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 0 to 2, and when n = 0, m is any of 0 to 3, when n = 1 or n = 2, m is any one of 1-3. ]

前記ビニルフェノール系ポリマー(C)は、好ましくは、ビニルフェノールのホモポリマー、ならびにビニルフェノールと、スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル酸2−ヒドロキシエチルから選択される1種以上のモノマーとのコポリマーからなる群から選択される少なくとも1種以上の重合体であり、前記重合体は式(2)で表される構造単位を有し、重量平均分子量が1,000〜20,000である。
The vinylphenol polymer (C) is preferably a homopolymer of vinylphenol and one or more monomers selected from vinylphenol and styrene, butyl acrylate, methyl methacrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate. And at least one polymer selected from the group consisting of copolymers, wherein the polymer has a structural unit represented by the formula (2) and has a weight average molecular weight of 1,000 to 20,000. is there.

前記キレート化剤(D)は、好ましくは、芳香族ジアミンおよびシッフ塩基から選択される少なくとも1種類以上の化合物である。   The chelating agent (D) is preferably at least one compound selected from aromatic diamines and Schiff bases.

前記可とう性付与剤(F)は、好ましくは、リン酸エステル、フタル酸エステル、ポリエーテルエステル、およびアジピン酸エステルから選択される少なくとも1種類以上の化合物である。   The flexibility imparting agent (F) is preferably at least one compound selected from phosphoric acid esters, phthalic acid esters, polyether esters, and adipic acid esters.

前記可とう性付与剤(F)がポリエーテルエステルおよび/またはアジピン酸エステルの場合、式(3)で表される重量平均分子量450〜650のポリエーテルエステル、ならびに式(4)および/または(5)で表される重量平均分子量200〜3,000のアジピン酸エステルから選択される少なくとも1種類以上の化合物であることが好ましい。

[式(3)中、R及びRは、それぞれ独立に、−(CH)−CH、又は−(CH−Cを表す。aは0〜7の整数であり、bは0〜4の整数である。Rは、−(CH)−を表す。cは2〜4の整数である。xは1〜6の整数である。]

[式(4)中、R及びRは、それぞれ独立に、−(CH)−(CR)−(CH−CHを表す。ここで、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子または−(CH)−CHを表す。また、dは0〜4の整数、eは0〜2の整数、fは0〜4の整数、gは0〜3の整数である。]

[式(5)中、R及びRは、それぞれ独立に、−(CH)−(CR1112)−(CH−CHを表す。ここで、R11及びR12はそれぞれ独立に、水素原子または−(CH)−CHを表す。また、hは0〜4の整数、iは0〜2の整数、jは0〜4の整数、kは0〜3の整数である。R10は、−(CH)−を表す。lは2〜4の整数である。yは1〜4の整数、zは1〜4の整数である。]
When the flexibility-imparting agent (F) is a polyether ester and / or an adipic acid ester, a polyether ester having a weight average molecular weight of 450 to 650 represented by the formula (3), and a formula (4) and / or ( It is preferable that it is at least 1 or more types of compound selected from the adipic acid ester of the weight average molecular weight 200-3,000 represented by 5).

Wherein (3), R 1 and R 3 are each independently, - (CH 2) a -CH 3, or - represents a (CH 2) b -C 6 H 5. a is an integer of 0 to 7, and b is an integer of 0 to 4. R 2 represents — (CH 2 ) c —. c is an integer of 2-4. x is an integer of 1-6. ]

[In Formula (4), R 4 and R 5 each independently represent — (CH 2 ) d — (CR 6 R 7 ) e — (CH 2 ) f —CH 3 . Here, R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or — (CH 2 ) g —CH 3 . D is an integer of 0 to 4, e is an integer of 0 to 2, f is an integer of 0 to 4, and g is an integer of 0 to 3. ]

Wherein (5), R 8 and R 9 each independently represents - (CH 2) j -CH 3 - (CH 2) h - (CR 11 R 12) i. Here, R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or — (CH 2 ) k —CH 3 . H is an integer of 0 to 4, i is an integer of 0 to 2, j is an integer of 0 to 4, and k is an integer of 0 to 3. R 10 represents — (CH 2 ) 1 —. l is an integer of 2-4. y is an integer of 1 to 4, and z is an integer of 1 to 4. ]

本発明の銅ペースト組成物の成分である表面被覆銅粒子(A)は、上記特定の第1及び第2被覆層を有しているので、銅粒子表面が酸化されにくく、高温高湿環境下において、熱、水分などの外的要因に対する極めて優れた耐酸化性能を有する。従って、本発明の銅ペースト組成物を硬化して得られる銅硬化膜は高い導電性を維持することができる。
さらに、本発明の銅ペースト組成物は該表面被覆銅粒子(A)及び特定成分を特定の配合割合で含有しているので、可とう性が高い銅硬化膜を得ることができる。そのため、繊維基板上に銅硬化膜を形成した場合、高温高湿環境下において、繊維基板が吸湿して膨張した際においても、基板の変形に追随することができ、優れた耐断線性を示す。
すなわち、本発明の銅ペースト組成物は、耐断線性及び高導電性を高度に両立する銅硬化膜を得ることができるので、紙などの繊維基板を用いたRFIDタグを製造することができる。
本発明において銅硬化膜とは、銅のみからなる硬化膜ではなく、銅、高導電性維持に寄与する上記被覆層、および可とう性付与に寄与する銅ペースト組成物中の一部の成分が含まれている硬化膜を意味する。
Since the surface-coated copper particles (A) which are components of the copper paste composition of the present invention have the specific first and second coating layers, the surface of the copper particles is difficult to be oxidized, and in a high-temperature and high-humidity environment. Has excellent oxidation resistance against external factors such as heat and moisture. Therefore, the cured copper film obtained by curing the copper paste composition of the present invention can maintain high conductivity.
Furthermore, since the copper paste composition of the present invention contains the surface-coated copper particles (A) and the specific component in a specific blending ratio, a cured copper film having high flexibility can be obtained. Therefore, when a copper cured film is formed on a fiber substrate, even when the fiber substrate absorbs moisture and expands in a high-temperature and high-humidity environment, it can follow the deformation of the substrate and exhibits excellent disconnection resistance. .
That is, since the copper paste composition of the present invention can obtain a cured copper film that has both high resistance to disconnection and high conductivity, an RFID tag using a fiber substrate such as paper can be manufactured.
In the present invention, the copper cured film is not a cured film made only of copper, but copper, the coating layer that contributes to maintaining high conductivity, and some components in the copper paste composition that contribute to flexibility. It means the cured film contained.

実施例で使用した表面被覆銅粒子(A)の表面のIRスペクトル測定結果を表す図である。It is a figure showing the IR spectrum measurement result of the surface of the surface covering copper particle (A) used in the Example. エチレンジアミンのIRスペクトル測定結果を表す図である。It is a figure showing IR spectrum measurement result of ethylenediamine. 紙基板上の実施例1の銅硬化膜の高温高湿度環境曝露後の外観観察結果を表す図である。It is a figure showing the external appearance observation result after high temperature high humidity environment exposure of the copper cured film of Example 1 on a paper substrate. 紙基板上の比較例1の銅硬化膜の高温高湿度環境曝露後の外観観察結果を表す図である。It is a figure showing the external appearance observation result after high temperature high humidity environment exposure of the copper cured film of the comparative example 1 on a paper board | substrate.

以下に本発明の実施形態について詳細に説明する。
<銅ペースト組成物の構成成分>
[表面被覆銅粒子(A);以後、単に(A)と称する場合がある]
(A)用の表面被覆前の銅粒子は、その平均粒子径D50が1〜10μmである。D50は、4μm以上、7μm以下が好ましい。平均粒子径が小さいほど、銅硬化膜の表面が滑らかとなり、特に高周波領域での表面効果を抑制することができる。しかしその一方で、粒子の比表面積が増大し、酸化により導電性のない酸化銅に粒子表面が覆われやすくなるため、形成する配線の導電性が低下するおそれがある。よって、D50が1μm未満であると、配線の導電性が低下するおそれがある。一方、D50が10μmを超えると、導電性は確保できるものの、銅硬化膜表面が粗くなり、高周波領域での表面効果がより大きくなり、アンテナ性能を低下させるおそれがある。
以後、特に断らない限り、銅粒子と称したときは原料である表面被覆前の銅粒子を指すものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
<Constituent components of copper paste composition>
[Surface-coated copper particles (A); hereinafter simply referred to as (A)]
The copper particles before surface coating for (A) have an average particle diameter D50 of 1 to 10 μm. D50 is preferably 4 μm or more and 7 μm or less. The smaller the average particle size, the smoother the surface of the cured copper film, and the surface effect in the high frequency region can be suppressed. However, on the other hand, the specific surface area of the particles increases and the surface of the particles is likely to be covered by non-conductive copper oxide due to oxidation, which may reduce the conductivity of the wiring to be formed. Therefore, if D50 is less than 1 μm, the conductivity of the wiring may be lowered. On the other hand, if D50 exceeds 10 μm, the conductivity can be secured, but the surface of the cured copper film becomes rough, the surface effect in the high frequency region becomes larger, and the antenna performance may be deteriorated.
Hereinafter, unless otherwise specified, the term “copper particles” refers to the copper particles before surface coating as a raw material.

本明細書において、粒子径および平均粒子径D50は、レーザー回折式マイクロトラック粒子径分布測定装置によって測定した値を指すものとする。該測定装置としては、例えばマイクロトラック・ベル株式会社製のマイクロトラック粒度分布測定装置MT3000IIシリーズ(レーザー回折・散乱法)を例示できる。   In the present specification, the particle diameter and the average particle diameter D50 indicate values measured by a laser diffraction type microtrack particle diameter distribution measuring apparatus. Examples of the measuring apparatus include Microtrack particle size distribution measuring apparatus MT3000II series (laser diffraction / scattering method) manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.

本発明に用いる銅粒子としては、銅ペーストや銅インクに一般的に用いられる公知の銅粒子が挙げられる。その形状としては、球状、板状、樹枝状、棒状、繊維状いずれであってもよく、中空状、または多孔質状等の不定形であってもよい。さらに、シェルが銅でコアが銅以外の物質であるコアシェル形状であってもよい。特に、板状粒子を用いて作製した銅ペースト組成物の場合、基板上に配線を形成するために銅硬化膜を形成したときに、粒子形状に起因して該銅ペースト組成物の基板平面方向の硬化収縮が抑制されるため、変形が抑えられ、基板との密着性により優れることから、板状粒子を用いることが特に好ましい。本明細書では、板状粒子の定義は、銅粒子の上記平均粒子径D50と、粒子の平均厚みとの比「D50/平均厚み」の値が1.5〜20であることとする。本明細書では、粒子の厚みとは板状粒子の面的な広がりに対して垂直な方向の長さをいうものとする。また、粒子の平均厚みは、走査型電子顕微鏡写真(SEM)観察により得られた粒子の観察結果画像において、任意の100個の粒子を選択し、画像解析により算出した粒子の厚みの測定値の平均値とする。
また、(A)に用いる銅粒子は、1種類でも良いが、異なる形状の銅粒子を混合して用いても良い。
Examples of the copper particles used in the present invention include known copper particles generally used for copper paste and copper ink. The shape may be any of a spherical shape, a plate shape, a dendritic shape, a rod shape, and a fibrous shape, and may be an indefinite shape such as a hollow shape or a porous shape. Furthermore, a core-shell shape in which the shell is copper and the core is a material other than copper may be used. In particular, in the case of a copper paste composition prepared using plate-like particles, when a copper cured film is formed to form wiring on the substrate, the plane direction of the copper paste composition due to the particle shape It is particularly preferable to use plate-like particles because the curing shrinkage is suppressed and deformation is suppressed and adhesion to the substrate is excellent. In this specification, the definition of the plate-like particle is that the value of the ratio “D50 / average thickness” between the average particle diameter D50 of the copper particles and the average thickness of the particles is 1.5 to 20. In the present specification, the thickness of the particle means a length in a direction perpendicular to the planar spread of the plate-like particle. In addition, the average thickness of the particles is the measured value of the thickness of the particles calculated by image analysis by selecting arbitrary 100 particles in the observation result image of the particles obtained by scanning electron micrograph (SEM) observation. Average value.
Moreover, although the copper particle used for (A) may be one kind, you may mix and use the copper particle of a different shape.

(A)は、銅粒子の表面の銅と化学結合または物理結合によって結合している式(1)で表されるアミン化合物の第1被覆層と、該第1被覆層上に、前記アミン化合物と化学結合によって結合している炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸の第2被覆層とを有している。

[式(1)中、mは0〜3の整数、nは0〜2の整数であり、n=0のとき、mは0〜3のいずれか、n=1またはn=2のとき、mは1〜3のいずれかである。]
(A) is a first coating layer of an amine compound represented by formula (1) that is bonded to copper on the surface of the copper particles by chemical bonding or physical bonding, and the amine compound is formed on the first coating layer. And a second coating layer of an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms bonded by a chemical bond.

[In the formula (1), m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 0 to 2, and when n = 0, m is any of 0 to 3, when n = 1 or n = 2, m is any one of 1-3. ]

(A)の第1被覆層は、銅粒子表面の銅と化学的および/または物理的に結合して吸着しているアミン化合物の層である。耐酸化性の点では、銅粒子表面をアミン化合物が単分子膜状に均一に被覆していることが理想的であるが、実際上は、そのような理想状態となることは難しいので、一部銅表面にアミン化合物が吸着していない部分があってもよく、また、2分子以上が積層して吸着している部分があってもよい。
従って、本発明における第1被覆層とは、アミン化合物が銅表面を均一に被覆している層だけでなく、アミン化合物が未吸着の銅表面が一部存在する被覆層をも含むものとする。
なお、銅表面にアミン化合物が吸着して第1被覆層を形成していることは、後述する銅表面のIR測定により確認するものとする。
The first coating layer (A) is a layer of an amine compound that is chemically and / or physically bonded and adsorbed to copper on the surface of the copper particles. From the viewpoint of oxidation resistance, it is ideal that the amine compound is uniformly coated on the copper particle surface in the form of a monomolecular film. However, in practice, it is difficult to achieve such an ideal state. There may be a portion where the amine compound is not adsorbed on the copper surface, or there may be a portion where two or more molecules are laminated and adsorbed.
Therefore, the first coating layer in the present invention includes not only a layer in which the amine compound uniformly coats the copper surface but also a coating layer in which a copper surface on which the amine compound is not adsorbed partially exists.
In addition, it shall confirm by IR measurement of the copper surface mentioned later that the amine compound adsorb | sucks on the copper surface, and forms the 1st coating layer.

ここで、上記化学的な結合による吸着とは、アミン化合物が銅表面と静電的な相互作用により結合を形成し、銅表面に吸着していることを指す。ここでいう静電的な相互作用とは、水素結合、イオン間相互作用(イオン結合)などを指す。また、物理的な結合による吸着とは、ファンデルワールス力による物理吸着により銅表面に吸着していることを指す。特に、アミノ基は電子供与性が高く、アミノ基が銅への配位を形成することで結合を形成すると考えられるので、アミン化合物は主に、静電的な相互作用による化学結合によって銅表面に吸着し、第1被覆層を形成していると考えられる。しかし、物理的な結合による吸着が一部存在してもよい。
また、アミン化合物同士が、例えば水素結合等により結合して2分子以上積層している部分があってもよい。
Here, the adsorption by the chemical bond indicates that the amine compound forms a bond by electrostatic interaction with the copper surface and is adsorbed on the copper surface. The electrostatic interaction as used herein refers to hydrogen bonding, interaction between ions (ionic bonding), and the like. Moreover, adsorption | suction by a physical coupling | bonding refers to adsorb | sucking to the copper surface by the physical adsorption | suction by van der Waals force. In particular, the amino group has a high electron donating property, and it is considered that the amino group forms a bond by forming a coordination to copper. Therefore, the amine compound mainly forms a bond on the copper surface by a chemical bond by electrostatic interaction. It is considered that the first coating layer is formed by adsorption. However, there may be some adsorption due to physical bonding.
Further, there may be a portion in which two or more molecules of amine compounds are bonded by, for example, hydrogen bonding.

(A)の第2被覆層は、第1被覆層上に積層されている層であり、第1被覆層のアミン化合物と化学結合によって結合している炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸の層である。
ここで、化学結合とは、脂肪族モノカルボン酸のカルボキシル基とアミン化合物のアミノ基とが静電的な相互作用により結合していることを意味する。ここでいう静電的な相互作用とは、水素結合、イオン間相互作用(イオン結合)などを指す。すなわち、第2被覆層とは、第1被覆層のアミン化合物と静電的な相互作用によって結合している脂肪族モノカルボン酸の層である。理想的には、第1被覆層のアミン化合物と脂肪族モノカルボン酸が1:1で反応して第2被覆層が形成されていることが好ましいが、実際上は、そのような理想状態となることは難しい。従って、一部脂肪族モノカルボン酸と結合していない第1被覆層のアミン化合物があってもよく、また、第2被覆層において、脂肪族モノカルボン酸が物理吸着等により2分子以上が積層して吸着している部分があってもよい。
従って、本発明における第2被覆層とは、第1被覆層と同様、脂肪族モノカルボン酸が第1被覆層を均一に被覆している層だけでなく、脂肪族モノカルボン酸がアミン化合物と結合していない部分が一部存在するように形成されている被覆層をも含むものとする。
なお、脂肪族モノカルボン酸が吸着して第2被覆層を形成していることは、第1被覆層と同様、後述する銅表面のIR測定により確認するものとする。
The second coating layer (A) is a layer laminated on the first coating layer, and is an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms that is bonded to the amine compound of the first coating layer by a chemical bond. Of layers.
Here, the chemical bond means that the carboxyl group of the aliphatic monocarboxylic acid and the amino group of the amine compound are bonded by electrostatic interaction. The electrostatic interaction as used herein refers to hydrogen bonding, interaction between ions (ionic bonding), and the like. That is, the second coating layer is a layer of an aliphatic monocarboxylic acid bonded to the amine compound of the first coating layer by electrostatic interaction. Ideally, it is preferable that the amine compound of the first coating layer and the aliphatic monocarboxylic acid react with each other at a ratio of 1: 1 to form the second coating layer. It is difficult to become. Accordingly, there may be an amine compound in the first coating layer that is not partially bonded to the aliphatic monocarboxylic acid, and in the second coating layer, two or more molecules of the aliphatic monocarboxylic acid are laminated by physical adsorption or the like. There may be a portion that is adsorbed.
Therefore, the second coating layer in the present invention is not only a layer in which the aliphatic monocarboxylic acid uniformly covers the first coating layer, but also the aliphatic monocarboxylic acid is an amine compound, as in the first coating layer. It also includes a coating layer formed so that a part that is not bonded is partially present.
In addition, it shall confirm by IR measurement of the copper surface mentioned later that the aliphatic monocarboxylic acid adsorb | sucks and forms the 2nd coating layer similarly to the 1st coating layer.

さらに、アミン化合物が結合していない銅表面が一部存在する場合は、当該銅表面に直接脂肪族モノカルボン酸が吸着している部分があってもよく、この様な表面被覆銅粒子も本発明の範囲内の(A)である。   Furthermore, when there is a part of the copper surface to which the amine compound is not bonded, there may be a portion where the aliphatic monocarboxylic acid is directly adsorbed on the copper surface, and such surface-coated copper particles are also present. It is (A) within the scope of the invention.

上記第1被覆層を形成するアミン化合物は、上記式(1)で表されるアミン化合物である。具体的には、ヒドラジン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、1、3−プロパンジアミン、ジメチレントリアミン、トリメチレンテトラアミン、テトラメチレンペンタアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラアミン、テトラプロピレンペンタアミンなどが挙げられる。第1被覆層は、これらのうち1種類のアミン化合物で形成してもよく、複数の種類を用いて形成してもよい。   The amine compound that forms the first coating layer is an amine compound represented by the above formula (1). Specifically, hydrazine, methylenediamine, ethylenediamine, 1,3-propanediamine, dimethylenetriamine, trimethylenetetraamine, tetramethylenepentamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, tetraethylenepentamine, dipropylenetriamine, triethylene Examples include propylene tetraamine and tetrapropylene pentaamine. A 1st coating layer may be formed with one type of amine compound among these, and may be formed using a plurality of types.

式(1)中のmの値が4以上になると、化学的な結合と還元性に寄与しているアミノ基の銅粒子表面における単位面積あたりのアミノ基数が減少するため、所望の耐酸化性が不十分となり、銅の表面酸化が進行しやすくなるおそれがある。また、式(1)中のnが3以上になると、分子鎖が長くなりすぎ、被覆時に隣接するアミン化合物との立体障害が生じ、銅粒子表面を十分に被覆できず、やはり、所望の耐酸化性が不十分となり、銅の表面酸化が進行しやすくなるおそれがある。   When the value of m in the formula (1) is 4 or more, the number of amino groups per unit area on the copper particle surface of amino groups contributing to chemical bonding and reducing properties decreases, so that the desired oxidation resistance May become insufficient, and copper surface oxidation may easily proceed. Further, when n in the formula (1) is 3 or more, the molecular chain becomes too long, resulting in steric hindrance with the adjacent amine compound during coating, and the copper particle surface cannot be sufficiently coated. Therefore, there is a possibility that the surface oxidation of copper is likely to proceed.

本発明に用いる上記第2被覆層を形成する炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸は、炭素数8〜20の直鎖飽和脂肪族モノカルボン酸、炭素数8〜20の直鎖不飽和脂肪族モノカルボン酸、炭素数8〜20の分岐飽和脂肪族モノカルボン酸、炭素数8〜20の分岐不飽和脂肪族モノカルボン酸が挙げられる。炭素数8〜20の直鎖飽和脂肪族モノカルボン酸としては、具体的には、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸が挙げられる。炭素数8〜20の直鎖不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸等が挙げられる。炭素数8〜20の分岐飽和脂肪族モノカルボン酸としては、2−エチルヘキサン酸などが挙げられる。上記脂肪族モノカルボン酸は、1種類で用いても良く、複数の種類を混合して用いても良い。
炭素数が7以下であると、アルキル鎖長が短いため表面被覆銅粒子の分散性が低くなるおそれがある。また、炭素数21以上では、脂肪族モノカルボン酸の疎水性が高まるためにバインダーとの相溶性が高くなり、銅ペースト組成物とした際、第2被覆層から脂肪族モノカルボン酸が脱離してバインダー側に溶出しやすくなる。
The aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms forming the second coating layer used in the present invention is a linear saturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms or linear unsaturated group having 8 to 20 carbon atoms. Examples thereof include aliphatic monocarboxylic acids, branched saturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms, and branched unsaturated aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Specific examples of the linear saturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms include caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, and margarine. Examples include acid, stearic acid, nonadecanoic acid, and arachidic acid. Examples of the linear unsaturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms include myristoleic acid, palmitoleic acid, petroceric acid, and oleic acid. Examples of the branched saturated aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms include 2-ethylhexanoic acid. The said aliphatic monocarboxylic acid may be used by 1 type, and may mix and use several types.
If the carbon number is 7 or less, the dispersibility of the surface-coated copper particles may be low because the alkyl chain length is short. In addition, when the number of carbon atoms is 21 or more, the aliphatic monocarboxylic acid becomes more hydrophobic, so the compatibility with the binder is increased. When the copper paste composition is formed, the aliphatic monocarboxylic acid is detached from the second coating layer. Elution to the binder side.

(A)の銅ペースト組成物中での分散性をより高め、また、該銅ペースト組成物中での遊離の脂肪族モノカルボン酸量を低減するためには、炭素数10〜18の脂肪族モノカルボン酸が好ましい。さらに、直鎖飽和脂肪族モノカルボン酸は、分岐鎖や不飽和を持つ脂肪族モノカルボン酸よりも細密充填構造がとりやすく、空隙の少ない被覆となるため炭素数10〜18の直鎖飽和脂肪族モノカルボン酸を被覆に用いるのがさらに好ましい。   In order to further improve the dispersibility of the copper paste composition (A) in the copper paste composition and to reduce the amount of free aliphatic monocarboxylic acid in the copper paste composition, an aliphatic group having 10 to 18 carbon atoms is used. Monocarboxylic acids are preferred. Furthermore, linear saturated aliphatic monocarboxylic acids have a finer packing structure than aliphatic monocarboxylic acids having branched chains and unsaturation, and are covered with fewer voids, so that they are linear saturated fatty acids having 10 to 18 carbon atoms. More preferably, an aromatic monocarboxylic acid is used for the coating.

(A)は、式(1)で表されるアミン化合物による第1被覆層、および炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸の第2被覆層の2つの被覆層が、銅粒子表面上に形成されていることが特徴である。
アミン化合物は、アミノ基が還元性を有するため金属表面の酸化物の除去効果と酸化抑制効果がある。
また、アミン化合物は、脂肪族モノカルボン酸よりもアミノ基の窒素の孤立電子対の効果により金属に対する配位能が高く、脂肪族モノカルボン酸よりも強い結合で銅表面と結びつくため脂肪族モノカルボン酸よりも表面被覆率が高いと考えられる。また、アミン化合物は、脂肪族モノカルボン酸と静電的な相互作用による結合を形成しやすい。ここで静電的な相互作用とは、水素結合およびイオン間相互作用を指す。従って、表面被覆率が高いアミン化合物で銅表面を被覆した後、脂肪族モノカルボン酸でさらにその外側を被覆することで、脂肪族モノカルボン酸を銅粒子に直接被覆するよりも、高い表面被覆率で脂肪族モノカルボン酸を銅粒子に被覆することができる。そのため、本発明の表面被覆銅粒子は、アミン化合物の酸化抑制効果と脂肪族モノカルボン酸の高い被覆率により、脂肪族モノカルボン酸のみを被覆した銅粒子よりも高い耐酸化性を有している。
(A) shows that two coating layers of a first coating layer of an amine compound represented by the formula (1) and a second coating layer of an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms are on the surface of the copper particles. It is characteristic that it is formed.
The amine compound has an effect of removing an oxide on the metal surface and an effect of suppressing oxidation because the amino group has reducibility.
In addition, the amine compound has a higher coordination ability to the metal than the aliphatic monocarboxylic acid due to the effect of the lone pair of nitrogen of the amino group and binds to the copper surface with a stronger bond than the aliphatic monocarboxylic acid. It is considered that the surface coverage is higher than that of carboxylic acid. Moreover, an amine compound tends to form a bond by an electrostatic interaction with an aliphatic monocarboxylic acid. Here, the electrostatic interaction refers to a hydrogen bond and an ion-ion interaction. Therefore, after coating the copper surface with an amine compound having a high surface coverage, the outer surface is further coated with an aliphatic monocarboxylic acid, so that the surface coating is higher than the direct coating of the aliphatic monocarboxylic acid on the copper particles. The aliphatic monocarboxylic acid can be coated on the copper particles at a high rate. Therefore, the surface-coated copper particles of the present invention have higher oxidation resistance than copper particles coated only with aliphatic monocarboxylic acid due to the oxidation-inhibiting effect of the amine compound and the high coverage of aliphatic monocarboxylic acid. Yes.

さらに、脂肪族モノカルボン酸は、上記したように、そのカルボキシル基がアミン化合物のアミノ基と静電的な相互作用により結合していると考えられる。すなわち、親水基のカルボキシル基をアミン化合物の第1被覆層側に、疎水基のアルキル基を外側に向けて第2被覆層を形成していると考えられる。従って、脂肪族モノカルボン酸の第2被覆層を有する本発明の(A)は、アミン化合物のみで被覆した銅粒子よりも、銅粒子の凝集を抑制できるとともに、アミン化合物の脱離も抑制することができる。   Furthermore, as described above, the aliphatic monocarboxylic acid is considered to have its carboxyl group bonded to the amino group of the amine compound by electrostatic interaction. That is, it is considered that the second coating layer is formed with the carboxyl group of the hydrophilic group facing the first coating layer side of the amine compound and the alkyl group of the hydrophobic group facing the outside. Therefore, the (A) of the present invention having the second coating layer of the aliphatic monocarboxylic acid can suppress the aggregation of the copper particles and also suppress the elimination of the amine compound, as compared with the copper particles coated only with the amine compound. be able to.

(A)が、アミン化合物および脂肪族モノカルボン酸で被覆されていることの確認は、表面被覆銅粒子の赤外吸収(IR)スペクトルを測定することで可能である。
一例として、図1にエチレンジアミンおよびミリスチン酸により被覆された表面被覆銅粒子のIRスペクトルを示す(後述の実施例に使用した表面被覆銅粒子)。
被覆に用いたアミン化合物を単独で測定した場合は、N−H変角振動のピークが1598cm−1に出現する(図2)のに対して、表面被覆銅粒子に観測されるN−H変角振動のピークは1576cm−1と低波数側にシフトしており、アミン化合物が銅粒子表面に配位して存在していることを示している。また、図1において、脂肪族モノカルボン酸のC=O伸縮振動のピークが1700cm−1に観察されず、カルボン酸アニオン(−COO)のピークが1400cm−1付近に観測されており、カルボン酸がアミン化合物と静電的な相互作用により結合して存在していることを示している。
It can be confirmed that (A) is coated with an amine compound and an aliphatic monocarboxylic acid by measuring an infrared absorption (IR) spectrum of the surface-coated copper particles.
As an example, FIG. 1 shows an IR spectrum of surface-coated copper particles coated with ethylenediamine and myristic acid (surface-coated copper particles used in Examples described later).
When the amine compound used for coating is measured alone, the peak of N—H bending vibration appears at 1598 cm −1 (FIG. 2), whereas the N—H change observed in the surface-coated copper particles. The peak of angular vibration is shifted to the low wavenumber side of 1576 cm −1 , indicating that the amine compound is present on the copper particle surface. Further, in FIG. 1, the peak of C═O stretching vibration of the aliphatic monocarboxylic acid is not observed at 1700 cm −1, and the peak of the carboxylic acid anion (—COO ) is observed near 1400 cm −1. It shows that the acid is present by binding with the amine compound by electrostatic interaction.

[レゾール型フェノール樹脂(B);以後、単に(B)と称する場合がある]
(B)はバインダーとして作用する成分であり、銅ペースト組成物中の(B)の含有量は、(A)100質量部に対して10〜25質量部が好ましく、15〜20質量部がより好ましい。(B)の含有量が10質量部以上であれば、銅硬化膜としたときの銅粒子同士の接着性が良好で、銅ペースト組成物の印刷時に十分な流動性を有する。また、25質量部以下であれば、(B)の有する還元性により低抵抗値の銅硬化膜が得られやすい。
(B)は、公知の方法に従って適宜製造可能であるが、市販品としても入手可能である。
レゾール型フェノール樹脂の市販品の例としては、レジトップ(RESITOP:登録商標)PL−5208、PL−2211、およびPL−6220(群栄化学工業株式会社製)を挙げることができる。
[Resol type phenol resin (B); hereinafter, it may be simply referred to as (B)]
(B) is a component that acts as a binder, and the content of (B) in the copper paste composition is preferably 10 to 25 parts by mass and more preferably 15 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (A). preferable. If content of (B) is 10 mass parts or more, the adhesiveness of copper particles when it is set as a copper cured film is favorable, and it has sufficient fluidity at the time of printing of a copper paste composition. Moreover, if it is 25 mass parts or less, the copper resistance film | membrane of a low resistance value will be easy to be obtained with the reducibility which (B) has.
(B) can be suitably produced according to a known method, but can also be obtained as a commercial product.
Examples of commercially available resol type phenol resins include RESITOP (registered trademark) PL-5208, PL-2211, and PL-6220 (manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.).

[ビニルフェノール系ポリマー(C);以後、単に(C)と称する場合がある]
(C)は(B)と共にバインダーとして作用する成分であり、銅ペースト組成物中の(C)の含有量は、(A)100質量部に対して0.5〜3.0質量部が好ましく、0.8〜2.0質量部がより好ましい。(C)の含有量が0.5質量部以上であれば、(B)と(C)とが各々の有する水酸基を基点として架橋するため、(B)のみで形成する銅硬化膜よりも直鎖状高分子の含有量が多くなり、架橋密度が低下すると考えられる。よって、可とう性に優れ、高湿度環境下において基板の繊維材料が水分を吸収し膨潤した際にも、基板の変形に追随できる耐断線性の高い銅硬化膜が得られる。しかし、3.0質量部を超えると、銅ペースト組成物中での(A)の分散性が低下して均一分散性が低下するおそれがあり、硬化後の銅硬化膜の導電性が低下する可能性がある。
[Vinylphenol polymer (C); hereinafter, it may be simply referred to as (C)]
(C) is a component that acts as a binder with (B), and the content of (C) in the copper paste composition is preferably 0.5 to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (A) 0.8 to 2.0 parts by mass is more preferable. If the content of (C) is 0.5 parts by mass or more, since (B) and (C) cross-link using the hydroxyl group of each as a starting point, it is more straightforward than the cured copper film formed only by (B). It is considered that the content of the chain polymer increases and the crosslinking density decreases. Therefore, it is possible to obtain a copper-cured film having excellent flexibility and a high resistance to disconnection that can follow the deformation of the substrate even when the fiber material of the substrate absorbs moisture and swells in a high humidity environment. However, if it exceeds 3.0 parts by mass, the dispersibility of (A) in the copper paste composition may be reduced and the uniform dispersibility may be reduced, and the conductivity of the cured copper film after curing is reduced. there is a possibility.

(C)は、好ましくは、ビニルフェノールのホモポリマー、ならびにビニルフェノールと、スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル酸2−ヒドロキシエチルから選択される1種以上のモノマーとのコポリマーからなる群から選択される少なくとも1種以上の重合体であり、該重合体は式(2)で表される構造単位を有し、重量平均分子量が1,000〜20,000であることが好ましい。重量平均分子量は8,000〜15,000であることがより好ましい。重量平均分子量がこの範囲であると、得られる銅硬化膜の耐断線性に優れる。
(C) preferably comprises a homopolymer of vinylphenol and a copolymer of vinylphenol and one or more monomers selected from styrene, butyl acrylate, methyl methacrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate. It is at least one polymer selected from the group, and the polymer preferably has a structural unit represented by the formula (2) and has a weight average molecular weight of 1,000 to 20,000. The weight average molecular weight is more preferably 8,000 to 15,000. When the weight average molecular weight is within this range, the obtained copper cured film is excellent in break resistance.

(C)として、コポリマーを用いる場合、ビニルフェノールの含有量が、50mol%以上100mol%未満であることが好ましい。コポリマー中、ビニルフェノールの含有量が50mol%未満の場合、(B)レゾール型フェノール樹脂との相溶性が低下し、(A)表面被覆銅粒子が不均一な分散となる可能性があり、導電経路を確保することが困難となる場合があり、硬化膜としての導電性が低下するおそれがある。   (C) When using a copolymer, it is preferable that content of vinylphenol is 50 mol% or more and less than 100 mol%. When the content of vinylphenol in the copolymer is less than 50 mol%, the compatibility with (B) resol type phenol resin may be reduced, and (A) the surface-coated copper particles may be non-uniformly dispersed. It may be difficult to secure the path, and the conductivity as a cured film may be reduced.

(C)として、ビニルフェノールのホモポリマーを用いることが、導電性および可とう性の観点から特に好ましい。   As (C), it is particularly preferable to use a vinylphenol homopolymer from the viewpoint of conductivity and flexibility.

(C)の好ましい態様であるビニルフェノールのホモポリマー、および上記コポリマーは、公知の方法に従い製造することができるが、市販品としても入手可能である。
かかる市販品の例としては、マルカリンカー(MARUKA LYNCUR:登録商標)S−1(ビニルフェノールのホモポリマー、重量平均分子量2,000)、マルカリンカーS−4P(ビニルフェノールのホモポリマー、重量平均分子量9,500)、マルカリンカーCBA(ビニルフェノール55mol%とアクリル酸ブチル45mol%のコポリマー、重量平均分子量12,500)、マルカリンカーCMM(ビニルフェノール55mol%とメタクリル酸メチル45mol%のコポリマー、重量平均分子量10,000)、およびマルカリンカーCHM(ビニルフェノール55mol%とメタクリル酸2−ヒドロキシエチル45mol%のコポリマー、重量平均分子量10,000)(以上丸善石油化学株式会社製)を挙げることができる。
(C)としてこれら市販品を用いる場合、マルカリンカーS−4Pが特に好ましい。
The vinylphenol homopolymer (C), which is a preferred embodiment, and the above copolymer can be produced according to known methods, but are also commercially available.
Examples of such commercially available products include Marcalinker (MARUKA LYNCUR: registered trademark) S-1 (vinylphenol homopolymer, weight average molecular weight 2,000), Marcalinker S-4P (vinylphenol homopolymer, weight average molecular weight). 9,500), Marcalinker CBA (copolymer of 55 mol% vinylphenol and 45 mol% butyl acrylate, weight average molecular weight 12,500), Marcalinker CMM (copolymer of 55 mol% vinylphenol and 45 mol% methyl methacrylate, weight average molecular weight) 10,000), and Marcalinker CHM (a copolymer of 55 mol% vinylphenol and 45 mol% 2-hydroxyethyl methacrylate, weight average molecular weight 10,000) (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) Can do.
When these commercially available products are used as (C), Marcalinker S-4P is particularly preferable.

また、(C)の他の市販品例としては、NISSO(登録商標) VP−Polymer VP−8000(ビニルフェノールのホモポリマー、重量平均分子量12,000)、NISSO VP−Polymer VP−15000(ビニルフェノールのホモポリマー、重量平均分子量19,000)(以上日本曹達株式会社製)を挙げることができる。   Other examples of commercially available products in (C) include NISSO (registered trademark) VP-Polymer VP-8000 (vinylphenol homopolymer, weight average molecular weight 12,000), NISSO VP-Polymer VP-15000 (vinylphenol). Homopolymer, weight average molecular weight 19,000) (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.).

(C)として上記市販品を用いる場合、上記いずれか1種類を用いてもよく、2種類以上を混合して用いても良い。   When using the said commercial item as (C), any one of the above may be used, and two or more types may be mixed and used.

[キレート化剤(D);以後、単に(D)と称する場合がある]
銅ペースト組成物中の(D)の含有量は、(A)100質量部に対して0.5〜3.0質量部が好ましく、1.0〜2.0質量部がより好ましい。(D)の含有量が0.5質量部以上であれば、良好な酸化防止性能が発揮され、高導電性の銅硬化膜が得られやすくなる。しかし、3.0質量部を超えると、ペースト組成物の貯蔵安定性が低下する可能性がある。
[Chelating agent (D); hereinafter may be simply referred to as (D)]
0.5-3.0 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A), and, as for content of (D) in a copper paste composition, 1.0-2.0 mass parts is more preferable. If content of (D) is 0.5 mass part or more, favorable antioxidant performance will be exhibited and it will become easy to obtain a highly conductive copper cured film. However, if it exceeds 3.0 parts by mass, the storage stability of the paste composition may be reduced.

(D)は、好ましくは、芳香族ジアミンおよびシッフ塩基から選択される少なくとも1種類以上の化合物である。   (D) is preferably at least one compound selected from aromatic diamines and Schiff bases.

芳香族ジアミンとしては、1,2−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミン、2,5−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン、2,3,5,6−テトラメチル1,4−フェニレンジアミン、N,N−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン、N,N,N’N’−テトラメチル−1,4−フェニレンジアミン、N,N’−ジフェニル−1,4−フェニレンジアミン等が挙げられる。特に、1,2−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミンから1種類以上選択して用いることが導電性の観点から好ましく、1,4−フェニレンジアミンがより好ましい。   As the aromatic diamine, 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-1,4-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl 1,4-phenylenediamine, N, N-dimethyl-1,4-phenylenediamine, N, N, N′N′-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, N, N′-diphenyl-1,4- Examples include phenylenediamine. In particular, it is preferable to use at least one selected from 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, and 1,4-phenylenediamine from the viewpoint of conductivity, and 1,4-phenylenediamine is more preferable.

シッフ塩基としては、N,N’−ビス(サリチリデン)エチレンジアミン、N,N’−ビス(サリチリデン)−1,2−プロパンジアミン、N,N’−ビス(サリチリデン) −1,3−プロパンジアミン、N,N’−ビス(サリチリデン)−1,2−フェニレンジアミン等が挙げられる。特に、N,N’−ビス(サリチリデン)エチレンジアミン、N,N’−ビス(サリチリデン)−1,2−プロパンジアミンから1種類以上選択して用いることが導電性の観点から好ましく、N,N’−ビス(サリチリデン)−1,2−プロパンジアミンがより好ましい。   As the Schiff base, N, N′-bis (salicylidene) ethylenediamine, N, N′-bis (salicylidene) -1,2-propanediamine, N, N′-bis (salicylidene) -1,3-propanediamine, N, N′-bis (salicylidene) -1,2-phenylenediamine and the like can be mentioned. In particular, it is preferable to use at least one selected from N, N′-bis (salicylidene) ethylenediamine and N, N′-bis (salicylidene) -1,2-propanediamine from the viewpoint of conductivity. N, N ′ -Bis (salicylidene) -1,2-propanediamine is more preferred.

(D)としては、これらのいずれか1種類を用いてもよく、2種類以上を混合して用いても良い。   As (D), any one of these may be used, or two or more kinds may be mixed and used.

[溶剤(E);以後、単に(E)と称する場合がある]
銅ペースト組成物中の(E)の含有量は、(A)100質量部に対して10〜40質量部が好ましく、10〜20質量部がより好ましい。
本発明の銅ペースト組成物は、光または熱を加えることで、溶剤の揮発やバインダーの硬化に伴い収縮が生じ、この収縮により銅粒子同士が接近し導電性を発現する。よって、導電性発現のためには溶剤はできるだけ少ないほうが良いが、基板への塗布性に好適な粘度とする点において、上記範囲とすることが好ましい。
(E)としては、(B)、(C)、(D)及び後述の(F)を溶解するものであれば特に限定されず、例えば、エーテル系アルコール類、非エーテル系アルコール類、エステル類、ケトン類、テルペン類、その他炭化水素類等が挙げられる。
[Solvent (E); hereinafter may be simply referred to as (E)]
10-40 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A), and, as for content of (E) in a copper paste composition, 10-20 mass parts is more preferable.
In the copper paste composition of the present invention, when light or heat is applied, shrinkage occurs with the volatilization of the solvent and the curing of the binder, and the copper particles approach each other due to the shrinkage and develop conductivity. Therefore, the amount of the solvent is preferably as small as possible in order to develop conductivity, but the above range is preferable in terms of the viscosity suitable for the coating property to the substrate.
(E) is not particularly limited as long as it dissolves (B), (C), (D) and (F) described later. For example, ether alcohols, non-ether alcohols, esters , Ketones, terpenes, and other hydrocarbons.

エーテル系アルコール類としては、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、およびプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
バインダーとして作用する成分(B)及び(C)の溶解性に優れ、溶剤揮発性が適度であるために、スクリーン印刷法等による連続印刷に対する適性及び熱硬化後の銅硬化膜の導電性が良好であるという観点で、ジエチレングリコールモノエチルエーテルおよびジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートが好ましい。
Examples of ether alcohols include diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-isopropyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene Glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether Seteto, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and propylene glycol monomethyl ether, and the like.
Excellent solubility of components (B) and (C) that act as binders, and moderate solvent volatility, good suitability for continuous printing by screen printing, etc., and good conductivity of cured copper film after heat curing In view of the above, diethylene glycol monoethyl ether and diethylene glycol monomethyl ether acetate are preferred.

非エーテル系アルコール類としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、およびトリエチレングリコール等が挙げられる。バインダーとして作用する成分(B)及び(C)の溶解性に優れ、溶剤揮発性が適度であるために、スクリーン印刷法等による連続印刷に対する適性及び熱硬化後の銅硬化膜の導電性が良好であるという観点で、1,4−ブタンジオールが好ましい。   Examples of the non-ether alcohols include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and triethylene glycol. Excellent solubility of components (B) and (C) that act as binders, and moderate solvent volatility, good suitability for continuous printing by screen printing, etc., and good conductivity of cured copper film after heat curing From the viewpoint of being 1,4-butanediol is preferable.

エステル類としては、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、シュウ酸ジエチル、およびマロン酸ジエチル等が挙げられる。バインダーとして作用する成分(B)及び(C)の溶解性に優れ、溶剤揮発性が適度であるために、スクリーン印刷法等による連続印刷に対する適性及び熱硬化後の銅硬化膜の導電性が良好であるという観点で、酢酸ブチルが好ましい。   Examples of the esters include ethyl lactate, butyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, and diethyl malonate. Excellent solubility of components (B) and (C) that act as binders, and moderate solvent volatility, good suitability for continuous printing by screen printing, etc., and good conductivity of cured copper film after heat curing In view of the above, butyl acetate is preferred.

ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノン等が挙げられる。バインダーとして作用する成分(B)及び(C)の溶解性に優れ、溶剤揮発性が適度であるために、スクリーン印刷法等による連続印刷に対する適性及び熱硬化後の銅硬化膜の導電性が良好であるという観点で、シクロヘキサノンが好ましい。   Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone. Excellent solubility of components (B) and (C) that act as binders, and moderate solvent volatility, good suitability for continuous printing by screen printing, etc., and good conductivity of cured copper film after heat curing From the viewpoint of being, cyclohexanone is preferable.

テルペン類としては、テレピン油、テレピネオール、ボルネオール、およびα−ピネン等が挙げられる。バインダーとして作用する成分(B)及び(C)の溶解性に優れ、溶剤揮発性が適度であるために、スクリーン印刷法等による連続印刷に対する適性及び熱硬化後の銅硬化膜の導電性が良好であるという観点で、テレピネオールが好ましい。   Examples of terpenes include terpine oil, terpineol, borneol, and α-pinene. Excellent solubility of components (B) and (C) that act as binders, and moderate solvent volatility, good suitability for continuous printing by screen printing, etc., and good conductivity of cured copper film after heat curing From this viewpoint, terpineol is preferable.

その他炭化水素類等としては、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ジアセトンアルコール、および炭酸プロピレン等が挙げられる。バインダーとして作用する成分(B)及び(C)の溶解性に優れ、溶剤揮発性が適度であるために、スクリーン印刷法等による連続印刷に対する適性及び熱硬化後の銅硬化膜の導電性が良好であるという観点で、オクタンが好ましい。   Other hydrocarbons include tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, diacetone alcohol, and propylene carbonate. Is mentioned. Excellent solubility of components (B) and (C) that act as binders, and moderate solvent volatility, good suitability for continuous printing by screen printing, etc., and good conductivity of cured copper film after heat curing From the viewpoint of being, octane is preferable.

(E)としては、これらのいずれか1種類を用いてもよく、2種類以上を混合して用いても良い。特に、エーテル系アルコール類、エステル類またはテルペン類から1種類以上選択して用いることが好ましい。   As (E), any one of these may be used, or two or more kinds may be mixed and used. In particular, it is preferable to use one or more selected from ether alcohols, esters or terpenes.

[可とう性付与剤(F);以後、単に(F)と称する場合がある]
銅ペースト組成物中の(F)の含有量は、(A)100質量部に対して0.5〜3.0質量部が好ましく、1.0〜2.0質量部がより好ましい。(F)の含有量が0.5質量部以上であれば、形成される銅硬化膜中の(B)および(C)による架橋反応物に可とう性を付与し、耐断線性の高い銅硬化膜が得られやすくなる。しかし、3.0質量部を超えると、非導電性成分の増加によって銅硬化膜の導電性が低下する可能性がある。
[Flexibility imparting agent (F); hereinafter may be simply referred to as (F)]
The content of (F) in the copper paste composition is preferably 0.5 to 3.0 parts by mass and more preferably 1.0 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (A). If the content of (F) is 0.5 parts by mass or more, it gives flexibility to the cross-linked reaction product by (B) and (C) in the formed copper cured film, and copper having high disconnection resistance A cured film is easily obtained. However, if it exceeds 3.0 parts by mass, the conductivity of the copper cured film may be reduced due to an increase in the non-conductive component.

(F)は、好ましくは、リン酸エステル、フタル酸エステル、ポリエーテルエステル、アジピン酸エステルから選択される少なくとも1種類以上の化合物であり、リン酸エステルがより好ましい。   (F) is preferably at least one compound selected from phosphoric acid esters, phthalic acid esters, polyether esters, and adipic acid esters, and more preferably phosphoric acid esters.

リン酸エステルとしては、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸モノ(2−エチルヘキシル)、リン酸ビス(2−エチルヘキシル)、リン酸トリス(2−エチルヘキシル)等が挙げられ、特に、リン酸トリス(2−エチルヘキシル)が好ましい。   Examples of phosphoric acid esters include triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, mono (2-ethylhexyl) phosphate, bis (2-ethylhexyl) phosphate, tris (2-ethylhexyl) phosphate, etc. Tris (2-ethylhexyl) is preferred.

フタル酸エステルとしては、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル等が挙げられ、特に、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)が好ましい。   Examples of the phthalic acid ester include dibutyl phthalate, diheptyl phthalate, bis (2-ethylhexyl) phthalate, diisononyl phthalate, diisodecyl phthalate, and the like, and bis (2-ethylhexyl) phthalate is particularly preferable.

ポリエーテルエステルとしては、下記式(3)で表される重量平均分子量450〜650の重合体が好ましい。

式(3)中、R及びRは、それぞれ独立に、−(CH)−CH、又は−(CH−Cを表す。aは0〜7の整数であり、bは0〜4の整数である。Rは、−(CH)−を表す。cは2〜4の整数である。xは1〜6の整数である。
、Rとしては、それぞれ−(CH)−CHであることが好ましく、それぞれaが2〜4であることが好ましく、2であることがより好ましい。また、cは2〜3であることが好ましく、2であることがより好ましい。
As the polyether ester, a polymer having a weight average molecular weight of 450 to 650 represented by the following formula (3) is preferable.

In formula (3), R 1 and R 3 each independently represent — (CH 2 ) a —CH 3 or — (CH 2 ) b —C 6 H 5 . a is an integer of 0 to 7, and b is an integer of 0 to 4. R 2 represents — (CH 2 ) c —. c is an integer of 2-4. x is an integer of 1-6.
R 1 and R 3 are each preferably — (CH 2 ) a —CH 3 , each a is preferably 2 to 4, and more preferably 2. C is preferably 2 to 3, and more preferably 2.

ポリエーテルエステルは、公知の方法に従い製造することができるが、市販品としても入手可能である。
かかる市販品の例としては、アデカサイザー(ADK−CIZER:登録商標)RS−966(重量平均分子量470)、アデカサイザーRS−700(重量平均分子量550)、およびアデカサイザーRS−1000(重量平均分子量550)(以上株式会社ADEKA製)を挙げることができる。
The polyether ester can be produced according to a known method, but can also be obtained as a commercial product.
Examples of such commercially available products include Adekasizer (ADK-CIZER: RS-966) (weight average molecular weight 470), Adekasizer RS-700 (weight average molecular weight 550), and Adekasizer RS-1000 (weight average molecular weight). 550) (manufactured by ADEKA Corporation).

アジピン酸エステルとしては、下記式(4)または(5)で表される重量平均分子量200〜3,000の化合物が好ましく、いずれか一方を用いても、両者を併用してもよい。

式(4)中、R及びRは、それぞれ独立に、−(CH)−(CR)−(CH−CHを表す。ここで、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子または−(CH)−CHを表す。また、dは0〜4の整数、eは0〜2の整数、fは0〜4の整数、gは0〜3の整数である。
は−(CH)−CHであり、Rは水素原子であることが好ましい。また、dは1〜3であり、eは0〜1であり、fは1〜3であり、gは1〜2であることが好ましい。さらに、dは1であり、eは1であり、fは3であり、gは1であることがより好ましい。

式(5)中、R及びRは、それぞれ独立に、−(CH)−(CR1112)−(CH−CHを表す。ここで、R11及びR12はそれぞれ独立に、水素原子または−(CH)−CHを表す。またhは0〜4の整数、iは0〜2の整数、jは0〜4の整数、kは0〜3の整数である。R10は、−(CH)−を表す。lは2〜4の整数である。yは1〜4の整数、zは1〜4の整数である。
11は−(CH)−CHであり、R12は水素原子であることが好ましい。また、hは1〜3であり、iは0〜1であり、jは1〜3であり、kは1〜2であることが好ましい。また、lは2〜3であることが好ましい。さらに、hは1であり、iは1であり、jは3であり、kは1であり、lは2であることがより好ましい。
The adipic acid ester is preferably a compound having a weight average molecular weight of 200 to 3,000 represented by the following formula (4) or (5), and either one may be used or both may be used in combination.

In formula (4), R 4 and R 5 each independently represent — (CH 2 ) d — (CR 6 R 7 ) e — (CH 2 ) f —CH 3 . Here, R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or — (CH 2 ) g —CH 3 . D is an integer of 0 to 4, e is an integer of 0 to 2, f is an integer of 0 to 4, and g is an integer of 0 to 3.
R 6 is — (CH 2 ) g —CH 3 , and R 7 is preferably a hydrogen atom. D is 1 to 3, e is 0 to 1, f is 1 to 3, and g is preferably 1 to 2. Further, d is 1, e is 1, f is 3, and g is more preferably 1.

In formula (5), R 8 and R 9 each independently represent — (CH 2 ) h — (CR 11 R 12 ) i — (CH 2 ) j —CH 3 . Here, R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or — (CH 2 ) k —CH 3 . H is an integer of 0 to 4, i is an integer of 0 to 2, j is an integer of 0 to 4, and k is an integer of 0 to 3. R 10 represents — (CH 2 ) 1 —. l is an integer of 2-4. y is an integer of 1 to 4, and z is an integer of 1 to 4.
R 11 is — (CH 2 ) k —CH 3 , and R 12 is preferably a hydrogen atom. H is preferably 1 to 3, i is 0 to 1, j is 1 to 3, and k is preferably 1 to 2. Moreover, it is preferable that l is 2-3. Furthermore, h is 1, i is 1, j is 3, k is 1, and 1 is more preferably 2.

アジピン酸エステルは、公知の方法に従い製造することができるが、市販品としても入手可能である。
かかる市販品の例としては、アデカサイザーRS−107(重量平均分子量434)、アデカサイザーP−200(重量平均分子量2000)(以上株式会社ADEKA製)を挙げることができる。
Although adipic acid ester can be manufactured in accordance with a well-known method, it can also be obtained as a commercial item.
Examples of such commercially available products include Adeka Sizer RS-107 (weight average molecular weight 434) and Adeka Sizer P-200 (weight average molecular weight 2000) (manufactured by ADEKA Corporation).

本発明の銅ペースト組成物は、本質的に(A)〜(F)からなることが好ましいが、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて(A)〜(F)以外に、レベリング剤、粘度調整剤、分散剤、硬化剤、発泡剤等の公知の各種添加剤を適宜含有することができる。また、原料成分および製造過程の装置等から不可避的に混入し得る不純物を含むものも本発明の範囲内である。   The copper paste composition of the present invention preferably consists essentially of (A) to (F), but as long as necessary, in addition to (A) to (F), as long as the effects of the present invention are not impaired. Various known additives such as a leveling agent, a viscosity modifier, a dispersant, a curing agent, and a foaming agent can be appropriately contained. Moreover, the thing containing the impurity which can be mixed unavoidable from the raw material component and the apparatus of the manufacturing process is also within the scope of the present invention.

<表面被覆銅粒子(A)の製造方法>
次に、本発明の(A)の製造方法について説明する。
(A)は、下記の工程1〜工程5を有する方法により製造することができる。好ましくは、工程1の前に、以下に説明する前処理工程を実施する。銅粒子は、その製造に由来する銅塩、分散剤、酸化銅等の不純物を表面に付着させている場合があるため、工程1の前にこれらの不純物を除去することが好ましい。それによって、水等の高極性溶媒への銅粒子の分散性の向上や、銅粒子表面のアミン化合物および脂肪族モノカルボン酸の被覆率を向上させることができるからである。
<Method for producing surface-coated copper particles (A)>
Next, the manufacturing method (A) of the present invention will be described.
(A) can be produced by a method having the following steps 1 to 5. Preferably, a pretreatment step described below is performed before step 1. Since the copper particles may have impurities such as copper salts, dispersants, and copper oxides derived from their production attached to the surface, it is preferable to remove these impurities before step 1. This is because the dispersibility of the copper particles in a highly polar solvent such as water can be improved, and the coverage of the amine compound and the aliphatic monocarboxylic acid on the surface of the copper particles can be improved.

[前処理工程]
上記不純物を銅粒子表面から除去できれば特にその方法に限定はないが、例えば、有機溶剤または酸を用いた洗浄方法がある。有機溶剤としては、種類は特に制限されないが、銅粒子表面への濡れ性がよく、洗浄処理後に除去しやすいものがよく、単独もしくは混合して用いることができる。具体的にはアルコール類、ケトン類、炭化水素類、エーテル類、ニトリル類、イソブチロニトリル類、水ならびに1−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。酸としては、有機酸、無機酸を好適に用いることができる。有機酸としては、酢酸、グリシン、アラニン、クエン酸、リンゴ酸、マレイン酸、マロン酸等が挙げられる。無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、臭化水素、リン酸などが挙げられる。酸の濃度としては、0.1〜50質量%が好ましく、反応熱を抑制するため、0.1〜10質量%がより好ましい。0.1質量%未満であると不純物の除去が不十分となるおそれがあり、50質量%を超えても効果に差はなく、不純物除去コストが高くなるおそれがある。
なお、酸による洗浄処理を実施した場合は、銅粒子表面への酸の残留を防止するため、酸洗浄後に水や有機溶剤でさらに洗浄することが好ましい。
[Pretreatment process]
The method is not particularly limited as long as the impurities can be removed from the surface of the copper particles. For example, there is a cleaning method using an organic solvent or an acid. There are no particular restrictions on the type of organic solvent, but those having good wettability to the surface of the copper particles and easy to remove after the washing treatment may be used alone or in combination. Specific examples include alcohols, ketones, hydrocarbons, ethers, nitriles, isobutyronitriles, water, and 1-methyl-2-pyrrolidone. As the acid, an organic acid or an inorganic acid can be preferably used. Examples of the organic acid include acetic acid, glycine, alanine, citric acid, malic acid, maleic acid, malonic acid and the like. Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrogen bromide, phosphoric acid and the like. As a density | concentration of an acid, 0.1-50 mass% is preferable, and in order to suppress the heat of reaction, 0.1-10 mass% is more preferable. If it is less than 0.1% by mass, the removal of impurities may be insufficient, and if it exceeds 50% by mass, there is no difference in effect, and the impurity removal cost may increase.
In addition, when the washing process by an acid is implemented, in order to prevent the residue of the acid to the copper particle surface, it is preferable to wash | clean further with water or an organic solvent after acid washing.

[工程1]
工程1は、銅粒子表面に式(1)で表されるアミン化合物を被覆する工程である。

[式(1)中、mは0〜3の整数、nは0〜2の整数であり、n=0のとき、mは0〜3のいずれか、n=1またはn=2のとき、mは1〜3のいずれかである。]
具体的には、アミン化合物を含むアミン化合物溶液に、前処理を行った銅粒子または前処理を行っていない銅粒子を投入して混合物aとし、当該混合物aを撹拌することによって、銅粒子表面にアミン化合物の第1被覆層を形成させる。撹拌方法は特に限定されず、銅粒子とアミン化合物が十分接触するように撹拌すればよく、パドル撹拌機、ラインミキサー等、公知の撹拌機を用いて一般的な撹拌方法を用いればよい。
[Step 1]
Step 1 is a step of coating the surface of the copper particles with the amine compound represented by the formula (1).

[In the formula (1), m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 0 to 2, and when n = 0, m is any of 0 to 3, when n = 1 or n = 2, m is any one of 1-3. ]
Specifically, the copper particle surface is obtained by adding pretreated copper particles or non-pretreated copper particles to a mixture a in an amine compound solution containing an amine compound, and stirring the mixture a. To form a first coating layer of the amine compound. The stirring method is not particularly limited, and stirring may be performed so that the copper particles and the amine compound are in sufficient contact, and a general stirring method may be used using a known stirrer such as a paddle stirrer or a line mixer.

理想的には、銅粒子表面をアミン化合物が単分子膜状に均一に被覆した第1被覆層が形成されることが望ましく、できるだけ理想に近い良好な第1被覆層が形成されることが好ましい。従って、工程1における銅粒子とアミン化合物との混合割合としては、この良好な第1被覆層を形成するために適する割合が好ましい。
具体的には、銅粒子の粒子径にもよるが、銅粒子100質量部に対して0.1〜200質量部が好ましい。遊離のアミン化合物が表面被覆銅粒子中に残存するのを抑制する点で、1〜100質量部がより好ましい。銅粒子の粒子径が小さいほど単位質量当たりの表面積が大きくなるので、小さい粒子径のものほどアミン化合物の混合量を多くすることが好ましい。
Ideally, it is desirable to form a first coating layer in which the surface of the copper particles is uniformly coated with a monomolecular film of an amine compound, and it is preferable to form a good first coating layer as close to ideal as possible. . Therefore, the mixing ratio of the copper particles and the amine compound in step 1 is preferably a ratio suitable for forming this good first coating layer.
Specifically, although depending on the particle diameter of the copper particles, 0.1 to 200 parts by mass is preferable with respect to 100 parts by mass of the copper particles. 1-100 mass parts is more preferable at the point which suppresses that a free amine compound remains in surface-coated copper particles. Since the surface area per unit mass increases as the particle diameter of the copper particles decreases, it is preferable to increase the mixing amount of the amine compound as the particle diameter decreases.

アミン化合物溶液を調製する際の溶媒は、アミン化合物が溶解し、銅粒子と濡れ性がよく、アミン化合物および脂肪族モノカルボン酸と反応しないものであれば特に限定されない。好ましくは、アルコール類、ケトン類、エーテル類、ニトリル類、スルホキシド類、ピロリドン類、水から選ばれる1種類以上を含む溶剤である。具体的には、アルコール類は、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、tert−アミルアルコール、エチレングリコール、ブトキシエタノール、メトキシエタノール、エトキシエタノール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルおよびジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。ケトン類は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。エーテル類は、ジエチルエーテル、ジブチルエーテルなどが挙げられる。ニトリル類は、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルおよびイソブチロニトリルなどが挙げられる。スルホキシド類では、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。ピロリドン類としては、1−メチル−2−ピロリドンなどが挙げられる。   The solvent for preparing the amine compound solution is not particularly limited as long as the amine compound dissolves, has good wettability with the copper particles, and does not react with the amine compound and the aliphatic monocarboxylic acid. Preferably, it is a solvent containing at least one selected from alcohols, ketones, ethers, nitriles, sulfoxides, pyrrolidones, and water. Specifically, alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, 1-pentanol, tert-amyl alcohol, ethylene glycol, butoxyethanol, methoxyethanol, ethoxyethanol, Examples include propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether and dipropylene glycol monomethyl ether. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Examples of ethers include diethyl ether and dibutyl ether. Examples of nitriles include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, and isobutyronitrile. Examples of the sulfoxides include dimethyl sulfoxide. Examples of pyrrolidones include 1-methyl-2-pyrrolidone.

第1被覆層を形成させるに当たっての処理温度は、アミン化合物の被覆が進み、かつ溶液が固化しない温度以上であればよく、また、銅の酸化促進が少ない温度がよい。具体的には、−10〜120℃の範囲で行うことが好ましい。より被覆速度を高め、より酸化促進を抑えることができる点で、30〜100℃の範囲で行うことがより好ましい。
また、処理時間は特に限定はないが、5分間〜10時間が好ましい。また、製造コストの点で、5分間〜3時間がより好ましい。5分間未満であると、アミン化合物による被覆が不十分となるおそれがあり、10時間を超えると、アミン化合物が大気中から混入してくる二酸化炭素と塩を形成し、表面被覆銅粒子中に不純物として残留するおそれがある。
The treatment temperature for forming the first coating layer may be at or above the temperature at which the coating of the amine compound proceeds and the solution does not solidify, and is preferably a temperature at which the promotion of copper oxidation is low. Specifically, it is preferably performed in the range of −10 to 120 ° C. It is more preferable to carry out in the range of 30 to 100 ° C. in that the coating speed can be further increased and oxidation promotion can be further suppressed.
The treatment time is not particularly limited, but is preferably 5 minutes to 10 hours. Moreover, 5 minutes-3 hours are more preferable at the point of manufacturing cost. If it is less than 5 minutes, the coating with the amine compound may be insufficient. If it exceeds 10 hours, the amine compound forms a salt with carbon dioxide mixed in from the atmosphere, and the surface-coated copper particles May remain as an impurity.

また、アミン化合物と大気中の二酸化炭素との塩形成や、銅の酸化の抑制が可能である点で、工程1は不活性ガス雰囲気で行うことが好ましく、例えば、不活性ガスのバブリング等を行うことが好ましい。不活性ガスとしては、具体的には窒素、アルゴン、ヘリウムなどが挙げられる。また、当該バブリングは撹拌を兼用するものであってもよく、すなわち、不活性ガスのバブリングのみで銅粒子とアミン化合物が十分接触可能であれば、特に撹拌は実施しなくてもよい。   In addition, the step 1 is preferably performed in an inert gas atmosphere in that it is possible to suppress salt formation between an amine compound and carbon dioxide in the atmosphere and oxidation of copper. For example, bubbling of an inert gas or the like is performed. Preferably it is done. Specific examples of the inert gas include nitrogen, argon, helium and the like. The bubbling may also be used for stirring, that is, if the copper particles and the amine compound can be sufficiently contacted only by bubbling with an inert gas, stirring is not particularly required.

[工程2]
工程2は、第1被覆層の形成に使用されなかった遊離のアミン化合物を含むアミン化合物溶液を上記混合物aから除去し、第1被覆層形成銅粒子を含有する中間体1を得る工程である。すなわち、過剰のアミン化合物溶液を除去する工程である。このとき、過剰のアミン化合物を完全に除去する必要はなく、自然沈降もしくは遠心分離による分離によって、または濾過によって上記中間体1を得ることができる。つまり、中間体1中には少量の遊離アミン化合物および溶媒が含まれているが、そのまま次の工程3に移行してよい。操作が簡便である点で、第1被覆層が形成された銅粒子を自然沈降によって沈降させた後、上澄みのアミン化合物溶液をデカンテーション、またはアスピレーターによる吸引によって除去する方法が好ましい。
また、当該分離後の沈殿物または濾過物を、アミン化合物および炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸の両者を溶解可能な溶媒で洗浄して中間体1としてもよい。当該洗浄により遊離アミン化合物の混入量を低減できるので好ましい。ただし、水洗は第1被覆層を形成したアミン化合物が脱離するおそれがあるため好ましくない。
なお、中間体1を乾燥させて含有溶媒(アミン化合物溶液の溶媒)を低減させてもよいが、この段階で乾燥させると銅表面が酸化されるおそれがあるので、乾燥、特に加熱乾燥は実施しない方が好ましい。
[Step 2]
Step 2 is a step in which an amine compound solution containing a free amine compound that has not been used for forming the first coating layer is removed from the mixture a to obtain an intermediate 1 containing the first coating layer-forming copper particles. . That is, it is a step of removing excess amine compound solution. At this time, it is not necessary to completely remove the excess amine compound, and the intermediate 1 can be obtained by natural sedimentation, separation by centrifugation, or filtration. That is, the intermediate 1 contains a small amount of a free amine compound and a solvent, but may proceed to the next step 3 as it is. In view of simple operation, a method of removing the supernatant amine compound solution by decantation or suction by an aspirator after the copper particles having the first coating layer formed by sedimentation by natural sedimentation is preferable.
In addition, the separated precipitate or filtrate may be washed with a solvent capable of dissolving both the amine compound and the aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms to obtain the intermediate 1. This washing is preferable because the amount of free amine compound can be reduced. However, washing with water is not preferable because the amine compound forming the first coating layer may be detached.
The intermediate 1 may be dried to reduce the content solvent (the solvent of the amine compound solution), but drying at this stage may oxidize the copper surface, so drying, particularly heat drying, is performed. It is preferable not to.

中間体1中に遊離アミン化合物量が多く残留すると、アミン化合物が大気中の二酸化炭素や脂肪族モノカルボン酸と塩を形成することにより生じる不純物が、銅ペースト組成物の導電性に悪影響を与えるため好ましくない。
従って、中間体1中のアミン化合物量は、第1被覆層を形成するアミン化合物と遊離アミン化合物の合計量として、銅粒子量の10質量%以下にするのが好ましい。脂肪族モノカルボン酸の第2被覆層形成に影響を与えない点で、1.0質量%以下にするのがより好ましい。なお、中間体1中のアミン化合物量は、上澄み液等のアミン化合物量を測定し、工程1で使用したアミン化合物量との差から求めることができる。
If a large amount of free amine compound remains in the intermediate 1, impurities generated by the amine compound forming a salt with atmospheric carbon dioxide or an aliphatic monocarboxylic acid adversely affect the conductivity of the copper paste composition. Therefore, it is not preferable.
Therefore, the amount of the amine compound in the intermediate 1 is preferably 10% by mass or less of the amount of copper particles as the total amount of the amine compound and the free amine compound forming the first coating layer. In view of not affecting the formation of the second coating layer of the aliphatic monocarboxylic acid, the content is more preferably 1.0% by mass or less. The amount of amine compound in intermediate 1 can be determined from the difference from the amount of amine compound used in step 1 by measuring the amount of amine compound such as supernatant.

[工程3]
工程3は、第1被覆層上に炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸の第2被覆層を形成する工程である。
具体的には、上記中間体1に炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸を含む脂肪族モノカルボン酸溶液を加えて混合物bとし、当該混合物bを撹拌することによって、第1被覆層上に脂肪族モノカルボン酸の第2被覆層を形成させる。なお、炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸を含む脂肪族モノカルボン酸溶液に、上記中間体1を投入して混合物bとしてもよい。撹拌方法は特に限定されず、第1被覆層が形成された銅粒子と脂肪族モノカルボン酸が十分接触するように撹拌すればよく、パドル撹拌機、ラインミキサー等、公知の撹拌機を用いて一般的な撹拌方法を用いればよい。
[Step 3]
Step 3 is a step of forming a second coating layer of an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms on the first coating layer.
Specifically, an aliphatic monocarboxylic acid solution containing an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms is added to the intermediate 1 to obtain a mixture b, and the mixture b is agitated, whereby the first coating layer is formed. To form a second coating layer of an aliphatic monocarboxylic acid. The intermediate 1 may be added to an aliphatic monocarboxylic acid solution containing an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms to form a mixture b. The stirring method is not particularly limited, and the stirring may be performed so that the copper particles on which the first coating layer is formed and the aliphatic monocarboxylic acid are in sufficient contact with each other, using a known stirrer such as a paddle stirrer or a line mixer. A general stirring method may be used.

理想的には、第1被覆層のアミン化合物と脂肪族モノカルボン酸との結合によって、第1被覆層を脂肪族モノカルボン酸が単分子膜状に均一に被覆した第2被覆層が形成されることが望ましく、できるだけ理想に近い良好な第2被覆層が形成されることが好ましい。従って、工程3における銅粒子と脂肪族モノカルボン酸との混合割合としては、この良好な第2被覆層を形成するために適する割合が好ましい。
具体的には、銅粒子の粒子径にもよるが、銅粒子100質量部に対して0.1〜50質量部が好ましい。遊離の脂肪族モノカルボン酸が表面被覆銅粒子中に残存するのを抑制する点で、0.5〜10質量部がより好ましい。銅粒子の粒子径が小さいほど単位質量当たりの表面積が大きくなるので、小さい粒子径のものほど脂肪族モノカルボン酸の混合量を多くすることが好ましい。
Ideally, a second coating layer in which the first coating layer is uniformly coated with an aliphatic monocarboxylic acid in the form of a monomolecular film is formed by the bond between the amine compound of the first coating layer and the aliphatic monocarboxylic acid. It is desirable that a good second coating layer as close to ideal as possible be formed. Accordingly, the mixing ratio of the copper particles and the aliphatic monocarboxylic acid in step 3 is preferably a ratio suitable for forming this good second coating layer.
Specifically, although depending on the particle diameter of the copper particles, 0.1 to 50 parts by mass is preferable with respect to 100 parts by mass of the copper particles. 0.5-10 mass parts is more preferable at the point which suppresses that a free aliphatic monocarboxylic acid remains in surface-coated copper particles. Since the surface area per unit mass increases as the particle size of the copper particles decreases, it is preferable to increase the amount of the aliphatic monocarboxylic acid mixed as the particle size decreases.

炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸溶液を調製する際の溶媒は、脂肪族モノカルボン酸が溶解し、銅粒子および第1被覆層が形成された銅粒子と濡れ性がよく、アミン化合物および脂肪族モノカルボン酸と反応しないものであれば特に限定されない。後述する工程5の乾燥工程において容易に乾燥除去できる溶媒であれば好ましい。
好ましい溶媒は、アルコール類、ケトン類、エーテル類、ニトリル類、スルホキシド類、ピロリドン類から選ばれる1種類以上を含む溶剤である。具体的には、アルコール類は、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、tert−アミルアルコール、エチレングリコール、ブトキシエタノール、メトキシエタノール、エトキシエタノール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルおよびジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。ケトン類は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。エーテル類は、ジエチルエーテル、ジブチルエーテルなどが挙げられる。ニトリル類は、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルおよびイソブチロニトリルが挙げられる。スルホキシド類では、ジメチルスルホキシドが挙げられる。ピロリドン類としては、1−メチル−2−ピロリドンなどが挙げられる。
The solvent for preparing the aliphatic monocarboxylic acid solution having 8 to 20 carbon atoms is good in wettability with the copper particles in which the aliphatic monocarboxylic acid is dissolved and the copper particles and the first coating layer are formed. And it will not be specifically limited if it does not react with aliphatic monocarboxylic acid. Any solvent that can be easily removed by drying in the drying step of Step 5 described later is preferable.
A preferable solvent is a solvent containing at least one selected from alcohols, ketones, ethers, nitriles, sulfoxides, and pyrrolidones. Specifically, alcohols are methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 1-pentanol, tert-amyl alcohol, ethylene glycol, butoxyethanol, methoxyethanol, ethoxyethanol. , Propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether and dipropylene glycol monomethyl ether. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Examples of ethers include diethyl ether and dibutyl ether. Nitriles include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile and isobutyronitrile. Examples of the sulfoxides include dimethyl sulfoxide. Examples of pyrrolidones include 1-methyl-2-pyrrolidone.

第2被覆層を形成させるに当たっての処理温度は、脂肪族モノカルボン酸の被覆が進み、かつ溶液が固化しない温度以上であればよく、具体的には、−10〜80℃の範囲で行うことが好ましい。より被覆速度を高め、第2被覆層を形成した脂肪族モノカルボン酸が脱離するのを抑制する点で、10〜60℃の範囲で行うことがより好ましい。
また、処理時間は特に限定はないが、5分間〜10時間が好ましい。また、製造コストの点で、5分間〜3時間がより好ましい。5分間未満であると、脂肪族モノカルボン酸による被覆が不十分となるおそれがあり、10時間を超えると、銅−アミン化合物−脂肪酸の錯体として脱離した成分が表面被覆銅粒子中に残留するおそれがあり、銅ペースト組成物の導電性に悪影響を与える可能性があるため好ましくない。
The treatment temperature for forming the second coating layer may be at or above the temperature at which the coating of the aliphatic monocarboxylic acid proceeds and the solution does not solidify. Specifically, the treatment temperature is in the range of −10 to 80 ° C. Is preferred. It is more preferable to carry out in the range of 10 to 60 ° C. in terms of further increasing the coating speed and suppressing the elimination of the aliphatic monocarboxylic acid that has formed the second coating layer.
The treatment time is not particularly limited, but is preferably 5 minutes to 10 hours. Moreover, 5 minutes-3 hours are more preferable at the point of manufacturing cost. If it is less than 5 minutes, the coating with the aliphatic monocarboxylic acid may be insufficient, and if it exceeds 10 hours, the component released as a copper-amine compound-fatty acid complex remains in the surface-coated copper particles. This is not preferable because it may adversely affect the conductivity of the copper paste composition.

また、第1被覆層のアミン化合物や少量混入している遊離アミン化合物と、大気中の二酸化炭素との塩形成や、銅の酸化の抑制が可能である点で、工程3も不活性ガス雰囲気で行うことが好ましく、例えば、不活性ガスのバブリング等を行うことが好ましい。不活性ガスとしては、具体的には窒素、アルゴン、ヘリウムなどが挙げられる。また、当該バブリングは撹拌を兼用するものであってもよく、すなわち、不活性ガスのバブリングのみで、第1被覆層が形成された銅粒子と脂肪族モノカルボン酸が十分接触可能であれば、特に撹拌は実施しなくてもよい。   In addition, the step 3 is also an inert gas atmosphere in that the salt formation between the amine compound of the first coating layer and the free amine compound mixed in a small amount and carbon dioxide in the atmosphere can be suppressed and copper oxidation can be suppressed. For example, it is preferable to perform bubbling of an inert gas. Specific examples of the inert gas include nitrogen, argon, helium and the like. Further, the bubbling may also be used for stirring, that is, if the copper particles on which the first coating layer is formed and the aliphatic monocarboxylic acid can be sufficiently contacted only by bubbling with an inert gas, In particular, stirring may not be performed.

[工程4]
工程4は、第2被覆層の形成に使用されなかった遊離の脂肪族モノカルボン酸を含む脂肪族モノカルボン酸溶液を上記混合物bから除去し、第1および第2被覆層形成銅粒子を含有する中間体2を得る工程である。具体的には、濾過によって中間体2を得ることができる。濾過方法としては、公知の方法を適用でき、自然濾過、減圧濾過、加圧濾過等を例示できる。また、遊離の脂肪族モノカルボン酸および遊離のアミン化合物を可能な限り除去する点で、濾過物を、炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸およびアミン化合物の両者を溶解可能な溶媒で洗浄して中間体2とすることが好ましい。洗浄によって、遊離の脂肪族モノカルボン酸量を低減することにより、銅ペースト組成物としたときの該組成物の基板への密着性が良好となる。
[Step 4]
Step 4 removes the aliphatic monocarboxylic acid solution containing the free aliphatic monocarboxylic acid that was not used to form the second coating layer from the mixture b, and contains the first and second coating layer-forming copper particles. This is a step of obtaining the intermediate 2 to be Specifically, the intermediate 2 can be obtained by filtration. As a filtration method, a known method can be applied, and natural filtration, vacuum filtration, pressure filtration, and the like can be exemplified. In addition, in order to remove free aliphatic monocarboxylic acid and free amine compound as much as possible, the filtrate is washed with a solvent that can dissolve both the aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms and the amine compound. Thus, the intermediate 2 is preferable. By reducing the amount of free aliphatic monocarboxylic acid by washing, the adhesiveness of the composition to the substrate when a copper paste composition is obtained is improved.

[工程5]
工程5は、上記中間体2を乾燥させて本発明の表面被覆銅粒子(A)を得る工程である。
当該乾燥方法には特に限定はないが、例えば、減圧乾燥や凍結乾燥を例示できる。製造コストの点で減圧乾燥が好ましく、乾燥温度としては、20〜120℃が好ましい。20℃未満では乾燥時間が長くなるおそれがあり、120℃より高い温度では、銅が酸化されるおそれがある。減圧度、乾燥温度、および乾燥時間は、各々の条件の組み合わせおよび使用した溶媒の種類等によって適宜決定すればよく、乾燥後の表面被覆銅粒子中の溶媒量が1質量%以下になる程度まで乾燥させ得る条件であれば好ましい。
以上の製造方法により、表面被覆銅粒子(A)を製造することができる。
[Step 5]
Step 5 is a step of drying the intermediate 2 to obtain the surface-coated copper particles (A) of the present invention.
The drying method is not particularly limited, and examples thereof include reduced-pressure drying and freeze-drying. Vacuum drying is preferable from the viewpoint of production cost, and the drying temperature is preferably 20 to 120 ° C. If it is less than 20 ° C., the drying time may be long, and if it is higher than 120 ° C., copper may be oxidized. The degree of vacuum, the drying temperature, and the drying time may be appropriately determined depending on the combination of the respective conditions and the type of the solvent used, and so on until the amount of the solvent in the surface-coated copper particles after drying becomes 1 mass% or less. Any conditions that can be dried are preferred.
The surface-coated copper particles (A) can be produced by the above production method.

<銅ペースト組成物の製造方法>
(A)〜(F)、および所望によりその他の添加剤を混練(混合)装置によって混合することにより、本発明の銅ペースト組成物を製造することができる。混練装置としては、三本ロール混練機を用いることができる。混練温度は10〜60℃の範囲で、混練回数は粒子をペースト中に均一に分散することができる条件であればよい。(A)〜(F)の添加(混合)順は任意の順番でよく、一括添加して混練、混合してもよい。
<Method for producing copper paste composition>
The copper paste composition of the present invention can be produced by mixing (A) to (F) and optionally other additives using a kneading (mixing) device. As the kneading apparatus, a three-roll kneader can be used. The kneading temperature is in the range of 10 to 60 ° C., and the number of kneading may be any condition as long as the particles can be uniformly dispersed in the paste. The order of addition (mixing) of (A) to (F) may be any order, and may be added together and kneaded and mixed.

<銅硬化膜の形成方法>
銅ペースト組成物を基板上にスクリーン印刷法により塗布し、100℃〜200℃で、10〜120分間の加熱をすることにより銅硬化膜を形成することができる。加熱は、乾燥オーブン、ホットプレート、IR焼成装置、光焼成装置などを用いて行うことができる。銅硬化膜において、十分に(B)および(C)が熱により架橋が進行して熱硬化し、溶剤(E)が乾燥除去される条件で、加熱を行う。
<Method of forming a cured copper film>
A copper paste film can be formed by applying the copper paste composition onto a substrate by screen printing and heating at 100 ° C. to 200 ° C. for 10 to 120 minutes. Heating can be performed using a drying oven, a hot plate, an IR baking apparatus, a light baking apparatus, or the like. In the cured copper film, heating is performed under the conditions that (B) and (C) are sufficiently cured by heat and thermally cured, and the solvent (E) is removed by drying.

以下に、実施例および比較例を挙げて本発明の実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
各実施例および比較例で用いた銅粒子、ならびに銅粒子の処理方法、測定方法、加工方法および評価方法を下記に示す。
Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
The copper particles used in each of the examples and comparative examples, and the methods for treating, measuring, processing, and evaluating the copper particles are shown below.

<銅粒子>
銅粒子;1400YP(平均粒子径D50;5.8μm、粒子の平均厚み;1.1μm、D50/平均厚み;5.3、三井金属鉱業株式会社製)。
<Copper particles>
Copper particles: 1400 YP (average particle diameter D50; 5.8 μm, average thickness of particles; 1.1 μm, D50 / average thickness; 5.3, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.).

<銅粒子の前処理>
銅粒子の前処理を下記方法により行った。
銅粒子220gを、トルエン352gとイソプロパノール88gの混合液に投入し、攪拌して分散させながら70℃で30分間還流させた。還流後、減圧濾過により、銅粒子含有混合液からトルエンおよびイソプロパノールを除去した。濾別した銅粒子を3.5%塩酸水溶液440gに投入し、30℃で30分間攪拌した。撹拌後、減圧濾過により、銅粒子含有塩酸水溶液から塩酸水溶液を除去した。つづいて、濾別した銅粒子をイソプロパノール440gに投入し、30℃で15分間攪拌した。撹拌後、減圧濾過により、銅粒子含有イソプロパノールからイソプロパノールを除去し、濾別した銅粒子を25℃で12時間減圧乾燥して、前処理実施銅粒子を得た。
なお、減圧濾過は、5C濾紙の桐山ロートをダイヤフラムポンプで減圧することで実施した。また、減圧乾燥は、濾別した銅粒子を真空オーブン内に入れ、該オーブンをオイルポンプで減圧することで実施した。
<Pretreatment of copper particles>
The pretreatment of the copper particles was performed by the following method.
220 g of copper particles were put into a mixed solution of 352 g of toluene and 88 g of isopropanol, and refluxed at 70 ° C. for 30 minutes while being stirred and dispersed. After refluxing, toluene and isopropanol were removed from the copper particle-containing mixture by vacuum filtration. The filtered copper particles were put into 440 g of 3.5% hydrochloric acid aqueous solution and stirred at 30 ° C. for 30 minutes. After stirring, the aqueous hydrochloric acid solution was removed from the aqueous hydrochloric acid solution containing copper particles by filtration under reduced pressure. Subsequently, the filtered copper particles were put into 440 g of isopropanol and stirred at 30 ° C. for 15 minutes. After stirring, isopropanol was removed from the copper particle-containing isopropanol by filtration under reduced pressure, and the filtered copper particles were dried under reduced pressure at 25 ° C. for 12 hours to obtain pretreated copper particles.
The filtration under reduced pressure was performed by reducing the pressure of the 5C filter paper Kiriyama funnel with a diaphragm pump. Further, the drying under reduced pressure was performed by putting the filtered copper particles in a vacuum oven and reducing the pressure of the oven with an oil pump.

<表面被覆銅粒子(A)の製造>
[工程1]
上記前処理実施銅粒子200gを、水600g中に投入し、25℃で攪拌しながら窒素バブリングを30分間行った。該銅粒子含有水を60℃まで昇温した後、当該銅粒子含有水に50質量%のエチレンジアミン水溶液400gを30mL/分で滴下し、60℃を保持して40分間攪拌を行った。撹拌は、メカニカルスターラーを使用し、回転数150rpmで実施した。以下、撹拌は同様の撹拌装置を使用して同じ回転数で行った。
[工程2]
撹拌を止めて5分間静置した後、上澄み液約800gを抜き取って除去した。つづいて、沈殿物に洗浄用溶媒としてイソプロパノール800gを添加し、30℃で3分間攪拌を行った。撹拌を止めて5分間静置した後、上澄み液約800gを抜き取って除去し、中間体1を得た。
[工程3]
中間体1に2質量%のミリスチン酸のイソプロパノール溶液1000gを添加した後、30℃で30分間攪拌を行った。
[工程4]
攪拌停止後、減圧ろ過によりミリスチン酸のイソプロパノール溶液を除去し、中間体2を得た。減圧濾過は、5C濾紙の桐山ロートをダイヤフラムポンプで減圧することで実施した。
[工程5]
中間体2を25℃で3時間減圧乾燥することにより表面被覆銅粒子(A)を得た。減圧乾燥は、中間体2を真空オーブン内に入れ、該オーブンをオイルポンプで減圧することで実施した。
<Production of surface-coated copper particles (A)>
[Step 1]
200 g of the pretreated copper particles were put into 600 g of water, and nitrogen bubbling was performed for 30 minutes while stirring at 25 ° C. After heating up this copper particle containing water to 60 degreeC, 400 g of 50 mass% ethylenediamine aqueous solution was dripped at the said copper particle containing water at 30 mL / min, and it stirred for 40 minutes, hold | maintaining 60 degreeC. Stirring was performed using a mechanical stirrer at a rotation speed of 150 rpm. Hereinafter, stirring was performed at the same rotational speed using the same stirring device.
[Step 2]
Stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 5 minutes, and then about 800 g of the supernatant was extracted and removed. Subsequently, 800 g of isopropanol was added as a washing solvent to the precipitate, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 3 minutes. Stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 5 minutes, and then about 800 g of the supernatant was extracted and removed to obtain Intermediate 1.
[Step 3]
After adding 1000 g of an isopropanol solution of 2% by mass myristic acid to Intermediate 1, the mixture was stirred at 30 ° C. for 30 minutes.
[Step 4]
After stopping the stirring, the isopropanol solution of myristic acid was removed by filtration under reduced pressure to obtain Intermediate 2. The vacuum filtration was performed by reducing the pressure of the 5C filter paper Kiriyama funnel with a diaphragm pump.
[Step 5]
Surface-coated copper particles (A) were obtained by drying Intermediate 2 under reduced pressure at 25 ° C. for 3 hours. The drying under reduced pressure was performed by placing the intermediate 2 in a vacuum oven and reducing the pressure of the oven with an oil pump.

<赤外吸収(IR)スペクトル分析>
測定器機種;日本分光(株)製 FT/IR−6100
測定方法:ATR法、分解;2cm−1、積算回数;80回
得られた(A)の表面のIRスペクトルを、上記測定器を用いて上記方法により測定した。(A)のIRスペクトル図を図1に示す。
被覆に用いたエチレンジアミンを単独で同様に測定した場合は、N−H変角振動のピークが1598cm−1に出現する(図2)のに対して、表面被覆銅粒子(A)に観測されるN−H変角振動のピークは1576cm−1と低波数側にシフトしており、エチレンジアミンが銅粒子表面に配位して存在していることを示している。また、図1において、ミリスチン酸のC=O伸縮振動のピークが1700cm−1に観察されず、カルボン酸アニオン(−COO)のピークが1400cm−1付近に観測されており、ミリスチン酸がアミン化合物と静電的な相互作用により結合して存在していることを示している。
IRスペクトルから、第1被覆層のエチレンジアミンおよび第2被覆層のミリスチン酸の両者とも化学結合により結合して各被覆層を形成していると判断できる。
<Infrared absorption (IR) spectrum analysis>
Measuring instrument model: FT / IR-6100 manufactured by JASCO Corporation
Measuring method: ATR method, decomposition; 2 cm −1 , number of integrations: 80 times The obtained IR spectrum of the surface of (A) was measured by the above method using the above measuring device. The IR spectrum of (A) is shown in FIG.
When ethylenediamine used for coating is measured alone in the same manner, the peak of N—H bending vibration appears at 1598 cm −1 (FIG. 2), whereas it is observed in the surface-coated copper particles (A). The peak of N—H bending vibration is shifted to the low wavenumber side of 1576 cm −1 , indicating that ethylenediamine is coordinated and present on the copper particle surface. In FIG. 1, the peak of C═O stretching vibration of myristic acid is not observed at 1700 cm −1, and the peak of carboxylate anion (—COO ) is observed near 1400 cm −1 , and myristic acid is an amine. It shows that the compound exists by electrostatic interaction.
From the IR spectrum, it can be determined that both the ethylenediamine of the first coating layer and the myristic acid of the second coating layer are bonded by chemical bonds to form each coating layer.

<レゾール型フェノール樹脂(B)>
(B)として、(B)含有溶液のPL−5208[(B)の58.5質量%ジエチレングリコールモノエチルエーテル溶液、群栄化学工業(株)製]を使用した。溶媒のジエチレングリコールモノエチルエーテルは溶剤(E)の一部とした。
<Resol type phenol resin (B)>
As (B), PL-5208 (58.5 mass% diethylene glycol monoethyl ether solution of (B), manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) as a solution containing (B) was used. Diethylene glycol monoethyl ether as a solvent was a part of the solvent (E).

<ビニルフェノール系ポリマー(C)>
(C)として、下記3種類の(C1)〜(C3)含有溶液を使用した。いずれも溶媒のジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートは溶剤(E)の一部とした。
(C1):ビニルフェノールのホモポリマー(重量平均分子量9,500)[マルカリンカーS−4P;(C1)の50.0質量%ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液、丸善石油化学株式会社製]
(C2):ビニルフェノールのホモポリマー(重量平均分子量2,000)[マルカリンカーS−1;(C2)の50.0質量%ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液、丸善石油化学株式会社製]
(C3):ビニルフェノール55mol%とメタクリル酸メチル45mol%のコポリマー(重量平均分子量10,000)[マルカリンカーCMM;(C3)の50.0質量%ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液、丸善石油化学株式会社製]
<Vinylphenol polymer (C)>
As (C), the following three types of (C1) to (C3) -containing solutions were used. In either case, diethylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent was a part of the solvent (E).
(C1): Vinylphenol homopolymer (weight average molecular weight 9,500) [Marcalinker S-4P; 50.0 mass% diethylene glycol monomethyl ether acetate solution of (C1), manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.]
(C2): Vinylphenol homopolymer (weight average molecular weight 2,000) [Marcalinker S-1; 50.0 mass% diethylene glycol monomethyl ether acetate solution of (C2), manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.]
(C3): copolymer of 55 mol% vinylphenol and 45 mol% methyl methacrylate (weight average molecular weight 10,000) [Marcalinker CMM; (C3) 50.0 mass% diethylene glycol monomethyl ether acetate solution, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd. ]

<キレート化剤(D)>
(D)として下記2種類を使用した。
(D1):1,4−フェニレンジアミン
(D2):N,N’−ビス(サリチリデン)−1,2−プロパンジアミン
<Chelating agent (D)>
The following two types were used as (D).
(D1): 1,4-phenylenediamine (D2): N, N′-bis (salicylidene) -1,2-propanediamine

<溶剤(E)>
(E)として下記2種類を使用した。
(E1):ジエチレングリコールモノエチルエーテル[(B)の溶媒]
(E2):ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート[(C)の溶媒として使用されているものを含む。]
<Solvent (E)>
The following two types were used as (E).
(E1): Diethylene glycol monoethyl ether [solvent of (B)]
(E2): Diethylene glycol monomethyl ether acetate [including those used as a solvent for (C). ]

<可とう性付与剤(F)>
(F)として下記4種類を使用した。
(F1):リン酸トリス(2−エチルヘキシル)
(F2):フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)
(F3):アデカサイザーRS−1000(ポリエーテルエステル、重量平均分子量550、株式会社ADEKA製)
(F4):アデカサイザーP−200(アジピン酸ポリエステル、重量平均分子量2000、株式会社ADEKA製)
<Flexibility imparting agent (F)>
The following four types were used as (F).
(F1): Tris phosphate (2-ethylhexyl)
(F2): Bis (2-ethylhexyl) phthalate
(F3): Adeka Sizer RS-1000 (polyether ester, weight average molecular weight 550, manufactured by ADEKA Corporation)
(F4): Adeka Sizer P-200 (Adipic acid polyester, weight average molecular weight 2000, manufactured by ADEKA Corporation)

(実施例1)
<銅ペースト組成物の製造>
(A) 100g、(B)のジエチレングリコールモノエチルエーテル溶液 25.6g[(B);15.0g、(E1);10.6g]、(C1)のジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液 2.0g[(C1);1.0g、(E2);1.0g]、(D1) 1.0g、および(F1) 2.0gを混合した。次に、プラネタリーミキサー[ARV−310、(株)シンキー製]を用いて、室温下、回転数1500rpmで30秒間撹拌し、1次混練を行った。
次に、3本ロールミル[EXAKT−M80S、(株)永瀬スクリーン印刷研究所製]を用いて、室温、ロール間距離5μmの条件下で5回通すことで、2次混練を行った。
ついで、2次混練で得られた混練物に、(E2) 3.9gを加え、プラネタリーミキサーを用いて、室温、真空条件下、回転数1000rpmで90秒間撹拌し脱泡混練することにより銅ペースト組成物を製造した。
また、銅ペースト組成物中の各成分の配合割合を表1に示す。
Example 1
<Manufacture of copper paste composition>
(A) 100 g, 25.6 g of a diethylene glycol monoethyl ether solution of (B) [(B); 15.0 g, (E1); 10.6 g], 2.0 g of a diethylene glycol monomethyl ether acetate solution of (C1) [(C1 ); 1.0 g, (E2); 1.0 g], (D1) 1.0 g, and (F1) 2.0 g. Next, using a planetary mixer [ARV-310, manufactured by Shinkey Co., Ltd.], the mixture was stirred at room temperature for 30 seconds at a rotation speed of 1500 rpm to perform primary kneading.
Next, secondary kneading was performed using a three-roll mill [EXAKT-M80S, manufactured by Nagase Screen Printing Laboratory Co., Ltd.] five times under conditions of room temperature and a distance between rolls of 5 μm.
Next, 3.9 g of (E2) was added to the kneaded material obtained by the secondary kneading, and the mixture was defoamed and kneaded by stirring for 90 seconds at a rotation speed of 1000 rpm under a room temperature and vacuum condition using a planetary mixer. A paste composition was produced.
Moreover, the compounding ratio of each component in the copper paste composition is shown in Table 1.

<銅硬化膜の形成>
得られた銅ペースト組成物を紙基板上に、メタルマスクを用いて、幅×長さ×厚み=1.0mm×30mm×30μmのパターンを塗布した。銅ペースト組成物を塗布した紙基板を対流オーブンにて150℃で30分間加熱することにより銅硬化膜を作製した。
<Formation of cured copper film>
A pattern of width × length × thickness = 1.0 mm × 30 mm × 30 μm was applied to the obtained copper paste composition on a paper substrate using a metal mask. A paper substrate coated with the copper paste composition was heated in a convection oven at 150 ° C. for 30 minutes to prepare a cured copper film.

<導電性評価>
得られた銅硬化膜の導電性を下記の表面抵抗値測定により評価した。
銅硬化膜のパターンの両端に抵抗測定プローブを押し当て、デジタルマルチメータを用いて銅配線の表面抵抗値を測定した。表面抵抗値が低いほど、電流が流れやすい、つまり導電性が高いことになる。
測定器機種および測定条件を以下に示す。
測定器機種;デジタルマルチメータ PC7000[三和電気計器(株)製]
測定条件 ;2端子法
<Electrical conductivity evaluation>
The conductivity of the obtained copper cured film was evaluated by the following surface resistance measurement.
A resistance measurement probe was pressed against both ends of the copper cured film pattern, and the surface resistance value of the copper wiring was measured using a digital multimeter. The lower the surface resistance value, the easier the current flows, that is, the higher the conductivity.
The measuring instrument model and measurement conditions are shown below.
Measuring instrument model: Digital multimeter PC7000 [manufactured by Sanwa Denki Keiki Co., Ltd.]
Measurement conditions: Two-terminal method

<耐断線性評価>
銅硬化膜の高温高湿度環境下での耐断線性を、該環境曝露前後の導電性(上記表面抵抗値)の変化および外観評価により行った。
(導電性変化の評価)
紙基板上の銅硬化膜サンプルを、環境試験機ENVIROS KCL−1000[東京理化器械(株)製]中で、85℃、85%RHの環境下で168時間保管することにより、高温高湿度環境曝露後の試料とした。該曝露後の表面抵抗値を上記と同様にして測定し、曝露前後での測定値の変化率を下記式(I)で求めた。
表面抵抗値変化率(%)
=[(高温高湿度環境曝露後の表面抵抗値)/(高温高湿度環境曝露前の表面抵抗値)]
×100 (I)
表面抵抗値変化率の値が小さいほど、高温高湿環境下において導電性の変化が少なく、耐断線性が高いことになる。結果を表1に示す。表1中、表面抵抗値1は高温高湿度環境曝露前の表面抵抗値、表面抵抗値2は高温高湿度環境曝露後の表面抵抗値を示す。
(外観評価)
高温高湿度環境曝露後の銅硬化膜の断線を外観観察にて評価した。評価の基準を以下に示す。評価結果を表1に示す。また、銅硬化膜の高温高湿度環境曝露後の外観観察結果を図3に示す。
○:クラックの発生が確認されなかった。
×:クラックの発生が確認された。
<Evaluation of disconnection resistance>
The resistance to disconnection of the cured copper film in a high-temperature and high-humidity environment was determined by changing the conductivity (the surface resistance value) before and after exposure to the environment and evaluating the appearance.
(Evaluation of conductivity change)
A high-temperature, high-humidity environment is obtained by storing a copper cured film sample on a paper substrate in an environment tester ENVIROS KCL-1000 (manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.) in an environment of 85 ° C. and 85% RH for 168 hours. It was set as the sample after exposure. The surface resistance value after the exposure was measured in the same manner as described above, and the change rate of the measured value before and after the exposure was determined by the following formula (I).
Surface resistance value change rate (%)
= [(Surface resistance value after exposure to high temperature and high humidity environment) / (Surface resistance value before exposure to high temperature and high humidity environment)]
× 100 (I)
The smaller the value of the surface resistance value change rate, the smaller the change in conductivity in a high temperature and high humidity environment, and the higher the resistance to disconnection. The results are shown in Table 1. In Table 1, the surface resistance value 1 indicates the surface resistance value before exposure to a high temperature and high humidity environment, and the surface resistance value 2 indicates the surface resistance value after exposure to a high temperature and high humidity environment.
(Appearance evaluation)
The disconnection of the copper cured film after exposure to a high temperature and high humidity environment was evaluated by appearance observation. The evaluation criteria are shown below. The evaluation results are shown in Table 1. Moreover, the external appearance observation result after high temperature high humidity environment exposure of a copper cured film is shown in FIG.
○: The occurrence of cracks was not confirmed.
X: Generation | occurrence | production of the crack was confirmed.

(実施例2〜9)、(比較例1〜4)
各成分の配合割合を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様にして銅ペースト組成物の製造、および銅硬化膜の形成を行った。
比較例2では、(C)の代わりに、次のフッ素エラストマー(X)を使用した。
(X):フッ素エラストマー(フッ化ビニリデンと6フッ化プロピレンの共重合体)[ダイエル(DAI_EL:登録商標)G−801;(X)の50.0質量%ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液、ダイキン工業株式会社製]
さらに、各銅硬化膜について、実施例1と同様にして導電性および耐断線性を評価した。結果を表1に示す。また、比較例1の銅硬化膜の高温高湿度環境曝露後の外観観察結果を図4に示す。
(Examples 2-9), (Comparative Examples 1-4)
A copper paste composition was produced and a copper cured film was formed in the same manner as in Example 1 except that the blending ratio of each component was as shown in Table 1.
In Comparative Example 2, the following fluoroelastomer (X) was used instead of (C).
(X): Fluoroelastomer (copolymer of vinylidene fluoride and propylene hexafluoride) [DAIEL (DAI_EL: registered trademark) G-801; (X) 50.0 mass% diethylene glycol monomethyl ether acetate solution, Daikin Industries Ltd. Made by company]
Furthermore, each copper cured film was evaluated in the same manner as in Example 1 for conductivity and disconnection resistance. The results are shown in Table 1. Moreover, the external appearance observation result after the high temperature high humidity environment exposure of the copper cured film of the comparative example 1 is shown in FIG.

実施例1〜9は、銅硬化膜の高温高湿度環境曝露前の表面抵抗値が1.0Ω以下であり、かつ高温高湿度環境曝露前後の表面抵抗値の増加率が200%以下に抑えることができている。
一方、レゾール型フェノール樹脂(B)のみをバインダーに用いた銅ペースト組成物の比較例1の場合、銅硬化膜の高温高湿度環境曝露前の表面抵抗値は1.0Ω以下であるものの、高温高湿度環境曝露前後の表面抵抗値の変化率が400%以上と大きく、かつ外観評価においてクラックの発生が見られた。この原因としては、バインダーに用いたレゾール型フェノール樹脂は、硬化時の収縮により粒子同士の接触を促進し、かつ還元性を有するため導電性を確保しやすいが、これらの硬化物は、バインダーが3次元架橋により強固なネットワークを形成し、可とう性に乏しいため、紙基板の吸湿による寸法変化に銅硬化膜の変形が追随することができずにクラックが発生してしまい、導電性を維持できなかったためと考えられる。
また比較例2は、ポリビニルフェノール系ポリマー(C)の代わりにフッ素エラストマー(X)を使用して製造した銅ペースト組成物であるが、高温高湿度環境曝露前後の表面抵抗値の増加率は200%程度で耐断線性の点では比較的良好であった。しかし、銅硬化膜の高温高湿度環境曝露前の表面抵抗値が高く、導電性が劣っていた。この原因としては、フッ素エラストマーはポリビニルフェノールとは異なり水酸基を有しておらず、レゾール型フェノール樹脂と架橋点を持たないために、バインダー中で各成分が分離を起こし、銅硬化膜中の銅粒子の分散を阻害して導電パスを形成できなかったためと考えられる。しかし、可とう性の点において、エラストマー成分が効果を示し、断線の発生が抑制されたものと考えられる。
比較例3、4は各成分の配合量の上限または下限の範囲外の組成であるが、これらは銅硬化膜中の各成分の分散性が悪く、そのため良好な導電性及び耐断線性が得られなかったものと考えられる。


In Examples 1 to 9, the surface resistance value of the copper cured film before exposure to high temperature and high humidity environment is 1.0Ω or less, and the increase rate of the surface resistance value before and after exposure to high temperature and high humidity environment is suppressed to 200% or less. Is done.
On the other hand, in the case of Comparative Example 1 of the copper paste composition using only the resol type phenolic resin (B) as a binder, the surface resistance value of the cured copper film before exposure to a high temperature and high humidity environment is 1.0Ω or less, but the high temperature The change rate of the surface resistance value before and after exposure to a high humidity environment was as large as 400% or more, and cracks were observed in appearance evaluation. The reason for this is that the resol-type phenolic resin used for the binder promotes contact between the particles by shrinkage during curing, and has reducibility, so it is easy to ensure conductivity. Since a strong network is formed by three-dimensional crosslinking and the flexibility is poor, the deformation of the copper cured film cannot follow the dimensional change due to moisture absorption of the paper substrate, and cracks are generated, maintaining the conductivity. It is thought that it was not possible.
Moreover, although the comparative example 2 is a copper paste composition manufactured using the fluorine elastomer (X) instead of the polyvinylphenol polymer (C), the increase rate of the surface resistance value before and after exposure to a high temperature and high humidity environment is 200. %, It was relatively good in terms of wire breakage resistance. However, the surface resistance value of the copper cured film before exposure to a high temperature and high humidity environment was high, and the conductivity was poor. This is because the fluoroelastomer does not have a hydroxyl group unlike polyvinylphenol and does not have a crosslinking point with the resol type phenol resin, so that each component is separated in the binder and the copper in the copper cured film is separated. This is probably because the conductive path could not be formed by inhibiting the dispersion of the particles. However, the elastomer component is effective in terms of flexibility, and it is considered that the occurrence of disconnection is suppressed.
Comparative Examples 3 and 4 are compositions outside the upper limit or lower limit of the blending amount of each component, but these have poor dispersibility of each component in the cured copper film, so that good conductivity and resistance to disconnection are obtained. It is thought that it was not possible.


Claims (5)

表面被覆銅粒子(A)、レゾール型フェノール樹脂(B)、ビニルフェノール系ポリマー(C)、キレート化剤(D)、溶剤(E)、および可とう性付与剤(F)を含有し、
前記表面被覆銅粒子(A)は、銅粒子の表面の銅と化学結合および/または物理結合によって結合している式(1)で表されるアミン化合物の第1被覆層と、該第1被覆層上に、前記アミン化合物と化学結合によって結合している炭素数8〜20の脂肪族モノカルボン酸の第2被覆層とを有し、
前記表面被覆銅粒子(A)100質量部に対して、前記レゾール型フェノール樹脂(B)10〜25質量部、前記ビニルフェノール系ポリマー(C)0.5〜3.0質量部、前記キレート化剤(D)0.5〜3.0質量部、前記溶剤(E)10〜40質量部、および前記可とう性付与剤(F)0.5〜3.0質量部を含有する、
銅ペースト組成物。

[式(1)中、mは0〜3の整数、nは0〜2の整数であり、n=0のとき、mは0〜3のいずれか、n=1またはn=2のとき、mは1〜3のいずれかである。]
Contains surface-coated copper particles (A), resol type phenolic resin (B), vinylphenol polymer (C), chelating agent (D), solvent (E), and flexibility imparting agent (F),
The surface-coated copper particles (A) include a first coating layer of an amine compound represented by the formula (1) that is bonded to copper on the surface of the copper particles by a chemical bond and / or a physical bond, and the first coating. A second coating layer of an aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 20 carbon atoms bonded to the amine compound by a chemical bond on the layer;
10-100 parts by mass of the resol type phenol resin (B), 0.5-3.0 parts by mass of the vinylphenol polymer (C), 100 parts by mass of the surface-coated copper particles (A) Containing 0.5 to 3.0 parts by mass of the agent (D), 10 to 40 parts by mass of the solvent (E), and 0.5 to 3.0 parts by mass of the flexibility-imparting agent (F).
Copper paste composition.

[In the formula (1), m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 0 to 2, and when n = 0, m is any of 0 to 3, when n = 1 or n = 2, m is any one of 1-3. ]
前記ビニルフェノール系ポリマー(C)は、ビニルフェノールのホモポリマー、ならびにビニルフェノールと、スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル酸2−ヒドロキシエチルから選択される1種以上のモノマーとのコポリマーからなる群から選択される少なくとも1種以上の重合体であり、
前記重合体は式(2)で表される構造単位を有し、重量平均分子量が1,000〜20,000である、
請求項1に記載の銅ペースト組成物。
The vinylphenol polymer (C) is a homopolymer of vinylphenol and a copolymer of vinylphenol and one or more monomers selected from styrene, butyl acrylate, methyl methacrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate. At least one polymer selected from the group consisting of:
The polymer has a structural unit represented by the formula (2) and has a weight average molecular weight of 1,000 to 20,000.
The copper paste composition according to claim 1.
前記キレート化剤(D)は、芳香族ジアミンおよびシッフ塩基から選択される少なくとも1種類以上の化合物である、
請求項1または2に記載の銅ペースト組成物。
The chelating agent (D) is at least one compound selected from aromatic diamines and Schiff bases.
The copper paste composition according to claim 1 or 2.
前記可とう性付与剤(F)は、リン酸エステル、フタル酸エステル、ポリエーテルエステル、およびアジピン酸エステルから選択される少なくとも1種類以上の化合物である、
請求項1〜3いずれか一項に記載の銅ペースト組成物。
The flexibility imparting agent (F) is at least one compound selected from phosphoric acid esters, phthalic acid esters, polyether esters, and adipic acid esters.
The copper paste composition as described in any one of Claims 1-3.
前記可とう性付与剤(F)は、式(3)で表される重量平均分子量450〜650のポリエーテルエステル、ならびに式(4)および/または(5)で表される重量平均分子量200〜3,000のアジピン酸エステルから選択される少なくとも1種類以上の化合物である、
請求項4に記載の銅ペースト組成物。

[式(3)中、R及びRは、それぞれ独立に、−(CH)−CH、又は−(CH−Cを表す。aは0〜7の整数であり、bは0〜4の整数である。Rは、−(CH)−を表す。cは2〜4の整数である。xは1〜6の整数である。]

[式(4)中、R及びRは、それぞれ独立に、−(CH)−(CR)−(CH−CHを表す。ここで、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子または−(CH)−CHを表す。またdは0〜4の整数、eは0〜2の整数、fは0〜4の整数、gは0〜3の整数である。]

[式(5)中、R及びRは、それぞれ独立に、−(CH)−(CR1112)−(CH−CHを表す。ここで、R11及びR12はそれぞれ独立に、水素原子または−(CH)−CHを表す。またhは0〜4の整数、iは0〜2の整数、jは0〜4の整数、kは0〜3の整数である。R10は、−(CH)−を表す。lは2〜4の整数である。yは1〜4の整数、zは1〜4の整数である。]

The flexibility imparting agent (F) is a polyether ester having a weight average molecular weight of 450 to 650 represented by the formula (3), and a weight average molecular weight of 200 to 200 represented by the formulas (4) and / or (5). At least one compound selected from 3,000 adipic acid esters,
The copper paste composition according to claim 4.

Wherein (3), R 1 and R 3 are each independently, - (CH 2) a -CH 3, or - represents a (CH 2) b -C 6 H 5. a is an integer of 0 to 7, and b is an integer of 0 to 4. R 2 represents — (CH 2 ) c —. c is an integer of 2-4. x is an integer of 1-6. ]

[In Formula (4), R 4 and R 5 each independently represent — (CH 2 ) d — (CR 6 R 7 ) e — (CH 2 ) f —CH 3 . Here, R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or — (CH 2 ) g —CH 3 . D is an integer of 0 to 4, e is an integer of 0 to 2, f is an integer of 0 to 4, and g is an integer of 0 to 3. ]

Wherein (5), R 8 and R 9 each independently represents - (CH 2) j -CH 3 - (CH 2) h - (CR 11 R 12) i. Here, R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or — (CH 2 ) k —CH 3 . H is an integer of 0 to 4, i is an integer of 0 to 2, j is an integer of 0 to 4, and k is an integer of 0 to 3. R 10 represents — (CH 2 ) 1 —. l is an integer of 2-4. y is an integer of 1 to 4, and z is an integer of 1 to 4. ]

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