JP3879749B2 - 導電粉及びその製造方法 - Google Patents

導電粉及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP3879749B2
JP3879749B2 JP2004201594A JP2004201594A JP3879749B2 JP 3879749 B2 JP3879749 B2 JP 3879749B2 JP 2004201594 A JP2004201594 A JP 2004201594A JP 2004201594 A JP2004201594 A JP 2004201594A JP 3879749 B2 JP3879749 B2 JP 3879749B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silver
powder
substantially spherical
coated
copper powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004201594A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005044798A (ja
Inventor
秀次 ▲桑▼島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2003193527 priority Critical
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd, Showa Denko Materials Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2004201594A priority patent/JP3879749B2/ja
Publication of JP2005044798A publication Critical patent/JP2005044798A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3879749B2 publication Critical patent/JP3879749B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、配線板の回路形成、シールド層形成、電子部品の電極形成、はんだ付電極形成、導電性接着剤、熱伝導性接着剤等に使用される導電粉及びその製造方法に関する。
印刷配線板上に導電回路を形成する方法の1つに、金、銀、銅、カーボン等の導電性粉末を用い、それにバインダ、有機溶剤及び必要に応じて添加剤などを加えてペースト状に混合して作製する方法がある(例えば、非特許文献1参照)。特に高導電性が要求される分野では、金粉、銀粉、パラジウム粉又はこれらの合金粉が一般的に用いられていた。
電子材料、1994年10月号(第42〜46頁)
上記のうち銀粉を含有する導電ペーストは、導電性が良好なことから印刷配線板、電子部品等の配線層(導電層)又は電子部品の電気回路や電極の形成に使用されているが、これらは高温多湿の雰囲気下で電界が印加されると、電気回路や電極にマイグレーションと称する銀の電析が生じ電極間又は配線間が短絡するという欠点が生じる。このマイグレーションを防止するための方策はいくつか行われており、導体の表面に防湿塗料を塗布するか、導電ペーストに含窒素化合物などの腐食抑制剤を添加する等の方策が検討されているが十分な効果の得られるものではなかった。銀粉に替えて銀−パラジウム合金粉を使用すれば耐マイグレーション性は改善できるが、銀及びパラジウムが高価なため銀−パラジウム合金粉も高価になる欠点を有していた。
また、導通抵抗の良好な導体を得るには銀粉の配合量を増加しなければならず、銀粉が高価であることから導電ペーストも高価になるという欠点があった。銀被覆銅粉を使用すればマイグレーションを改善でき、これを用いれば安価な導電ペーストが得られることになる。しかし、銀で銅粉の表面を均一にかつ厚く被覆するとマイグレーションの改善効果が十分ではない。さらに銀粉を使用した導電ペーストにはんだ付けを行う場合、銀喰われ(一般はんだでは溶融はんだ中に銀が拡散して溶け込むために銀が消失する現象)が起こり、十分な接合が得られないという欠点もあった。
一方、銀粉以外に銅粉を使用する場合がある。しかし、銅粉を使用した導電ペーストは、加熱硬化後の銅の被酸化性が大きいため、空気中及びバインダ中に含まれる酸素と銅粉が反応し、その表面に酸化膜を形成し、導電性を著しく低下させる。そのため、各種還元剤を加えて、銅粉表面の酸化を防止し、導電性が安定した銅ペーストが開示されているが、導電性の安定性は銀ペーストには及ばず、高温高湿試験などで導通抵抗値(電気抵抗)が増大し、導電回路が断線状態になる場合もあるなどの欠点があった。
従来、公知の導電ペーストは、接着剤として使用する場合、はんだペーストに比較して導電粉が高価であることから導電ペーストも高価であるという欠点を有していた。従って銅ペーストより導電性の信頼性が高く、かつ銀ペーストより耐マイグレーション性に優れ、はんだペーストと同様に乾燥硬化の作業性に優れた導電接着剤が望まれていた。
また、熱伝導性を要求される接着剤の場合、熱伝導性の良好な充填剤、例えば銀粉、銅粉、窒化硼素粉等の粉末を高い充填率で混合しなければならないが、粉末の配合割合を多くするとその粘度が上昇し、流動性が悪くなるため、ペーストの製造及び使用が困難になる欠点を有していた。
導電ペーストを用いて導電回路を形成する方法は、導電粉をバインダに分散させ、ペースト状にした導電ペーストを、図1に示すように基材(基板)3の表面に塗布又はスルーホール4に充填して導電層1を形成する方法がある。なお図1において2は銅箔及び5は絶縁層である。
また、印刷配線板に形成したスルーホールに導電層を形成する他の方法としては、スルーホール内壁に銅めっきを施して導電層を形成する方法がある。
一般的に孔埋め導電ペーストをスルーホール内に充填して層間接続を行う場合、小さい孔でありながら高導電性を必要とするため、孔にできる限り導電ペーストを充填し、すき間なく導電ペーストを埋め込む必要がある。そのため従来の孔埋め導電ペーストは導電粉の比率を高くする必要があるが、導電粉の比率を高くすると導電ペーストの粘度が高くなり孔への充填性が悪化してしまう。これに対してバインダの比率を高くすると粘度が低くなり孔への充填性は向上するが、導電性が低下してしまうという欠点が生じる。
導電粉の充填密度を高くすれば、導電粉を高い割合で配合した導電ペーストの粘度は、充填密度の低い導電粉を使用した場合より低くできるが、従来の技術ではその充填密度を高くすることは困難であった。特に導電性が良好な銀粉の場合、銀が柔らかいため、凝集している粉末を解粒操作すると、解粒(解塊)と共に銀粉の変形が生じ、充填密度の高い導電粉を得ることは困難であった。市販されている銀粉の充填密度は相対値で一般に55体積%前後であり、高いものでも65体積%位であり、安定して68体積%以上の導電粉の入手は困難であった。
発明は、高配合率化が可能で導電性の信頼性又は耐マイグレーション性に優れ、銀使用量を低減することで価格競争力も高くできる導電粉を提供するものである。
発明は、加えて、高充填性及び流動性に優れた導電粉を提供するものである。
発明は、加えて、高充填化が可能な導電粉を提供するものである。
発明は、高配合率化が可能で導電性の信頼性又は耐マイグレーション性に優れ、銀使用量を低減することで価格競争力も高くできる導電粉の製造方法を提供するものである。
本発明は、導電粉に関する。
また、本発明は、球状銀被覆銅粉60〜92重量%、及び銀粉8〜40重量%含有する導電粉であって
該導電粉が、充填密度が相対値で68体積%以上であり、そして
該略球状銀被覆銅粉が、少なくとも略球状銅粉表面の一部、並びに/或いは銀被覆時に及び/又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成される銅−銀合金表面の一部を露出させて、該略球状銅粉に対して3〜30重量%の銀で被覆された銅粉であり、該略球状銀被覆銅粉の表面が略球状銀被覆銅粉に対して0.02〜1.0重量%の脂肪酸で被覆され、かつ被覆された銀が平滑化処理された略球状銀被覆銅粉である、導電粉に関する。
ここで、「略球状」は、概略球状である。
また、本発明は、略球状銀被覆銅粉が、平均粒径が2〜15μmである導電粉に関する。
また、本発明は、銀粉の形状が、略球状又は塊状であり、かつその平均粒径が、略球状銀被覆銅粉の平均粒径の1/15〜2/5である導電粉に関する。
さらに、本発明は、少なくとも略球状銅粉表面一部、並びに/或いは銀被覆時に及び/又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成させる銅−銀合金表面の一部を露出させながら、該略球状銅粉に対して3〜30重量%の銀で被覆して略球状銀被覆銅粉を作製し、さらにその表面に略球状銀被覆銅粉に対して0.02〜1.0重量%の脂肪酸を被覆し、次いで前記銀の被覆層を平滑化処理した後、脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉60〜92重量%及び銀粉8〜40重量%を均一に混合し、充填密度が相対値で68体積%以上である導電粉を得ることを特徴とする導電粉の製造方法に関する。
略球状銅粉の表面への銀の被覆量は、略球状銅粉に対して3〜30重量%、好ましくは5〜22重量%、さらに好ましくは7.5〜22重量%の範囲とされ、銀の被覆量が30重量%を超えると、導電性などは改善されず、コストアップとなり、銀の被覆量が3重量%未満であると、導電性が悪くなる。
本発明で用いられる略球状銀被覆銅粉の平均粒径は、印刷、吐出、充填性等の取扱いと、価格の点で、2〜15μmの範囲が好ましく、2〜10μmの範囲がより好ましく、4〜7μmの範囲がさらに好ましい。
また、銀粉の形状は、粘度の上昇を抑えられる観点から、略球状又は塊状であることが好ましい。銀粉の形状が鱗片状であると、略球状銀被覆銅粉と組み合わせて用いた場合、充填密度を低下させるため流動性が低下する傾向がある。
銀粉の平均粒径は、略球状銀被覆銅粉の平均粒径の1/15〜2/5の範囲であることが好ましく、平均粒径の1/10〜2/5の範囲であることがより好ましい。
なお、上記でいう平均粒径は、レーザー散乱型粒度分布測定装置により測定することができる。本発明においては、測定装置としてマスターサイザー(マルバン社製)を用いて測定した。
本発明において略球状とは、アスペクト比が1〜1.5の範囲にあることを意味し、1〜1.3であればより好ましく、1〜1.2であればさらに好ましい。
なお、アスペクト比とは、略球状銀被覆銅粉の粒子の長径と短径の比率(長径/短径)をいう。本発明においては、粘度の低い硬化性樹脂中に略球状銀被覆銅粉の粒子をよく混合し、静置して粒子を沈降させると共にそのまま樹脂を硬化させ、得られた硬化物を垂直方向に切断し、その切断面に現れる粒子の形状を電子顕微鏡で拡大して観察し、少なくとも100の粒子について一つ一つの粒子の長径/短径を求め、それらの平均値をもってアスペクト比とする。
上記における短径とは、前記切断面に現れる粒子について、その粒子の外側に接する二つの平行線の組み合わせ粒子を挟むように選択し、それらの組み合わせのうち最短間隔になる二つの平行線の距離である。一方、長径とは、前記短径を決する平行線に直角方向の二つの平行線であって、粒子の外側に接する二つの平行線の組み合わせのうち、最長間隔になる二つの平行線の距離である。これらの四つの線で形成される長方形は、粒子がちょうどその中に納まる大きさとなる。
なお、本発明において行った具体的方法については後述する。
本発明において、略球状銅粉の表面に銀を被覆する方法としては特に制限はないが、例えば置換めっき、電気めっき、無電解めっき等の方法があり、略球状銅粉と銀の付着力が高いこと及びランニングコストが安価であることから、置換めっきで被覆することが好ましい。銀は、上記の被覆工程中に一部が略球状銅粉と合金を形成する。よって、本発明においては、この合金部分と略球状銅粉の一部を露出した状態で銀が被覆されている。略球状銀被覆銅粉では、略球状銅粉に銀を被覆する際に、略球状銅粉上に銀−銅合金が形成され、そしてこの合金部分の表面の一部及び略球状銅粉の表面の少なくとも一部は、銀で被覆されていない露出した状態にある。言い換えると、略球状銀被覆銅粉の表面には、被覆された銀のほか、銀被覆時に及び/又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成される銅−銀合金表面の一部、並びに/或いは略球状銅粉表面の少なくとも一部が表れている。つまり、銀と、銀−銅合金とが表れる場合、銀と、銀−銅合金と、略球状銅粉とが表れる場合の両方が含まれる。そして、銀−銅の合金部分又は略球状銅粉表面が、銀の電気的マイグレーションを防止する。
本発明においては、略球状銅粉の表面に銀を被覆した略球状銀被覆銅粉の表面にさらに脂肪酸を被覆するものである。本発明で用いられる脂肪酸としては、ステアリン酸、ラウリン酸、カプリン酸、パルミチン酸等の飽和脂肪酸又はオレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ソルビン酸等の不飽和脂肪酸が挙げられる。
略球状銀被覆銅粉の表面への脂肪酸の被覆量は、略球状銀被覆銅粉に対して0.02〜1.0重量%の範囲、好ましくは0.02〜0.5重量%の範囲、さらに好ましくは0.02〜0.3重量%の範囲とされ、脂肪酸の被覆量が1.0重量%を超えると、銀被覆銅粉同士が脂肪酸によって凝集し易くなるため、解粒が容易ではなく、また脂肪酸が内部離型剤として働くため、接着力が低下する。一方、脂肪酸の被覆量が0.02重量%未満であると銀被覆銅粉同士の凝集を解粒することが困難になる。
銀めっきしたままの略球状銀被覆銅粉の表面状態は、析出(被覆)した銀の粒界が表面に多く存在し平坦ではない。このため、ペーストにした場合粘度が上昇し易かった。まためっき処理又はその乾燥工程で凝集し易く、その充填密度は高くなく、相対値で通常60体積%未満、一般には55体積%未満である。これをジルコニアビーズ、ガラスビーズ、アルミナビーズ等を使用して解粒すると共にその表面を平滑化すれば、充填密度は相対値で60〜65体積%に向上させることができ、流動性も向上した導電粉となる。しかし、充填密度を相対値で68体積%以上にすることは、極めて困難であった。なお、被覆した銀の表面を平滑化処理するには例えば、ボールミルなどを用いて行うことができる。
本発明によれば、略球状銀被覆銅粉の表面を脂肪酸で被覆する方法として、下記の操作を行うことができる。すなわち、銀を被覆した後、洗浄した水をデカンテーショーンにより除去し、その後水溶性有機溶媒を濡れた粉末に添加し、その混合物を撹拌し、静置する。水と有機溶媒の混合物を、デカンテーションにより除去し、この操作を2回、3回と繰り返す。その後、既定の脂肪酸を含有する有機溶媒を、銀被覆銅粉末に添加し、有機溶媒を加熱して乾燥して、脂肪酸被覆粉末を得る。
略球状銀被覆銅粉の表面を脂肪酸で被覆すれば下記のような利点がある。即ち略球状銅粉に銀めっきを施した場合、その後の乾燥工程で銅粉に含まれる水分を乾燥させるが、このとき水分を直接乾燥させると水の蒸発潜熱が大きいため乾燥に多くの時間を要する、しかも導電粉同士が凝集してしまう。しかし、水分を予めアルコール、アセトン等の親水性の有機溶剤で置換し、この有機溶剤を乾燥すれば乾燥は容易であり、導電粉同士の凝集も低下する。本発明はこれを利用したもので、前記、有機溶剤に脂肪酸を配合して乾燥を容易にすると共に、脂肪酸の被覆量を上記に示す範囲にし、かつ均一に被覆することにより、略球状銀被覆銅粉同士の凝集を容易に解粒させることができ、接着力についても低下させることなく、充填密度の高い脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉を得ることができると共に樹脂溶液に濡れ易い脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉を得ることができる。
本発明における導電粉は、上記の脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉と銀粉が用いられる。
脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉と銀粉の配合割合は、脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉が好ましくは60〜92重量%で、銀粉が8〜40重量%、より好ましくは脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉が60〜85重量%で、銀粉が15〜40重量%、さらに好ましくは脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉が65〜80重量%で銀粉が20〜35重量%の範囲とされ、脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉が60重量%未満で銀粉が40重量%を超えると導電性の信頼性は問題はないが、耐マイグレーション性が低下する場合があり、また充填密度が低下し易い。一方、略球状銀被覆銅粉が92重量%を超え、銀粉が8重量%未満であると耐マイグレーション性は良好であるが、充填密度が低下し易い。
また、得られる導電粉の充填密度は、相対値で68体積%以上である。充填密度が68体積%未満であると充填密度が低いため導電粉の配合割合を高くすると導電ペーストの粘度が高くなり、反面導電粉の配合割合を低くすると、十分な導電性及び信頼性が得られなくなる傾向がある。
なお、充填密度の相対値とは、25mmのストロークでタッピングを1000回行い、その体積と質量から算出したタップ密度を、その粒子の真密度又は理論密度で除した値である。
本発明になる導電粉は、略球状銀被覆銅粉の表面が略球状銀被覆銅粉に対して0.02〜1.0重量%の脂肪酸で被覆され、かつ略球状銅粉表面に被覆した銀が平滑化処理されているため、銀粉と平均粒径の近い略球状銀被覆銅粉を分散媒体として使用して混合、分散することにより、凝集する微細な銀粉を解粒する際の銀粉の変形を抑制し、かつ解粒と均一混合を行うことができる。このため、分散媒体と混合粉体を分離する操作は不要である。また微細な銀粉は凝集し易く、解粒操作を行っても再凝集を起こしやすいが、解粒操作と2種類の粉体同士の混合操作を同時に行うので、微細な銀粉の変形を抑制して高い充填密度の混合導電粉を作製することができる。
分散及び混合を行う方法は、ボールミル、ロッキングミル、Vブレンダー、振動ミル等の回転又は振動エネルギーを使用する方法が容易である。これらと類似の方法で、解粒済の略球状銀被覆銅粉を分散媒体として使用して凝集している微小銀粉を解粒と同時に分散させればその装置、方法については特に制限はない。
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例1
銀の被覆量が20重量%の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して0.2重量%の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉(日立化成工業(株)製、商品名GB05K、平均粒径5.5μm、アスペクト比1.0、充填密度の相対値63体積%)680g及び平均粒径が1.4μmの略球状銀粉(メタロー テクノロジーズ ユーエスエイ(Metalor Technologies USA)社製、商品名K−0082P、充填密度の相対値58体積%)320gを秤量し、内容積3リットルのボールミルに入れ、回転数65min-1の条件で100時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は71体積%であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、1.4/5.5であった。
一方、アルコキシル基含有レゾール型フェノール樹脂(当社試作品、アルコキシル基の炭素数が4、アルコキシ化率65%、重量平均分子量1,200)38重量部、エポキシ当量が170g/eqのビスフェノールF型エポキシ樹脂(三井石油化学工業(株)製、商品名エポミックR110)57重量部、2−フェニル−4−メチル−イミダゾール(四国化成(株)製、商品名キュアゾール2P4MZ)5重量部を均一に混合してバインダとした。
上記で得たバインダ50gに、上記で得た導電粉450g及び溶剤としてエチルカルビトール15gを加えて撹拌らいかい機及び三本ロールで均一に混合、分散して導電ペーストを得た。該導電ペーストの粘度は25℃で350dPa・sであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが4.6であった。
次に、上記で得た導電ペーストを用いて、図2に示すポリイミドフィルム6上にテストパターン7を印刷し、乾燥機に入れた後170℃まで13分間で昇温し、その温度で1時間加熱処理し、テスト基板を得た。
得られたテスト基板について導体のシート抵抗を測定した結果、95mΩ/□であった。またこのテスト基板を恒温恒湿試験で4,000時間及び気相冷熱試験で3,000サイクルの信頼性試験を行った結果、回路抵抗の変化率はそれぞれ10.4%及び9.1%であった。上記の恒温恒湿試験は、85℃85%相対湿度中に保管し、気相冷熱試験は−65℃30分間〜125℃30分間を1サイクルとして行った(以下同じ)。
また、厚さが1.0mmのガラス基板上に、電極間距離が2.0mmのくし形電極の耐マイグレーション性テストパターンを印刷し、上記と同様の条件で加熱処理を行い硬化させて耐マイグレーション性テスト基板を得た。このテスト基板の耐マイグレーション性を、ウオーター・ドロップ法で試験した(以下同じ)。
すなわち、テスト基板の電極上にろ紙を置き、ろ紙に蒸留水を滴下して濡らした後、電極間に20Vのバイアス電圧を印加して短絡電流を測定した。短絡電流が500mAになるまでの時間(以下短絡時間とする)を測定した結果、8分50秒で、銀粉を導電粉として使用した銀ペーストの26秒に比べて約20倍であり、良好な結果を得た。
なお、本実施例におけるアスペクト比の具体的測定法を以下に示す。低粘度のエポキシ樹脂(ビューラー社製)の主剤(No.10−8130)8gと硬化剤(No.10−8132)2gを混合し、ここへ導電粉2gを混合してよく分散させ、そのまま25℃で真空脱泡した後、10時間25℃の条件で静置して粒子を沈降させ硬化させた。その後、得られた硬化物を垂直方向に切断し、切断面を電子顕微鏡で1000倍に拡大して切断面に現れた150個の粒子について長径/短径を求め、それらの平均値をもって、アスペクト比とした。
実施例2
実施例1で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉610g及び平均粒径が0.95μmの略球状銀粉(徳力化学研究所製、商品名AgS―052L、充填密度の相対値51体積%)390gを秤量し、実施例1と同様のボールミルを用いて実施例1と同様の条件で150時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で69体積%であった。略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、0.95/5.5であった。
上記で得た導電粉を使用し、以下実施例1と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は86mΩ/□であり、実施例1と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ8.7%及び7.3%であった。
また、実施例1と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、9分10秒であり、銀ペーストに比べて20倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は25℃で470dPa・sであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが4.9であった。
実施例3
実施例1で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉770g及び平均粒径が1.0μmの略球状銀粉(福田金属箔粉工業(株)製、商品名AgC−1561、充填密度の相対値56体積%)230gを秤量し、実施例1と同様のボールミルを用いて実施例1と同様の条件で200時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で71体積%であった。略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、1.0/5.5であった。
上記で得た導電粉を使用し、以下実施例1と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は90mΩ/□であり、実施例1と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ8.9%及び7.8%であった。
また、実施例1と同様の条件でウ折オーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、9分40秒であり、銀ペーストに比べて20倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は25℃で330dPa・sであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが4.5であった。
実施例4
銀の被覆量が20重量%の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して0.05重量%の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉(日立化成工業(株)製、商品名GB10K、平均粒径10.8μm、アスペクト比1.0、充填密度の相対値64体積%)700g及び平均粒径が1.4μmの略球状銀粉(メタローテクノロジーズ ユーエスエイ(Metalor Technologies USA)社製、商品名K−0082P、充填密度の相対値58体積%)300gを秤量し、内容積2リットルのボールミルに入れ、回転数56min-1の条件で100時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は76体積%であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、1.4/10.8であった。
上記で得た導電粉を使用し、以下実施例1と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は75mΩ/□であり、実施例1と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ6.5%及び5.8%であった。
また、実施例1と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、9分50秒であり、銀ペーストに比べて20倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は25℃で420dPa・sであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが4.3であった。
実施例5
銀の被覆量が20重量%の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して0.1重量%の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉(日立化成工業(株)製、商品名GB10K、平均粒径11.2μm、アスペクト比1.0、充填密度の相対値63体積%)800g及び平均粒径が1.4μmの略球状銀粉(メタローテクノロジーズ ユーエスエイ(Metalor Technologies USA)社製、商品名K−0082P、充填密度の相対値58体積%)200gを秤量し、内容積2リットルのボールミルに入れ、回転数56min-1の条件で90時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は76体積%であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、1.4/11.2であった。
上記で得た導電粉を使用し、以下実施例1と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は84mΩ/□であり、実施例1と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ8.6%及び7.9%であった。
また、実施例1と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、9分50秒であり、銀ペーストに比べて20倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は25℃で400dPa・sであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが4.2であった。
実施例6
銀の被覆量が20重量%の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して0.05重量%の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉(日立化成工業(株)製、商品名GB10K、平均粒径11.6μm、アスペクト比1.0、充填密度の相対値64体積%)910g及び平均粒径が1.4μmの略球状銀粉(メタローテクノロジーズ ユーエスエイ(Metalor Technologies USA)社製、商品名K−0082P、充填密度の相対値58体積%)90gを秤量し、内容積2リットルのボールミルに入れ、回転数56min-1の条件で90時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は74体積%であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、1.4/11.6であった。
上記で得た導電粉を使用し、以下実施例1と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は97mΩ/□であり、実施例1と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ9.6%及び9.7%であった。
また、実施例1と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、14分30秒であり、銀ペーストに比べて30倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は25℃で400dPa・sであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが3.5であった。
実施例7
銀の被覆量が20重量%の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して0.3重量%の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉(日立化成工業(株)製、商品名GB10K、平均粒径10.8μm、アスペクト比1.0、充填密度の相対値63体積%)400g及び平均粒径が1.4μmの略球状銀粉(メタローテクノロジーズ ユーエスエイ(Metalor Technologies USA)社製、商品名K−0082P、充填密度の相対値58体積%)200gを秤量し、内容積2リットルのボールミルに入れ、回転数56min-1の条件で100時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は74体積%であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、1.4/10.8であった。
上記で得た導電粉を使用し、以下実施例1と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は68mΩ/□であり、実施例1と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ4.7%及び5.2%であった。
また、実施例1と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、6分50秒であり、銀ペーストに比べて15倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は25℃で510dPa・sであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが4.5であった。
比較例1
実施例1で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉450g及び実施例1で用いた略球状銀粉50gを秤量し、実施例1と同様のボールミルを用いて実施例1と同様の条件で100時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で60体積%であった。
上記で得た導電粉を使用し、以下実施例1と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は340mΩ/□と非常に高く、実施例1と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ88.2%及び105.3%と実施例1〜3のものに比較してかなり高い値であった。
また、実施例1と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、13分50秒であり、銀ペーストに比べて30倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は25℃で420dPa・sであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが3.5であった。
比較例2
実施例1で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉900g及び実施例3で用いた略球状銀粉100gを秤量し、実施例1と同様のボールミルを用いて実施例1と同様の条件で200時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で67体積%であった。
上記で得た導電粉を使用し、以下実施例1と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は70mΩ/□であり、実施例1と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ5.1%及び4.5%であった。
また、実施例1と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、4分40秒と短く、銀ペーストに比べて約10倍であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は25℃で520dPa・sと高く、チキソ性はチキソトロピックインデックスが3.9であった。
比較例3
実施例1で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉550g及び実施例2で用いた略球状銀粉450gを秤量し、実施例1と同様のボールミルを用いて実施例1と同様の条件で200時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で63体積%であった。
上記で得た導電粉を使用し、以下実施例1と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は70mΩ/□であり、実施例1と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ5.1%及び4.5%であった。
また、実施例1と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、4分40秒と短く、銀ペーストに比べて約10倍であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は25℃で870dPa・sと非常に高く、チキソ性はチキソトロピックインデックスが5.3であった。
本発明の導電粉は、高配合率化が可能で導電性の信頼性又は耐マイグレーション性に優れ、銀使用量を低減することで価格競争力も高くできる。
本発明の導電粉は、加えて、高充填性及び流動性に優れる。
本発明の導電粉は、加えて、高充填化が可能である。
本発明の導電粉の製造方法は、高配合率化が可能で導電性の信頼性又は耐マイグレーション性に優れ、銀使用量を低減することで価格競争力も高くできる導電粉を製造することができる。
スルーホール及び配線板の表面を導電ペーストで接続した状態を示す断面図である。 ポリイミドフィルム上にテストパターンを形成した状態を示す平面図である。
符号の説明
1 導電層
2 銅箔
3 基材
4 スルーホール
5 絶縁層
6 ポリイミドフィルム
7 テストパターン

Claims (4)

  1. 球状銀被覆銅粉60〜92重量%、及び銀粉8〜40重量%含有する導電粉であって
    該導電粉が、充填密度が相対値で68体積%以上であり、そして
    該略球状銀被覆銅粉が、少なくとも略球状銅粉表面の一部、並びに/或いは銀被覆時に及び/又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成される銅−銀合金表面の一部を露出させて、該略球状銅粉に対して3〜30重量%の銀で被覆された銅粉であり、該略球状銀被覆銅粉の表面が略球状銀被覆銅粉に対して0.02〜1.0重量%の脂肪酸で被覆され、かつ被覆された銀が平滑化処理された略球状銀被覆銅粉である、導電粉。
  2. 略球状銀被覆銅粉が、平均粒径が2〜15μmである請求項記載の導電粉。
  3. 銀粉の形状が、略球状又は塊状であり、かつその平均粒径が、略球状銀被覆銅粉の平均粒径の1/15〜2/5である請求項又は記載の導電粉。
  4. 少なくとも略球状銅粉表面一部、並びに/或いは銀被覆時に及び/又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成させる銅−銀合金表面の一部を露出させながら、該略球状銅粉に対して3〜30重量%の銀で被覆して略球状銀被覆銅粉を作製し、さらにその表面に略球状銀被覆銅粉に対して0.02〜1.0重量%の脂肪酸を被覆し、次いで前記銀の被覆層を平滑化処理した後、脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉60〜92重量%及び銀粉8〜40重量%を均一に混合し、充填密度が相対値で68体積%以上である導電粉を得ることを特徴とする導電粉の製造方法。
JP2004201594A 2003-07-08 2004-07-08 導電粉及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3879749B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003193527 2003-07-08
JP2004201594A JP3879749B2 (ja) 2003-07-08 2004-07-08 導電粉及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004201594A JP3879749B2 (ja) 2003-07-08 2004-07-08 導電粉及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005044798A JP2005044798A (ja) 2005-02-17
JP3879749B2 true JP3879749B2 (ja) 2007-02-14

Family

ID=34277221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004201594A Expired - Fee Related JP3879749B2 (ja) 2003-07-08 2004-07-08 導電粉及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3879749B2 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4567410B2 (ja) * 2004-10-19 2010-10-20 ローム株式会社 半導体装置
JP4894266B2 (ja) * 2006-01-06 2012-03-14 住友金属鉱山株式会社 導電粉の表面処理方法と導電粉及び導電性ペースト
JPWO2008059789A1 (ja) * 2006-11-17 2010-03-04 日鉱金属株式会社 銀メッキ銅微粉及び銀メッキ銅微粉を用いて製造した導電ペースト並びに銀メッキ銅微粉の製造方法
JP5374788B2 (ja) * 2009-08-31 2013-12-25 シャープ株式会社 導電性ペースト、太陽電池セル用電極、太陽電池セルおよび太陽電池セルの製造方法
KR20140002725A (ko) * 2011-03-31 2014-01-08 도다 고교 가부시끼가이샤 은 코트 구리분 및 그의 제조법, 은 코트 구리분을 함유하는 도전성 페이스트, 도전성 접착제, 도전성 막 및 전기 회로
WO2013090344A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-20 Ferro Corporation Electrically conductive polymeric compositons, contacts, assemblies, and methods
JP6033327B2 (ja) * 2011-12-15 2016-11-30 ヘンケル アイピー アンド ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 銀めっき銅上の露出した銅の選択的コーティング
CN104240841A (zh) * 2013-06-14 2014-12-24 中国振华集团云科电子有限公司 一种贱金属导体浆料制备方法
JP6271231B2 (ja) * 2013-11-29 2018-01-31 Dowaエレクトロニクス株式会社 銀被覆銅粉および導電ペースト
CN106078091A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 金锢电气有限公司 一种铜铝导电块的生产工艺
CN108063016B (zh) * 2017-12-26 2019-12-03 浙江豆豆宝中药研究有限公司 一种集成电路导电胶膜用复合导电粒子及其制备方法
JP6541764B2 (ja) * 2017-12-27 2019-07-10 Dowaエレクトロニクス株式会社 銀被覆銅粉および導電ペースト、並びにそれらの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005044798A (ja) 2005-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3879749B2 (ja) 導電粉及びその製造方法
KR100678533B1 (ko) 도전성 분말 및 그 제조 방법
JP5516672B2 (ja) 導電ペースト
JP4235887B2 (ja) 導電ペースト
JP4389148B2 (ja) 導電ペースト
JP4235888B2 (ja) 導電ペースト
JP3964868B2 (ja) 導電性バンプ用熱硬化性導電性ペースト
JP2007227156A (ja) 導電性ペースト及びそれを用いたプリント配線基板
JP4273399B2 (ja) 導電ペースト及びその製造方法
JP2008223058A (ja) 混合導電粉及びその製造方法並びに導電ペースト及びその製造方法
JP5609492B2 (ja) 電子部品及びその製造方法
JP3513636B2 (ja) 複合導電粉、導電ペースト、電気回路及び電気回路の製造法
JP2007116181A (ja) 回路基板
JP6197504B2 (ja) 導電性ペーストおよび導電膜付き基材
JP2005310538A (ja) 電子部品及びその製造法
JP4235885B2 (ja) 導電ペースト
JP2006111807A (ja) 電子部品及びその製造法
JP4224772B2 (ja) 導電ペースト
JPH06333417A (ja) 導電ペースト
JPH0714427A (ja) 導電ペースト
JP4224774B2 (ja) 導電ペースト
JPH10188670A (ja) 扁平状導電性金属粉及びその製造法並びに扁平状導電性金属粉を用いた導電性ペースト
Zhou et al. Geometric effects on multilayer generic circuits fabricated using conductive epoxy/nickel adhesives
JP2004079545A (ja) 複合導電粉、導電ペースト、電気回路及び電気回路の製造法
JPH0714428A (ja) 導電ペースト

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060314

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061030

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 3879749

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101117

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111117

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111117

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131117

Year of fee payment: 7

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131117

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees