JP4482930B2 - 導電性ペースト - Google Patents
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(B)炭酸銀粉末、酸化銀粉末、および総炭素数が1〜24の脂肪酸の銀塩より成る群から選ばれる少なくとも1種、
(C)アルカリ金属イオン、
(D)熱硬化性樹脂を含むバインダ樹脂
を含み、(A)に対する(C)の重量比率が10〜3000ppmであることを特徴とする導電性ペースト。
(7)総炭素数が1〜24の脂肪酸の銀塩を、炭酸銀粉末と酸化銀粉末から選ばれる少なくとも1種と共に含有する、前記(1)ないし(6)のいずれかに記載の導電性ペースト。
・ 硬化後、極めて高導電性の導電性被膜が得られる。
・ バインダ樹脂の量を低減することなく、従って基体に対する接着強度や膜強度を低下させることなく、導電性を向上させることができる。
・ このため特に従来、樹脂をバインダとする加熱硬化型ペーストでは、銀系でも得られにくかった、比抵抗が2×10‐5Ω・cm以下、特に10‐6Ω・cmオーダーの高導電性を得ることが可能となった。
・ 100〜250℃程度、特に120〜200℃での加熱処理により、高導電性の被膜が形成できるので、樹脂基板やアモルファスシリコン等の耐熱性の低い基体にも適用することができる。
・ (B)の銀化合物粉末、脂肪酸銀は樹脂の硬化時に部分的に分解し、極めて活性な銀の微粒子を析出する。析出した銀微粒子は、導電性金属粒子同士の隙間を埋め、あるいは導電性金属粒子同士を融着させることにより、硬化被膜の導電性を向上させる。
・ (C)は、この分解反応において触媒的に作用し、(B)の分解を促進すると考えられる。このため(C)を含まない場合より導電性が著しく改善される。
・ 特に(B)が通常のペーストの硬化温度である150〜200℃程度では熱分解しにくいものであっても、(C)の作用により、低い温度で分解を始め、活性な銀粒子の析出が促進される。このため、ペーストを(B)の分解温度よりも低い温度で硬化させた場合においても、高い導電性を有する導電性被膜が得ることができる。
・ また(C)は銀粉末表面を活性化させる。このため(C)の介在で、銀化合物粉末や脂肪酸銀と導電性金属粉末との間で、銀イオンの溶出とその還元が生じ、活性な金属銀の析出が起こる。この導電性金属粉末粒子間に析出した銀微粒子は、同様に導電性を向上させる。
銀を主成分とする導電性金属粉末(以下単に「導電性金属粉末」ということもある。)としては、特に限定されず、銀粉末の他、銀−銅合金、銀−パラジウム−銅合金、銀−銅−ニッケル合金等の銀合金粉末や、金属、金属化合物、ガラス、セラミック、カーボン等の無機質粉末や樹脂等の有機質粉末の表面に銀または銀合金を被覆した複合粉末等の1種又は2種以上が使用される。また銀粉末と銀以外の金属粉末の混合粉末でもよい。銀以外の導電性金属粉末としては、例えば、金、パラジウム、白金等の貴金属や銅、ニッケル等の卑金属の粉末、またはこれらの金属を含む合金の粉末や複合粉末等が挙げられる。
炭酸銀粉末、酸化銀粉末(以下「銀化合物粉末」ということもある。)は、いかなる方法で製造されたものでもよい。銀化合物粉末としては平均粒径が0.1〜100μm程度の粉末を使用することが望ましい。
本発明のペーストに配合されるアルカリ金属イオンとしては特に限定はなく、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンの1種または2種以上が使用される。特に、化学的活性が高く、かつ硬化後は導電性被膜中に安定に存在し、溶出しにくいものが好ましい。この点で、特にナトリウムイオン、カリウムイオンが好ましい。中でもカリウムイオンは、硬化被膜中でのイオン移動度が小さいため、エレクトロニクス用には適していると考えられる。
本発明のバインダ樹脂は、少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含むものであれば特に制限はない。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、アミノ樹脂、キシレン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル・ポリオール樹脂、アクリル樹脂等、用途、要求特性に応じて適宜選択して用いられる。 特に接着性、硬化性、導電性の点で、エポキシ樹脂やフェノール樹脂が好ましい。本発明においては、本発明者等が先に出願した特願2004−167681に記載されたフタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂も、好ましく使用される。この樹脂を使用することにより導電性をさらに向上させることができる。フタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂としては、ジグリシジルフタレート、ジメチルグリシジルフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルメチルテトラヒドロフタレート等がある。
本発明の導電性ペーストには、上記成分のほか、さらに通常必要に応じて添加されることのある溶媒、硬化剤等を、適宜配合することができる。
本発明の導電性ペーストは、前記の成分を、常法に従って混合し、ロールミル等を用いて均一に分散させてペースト状とすることにより製造される。
本発明の導電性ペーストは、スクリーン印刷、転写印刷、ディッピング、刷毛塗り、ディスペンサーを用いた塗布等、種々の手段で基体に塗布される。基体としては、樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板、セラミック電子部品、シリコン半導体や化合物半導体等、種々のものに適用できる。基体上に塗布された導電性ペーストは、公知の方法で加熱処理され、樹脂を硬化させることにより、導電性被膜を得る。最適な硬化条件は、樹脂や硬化剤により異なるが、通常100〜250℃以下、好ましくは120〜200℃の温度で、数十秒〜2時間程度で硬化処理を行う。
本発明の導電性ペーストは、様々な用途に使用することができる。代表的な用途例としては、プリント回路基板のジャンパー回路やスルーホール導体、アディティブ回路、タッチパネルの導体回路、抵抗端子、太陽電池の電極、タンタルコンデンサの電極、フィルムコンデンサの電極、チップ型セラミック電子部品の外部電極や内部電極等の形成、電磁波シールドとしての使用等が挙げられる。また、はんだの代替として、半導体素子や電子部品を基板に実装するための導電性接着剤としての使用のほか、太陽電池の高温焼成した銀電極の表面をはんだで被覆するタイプのグリッド電極の、はんだ部分の代替として使用することもできる。
表1に示す配合比率のフレーク状銀粉末、銀超微粉末、炭酸銀粉末、酸化銀粉末、脂肪酸銀およびアルカリ金属イオン源となる化合物粉末を、バインダ樹脂、硬化剤、溶剤と混合し、三本ロールミルにより混練して導電性ペーストを得た。
Claims (7)
- 少なくとも(A)銀を主成分とする導電性金属粉末、
(B)炭酸銀粉末、酸化銀粉末、および総炭素数が1〜24の脂肪酸の銀塩より成る群から選ばれる少なくとも1種、
(C)アルカリ金属イオン、
(D)熱硬化性樹脂を含むバインダ樹脂
を含み、(A)に対する(C)の重量比率が10〜3000ppmであることを特徴とする導電性ペースト。 - 請求項1に記載の導電性ペーストが、100〜250℃で加熱硬化するものである導電性ペースト。
- (A)の重量に対する(C)の重量比が合計で30〜1000ppmである、請求項1または2に記載の導電性ペースト。
- (C)がナトリウムイオンおよび/またはカリウムイオンである、請求項1ないし3のいずれかに記載の導電性ペースト。
- (A)に対する(B)の重量比率が合計で0.5〜15%である、請求項1ないし4のいずれかに記載の導電性ペースト。
- バインダ樹脂が、少なくともフタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂を含むものである、請求項1ないし5のいずれかに記載の導電性ペースト。
- 総炭素数が1〜24の脂肪酸の銀塩を、炭酸銀粉末と酸化銀粉末から選ばれる少なくとも1種と共に含有する、請求項1ないし6のいずれかに記載の導電性ペースト。
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