JP4790089B2 - 導電性組成物及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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本発明は、導体パターン用導電性組成物について、2つの態様を開示する。
第1の態様に係る導体パターン用導電性組成物は、樹脂と、導電性金属粒子を含む。前記導電性粒子は、高融点金属粒子と、低融点金属粒子とを含む。前記高融点金属粒子は、Ag、Cu、Au、Pt、Ti、Zn、Al、Fe、Si、または、Niの群から選択された少なくても1種を含む。前記低融点金属粒子は、コンポジット構造を有し、Sn、In、Biの群から選択された少なくても1種を含む。
第2の態様に係る導体パターン用導電性組成物は、熱硬化性樹脂と、導電性金属粒子を含む。前記導電性粒子は、高融点金属粒子と、低融点金属粒子とを含んでいる。前記低融点金属粒子は、コンポジット構造を有し、前記熱硬化樹脂の硬化点は、前記低融点金属粒子の融点より高く、前記高融点金属粒子の融点より低い。
本発明に係る電子デバイスは、回路基板と、導体パターンとを含む。前記導体パターンは、前記回路基板上に設けられ導電層と、絶縁層の2層を含み、前記絶縁層は、前記導電層の一面上に存在し、前記導電層は、高融点金属粒子と、低融点金属粒子とを含み、前記高融点金属粒子は、Ag、Cu、Au、Pt、Pd、Ir、Al、または、Niのうち少なくても1種を含んでおり、前記低融点金属粒子は、コンポジット構造を有し、Sn、In、Biの群から選択された少なくても1種を含む。
(1)導電性の高い導体パターンを形成するのに適した導電性組成物、及び、これを用いた電子デバイスを提供することができる。
(2)銀マイグレーション、及び、銅の酸化による導電性低下を防止することのできる導電性組成物、及び、これを用いた電子デバイスを提供することができる。
図5は、本発明に係る低融点金属粒子を製造する際に用いられる遠心式粒状化装置の構成を概略的に示す図である。この遠心式粒状化装置では、アルゴン不活性ガス雰囲気中で、高融点金属粒子、又は、低融点金属粒子の原料となる金属、又は、合金の溶融物を高速回転する皿ディスク上に供給し、遠心力を作用させて小滴として飛散させ、ガス雰囲気との接触により急冷して球状粒子とする第1の工程が実行される。図を参照し、更に具体的に説明すると、粒状化室40は上部が円筒状、下部がコーン状になっており、上部に蓋41を有する。蓋41の中心部には垂直にノズル42が挿入され、ノズル42の直下には皿形回転ディスク43が設けられている。符号44は皿形回転ディスク43を上下に移動可能に支持する機構である。また、粒状化室40のコーン部分の下端には生成した粒子の排出管45が接続されている。ノズル42は、粒状化する原料(金属、又は、合金)を溶融する電気炉(高周波炉)46と、高周波加熱機47を接続し、更に、高周波加熱機47と、粒状化室40を接続する。
(1)導電性組成物の製造
まず、図5に記載された遠心式粒状化装置を用いて、高融点金属粒子、及び、低融点金属粒子を製造した。高融点金属粒子の原料としてはCuを使用し、低融点金属粒子として、In/Sn合金を使用した。In/Sn合金は、In50wt%、Sn50wt%の組成のものを用いた。
次に、樹脂としてエポキシ樹脂、高融点金属粒子として、前工程で得られたCu粒子、低融点金属粒子として、コンポジット構造を有するIn/Sn合金粒子(粒径20μm)を混合し導電性ペーストを製造した。
導電性粒子全量に対する高融点金属粒子の割合は、50重量パーセントであり、低融点金属粒子の割合は、50重量パーセントであった。
また、樹脂100重量部に対し、導電性金属粒子の割合は、95重量パーセントであった。
基板として、合成樹脂(例えばPET)を基材とする厚さ50μmのものを使用した。
次に、得られた導電性ペーストをパターン幅0.35mm、ギャップ幅0.15mmにスクリーン印刷し、その後150〜210度で30分熱処理を行い、電極を製造した。又、
熱処理を、150〜210度で行ったため、基板であるPETフィルムにダメージがないことが確認できた。
実施例1で用いた高融点金属粒子、低融点金属粒子、及び、エポキシ樹脂を使用して同様に導電性ペーストを作成した。得られた導電性ペーストの組成は、表1に記載されたものであった。
実施例1で用いた高融点金属粒子、低融点金属粒子、及び、エポキシ樹脂を使用して同様に導電性ペーストを作成した。得られた導電性ペーストの組成は、表1に記載されたものであった。
銀粒子、及び、エポキシ樹脂を使用して導電性ペーストを作成した。得られた導電性ペーストの組成は、表1に記載されたものであった。
更に、得られた導電性ペーストを用いて、実施例1と同様の方法で電子デバイスを製造した。
高融点金属粒子としてCu粒子、低融点金属粒子として粒径20μmのIn/Sn合金、及び、実施例1で用いたエポキシ樹脂を使用して導電性ペーストを作成した。得られた導電性ペーストの組成は、実施例1と同様であった。又、In/Sn合金は、コンポジット構造を含有しないものを使用した。
B:導電性粒子全量に対する低融点金属粒子の割合(重量パーセント)
C:樹脂100重量部に対する導電性金属粒子の割合(重量パーセント)
表1は、実施例1〜3、及び、比較例で製造した導電性ペーストの組成を示したものである。
<導電性試験>
表1、及び、表2より、実施例1〜3は、良好な導電性を示した。このことにより、実施例1〜3では、銅の酸化を防止できたことが分かる。更に、図5の断面写真により、実施例1〜3では、樹脂層と、導電層の2層に分かれ、絶縁層の表面を樹脂層が被膜している。又、絶縁層では、低融点金属が融解して固化したため、隙間や断線等がない構造を取ることが分かる。
次に、実施例1〜3で製造された導電性ペーストと、比較例2で製造された導電ペーストをそれぞれPETフィルムに塗布し、そのPETフィルムを何回折り曲げると、断線が生じるかを測定する強度試験を行った。加える荷重や、塗布する厚さ、室温等の実験条件は同一とした。
2 樹脂
3 導電性金属粒子
4 高融点金属粒子
5 低融点金属粒子
Claims (5)
- 樹脂と、導電性金属粒子とを含む導電性ペーストであって、
前記導電性金属粒子は、高融点金属粒子と、低融点金属粒子とからなり、
前記高融点金属粒子は、Ag、Cu、Au、Pt、Ti、Zn、Al、Fe、Si、または、Niの群から選択された少なくとも1種を含んでおり、
前記低融点金属粒子は、コンポジット構造を有し、Sn、In、Biの群から選択された少なくとも1種を含んでおり、
基板の一面上に前記高融点金属粒子と前記低融点金属粒子の金属間結合による導電層を形成すると同時に、前記導電層の表面を、前記樹脂からなる保護膜によって覆った配線パターンを形成するために用いられる、
導電性ペースト。 - 請求項1に記載された導電性ペーストであって、前記樹脂は、熱硬化性樹脂であり、硬化点が、前記低融点金属粒子の融点より高く、前記高融点金属粒子の融点より低い、導電性ペースト。
- 導電性ペーストを基板上に塗布した後、熱処理を施す工程を含む電子デバイスの製造方法であって、
前記導電性ペーストは、請求項1又は2に記載されたものでなり、
前記熱処理は、前記低融点金属粒子の融点より高く、前記高融点金属粒子の融点より低い温度で行われる、
電子デバイスの製造方法。 - 樹脂と、導電性金属粒子とを含む導電性ペーストであって、
前記導電性金属粒子は、高融点金属粒子と、低融点金属粒子とからなり、
前記高融点金属粒子は、Ag、Cu、Au、Pt、Ti、Zn、Al、Fe、Si、または、Niの群から選択された少なくとも1種を含んでおり、
前記低融点金属粒子は、コンポジット構造を有し、Sn及びBiを含んでおり、
基板の一面上に前記高融点金属粒子と前記低融点金属粒子の金属間結合による導電層を形成すると同時に、前記導電層の表面を、前記樹脂からなる保護膜によって覆った配線パターンを形成するために用いられる、
導電性ペースト。 - 樹脂と、導電性金属粒子とを含む導電性ペーストであって、
前記導電性金属粒子は、高融点金属粒子と、低融点金属粒子とからなり、
前記低融点金属粒子は、コンポジット構造を有しており、
基板の一面上に前記高融点金属粒子と前記低融点金属粒子の金属間結合による導電層を形成すると同時に、前記導電層の表面を、前記樹脂からなる保護膜によって覆った配線パターンを形成するために用いられる、
導電性ペースト。
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