JP4857441B2 - 導電性ペースト及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリコーン樹脂に鱗片状銀粉を分散した導電性ペーストに関し、導電性ペーストの硬化が阻害されないようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
導電性ペーストは、電子部品の実装や印刷法による回路成形などに広く用いられており、銀粉を種々の未硬化液状熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂溶液などに５０〜９５重量％程度分散させたものである。
そして、ここで用いられる銀粉としては、導電性を高めるためおよびペーストのチキソ性を高めるため、その形状が鱗片状のものが主に用いられている。
【０００３】
この鱗片状銀粉は、例えば銀塩のアンモニウム錯体や酸化銀を還元して生成した球状銀粉をボールミル、振動ミルなどによって機械的に粉砕することによって製造されている。この製造の際、球状銀粉の凝集を防止するために、ステアリン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸やステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウムなどの金属石鹸などが添加される。
ところが、このようにして得られた鱗片状銀粉では、その表面や内部に高級脂肪酸や金属石鹸が残留し、これによって導電性ペーストをなす熱硬化性樹脂、特にシリコーン樹脂の硬化が阻害されると言う問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、シリコーン樹脂に鱗片状銀粉を分散してなる導電性ペーストにおいて、シリコーン樹脂の硬化が鱗片状銀粉によって阻害されないようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題は、鱗片状銀粉としてその表面または内部にシリコーン樹脂の硬化を阻害する物質が存在しないものを用いることで解決される。
また、鱗片状銀粉として球状銀粉を粉砕中に、非イオン性界面活性剤を共存させ湿式粉砕して得られたものが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の導電性ペーストは、シリコーン樹脂に、表面または内部にシリコーン樹脂の硬化を阻害する物質を有しない鱗片状銀粉を分散してなるものである。
この鱗片状銀粉としては、球状銀粉を粉砕して鱗片状銀粉とする粉砕工程において、非イオン性界面活性剤を共存せしめて湿式粉砕する方法で得られたものが好ましい。
すなわち、常法によって得られた得られた球状銀粉をボールミル、アトライターミル、ビーズミルなどの粉砕機により粉砕溶媒中で湿式粉砕する際に、粉砕前または粉砕中に、球状銀粉または粉砕溶媒中に非イオン性界面活性剤を添加する方法によって得ることができる。
【０００７】
ここで用いられる非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどの１種もしくは２種以上の混合物が用いられる。
【０００８】
特に、非イオン性界面活性剤のＨＬＢ値（親水性親油性バランス）を選択することが望ましい。粉砕溶媒が水の場合には、ＨＬＢ値が６〜２０、好ましくは８〜２０のものを用いることが望ましい。また、粉砕溶媒がアルコールなどの有機溶媒の場合には、ＨＬＢ値が０．１〜６、好ましくは０．１〜４のものを用いることが好ましい。
【０００９】
この非イオン性界面活性剤の添加量は、粉砕前の球状銀粉の重量に対して０．１〜５０重量％、好ましくは０．１〜２５重量％とされる。０．１重量％未満では球状銀粉が凝集しやすく、５０重量％を越えてももはや効果の向上が得られない。 非イオン性界面活性剤の添加方法は、粉砕前または粉砕中のいずれかもしくは両方に、球状銀粉もしくは粉砕溶媒のいずれか一方あるいは両方に行う。
【００１０】
添加は、１回のみでも２回以上に分割して行ってもよく、２回以上添加する場合は、非イオン性界面活性剤の種類を異なえてもよいが、粉砕前に予め球状銀粉に添加しておくことが好ましい。これは予め添加せずに粉砕を始めると、球状銀粉が凝集し、粗粒化しやすいためである。
また、粉砕前の球状銀粉には、上記の非イオン性界面活性剤を使用すれば、なんらかの表面処理、例えば還元生成時の表面処理が施されていてもよく、良好な鱗片状銀粉が得られる。
【００１１】
ここで用いられる粉砕溶媒としては、水または有機溶媒が使用可能であるが、特に水、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、２ペンタノール、３ペンタノール、ジメチルケトン、ジエチルケトン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、ジフェニルエーテル、トルエン、キシレンなどの１種または２種以上が用いられる。
粉砕は、ボールミル、アトライターミル、ビーズミルなどを用いて、粉砕溶媒中にて湿式雰囲気で行えばよい。
【００１２】
このような粉砕方法で得られた鱗片状銀粉は、鱗片状で、粒径が０．１〜１０μｍであり、その表面または内部にはシリコーン樹脂の硬化を阻害する物質が存在しないものである。
本発明にあっては、非イオン性界面活性剤以外に、エチレンワックス、流動パラフィンなどを添加して粉砕しても、硬化阻害のない鱗片状銀粉が得られるが、製造上の種々の要因から非イオン性界面活性剤がもっとも好ましい。
【００１３】
次に、本発明において用いられるシリコーン樹脂について説明する。
ここでのシリコーン樹脂としては、硬化タイプのシリコーン樹脂であれば特に限定されず、例えば付加反応硬化型、縮合反応硬化型などのシリコーン樹脂が使用可能である。
付加反応硬化型シリコーン樹脂の例としては、例えば、信越化学工業（株）製の商品名ＫＥ―１８２０、ＫＥ―１８２３、東芝シリコーン（株）製の商品名ＴＳＥ―３２２１、ＴＳＥ―３２５０、ＴＳＥ―３２５１、東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製の商品名ＳＥ―１７５０、ＳＥ―４４５０などが挙げられる。
【００１４】
縮合反硬化応型シリコーン樹脂の例としては、例えば、信越化学工業（株）製の商品名ＫＥ―４４１、ＫＥ―４７１、ＫＥ―４７、東芝シリコーン（株）製の商品名ＴＳＥ―３８７、ＴＳＥ―３９７、東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製の商品名ＳＥ―９１７Ｇ、ＳＥ―９１８６、ＳＥ―９１８４などが挙げられる。
また、シリコーン樹脂を溶解する有機溶媒を用いて、導電性ペーストの粘度を調整することもできる。これに使用できる有機溶媒としては、石油系脂肪族炭化水素溶媒や石油系芳香族溶媒のような混合物、トルエン、ジエチルベンゼン、デカリン、ドデカンのような単一物質などを用いることができる。ただし、イオウなどの硬化阻害因子となるような不純物を含まないことが望ましい。
【００１５】
鱗片状銀粉の配合量は、導電性ペーストに要求される導電性によって定められるが、通常シリコーン樹脂１００部（重量部 以下同様）に対して、１００〜１０００部とされる。
この発明の導電性ペーストは、シリコーン樹脂に所定量の鱗片状銀粉を加え、必要に応じて有機溶媒を加えて混練りすることで製造される。
この導電性ペーストは、導電性接着剤、導電性ダイボンディング剤、放熱性ダイボンディング剤、電磁波シールド剤などに使用される。
【００１６】
このような導電性ペーストにあっては、これに分散される鱗片状銀粉の表面または内部にシリコーン樹脂の硬化を阻害する物質が存在しないので、シリコーン樹脂の硬化が阻害されず、導電性ペーストの硬化が阻害されることがない。
また、鱗片状銀粉を用いているので、導電性が良好なものとなり、さらにはシリコーン樹脂に対して多量の鱗片状銀粉を良好に分散しせしめることができ、充填性がよく、導電性を高いレベルまで高めることができる。
【００１７】
また、本発明の導電性ペーストにあっては、銀粉として上記非イオン性界面活性剤で粉砕処理した鱗片状銀粉のみに限られず、球状銀粉を上記非イオン性界面活性剤で単に表面処理した球状のものを上記鱗片状銀粉と併用してもよい。
この併用においては、両者の混合比は特に限定されることはない。
【００１８】
以下、具体例を示す。
（１）鱗片状銀粉および球状銀粉の製造
例１
球状銀粉６００ｇに対し、ノイゲンＥＴ（第一工業製薬社製 非イオン性界面活性剤 ＨＬＢ値１９）１重量％添加し、予備混合後、４００ｍｌの純水中で、５．２５ｋｇのステンレス鋼ボールとともにアトライターミルにて４０分粉砕を行った。粉砕後のスラリーを吸引濾過して固液分離を行い、７０℃で２０時間真空乾燥した。得られた乾燥粉を小型解砕機で解砕して、鱗片状銀粉を得た。この鱗片状銀粉をＡとする。
例２
ノイゲンＥＴの添加量を２０重量％とした以外は、例１と同様にして鱗片状銀粉をえた。この鱗片状銀粉をＢとする。
【００１９】
例３
非イオン性界面活性剤として、ノイゲンＥＡ１２０（第一工業製薬社製 ＨＬＢ値１２）を用いた以外は、例１と同様にして鱗片状銀粉を得た。この鱗片状銀粉をＣとする。
例４
非イオン性界面活性剤にかえてオレイン酸（試薬特級）を、純水に変えてエタノールを用いて、例１と同様にして鱗片状銀粉を得た。この鱗片状銀粉をＤとする。
例５
球状銀粉６００ｇに対し、例１で用いた非イオン性界面活性剤１重量％を添加し、予備混合したのち、純水１０００ｍｌ中にて１時間分散処理した後、吸引濾過して固液分離を行い、７０℃で２０時間真空乾燥して球状銀粉を得た。この球状銀粉をＥとする。
【００２０】
（２）導電性ペーストの製造
例１〜例４
シリコーン樹脂として、付加反応硬化型シリコーン樹脂（［ＴＳＥー３２２１」東芝シリコーン（株）製）２０部に上記の鱗片状銀粉Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを８０部、有機溶媒として、ドデカン４部、炭化水素系溶媒（「ＳＳー１８００」三菱石油（株）製）４部を配合し、混練りして導電性ペーストを作成した。
例５
鱗片状銀粉Ａ４０部と球状銀粉Ｅ４０部を使用した以外は例１と同様にして導電性ペーストを作成した。
【００２１】
これらの導電性ペーストの粘度を測定した。また、これを１８０℃の雰囲気で６０分間放置し、硬化性を見た。硬化が完了しているものを○とし、硬化が完了せずに粘着性が残っているものを×とした。
また、硬化物の比抵抗を測定した。
これらの結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
表１の結果から、非イオン性界面活性剤を用いて粉砕して得られた鱗片状銀粉ではシリコーン樹脂の硬化が阻害されないことがわかる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導電性ペーストにあっては、鱗片状銀粉として球状銀粉を非イオン性界面活性剤の共存下で湿式粉砕するなどの方法によって得られた表面または内部にシリコーン樹脂の硬化を阻害する物質が存在しない鱗片状銀粉を用いたものであるので、導電性ペーストをなすシリコーン樹脂の硬化が阻害されることがなく、導電性ペーストが硬化しないと言う欠点がなくなる。

Claims (2)

1. シリコーン樹脂と炭化水素系有機溶媒と前記シリコーン樹脂に分散した鱗片状銀粉とを含有し、
   前記鱗片状銀粉が、銀粉を粉砕前または粉砕中に非イオン性界面活性剤を銀粉または粉砕溶媒中に添加し、湿式粉砕して得られたものであることを特徴とする導電性ペースト。
2. シリコーン樹脂と炭化水素系有機溶媒と前記シリコーン樹脂に分散した鱗片状銀粉とを含有する導電性ペーストの製造方法において、
   銀粉を粉砕前または粉砕中に非イオン性界面活性剤を銀粉または粉砕溶媒中に添加し、湿式粉砕した鱗片状銀粉を用いることを特徴とする導電性ペーストの製造方法。