JP5039514B2 - 低抵抗導電性ペースト - Google Patents
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Description
導電性フィラー成分を、液状のバインダ樹脂組成物中に均一に混合してなる導電性ペーストであって、
該導電性ペーストは、150℃〜200℃の範囲に選択される加熱温度において、硬化物を形成することが可能であり、
前記導電性フィラー成分は、
平均粒子径1μm〜8μmの銀粒子、あるいは、平均粒子径1μm〜8μmの銀粒子と平均粒子径3μm〜30μmのその他の金属粒子の混合物であり、
該導電性フィラー成分中の銀粒子の含有比率は、導電性フィラー成分100質量部当たり、銀粒子100質量部〜70質量部の範囲に選択されており;
前記液状のバインダ樹脂組成物は、
バインダ樹脂成分、酸性基を有する有機化合物、ならびに極性溶媒を必須成分として含み、
前記バインダ樹脂成分は、熱硬化性樹脂成分、あるいは、熱硬化性樹脂成分と熱可塑性樹脂成分の混合物であり、
該バインダ樹脂成分中の熱硬化性樹脂成分の含有比率は、バインダ樹脂成分100質量部当たり、熱硬化性樹脂成分100質量部〜30質量部の範囲に選択されており、
前記導電性フィラー成分100質量部当たり、
該バインダ樹脂成分が、0.5質量部〜6質量部の範囲、
前記酸性基を有する有機化合物が、0.5質量部〜6質量部の範囲、
前記極性溶媒が、2質量部〜15質量部の範囲で含有されており;
前記熱硬化性樹脂成分は、150℃〜200℃の範囲に選択される加熱温度で熱硬化が可能であり、
前記熱可塑性樹脂成分のガラス転移温度は、−50℃〜130℃の範囲であり、
前記酸性基を有する有機化合物の沸点は、150℃以上であり、
前記極性溶媒の沸点は、150℃以上、300℃以下である
ことを特徴とする導電性ペーストである。
前記酸性基を有する有機化合物は、150〜400の酸価を有することが望ましい。例えば、前記酸性基を有する有機化合物は、酸性基として、一つのカルボキシ基(−COOH)のみを有することが好ましい。
前記その他の金属粒子として、金、銅、ビスマス、スズ、インジウムからなる群から選択される金属の粒子一種以上が配合されていることが望ましい。
前記熱硬化性樹脂成分として、熱硬化性フェノール樹脂を用いることが望ましい。例えば、前記熱硬化性樹脂成分として、レゾール型フェノール樹脂を好適に用いることが可能である。
該シランカップリング剤の添加量は、導電性フィラー成分100質量部当たり、0.1質量部〜2質量部の範囲に選択されていることが望ましい。
球状銀粉と鱗片状銀粉の配合比率は、球状銀粉100質量部当たり、鱗片状銀粉0.5質量部〜50質量部の範囲に選択されていることが好ましい。
前記導電性ペーストの液粘度は、30Pa・s〜250Pa・s(20℃)の範囲に調整されていることが望ましい。
生成するモノカルボン酸の銀塩:R−COO-Ag+は、極性溶媒の存在下では、該極性溶媒によって、溶媒和を受け、銀粒子の表面から、液相(液状のバインダ樹脂組成物)中へと溶出される。酸性基を有する有機化合物が、モノカルボン酸(R−COOH)のように、比較的に弱い酸である場合、この反応自体は、温度Tが上昇するとともに、反応速度は指数関数的に上昇するが、室温(20℃)近傍では、殆ど進行しない。
本発明の導電性ペーストでは、導電性フィラー成分として、平均粒子径1μm〜8μmの銀粒子、あるいは、平均粒子径1μm〜8μmの銀粒子と平均粒子径3μm〜30μmのその他の金属粒子の混合物を用いるが、導電性フィラー成分中の銀粒子の含有比率は、導電性フィラー成分100質量部当たり、銀粒子100質量部〜70質量部の範囲に選択されている。これら銀粒子、ならびに、併用されているその他の金属粒子の表面に存在する酸化皮膜の除去により消費される酸性基を有する有機化合物の量を推定し、それよりも、過剰な量の酸性基を有する有機化合物を添加する。
R−COOH+KOH→RCOOK+H2O
酸性基を有する有機化合物が、一塩基酸である場合、その酸価が、150〜400の範囲であるとは、150≦(56.11/MA)×1000≦400を意味する。換言すると、その酸価が、150〜400の範囲であるとは、酸性基を有する有機化合物が、一塩基酸である場合、その分子量MAが、56.11×2.5≦MA≦56.11×6.7の範囲、凡そ、140≦MA≦375の範囲であることを意味する。
本実施例1の導電性ペーストの調製方法を説明する。
本実施例2の導電性ペーストの調製方法を説明する。
本実施例3の導電性ペーストの調製方法を説明する。
(比較例)
比較例の導電性ペーストの調製方法を説明する。
Claims (11)
- 導電性フィラー成分を、液状のバインダ樹脂組成物中に均一に混合してなる導電性ペーストであって、
該導電性ペーストは、150℃〜200℃の範囲に選択される加熱温度において、硬化物を形成することが可能であり、
前記導電性フィラー成分は、
平均粒子径1μm〜8μmの銀粒子であり、
該導電性フィラー成分中の銀粒子の含有比率は、導電性フィラー成分100質量部当たり、銀粒子100質量部に選択されており;
前記液状のバインダ樹脂組成物は、
バインダ樹脂成分、酸性基を有する有機化合物、ならびに極性溶媒を必須成分として含み、
前記バインダ樹脂成分は、熱硬化性樹脂成分、あるいは、熱硬化性樹脂成分と熱可塑性樹脂成分の混合物であり、
該バインダ樹脂成分中の熱硬化性樹脂成分の含有比率は、バインダ樹脂成分100質量部当たり、熱硬化性樹脂成分100質量部〜30質量部の範囲に選択されており、
前記導電性フィラー成分100質量部当たり、
該バインダ樹脂成分が、0.5質量部〜6質量部の範囲、
前記酸性基を有する有機化合物が、0.5質量部〜6質量部の範囲、
前記極性溶媒が、2質量部〜15質量部の範囲で含有されており;
前記熱硬化性樹脂成分は、150℃〜200℃の範囲に選択される加熱温度で熱硬化が可能であり、
前記熱可塑性樹脂成分のガラス転移温度は、−50℃〜130℃の範囲であり、
前記酸性基を有する有機化合物の沸点は、150℃以上であり、
前記極性溶媒の沸点は、150℃以上、300℃以下であり、
前記液状のバインダ樹脂組成物は、さらに、シランカップリング剤が添加されており、
該シランカップリング剤の添加量は、導電性フィラー成分100質量部当たり、0.1質量部〜2質量部の範囲に選択されており、
該導電性ペーストは、前記導電性フィラー成分、前記バインダ樹脂成分、前記酸性基を有する有機化合物、前記極性溶媒、前記シランカップリング剤以外の成分を含有していなく、
該導電性ペーストは、前記平均粒子径1μm〜8μmの銀粒子以外の金属粒子を含有していない
ことを特徴とする導電性ペースト。 - 導電性フィラー成分を、液状のバインダ樹脂組成物中に均一に混合してなる導電性ペーストであって、
該導電性ペーストは、150℃〜200℃の範囲に選択される加熱温度において、硬化物を形成することが可能であり、
前記導電性フィラー成分は、
平均粒子径1μm〜8μmの銀粒子と平均粒子径3μm〜30μmのその他の金属粒子の混合物であり、
前記その他の金属粒子として、金、銅、ビスマス、スズ、インジウムからなる群から選択される金属を含む金属粒子一種以上が配合されており;
該導電性フィラー成分中の銀粒子の含有比率は、導電性フィラー成分100質量部当たり、銀粒子70質量部以上の範囲に選択されており;
前記液状のバインダ樹脂組成物は、
バインダ樹脂成分、酸性基を有する有機化合物、ならびに極性溶媒を必須成分として含み、
前記バインダ樹脂成分は、熱硬化性樹脂成分、あるいは、熱硬化性樹脂成分と熱可塑性樹脂成分の混合物であり、
該バインダ樹脂成分中の熱硬化性樹脂成分の含有比率は、バインダ樹脂成分100質量部当たり、熱硬化性樹脂成分100質量部〜30質量部の範囲に選択されており、
前記導電性フィラー成分100質量部当たり、
該バインダ樹脂成分が、0.5質量部〜6質量部の範囲、
前記酸性基を有する有機化合物が、0.5質量部〜6質量部の範囲、
前記極性溶媒が、2質量部〜15質量部の範囲で含有されており;
前記熱硬化性樹脂成分は、150℃〜200℃の範囲に選択される加熱温度で熱硬化が可能であり、
前記熱可塑性樹脂成分のガラス転移温度は、−50℃〜130℃の範囲であり、
前記酸性基を有する有機化合物の沸点は、150℃以上であり、
前記極性溶媒の沸点は、150℃以上、300℃以下であり、
前記極性溶媒は、グリコールモノアルキルエーテルの酢酸エステルの群から選択され、
前記液状のバインダ樹脂組成物は、さらに、シランカップリング剤が添加されており、
該シランカップリング剤の添加量は、導電性フィラー成分100質量部当たり、0.1質量部〜2質量部の範囲に選択されており、
該導電性ペーストは、前記導電性フィラー成分、前記バインダ樹脂成分、前記酸性基を有する有機化合物、前記極性溶媒、前記シランカップリング剤以外の成分を含有していなく;
前記平均粒子径3μm〜30μmのその他の金属粒子は、スズとビスマスと銀(質量比42:57:1)合金からなる
ことを特徴とする導電性ペースト。 - 前記酸性基を有する有機化合物は、150〜400の酸価を有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の導電性ペースト。 - 前記酸性基を有する有機化合物は、酸性基として、一つのカルボキシ基(−COOH)のみを有する
ことを特徴とする請求項3に記載の導電性ペースト。 - 前記導電性フィラー成分100質量部当たり、
前記酸性基を有する有機化合物が、2質量部〜6質量部の範囲で含有されている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性ペースト。 - 前記熱硬化性樹脂成分は、熱硬化性フェノール樹脂である
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の導電性ペースト。 - 前記熱硬化性樹脂成分は、レゾール型フェノール樹脂である
ことを特徴とする請求項6に記載の導電性ペースト。 - 前記熱可塑性樹脂成分は、アクリル樹脂である
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の導電性ペースト。 - 前記極性溶媒は、エチレングリコールモノアルキルエーテルの酢酸エステルである
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の導電性ペースト。 - 前記平均粒子径1μm〜8μmの銀粒子は、平均粒子径1μm〜8μmの球状銀粉と平均粒子径1μm〜8μmの鱗片状銀粉の混合物であり、
球状銀粉と鱗片状銀粉の配合比率は、球状銀粉100質量部当たり、鱗片状銀粉0.5質量部〜50質量部の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の導電性ペースト。 - 前記導電性ペーストの液粘度は、30Pa・s〜250Pa・s(20℃)の範囲に調整されている
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の導電性ペースト。
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