JP6754852B2 - Conductive composition - Google Patents

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本開示は導電性組成物に関する。 The present disclosure relates to conductive compositions.

従来、セラミック基板の表面に電極又は回路を形成する場合など、セラミックと導体の複合体を製造するための導電性材料として、Ag、Cu、Ni又はPtなどの金属粒子と低軟化点のガラス粉末とを有機ビヒクル中に混合した導電性組成物が一般的に知られている。セラミックと導体の複合体を製造する方法として、セラミックを含むグリーンシート(誘電体シート)と、導電性組成物とを同時に焼成する方法(コファイア法)が知られている。例えば、チップ積層セラミックコンデンサーは、スクリーン印刷法によりグリーンシート上に電極層用の導電性組成物を印刷した後、1000℃前後の高温で行う焼成工程を経て製造される。 Conventionally, as a conductive material for producing a composite of a ceramic and a conductor, such as when forming an electrode or a circuit on the surface of a ceramic substrate, metal particles such as Ag, Cu, Ni or Pt and a glass powder having a low softening point are used. A conductive composition in which and is mixed in an organic vehicle is generally known. As a method for producing a composite of ceramic and a conductor, a method of simultaneously firing a green sheet (dielectric sheet) containing ceramic and a conductive composition (cofire method) is known. For example, a chip laminated ceramic capacitor is manufactured by printing a conductive composition for an electrode layer on a green sheet by a screen printing method and then performing a firing step at a high temperature of about 1000 ° C.

このような導電性組成物には焼成後においてセラミック基板との優れた密着性が要求される。そこで、例えば、特開2006−73836号公報(特許文献1)は、セラミック素体との密着力を向上させるために、松脂から取れるロジン又はテルペン油重合樹脂を含むセラミック電子部品用導電性組成物を開示している。 Such a conductive composition is required to have excellent adhesion to a ceramic substrate after firing. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-73836 (Patent Document 1) describes a conductive composition for ceramic electronic components containing rosin or terpene oil polymerized resin that can be obtained from pine resin in order to improve the adhesion to the ceramic body. Is disclosed.

また、コファイア法によりセラミックと導体の複合体を製造する場合、セラミック基板との密着性を高める上では、導電性組成物の焼結遅延性を高めることが有用であることが知られている。特許第5986117号公報(特許文献2)には、銅粉とアミノシラン水溶液を混合して、アミノシランを銅粉表面に吸着させることで、表面処理後の凝集がなく、焼結遅延性が劇的に向上することが開示されている。当該文献の請求項1には、「Si、Ti、Al、Zr、Ce、Snのうちいずれか1種以上の付着量が金属粉1gに対して200〜16000μg、金属粉に対するNの重量%が0.02%以上である、表面処理された金属粉であって、表面処理された金属粉が、カップリング剤で表面処理された金属粉であり、カップリング剤が、末端がアミノ基であるカップリング剤である、表面処理された金属粉。」が開示されている。 Further, when a composite of a ceramic and a conductor is produced by the cofire method, it is known that it is useful to increase the sintering delay of the conductive composition in order to improve the adhesion to the ceramic substrate. According to Japanese Patent No. 5986117 (Patent Document 2), by mixing copper powder and an aqueous solution of aminosilane and adsorbing aminosilane on the surface of copper powder, there is no aggregation after surface treatment and the sintering delay property is dramatically increased. It is disclosed that it will improve. Claim 1 of the document states that "the amount of adhesion of any one or more of Si, Ti, Al, Zr, Ce, and Sn is 200 to 16000 μg with respect to 1 g of the metal powder, and the weight% of N with respect to the metal powder is A surface-treated metal powder having a content of 0.02% or more, the surface-treated metal powder is a metal powder surface-treated with a coupling agent, and the coupling agent has an amino group at the end. A surface-treated metal powder that is a coupling agent. "

特開2006−73836号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-73836 特許第5986117号公報Japanese Patent No. 5986117

ところで、セラミックと導体の複合体を工業的に生産する場合、両者間の密着力が高いことはもちろん重要な特性であるが、それのみならず、導体の高い導電性、及び、高い生産性をも更に兼備することが望ましい。 By the way, in the case of industrially producing a composite of a ceramic and a conductor, it is of course an important characteristic that the adhesion between the two is high, but not only that, but also the high conductivity and high productivity of the conductor. It is desirable to have more.

そこで、一側面における本開示の目的は、以下の三つの特性を兼備する導電性組成物を提供することである。
(1)焼結することで得られる導体の導電性に優れている。
(2)セラミックと導体の複合体の生産性向上に寄与する。
(3)コファイア法によってセラミックと導体の複合体を製造したときのセラミックとの密着性に優れている。
Therefore, an object of the present disclosure in one aspect is to provide a conductive composition having the following three properties.
(1) The conductor obtained by sintering is excellent in conductivity.
(2) Contributes to improving the productivity of the composite of ceramic and conductor.
(3) Excellent adhesion to ceramic when a composite of ceramic and conductor is manufactured by the cofire method.

本発明者は上記課題を解決するためにまず、コファイア法を用いてセラミックと導体の複合体を製造する場合の生産性向上について検討した。そして、グリーンシート中に含まれるバインダー樹脂、及び導電性組成物中に含まれるバインダー樹脂の脱離速度を向上させるために、水蒸気雰囲気で焼成することが有効であることを見出した。これは、加熱水蒸気の被焼成物への浸透作用が大きいことに起因する。 In order to solve the above problems, the present inventor first examined the improvement of productivity in the case of producing a composite of a ceramic and a conductor by using the cofire method. Then, they have found that it is effective to bake in a steam atmosphere in order to improve the desorption rate of the binder resin contained in the green sheet and the binder resin contained in the conductive composition. This is due to the large permeation action of the heated steam into the object to be fired.

本発明者は次に、セラミックと導体との間の密着性を向上する手段について検討した。焼成後の冷却過程でのセラミックと導体との剥離(≒密着性の低下)を抑制するために、導電性組成物に含まれる金属粉とセラミックとの間の熱収縮挙動差を小さくすることが求められる。その一つの手段として、導電性組成物に含まれる金属粉の焼結開始温度を上昇させる、換言すれば焼結遅延性を高めることが有効である。特許文献2は、アミノシランを金属粉に対して付着させることで、金属粉の焼結開始温度を遅延させる技術を開示している。 Next, the present inventor examined means for improving the adhesion between the ceramic and the conductor. In order to suppress peeling between the ceramic and the conductor during the cooling process after firing (≈ deterioration of adhesion), it is possible to reduce the difference in heat shrinkage behavior between the metal powder contained in the conductive composition and the ceramic. Desired. As one of the means, it is effective to raise the sintering start temperature of the metal powder contained in the conductive composition, in other words, to increase the sintering delay property. Patent Document 2 discloses a technique of delaying the sintering start temperature of a metal powder by adhering aminosilane to the metal powder.

従って、アミノシランを付着させた金属粉を含む導電性組成物とグリーンシートとを、水蒸気雰囲気で同時焼成することで、密着性と生産性とを両立できるとも考えられる。しかしながら、発明者は、アミノシランに限らず、カップリング剤により表面処理した金属粉の焼結遅延性は、水蒸気雰囲気において劣化しやすいことを見出した。 Therefore, it is considered that both adhesion and productivity can be achieved by simultaneously firing the conductive composition containing the metal powder to which aminosilane is attached and the green sheet in a steam atmosphere. However, the inventor has found that the sintering delay of a metal powder surface-treated with a coupling agent, not limited to aminosilane, tends to deteriorate in a water vapor atmosphere.

図1は、アミノシランを用いてSiを1300質量ppm付着させた銅粉のTMA(Thermomechanical Analyzer)挙動の雰囲気依存性を表す図である。「0kPa」の線は、100%窒素(=非水蒸気雰囲気)における上記銅粉のTMA挙動を表す。「10kPa」の線は、水蒸気分圧0.1atm(残部窒素)における上記銅粉のTMA挙動を表す。図1に示されるように、非水蒸気雰囲気では銅粉の焼結開始温度が約900℃であるのに対して、水蒸気雰囲気では、600℃未満に低下したことが分かる。 FIG. 1 is a diagram showing the atmosphere dependence of the TMA (Thermomechanical Analyzer) behavior of copper powder to which 1300 mass ppm of Si is attached using aminosilane. The line "0 kPa" represents the TMA behavior of the copper powder in 100% nitrogen (= non-water vapor atmosphere). The line of "10 kPa" represents the TMA behavior of the copper powder at a water vapor partial pressure of 0.1 atm (residual nitrogen). As shown in FIG. 1, it can be seen that the sintering start temperature of the copper powder was about 900 ° C. in the non-steam atmosphere, whereas it decreased to less than 600 ° C. in the steam atmosphere.

発明者は、銅(金属)−Si間の結合、及びSi−Si間の結合が、加熱水蒸気によって分解される結果、Siに覆われていない銅(金属)層が露出し、露出した銅(金属)粒子同士が接触することによって焼結が開始されてしまうことが原因だと考えている(図2及び図3)。そこで、発明者は水蒸気雰囲気下であっても焼結遅延性を劣化させないための方策を鋭意検討したところ、意外にも、カップリング剤の自己縮合反応を従来よりも促進させることで、水蒸気雰囲気での焼結における焼結開始温度の低下を抑制できることを見出した。 The inventor found that as a result of the copper (metal) -Si bond and the Si-Si bond being decomposed by heated steam, the copper (metal) layer not covered with Si was exposed, and the exposed copper ( It is believed that the cause is that sintering is started when the metal particles come into contact with each other (FIGS. 2 and 3). Therefore, the inventor diligently studied measures to prevent the sintering delay from deteriorating even in a water vapor atmosphere. Surprisingly, by promoting the self-condensation reaction of the coupling agent more than before, the water vapor atmosphere It was found that the decrease in the sintering start temperature in the sintering in the above can be suppressed.

通常、カップリング剤は、自己縮合反応を抑制するために、酸性溶液に調整された状態で一晩撹拌したのちに、金属粉とのカップリング反応に供される。これに対し、発明者は、敢えてカップリング剤をpH11.5以上13.5以下の強アルカリ下で撹拌することで、カップリング剤の自己縮合反応を積極的に促進させた後に、金属粉とのカップリング反応を行ったところ、水蒸気雰囲気下での焼結における焼結開始温度の低下が抑制されることを突き止めた。理論によって本発明が限定されることを意図するものではないが、予めカップリング剤の自己縮合反応を促進させたことで、金属微粒子表面に、互いに強固に結合されたカップリング剤由来の酸化物層が幾重にも形成され、水蒸気雰囲気での焼結における焼結開始温度の低下を抑制できるものと考えられる。 Usually, the coupling agent is subjected to a coupling reaction with a metal powder after stirring overnight in a state of being adjusted to an acidic solution in order to suppress the self-condensation reaction. On the other hand, the inventor dared to stir the coupling agent under a strong alkali of pH 11.5 or more and 13.5 or less to positively promote the self-condensation reaction of the coupling agent, and then combine it with the metal powder. When the coupling reaction was carried out, it was found that the decrease in the sintering start temperature during sintering in a steam atmosphere was suppressed. Although it is not intended that the present invention is limited by theory, oxides derived from coupling agents that are firmly bonded to each other on the surface of metal fine particles by promoting the self-condensation reaction of the coupling agent in advance. It is considered that multiple layers are formed and it is possible to suppress a decrease in the sintering start temperature during sintering in a water vapor atmosphere.

カップリング剤の自己縮合反応を促進した後に、金属粉とのカップリング反応を行うことによる効果は、アミノシランのみに発現するわけではない。特許文献2では焼結遅延性がほとんど見られなかったアミノシラン以外のカップリング剤においても、優れた焼結遅延性を示すことが確認された。 The effect of performing the coupling reaction with the metal powder after promoting the self-condensation reaction of the coupling agent is not exhibited only in aminosilane. In Patent Document 2, it was confirmed that even a coupling agent other than aminosilane, which had almost no sintering delay, exhibited excellent sintering delay.

本発明は上記知見に基づいて完成したものであり、以下に例示される。
(1)
金属粉と、バインダー樹脂と、分散媒とを含む導電性組成物であって、
前記導電性組成物を全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素雰囲気、1℃/分の昇温速度で850℃まで昇温し、850℃で30分焼成して得られる焼結体をICP発光分光分析法により測定したときのSi、Ti、Al及びZrの合計濃度が1000〜10000質量ppmであって、
前記導電性組成物を25μmギャップのアプリケーターを用いて5cm/秒の移動速度でスライドガラス上に塗布し、120℃で10分間乾燥させた後の塗膜の、触針式粗さ計による塗工方向の算術平均粗さRaが0.2μm以下であって、
前記塗膜を解砕して得られる0.5gの粉から、4.7±0.2gcm-3の密度の直径5mmの円柱状の圧粉体を成形し、98mNの負荷を圧粉体の上底面に与えながら、全圧1atm、水蒸気分圧0.05atmの残部窒素雰囲気で1℃/分の昇温速度でTMA測定したときの650℃における体積収縮率が15%以下である、導電性組成物。
(2)
前記導電性組成物を全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素雰囲気、850℃まで0.75℃/分の速度で昇温し、850℃で20分焼成して得られる焼結体の比抵抗が3.0μΩ・cm以下である(1)に記載の導電性組成物。
(3)
前記金属粉は、末端がアミノ基であるカップリング剤で表面処理された金属粉である(1)又は(2)に記載の導電性組成物。
(4)
前記カップリング剤は、モノアミノシラン及びジアミノシランの少なくとも一方を含む(3)に記載の導電性組成物。
(5)
前記金属粉は銅粉を含む(1)〜(4)の何れか一項に記載の導電性組成物。
(6)
前記導電性組成物を全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素雰囲気、1℃/分の昇温速度で850℃まで昇温し、850℃で30分焼成して得られる焼結体をICP発光分光分析法により測定したときのSiの濃度が1000〜10000質量ppmである(1)〜(5)の何れか一項に記載の導電性組成物。
(7)
(1)〜(6)の何れか一項に記載の導電性組成物を使用して製造されたセラミックと導体の複合体。
(8)
(1)〜(6)の何れか一項に記載の導電性組成物を使用して製造された積層セラミックコンデンサー。
(9)
(1)〜(6)の何れか一項に記載の導電性組成物を使用して製造されたセラミック回路基板。
The present invention has been completed based on the above findings, and is exemplified below.
(1)
A conductive composition containing a metal powder, a binder resin, and a dispersion medium.
A sintered body obtained by heating the conductive composition to 850 ° C. with a residual nitrogen atmosphere of a total pressure of 1 atm and a water vapor partial pressure of 0.03 atm at a heating rate of 1 ° C./min and firing at 850 ° C. for 30 minutes. The total concentration of Si, Ti, Al and Zr was 1000 to 10000 mass ppm when measured by ICP emission spectroscopic analysis.
The conductive composition is applied onto a slide glass at a moving speed of 5 cm / sec using an applicator with a 25 μm gap, dried at 120 ° C. for 10 minutes, and then coated with a stylus type roughness meter. Arithmetic mean roughness Ra in the direction is 0.2 μm or less,
From 0.5 g of the powder obtained by crushing the coating film, a columnar green compact having a density of 4.7 ± 0.2 gcm -3 and a diameter of 5 mm was formed, and a load of 98 mN was applied to the green compact. Conductivity with a volume shrinkage of 15% or less at 650 ° C. when TMA measured at a heating rate of 1 ° C./min in a residual nitrogen atmosphere with a total pressure of 1 atm and a partial pressure of water vapor of 0.05 atm while being applied to the upper and lower surfaces. Composition.
(2)
A sintered body obtained by heating the conductive composition to a total pressure of 1 atm, a steam partial pressure of 0.03 atm, a residual nitrogen atmosphere, a rate of 0.75 ° C./min to 850 ° C., and firing at 850 ° C. for 20 minutes. The conductive composition according to (1), wherein the specific resistance of the above is 3.0 μΩ · cm or less.
(3)
The conductive composition according to (1) or (2), wherein the metal powder is a metal powder surface-treated with a coupling agent having an amino group at the end.
(4)
The conductive composition according to (3), wherein the coupling agent contains at least one of monoaminosilane and diaminosilane.
(5)
The conductive composition according to any one of (1) to (4), wherein the metal powder contains copper powder.
(6)
A sintered body obtained by heating the conductive composition to 850 ° C. with a residual nitrogen atmosphere of a total pressure of 1 atm and a water vapor partial pressure of 0.03 atm at a heating rate of 1 ° C./min and firing at 850 ° C. for 30 minutes. The conductive composition according to any one of (1) to (5), wherein the concentration of Si when measured by ICP emission spectroscopic analysis is 1000 to 10000 mass ppm.
(7)
A composite of a ceramic and a conductor produced by using the conductive composition according to any one of (1) to (6).
(8)
A monolithic ceramic capacitor manufactured by using the conductive composition according to any one of (1) to (6).
(9)
A ceramic circuit board manufactured by using the conductive composition according to any one of (1) to (6).

本開示に係る導電性組成物は一実施形態において、焼結体としたときの導電性に優れる。また、本開示に係る導電性組成物は一実施形態において、生産性向上のための水蒸気雰囲気下での焼成に適している。また、本開示に係る導電性組成物は一実施形態において、コファイア法によってセラミックと導体の複合体を製造したときのセラミックとの密着性に優れている。 In one embodiment, the conductive composition according to the present disclosure is excellent in conductivity when made into a sintered body. Further, in one embodiment, the conductive composition according to the present disclosure is suitable for firing in a steam atmosphere for improving productivity. Further, in one embodiment, the conductive composition according to the present disclosure is excellent in adhesion to the ceramic when a composite of the ceramic and the conductor is produced by the cofire method.

Siを1300質量ppm付着させた銅粉のTMA(Thermomechanical Analyzer)挙動の雰囲気依存性を表すグラフである。It is a graph which shows the atmosphere dependence of the TMA (Thermomechanical Analyzer) behavior of the copper powder which attached 1300 mass ppm of Si. 金属表面に付着したシランカップリング剤について、銅(金属)−Si間及びSi−Si間の結合状態を表す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the bonding state between copper (metal) -Si and Si-Si about the silane coupling agent adhering to a metal surface. 銅金属表面に付着したシランカップリング剤について、銅(金属)−Si間及びSi−Si間の結合が分解された状態を表す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state which the bond between copper (metal) -Si and Si-Si is decomposed about the silane coupling agent adhering to a copper metal surface.

以下に本開示を、実施形態を挙げて詳細に説明する。本開示は以下に挙げる具体的な実施形態に限定されるものではない。 The present disclosure will be described in detail below with reference to embodiments. The present disclosure is not limited to the specific embodiments listed below.

[導電性組成物]
本開示に係る導電性組成物は一実施形態において、金属粉と、バインダー樹脂と、分散媒とを含む。導電性組成物は、これらの各種成分を混練することで作製可能である。混練は公知の手段を使用して行うことができる。導電性組成物は一実施形態において、ペーストとして提供される。
[Conductive composition]
In one embodiment, the conductive composition according to the present disclosure contains a metal powder, a binder resin, and a dispersion medium. The conductive composition can be produced by kneading these various components. Kneading can be performed using known means. The conductive composition is provided as a paste in one embodiment.

一実施形態において、本開示に係る導電性組成物を使用して、セラミックと導体の複合体を製造することができる。セラミックと導体の複合体を製造する方法としては、セラミックを含むグリーンシート(誘電体シート)と、導電性組成物とを同時に焼成する方法(コファイア法)が好適に採用可能である。特に、本開示に係る導電性組成物を利用することで、生産性を高めるために水蒸気雰囲気下での焼成を行っても、導体の比抵抗が小さく、且つ、セラミックと導体間の密着性に優れた導体・セラミックス複合体を得ることができる。当該特性は、導電性組成物に含まれる金属粉が水蒸気雰囲気下でも優れた焼結遅延性を有することに少なくとも部分的に起因する。 In one embodiment, the conductive composition according to the present disclosure can be used to produce a composite of a ceramic and a conductor. As a method for producing a composite of ceramic and a conductor, a method of simultaneously firing a green sheet (dielectric sheet) containing ceramic and a conductive composition (cofire method) can be preferably adopted. In particular, by using the conductive composition according to the present disclosure, even if firing is performed in a steam atmosphere in order to increase productivity, the specific resistance of the conductor is small and the adhesion between the ceramic and the conductor is improved. An excellent conductor-ceramic composite can be obtained. This property is at least partially due to the fact that the metal powder contained in the conductive composition has excellent sintering delay even in a water vapor atmosphere.

本開示に係る導電性組成物を焼成して得られる焼結体は導体であることから、例えば、電極又は回路として使用され得る。例えば、積層セラミックコンデンサーは、スクリーン印刷法等によりグリーンシート上に電極層用の導電性組成物を塗布した後、例えば500〜1000℃の焼成工程を経て製造可能である。この場合、導電性組成物の焼結体は、積層セラミックコンデンサーの内部電極として使用される。同様に、セラミック回路基板は、スクリーン印刷法等によりグリーンシート上に回路形成用の導電性組成物を塗布した後、例えば400〜1000℃の焼成工程を経て製造可能である。 Since the sintered body obtained by firing the conductive composition according to the present disclosure is a conductor, it can be used as, for example, an electrode or a circuit. For example, a multilayer ceramic capacitor can be manufactured by applying a conductive composition for an electrode layer on a green sheet by a screen printing method or the like, and then subjecting it to a firing step of, for example, 500 to 1000 ° C. In this case, the sintered body of the conductive composition is used as an internal electrode of a monolithic ceramic capacitor. Similarly, the ceramic circuit board can be manufactured by applying a conductive composition for circuit formation on a green sheet by a screen printing method or the like, and then undergoing a firing step of, for example, 400 to 1000 ° C.

[金属粉]
金属粉としては、限定的ではないが、例えば、Pt粉、Pd粉、Ag粉、Ni粉及びCu粉よりなる群から選択される一種又は二種以上の金属粉を使用することができる。好ましい態様において、Ag粉、Ni粉及びCu粉よりなる群から選択される一種又は二種以上の金属粉を使用することができる。代表例としてはCu粉(銅粉)が挙げられる。Pt粉には純Pt粉及びPt合金粉(特にPt含有量が80質量%以上のPt合金粉)が含まれ、Pd粉には純Pd粉及びPd合金粉(特にPd含有量が80質量%以上のPd合金粉)が含まれ、Ag粉には純Ag粉及びAg合金粉(特にAg含有量が80質量%以上のAg合金粉)が含まれ、Ni粉には純Ni粉及びNi合金粉(特にNi含有量が80質量%以上のNi合金粉)が含まれ、Cu粉には純Cu粉及びCu合金粉(特にCu含有量が80質量%以上のCu合金粉)が含まれる。
[Metal powder]
As the metal powder, for example, one or more kinds of metal powder selected from the group consisting of Pt powder, Pd powder, Ag powder, Ni powder and Cu powder can be used. In a preferred embodiment, one or more metal powders selected from the group consisting of Ag powder, Ni powder and Cu powder can be used. A typical example is Cu powder (copper powder). The Pt powder contains pure Pt powder and Pt alloy powder (particularly Pt alloy powder having a Pt content of 80% by mass or more), and the Pd powder contains pure Pd powder and Pd alloy powder (particularly Pd content of 80% by mass). The above Pd alloy powder) is included, the Ag powder contains pure Ag powder and Ag alloy powder (particularly Ag alloy powder having an Ag content of 80% by mass or more), and the Ni powder contains pure Ni powder and Ni alloy. Powder (particularly Ni alloy powder having a Ni content of 80% by mass or more) is included, and Cu powder includes pure Cu powder and Cu alloy powder (particularly Cu alloy powder having a Cu content of 80% by mass or more).

金属粉のBET比表面積は、2m2-1以上20m2-1以下、さらに好ましくは3m2-1以上20m2-1以下とすることができる。例えば、導電性組成物が積層セラミックコンデンサーの内部電極として用いられる場合は、小型かつ高容量を実現するために、電極層を薄くすることが求められる。その意味で、金属粉のBET比表面積は大きい方が好ましい。一方、BET比表面積が大きいことによる不都合は特に考えられないが、現実的に20m2-1以上の金属粉を製造することは困難である。BET比表面積は、金属粉を真空中で200℃、5時間脱気した後にJIS Z 8830:2013に準拠して測定される。BET比表面積は、例えば、マイクロトラック・ベル社のBELSORP−miniIIを用いて測定可能である。 The BET specific surface area of the metal powder can be 2 m 2 g -1 or more and 20 m 2 g -1 or less, more preferably 3 m 2 g -1 or more and 20 m 2 g -1 or less. For example, when the conductive composition is used as an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor, it is required to make the electrode layer thin in order to realize a small size and a high capacity. In that sense, it is preferable that the BET specific surface area of the metal powder is large. On the other hand, although no particular inconvenience due to the large BET specific surface area can be considered, it is practically difficult to produce a metal powder of 20 m 2 g -1 or more. The BET specific surface area is measured according to JIS Z 8830: 2013 after degassing the metal powder in vacuum at 200 ° C. for 5 hours. The BET specific surface area can be measured using, for example, BELSORP-miniII manufactured by Microtrac Bell.

金属粉のD50は、0.1〜0.8μmであることが好ましく、0.1〜0.5μmであることがより好ましい。金属粉のD50が小さすぎると、凝集しやすくなり、導電性組成物中における金属粉の分散性が低下し得る。一方、金属粉のD50が大きすぎると、導電性組成物の塗膜粗さが粗くなり、セラミックと導体との密着性が低下し得る。ここで、金属粉のD50は、レーザー回折式粒度分布測定により求められる体積基準のメジアン径を指す。 The D50 of the metal powder is preferably 0.1 to 0.8 μm, more preferably 0.1 to 0.5 μm. If the D50 of the metal powder is too small, it tends to aggregate and the dispersibility of the metal powder in the conductive composition may decrease. On the other hand, if the D50 of the metal powder is too large, the coating film roughness of the conductive composition becomes coarse, and the adhesion between the ceramic and the conductor may decrease. Here, D50 of the metal powder refers to a volume-based median diameter obtained by laser diffraction type particle size distribution measurement.

導電性組成物中の金属粉の濃度は、塗膜密度向上、ひいては電極密度向上の観点からは、30質量%以上であることが好ましく、35質量%以上であることがより好ましい。また、導電性組成物中の金属粉の濃度は、印刷性の観点からは、90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。 The concentration of the metal powder in the conductive composition is preferably 30% by mass or more, more preferably 35% by mass or more, from the viewpoint of improving the coating film density and, by extension, the electrode density. The concentration of the metal powder in the conductive composition is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, from the viewpoint of printability.

金属粉は、乾式法によって製造された金属粉、湿式法によって製造された金属粉のいずれも使用することができる。湿式法によって製造された金属粉を用いる場合、後述するカップリング剤による表面処理まで合わせて一貫して湿式プロセスになる点で好適である。 As the metal powder, either a metal powder produced by a dry method or a metal powder produced by a wet method can be used. When a metal powder produced by a wet method is used, it is preferable in that a wet process is performed consistently including surface treatment with a coupling agent described later.

湿式法による銅粉の好適な製造方法を例示的に説明する。当該製造方法は、亜酸化銅粉スラリーに分散剤(例えば、アラビアゴム、ゼラチン、コラーゲンペプチド、界面活性剤等)を添加する工程と、その後にスラリーに希硫酸を5秒以内に一度に添加して不均化反応を行う工程とを含む。好適な実施の態様において、上記スラリーは、室温(20〜25℃)以下に保持するとともに、同様に室温以下に保持した希硫酸を添加して、不均化反応を行うことができる。分散剤の添加量及び希硫酸の添加速度等によって銅粉のBET比表面積(サイズ)を制御可能である。一例として、アラビアゴム等の有機物の量が多いとBET比表面積は大きくなり、希硫酸の添加速度が速いとBET比表面積は大きくなる傾向にある。好適な実施の態様において、希硫酸の添加は、スラリーがpH2.5以下、好ましくはpH2.0以下、更に好ましくはpH1.5以下となるように、添加することができる。好適な実施の態様において、スラリーへの希硫酸の添加は、5分以内、好ましくは1分以内、更に好ましくは30秒以内、更に好ましくは10秒以内、更に好ましくは5秒以内となるように、添加することができる。好適な実施の態様において、上記不均化反応は10分以内、例えば、スラリーへの希硫酸の添加が瞬間的に行われる場合は、5秒以内で終了するものとすることができる。好適な実施の態様において、希硫酸添加前の上記スラリー中のアラビアゴム等の分散剤の濃度は、0.2〜1.2g/Lとすることができる。この不均化反応の原理は次のようなものである:
Cu2O+H2SO4 → Cu↓+CuSO4+H2
この不均化によって得られた銅粉は、所望により、洗浄、防錆、ろ過、乾燥、解砕、分級を行って、その後にカップリング剤水溶液と混合することもできるが、所望により、洗浄、防錆、ろ過を行った後に得られる金属粉スラリーを、乾燥を行うことなく、そのままカップリング剤水溶液と混合してもよい。
A suitable method for producing copper powder by a wet method will be exemplified. The production method involves adding a dispersant (for example, gum arabic, gelatin, collagen peptide, surfactant, etc.) to the cuprous oxide slurry, and then adding dilute sulfuric acid to the slurry at once within 5 seconds. The step of performing the disproportionation reaction is included. In a preferred embodiment, the slurry can be kept at room temperature (20 to 25 ° C.) or lower, and dilute sulfuric acid similarly kept at room temperature or lower can be added to carry out a disproportionation reaction. The BET specific surface area (size) of the copper powder can be controlled by the addition amount of the dispersant, the addition rate of dilute sulfuric acid, and the like. As an example, when the amount of organic matter such as gum arabic is large, the BET specific surface area tends to be large, and when the addition rate of dilute sulfuric acid is high, the BET specific surface area tends to be large. In a preferred embodiment, the dilute sulfuric acid can be added so that the slurry has a pH of 2.5 or less, preferably pH 2.0 or less, and more preferably pH 1.5 or less. In a preferred embodiment, the addition of dilute sulfuric acid to the slurry should be within 5 minutes, preferably within 1 minute, more preferably within 30 seconds, even more preferably within 10 seconds, even more preferably within 5 seconds. , Can be added. In a preferred embodiment, the disproportionation reaction can be completed within 10 minutes, for example, within 5 seconds if the addition of dilute sulfuric acid to the slurry is instantaneous. In a preferred embodiment, the concentration of the dispersant such as gum arabic in the slurry before the addition of dilute sulfuric acid can be 0.2 to 1.2 g / L. The principle of this disproportionation reaction is as follows:
Cu 2 O + H 2 SO 4 → Cu ↓ + Cu SO 4 + H 2 O
The copper powder obtained by this disproportionation can be washed, rust-proofed, filtered, dried, crushed, and classified if desired, and then mixed with the coupling agent aqueous solution, but if desired, it is washed. The metal powder slurry obtained after performing rust prevention and filtration may be mixed with the coupling agent aqueous solution as it is without drying.

金属粉はカップリング剤で表面処理されていることが望ましい。具体的には、Si、Ti、Al及びZrよりなる群から選択される一種又は二種以上の元素を含有するカップリング剤で表面処理されていることがより好ましい。金属粉がカップリング剤により、好適な表面処理を受けている場合、以下の三つの要件を満足する導電性組成物が得られる。当該三つの要件を満足する導電性組成物を利用することで、水蒸気雰囲気下での焼成を行っても、導体の比抵抗が小さく、且つ、セラミックと導体間の密着性に優れた導体・セラミックス複合体を得ることができる。 It is desirable that the metal powder is surface-treated with a coupling agent. Specifically, it is more preferable that the surface is treated with a coupling agent containing one or more elements selected from the group consisting of Si, Ti, Al and Zr. When the metal powder has undergone a suitable surface treatment with a coupling agent, a conductive composition that satisfies the following three requirements can be obtained. By using a conductive composition that satisfies these three requirements, even if firing is performed in a steam atmosphere, the specific resistance of the conductor is small, and the conductor ceramics have excellent adhesion between the conductors. A complex can be obtained.

(要件1)
導電性組成物を全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素雰囲気、1℃/分の昇温速度で850℃まで昇温し、850℃で30分焼成して得られる焼結体をICP発光分光分析法により測定したときのSi、Ti、Al及びZrの合計濃度が1000〜10000質量ppmである。当該合計濃度が小さ過ぎると、水蒸気雰囲気下における焼結遅延性が十分に発揮されにくい。一方、当該合計濃度が高過ぎると、焼結体の導電性及び放熱性が劣化しやすい。当該合計濃度は、好ましくは1500〜7000質量ppmであり、より好ましくは1500〜5000質量ppmである。
(Requirement 1)
A sintered body obtained by heating the conductive composition to 850 ° C. at a heating rate of 1 ° C./min at a residual nitrogen atmosphere with a total pressure of 1 atm and a water vapor partial pressure of 0.03 atm, and firing at 850 ° C. for 30 minutes. The total concentration of Si, Ti, Al and Zr as measured by ICP emission spectroscopic analysis is 1000-10000 mass ppm. If the total concentration is too small, it is difficult to sufficiently exhibit the sintering delay property in a water vapor atmosphere. On the other hand, if the total concentration is too high, the conductivity and heat dissipation of the sintered body tend to deteriorate. The total concentration is preferably 1500 to 7000 mass ppm, more preferably 1500 to 5000 mass ppm.

(要件2)
導電性組成物を25μmギャップのアプリケーターを用いて5cm/秒の移動速度でスライドガラス上に塗布し、120℃で10分間乾燥させた後の塗膜の、触針式粗さ計による塗工方向の算術平均粗さRaが0.2μm以下である。当該算術平均粗さRaは、JIS B0633:2001に準拠し、触針式粗さ計で複数個所計測したときの平均値として表される。当該算術平均粗さRaが小さいことは、金属粉がカップリング剤で適切に処理されており、金属粉の導電性組成物中での分散性が高いことを意味する。金属粉の分散性が低下して凝集すると、当該算術平均粗さRaが大きくなりやすい。この場合、セラミックと導体間に空隙ができることに起因して、これらの密着性が低下したり、導体の導電性が悪化したりする。当該算術平均粗さRaは好ましくは0.2μm以下であり、より好ましくは0.1μm以下である。
(Requirement 2)
The conductive composition is applied onto a slide glass at a moving speed of 5 cm / sec using an applicator with a 25 μm gap, dried at 120 ° C. for 10 minutes, and then coated with a stylus type roughness meter. The arithmetic average roughness Ra of is 0.2 μm or less. The arithmetic average roughness Ra is expressed as an average value when measured at a plurality of locations with a stylus type roughness meter in accordance with JIS B0633: 2001. The small arithmetic mean roughness Ra means that the metal powder is properly treated with the coupling agent and the metal powder has high dispersibility in the conductive composition. When the dispersibility of the metal powder decreases and aggregates, the arithmetic mean roughness Ra tends to increase. In this case, due to the formation of voids between the ceramic and the conductor, the adhesion between them is lowered and the conductivity of the conductor is deteriorated. The arithmetic mean roughness Ra is preferably 0.2 μm or less, and more preferably 0.1 μm or less.

(要件3)
導電性組成物を厚み25μmアプリケーターを用いて5cm/秒の移動速度でスライドガラス上に塗布し、120℃で10分間乾燥させた後の塗膜を解砕して得られる0.5gの粉から、4.7±0.2gcm-3の密度で直径5mmの円柱状の圧粉体を成形し、98mNの負荷を圧粉体の上底面に与えながら、全圧1atm、水蒸気分圧0.05atmの残部窒素雰囲気で1℃/分の昇温速度でTMA測定したときの650℃における体積収縮率が15%以下である。当該体積収縮率が小さいことは、水蒸気雰囲気下での焼結遅延性が優れていることを意味する。当該体積収縮率は15%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましい。当該体積収縮率は0%であることが最も好ましいが、通常は2%以上であり、典型的には5%以上である。
(Requirement 3)
From 0.5 g of powder obtained by applying the conductive composition onto a slide glass at a moving speed of 5 cm / sec using a 25 μm-thick applicator, drying at 120 ° C. for 10 minutes, and then crushing the coating film. A columnar green compact with a diameter of 5 mm was formed at a density of 4.7 ± 0.2 gcm -3 , and while applying a load of 98 mN to the upper and lower surfaces of the green compact, the total pressure was 1 atm and the partial pressure of water vapor was 0.05 atm. The volume shrinkage at 650 ° C. is 15% or less when TMA is measured at a heating rate of 1 ° C./min in the residual nitrogen atmosphere of. When the volume shrinkage ratio is small, it means that the sintering delay property in a water vapor atmosphere is excellent. The volume shrinkage is preferably 15% or less, and more preferably 10% or less. The volume shrinkage is most preferably 0%, but is usually 2% or more, typically 5% or more.

好ましい実施の態様においては、前記導電性組成物を全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素雰囲気、850℃まで0.75℃/分の速度で昇温し、850℃で20分焼成して得られる焼結体の比抵抗は、3.0μΩ・cm以下であり、より好ましくは2.5μΩ・cm以下であり、更により好ましくは2.0μΩ・cm以下であり、例えば、1.0〜3.0μΩ・cmとすることができる。 In a preferred embodiment, the conductive composition is heated to 850 ° C. at a rate of 0.75 ° C./min and calcined at 850 ° C. for 20 minutes in a residual nitrogen atmosphere with a total pressure of 1 atm and a water vapor partial pressure of 0.03 atm. The specific resistance of the sintered body thus obtained is 3.0 μΩ · cm or less, more preferably 2.5 μΩ · cm or less, still more preferably 2.0 μΩ · cm or less, for example, 1. It can be 0 to 3.0 μΩ · cm.

カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤、及びジルコネートカップリング剤が挙げられる。カップリング剤は一種を使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。カップリング剤として、シランカップリング剤を使用した場合にはSi、チタネートカップリング剤を使用した場合にはTi、アルミネートカップリング剤を使用した場合にはAl、ジルコネートカップリング剤を使用した場合にはZrを、金属粉の表面にそれぞれ付着させることができる。 Examples of the coupling agent include a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminate coupling agent, and a zirconate coupling agent. One type of coupling agent may be used, or two or more types may be used in combination. As the coupling agent, Si was used when a silane coupling agent was used, Ti was used when a titanate coupling agent was used, Al was used when an aluminate coupling agent was used, and a zirconate coupling agent was used. In some cases, Zr can be attached to the surface of the metal powder, respectively.

シランカップリング剤としては、アミノシランが好適に使用可能である。好ましい実施の態様において、アミノシランとして、1以上のアミノ基及び/又はイミノ基を含むシランを使用することができる。アミノシランに含まれるアミノ基及びイミノ基の数は、例えばそれぞれ1〜4個、好ましくはそれぞれ1〜3個、更に好ましくは1〜2個とすることができる。好適な実施の態様において、アミノシランに含まれるアミノ基及びイミノ基の数は、それぞれ1個とすることができる。アミノシランに含まれるアミノ基及びイミノ基の数の合計が、1個であるアミノシランは特にモノアミノシラン、2個であるアミノシランは特にジアミノシラン、3個であるアミノシランは特にトリアミノシランと、呼ぶことができる。特に、モノアミノシラン及びジアミノシランは好適に使用することができる。好適な実施の態様において、アミノシランとして、アミノ基1個を含むモノアミノシランを使用することができる。好適な実施の態様において、アミノシランは、少なくとも1個、例えば1個のアミノ基を、分子の末端に、好ましくは直鎖状又は分枝状の鎖状分子の末端に、含むものとすることができる。 As the silane coupling agent, aminosilane can be preferably used. In a preferred embodiment, a silane containing one or more amino groups and / or imino groups can be used as the aminosilane. The number of amino groups and imino groups contained in aminosilane can be, for example, 1 to 4, preferably 1-3, and more preferably 1-2. In a preferred embodiment, the number of amino groups and imino groups contained in aminosilane can be one each. Aminosilane having a total number of amino groups and imino groups contained in aminosilane of 1 can be referred to as monoaminosilane in particular, aminosilane having 2 can be referred to as diaminosilane, and aminosilane having 3 can be referred to as triaminosilane. .. In particular, monoaminosilane and diaminosilane can be preferably used. In a preferred embodiment, a monoaminosilane containing one amino group can be used as the aminosilane. In a preferred embodiment, the aminosilane can contain at least one, eg, one amino group, at the end of the molecule, preferably at the end of a linear or branched chain molecule.

アミノシランとしては、例えば、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、1−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、1,2−ジアミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノ−1−プロぺニルトリメトキシシラン、3−アミノ−1−プロピニルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(N−フェニル)アミノプロピルトリメトキシシランを挙げることできる。 Examples of the aminosilane include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 1-. Aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 1,2-diaminopropyltrimethoxysilane, 3-amino-1-propenyltrimethoxysilane, 3-amino-1-propynyltrimethoxysilane, 3- Aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl- 3-Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3- (N-phenyl) amino Propyltrimethoxysilane can be mentioned.

好ましい実施の態様において、次式Iで表されるアミノシランを使用することができる。
2N−R1−Si(OR22(R3) (式I)
上記式Iにおいて、
1は、直鎖状又は分枝を有する、飽和又は不飽和の、置換又は非置換の、環式又は非環式の、複素環を有する又は複素環を有しない、C1〜C12の炭化水素の二価基であり、
2は、C1〜C5のアルキル基であり、
3は、C1〜C5のアルキル基、又はC1〜C5のアルコキシ基である。
In a preferred embodiment, the aminosilane represented by the following formula I can be used.
H 2 N-R 1- Si (OR 2 ) 2 (R 3 ) (Formula I)
In the above formula I
R 1 is a hydrocarbon of C1 to C12 having a linear or branched, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, cyclic or acyclic, heterocyclic or heterocyclic. It is a divalent group of
R 2 is an alkyl group of C1 to C5.
R 3 is an alkyl group of C1 to C5 or an alkoxy group of C1 to C5.

好ましい実施の態様において、上記式IのR1は、直鎖状又は分枝を有する、飽和又は不飽和の、置換又は非置換の、環式又は非環式の、複素環を有する又は複素環を有しない、C1〜C12の炭化水素の二価基であり、更に好ましくは、R1は、置換又は非置換の、C1〜C12の直鎖状飽和炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の分枝状飽和炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の直鎖状不飽和炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の分枝状不飽和炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の環式炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の複素環式炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の芳香族炭化水素の二価基、からなる群から選択された基とすることができる。好ましい実施の態様において、上記式IのR1は、C1〜C12の、飽和又は不飽和の鎖状炭化水素の二価基であり、更に好ましくは、鎖状構造の両末端の原子が遊離原子価を有する二価基である。好ましい実施の態様において、二価基の炭素数は、例えばC1〜C12、好ましくはC1〜C8、好ましくはC1〜C6、好ましくはC1〜C3とすることができる。 In a preferred embodiment, R 1 of the above formula I has a linear or branched, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, cyclic or acyclic, heterocyclic or heterocyclic ring. It is a divalent group of C1 to C12 hydrocarbons without, and more preferably R 1 is a substituted or unsubstituted divalent group of C1 to C12 linear saturated hydrocarbons, substituted or unsubstituted. C1 to C12 branched saturated hydrocarbon divalent groups, substituted or unsubstituted, C1 to C12 linear unsaturated hydrocarbon divalent groups, substituted or unsubstituted, C1 to C12 Divalent groups of branched unsaturated hydrocarbons, substituted or unsubstituted, divalent groups of cyclic hydrocarbons of C1 to C12, substituted or unsubstituted, divalent groups of heterocyclic hydrocarbons of C1 to C12, It can be a group selected from the group consisting of substituted or unsubstituted divalent groups of aromatic hydrocarbons of C1 to C12. In a preferred embodiment, R 1 of the above formula I is a divalent group of saturated or unsaturated chain hydrocarbons of C1 to C12, more preferably atoms at both ends of the chain structure are free atoms. It is a divalent group with a value. In a preferred embodiment, the number of carbon atoms of the divalent group can be, for example, C1 to C12, preferably C1 to C8, preferably C1 to C6, and preferably C1 to C3.

好ましい実施の態様において、上記式IのR1は、−(CH2n−、−(CH2n−(CH)m−(CH2j-1−、−(CH2n−(CC)−(CH2n-1−、−(CH2n−NH−(CH2m−、−(CH2n−NH−(CH2m−NH−(CH2j−、−(CH2n-1−(CH)NH2−(CH2m-1−、−(CH2n-1−(CH)NH2−(CH2m-1−NH−(CH2j−よりなる群から選択された基である(ただし、n、m、jは、1以上の整数である)とすることができる。(ただし、上記(CC)は、CとCの三重結合を表す。)好ましい実施の態様において、R1は、−(CH2)n−、又は−(CH2)n−NH−(CH2)m−とすることができる。(ただし、上記(CC)は、CとCの三重結合を表す。)好ましい実施の態様において、上記の二価基であるR1の水素は、アミノ基で置換されていてもよく、例えば1〜3個の水素、例えば1〜2個の水素、例えば1個の水素が、アミノ基によって置換されていてもよい。 In a preferred embodiment, R 1 of the above formula I is − (CH 2 ) n −, − (CH 2 ) n − (CH) m − (CH 2 ) j-1 −, − (CH 2 ) n −. (CC) − (CH 2 ) n-1 −, − (CH 2 ) n −NH − (CH 2 ) m −, − (CH 2 ) n −NH − (CH 2 ) m −NH − (CH 2 ) j −, − (CH 2 ) n-1 − (CH) NH 2 − (CH 2 ) m-1 −, − (CH 2 ) n-1 − (CH) NH 2 − (CH 2 ) m-1 − It can be a group selected from the group consisting of NH − (CH 2 ) j − (where n, m, j are integers greater than or equal to 1). (However, (CC) above represents a triple bond of C and C.) In a preferred embodiment, R 1 is − (CH 2 ) n− or − (CH 2 ) n—NH− (CH 2). ) M-. (However, the above (CC) represents a triple bond of C and C.) In a preferred embodiment, the hydrogen of the above divalent group R 1 may be substituted with an amino group, for example 1 ~ 3 hydrogens, such as 1-2 hydrogens, such as 1 hydrogen, may be substituted with amino groups.

好ましい実施の態様において、上記式Iのn、m、jは、それぞれ独立に、1以上12以下の整数、好ましくは1以上6以下の整数、更に好ましくは1以上4以下の整数とすることができ、例えば、1、2、3、4から選択された整数とすることができ、例えば、1、2又は3とすることができる。 In a preferred embodiment, n, m, and j of the above formula I may be independently set to an integer of 1 or more and 12 or less, preferably an integer of 1 or more and 6 or less, and more preferably an integer of 1 or more and 4 or less. It can be, for example, an integer selected from 1, 2, 3, 4 and can be, for example, 1, 2 or 3.

好ましい実施の態様において、上記式IのR2は、C1〜C5のアルキル基、好ましくはC1〜C3のアルキル基、更に好ましくはC1〜C2のアルキル基とすることができ、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、又はプロピル基とすることでき、好ましくは、メチル基又はエチル基とすることができる。 In a preferred embodiment, R 2 of the above formula I can be an alkyl group of C1 to C5, preferably an alkyl group of C1 to C3, more preferably an alkyl group of C1 to C2, for example, a methyl group. It can be an ethyl group, an isopropyl group, or a propyl group, preferably a methyl group or an ethyl group.

好ましい実施の態様において、上記式IのR3は、アルキル基として、C1〜C5のアルキル基、好ましくはC1〜C3のアルキル基、更に好ましくはC1〜C2のアルキル基とすることができ、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、又はプロピル基とすることでき、好ましくは、メチル基又はエチル基とすることができる。また、上記式IのR3は、アルコキシ基として、C1〜C5のアルコキシ基、好ましくはC1〜C3のアルコキシ基、更に好ましくはC1〜C2のアルコキシ基とすることができ、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、又はプロポキシ基とすることでき、好ましくは、メトキシ基又はエトキシ基とすることができる。 In a preferred embodiment, R 3 of the above formula I can be an alkyl group of C1 to C5, preferably an alkyl group of C1 to C3, and more preferably an alkyl group of C1 to C2, for example. , Methyl group, ethyl group, isopropyl group, or propyl group, preferably methyl group or ethyl group. Further, R 3 of the above formula I can be an alkoxy group of C1 to C5, preferably an alkoxy group of C1 to C3, more preferably an alkoxy group of C1 to C2, and for example, a methoxy group. It can be an ethoxy group, an isopropoxy group, or a propoxy group, preferably a methoxy group or an ethoxy group.

チタネート系カップリング剤としては、例えば、次の式II:
(H2N−R1−O)pTi(OR2q (式II)
(ただし、上記式IIにおいて、
1は、直鎖状又は分枝を有する、飽和又は不飽和の、置換又は非置換の、環式又は非環式の、複素環を有する又は複素環を有しない、C1〜C12の炭化水素の二価基であり、
2は、直鎖状又は分枝を有する、C1〜C5のアルキル基であり、
p及びqは、1〜3の整数であり、p+q=4である。)
で表されるアミノ基含有チタネートを挙げることができる。
Examples of the titanate-based coupling agent include the following formula II:
(H 2 N-R 1- O) p Ti (OR 2 ) q (Equation II)
(However, in the above formula II,
R 1 is a hydrocarbon of C1 to C12 having a linear or branched, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, cyclic or acyclic, heterocyclic or heterocyclic. It is a divalent group of
R 2 is a linear or branched alkyl group of C1 to C5.
p and q are integers of 1 to 3 and p + q = 4. )
Examples thereof include amino group-containing titanates represented by.

上記式IIのR1としては、上記式IのR1として挙げた基を好適に使用することができる。上記式IIのR1として、例えば、−(CH2n−、−(CH2n−(CH)m−(CH2j-1−、−(CH2n−(CC)−(CH2n-1−、−(CH2n−NH−(CH2m−、−(CH2n−NH−(CH2m−NH−(CH2j−、−(CH2n-1−(CH)NH2−(CH2m-1−、−(CH2n-1−(CH)NH2−(CH2m-1−NH−(CH2j−よりなる群から選択された基(ただし、n、m、jは、1以上の整数である)とすることができる。特に好適なR1として、−(CH2n−NH−(CH2m−(ただし、n+m=4、特に好ましくはn=m=2)を挙げることができる。 The R 1 in the formula II, can be preferably used a group exemplified as R 1 in formula I. As R 1 of the above formula II, for example, − (CH 2 ) n −, − (CH 2 ) n − (CH) m − (CH 2 ) j-1 −, − (CH 2 ) n − (CC) − (CH 2 ) n-1 −, − (CH 2 ) n −NH − (CH 2 ) m −, − (CH 2 ) n −NH − (CH 2 ) m −NH − (CH 2 ) j −, − (CH 2 ) n-1 − (CH) NH 2 − (CH 2 ) m-1 −, − (CH 2 ) n-1 − (CH) NH 2 − (CH 2 ) m-1 − NH − (CH 2 ) 2 ) It can be a group selected from the group consisting of j − (where n, m, j are integers of 1 or more). As a particularly suitable R 1 , − (CH 2 ) n −NH − (CH 2 ) m − (where n + m = 4, particularly preferably n = m = 2) can be mentioned.

上記式IIのR2としては、上記式IのR2として挙げた基を好適に使用することができる。好適な実施の態様において、C3のアルキル基を挙げることができ、特に好ましくは、プロピル基、及びイソプロピル基を挙げることができる。上記式IIのp及びqは、1〜3の整数であり、p+q=4であり、好ましくはp=q=2の組み合わせ、p=3、q=1の組み合わせを挙げることができる。 The R 2 of the formula II, can be preferably used a group exemplified as R 2 in formula I. In a preferred embodiment, an alkyl group of C3 can be mentioned, and particularly preferably a propyl group and an isopropyl group. P and q in the above formula II are integers of 1 to 3, p + q = 4, and preferably a combination of p = q = 2 and a combination of p = 3 and q = 1.

上記では、末端がアミノ基であるカップリング剤を用いて説明したが、カップリング剤による金属粉の表面処理は、末端にアミノ基を有しないカップリング剤(非アミノ系カップリング剤)を用いても好適に実施することができる。非アミノ系カップリング剤としては、例えば、末端にエポキシ基、メルカプト基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、酸無水物基等の有機官能基を有するカップリング剤が挙げられる。 In the above, the description has been made using a coupling agent having an amino group at the end, but the surface treatment of the metal powder with the coupling agent uses a coupling agent (non-amino acid-based coupling agent) having no amino group at the end. However, it can be preferably carried out. Examples of the non-amino coupling agent include a coupling agent having an organic functional group such as an epoxy group, a mercapto group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group and an acid anhydride group at the terminal.

エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−グリシドキシトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having an epoxy group include 3-glycidoxytrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxy. Examples thereof include silane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane.

メルカプト基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having a mercapto group include 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.

アクリロイル基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having an acryloyl group include 3-acryloxypropyltrimethoxysilane.

メタクリロイル基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having a methacryloyl group include 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-methacryloxypropyltriethoxysilane. Can be mentioned.

ビニル基を有するシランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having a vinyl group include vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane.

酸無水物基を有するシランカップリング剤としては、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having an acid anhydride group include 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride.

カップリング剤は、金属粉と混合する前に、自己縮合反応を促進させるための前処理をしておくことが好ましい。一実施形態においては、前処理は、アンモニア水、NaOH水溶液、KOH水溶液、モノエタノールアミン水溶液などのアルカリ性水溶液をカップリング剤に加えて、好ましくはpH11.5以上13.5以下、より好ましくはpH12.0以上13.5以下に調整したカップリング剤水溶液を調製する工程と、当該カップリング剤水溶液を10℃〜40℃に保持しながら撹拌する工程を含む。 The coupling agent is preferably pretreated to promote the self-condensation reaction before being mixed with the metal powder. In one embodiment, the pretreatment involves adding an alkaline aqueous solution such as aqueous ammonia, aqueous NaOH, aqueous KOH, or aqueous monoethanolamine to the coupling agent, preferably pH 11.5 or more and 13.5 or less, more preferably pH 12. It includes a step of preparing an aqueous solution of a coupling agent adjusted to 0.0 or more and 13.5 or less, and a step of stirring the aqueous solution of the coupling agent while maintaining it at 10 ° C. to 40 ° C.

pHが高い方がカップリング剤の自己縮合反応を促進させることができるが、自己縮合反応を促進させ過ぎると、カップリング剤がゲル化し、金属粉の分散性が低下する。その結果、塗膜が粗くなってしまう。また、撹拌時間が長い方が自己縮合反応をある程度促進させることができるが、撹拌時間が長いと、生産性が悪くなってしまう。そのため、撹拌時間は、好ましくは1〜72時間、より好ましくは6〜24時間とすることができる。 The higher the pH, the more the self-condensation reaction of the coupling agent can be promoted. However, if the self-condensation reaction is promoted too much, the coupling agent gels and the dispersibility of the metal powder decreases. As a result, the coating film becomes rough. Further, the longer the stirring time, the more the self-condensation reaction can be promoted, but the longer the stirring time, the lower the productivity. Therefore, the stirring time can be preferably 1 to 72 hours, more preferably 6 to 24 hours.

前処理後のカップリング剤水溶液は、公知の方法によって金属粉の表面処理に供することができる。例えば、前処理後のカップリング剤水溶液を金属粉と混合して金属粉分散液とした後、適宜、公知の方法によって撹拌することで金属粉とのカップリング反応を促進することができる。好適な実施の態様において、撹拌は、例えば、常温で行うことができ、例えば、5〜80℃、10〜40℃、20〜30℃の範囲の温度で行うことができる。また、撹拌は、金属粉とカップリング剤の間のカップリング反応を促進するため、1分以上実施することが好ましく、30分以上実施することがより好ましい。 The aqueous solution of the coupling agent after the pretreatment can be applied to the surface treatment of the metal powder by a known method. For example, the coupling reaction with the metal powder can be promoted by mixing the pretreated aqueous solution of the coupling agent with the metal powder to obtain a metal powder dispersion and then appropriately stirring the mixture by a known method. In a preferred embodiment, stirring can be performed, for example, at room temperature, for example, at temperatures in the range of 5-80 ° C, 10-40 ° C, 20-30 ° C. Further, stirring is preferably carried out for 1 minute or longer, and more preferably 30 minutes or longer, in order to promote the coupling reaction between the metal powder and the coupling agent.

カップリング剤水溶液中のカップリング剤の濃度は、自己縮合反応を促進するために10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましい。また、カップリング剤水溶液中のカップリング剤の濃度は、過度に自己縮合反応が進行してゲル化するのを防止するために60体積%以下であることが好ましく、45体積%以下であることがより好ましい。 The concentration of the coupling agent in the aqueous solution of the coupling agent is preferably 10% by volume or more, more preferably 20% by volume or more in order to promote the self-condensation reaction. Further, the concentration of the coupling agent in the aqueous solution of the coupling agent is preferably 60% by volume or less, preferably 45% by volume or less in order to prevent the self-condensation reaction from progressing excessively and gelling. Is more preferable.

ある実施の態様において、撹拌は超音波処理により行ってもよい。超音波処理の処理時間は、金属粉分散液の状態に応じて選択するが、好ましくは1〜180分間、より好ましくは3〜150分間、更により好ましくは10〜120分間、最も好ましくは20〜80分間とすることができる。好ましい実施の態様において、超音波処理は、100mLあたり、好ましくは50〜600W、より好ましくは100〜600Wの出力で行うことができる。好ましい実施の態様において、超音波処理は、好ましくは10〜1MHz、より好ましくは20〜1MHz、更により好ましくは50〜1MHzの周波数で行うことができる。 In certain embodiments, stirring may be performed by sonication. The treatment time of the ultrasonic treatment is selected according to the state of the metal powder dispersion, but is preferably 1 to 180 minutes, more preferably 3 to 150 minutes, even more preferably 10 to 120 minutes, and most preferably 20 to 20 minutes. It can be 80 minutes. In a preferred embodiment, the sonication can be carried out at an output of preferably 50-600 W, more preferably 100-600 W per 100 mL. In a preferred embodiment, the sonication can be carried out at a frequency of preferably 10 to 1 MHz, more preferably 20 to 1 MHz, even more preferably 50 to 1 MHz.

カップリング剤による表面処理後、金属粉分散液から表面処理された金属粉を分離・回収することができる。この分離・回収には、公知の手段を使用することができ、例えば、ろ過、遠心分離、デカンテーション(decantation)などを使用することができる。分離・回収に続けて、所望により、乾燥を行うことができる。乾燥前のケークの含水率が高いほど、先述した「要件1」に係るSi、Ti、Al及びZrの合計濃度が高くなりやすく、逆もまた然りである。但し、これは、未反応のカップリング剤がケークに付着するだけで、焼結遅延性の向上にはあまり寄与しない。従って、「要件1」を満たしたとしても、「要件3」を満たすとは限らない。「要件1」に加えて「要件3」も満たすためには、シランカップリング剤の自己縮合反応が適切に行われていることが必要である。 After the surface treatment with the coupling agent, the surface-treated metal powder can be separated and recovered from the metal powder dispersion liquid. Known means can be used for this separation / recovery, and for example, filtration, centrifugation, decantation, or the like can be used. Following the separation / recovery, drying can be performed if desired. The higher the moisture content of the cake before drying, the higher the total concentration of Si, Ti, Al and Zr according to the above-mentioned "Requirement 1" is likely to be, and vice versa. However, this only causes the unreacted coupling agent to adhere to the cake and does not contribute much to the improvement of the sintering delay. Therefore, even if "Requirement 1" is satisfied, it does not necessarily satisfy "Requirement 3". In order to satisfy "Requirement 3" in addition to "Requirement 1", it is necessary that the self-condensation reaction of the silane coupling agent is properly performed.

ケークの乾燥には、公知の手段を使用することができ、例えば、加熱による乾燥を行うことができる。加熱乾燥は、例えば、50〜400℃、60〜350℃の温度で、例えば、5〜180分間、30〜120分間の加熱処理によって、行うことができる。加熱乾燥に続けて、金属粉に対して、所望により、更に解砕処理を行ってもよい。また、回収された表面処理金属粉に対しては、防錆、あるいは、ペースト中での分散性を向上させること等を目的として、有機物等を更に表面処理金属粉の表面に吸着させてもよい。 Known means can be used for drying the cake, for example, drying by heating can be performed. The heat drying can be performed, for example, by heat treatment at a temperature of 50 to 400 ° C. and 60 to 350 ° C., for example, for 5 to 180 minutes and 30 to 120 minutes. Following the heat drying, the metal powder may be further crushed, if desired. Further, with respect to the recovered surface-treated metal powder, an organic substance or the like may be further adsorbed on the surface of the surface-treated metal powder for the purpose of preventing rust or improving dispersibility in the paste. ..

ある実施の態様において、表面処理された金属粉は、カップリング剤による表面処理を受けた後に、更に表面処理を行ってもよい。このような表面処理として、例えば、ベンゾトリアゾール、イミダゾール等の有機防錆剤による防錆処理を挙げることができ、このような通常の処理によっても、カップリング剤による表面処理層が脱離等することはない。したがって、優れた焼結遅延性を失わない限度内で、当業者はそのような公知の表面処理を、所望により行うことができる。すなわち、本開示に係る表面処理された金属粉の表面に、優れた焼結遅延性を失わない限度内で、更に表面処理を行って得られた金属粉もまた、本開示の範囲内である。 In certain embodiments, the surface-treated metal powder may be further surface-treated after being surface-treated with a coupling agent. Examples of such a surface treatment include a rust preventive treatment with an organic rust preventive agent such as benzotriazole and imidazole, and even by such a normal treatment, the surface treatment layer with a coupling agent is desorbed or the like. There is no such thing. Therefore, those skilled in the art can optionally perform such known surface treatments within the limits of not losing excellent sintering retardation. That is, the metal powder obtained by further surface-treating the surface of the surface-treated metal powder according to the present disclosure within the limit of not losing the excellent sintering delay property is also within the scope of the present disclosure. ..

[バインダー樹脂]
導電性組成物に使用されるバインダー樹脂としては、例えばセルロース系樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルアセタール、ケトン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタンを挙げることができる。バインダー樹脂は一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。導電性組成物中のバインダー樹脂は、金属粉の質量に対して例えば0.1〜10%、好ましくは1〜8%の比率となるように含有させることができる。バインダー樹脂の配合割合を当該範囲とすることで、導電性組成物の構造安定性、均一塗布性を高めることができる。
[Binder resin]
Examples of the binder resin used in the conductive composition include cellulose resin, acrylic resin, alkyd resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetal, ketone resin, urea resin, melamine resin, polyester, polyamide and polyurethane. it can. One type of binder resin may be used alone, or two or more types may be used in combination. The binder resin in the conductive composition can be contained in a ratio of, for example, 0.1 to 10%, preferably 1 to 8%, based on the mass of the metal powder. By setting the blending ratio of the binder resin in the above range, the structural stability and uniform coating property of the conductive composition can be improved.

[分散媒]
導電性組成物に使用される分散媒としては、例えばアルコール溶剤(例えばテルピネオール、ジヒドロテルピネオール、イソプロピルアルコール、ブチルカルビトール、テルピネルオキシエタノール、ジヒドロテルピネルオキシエタノールからなる群から選択された1種以上)、グリコールエーテル溶剤(例えばブチルカルビトール)、アセテート溶剤(例えばブチルカルビトールアセテート、ジヒドロターピネオールアセテート、ジヒドロカルビトールアセテート、カルビトールアセテート、リナリールアセテート、ターピニルアセテートからなる群から選択された1種以上)、ケトン溶剤(例えばメチルエチルケトン)、炭化水素溶剤(例えばトルエン、シクロヘキサンからなる群から選択された1種以上)、セロソルブ類(例えばエチルセロソルブ、ブチルセロソルブからなる群から選択された1種以上)、ジエチルフタレート、またはプロピネオート系溶剤(例えばジヒドロターピニルプロピネオート、ジヒドロカルビルプロピネオート、イソボニルプロピネオートからなる群から選択された1種以上)を挙げることができる。分散媒は一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。導電性組成物中には、金属粉の質量に対して例えば10〜400%の比率となるように分散媒を含有させることができる。
[Dispersion medium]
As the dispersion medium used in the conductive composition, for example, one or more selected from the group consisting of alcohol solvents (for example, terpineol, dihydroterpineol, isopropyl alcohol, butylcarbitol, terpineloxyethanol, dihydroterpineloxyethanol). ), Glycol ether solvent (eg butyl carbitol), acetate solvent (eg butyl carbitol acetate, dihydroterpineol acetate, dihydrocarbitol acetate, carbitol acetate, linaryl acetate, turpinyl acetate 1) Species or more), ketone solvent (for example, methyl ethyl ketone), hydrocarbon solvent (for example, one or more selected from the group consisting of toluene and cyclohexane), cellosolves (for example, one or more selected from the group consisting of ethyl cellosolve and butyl cellosolve). , Diethylphthalate, or propineauto solvent (for example, one or more selected from the group consisting of dihydroterpinyl propine auto, dihydrocarbyl propine auto, and isobonyl propine auto). One type of dispersion medium may be used alone, or two or more types may be used in combination. The conductive composition may contain a dispersion medium at a ratio of, for example, 10 to 400% with respect to the mass of the metal powder.

[その他の添加剤]
本開示に係る導電性組成物には、ガラスフリット、分散剤、増粘剤及び消泡剤等の公知の添加剤を適宜含有することができる。
[Other additives]
The conductive composition according to the present disclosure may appropriately contain known additives such as glass frit, dispersant, thickener and antifoaming agent.

ガラスフリットは、セラミックと導体の密着性を向上させるのに有用である。ガラスフリットとしては、例えばBET比表面積が1〜10m2-1、好ましくは2〜10m2-1、より好ましくは2〜8m2-1のガラスフリットを使用することができる。導電性組成物中には、金属粉の質量に対して例えば0〜5%の比率となるようにガラスフリットを含有させることができる。 Glass frits are useful for improving the adhesion between ceramics and conductors. As the glass frit, for example, a BET specific surface area of 1 to 10 m 2 g -1, preferably 2 to 10 m 2 g -1, more preferably may use a glass frit 2 to 8 m 2 g -1. The conductive composition may contain glass frit at a ratio of, for example, 0 to 5% with respect to the mass of the metal powder.

分散剤としては、例えばオレイン酸、ステアリン酸及びオレイルアミンを挙げることができる。導電性組成物中には、金属粉の質量に対して例えば0〜5%の比率となるように分散剤を含有させることができる。 Examples of the dispersant include oleic acid, stearic acid and oleylamine. The conductive composition may contain a dispersant so as to have a ratio of, for example, 0 to 5% with respect to the mass of the metal powder.

消泡剤としては、例えば有機変性ポリシロキサン、ポリアクリレートを挙げることができる。導電性組成物中には、金属粉の質量に対して例えば0〜5%の比率となるように消泡剤を含有させることができる。 Examples of the defoaming agent include organically modified polysiloxane and polyacrylate. The conductive composition may contain an antifoaming agent so as to have a ratio of, for example, 0 to 5% with respect to the mass of the metal powder.

以上、導電性組成物の構成について説明したが、導電性組成物中の金属粉以外の構成物(例えば、バインダー樹脂種、分散媒樹脂種、導電性組成物におけるバインダー樹脂比率、導電性組成物における分散媒比率)については、当該導電性組成物と同時に焼成されるグリーンシートに対する印刷性を損なわない範囲内で、適宜選択され得る。 The composition of the conductive composition has been described above, but the composition other than the metal powder in the conductive composition (for example, binder resin type, dispersion medium resin type, binder resin ratio in the conductive composition, conductive composition). The dispersion medium ratio in the above) can be appropriately selected as long as the printability on the green sheet to be fired at the same time as the conductive composition is not impaired.

以下に実施例をあげて、本開示を更に詳細に説明する。本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。 The present disclosure will be described in more detail with reference to examples below. The present disclosure is not limited to the following examples.

(実施例1〜8、比較例1〜6)
[銅粉]
50L容器に純水6Lを添加し、液温が70℃となるように加温した。ここに硫酸銅五水和物3.49kgを添加し、350rpmで撹拌しながら、硫酸銅の結晶がすべて溶解したことを目視で確認した。ここにD−グルコース1.39kgを添加した。ここに送液ポンプで5wt%のアンモニア水溶液を300mL/分の速度でpH5に達するまで添加した。pHが5に達したら、スポイトでアンモニア水溶液を滴下し、pH8.4に上昇させた。ここから液温70±2℃、pH8.5±0.1に3時間保持した。pHの調整はアンモニア水溶液で行った。反応終了後、デカンテーション、上澄み排出、純水での洗浄を上澄み液のpHが8.0を下回るまで繰り返し、亜酸化銅粉スラリーを得た。固形分を一部取り出して、窒素中で70℃で乾燥し、XRDでこの固形分が亜酸化銅であることを確認した。
(Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 6)
[Copper powder]
6 L of pure water was added to a 50 L container and heated so that the liquid temperature became 70 ° C. 3.49 kg of copper sulfate pentahydrate was added thereto, and it was visually confirmed that all the copper sulfate crystals were dissolved while stirring at 350 rpm. 1.39 kg of D-glucose was added thereto. A 5 wt% aqueous ammonia solution was added thereto by a liquid feed pump at a rate of 300 mL / min until pH 5 was reached. When the pH reached 5, the aqueous ammonia solution was added dropwise with a dropper to raise the pH to 8.4. From here, the liquid temperature was maintained at 70 ± 2 ° C. and pH 8.5 ± 0.1 for 3 hours. The pH was adjusted with an aqueous ammonia solution. After completion of the reaction, decantation, discharge of the supernatant, and washing with pure water were repeated until the pH of the supernatant fell below 8.0 to obtain a cuprous oxide powder slurry. A part of the solid content was taken out and dried in nitrogen at 70 ° C., and it was confirmed by XRD that this solid content was cuprous oxide.

上記で得られた亜酸化銅粉スラリーの含水率を20質量%に調整し、この亜酸化銅粉スラリー(25℃)に、固形分1kgに対して水分が7Lとなるように純水(25℃)を添加し、更にニカワを4g添加し、500rpmで撹拌した。ここに25vol%の希硫酸2L(25℃)を瞬間的に添加し、pHを0.7とした。デカンテーションで粉体を沈降させ、上澄み液を抜き、純水(25℃)を7L添加し、500rpmで10分間撹拌した。上澄み液のCu2+由来のCu濃度が1g/Lを下回るまでデカンテーションと水洗の操作を繰り返し、含水率が20質量%の銅粉スラリーを得た。 The water content of the cuprous oxide powder slurry obtained above was adjusted to 20% by mass, and pure water (25) was added to the cuprous oxide powder slurry (25 ° C.) so that the water content was 7 L per 1 kg of solid content. ℃) was added, 4 g of Nikawa was further added, and the mixture was stirred at 500 rpm. To this, 2 L (25 ° C.) of 25 vol% dilute sulfuric acid was instantaneously added to adjust the pH to 0.7. The powder was precipitated by decantation, the supernatant was drained, 7 L of pure water (25 ° C.) was added, and the mixture was stirred at 500 rpm for 10 minutes. The decantation and washing operations were repeated until the Cu concentration derived from Cu 2+ in the supernatant was less than 1 g / L to obtain a copper powder slurry having a water content of 20% by mass.

得られた固形分を一部取り出して、窒素中で70℃で乾燥し、XRDでこの固形分が銅であることを確認した。また、固形分である銅粉を真空中で200℃、5時間脱気した後、マイクロトラック・ベル社のBELSORP−miniIIを用いてBET比表面積を測定したところ、3.2m2・g-1であった。また、得られた固形分である銅紛について、レーザー回折式粒度分布測定(マルバーンパナリティカル社製MASTERSIZER3000)で体積基準のメジアン径(D50)を測定した。0.2wt%のヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に銅粉スラリーを添加し、40℃で加温しながら超音波を照射したスラリーを測定したところ、D50は0.4μmであった。 A part of the obtained solid content was taken out and dried in nitrogen at 70 ° C., and it was confirmed by XRD that this solid content was copper. Further, after degassing the solid copper powder at 200 ° C. for 5 hours in a vacuum, the BET specific surface area was measured using BELSORP-miniII manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd., and it was 3.2 m 2 · g -1. Met. Further, the volume-based median diameter (D50) of the obtained solid copper powder was measured by a laser diffraction type particle size distribution measurement (MASTERSIER3000 manufactured by Malvern PANalytical Co., Ltd.). When a copper powder slurry was added to a 0.2 wt% sodium hexametaphosphate aqueous solution and the slurry was irradiated with ultrasonic waves while being heated at 40 ° C., the D50 was 0.4 μm.

[表面処理銅粉の製造]
カップリング剤として、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学製、KBM603)(以下、「ジアミノシラン」という。)を用意した。このカップリング剤と純水を調合し、更にアンモニア水で、表1に記載の所定のpHに調整して、カップリング剤水溶液を得た。これを、25℃で14時間撹拌することでカップリング剤の自己縮合反応を促進した。次いで、この前処理を経た水溶液と上記含水率20質量%の銅粉スラリー550gを混合し、25℃、500rpmで1時間撹拌した。表1には、カップリング剤水溶液中のジアミノシラン濃度を記載している。撹拌後、吸引濾過で固液分離して、銅粉を所定の含水率(表中の「乾燥前ケーク含水率」)のケークとして回収した。含水率は赤外水分計FD−660を用いて100℃で乾燥させることで確認した。得られたケークを窒素雰囲気下で100℃で2時間乾燥した。得られた乾燥粉を乳棒乳鉢で、0.7mmの孔の篩を通るまで解砕し、ジェットミルで更に解砕した。このようにして、表面処理銅粉を得た。
[Manufacturing of surface-treated copper powder]
As a coupling agent, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane (KBM603, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (hereinafter referred to as "diaminosilane") was prepared. This coupling agent and pure water were mixed, and the pH was further adjusted to the predetermined pH shown in Table 1 with aqueous ammonia to obtain an aqueous solution of the coupling agent. The self-condensation reaction of the coupling agent was promoted by stirring this at 25 ° C. for 14 hours. Next, the pretreated aqueous solution and 550 g of the copper powder slurry having a water content of 20% by mass were mixed and stirred at 25 ° C. and 500 rpm for 1 hour. Table 1 shows the diaminosilane concentration in the aqueous coupling agent solution. After stirring, solid-liquid separation was performed by suction filtration, and the copper powder was recovered as a cake having a predetermined water content (“pre-drying cake water content” in the table). The moisture content was confirmed by drying at 100 ° C. using an infrared moisture meter FD-660. The obtained cake was dried at 100 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The obtained dry powder was crushed in a mortar and pestle until it passed through a sieve having a hole of 0.7 mm, and further crushed by a jet mill. In this way, a surface-treated copper powder was obtained.

(実施例9)
ニッケル粉として、東邦チタニウム株式会社製のNF32(D50=0.3μm、BET比表面積=3.3m2・g-1)を用意し、純水を加えて含水率20質量%のニッケル粉スラリーを調製した。その後、実施例1と同様の手順により、表面処理ニッケル粉を得た。
(Example 9)
As nickel powder, NF32 (D50 = 0.3 μm, BET specific surface area = 3.3 m 2 · g -1 ) manufactured by Toho Titanium Co., Ltd. was prepared, and pure water was added to prepare a nickel powder slurry having a water content of 20% by mass. Prepared. Then, a surface-treated nickel powder was obtained by the same procedure as in Example 1.

(実施例10)
8Lの純水に硝酸銀126gを溶解し、25%アンモニア水を0.24L、更に硝酸アンモニウムを0.4kg添加し、銀アンミン錯塩水溶液を調整した。これに1g/Lの割合でゼラチンを添加し、これを電解液とし、陽極、陰極ともにDSE極板を使用し、電流密度200Am-2、溶液温度20℃で電解し、電析した銀粒子を極板から掻き落としながら1時間電解した。こうして得られた銀粉をヌッチェでろ過し、純水で洗浄を行い、含水率20質量%の銀粉スラリーを得た。得られた固形分を一部取り出して、窒素中で70℃で乾燥し、XRDでこの固形分が銀であることを確認した。また、固形分である銀粉について、実施例1と同様の手順で体積基準のメジアン径(D50)を求めたところ、0.2μmであった。また、固形分である銀粉について、実施例1と同様の手順でBET比表面積を求めたところ、3.7m2・g-1であった。
(Example 10)
126 g of silver nitrate was dissolved in 8 L of pure water, 0.24 L of 25% ammonia water and 0.4 kg of ammonium nitrate were added to prepare a silver ammine complex salt aqueous solution. Gelatin was added to this at a ratio of 1 g / L, and this was used as an electrolytic solution. Using a DSE electrode plate for both the anode and cathode, electrolysis was performed at a current density of 200 Am- 2 and a solution temperature of 20 ° C. Electrolysis was performed for 1 hour while scraping from the electrode plate. The silver powder thus obtained was filtered through Nutche and washed with pure water to obtain a silver powder slurry having a water content of 20% by mass. A part of the obtained solid content was taken out and dried in nitrogen at 70 ° C., and it was confirmed by XRD that this solid content was silver. Further, when the volume-based median diameter (D50) of silver powder as a solid content was determined by the same procedure as in Example 1, it was 0.2 μm. The BET specific surface area of silver powder, which is a solid content, was determined by the same procedure as in Example 1 and found to be 3.7 m 2 · g -1 .

上記で得られた含水率20質量%の銀粉スラリーに、実施例1と同様の手順で表面処理を行い、表面処理銀粉を得た。 The silver powder slurry having a water content of 20% by mass obtained above was surface-treated in the same procedure as in Example 1 to obtain surface-treated silver powder.

(実施例11、比較例7)
カップリング剤として、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学製、KBM403)(以下、「エポキシシラン」という。)を用いた以外は、実施例1と同様の手順で表面処理銅粉を作製した。
(Example 11, Comparative Example 7)
The surface-treated copper powder was prepared in the same procedure as in Example 1 except that 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (hereinafter referred to as "epoxysilane") was used as the coupling agent. Made.

(実施例12)
カップリング剤として、以下の化学式で表されるチタンアミノエチルアミノエタノレート(マツモトファインケミカル製、オルガチックスTC−510)(以下、「TC−510(チタネート)」という。)を用いた以外は、実施例1と同様の手順で表面処理銅粉を作製した。

Figure 0006754852
(Example 12)
Implementation except that titanium aminoethylaminoethanolate (manufactured by Matsumoto Fine Chemicals, Organix TC-510) (hereinafter referred to as "TC-510 (titanate)") represented by the following chemical formula was used as the coupling agent. A surface-treated copper powder was prepared in the same procedure as in Example 1.
Figure 0006754852

(実施例13)
カップリング剤として、以下の化学式で表されるチタンジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)(マツモトファインケミカル製、オルガチックスTC−400)(以下、「TC−400(チタネート)」という。)を用いた以外は、実施例1と同様の手順で表面処理銅粉を作製した。

Figure 0006754852
(Example 13)
As a coupling agent, titanium diisopropoxybis (triethanolamineate) (manufactured by Matsumoto Fine Chemicals, Organics TC-400) (hereinafter referred to as "TC-400 (titanate)") represented by the following chemical formula is used. A surface-treated copper powder was prepared in the same procedure as in Example 1 except for the above.
Figure 0006754852

(実施例14)
カップリング剤として、ジアミノシランと以下の化学式で表されるジルコニウムラクテートアンモニウム塩(マツモトファインケミカル製、オルガチックスZC−300)(以下、「ZC−300」という。)を70:30の質量比で混合して用いた以外は、実施例1と同様の手順で表面処理銅粉を作製した。

Figure 0006754852
(Example 14)
As a coupling agent, diaminosilane and a zirconium lactate ammonium salt (manufactured by Matsumoto Fine Chemicals, Organtics ZC-300) (hereinafter referred to as "ZC-300") represented by the following chemical formula are mixed at a mass ratio of 70:30. A surface-treated copper powder was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the copper powder was used.
Figure 0006754852

[金属粉ペーストの作製]
(実施例1〜7、実施例9〜14、比較例1〜7)
予めテルピネオールとエチルセルロースを自転公転ミキサーAR−100、及び3本ロールに通して十分に混練してビヒクルを調製した。次いで、ビヒクルと、オレイン酸と、上記の実施例及び比較例の各表面処理金属粉との比率が、金属粉:エチルセルロース:オレイン酸:テルピネオール=80:2.3:1.6:16.1(質量比)となるように混合し、自転公転ミキサーで予備混練した後、3本ロールに通し(仕上げロールギャップ5μm)、自転公転ミキサーを使って脱泡し、実施例及び比較例の各金属粉ペーストを作製した。
(実施例8)
上記の金属粉ペースト作製手順において、ペースト組成を金属粉:エチルセルロース:テルピネオール=35:1.8:63.2(質量比)とした以外は、上記金属粉の作製手順に従いペーストを作製した。
[Making metal powder paste]
(Examples 1 to 7, Examples 9 to 14, Comparative Examples 1 to 7)
A vehicle was prepared by passing terpineol and ethyl cellulose through a rotation / revolution mixer AR-100 and three rolls and kneading them sufficiently. Next, the ratio of the vehicle, oleic acid, and the surface-treated metal powders of the above Examples and Comparative Examples was as follows: metal powder: ethyl cellulose: oleic acid: terpineol = 80: 2.3: 1.6: 16.1 After mixing so as to have a (mass ratio), pre-kneading with a rotation / revolution mixer, passing through 3 rolls (finishing roll gap 5 μm), defoaming using a rotation / revolution mixer, each metal of Examples and Comparative Examples. A powder paste was prepared.
(Example 8)
In the above procedure for preparing a metal powder paste, a paste was prepared according to the above procedure for producing a metal powder, except that the paste composition was metal powder: ethyl cellulose: terpineol = 35: 1.8: 63.2 (mass ratio).

[カップリング剤由来の金属濃度分析]
上記手順で得られた実施例及び比較例の各金属粉ペーストを、全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素雰囲気、1℃/分の昇温速度で850℃まで昇温し、850℃で30分焼成し、その後、10℃/分の速度で室温まで冷却し、焼結体を得た。この焼結体を酸で溶解し、ICP発光分光分析法(日立ハイテクサイエンス社製ICP−OES)により、焼結体中のSi、Ti、及びZrの濃度を分析した。結果を表1に示す。なお、表中には、検出下限未満の元素濃度は記載していない。
[Analysis of metal concentration derived from coupling agent]
Each of the metal powder pastes of Examples and Comparative Examples obtained in the above procedure was heated to 850 ° C. at a residual nitrogen atmosphere of a total pressure of 1 atm and a water vapor partial pressure of 0.03 atm at a heating rate of 1 ° C./min to 850 ° C. The mixture was fired at ° C. for 30 minutes and then cooled to room temperature at a rate of 10 ° C./min to obtain a sintered body. This sintered body was dissolved with an acid, and the concentrations of Si, Ti, and Zr in the sintered body were analyzed by ICP emission spectroscopic analysis (ICP-OES manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.). The results are shown in Table 1. The table does not show the element concentration below the lower limit of detection.

[塗膜の表面粗さ(Ra)]
上記手順で得られた実施例及び比較例の各金属粉ペーストを、25μmギャップのアプリケーターを使って5cm/秒の移動速度でスライドガラス上に塗布し、120℃、10分で乾燥させた。得られた塗膜の塗工方向のRa(JIS B0633:2001準拠)を触針式粗さ計で5点計測し、平均値を測定値とした。結果を表1に示す。
[Surface roughness of coating film (Ra)]
Each of the metal powder pastes of Examples and Comparative Examples obtained in the above procedure was applied onto a slide glass at a moving speed of 5 cm / sec using an applicator with a 25 μm gap, and dried at 120 ° C. for 10 minutes. Ra (JIS B0633: 2001 compliant) in the coating direction of the obtained coating film was measured at 5 points with a stylus type roughness meter, and the average value was taken as the measured value. The results are shown in Table 1.

[焼成時の体積収縮率(焼結遅延性)の評価]
表面粗さ測定試験で得られた乾燥塗膜をスライドガラスからはがし、乳棒、乳鉢で十分に解砕し、得られた粉0.5gを内径φ5mmの金型を用いてハンドプレスで4.7±0.2gcm-3の密度の円柱状圧粉体を成形した。この圧粉体を金型から外し、中心軸が鉛直方向になるように熱機械分析装置(TMA4000(ネッチ・ジャパン))に装填し、水蒸気発生装置(HC9800(ネッチ・ジャパン))で全圧1atm、水蒸気分圧が0.05atmとなる窒素ガスを100mL/分(22℃換算)で流し、98mNの負荷を圧粉体の上底面に与えながら、1℃/分の速度で20℃から昇温し、650℃における圧粉体の高さ収縮量から体積収縮率を求めた。圧粉体の収縮はバインダー樹脂の燃焼、分解と銅粉の焼結を表す。結果を表1に示す。
[Evaluation of volume shrinkage (sintering delay) during firing]
The dry coating film obtained in the surface roughness measurement test is peeled off from the slide glass, sufficiently crushed with a pestle and a mortar, and 0.5 g of the obtained powder is hand-pressed with a mold having an inner diameter of φ5 mm and 4.7. A columnar green compact having a density of ± 0.2 gcm -3 was formed. This green compact is removed from the mold, loaded into a thermomechanical analyzer (TMA4000 (Netch Japan)) so that the central axis is in the vertical direction, and the total pressure is 1 atm with a steam generator (HC9800 (Netch Japan)). , Nitrogen gas having a water vapor partial pressure of 0.05 atm is flowed at 100 mL / min (22 ° C equivalent), and the temperature rises from 20 ° C at a rate of 1 ° C / min while applying a load of 98 mN to the upper and lower surfaces of the green compact. Then, the volume shrinkage was determined from the amount of height shrinkage of the green compact at 650 ° C. Shrinkage of the green compact represents combustion, decomposition and sintering of copper powder of the binder resin. The results are shown in Table 1.

[焼結体の比抵抗]
上記手順で得られた実施例及び比較例の各金属粉ペースト及びスクリーン版(ステンレスメッシュ、線径18μm、紗厚38μm、オープニング33μm、開口率42%)を使って、グリーンシート(山村フォトニクス社製GCS71)に、幅5mm、長さ20mmのラインを3本印刷した。全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素ガスを2L/分で供給しながら、850℃まで0.75℃/分の速度で昇温し、850℃で20分保持した。その後、水蒸気を含まない純窒素雰囲気で5℃/分の速度で室温まで冷却した。このようにして、金属粉ペーストの焼結体をセラミックス基板上に形成して、焼結体・セラミックス積層体を得た。室温まで冷却して得られた幅5mm、長さ20mmの回路の表面抵抗、及び厚みを計測し、比抵抗を3点平均で求めた。結果を表1に示す。
[Specific resistance of sintered body]
Using the metal powder pastes and screen plates (stainless mesh, wire diameter 18 μm, gauze thickness 38 μm, opening 33 μm, aperture ratio 42%) of the examples and comparative examples obtained in the above procedure, a green sheet (manufactured by Yamamura Photonics Co., Ltd.) Three lines having a width of 5 mm and a length of 20 mm were printed on GCS71). While supplying the remaining nitrogen gas having a total pressure of 1 atm and a water vapor partial pressure of 0.03 atm at 2 L / min, the temperature was raised to 850 ° C. at a rate of 0.75 ° C./min and maintained at 850 ° C. for 20 minutes. Then, it was cooled to room temperature at a rate of 5 ° C./min in a pure nitrogen atmosphere containing no water vapor. In this way, a sintered body of the metal powder paste was formed on the ceramic substrate to obtain a sintered body / ceramic laminate. The surface resistivity and thickness of the circuit having a width of 5 mm and a length of 20 mm obtained by cooling to room temperature were measured, and the specific resistance was calculated by averaging three points. The results are shown in Table 1.

[テープ剥離試験]
上記試験で得られた回路と基板にカーボン両面テープ(日新EM社製)を貼った後、JIS Z 0237:2009に従い、テープの剥離試験を引きはがし角度90°、引きはがし速度5mm/sで行い、テープの接着面に回路が付着しないかを確認した。1回の剥離試験で少なくとも一部の回路(焼結体)が基板から剥がれた場合は×、2回又は3回で剥がれた場合は△、4回以上で剥がれた場合は○と判定した。結果を表1に示す。
[Tape peeling test]
After attaching carbon double-sided tape (manufactured by Nissin EM) to the circuit and substrate obtained in the above test, the tape peeling test was performed in accordance with JIS Z 0237: 2009 at a peeling angle of 90 ° and a peeling speed of 5 mm / s. It was confirmed that the circuit did not adhere to the adhesive surface of the tape. When at least a part of the circuit (sintered body) was peeled off from the substrate in one peeling test, it was judged as ×, when it was peeled off in two or three times, it was judged as Δ, and when it was peeled off in four or more times, it was judged as ○. The results are shown in Table 1.

Figure 0006754852
Figure 0006754852

[考察]
カップリング剤由来の金属濃度、塗膜の表面粗さ(Ra)、及び焼成時の体積収縮率が適切であった実施例1〜14の金属粉ペーストを用いた場合、水蒸気雰囲気下での焼成を行っても、導体の比抵抗が小さく、且つ、セラミックと導体間の密着性に優れた導体・セラミックス積層体が得られた。
一方、比較例1では、カップリング剤由来の金属濃度が低すぎたことで、焼結遅延性が不十分となり、セラミックと導体間の密着性が不足した。
比較例2では、カップリング剤由来の金属濃度が高すぎたことで、カップリング剤がゲル化して表面処理金属粉の分散性が低下することで塗膜の表面粗さが大きくなり、比抵抗が大きくなると共にセラミックと導体間の密着性が不足した。
比較例3では、カップリング剤由来の金属濃度は適切であったが、カップリング剤を前処理するときのpHが低すぎたことでカップリング剤の自己縮合反応が進展せず、焼結遅延性が不十分となり、セラミックと導体間の密着性が不足した。
比較例4では、カップリング剤由来の金属濃度は適切であったが、カップリング剤を前処理するときのpHが高すぎたことでカップリング剤の自己縮合反応が進展し過ぎた。このため、カップリング剤がゲル化して表面処理金属粉の分散性が低下することで塗膜の表面粗さが大きくなり、セラミックと導体間の密着性が不足した。
比較例5では、カップリング剤由来の金属濃度は適切であったが、前処理時のカップリング剤濃度が低過ぎたために、カップリング剤の自己縮合反応が進展せず、焼結遅延性が不十分となり、セラミックと導体間の密着性が不足した。
比較例6では、カップリング剤由来の金属濃度は適切であったが、前処理時のカップリング剤濃度が高過ぎたために、カップリング剤の自己縮合反応が進展し過ぎた。このため、カップリング剤がゲル化して表面処理金属粉の分散性が低下することで塗膜の表面粗さが大きくなり、セラミックと導体間の密着性が不足した。
比較例7では、カップリング剤由来の金属濃度は適切であったが、カップリング剤を前処理するときのpHが低すぎたことでカップリング剤の自己縮合反応が進展せず、焼結遅延性が不十分となり、セラミックと導体間の密着性が不足した。
[Discussion]
When the metal powder pastes of Examples 1 to 14 in which the metal concentration derived from the coupling agent, the surface roughness (Ra) of the coating film, and the volume resistivity at the time of firing were appropriate were used, the firing was performed in a steam atmosphere. A conductor-ceramic laminate having a small specific resistance of the conductor and excellent adhesion between the conductors was obtained.
On the other hand, in Comparative Example 1, since the concentration of the metal derived from the coupling agent was too low, the sintering delay property was insufficient, and the adhesion between the ceramic and the conductor was insufficient.
In Comparative Example 2, since the concentration of the metal derived from the coupling agent was too high, the coupling agent gelled and the dispersibility of the surface-treated metal powder decreased, so that the surface roughness of the coating film became large and the specific resistance. As the temperature increased, the adhesion between the ceramic and the conductor became insufficient.
In Comparative Example 3, the concentration of the metal derived from the coupling agent was appropriate, but the pH at the time of pretreating the coupling agent was too low, so that the self-condensation reaction of the coupling agent did not proceed and the sintering was delayed. The properties were insufficient, and the adhesion between the ceramic and the conductor was insufficient.
In Comparative Example 4, the concentration of the metal derived from the coupling agent was appropriate, but the pH at the time of pretreating the coupling agent was too high, so that the self-condensation reaction of the coupling agent proceeded too much. For this reason, the coupling agent gels and the dispersibility of the surface-treated metal powder is lowered, so that the surface roughness of the coating film is increased and the adhesion between the ceramic and the conductor is insufficient.
In Comparative Example 5, the concentration of the metal derived from the coupling agent was appropriate, but the concentration of the coupling agent during the pretreatment was too low, so that the self-condensation reaction of the coupling agent did not proceed and the sintering delay property was increased. It became insufficient, and the adhesion between the ceramic and the conductor was insufficient.
In Comparative Example 6, the concentration of the metal derived from the coupling agent was appropriate, but the concentration of the coupling agent during the pretreatment was too high, so that the self-condensation reaction of the coupling agent proceeded too much. For this reason, the coupling agent gels and the dispersibility of the surface-treated metal powder is lowered, so that the surface roughness of the coating film is increased and the adhesion between the ceramic and the conductor is insufficient.
In Comparative Example 7, the concentration of the metal derived from the coupling agent was appropriate, but the pH at the time of pretreating the coupling agent was too low, so that the self-condensation reaction of the coupling agent did not proceed and the sintering was delayed. The properties were insufficient, and the adhesion between the ceramic and the conductor was insufficient.

Claims (9)

金属粉と、バインダー樹脂と、分散媒とを含む導電性組成物であって、
前記金属粉は、Si、Ti及びZrよりなる群から選択される一種又は二種以上の元素を含むカップリング剤による表面処理層を有し、
前記導電性組成物を全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素雰囲気、1℃/分の昇温速度で850℃まで昇温し、850℃で30分焼成して得られる焼結体をICP発光分光分析法により測定したときのSi、Ti及びZrの合計濃度が1000〜10000質量ppmであって、
前記導電性組成物を25μmギャップのアプリケーターを用いて5cm/秒の移動速度でスライドガラス上に塗布し、120℃で10分間乾燥させた後の塗膜の、触針式粗さ計による塗工方向の算術平均粗さRaが0.2μm以下であって、
前記塗膜を解砕して得られる0.5gの粉から、4.7±0.2gcm-3の密度の直径5mmの円柱状の圧粉体を成形し、98mNの負荷を圧粉体の上底面に与えながら、全圧1atm、水蒸気分圧0.05atmの残部窒素雰囲気で1℃/分の昇温速度でTMA測定したときの650℃における体積収縮率が15%以下である、導電性組成物。
A conductive composition containing a metal powder, a binder resin, and a dispersion medium.
The metal powder, Si, have a surface treatment layer with a coupling agent containing one or more elements selected from the group consisting of T i beauty Zr,
A sintered body obtained by heating the conductive composition to 850 ° C. with a residual nitrogen atmosphere of a total pressure of 1 atm and a water vapor partial pressure of 0.03 atm at a heating rate of 1 ° C./min and firing at 850 ° C. for 30 minutes. the Si as measured by ICP emission spectroscopy, the total concentration of T i及 beauty Zr a 1,000 to 10,000 mass ppm,
The conductive composition is applied onto a slide glass at a moving speed of 5 cm / sec using an applicator with a 25 μm gap, dried at 120 ° C. for 10 minutes, and then coated with a stylus type roughness meter. Arithmetic mean roughness Ra in the direction is 0.2 μm or less,
From 0.5 g of the powder obtained by crushing the coating film, a columnar green compact having a density of 4.7 ± 0.2 gcm -3 and a diameter of 5 mm was formed, and a load of 98 mN was applied to the green compact. Conductivity with a volume shrinkage of 15% or less at 650 ° C. when TMA measured at a heating rate of 1 ° C./min in a residual nitrogen atmosphere with a total pressure of 1 atm and a partial pressure of water vapor of 0.05 atm while being applied to the upper and lower surfaces. Composition.
前記導電性組成物を全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素雰囲気、850℃まで0.75℃/分の速度で昇温し、850℃で20分焼成して得られる焼結体の比抵抗が3.0μΩ・cm以下である請求項1に記載の導電性組成物。 A sintered body obtained by heating the conductive composition to a total pressure of 1 atm, a steam partial pressure of 0.03 atm, a residual nitrogen atmosphere, a rate of 0.75 ° C./min to 850 ° C., and firing at 850 ° C. for 20 minutes. The conductive composition according to claim 1, wherein the specific resistance of the above is 3.0 μΩ · cm or less. 前記カップリング剤は、末端がアミノ基であるカップリング剤である請求項1又は2に記載の導電性組成物。 The coupling agent, conductive composition according to claim 1 or 2 terminal is the coupling agent is an amino group. 前記カップリング剤は、モノアミノシラン及びジアミノシランの少なくとも一方を含む請求項3に記載の導電性組成物。 The conductive composition according to claim 3, wherein the coupling agent contains at least one of monoaminosilane and diaminosilane. 前記金属粉は銅粉を含む請求項1〜4の何れか一項に記載の導電性組成物。 The conductive composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal powder contains copper powder. 前記導電性組成物を全圧1atm、水蒸気分圧0.03atmの残部窒素雰囲気、1℃/分の昇温速度で850℃まで昇温し、850℃で30分焼成して得られる焼結体をICP発光分光分析法により測定したときのSiの濃度が1000〜10000質量ppmである請求項1〜5の何れか一項に記載の導電性組成物。 A sintered body obtained by heating the conductive composition to 850 ° C. with a residual nitrogen atmosphere of a total pressure of 1 atm and a water vapor partial pressure of 0.03 atm at a heating rate of 1 ° C./min and firing at 850 ° C. for 30 minutes. The conductive composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the concentration of Si when measured by ICP emission spectroscopic analysis is 1000 to 10000 mass ppm. 請求項1〜6の何れか一項に記載の導電性組成物を使用してセラミックと導体の複合体を製造する方法。 A method for producing a composite of a ceramic and a conductor using the conductive composition according to any one of claims 1 to 6. 請求項1〜6の何れか一項に記載の導電性組成物を使用して積層セラミックコンデンサーを製造する方法。 A method for producing a monolithic ceramic capacitor using the conductive composition according to any one of claims 1 to 6. 請求項1〜6の何れか一項に記載の導電性組成物を使用してセラミック回路基板を製造する方法。 A method for producing a ceramic circuit board using the conductive composition according to any one of claims 1 to 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07118429B2 (en) * 1988-06-02 1995-12-18 昭栄化学工業株式会社 Conductive paint for internal electrodes of multilayer capacitors
JP5065613B2 (en) * 2006-04-10 2012-11-07 三井金属鉱業株式会社 Nickel ink
JP5309521B2 (en) * 2006-10-11 2013-10-09 三菱マテリアル株式会社 Electrode forming composition, method for producing the same, and electrode forming method using the composition
JP5843820B2 (en) * 2013-08-13 2016-01-13 Jx日鉱日石金属株式会社 Method for producing surface-treated metal powder
JP2015036440A (en) * 2013-08-13 2015-02-23 Jx日鉱日石金属株式会社 Surface-treated metal powder and method for producing the same
JP5843819B2 (en) * 2013-08-13 2016-01-13 Jx日鉱日石金属株式会社 Method for producing surface-treated metal powder
JP6232889B2 (en) * 2013-09-30 2017-11-22 東洋紡株式会社 Conductive paste, metal thin film, and manufacturing method thereof
JP6727922B2 (en) * 2016-05-20 2020-07-22 Dowaエレクトロニクス株式会社 Silver powder, method for producing the same, and conductive paste

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