JPH08161929A - 導電性材料及びこれを用いた導電性ペースト - Google Patents
導電性材料及びこれを用いた導電性ペーストInfo
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- JPH08161929A JPH08161929A JP30067294A JP30067294A JPH08161929A JP H08161929 A JPH08161929 A JP H08161929A JP 30067294 A JP30067294 A JP 30067294A JP 30067294 A JP30067294 A JP 30067294A JP H08161929 A JPH08161929 A JP H08161929A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価で、かつ導電性及び耐マイグレーション
性に優れる導電性材料及びそれを用いた導電性ペースト
を提供する。 【構成】 平均粒径が１０μｍ以下の略球形銅粉を平均
粒径が２０μｍ以下のフレーク状に変形し、このフレー
ク状銅粉の表面に、該銅粉に対して５〜３０重量％の銀
を被覆した銀被覆銅粉を含有してなる導電性材料、該銀
被覆銅粉５０〜１００重量部未満及び平均粒径が３０μ
ｍ以下のフレーク状銀粉５０重量部以下（０を除く）を
総量が１００重量部となる量で含有する導電性材料並び
にこの導電性材料に結合剤及び溶剤を混合した導電性ペ
ースト。
性に優れる導電性材料及びそれを用いた導電性ペースト
を提供する。 【構成】 平均粒径が１０μｍ以下の略球形銅粉を平均
粒径が２０μｍ以下のフレーク状に変形し、このフレー
ク状銅粉の表面に、該銅粉に対して５〜３０重量％の銀
を被覆した銀被覆銅粉を含有してなる導電性材料、該銀
被覆銅粉５０〜１００重量部未満及び平均粒径が３０μ
ｍ以下のフレーク状銀粉５０重量部以下（０を除く）を
総量が１００重量部となる量で含有する導電性材料並び
にこの導電性材料に結合剤及び溶剤を混合した導電性ペ
ースト。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気回路形成用の導電
性材料及びこれを用いた導電性ペーストに関する。
性材料及びこれを用いた導電性ペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、配線板、電子部品等の配線導体を
形成する方法として、金、銀、パラジウム、銅、アルミ
ニウム、カーボン等の導電性材料をフィラーとし、これ
に結合剤及び溶剤を添加、混合して得られる導電性ペー
ストを塗布又は印刷して形成する方法が一般的に知られ
ており、各種の導電性ペーストにおいて、導電性材料の
中でも特に高い導電性が要求される分野では、金、銀等
の貴金属が用いられている。
形成する方法として、金、銀、パラジウム、銅、アルミ
ニウム、カーボン等の導電性材料をフィラーとし、これ
に結合剤及び溶剤を添加、混合して得られる導電性ペー
ストを塗布又は印刷して形成する方法が一般的に知られ
ており、各種の導電性ペーストにおいて、導電性材料の
中でも特に高い導電性が要求される分野では、金、銀等
の貴金属が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金は極
めて高価であり用途が制限される。このため銀粉を用い
た導電性材料が配線板、電子部品等の配線導体や電極と
して多用されている。ところが銀も非金属や他の金属に
比較して高価であると共に高温多湿の雰囲気下で電界が
印加されると、配線導体や電極にマイグレーションと称
する銀の電析が生じ、電極間又は配線間が短絡するとい
う欠点が生じる。
めて高価であり用途が制限される。このため銀粉を用い
た導電性材料が配線板、電子部品等の配線導体や電極と
して多用されている。ところが銀も非金属や他の金属に
比較して高価であると共に高温多湿の雰囲気下で電界が
印加されると、配線導体や電極にマイグレーションと称
する銀の電析が生じ、電極間又は配線間が短絡するとい
う欠点が生じる。
【０００４】低価格化を目的として銅を混合する検討が
行われているが、導電性ペーストを加熱硬化する際、空
気及び結合剤中の酸素により銅粒子表面に酸化膜が形成
され導電性が悪くなる。このため、導体の表面に防湿塗
料を塗布するか又は導電性材料に腐食抑制剤を添加する
などの方策が検討されているが十分な効果が得られるも
のではなかった。
行われているが、導電性ペーストを加熱硬化する際、空
気及び結合剤中の酸素により銅粒子表面に酸化膜が形成
され導電性が悪くなる。このため、導体の表面に防湿塗
料を塗布するか又は導電性材料に腐食抑制剤を添加する
などの方策が検討されているが十分な効果が得られるも
のではなかった。
【０００５】一方、マイグレーションを防止する目的と
して、銀とパラジウムとの合金が使用されることがある
が、これもまた高価であるという欠点があった。
して、銀とパラジウムとの合金が使用されることがある
が、これもまた高価であるという欠点があった。
【０００６】銅の耐酸化性と耐マイグレーション性とい
う両欠点を解消する方法として、特開平３−２４７７０
２号公報、特開平４−２６８３８１号公報等に示される
ように、銅及び銀を溶解し、アトマイズ法で銅の表面に
銀を被覆する方法があるが、この方法では工程が複雑で
あるためコスト高となり、また上記の導電性材料は略球
形の粒子であるため、フレーク状や樹枝状の粒子からな
る導電性材料に比較して導電性が劣るという欠点があ
る。
う両欠点を解消する方法として、特開平３−２４７７０
２号公報、特開平４−２６８３８１号公報等に示される
ように、銅及び銀を溶解し、アトマイズ法で銅の表面に
銀を被覆する方法があるが、この方法では工程が複雑で
あるためコスト高となり、また上記の導電性材料は略球
形の粒子であるため、フレーク状や樹枝状の粒子からな
る導電性材料に比較して導電性が劣るという欠点があ
る。
【０００７】本発明は上記のような欠点が生ぜず、安価
で、かつ導電性及び耐マイグレーション性に優れる導電
性材料及びこの導電性材料を用いた導電性ペーストを提
供するものである。
で、かつ導電性及び耐マイグレーション性に優れる導電
性材料及びこの導電性材料を用いた導電性ペーストを提
供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は平均粒径が１０
μｍ以下の略球形銅粉を平均粒径が２０μｍ以下のフレ
ーク状に変形し、このフレーク状銅粉の表面に、該銅粉
に対して５〜３０重量％の銀を被覆した銀被覆銅粉を含
有してなる導電性材料、該銀被覆銅粉５０〜１００重量
部未満及び平均粒径が３０μｍ以下のフレーク状銀粉５
０重量部以下（０を除く）を総量が１００重量部となる
量で含有してなる導電性材料並びにこの導電性材料に結
合剤及び溶剤を混合してなる導電性ペーストに関する。
μｍ以下の略球形銅粉を平均粒径が２０μｍ以下のフレ
ーク状に変形し、このフレーク状銅粉の表面に、該銅粉
に対して５〜３０重量％の銀を被覆した銀被覆銅粉を含
有してなる導電性材料、該銀被覆銅粉５０〜１００重量
部未満及び平均粒径が３０μｍ以下のフレーク状銀粉５
０重量部以下（０を除く）を総量が１００重量部となる
量で含有してなる導電性材料並びにこの導電性材料に結
合剤及び溶剤を混合してなる導電性ペーストに関する。
【０００９】本発明において、略球形銅粉とは、その形
状が大略球形の銅粉を意味し、このような略球形銅粉
は、生産性が高く及び比較的安価な点でアトマイズ法で
得ることが好ましい。該略球形銅粉の平均粒径は、１０
μｍ以下、好ましくは６μｍ以下とされ、１０μｍを越
えると印刷性が悪く、導電性が低下する。
状が大略球形の銅粉を意味し、このような略球形銅粉
は、生産性が高く及び比較的安価な点でアトマイズ法で
得ることが好ましい。該略球形銅粉の平均粒径は、１０
μｍ以下、好ましくは６μｍ以下とされ、１０μｍを越
えると印刷性が悪く、導電性が低下する。
【００１０】本発明で用いる銅粉は、略球形のままでは
粉体粒子同士の接触点が少ないため高抵抗になり易い。
このため乾式のボールミルなどを用いてフレーク状に変
形する必要がある。なおフレーク状に変形する際、ボー
ルミル内を非酸化性雰囲気に保てば、後工程で銅粉の表
面に銀を被覆するにあたり、銅粉の表面の酸化被膜を除
去する工程が省略できるので好ましい。ボールミル及び
ボールミルの材質はジルコニアなどのセラミックス製の
ものを用いることが好ましい。
粉体粒子同士の接触点が少ないため高抵抗になり易い。
このため乾式のボールミルなどを用いてフレーク状に変
形する必要がある。なおフレーク状に変形する際、ボー
ルミル内を非酸化性雰囲気に保てば、後工程で銅粉の表
面に銀を被覆するにあたり、銅粉の表面の酸化被膜を除
去する工程が省略できるので好ましい。ボールミル及び
ボールミルの材質はジルコニアなどのセラミックス製の
ものを用いることが好ましい。
【００１１】フレーク状銅粉の表面に銀を被覆するに
は、銅と銀との付着力が高いこと及びランニングコスト
が安価であることから、無電解メッキ法で被覆すること
が好ましい。銀の被覆量は、フレーク状銅粉に対して５
〜３０重量％、好ましくは１０〜３０重量％の範囲とさ
れ、５重量％未満であるとフレーク状銅粉が酸化されて
導電性が低下し、また３０重量％を越えるとマイグレー
ションが生じると共に粒子が凝集し、印刷が困難にな
る。
は、銅と銀との付着力が高いこと及びランニングコスト
が安価であることから、無電解メッキ法で被覆すること
が好ましい。銀の被覆量は、フレーク状銅粉に対して５
〜３０重量％、好ましくは１０〜３０重量％の範囲とさ
れ、５重量％未満であるとフレーク状銅粉が酸化されて
導電性が低下し、また３０重量％を越えるとマイグレー
ションが生じると共に粒子が凝集し、印刷が困難にな
る。
【００１２】本発明になる導電性材料は上記の銀被覆銅
粉を含有するか又は上記の銀被覆銅粉及びフレーク状銀
粉の総量を１００重量部として銀被覆銅粉の含有量は、
５０〜１００重量部未満の範囲とされ、フレーク状銀粉
の含有量は、５０重量部以下（０を除く）とされる。銀
被覆銅粉が５０重量部未満でフレーク状銀粉が５０重量
部を越えるとマイグレーションが生じ、かつ銀の量が増
加するため高価になるという欠点が生じる。
粉を含有するか又は上記の銀被覆銅粉及びフレーク状銀
粉の総量を１００重量部として銀被覆銅粉の含有量は、
５０〜１００重量部未満の範囲とされ、フレーク状銀粉
の含有量は、５０重量部以下（０を除く）とされる。銀
被覆銅粉が５０重量部未満でフレーク状銀粉が５０重量
部を越えるとマイグレーションが生じ、かつ銀の量が増
加するため高価になるという欠点が生じる。
【００１３】フレーク状銅粉及びフレーク状銀粉はその
形状を制限するものでないが、アスペクト比はほぼ３以
上であることが好ましく、１０以上であればさらに好ま
しい。フレーク状銅粉の平均粒径は、２０μｍ以下、好
ましくは１５μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下
とされ、２０μｍを越えると印刷性及び導電性が悪くな
る。一方フレーク状銀粉の平均粒径は、３０μｍ以下、
好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以
下とされ、３０μｍを越えると印刷性が悪くなる。
形状を制限するものでないが、アスペクト比はほぼ３以
上であることが好ましく、１０以上であればさらに好ま
しい。フレーク状銅粉の平均粒径は、２０μｍ以下、好
ましくは１５μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下
とされ、２０μｍを越えると印刷性及び導電性が悪くな
る。一方フレーク状銀粉の平均粒径は、３０μｍ以下、
好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以
下とされ、３０μｍを越えると印刷性が悪くなる。
【００１４】導電性ペーストは、上記の導電性材料の他
にエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、ヘキサメチレンテトラミン等の結合剤、ブチルセ
ロソルブ、テルピネオール、エチレンカルビトール、カ
ルビトールアセテート等の溶剤及び必要に応じて微小黒
鉛粉末、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール等の腐
食抑制剤などを添加して均一に混合して得られる。結合
剤及び溶剤の含有量は、導電性ペーストに対して結合剤
が１０〜２０重量％及び溶剤が１０〜３０重量％の範囲
であることが好ましい。
にエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、ヘキサメチレンテトラミン等の結合剤、ブチルセ
ロソルブ、テルピネオール、エチレンカルビトール、カ
ルビトールアセテート等の溶剤及び必要に応じて微小黒
鉛粉末、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール等の腐
食抑制剤などを添加して均一に混合して得られる。結合
剤及び溶剤の含有量は、導電性ペーストに対して結合剤
が１０〜２０重量％及び溶剤が１０〜３０重量％の範囲
であることが好ましい。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。 実施例１ 平均粒径が５．５μｍの略球形の銅粉（日本アトマイズ
加工製、商品名ＳＦ−Ｃｕ）９７重量％をジルコニアボ
ールミル内にジルコニア製ボール及びステアリン酸３重
量％と共に充てんし、銅粉の酸化防止のためアルゴンガ
スを導入しながら、毎分９０回転の条件で２時間回転し
た後、乾燥して平均粒径が９μｍ、アスペクト比が１５
のフレーク状銅粉を得た。
加工製、商品名ＳＦ−Ｃｕ）９７重量％をジルコニアボ
ールミル内にジルコニア製ボール及びステアリン酸３重
量％と共に充てんし、銅粉の酸化防止のためアルゴンガ
スを導入しながら、毎分９０回転の条件で２時間回転し
た後、乾燥して平均粒径が９μｍ、アスペクト比が１５
のフレーク状銅粉を得た。
【００１６】次に上記で得たフレーク状銅粉を酸性クリ
ーナ（日本マクダーミッド製、商品名Ｌ−５Ｂ）で脱
脂、水洗し、ＡｇＣＮ２０ｇ／Ｈ2Ｏ１リットルとＮａ
ＣＮ４０ｇ／Ｈ2Ｏ１リットルとの混合浴中で銀の量が
フレーク状銅粉に対して１０重量％になるように無電解
メッキを行い、水洗、乾燥して銀被覆銅粉を得た。
ーナ（日本マクダーミッド製、商品名Ｌ−５Ｂ）で脱
脂、水洗し、ＡｇＣＮ２０ｇ／Ｈ2Ｏ１リットルとＮａ
ＣＮ４０ｇ／Ｈ2Ｏ１リットルとの混合浴中で銀の量が
フレーク状銅粉に対して１０重量％になるように無電解
メッキを行い、水洗、乾燥して銀被覆銅粉を得た。
【００１７】一方ノボラック型フェノール樹脂（群栄化
学工業製、商品名ＰＳ−２６０７）７０重量部、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製、商
品名エピコート８２８）２０重量部、ヘキサメチレンテ
トラミン１０重量部及び溶剤としてブチルセロソルブ１
００重量部を均一に混合して樹脂組成物を得た。
学工業製、商品名ＰＳ−２６０７）７０重量部、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製、商
品名エピコート８２８）２０重量部、ヘキサメチレンテ
トラミン１０重量部及び溶剤としてブチルセロソルブ１
００重量部を均一に混合して樹脂組成物を得た。
【００１８】次に上記で得た樹脂組成物３０重量部に、
上記で得た銀被覆銅粉を５０重量部及び平均粒径が８．
５μｍ、アスペクト比が２５のフレーク状銀粉（徳力化
学研究所製、商品名ＴＣＧ−１）５０重量部を加えて均
一に混合して導電性ペーストを得た。
上記で得た銀被覆銅粉を５０重量部及び平均粒径が８．
５μｍ、アスペクト比が２５のフレーク状銀粉（徳力化
学研究所製、商品名ＴＣＧ−１）５０重量部を加えて均
一に混合して導電性ペーストを得た。
【００１９】次いで該導電性ペーストを厚さが１．６mm
の紙フェノール銅張積層板（日立化成工業製、商品名Ｍ
ＣＬ−４３７Ｆ）上に２００メッシュのスクリーンを通
して幅０．４mm及び長さ１００mmのテストパターンを印
刷し、大気中で１５０℃で３０分の条件で加熱処理して
配線板を得た。得られた配線板のペースト硬化物の比抵
抗は１．０×１０-4Ωcmであった。また配線板の湿中負
荷試験を実施した結果、抵抗変化率は＋３％であった。
なお湿中負荷試験は、６０℃９５％相対湿度中に１００
０時間保持の条件とした。
の紙フェノール銅張積層板（日立化成工業製、商品名Ｍ
ＣＬ−４３７Ｆ）上に２００メッシュのスクリーンを通
して幅０．４mm及び長さ１００mmのテストパターンを印
刷し、大気中で１５０℃で３０分の条件で加熱処理して
配線板を得た。得られた配線板のペースト硬化物の比抵
抗は１．０×１０-4Ωcmであった。また配線板の湿中負
荷試験を実施した結果、抵抗変化率は＋３％であった。
なお湿中負荷試験は、６０℃９５％相対湿度中に１００
０時間保持の条件とした。
【００２０】一方上記とは別に導電性ペーストをガラス
プレパラート上に幅２mmの電極を互いに３mm間隔となる
ように上記と同様の方法で６本印刷し、大気中で１５０
℃で３０分の条件で加熱処理して硬化させて電極を得
た。ついで、電極間に幅３mmに切断したろ紙を配置し、
イオン交換水０．０１ccをろ紙上に滴下して電極間に５
Ｖの直流電圧を印加し、１００μＡの電流が流れるまで
に要した時間（以下１００μＡ到達時間とする）を測定
したところ２８分であった。
プレパラート上に幅２mmの電極を互いに３mm間隔となる
ように上記と同様の方法で６本印刷し、大気中で１５０
℃で３０分の条件で加熱処理して硬化させて電極を得
た。ついで、電極間に幅３mmに切断したろ紙を配置し、
イオン交換水０．０１ccをろ紙上に滴下して電極間に５
Ｖの直流電圧を印加し、１００μＡの電流が流れるまで
に要した時間（以下１００μＡ到達時間とする）を測定
したところ２８分であった。
【００２１】実施例２ 実施例１で用いた銀被覆銅粉の配合量を１００重量部と
し、フレーク状銀粉を使用しない以外は実施例１と同様
の工程を経て導電性ペーストを得た。以下実施例１と同
様の方法で特性を評価した。その結果、比抵抗は０．９
８×１０-4Ωcm、１００μＡ到達時間は４０分及び抵抗
変化率は＋５％であり、いずれも良好であった。
し、フレーク状銀粉を使用しない以外は実施例１と同様
の工程を経て導電性ペーストを得た。以下実施例１と同
様の方法で特性を評価した。その結果、比抵抗は０．９
８×１０-4Ωcm、１００μＡ到達時間は４０分及び抵抗
変化率は＋５％であり、いずれも良好であった。
【００２２】比較例１ 実施例１で得たフレーク状銅粉に代えて、該フレーク状
銅粉を分級して得られた平均粒径が２５μｍのフレーク
状銅粉を用いた以外は実施例１と同配合で、かつ実施例
１と同様の工程を経て導電性ペーストを得た。この導電
性ペーストを用いて印刷しようとしたが、スクリーンの
メッシュ間に目詰まりが生じて効率よく印刷ができなか
った。
銅粉を分級して得られた平均粒径が２５μｍのフレーク
状銅粉を用いた以外は実施例１と同配合で、かつ実施例
１と同様の工程を経て導電性ペーストを得た。この導電
性ペーストを用いて印刷しようとしたが、スクリーンの
メッシュ間に目詰まりが生じて効率よく印刷ができなか
った。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、銀の使用量を少なくで
き、また複雑な工程を必要としないため安価で、かつ導
電性及び耐マイグレーション性に優れ、工業的に極めて
好適な導電性材料及び導電性ペーストが得られる。
き、また複雑な工程を必要としないため安価で、かつ導
電性及び耐マイグレーション性に優れ、工業的に極めて
好適な導電性材料及び導電性ペーストが得られる。
Claims (4)
- 【請求項１】 平均粒径が１０μｍ以下の略球形銅粉を
平均粒径が２０μｍ以下のフレーク状に変形し、このフ
レーク状銅粉の表面に、該銅粉に対して５〜３０重量％
の銀を被覆した銀被覆銅粉を含有してなる導電性材料。 - 【請求項２】 平均粒径が１０μｍ以下の略球形銅粉を
平均粒径が２０μｍ以下のフレーク状に変形し、このフ
レーク状銅粉の表面に、該銅粉に対して５〜３０重量％
の銀を被覆した銀被覆銅粉５０〜１００重量部未満及び
平均粒径が３０μｍ以下のフレーク状銀粉５０重量部以
下（０を除く）を総量が１００重量部となる量で含有し
てなる導電性材料。 - 【請求項３】 銀が無電解メッキ法で銅粉の表面に被覆
された請求項１記載の導電性材料。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の導電性材料に
結合剤及び溶剤を混合してなる導電性ペースト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30067294A JPH08161929A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 導電性材料及びこれを用いた導電性ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30067294A JPH08161929A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 導電性材料及びこれを用いた導電性ペースト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08161929A true JPH08161929A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17887688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30067294A Pending JPH08161929A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 導電性材料及びこれを用いた導電性ペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08161929A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010539650A (ja) * | 2007-09-13 | 2010-12-16 | ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン | 導電性組成物 |
-
1994
- 1994-12-05 JP JP30067294A patent/JPH08161929A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010539650A (ja) * | 2007-09-13 | 2010-12-16 | ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン | 導電性組成物 |
| US10388423B2 (en) | 2007-09-13 | 2019-08-20 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Electrically conductive composition |
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