JPH11158501A

JPH11158501A - 導電粉の製造法及びこれを用いた導電性ペースト

Info

Publication number: JPH11158501A
Application number: JP9320645A
Authority: JP
Inventors: Shuichiro Shimoda; 修一郎下田; Junichi Kikuchi; 純一菊池
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】導電粉と滑剤を含む溶媒の分離時間及び乾燥
時間を大幅に短縮できる導電粉の製造法並びに上記の導
電粉を用いた密着強度の高い導電性ペーストを提供す
る。【解決手段】導電粉を滑剤の存在下に粉砕及び／又は
扁平化処理した後、導電粉に付着した滑剤をチタネート
カップリング剤を添加した溶媒で洗浄することを特徴と
する導電粉の製造法並びに上記で得られた導電粉、結合
剤及び溶剤を含有してなる導電性ペースト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子材料用として有
用な、導電粉の製造法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】一般に金属粉末の粉砕又はメカニカルア
ロイング処理はボールミルなどで行われており、粉砕又
はメカニカルアロイング処理する際、粉体粉末冶金協会
発行、「粉体及び粉末冶金」１９９２年、第３９巻第７
号、第５５９〜５６３頁に記載されているようにステア
リン酸などの滑剤が用いられている。電気回路形成用の
導電性ペーストに用いられる導電粉も、任意の大きさ、
形状にするため湿式又は乾式法で粉砕され、特に乾式法
で粉砕する場合、ステアリン酸などの滑剤を添加して粉
砕すると導電粉の凝集や粉砕装置への付着を防止するこ
とができる。

【０００３】しかしながら、滑剤を含んだ導電粉をその
まま導電性ペーストに使用し、金属表面等に塗布、乾
燥、硬化させると密着強度が著しく低下し、はく離など
が生じ易くなる。アルコール、アセトン、酢酸エチル等
の溶媒で導電粉に付着した滑剤を洗浄して取り除けば、
密着強度の低下を防止することができる。上記の溶媒で
洗浄する場合、導電粉を溶媒に入れ撹拌などの処置を行
い静置した後、滑剤を含む溶媒分を乾燥させれば滑剤を
取り除いた導電粉が得られるが、そのまま乾燥すると溶
媒の揮発に時間がかかる。導電粉と溶媒を分離した後、
滑剤を含む溶媒を傾斜して除去するか、スポイトなどを
用いて溶媒を吸い取った後、乾燥すれば乾燥時間が大き
く短縮されるがこの方法においても、溶媒と導電粉の分
離に数十時間という時間がかかるという欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、導電粉と滑剤を含む溶媒の分離時間及び乾燥時間を
大幅に短縮できる導電粉の製造法を提供するものであ
る。請求項２記載の発明は、請求項１記載の導電粉を用
いた密着強度の高い導電性ペーストを提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、導電粉を滑剤
の存在下に粉砕及び／又は扁平化処理した後、導電粉に
付着した滑剤をチタネートカップリング剤を添加した溶
媒で洗浄することを特徴とする導電粉の製造法に関す
る。また、本発明は、上記の導電粉、結合剤及び溶剤を
含有してなる導電性ペーストに関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる導電粉は、銀
粉、銅粉、ニッケル粉、銀めっき銅粉、ニッケルめっき
銅粉等の各種金属粉やカーボン粉を用いることができ
る。滑剤としては、ステアリン酸、パルミチン酸等の飽
和脂肪酸、各種ワックスなどそれぞれの粉砕装置及び粉
砕条件、扁平化装置及び扁平化条件に適したものが用い
られる。滑剤は導電粉９８．０〜９９．９０５重量％に
対し、０．０９５〜２．０重量％用いられる。

【０００７】またチタネートカップリング剤としては、
イソプロピルトリスジオクチルパイロホスフェートチタ
ネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネー
ト、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタ
ネート、テトラオクチルビスジトリデシルホスファイト
チタネート、ビスジオクチルパイロホスフェートオキシ
アセテートチタネート、ビスジオクチルパイロホスフェ
ートエチレンチタネート等が挙げられる。溶媒として
は、アルコール系溶媒、酢酸エチル、アセトン等導電粉
に付着した滑剤の洗浄に適した溶媒を選択して用いれば
よい。

【０００８】チタネートカップリング剤の添加量は、溶
媒９９．９９〜９０重量％に対し、チタネートカップリ
ング剤を０．０１〜１０重量％添加することが好まし
く、溶媒９９．９５〜９５重量％に対し、チタネートカ
ップリング剤を０．０５〜５重量％添加することがより
好ましく、溶媒９９．９〜９９重量％に対し、チタネー
トカップリング剤を０．１〜１重量％添加することがさ
らに好ましい。チタネートカップリング剤の添加量が
０．０１重量％未満では導電粉との分離時間が長くかか
る傾向があり、１０重量％を越えると滑剤の洗浄が不十
分となる傾向があり、さらにはコストが高くなる傾向が
ある。

【０００９】導電粉を滑剤の存在下に粉砕及び／又は扁
平化処理する方法については特に制限はないが、例えば
らいかい機、ボールミル、振動ミル等の方法で粉砕及び
／又は扁平化処理することができる。滑剤を添加して扁
平化処理して得られる扁平状導電粉としては、形状とし
てほぼ平担で微細な小片からなる導電粉で、例えばりん
片状導電粉がある。扁平状導電粉としては、アスペクト
比が３〜２０及び長径の平均粒径が５〜３０μｍの導電
粉を用いることが好ましく、アスペクト比が５〜１５及
び長径の平均粒径が７〜２０μｍの導電粉を用いること
がさらに好ましい。なお上記でいう平均粒径は、レーザ
ー散乱型粒度分布測定装置により測定することができ
る。本発明においては、前記装置としてマスターサイザ
ー（マルバン社製）を用いて測定した。

【００１０】導電ペーストは、これらの導電粉、結合剤
及び溶剤を含有してなるものである。この導電ペースト
において導電粉と結合剤の含有量は、導電ペーストの固
形分に対して導電性及び接着性の点で導電粉が７０〜９
３重量％及び結合剤が７〜３０重量％の範囲が好まし
く、導電粉７５〜９０重量％及び結合剤が１０〜２５重
量％の範囲がより好ましく、導電粉７８〜８８重量％及
び結合剤が１２〜２２重量％の範囲がさらに好ましい。
溶剤は、導電ペーストに対して５〜４５重量％の範囲が
好ましく、７〜４０重量％の範囲がより好ましく、１０
〜３５重量％の範囲がさらに好ましい。

【００１１】結合剤としては、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。フェ
ノール樹脂としては、レゾール型フェノール樹脂やノボ
ラック型フェノール樹脂が挙げられる。必要に応じてこ
れらのフェノール樹脂を変成して用いてもよい。ノボラ
ック型フェノール樹脂を使用する場合はヘキサメチレン
テトラミン等の硬化剤を用いる。これらの樹脂は単独で
用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。またエポ
キシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブ
タジエン、脂環式エポキシ樹脂、可とう性エポキシ樹
脂、多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの樹脂
は単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

【００１２】溶剤としては、ブチルセロソルブ、エチル
カルビトール、ブチルエチルカルビトール、エチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソル
ブアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチル
カルビトールアセテート等を用いることが好ましい。本
発明の導電性ペーストは、上記の導電粉、結合剤及び溶
剤と共にらいかい機、ニーダー等に入れて混合して得る
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。なお本発明
は以下の実施例に制限されるものではない。実施例１平均粒径が５μｍの略球形銀粉（徳力化学製、商品名Ｓ
ＦＲ−Ａｇ）１００ｇ及びステアリン酸を０．５ｇ配合
し、直径が２mm（φ）のジルコニアボールと共に遊星型
ボールミルで３０分間回転させ、扁平化処理した。該扁
平化処理銀粉及びチタネートカップリング剤としてイソ
プロピルトリイソステアロイルチタネートをエタノール
９９重量％に対して１重量％添加したエタノール溶液２
００ｇをビーカーに入れ十分に撹拌（洗浄）した。撹拌
後、銀粉が沈殿し、溶媒と銀粉が完全に分離する時間を
計測したところ４分３０秒であった。

【００１４】次に実施例１のチタネートカップリング剤
を添加して洗浄した銀スラリーの溶媒を乾燥機で乾燥
し、アスペクト比が平均１０及び長径の平均粒径が８．
９μｍの扁平状銀粉を得た。次いで扁平状銀粉１００重
量部、レゾール型フェノール樹脂（日立化成工業(株)
製、商品名ＶＰ−１３Ｎの濃縮品、固形分９５重量％）
１５重量部及びブチルセロソルブ２０重量部をらいかい
機で３０分間混合して均一に分散させ、導電性ペースト
を得た。なお扁平状銀粉と結合剤の配合割合は、導電ペ
ーストの固形分に対して扁平状銀粉が８７．０重量％及
び結合剤が１３．０重量％であった。

【００１５】次に上記で得た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(株)
製、商品名ＭＣＬ−４３７Ｆ（ＳＲＤ））の銅箔上に塗
布し、大気中で７０℃で２時間、さらに１５０℃で３０
分間の条件で加熱硬化して厚さが８０μｍの導電膜を形
成した。次いで導電膜上にカッターで１mm間隔で縦横そ
れぞれ１１本ずつ格子状に切り込みを入れ、升目上にセ
ロハンテープを十分に密着させた後、セロハンテープを
急激に引き剥がした。その結果、はく離はまったく見ら
れなかった。

【００１６】また上記で得た導電性ペーストを直径が
０．５mm（φ）のスルーホールを形成した上記と同様の
紙フェノール銅張積層板上に２００メッシュのスクリー
ンを通して印刷してスルーホールに充てんしたものを、
大気中で７０℃で２時間、さらに１５０℃で３０分間の
条件で加熱硬化して配線板を得た。得られた配線板の抵
抗を測定した結果、２０．３ｍΩ／穴であった。

【００１７】比較例１チタネートカップリング剤を添加しない以外は実施例１
と同様の工程を経て撹拌（洗浄）した。撹拌後、銀粉が
沈殿し、溶媒と銀粉が完全に分離する時間を計測したと
ころ２２時間かかった。以下実施例１と同様の工程を経
て導電性ペーストを得、さらに紙フェノール銅張積層板
上の銅箔上に厚さが８０μｍの導電膜を形成した。次い
で実施例１と同様に導電膜上にカッターで１mm間隔で縦
横それぞれ１１本ずつ格子状に切り込みを入れたとこ
ろ、この時点で導電膜のはく離が生じた。なお実施例１
と同様の工程を経て配線板を得、抵抗を測定した結果２
２．５ｍΩ／穴であった。

【００１８】実施例２平均粒径が５μｍの略球形銅粉（日本アトマイズ加工
製、商品名ＳＦ−Ｃｕ）に対して置換めっき法で銀を１
５重量％被覆した銀めっき銅粉１００ｇ及びパルミチン
酸を０．５ｇ配合し、実施例１と同様の工程を経て扁平
化処理した。該扁平化処理銀めっき銅粉及びチタネート
カップリング剤としてビスジオクチルパイロホスフェー
トオキシアセテートチタネートを酢酸エチル９９．５重
量％に対して、０．５重量％添加した酢酸エチル溶液２
００ｇをビーカーに入れ十分に撹拌（洗浄）した。撹拌
後、銀粉が沈殿し、溶媒と銀めっき銅粉が完全に分離す
る時間を計測したところ５分３０秒であった。

【００１９】次に実施例２のチタネートカップリング剤
を添加して洗浄した銀めっき銅スラリーの溶媒を乾燥機
で乾燥し、アスペクト比が平均で８．６及び長径の平均
粒径が７．５μｍの扁平状銀めっき銅粉を得た。以下実
施例１と同様の工程を経て導電性ペーストと配線板を得
た。なお扁平状銀めっき銅粉と結合剤の配合割合は、導
電ペーストの固形分に対して扁平状銀めっき銅粉が８
７．０重量％及び結合剤が１３．０重量％であった。実
施例１と同様の方法ではく離試験を行った結果、はく離
はまったく見られなかった。また得られた配線板の抵抗
を測定した結果２２．８ｍΩ／穴であった。

【００２０】比較例２チタネートカップリング剤を添加しない以外は実施例２
と同様の工程を経て撹拌（洗浄）した。撹拌後、銀めっ
き銅粉が沈殿し、溶媒と銀めっき銅粉が完全に分離する
時間を計測したところ４０時間３０分かかった。以下実
施例１と同様の工程を経て導電性ペーストを得、さらに
紙フェノール銅張積層板上の銅箔上に厚さが８０μｍの
導電膜を形成した。次いで実施例１と同様に導電膜上に
カッターで１mm間隔で縦横それぞれ１１本ずつ格子状に
切り込みを入れたところ、この時点で導電膜のはく離が
生じた。なお実施例１と同様の工程を経て配線板を得、
抵抗を測定した結果２３．３ｍΩ／穴であった。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の方法により得られる導電
粉は、滑剤を溶解した溶媒の分離時間及び乾燥時間を大
幅に短縮することができる。請求項２記載の導電性ペー
ストは、密着強度が高く、スルーホール抵抗についても
何ら問題の生じない導電性ペーストである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｂ 1/22 Ｈ０１Ｂ 1/22 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電粉を滑剤の存在下に粉砕及び／又は
扁平化処理した後、導電粉に付着した滑剤をチタネート
カップリング剤を添加した溶媒で洗浄することを特徴と
する導電粉の製造法。
【請求項２】請求項１記載の導電粉、結合剤及び溶剤
を含有してなる導電性ペースト。