KR20070085446A

KR20070085446A - 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법, 및 표면 처리된은함유 분말을 사용한 은 페이스트

Info

Publication number: KR20070085446A
Application number: KR1020077011805A
Authority: KR
Inventors: 와타루 스에나가; 요우지 나카야
Original assignee: 다이니뽄 잉끼 가가꾸 고오교오 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-08-27
Also published as: US20090146117A1; EP1825940B1; WO2006057348A1; KR100923696B1; EP1825940A1; JP4706637B2; EP1825940A4; US7771625B2; JPWO2006057348A1

Abstract

본 발명의 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법은, 은 또는 은화합물 입자(a)가 알킬아민계 혹은 알킬아민염계, 또는 인 함유율이 0.5∼10질량%인 인산에스테르계의 계면활성제(b)와 함께 용제 중에 분산하여 이루어지는 분산액을 진공 동결 건조시킴으로써, 상기 계면활성제(b)를 은 또는 은화합물 입자(a)의 표면에 흡착시켜, 계면활성제(b)에 의해 표면 처리된 은함유 분말(c)을 제조한다. 또한, 본 발명의 은 페이스트는 상기 표면 처리된 은함유 분말(c)을 용제, 또는 용제 및 수지 중에 분산시킴으로써 제조한다.

은 페이스트, 표면 처리된 은함유 분말

Description

표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법, 및 표면 처리된 은함유 분말을 사용한 은 페이스트{METHOD FOR PRODUCING SURFACE-TREATED SILVER-CONTAINING POWDER AND SILVER PASTE USING SURFACE-TREATED SILVER-CONTAINING POWDER}

본 발명은 전자 기기 등에 사용되는 프린트 배선에 이용할 수 있고, 도전성, 인쇄 정밀도가 뛰어난 은 페이스트에 사용되는 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세히는 도전성 분말 성분으로서 상기 표면 처리된 은함유 분말을 함유하는 은 페이스트에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 있어서, 「표면 처리된 은함유 분말」이란, 「표면 처리된 은분말」 및 「표면 처리된 은화합물 분말」을 포괄하여 말하는 것이다.

도전성 페이스트는 고형분에 도전성 미립자를 함유하는 페이스트이며, 일반적으로, 도전성 입자로서는 공기 중에서 산화되지 않는 금, 백금, 은, 팔라듐 등의 금속이 사용되고 있다. 도전성 페이스트에는 종래부터 크게 나누어, (1) 은입자끼리의 융착에 의해 양호한 도전성을 실현할 수 있지만, 기재가 세라믹 등에 한정되는 고온 소성형 도전성 페이스트와, (2) 유리, 에폭시제 프린트 기판으로부터 필름에까지 널리 적용할 수 있지만, 바인더 경화 시의 열수축에 의한 금속 입자끼리의 접촉에 의해 도통을 얻기 때문에, 전기 저항이 비교적 높은 폴리머형 도전성 페이 스트가 있다.

폴리머형 도전성 페이스트를 사용하여, 예를 들면 플렉시블한 프린트 기판용 지지체 위에 도전 회로를 형성하는 경우에는, 상기 폴리머형 도전성 페이스트를 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드 등의 플라스틱 필름 위에 스크린 인쇄 등을 이용하여 도전 회로 패턴을 형성하고, 형성된 패턴 도막 중의 바인더를 가열 경화하여 도전성, 내구성을 향상시키고, 또한 필름 위로의 접착성을 확보하고 있다.

특히, 은 또는 은화합물을 사용한 폴리머형 도전성 페이스트는 안정한 도전성을 실현하기 쉽고, 또한 열전도 특성도 양호하기 때문에, 전자 부품 내부 또는 전자 부품 사이의 각종 배선, 전자 회로 패턴의 형성에 사용되고 있다.

도전 회로용 패턴의 인쇄 공정에서는, 회로의 미세화에 따라 인쇄 정밀도를 가능한 한 올리는 것이 요구되고 있지만, 그 정밀도는 도전성 입자의 평균 입경에 의해 제한된다. 이 때문에 양호한 인쇄 정밀도를 얻기 위해서는, 도전성 페이스트 중의 도전성 입자가 1차 입자로까지 분산되고, 또한 그 1차 입자가 수지 등에 의해 완전히 피복된 상태, 즉 고분산화된 상태에 있는 것이 요구된다.

만약 고분산화된 1차 입자의 주위에 있는 수지 등의 피복이 불충분하면, 입자는 입경이 작아질수록 활성이 증가하기 때문에, 그 도전성 페이스트 중의 입자가 응집하거나, 경시적으로 점도가 상승하기 쉬워, 극단적인 경우에는 겔화하는 경우도 있었다.

이와 같이, 미세한 배선 패턴이 정밀도 좋고 안정하게 형성되기 위해서는, 도전성 입자가 1차 입자로까지 안정 분산된 후에 각 입자가 수지 피복될 필요가 있 다. 한편으로, 도전성 입자 주위의 수지 피복이 지나치게 두꺼우면, 입자 사이에 잔존한 수지 성분이 입자 사이의 전기 전도를 저해하기 때문에 양호한 전도도가 얻어지지 않는 경향이 있으며, 사용하는 도전성 입자의 입경이 작아질수록 그 경향은 현저해진다.

따라서, 분산에 사용되어, 도전성 입자의 표면을 피복하는 수지량은 필요 최저한이 바람직하고, 보다 적은 수지량으로, 도전성 입자의 분산성, 도전성 페이스트의 기체(基體)에 대한 부착성이나 성막성이 양호해지는 것이 바람직하다.

종래, 도전성 입자를 수지 중에 분산시켜 페이스트를 제조함에 있어서, 그 분산성을 향상시키기 위하여, 고급 지방산의 에틸렌옥시드, 또는 프로필렌옥시드 부가 에스테르 화합물, 소르비탄과 지방산의 에스테르 화합물, 소르비탄 등의 다가 알코올의 에틸렌옥시드, 또는 프로필렌옥시드 부가 에테르 화합물, 알킬벤젠의 에틸렌옥시드, 또는 프로필렌옥시드 부가물 등의 비이온성 분산제, 알킬벤젠 술폰산 알칼리염, 고급 알코올 황산 에스테르 알칼리염, 인산에스테르 화합물, 고급 지방산, 고급 지방산의 에틸렌옥시드, 또는 프로필렌옥시드 부가물의 술파이트 알칼리염 등의 음이온계 분산제, 4급 암모늄염 타입 등의 양이온계 분산제 등, 여러 가지 분산제가 사용되고 있다.

그러나 이들 분산제를 사용해도, 종래의, 예를 들어 분산기나 혼련기를 사용하여 수지 중에 도전성 입자를 분산시키는 방법으로는, 도전성 입자의 분산성을 충분히 향상시키고, 또한 도전성 페이스트의 도전성을 양호하게 유지할 수 없었다.

특히, 도전성 입자로서 은입자를 사용한 은 페이스트의 경우, 은입자의 참비 중이 10.5이며, 은입자가 침강하기 쉬워 재응집성이 크기 때문에, 장기 보존 후의 이용 시에 재분산 공정에 수고와 시간이 필요해지는 문제가 있었다. 따라서 장기보존 안정성과 함께 양호한 재분산성이 요구되고 있었다.

이와 같은 과제에 대하여, 예를 들면 유기 비히클과 알킬기를 포함하는 술포숙신산염으로 이루어지는 음이온성 계면활성제를 사용함으로써, 양호한 분산성과 경시 안정성을 얻으려는 시도가 행해지고 있다(특허문헌 1 참조). 그러나 특허문헌 1에 기재된 방법을 이용하는 것만으로는, 침강한 입자의 재분산성을 향상시키기에는 불충분했다. 또한, 도전 회로의 선폭이 좁은 경우, 정밀도 좋게 배선 패턴을 인쇄하기에는 불충분했다.

또한, 분산에 사용되는 수지량에 대해서도 필요 최저한까지 감소시키지는 않아, 도전성의 점에서도 불충분했다.

한편, 금속 입자를 사용한 분산액의 제조에서는, 진공 동결 건조법이 이용되고 있고, 예를 들면 전해 콘덴서용 양극 소자를 제작하기 위한 탄탈 분말 도료의 제조에서, 탄탈 분말과 분산제를 용제 중에 혼합하여 진공 동결 건조를 행하여 탄탈 입자의 표면에 분산제를 흡착시키는 방법이 알려져 있다(특허문헌 2 참조).

그러나 동일한 금속 분산액이라도, 용도도, 요구되는 특성도 크게 다른 도전성 페이스트의 제조에 진공 동결 건조를 적용한 예는 없고, 분산성과 도전성의 관계에 대해서도 시사되어 있지 않다. 더구나 양호한 도전성을 발현시키기 위한 분산제의 선택에 대해서도 전혀 개시되어 있지 않다.

이상과 같이, 종래의 폴리머형 도전성 페이스트의 특성을 충분히 끌어내기 위해서는, 최적의 분산 방법의 적용과 함께 그 분산 방법에 적합한 분산제의 선정이 중요하여, 양호한 도전성 페이스트의 도전성을 실현하는 분산제, 분산 방법이 요구되고 있었다.

특히, 최근, 도전성 페이스트로 형성되는 도전 회로의 전기 저항을 내리기 위하여, 은입자의 입경을 매우 미세화하거나, 입자 형상의 산화은이나 3급 지방산 은을 포함하는 입자 형상 은화합물을 사용하거나 하여, 저온 소성을 가능하게 한 은 페이스트를 사용함이 검토되고 있다. 이 저온 소성형의 은 페이스트에서는, 미립자화된 은입자의 경우는, 300℃ 이하의 가열에 의해 인접하는 입자끼리가 융착하여, 도전 회로의 전기 저항을 저하시킨다. 또한, 입자 형상 은화합물의 경우는, 300℃ 이하의 가열, 또는 환원제의 존재하에서의 가열에 의해 은화합물이 환원되어 금속 은이 되어, 인접하는 은입자끼리가 융착하여 도전 회로의 전기 저항을 저하시킨다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

종래, 폴리머형 도전성 페이스트는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 등으로 이루어지는 바인더, 유기 용제, 경화제, 촉매 등을 첨가하고, 구상 또는 플레이크 형상의 도전성 입자를 분산, 혼합한 것으로서, 도전성은 바인더가 경화할 때의 경화 수축에 의한 도전성 입자끼리의 접촉에 의해 얻어지는 것이었다. 이 때문에, 전기 저항은 비교적 높은 것으로 되고, 또한 온도 변화 등에 의해 경화 수지의 응집력이 변화하기 때문에, 그에 따라, 폴리머형 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 도전 회로 등의 전기 저항이 변동하기 쉽다는 결점을 갖는 것이었다.

상기 저온 소성형의 은 페이스트는 이들 결점을 보완한 것으로서, 이 은 페이스트를 사용함으로써, PET 등의 플라스틱 필름 위에도 도전성이 양호한 도전 회로를 형성할 수 있었다.

그러나 저온 소성형의 은 페이스트에 사용되는 미립자화된 서브미크론 이하의 은미립자나 입자 형상 은화합물은 반응성이 높아, 어느 것이나 건조한 분말 상태에서의 취급이 어렵다. 특히, 입자 형상 은화합물은 환원 반응의 속도가 매우 빠르기 때문에, 물 또는 환원성이 낮은 용매 등의 용액 중에서 보존해야만 했다. 특히, 분산 용매로 알코올계 용제 등을 사용하면, 은 페이스트의 분산 중에 환원이 진행되어 버려, 분산과는 반대로 은입자 사이의 융착이 발생되는 경우가 있다. 이 때문에 이들 은 및 은화합물 입자를 1차 입자로까지 분산하여 각 입자 표면을 피복, 안정화하는 것이 보다 한층 요구되고 있다.

또한, 이들 은 페이스트에서 본래의 높은 전기 전도도를 얻기 위해서는, 은 페이스트 중의 은입자가 은의 높은 함유량을 유지하면서 양호하게 분산될 필요가 있으며, 더하여 필요 최저한의 수지에 의해 상기 안정화를 행하고, 입자 표면의 피복막 두께를 가능한 한 얇게 하여, 저온 소성에 의해 인접하는 입자끼리를 융착하기 쉽게 할 필요가 있다. 은 및 은화합물의 입자 표면에 형성된 피막이 지나치게 두꺼우면, 인접하는 입자끼리가 융착하기 어려워져, 은 또는 은화합물의 충전도도 저하하기 때문에, 저온 소성에서도 양호한 도전성을 부여하는 이들 저온 소성형의 은 페이스트의 본래의 장점이 발휘되지 않게 되어 버린다.

이 때문에, 이들 저온 소성형의 은 페이스트에 대하여는, 개개의 은 또는 은 화합물 입자의 피복에 의한 안정화와, 분산성의 향상과, 저온 소성에 의한 도전성의 향상을 동시에 만족시키는 분산제의 선정, 제조 방법이 보다 한층 중요했다.

<특허문헌 1> 일본 특개 2000-231828호 공보

<특허문헌 2> 일본 특개 2004-006502호 공보

<특허문헌 3> 일본 특개 2003-309337호 공보

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

본 발명의 목적은 미소 입경의 은 또는 은화합물 입자가 양호하게 분산되어, 점도 상승 등의 물성의 경시적 변화가 없고, 선폭이 좁은 도전성이 양호한 도전 회로를 형성 가능한 은 페이스트를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 그 은 페이스트의 제조에 빠뜨릴 수 없는 표면 처리를 실시한 은함유 분말의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 소결 가능 온도가 낮은 은 또는 은화합물 입자를 사용함으로써 저온 소성이 가능하고 또한 소성 후에 높은 도전성을 갖는 도막이 형성 가능한 은 페이스트를 제공하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은 은 또는 은화합물 입자가, 알킬아민계 혹은 알킬아민염계 계면활성제, 또는 인 함유율이 0.5∼10질량%인 인산에스테르계 계면활성제와 함께 분산용 용제 중에 분산된 분산액을 진공 동결 건조시키는 건조 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 표면 처리된 은함유 분말과 수지를 함유하는 은 페이스트를 제공한다.

[발명의 효과]

본 발명의 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법을 이용함으로써, 은 또는 은화합물 입자는 미세 입자로 되어 분산되고, 은 또는 은화합물의 각 입자의 표면에 계면활성제가 흡착되어, 그 입자 표면은 양호하게 피복된다.

통상, 비중이 큰 은과 같은 금속의 입자는, 통상의 처리 방법으로는 침강하기 쉽고, 분산기 내에서 농도 분포가 발생하기 쉽기 때문에, 균일한 처리를 행하기 어렵지만, 본 발명의 방법을 이용하여, 계면활성제를 함유하는 용제 중에서 분산후, 진공 동결 건조를 함으로써, 보다 균일한 처리 조건에서 은 또는 은화합물의 입자 표면을 처리할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 알킬아민계 혹은 알킬아민염계의 계면활성제, 또는 인 함유율이 0.5∼10질량%인 인산에스테르계의 계면활성제를 사용하여 표면 처리를 행하므로, 그 계면활성제가 매우 양호하게 은 및 은화합물의 입자 표면에 흡착하여, 분산성이 향상된다.

이와 같은, 입자의 표면이 계면활성제로 처리된 은함유 분말을 사용하면, 용제 또는 수지와 용제를 첨가한 혼합 교반 또는 간단한 분산 조작만으로 광범위한 점도의 은페이스트가 제작 가능하다. 더군다나 은 또는 은화합물로 이루어지는 입자의 표면이 이미 계면활성제로 표면 처리되어 있기 때문에, 은 또는 은화합물로 이루어지는 입자를 은 페이스트 중에 양호하게 분산시킬 수 있다. 또한, 분산제로 서의 수지의 첨가량을, 미처리된 금속 입자를 분산시킬 때에 비하여 소량으로 억제할 수 있다. 또한, 입자 표면의 수지 피복량을 증가시키지 않기 때문에, 도전성 페이스트를 형성했을 때의 도전성을 저하시키는 경우가 없다. 또한, 결과적으로 은 또는 은화합물 입자의 배합 비율을 향상시키는 것이 가능하므로 도전성 향상에도 효과적이다. 또한, 은 또는 은화합물 입자가 결착제 수지와 함께 용제 중에 양호하게 미분산하기 때문에, 특성이 뛰어난 은 페이스트를 제조할 수 있다.

페이스트 점도가 사용 분산기에 의해 규정되어 버리는 종래 방법에서는, 분산 종료 후의 페이스트 점도를 각각의 인쇄 방법에 맞춘 최적 점도로 재조정을 행하는 것이 일반적이다. 예를 들면, 스크린 인쇄법에 최적인 고점도로 설정하기 위하여, 분산 후의 페이스트의 용제를 휘산시키는 등으로 용제량을 적게 해야만 하는 경우도 있었다.

그러나 알킬아민계나 인산에스테르계 등의 계면활성제를 사용하여 상기와 같은 은입자의 표면 처리를 행하면, 페이스트 형성용의 용제 및 수지와 혼합, 교반시키는 것만으로 페이스트를 형성할 수 있다. 그 결과, 도전 회로의 제작에 이용하는 인쇄 수단으로 가장 적합한 은분말 함유량과 점도를 갖는 은 페이스트를 용이하게 제조할 수 있다.

본 발명의 은 페이스트는, 페이스트 제조 후의 방치 기간이 길더라도 용이하게 교반 정도의 재분산에 의해 안정하기 때문에, 장기 보존이 가능하다. 또한, 본 발명의 제조 방법으로 제조된 표면 처리된 은함유 분말의 상태로 보존해 두고, 필요에 따라 필요량만큼의 은 페이스트를 제조할 수도 있다.

[도 1] 본 발명에 따른 계면활성제에 의한 은분말의 표면 처리 방법을 모식적으로 설명하는 설명도이다.

[도 2] 본 발명에 따른 표면 처리 후의 은분말의 DSC 분석의 측정 결과의 일례를 나타낸 도면이다.

[도 3] 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 표면 처리 후의 은분말의 입도 분포를 체적 기준으로 나타낸 도면이다.

[도 4] 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 도전성 페이스트에 의한 건조 도막의 저항률을, 250℃에서의 소성 시간을 변화시켜 측정한 결과를 나타낸 도면이다.

[도 5] 실시예 4에서 제조한 표면 처리 후의 은분말의 입도 분포를 체적 기준으로 나타낸 도면이다.

[도 6] 실시예 5에서 제조한 표면 처리 후의 은분말의 입도 분포를 나타낸 도면이다.

[도 7] 실시예 5에서 제조한 은 페이스트를 사용하여, 스크린 인쇄에 의해 제작한 세선(細線) 패턴의 프로파일을 나타낸 도면이다.

[도 8] 실시예 5의 은 페이스트로 제작한 세선 패턴을 160℃ 또는 250℃에서 소성했을 때의, 가열 시간(소성 시간)과 세선 패턴의 체적 저항률의 관계를 나타낸 도면이다.

부호의 설명

a…은 또는 은화합물의 분말(입자), b…계면활성제(분자), c…표면 처리된 은함유 분말(입자)

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서, 「은 또는 은화합물 입자의 소결」이란, 은 또는 은화합물 입자를 함유하는 물질(예를 들면, 분말이나 페이스트)을 가열함으로써, 은 또는 은화합물 입자끼리를 용융하여 융착시키는 것을 말한다. 또한, 「은 페이스트의 소성」이란, 은 페이스트를 가열하여 함유 수지를 경화·수축시킴으로써, 인접하는 은 또는 은화합물 입자끼리를 접촉시키거나 또는 접촉한 부분을 융착시키는 것을 말한다. 또 「분산」이란, 연속상(相) 중에 다른 상이 미립자상(狀)으로 되어 산재하는 현상을 말한다.

본 발명에 의해 은 또는 은화합물 입자를 표면 처리한 은함유 분말을 사용함으로써, 분산성이 뛰어나고 또한 도전성이 양호한 은 페이스트를 제조할 수 있다. 특히, 소결 온도가 낮은 은 또는 은화합물 입자, 예를 들면 초미세한 미소 입경의 은 또는 은화합물 입자, 결정성이 낮은(결정자 직경이 작은) 은 또는 은화합물 입자, 산화은 처리한 은입자를 적용한 경우에는, 종래의 고온 소성형의 도전성 페이스트보다 훨씬 저온에서 소성 가능하고(소성 가능 온도가 낮고), 또한 소성 후에 양호한 도전성을 갖는 배선 패턴을 형성하는 것이 가능한 은 페이스트를 얻을 수 있다.

본 발명에서 사용하는 은입자로서는, 순은 입자, 은으로 표면 피복된 금속 입자, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 은입자로서는, 입자 형상이 구상, 인편상, 침상, 수지상(樹枝狀) 등 임의의 형상의 것을 사용할 수 있다. 은입자의 제조 방법도 특별히 제한되지 않고, 기계적 분쇄법, 환원법, 전해법, 기상(氣相)법 등 임의이다. 은으로 표면 피복된 금속 입자는, 은 이외의 금속으로 이루어지는 입자의 표면에, 도금 등의 방법에 의해 은의 피복층을 형성한 것이다. 예를 들면, 구리 입자의 표면을 은으로 피복한 것 등이 시판되고 있다. 은입자로서는, 도전성과 비용면에서 보아, 은만으로 이루어지는 구상 은입자 및 인편상 은입자가 바람직하다.

구상 은입자의 체적 평균 입경은, 바람직하게는 0.05∼10㎛, 보다 바람직하게는 0.05∼5㎛ 정도이다. 인편상 은입자의 경우에는 인편 면의 장경(長徑)이 0.05∼100㎛의 범위가 바람직하다.

은입자로서, 체적 평균 입경이 다른 대소 2종류 또는 그 이상의 입자를 조합하여, 은입자의 충전 밀도를 향상시킴으로써, 도전성 막의 도전성을 향상시켜도 된다.

은화합물 입자로서는, 산화은이나 지방족 카르복시산은, 지환식 카르복시산은, 방향족 카르복시산은 등의 함은(含銀) 유기 화합물의 입자 등을 사용할 수 있다. 이들 은화합물 입자(입자 형상 은화합물)는 공업 생산된 것을 사용할 수 있는 외에, 은화합물을 포함하는 수용액으로부터의 반응에 의해 얻어진 것을 사용해도 된다. 특히, 평균 입경이 0.5㎛ 이하의 은화합물 입자를 사용하면 환원 반응의 속도가 빨라져 바람직하다. 평균 입경이 0.5㎛ 이하의 은화합물 입자는, 은화합물과 다른 화합물의 반응에 의해 생성한 것, 예를 들면 질산은 수용액에 수산화나트륨 등의 알칼리 수용액을 교반하에 적하하여, 반응시켜 산화은 입자를 얻는 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에서는, 은 페이스트를 제조했을 때에, 그 은 페이스트의 가열에 의해 은입자가 융착하는 소성 온도를 300℃ 이하로 할 수 있는 은 또는 은화합물 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 소성 온도가 이와 같이 낮은 저온 소성형의 은 페이스트는, 예를 들면 폴리이미드 필름이나 PET 필름 위에 형성된 배선 패턴을 그대로 소성하는 것이 가능해진다. 일반적으로 도전성 페이스트 중에 도전성 입자가 미세하게 분산되어 있을수록, 도전성 페이스트의 열용량이 저하하여, 도전성 페이스트의 소성 온도가 도전성 입자 자체의 고유의 소결 온도에 가까워진다. 또한, 도전성 입자가 미세하게 분산됨에 따라 그 충전 밀도가 향상되기 때문에, 일반적으로 고분산일수록 소성 후의 도전성이 양호해진다.

더군다나, 본 발명의 제조 방법에 의한 표면 처리된 은함유 분말을 사용한 은 페이스트는 수지 성분을 저감시킬 수 있고, 은 또는 은화합물 입자를 피복하는 수지의 막두께가 얇기 때문에, 소성 후에 인접하는 은 또는 은화합물 입자끼리가 용이하게 융합하기 쉽다. 이 때문에, 계면활성제에 의한 표면 처리에 제공되는 은 또는 은화합물 입자로서, 소결 온도가 300℃ 이하의 저온 소결 타입의 은 또는 은화합물 입자를 사용하면, 계면활성제에 의한 표면 처리 후에도, 그 본래의 저온 소결성을 충분히 발휘시켜 저온 소성형의 은 페이스트를 얻을 수 있고, 또한 은 페이스트로서 소성 후에 도전성이 양호한 배선 패턴을 얻을 수 있다.

소결 온도가 낮은 은입자로서는, 체적 평균 입경이 0.05∼10㎛의 은입자를 사용할 수 있다. 은입자의 체적 평균 입경은 0.05∼5㎛의 것을 사용하는 것이 한층 바람직하다. 본 발명에 따른 표면 처리 방법에서는, 액상 중에서 은입자 또는 은화합물 입자를 제조한 경우에, 이들 체적 평균 입경이 작고 활성이 높은 입자를 효과적으로 표면 처리할 수 있고, 더군다나, 그들 입자가 제조되었을 때의 액상 중에 분산된 채의 상태로, 계면활성제의 존재하에서 은 또는 은화합물 입자를 표면 처리할 수 있다. 그 때문에 처리가 용이하고, 이들 소결 온도가 낮은 입자 본래의 특성을 충분히 발휘시킬 수 있다. 은의 미립자의 제조 방법으로서는, 예를 들면 가스 중 증발법(일본 특개평3-34211호 공보)이나, 환원에 아민 화합물을 사용하는 환원 석출법(일본 특개평11-319538호 공보)이 있다.

또한, 소결 온도가 낮은 은입자로서는, 결정화도가 낮은 은입자를 사용할 수 있다. 은입자의 결정화도가 낮으면 통상 결정자 직경은 작아진다. 그 때문에 결정자 직경을 작게 함으로써 은입자 사이의 융착 온도(소결 온도)를 현저히 저하시킬 수 있다. 은 페이스트의 소성 가능 온도를 300℃ 이하로 저하시키기 위해서는, 결정자 직경은 0.1∼20nm로 하는 것이 바람직하고, 0.1∼10nm로 하는 것이 한층 바람직하다.

또한, 소결 온도가 낮은 은 또는 은화합물 입자로서, 입자의 일부가 산화은 처리된 은입자를 사용할 수 있다. 산화은 처리된 은입자는, 은입자 표면의 부분적인 산화 처리에 의해 은입자 표면을 은으로부터 산화은으로 산화하는 방법 외에, 은입자 표면 위에 산화은 층을 피복 형성하는 방법 등에 의해 얻을 수 있다.

은입자 표면의 산화 처리에 의해, 입자 표면의 은은 산화제1은, 산화제2은 등으로 산화된다. 입자 표면이 산화은으로 피복된 은입자에 있어서, 입자 표면의 산화은은 산화제1은, 산화제2은 등이 혼합된 상태로 있어도 된다. 이들 입자 표면이 산화은으로 피복된 은입자는 환원제 부존재하 또는 환원제 존재하의 환원 반응으로 표층의 산화은이 은으로 되어, 저온에서 인접하는 입자끼리가 융착한다. 표면이 산화은 처리된 은입자는 환원 반응 조건; 가열 온도, 환원제의 유무, 환원제의 환원력 등에 따라, 조성, 형상이 다른 것을 적절히 선택할 수 있다. 산화은 처리된 은입자의 체적 평균 입경은, 바람직하게는 0.05∼10㎛, 보다 바람직하게는 0.05∼5㎛ 정도이다. 특히, 평균 입경이 0.05∼0.5㎛의 입자를 사용하면 환원 반응의 속도가 빨라져 바람직하다.

산화은으로 표면 처리된 은입자를 사용하면, 산화은으로부터 은으로의 환원에 따라 방출된 산소에 의해 입자 주위의 유기물이 산화되어, 열이 발생하기 때문에, 은분말 및 은 페이스트의 겉보기 소성 온도를 내리는 효과가 얻어진다. 그래서 산화은으로 표면 처리된 은입자의 산화은 함유율은 1질량% 이상(은 함유율 99질량% 이하)이 바람직하고, 산화은 함유율은 5질량% 이상(은 함유율 95질량% 이하)이 특히 바람직하다. 또한, 은입자의 융착을 용이하게 한다는 관점에서는, 입자 내부에 일정량의 금속은을 갖는 것이 바람직하고, 산화은 함유율은 30질량% 이하 (은 함유율은 70질량% 이상)가 바람직하고, 산화은 함유율은 20질량% 이하(은 함유율 80질량% 이상)가 특히 바람직하다. 산화은으로 표면 처리된 은입자의 산화은 함유율의 바람직한 범위는 1∼30질량%, 보다 바람직한 범위는 5∼20질량%이다.

이들 산화은 처리된 은입자에 대하여, 본 발명에 따른 진공 동결 건조를 특 징으로 하는 표면 처리 방법을 적용함으로써, 양호한 도전성을 갖는, 소성 온도가 낮은 은 페이스트를 제조할 수 있는 데 더하여, 건조 시에는 매우 환원하기 쉬운 성질을 갖는 이들 입자를 안정하게 보존할 수 있다. 또한, 은 페이스트 중에서도 은입자가 미세한 입자(1차 입자)로 안정하게 분산되어 있으므로, 환원 시에 있어서의 입자끼리의 융착으로 불필요한 응집체가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 정세(精細) 인쇄상의 문제가 발생하는 경우가 없다.

(계면활성제)

본 발명에서, 은 또는 은화합물 입자의 표면 처리에 사용하는 계면활성제로서는, 알킬아민계 혹은 알킬아민염계의 계면활성제, 및 인 함유율이 0.5∼10질량%인 인산에스테르계의 계면활성제를 들 수 있다.

(알킬아민 및 알킬아민염의 계면활성제)

본 발명에서 사용되는 계면활성제로서는, 알킬아민 및 알킬아민염을 적합하게 사용할 수 있다. 알킬아민계의 비이온성 계면활성제, 및 알킬아민염계의 양이온성 계면활성제는 각각 단독으로 사용해도 유효하지만, 특히 병용함으로써 분산성이 보다 양호해져 효과가 현저하다.

알킬아민계의 계면활성제로서는 폴리옥시알킬렌 알킬아민형의 계면활성제가 바람직하고, 폴리옥시에틸렌 알킬아민형의 계면활성제가 더 바람직하다. 그 중에서도 이하의 일반식 (1)을 갖는 것이 더 바람직하다.

(a, b는 각각 1∼20의 정수이며, R은 탄소수 8∼20의 알킬기 또는 알킬아릴기를 나타냄)

한편, 알킬아민염계의 계면활성제로서는, 알킬아민의 아세트산염이 바람직하고, 그 중에서도 이하의 일반식 (2)를 갖는 것이 더 바람직하다.

(R은 탄소수 8∼20의 알킬기 또는 알킬아릴기를 나타냄)

일반식 (1) 및 일반식 (2)에서, 탄소수 8∼20의 알킬기로서는, 직쇄 알킬기이어도 분지 알킬기이어도 되고, 예를 들면 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 라우릴기, 테트라데실기, 미리스틸기, 헥사데실기, 세틸기, 옥타데실기, 스테아릴기, 에이코실기 등을 들 수 있다. 탄소수 8∼20의 알킬아릴기로서는, 예를 들면 옥틸페닐기, 노닐페닐기, 도데실페닐기 등의 알킬페닐기를 들 수 있다. 알킬아릴기의 알킬 부분은, 직쇄 알킬기이어도 분지 알킬기이어도 된다.

알킬아민계 계면활성제 및 알킬아민염계인 양이온성 계면활성제를 단독, 또는 혼합하여 사용할 때의, 은 또는 은화합물 입자에 대한 계면활성제의 전(全) 배합량은, 은 또는 은화합물 입자의 종류에 따라 적절히 조정할 필요가 있는데, 예를 들면 은 또는 은화합물 입자 100질량부에 대하여 0.01∼3.00질량부가 바람직하고, 0.05∼1.50질량부가 더 바람직하다. 계면활성제의 전 배합량이 0.01질량부 이상이면, 충분한 분산성이 얻기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 3.00질량부 이하이면, 은 또는 은화합물 입자의 표면이 얇게 계면활성제의 유기 성분으로 피복되어, 건조 후의 입자끼리의 접촉이 얻기 쉬워져, 도전성이 향상되는 경향이 있다.

알킬아민계의 계면활성제와 알킬아민염계인 양이온성 계면활성제를 병용하는 경우에는, 알킬아민계와 알킬아민염계의 혼합 비율은 1:20∼1:5의 범위가 바람직하다.

(인산에스테르계 계면활성제)

본 발명에서 사용되는 인산에스테르계 계면활성제는, 인산모노에스테르 또는 인산디에스테르 등을 주성분으로 하는 계면활성제이며, 인 함유율이 0.5∼10질량%인 것을 사용한다. 인산에스테르계 계면활성제는 폴리옥시알킬렌 알킬에테르의 인산에스테르인 것이 바람직하고, 이하의 일반식 (3)

(일반식 (3) 중, R은 탄소수 1∼20의 알킬 또는 알킬아릴기를 나타내고, n은 1∼20의 정수, x는 1 또는 2의 정수)으로 표시되는 화학 구조를 갖는 것이 더 바람직하다.

식 (3)에서, 탄소수 1∼20의 알킬기로서는, 직쇄 알킬기이어도 분지 알킬기이어도 되고, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 라우릴기, 테트라데실기, 미리스틸기, 헥사데실기, 세틸기, 옥타데실기, 스테아릴기, 에이코실기 등을 들 수 있다. 탄소수 20 이하의 알킬아릴기로서는, 예를 들면 옥틸페닐기, 노닐페닐기, 도데실페닐기 등의 알킬페닐기를 들 수 있다. 알킬아릴기의 알킬 부분은 직쇄 알킬기이어도 분지 알킬기이어도 된다.

또한, R의 탄소수는 1∼10, n은 1∼10, 및 R의 탄소수와 n의 합이 7∼15인 것이 바람직하다. 인산에스테르계 계면활성제의 중량 평균 분자량은 100∼1만인 것이 바람직하고, 150∼5000인 것이 더 바람직하다. P(인)의 함유량은 0.5∼10질량%가 바람직하고, 1∼7질량%가 보다 바람직하며, 2∼6질량%가 특히 바람직하다. 더 바람직하게는 2∼5질량%이다.

또한, 본 발명의 제조 방법에 사용하는 인산에스테르계 계면활성제로서는, HLB(hydrophile-lipophile balance)가 10 이상의 것을 사용하거나, 또는 염기성 화합물을 첨가하여 산가를 중화하여 사용하는 것이 바람직하다.

인산에스테르계 계면활성제의 종류와 배합량은, 은 또는 은화합물 입자의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있다. 인산에스테르계 계면활성제의 배합량은, 은 또는 은화합물 입자의 종류에 따라 적절히 조정할 필요가 있는데, 예를 들면 은 또는 은화합물 입자 100질량부에 대하여 0.01∼3.00질량부가 바람직하고, 0.05∼0.50질량부가 더 바람직하다. 계면활성제가 0.01질량부 이상에서는, 충분한 분산성이 얻기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 3.00질량부 이하에서는, 은 또는 은화합물 입자의 표면이 얇게 계면활성제의 유기 성분으로 피복되어, 건조 후의 입자끼리의 접촉이 얻기 쉬워져, 도전성이 향상되는 경향이 있다.

(1) 분산액 제조 공정

본 발명의 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법에서는, 우선 은 또는 은화합물 입자가 알킬아민계 혹은 알킬아민염계 계면활성제, 또는 인 함유율이 0.5∼10질량%인 인산에스테르계 계면활성제와 함께 분산용 용제 중에 분산된 분산액을 제 조한다.

(분산용 용제)

여기서, 은 또는 은화합물 입자의 분산에 사용하는 분산용 용제(분산매)로서는, 상기 계면활성제의 용해에 적합한 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 물; 에탄올, 이소프로필알코올 등의 저급 알코올; 에틸렌글리콜 헥실에테르, 디에틸렌글리콜 부틸에테르 등의 알킬알코올의 에틸렌옥시드 부가물이나 프로필렌글리콜 프로필에테르 등의 알킬알코올의 프로필렌옥시드 부가물 등을 들 수 있다. 이들 분산용 용제 중에서는 물이 바람직하다.

이들 분산용 용제는 여기에 든 것에 한정되지 않고, 그 사용 시에는 단독 또는 2종류 이상 혼합하여(예를 들면, 수용액이나 혼합 용매로서) 사용할 수 있다.

(분산액의 제조 방법)

은 또는 은화합물 입자가 상기 계면활성제와 함께 분산되어 이루어지는 분산액의 제조 방법으로서는, 은 또는 은화합물 입자와 계면활성제를 분산용 용제 중에 첨가하고, 교반기 또는 분산기에 넣어, 은 또는 은화합물 입자의 미세 입자(1차 입자)로의 해쇄 및 상기 계면활성제와의 혼합을 행하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 예를 들면 은입자와, 분산용 용제와, 계면활성제를 원하는 비율로 혼합하여, 분산기 등에 의해 은입자를 1차 입자로 해쇄시키면서, 분산용 용제에 분산시킴으로써, 은입자의 분산액을 얻을 수 있다. 은입자 대신에, 은화합물 입자 또는 산화은 처리된 은입자를 사용한 경우도 마찬가지이다. 분산용 용제에 첨가할 때, 원료가 되는 은 또는 은화합물 입자는, 은 또는 은화합물의 분말(건조 분말)로 하면, 은 등의 입자의 사용량의 최적화가 용이해지고, 또한 분산 공정에서 바람직하지 않은 성분이 원료로부터 혼입되는 것을 예방할 수 있는 등의 이점이 있어 바람직하다.

사용 가능한 교반기 또는 분산기로서는, 후술의 공지의 교반기 또는 분산기 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

상기 은 또는 은화합물 분말을 분산용 용제 중에 분산시키는 경우, 상기 분산용 용제에 계면활성제를 배합하여 충분히 용해시킨 후에, 은 또는 은화합물 분말을 배합하는 것이 바람직하다. 필요에 따라, 계면활성제의 중화(예를 들면, 인산에스테르계 계면활성제의 경우에는, 알칼리 등에 의한 인산에스테르염의 생성)에 의해 분산용 용제에 대한 그 계면활성제의 용해도를 올릴 수 있다. 배합 후 0.5∼4.0시간 분산시키면, 은분말 또는 은화합물 분말 중의 2차 입자(응집한 입자)가 1차 입자로 해쇄됨과 동시에, 계면활성제와 은 또는 은화합물의 1차 입자가 흡착 평형에 도달한다.

또한, 다른 분산액 제조 방법으로서는, 은 또는 은화합물 입자(이하, 「은 등의 입자」라 하는 경우가 있음)를 액상 중에서 합성한 후, 모액으로부터 은 등의 입자를 여과하고, 은 등의 입자를 세정 후, 분산용 용제에 분산시킨다. 이 방법에서는 은 등의 입자를 건조시키지 않는 것이 바람직하며, 여과나 세정 등의 처리 유무는 적절히 설정할 수 있다.

또한, 은 등의 입자를 합성한 모액의 용매(예를 들면, 물)를 그대로 분산액에서의 분산용 용제로서 이용할 수도 있다. 이 경우에는 은 등의 입자를 모액으로부터 여과하여 분리하는 처리를 생략할 수 있다. 또한, 모액 중에 불필요한 성분 이 공존하고 있는 경우, 필요에 따라, 그 불필요한 성분을 제거하는 처리를 행한다. 그리고 은 등의 입자가 분산된 분산액에 대하여 계면활성제를 필요량 첨가한 후, 동결 건조 처리에 제공한다. 모액 중에 적당한 계면활성제가 이미 첨가되어 있는 경우에는, 이것을 동결 건조 처리에도 이용할 수 있고, 계면활성제를 더 첨가해도 된다.

이 방법에 의하면, 액상 중에 생성된 은 등의 입자는 1차 입자이므로, 은 등의 입자의 응집을 억제하면서, 계면활성제와 함께 은 등의 입자가 분산된 분산액을 얻을 수 있다. 이 경우, 은 등의 2차 입자를 1차 입자로 해쇄하기 위한 교반기 또는 분산기를 사용한 처리는 불필요하며, 교반·혼합의 정도가 온화하더라도, 은 등의 입자가 1차 입자로서 분산용 용제 중에 분산된, 바람직한 분산 상태로 할 수 있다

이상에 예시한 분산액 제조 방법에 의해 제조된, 계면활성제를 함유하는 은 등의 입자의 분산액은 다음 공정에서 동결 건조 처리에 제공된다. 동결 건조를 행할 때의 은 등의 입자의 분산액 중의 고형분 농도의 범위는 0.5∼80질량%가 바람직하며, 특히 1∼50질량%가 바람직하다.

본 발명에서, 인산에스테르계 계면활성제를 사용하는 경우에는, 사용한 결과로서 분산액이 산성 조건(예를 들면, pH 1∼3)이 되는 것이 바람직하고, 알킬아민 또는 알킬아민염계의 계면활성제를 사용하는 경우에는, 분산액이 알칼리성 조건(예를 들면, pH 12∼14)이 되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 계면활성제를 거쳐, 은 등의 입자 표면에 계면 전기 2중층이 생겨, 분산 안정성이 얻어진다. 또한, 인 산에스테르계와, 알킬아민 또는 알킬아민염계에서는, 친수기 부분이 이온화했을 때의 전하가 반대이므로, 은 등의 입자의 표면 전하의 부호에 따라, 입자 사이에 척력이 작용하도록, 계면활성제를 어느 것인가 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 표면이 산화은 처리된 은입자의 경우에는, 알킬아민 또는 알킬아민염계의 계면활성제가 바람직하고, 이 조합에 의한 은 페이스트는 틱소트로피성이 뛰어나고, 충전량이 크다는 장점이 있다. 또한, 순은 입자(표면이 산화은 처리되지 않은 은입자)의 경우에는, 인산에스테르계의 계면활성제가 바람직하고, 이 조합에 의한 은 페이스트는 결착제 수지 중의 분산성이 뛰어나다는 장점이 있다.

(2) 건조 공정

상기 분산용 용매 중에서, 은 또는 은화합물 입자가 계면활성제 존재하에서 충분히 분산한 후, 그 분산액으로부터 진공 동결 건조법에 의해 분산용 용매의 제거를 행한다.

본 발명의 제조 방법에서는, 건조법으로서 진공 동결 건조를 사용하기 때문에, 상기 용제 중에서 동결하기 쉬운 용제를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 진공 동결 건조를 행하기 위하여, 일반적으로 입수 가능한 장치의 냉각 능력은 -40℃ 정도까지인 것을 고려하면, 분산용 용매로서 그 응고점이 -40℃ 이상인 것을 선택하는 것이 실시 비용을 삭감할 수 있기 때문에 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에서 사용하는 진공 동결 건조법에서는, 기본적으로 저온 상태에서 동결한 분산액으로부터, 상기 분산용 용제만이 승화 제거된다. 이 과정에서는 계면활성제가 분산용 용제 중에 용출하여 소실되는 경우가 없기 때문에, 첨가한 계면활성제의 거의 전부가 처리 후의 은 또는 은화합물 분말 중에 잔류한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 분산액 중에서 계면활성제(b)는 은 또는 은화합물 입자(a)의 표면 부근에 국재하고 있어, 분산용 용제만이 제거되는 진공 동결 건조의 실시 시에, 그 계면활성제(b)가 은 또는 은화합물 입자(a)의 표면에 균일하게 흡착된 상태에서 취출할 가능성이 높고, 더군다나 진공 동결 건조 이외의 통상의 방법으로 용제를 제거할 때와 같이, 제거 시에 은 또는 은화합물 입자(a)나 표면 처리된 입자(c)끼리가 응집되지 않아, 매우 효율적인 처리 방법이라고 말할 수 있다. 이와 같이, 분산액 중에 사용한 계면활성제(b) 모두가, 진공 동결 건조 후에도 은 또는 은화합물 입자(a)의 표면에 잔류하여, 계면활성제(b)로 표면 처리된 은 또는 은화합물 입자(c)를 수율 좋게 제공하기 때문에, 계면활성제의 효과와 사용량의 관계를 파악하기 쉽다. 또한, 사용량에 대한 최적화가 행해지기 쉽기 때문에, 계면활성제의 첨가량이 과잉으로 되는 것을 방지할 수 있다.

계면활성제(b)의 분자는, 친수기 측의 말단에서 은 또는 은화합물 입자(a)의 표면에 흡착하기 때문에, 소수기 측의 말단이 입자의 바깥쪽을 향한다. 이에 의하여, 결착제 수지와의 친화성이 향상되고, 표면 처리된 은 또는 은화합물 입자(c)의 분산성이 개선된다. 또한, 입자끼리의 응집이 억제되어, 1차 입자로 분산된 상태를 지속할 수 있다.

동결 진공 건조는, 예를 들면 상기 분산액을 대기압에서 분산용 용제의 응고점 이하로 예비 동결하고, 또한 응고점에서의 분산용 용제의 증기압보다 낮은 압력으로 진공도를 컨트롤하여 행하는 방법을 이용할 수 있고, 이에 의하여 이론상은, 동결 상태의 고체 혼합물 중으로부터 분산용 용제의 분자를 승화시킬 수 있다.

예를 들면, 분산용 용제로서 물을 사용한 분산액(은 또는 은화합물 입자와, 물, 및 계면활성제를 포함하는 분산액)의 경우에는, 대기압에서 0℃ 이하로 예비 동결하고, 이론상은 0℃에서의 물의 증기압 4.5mmHg(=600Pa)를 초과하지 않는 진공도를 컨트롤하면 된다. 건조 속도, 컨트롤의 용이성을 가미하면 1mmHg(=133.32Pa) 이하로 하여, 그 증기압에서의 융점(응고점)까지 온도를 올리는 것이 바람직하다.

이와 같이, 진공 동결 건조에 의한 건조 방법에서는, 진공 중에서 분산용 용제를 승화 증발시켜, 입자를 건조하기 때문에, 건조에 의한 수축이 적어서, 조직이나 구조가 파괴되지 않는다. 또한, 열풍 건조와 같이, 고온에서 시료 내에서의, 예를 들면 물 등의 액체 성분의 건조에 의한 이동이 없고, 고체가 언 상태에서 저온 건조를 하기 때문에, 부분적 성분 농축, 부분적 성분 변화, 변형이 거의 없어 바람직하다.

(3) 은 페이스트의 제조

본 발명의 제조 방법에 의해 제조된, 표면 처리된 은함유 분말을 사용하여 도전성 페이스트(은 페이스트)를 제조하려면, 상기 표면 처리한 은함유 분말(은 또는 은화합물의 분말)과, 용제 또는 결착제 수지와 용제를 혼합하고, 적당한 분산기를 사용하여 은 또는 은화합물의 분말을 분산시킨다.

본 발명의 은 페이스트의 제조에서 사용하는 용제는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 벤질알코올, 테르피네올(Terpineol) 등의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 이소포론, 아세틸아세톤 등의 케톤류; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류; 테트라히드로푸란, 디옥산, 메틸셀로솔브, 디글림, 부틸카르비톨 등의 에테르류; 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 탄산 디에틸, TXIB(1-이소프로필-2,2-디메틸트리메틸렌디이소부티레이트), 아세트산 카르비톨, 아세트산 부틸카르비톨 등의 에스테르류; 디메틸술폭시드, 술포란 등의 술폭시드 및 술폰류; 염화메틸렌, 클로로포름, 사염화탄소, 1,1,2-트리클로로에탄 등의 지방족 할로겐화 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, o-크실렌, p-크실렌, m-크실렌, 모노클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 방향족류 등을 들 수 있다.

이들 용제는 여기에 든 것에 한정되지 않고, 그 사용 시에는 단독 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 방법으로 표면 처리된 은 또는 은화합물의 분말은, 상기 용제 중에 분산된 상태에서, 기재 위에 도포되는 은 페이스트로서 사용되어도 되지만, 결착제 수지를 더 첨가하여 은 또는 은화합물의 분산 안정성을 향상시키고, 또한 기체에 대한 접착성을 향상시켜 은 페이스트로서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 은 페이스트에 사용할 수 있는 결착제 수지로서는, 아크릴 수지, 부티랄 수지, 폴리비닐알코올 수지, 아세탈 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 아세트산 비닐 에멀션, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 니트로셀룰로오스 수지, 천연 수지를 단독, 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.

상기 결착제 수지의 사용량은, 표면 처리된 은함유 분말 100질량부당 0.01∼30질량부의 범위가 바람직하고, 0.01∼10질량부의 범위가 특히 바람직하다.

또한, 용제의 사용량은 도포 방법, 인쇄 방법에 따라 다르며, 적절히 사용량을 선택하면 된다.

본 발명의 표면 처리된 은함유 분말을 원료로 하면, 은 페이스트가 필요해졌을 때, 용제 또는 용제와 결착제 수지를 사용하여 교반 등의 간단한 분산 처리를 하는 것만으로, 신속히 은 페이스트를 제조할 수 있다. 즉, 인쇄 직전에 첨가 용제, 또는 첨가 용제와 첨가 결착제와의 간단한 교반 조작을 행함으로써 양호한 은 페이스트가 얻어지기 때문에, 인쇄 장치에 부수 설비로서 페이스트 제조용이 많음을 필요로 하지 않는다. 그러나 보다 분산을 확실히 행하기 위하여 이하의 분산 수단 을 이용하여 분산 처리를 행해도 된다.

사용할 수 있는 분산 수단으로서는, 예를 들면 2본 롤, 3본 롤, 볼밀, 샌드 밀, 페블 밀(pebble mill), 트론 밀(tron mill), 샌드 그라인더, 세그바리 애트라이터(Szegvari attritor), 고속 임펠러 분산기, 고속 스톤 밀, 고속 충격 밀, 니더, 호모지나이저, 초음파 분산기 등을 들 수 있고, 이들을 사용함으로써 혼련, 분산시킬 수 있다.

혼련 및 분산이 완료된 은 페이스트는, 페이스트 상태의 조성물로서 일반적으로는 공지 관용의 도포 방법, 또는 인쇄법에 의해 절연 필름 위 또는 절연 기판 위에 인쇄하고, 이것을 가열하여 도전 회로를 형성할 수 있다.

본 발명의 은 페이스트는, 각종 도포 방법에 의해 도포물을 형성할 수 있다. 예를 들면, 공지의 롤 도포 방법 등, 구체적으로는 에어 닥터 코팅, 블레이드 코팅, 로드 코팅, 압출 코팅, 에어 나이프 코팅, 스퀴즈(squeeze) 코팅, 함침 코팅, 리버스 롤 코팅, 트랜스퍼 롤 코팅, 그라비어 코팅, 키스 코팅, 캐스트 코팅, 스프레이 코팅 등에 의해 기체 위에 도포물을 형성할 수 있다. 또한, 각종 인쇄 방법을 적용하는 것도 가능하다. 인쇄법에는 또한 요판(凹版) 인쇄와 같이 최적 점도 영역이 비교적 저점도 영역에 있는 것과, 스크린 인쇄와 같이 고점도 영역에 있는 것이 존재한다. 구체적으로는, 공판(孔版) 인쇄 방법, 요판 인쇄 방법, 평판 인쇄 방법 등을 이용하여 기체 위에 소정의 크기로 도포물을 인쇄할 수 있다.

도포 또는 인쇄 시의 기체 재료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름), 폴리이미드 필름(PI 필름), 또는 그린 시트(무기질 기판)를 들 수 있다. 이들 필름 위에 은 페이스트를 소정의 패턴으로 인쇄하고, 인쇄물의 건조 후, 가열 경화 처리해도 된다.

또한, 인쇄물의 두께는 인쇄법에 따라 다르지만, 인쇄물의 건조 시 두께가 1∼30㎛의 범위가 바람직하고, 특히 1∼15㎛의 두께가 바람직하다. 인쇄물의 건조 후, 단위 체적당의 전기 저항(체적 저항)을 올리기 위하여, 기체의 현저한 변형을 일으키지 않는 정도로, 프레스 또는 캘린더 처리를 해도 된다.

이와 같이 하여 얻어진 도포물을, 예를 들면 약 160℃에서 약 5분 건조하고, 그 다음에 약 250℃의 열처리 공정에 의해 결착제 수지의 경화를 행한다. 이에 의하여, 각종 전자 회로 기판용의 도전 회로가 얻어진다.

특히, 산화은 미립자 또는 표면이 산화은 처리된 은입자를 은 또는 은화합물 입자로서 사용한 경우에는, 상기 열처리에 의해 경화됨과 동시에 산화은으로부터 은으로 환원시켜, 환원 반응에 따라 방출된 산소에 의해 주위의 계면활성제나 수지 를 산화시켜, 열을 발생시킬 수 있다. 이 결과, 산화은이 환원된 은입자끼리를, 순은 입자를 사용한 경우에 비하여, 보다 저온(예를 들면, 160∼200℃)의 열처리로 융착 시킬 수 있다. 따라서 산화은 입자 또는 산화은 처리된 은입자를 사용한 은 페이스트는 도포 또는 인쇄 시의 기체 재료의 내열성에 대한 요구를 낮출 수 있으므로, PET나 PI, 그 밖의 플라스틱 등으로 이루어지는 기체에 대하여 특히 적합하다.

도 2에 저온 소결하는 은분말(결정자 직경이 작은 은분말)을 사용하여 제작한 계면활성제에 의한 표면 처리 후의 은분말과, 산화은 처리한 저온 소결하는 은분말(산화은 처리된 결정자 직경이 작은 은분말)을 사용하여 제조한 계면활성제에 의한 표면 처리 후의 은분말의 시차 열분석(DSC 분석)의 결과를 나타낸다.

결정자 직경이 작은 은분말을 사용하여 제조한, 본 발명의 표면 처리 후의 은분말의 DSC 분석 결과(도 2에 파선으로 나타냄)에서는, 은분말의 용융을 나타내는 흡열 피크가 215℃에 나타났다. 이것은 은분말의 결정자 직경이 작기 때문에, 종래보다도 낮은 온도에서 용융함을 나타낸다.

또한, 산화은 처리한 은분말을 사용하여 제조한, 본 발명의 표면 처리 후의 은분말의 DSC 분석 결과(도 2에 실선으로 나타냄)에서는, 은분말의 용융을 나타내는 흡열 피크가 215℃에 나타남과 함께, 134℃에 발열 피크가 나타났다. 이 발열 피크는 그 은분말의 산화은이 분해하여 산소가 방출되어, 표면의 계면활성제의 카본 성분을 산화하여 발열 반응이 일어났기 때문이라고 생각된다.

이상의 결과로부터 명백하듯이, 본 발명의 표면 처리 후의 은분말에 의하면, 종래보다도 낮은 온도에서 소성이 가능한 은 페이스트를 제조할 수 있다.

이하, 실시예로서, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예의 범위에 한정되는 것은 아니다. 또한, 물성 등의 측정 방법은 이하와 같다.

(1) 막두께 : 막두께는 막두께계 K402B(안리츠제)를 사용하여 측정했다.

(2) 체적 저항률 : 체적 저항률은 4단자 측정법의 저(低)저항률계 롤레스터 EP(미츠비시 가가쿠(주)제)로 측정했다. 시험편의 도전성 막의 막두께로부터 체적 저항률을 구했다. 또한, 체적 저항률은, 예를 들면 8.8×10^-6Ω·cm를 「8.8E-06Ω·cm」라고 기재하는 방법에 의해 나타냈다.

또한, 본 실시예에서 사용한 계면활성제 A 및 B는 이하의 것이다.

(계면활성제 A)

P(인) 함유량값이 2.7질량%인 인산모노에스테르가 주성분이며, 중량 평균 분자량이 2800인 계면활성제 Disperbyk-111(BYK 케미(주)제)을 사용하고, 상기 계면활성제를 그 산성분이 완전히 중화되는 양의 수산화칼륨에 의해 중화하여, 10질량% 계면활성제 수용액을 제조했다.

(계면활성제 B)

P(인) 함유량값이 4.4질량%인 폴리옥시알킬렌 알킬에테르·인산에스테르이며, 중량 평균 분자량이 1750, HLB가 12인 계면활성제를 사용하고, 상기 계면활성 제를 그 산성분이 완전히 중화되는 양의 수산화칼륨에 의해 중화하여, 10질량% 계면활성제 수용액을 제조했다.

(계면활성제 C)

알킬아민염의 양이온성 계면활성제로서 코코넛아민아세테이트의 10질량% 수용액을 5g, 알킬아민의 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 코코넛알킬아민에테르의 10질량% 수용액을 0.5g의 비율로 혼합하여 사용했다.

(실시예 1)

중심 입경 0.3㎛의 미츠이 긴조쿠(주)제 은분말 FHD(결정자 직경 < 10nm) 50g, 계면활성제로서 계면활성제 A의 10질량% 수용액을 2.5g, 용매인 물 50g, 및 2mm 직경의 지르코니아 비드 400g을 250cc의 플라스틱병에 넣어 혼합하고, 회전기(볼밀)를 사용하여 4시간 연육(練肉)하여, 은분말의 분산액(a1)을 얻었다.

이 은분말의 분산액(a1)을 바닥면 치수 200mmL×150mmW의 평평한 트레이에 100g 옮기고, 예비 동결 건조한 후, 동결 진공 건조를 행했다. 동결 진공 건조기는 니혼 신쿠(주)제의 「DFM-05AS」를 사용했다. 예비 동결한 은분말의 분산액(a1)을 미리 약 -40℃로 냉각한 선반에 놓고, 진공도 7∼10Pa로 20시간의 동결 진공 건조 후, 부피가 큰 스펀지 형상 건조물로서 은분말의 표면 처리물(b1) 50g을 얻었다. 이때의 은입자의 입도 분포를 체적 기준으로 도 3에 나타냈다. 체적 평균 입경은 0.6㎛이었다. 다음에, 은분말의 표면 처리물(b1) 50g, 바인더 수지로서 아크릴 수지 「#15-78」(도에이 카세이(주)제) 5.6g(고형분=2.5g), 및 아세트산 카르비톨 2.7g을 250cc의 플라스틱병에 넣어 혼합하고, 진탕기(페인트 컨디셔너)를 사용하여 0.5시간 혼합 교반하여, 은 페이스트 B-1을 얻었다. 그 은 페이스트는 경시적인 점도 상승이나 응집을 일으키지 않고 안정하였다. 이 페이스트 B-1로 PI 필름 위에 50mm×80mm 크기의 인쇄 패턴을 선폭 50㎛로 형성하여, 두께 10㎛의 스크린 인쇄 도막을 얻었다. 이 인쇄 도막을 150℃에서 5분간 건조했다. 그 후, 160℃ 및 250℃의 오븐 중에 60분 넣어 소성하고, 인쇄 상황을 현미경으로 관찰한 바, 결손이 없는 양호한 도전 회로 패턴을 형성할 수 있었다. 또한, 두께 50㎛의 솔리드(solid) 인쇄를 행하고 마찬가지 방법으로 건조, 소성을 행한 후의 건조 도막의 체적 저항을 측정했다.

건조 후, 160℃ 및 250℃의 오븐 중에 60분 넣은 후의 체적 저항은 각각 2.9E-03Ω·cm 및 6.7E-06Ω·cm를 나타냈다. 또한, 오븐 내에서 건조 도막의 체적 저항은 시간과 함께 저하했다. 오븐 온도가 250℃일 때의 체적 저항의 감소를 도 4에 나타낸다.

(실시예 2)

실시예 1에서의 계면활성제를 계면활성제 B로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로, 은분말의 분산액(a2)을 105g, 및 은분말의 표면 처리물(b2)을 50g 얻었다. 이 표면 처리물의 평균 체적 입경은 0.6㎛이며, 실시예 1과 동일한 입경 분포를 나타냈다.

다음에, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 은 페이스트 B-2를 58.3g 얻었다. 그 은 페이스트는 경시적인 점도 상승이나 응집을 일으키지 않고 안정하였다. 선폭 50㎛의 도전 회로의 인쇄 패턴을 형성한 마스크 필름을 사용하여, 스크린 인쇄 하여, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 인쇄 도막을 얻었다. 또한, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 50㎛ 막두께의 솔리드 인쇄를 행하고, 건조 후, 160℃ 및 250℃의 오븐 중에 60분 넣은 후의 체적 저항을 측정한 바, 각각 1.7E-02Ω·cm 및 1.5E-05Ω·cm를 나타냈다.

(실시예 3)

실시예 2에서의 은분말 FHD를 후쿠다 긴조쿠하쿠분(주)제 은분말 AgC-G로 한 이외는, 실시예 2와 마찬가지 방법으로, 은분말의 분산액(a3)을 105g, 및 은분말의 표면 처리물(b3)을 50g 얻었다. 이때의 은입자의 체적 평균 입경은 0.2㎛이며, 분포폭이 좁은 입도 분포를 나타냈다.

다음에, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 은 페이스트 B-3을 58.3g 얻었다. 그 은 페이스트는 경시적인 점도 상승이나 응집을 일으키지 않고 안정하였다. 실시예 1과 마찬가지 방법으로 인쇄 패턴을 형성한 마스크 필름을 사용하여, 스크린 인쇄하여, 인쇄 도막을 얻었다. 또한, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 50㎛ 막두께의 솔리드 인쇄를 행하고, 건조 후, 160℃ 및 250℃의 오븐 중에 60분 넣은 후의 체적 저항을 측정한 바, 각각 4.5E-05Ω·cm, 2.5E-05Ω·cm를 나타냈다.

(실시예 4)

실시예 2에서의 은분말 FHD를 그 표면을 10% 산화은 처리한 은분말 Ag₂O·FHD로 한 이외는, 실시예 2와 마찬가지 방법으로, 산화은 처리한 은분말의 분산액(a4)을 105g, 및 산화은 처리한 은분말의 표면 처리물(b4)을 50g 얻었다. 이때 의 은입자의 입도 분포를 체적 기준으로 도 5에 나타냈다. 체적 평균 입경은 0.7㎛이며, 분포폭이 좁은 입도 분포를 나타냈다.

다음에, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 은 페이스트 B-4를 58.3g 얻었다. 그 은 페이스트는 경시적인 점도 상승을 일으키지 않고 안정하였다. 실시예 1과 마찬가지 방법으로 인쇄 패턴을 형성한 마스크 필름을 사용하여, 스크린 인쇄하여, 인쇄 도막을 얻었다. 또한, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 50㎛ 막두께의 솔리드 인쇄를 행하고, 이 인쇄 도막을 150℃에서 5분간 건조했다. 그 후, 160℃ 및 250℃의 오븐 중에서의 건조 도막의 체적 저항을 측정했다. 건조 후, 160℃ 및 250℃의 오븐 중에 60분 넣은 후의 체적 저항은 각각 9.8E-05Ω·cm 및 1.5E-05Ω·cm를 나타냈다.

(실시예 5)

중심 입경 0.3㎛의 미츠이 긴조쿠(주)제의 10% 산화은 처리한 은분말 FHD(결정자 직경 < 10nm) 50g, 계면활성제 C(알킬아민염의 양이온성 계면활성제로서 코코넛아민아세테이트의 10질량% 수용액을 5g, 알킬아민의 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 코코넛알킬아민에테르의 10질량% 수용액을 0.5g), 용매인 물 50g, 및 2mm 직경의 지르코니아 비드 400g을 250cc의 플라스틱병에 넣어 혼합하고, 회전기(볼밀)를 사용하여 4시간 연육하여, 은 페이스트(a5)를 얻었다.

이 은분말의 분산액(a5)을 바닥면 치수 200mmL×150mmW의 평평한 트레이에 100g 옮기고, 예비 동결 건조한 후, 동결 진공 건조를 행했다. 동결 진공 건조기는 니혼 신쿠(주)제의 「DFM-05AS」를 사용했다. 예비 동결한 은분말의 분산 액(a5)을 미리 약 -40℃로 냉각한 선반에 놓고, 진공도 7∼10Pa로 20시간 동결 진공 건조 후, 부피가 큰 스펀지 형상 건조물로서 은분말의 표면 처리물(b5) 50g을 얻었다. 이때의 표면 처리된 은입자의 입도 분포를 도 6에 나타냈다.

다음에, 은분말의 표면 처리물(b5) 50g, 폴리올 성분으로서 「BARNOC DE-140-70」(다이니뽄 잉끼 가가꾸 고오교오(주)제) 및 「BARNOC DB980」(다이니뽄 잉끼 가가꾸 고오교오(주)제), 이소시아누레이트 프리폴리머 성분으로서 「BARNOC DB980K」(다이니뽄 잉끼 가가꾸 고오교오(주)제)의 혼합물의 용제 성분을 아세트산 카르비톨로 치환한 바인더 수지 4.17g(고형분=2.5g), 및 아세트산 카르비톨 4.2g을 250cc의 플라스틱병에 넣어 혼합하고, 진탕기(페인트 컨디셔너)를 사용하여 0.5시간 혼합 교반하여, 은 페이스트 B-5를 얻었다. 이 은 페이스트 B-5를 PI 필름 위에 50mm×80mm의 직사각형 및 Line/Space = 40㎛/40㎛의 인쇄 패턴을 형성하여, 스크린 인쇄 도막을 얻었다. 직사각형 인쇄 도막의 평균 두께는 12㎛이었다. 한편, 인쇄 패턴에서의 두께 분포를 레이저 현미경(VK-9500 키엔스사제)으로 측정했다. 그 프로파일을 도 7에 나타낸다. 여기서, 스크린판의 사양은 640메시, 선직경 15㎛, 캘린더 두께 22㎛, 유제 두께 10㎛이다. 인쇄 패턴의 피크 높이의 평균값은 11.9㎛이었다.

직사각형의 인쇄 도막을 150℃에서 5분간 건조했다. 건조 후, 160℃ 및 250℃의 오븐 중에 60분 넣은 후의 체적 저항률을 측정한 바, 각각 3.7E-05Ω·cm 및 7.5E-06Ω·cm를 나타냈다. 오븐 내에서 건조 도막의 체적 저항률은 시간과 함께 저하했다. 오븐 온도가 160℃ 및 250℃일 때의 체적 저항률의 감소를 도 8에 나타 냈다.

(비교예 1)

실시예 1에서의 계면활성제 대신에, P 함유량값이 0.4질량%인 인산디에스테르를 성분으로 갖는 중량 평균 분자량 2500인 아크릴계 계면활성제 Disperbyk-2001(BYK 케미(주)제) 0.5g을 사용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로, 은분말의 분산액(a6)을 105g, 및 은분말의 표면 처리물(b6)을 50g 얻었다. 이 표면 처리물의 입경 분포를 체적 기준으로 도 3에 나타냈다. 다음에, 은 페이스트 B6을 사용하여 실시예 1과 동일한 인쇄 패턴을 형성한 마스크 필름을 사용하여, 스크린 인쇄한 바, 마스크 일부에 막힘을 일으켜 세선의 인쇄가 불가능하였다. 또한, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 50㎛ 막두께의 솔리드 인쇄를 행하고, 이 인쇄 도막을 150℃에서 5분간 건조했다. 그 후, 160℃ 및 250℃의 오븐 중에 60분 넣은 후의 건조 도막의 체적 저항을 측정했다.

건조 후, 160℃ 및 250℃의 오븐 중에 60분 넣은 후의 체적 저항은 각각 2.5E+01Ω·cm 및 2.2E-05Ω·cm를 나타냈다. 또한, 오븐 내에서 건조 도막의 체적 저항은 시간과 함께 저하했다. 오븐 온도가 250℃일 때의 체적 저항의 감소를 도 4에 나타낸다.

(비교예 2)

실시예 1에서의 계면활성제 대신에, 고순도의 유화 분산제로서 하이테놀 NF13(다이이치 고교 세이야쿠(주)제) 0.5g을 사용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로, 은분말의 분산액(a6)을 105g, 및 은분말의 표면 처리물(b6)을 50g 얻었 다. 이 표면 처리물의 체적 평균 입경은 1.5㎛이며, 최대 입경이 35㎛가 되는 입경 분포를 나타냈다. 다음에, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 제조한 은 페이스트 B6을 사용하여 인쇄 패턴을 형성한 마스크 필름을 사용하여, 스크린 인쇄한 바, 마스크 일부에 막힘을 일으켜 세선의 인쇄가 불가능하였다.

(비교예 3)

실시예 1에서의 계면활성제 대신에, 특수 카르복시산형 고분자 계면활성제로서 포이즈 520(카오(주)제) 0.5g을 사용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지 방법으로, 은분말의 분산액(a7)을 105g, 및 은분말의 표면 처리물(b7)을 50g 얻었다. 이 표면 처리물의 체적 평균 입경은 0.9㎛이며, 최대 입경이 24㎛가 되는 입경 분포를 나타냈다. 다음에, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 제조한 은 페이스트 B7을 사용하여 인쇄 패턴을 형성한 마스크 필름을 사용하여, 스크린 인쇄한 바, 마스크 일부에 막힘을 일으켜 세선의 인쇄가 불가능하였다.

이상, 실시예 및 비교예에 사용한 은분말과 계면활성제를 표 1에 정리했다. 또한, 160℃와 250℃에서 각각 60분간 소성했을 때의 체적 저항률의 값, 및 스크린 인쇄 정밀도, 스크린 인쇄 적성(適性)을 표 2에 정리했다.

여기서, 스크린 인쇄 정밀도, 스크린 인쇄 적성은 이하의 기준으로 평가했다.

(스크린 인쇄 정밀도)

선폭 50㎛의 도전 회로 패턴을 스크린 인쇄에 의해 빠짐없이 인쇄할 수 있는지의 여부로 ○, ×를 판단했다.

(스크린 인쇄 적성)

400메시, 선직경 18㎛의 스크린을 사용한 스크린 인쇄에 의해, 막힘없이 인쇄할 수 있는지의 여부로 ○, ×를 판단했다.

<표 1>

<표 2>

표 1, 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 인 함유율이 0.5∼10질량%인 인산에스테르계의 계면활성제, 또는 알킬아민계와 알킬아민염계의 계면활성제 혼합물을 사용하여 도전성 페이스트(은 페이스트)를 제조한 바, 30㎛의 세선을 인쇄하기 위한 마스크에 막힘을 일으키지 않고, 양호한 분산성을 갖는 도전성 페이스트가 제조되었다. 또한, 표 2와 도 3 및 도 4에 나타낸 은 페이스트 중의 은입자의 분산도와 체적 저항률의 관계로부터 명백한 바와 같이, 은 페이스트의 분산 상태는 응집되어 있는 것보다, 분산되어 있는 것 쪽이 최밀 충전이 얻어지기 쉬워, 도전성이 높아짐을 알 수 있다.

또한, 이들 도전성 페이스트는 표면이 산화은 처리된 은분말을 사용한 경우, 입경이 가는 은분말을 사용했을 때에 저온 소성에 의한 배선 패턴 형성에 의해, 양호한 도전성을 실현할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 미소 입경의 은 또는 은화합물 입자가 양호하게 분산되어, 점도 상승 등의 물성의 경시적 변화가 없고, 선폭이 좁은 도전성이 양호한 도전 회로를 형성 가능한 은 페이스트를 제공할 수 있으므로 산업상 유용하다.

Claims

은 또는 은화합물 입자가, 알킬아민계 혹은 알킬아민염계 계면활성제, 또는 인 함유율이 0.5∼10질량%인 인산에스테르계 계면활성제와 함께 분산용 용제 중에 분산된 분산액을 진공 동결 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 분산액을 제조하기 위하여, 은 또는 은화합물 입자를 상기 계면활성제 존재하에서, 상기 분산용 용제 중에 분산시키는 공정을 갖는, 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 분산액을 제조할 때, 원료가 되는 은 또는 은화합물 입자가 은 또는 은화합물의 분말인, 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 분산액을 제조하기 위하여, 액상 중에서 은 또는 은화합물 입자를 합성하고, 합성한 입자를 여과에 의해 취출하고, 그 취출한 입자가 건조되기 전에 상기 분산용 용제 중에 분산시킨 후, 그 분산액 중에 상기 계면활성제를 첨가하는 공정 을 갖는, 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 은 또는 은화합물 입자의 체적 평균 입경은 0.05∼10㎛의 범위인, 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 은 또는 은화합물 입자는 표면이 산화은으로 피복된 은입자이며, 그 산화은 함유율이 1∼30질량%인, 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법.
제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 기재된 표면 처리된 은함유 분말의 제조 방법에 의해 얻어진 표면 처리된 은함유 분말을 주성분으로서 함유하는 은 페이스트.