WO2016114105A1 - 導電性ペーストおよびそれを用いた導電膜の製造方法 - Google Patents

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conductive film
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conductive
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英史 藤田
秀治 金田
由 村野
伊東 大輔
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Dowaエレクトロニクス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a conductive paste, and more particularly to a conductive paste used for manufacturing a conductive film for forming an electrode or a circuit of an electronic component and a method for manufacturing a conductive film using the conductive paste.
  • a photosensitive paste containing inorganic fine particles such as glass fine particles, a photosensitive organic component, and a compound having an azole structure such as benzotriazole is applied to a substrate. Then, after exposure, development is performed, and then baking is performed to form a pattern (of a conductive film) (see, for example, Patent Document 1). Also, after printing a copper ink solution containing copper nanoparticles on the surface of the substrate and drying it, the copper nanoparticles are fused by photo-sintering by exposure to a pulse, and a photo-sintered copper nano-particle film (conductive film) Has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, a conductive ink using copper fine particles with benzotriazole deposited on the surface as a conductive filler has been proposed as an oxidation resistant treatment (see, for example, Patent Document 3).
  • JP-A-9-218508 (paragraph numbers 0010-0056) Japanese translation of PCT international publication 2010-528428 (paragraph number 0009-0014) JP 2008-285761 A (paragraph number 0008-0010)
  • Patent Document 1 it is necessary to apply a photosensitive paste to a substrate, expose it, develop it using a developer, and then bak it at a high temperature (520 to 610 ° C.). It is complicated and cannot be fired by light irradiation, and a pattern cannot be formed on a heat-sensitive substrate such as paper or PET (polyethylene terephthalate) film.
  • a high temperature 520 to 610 ° C.
  • the storage stability of the copper ink solution containing copper nanoparticles is not sufficient, and the adhesion to a substrate such as paper is not sufficient.
  • the conductive ink of Patent Document 3 when used as a conductive paste for light baking, the conductive film cracks when the conductive film is formed by applying it to a substrate and drying it, followed by baking by light irradiation. Sexuality gets worse.
  • the present invention is capable of forming a conductive film having good adhesion and conductivity with a substrate by photo-baking and a conductive paste having good storage stability and the same. It aims at providing the manufacturing method of the electrically conductive film using this.
  • the present inventors have found that copper fine particles having an average particle diameter of 1 to 100 nm coated with an azole compound, copper coarse particles having an average particle diameter of 0.3 to 20 ⁇ m, a resin, If a chlorine compound is added to the glycol solvent, a conductive paste having good adhesion and conductivity with the substrate can be formed by photo-baking, and a conductive paste having good storage stability is produced. As a result, the present invention has been completed.
  • the conductive paste according to the present invention comprises copper fine particles having an average particle diameter of 1 to 100 nm coated with an azole compound, copper coarse particles having an average particle diameter of 0.3 to 20 ⁇ m, a resin, a chlorine compound, and a glycol-based paste. And a solvent.
  • the chlorine compound is preferably at least one selected from the group consisting of sodium chloride, calcium chloride, chloroform and trichloroacetic acid.
  • the total amount of copper fine particles and copper coarse particles in the conductive paste is preferably 50 to 90% by mass, and the ratio of the mass of copper fine particles to the mass of copper coarse particles in the conductive paste is 1: 9 to 5%. : 5 is preferred.
  • the azole compound is preferably benzotriazole, and the glycol solvent is preferably ethylene glycol.
  • the resin is preferably at least one of a polyvinyl pyrrolidone resin and a polyvinyl butyral resin, and the conductive paste preferably contains a dispersant.
  • the conductive film manufacturing method according to the present invention is characterized in that the conductive film is formed on the substrate by applying the conductive paste to the substrate and pre-baking, and then irradiating and baking the light. .
  • the conductive paste is preferably applied by screen printing, and pre-baking is preferably performed by vacuum drying at 50 to 200 ° C. Further, the light irradiation is preferably performed by irradiating light having a pulse period of 500 to 2000 ⁇ s, a pulse voltage of 1600 to 3800 V and a wavelength of 200 to 800 nm, and the thickness of the conductive film is 1 to 30 ⁇ m. preferable.
  • the electroconductive paste which can form the electrically conductive film with favorable adhesiveness and electroconductivity with photo-baking, and has favorable storage stability, and the manufacturing method of an electrically conductive film using the same are provided. can do.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the shape of the electrically conductive paste apply
  • 3 is a graph showing the absorbance of a dispersion of copper fine particles of Example 1.
  • Embodiments of the conductive paste according to the present invention include copper fine particles having an average particle diameter of 1 to 100 nm coated with an azole compound, copper coarse particles having an average particle diameter of 0.3 to 20 ⁇ m, a resin, a chlorine compound, And glycol-based solvent.
  • Copper fine particles with an average particle size of 1 to 100 nm are particles that are easy to oxidize and sinter.
  • the storage stability is improved and the light absorption is improved. Makes it easier to sinter.
  • the azole compound has a conjugated double bond in the molecule, so that the copper fine particles are easily sintered by absorbing light in the ultraviolet wavelength region (200 to 400 nm) and converting it into heat.
  • the coarse copper particles having an average particle size of 0.3 to 20 ⁇ m relax the shrinkage of the conductive film accompanying the sintering of the copper fine particles and crack the conductive film when fired by light irradiation to form the conductive film. To prevent the conductivity from deteriorating and to prevent the conductivity from deteriorating even when the conductive film becomes thicker.
  • the total amount of copper fine particles and copper coarse particles is preferably 50 to 90% by mass, and more preferably 60 to 80% by mass.
  • the ratio of the mass of the copper fine particles to the mass of the copper coarse particles is preferably 1: 9 to 5: 5, and more preferably 2: 8 to 4: 6.
  • the azole compound is preferably benzotriazole.
  • the conductive paste solvent is preferably water-soluble in order to improve the wettability of the substrate, and copper is easily oxidized. It preferably has a functional hydroxyl group, and preferably has a boiling point of 180 ° C. or higher so that it can be continuously printed on the substrate.
  • a glycol solvent made of glycol or a derivative thereof is used as the solvent having such properties.
  • glycol solvent examples include ethylene glycol, isopropylene glycol, 1,6-hexanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, dipropylene glycol, 1,5-pentanediol, diethylene glycol, (molecular weight 200 Polyethylene glycol, methylpentanediol, triethylene glycol, etc. can be used, and ethylene glycol is preferably used.
  • the chlorine compound may be an inorganic chlorine compound or an organic chlorine compound.
  • the inorganic chlorine compound sodium chloride, calcium chloride, potassium chloride and the like can be used.
  • the organic chlorine compound chloroform, trichloroacetic acid, 2-methoxyethoxymethyl chloride, trimethylstearyl ammonium chloride and the like can be used. it can.
  • These chlorine compounds are preferably added so that the mass ratio of Cl to Cu (Cl / Cu) is 0.1 to 1.5 mass%, and the mass ratio of Cl to the conductive paste is 0.00. It is preferable to add 1 to 1.0% by mass.
  • the resin contained in the conductive paste can improve adhesion to the substrate and dissolves in a glycol-based solvent at a high concentration. It is preferable that the resin be capable of imparting appropriate viscosity and sagging and capable of forming a flexible conductive film.
  • the resin having such properties it is preferable to use at least one of polyvinyl pyrrolidone (PVP) resin and polyvinyl butyral (PVB) resin.
  • the amount of polyvinyl pyrrolidone resin in the conductive paste is preferably 3 to 9% by mass with respect to the total amount of copper fine particles and copper coarse particles.
  • the amount of polyvinyl butyral resin in the conductive paste is preferably 3 to 6% by mass with respect to the total amount of copper fine particles and copper coarse particles.
  • polyvinylpyrrolidone resin examples include Pitzkor K-30 (weight average molecular weight 45,000), Pitzkor K-90 (weight average molecular weight 1,200,000) manufactured by DKS Corporation, Wako Pure Chemical Industries, Ltd. PVP K-25 (weight average molecular weight 20,000) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., for example, S-LEC B series, S-LEC K series, Co., Ltd., can be used. Kuraray's Mowital B series can be used.
  • the conductive paste it is preferable to add a dispersant to the solvent in order to improve the dispersibility of the copper fine particles.
  • the amount of the dispersing agent added is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 2% by mass with respect to the conductive paste. Any dispersant may be used as long as it has an affinity for the surface of the copper fine particles and also has an affinity for the glycol solvent.
  • dispersant having such properties examples include nonionic polyoxyethylene (for example, TRITON X-100 manufactured by Sigma Aldrich), polyoxyethylene (8) octylphenyl ether (for example, TRITON X manufactured by Sigma Aldrich).
  • nonionic polyoxyethylene for example, TRITON X-100 manufactured by Sigma Aldrich
  • polyoxyethylene (8) octylphenyl ether for example, TRITON X manufactured by Sigma Aldrich
  • high molecular weight block copolymer for example, DISPERBYK-190 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.
  • modified acrylic block copolymer for example, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.
  • non- Ion fluorinated polyoxyethylene for example, Zonyl FS300 manufactured by DuPont Co., Ltd.
  • fluorine-containing group / hydrophilic group-containing oligomer for example, Megafac EXP TF-1540 manufactured by DIC Corporation, Fax EXP TF-1878, MegaFuck F-480SF
  • lauryltrimethylammonium chloride for example, Cotamin 24P manufactured by Kao Corporation
  • polyoxyethylene coconut alkylamine for example, Amate 102 manufactured by Kao Corporation
  • polyoxyethylene Distyrenated phenyl ether for example, Emulgen A-60 manufactured by Kao Corporation
  • special polycarboxylic acid type surfact for example,
  • the conductive paste may contain additives such as a rheology control agent, an adhesion imparting agent, and a defoaming agent.
  • the conductive paste according to the present invention it is preferable to perform kneading and defoaming with a stirring defoaming mixer, a three-roll mill, a planetary ball mill, a bead mill, a mortar and the like.
  • the conductive paste is applied to the substrate and pre-baked, and then the conductive film is formed on the substrate by irradiating with light and baking.
  • the conductive paste is preferably applied by screen printing.
  • the pre-baking is preferably performed by heating with a vacuum dryer or an IR lamp heater.
  • vacuum drying is preferably performed at 50 to 200 ° C. for 10 to 180 minutes, and when pre-baking is performed with an IR lamp heater, a heat amount of 140 to 600 J in the atmosphere is 5 to Heating for 20 seconds is preferred.
  • the light irradiation is preferably performed by irradiating light having a wavelength of 200 to 800 nm with a pulse period of 500 to 2000 ⁇ s and a pulse voltage of 1600 to 3800 V.
  • This light irradiation can be performed by irradiating light with a xenon flash lamp or the like, can be performed in a short time (about 1 to 2 pulses) in the atmosphere, and may be performed a plurality of times.
  • a conductive film having a thickness of 1 to 30 ⁇ m and good conductivity can be formed.
  • average particle diameter refers to an average primary particle diameter calculated from a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). This “average primary particle diameter” is determined by, for example, using copper fine particles or copper coarse particles at a predetermined magnification (100,000 for copper fine particles) using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) (S-4700 manufactured by Hitachi, Ltd.).
  • FE-SEM field emission scanning electron microscope
  • Coarse particles can be selected at random, and the particle size (major axis on the image) of these particles (primary particles) can be measured and calculated by calculating the number average (as the number average diameter).
  • Example 1 First, as a copper source, a solution A in which 280 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by JX Nippon Mining & Metals) and 1 g of benzotriazole (BTA) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are dissolved in 1330 g of pure water; Solution B obtained by diluting 200 g of a 50% by weight aqueous caustic soda solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a neutralizing agent with 900 g of pure water, and 80% by weight hydrazine monohydrate (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) ) Solution C was prepared by diluting 150 g with 1300 g of pure water.
  • BTA benzotriazole
  • the solution A and the solution B are mixed with stirring, adjusted to a temperature of 60 ° C., and with the stirring maintained, the entire amount of the solution C is added to the mixed solution within 30 seconds.
  • the reaction was complete.
  • FE-SEM field emission scanning electron microscope
  • S-4700 field emission scanning electron microscope
  • content of the electrically conductive filler in the electrically conductive paste obtained in this way is 70 mass%, and the ratio of the mass of Cl with respect to an electrically conductive paste is 0.24 mass%.
  • maximum particle diameter by the grind gauge of the obtained electrically conductive paste was 15 micrometers or less.
  • a screen plate (ST250-30-60 manufactured by Sonocom Co., Ltd.) having a mesh number of 250 LPI, a wire diameter of 30 ⁇ m, a cocoon thickness of 60 ⁇ m, and an emulsion thickness of 5 ⁇ m was used as a screen plate.
  • the above conductive paste is screen-printed in the shape of an antenna having a conductive length of 240 mm (shaped as shown in FIG. 1), and preliminarily baked at 100 ° C.
  • a conductive film is obtained by firing by irradiating one pulse (2000 ⁇ s) of light having a wavelength of 200 to 800 nm with a xenon flash lamp at a pulse period of 2000 ⁇ s and a pulse voltage of 2700 V. It was.
  • the film thickness of this conductive film was measured using a laser microscope (VK-9700 manufactured by Keyence Corporation), and the height difference between the surface of the substrate on which the conductive film was formed and the surface of the conductive film was measured at 100 locations, and the average was measured.
  • the film thickness of the electrically conductive film was 13.0 micrometers.
  • the line width of the conductive film (the part indicated by A in FIG. 1) was 572 ⁇ m.
  • the electric resistance (between B and C in FIG. 1) of this conductive film was measured with a tester (model CDM-03D manufactured by CUSTOM) and found to be 11.3 ⁇ .
  • the volume resistivity of this conductive film was determined from the film thickness, electrical resistance and area of the conductive film, and found to be 35.0 ⁇ ⁇ cm.
  • a cellophane tape having a width of 24 mm (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was applied to the conductive film formed on the substrate, and a load of about 5 kg was applied.
  • a load of about 5 kg was applied.
  • the air bubbles are removed and the cellophane tape and the substrate are brought into close contact, and then the substrate is fixed and the cellophane tape is lifted. It was peeled off at a speed of about 0.6 seconds while paying attention to 90 degrees, and when the peeling of the conductive film did not adhere to the tape, it was evaluated that the adhesion was very good and almost adhered.
  • Example 2 8.00 g of a chlorine compound solution containing 5% by mass of calcium chloride obtained by dissolving calcium chloride (CaCl 2 ) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in ethylene glycol as a chlorine compound (ratio of mass of Cl to Cu)
  • a conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that (Cl / Cu) was 0.37% by mass).
  • content of the electrically conductive filler in this electrically conductive paste is 70 mass%, and the ratio of the mass of Cl with respect to an electrically conductive paste is 0.26 mass%.
  • a conductive film was produced in the same manner as in Example 1, the film thickness and line width were determined, the electrical resistance (line resistance) was measured, and the volume resistivity was determined.
  • the adhesion with the substrate was evaluated.
  • the film thickness of the conductive film was 13.2 ⁇ m
  • the line width was 578 ⁇ m
  • the electric resistance (line resistance) was 13.5 ⁇
  • the volume resistivity was 43.0 ⁇ ⁇ cm
  • Example 3 8.00 g of a chlorine compound solution containing 5% by mass of chloroform obtained by dissolving chloroform (CHCl 3 ) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a chlorine compound in ethylene glycol (the ratio of the mass of Cl to Cu (Cl A conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.51% by mass of / Cu) was used.
  • content of the electrically conductive filler in this electrically conductive paste is 70 mass%, and the ratio of the mass of Cl with respect to an electrically conductive paste is 0.36 mass%.
  • a conductive film was prepared by the same method as in Example 1 except that this conductive paste was used and the pulse voltage was set to 2500 V, the film thickness and the line width were determined, and the electrical resistance (line resistance) was measured. While calculating
  • Example 4 8.00 g of chlorine compound solution containing 5% by mass of trichloroacetic acid obtained by dissolving trichloroacetic acid (CCl 3 COOH) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in ethylene glycol as the chlorine compound (the mass of Cl relative to Cu)
  • CCl 3 COOH trichloroacetic acid
  • ethylene glycol ethylene glycol
  • the ratio (Cl / Cu) was 0.37% by mass
  • content of the electrically conductive filler in this electrically conductive paste is 70 mass%, and the ratio of the mass of Cl with respect to an electrically conductive paste is 0.26 mass%.
  • a conductive film was prepared in the same manner as in Example 1, the film thickness and the line width were determined, the electrical resistance (line resistance) was measured, While calculating
  • the film thickness of the conductive film was 11.5 ⁇ m
  • the line width was 613 ⁇ m
  • the electric resistance (line resistance) was 13.6 ⁇
  • the volume resistivity was 40.0 ⁇ ⁇ cm
  • Example 5 4.00 g of a chlorine compound solution containing 5% by mass of sodium chloride (NaCl) obtained by dissolving sodium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in ethylene glycol as a chlorine compound (ratio of mass of Cl to Cu ( Cl / Cu) was 0.17% by mass), and a conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that 7.90 g of ethylene glycol was added as an additional solvent.
  • content of the electrically conductive filler in this electrically conductive paste is 70 mass%, and the ratio of the mass of Cl with respect to an electrically conductive paste is 0.12 mass%.
  • a conductive film was prepared in the same manner as in Example 1, the film thickness and the line width were determined, the electrical resistance (line resistance) was measured, While calculating
  • the film thickness of the conductive film was 15.0 ⁇ m
  • the line width was 612 ⁇ m
  • the electric resistance (line resistance) was 11.2 ⁇
  • the volume resistivity was 43.0 ⁇ ⁇ cm
  • Example 6 6 mass% sodium chloride (NaCl) obtained by dissolving 26.25 g of 80 mass% BTA-coated copper fine particles and dissolving sodium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a chlorine compound in ethylene glycol.
  • Example 1 except that 15.00 g of a chlorine compound solution containing) (the ratio of the mass of Cl to Cu (Cl / Cu) is 0.78% by mass) and 0.65 g of ethylene glycol was added as an additional solvent.
  • a conductive paste was obtained by the same method. In addition, content of the electrically conductive filler in this electrically conductive paste is 70 mass%, and the ratio of the mass of Cl with respect to an electrically conductive paste is 0.55 mass%.
  • a conductive film was prepared by the same method as in Example 1 except that this conductive paste was used and the pulse voltage was set to 2500 V, the film thickness and the line width were determined, and the electrical resistance (line resistance) was measured. While calculating
  • Example 7 8.00 g of a chlorine compound solution containing 10% by mass of chloroform obtained by dissolving chloroform (CHCl 3 ) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a chlorine compound in ethylene glycol (ratio of mass of Cl to Cu (Cl A conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1, except that 1.02% by mass of / Cu) was used.
  • content of the electrically conductive filler in this electrically conductive paste is 70 mass%, and the ratio of the mass of Cl with respect to an electrically conductive paste is 0.71 mass%.
  • a conductive film was prepared in the same manner as in Example 1, the film thickness and the line width were determined, the electrical resistance (line resistance) was measured, While calculating
  • the film thickness of the conductive film was 12.7 ⁇ m
  • the line width was 590 ⁇ m
  • the electric resistance (line resistance) was 8.0 ⁇
  • the volume resistivity was 25.0 ⁇ ⁇ cm
  • Example 8 Using the conductive paste obtained in Example 6, using cast coated paper (Miraco Chemical Co., Ltd. manufactured by Marusho Chemical Co., Ltd.) as a substrate, and using a pulse voltage of 2600 V, the same method as in Example 1, A conductive film was prepared, its film thickness and line width were determined, electric resistance (line resistance) was measured, volume resistivity was determined, and adhesion with the substrate was evaluated. As a result, the film thickness of the conductive film was 15.5 ⁇ m, the line width was 600 ⁇ m, the electric resistance (line resistance) was 8.8 ⁇ , the volume resistivity was 34.0 ⁇ ⁇ cm, and the adhesion to the substrate was good. It was.
  • Example 9 Except for using the conductive paste obtained in Example 6 and using coated paper (Thunderbird Co., Ltd., manufactured by Chuetsu Pulp Co., Ltd.) as the substrate and setting the pulse voltage to 2600 V, the same method as in Example 1 was used.
  • the conductive film was prepared, the film thickness and the line width were determined, the electrical resistance (line resistance) was measured, the volume resistivity was determined, and the adhesion with the substrate was evaluated.
  • the film thickness of the conductive film was 15.7 ⁇ m
  • the line width was 608 ⁇ m
  • the electric resistance (line resistance) was 10.8 ⁇
  • the volume resistivity was 43.0 ⁇ ⁇ cm
  • the adhesion to the substrate was good. It was.
  • Example 1 A conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that the chlorine compound solution was not added and the amount of ethylene glycol added was 11.9 g. In addition, content of the electrically conductive filler in this electrically conductive paste is 70 mass%, and the ratio of the mass of Cl with respect to an electrically conductive paste is 0 mass%.
  • a conductive film was prepared by the same method as in Example 1 except that this conductive paste was used and the pulse voltage was set to 2800 V, the film thickness and the line width were determined, and the electrical resistance (line resistance) was measured. While calculating
  • Example 2 A conductive paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that no resin was used and 10.90 g of ethylene glycol was added as an additional solvent.
  • a conductive film was prepared by the same method as in Example 1 except that this conductive paste was used and the pulse voltage was set to 2400 V, the film thickness and the line width were determined, and the electrical resistance (line resistance) was measured. While calculating
  • Tables 1 to 3 show the manufacturing conditions of the conductive pastes of these examples and comparative examples, and the film thickness, line resistance, volume resistivity, and adhesion of the conductive films prepared using the conductive pastes.
  • Example 1 it obtained by the method similar to Example 1 (BTA) except that the copper fine particles (coated with BTA) obtained in Example 1 and Solution A did not contain benzotriazole (BTA) as a dispersant.
  • the absorbance increases at a wavelength of 300 nm or less due to the presence of the conjugated double bond that absorbs the ultraviolet region, and the solution of Example 1 (coated with BTA) Even in the dispersion of copper fine particles, the absorbance is increased at a wavelength of 300 nm or less by BTA coating the copper fine particles, but in the dispersion of copper fine particles not coated with BTA, the absorbance is not increased at a wavelength of 300 nm or less.
  • an inlay consisting of an IC chip and an antenna
  • an RFID tag antenna such as an IC tag antenna formed using a conductive film manufactured from the conductive paste according to the present invention
  • a practical communication distance RFID tags such as IC tags can be manufactured.

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Abstract

本発明は、光焼成により基板との密着性と導電性が良好な導電膜を形成することができるとともに保存安定性が良好な導電性ペーストおよびそれを用いた導電膜の製造方法を提供することを目的としている。本発明は、アゾール化合物で被覆された平均粒径1~100nmの銅微粒子と、平均粒径0.3~20μmの銅粗粒子と、樹脂と、塩素化合物と、グリコール系溶剤とを含む導電性ペーストに係るものである。

Description

導電性ペーストおよびそれを用いた導電膜の製造方法
 本発明は、導電性ペーストに関し、特に、電子部品の電極や回路などを形成する導電膜の製造に使用する導電性ペーストおよびそれを用いた導電膜の製造方法に関する。
 従来、導電性ペーストを使用して導電膜を製造する方法として、ガラス微粒子などの無機微粒子と、感光性有機成分と、ベンゾトリアゾールなどのアゾール構造を持つ化合物とを含む感光性ペーストを基板に塗布し、露光した後、現像し、その後、焼成して(導電膜の)パターンを形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、銅ナノ粒子を含む銅インク溶液を基板の表面に印刷して乾燥させた後、パルスに晒して銅ナノ粒子を光焼結により融合させて、光焼結銅ナノ粒子フィルム(導電膜)を製造する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。さらに、耐酸化性処理として表面にベンゾトリアゾールを被着させた銅微粒子を導電フィラーとして用いた導電インクが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特開平9-218508号公報(段落番号0010-0056) 特表2010-528428号公報(段落番号0009-0014) 特開2008-285761号公報(段落番号0008-0010)
 しかし、特許文献1の方法では、感光性ペーストを基板に塗布し、露光した後、現像液を使用して現像し、その後、高温(520~610℃)で焼成する必要があるので、工程が煩雑であり、光照射により焼成することができず、また、紙やPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムなどの熱に弱い基板にパターンを形成することができない。また、特許文献2の方法では、銅ナノ粒子を含む銅インク溶液の保存安定性が十分ではなく、紙などの基板との密着性が十分ではない。また、特許文献3の導電インクを光焼成用の導電性ペーストとして使用すると、基板に塗布して乾燥させた後に光照射により焼成して導電膜を形成する際に導電膜にクラックが入って導電性が悪くなる。
 したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、光焼成により基板との密着性と導電性が良好な導電膜を形成することができるとともに保存安定性が良好な導電性ペーストおよびそれを用いた導電膜の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、アゾール化合物で被覆された平均粒径1~100nmの銅微粒子と、平均粒径0.3~20μmの銅粗粒子と、樹脂と、塩素化合物とをグリコール系溶剤中に添加すれば、光焼成により基板との密着性と導電性が良好な導電膜を形成することができるとともに保存安定性が良好な導電性ペーストを製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明による導電性ペーストは、アゾール化合物で被覆された平均粒径1~100nmの銅微粒子と、平均粒径0.3~20μmの銅粗粒子と、樹脂と、塩素化合物と、グリコール系溶剤とを含むことを特徴とする。
 この導電性ペーストにおいて、塩素化合物が、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、クロロホルムおよびトリクロロ酢酸からなる群から選ばれる少なくとも一種であるのが好ましい。また、導電性ペースト中の銅微粒子と銅粗粒子の総量が50~90質量%であるのが好ましく、導電性ペースト中の銅微粒子の質量と銅粗粒子の質量の割合が1:9~5:5であるのが好ましい。また、アゾール化合物がベンゾトリアゾールであるのが好ましく、グリコール系溶剤がエチレングリコールであるのが好ましい。また、樹脂がポリビニルピロリドン樹脂およびポリビニルブチラール樹脂の少なくとも一方であるのが好ましく、導電性ペーストが分散剤を含むのが好ましい。
 また、本発明による導電膜の製造方法は、上記の導電性ペーストを基板に塗布して予備焼成した後、光を照射して焼成することにより基板上に導電膜を形成することを特徴とする。
 この導電膜の製造方法において、導電性ペーストの塗布がスクリーン印刷によって行われるのが好ましく、予備焼成が50~200℃で真空乾燥することによって行われるのが好ましい。また、光の照射が、パルス周期500~2000μs、パルス電圧1600~3800Vで波長200~800nmの光をパルス照射することによって行われるのが好ましく、導電膜の厚さが1~30μmであるのが好ましい。
 本発明によれば、光焼成により基板との密着性と導電性が良好な導電膜を形成することができるとともに保存安定性が良好な導電性ペーストおよびそれを用いた導電膜の製造方法を提供することができる。
実施例および比較例において基板上に塗布した導電性ペーストの形状を示す平面図である。 実施例1の銅微粒子の分散液の吸光度を示す図である。
 本発明による導電性ペーストの実施の形態は、アゾール化合物で被覆された平均粒径1~100nmの銅微粒子と、平均粒径0.3~20μmの銅粗粒子と、樹脂と、塩素化合物と、グリコール系溶剤とを含んでいる。
 平均粒径1~100nmの銅微粒子は、酸化や焼結し易い粒子であり、表面をアゾール化合物で被覆することにより、保存安定性が向上するとともに、光の吸収性が向上して、光照射により焼結し易くなる。特に、アゾール化合物は、分子内に共役二重結合を有するため、紫外線波長領域(200~400nm)の光を吸収して熱に変換することにより、銅微粒子を焼結し易くする。
 平均粒径0.3~20μmの銅粗粒子は、光照射により焼成して導電膜を形成する際に、銅微粒子の焼結に伴う導電膜の収縮を緩和して、導電膜にクラックが入るのを防止して導電性が悪くなるのを防止するとともに、導電膜が厚くなっても導電性が悪くなるのを抑制する。
 この導電性ペーストにおいて、銅微粒子と銅粗粒子の総量は、50~90質量%であるのが好ましく、60~80質量%であるのがさらに好ましい。また、銅微粒子の質量と銅粗粒子の質量の割合は、1:9~5:5であるのが好ましく、2:8~4:6であるのがさらに好ましい。また、アゾール化合物は、ベンゾトリアゾールであるのが好ましい。
 この導電性ペーストを紙などの基板に塗布して導電膜を形成する場合、導電性ペーストの溶剤は、基板の濡れ性を向上させるために水溶性であるのが好ましく、酸化し易い銅の還元作用がある水酸基を有するのが好ましく、基板に連続的に印刷することができるように沸点180℃以上であるのが好ましい。このような性質を有する溶剤として、本発明による導電性ペーストの実施の形態では、グルコールまたはその誘導体からなるグリコール系溶剤を使用している。このグリコール系溶剤として、エチレングリコール、イソプロピレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ジプロピレングリコール、1,5-ペンタンジオール、ジエチレングリコール、(分子量200程度の)ポリエチレングリコール、メチルペンタンジオール、トリエチレングリコールなどを使用することができ、エチレングリコールを使用するのが好ましい。
 塩素化合物は、無機塩素化合物でも有機塩素化合物でもよい。無機塩素化合物としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウムなどを使用することができ、有機塩素化合物としては、クロロホルム、トリクロロ酢酸、2-メトキシエトキシメチルクロリド、トリメチルステアリルアンモニウムクロリドなどを使用することができる。これらの塩素化合物は、Cuに対するClの質量の割合(Cl/Cu)が0.1~1.5質量%になるように添加するのが好ましく、導電性ペーストに対するClの質量の割合が0.1~1.0質量%になるように添加するのが好ましい。
 また、導電性ペーストを紙などの基板に塗布して導電膜を形成する場合、導電性ペーストに含まれる樹脂は、基板に対する密着性を向上させることができ、グリコール系溶剤に高濃度で溶解して適度な粘性とダレを付与することができ、屈曲性を有する導電膜を形成することができる樹脂であるのが好ましい。このような性質を有する樹脂として、ポリビニルピロリドン(PVP)樹脂およびポリビニルブチラール(PVB)樹脂の少なくとも一方を使用するのが好ましい。
 導電性ペーストがポリビニルピロリドン樹脂を含む場合には、導電性ペースト中のポリビニルピロリドン樹脂の量が銅微粒子と銅粗粒子の総量に対して3~9質量%であるのが好ましく、導電性ペーストがポリビニルブチラールを含む場合には、導電性ペースト中のポリビニルブチラール樹脂の量が銅微粒子と銅粗粒子の総量に対して3~6質量%であるのが好ましい。
 ポリビニルピロリドン樹脂として、例えば、株式会社DKS製のピッツコールK-30(重量平均分子量45,000)、ピッツコールK-90(重量平均分子量1,200,000)、株式会社和光純薬工業株式会社製のPVP K-25(重量平均分子量20,000)などを使用することができ、ポリビニルブチラール樹脂として、例えば、積水化学工業株式会社製のS-LEC Bシリーズ、S-LEC Kシリーズ、株式会社クラレ製のMowital Bシリーズなどを使用することができる。
 導電性ペーストには、銅微粒子の分散性を向上させるために、溶剤に分散剤を添加するのが好ましい。この分散剤の添加量は、導電性ペーストに対して0.1~10質量%であるのが好ましく、0.1~2質量%であるのがさらに好ましい。この分散剤としては、銅微粒子の表面と親和性を有し且つグリコール系溶剤に対しても親和性を有するものであればよい。
 このような性質を有する分散剤の例として、非イオンポリオキシエチレン(例えば、シグマアルドリッチ社製のTRITON X-100)、ポリオキシエチレン(8)オクチルフェニルエーテル(例えば、シグマアルドリッチ社製のTRITON X-114)、高分子量ブロックコポリマー(例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社製のDISPERBYK-190)、変性アクリル系ブロック共重合物(例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社製のDISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001)、非イオンフッ素化ポリオキシエチレン(例えば、デュポン株式会社製のZonyl FS300)、含フッ素基・親水性基含有オリゴマー(例えば、DIC株式会社製のメガファックEXP TF-1540、メガファックEXP TF-1878、メガファックF-480SF)、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド(例えば、花王株式会社製のコータミン24P)、ポリオキシエチレンヤシアルキルアミン(例えば、花王株式会社製のアミート102)、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル(例えば、花王株式会社製のエマルゲンA-60)、特殊ポリカルボン酸型界面活性剤(例えば、花王株式会社製のデモールEP)、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物アンモニウム塩(例えば、花王株式会社製のMX-2045L)、ポリオキシエチレン-ラウリルアミン(例えば、日油株式会社製のナイミーンL-202、マリアリムHKM-150A)、スチレン-マレイン酸ハーフエステルコポリマーアンモニウム塩(例えば、株式会社DKS製のDKSディスコートN-14)、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(例えば、株式会社DKS製のノイゲンEA-167)、ポリオキシエチレン(20)ノニルフェニルエーテル(例えば、和光純薬工業株式会社製)、カチオン系界面活性剤(例えば、サンノプコ株式会社製のノプコスパース092)、アセチレンジオールの酸化エチレン付加物(例えば、日信化学工業株式会社製のダイノール604)などの界面活性剤からなる分散剤が挙げられる。
 また、導電性ペーストは、レオロジーコントロール剤、密着性付与剤、脱泡剤などの添加剤を含んでもよい。
 なお、本発明による導電性ペーストの実施の形態は、攪拌脱泡ミキサー、三本ロールミル、遊星ボールミル、ビーズミル、乳鉢などにより、混練脱泡を行うのが好ましい。
 また、本発明による導電膜の製造方法の実施の形態では、上記の導電性ペーストを基板に塗布して予備焼成した後、光を照射して焼成することにより基板上に導電膜を形成する。
 この導電膜の製造方法において、導電性ペーストの塗布は、スクリーン印刷によって行われるのが好ましい。また、予備焼成は、真空乾燥機やIRランプヒーターなどにより加熱することによって行われるのが好ましい。真空乾燥機によって予備焼成を行う場合には、50~200℃で10~180分間真空乾燥するのが好ましく、IRランプヒーターによって予備焼成を行う場合には、大気中において熱量140~600Jで5~20秒間加熱するのが好ましい。また、光の照射は、パルス周期500~2000μs、パルス電圧1600~3800Vで波長200~800nmの光を照射することによって行われるのが好ましい。この光照射は、キセノンフラッシュランプなどにより光を照射して行うことができ、大気中において(1~2パルス程度の)短時間で行うことができ、複数回行ってもよい。この光照射により、厚さ1~30μmで導電性が良好な導電膜を形成することができる。
 なお、本明細書中において、「平均粒径」とは、電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)から算出される平均一次粒子径をいう。この「平均一次粒子径」は、例えば、銅微粒子または銅粗粒子を電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)(株式会社日立製作所製のS-4700)により所定の倍率(銅微粒子では10万倍、銅粗粒子では形状や大きさに応じて2千倍~2万倍)で観察し、そのFE-SEM画像(必要に応じて複数の画像)上の任意の100個の銅微粒子または銅粗粒子を無作為に選択して、それらの粒子(一次粒子)の粒径(画像上の長径)を計測し、それらの個数平均により(個数平均径として)算出することができる。
 以下、本発明による導電性ペーストおよびそれを用いた導電膜の製造方法の実施例について詳細に説明する。
[実施例1]
 まず、銅源として硫酸銅五水和物(JX日鉱日石金属株式会社製)280gと、ベンゾトリアゾール(BTA)(和光純薬工業株式会社製)1gとを純水1330gに溶解した溶液Aと、中和剤として50質量%の苛性ソーダ水溶液(和光純薬工業株式会社製)200gを純水900gで希釈した溶液Bと、還元剤として80質量%のヒドラジン一水和物(大塚化学株式会社製)150gを純水1300gで希釈した溶液Cを用意した。
 次に、溶液Aと溶液Bを攪拌しながら混合し、60℃の温度に調整した後、攪拌を維持したまま、この混合溶液に溶液Cを30秒以内で全量添加して、約5分程度で反応が終了した。この反応で生成したスラリーを固液分離して得られた固形分に、エチレングリコール(EG)和光純薬工業株式会社製)を通液して、BTA被覆銅微粒子がエチレングリコールに分散した分散液を得た。この分散液中の銅微粒子を電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)(株式会社日立製作所製のS-4700)で観察したところ、(BTAで被覆された)略球形の微粒子であり、平均粒径を算出すると、約50nmであった。また、この分散液のN中における示差分析により、分散液中の銅の含有量を求めたところ、70質量%であった。
 このBTA被覆銅微粒子の分散液30.00gに、(BTA被覆銅微粒粉との質量の割合が3:7になるように)平均粒径12μmのフレーク状銅粗粒子49.00gを添加し、分散剤としてナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物アンモニウム塩からなる界面活性剤(花王株式会社製のMX-2045L)2.10gを添加し、重量平均分子量45,000のポリビニルピロリドン(PVP)樹脂(第一工業製薬株式会社製のピッツコールK-30)60質量%のエチレングリコール溶液7.00gを添加するとともに、塩素化合物として塩化ナトリウム(NaCl)(和光純薬工業株式会社製)をエチレングリコールに溶解して得られた5質量%の塩化ナトリウムを含む塩素化合物溶液8.00g(Cuに対するClの質量の割合(Cl/Cu)は0.35質量%)を添加し、追加溶媒としてエチレングリコール3.90gを添加した後、自公転式真空攪拌脱泡ミキサー(株式会社EME製のV-mini300)を使用して自転1400rpmで60秒間回転させて、導電フィラーが均一になるように混練脱泡し、その後、三本ロールをパスして均一に分散させることによって、導電フィラーとしてのBTA被覆銅微粒子(導電フィラー1)とフレーク状銅粗粒子(導電フィラー2)を含む導電性ペースト100gを得た。なお、このようにして得られた導電性ペースト中の導電フィラーの含有量は70質量%であり、導電性ペーストに対するClの質量の割合は0.24質量%である。また、得られた導電性ペーストのグラインドゲージによる最大粒径は15μm以下であった。
 次に、スクリーン版としてメッシュ数250LPI、線径30μm、紗厚60μm、乳剤厚5μmのスクリーン版(株式会社ソノコム製のST250-30-60)を使用し、基板(三菱製紙株式会社製の塗工紙DFカラーM70)上に、上記の導電性ペーストを導電長240mmの(図1に示す形状の)アンテナ状にスクリーン印刷し、予備焼成として真空乾燥機により100℃で60分間真空乾燥した後、パルス照射装置(Xenon社製のSinteron2000)を使用して、パルス周期2000μs、パルス電圧2700Vでキセノンフラッシュランプにより波長200~800nmの光を1パルス(2000μs)照射して焼成することによって導電膜を得た。
 この導電膜の膜厚を、レーザーマイクロスコープ(株式会社キーエンス製のVK-9700)を用いて、導電膜が形成された基板の表面と導電膜の表面との高低差を100箇所測定し、平均値を算出することによって求めたところ、導電膜の膜厚は13.0μmであった。また、導電膜の(図1においてAで示す部分の)線幅は572μmであった。また、この導電膜の(図1においてBとCの間の)電気抵抗(ライン抵抗)をテスター(CUSTOM社製の型式CDM-03D)により測定したところ、11.3Ωであった。また、この導電膜の体積抵抗率を、導電膜の膜厚、電気抵抗および面積から求めたところ、35.0μΩ・cmであった。
 また、この導電膜の基板との密着性を評価するために、基板上に形成された導電膜に幅24mmのセロハンテープ(ニチバン社製)を貼り付け、5kg重程度の荷重をかけた後、配線とセロハンテープの間の気泡がなくなるよう加重を擦過させることによって、気泡を除去してセロハンテープと基板を密着させ、その後、基板を固定してセロハンテープを持ち上げ、基板とテープの角度が約90度になるように注意しながら約0.6秒の速度で一気に引き剥がし、テープに導電膜の剥離が全く付着していない場合に密着性が非常に良好であると評価し、殆ど付着していない場合に密着性が良好であると評価し、導電膜のエッジの一部のみが剥離している場合に密着性が良好でないと評価し、導電膜が断線して線抵抗が測定できないほど剥離している場合に密着性が不良であると評価した。その結果、本実施例では、配線の密着性は良好であった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[実施例2]
 塩素化合物として塩化カルシウム(CaCl)(和光純薬工業株式会社製)をエチレングリコールに溶解して得られた5質量%の塩化カルシウムを含む塩素化合物溶液8.00g(Cuに対するClの質量の割合(Cl/Cu)は0.37質量%)を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、導電性ペーストを得た。なお、この導電性ペースト中の導電フィラーの含有量は70質量%であり、導電性ペーストに対するClの質量の割合は0.26質量%である。
 この導電性ペーストを使用して、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は13.2μm、線幅は578μm、電気抵抗(ライン抵抗)は13.5Ω、体積抵抗率は43.0μΩ・cmであり、基板との密着性は良好であった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[実施例3]
 塩素化合物としてクロロホルム(CHCl)(和光純薬工業株式会社製)をエチレングリコールに溶解して得られた5質量%のクロロホルムを含む塩素化合物溶液8.00g(Cuに対するClの質量の割合(Cl/Cu)は0.51質量%)を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、導電性ペーストを得た。なお、この導電性ペースト中の導電フィラーの含有量は70質量%であり、導電性ペーストに対するClの質量の割合は0.36質量%である。
 この導電性ペーストを使用し、パルス電圧2500Vとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は11.8μm、線幅は620μm、電気抵抗(ライン抵抗)は16.1Ω、体積抵抗率は49.0μΩ・cmであり、基板との密着性は良好であった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[実施例4]
 塩素化合物としてトリクロロ酢酸(CClCOOH)(和光純薬工業株式会社製)をエチレングリコールに溶解して得られた5質量%のトリクロロ酢酸を含む塩素化合物溶液8.00g(Cuに対するClの質量の割合(Cl/Cu)は0.37質量%)を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、導電性ペーストを得た。なお、この導電性ペースト中の導電フィラーの含有量は70質量%であり、導電性ペーストに対するClの質量の割合は0.26質量%である。
 この導電性ペーストを使用し、パルス電圧2600Vとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は11.5μm、線幅は613μm、電気抵抗(ライン抵抗)は13.6Ω、体積抵抗率は40.0μΩ・cmであり、基板との密着性は良好であった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[実施例5]
 塩素化合物として塩化ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)をエチレングリコールに溶解して得られた5質量%の塩化ナトリウム(NaCl)を含む塩素化合物溶液4.00g(Cuに対するClの質量の割合(Cl/Cu)は0.17質量%)を使用し、追加溶媒としてエチレングリコール7.90gを添加した以外は、実施例1と同様の方法により、導電性ペーストを得た。なお、この導電性ペースト中の導電フィラーの含有量は70質量%であり、導電性ペーストに対するClの質量の割合は0.12質量%である。
 この導電性ペーストを使用し、パルス電圧2600Vとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は15.0μm、線幅は612μm、電気抵抗(ライン抵抗)は11.2Ω、体積抵抗率は43.0μΩ・cmであり、基板との密着性は良好であった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[実施例6]
 80質量%のBTA被覆銅微粒子の分散液26.25gを使用し、塩素化合物として塩化ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)をエチレングリコールに溶解して得られた6質量%の塩化ナトリウム(NaCl)を含む塩素化合物溶液15.00g(Cuに対するClの質量の割合(Cl/Cu)は0.78質量%)を使用し、追加溶媒としてエチレングリコール0.65gを添加した以外は、実施例1と同様の方法により、導電性ペーストを得た。なお、この導電性ペースト中の導電フィラーの含有量は70質量%であり、導電性ペーストに対するClの質量の割合は0.55質量%である。
 この導電性ペーストを使用し、パルス電圧2500Vとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は13.2μm、線幅は605μm、電気抵抗(ライン抵抗)は8.1Ω、体積抵抗率は27.0μΩ・cmであり、基板との密着性は良好であった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[実施例7]
 塩素化合物としてクロロホルム(CHCl)(和光純薬工業株式会社製)をエチレングリコールに溶解して得られた10質量%のクロロホルムを含む塩素化合物溶液8.00g(Cuに対するClの質量の割合(Cl/Cu)は1.02質量%)を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、導電性ペーストを得た。なお、この導電性ペースト中の導電フィラーの含有量は70質量%であり、導電性ペーストに対するClの質量の割合は0.71質量%である。
 この導電性ペーストを使用し、パルス電圧2600Vとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は12.7μm、線幅は590μm、電気抵抗(ライン抵抗)は8.0Ω、体積抵抗率は25.0μΩ・cmであり、基板との密着性は良好であった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[実施例8]
 実施例6で得られた導電性ペーストを使用し、基板としてキャストコート紙(丸昌化学工業株式会社製のミラコート)を使用し、パルス電圧2600Vとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は15.5μm、線幅は600μm、電気抵抗(ライン抵抗)は8.8Ω、体積抵抗率は34.0μΩ・cmであり、基板との密着性は良好であった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[実施例9]
 実施例6で得られた導電性ペーストを使用し、基板として塗工紙(中越パルプ工業株式会社製の雷鳥コート)を使用し、パルス電圧2600Vとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は15.7μm、線幅は608μm、電気抵抗(ライン抵抗)は10.8Ω、体積抵抗率は43.0μΩ・cmであり、基板との密着性は良好であった。
 また、この実施例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[比較例1]
 塩素化合物溶液を添加せず、エチレングリコールの添加量を11.9gとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電性ペーストを得た。なお、この導電性ペースト中の導電フィラーの含有量は70質量%であり、導電性ペーストに対するClの質量の割合は0質量%である。
 この導電性ペーストを使用し、パルス電圧2800Vとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は14.6μm、線幅は611μm、電気抵抗(ライン抵抗)は16.7Ω、体積抵抗率は62.0μΩ・cmであり、基板との密着性は良好でなかった。
 また、この比較例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[比較例2]
 樹脂を使用せず、追加溶媒としてエチレングリコール10.90gを添加した以外は、実施例1と同様の方法により、導電性ペーストを得た。
 この導電性ペーストを使用し、パルス電圧2400Vとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電膜を作製し、その膜厚および線幅を求め、電気抵抗(ライン抵抗)を測定し、体積抵抗率を求めるともに、基板との密着性を評価した。その結果、導電膜の膜厚は7.0μm、線幅は720μm、電気抵抗(ライン抵抗)は23.0Ω、体積抵抗率は48.3μΩ・cmであり、基板との密着性は良好でなかった。
 また、この比較例で得られた導電性ペーストを窒素中において室温で1か月間静置し、目視により凝集の有無を確認したところ、凝集は見られなかった。また、このように1か月間静置した後の導電性ペーストを使用して上記と同様の方法により導電膜を作製したところ、その電気抵抗および体積抵抗率は殆ど変化しなかった。
[比較例3]
 BTA被覆銅微粒子の分散液の添加量を80.00gとし、フレーク状銅粗粒子を添加せず、分散剤の添加量を5.60g、樹脂の添加量を5.60g、追加溶媒としてのエチレングリコールの添加量を0.8gとした以外は、実施例1と同様の方法により、導電性ペーストを得た。なお、この導電性ペースト中の導電フィラーの含有量は56質量%である。
 この導電性ペーストを使用して導電膜の作製を試みたところ、導電性ペーストを焼成することができず、導電膜を作製することができなかった。
 これらの実施例および比較例の導電性ペーストの製造条件と、その導電性ペーストを使用して作製した導電膜の膜厚、ライン抵抗、体積抵抗率および密着性について表1~表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 また、実施例1で得られた(BTAで被覆された)銅微粒子と、溶液Aが分散剤としてのベンゾトリアゾール(BTA)を含まない以外は実施例1と同様の方法により得られた(BTAで被覆されていない)銅微粒子をそれぞれエチレングリコール(EG)に0.05質量%程度添加して超音波で分散させた分散液について、紫外可視分光光度計(株式会社島津製作所製のUV-1800)により波長250~1100nmで測定した吸光度(Abs)を図2に示す。図2に示すように、BTAをEGに溶解させた溶液では、紫外線領域を吸収する共役二重結合の存在により、波長300nm以下で吸光度が高くなり、実施例1の(BTAで被覆された)銅微粒子の分散液でも、銅微粒子を被覆するBTAにより、波長300nm以下で吸光度が高くなっているが、BTAで被覆されていない銅微粒子の分散液では、波長300nm以下で吸光度が高くなっていないのがわかる。
 本発明による導電性ペーストから製造した導電膜を使用して形成されたICタグ用アンテナなどのRFIDタグ用アンテナを組み込んで(ICチップとアンテナからなる)インレイを製造すれば、実用的な通信距離のICタグなどのRFIDタグを製造することができる。

Claims (13)

  1. アゾール化合物で被覆された平均粒径1~100nmの銅微粒子と、平均粒径0.3~20μmの銅粗粒子と、樹脂と、塩素化合物と、グリコール系溶剤とを含むことを特徴とする、導電性ペースト。
  2. 前記塩素化合物が塩化ナトリウム、塩化カルシウム、クロロホルムおよびトリクロロ酢酸からなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、請求項1に記載の導電性ペースト。
  3. 前記導電性ペースト中の前記銅微粒子と前記銅粗粒子の総量が50~90質量%であることを特徴とする、請求項1に記載の導電性ペースト。
  4. 前記導電性ペースト中の前記銅微粒子の質量と前記銅粗粒子の質量の割合が1:9~5:5であることを特徴とする、請求項1に記載の導電性ペースト。
  5. 前記アゾール化合物がベンゾトリアゾールであることを特徴とする、請求項1に記載の導電性ペースト。
  6. 前記グリコール系溶剤がエチレングリコールであることを特徴とする、請求項1に記載の導電性ペースト。
  7. 前記樹脂がポリビニルピロリドン樹脂およびポリビニルブチラール樹脂の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項1に記載の導電性ペースト。
  8. 前記導電性ペーストが分散剤を含むことを特徴とする、請求項1に記載の導電性ペースト。
  9. 前記請求項1に記載の導電性ペーストを基板に塗布して予備焼成した後、光を照射して焼成することにより基板上に導電膜を形成することを特徴とする、導電膜の製造方法。
  10. 前記導電性ペーストの塗布がスクリーン印刷によって行われることを特徴とする、請求項9に記載の導電膜の製造方法。
  11. 前記予備焼成が50~200℃で真空乾燥することによって行われることを特徴とする、請求項9に記載の導電膜の製造方法。
  12. 前記光の照射が、パルス周期500~2000μs、パルス電圧1600~3800Vで波長200~800nmの光を照射することによって行われることを特徴とする、請求項9に記載の導電膜の製造方法。
  13. 前記導電膜の厚さが1~30μmであることを特徴とする、請求項9に記載の導電膜の製造方法。
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