WO2017154251A1 - 導電性ペースト - Google Patents

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WO2017154251A1
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conductive paste
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silver particles
resin
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美知夫 幸松
哲郎 古谷
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福田金属箔粉工業株式会社
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon

Definitions

  • the present invention relates to a conductive paste capable of forming an electrode of a capacitor.
  • the conductive paste has a low solid content, but has an appropriate viscosity and high thixotropy, so that the paste at the end of the coating film flows even when forming a thin film.
  • a capacitor which is a kind of electronic component, is basically composed of a dielectric and two electrodes that are arranged separately from the dielectric.
  • dielectric aluminum capacitors, ceramic capacitors, tantalum capacitors, There are types such as film capacitors, and there are shapes such as cubes, cylinders, and eggs.
  • electrodes of tantalum capacitors and functional polymer type aluminum capacitors are formed by applying a conductive paste in which a conductive material is dispersed in a binder resin to a pretreated dielectric and then curing to form an electrode layer. Can be created.
  • the electrode layer When forming the electrode layer, if the viscosity or thixotropy of the conductive paste is low, the paste at the end flows and the coating film becomes thin.
  • Tantalum capacitors and functional polymer type aluminum capacitors are available in cubic shapes and laminated structures, and when applying conductive paste to such cubes, the ends become extremely thin, The side part swells.
  • the end portion is usually thickly coated to have a predetermined thickness or more.
  • capacitors are also being miniaturized, and there is an increasing demand for a thin electrode layer.
  • the solid content of the conductive material, binder resin, etc. of the conductive paste In order to reduce the thickness of the electrode layer, it is effective to reduce the solid content of the conductive material, binder resin, etc. of the conductive paste. However, if the solid content is low, the viscosity of the paste decreases and the thixotropy decreases.
  • the conductive coating film at the end becomes thinner and the end is required to be thickened. Also, if the solid content is increased, the end is less likely to become thinner. However, there is a problem that thinning becomes difficult.
  • the specific resistance value of the conductive coating film is low and the coating film strength is also required.
  • the end is not extremely thin, and the end and the plane (side) part have a constant thickness, and has a coating strength, low specific resistance, and stable and good conductivity. Development of a conductive paste capable of forming a conductive coating film having the property is desired.
  • flaky silver powder A having an average particle diameter of 3 to 8 ⁇ m, a specific surface area of 1.5 to 4.0 m 2 / g and an apparent density of 0.4 to 1.1 g / cm 3 , an average particle diameter of 3 to 10 ⁇ m,
  • An electrically conductive paste composition containing ⁇ 85% by weight is disclosed.
  • the conductive paste composition disclosed in Patent Document 1 has a problem that the specific resistance value is relatively high because the silver content in the solid content is low.
  • the present inventors made it a technical subject to solve the above-mentioned problems, and as a result of many trial and error trial manufactures and experiments, the average particle diameter was 4 to 10 ⁇ m, and the specific surface area was 1.5 to 3.0 m 2 / g.
  • silver particle aggregate A having an aspect ratio of 40 to 150 and an apparent density of 0.4 to 1.0 g / cm 3, an average particle diameter of 2 to 5 ⁇ m, a specific surface area of 1.0 to 1.5 m 2 / g, and an aspect ratio of less than 50 It consists of an aggregate of flake (flakes) -like silver particles mixed with silver particle aggregate B with an apparent density of 2.0 to 3.5 g / cm 3, a resin and a solvent, and has a solid content of 40 to A conductive paste with 55 wt%, viscosity 2.0-6.0 dPa ⁇ s, and thixo value 1.5-1.8 has moderate viscosity and high thixotropy, and the end paste is difficult to flow. Acquiring remarkable knowledge that a flat (side) part has a constant film thickness, has a coating strength, has a low specific resistance, and has a stable conductivity. The technical problem has been achieved.
  • the present invention is a conductive paste comprising an aggregate of flaky silver particles, a resin, and a solvent.
  • the aggregate of flaky silver particles includes 30 to 60% by weight of the following silver particle aggregate A and the following silver
  • It is a conductive paste having a 55% by weight, a viscosity of 2.0 to 6.0 dPa ⁇ s, and a thixo value of 1.5 to 1.8.
  • Silver particle aggregate A average particle diameter 4 to 10 ⁇ m, specific surface area 1.5 to 3.0 m 2 / g, aspect ratio 40 to 150, apparent density 0.4 to 1.0 g / cm 3
  • Silver particle aggregate B average particle size 2 to 5 ⁇ m, specific surface area 1.0 to 1.5 m 2 / g, aspect ratio less than 50, apparent density 2.0 to 3.5 g / cm 3
  • the present invention is a conductive paste in which the ratio of the aggregate of the flaky silver particles in the solid content is 84 to 90% by weight.
  • the resin is a conductive paste of a fluorine-containing resin.
  • the present invention also relates to a method for producing a conductive paste produced by kneading an aggregate of flaky silver particles, a resin and a solvent, wherein the aggregate of flaky silver particles comprises the following silver particle aggregate
  • An aggregate of flaky silver particles in which A is mixed in an amount of 30 to 60% by weight and the following silver particle aggregate B to be 100% by weight, and the aggregate of flaky silver particles and the resin in the conductive paste Is a method for producing a conductive paste having a total solid content of 40 to 55% by weight.
  • Silver particle aggregate A average particle diameter 4 to 10 ⁇ m, specific surface area 1.5 to 3.0 m 2 / g, aspect ratio 40 to 150, apparent density 0.4 to 1.0 g / cm 3
  • Silver particle aggregate B average particle size 2 to 5 ⁇ m, specific surface area 1.0 to 1.5 m 2 / g, aspect ratio less than 50, apparent density 2.0 to 3.5 g / cm 3
  • the present invention is a method for producing a conductive paste that is kneaded so that the conductive paste has a viscosity of 2.0 to 6.0 dPa ⁇ s and a thixo value of 1.5 to 1.8.
  • the present invention is also a method for producing a conductive paste, wherein the ratio of the flaky silver particles in the solid content is 84 to 90% by weight.
  • the present invention is also a method for producing a conductive paste in which the resin is a fluororesin.
  • the aggregate of flaky silver particles in the present invention is a flake (flakes) having an average particle diameter of 4 to 10 ⁇ m, a specific surface area of 1.5 to 3.0 m 2 / g, an aspect ratio of 40 to 150, and an apparent density of 0.4 to 1.0 g / cm 3. 30 to 60% by weight of the silver particle aggregate A (hereinafter referred to as “aggregate A”).
  • the aggregate A is an extremely thin flaky silver particle having an aspect ratio (major axis / thickness) of 40 to 150, an appropriate viscosity and high thixotropy can be secured without increasing the solid content.
  • the aggregate A is in the form of extremely thin flakes having an average particle size of 4 to 10 ⁇ m, the concealment rate is high.
  • flake-like silver particle aggregate B (hereinafter referred to as “aggregate”) having an average particle diameter of 2 to 5 ⁇ m, a specific surface area of 1.0 to 1.5 m 2 / g, an aspect ratio of less than 50, and an apparent density of 2.0 to 3.5 g / cm 3
  • solid content the total of the aggregate of flaky silver particles and the resin (hereinafter referred to as “solid content”) in the conductive paste.
  • solid content the total of the aggregate of flaky silver particles and the resin (hereinafter referred to as “solid content”) in the conductive paste.
  • a conductive coating film having a film thickness of 10 ⁇ m or more can be formed, and even with a thin film of 10 to 25 ⁇ m, the end portion and the flat portion (side surface portion) are constant. A thick coating can be formed.
  • a conductive coating film with a constant film thickness and a low specific resistance value can be formed at the end and flat (side) part. it can.
  • the conductive paste in the present invention comprises an aggregate of flaky silver particles, a binder resin, and a solvent, and the aggregate of flaky silver particles is a mixture of aggregate A and aggregate B.
  • the proportion of aggregate A in the flaky silver particles is preferably 30 to 60% by weight, more preferably 45 to 55% by weight. If the ratio of the aggregate A is less than 30% by weight, the specific resistance value is high, and if it exceeds 60% by weight, the coating film strength is lowered.
  • Aggregate A can be produced by putting granular silver powder having an average particle size of 0.5 to 10 ⁇ m into a ball mill equipped with a stirring blade, and rotating the stirring blade into a flake shape.
  • the magnitude of the centrifugal force applied to the contents of the stirring ball mill container is not particularly limited, but the stirring blade may be rotated so that a centrifugal force of 5 to 300 G is applied to the contents of the container.
  • a well-known metallic ball may be introduced into the stirring ball mill.
  • the granular silver powder as a raw material is not particularly limited, and a granular silver powder obtained by a conventionally known method such as an atomizing method, an electrolytic method, or a chemical reduction method can be used.
  • various solvents and various treating agents can be added during the agitation to adjust the particle size and the like.
  • the solvent to be added is not limited, and examples thereof include water, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, dimethyl ketone, diethyl ketone, diethyl ether, dimethyl ether, diphenyl ether, toluene and xylene. These solvents can be used alone or in appropriate combination.
  • the treatment agent to be added is not particularly limited, and examples thereof include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and sorbitan fatty acid ester. be able to. These surfactants can be used alone or in combination of two or more.
  • fatty acids such as oleic acid, stearic acid and myristic acid can be used as the treating agent. These fatty acids may be used alone or in combination of two or more.
  • the aggregate B mixed with the aggregate A is flaky silver particles having an average particle diameter of 2 to 5 ⁇ m, a specific surface area of 1.0 to 1.5 m 2 / g, an aspect ratio of less than 50, and an apparent density of 2.0 to 3.5 g / cm 3. is there.
  • the specific resistance value is not preferable.
  • the assembly B can be produced by the same method as the assembly A except that it is produced by a method using a rotary ball mill without a stirring blade.
  • the average particle size of silver particles in each aggregate can be obtained by measuring the 50% average particle size using a laser diffraction particle size distribution measuring device or the like.
  • the specific surface area of silver particles in each aggregate can be measured by a BET method using a fluid specific surface area automatic measuring device or the like.
  • the aspect ratio (major axis (2r) / thickness (t)) of the silver particles in each aggregate was 10.5, and the flake-shaped major axis (2r) was measured by observing with a field emission scanning electron microscope or the like.
  • the specific surface area (S) can be calculated by calculating the thickness (t) by adding it to [Formula 1].
  • the apparent density of each aggregate is measured by the method specified in JISZ2504.
  • the binder resin in the present invention is not particularly limited as long as it can be cured by irradiation with heat, ultraviolet rays, visible light, or the like, and is a fluororesin, acrylic resin, polyester resin, melamine resin, silicon resin, epoxy resin. And butyral resin, phenoxy resin, polyimide resin and the like.
  • the solid content in the conductive paste is preferably 40 to 55% by weight, more preferably 44 to 50% by weight. If it is less than 40% by weight, the viscosity and thixotropy will be too low, and if it exceeds 55% by weight, the viscosity and thixotropy will be too high. It is.
  • the ratio of the aggregate of flaky silver particles in the solid content is preferably 84 to 90% by weight, more preferably 86 to 88% by weight. If it is less than 84% by weight, the ratio of the binder resin is too high and the viscosity and thixotropy are too high, so the film thickness does not become a constant thin film, and the ratio of aggregates of flaky silver particles is too low. Because it becomes higher. Further, if the content exceeds 90% by weight, the ratio of the binder resin is too small, the viscosity and the thixotropy are low, and the film thickness is not constant.
  • the conductive paste in the present invention is added with a solvent in order to dissolve the solid resin and adjust the viscosity and thixo value.
  • the solvent to be added is not particularly limited, and examples thereof include isopentyl acetate, butycarbitol acetate (BCA), butyl carbitol, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and texanol.
  • the aggregate of flaky silver particles, the binder resin, and the solvent can be kneaded in a crusher for 30 to 60 minutes, and the viscosity and thixo value can be adjusted to produce the conductive paste in the present invention.
  • the conductive paste preferably has a viscosity of 2.0 to 6.0 dPa ⁇ s and a thixo value of 1.5 to 1.8. Even if the thixo value is 1.5 to 1.8, if the viscosity is lower than 2.0 dPa ⁇ s, the paste at the end of the coating will flow and the end will become thinner, and if it is higher than 6.0 dPa ⁇ s, the film thickness will be reduced. Because it becomes difficult.
  • the viscosity of the conductive paste is 2.0 to 6.0 dPa ⁇ s
  • the thixo value is lower than 1.5
  • the paste at the end of the coating will flow and the end will become thinner. This is because the flow of the paste at the portion can be suppressed, but it does not become a thin film with a certain thickness.
  • Viscosity can be measured using a rotary viscometer or the like.
  • the thixo value is determined by measuring the viscosities of a conductive paste at 5 ° C. and 50 rpm at 25 ° C. with a rotary viscometer HBDV-III spindle CPE-42 (manufactured by Brookfield). It is a value obtained by calculation.
  • the conductive paste in the present invention is applied on a pretreated tantalum or aluminum element and heated at 100 to 150 ° C. for 15 to 30 minutes, or cured by irradiation with ultraviolet rays or visible light depending on the type of binder resin. By doing so, an electrode layer can be formed on the dielectric.
  • the specific resistance value of the conductive coating film is calculated by [Equation 3] after measuring the resistance value of the cured coating film by a four-terminal method using an ohmmeter.
  • a suitable amount of zirconia beads with a diameter of 0.5 mm was introduced into a media agitation type wet crusher / disperser with a cylindrical container with a diameter of 107 mm and a height of 320 mm, the peripheral speed of the agitation rotor was set to 7 m / s, and the average particle size was A slurry solution in which 700 g of 2 ⁇ m spherical silver powder and 6 L of ethanol were mixed was circulated for 3 hours. Thereafter, the contents of the cylindrical container were filtered, ethanol was removed from the filtrate, and dried to obtain each aggregate A described in Tables 1 and 2.
  • a ball mill having a diameter of 150 mm and a height of 190 mm is charged with a metal ball having a diameter of 1 mm and 700 g of silver powder having a specific surface area of 1.2 m 2 / g obtained by a chemical reduction method, and the rotation speed of the container is set to 60 rpm for 6 hours. Rotation stopped after driving. Thereafter, the contents of the cylindrical container were sieved to obtain each aggregate B shown in Tables 1 and 2.
  • the 50% average particle size of each aggregate was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-3100 (manufactured by Shimadzu Corporation) to obtain an average particle size.
  • the specific gravity of silver is 10.5, the major axis (2r) measured by field emission scanning electron microscope FE-SEM (JSM-7800F manufactured by JEOL Ltd.) (hereinafter referred to as “SEM”), and the specific surface area automatic measuring device Flow Soap II After calculating the thickness (t) by [Equation 1] using the specific surface area measured by 2100, the aspect ratio (2r / t) was calculated.
  • each assembly A or B is poured into a cylindrical cup having an inner diameter of 28 ⁇ 0.5 mm and a volume of 25 ⁇ 0.03 cm 3 using a funnel having an orifice of 2.5 mm, and from the mass m of each assembly in the cup [ Calculation was performed using Equation 4].
  • Ratio of solid content of each conductive paste (solid content / paste), ratio of flaky silver particles in solid content ((A + B) / solid content), and ratio of aggregate A in aggregate of flaky silver particles ( A / (A + B)) is as described in Table 3 and Table 4. All ratios are weight percent.
  • the viscosity (dPa ⁇ S) of each conductive paste is a value measured at 25 ° C. and 50 rpm measured with a rotary viscometer HBDV-III spindle CPE-42 (manufactured by Brookfield).
  • the thixo value was calculated from [Equation 2] by measuring the 5 rpm and 50 rpm viscosity (dPa ⁇ S) at 25 ° C. of each conductive paste.
  • Each conductive paste was applied to a glass substrate to a size of 4 mm ⁇ 40 mm and heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes to form a conductive coating film on the glass substrate.
  • the resistance value of the formed coating film was measured with a resistance meter milliohm high tester 3540-02 (manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.) by the 4-terminal method, and the specific resistance value was calculated by [Equation 3].
  • the measured resistivity value was 3 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm or less, it was evaluated as ⁇ , and when it was larger, it was evaluated as ⁇ .
  • Each conductive paste was applied to a ceramic element of 5 mm ⁇ 5 mm and 1 mm thickness by dipping, and heat treated at 150 ° C. for 30 minutes to form a conductive coating (FIG. 1). The vicinity of the center of the element on which the coating film was formed was cut in the vertical direction, and the cross section was observed by SEM.
  • the element is covered up to the edge, the thickness is 10 to 25 ⁇ m, and the difference between the maximum value of the film thickness and the film thickness (minimum value) of the edge is 10 ⁇ m or less. No evaluation was made, or a case where the central part swelled beyond 30 ⁇ m and the difference between the maximum film thickness and the film thickness at the end (minimum value) exceeded 10 ⁇ m was evaluated as x (FIG. 2).
  • the conductive paste according to the present invention can form a conductive coating film having a constant and stable conductivity even when forming a thin film.
  • the conductive paste in the present invention has a low solid content, but has an appropriate viscosity and high thixotropy. Since it can be formed, even when it is applied in the shape of a cube or the like, it is possible to form a thin-film conductive coating film in which the end portion of the coating film is not thin and the side surface portion does not swell. Further, since the specific resistance value is low and the coating film strength is high, it can be suitably used for forming electrodes for small tantalum capacitors and aluminum capacitors. Therefore, it can be said that the present invention is a highly industrially applicable invention.

Abstract

【課題】　適度な粘度と高いチクソ性を備え、薄い導電塗膜を形成させる場合に塗膜端部のペーストが流動し難く、塗膜端部と平面部の膜厚が一定になると共に塗膜強度が有り、比抵抗値が低くて安定した導電性を備えた薄膜の導電塗膜を形成できる導電性ペーストを提供する。 【解決手段】 平均粒子径4～10μm、比表面積1.5～3.0m2/g、アスペクト比40～150、見かけ密度0.4～1.0g/cm3の銀粒子集合体Aを30～60重量％と平均粒子径2～5μm、比表面積1.0～1.5m2/g、アスペクト比50未満、見かけ密度が2.0～3.5g/cm3の銀粒子集合体Bとを混合して100重量％になるフレーク状銀粒子の集合体と樹脂と溶剤とからなり、該導電性ペーストの固形分量が40～55重量％、粘度が2.0～6.0dPa・S、チクソ値が1.5～1.8である導電性ペースト。

Description

導電性ペースト
　本発明はコンデンサの電極を形成できる導電性ペーストに関し、該導電性ペーストは、固形分量は低いが、適度な粘度と高いチクソ性を備えるから、薄膜形成時においても塗膜端部のペーストが流動し難く、端部と平面部が一定の膜厚になると共に、導電材料がフレーク状の銀粒子で比抵抗値が低いから、安定した導電性を備える薄膜の導電塗膜を形成できる導電性ペーストに関する。
　電子部品の一種であるコンデンサは、基本的には、誘電体と誘電体に分離されて配置されている2つの電極とで構成され、誘電体の種類によって、アルミコンデンサ、セラミックコンデンサ、タンタルコンデンサ、フィルムコンデンサ等の種類があり、立方体、円柱、卵型等の形状がある。
　コンデンサの中でも、タンタルコンデンサや機能性高分子タイプのアルミコンデンサの電極は導電材料をバインダー樹脂に分散させた導電性ペーストを下処理された誘電体に塗布した後、硬化させて電極層を形成することによって作成することができる。
　電極層を形成するに際し、導電性ペーストの粘度やチクソ性が低ければ、端部のペーストが流動して塗膜が薄くなる。
　タンタルコンデンサや、機能高分子タイプのアルミコンデンサには立方体形状や積層構造のものがあり、このような立方体等の形状に導電性ペーストを塗布する場合には、端部が極端に薄くなったり、側面部が膨れたりする。
　しかし、電極層の一部でも極端に薄くて所定の厚みに満たないと安定した導電性が得られないから、通常、端部を所定の厚み以上になるよう厚塗りすることが行われる。
　しかし、厚塗りすると膜厚を一定の厚みにすることは難しく、また、作業効率も悪くなる。
　一方で、電子機器の小型化に伴い、コンデンサも小型化が図られており、電極層の薄膜化の要請が高まっている。
　電極層を薄膜化するには、導電性ペーストの導電材料やバインダー樹脂等の固形分量を減らすことが有効であるが、固形分量が低いとペーストの粘度が低くなり、チクソ性が低下する。
　粘度が低くなり、チクソ性が低下すると、塗膜端部のペーストの流動性がさらに高まるから、立方体等の形状に塗布した際には側面部にペーストが垂れて膨らみ、一方で、端部はよりいっそう薄くなるので端部と側面部の膜厚が一定の厚みの薄膜を形成することは非常に困難になる。
　即ち、固形分量を低くして薄膜にしようとすると、端部の導電塗膜が薄くなって端部を厚塗りする作業が必要になり、また、固形分量を高くすると、端部は薄くなりにくいが、薄膜化が困難になるという問題がある。
　加えて、コンデンサの電極として使用するには、導電塗膜の比抵抗値が低く、また、塗膜強度も必要である。
　そこで、端部が極端に薄くならず、端部と平面(側面)部の膜厚が一定の厚みを有する薄膜であって、塗膜強度が有り、比抵抗値が低くて安定で良好な導電性を備える導電塗膜を形成できる導電性ペーストの開発が望まれている。
特開２００４－１１１０５７
　特許文献１には、3～8μmの平均粒径、1.5～4.0m2／gの比表面積および0.4～1.1g／cm3の見掛け密度を有する薄片状銀粉A、3～10μmの平均粒径、0.6～1.2m2／gの比表面積及び1.5～2.1g／cm3の見掛け密度を有する薄片状銀粉Bならびに樹脂を含有する導電性ペースト組成物であって、薄片状銀粉Aを薄片状銀粉Aと薄片状銀粉Bとの合計重量100部に対して30～95重量部となる割合で含有し、そして薄片状銀粉Aと薄片状銀粉Bとの合計を導電性ペーストの固形分に対して35～85重量％となるように含有する導電性ペースト組成物が開示されている。
　しかしながら、特許文献1に開示の導電性ペースト組成物は固形分量における銀含有量が低いから、比抵抗値が比較的高い値になるといった問題がある。
　本発明者らは、前記諸問題点を解決することを技術的課題とし、試行錯誤的な数多くの試作・実験を重ねた結果、平均粒子径4～10μm、比表面積1.5～3.0m2/g、アスペクト比40～150、見掛け密度0.4～1.0g/cm3の銀粒子集合体Aを30～60重量％と平均粒子径2～5μm、比表面積1.0～1.5m2/g、アスペクト比50未満、見掛け密度が2.0～3.5g/cm3の銀粒子集合体Bとを混合して100重量％になるフレーク(薄片)状銀粒子の集合体と樹脂と溶剤とからなり、固形分量が40～55重量％、粘度が2.0～6.0 dPa・s、チクソ値が1.5～1.8の導電性ペーストであれば、適度な粘度と高いチクソ性を備えて端部のペーストが流動し難いため、端部と平面(側面)部が一定の膜厚で、塗膜強度が有り、比抵抗値が低く安定した導電性を備えた薄膜の導電塗膜を形成できるという刮目すべき知見を得て、前記技術的課題を達成したものである。
　前記技術的課題は次のとおり、本発明によって解決できる。
　本発明は、フレーク状銀粒子の集合体と樹脂と溶剤とからなる導電性ペーストであって、前記フレーク状銀粒子の集合体は、下記銀粒子集合体Aを30～60重量％と下記銀粒子集合体Bとを混合して100重量％になるフレーク状銀粒子の集合体であり、前記導電性ペーストは前記フレーク状銀粒子の集合体と前記樹脂との合計である固形分量が40～55重量％、粘度が2.0～6.0 dPa・s、チクソ値が1.5～1.8である導電性ペーストである。
銀粒子集合体A：平均粒子径4～10μm、比表面積1.5～3.0m2/g、アスペクト比40～150、見掛け密度0.4～1.0g/cm3
銀粒子集合体B：平均粒子径2～5μm、比表面積1.0～1.5m2/g、アスペクト比50未満、見掛け密度が2.0～3.5g/cm3
　また、本発明は、前記固形分量中の前記フレーク状銀粒子の集合体の割合が84～90重量％の導電性ペーストである。
　また、本発明は、前記樹脂がフッ素含有の樹脂の導電性ペーストである。
　また、本発明は、フレーク状銀粒子の集合体と樹脂と溶剤とを混錬して製造する導電性ペーストの製造方法であって、前記フレーク状銀粒子の集合体は、下記銀粒子集合体Aを30～60重量％と下記銀粒子集合体Bとを混合して100重量％になるフレーク状銀粒子の集合体であり、前記導電性ペーストにおける前記フレーク状銀粒子の集合体と前記樹脂との合計である固形分量が40～55重量％である導電性ペーストの製造方法である。
銀粒子集合体A：平均粒子径4～10μm、比表面積1.5～3.0m2/g、アスペクト比40～150、見掛け密度0.4～1.0g/cm3
銀粒子集合体B：平均粒子径2～5μm、比表面積1.0～1.5m2/g、アスペクト比50未満、見掛け密度が2.0～3.5g/cm3
　また、本発明は、導電性ペーストの粘度が2.0～6.0 dPa・s、チクソ値が1.5～1.8になるよう混錬する導電性ペーストの製造方法である。
　また、本発明は、固形分量中の前記フレーク状銀粒子の割合が84～90重量％である導電性ペーストの製造方法である。
　また、本発明は前記樹脂がフッ素樹脂である導電性ペーストの製造方法である。
　本発明におけるフレーク状銀粒子の集合体は、平均粒子径4～10μm、比表面積1.5～3.0m2/g、アスペクト比40～150、見掛け密度0.4～1.0g/cm3のフレーク(薄片)状の銀粒子集合体A(以下「集合体A」と言う)を30～60重量％含有する。
　集合体Aはアスペクト比(長径／厚み)が40～150という極めて薄いフレーク状銀粒子だから、固形分量を上げずに適度な粘度と高いチクソ性を確保できる。
　また、集合体Aは平均粒径が4～10μmの極めて薄いフレーク状であるから、隠蔽率も高い。
　また、平均粒子径2～5μm、比表面積1.0～1.5m2/g、アスペクト比50未満、見かけ密度が2.0～3.5g/cm3のフレーク(薄片)状の銀粒子集合体B(以下「集合体B」と言う)を集合体Aと混合したフレーク状銀粒子の集合体を導電材料とすることで比抵抗値を低くすることができると共に、電極として使用できる塗膜強度も得られる。
　また、導電性ペースト中のフレーク状銀粒子の集合体と樹脂との合計(以下「固形分量」と言う)は40～55重量％であるから、薄膜の導電塗膜を形成することができるし、作業効率にも優れる。
　本発明における導電性ペーストであれば10μm以上の膜厚の導電塗膜を形成することができ、また、10～25μmの薄膜であっても、端部と平面部(側面部)が一定の膜厚の塗膜が形成できる。
　また、フレーク状銀粒子の含有量を固形分量の84～90重量％にすることで、端部と平面(側面)部が一定の膜厚で、かつ、比抵抗値の低い導電塗膜が形成できる。
ディッピング法によって素子に導電塗膜を形成させた図である。 素子の断面から観察した導電塗膜の形成状態の模式図である。
　本発明における導電性ペーストはフレーク状銀粒子の集合体とバインダー樹脂と溶剤とからなり、該フレーク状銀粒子の集合体は集合体Aと集合体Bとを混合したものである。
　フレーク状銀粒子における集合体Aの割合は30～60重量％が好ましく、更に好ましくは、45～55重量％である。
　集合体Aの割合が30重量％に満たないと比抵抗値が高くなり、また、60重量％を超えて含有すると塗膜強度が低下するのでいずれも好ましくない。
　集合体Aは、撹拌翼を備えたボールミルに平均粒径が0.5～10μmの粒状銀粉を入れ、撹拌翼を回転させてフレーク状にすることで製造することができる。
　撹拌ボールミルの容器の内容物に対して加えられる遠心力の大きさは特に限定されないが、容器の内容物に対して5～300Gの遠心力が加わるように撹拌翼を回転させればよい。
　また、撹拌ボールミルには、周知の金属性のボールを投入しても良い。
　原料の粒状銀粉は、特に限定されず、従来周知のアトマイズ法、電解法または化学還元法などの方法で得られた粒状銀粉を使用することができる。
　撹拌ボールミルには粒径等の調整のために撹拌時に各種溶媒や各種処理剤を入れることができる。
　投入する溶媒は限定されないが、例えば水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ジメチルケトン、ジエチルケトン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、ジフェニルエーテル、トルエンおよびキシレンが挙げられる。これらの溶媒は、単独で、または適宜組み合わせて使用することもできる。
　投入する処理剤は特に限定されないが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、およびソルビタン脂肪酸エステル等の非イオン性界面活性剤を挙げることができる。　これらの界面活性剤は、単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することもできる。
　また、処理剤として、オレイン酸、ステアリン酸およびミリスチン酸等の脂肪酸を使用することもできる。これらの脂肪酸は単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用しても良い。
　集合体Aに混合させる集合体Bは、平均粒子径2～5μm、比表面積1.0～1.5m2/g、アスペクト比50未満、見かけ密度が2.0～3.5g/cm3のフレーク状の銀粒子である。該範囲を外れるフレーク状銀粒子の集合体や球状の銀粒子の集合体を混合させると比抵抗値が高くなって好ましくない。
　集合体Bは、攪拌翼のない回転式ボールミルを使用する方法にて製造する以外は集合体Aと同様の方法にて製造することができる。
　各集合体の銀粒子の平均粒径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置等を使用して50％平均粒径を測定することで得ることができる。
　各集合体の銀粒子の比表面積は、流動式比表面積自動測定装置等を使用し、BET法によって測定することができる。
　各集合体の銀粒子のアスペクト比(長径(2r)／厚み(t))は、銀の比重を10.5とし、電界放射型走査電子顕微鏡等で観察してフレーク形状の長径(2r)を測定し、比表面積(S)を［式1］に算入して厚み(t)を求めることによって算出できる。
体積(πr2t）×10.5×比表面積(S)＝表面積（2πr2+2πrt）　［式1］
　各集合体の見掛け密度は、JISZ2504に規定される方法にて測定する。
　本発明におけるバインダー樹脂は熱又は紫外線や可視光等の照射で硬化させることができるものであれば特に限定されるものではなく、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂等を例示することができる。
　導電性ペーストにおける固形分量は40～55重量％が好ましく、更に好ましくは44～50量％である。
　40重量％に満たないと、粘度やチクソ性が低くなり過ぎて、また、55重量％を超えて含有すれば粘度やチクソ性が高くなり過ぎて、いずれも膜厚が一定の薄膜にならないからである。
　固形分量におけるフレーク状銀粒子の集合体の割合は84～90重量％が好ましく、さらに好ましくは86～88量％である。
　84重量％より少なければ、バインダー樹脂の割合が多くて粘度及びチクソ性が高くなり過ぎるので、膜厚が一定の薄膜にならないし、フレーク状銀粒子の集合体の割合が低すぎて比抵抗値が高くなるからである。
　また、90重量％を超えて含有すれば、バインダー樹脂の割合が少な過ぎて、粘度及びチクソ性が低く、膜厚が一定の薄膜にならないからである。
　本発明おける導電性ペーストは、固形樹脂を溶解したり、粘度やチクソ値を調整したりするために溶剤を添加する。
　添加する溶剤は特に限定されるものではなく、酢酸イソペンチル、ブチカルビトールアセテート(BCA)、ブチルカルビトール、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、テキサノールを例示することができる。
　フレーク状銀粒子の集合体、バインダー樹脂及び溶剤は擂潰機で30～60分混錬し、粘度、チクソ値を調整して本発明における導電性ペーストを製造することができる。
　導電性ペーストの粘度は2.0～6.0dPa・s、チクソ値は1.5～1.8が好ましい。チクソ値が1.5～1.8であっても、粘度が2.0 dPa・sよりも低いと塗膜端部のペーストが流動して端部が薄くなり、また、6.0 dPa・sよりも高ければ薄膜化が困難になるからである。
　また、導電性ペーストの粘度は2.0～6.0dPa・sであってもチクソ値が1.5より低ければ、塗膜端部のペーストが流動して端部が薄くなり、1.8より大きければ、塗膜端部のペーストの流動は抑制できるが、一定の厚みの薄膜にならないからである。
　粘度は、回転式粘度計等を用いて測定することができる。
　本発明におけるチクソ値とは、回転式粘度計HBDV－III スピンドルCPE－42(ブルックフィールド社製)にて、導電性ペーストの25℃における5rpmと50rpmの各粘度を測定し、［式2］に算入して得た値である。
　チクソ値＝5rpm粘度(dPa・s)／50rpm粘度(dPa・s)　　［式2］
　本発明における導電性ペーストは、下処理を施されたタンタルやアルミ素子上に塗布し、100～150℃で15～30分間加熱するか、バインダー樹脂の種類により、紫外線や可視光線の照射で硬化させることで誘電体上に電極層を形成させることができる。
　導電塗膜の比抵抗値は、硬化させた塗膜の抵抗値を抵抗計によって4端子法によって測定した後、［式3］にて算出する。
　比抵抗値(ρ)＝抵抗値(Ω)×断面積(cm2)／長さ(cm)　　［式3］
　本発明の実施例を以下に示すが、本発明はこれに限定されない。
(集合体A)
　直径107mm×高さ320mmの円筒容器を有するメディア攪拌型湿式粉砕・分散機に、直径0.5mmのジルコニア製ビーズを適量投入後、攪拌ローターの周速を7m/sに設定し、平均粒径が2μmの球状銀粉700gとエタノール6Lを混合したスラリー溶液を3時間循環させた。
　その後、円筒容器の内容物をろ過し、ろ液からエタノールを除去し、乾燥させて表1及び表2記載の各集合体Aを得た。
(集合体B)
　直径150mm×高さ190mmを有するボールミル装置に直径1mmの金属球と化学還元法により得られた比表面積1.2m2/gの銀粉末700gを投入し、容器の回転数60rpmに設定して6時間運転した後に回転を停止した。その後、円筒容器の内容物を篩分けして表1及び表2記載の各集合体Bを得た。
(平均粒径)
　各集合体の50％平均粒径をレーザー回折式粒子径分布測定装置SALD-3100(株式会社島津製作所製)を用いて測定し平均粒径とした。
（比表面積）
　各集合体は流動式比表面積自動測定装置フローソーブII 2100(株式会社島津製作所製)を使用し、BET法による比表面積値の測定を行った。
(アスペクト値)
　銀の比重を10.5とし、電界放射型走査電子顕微鏡FE-SEM（日本電子製JSM-7800F）（以下「SEM」と言う）観察によって測定した長径(2r)と、比表面積自動測定装置フローソープII 2100によって測定した比表面積とを用いて［式1］にて厚み(t)を算出したのち、アスペクト比(2r／t)を算出した。
 (見掛け密度)
　JISZ2504に準拠して測定した。即ち、2.5mmのオリフィスをもつ漏斗を使用して内径28±0.5mm、容積25±0.03cm3の円筒形コップに各集合体A又はBを流し込み、コップ内の各集合体の質量mより［式4］にて算出した。
Pac＝m／25　　［式4］
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　得られた各集合体と樹脂及び溶剤を表3及び表4に記載する割合で配合し、擂潰機で30分間混錬し、実施例及び比較例の各導電性ペーストを得た。
　各導電性ペーストの固形分量の比率(固形分量／ペースト)、固形分量におけるフレーク状銀粒子の比率(（A+B）／固形分量)及びフレーク状銀粒子の集合体における集合体Aの比率(A／(A+B))は表3及び表4記載のとおりである。比率はいずれも重量％である。
(粘度及びチクソ値)
　各導電性ペーストの粘度(dPa・S)は、回転式粘度計HBDV－III　スピンドルCPE－42(ブルックフィールド社製)にて測定した25℃、50rpmの値である。
　チクソ値は、各導電性ペーストの25℃における5rpmと50rpm粘度(dPa・S)を測定し［式2］にて算出した。
(比抵抗)
　各導電性ペーストをガラス基板に4mm×40mmの寸法に塗布し、150℃で30分間熱処理してガラス基板上に導電塗膜を形成した。形成された塗膜の抵抗値を4端子法にて抵抗計ミリオームハイテスタ3540-02(日置電機株式会社製）にて測定し［式3］にて比抵抗値を算出した。
　測定した比抵抗値が3×10－5Ω・cm以下であれば○、それより大きければ×として評価した。
(塗膜外観)
　5mm×5mmで厚さ1mmのセラミック素子にディッピング法にて各導電性ペーストを塗布し、150℃で30分間熱処理して導電塗膜を形成した(図1)。塗膜を形成した素子の中心付近を縦方向に切断し、断面をSEM観察した。
　素子の端部まで被覆され、10～25μmの膜厚で、かつ、膜厚の最大値と端部の膜厚(最小値)との差が10μm以下のものを○、端部が被覆されていないもの、又は、中央部が30μmを超えて膨れて、膜厚の最大値と端部の膜厚(最小値)との差が10μmを超えるものを×として評価した(図2)。
(膜厚)
　実施例5、6及び8と比較例1、3及び4の各導電性ペーストにて形成した導電塗膜についてSEM観察により、素子に形成された各塗膜の膜厚の最大値と端部の膜厚(μm)を測定し、その差を算出した。
　各結果を表3(実施例)及び表4(比較例)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表3及び4より、本発明に係る導電性ペーストであれば、導電塗膜が10～25μmの薄膜であっても、塗膜端部の膜厚と膜厚の最大値との差は10μm以下であり、また、比抵抗値も低いことが分かる。
　よって、本発明に係る導電性ペーストは、薄膜形成時においても膜厚が一定で安定した導電性を備える導電塗膜が形成できることが証明された。
　本発明における導電性ペーストは、固形分量は低いが、適度な粘度と高いチクソ性を備えるため、薄膜形成時においても塗膜端部のペーストが流動せずに均一な膜厚の導電塗膜を形成できるから、立方体等の形状に塗布した場合でも塗膜端部が薄くならず、側面部が膨らまない薄膜の導電塗膜を形成できる。また、比抵抗値が低く、塗膜強度も有るため、小型のタンタルコンデンサやアルミコンデンサの電極形成にも好適に使用することができる。
　したがって、本発明は産業上の利用可能性の高い発明であると言える。
１　　　　導電塗膜
２　　　　素子
３　　　　素子の断面

Claims (7)

  1. フレーク状銀粒子の集合体と樹脂と溶剤とからなる導電性ペーストであって、前記フレーク状銀粒子の集合体は、下記銀粒子集合体Aを30～60重量％と下記銀粒子集合体Bとを混合して100重量％になるフレーク状銀粒子の集合体であり、前記導電性ペーストは前記フレ
    ーク状銀粒子の集合体と前記樹脂との合計である固形分量が40～55重量％、粘度が2.0～6.0 dPa・s、チクソ値が1.5～1.8である導電性ペースト。
    銀粒子集合体A：平均粒子径4～10μm、比表面積1.5～3.0m2/g、アスペクト比40～150、見掛け密度0.4～1.0g/cm3
    銀粒子集合体B：平均粒子径2～5μm、比表面積1.0～1.5m2/g、アスペクト比50未満、見掛け密度が2.0～3.5g/cm3
  2. 前記固形分量中の前記フレーク状銀粒子の集合体の割合が84～90重量％である請求項1記載の導電性ペースト。
  3. 前記樹脂がフッ素含有の樹脂である請求項1又は2記載の導電性ペースト。
  4. フレーク状銀粒子の集合体と樹脂と溶剤とを混錬して製造する導電性ペーストの製造方法であって、前記フレーク状銀粒子の集合体は、下記銀粒子集合体Aを30～60重量％と下記銀粒子集合体Bとを混合して100重量％になるフレーク状銀粒子の集合体であり、前記導電性ペーストにおける前記フレーク状銀粒子の集合体と前記樹脂との合計である固形分量が40～55重量％である導電性ペーストの製造方法。
    銀粒子集合体A：平均粒子径4～10μm、比表面積1.5～3.0m2/g、アスペクト比40～150、見掛け密度0.4～1.0g/cm3
    銀粒子集合体B：平均粒子径2～5μm、比表面積1.0～1.5m2/g、アスペクト比50未満、見掛け密度が2.0～3.5g/cm3
  5. 導電性ペーストの粘度が2.0～6.0 dPa・s、チクソ値が1.5～1.8になるよう混錬する請求項4記載の導電性ペーストの製造方法。
  6. 固形分量中の前記フレーク状銀粒子の割合が84～90重量％である請求項4又は5記載の導電性ペーストの製造方法。
  7. 前記樹脂がフッ素樹脂である請求項4乃至6いずれか記載の導電性ペーストの製造方法。
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