WO2021182034A1 - 導電ペーストおよびそれを用いた導電パターン - Google Patents

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孝輔 辻
賢 松村
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    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports

Definitions

  • the present invention relates to, for example, a conductive paste used for forming a conductive pattern such as an electrode of an electronic device and a conductive pattern using the conductive paste.
  • semiconductor elements semiconductor elements such as ICs and LSIs on metal pieces called lead frames and fixing them, forming circuits on substrates by printing, etc., or forming electrodes for electronic components such as capacitors.
  • conductive pastes are used for various purposes.
  • the conductive paste has less variation in line width, and circuit patterns can be printed with high accuracy. Even in the circuit pattern, it is required to have high electrical conductivity and thermal conductivity, high migration resistance, and excellent workability by having appropriate viscosity and fluidity. There is.
  • Patent Document 1 silver fine particles having an average primary particle diameter of 10 nm or more and 200 nm or less are added to silver particles having an average particle diameter of 0.5 ⁇ m or more to reduce the fluidity of the conductive paste.
  • a conductive paste that can form a conductive film wiring having a low volume resistance by suppressing the particles, and has improved adhesion to a substrate and printability.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-102273
  • three types of fillers containing nanoparticles are used so as to have an appropriate viscosity that can maintain a fine wire shape while maintaining an electrically low resistance.
  • a conductive paste in which a decrease in viscosity is suppressed is disclosed.
  • An object of the present invention is to provide a conductive paste having excellent workability by having an appropriate viscosity and fluidity, and a conductive pattern (circuit pattern) using the conductive paste.
  • the present inventors are effective in suppressing the occurrence of line width variation and migration due to bleeding during printing, and are conductive for realizing high electrical conductivity and excellent workability.
  • the above-mentioned problems were solved by adding silver-coated silica powder to the base of silver-coated copper flakes as the conductive paste. We have found that we can solve the problem, and have completed the present invention.
  • a conductive paste containing silver-coated copper flakes, silver-coated silica powder, and a conductive pattern using the same are provided.
  • the conductive paste of the present invention may further contain a binder resin, a solvent, and a curing agent.
  • the conductive paste of the present invention is a composition formed into a paste by adding silver-coated copper flakes and silver-coated silica powder, and a binder resin to them. As long as the silver-coated copper flakes, the silver-coated silica powder, and the binder resin are contained, other components such as a solvent and a defoaming agent may be contained as needed, as long as the effects of the present invention are not impaired. good.
  • the silver-coated copper flakes used in the present invention are not particularly limited as long as they are silver-coated flake-shaped copper powders, and known ones can be used.
  • the volume average particle size (D 50 ) of the silver-coated copper flakes is preferably 1.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 2.0 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. In particular, when the volume average particle size (D 50 ) of the silver-coated copper flakes is 2.0 ⁇ m or more and 20.0 ⁇ m or less, it becomes extremely easy to deal with fine lines when drawing a circuit.
  • the copper powder coated with silver spherical or substantially spherical copper powder or flake-shaped copper powder is known, but it suppresses the decrease of electrical contacts after circuit formation and increases the electrical resistance. From the viewpoint of suppressing, it is preferable to use silver-coated copper flakes in the present invention.
  • the silver-coated copper flakes may be completely coated with silver, or the copper may be partially exposed. It is preferable to completely cover with silver because the specific resistance value becomes small.
  • the blending amount of the silver-coated copper flakes is preferably 10% by volume or more and 40% by volume or less, and more preferably 30% by volume or more and 40% by volume or less with respect to the total non-volatile content of the conductive paste. When the blending amount of the silver-coated copper flakes is 10% by volume or more and 40% by volume or less, workability can be improved by having an appropriate viscosity and fluidity while keeping the specific resistance value low.
  • the silver-coated silica powder used in the present invention is not particularly limited as long as it is a silver-coated silica powder, and known ones can be used.
  • the volume average particle size (D 50 ) of the silver-coated silica powder is preferably 0.050 ⁇ m or more and 50.0 ⁇ m or less, and more preferably 0.1 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less.
  • the volume average particle size (D 50 ) of the silver-coated silica powder is 0.1 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less, the specific resistance value can be suppressed low by achieving a high filling rate.
  • the silver-coated silica powder may be completely coated with silver, or the silica may be partially exposed. It is preferable to completely cover with silver because the specific resistance value becomes small.
  • the blending amount of the silver-coated silica powder is preferably in the range of 99: 1 to 15:85, preferably in the range of 99: 1 to 20:80, in the volume ratio of the silver-coated copper flakes and the silver-coated silica powder. More preferred.
  • the volume ratio of the silver-coated copper flakes to the silver-coated silica powder is in the range of 99: 1 to 15:85, the fluidity of the obtained conductive paste becomes particularly suitable, and the variation of the lines during printing becomes small. In addition, the electrical conductivity and migration resistance of the formed circuit pattern are also improved. Further, the shape of the silver-coated silica powder can be used without particular limitation as long as it is a particle. If it is in the form of particles, it is particularly preferably used because it has excellent fluidity.
  • thermosetting resin examples include epoxy resin, phenol resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane, and thermosetting polyimide.
  • thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyester, or polyamide in which a functional group remains at the terminal may be used in combination with a curing agent.
  • the resin binder may be blended in a ratio of 30% by volume or more and 60% by volume or less with respect to the total non-volatile content of the conductive paste. preferable.
  • the solvent used for the conductive paste of the present invention is not particularly limited. It can be appropriately selected depending on the solubility of the resin to be used, the type of printing method, and the like.
  • Examples of the solvent of the present invention include one or two kinds such as ester solvent, ketone solvent, glycol ether solvent, aliphatic solvent, alicyclic solvent, aromatic solvent, alcohol solvent, water and the like. An example is a mixture of the above.
  • ester solvent examples include ethyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, ethyl lactate, dimethyl carbonate and the like.
  • ketone solvent examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone benzene, diisobutyl ketone, diacetone alcohol, isophorone, cyclohexanenon and the like.
  • Glycol ether-based solvents include ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and other monoethers such as acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, and propylene. Examples thereof include glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether and the like, and acetate esters of these monoethers.
  • examples of the aliphatic solvent include n-heptane, n-hexane, isohexane, isoheptane and the like.
  • examples of the alicyclic solvent include methylcyclohexane, ethylcyclohexane, cyclohexane and the like.
  • aromatic solvents include toluene, xylene, tetralin and the like.
  • alcohol-based solvents (excluding the above-mentioned glycol ether-based solvents) include ethanol, propanol, butanol and the like.
  • the conductive paste of the present invention has excellent workability because it has an appropriate viscosity and an appropriate fluidity, and has excellent line width variation and can print a circuit pattern with high accuracy. In addition to being effective, it also has an excellent effect of having high electrical conductivity and high migration resistance even in a printed conductive pattern.
  • the conductive paste according to the embodiment of the present invention and the conductive paste of the comparative example were produced under the following raw materials and conditions (see “Table 1”).
  • Table 1 65.1 g of Toyaltec Filler (registered trademark) / TFM-C05F (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) with a volume average particle diameter (D 50 ) of 6 ⁇ m as silver-coated copper flakes, and volume average particle diameter as silver-coated silica powder.
  • Example 1 0.29 g of Toyal Tech Filler (registered trademark) / TFM-S02P (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) with (D 50 ) of 2 ⁇ m, and 12 of Elitel (registered trademark) / UE-3210 (manufactured by Unitica) as a binder resin. .0 g, 1.7 g of blocked isocyanate (product name: 7992, manufactured by Baxenden) as a curing agent, and 24.9 g of a mixed solvent in which ethylcarbitol acetate and isophorone are mixed at a weight ratio of 16: 9 as a solvent. Then, the conductive paste of Example 1 was produced by kneading with a disper and three rolls.
  • Example 2 Same as Example 1 except that 0.57 g of Toyaltec Filler (registered trademark) / TFM-S02P (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) having a volume average particle diameter (D 50) of 2 ⁇ m was blended as the silver-coated silica powder.
  • the conductive paste of Example 2 was produced under the conditions.
  • Example 3 Same as Example 1 except that 1.2 g of Toyaltec Filler (registered trademark) / TFM-S02P (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) having a volume average particle diameter (D 50) of 2 ⁇ m was blended as the silver-coated silica powder.
  • the conductive paste of Example 3 was produced under the conditions.
  • Example 4 Same as Example 1 except that 2.3 g of Toyaltec Filler (registered trademark) / TFM-S02P (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) having a volume average particle diameter (D 50) of 2 ⁇ m was blended as the silver-coated silica powder.
  • the conductive paste of Example 4 was produced under the conditions.
  • Example 5 25.9 g of Toyaltec Filler (registered trademark) / TFM-C05F (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) with a volume average particle diameter (D 50 ) of 6 ⁇ m as silver-coated copper flakes, and volume average particle diameter as silver-coated silica powder.
  • the conductive paste of Example 5 was prepared under the same conditions as in Example 1 except that 32.3 g of Toyaltec Filler (registered trademark) / TFM-S02P (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) having a volume of 2 ⁇ m (D 50) was blended. I made it.
  • Comparative Example 1 The conductive paste of Comparative Example 1 was produced under the same conditions as in Example 1 except that the silver-coated silica powder was not blended.
  • Comparative Example 2 47.9 g of Toyaltec Filler (registered trademark) / TFM-S02P (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) with a volume average particle diameter (D 50 ) of 2 ⁇ m was blended as silver-coated silica powder without blending silver-coated copper flakes. Except for this, the conductive paste of Comparative Example 2 was produced under the same conditions as in Example 1.
  • Comparative Example 3 7.9 g of Toyaltec Filler (registered trademark) / TFM-S02P (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) with a volume average particle diameter (D 50 ) of 2 ⁇ m was blended as silver-coated silica powder without blending silver-coated copper flakes. Except for this, the conductive paste of Comparative Example 3 was produced under the same conditions as in Example 1.
  • Comparative Example 4 Examples except that 2.3 g of spherical silver powder (product name: HXR-Ag, manufactured by Nippon Atomize Processing Co., Ltd.) having a volume average particle diameter (D 50 ) of 5.7 ⁇ m was blended as an alternative to the silver-coated silica powder.
  • the conductive paste of Comparative Example 4 was produced under the same conditions as in 1.
  • Comparative Example 5 As an alternative to silver-coated copper flakes, 65.1 g of silver flakes with a volume average particle diameter (D 50 ) of 4.8 ⁇ m (product name: TCG-1 manufactured by Tokuri Kagaku Kenkyusho Co., Ltd.) were used as silver-coated silica powder. , Comparative Example under the same conditions as in Example 1 except that 2.3 g of Toyaltec Filler (registered trademark) / TFM-S02P (manufactured by Toyo Aluminum K.K.) having a volume average particle diameter (D 50) of 2 ⁇ m was blended. The conductive paste of No. 5 was produced.
  • Toyaltec Filler registered trademark
  • TFM-S02P manufactured by Toyo Aluminum K.K.
  • Comparative Example 6 As an alternative to silver-coated copper flakes, 65.1 g of silver flakes with a volume average particle size (D 50 ) of 4.8 ⁇ m (product name: TCG-1 is manufactured by Tokuriki Kagaku Kenkyusho Co., Ltd.) are blended and silver-coated silica. The conductive paste of Comparative Example 6 was produced under the same conditions as in Example 1 except that no powder was blended.
  • Table 1 shows the addition amount (g) of each component blended in the conductive pastes of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 and the blending ratio (Vol%) of each component to the total non-volatile content of the conductive paste.
  • circuit pattern (conductive pattern) Using the conductive pastes of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6, the material is stainless steel, the number of screen meshes is 325 mesh, the emulsion thickness is 10 ⁇ m, the line width is 100 ⁇ m, and the distance between each line is 100 ⁇ m.
  • a screen printing machine product name: DP-320 type screen printing machine, manufactured by Neurongue Precision Industry Co., Ltd.
  • the sheet on which the circuit pattern was printed was dried at 150 ° C. for 30 minutes to prepare a circuit pattern for evaluation.
  • Viscosity In order to investigate the relationship between the workability and bleeding property of the conductive paste, the viscosities of the conductive pastes of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 were measured with a B-type viscometer (model number). : DV2THBCJ0, manufactured by Brookfield Co., Ltd.) was measured under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 0.5 rpm. The results are shown in Table 2.
  • the variation in the line width of the circuit pattern is preferable as the value of 3 ⁇ is smaller, but if the value of 3 ⁇ exceeds 50 ⁇ m, adjacent lines may be short-circuited when energized, etc. It was evaluated as “defective), and when it was 50 ⁇ m or less, it was evaluated as “ ⁇ ” (good). When a short circuit (contact) was observed in a part of adjacent lines from the beginning of circuit pattern formation, it was evaluated as "x" (defective) regardless of the value of 3 ⁇ . The above results are shown in Table 2.
  • FIG. 1 a photomicrograph of the circuit pattern produced using the conductive paste of Example 4 is shown in FIG. 1
  • a photomicrograph of the circuit pattern produced using the conductive paste of Comparative Example 1 is shown in FIG.
  • FIG. 2 and FIG. 3 show a photomicrograph of a circuit pattern produced using the conductive paste of Comparative Example 3.
  • the migration resistance of the circuit pattern is determined by holding each evaluation circuit pattern of the upper technique under the conditions of 85 ° C., humidity 85%, and applied voltage 50V, and measuring the time until a short circuit occurs. Was evaluated by. The presence or absence of a short circuit in the circuit pattern was confirmed using a migration tester (product name: MODEL MIG-87B, manufactured by IMV Co., Ltd.).
  • the migration resistance indicates that the longer the time until the circuit pattern is short-circuited, the better the migration resistance.
  • the case where the time until the short-circuit occurs is 800 hours or more is defined as “ ⁇ ”. "(Good) was evaluated, and when it was less than 800 hours, it was evaluated as” x "(bad). The above results are shown in Table 2.
  • the specific resistance value ( ⁇ ⁇ cm) of the circuit pattern is for evaluation made in a 4.8 cm ⁇ 4.8 cm square shape with a material of polyester resin, 280 screen meshes, and an emulsion thickness of 9 microns.
  • the conductive paste was printed on a PET film and dried at 150 ° C. for 30 minutes to form a coating film.
  • the thickness of the coating film was confirmed by measuring with a Digimatic standard outside micrometer (trade name: IP65 COOLANT PROOF Micrometer, manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.). It was confirmed by measuring with a 4-probe type surface resistance measuring instrument (trade name: Loresta GP, manufactured by Mitsubishi Analytech Co., Ltd.).
  • the conductor layer is the value obtained by inputting the dimensions of the printed matter, the average thickness of the printed matter, and the coordinates of the measurement points into the above-mentioned 4-probe type surface resistivity measuring device and automatically calculating them. / Conductive pattern) specific resistance value.
  • the size of the printed matter refers to the dimension consisting of the maximum length and the maximum width of the pattern of the predetermined shape of the printed matter. Resistivity indicates that the smaller the better, 2.0 if ⁇ exhibited the following 10 -4 ⁇ ⁇ cm was evaluated as " ⁇ " (good), contrary to 2.0 ⁇ 10 - A case larger than 4 ⁇ ⁇ cm was evaluated as “x” (defective). The above results are shown in Table 2.
  • Table 2 shows the evaluation of the conductive pastes of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 and the circuit patterns (conductive patterns) produced using them.
  • the conductive paste of the present invention is based on silver-coated copper flakes, to which silver-coated silica powder is added. By doing so, good results can be obtained in any of the evaluations of "line width variation", “migration resistance” and “specific resistance value” of the printed circuit pattern (conductive pattern), and as a result, good results can be obtained. There is little variation in line width, it is possible to print a conductive pattern with high accuracy, and even in the printed conductive pattern, it has high electrical and thermal conductivity, high migration resistance, and 30 Pa. -It was found that excellent workability was provided by having a viscosity of s or more and 70 Pa ⁇ s or less.
  • the volume ratio of the silver-coated copper flakes to the silver-coated silica powder is preferably in the range of 99: 1 to 15:85.
  • the volume ratio of the silver-coated copper flakes to the silver-coated silica powder is in the range of 99: 1 to 90:10, as in the conductive paste, more excellent migration resistance can be obtained.
  • the blending amount of the silver-coated copper flakes was set to 10% by volume or more and 40% by volume or less with respect to the total non-volatile content of the conductive paste, so that the printed circuit pattern could be used.
  • the variation in line width is small, excellent migration resistance and conductivity can be obtained, and workability can be improved by having an appropriate viscosity and fluidity while keeping the specific resistance value low.
  • the blending amount of the silver-coated copper flakes is 30% by volume or more and 40% by volume or less with respect to the total non-volatile content of the conductive paste, more excellent migration resistance can be obtained. It turned out to be obtained.
  • a resin binder is added in an amount of 30% by volume or more based on the total non-volatile content of the conductive paste. It was found that it is effective to mix in a ratio of 60% by volume or less.
  • the conductive pastes of Examples 1 to 5 were printed so that the volume average particle diameter (D 50 ) of the silver-coated copper flakes was preferably 1.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 2.0 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. It was found that there is little variation in line width in the circuit pattern, and it is extremely easy to deal with thin lines when drawing the circuit pattern.
  • D 50 volume average particle diameter
  • the volume average particle diameter (D 50 ) of the silver-coated silica powder is preferably 0.050 ⁇ m or more and 50.0 ⁇ m or less, and more preferably 0.1 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less. It was found that, by achieving a high filling rate, the specific resistance value was kept low, and the variation in line width was reduced even in the printed circuit pattern.
  • circuit pattern in which a plurality of lines are printed at intervals of about 100 ⁇ m using the conductive paste of the present invention, adjacent lines are connected to each other because the variation in line width is small. It was found that a circuit pattern with no short circuit (contact) and excellent electrical conductivity of each line can be obtained.

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Abstract

本発明は、線幅のバラつきが少なく、高精度の導電パターンの印刷が可能であり、印刷された導電パターンにおいても高い電気伝導性および熱伝導性、高い耐マイグレーション性等を有する導電ペーストおよびそれを用いた導電パターンを提供することを目的とする。本発明によれば、導電ペーストとして、銀被覆銅フレークをベースとして、これに銀被覆シリカ粉を添加することで、銀被覆銅フレークと、銀被覆シリカ粉とを含む導電ペーストおよびそれを用いた導電パターンが提供される。また、本発明の導電ペーストは、さらにバインダー樹脂と、溶剤と、そして硬化剤とを含んでいてもよい。

Description

導電ペーストおよびそれを用いた導電パターン
　本発明は、例えば、電子デバイスの電極などの導電パターンを形成するために用いられる導電ペーストおよびそれを用いた導電パターンに関する。
　ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子（半導体チップ）をリードフレームと呼ばれる金属片に載置し固定したり、印刷等により基板に回路を形成したり、或いはコンデンサなどの電子部品の電極を形成するため等に、多様な用途に導電ペーストが用いられている。
　また、近年の半導体チップの集積度の向上、回路基板の回路の高密度化に伴い、導電ペーストには、線幅のバラつきが少なく、高い精度で回路パターンの印刷が可能であり、また印刷された回路パターンにおいても、電気伝導性および熱伝導性が高く、高い耐マイグレーション性を有しており、そして適度な粘度や流動性を有することにより優れた作業性を備えていることが求められている。
　例えば、特開２０１２－１８７８３号公報（特許文献１）では、平均粒子径０．５μｍ以上の銀粒子に平均一次粒子径１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の銀微粒子を添加して導電ペーストの流動性の低下を抑制することにより、体積抵抗率が低い導電膜の配線を形成することができ、且つ基板に対する密着性や印刷性を向上させた導電ペーストが開示されている。
　また、特開２０１９－１０２２７３号公報（特許文献２）では、電気的に低い抵抗を維持したまま、細線形状を維持できるだけの適正な粘度を有するように、ナノ粒子を含む３種類のフィラーを使用することにより、粘度の低下を抑制した導電ペーストが開示されている。
　しかしながら、特許文献１および２に記載の導電ペーストでは、ナノサイズのフィラーの分散が難しく、流動性が高くなり易い傾向がある。流動性が高過ぎる場合、印刷後に導電ペーストが滲んでしまい、線幅にバラつきが生じ、その結果回路のショートの原因となるという問題があった。また、これらの導電ペーストを用いて形成した導電パターンは、必ずしも高い耐マイグレーション性を有していないという問題もあった。
　また、銀粒子などの導電性粉体は充填量が多くなると分散し難くなり、それ故、従来のフレーク状（または扁平状）の銀粉や球状銀粉等を高充填した組成物は、外観不良が生じ易く、また接着強度や作業性が低下するなどの問題もあった。
特開２０１２－１８７８３号公報 特開２０１９－１０２２７３号公報
　そこで、本発明は、線幅のバラつきが少なく、高い精度で導電パターンの印刷が可能であり、また印刷された導電パターンにおいても、電気伝導性が高く、高い耐マイグレーション性を有しており、そして適度な粘度や流動性を有することにより優れた作業性を備えた導電ペーストおよびそれを用いた導電パターン（回路パターン）を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題に鑑み、印刷時の滲みによる線幅のバラつきやマイグレーションの発生を抑制するのに有効であり、そして高い電気伝導性や優れた作業性を実現するための導電性粉体の種類、形状および異なる導電性粉体との組み合わせ等について鋭意検討を重ねた結果、導電ペーストとして、銀被覆銅フレークをベースとして、これに銀被覆シリカ粉を添加することで上記の課題を解決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、本発明によれば、銀被覆銅フレークと、銀被覆シリカ粉とを含む導電ペーストおよびそれを用いた導電パターンが提供される。また、本発明の導電ペーストは、さらにバインダー樹脂と、溶剤と、そして硬化剤とを含んでいてもよい。
　本発明の導電ペーストは、銀被覆銅フレークおよび銀被覆シリカ粉と、そしてそれらへバインダー樹脂を加えることによりペースト状に成形された組成物である。銀被覆銅フレークと銀被覆シリカ粉とバインダー樹脂とを含んでいれば、本発明の効果が損なわれない範囲で、必要に応じて他に溶剤、消泡剤など他の成分を含んでいてもよい。
　本発明で用いられる銀被覆銅フレークは、銀で被覆されたフレーク状の銅粉であれば、特に限定されることなく、公知のものを使用することができる。銀被覆銅フレークの体積平均粒子径（Ｄ５０）は１．０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、２．０μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。特に銀被覆銅フレークの体積平均粒子径（Ｄ５０）が２．０μｍ以上２０．０μｍ以下であれば、回路を描画する際細線への対応が極めて容易となる。なお、銀で被覆する銅粉としては、球状または略球状の銅粉またはフレーク状の銅粉が知られているが、回路形成後の電気的接点の減少を抑制し、電気的抵抗の増大を抑える観点から、本発明では銀被覆の銅フレークを用いることが好ましい。
　また、銀被覆銅フレークは、銀で完全に被覆されていてもよいし、一部銅が露出していてもよい。銀で完全に被覆されている方が、比抵抗値が小さくなるために好適である。銀被覆銅フレークの配合量は、導電ペーストの全不揮発分に対して１０体積％以上４０体積％以下であることが好ましく、３０体積％以上４０体積％以下であれば、より好ましい。銀被覆銅フレークの配合量が１０体積％以上４０体積％以下であれば、比抵抗値を低く抑えながら、適度な粘度や流動性を有することにより作業性の向上を図ることができる。
　本発明に用いられる銀被覆シリカ粉は、銀で被覆されたシリカ粉であれば、特に限定されることなく、公知のものを使用することができる。銀被覆シリカ粉の体積平均粒子径（Ｄ５０）は０．０５０μｍ以上５０．０μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上５．０μｍ以下であることがより好ましい。特に銀被覆シリカ粉の体積平均粒子径（Ｄ５０）が０．１μｍ以上５．０μｍ以下であれば、高い充填率を達成することにより比抵抗値を低く抑えることができる。
　また、銀被覆シリカ粉は、銀で完全に被覆されていてもよいし、一部シリカが露出していてもよい。銀で完全に被覆されている方が、比抵抗値が小さくなるために好適である。銀被覆シリカ粉の配合量は、銀被覆銅フレークと銀被覆シリカ粉の体積比が９９：１から１５：８５の範囲であることが好ましく、９９：１から２０：８０の範囲であることがより好ましい。
　銀被覆銅フレークと銀被覆シリカ粉の体積比が９９：１から１５：８５の範囲であれば、得られた導電ペーストの流動性が特に好適となり、印刷した際の線のバラつきが小さくなると伴に、形成された回路パターンの電気伝導性や耐マイグレーション性も向上する。また、銀被覆シリカ粉の形状は、粒子であれば特に限定されることなく使用することができる。粒子状であれば、流動性に優れるため、特に好適に用いられる。
　なお、本願明細書において「から」、「～」を用いて示された数値（比率）範囲は、「から」、「～」の前後に記載される数値（比率）をそれぞれ最小値（比率）および最大値（比率）として含む範囲を示している。
　本発明に用いられるバインダー樹脂としては、特に限定されることなく公知の樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミドなどが挙げられる。また、末端に官能基が残存したポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド等の熱可塑性樹脂を硬化剤と併せて使用してもよい。
　スクリーン印刷のような各種印刷法に適した作業性や印刷性を実現させるために、樹脂バインダーを、導電ペーストの全不揮発分に対して３０体積％以上６０体積％以下の比率で配合することが好ましい。
　本発明の導電性ペーストに用いられる溶剤に、特に限定はない。使用する樹脂の溶解性や印刷方法等の種類に応じて、適宜選択することができる。本発明の溶剤の例としては、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、脂肪族系溶剤、脂環族系溶剤、芳香族系溶剤、アルコール系溶剤、水等の１ 種または２種以上を混合したものが挙げられる。
　なお、エステル系溶剤の例としては、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、乳酸エチル、炭酸ジメチル等が挙げられる。ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンベンゼン、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、イソホロン、シクロヘキサンノン等が挙げられる。グリコールエーテル系溶剤としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等、これらモノエーテル類の酢酸エステル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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等や、これらモノエーテル類の酢酸エステル等が挙げられる。
　他方、脂肪族系溶剤の例としては、ｎ－ヘプタン、ｎ－ヘキサン、イソヘキサン、イソヘプタン等が挙げられる。脂環族系溶剤の例としては、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、シクロヘキサン等が挙げられる。芳香族系溶剤の例としては、トルエン、キシレン、テトラリン等が挙げられる。アルコール系溶剤（上述のグリコールエーテル系溶剤を除く）の例としては、エタノール、プロパノール、ブタノール等が挙げられる。
　また、上述した本発明の導電ペーストを用いてＰＥＴ樹脂シート上に、直線状の複数のラインを１００μｍ程度の間隔を空けて印刷した回路パターンにおいては、線幅のバラつきが小さいために隣り合うライン同士が短絡（接触）することがなく、また、各ラインの電気伝導性にも優れた回路パターンを得ることができる。
　本発明の導電ペーストは、適度な粘度、適度な流動性を有するために優れた作業性を備えており、そして線幅のバラつきが少なく、高い精度で回路パターンの印刷が可能であるという優れた効果を奏すると共に、印刷された導電パターンにおいても、電気伝導性が高く、高い耐マイグレーション性を有するという優れた効果を奏する。
実施例４の導電ペーストを用いて印刷した回路パターン（導電パターン）の顕微鏡写真である。 比較例１の導電ペーストを用いて印刷した回路パターン（導電パターン）の顕微鏡写真である。 比較例３の導電ペーストを用いて印刷した回路パターン（導電パターン）の顕微鏡写真である。
　以下、本発明の一実施形態に係る導電ペーストおよびそれを用いた導電パターンについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示される実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。
１．導電ペーストの作製
　本発明の一実施形態に係る導電ペーストおよび比較例の導電ペーストは、以下の原料および条件にて製作した（「表１」参照）。
［実施例１］
　銀被覆銅フレークとして、体積平均粒子径（Ｄ５０）が６μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐C05F（東洋アルミニウム社製）を６５．１ｇ、銀被覆シリカ粉として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐S02P（東洋アルミニウム社製）を０．２９ｇ、バインダー樹脂として、エリーテル（登録商標）／UE‐3210（ユニチカ社製）を１２．０ｇ、硬化剤として、ブロックイソシアネート（製品名：7992、Baxenden社製）を１．７ｇ、および溶剤として、エチルカルビトールアセテートとイソホロンを重量比１６：９で混合した混合溶剤２４．９ｇを配合し、そしてディスパーおよび３本ロールを用いて混錬して実施例１の導電ペーストを製作した。
［実施例２］
　銀被覆シリカ粉として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐S02P（東洋アルミニウム社製）を０．５７ｇ配合したこと以外は、実施例１と同じ条件にて実施例２の導電ペーストを製作した。
［実施例３］
　銀被覆シリカ粉として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐S02P（東洋アルミニウム社製）を１．２ｇ配合したこと以外は、実施例１と同じ条件にて実施例３の導電ペーストを製作した。
［実施例４］
　銀被覆シリカ粉として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐S02P（東洋アルミニウム社製）を２．３ｇ配合したこと以外は、実施例１と同じ条件にて実施例４の導電ペーストを製作した。
［実施例５］
　銀被覆銅フレークとして、体積平均粒子径（Ｄ５０）が６μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐C05F（東洋アルミニウム社製）を２５．９ｇ、銀被覆シリカ粉として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐S02P（東洋アルミニウム社製）を３２．３ｇ配合したこと以外は、実施例１と同じ条件にて実施例５の導電ペーストを製作した。
［比較例１］
　銀被覆シリカ粉を配合しなかったこと以外は、実施例１と同じ条件にて比較例１の導電ペーストを製作した。
［比較例２］
　銀被覆銅フレークを配合せず、銀被覆シリカ粉として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐S02P（東洋アルミニウム社製）を４７．９ｇ配合したこと以外は、実施例１と同じ条件にて比較例２の導電ペーストを製作した。
［比較例３］
　銀被覆銅フレークを配合せず、銀被覆シリカ粉として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐S02P（東洋アルミニウム社製）を７．９ｇ配合したこと以外は、実施例１と同じ条件にて比較例３の導電ペーストを製作した。
［比較例４］
　銀被覆シリカ粉の代替として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が５．７μｍの球状銀粉（製品名：HXR‐Ag、日本アトマイズ加工株式会社製）を２．３ｇ配合したこと以外は、実施例１と同じ条件にて比較例４の導電ペーストを製作した。
［比較例５］
　銀被覆銅フレークの代替として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が４．８μｍの銀フレーク（製品名：TCG‐1は株式会社徳力化学研究所社製）を６５．１ｇ、銀被覆シリカ粉として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が２μｍのトーヤルテックフィラー（登録商標）／TFM‐S02P（東洋アルミニウム社製）を２．３ｇ配合したこと以外は、実施例１と同じ条件にて比較例５の導電ペーストを製作した。
［比較例６］
　銀被覆銅フレークの代替として、体積平均粒子径（Ｄ５０）が４．８μｍの銀フレーク（製品名：TCG‐1は株式会社徳力化学研究所社製）を６５．１ｇ配合し、銀被覆シリカ粉を配合しなかったこと以外は、実施例１と同じ条件にて比較例６の導電ペーストを製作した。
　実施例１～５および比較例１～６の導電ペーストに配合した各成分の添加量（ｇ）および導電ペーストの全不揮発分に対する各成分の配合比率（Vol％）を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
２．回路パターン（導電パターン）の作製
　実施例１～５および比較例１～６の導電ペーストを用いて、材質がステンレス製、スクリーンメッシュ数３２５メッシュ、乳剤厚み１０μｍの線幅１００μｍ、各線の間隔１００μｍの回路パターンで作製されたスクリーン版を用いてスクリーン印刷機（製品名：DP‐320型スクリーン印刷機、ニューロング精密工業株式会社製）により、ＰＥＴ樹脂シート上に印刷した。続いて、回路パターンが印刷されたシートを、１５０℃で３０分間乾燥させて評価用回路パターンを作製した。
３．導電ペーストおよび回路パターンの評価
（１）粘度
　導電ペーストの作業性および滲み性との関係を調べるため、実施例１～５および比較例１～６の導電ペーストの粘度を、Ｂ型粘度計（型番：DV2THBCJ0、ブルックフィールド社製）にて温度２５℃、回転数０．５ｒｐｍの条件で測定した。その結果を表２に示す。
（２）線幅のバラつき
　実施例１～５および比較例１～６の導電ペーストを用いて作製した上記評価用回路パターンを、検査用顕微鏡（製品名：ECLIPSE L200、ニコン社製）を用いて、倍率５０倍にて観察し、画像を撮影した。続いて、得られた画像を画像解析ソフト（製品名：Winroof 2018、三谷商事株式会社製）を用いて二値化処理を行った。二値化された画像から１０００箇所の線幅を測定し、線幅のバラつきの指標となる３σの値を求めた。３σは標準偏差（σ）の３倍の区間を意味しており、正規分布であれば平均値±３σ範囲に約９９．７％のサンプルが収まる。
　回路パターンの線幅のバラつきは、その３σの値が小さいほど好ましいが、３σの値が５０μｍを超えると、通電時等おいて隣り合う線同士が短絡する可能性があることから「×」（不良）と評価し、５０μｍ以下である場合を「〇」（良）と評価した。また、回路パターン形成当初から隣り合う線同士の一部において短絡（接触）が観察される場合は、３σの値に拠らず「×」（不良）と評価した。以上の結果を表２に示す。
　なお、上述の各評価用回路パターンのうち、実施例４の導電ペーストを用いて作製した回路パターンの顕微鏡写真を図１に、比較例１の導電ペーストを用いて作製した回路パターンの顕微鏡写真を図２に、そして比較例３の導電ペーストを用いて作製した回路パターンの顕微鏡写真を図３に示した。
（３）耐マイグレーション性
　回路パターンの耐マイグレーション性は、上術の各評価用回路パターンを８５℃、湿度８５％、印加電圧５０Ｖの条件で保持し、短絡が発生するまでの時間を測定することにより評価した。回路パターンの短絡の有無は、マイグレーションテスター（製品名：MODEL MIG-87B、IMV株式会社製）を用いて確認した。
　耐マイグレーション性は、回路パターンが短絡するまでの時間が長いほど耐マイグレーション性に優れていることを示し、本実施形態においては、短絡が発生するまでの時間が８００時間以上である場合を「〇」（良）と評価し、８００時間未満である場合を「×」（不良）と評価した。以上の結果を表２に示す。
（４）比抵抗値
　回路パターンの比抵抗値（Ω・ｃｍ）は、材質がポリエステル樹脂、スクリーンメッシュ数２８０メッシュ、乳剤厚み９ミクロンで４．８ｃｍ×４．８ｃｍの四角形状で作製した評価用スクリーン版を用い、導電ペーストをＰＥＴフィルム上に印刷し、１５０℃にて３０分乾燥させたものについて塗膜を形成した。なお、塗膜の厚みはデジマチック標準外側マイクロメータ（商品名：IP65　COOLANT　PROOF　Micrometer、株式会社ミツトヨ社製）で測定することによって確認した。４探針式表面抵抗測定器（商品名：ロレスタＧＰ、株式会社三菱アナリテック製）を用いて測定することにより確認した。各評価用回路パターンにおいて、それぞれ任意の５点を測定し、その平均値を比抵抗値とした。具体的には、印刷物の寸法、印刷物の平均厚み、測定点の座標を上記４探針式表面抵抗測定器にデータ入力し、自動的に計算させることにより得られる値を導電体層（回路パターン／導電パターン）の比抵抗値とした。
　比抵抗値は、その値が小さいほど導電性に優れていることを示す。印刷物の寸法とは、印刷物が有する所定形状のパターンにおける最大長さと最大幅とからなる寸法をいう。比抵抗値は小さい方が良好であることを示し、２．０×１０－4Ω・ｃｍ以下を示した場合を「〇」（良）であると評価し、逆に２．０×１０－4Ω・ｃｍより大きい場合を「×」（不良）と評価した。以上の結果を表２に示す。
　各評価用回路パターンの総合評価は、上述した「線幅のバラつき」、「耐マイグレーション性」および「比抵抗値」の評価において、いずれも「〇」を獲得したもののみを「〇」（良）と評価し、各評価の中で１つでも「×」があるものは総合評価においても「×」（不良）と評価した。
　実施例１～５および比較例１～６の導電ペーストおよびそれらを用いて作製した回路パターン（導電パターン）の評価を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
４．考察
　表２より、実施例１～５の導電ペーストと比較例１～６の導電ペーストとを比較すると、本発明の導電ペーストは、銀被覆銅フレークをベースとして、これに銀被覆シリカ粉を添加することにより、印刷された回路パターン（導電パターン）の「線幅のバラつき」、「耐マイグレーション性」および「比抵抗値」のいずれの評価においても良好な結果を得ることができ、その結果、線幅のバラつきが少なく、高い精度で導電パターンの印刷が可能であり、また印刷された導電パターンにおいても、電気伝導性および熱伝導性が高く、高い耐マイグレーション性を有しており、そして３０Ｐａ・ｓ以上７０Ｐａ・ｓ以下の粘度を有することにより優れた作業性を備えていることが判った。
　特に実施例１～５の導電ペーストと比較例１～３の導電ペーストとの比較により、銀被覆銅フレークと銀被覆シリカ粉の体積比が、好ましくは９９：１から１５：８５の範囲、より好ましくは９９：１から２０：８０の範囲にあると、印刷された回路パターンにおいて、線幅のバラつきが小さく、優れた耐マイグレーション性および導電性を得ることができ、さらに実施例１～４の導電ペーストのように、銀被覆銅フレークと銀被覆シリカ粉の体積比が９９：１から９０：１０の範囲であると、より優れた耐マイグレーション性を得られることが判った。
　また、実施例１～５の導電ペーストは、銀被覆銅フレークの配合量を、導電ペーストの全不揮発分に対して１０体積％以上４０体積％以下とすることによって、印刷された回路パターンにおいて、線幅のバラつきが小さく、優れた耐マイグレーション性および導電性を得ることができ、比抵抗値を低く抑えながら、適度の粘度や流動性を有することにより作業性の向上を図ることができる。さらに実施例１～４の導電ペーストのように、銀被覆銅フレークの配合量を、導電ペーストの全不揮発分に対して３０体積％以上４０体積％以下とすれば、より優れた耐マイグレーション性を得られることが判った。
　また、実施例１～５の導電ペーストにおいて、スクリーン印刷のような各種印刷法に適した作業性や印刷性を実現させるために樹脂バインダーを、導電ペーストの全不揮発分に対して３０体積％以上６０体積％以下の比率で配合することが有効であることが判った。
　実施例１～５の導電ペーストは、銀被覆銅フレークの体積平均粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは１．０μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは２．０μｍ以上２０μｍ以下であると、印刷された回路パターンにおいて線幅のバラつきが少なく、回路パターンを描画する際細線への対応が極めて容易となることが判った。
　また、実施例１～５の導電ペーストは、銀被覆シリカ粉の体積平均粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは０．０５０μｍ以上５０．０μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以上５．０μｍ以下であると、高い充填率を達成することにより比抵抗値を低く抑えながら、印刷された回路パターンにおいても線幅のバラつきが少なくなることが判った。
　また、図１～３より、本発明の導電ペーストを用いて複数のラインを１００μｍ程度の間隔を空けて印刷した回路パターン（導電パターン）は、線幅のバラつきが小さいために隣り合うライン同士が短絡（接触）することがなく、また、各ラインの電気伝導性にも優れた回路パターンを得られることが判った。
　Ｌ・・・印刷線
　Ｇ・・・隙間（ＰＥＴ樹脂シート）
　Ｓ・・・短絡部分（接触部分）

Claims (5)

  1. 　銀被覆銅フレークと、銀被覆シリカ粉とを含んでいることを特徴とする導電ペースト。
  2. 　前記銀被覆銅フレークと前記銀被覆シリカ粉の配合比が、体積比で９９：１から１５：８５の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の導電ペースト。
  3. 　前記銀被覆銅フレークの平均粒子径が２．０μｍ以上２０．０μｍ以下であり、そして前記銀被覆シリカ粉の平均粒子径が０．１μｍ以上５．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電ペースト。
  4. 　導電ペーストの全不揮発分に対して、３０体積％以上６０体積％以下の配合量で樹脂バインダーをさらに含んでいることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の導電ペースト。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の導電ペーストを用いて形成された導電パターン。
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