JP2003045228A

JP2003045228A - 導電ペースト

Info

Publication number: JP2003045228A
Application number: JP2001233714A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kikuchi; 純一菊池; 秀次 ▲桑島▼; Hideji Kuwajima
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性、接着強度、作業性に優れる導電ペー
ストを提供する。【解決手段】導電紛、バインダ及び有樹溶剤を含み、
かつ導電粉が球状若しくは略球状と扁平状との混合紛又
は球状、略球状、扁平状のいずれか１種の単独紛であ
り、バインダの主成分が熱硬化性樹脂及びその硬化剤を
含み、比重が３〜７．５及び導電ペースト硬化物のガラ
ス転移点が４０〜１８０℃である導電ペースト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品、回路配
線材料、電極材料、導電性接合材料、導電性接着剤とし
て使用される導電ペーストに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を回路基板などへ実装するに
は、鉛を含むはんだを用いた接合法が広く知られてい
る。しかし近年、環境問題への認識の高まりから、はん
だに代わって鉛を含まない鉛フリーはんだや導電ペース
トが注目されるようになってきた。導電ペーストは、貴
金属を含むため鉛フリーはんだより高価ではあるが、実
装温度の低温化、接合部の柔軟性等の多くの利点が兼ね
備えられている。

【０００３】従来の導電ペーストは、電子材料、１９９
４年１０月号の４２〜４６頁に記載されているように、
金、銀、銅、カーボン等の導電性粉末を用い、それにバ
インダ、有機溶剤及び必要に応じて添加剤を加えてペー
スト状に混合して作製していた。特に高導電性が要求さ
れる分野では、金粉又は銀粉を用いることが一般的に知
られていた。

【０００４】最近導電ペーストは、価格、実績及び導電
性の観点から導電性粉末として銀又は銅を用いるのが一
般的である。銀粉を含有する導電ペーストは、導電性が
良好なことから印刷配線板、電子部品等の電気回路や電
極の形成に使用されているが、これらは高温多湿の雰囲
気下で電解が印可されると、電気回路や電極にマイグレ
ーションと称する銀の電析が生じ電極間又は配線間が短
絡するという欠点が生じる。このマイグレーションを防
止するための方策はいくつか行われており、導体の表面
に防湿塗料を塗布するか又は導電ペーストに含窒素化合
物などの腐食抑制剤を添加するなどの方策が検討されて
いるが十分な効果の得られるものではなかった。

【０００５】また、導通抵抗の良好な導体を得るには銀
粉の配合量を増加しなければならず、銀粉が高価である
ことから導電ペーストも高価になるという欠点があっ
た。銀被覆銅粉を使用すればマイグレーションを改善で
き、これを用いれば安価な導電ペーストが得られること
になる。しかし銀被覆を均一に、かつ厚く被覆するとマ
イグレーションの改善効果はない。

【０００６】一方、銅粉を使用した導電ペーストは、加
熱硬化後の銅の被酸化性が大きいため、空気中及びバイ
ンダ中に含まれる酸素と銅粉が反応し、その表面に酸化
膜を形成し、導電性を著しく低下させる。そのため、各
種添加剤を加えて、銅粉の酸化を防止し、導電性が安定
した銅ペーストが開示されているが、その導電性は銀ペ
ーストには及ばず、また保存安定性にも欠点があった。
現在使用している導電ペーストでは、導電性、接着強
度、作業性及びマイグレーション性に優れ、かつ価格の
観点から鉛はんだに対抗できる導電ペーストが見あたら
ないのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】請求項１及び２記載の
発明は、導電性、接着強度、作業性に優れる導電ペース
トを提供するものである。請求項３記載の発明は、導電
性の向上効果及びマイグレーション性に優れる導電ペー
ストを提供するものである。請求項４及び５記載の発明
は、導電性、接着強度及び作業性のバランスに優れる導
電ペーストを提供するものである。

【０００８】請求項６及び７記載の発明は、導電性の向
上効果及び導電ペーストの保存安定性に優れる導電ペー
ストを提供するものである。請求項８及び９記載の発明
は、接着強度、作業性、導電ペーストの保存安定性の向
上効に優れる導電ペ−ストを提供するものである。請求
項１０記載の発明は、導電性、接着強度のバランスに優
れる導電ペ−ストを提供するものである。

【０００９】請求項１１記載の発明は、作業性の向上効
果に優れる導電ペ−ストを提供するものである。請求項
１２記載の発明は、導電性、接着強度、作業性のバラン
スに優れる導電ペ−ストを提供するものである。請求項
１３記載の発明は、作業性の向上効果に優れる導電ペ−
ストを提供するものである。請求項１４記載の発明は、
導電性、作業性の向上効果及び接合部の柔軟性に優れる
導電ペーストを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、導電粉、バイ
ンダ及び有機溶剤を含み、かつ導電粉が球状若しくは略
球状と扁平状との混合粉又は球状、略球状、扁平状のい
ずれか１種の単独粉であり、バインダの主成分が熱硬化
性樹脂及びその硬化剤を含み、比重が３〜７．５及び導
電ペースト硬化物のガラス転移点が４０〜１８０℃であ
る導電ペーストに関する。また、本発明は、有機溶剤
が、１種又は２種以上の混合溶剤である導電ペーストに
関する。また、本発明は、導電粉が、銅粉又は銅合金粉
の一部を露出して、表面が大略銀で被覆された銀被覆銅
粉又銀被覆銅合金粉であり、かつ銀の被覆量が５〜２５
重量％及び銅粉又は銅合金粉の露出面積が１０〜６０％
である導電ペーストに関する。

【００１１】また、本発明は、球状又は略球状の導電粉
が、長径の平均粒径が１〜２０μｍ、アスペクト比が１
〜１．５、タップ密度が４．５〜６．２ｇ／ｃｍ^３、相
対密度が５０〜６８％及び比表面積が０．１〜１．０ｍ
^２／ｇである導電ペーストに関する。また、本発明は、
扁平状の導電粉が、長径の平均粒径が５〜３０μｍ、ア
スペクト比が３〜２０、タップ密度が２．５〜５．８ｇ
／ｃｍ^３、相対密度が２７〜６３％及び比表面積が０．
４〜１．３ｍ^２／ｇである導電ペーストに関する。

【００１２】また、本発明は、熱硬化性樹脂が、エポキ
シ樹脂及びフェノール樹脂である導電ペーストに関す
る。また、本発明は、エポキシ樹脂が、常温で液状のエ
ポキシ樹脂及びフェノール樹脂が、アルコキシ基含有レ
ゾール型フェノール樹脂である導電ペーストに関する。
また、本発明は、エポキシ樹脂が、エポキシ当量が１６
０〜３３０ｇ／ｅｑ及びフェノール樹脂が、アルコキシ
基の炭素数が１〜６、アルコキシ化率が５〜９５％、重
量平均分子量が５００〜２００，０００である導電ペー
ストに関する。また、本発明は、エポキシ樹脂の硬化剤
が、融点が４０〜２４０℃及びフェノール樹脂の硬化剤
が、官能基がマスキングされており解離温度が６０〜１
４０℃である導電ペーストに関する。また、本発明は、
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合割合が、重量比で
エポキシ樹脂：フェノール樹脂が１０：９０〜９５：５
である導電ペーストに関する。

【００１３】また、本発明は、有機溶剤が、蒸発速度が
３０以下（０を除く）であり、沸点が１５０〜２６０℃
である導電ペーストに関する。また、本発明は、導電粉
とバインダの配合割合が、導電ペーストの固形分に対し
て重量比で導電粉：バインダが８３：１７〜９７：３及
び体積比で導電粉：バインダが２８：７２〜８４：１６
である導電ペーストに関する。また、本発明は、有機溶
剤が、導電ペーストに対して２〜１０重量％含有してな
る導電ペーストに関する。さらに、本発明は、粘度が１
００〜７，０００ｄｐａ・ｓ及びチキソ値が１．８〜
7．３である導電ペーストに関する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる導電粉の形状
は、球状若しくは略球状と扁平状との混合粉又は球状、
略球状、扁平状のいずれか１種の単独粉とされるが、こ
れらの導電粉は導電ペーストの粘度、塗布面積、膜厚、
接合部材等の接合の仕様や要求特性により、組み合わせ
や比率が異なってくる。例えば、平面方向の導電性は、
導電粉同士の接触面積、配向等の点から扁平状の導電粉
が好ましく、断面方向の導電性は断面方向に対する単一
粒子が占める体積が増えるので球状又は略球状の導電粉
を用いることが好ましい。

【００１５】また、接着強度についても、接合の仕様に
よって異なるが、一般的に基材に対して平滑に塗布した
導電ペーストでは、扁平状の導電粉の方が球状又は略球
状の導電粉より高い値を示す。例えば図１に示すよう
に、導電ペースト２を用いて銅箔１にリードフレーム３
を接合する場合、導電性、接着強度、作業性、信頼性等
の点から球状又は略球状の導電粉と扁平状の導電粉との
比率が、重量比で球状又は略球状の導電粉：扁平状の導
電粉が４０：６０〜９８：２の範囲で良好な結果が得ら
れている。

【００１６】なお、扁平状の導電粉を主として用いた場
合、導電ペーストの粘度は高くなり、反面、球状又は略
球状の導電粉を主として用いた場合、扁平状の導電粉を
主とて用いた場合より粘度が低くなり作業性がよくな
る。また球状又は略球状の導電粉を主として用いた場合
と扁平状の導電粉を主として用いた場合の導電ペースト
の粘度を同一にする場合は、球状又は略球状の導電粉の
比率を扁平状の導電粉の比率より高くすることができ
る。

【００１７】本発明になる導電ペーストの比重は、３〜
７．５、好ましくは３．５〜６．５の範囲とされ、比重
が３未満であると導電粉の比率が低いため高導電性が得
られない。一方、７．５を超えると導電粉の比率は高い
がバインダの比率が低くなるため、接着強度が低くな
る。導電ペーストの比重を上記の範囲にするためには、
導電粉とバインダの比率を導電ペーストの固形分に対し
て重量比で導電粉：バインダが８３：１７〜９７：３及
び体積比で導電粉：バインダが２８：７２〜８４：１６
の範囲にすることが好ましく、重量比で導電粉：バイン
ダが８５：１５〜９５：５及び体積比で導電粉：バイン
ダが３５：６５〜６５：３５の範囲にすることがさらに
好ましい。

【００１８】導電ペースト硬化物のガラス転移点は、４
０〜１８０℃、好ましくは７０〜１８０℃の範囲とさ
れ、導電ペースト硬化物のガラス転移点が４０℃未満で
あると導電性、接着強度、接合部の柔軟性等他の特性と
のバランスの良い導電ペーストの作製が非常に困難であ
るか又は作製できない場合がある。１８０℃を超えると
エポキシ樹脂の比率を低下させなければならず、そのた
め接着強度が低下する。

【００１９】本発明に用いられる導電粉は、銅粉又は銅
合金粉の一部を露出して、表面が大略銀で被覆された銀
被覆銅粉又は銀被覆銅合金粉を用いることが好ましい。
もし銅粉又は銅合金粉の一部を露出させないで全面に銀
を被覆したものを用いるとマイグレーション性が悪くな
る傾向がある。銅粉又は銅合金粉の露出面積は、マイグ
レ−ション性、露出部の酸化、導電性等の点から１０〜
６０％の範囲が好ましく、１０〜５５％の範囲がさらに
好ましい。

【００２０】銅粉又は銅合金粉は、アトマイズ法で作製
された粉体を用いることが好ましく、その粒径は小さい
ほど好ましい。例えば平均粒径が１〜２０μｍの範囲の
粉体を用いることが好ましく、１〜１０μｍの範囲の粉
体を用いることがさらに好ましい。銅粉又は銅合金粉の
表面に銀を被覆するには、置換めっき、電気めっき、無
電解めっき等の方法があり、銅粉又は銅合金粉と銀の付
着力が高いこと及びランニングコストが安価であること
から、置換めっきで被覆することが好ましい。銅粉又は
銅合金粉の表面への銀の被覆量は、耐マイグレーション
性、コスト、導電性向上等の点から銅粉に対して５〜２
５重量％の範囲が好ましく、１０〜２３重量％の範囲が
さらに好ましい。

【００２１】さらに、本発明に用いられる導電粉のうち
球状又は略球状の導電粉は、長径の平均粒径が１〜２０
μｍ、アスペクト比が１〜１．５、タップ密度が４．５
〜６．２ｇ／ｃｍ^３、相対密度が５０〜６８％及び比表
面積が０．１〜１．０ｍ^２／ｇの範囲のものを用いるこ
とが好ましい。一方、扁平状の導電粉は、長径の平均粒
径が５〜３０μｍ、アスペクトが比３〜２０、タップ密
度が２．５〜５．８ｇ／ｃｍ^３、相対密度が２７〜６３
％及び比表面積が０．４〜１．３ｍ^２／ｇの範囲のもの
を用いることが好ましい。

【００２２】なお、上記でいう平均粒径は、マスターサ
イザー・レーザー散乱型粒度分布測定装置（マルバン社
製）を用いて測定し、比表面積はガス吸着式比表面積・
細孔径分布測定装置（ユアサアイオニクス社製）を用い
て測定して求めることができる。また、上記に示すタッ
プ密度は、メスシリンダーに適量の導電粉を投入し、１
０００回タッピングを行い、投入した重量と１０００回
タッピング後のメスシリンダーが示す体積から換算して
求めることができる。また、相対密度は次式から求める
ことができる。

【００２３】

【数１】相対密度（％）＝（タップ密度／真密度）×ｆ×１００ただしｆは実測値による補正係数である。

【００２４】本発明におけるアスペクト比とは、導電粉
の粒子の長径と短径の比率（長径／短径）をいう。本発
明においては、粘度の低い硬化性樹脂中に導電粉の粒子
をよく混合し、静置して粒子を沈降させるとともにその
まま樹脂を硬化させ、得られた硬化物を垂直方向に切断
し、その切断面に現れる粒子の形状を電子顕微鏡で拡大
して観察し、少なくとも１００の粒子について一つ一つ
の粒子の長径／短径を求め、それらの平均値をもってア
スペクト比とする。

【００２５】ここで、短径とは、前記切断面に現れる粒
子について、その粒子の外側に接する二つの平行線の組
み合わせ粒子を挟むように選択し、それらの組み合わせ
のうち最短間隔になる二つの平行線の距離である。一
方、長径とは、前記短径を決する平行線に直角方向の二
つの平行線であって、粒子の外側に接する二つの平行線
の組み合わせのうち、最長間隔になる二つの平行線の距
離である。これらの四つの線で形成される長方形は、粒
子がちょうどその中に納まる大きさとなる。なお、本発
明において行った具体的方法については後述する

【００２６】本発明における、バインダの主成分は熱硬
化性樹脂及びその硬化剤であり、このうち熱硬化性樹脂
としては、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂を用いるこ
とが好ましい。エポキシ樹脂は、常温で液状のものが好
ましい。常温で結晶化するものは液状物と混合すること
で結晶化を回避できる。本発明における常温で液状エポ
キシ樹脂とは、例えば常温で固形のものでも常温で液状
のエポキシ樹脂と混合することで常温で安定して液状と
なるものも含む。なお、本発明において常温とは温度が
約２５℃を示すものを意味する。常温で液状のエポキシ
樹脂を使用した導電ペーストは、固形のエポキシ樹脂を
使用した場合と比較し、粘度を低くすることができ、そ
のため作業性がよくなるので好ましい。

【００２７】本発明に用いられるエポキシ樹脂は公知の
ものが用いられ、分子量中にエポキシ基を２個以上含有
する化合物、例えばビスフェノールＡ、ビスフェノール
ＡＤ、ビスフェノールＦ、ノボラック、クレゾールノボ
ラック類とエピクロルヒドリンとの反応により得られる
ポリグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフタレンジグ
リシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテ
ル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル等の
脂肪族エポキシ樹脂やジグリシジルヒダントイン等の複
素環式エポキシ、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、
ジシクロペンタンジエンジオキサイド、アリサイクリッ
クジエポキシアジペイトのような脂環式エポキシ樹脂が
挙げられる。

【００２８】また、エポキシ樹脂は、エポキシ当量が１
６０〜３３０ｇ／ｅｑの範囲であることが好ましく、１
６０〜２５０ｇ／ｅｑの範囲であることがさらに好まし
い。１６０ｇ／ｅｑ未満のエポキシ樹脂は作製が困難で
あり、３３０ｇ／ｅｑを超えるエポキシ樹脂を使用した
導電ペーストは、粘度が高くなる傾向がある。これらの
エポキシ樹脂は、単独又は２種以上を混合して用いるこ
とができる。

【００２９】本発明においては、必要に応じて可撓性付
与剤を併用することができる。可撓性付与剤は公知のも
のが用いられ、分子量中にエポキシ基を１個だけ有する
化合物、例えばｎ−ブチルグリシジルエーテル、バーサ
ティック酸グリシジルエステル、スチレンオキサイド、
エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジ
ルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ブチルフェ
ニルグリシジルエーテル等のような通常のエポキシ樹脂
が挙げられる。可撓性付与剤の併用割合は、バインダに
対して重量比で６０％以下（０も含む）の範囲が好まし
く、３０％以下（０も含む）の範囲がさらに好ましい。
これらの可撓性付与剤は、単独又は２種以上を混合して
用いることができる。

【００３０】本発明に用いられるフェノール樹脂は、ア
ルコキシ基含有レゾール型フェノール樹脂が好ましい。
フェノール樹脂を使用した導電ペーストはエポキシ樹脂
を使用した導電ペーストより高い導電性が得られる。一
方、エポキシ樹脂を使用した導電ペーストはフェノール
樹脂を使用した導電ペーストより高い接着強度が得られ
る。

【００３１】高導電性が要求される導電ペーストにフェ
ノール樹脂は不可欠であるが、導電ペーストの粘度が高
くなり作業性が悪くなるが、アルコキシ基含有レゾール
型フェノール樹脂を使用することによりこの問題を解決
することができる。アルコキシ基含有レゾール型フェノ
ール樹脂としては、これを使用した導電ペーストの導電
性及び作業性の点から、特に炭素数１〜６のアルコキシ
基で置換されたレゾール型フェノール樹脂が好ましい。
レゾール型フェノール樹脂のアルコキシ化率、即ち全メ
チロール基のアルコキシ化されている割合は、導電ペー
ストの導電性及び作業性の点から、５〜９５％の範囲が
好ましく、１０〜８５％の範囲がさらに好ましい。

【００３２】また、レゾール型フェノール樹脂中のアル
コキシ基は、ベンゼン環１個当たりのアルコキシ基が
０．１〜２個の範囲が好ましく、０．３〜１．５個の範
囲がより好ましく、０．５〜１．２個の範囲がさらに好
ましい。なお、アルコキシ化率及びアルコキシ基の数は
核磁気共鳴スペクトル分析に基づいて測定することがで
きる。本発明におけるアルコキシ基含有レゾール型フェ
ノール樹脂の重量平均分子量は導電ペーストの導電性、
作業性及びポットライフの点から５００〜２００，００
０の範囲が好ましく、７００〜１２０，０００の範囲が
さらに好ましい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー法により測定し、標準ポ
リスチレン換算することにより求めることができる。

【００３３】エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えばメ
ンセンジアミン、イソフオロンジアミン、メタフェニレ
ンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフ
ェニルスルホン、メチレンジアニリン等のアミン類、無
水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、
無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸等の酸無水
物、イミダゾール、ジシアンジアミド等の化合物系硬化
剤、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂等の樹脂
系硬化剤が用いられるが、必要に応じて、潜在性アミン
硬化剤等の硬化剤と併用して用いてもよく、また３級ア
ミン、イミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テト
ラフェニルホスフェニルボレート等といった一般にエポ
キシ樹脂とフェノ−ル系硬化剤との硬化促進剤として知
られている化合物を添加してもよい。

【００３４】エポキシ樹脂の硬化剤は、熱処理条件及び
ポットライフの点から、融点が４０〜２４０℃の範囲が
好ましく、６０〜２２０℃の範囲がさらに好ましい。そ
の代表的なものとしては、２−メチルイミダゾール、２
−ヘプタデシルイミダゾール、２−フェニル−４−メチ
ルイミダゾール等が挙げられる。

【００３５】一方、フェノール樹脂の硬化剤としては、
熱処理条件及びポットライフの点から官能基がマスキン
グされており解離温度が６０〜１４０℃の範囲が好まし
く、６５〜１３５℃の範囲がさらに好ましい。その代表
的なものとしては、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジ
ノニルナフタレンジスルホン酸、ドデシルベンゼンスル
ホン酸のブロックタイプ等が挙げられる。

【００３６】これらの硬化剤の含有量は、熱処理条件及
びポットライフの点で熱硬化性樹脂１００重量部に対し
て０．０５〜２０重量部の範囲であることが好ましく、
０．１〜１０重量部の範囲であることがさらに好まし
い。またこれらの硬化剤は必要に応じて２種以上組み合
わせて用いてもよい。

【００３７】エポキシ樹脂とフェノ−ル樹脂の配合割合
は、接着強度、作業性、導電性及び抵抗値バラツキの点
で、重量比でエポキシ樹脂：フェノ−ル樹脂が１０：９
０〜９５：５の範囲であることが好ましく、重量比で１
５：８５〜８５：１５の範囲であることがさらに好まし
い。

【００３８】溶剤を含有している導電ペーストは、溶剤
を含有していない導電ペーストより、印刷塗布したとき
と熱処理を行い硬化させた後の導電ペーストの体積減少
量が溶剤を含んでいるだけ大きい。また熱処理を行う過
程で溶剤を含有している導電ペーストの方が、導電ペー
ストの粘度が大きく低下し、導電ペーストに含まれてい
る導電粉が導電体層内で緻密になる。これらの要因のた
め、溶剤を含有している導電ペーストは溶剤を含有して
いない導電ペーストより導電性が良好になりバラツキも
少なくなると考えられる。

【００３９】また、溶剤は、熱処理の導電ペーストの粘
度低下が大きい溶剤ほど好ましく、逆に乾燥性が速く熱
処理時溶剤の乾燥が進み導電ペーストの粘度が大きく低
下しない溶剤は好ましくない。本発明に用いられる有機
溶剤は、含有する溶剤の蒸発速度が３０以下（０を除
く）であることが好ましく、２５以下（０を除く）であ
ることがさらに好ましい。蒸発速度が３０を超える溶剤
を用いると、印刷塗布後の導電ペートに含まれる溶剤の
乾燥が速い。即ち印刷塗布〜熱処理工程中の溶剤のス乾
燥が速いため導電ペーストの粘度が大きく低下しない。
そのため導電粉が導電体層内で緻密にならず、熱処理後
の導電性が低下しバラツキが大きくなる傾向がある。

【００４０】なお、本発明において蒸発速度とは、温度
が２５℃及び相対湿度が５５％ＲＨのときの酢酸ブチル
の単位時間あたりの重量減少量を１００とした場合の相
対速度を示す。蒸発速度は、本発明で用いる溶剤１０ｇ
を直径が９０ｍｍのガラスシャーレに滴下し、これを常
温常圧の雰囲気に１時間放置し、１時間後の溶剤乾燥重
量減少量をＡとし、また酢酸ブチル１０ｇを前記と同
様、直径９０ｍｍのガラスシャーレに滴下し、これを常
温常圧の雰囲気に１時間放置し、１時間後の溶剤乾燥重
量減少量をＢとして、次式により求めることができる。

【００４１】

【数２】蒸発速度＝Ａ×１００／Ｂ

【００４２】また、本発明に用いられる有機溶剤の沸点
は、１５０〜２６０℃の範囲であることが好ましく、１
７０〜２４０℃の範囲であることがさらに好ましい。沸
点が１５０℃未満であると蒸発速度が３０を超える場合
と同様の理由、即ち熱処理後の導電性が低下しバラツキ
が大きくなる傾向があり、沸点が２６０℃を超えると溶
剤の乾燥速度が遅いため短時間の熱処理工程に不向きで
ある。

【００４３】使用される溶剤としては、例えばジプロピ
レングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコー
ルエチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエー
テル、ジプロピレングリコールイソプロピルメチルエー
テル、ジプロピレングリコールイソプロピルエチルエー
テル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロ
ピレングリコールターシャリーブチルエーテル、プロピ
レングリコールエチルエーテルアセテート、エチレング
リコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコー
ルブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテ
ル、トリエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールエチルエーテル、エチレングリコールブチ
ルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、３
−メチル−３−メトキシブタノール、３−メチル−３−
メトキシブチルエーテル、乳酸エチル、乳酸ブチルなど
が挙げられる。

【００４４】含有させる溶剤は１種又は必要に応じて２
種以上の溶剤を混合した溶剤を使用し、溶剤の含有量は
導電性及び作業性から導電ペーストに対して２〜１０重
量％の範囲が好ましく、２〜７．５重量％の範囲がさら
に好ましい。

【００４５】本発明になる導電ペーストは、上記に示す
材料の他に必要に応じてチキソ剤、カップリング剤、消
泡剤、粉末表面処理剤、沈降防止剤等と共にらいかい
機、ニーダー、三本ロール等で均一に混合、分散して得
ることができる。必要に応じて添加されるチキソ剤、カ
ップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、沈降防止剤等
は、公知のものでよく、その含有量は、導電ペーストに
対して０．０１〜１重量％の範囲であることが好まし
く、０．０３〜０．５重量％の範囲であることがさらに
好ましい。

【００４６】本発明になる導電ペーストは、作業性の点
から、粘度が１００〜７，０００ｄＰａ・ｓ及びチキソ
値が１．８〜７．３の範囲が好ましく、粘度が３５０〜
５，０００ｄＰａ・ｓ及びチキソ値が１．９〜５．０の
範囲がさらに好ましい。粘度が１００ｄＰａ・ｓ未満で
あると塗布後の導電ペーストが滲み易くなる傾向があ
り、７，０００ｄＰａ・ｓを超えると作業性が悪くなる
傾向がある。一方、チキソ値が１．８未満であると塗布
後の導電ペーストが滲み易くなる傾向があり、７．３を
超えると滲みは発生しなくなるが作業性が悪くなる傾向
があると共に塗布した導電ペースト表面の平滑性が悪く
なる傾向がある。

【００４７】上記に示す導電ペーストの粘度は、ブルッ
クフィールド社製の粘度計ＨＢＴ型を用いて測定を行
い、１０min^−１の値を次式から求めることができる。

【００４８】

【数３】粘度（ｄＰａ・ｓ）＝１０min^−１の値×ｆ_１０ただし、ｆ_１０は１０min^−１の補正係数である。

【００４９】また、チキソ値は、ブルックフィールド社
製の粘度計ＨＢＴ型を用いて測定を行い、１０min^−１
及び１００min^−１の値を次式から求めることができ
る。

【００５０】

【数４】チキソ値＝１０min^−１の値×ｆ_１０／１００m
in^−１の値×ｆ_１００ただし、ｆ_１００は１０min^−１の補正係数である。

【００５１】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。実施例１ブトキシ基含有レゾール型フェノール樹脂（当社試作
品、ブトキシ化率６５％、重量平均分子量１，２００）
４０重量部、エポキシ樹脂（三井化学（株）製、商品名
１４０Ｃエポキシ当量１９５〜２１５ｇ／ｅｑ）５５
重量部、２−フェニル−４−メチル−イミダゾール（四
国化成（株）製、キュアゾール２Ｐ４ＭＺ、融点１７４
〜１８４℃）４重量部及びジノニルナフタレンスルホン
酸のブロックタイプ（楠本化成(株)製、商品名Ｘ４９−
１１０、解離温度９０℃）１重量部を均一に混合してバ
インダとした。なお、フェノール樹脂とエポキシ樹脂の割合は、重量比
でフェノール樹脂：エポキシ樹脂が４２．１：５７．９
であった。

【００５２】次に、アトマイズ法で作製した平均粒径が
５．１μｍの球状銅粉（日本アトマイズ加工（株）製、
商品名ＳＦＲ−Ｃｕ）を希塩酸及び純水で洗浄した後、
水1リットルあたりＡｇＣＮ８０ｇ及びＮａＣＮ７５ｇ
含むめっき溶液で球状銅粉に対して銀の被覆量が１８重
量％になるように置換めっきを行い、水洗、乾燥して銀
めっき銅粉を得た。

【００５３】この後、２リットルのボールミル容器内に
上記で得た銀めっき銅粉７５０ｇ及び直径が５ｍｍのジ
ルコニアボール３ｋｇを投入し、４０分間回転させて、１
０００回のタッピングによるタップ密度が５．９３ｇ／
ｃｍ^３、相対密度が９３％、比表面積が０．２６ｍ^２／
ｇ、アスペクト比が平均１．３及び長径の平均粒径が
５．５μｍの略球状銀被覆銅粉を得た。得られた略球状
銀被覆銅粉の粒子を５個取り出し、走査型オージェ電子
分光分析装置で定量分析して銅の露出面積について調べ
たところ、１０〜５０％の範囲で平均が２０％であっ
た。

【００５４】一方、２リットルのボールミル容器内に上
記で得た銀めっき銅粉７５０ｇ及び直径が１０ｍｍのジ
ルコニアボール３ｋｇを投入し、８時間回転させて、１０
００回のタッピングによるタップ密度が３．７９ｇ／ｃ
ｍ^３、相対密度が４８％、比表面積が０．７７ｍ^２／ｇ
アスペクト比が平均５．２及び長径の平均粒径が７．７
μｍの扁平状銀被覆銅粉を得た。得られた扁平状銀被覆
銅粉の粒子を５個取り出し、走査型オージェ電子分光分
析装置で定量分析して銅の露出面積について調べたとこ
ろ、１０〜６０％の範囲で平均が４１％であった。

【００５５】次に、上記で得たバインダ５０ｇ、略球状
銀被覆銅粉２７０ｇ及び扁平状銀被覆銅粉１８０ｇに、
溶剤としてエチルカルビトール（蒸発速度１未満）１１
ｇを加えて、撹拌らいかい機及び三本ロールで均一に混
合、分散して比重が５．２、粘度が１０５０ｄｐａ・
ｓ、チキソ値が２．９及び硬化物のガラス転移点が１４
２℃の導電ペーストを得た。なお、導電粉とバインダの割合は、導電ペーストの固形
分に対して重量比で導電粉：バインダが９０：１０であ
り、溶剤の含有量は導電ペーストに対して２．９％であ
った。

【００５６】次に、上記で得た導電ペーストを用いて、
厚さが１．０ｍｍの紙フェノール銅張積層板（日立化成
工業（株）製、商品名ＭＣＬ−４３７Ｆ）の銅箔をエッ
チングにより除去した面に図２に示すような形状に塗布
し、１７０℃９０分間加熱処理して導電体５を得た。得
られた導電体５の比抵抗は１．７μΩ・ｍであった。な
お図２において、４は紙フェノール銅張積層板である。
また、引張せん断接着強さはＪＩＳＫ６８５０「引張せ
ん断接着強さ試験方法」に準じて引張せん断接着強さを
調べた。その結果、引張せん断接着強さは１２．２ＭＰ
ａであった。

【００５７】なお、本実施例におけるアスペクト比の具
体的測定法を以下に示す。低粘度のエポキシ樹脂（ビュ
ーラー社製）の主剤（Ｎｏ．１０−８１３０）８ｇと硬
化剤（Ｎｏ．１０−８１３２）２ｇを混合し、ここへ導
電粉２ｇを混合して良く分散させ、そのまま３０℃で真
空脱泡した後、１０時間３０℃で静置して粒子を沈降さ
せ硬化させた。その後、得られた硬化物を垂直方向に切断
し、切断面を電子顕微鏡で１０００倍に拡大して切断面
に現れた１５０個の粒子について長径／短径を求め、そ
れらの平均値をもって、アスペクト比とした。

【００５８】実施例２実施例１で用いたブトキシ基含有レゾール型フェノール
樹脂２０重量部、エポキシ樹脂７５重量部、２−フェニ
ル−４−メチル−イミダゾール４．５重量部及びジノニ
ルナフタレンスルホン酸のブロックタイプ０．５重量部
を均一に混合してバインダとした。なお、フェノール樹脂とエポキシ樹脂の割合は、重量比
でフェノール樹脂：エポキシ樹脂が２１．１：７８．９
であった。

【００５９】次に、上記で得たバインダ６０ｇ、実施例
１と同様の工程を経て得たタップ密度が５．２２ｇ／ｃ
ｍ３、相対密度が９１％、比表面積が０．２９ｍ^２／
ｇ、アスペクト比が平均１．４及び長径の平均粒径が
５．６μｍの略球状銀被覆銅粉３５０ｇ並びにタップ密
度が３．２９ｇ／ｃｍ^３、相対密度が４４％、比表面積
が０．７４ｍ^２／ｇ、％、アスペクト比が平均６．１及
び長径の平均粒径が７．５μｍの扁平状銀被覆銅粉９０
ｇに、溶剤として実施例１で用いたエチルカルビトール
１１ｇを加えて、撹拌らいかい機及び三本ロールで均一
に混合、分散して比重が４．７、粘度が８６０ｄｐａ・
ｓ、チキソ値が３．２及び硬化物のガラス転移点が１１
９℃の導電ペーストを得た。

【００６０】なお、実施例１と同様の方法で銅の露出面
積を調べたところ、略球状銀被覆銅粉は１０〜５０％の
範囲で平均が２７％及び扁平状銀被覆銅粉は１０〜６２
％の範囲で平均が４６％であった。また、導電粉とバインダの割合は、導電ペーストの固形
分に対して重量比で導電粉：バインダが８８：１２であ
り、溶剤の含有量は、導電ペーストに対して２．２％で
あった。さらに、実施例1と同様の方法で比抵抗及び引張せん断
接着強さを調べた結果、比抵抗は２．６μΩ・ｍ及び引
張せん断接着強さは１７．６ＭＰａであった。

【００６１】実施例３実施例１で用いたブトキシ基含有レゾール型フェノール
樹脂６０重量部、エポキシ樹脂３５重量部、２−フェニ
ル−４−メチル−イミダゾール３．５重量部及びジノニ
ルナフタレンスルホン酸のブロックタイプ１．５重量部
を均一に混合してバインダとした。なお、フェノール樹脂とエポキシ樹脂の割合は、重量比
でフェノール樹脂：エポキシ樹脂が６３．２：３６．８
であった。

【００６２】次に、上記で得たバインダ４５ｇ及び実施
例１で得た略球状銀被覆銅粉４５５ｇに、溶剤として実
施例１で用いたエチルカルビトール１４ｇを加えて、撹
拌らいかい機及び三本ロールで均一に混合、分散して比
重が５．５、粘度が１０１０ｄｐａ・ｓ、チキソ値が
３．３及び硬化物のガラス転移点が１５２℃の導電ペー
ストを得た。

【００６３】なお、導電粉とバインダの割合は、導電ペ
ーストの固形分に対して重量比で導電粉：バインダが９
１：９であり、溶剤の含有量は、導電ペーストに対して
２．７％であった。また、実施例1と同様の方法で比抵抗及び引張せん断接
着強さを調べた結果、比抵抗は１．３μΩ・ｍ及び引張
せん断接着強さは１０．１ＭＰａであった。

【００６４】実施例４実施例１で得たバインダ５０ｇ及び実施例１で得た扁平
状銀被覆銅粉４５０ｇに、溶剤として実施例１で用いた
エチルカルビトール１５ｇを加えて、撹拌らいかい機及
び三本ロールで均一に混、分散して比重が５．１、粘度
が１８７０ｄｐａ・ｓ、チキソ値が３．８及び硬化物の
ガラス転移点が１４２℃の導電ペーストを得た。

【００６５】なお、導電粉とバインダの割合は、導電ペ
ーストの固形分に対して重量比で導電粉：バインダが９
０：１０であり、溶剤の含有量は、導電ペーストに対し
て２．９％であった。また、実施例1と同様の方法で比抵抗及び引張せん断接
着強さを調べた結果、比抵抗は１．１μΩ・ｍ及び引張
せん断接着強さは１４．１ＭＰａであった。

【００６６】比較例１実施例１で得たバインダ１５ｇ、実施例１で得た略球状
銀被覆銅粉２９１ｇ及び実施例１で得た扁平状銀被覆銅
粉１９４ｇに、溶剤として実施例１で用いたエチルカル
ビトール１５ｇを加えて、撹拌らいかい機及び三本ロー
ルで均一に混合、分散して比重が７．８、粘度が５５１
０ｄｐａ・ｓ、チキソ値が５．３及び硬化物のガラス転
移点が１４２℃の導電ペーストを得た。

【００６７】なお、導電粉とバインダの割合は、導電ペ
ーストの固形分に対して重量比で導電粉：バインダが９
７：３であり、溶剤の含有量は、導電ペーストに対して
２．９％であった。また、実施例1と同様の方法で比抵抗及び引張せん断接
着強さを調べた結果、比抵抗は１．０μΩ・ｍと良好で
あったが、引張せん断接着強さは４．８ＭＰａと低い値
であった。

【００６８】比較例２実施例１で得たバインダ１００ｇ、実施例１で得た略球
状銀被覆銅粉２４０ｇ及び実施例１で得た扁平状銀被覆
銅粉１６０ｇに、溶剤として実施例１で用いたエチルカ
ルビトール１５ｇを加えて、撹拌らいかい機及び三本ロ
ールで均一に混合、分散して比重が２．８、粘度が３４
０ｄｐａ・ｓ、チキソ値が２．８及び硬化物のガラス転
移点が１４５℃の導電ペーストを得た。

【００６９】なお、導電粉とバインダの割合は、導電ペ
ーストの固形分に対して重量比で導電粉：バインダが８
０：２０であり、溶剤の含有量は、導電ペーストに対し
て２．９％であった。また、実施例1と同様の方法で比抵抗及び引張せん断接
着強さを調べた結果、比抵抗は４１．７μΩ・ｍと導電
性としては悪い値を示したが、引張せん断接着強さは２
３．２ＭＰａであった。

【００７０】比較例３実施例１で用いたブトキシ基含有レゾール型フェノール
樹脂９２重量部、エポキシ樹脂３重量部、２−フェニル
−４−メチル−イミダゾール０．５重量部及びジノニル
ナフタレンスルホン酸のブロックタイプ４．５重量部を
均一に混合してバインダとした。なお、フェノール樹脂とエポキシ樹脂の割合は、重量比
でフェノール樹脂：エポキシ樹脂が9６．８：３．２で
あった。

【００７１】次に、上記で得たバインダ５０ｇ、実施例
１で得た略球状銀被覆銅粉２７０ｇ及び実施例１で得た
扁平状銀被覆銅粉１８０ｇに、溶剤として実施例１で用
いたエチルカルビトール１５ｇを加えて、撹拌らいかい
機及び三本ロールで均一に混合、分散して比重が５．
３、粘度が５１１０ｄｐａ・ｓ、チキソ値が３．１及び
硬化物のガラス転移点が１８７℃の導電ペーストを得
た。

【００７２】なお、導電粉とバインダの割合は、導電ペ
ーストの固形分に対して重量比で導電粉：バインダが９
０：１０であり、溶剤の含有量は、導電ペーストに対し
て２．９％であった。また、実施例1と同様の方法で比抵抗及び引張せん断接
着強さを調べた結果、比抵抗は１．３μΩ・ｍと良好で
あったが、引張せん断接着強さは６．１ＭＰａと低い値
であった。

【００７３】なお、本発明者らは、ガラス転移点が４０
℃未満の導電ペーストの製造を試みたが、困難製を伴い
途中で製造を中止した。

【００７４】

【発明の効果】請求項１及び２記載の導電ペーストは、
導電性、接着強度、作業性に優れる。請求項３記載の導
電ペーストは、導電性の向上効果及びマイグレーション
性に優れる。請求項４及び５記載の導電ペーストは、導
電性、接着強度及び作業性のバランスに優れる。請求項
６及び７記載の導電ペーストは、導電性の向上効果及び
導電ペーストの保存安定性に優れる。請求項８及び９記
載の導電ペーストは、接着強度、作業性、導電ペースト
の保存安定性の向上効に優れる。

【００７５】請求項１０記載の導電ペーストは、導電
性、接着強度のバランスに優れる。請求項１１記載の導
電ペーストは、作業性の向上効果に優れる。請求項１２
記載の導電ペーストは、導電性、接着強度、作業性のバ
ランスに優れる。請求項１３記載の導電ペーストは、作
業性の向上効果に優れる。請求項１４記載の導電ペース
トは、導電性、作業性の向上効果及び、接合部の柔軟性
に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】導電ペーストを使用して、部品を接着する手段
を示す断面図である。

【図２】紙フェノール銅張積層板上に導電体を形成した
状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１銅箔２導電ペースト３リードフレーム４紙フェノール銅張積層板５導電体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｊ 163/00 Ｃ０９Ｊ 163/00 Ｈ０１Ｂ 1/00 Ｈ０１Ｂ 1/00 ＣＨＨ０５Ｋ 3/32 Ｈ０５Ｋ 3/32 ＢＦターム(参考） 4J037 AA04 AA06 CA03 CC22 CC23 DD01 DD05 DD07 DD09 DD10 DD13 DD30 EE03 EE43 FF11 FF13 4J040 EB031 EB032 EC001 EC002 EC021 EC022 EC061 EC062 EC261 EC262 HA06 KA16 KA23 KA32 LA02 LA04 LA09 NA19 5E319 AA03 BB11 CC61 CD26 GG15 5G301 DA03 DA06 DA55 DA57 DD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電粉、バインダ及び有機溶剤を含み、
かつ導電粉が球状若しくは略球状と扁平状との混合粉又
は球状、略球状、扁平状のいずれか１種の単独粉であ
り、バインダの主成分が熱硬化性樹脂及びその硬化剤を
含み、比重が３〜７．５及び導電ペースト硬化物のガラ
ス転移点が４０〜１８０℃である導電ペースト。
【請求項２】有機溶剤が、１種又は２種以上の混合溶
剤である請求項１記載の導電ペースト。
【請求項３】導電粉が、銅粉又は銅合金粉の一部を露
出して、表面が大略銀で被覆された銀被覆銅粉又は銀被
覆銅合金粉であり、かつ銀の被覆量が５〜２５重量％及
び銅粉又は銅合金粉の露出面積が１０〜６０％である請
求項１又は２記載の導電ペースト。
【請求項４】球状又は略球状の導電粉が、長径の平均
粒径が１〜２０μｍ、アスペクト比が１〜１．５、タッ
プ密度が４．５〜６．２ｇ／ｃｍ^３、相対密度が５０〜
６８％及び比表面積が０．１〜１．０ｍ^２／ｇである請
求項１〜３のいずれかに記載の導電ペースト。
【請求項５】扁平状の導電粉が、長径の平均粒径が５
〜３０μｍ、アスペクト比が３〜２０、タップ密度が
２．５〜５．８ｇ／ｃｍ^３、相対密度が２７〜６３％及
び比表面積が０．４〜１．３ｍ^２／ｇである請求項１〜
４のいずれかに記載の導電ペースト。
【請求項６】熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂及びフェ
ノール樹脂である請求項１〜５のいずれかに記載の導電
ペースト。
【請求項７】エポキシ樹脂が、常温で液状のエポキシ
樹脂及びフェノール樹脂が、アルコキシ基含有レゾール
型フェノール樹脂である請求項１〜６のいずれかに記載
の導電ペースト。
【請求項８】エポキシ樹脂が、エポキシ当量が１６０
〜３３０ｇ／ｅｑ及びフェノール樹脂が、アルコキシ基
の炭素数が１〜６、アルコキシ化率が５〜９５％、重量
平均分子量が５００〜２００，０００である請求項１〜
７のいずれかに記載の導電ペースト。
【請求項９】エポキシ樹脂の硬化剤が、融点が４０〜
２４０℃及びフェノール樹脂の硬化剤が、官能基がマス
キングされており解離温度が６０〜１４０℃である請求
項１〜８のいずれかに記載の導電ペースト。
【請求項１０】エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合
割合が、重量比でエポキシ樹脂：フェノール樹脂が１
０：９０〜９５：５である請求項１〜９のいずれかに記
載の導電ペースト。
【請求項１１】有機溶剤が、蒸発速度が３０以下（０
を除く）であり、沸点が１５０〜２６０℃である請求項
１〜１０のいずれかに記載の導電ペースト。
【請求項１２】導電粉とバインダの配合割合が、導電
ペーストの固形分に対して重量比で導電粉：バインダが
８３：１７〜９７：３及び体積比で導電粉：バインダが
２８：７２〜８４：１６である請求項１〜１１のいずれ
かに記載の導電ペースト。
【請求項１３】有機溶剤が、導電ペーストに対して２
〜１０重量％含有してなる請求項１〜１２のいずれかに
記載の導電ペースト。
【請求項１４】粘度が１００〜７，０００ｄｐａ・ｓ
及びチキソ値が１．８〜7．３である請求項１〜１３の
いずれかに記載の導電ペースト。