JP3879749B2

JP3879749B2 - 導電粉及びその製造方法

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Publication number: JP3879749B2
Application number: JP2004201594A
Authority: JP
Inventors: 秀次 ▲桑▼島
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2024-07-08
Also published as: JP2005044798A

Description

本発明は、配線板の回路形成、シールド層形成、電子部品の電極形成、はんだ付電極形成、導電性接着剤、熱伝導性接着剤等に使用される導電粉及びその製造方法に関する。

印刷配線板上に導電回路を形成する方法の１つに、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などを加えてペースト状に混合して作製する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。特に高導電性が要求される分野では、金粉、銀粉、パラジウム粉又はこれらの合金粉が一般的に用いられていた。
電子材料、１９９４年１０月号（第４２〜４６頁）

上記のうち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、電子部品等の配線層（導電層）又は電子部品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界が印加されると、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、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等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。銀粉に替えて銀−パラジウム合金粉を使用すれば耐マイグレーション性は改善できるが、銀及びパラジウムが高価なため銀−パラジウム合金粉も高価になる欠点を有していた。

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、銀で銅粉の表面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が十分ではない。さらに銀粉を使用した導電ペーストにはんだ付けを行う場合、銀喰われ（一般はんだでは溶融はんだ中に銀が拡散して溶け込むために銀が消失する現象）が起こり、十分な接合が得られないという欠点もあった。

一方、銀粉以外に銅粉を使用する場合がある。しかし、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、各種還元剤を加えて、銅粉表面の酸化を防止し、導電性が安定した銅ペーストが開示されているが、導電性の安定性は銀ペーストには及ばず、高温高湿試験などで導通抵抗値（電気抵抗）が増大し、導電回路が断線状態になる場合もあるなどの欠点があった。

従来、公知の導電ペーストは、接着剤として使用する場合、はんだペーストに比較して導電粉が高価であることから導電ペーストも高価であるという欠点を有していた。従って銅ペーストより導電性の信頼性が高く、かつ銀ペーストより耐マイグレーション性に優れ、はんだペーストと同様に乾燥硬化の作業性に優れた導電接着剤が望まれていた。

また、熱伝導性を要求される接着剤の場合、熱伝導性の良好な充填剤、例えば銀粉、銅粉、窒化硼素粉等の粉末を高い充填率で混合しなければならないが、粉末の配合割合を多くするとその粘度が上昇し、流動性が悪くなるため、ペーストの製造及び使用が困難になる欠点を有していた。

導電ペーストを用いて導電回路を形成する方法は、導電粉をバインダに分散させ、ペースト状にした導電ペーストを、図１に示すように基材（基板）３の表面に塗布又はスルーホール４に充填して導電層１を形成する方法がある。なお図１において２は銅箔及び５は絶縁層である。
また、印刷配線板に形成したスルーホールに導電層を形成する他の方法としては、スルーホール内壁に銅めっきを施して導電層を形成する方法がある。

一般的に孔埋め導電ペーストをスルーホール内に充填して層間接続を行う場合、小さい孔でありながら高導電性を必要とするため、孔にできる限り導電ペーストを充填し、すき間なく導電ペーストを埋め込む必要がある。そのため従来の孔埋め導電ペーストは導電粉の比率を高くする必要があるが、導電粉の比率を高くすると導電ペーストの粘度が高くなり孔への充填性が悪化してしまう。これに対してバインダの比率を高くすると粘度が低くなり孔への充填性は向上するが、導電性が低下してしまうという欠点が生じる。

導電粉の充填密度を高くすれば、導電粉を高い割合で配合した導電ペーストの粘度は、充填密度の低い導電粉を使用した場合より低くできるが、従来の技術ではその充填密度を高くすることは困難であった。特に導電性が良好な銀粉の場合、銀が柔らかいため、凝集している粉末を解粒操作すると、解粒（解塊）と共に銀粉の変形が生じ、充填密度の高い導電粉を得ることは困難であった。市販されている銀粉の充填密度は相対値で一般に５５体積％前後であり、高いものでも６５体積％位であり、安定して６８体積％以上の導電粉の入手は困難であった。

本発明は、高配合率化が可能で導電性の信頼性又は耐マイグレーション性に優れ、銀使用量を低減することで価格競争力も高くできる導電粉を提供するものである。
本発明は、加えて、高充填性及び流動性に優れた導電粉を提供するものである。

本発明は、加えて、高充填化が可能な導電粉を提供するものである。
本発明は、高配合率化が可能で導電性の信頼性又は耐マイグレーション性に優れ、銀使用量を低減することで価格競争力も高くできる導電粉の製造方法を提供するものである。

本発明は、導電粉に関する。
また、本発明は、略球状銀被覆銅粉６０〜９２重量％、及び銀粉８〜４０重量％含有する導電粉であって、
該導電粉が、充填密度が相対値で６８体積％以上であり、そして
該略球状銀被覆銅粉が、少なくとも略球状銅粉表面の一部、並びに／或いは銀被覆時に及び／又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成される銅−銀合金表面の一部を露出させて、該略球状銅粉に対して３〜３０重量％の銀で被覆された銅粉であり、該略球状銀被覆銅粉の表面が略球状銀被覆銅粉に対して０．０２〜１．０重量％の脂肪酸で被覆され、かつ被覆された銀が平滑化処理された略球状銀被覆銅粉である、導電粉に関する。
ここで、「略球状」は、概略球状である。
また、本発明は、略球状銀被覆銅粉が、平均粒径が２〜１５μｍである導電粉に関する。

また、本発明は、銀粉の形状が、略球状又は塊状であり、かつその平均粒径が、略球状銀被覆銅粉の平均粒径の１／１５〜２／５である導電粉に関する。
さらに、本発明は、少なくとも略球状銅粉表面一部、並びに／或いは銀被覆時に及び／又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成させる銅−銀合金表面の一部を露出させながら、該略球状銅粉に対して３〜３０重量％の銀で被覆して略球状銀被覆銅粉を作製し、さらにその表面に略球状銀被覆銅粉に対して０．０２〜１．０重量％の脂肪酸を被覆し、次いで前記銀の被覆層を平滑化処理した後、脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉６０〜９２重量％及び銀粉８〜４０重量％を均一に混合し、充填密度が相対値で６８体積％以上である導電粉を得ることを特徴とする導電粉の製造方法に関する。

略球状銅粉の表面への銀の被覆量は、略球状銅粉に対して３〜３０重量％、好ましくは５〜２２重量％、さらに好ましくは７．５〜２２重量％の範囲とされ、銀の被覆量が３０重量％を超えると、導電性などは改善されず、コストアップとなり、銀の被覆量が３重量％未満であると、導電性が悪くなる。

本発明で用いられる略球状銀被覆銅粉の平均粒径は、印刷、吐出、充填性等の取扱いと、価格の点で、２〜１５μｍの範囲が好ましく、２〜１０μｍの範囲がより好ましく、４〜７μｍの範囲がさらに好ましい。

また、銀粉の形状は、粘度の上昇を抑えられる観点から、略球状又は塊状であることが好ましい。銀粉の形状が鱗片状であると、略球状銀被覆銅粉と組み合わせて用いた場合、充填密度を低下させるため流動性が低下する傾向がある。
銀粉の平均粒径は、略球状銀被覆銅粉の平均粒径の１／１５〜２／５の範囲であることが好ましく、平均粒径の１／１０〜２／５の範囲であることがより好ましい。

なお、上記でいう平均粒径は、レーザー散乱型粒度分布測定装置により測定することができる。本発明においては、測定装置としてマスターサイザー（マルバン社製）を用いて測定した。

本発明において略球状とは、アスペクト比が１〜１．５の範囲にあることを意味し、１〜１．３であればより好ましく、１〜１．２であればさらに好ましい。
なお、アスペクト比とは、略球状銀被覆銅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略球状銀被覆銅粉の粒子をよく混合し、静置して粒子を沈降させると共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。

上記における短径とは、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。

本発明において、略球状銅粉の表面に銀を被覆する方法としては特に制限はないが、例えば置換めっき、電気めっき、無電解めっき等の方法があり、略球状銅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。銀は、上記の被覆工程中に一部が略球状銅粉と合金を形成する。よって、本発明においては、この合金部分と略球状銅粉の一部を露出した状態で銀が被覆されている。略球状銀被覆銅粉では、略球状銅粉に銀を被覆する際に、略球状銅粉上に銀−銅合金が形成され、そしてこの合金部分の表面の一部及び略球状銅粉の表面の少なくとも一部は、銀で被覆されていない露出した状態にある。言い換えると、略球状銀被覆銅粉の表面には、被覆された銀のほか、銀被覆時に及び／又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成される銅−銀合金表面の一部、並びに／或いは略球状銅粉表面の少なくとも一部が表れている。つまり、銀と、銀−銅合金とが表れる場合、銀と、銀−銅合金と、略球状銅粉とが表れる場合の両方が含まれる。そして、銀−銅の合金部分又は略球状銅粉表面が、銀の電気的マイグレーションを防止する。

本発明においては、略球状銅粉の表面に銀を被覆した略球状銀被覆銅粉の表面にさらに脂肪酸を被覆するものである。本発明で用いられる脂肪酸としては、ステアリン酸、ラウリン酸、カプリン酸、パルミチン酸等の飽和脂肪酸又はオレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ソルビン酸等の不飽和脂肪酸が挙げられる。

略球状銀被覆銅粉の表面への脂肪酸の被覆量は、略球状銀被覆銅粉に対して０．０２〜１．０重量％の範囲、好ましくは０．０２〜０．５重量％の範囲、さらに好ましくは０．０２〜０．３重量％の範囲とされ、脂肪酸の被覆量が１．０重量％を超えると、銀被覆銅粉同士が脂肪酸によって凝集し易くなるため、解粒が容易ではなく、また脂肪酸が内部離型剤として働くため、接着力が低下する。一方、脂肪酸の被覆量が０．０２重量％未満であると銀被覆銅粉同士の凝集を解粒することが困難になる。

銀めっきしたままの略球状銀被覆銅粉の表面状態は、析出（被覆）した銀の粒界が表面に多く存在し平坦ではない。このため、ペーストにした場合粘度が上昇し易かった。まためっき処理又はその乾燥工程で凝集し易く、その充填密度は高くなく、相対値で通常６０体積％未満、一般には５５体積％未満である。これをジルコニアビーズ、ガラスビーズ、アルミナビーズ等を使用して解粒すると共にその表面を平滑化すれば、充填密度は相対値で６０〜６５体積％に向上させることができ、流動性も向上した導電粉となる。しかし、充填密度を相対値で６８体積％以上にすることは、極めて困難であった。なお、被覆した銀の表面を平滑化処理するには例えば、ボールミルなどを用いて行うことができる。

本発明によれば、略球状銀被覆銅粉の表面を脂肪酸で被覆する方法として、下記の操作を行うことができる。すなわち、銀を被覆した後、洗浄した水をデカンテーショーンにより除去し、その後水溶性有機溶媒を濡れた粉末に添加し、その混合物を撹拌し、静置する。水と有機溶媒の混合物を、デカンテーションにより除去し、この操作を２回、３回と繰り返す。その後、既定の脂肪酸を含有する有機溶媒を、銀被覆銅粉末に添加し、有機溶媒を加熱して乾燥して、脂肪酸被覆粉末を得る。
略球状銀被覆銅粉の表面を脂肪酸で被覆すれば下記のような利点がある。即ち略球状銅粉に銀めっきを施した場合、その後の乾燥工程で銅粉に含まれる水分を乾燥させるが、このとき水分を直接乾燥させると水の蒸発潜熱が大きいため乾燥に多くの時間を要する、しかも導電粉同士が凝集してしまう。しかし、水分を予めアルコール、アセトン等の親水性の有機溶剤で置換し、この有機溶剤を乾燥すれば乾燥は容易であり、導電粉同士の凝集も低下する。本発明はこれを利用したもので、前記、有機溶剤に脂肪酸を配合して乾燥を容易にすると共に、脂肪酸の被覆量を上記に示す範囲にし、かつ均一に被覆することにより、略球状銀被覆銅粉同士の凝集を容易に解粒させることができ、接着力についても低下させることなく、充填密度の高い脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉を得ることができると共に樹脂溶液に濡れ易い脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉を得ることができる。

本発明における導電粉は、上記の脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉と銀粉が用いられる。
脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉と銀粉の配合割合は、脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉が好ましくは６０〜９２重量％で、銀粉が８〜４０重量％、より好ましくは脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉が６０〜８５重量％で、銀粉が１５〜４０重量％、さらに好ましくは脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉が６５〜８０重量％で銀粉が２０〜３５重量％の範囲とされ、脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉が６０重量％未満で銀粉が４０重量％を超えると導電性の信頼性は問題はないが、耐マイグレーション性が低下する場合があり、また充填密度が低下し易い。一方、略球状銀被覆銅粉が９２重量％を超え、銀粉が８重量％未満であると耐マイグレーション性は良好であるが、充填密度が低下し易い。

また、得られる導電粉の充填密度は、相対値で６８体積％以上である。充填密度が６８体積％未満であると充填密度が低いため導電粉の配合割合を高くすると導電ペーストの粘度が高くなり、反面導電粉の配合割合を低くすると、十分な導電性及び信頼性が得られなくなる傾向がある。

なお、充填密度の相対値とは、２５ｍｍのストロークでタッピングを１０００回行い、その体積と質量から算出したタップ密度を、その粒子の真密度又は理論密度で除した値である。

本発明になる導電粉は、略球状銀被覆銅粉の表面が略球状銀被覆銅粉に対して０．０２〜１．０重量％の脂肪酸で被覆され、かつ略球状銅粉表面に被覆した銀が平滑化処理されているため、銀粉と平均粒径の近い略球状銀被覆銅粉を分散媒体として使用して混合、分散することにより、凝集する微細な銀粉を解粒する際の銀粉の変形を抑制し、かつ解粒と均一混合を行うことができる。このため、分散媒体と混合粉体を分離する操作は不要である。また微細な銀粉は凝集し易く、解粒操作を行っても再凝集を起こしやすいが、解粒操作と２種類の粉体同士の混合操作を同時に行うので、微細な銀粉の変形を抑制して高い充填密度の混合導電粉を作製することができる。

分散及び混合を行う方法は、ボールミル、ロッキングミル、Ｖブレンダー、振動ミル等の回転又は振動エネルギーを使用する方法が容易である。これらと類似の方法で、解粒済の略球状銀被覆銅粉を分散媒体として使用して凝集している微小銀粉を解粒と同時に分散させればその装置、方法については特に制限はない。

以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１
銀の被覆量が２０重量％の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して０．２重量％の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉（日立化成工業（株）製、商品名ＧＢ０５Ｋ、平均粒径５．５μｍ、アスペクト比１．０、充填密度の相対値６３体積％）６８０ｇ及び平均粒径が１．４μｍの略球状銀粉（メタローテクノロジーズユーエスエイ（Metalor Technologies USA）社製、商品名Ｋ−００８２Ｐ、充填密度の相対値５８体積％）３２０ｇを秤量し、内容積３リットルのボールミルに入れ、回転数６５ｍｉｎ^-1の条件で１００時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は７１体積％であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、１．４／５．５であった。

一方、アルコキシル基含有レゾール型フェノール樹脂（当社試作品、アルコキシル基の炭素数が４、アルコキシ化率６５％、重量平均分子量１，２００）３８重量部、エポキシ当量が１７０ｇ／ｅｑのビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（三井石油化学工業（株）製、商品名エポミックＲ１１０）５７重量部、２−フェニル−４−メチル−イミダゾール（四国化成（株）製、商品名キュアゾール２Ｐ４ＭＺ）５重量部を均一に混合してバインダとした。

上記で得たバインダ５０ｇに、上記で得た導電粉４５０ｇ及び溶剤として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、分散して導電ペーストを得た。該導電ペーストの粘度は２５℃で３５０ｄＰａ・ｓであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが４．６であった。

次に、上記で得た導電ペーストを用いて、図２に示すポリイミドフィルム６上にテストパターン７を印刷し、乾燥機に入れた後１７０℃まで１３分間で昇温し、その温度で１時間加熱処理し、テスト基板を得た。
得られたテスト基板について導体のシート抵抗を測定した結果、９５ｍΩ／□であった。またこのテスト基板を恒温恒湿試験で４，０００時間及び気相冷熱試験で３，０００サイクルの信頼性試験を行った結果、回路抵抗の変化率はそれぞれ１０．４％及び９．１％であった。上記の恒温恒湿試験は、８５℃８５％相対湿度中に保管し、気相冷熱試験は−６５℃３０分間〜１２５℃３０分間を１サイクルとして行った（以下同じ）。

また、厚さが１．０ｍｍのガラス基板上に、電極間距離が２．０ｍｍのくし形電極の耐マイグレーション性テストパターンを印刷し、上記と同様の条件で加熱処理を行い硬化させて耐マイグレーション性テスト基板を得た。このテスト基板の耐マイグレーション性を、ウオーター・ドロップ法で試験した（以下同じ）。
すなわち、テスト基板の電極上にろ紙を置き、ろ紙に蒸留水を滴下して濡らした後、電極間に２０Ｖのバイアス電圧を印加して短絡電流を測定した。短絡電流が５００ｍＡになるまでの時間（以下短絡時間とする）を測定した結果、８分５０秒で、銀粉を導電粉として使用した銀ペーストの２６秒に比べて約２０倍であり、良好な結果を得た。

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を混合してよく分散させ、そのまま２５℃で真空脱泡した後、１０時間２５℃の条件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。

実施例２
実施例１で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉６１０ｇ及び平均粒径が０．９５μｍの略球状銀粉（徳力化学研究所製、商品名ＡｇＳ―０５２Ｌ、充填密度の相対値５１体積％）３９０ｇを秤量し、実施例１と同様のボールミルを用いて実施例１と同様の条件で１５０時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で６９体積％であった。略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、０．９５／５．５であった。

上記で得た導電粉を使用し、以下実施例１と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は８６ｍΩ／□であり、実施例１と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ８．７％及び７．３％であった。

また、実施例１と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、９分１０秒であり、銀ペーストに比べて２０倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は２５℃で４７０ｄＰａ・ｓであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが４．９であった。

実施例３
実施例１で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉７７０ｇ及び平均粒径が１．０μｍの略球状銀粉（福田金属箔粉工業（株）製、商品名ＡｇＣ−１５６１、充填密度の相対値５６体積％）２３０ｇを秤量し、実施例１と同様のボールミルを用いて実施例１と同様の条件で２００時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で７１体積％であった。略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、１．０／５．５であった。

上記で得た導電粉を使用し、以下実施例１と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は９０ｍΩ／□であり、実施例１と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ８．９％及び７．８％であった。

また、実施例１と同様の条件でウ折オーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、９分４０秒であり、銀ペーストに比べて２０倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は２５℃で３３０ｄＰａ・ｓであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが４．５であった。

実施例４
銀の被覆量が２０重量％の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して０．０５重量％の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉（日立化成工業（株）製、商品名ＧＢ１０Ｋ、平均粒径１０．８μｍ、アスペクト比１．０、充填密度の相対値６４体積％）７００ｇ及び平均粒径が１．４μｍの略球状銀粉（メタローテクノロジーズユーエスエイ（Metalor Technologies USA）社製、商品名Ｋ−００８２Ｐ、充填密度の相対値５８体積％）３００ｇを秤量し、内容積２リットルのボールミルに入れ、回転数５６ｍｉｎ^-1の条件で１００時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は７６体積％であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、１．４／１０．８であった。

上記で得た導電粉を使用し、以下実施例１と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は７５ｍΩ／□であり、実施例１と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ６．５％及び５．８％であった。

また、実施例１と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、９分５０秒であり、銀ペーストに比べて２０倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は２５℃で４２０ｄＰａ・ｓであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが４．３であった。

実施例５
銀の被覆量が２０重量％の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して０．１重量％の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉（日立化成工業（株）製、商品名ＧＢ１０Ｋ、平均粒径１１．２μｍ、アスペクト比１．０、充填密度の相対値６３体積％）８００ｇ及び平均粒径が１．４μｍの略球状銀粉（メタローテクノロジーズユーエスエイ（Metalor Technologies USA）社製、商品名Ｋ−００８２Ｐ、充填密度の相対値５８体積％）２００ｇを秤量し、内容積２リットルのボールミルに入れ、回転数５６ｍｉｎ^-1の条件で９０時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は７６体積％であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、１．４／１１．２であった。

上記で得た導電粉を使用し、以下実施例１と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は８４ｍΩ／□であり、実施例１と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ８．６％及び７．９％であった。

また、実施例１と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、９分５０秒であり、銀ペーストに比べて２０倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は２５℃で４００ｄＰａ・ｓであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが４．２であった。

実施例６
銀の被覆量が２０重量％の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して０．０５重量％の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉（日立化成工業（株）製、商品名ＧＢ１０Ｋ、平均粒径１１．６μｍ、アスペクト比１．０、充填密度の相対値６４体積％）９１０ｇ及び平均粒径が１．４μｍの略球状銀粉（メタローテクノロジーズユーエスエイ（Metalor Technologies USA）社製、商品名Ｋ−００８２Ｐ、充填密度の相対値５８体積％）９０ｇを秤量し、内容積２リットルのボールミルに入れ、回転数５６ｍｉｎ^-1の条件で９０時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は７４体積％であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、１．４／１１．６であった。

上記で得た導電粉を使用し、以下実施例１と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は９７ｍΩ／□であり、実施例１と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ９．６％及び９．７％であった。

また、実施例１と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、１４分３０秒であり、銀ペーストに比べて３０倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は２５℃で４００ｄＰａ・ｓであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが３．５であった。

実施例７
銀の被覆量が２０重量％の略球状銀被覆銅粉を作製し、次いで該略球状銀被覆銅粉に対して０．３重量％の脂肪酸であるステアリン酸を被覆し、その後ボールミルで銀の被覆層を平滑化処理した略球状銀被覆銅粉（日立化成工業（株）製、商品名ＧＢ１０Ｋ、平均粒径１０．８μｍ、アスペクト比１．０、充填密度の相対値６３体積％）４００ｇ及び平均粒径が１．４μｍの略球状銀粉（メタローテクノロジーズユーエスエイ（Metalor Technologies USA）社製、商品名Ｋ−００８２Ｐ、充填密度の相対値５８体積％）２００ｇを秤量し、内容積２リットルのボールミルに入れ、回転数５６ｍｉｎ^-1の条件で１００時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度の相対値は７４体積％であった。また略球状銀粉と略球状銀被覆銅粉との平均粒径の比は、１．４／１０．８であった。

上記で得た導電粉を使用し、以下実施例１と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は６８ｍΩ／□であり、実施例１と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ４．７％及び５．２％であった。

また、実施例１と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、６分５０秒であり、銀ペーストに比べて１５倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は２５℃で５１０ｄＰａ・ｓであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが４．５であった。

比較例１
実施例１で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉４５０ｇ及び実施例１で用いた略球状銀粉５０ｇを秤量し、実施例１と同様のボールミルを用いて実施例１と同様の条件で１００時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で６０体積％であった。

上記で得た導電粉を使用し、以下実施例１と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は３４０ｍΩ／□と非常に高く、実施例１と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ８８．２％及び１０５．３％と実施例１〜３のものに比較してかなり高い値であった。

また、実施例１と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、１３分５０秒であり、銀ペーストに比べて３０倍以上であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は２５℃で４２０ｄＰａ・ｓであり、チキソ性はチキソトロピックインデックスが３．５であった。

比較例２
実施例１で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉９００ｇ及び実施例３で用いた略球状銀粉１００ｇを秤量し、実施例１と同様のボールミルを用いて実施例１と同様の条件で２００時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で６７体積％であった。

上記で得た導電粉を使用し、以下実施例１と同様の工程を経て導電ペーストを作製し、さらにテスト基板を作製して、導体のシート抵抗及び耐マイグレーション性を試験した。その結果、テスト基板のシート抵抗は７０ｍΩ／□であり、実施例１と同様の条件で行った恒温恒湿試験及び気相冷熱試験の回路抵抗の変化率はそれぞれ５．１％及び４．５％であった。

また、実施例１と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、４分４０秒と短く、銀ペーストに比べて約１０倍であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は２５℃で５２０ｄＰａ・ｓと高く、チキソ性はチキソトロピックインデックスが３．９であった。

比較例３
実施例１で用いたステアリン酸処理した略球状銀被覆銅粉５５０ｇ及び実施例２で用いた略球状銀粉４５０ｇを秤量し、実施例１と同様のボールミルを用いて実施例１と同様の条件で２００時間回転し、混合、分散を行って導電粉を得た。
得られた導電粉の充填密度は相対値で６３体積％であった。

また、実施例１と同様の条件でウオーター・ドロップ法で試験したときの短絡時間は、４分４０秒と短く、銀ペーストに比べて約１０倍であった。
なお、混合、分散して得た導電ペーストの粘度は２５℃で８７０ｄＰａ・ｓと非常に高く、チキソ性はチキソトロピックインデックスが５．３であった。

本発明の導電粉は、高配合率化が可能で導電性の信頼性又は耐マイグレーション性に優れ、銀使用量を低減することで価格競争力も高くできる。
本発明の導電粉は、加えて、高充填性及び流動性に優れる。
本発明の導電粉は、加えて、高充填化が可能である。
本発明の導電粉の製造方法は、高配合率化が可能で導電性の信頼性又は耐マイグレーション性に優れ、銀使用量を低減することで価格競争力も高くできる導電粉を製造することができる。

スルーホール及び配線板の表面を導電ペーストで接続した状態を示す断面図である。ポリイミドフィルム上にテストパターンを形成した状態を示す平面図である。

符号の説明

１導電層
２銅箔
３基材
４スルーホール
５絶縁層
６ポリイミドフィルム
７テストパターン

Claims

略球状銀被覆銅粉６０〜９２重量％、及び銀粉８〜４０重量％含有する導電粉であって、
該導電粉が、充填密度が相対値で６８体積％以上であり、そして
該略球状銀被覆銅粉が、少なくとも略球状銅粉表面の一部、並びに／或いは銀被覆時に及び／又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成される銅−銀合金表面の一部を露出させて、該略球状銅粉に対して３〜３０重量％の銀で被覆された銅粉であり、該略球状銀被覆銅粉の表面が略球状銀被覆銅粉に対して０．０２〜１．０重量％の脂肪酸で被覆され、かつ被覆された銀が平滑化処理された略球状銀被覆銅粉である、導電粉。
略球状銀被覆銅粉が、平均粒径が２〜１５μｍである請求項１記載の導電粉。
銀粉の形状が、略球状又は塊状であり、かつその平均粒径が、略球状銀被覆銅粉の平均粒径の１／１５〜２／５である請求項１又は２記載の導電粉。
少なくとも略球状銅粉表面一部、並びに／或いは銀被覆時に及び／又は被覆された銀が平滑化処理される工程で形成させる銅−銀合金表面の一部を露出させながら、該略球状銅粉に対して３〜３０重量％の銀で被覆して略球状銀被覆銅粉を作製し、さらにその表面に略球状銀被覆銅粉に対して０．０２〜１．０重量％の脂肪酸を被覆し、次いで前記銀の被覆層を平滑化処理した後、脂肪酸で被覆された略球状銀被覆銅粉６０〜９２重量％及び銀粉８〜４０重量％を均一に混合し、充填密度が相対値で６８体積％以上である導電粉を得ることを特徴とする導電粉の製造方法。