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JP7566488B2 - Conductive compositions and metallized substrates and methods for their manufacture - Google Patents

Conductive compositions and metallized substrates and methods for their manufacture Download PDF

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JP7566488B2
JP7566488B2 JP2020087649A JP2020087649A JP7566488B2 JP 7566488 B2 JP7566488 B2 JP 7566488B2 JP 2020087649 A JP2020087649 A JP 2020087649A JP 2020087649 A JP2020087649 A JP 2020087649A JP 7566488 B2 JP7566488 B2 JP 7566488B2
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Description

本発明は、エレクトロニクス分野において、セラミックス基板上に回路を形成するために利用される導電性組成物およびこの組成物で形成された回路を有するメタライズド基板ならびにそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a conductive composition used in the electronics field to form circuits on ceramic substrates, a metallized substrate having circuits formed from this composition, and a method for producing the same.

導電性組成物(導電性ペースト)は、印刷などにより電極など、種々のパターンを容易に形成できるため、エレクトロニクス分野で広く普及している。導電性金属粉に銀を含む銀ペーストは、電子部品などの電極や回路を形成するために用いられており、樹脂硬化タイプと焼結タイプとに大別される。 Conductive compositions (conductive pastes) are widely used in the electronics field because they can be easily used to form various patterns such as electrodes by printing. Silver pastes, which contain silver in conductive metal powder, are used to form electrodes and circuits for electronic components, and are broadly divided into resin-cured and sintered types.

樹脂硬化タイプの導電性組成物は、樹脂の硬化により金属が接触し、導電性が確保される。一方、焼結タイプの導電性組成物は、焼結により金属粒子が結合して導電性が確保される。 In resin-cured conductive compositions, the metal comes into contact with the resin as it hardens, ensuring electrical conductivity. On the other hand, in sintered conductive compositions, the metal particles bond together as a result of sintering, ensuring electrical conductivity.

焼成タイプの導電性組成物は、銀、銅、ニッケル、パラジウム、金などの導電性金属粉と、無機結合材としてのガラス粉、ビヒクル、溶剤等を含む。導電性組成物へは、基板への密着性、耐めっき性、耐はんだ性、信頼性、耐エレクトロマイグレーション性等を満たすことが求められている。 Baked-type conductive compositions contain conductive metal powders such as silver, copper, nickel, palladium, and gold, as well as glass powder as an inorganic binder, a vehicle, a solvent, etc. Conductive compositions are required to meet requirements such as adhesion to substrates, plating resistance, solder resistance, reliability, and electromigration resistance.

めっき処理は、電極のはんだ食われの防止、硫化防止、腐食保護のために行われる。焼成膜にポーラスがあると、めっき処理の際にめっき液が侵入し、基板との密着強度が低下するおそれがある。また、侵入しためっき液がリフローにより気化、膨張し、電極が破裂するため信頼性が低下する問題があり、耐めっき性を確保するために、緻密な膜を形成する必要がある。 Plating is performed to prevent solder erosion of the electrodes, to prevent sulfurization, and to protect against corrosion. If the fired film is porous, plating solution may penetrate during plating, which may reduce the adhesive strength with the substrate. In addition, the infiltrated plating solution may evaporate and expand due to reflow, causing the electrodes to burst, resulting in reduced reliability. Therefore, a dense film must be formed to ensure plating resistance.

銀Agは、大気中で安定であり、大気雰囲気で焼成可能だが、エレクトロマイグレーションが発生しやすいという欠点がある。Agのエレクトロマイグレーションの防止や、耐はんだ性のために、Cu、Mn、Snなどの金属化合物を含有する導電性ペーストが開示されている。 Silver (Ag) is stable in air and can be fired in air, but has the disadvantage of being prone to electromigration. Conductive pastes containing metal compounds such as Cu, Mn, and Sn have been disclosed to prevent Ag electromigration and to improve solder resistance.

特開昭55-149356号公報(特許文献1)には、Ag粉100質量部に対しMnおよび/またはMn合金の粉末1~100質量部を混合することでマイグレーションを防止する導電性塗料が開示されている。 JP 55-149356 A (Patent Document 1) discloses a conductive paint that prevents migration by mixing 100 parts by mass of Ag powder with 1 to 100 parts by mass of Mn and/or Mn alloy powder.

特開2003-115216号公報(特許文献2)には、バインダー樹脂、Ag粉末、およびTi、Ni、In、Sn、Sbの群から選ばれる少なくとも1種の金属または金属の化合物を含有する導電ペーストが開示されている。 JP 2003-115216 A (Patent Document 2) discloses a conductive paste containing a binder resin, Ag powder, and at least one metal or metal compound selected from the group consisting of Ti, Ni, In, Sn, and Sb.

しかし、特許文献1の塗料や特許文献2のペーストでは、密着性、はんだ耐熱性、耐めっき性、信頼性などの評価はされていない。 However, the paint in Patent Document 1 and the paste in Patent Document 2 have not been evaluated for adhesion, solder heat resistance, plating resistance, reliability, etc.

WO2014/061765号(特許文献3)には、Ag粉、ガラスフリット、有機バインダー、ならびにCu、SnおよびMnを含む粉末を含有する導電性ペーストが開示されており、耐エレクトロマイグレーション性、はんだ耐熱性、密着性が優れることが記載されている。 WO2014/061765 (Patent Document 3) discloses a conductive paste containing Ag powder, glass frit, an organic binder, and powder containing Cu, Sn, and Mn, and describes that the paste has excellent electromigration resistance, solder heat resistance, and adhesion.

しかし、このペーストについても、耐めっき性、信頼性評価はされていない。 However, this paste has not been evaluated for plating resistance or reliability.

WO2015/141816号(特許文献4)には、Ag粉、ガラスフリット、有機バインダー、Cu元素を含み、かつV、Cr、Mn、Fe、Coからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素を含む粉末を含有する導電性ペーストが開示されている。この文献には、金属粉末を含有することにより、導電性ペーストの耐エレクトロマイグレーション性、はんだ耐熱性、密着性が向上することが記載されている。 WO2015/141816 (Patent Document 4) discloses a conductive paste containing Ag powder, glass frit, an organic binder, and a powder containing Cu element and at least one metal element selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Fe, and Co. This document describes that the inclusion of the metal powder improves the electromigration resistance, solder heat resistance, and adhesion of the conductive paste.

しかし、このペーストでも、耐めっき性に関する評価はされていない。 However, even this paste has not been evaluated for its resistance to plating.

WO2017/141984号(特許文献5)には、Ag粉、ガラスフリット、有機バインダー、およびCu、Sn、Mn、酸化ルテニウムのなどのPt族酸化物を含有する導電性ペーストが開示されている。この文献では、高温放置、ヒートサイクルのような信頼性試験が実施されている。 WO2017/141984 (Patent Document 5) discloses a conductive paste containing Ag powder, glass frit, an organic binder, and Pt-group oxides such as Cu, Sn, Mn, and ruthenium oxide. In this document, reliability tests such as high-temperature exposure and heat cycles are carried out.

しかし、このペーストでも、耐めっき性に関する評価はされていない。 However, even this paste has not been evaluated for its resistance to plating.

特開2018-152218号公報(特許文献6)には、Ag粉、Bi系ガラス粉とシルセスキオキサン化合物、有機ビヒクルを含む導電性ペーストが開示されている。この文献には、耐めっき性、耐はんだ性の評価が記載されている。 JP 2018-152218 A (Patent Document 6) discloses a conductive paste containing Ag powder, Bi-based glass powder, a silsesquioxane compound, and an organic vehicle. This document describes evaluations of plating resistance and solder resistance.

しかし、このペーストは、信頼性に関する評価はされていない。 However, this paste has not been evaluated for reliability.

特開昭55-149356号公報(特許請求の範囲、第2頁右上欄1行)JP-A-55-149356 (Claims, page 2, upper right column, line 1) 特開2003-115216号公報(請求項1)JP 2003-115216 A (Claim 1) WO2014/061765号(請求項1、段落[0025])WO2014/061765 (Claim 1, paragraph [0025]) WO2015/141816号(請求項1、段落[0009][0010])WO2015/141816 (Claim 1, paragraphs [0009] [0010]) WO2017/141984号(請求の範囲、実施例)WO2017/141984 (Claims, Examples) 特開2018-152218号公報(請求項1、段落[0009])JP 2018-152218 A (Claim 1, paragraph [0009])

従って、本発明の目的は、セラミックス基板に対して密着性が高い導電部を形成でき、かつ耐めっき性および信頼性の高いメタライズド基板を製造できる導電性組成物およびこの組成物で形成された導電部を有するメタライズド基板ならびにそれらの製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is therefore to provide a conductive composition capable of forming a conductive part with high adhesion to a ceramic substrate and capable of producing a metallized substrate with high plating resistance and reliability, a metallized substrate having a conductive part formed from this composition, and a method for producing the same.

本発明の他の目的は、使用環境の変化に拘わらず、セラミックス基板に対して密着性が高い導電部を形成できる導電性組成物およびこの組成物で形成された導電部を有するメタライズド基板ならびにそれらの製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a conductive composition capable of forming a conductive part with high adhesion to a ceramic substrate regardless of changes in the usage environment, a metallized substrate having a conductive part formed from this composition, and a method for manufacturing the same.

本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、粒径1.2μm未満の等方形状Ag小粒子(A1)および粒径1.2μm以上の等方形状Ag大粒子(A2)からなるAg粒子(A)と、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)およびCu成分(B3)からなる金属成分(B)と、ガラス粒子(C)とを組み合わせることにより、セラミックス基板に対して密着性が高い導電部を形成でき、かつ耐めっき性および信頼性の高いメタライズド基板を製造できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive research into achieving the above-mentioned object, the inventors discovered that by combining Ag particles (A) consisting of isotropic small Ag particles (A1) with a particle size of less than 1.2 μm and isotropic large Ag particles (A2) with a particle size of 1.2 μm or more, metal components (B) consisting of Mn components (B1), Fe components (B2) and Cu components (B3), and glass particles (C), it is possible to form a conductive portion with high adhesion to a ceramic substrate, and to manufacture a metallized substrate with high plating resistance and reliability, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明の導電性組成物は、Ag粒子(A)、金属成分(B)およびガラス粒子(C)を含む導電性組成物であって、前記Ag粒子(A)が、Ag小粒子(A1)およびAg大粒子(A2)であり、前記Ag小粒子(A1)が粒径1.2μm未満の等方形状粒子であり、かつ前記Ag大粒子(A2)が粒径1.2μm以上の等方形状粒子であるとともに、前記金属成分(B)が、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)およびCu成分(B3)である。前記Ag小粒子(A1)は、中心粒径0.01μm以上、1.2μm未満の球状粒子であってもよい。前記Ag大粒子(A2)は、中心粒径1.2~20μmの球状粒子であってもよい。前記Ag小粒子(A1)と前記Ag大粒子(A2)との質量比は、前者/後者=90/10~5/95程度である。前記ガラス粒子(C)はビスマス系ガラス粒子および/または亜鉛系ガラス粒子を含んでいてもよい。 That is, the conductive composition of the present invention is a conductive composition containing Ag particles (A), metal components (B) and glass particles (C), the Ag particles (A) being small Ag particles (A1) and large Ag particles (A2), the Ag small particles (A1) being isotropically shaped particles with a particle size of less than 1.2 μm, and the Ag large particles (A2) being isotropically shaped particles with a particle size of 1.2 μm or more, and the metal components (B) being Mn components (B1), Fe components (B2) and Cu components (B3). The Ag small particles (A1) may be spherical particles with a median particle size of 0.01 μm or more and less than 1.2 μm. The Ag large particles (A2) may be spherical particles with a median particle size of 1.2 to 20 μm. The mass ratio of the Ag small particles (A1) to the Ag large particles (A2) is about 90/10 to 5/95. The glass particles (C) may contain bismuth-based glass particles and/or zinc-based glass particles.

本発明には、前記Mn成分(B1)、前記Fe成分(B2)および前記Cu成分(B3)からなる群より選択された少なくとも1種を、液状組成物の形態で添加する前記導電性組成物の製造方法も含まれる。 The present invention also includes a method for producing the conductive composition, in which at least one selected from the group consisting of the Mn component (B1), the Fe component (B2), and the Cu component (B3) is added in the form of a liquid composition.

本発明には、セラミックス基板に前記導電性組成物を付着させる付着工程、および前記セラミックス基板に付着した前記導電性組成物を焼成して導電部を形成する焼成工程を含むメタライズド基板の製造方法も含まれる。前記焼成工程において、空気中で導電性組成物を焼成してもよい。 The present invention also includes a method for manufacturing a metallized substrate, which includes an attachment step of attaching the conductive composition to a ceramic substrate, and a firing step of firing the conductive composition attached to the ceramic substrate to form a conductive portion. In the firing step, the conductive composition may be fired in air.

本発明には、前記製造方法で得られたメタライズド基板も含まれる。前記セラミックス基板が、アルミナ基板、アルミナ-ジルコニア基板、窒化アルミニウム基板、窒化ケイ素基板または炭化ケイ素基板であってもよい。 The present invention also includes a metallized substrate obtained by the above manufacturing method. The ceramic substrate may be an alumina substrate, an alumina-zirconia substrate, an aluminum nitride substrate, a silicon nitride substrate, or a silicon carbide substrate.

なお、本願において「金属成分」とは、金属単体、金属化合物を含む意味で用いる。Mn成分、Fe成分およびCu成分も同様である。 In this application, the term "metal component" is used to include both simple metals and metal compounds. The same applies to Mn components, Fe components, and Cu components.

本発明では、粒径1.2μm未満の等方形状Ag小粒子(A1)および粒径1.2μm以上の等方形状Ag大粒子(A2)からなるAg粒子(A)と、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)およびCu成分(B3)からなる金属成分(B)と、ガラス粒子(C)とを組み合わせているため、セラミックス基板に対して密着性が高い導電部を形成でき、かつ耐めっき性および信頼性の高いメタライズド基板を製造できる。特に、使用環境の変化に拘わらず、セラミックス基板に対して密着性が高い導電部を形成できる。さらに、優れた導電性および耐エレクトロマイグレーション性を示し、高温高湿や急激な温度変化、高温での長期間に亘る曝露などの過酷な条件でもセラミックス基板に対する高い密着性を維持でき、信頼性の高いメタライズド基板を製造できる。 In the present invention, Ag particles (A) consisting of isotropic Ag small particles (A1) with a particle size of less than 1.2 μm and isotropic Ag large particles (A2) with a particle size of 1.2 μm or more are combined with metal components (B) consisting of Mn components (B1), Fe components (B2) and Cu components (B3) and glass particles (C), so that a conductive part with high adhesion to a ceramic substrate can be formed and a metallized substrate with high plating resistance and reliability can be manufactured. In particular, a conductive part with high adhesion to a ceramic substrate can be formed regardless of changes in the usage environment. Furthermore, it shows excellent conductivity and electromigration resistance, and can maintain high adhesion to a ceramic substrate even under harsh conditions such as high temperature and high humidity, sudden temperature changes, and long-term exposure to high temperatures, so that a highly reliable metallized substrate can be manufactured.

[Ag粒子(A)]
本発明の導電性組成物は、導電成分として、Ag粒子(A)を含む。このAg粒子(A)は、粒径1.2μm未満の等方形状Ag小粒子(A1)と粒径1.2μm以上の等方形状Ag大粒子(A2)との組み合わせからなる。Ag粒子(A)は導電性を付与するとともに、Ag小粒子(A1)とAg大粒子(A2)とを組み合わせることにより、Ag粒子が最密充填構造を形成できるため、より緻密な膜を形成できる。
[Ag particles (A)]
The conductive composition of the present invention contains Ag particles (A) as a conductive component. The Ag particles (A) are a combination of isotropic small Ag particles (A1) having a particle size of less than 1.2 μm and isotropic large Ag particles (A2) having a particle size of 1.2 μm or more. The Ag particles (A) impart conductivity, and by combining the Ag small particles (A1) and the Ag large particles (A2), the Ag particles can form a close-packed structure, thereby forming a denser film.

(Ag小粒子(A1))
Ag小粒子(A1)の形状は、耐めっき性および信頼性を向上できる点から、等方形状である。等方形状としては、例えば、球状(真球状または略球状)、正多面体状(正六面体状または立方体状、正八面体状など)などが挙げられる。これらのうち、セラミックス基板に対する密着性を向上できる点から、球状が特に好ましい。
(Ag small particles (A1))
The shape of the Ag small particles (A1) is an isotropic shape in terms of improving plating resistance and reliability. Examples of the isotropic shape include a spherical shape (true spherical or nearly spherical), a regular polyhedral shape (regular Among these, the spherical shape is particularly preferred in terms of improving the adhesion to the ceramic substrate.

なお、本願において、「球状」は、真球状および略球状の双方を含む意味で用いる。球状において、短径に対する長径の比は、例えば1~2、好ましくは1~1.5、さらに好ましくは1~1.3、より好ましくは1~1.2、最も好ましくは1~1.1である。また、等方形状は、略等方形状も含む。 In this application, the term "spherical" is used to include both a perfect sphere and an approximately spherical shape. In a sphere, the ratio of the major axis to the minor axis is, for example, 1 to 2, preferably 1 to 1.5, more preferably 1 to 1.3, even more preferably 1 to 1.2, and most preferably 1 to 1.1. In addition, an isotropic shape also includes an approximately isotropic shape.

Ag小粒子(A1)の粒径(粒径分布)は、1.2μm未満の範囲であればよく、例えば0.01μm以上、1.2μm未満程度の範囲である。Ag小粒子(A1)の中心粒径(D50)は、例えば0.05μm以上、1.2μm未満、好ましくは0.1~1μm、さらに好ましくは0.2~0.8μm、より好ましくは0.3~0.7μm、より好ましくは0.4~0.6μm、最も好ましくは0.45~0.55μm程度である。Ag小粒子(A1)の粒径が小さすぎると、Ag大粒子(A2)の隙間を充填するのが困難となる虞があり、逆に大きすぎると、隙間に侵入するのが困難となる虞がある。 The particle size (particle size distribution) of the small Ag particles (A1) may be in the range of less than 1.2 μm, for example, in the range of 0.01 μm or more and less than 1.2 μm. The median particle size (D50) of the small Ag particles (A1) is, for example, 0.05 μm or more and less than 1.2 μm, preferably 0.1 to 1 μm, more preferably 0.2 to 0.8 μm, more preferably 0.3 to 0.7 μm, more preferably 0.4 to 0.6 μm, and most preferably about 0.45 to 0.55 μm. If the particle size of the small Ag particles (A1) is too small, it may be difficult to fill the gaps between the large Ag particles (A2), and conversely, if it is too large, it may be difficult for the small Ag particles to penetrate into the gaps.

Ag小粒子(A1)の10体積%粒径(D10)は0.01μm以上(例えば0.01~0.49μm)であってもよく、例えば0.1μm以上(例えば0.1~0.45μm)、好ましくは0.2μm以上、さらに好ましくは0.3μm以上、最も好ましくは0.4μm以上(例えば0.4~0.43μm)であってもよい。D10が小さすぎると、Ag大粒子(A2)の隙間を効率良く充填するのが困難となる虞がある。 The 10 volume % particle size (D10) of the small Ag particles (A1) may be 0.01 μm or more (e.g., 0.01 to 0.49 μm), for example, 0.1 μm or more (e.g., 0.1 to 0.45 μm), preferably 0.2 μm or more, more preferably 0.3 μm or more, and most preferably 0.4 μm or more (e.g., 0.4 to 0.43 μm). If D10 is too small, it may be difficult to efficiently fill the gaps between the large Ag particles (A2).

Ag小粒子(A1)の90体積%粒径(D90)は1.19μm以下(例えば0.5~1.19μm)であってもよく、例えば1.18μm以下、好ましくは1.17μm以下、さらに好ましくは1.15μm以下、最も好ましくは1.12μm以下(例えば1~1.12μm)であってもよい。D90が大きすぎると、Ag大粒子(A2)の隙間を効率良く充填するのが困難となる虞がある。 The 90 volume percent particle size (D90) of the small Ag particles (A1) may be 1.19 μm or less (e.g., 0.5 to 1.19 μm), for example, 1.18 μm or less, preferably 1.17 μm or less, more preferably 1.15 μm or less, and most preferably 1.12 μm or less (e.g., 1 to 1.12 μm). If D90 is too large, it may be difficult to efficiently fill the gaps between the large Ag particles (A2).

なお、本願では、粒子(後述する他の粒子も含む)の粒径分布および中心粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定された粒径分布および中心粒径(体積基準)を意味する。 In this application, the particle size distribution and median particle size of particles (including other particles described below) refer to the particle size distribution and median particle size (volume basis) measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device.

(Ag大粒子(A2))
Ag大粒子(A2)の形状も、耐めっき性および信頼性を向上できる点から、等方形状であり、好ましい態様も含め、前記Ag小粒子(A1)と同一である。
(Ag large particles (A2))
The shape of the large Ag particles (A2) is also isotropic from the viewpoint of improving plating resistance and reliability, and is the same as that of the small Ag particles (A1), including the preferred embodiments.

Ag大粒子(A2)の粒径(粒径分布)は、1.2μm以上の範囲であればよく、例えば1.2~20μm、好ましくは1.2~15μm、さらに好ましくは1.2~10μm、最も好ましくは1.2~8μm程度である。Ag大粒子(A2)の中心粒径(D50)は、例えば1.2~20μm、好ましくは1.3~10μm、さらに好ましくは1.5~5μm、より好ましくは1.7~3μm、より好ましくは1.8~2.5μm、最も好ましくは1.9~2.2μm程度である。Ag大粒子(A2)の粒径が小さすぎると、セラミックス基板に対する密着性が低下する虞があり、逆に大きすぎても、同様に密着性が低下する虞がある。 The particle size (particle size distribution) of the large Ag particles (A2) may be in the range of 1.2 μm or more, for example, 1.2 to 20 μm, preferably 1.2 to 15 μm, more preferably 1.2 to 10 μm, and most preferably about 1.2 to 8 μm. The median particle size (D50) of the large Ag particles (A2) is, for example, 1.2 to 20 μm, preferably 1.3 to 10 μm, more preferably 1.5 to 5 μm, more preferably 1.7 to 3 μm, more preferably 1.8 to 2.5 μm, and most preferably about 1.9 to 2.2 μm. If the particle size of the large Ag particles (A2) is too small, there is a risk that the adhesion to the ceramic substrate will decrease, and conversely, if the particle size is too large, there is a risk that the adhesion will also decrease.

Ag大粒子(A2)の10体積%粒径(D10)は1.21μm以上(例えば1.21~1.9μm)であってもよく、例えば1.22μm以上(例えば1.22~1.8μm)、好ましくは1.23μm以上、さらに好ましくは1.24μm以上、最も好ましくは1.25μm以上(例えば1.25~1.5μm)であってもよい。D10が小さすぎると、セラミックス基板に対する密着性が低下する虞がある。 The 10 volume percent particle size (D10) of the large Ag particles (A2) may be 1.21 μm or more (e.g., 1.21 to 1.9 μm), for example, 1.22 μm or more (e.g., 1.22 to 1.8 μm), preferably 1.23 μm or more, more preferably 1.24 μm or more, and most preferably 1.25 μm or more (e.g., 1.25 to 1.5 μm). If D10 is too small, there is a risk of reduced adhesion to the ceramic substrate.

Ag大粒子(A2)の90体積%粒径(D90)は10μm以下(例えば2~10μm)であってもよく、例えば8μm以下、好ましくは5μm以下、さらに好ましくは3.5μm以下、最も好ましくは3.3μm以下(例えば2.5~3.3μm)であってもよい。D90が大きすぎると、セラミックス基板に対する密着性が低下する虞がある。 The 90 volume percent particle size (D90) of the large Ag particles (A2) may be 10 μm or less (e.g., 2 to 10 μm), for example, 8 μm or less, preferably 5 μm or less, more preferably 3.5 μm or less, and most preferably 3.3 μm or less (e.g., 2.5 to 3.3 μm). If D90 is too large, there is a risk of reduced adhesion to the ceramic substrate.

(Ag粒子(A)の特性)
前記Ag小粒子(A1)と前記Ag大粒子(A2)との質量比は、前者/後者=99/1~1/99(例えば95/5~10/90)程度の範囲から選択でき、例えば90/10~5/95(例えば90/10~10/90)、好ましくは90/10~20/80(例えば80/20~10/90)、さらに好ましくは70/30~20/80、最も好ましくは50/50~30/70程度である。Ag小粒子(A1)の割合が少なすぎると、焼成体の緻密性が低下する虞があり、逆に多すぎると、セラミックス基板に対する密着性が低下する虞がある。
(Characteristics of Ag particles (A))
The mass ratio of the Ag small particles (A1) to the Ag large particles (A2) can be selected from the range of about the former/latter = 99/1 to 1/99 (e.g., 95/5 to 10/90), for example, 90/10 to 5/95 (e.g., 90/10 to 10/90), preferably 90/10 to 20/80 (e.g., 80/20 to 10/90), more preferably 70/30 to 20/80, and most preferably about 50/50 to 30/70. If the proportion of the Ag small particles (A1) is too small, the denseness of the fired body may decrease, and conversely, if it is too large, the adhesion to the ceramic substrate may decrease.

前記Ag粒子(A)の中心粒径(D50)は、例えば0.1~10μm、好ましくは0.3~5μm、さらに好ましくは0.5~3μm、最も好ましくは1~2μm程度である。Ag粒子(A)の粒径が小さすぎると、セラミックス基板に対する密着性が低下する虞があり、逆に大きすぎても、同様に密着性が低下する虞がある。 The median particle size (D50) of the Ag particles (A) is, for example, 0.1 to 10 μm, preferably 0.3 to 5 μm, more preferably 0.5 to 3 μm, and most preferably about 1 to 2 μm. If the particle size of the Ag particles (A) is too small, there is a risk that the adhesion to the ceramic substrate will decrease, and conversely, if the particle size is too large, there is a similar risk that the adhesion will decrease.

Ag粒子(A)の割合は、導電性組成物中10~99質量%程度の範囲から選択でき、例えば30~98質量%、好ましくは50~95質量%、さらに好ましくは70~93質量%、最も好ましくは80~90質量%程度である。Ag粒子(A)の割合が少なすぎると、導電性が低下する虞があり、逆に多すぎると、セラミックス基板に対する密着性が低下する虞がある。 The proportion of Ag particles (A) in the conductive composition can be selected from a range of about 10 to 99 mass%, for example about 30 to 98 mass%, preferably 50 to 95 mass%, more preferably 70 to 93 mass%, and most preferably about 80 to 90 mass%. If the proportion of Ag particles (A) is too low, there is a risk of reduced conductivity, and conversely, if it is too high, there is a risk of reduced adhesion to the ceramic substrate.

[金属成分(B)]
金属成分(B)は、Mn成分(B1)とFe成分(B2)とCu成分(B3)との組み合わせからなる。本発明では、導電性組成物がこの金属成分(B)を含むことにより、焼成体の緻密性および耐エレクトロマイグレーション性を向上でき、焼成体である導電部の信頼性を向上できる。さらに、前記金属成分(B)は、組成物調製時の粘度調整が容易であり、かつ信頼性を向上できる点から、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)およびCu成分(B3)のうち、少なくとも1種が有機金属化合物(特に、カルボン酸金属塩)であるのが好ましい。
[Metal component (B)]
The metal component (B) is a combination of a Mn component (B1), an Fe component (B2), and a Cu component (B3). In the present invention, the conductive composition contains the metal component (B), which can improve the denseness and electromigration resistance of the sintered body, and can improve the reliability of the conductive part of the sintered body. Furthermore, it is preferable that at least one of the Mn component (B1), the Fe component (B2), and the Cu component (B3) is an organometallic compound (particularly, a metal carboxylate) in terms of ease of viscosity adjustment during composition preparation and improved reliability.

(Mn成分(B1))
Mn成分(B1)には、Mn単体、無機Mn化合物、有機Mn化合物が含まれる。
(Mn component (B1))
The Mn component (B1) includes simple Mn, inorganic Mn compounds, and organic Mn compounds.

無機Mn化合物としては、例えば、二酸化マンガンなどのMn酸化物;ホウ化マンガン;炭酸マンガン、リン酸マンガン、ホウ酸マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガンなどの無機酸Mn塩;塩化マンガンなどのMnハロゲン化物などが挙げられる。これらの無機Mn化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、二酸化マンガン、炭酸マンガン、リン酸マンガンが好ましい。 Examples of inorganic Mn compounds include Mn oxides such as manganese dioxide; manganese boride; inorganic acid Mn salts such as manganese carbonate, manganese phosphate, manganese borate, manganese sulfate, and manganese nitrate; and Mn halides such as manganese chloride. These inorganic Mn compounds can be used alone or in combination of two or more. Of these, manganese dioxide, manganese carbonate, and manganese phosphate are preferred.

Mn単体および無機Mn化合物の形状としては、例えば、球状(真球状または略球状)、楕円体(楕円球)状、多面体状(多角錘状、立方体状や直方体状などの多角柱状など)、ロッド状または棒状、繊維状、樹針状、不定形状などが挙げられる。これらのうち、セラミックス基板に対する密着性を向上できる点から、球状、楕円体状、多面体状、不定形状などの粒状が好ましく、球状や正多面体状(正六面体状または立方体状、正八面体状など)などの等方形状(特に、球状)が特に好ましい。 Examples of shapes of Mn simple substance and inorganic Mn compounds include spherical (true spherical or nearly spherical), ellipsoidal (elliptical sphere), polyhedral (polygonal pyramid, polygonal column such as cube or rectangular parallelepiped, etc.), rod or stick, fibrous, acicular, and irregular shapes. Of these, granular shapes such as spherical, ellipsoidal, polyhedral, and irregular shapes are preferred because they can improve adhesion to the ceramic substrate, and isotropic shapes (particularly spherical) such as spheres and regular polyhedral shapes (regular hexahedron, cube, regular octahedron, etc.) are particularly preferred.

Mn単体および無機Mn化合物で形成された粒子の中心粒径(D50)は、例えば0.1~10μm、好ましくは0.3~5μm、さらに好ましくは0.5~3μm、最も好ましくは0.8~2μm程度である。粒径が小さすぎると、経済性が低下するとともに、導電性組成物中での分散性も低下する虞がある。逆に粒径が大きすぎると、印刷性や焼成膜の均一性が低下するとともに、メッシュスクリーンで印刷する場合には、メッシュ目詰まりの原因となる虞もある。 The median particle size (D50) of particles formed from simple Mn and inorganic Mn compounds is, for example, about 0.1 to 10 μm, preferably 0.3 to 5 μm, more preferably 0.5 to 3 μm, and most preferably about 0.8 to 2 μm. If the particle size is too small, the economic efficiency decreases and dispersibility in the conductive composition may also decrease. Conversely, if the particle size is too large, the printability and uniformity of the fired film decrease, and when printing with a mesh screen, it may cause the mesh to become clogged.

有機Mn化合物は、ギ酸マンガン、酢酸マンガン、シュウ酸マンガン、酪酸マンガン、カプロン酸マンガン、オクチル酸マンガン、ネオデカン酸マンガン、ステアリン酸マンガン、ナフテン酸マンガンなどのカルボン酸Mn塩であってもよい。有機Mn化合物は、Mn系金属石鹸(例えば、オクチル酸マンガン、ネオデカン酸マンガン、ステアリン酸マンガンなどの高級脂肪酸Mn塩)であってもよい。これらの有機Mn系化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、オクチル酸マンガンなどのC4-24飽和脂肪酸マンガンが好ましい。有機Mn化合物(特に、C4-24飽和脂肪酸Mn塩)は、液状組成物の形態で使用してもよい。液状組成物は、石油系炭化水素溶液などの炭化水素溶液(例えば、ミネラルスピリット溶液)であってもよい。 The organic Mn compound may be a carboxylate Mn salt such as manganese formate, manganese acetate, manganese oxalate, manganese butyrate, manganese caproate, manganese octoate, manganese neodecanoate, manganese stearate, or manganese naphthenate. The organic Mn compound may be a Mn-based metal soap (e.g., a higher fatty acid Mn salt such as manganese octoate, manganese neodecanoate, or manganese stearate). These organic Mn compounds may be used alone or in combination of two or more. Of these, C4-24 saturated fatty acid manganese such as manganese octoate is preferred. The organic Mn compound (particularly, C4-24 saturated fatty acid Mn salt) may be used in the form of a liquid composition. The liquid composition may be a hydrocarbon solution such as a petroleum-based hydrocarbon solution (e.g., a mineral spirit solution).

Mn成分(B1)としては、無機Mn化合物、有機Mn化合物が好ましく、二酸化マンガンなどのMn酸化物、オクチル酸マンガンなどのC6-18飽和脂肪酸Mn塩がさらに好ましく、C6-12飽和脂肪酸Mn塩が最も好ましい。 As the Mn component (B1), inorganic Mn compounds and organic Mn compounds are preferred, Mn oxides such as manganese dioxide and C 6-18 saturated fatty acid Mn salts such as manganese octylate are more preferred, and C 6-12 saturated fatty acid Mn salts are most preferred.

Mn成分(B1)の割合は、Mn元素換算で(Mn元素の割合として)、Ag粒子(A)100質量部に対して、例えば0.01~1質量部、好ましくは0.03~0.5質量部、さらに好ましくは0.1~0.3質量部(例えば0.15~0.25質量部)、最も好ましくは0.2~0.3質量部程度である。金属成分(B)中のMn成分(B1)の割合は、Mn元素換算で、例えば3~20質量%、好ましくは5~15質量%、さらに好ましくは7.5~10質量%程度である。Mn成分(B1)の割合が少なすぎると、焼成体の緻密性が低下する虞があり、逆に多すぎると、導電性が低下する虞がある。 The proportion of the Mn component (B1) is, in terms of Mn element (as a proportion of Mn element), for example, 0.01 to 1 part by mass, preferably 0.03 to 0.5 parts by mass, more preferably 0.1 to 0.3 parts by mass (e.g., 0.15 to 0.25 parts by mass), and most preferably about 0.2 to 0.3 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the Ag particles (A). The proportion of the Mn component (B1) in the metal component (B) is, in terms of Mn element, for example, 3 to 20% by mass, preferably 5 to 15% by mass, and more preferably about 7.5 to 10% by mass. If the proportion of the Mn component (B1) is too low, the denseness of the fired body may decrease, and conversely, if it is too high, the electrical conductivity may decrease.

(Fe成分(B2))
Fe成分(B2)には、Fe単体、無機Fe化合物、有機Fe化合物が含まれる。
(Fe component (B2))
The Fe component (B2) includes simple Fe, inorganic Fe compounds, and organic Fe compounds.

無機Fe化合物としては、例えば、酸化鉄(II)、酸化鉄(III)(三酸化二鉄)、四酸化三鉄などのFe酸化物;ホウ化鉄;水酸化鉄;硫化鉄;炭酸鉄、リン酸鉄、ホウ酸鉄、硫酸鉄、硝酸鉄などの無機酸Fe塩;塩化鉄などのFeハロゲン化物などが挙げられる。これらの無機Fe化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、酸化鉄(II)、酸化鉄(III)、四酸化三鉄、リン酸鉄が好ましい。 Examples of inorganic Fe compounds include Fe oxides such as iron (II) oxide, iron (III) oxide (iron trioxide), and triiron tetroxide; iron boride; iron hydroxide; iron sulfide; inorganic acid Fe salts such as iron carbonate, iron phosphate, iron borate, iron sulfate, and iron nitrate; and Fe halides such as iron chloride. These inorganic Fe compounds can be used alone or in combination of two or more. Of these, iron oxide (II), iron oxide (III), triiron tetroxide, and iron phosphate are preferred.

Fe単体および無機Fe化合物の形状は、好ましい態様も含めて、前記Mn単体および無機Mn化合物と同一である。 The shapes of the Fe element and inorganic Fe compounds, including preferred embodiments, are the same as those of the Mn element and inorganic Mn compounds.

Fe単体および無機Fe化合物で形成された粒子の中心粒径(D50)は、例えば0.1~10μm、好ましくは0.3~5μm、さらに好ましくは0.5~3μm、最も好ましくは0.8~2μm程度である。粒径が小さすぎると、経済性が低下するとともに、導電性組成物中での分散性も低下する虞がある。逆に粒径が大きすぎると、印刷性や焼成膜の均一性が低下するとともに、メッシュスクリーンで印刷する場合には、メッシュ目詰まりの原因となる虞もある。 The median particle size (D50) of particles formed from simple Fe and inorganic Fe compounds is, for example, about 0.1 to 10 μm, preferably 0.3 to 5 μm, more preferably 0.5 to 3 μm, and most preferably about 0.8 to 2 μm. If the particle size is too small, the economic efficiency decreases and dispersibility in the conductive composition may also decrease. Conversely, if the particle size is too large, the printability and uniformity of the fired film decrease, and when printing with a mesh screen, it may cause the mesh to become clogged.

有機Fe化合物としては、例えば、ギ酸鉄、酢酸鉄、シュウ酸鉄、酪酸鉄、カプロン酸鉄、オクチル酸鉄、ネオデカン酸鉄、ステアリン酸鉄、ナフテン酸鉄などのカルボン酸Fe塩;アセチルアセトン金属錯体(ナーセム第二鉄)などの金属錯体などが挙げられる。有機Fe化合物としては、Fe系金属石鹸(例えば、オクチル酸鉄、ネオデカン酸鉄、ステアリン酸鉄などの高級脂肪酸Fe塩など)などが挙げられる。これらの有機Fe化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、オクチル酸鉄などのC4-24飽和脂肪酸Fe塩が好ましい。有機Fe化合物(特に、C4-24飽和脂肪酸Fe塩)は、液状組成物の形態で使用してもよい。液状組成物は、石油系炭化水素溶液などの炭化水素溶液(例えば、ミネラルスピリット溶液)であってもよい。 Examples of the organic Fe compound include Fe carboxylates such as iron formate, iron acetate, iron oxalate, iron butyrate, iron caproate, iron octylate, iron neodecanoate, iron stearate, and iron naphthenate; and metal complexes such as acetylacetone metal complex (ferric nursem). Examples of the organic Fe compound include Fe-based metal soaps (for example, higher fatty acid Fe salts such as iron octylate, iron neodecanoate, and iron stearate). These organic Fe compounds can be used alone or in combination of two or more. Of these, C 4-24 saturated fatty acid Fe salts such as iron octylate are preferred. The organic Fe compound (particularly, C 4-24 saturated fatty acid Fe salts) may be used in the form of a liquid composition. The liquid composition may be a hydrocarbon solution such as a petroleum-based hydrocarbon solution (for example, a mineral spirit solution).

Fe成分(B2)としては、無機Fe化合物、カルボン酸Fe塩が好ましく、酸化鉄、C6-18飽和脂肪酸Fe塩がさらに好ましく、酸化鉄(II)が最も好ましい。 As the Fe component (B2), inorganic Fe compounds and Fe carboxylates are preferred, iron oxide and C6-18 saturated fatty acid Fe salts are more preferred, and iron(II) oxide is most preferred.

Fe成分(B2)の割合は、Fe元素換算で(Fe元素の割合として)、Ag粒子(A)100質量部に対して、例えば0.01~1質量部、好ましくは0.03~0.5質量部、さらに好ましくは0.1~0.3質量部(例えば0.15~0.25質量部)、最も好ましくは0.13~0.2質量部程度である。金属成分(B)中のFe成分(B2)の割合は、Fe元素換算で、例えば3~15質量%、好ましくは4~10質量%、さらに好ましくは5~8質量%程度である。Fe成分(B2)の割合が少なすぎると、焼成体の緻密性が低下する虞があり、逆に多すぎると、導電性が低下する虞がある。 The proportion of the Fe component (B2) is, in terms of Fe element (as a proportion of Fe element), for example, 0.01 to 1 part by mass, preferably 0.03 to 0.5 parts by mass, more preferably 0.1 to 0.3 parts by mass (e.g., 0.15 to 0.25 parts by mass), and most preferably about 0.13 to 0.2 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the Ag particles (A). The proportion of the Fe component (B2) in the metal component (B) is, in terms of Fe element, for example, 3 to 15% by mass, preferably 4 to 10% by mass, and more preferably about 5 to 8% by mass. If the proportion of the Fe component (B2) is too low, the denseness of the fired body may decrease, and conversely, if it is too high, the electrical conductivity may decrease.

(Cu成分(B3))
Cu成分(B3)には、Cu単体、無機Cu化合物、有機Cu化合物が含まれる。
(Cu component (B3))
The Cu component (B3) includes simple Cu, inorganic Cu compounds, and organic Cu compounds.

無機Cu化合物としては、例えば、酸化銅などのCu酸化物;水酸化銅;硫化銅;炭酸銅、リン酸銅、ホウ酸銅、硫酸銅、硝酸銅などの無機酸Cu塩;塩化銅などのCuハロゲン化物などが挙げられる。これらの無機Cu化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、酸化銅、炭酸銅、リン酸銅が好ましい。 Examples of inorganic Cu compounds include Cu oxides such as copper oxide; copper hydroxide; copper sulfide; inorganic acid Cu salts such as copper carbonate, copper phosphate, copper borate, copper sulfate, and copper nitrate; and Cu halides such as copper chloride. These inorganic Cu compounds can be used alone or in combination of two or more. Of these, copper oxide, copper carbonate, and copper phosphate are preferred.

Cu単体および無機Cu化合物の形状は、好ましい態様も含めて、前記Mn単体および無機Mn化合物と同一である。 The shapes of Cu alone and inorganic Cu compounds, including preferred embodiments, are the same as those of Mn alone and inorganic Mn compounds.

Cu単体および無機Cu化合物で形成された粒子の中心粒径(D50)は、例えば0.1~10μm、好ましくは0.5~5μm、さらに好ましくは1~3μm程度である。粒径が小さすぎると、経済性が低下するとともに、導電性組成物中での分散性も低下する虞がある。逆に粒径が大きすぎると、印刷性や焼成膜の均一性が低下するとともに、メッシュスクリーンで印刷する場合には、メッシュ目詰まりの原因となる虞もある。 The median particle size (D50) of particles formed from simple Cu and inorganic Cu compounds is, for example, about 0.1 to 10 μm, preferably 0.5 to 5 μm, and more preferably about 1 to 3 μm. If the particle size is too small, the economic efficiency decreases and dispersibility in the conductive composition may also decrease. Conversely, if the particle size is too large, the printability and uniformity of the fired film decrease, and when printing with a mesh screen, it may cause the mesh to become clogged.

有機Cu化合物としては、例えば、ギ酸銅、酢酸銅、シュウ酸銅、酪酸銅、カプロン酸銅、オクチル酸銅、ネオデカン酸銅、ナフテン酸銅などのカルボン酸Cu塩;アセチルアセトン金属錯体(ナーセム銅)などの金属錯体などが挙げられる。有機Cu化合物としては、Cu系金属石鹸(例えば、ネオデカン酸銅、ナフテン酸銅などの高級脂肪酸Cu塩など)などが挙げられる。これらの有機Cu化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、ナフテン酸銅などの環式脂肪酸Cu塩(例えば、シクロペンタン、シクロヘキサンなどのC4-8シクロアルカンカルボン酸を有する脂肪酸Cu塩)、ネオデカン酸銅などのC4-24飽和脂肪酸Cu塩が好ましい。有機Cu化合物(特に、環式脂肪酸Cu塩)は、液状組成物の形態で使用してもよい。液状組成物は、石油系炭化水素溶液などの炭化水素溶液(例えば、ミネラルスピリット溶液)であってもよい。 Examples of the organic Cu compounds include carboxylates such as copper formate, copper acetate, copper oxalate, copper butyrate, copper caproate, copper octylate, copper neodecanoate, and copper naphthenate; and metal complexes such as acetylacetone metal complex (nacem copper). Examples of the organic Cu compounds include Cu-based metal soaps (such as higher fatty acid Cu salts such as copper neodecanoate and copper naphthenate). These organic Cu compounds can be used alone or in combination of two or more. Among these, cyclic fatty acid Cu salts such as copper naphthenate (such as fatty acid Cu salts having C 4-8 cycloalkane carboxylic acids such as cyclopentane and cyclohexane) and C 4-24 saturated fatty acid Cu salts such as copper neodecanoate are preferred. The organic Cu compounds (particularly cyclic fatty acid Cu salts) may be used in the form of a liquid composition. The liquid composition may be a hydrocarbon solution such as a petroleum-based hydrocarbon solution (such as a mineral spirit solution).

Cu成分(B3)としては、Cu単体、無機Cu化合物、カルボン酸Cu塩が好ましく、銅単体、酸化銅、環式脂肪酸銅のミネラルスピリット溶液がさらに好ましく、Cu単体と、酸化銅および/またはカルボン酸Cu塩との組み合わせが特に好ましい。なかでも、酸化銅を含むのが特に好ましく、Cu単体と酸化銅との組み合わせが最も好ましい。 As the Cu component (B3), Cu alone, inorganic Cu compounds, and Cu carboxylates are preferred, copper alone, copper oxide, and a mineral spirit solution of cyclic fatty acid copper are more preferred, and a combination of Cu alone with copper oxide and/or Cu carboxylates is particularly preferred. Of these, it is particularly preferred to include copper oxide, and a combination of Cu alone with copper oxide is most preferred.

Cu単体と、酸化銅および/またはカルボン酸Cu塩(特に、酸化銅)とを組み合わせる場合、Cu元素換算で(Cu元素の割合として)、前者/後者=50/1~1/1、好ましくは30/1~3/1、さらに好ましくは20/1~5/1、最も好ましくは15/1~8/1程度である。 When combining elemental Cu with copper oxide and/or a Cu carboxylate (particularly copper oxide), the ratio of the former to the latter, calculated in terms of Cu element (as the ratio of Cu element), is about 50/1 to 1/1, preferably 30/1 to 3/1, more preferably 20/1 to 5/1, and most preferably about 15/1 to 8/1.

Cu成分(B3)の割合は、Cu元素換算で(Cu元素の割合として)、Ag粒子(A)100質量部に対して0.01~5質量部(例えば0.1~5質量部)程度の範囲から選択でき、例えば0.5~5質量部、好ましくは1~4質量部、さらに好ましくは1.5~3質量部、最も好ましくは2~2.5質量部程度である。金属成分(B)中のCu成分(B3)の割合は、Cu元素換算で、例えば70~90質量%、好ましくは80~88質量%、さらに好ましくは83~86質量%程度である。Cu成分(B3)の割合が少なすぎると、焼成体の緻密性が低下する虞があり、逆に多すぎると、導電性が低下する虞がある。 The proportion of Cu component (B3) can be selected from the range of about 0.01 to 5 parts by mass (e.g., 0.1 to 5 parts by mass) per 100 parts by mass of Ag particles (A) in terms of Cu element (as the proportion of Cu element), and is, for example, about 0.5 to 5 parts by mass, preferably 1 to 4 parts by mass, more preferably 1.5 to 3 parts by mass, and most preferably about 2 to 2.5 parts by mass. The proportion of Cu component (B3) in metal component (B) is, for example, about 70 to 90% by mass, preferably 80 to 88% by mass, and more preferably about 83 to 86% by mass, in terms of Cu element. If the proportion of Cu component (B3) is too low, the denseness of the fired body may decrease, and conversely, if it is too high, the conductivity may decrease.

(金属成分(B)の好ましい態様)
金属成分(B)は、信頼性を向上できる点から、有機金属化合物(すなわち、有機Mn化合物、有機Fe化合物または有機Cu化合物)を含むのが好ましく、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)およびCu成分(B3)のいずれの成分が有機金属化合物を含んでいてもよい。なかでも、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)およびCu成分(B3)のうち、1種または2種が有機金属化合物(特に、カルボン酸金属塩)であるのが好ましく、1種のみが有機金属化合物であるのが特に好ましい。さらに、少なくともMn成分(B1)またはFe成分(B2)が有機金属化合物であるのが好ましく、少なくともMn成分(B1)が有機金属化合物であるのがさらに好ましく、Mn成分(B1)のみが有機金属化合物であるのが特に好ましい。特に、本発明では、前記有機金属化合物を液状組成物の形態で配合すると、信頼性をより向上できる。
(Preferred embodiment of metal component (B))
From the viewpoint of improving reliability, the metal component (B) preferably contains an organometallic compound (i.e., an organic Mn compound, an organic Fe compound, or an organic Cu compound), and any of the Mn component (B1), the Fe component (B2), and the Cu component (B3) may contain an organometallic compound. Among them, it is preferable that one or two of the Mn component (B1), the Fe component (B2), and the Cu component (B3) are organometallic compounds (particularly, metal carboxylates), and it is particularly preferable that only one is an organometallic compound. Furthermore, it is preferable that at least the Mn component (B1) or the Fe component (B2) is an organometallic compound, it is more preferable that at least the Mn component (B1) is an organometallic compound, and it is particularly preferable that only the Mn component (B1) is an organometallic compound. In particular, in the present invention, when the organometallic compound is blended in the form of a liquid composition, reliability can be further improved.

Mn成分(B1)が有機金属化合物(特に、C6-12飽和脂肪酸Mn塩)である場合、Fe成分(B2)は、無機Fe化合物および/または有機Fe化合物が好ましく、酸化鉄および/またはカルボン酸Fe塩がさらに好ましく、Feが特に好ましい。また、Cu成分(B3)は、Cu単体、無機Cu化合物およびC4-8シクロアルカン環を有する脂肪酸Cu塩からなる選択された1種以上が好ましく、酸化銅を含むのがより好ましく、Cu単体と酸化銅との組み合わせが特に好ましい。 When the Mn component (B1) is an organometallic compound (particularly, a C6-12 saturated fatty acid Mn salt), the Fe component (B2) is preferably an inorganic Fe compound and/or an organic Fe compound, more preferably an iron oxide and/or an Fe carboxylate, and particularly preferably Fe 2 O 3. The Cu component (B3) is preferably at least one selected from the group consisting of simple Cu, an inorganic Cu compound, and a fatty acid Cu salt having a C4-8 cycloalkane ring, more preferably contains copper oxide, and particularly preferably a combination of simple Cu and copper oxide.

Fe成分(B2)が有機金属化合物(特に、C6-12飽和脂肪酸Fe塩)である場合、Mn成分(B1)は、無機Mn化合物および有機Mn化合物から選択された1種以上が好ましく、酸化マンガンおよび/またはカルボン酸Mn塩がさらに好ましく、酸化マンガンまたはC6-12飽和脂肪酸Mn塩が特に好ましい。また、Cu成分(B3)は、Cu単体、無機Cu化合物および環式脂肪酸Cu塩から選択された1種以上が好ましく、Cu単体および/またはC4-8シクロアルカン環を有する脂肪酸Cu塩がさらに好ましく、Cu単体が特に好ましい。 When the Fe component (B2) is an organometallic compound (particularly, a C6-12 saturated fatty acid Fe salt), the Mn component (B1) is preferably one or more selected from inorganic Mn compounds and organic Mn compounds, more preferably manganese oxide and/or a carboxylate Mn salt, and particularly preferably manganese oxide or a C6-12 saturated fatty acid Mn salt. The Cu component (B3) is preferably one or more selected from simple Cu, inorganic Cu compounds, and cyclic fatty acid Cu salts, more preferably simple Cu and/or a fatty acid Cu salt having a C4-8 cycloalkane ring, and particularly preferably simple Cu.

Cu成分(B3)が有機金属化合物(特に、C4-8シクロアルカン環を有する脂肪酸Cu塩)を含む場合、Mn成分(B1)は、無機Mn化合物および/または有機Mn化合物が好ましく、酸化マンガンおよび/またはカルボン酸Mn塩がさらに好ましく、酸化マンガンまたはC6-12飽和脂肪酸Mn塩が特に好ましい。また、Fe成分(B2)は、無機Fe化合物および/または有機Fe化合物が好ましく、酸化鉄および/またはカルボン酸Fe塩がさらに好ましく、FeまたはC6-12飽和脂肪酸Fe塩がより好ましく、Feが特に好ましい。 When the Cu component (B3) contains an organometallic compound (particularly a fatty acid Cu salt having a C4-8 cycloalkane ring), the Mn component (B1) is preferably an inorganic Mn compound and/or an organic Mn compound, more preferably manganese oxide and/or a Mn carboxylate, and particularly preferably manganese oxide or a C6-12 saturated fatty acid Mn salt. The Fe component (B2) is preferably an inorganic Fe compound and/or an organic Fe compound, more preferably iron oxide and/or a Fe carboxylate, more preferably Fe2O3 or a C6-12 saturated fatty acid Fe salt, and particularly preferably Fe2O3 .

これらの組み合わせのうち、Mn成分(B1)が有機金属化合物(特に、C6-12飽和脂肪酸Mn塩)であり、Fe成分(B2)が無機Fe化合物(特に、酸化鉄)であり、Cu成分(B3)が無機Cu化合物(特に、Cu単体と酸化銅との組み合わせ)である組み合わせが最も好ましい。 Of these combinations, the most preferred is a combination in which the Mn component (B1) is an organometallic compound (particularly, a C6-12 saturated fatty acid Mn salt), the Fe component (B2) is an inorganic Fe compound (particularly, iron oxide), and the Cu component (B3) is an inorganic Cu compound (particularly, a combination of simple Cu and copper oxide).

(金属成分(B)の割合)
金属成分(B)の割合は、金属元素換算で(Mn元素、Fe元素およびCu元素の合計割合として)、Ag粒子(A)100質量部に対して0.1~10質量部程度の範囲から選択でき、例えば0.5~5質量部、好ましくは0.7~4.5質量部(例えば1~4質量部)、さらに好ましくは0.8~3.7質量部(例えば2~3.5質量部)、最も好ましくは2.5~3質量部程度である。金属成分(B)の割合が少なすぎると、焼成体の緻密性が低下する虞があり、逆に多すぎると、導電性が低下する虞がある。
(Proportion of Metal Component (B))
The ratio of the metal component (B) can be selected from the range of about 0.1 to 10 parts by mass relative to 100 parts by mass of Ag particles (A) in terms of metal elements (as the total ratio of Mn element, Fe element and Cu element), for example, 0.5 to 5 parts by mass, preferably 0.7 to 4.5 parts by mass (e.g., 1 to 4 parts by mass), more preferably 0.8 to 3.7 parts by mass (e.g., 2 to 3.5 parts by mass), and most preferably about 2.5 to 3 parts by mass. If the ratio of the metal component (B) is too small, the denseness of the fired body may decrease, and conversely, if it is too large, the conductivity may decrease.

[ガラス粒子(C)]
ガラス粒子(ガラス粉末)(C)は、焼結助剤として機能すればよく、導電体に利用される慣用のガラス粒子を利用できる。
[Glass particles (C)]
The glass particles (glass powder) (C) need only function as a sintering aid, and conventional glass particles used for electrical conductors can be used.

ガラス粒子(C)を構成するガラスの組成は、特に限定されないが、例えば、組成式SiO-B-RO(式中、Rは、K、Naなどのアルカリ金属を示す)で表されるホウケイ酸ガラス(シリカ系ガラス)、組成式Al-SiO-MO-RO(式中、Mは、Al、Si以外の元素を示し、Rは前記に同じ)で表されるアルミノケイ酸ガラス、組成式Al-SiO-B-MO-RO(式中、Mは、Al、Si、B以外の元素を示し、Rは前記に同じ)で表されるアルミノホウケイ酸ガラス、組成式Bi-MO-B(式中、Mは、Bi、B以外の元素を示す)で表されるビスマス系ガラス、ZnO-SiO-B-ROで表される亜鉛系ガラス(式中、Rは前記に同じ)などが挙げられる。これらのガラスは、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、耐めっき性を向上できる点から、ビスマス系ガラスおよび/または亜鉛系ガラスが好ましく、ビスマス系ガラスが特に好ましい。これらのガラス組成を有するガラス粒子も、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。 The composition of the glass constituting the glass particles (C) is not particularly limited, and examples thereof include borosilicate glass (silica-based glass) represented by the composition formula SiO 2 -B 2 O 3 -R 2 O (wherein R represents an alkali metal such as K or Na), aluminosilicate glass represented by the composition formula Al 2 O 3 -SiO 2 -MO-R 2 O (wherein M represents an element other than Al and Si, and R is the same as above), aluminoborosilicate glass represented by the composition formula Al 2 O 3 -SiO 2 -B 2 O 3 -MO-R 2 O (wherein M represents an element other than Al, Si, and B, and R is the same as above), bismuth-based glass represented by the composition formula Bi 2 O 3 -MO-B 2 O 3 (wherein M represents an element other than Bi and B), and ZnO-SiO 2 -B 2 O 3 -R 2 O (wherein R is the same as above). These glasses can be used alone or in combination of two or more. Among these, bismuth-based glass and/or zinc-based glass are preferred, and bismuth-based glass is particularly preferred, from the viewpoint of improving plating resistance. Glass particles having these glass compositions can also be used alone or in combination of two or more.

ガラス粒子(C)の軟化点(または融点)は、導電性組成物の焼成温度よりも低い温度であるのが好ましい。ガラス粒子の軟化点は、例えば400~800℃、好ましくは420~780℃、さらに好ましくは450~750℃、より好ましくは460~600℃、最も好ましくは470~550℃程度である。軟化点が低すぎると、焼成体の強度が低下する虞があり、逆に高すぎると、溶融流動性が低下するため、バインダーとしての機能が低下する虞がある。 The softening point (or melting point) of the glass particles (C) is preferably lower than the firing temperature of the conductive composition. The softening point of the glass particles is, for example, about 400 to 800°C, preferably 420 to 780°C, more preferably 450 to 750°C, even more preferably 460 to 600°C, and most preferably 470 to 550°C. If the softening point is too low, the strength of the fired body may decrease, and conversely, if it is too high, the melt flowability may decrease, and the function as a binder may decrease.

ガラス粒子(C)の形状は、好ましい態様も含めて、前記Ag小粒子(A1)と同一である。 The shape of the glass particles (C), including the preferred embodiment, is the same as that of the small Ag particles (A1).

ガラス粒子(C)の中心粒径(D50)は、例えば0.1~20μm、好ましくは0.5~10μm、さらに好ましくは1~5μm程度である。粒径が小さすぎると、経済性が低下するとともに、組成物中での分散性も低下する虞がある。逆に粒径が大きすぎると、印刷性や焼成膜の均一性が低下するとともに、メッシュスクリーンで印刷する場合には、メッシュ目詰まりの原因となる虞もある。 The median particle size (D50) of the glass particles (C) is, for example, 0.1 to 20 μm, preferably 0.5 to 10 μm, and more preferably about 1 to 5 μm. If the particle size is too small, the economic efficiency decreases and dispersibility in the composition may also decrease. Conversely, if the particle size is too large, the printability and uniformity of the fired film decrease, and when printing with a mesh screen, it may cause the mesh to become clogged.

ガラス粒子(C)の割合は、Ag粒子(A)100質量部に対して0.05~15質量部程度の範囲から選択でき、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.5~8質量部、さらに好ましくは1~5質量部、最も好ましくは2~4質量部程度である。ガラス粒子(C)の割合が少なすぎると、焼結助剤としての機能が低下し、耐めっき性を向上させる効果も低下する虞があり、逆に多すぎると、導電性が低下する虞がある。 The proportion of glass particles (C) can be selected from the range of about 0.05 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of Ag particles (A), for example, about 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 8 parts by mass, more preferably 1 to 5 parts by mass, and most preferably about 2 to 4 parts by mass. If the proportion of glass particles (C) is too low, the function as a sintering aid may decrease, and the effect of improving plating resistance may also decrease, and conversely, if it is too high, there is a risk of reduced electrical conductivity.

[樹脂成分(D)]
本発明の導電性組成物は、有機バインダーとして樹脂成分(D)をさらに含んでいてもよい。樹脂成分(D)としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂(オレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘導体など)、熱硬化性樹脂(熱硬化性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂など)などが挙げられる。これらの樹脂成分は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらの樹脂成分のうち、焼成過程で容易に焼失し、かつ灰分の少ない樹脂、例えば、アクリル系樹脂(ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレートなど)、セルロース誘導体(ニトロセルロース、エチルセルロース、ブチルセルロース、酢酸セルロースなど)、ポリエーテル類(ポリオキシメチレンなど)、ゴム類(ポリブタジエン、ポリイソプレンなど)などが汎用され、エチルセルロースなどのセルロース誘導体が好ましい。
[Resin component (D)]
The conductive composition of the present invention may further contain a resin component (D) as an organic binder. The resin component (D) is not particularly limited, and examples thereof include thermoplastic resins (olefin resins, vinyl resins, acrylic resins, styrene resins, polyether resins, polyester resins, polyamide resins, cellulose derivatives, etc.), thermosetting resins (thermosetting acrylic resins, epoxy resins, phenolic resins, unsaturated polyester resins, polyurethane resins, etc.). These resin components can be used alone or in combination of two or more. Among these resin components, resins that are easily burned off during the firing process and have low ash content, such as acrylic resins (polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, etc.), cellulose derivatives (nitrocellulose, ethyl cellulose, butyl cellulose, cellulose acetate, etc.), polyethers (polyoxymethylene, etc.), rubbers (polybutadiene, polyisoprene, etc.), etc. are commonly used, and cellulose derivatives such as ethyl cellulose are preferred.

樹脂成分(D)の割合は、Ag粒子(A)100質量部に対して、例えば0.1~5質量部、好ましくは0.3~3質量部、さらに好ましくは0.5~2質量部、最も好ましくは0.8~1.5質量部程度である。樹脂成分(D)の割合が少なすぎると、導電性組成物の取り扱い性が低下する虞があり、逆に多すぎると、焼成体の緻密性が低下する虞がある。 The proportion of resin component (D) is, for example, about 0.1 to 5 parts by mass, preferably 0.3 to 3 parts by mass, more preferably 0.5 to 2 parts by mass, and most preferably about 0.8 to 1.5 parts by mass, per 100 parts by mass of Ag particles (A). If the proportion of resin component (D) is too low, the handleability of the conductive composition may decrease, and conversely, if it is too high, the density of the fired body may decrease.

[有機溶剤(E)]
本発明の導電性組成物は、有機溶剤(E)をさらに含んでいてもよい。有機溶剤(E)としては、特に限定されず、導電性組成物(特にペースト状組成物)に適度な粘性を付与し、かつ導電性組成物を基板に塗布した後に乾燥処理によって容易に揮発できる有機化合物であればよく、高沸点の有機溶剤であってもよい。
[Organic solvent (E)]
The conductive composition of the present invention may further contain an organic solvent (E). The organic solvent (E) is not particularly limited, and may be an organic compound that imparts appropriate viscosity to the conductive composition (particularly a paste-like composition) and can be easily volatilized by drying treatment after the conductive composition is applied to a substrate, and may be a high-boiling organic solvent.

このような有機溶剤としては、例えば、芳香族炭化水素(パラキシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、ナフタレン、クメン、インデンなど)、脂肪族炭化水素(ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナンなど)、エステル類(乳酸エチル、テキサノールなど)、ケトン類(イソホロンなど)、アミド類(ジメチルホルムアミドなど)、脂肪族アルコール(エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、2-エチルヘキサノール、デカノール、ジアセトンアルコールなど)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、セロソルブアセテート類(エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテートなど)、カルビトール類(カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトールなど)、カルビトールアセテート類(エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート)、脂肪族多価アルコール類(エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、トリエチレングリコール、グリセリンなど)、脂環族アルコール類[例えば、シクロヘキサノールなどのシクロアルカノール類;α-テルピネオール、ジヒドロテルピネオールなどのテルペンアルコール類(モノテルペンアルコールなど)など]、芳香族アルコール類(メタクレゾールなど)、芳香族カルボン酸エステル類(ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなど)、窒素含有複素環化合物(ジメチルイミダゾール、ジメチルイミダゾリジノンなど)などが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。 Examples of such organic solvents include aromatic hydrocarbons (paraxylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, naphthalene, cumene, indene, etc.), aliphatic hydrocarbons (hexane, heptane, octane, nonane, etc.), esters (ethyl lactate, texanol, etc.), ketones (isophorone, etc.), amides (dimethylformamide, etc.), aliphatic alcohols (ethanol, isopropanol, butanol, octanol, 2-ethylhexanol, decanol, diacetone alcohol, etc.), cellosolves (methyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc.), cellosolve acetates (ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, etc.), carbitols (carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, ethyl carbitol, etc.), and methyl carbitol. Examples of suitable organic solvents include carbitol acetates (ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate), aliphatic polyhydric alcohols (ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, butanediol, triethylene glycol, glycerin, etc.), alicyclic alcohols [for example, cycloalkanols such as cyclohexanol; terpene alcohols (monoterpene alcohols, etc.) such as α-terpineol and dihydroterpineol], aromatic alcohols (metacresol, etc.), aromatic carboxylic acid esters (dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, etc.), and nitrogen-containing heterocyclic compounds (dimethylimidazole, dimethylimidazolidinone, etc.). These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

これらの有機溶剤のうち、導電性組成物の流動性などの点から、テキサノール(2,2,4-トリメチルペンタン-1,3-ジオールモノイソブチラート)などの脂肪族ジオールモノカルボキシレート、オクタノールなどの脂肪族アルコール、テルピネオールなどの脂環族アルコール、ブチルカルビトールなどのカルビトール類、ブチルカルビトールアセテートなどのカルビトールアセテート類が好ましく、前記脂肪族ジオールモノカルボキシレートと前記カルビトールアセテート類との組み合わせが特に好ましい。前記脂肪族ジオールモノカルボキシレートと前記カルビトールアセテート類とを組み合わせる場合、両者の質量比は、前者/後者=99/1~10/90、好ましくは90/10~30/70、さらに好ましくは80/20~50/50(特に75/25~60/40)程度である。さらに、有機溶媒は、信頼性を向上できる点からは、芳香族炭化水素や脂肪族炭化水素などの石油系炭化水素(またはミネラルスピリット)などの炭化水素類が好ましい。 Among these organic solvents, from the viewpoint of the fluidity of the conductive composition, aliphatic diol monocarboxylates such as Texanol (2,2,4-trimethylpentane-1,3-diol monoisobutyrate), aliphatic alcohols such as octanol, alicyclic alcohols such as terpineol, carbitols such as butyl carbitol, and carbitol acetates such as butyl carbitol acetate are preferred, and a combination of the aliphatic diol monocarboxylate and the carbitol acetates is particularly preferred. When the aliphatic diol monocarboxylate and the carbitol acetates are combined, the mass ratio of the two is the former/latter = 99/1 to 10/90, preferably 90/10 to 30/70, and more preferably 80/20 to 50/50 (particularly 75/25 to 60/40). Furthermore, from the viewpoint of improving reliability, it is preferable to use organic solvents such as petroleum-based hydrocarbons (or mineral spirits), including aromatic and aliphatic hydrocarbons.

有機溶剤(E)の割合は、Ag粒子(A)100質量部に対して0.01~50質量部程度の範囲から選択でき、例えば1~30質量部、好ましくは3~20質量部、さらに好ましくは5~15質量部、最も好ましくは8~13質量部程度である。有機溶剤(E)が石油系炭化水素を含む場合、石油系炭化水素の割合は、Ag粒子(A)100質量部に対して、例えば0.01~30質量部、好ましくは0.05~20質量部、さらに好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは0.5~5質量部、最も好ましくは1~3質量部である。有機溶剤(E)の割合が少なすぎると、導電性組成物の粘度が上昇して取り扱い性および信頼性が低下する虞があり、逆に多すぎると、焼成体の緻密性が低下する虞がある。 The proportion of the organic solvent (E) can be selected from the range of about 0.01 to 50 parts by mass relative to 100 parts by mass of Ag particles (A), and is, for example, about 1 to 30 parts by mass, preferably 3 to 20 parts by mass, more preferably 5 to 15 parts by mass, and most preferably about 8 to 13 parts by mass. When the organic solvent (E) contains a petroleum-based hydrocarbon, the proportion of the petroleum-based hydrocarbon is, for example, 0.01 to 30 parts by mass, preferably 0.05 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, and most preferably 1 to 3 parts by mass relative to 100 parts by mass of Ag particles (A). If the proportion of the organic solvent (E) is too small, the viscosity of the conductive composition may increase, resulting in a decrease in handleability and reliability, and conversely, if the proportion is too large, the denseness of the fired body may decrease.

[他の金属含有成分(F)]
本発明の導電性組成物は、前記Ag粒子(A)、前記金属成分(B)および前記ガラス粒子(C)以外の金属含有成分(他の金属含有成分)(F)をさらに含んでいてもよい。
[Other metal-containing components (F)]
The conductive composition of the present invention may further contain a metal-containing component (other metal-containing component) (F) other than the Ag particles (A), the metal component (B), and the glass particles (C).

他の金属含有成分(F)としては、例えば、Pd、Al、Ni、Mo、W、Pt、Au、Co、Ti、Zr、Snなどからなる群から選択された金属元素の金属成分(金属単体、金属化合物)やAg化合物、前記群およびAg、Mn、Fe、Cuから選択された2種以上の金属元素の合金または複合金属化合物などが挙げられる。 Other metal-containing components (F) include, for example, metal components (metal elements, metal compounds) of metal elements selected from the group consisting of Pd, Al, Ni, Mo, W, Pt, Au, Co, Ti, Zr, Sn, etc., Ag compounds, alloys or composite metal compounds of two or more metal elements selected from the above group and Ag, Mn, Fe, Cu, etc.

他の金属含有成分の形状は、好ましい態様も含め、前記Ag小粒子(A1)と同一である。 The shapes of the other metal-containing components, including preferred embodiments, are the same as those of the Ag small particles (A1).

他の金属含有成分(F)で形成された粒子の粒径は、特に限定されず、中心粒径(D50)として0.5~30μm程度の範囲から選択でき、中心粒径は、例えば1~10μm、好ましくは1~4μm、さらに好ましくは1.5~3μm(特に1.5~2.5μm)程度である。中心粒径が小さすぎると、セラミックス基板に対する密着性が低下する虞があり、逆に大きすぎても、同様に密着性が低下する虞がある。 The particle size of the particles formed by the other metal-containing component (F) is not particularly limited and can be selected from a range of about 0.5 to 30 μm as the median particle size (D50), for example, about 1 to 10 μm, preferably 1 to 4 μm, and more preferably about 1.5 to 3 μm (particularly 1.5 to 2.5 μm). If the median particle size is too small, there is a risk that adhesion to the ceramic substrate will decrease, and conversely, if it is too large, there is a similar risk that adhesion will decrease.

他の金属含有成分(F)の割合は、金属元素換算で、Ag粒子(A)100質量部に対して5質量部以下(例えば0.01~5質量部)程度であってもよい。 The proportion of the other metal-containing component (F), calculated as the metal element, may be about 5 parts by mass or less (e.g., 0.01 to 5 parts by mass) per 100 parts by mass of the Ag particles (A).

[慣用の添加剤]
本発明の導電性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、慣用の添加剤をさらに含んでいてもよい。慣用の添加剤としては、例えば、硬化剤(アクリル系樹脂の硬化剤など)、着色剤(染顔料など)、色相改良剤、染料定着剤、光沢付与剤、金属腐食防止剤、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤など)、界面活性剤または分散剤(アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤など)、分散安定化剤、粘度調整剤またはレオロジー調整剤、保湿剤、チクソトロピー性賦与剤、レベリング剤、消泡剤、殺菌剤、充填剤などが挙げられる。これらの他の成分は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。慣用の添加剤の合計割合は、成分の種類に応じて選択でき、通常、Ag粒子(A)100質量部に対して10質量部以下(例えば0.01~10質量部)程度である。
[Conventional Additives]
The conductive composition of the present invention may further contain conventional additives within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of conventional additives include curing agents (such as curing agents for acrylic resins), colorants (such as dyes and pigments), hue improvers, dye fixing agents, gloss-imparting agents, metal corrosion inhibitors, stabilizers (such as antioxidants and ultraviolet absorbers), surfactants or dispersants (such as anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants), dispersion stabilizers, viscosity modifiers or rheology modifiers, moisturizing agents, thixotropic agents, leveling agents, defoamers, bactericides, and fillers. These other components can be used alone or in combination of two or more. The total proportion of conventional additives can be selected depending on the type of component, and is usually about 10 parts by mass or less (for example, 0.01 to 10 parts by mass) relative to 100 parts by mass of Ag particles (A).

[導電性組成物の調製方法]
本発明の導電性組成物(または導電性ペースト)の調製方法としては、各成分を均一に分散させるため、慣用の混合機を用いて混合する方法などを利用でき、粉砕機能を有する装置(例えば、3本ロール、乳鉢、ミルなど)を使用してもよい。各成分の添加方法は、一括添加して混合する方法であってもよく、分割して添加して混合する方法であってもよい。
[Method of preparing conductive composition]
The conductive composition (or conductive paste) of the present invention can be prepared by mixing the components using a conventional mixer to uniformly disperse the components, or by using a device having a grinding function (e.g., a three-roll mill, a mortar, a mill, etc.). The components can be added in a lump and mixed, or in portions and mixed.

本発明では、耐めっき性を向上できる点から、前記Mn成分(B1)、前記Fe成分(B2)および前記Cu成分(B3)からなる群より選択された少なくとも1種を、液状組成物の形態で添加するのが好ましい。 In the present invention, it is preferable to add at least one selected from the group consisting of the Mn component (B1), the Fe component (B2) and the Cu component (B3) in the form of a liquid composition, in order to improve plating resistance.

[メタライズド基板およびその製造方法]
本発明のメタライズド基板(配線回路基板などの導電部付セラミックス基板)は、セラミックス基板に前記導電性組成物を付着させる付着工程、前記セラミックス基板に付着した前記導電性組成物を焼成して導電部を形成する焼成工程を経て得られる。
[Metallized substrate and manufacturing method thereof]
The metallized substrate (ceramic substrate with conductive portion such as a wiring circuit board) of the present invention is obtained through an adhesion step of adhering the conductive composition to a ceramic substrate, and a firing step of firing the conductive composition adhered to the ceramic substrate to form a conductive portion.

本発明では、信頼性を向上できる点から、前記金属成分(B)が有機金属化合物を含む場合、前記有機金属化合物を液状組成物の形態で添加してもよく、前記Mn成分(B1)、前記Fe成分(B2)および前記Cu成分(B3)からなる群より選択された少なくとも1種を液状組成物の形態で添加するのがさらに好ましく、少なくとも前記Mn成分(B1)を液状組成物の形態で添加するのが特に好ましい。 In the present invention, in terms of improving reliability, when the metal component (B) contains an organometallic compound, the organometallic compound may be added in the form of a liquid composition, and it is more preferable to add at least one selected from the group consisting of the Mn component (B1), the Fe component (B2), and the Cu component (B3) in the form of a liquid composition, and it is particularly preferable to add at least the Mn component (B1) in the form of a liquid composition.

付着工程において、導電性組成物の付着方法は、メタライズド基板の種類に応じて選択でき、表面メタライズド基板やスルーホール壁面メタライズド基板では、基板の表面や貫通孔(スルーホール)の内壁に導電性組成物を塗布してもよく、ビア充填基板では表裏貫通穴に対して導電性組成物を充填(ビア充填)してもよい。 In the attachment process, the method of attaching the conductive composition can be selected according to the type of metallized substrate. In surface metallized substrates and through-hole wall metallized substrates, the conductive composition may be applied to the substrate surface or the inner walls of the through holes (through holes), and in via-filled substrates, the conductive composition may be filled into the front and back through holes (via filling).

導電性組成物を用いて塗膜を形成する方法としては、慣用のコーティング方法、例えば、フローコーティング法、ディスペンサーコーティング法、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、キャスト法、バーコーティング法、カーテンコーティング法、ロールコーティング法、グラビアコーティング法、ディッピング法、スリット法、フォトリソグラフィ法、インクジェット法などを利用できる。前記コーティング方法において、塗膜でパターンを形成(描画)してもよく、形成されたパターン(描画パターン)を乾燥することによりパターン(焼結膜、金属膜、焼結体層、導体層)を形成できる。パターン(塗布層)を描画するための描画法(または印刷法)としては、パターン形成可能な印刷法であれば特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、凹版印刷法(例えば、グラビア印刷法など)、オフセット印刷法、凹版オフセット印刷法、フレキソ印刷法などが挙げられる。これらのうち、スクリーン印刷法が好ましい。 As a method for forming a coating film using a conductive composition, a conventional coating method such as a flow coating method, a dispenser coating method, a spin coating method, a spray coating method, a screen printing method, a flexographic printing method, a casting method, a bar coating method, a curtain coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a dipping method, a slit method, a photolithography method, an inkjet method, etc. can be used. In the coating method, a pattern may be formed (drawn) with the coating film, and a pattern (sintered film, metal film, sintered body layer, conductor layer) can be formed by drying the formed pattern (drawn pattern). The drawing method (or printing method) for drawing the pattern (coating layer) is not particularly limited as long as it is a printing method capable of forming a pattern, and examples thereof include a screen printing method, an inkjet printing method, an intaglio printing method (e.g., gravure printing method, etc.), an offset printing method, an intaglio offset printing method, and a flexographic printing method. Of these, a screen printing method is preferred.

セラミックス基板の材質としては、例えば、金属酸化物(アルミナまたは酸化アルミニウム、ジルコニア、サファイア、フェライト、酸化亜鉛、酸化ニオブ、ムライト、ベリリアなど)、酸化ケイ素(石英、二酸化ケイ素など)、金属窒化物(窒化アルミニウム、窒化チタンなど)、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化炭素、金属炭化物(炭化チタン、炭化タングステンなど)、炭化ケイ素、炭化ホウ素、金属複酸化物[チタン酸金属塩(チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、チタン酸ニオブ、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウムなど)、ジルコン酸金属塩(ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸鉛など)など]などが挙げられる。これらのセラミックスは単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。 Examples of materials for the ceramic substrate include metal oxides (alumina or aluminum oxide, zirconia, sapphire, ferrite, zinc oxide, niobium oxide, mullite, beryllia, etc.), silicon oxides (quartz, silicon dioxide, etc.), metal nitrides (aluminum nitride, titanium nitride, etc.), silicon nitride, boron nitride, carbon nitride, metal carbides (titanium carbide, tungsten carbide, etc.), silicon carbide, boron carbide, metal double oxides [metal titanates (barium titanate, strontium titanate, lead titanate, niobium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, etc.), metal zirconates (barium zirconate, calcium zirconate, lead zirconate, etc.)], etc. These ceramics can be used alone or in combination of two or more kinds.

これらのセラミックス基板のうち、電気電子分野で信頼性が高い点から、アルミナ基板、アルミナ-ジルコニア基板、窒化アルミニウム基板、窒化ケイ素基板、炭化ケイ素基板が好ましく、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、窒化ケイ素基板がさらに好ましく、アルミナ基板が最も好ましい。 Among these ceramic substrates, alumina substrates, alumina-zirconia substrates, aluminum nitride substrates, silicon nitride substrates, and silicon carbide substrates are preferred because of their high reliability in the electrical and electronic fields, with alumina substrates, aluminum nitride substrates, and silicon nitride substrates being more preferred, and alumina substrates being the most preferred.

セラミックス基板の厚みは、用途に応じて適宜選択すればよく、例えば0.001~10mm、好ましくは0.01~5mm、さらに好ましくは0.05~3mm(特に0.1~1mm)程度であってもよい。 The thickness of the ceramic substrate may be appropriately selected depending on the application, and may be, for example, about 0.001 to 10 mm, preferably 0.01 to 5 mm, and more preferably 0.05 to 3 mm (particularly 0.1 to 1 mm).

焼成における雰囲気は、空気中が好ましい。焼成温度は、導電性組成物中のガラス粒子の軟化点を超えていればよく、例えば600~1100℃、好ましくは700~1000℃、さらに好ましくは800~950℃程度である。焼成時間は、例えば1分~3時間、好ましくは10分~2時間、さらに好ましくは30分~1.5時間程度である。 The firing atmosphere is preferably air. The firing temperature is sufficient as long as it exceeds the softening point of the glass particles in the conductive composition, and is, for example, about 600 to 1100°C, preferably about 700 to 1000°C, and more preferably about 800 to 950°C. The firing time is, for example, about 1 minute to 3 hours, preferably about 10 minutes to 2 hours, and more preferably about 30 minutes to 1.5 hours.

焼成は、バッチ炉またはベルト搬送式のトンネル炉を用いて行ってもよい。 Firing may be carried out using a batch furnace or a belt-conveying tunnel furnace.

本発明のメタライズド基板は、導電性に優れており、導電部の比抵抗は3μΩ・cm以下(例えば1~3μΩ・cm)であってもよい。 The metallized substrate of the present invention has excellent electrical conductivity, and the resistivity of the conductive portion may be 3 μΩ·cm or less (e.g., 1 to 3 μΩ·cm).

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。以下の例において、実施例で使用した材料、実施例で得られた評価用基板、得られた基板の評価方法を以下に示す。 The present invention will be described in more detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, the materials used in the examples, the evaluation substrates obtained in the examples, and the evaluation methods for the obtained substrates are shown below.

[使用した材料]
(Ag粒子)
Ag粒子a:球状、粒径分布(D10~D90)0.42~1.24μm、10%粒径(D10)0.42μm、中心粒径(D50)0.5μm、90%粒径(D90)1.24μm、最大粒径4.63μm、比表面積1.3m/g
Ag粒子b:球状、粒径分布(D10~D90)1.2~3.1μm、10%粒径(D10)1.2μm、中心粒径(D50)2μm、90%粒径(D90)3.1μm、最大粒径7.8μm、比表面積0.4m/g
Ag粒子c:フレーク状、中心粒径(D50):約6μm
Ag粒子d:フレーク状、中心粒径(D50):約1.1μm、比表面積1.6m/g
[Materials used]
(Ag particles)
Ag particle a: spherical, particle size distribution (D10 to D90) 0.42 to 1.24 μm, 10% particle size (D10) 0.42 μm, center particle size (D50) 0.5 μm, 90% particle size (D90) 1.24 μm, maximum particle size 4.63 μm, specific surface area 1.3 m 2 /g
Ag particle b: spherical, particle size distribution (D10 to D90) 1.2 to 3.1 μm, 10% particle size (D10) 1.2 μm, center particle size (D50) 2 μm, 90% particle size (D90) 3.1 μm, maximum particle size 7.8 μm, specific surface area 0.4 m 2 /g
Ag particles c: flake-like, median particle size (D50): about 6 μm
Ag particles d: flake-like, median particle size (D50): about 1.1 μm, specific surface area: 1.6 m 2 /g

(金属成分)
銅(Cu)粒子:球状、中心粒径(D50)3μm
酸化銅(CuO)粒子:純度3N、平均粒径約1μm
ナフテン酸Cu:ナフテン酸銅ミネラルスピリット溶液、Cu含量8質量%
酸化鉄(Fe)粒子:純度2N、平均粒径約1μm
オクチル酸Fe:オクチル酸鉄ミネラルスピリット溶液、Fe含量6質量%
酸化マンガン(MnO)粒子:純度3N、平均粒径約1μm
オクチル酸Mn:オクチル酸マンガン(II)ミネラルスピリット溶液、Mn含量8質量%
(Metal Component)
Copper (Cu) particles: spherical, center particle diameter (D50) 3 μm
Copper oxide (CuO) particles: purity 3N, average particle size approximately 1 μm
Cu naphthenate: Copper naphthenate mineral spirits solution, Cu content 8% by mass
Iron oxide (Fe 2 O 3 ) particles: purity 2N, average particle size approximately 1 μm
Fe octylate: solution of iron octylate in mineral spirits, Fe content 6% by mass
Manganese oxide (MnO) particles: purity 3N, average particle size approximately 1 μm
Mn octylate: manganese (II) octylate solution in mineral spirits, Mn content 8% by mass

(ガラス粒子)
ビスマス系ガラス粒子:組成Bi-ZnO-B、軟化温度488℃
亜鉛系ガラス粒子…組成ZnO-SiO-B-RO、軟化温度575℃
シリカ系ガラス粒子…組成SiO-B-RO、軟化温度780℃。
(Glass particles)
Bismuth-based glass particles: composition Bi 2 O 3 --ZnO--B 2 O 3 , softening temperature 488° C.
Zinc-based glass particles: composition ZnO-- SiO.sub.2 -- B.sub.2O.sub.3 -- R.sub.2O , softening temperature 575.degree. C.
Silica-based glass particles: composition SiO 2 --B 2 O 3 --R 2 O, softening temperature 780°C.

(樹脂成分)
エチルセルロース:ダウケミカル(株)製「STD20」。
(Resin Component)
Ethyl cellulose: "STD20" manufactured by The Dow Chemical Company.

[評価用基板の作製]
表1~6に示す組成にて実施例1~17および比較例1~15の導電性ペーストを調製した。ペーストの調製方法としては、テキサノール/ブチルカルビトールアセテート=55/35(質量比)の混合溶媒に、10質量%のエチルセルロースを溶解した有機ビヒクルと、表1~6に示す無機成分とを混合してペーストを調製した。その際に、導電性ペースト中の無機成分の固形分濃度が87質量%となるよう調整した。そして、作製したペーストを用いて、スクリーン印刷で、3インチ×3インチ×0.635mm厚みのアルミナ基板上に、電極を形成し、900℃、大気下で焼成して評価用基板を作製した。
[Preparation of Evaluation Board]
Conductive pastes of Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 15 were prepared with the compositions shown in Tables 1 to 6. The pastes were prepared by mixing an organic vehicle in which 10% by mass of ethyl cellulose was dissolved in a mixed solvent of Texanol/Butyl Carbitol Acetate = 55/35 (mass ratio) with the inorganic components shown in Tables 1 to 6. At that time, the solid content concentration of the inorganic components in the conductive paste was adjusted to 87% by mass. Then, using the prepared paste, electrodes were formed by screen printing on an alumina substrate of 3 inches x 3 inches x 0.635 mm thick, and the electrodes were fired at 900°C in air to prepare evaluation substrates.

[比抵抗]
比抵抗は、四探針法での表面抵抗と膜厚とから算出した。実施例および比較例で得られた導電膜について、10サンプルの測定を行い、その平均値を求めた。
[Resistivity]
The resistivity was calculated from the surface resistance measured by a four-probe method and the film thickness. Ten samples of the conductive films obtained in the examples and comparative examples were measured, and the average value was calculated.

[耐めっき性、初期接着強度]
無電解めっき(Ni/Pd/Au)後、2mm角パッドパターン部で密着力を評価した。2mm角パッド表面に沿うように錫メッキ軟銅線(ピール線)をハンダ付けした。
[Plating resistance, initial adhesive strength]
After electroless plating (Ni/Pd/Au), the adhesion was evaluated at a 2 mm square pad pattern portion. A tin-plated soft copper wire (peel wire) was soldered along the surface of the 2 mm square pad.

パッド端に位置する箇所において軟銅線を垂直上方に折り曲げたものを引張試験機に固定し、パッドが基板から剥離するまで引張上げた。パッドが基板から剥離する際の最も高い荷重をピール強度(2mm角パターンのピール強度)として記録し、初期接着強度とした。ピール強度が3.0kgf以上とは、パターン1mm角あたりのピール強度が0.75kgf以上であることを意味し、銅線を持ち上げただけで電極が剥がれたものは、0kgfとした。 The soft copper wire was bent vertically upward at the end of the pad, fixed to a tensile tester, and pulled up until the pad peeled off from the substrate. The highest load at which the pad peeled off from the substrate was recorded as the peel strength (peel strength of 2 mm square pattern) and used as the initial adhesive strength. A peel strength of 3.0 kgf or more means that the peel strength per 1 mm square pattern is 0.75 kgf or more, and if the electrode peeled off simply by lifting the copper wire, it was recorded as 0 kgf.

[初期判定]
上記耐めっき性評価試験の結果(初期接着強度)について、初期判定として、以下の基準で判定し、ランク付けした。
[Initial Judgment]
The results of the above plating resistance evaluation test (initial adhesive strength) were initially judged and ranked according to the following criteria.

ランクA:初期接着強度が3.0kgf以上である
ランクB:初期接着強度が2.0kgf以上3.0kgf未満である
ランクC:初期接着強度が2.0kgf未満である。
Rank A: The initial adhesive strength is 3.0 kgf or more. Rank B: The initial adhesive strength is 2.0 kgf or more and less than 3.0 kgf. Rank C: The initial adhesive strength is less than 2.0 kgf.

初期判定で合格した基板について、以下の信頼性評価を行って、接着強度を評価した。 For boards that passed the initial assessment, the following reliability evaluation was performed to evaluate the adhesive strength.

[恒温恒湿試験]
恒温恒湿試験は、温度85℃、相対湿度85%RHにした恒温恒湿槽に1000時間放置した後、焼成膜の密着力(接着強度)を測定し、以下の基準で判定した。
[Constant temperature and humidity test]
In the constant temperature and humidity test, the sample was left in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 85° C. and a relative humidity of 85% RH for 1000 hours, and then the adhesion (adhesive strength) of the fired film was measured and rated according to the following criteria.

◎:2.5kgf以上
○:2.0kgf以上2.5kgf未満
×:2.0kgf未満。
◎: 2.5 kgf or more ○: 2.0 kgf or more but less than 2.5 kgf ×: Less than 2.0 kgf.

[ヒートサイクル試験]
-40℃/125℃の1000サイクル後の接着強度を測定し、以下の基準で判定した。
[Heat cycle test]
The adhesive strength after 1000 cycles of -40°C/125°C was measured and rated according to the following criteria.

◎:2.5kgf以上
○:2.0kgf以上2.5kgf未満
×:2.0kgf未満。
◎: 2.5 kgf or more ○: 2.0 kgf or more but less than 2.5 kgf ×: Less than 2.0 kgf.

[熱エージング試験]
170℃のオーブンで1000時間経過後に接着強度を測定し、以下の基準で判定した。
[Heat aging test]
After 1000 hours in an oven at 170° C., the adhesive strength was measured and rated according to the following criteria.

◎:2.5kgf以上
○:2.0kgf以上2.5kgf未満
×:2.0kgf未満。
◎: 2.5 kgf or more ○: 2.0 kgf or more but less than 2.5 kgf ×: Less than 2.0 kgf.

[総合判定]
上記評価試験の結果について、総合判定として、以下の基準で判定し、ランク付けした。
[Overall Judgment]
The results of the above evaluation tests were comprehensively judged and ranked according to the following criteria.

ランクA:信頼性試験が全て◎と〇である(合格)
ランクB:信頼性試験が全て○である(合格)
ランクC:信頼性試験に×がある、または初期判定でランクCである(不合格)。
Rank A: All reliability tests are ◎ or 〇 (passed)
Rank B: All reliability tests are ○ (passed)
Rank C: The reliability test was judged to be ×, or the initial judgment was rank C (failed).

実施例1~17および比較例1~15で得られた評価基板の評価結果も表1~6に示す。 The evaluation results of the evaluation substrates obtained in Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 15 are also shown in Tables 1 to 6.

Figure 0007566488000001
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Figure 0007566488000002
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Figure 0007566488000003
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Figure 0007566488000004
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Figure 0007566488000005
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Figure 0007566488000006
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なお、表1~6に記載されている割合(質量%)の詳細は以下の通りである。 The details of the percentages (mass%) listed in Tables 1 to 6 are as follows:

「Ag粒子(A)に対する金属成分(B)の割合」は、Ag粒子(A)(すなわち、Ag粒子aおよびAg粒子bの総量)に対する金属成分(B)の金属元素換算での割合(質量%)を意味する(Ag粒子aおよびAg粒子bの総量100質量部に対する金属成分(B)に含まれる金属元素の質量部)。 "Ratio of metal component (B) to Ag particles (A)" means the ratio (mass %) of metal component (B) to Ag particles (A) (i.e., the total amount of Ag particles a and Ag particles b) in terms of metal elements (parts by mass of metal elements contained in metal component (B) to 100 parts by mass of the total amount of Ag particles a and Ag particles b).

「無機成分中の金属成分(B)の割合」は、Ag粒子(A)、金属成分(B)およびガラス粒子(C)の金属元素換算での総量に対する金属成分(B)の金属元素換算での割合(質量%)を意味する。 "Proportion of metal component (B) in inorganic components" means the proportion (mass %) of metal component (B) in metal element equivalent to the total amount of Ag particles (A), metal component (B) and glass particles (C) in metal element equivalent.

「金属成分(B)中のMn成分(B1)の割合」は、金属成分(B)(すなわち、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)およびCu成分(B3)の金属元素換算での総量)に対するMn成分(B1)の金属元素換算での割合(質量%)を意味する。Fe成分(B2)およびCu成分(B3)の割合についても同様である。 "Proportion of Mn component (B1) in metal component (B)" means the proportion (mass%) of Mn component (B1) in terms of metal elements relative to metal component (B) (i.e., the total amount of Mn component (B1), Fe component (B2) and Cu component (B3) in terms of metal elements). The same applies to the proportions of Fe component (B2) and Cu component (B3).

「Ag粒子(A)に対するガラス粒子(C)の割合」は、Ag粒子(A)100質量部に対するガラス粒子(C)の質量部を意味する。 "Ratio of glass particles (C) to Ag particles (A)" means the parts by mass of glass particles (C) per 100 parts by mass of Ag particles (A).

「無機成分中のガラス粒子(C)の割合」は、Ag粒子(A)、金属成分(B)およびガラス粒子(C)の金属元素換算での総量に対するガラス粒子(C)の割合(質量%)を意味する。 "Proportion of glass particles (C) in the inorganic component" means the proportion (mass%) of glass particles (C) relative to the total amount of Ag particles (A), metal component (B) and glass particles (C) calculated as metal elements.

表1および2の結果から明らかなように、Ag小粒子(A1)とAg大粒子(A2)とを含み、かつMn成分(B1)、Fe成分(B2)、Cu成分(B3)を3成分とも含む場合には、初期判定の耐めっき性、及び信頼性評価においても優れた耐めっき性(密着性)が得られた(実施例1~3)。なかでも、Ag粒子中のAg小粒子(A1)の割合が5質量%を超える実施例1および2の諸特性が優れており、実施例1が最も優れていた。 As is clear from the results in Tables 1 and 2, when small Ag particles (A1) and large Ag particles (A2) were included, and all three components, Mn component (B1), Fe component (B2), and Cu component (B3), excellent plating resistance (adhesion) was obtained in the initial plating resistance evaluation and in the reliability evaluation (Examples 1 to 3). Among them, the properties of Examples 1 and 2, in which the proportion of small Ag particles (A1) in the Ag particles exceeds 5 mass%, were excellent, with Example 1 being the most excellent.

なお、最も諸特性のバランスに優れていた実施例1の結果については、表1だけでなく、表3および5~6においても比較のために記載した。 The results of Example 1, which had the best balance of properties, are shown not only in Table 1, but also in Tables 3, 5 and 6 for comparison.

一方、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)、Cu成分(B3)を3成分とも含む(かつ、1種類はカルボン酸金属塩)が、Ag小粒子(A1)とAg大粒子(A2)を一方しか含まない場合は、初期判定の耐めっき性はB以上であったものの、信頼性評価で不合格となった(比較例1~7)。 On the other hand, when the material contained all three components, Mn (B1), Fe (B2), and Cu (B3) (and one of them was a metal carboxylate), but only contained small Ag particles (A1) or large Ag particles (A2), the initial plating resistance was B or higher, but the reliability evaluation failed (Comparative Examples 1 to 7).

また、比較例8および9も、Ag小粒子(A1)とAg大粒子(A2)を一方しか含まない場合で、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)、Cu成分(B3)を3成分とも含むが、カルボン酸金属塩は含まない例であるが、同様に、初期判定の耐めっき性は合格したものの、信頼性評価で不合格となった。比較例8および9は、特許文献4に開示されたペーストと類似の組成を有している。 Comparative Examples 8 and 9 are also examples containing only one of small Ag particles (A1) and large Ag particles (A2), and containing all three components, Mn (B1), Fe (B2), and Cu (B3), but no metal carboxylate. Similarly, although the initial plating resistance test passed, the reliability test failed. Comparative Examples 8 and 9 have a similar composition to the paste disclosed in Patent Document 4.

表3および4では、表1で良好な結果が得られた実施例1に対して、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)、Cu成分(B3)の種類の組み合わせを変えた例である(実施例4~9)。これらの例はいずれも、金属成分3成分のうち1種類以上がカルボン酸金属塩を含む例であり、どの例においても初期判定の耐めっき性、及び信頼性評価において優れた耐めっき性(密着性)が得られた。なかでも、オクチル酸マンガン1種類を含む実施例1が優れていた。 Tables 3 and 4 show examples (Examples 4 to 9) in which the combination of the types of Mn component (B1), Fe component (B2), and Cu component (B3) was changed compared to Example 1, which gave good results in Table 1. All of these examples are examples in which one or more of the three metal components contain a metal carboxylate, and in all cases, excellent plating resistance (adhesion) was obtained in the initial plating resistance assessment and in the reliability evaluation. Among these, Example 1, which contains one type of manganese octylate, was the best.

一方、Ag小粒子(A1)とAg大粒子(A2)とを含む場合でも、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)、Cu成分(B3)のうち2成分しか含まない比較例10および11では、初期判定の耐めっき性は合格したものの、信頼性評価で不合格となった。比較例12では、電極が全く密着しないため耐めっき性で不合格であった。さらに、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)、Cu成分(B3)のうち1成分しか含まない比較例13~15においても、電極が全く密着しないため耐めっき性で不合格であった。 On the other hand, even when small Ag particles (A1) and large Ag particles (A2) were included, Comparative Examples 10 and 11, which contained only two of the Mn component (B1), Fe component (B2), and Cu component (B3), passed the initial plating resistance test but failed the reliability test. Comparative Example 12 failed the plating resistance test because the electrodes did not adhere at all. Furthermore, Comparative Examples 13 to 15, which contained only one of the Mn component (B1), Fe component (B2), and Cu component (B3), also failed the plating resistance test because the electrodes did not adhere at all.

表5の結果から明らかなように、実施例1に対して、Ag粒子に対する金属成分3成分の割合(合計量)を変量した実施例10および11の結果から、前記割合は0.5~5.0質量%程度が好ましいことがわかる。 As is clear from the results in Table 5, the results of Examples 10 and 11, in which the ratio (total amount) of the three metal components to the Ag particles was varied compared to Example 1, show that the ratio is preferably about 0.5 to 5.0 mass%.

また、実施例1に対して、Mn化合物(B1)、Fe化合物(B2)、Cu化合物(B3)の配分比率を変更した実施例12および13でも実施例1と同等の結果が得られたが、信頼性の点から、実施例1が最も優れていた。 In addition, in Examples 12 and 13, in which the distribution ratio of Mn compound (B1), Fe compound (B2), and Cu compound (B3) was changed from Example 1, the same results as Example 1 were obtained, but Example 1 was the most superior in terms of reliability.

表6の結果から明らかなように、実施例1に対して、ガラス粒子の種類を変えた例であり、亜鉛系ガラス粒子を用いた実施例14、シリカ系ガラス粒子を用いた実施例15でも、実施例1と同等の結果が得られたが、ビスマス系ガラス、亜鉛系ガラスが特に優れていた。 As is clear from the results in Table 6, in comparison with Example 1, Example 14, which uses zinc-based glass particles, and Example 15, which uses silica-based glass particles, also gave results equivalent to those of Example 1, but bismuth-based glass and zinc-based glass were particularly excellent.

また、実施例1に対して、ガラス粒子を減量、増量した実施例16および17でも、実施例1と同等の結果が得られたが、減量した実施例16では熱エージング試験後の接着強度が若干低下し、増量した実施例17ではヒートサイクル試験後の接着強度が若干低下した。 In addition, in Examples 16 and 17, in which the amount of glass particles was reduced and increased compared to Example 1, the same results as in Example 1 were obtained. However, in Example 16, in which the amount was reduced, the adhesive strength after the heat aging test was slightly decreased, and in Example 17, in which the amount was increased, the adhesive strength after the heat cycle test was slightly decreased.

本発明の導電性組成物は、回路基板、電子部品、熱基板、LEDパッケージ用基板、半導体用基板、薄膜回路基板、抵抗器用基板などに利用でき、配線回路基板における電極などの導電部を形成するための組成物として特に有効に利用できる。 The conductive composition of the present invention can be used for circuit boards, electronic components, thermal substrates, substrates for LED packages, substrates for semiconductors, thin-film circuit substrates, substrates for resistors, etc., and can be particularly effectively used as a composition for forming conductive parts such as electrodes in wiring circuit boards.

Claims (9)

Ag粒子(A)、金属成分(B)およびガラス粒子(C)を含む導電性組成物であって、
前記Ag粒子(A)がAg小粒子(A1)およびAg大粒子(A2)であり、
前記Ag小粒子(A1)とAg大粒子(A2)との質量比が、前者/後者=99/1~30/70であり、
前記Ag小粒子(A1)が最大粒径1.2μm未満の球状または正多面体状粒子であり、かつ前記Ag大粒子(A2)が最小粒径1.2μm以上の球状または正多面体状粒子であるとともに、
前記Ag小粒子(A1)および前記Ag大粒子(A2)において、前記球状粒子の短径に対する長径の比が1~2であり、
前記Ag小粒子(A1)の中心粒径(D50)が0.4μm以上であり、
前記金属成分(B)が、Mn成分(B1)、Fe成分(B2)およびCu成分(B3)であり、かつ
前記Mn成分(B1)、前記Fe成分(B2)および前記Cu成分(B3)からなる群より選択された少なくとも1種が有機金属化合物である導電性組成物。
A conductive composition comprising Ag particles (A), a metal component (B) and glass particles (C),
the Ag particles (A) are small Ag particles (A1) and large Ag particles (A2);
a mass ratio of the small Ag particles (A1) to the large Ag particles (A2) is 99/1 to 30/70;
the small Ag particles (A1) are spherical or regular polyhedral particles having a maximum particle size of less than 1.2 μm, and the large Ag particles (A2) are spherical or regular polyhedral particles having a minimum particle size of 1.2 μm or more,
In the small Ag particles (A1) and the large Ag particles (A2), the ratio of the major axis to the minor axis of the spherical particles is 1 to 2;
The Ag small particles (A1) have a median particle size (D50) of 0.4 μm or more,
The metal component (B) is a Mn component (B1), an Fe component (B2) and a Cu component (B3), and
The conductive composition , wherein at least one selected from the group consisting of the Mn component (B1), the Fe component (B2) and the Cu component (B3) is an organometallic compound .
前記Ag大粒子(A2)が中心粒径(D50)1.3~10μmの球状粒子である請求項1記載の導電性組成物。 The conductive composition according to claim 1, wherein the large Ag particles (A2) are spherical particles with a median particle size (D50) of 1.3 to 10 μm. 前記Ag小粒子(A1)と前記Ag大粒子(A2)との質量比が、前者/後者=90/10~30/70である請求項1または2記載の導電性組成物。 The conductive composition according to claim 1 or 2, wherein the mass ratio of the small Ag particles (A1) to the large Ag particles (A2) is 90/10 to 30/70. 前記ガラス粒子(C)がビスマス系ガラス粒子および/または亜鉛系ガラス粒子を含む請求項1~3のいずれか1項に記載の導電性組成物。 The conductive composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the glass particles (C) contain bismuth-based glass particles and/or zinc-based glass particles. 前記Mn成分(B1)、前記Fe成分(B2)および前記Cu成分(B3)からなる群より選択された少なくとも1種を、液状組成物の形態で添加する請求項1~4のいずれか1項に記載の導電性組成物の製造方法。 The method for producing a conductive composition according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one selected from the group consisting of the Mn component (B1), the Fe component (B2), and the Cu component (B3) is added in the form of a liquid composition. セラミックス基板に請求項1~4のいずれか1項に記載の導電性組成物を付着させる付着工程、および前記セラミックス基板に付着した前記導電性組成物を焼成して導電部を形成する焼成工程を含むメタライズド基板の製造方法。 A method for manufacturing a metallized substrate, comprising: an attachment step of attaching the conductive composition according to any one of claims 1 to 4 to a ceramic substrate; and a firing step of firing the conductive composition attached to the ceramic substrate to form a conductive portion. 前記焼成工程において、空気中で導電性組成物を焼成する請求項6記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 6, wherein the conductive composition is fired in air in the firing step. 請求項6または7記載の製造方法で得られたメタライズド基板。 A metallized substrate obtained by the manufacturing method described in claim 6 or 7. 前記セラミックス基板が、アルミナ基板、アルミナ-ジルコニア基板、窒化アルミニウム基板、窒化ケイ素基板または炭化ケイ素基板である請求項8記載のメタライズド基板。 The metallized substrate according to claim 8, wherein the ceramic substrate is an alumina substrate, an alumina-zirconia substrate, an aluminum nitride substrate, a silicon nitride substrate, or a silicon carbide substrate.
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