JPH0945132A - 導電ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高導電性で、マイグレーションが生ぜず、か
つ経済的に優れ、高温多湿の雰囲気下で電界が印加され
ても電極間又は配線間の短絡を防止ないしはできるだけ
減少させることが可能な電気回路形成用の導電ペースト
を提供する。 【解決手段】 平均粒径が３０μｍ以下の銅微粒子の表
面に銀複合層が形成された導電粉を含有してなる導電ペ
ースト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気回路形成に適し
た導電ペーストに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板、電子部品等の電
気回路（配線導体）を形成する方法として、電子材料、
１９９４年１０月号の４２〜４６頁に記載されているよ
うに導電性に優れた銀粉を含有するペーストを塗布又は
印刷する方法が一般的に知られている。

【０００３】銀粉を用いた導電ペーストは導電性が良好
なことから印刷配線板、電子部品等の電気回路や電極と
して使用されているが、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回路間が短絡する
という欠点が生じる。このマイグレーションを防止する
ための方策はいくつか行われており、導体の表面に防湿
塗料を塗布するか又は導電ペーストに含窒素化合物など
の腐食抑制剤を添加するなどの方策が検討されているが
十分な効果の得られるものではなかった。

【０００４】また、導通抵抗の良好な導体を得るには銀
粉の配合量を高くしなければならず、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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、マイグレーションが生ぜず、導電性に優れた導電ペ
ーストを提供するものである。請求項２記載の発明は、
請求項１記載の発明に加えて、さらに耐マイグレーショ
ン性に優れた導電ペーストを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒径が３
０μｍ以下の銅微粒子の表面に銀複合層が形成された導
電粉を含有してなる導電ペーストに関する。また、本発
明は、銀複合層が銀及びチタンを含む前記導電ペースト
に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明における銅微粒子は主とし
て銅からなる微粒子で、平均粒径が３０μｍ以下、好ま
しくは１０μｍ以下とされ、３０μｍを超えると印刷性
が悪くなる。銅微粒子の形状は球形、りん片状、樹枝状
等のものが用いられ、このうち導電性を高くするにはり
ん片状又は樹枝状のものを用いることが好ましい。また
本発明における銀複合層とは、銀と他の金属とを含む、
合金層のことを意味し、銅微粒子の表面を被覆するため
に必要である。銀複合層は厚いほど導電性を高めやすい
がコストが高くなるので０．１〜１μｍ程度の厚さに被
覆すればよい。銀複合層は、例えば無電解めっき法、化
学還元法、置換めっき法、メカニカルアロイング法、メ
カノフュージョン法等の方法で銅微粒子の表面を被覆す
るようにして形成することができる。即ち、銅微粒子の
表面に、上記に示すような方法で銀複合層を形成するこ
とにより複合化することができる。銀複合層を形成する
金属はマイグレーションの抑制の点で銀とチタンを含む
複合粒子が好ましく、チタンの割合はマイグレーション
の抑制、導電性の向上の点で銀が９０〜９９．９重量％
に対しチタンが０．１〜１０重量％の範囲が好ましく、
銀が９５〜９９．５重量％に対しチタンが０．５〜５重
量％の範囲であればさらに好ましい。

【０００８】また平均粒径が３０μｍ以下の銅微粒子の
表面への銀複合層の被覆量は、導体の抵抗と経済性から
銀複合層が５〜３０重量％に対し銅微粒子が７０〜９５
重量％の範囲が好ましく、銀複合層が１０〜２５重量％
に対し銅微粒子が７５〜９０重量％の範囲であればさら
に好ましい。

【０００９】導電ペーストは上記の材料以外に液状のエ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
等の有機質の接着剤成分、２エチル４メチルイミダゾー
ルなどの有機質の接着剤成分の硬化剤及び必要に応じて
テルピネオール、エチルカルビトール、カルビトールア
セテート、ブチルセロソルブ等の溶媒、ベンゾチアゾー
ル、ベンズイミダゾール等の腐食抑制剤、微小黒鉛粉末
などを含有する。接着剤成分及び溶媒の含有量は導電ペ
ーストに対して接着剤成分が１０〜２０重量％及び溶媒
が１０〜３５重量％の範囲であることが好ましい。また
平均粒径が３０μｍ以下の銅微粒子の表面に銀複合層が
形成された導電粉（以下銀複合層被覆銅微粒子とする）
の含有量は導電ペーストの固形分に対して導体の抵抗と
経済性から２０〜７５体積％であることが好ましく、３
０〜６５体積％であればさらに好ましい。本発明におい
て体積％とは各々の重量を密度で除して算出した体積ベ
ースの割合を示す。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。 実施例１ 平均粒径が６μｍで最大径が２０μｍの略球形銅微粒子
５００ｇを濃度１規定の塩酸中で３分間表面処理した。
ついでこの略球形銅微粒子を水洗した後、硝酸銀及びチ
タン微粉末を水２リットル中にそれぞれ１６０ｇ及び８
ｇを添加し、撹拌して分散化させながら水溶液をガスバ
ーナーで弱く加熱する置換めっき法により、銀を該銅微
粒子の表面に０．５μｍの厚さに銀めっきして銀複合層
被覆銅微粒子を得た。この銀複合層にはチタン微粉末が
１重量％含有していた。

【００１１】一方、レゾール系フェノール樹脂（自家
製、非売品）８０ｇ及びビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂（油化シェルエポキシ(株)製、商品名エピコート１０
０７）２０ｇにエチルカルビトール（試薬）１２０ｇを
加え均一に混合して樹脂組成物とし、これに上記で得た
銀複合層被覆銅微粒子を４４０ｇ加えて撹拌らいかい機
及び３本ロールで均一に混合分散して導電ペーストを得
た。なお銀複合層と銅微粒子の割合は、銀複合層が２０
重量％及び銅微粒子は８０重量％であった。また銀複合
層被覆銅微粒子は導電ペーストの固形分に対して３４体
積％含有していた。

【００１２】次に上記で得た導電ペーストで、厚さが
１．６mmで直径が０．８mm（φ）のスルーホールを形成
した紙フェノール銅張積層板（日立化成工業(株)製、商
品名ＭＣＬ−４３７Ｆ）に図１に示すテストパターンを
印刷すると共にこれをスルーホール１に充てんしたもの
を大気中で６０℃３０分さらに１６０℃３０分の条件で
加熱処理して配線板を得た。なお図１において２は紙フ
ェノール銅張積層板である。次いで得られた配線板の抵
抗を測定した。その結果、銅箔の抵抗を除いたスルーホ
ール１の抵抗は２１ｍΩ／穴であり、隣り合うスルーホ
ール間の絶縁抵抗は１０⁸Ω以上であった。該配線板の
冷熱衝撃試験を実施した結果、スルーホール１の抵抗は
２２ｍΩ／穴であった。また該配線板の湿中負荷試験を
実施した結果、スルーホール間の絶縁抵抗は１０⁸Ω以
上であった。なお、冷熱試験条件は１２５℃３０分〜−
６５℃３０分を１００サイクル行い、湿中負荷試験は４
０℃９０％ＲＨ中、隣り合うライン間に５０Ｖの電圧を
印加して１０００時間保持した。

【００１３】実施例２ 実施例１で得た樹脂組成物２２０ｇに実施例１で得た銀
複合層被覆銅微粒子を３９０ｇ加えた後、撹拌らいかい
機及び３本ロールで均一に混合して導電ペーストを得
た。以下実施例１と同様の工程を得て配線板を作製して
その特性を評価した。その結果、スルーホールの抵抗は
２０ｍΩ／穴であり、スルーホール間の絶縁抵抗は１０
⁸Ω以上であった。また該配線板の冷熱衝撃試験を実施
した結果、スルーホールの抵抗は２３ｍΩ／穴であり、
湿中負荷試験の結果では、スルーホール間の絶縁抵抗は
１０⁸Ω以上であった。なお銀複合層中にはチタン微粉
末が１．５重量％含有していた。また銀複合層被覆銅微
粒子は導電ペーストの固形分に対して３０体積％含有し
ていた。

【００１４】実施例３ チタン微粉末を添加しない以外は実施例１のめっき法と
同様な方法で０．３μｍの厚さに銀めっきした銀被覆銅
微粒子８００ｇをチタン微粉末１０ｇ及びジルコニアボ
ールと共にボールミルに投入し、１００時間回転させて
均一に分散した後、振動ミルで１０時間処理して銀複合
層被覆銅微粒子８１０ｇを得た。この後実施例１で得た
樹脂組成物２２０ｇに上記の銀複合層被覆銅微粒子を７
８０ｇ加えた後、実施例１と同様の方法で均一に混合分
散して導電ペーストを得た。以下実施例１と同様の工程
を経て配線板を作製してその特性を評価した。その結
果、スルーホールの抵抗は１２ｍΩ／穴であり、スルー
ホール間の絶縁抵抗は１０⁸Ω以上であった。また該配
線板の冷熱衝撃試験を実施した結果、スルーホールの抵
抗は１４ｍΩ／穴であり、湿中負荷試験の結果では、ス
ルーホール間の絶縁抵抗は１０⁸Ω以上であった。なお
この銀複合層中にはチタン５重量％含有しており、その
形状は振動ミルの処理でりん片状に変形していた。また
銀複合層と銅微粒子の割合は、銀複合層が１０重量％及
び銅微粒子は９０重量％であった。さらに銀複合層被覆
銅微粒子は導電ペーストの固形分に対して４７体積％含
有していた。

【００１５】比較例１ 実施例１で得た樹脂組成物２２０ｇにフレーク状の銀粉
（徳力化学研究所製、商品名ＴＣＧ−１）を３８０ｇ加
えて実施例１と同様の方法で均一に混合分散して導電ペ
ーストを得た。以下実施例１と同様の工程を経て配線板
を作製してその特性を評価した。その結果、スルーホー
ルの抵抗は１５ｍΩ／穴であり、スルーホール間の絶縁
抵抗は１０⁸Ω以上であった。また該配線板の冷熱衝撃
試験を実施した結果、スルーホールの抵抗は１７ｍΩ／
穴であり、湿中負荷試験の結果では、スルーホール間の
絶縁抵抗は配線板５枚のうち４枚が１０⁶Ω以下に低下
していた。

【００１６】比較例２ 実施例１で得た樹脂組成物２２０重量部に実施例３で得
た銀被覆微粒子を３５０ｇ加えて実施例１と同様の方法
で均一に混合分散して導電ペーストを得た。以下実施例
１と同様の工程を経て配線板を作製してその特性を評価
した。その結果、スルーホールの抵抗は１８ｍΩ／穴で
あり、スルーホール間の絶縁抵抗は１０⁸Ω以上であっ
た。また該配線板の冷熱衝撃試験を実施した結果、スル
ーホールの抵抗は１９ｍΩ／穴であり、湿中負荷試験の
結果では、スルーホール間の絶縁抵抗は配線板５枚のう
ち３枚が１０⁶Ω以下に低下していた。

【００１７】

【発明の効果】請求項１における導電ペーストは、配線
板におけるスルーホールの抵抗が低い高導電性のペース
トであり、また湿中負荷試験後におけるスルーホール間
の絶縁抵抗の低下が小さく、また高価な銀の配合量を少
なくすことができるので耐マイグレーション性を改善で
きるなど経済的にも優れた導電ペーストである。請求項
２における導電ペーストは、請求項１における導電ペー
ストの効果を奏し、さらに耐マイグレーション性に優れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】紙フェノール銅張積層板に導電ペーストを印刷
すると共にスルーホールに充てんした状態を示す平面図
である。

【符号の説明】 １ スルーホール ２ 紙フェノール銅張積層板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 1/09 7511−4Ｅ Ｈ０５Ｋ 1/09 Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径が３０μｍ以下の銅微粒子の表
   面に銀複合層が形成された導電粉を含有してなる導電ペ
   ースト。
2. 【請求項２】 銀複合層が銀及びチタンを含む請求項１
   記載の導電ペースト。