JPH0421721B2

JPH0421721B2 -

Info

Publication number: JPH0421721B2
Application number: JP59186595A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tsunaga; Kazuaki Yuminiwa; Yoichi Kaneko
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Kinzoku Co Ltd
Priority date: 1984-09-07
Filing date: 1984-09-07
Publication date: 1992-04-13
Also published as: US4888135A; JPS6167702A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の分野〕本発明は電子回路の導体膜など導電材料として
利用することのできる導電性粉末及び導電性組成
物に関する。〔従来技術〕電子回路の導電材料として広く用いられている
銀ペーストは、高価である上、特性上も、マイグ
レーシヨンを起し易いという欠点を有している
（なお、マイグレーシヨンとは厳密には電気化学
的マイグレーシヨンのことであり、高湿度雰囲気
に置かれた電極間で電極材料がイオン化して対向
する電極の方へ移動する現像である）。この様な欠点を解消するため、銀ペーストの代
りに銅ペーストを用いることが提案されている。
そこで、銅は銀に比べてはるかに酸化され易いの
で、酸化防止処理を施す必要がある。その処理法
としては、 () 銅粉の酸化被膜を還元する還元性物質の添
加もしくは還元性樹脂の使用（特開昭56−
103260号、同57−96401号、同57−34606号）、
又は () 銅粉表面全体の銀によるコーテイング（特
開昭53−135495号、同56−8892号）が従来提案
されている。しかし、（）の方法で、銅粉自体に有効な酸
化処理がされていないので、銅粉ありは樹脂と合
せてペースト状態で長時間保存すると不安定な状
態となる、還元剤の存在が、硬化膜の耐熱耐湿特
性を阻害する場合がある、還元性樹脂使用の場合
樹脂の種類が限定されるため、多機能化への対応
が困難である、などの不都合があつた。また、（）の方法では、銀のみで銅粉表面を
コーテイングするために、かなりの量の銀（特開
昭53−135495号では20重量％、特開昭56−8892号
では10体積％）を使用する必要があり、マイグレ
ーシヨン抑制が不十分となり、高価にもなる。そこで、本発明者らは、銅粉をベースにして、
廉価で、耐酸化性、貯蔵安定性、マイグレーシヨ
ン抑制作用等の諸特性に優れ、しかも導電特性の
上でも満足のゆく性能を発揮することのできる導
電性粉末を見出すべく、鋭意検討の結果、本発明
に到達した。〔発明の目的及び概要〕本発明の第１の目的は、耐酸化性、貯蔵安定性
に優れかつ初期の高導電性能に長期に亘り安定し
て発揮することのできる導電性粉末を提供するこ
とにある。本発明の第２の目的は、この様に優れた耐酸化
性及び高導電性能を発揮すると共に、廉価である
導電性粉末を抵抗することにある。本発明の第３の目的は、上記の様な特長を有す
る導電性粉末を含み、耐熱耐湿性に優れ、しかも
導電性粉末が容易にマイグレーシヨンを起こすこ
とのない導電性組成物を提供することにある。上記目的を達成するたものとして見出された、
本発明の導電性粉末は、銅粒子と、銅粒子表面の
一部乃至全部に付着した銀被覆材と、前記銅粒子
及び／又は銀被覆材に結合したチタネートカツプ
リング剤とで、構成されることを特徴とするもの
であり、また本発明の導電性組成物は、前記特徴
を有する導電性粉末及び樹脂を主剤とすることを
特徴とするものである。本発明によれば、銀被覆材とチタネートカツプ
リング材とを併用することにより、導電性粉末の
耐酸化性及び導電性能が相的に向上し、また、少
量の銀被覆材の使用によつても高耐酸化性、高導
性能を発揮するため廉価にすることもできる。し
かも、導電性組成物とした場合にも銀個有のマイ
グレーシヨン性を抑制することができるために、
安定した電気化学的特性を繊維・発揮することが
できる。〔実施態様〕本発明で使用する銅粒子は、粉粒体であれば、
樹枝状、鱗片水、球状等何れの形態のものでもよ
い。また大きさは、通常導電材料としえ用えられ
る銅粉の粒子径を採用することができ、平均粒径
は0.5〜40μｍ、より好ましくは12〜15μｍである。本発明で使用する銀被覆材は、銅粒子表面に付
着して銅粒子表面の一部乃至全部を被覆すること
ができるものであればよく、実質的に銀のみから
なるものでも、あるいは銀錯塩等の銀化混合物を
構成分とするものでもよい。銀被覆材を銅粒子表面に付着させる方法として
は、複合粉を製造するために当業界で通常用いら
れる方法のほかに、特開昭53−135495号に記載
されている如く、銀錯塩溶液中で銅粒子表面に銀
を置変・析出させる方法、特開昭55−54502号
に記載されている如く、セメンテーシヨン反応を
用いて粉体表面を貴金属で被る方法、特開昭57
−177901号に記載されている如く、銀錯塩溶液中
で銀被覆粉体を得、その加熱する方法、などを採
ることができるし、また新たに開発されるであろ
う方法をもつててしもよい。銀被覆材の使用量は、銅粒子の表面積、所望す
る銀被覆材の厚み、被覆割合等に応じて適宜決め
ることができるが、本発明においては、チタネー
トカツプリング剤併用による相乗効果が期待でき
るため、導電性粉末総量に対し0.1〜８重量％、
特に0.1〜５重量％という極めて少ない量（この
場合、チタネートカツプリング材の最適量は、後
述する様に導電性粉末総量に対し0.01〜２重量％
である。）でも、優れた耐酸化性、導電性能及び
マイグレーシヨン抑制作用を与え、しかも廉価と
なる。導電性粉末における銀被覆材の含量が８重
量％を超えると、マイグレーシヨン抑制作用が弱
まり、0.1重量％未満では耐酸化性等の特性が十
分に付与されない。次に、本発明で使用するチタネートカツプリン
グ剤は、導粒子及び／又は銀被覆材と結合しうる
チタニウム錯塩を有効成分とするカツプリング剤
であり、中心元素チタンに親水元及び親油基が結
合しているチタニウム錯塩、とりわけ、親水基と
してモノアルコキシ基、オキシ酢酸の残基、エチ
レングリコールの残基及びホスフアイト基等から
選ばれる少なくとも１種の配位子を有するチタニ
ウム錯塩が好ましい。好適な具体例としては、イ
ソプロピルトリイソステアロイルチタネートを含
むチタネートカツプリング剤（市販のものとして
は、味の素(株)製、商品名KR−TTS）、ビス（ジ
オクチルパイロロホスフエート）オキシアセテー
トチタネート（市販のものとしては、味の素(株)
製、商品名KR−138S）、ビス（ジオクチルパイ
ロホフエート）エチレチタネート（市販のものと
しては、味の素(株)製、商品名KR−238S）などが
ある。チタネートカツプリング剤の使用量は、余り多
くなり過ぎると導電性粉末の導電性能を低下させ
るために好ましくなく、導電性粉末総量に対して
0.01〜５重量％、好ましくは0.01〜２重量％であ
り、特に0.05〜１重量％が最も好ましい。チタネートカツプリング剤を銅粒子及び／又は
銀被覆材に結合させるには、常法に従い、チタニ
ウム錯塩溶液を、予め方面の一部述至全部に銀被
覆剤を付着させた銅粒子と接触させるか、あるい
は、チタニウム錯塩及び銀被覆材を含む溶液を銅
粒子と接触させて銀被覆材の付着とチタニウム錯
塩の結合とを同時に生起させるか、の何れかの方
法で行なうことができる。かくして構成される導電性粉末を用いた本発明
の導電性組成物は、導電性ペースト等の、導電性
粉末及び樹脂マトリツクスの２相からなる塗膜を
形勢することができる組成物であり、主剤である
バインダー樹脂の種類に応じて、塗膜を形成する
ために通常用いられる硬化剤、架橋剤、触媒、溶
剤、充てん材、着色剤、塗布加工性を向上させる
ために用いる加工助材、スクリーン印刷性改良剤
等を選択使用して構成することができる。本発明で使用する樹脂は塗膜を形成することが
できるものであればよく、熱硬化性樹脂及び熱可
塑性樹脂（編成樹脂も含む）のなかから適宜選択
して使用することができる。好適な樹脂として
は、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂、ポリエステル樹脂、オレフイン系樹脂などが
あり、また、硬化剤、溶剤等樹脂以外の成分及び
硬化（架橋）反応を起すためのエネルギー源
（熱、紫外線、電子線等）は、樹脂の種類に応じ
て適宜決められる。導電性組成物における導電性粉末と樹脂との使
用比率は、導電性組成物の用途に応じて広範囲に
選択することができるが、おおむね、導電性粉末
100重量部に対して、樹脂固形分５〜50重量部、
更には25〜40重量部の割合とすることが好まし
い。以下に具体的実施例を示して本発明を更に詳し
く説明する。実施例１〜６、比較例１〜４平均粒径4μｍの樹枝状銅粉（三井金属鉱業(株)
製）、銀被覆材及びチタネートカツプリング材
（味の素(株)製、商品名KR−138S）を用い、下記
表−１に示した様に種々の銀被覆材及びチタネー
トカツプリング剤含量の銅電性粉末を得た。次に、かくして得られた導電性粉末52重量％、
アルコール可溶性フエノーレジン（群栄化学(株)
製、商品名PL−2210、レンジ固形分含量60重量
％）37重量％及びブチルセロソルブ11重量％から
なる混合物を３本ロールミルにて混練して塗料組
成物を調製した。これら10種の塗料組成物を用いた配線基板上
に、250メツシユステンレススクリーンを用いて
導体回路状に印刷し、大気中150℃で30分加熱硬
化させて、硬化膜を得た。かくして得られた硬化膜の比較抵抗（初期、及
び60℃、相対湿度95％で1000時間加湿処理後）、
前記導電性粉末を40℃、相対湿度95％で96時間加
湿処理した場合の導電性粉末の色調及び硬化膜の
比抵抗、接触抵抗（※１）並びにマイグレーシヨ
ン開始時間（※２）を測定した。結果を表−１に
示した。 ※１−平行するAg電極に直交するCu硬化膜を形
成し、Ag電極を介した比抵抗（ρ_Ag）をCu硬化
膜上の比抵抗（ρ_Cu）で除した値で接触抵抗を
表わす ※２−1.2mm隔てたCu硬化膜平行電極間に脱イオ
ン水10μlを滴下し15VDC印加し短絡に至るま
での時間。

【表】

【表】また、実施例４で用いた導電性粉末をＸ線マイ
クロアナライザーにかけ、粉末の走査型電子顕微
鏡像（第１図）、Cu、Ag各成分のＸ線像（第２
図及び第３図）を得て、導電性粉末の各成分分布
状態を観察した。（倍率は何れも2200倍）これら
の影像によつて粉末粒子表面におけるCu、Ag各
成分の組成状況を評価することができた。なお、
TiのＸ線像も得られたが、これらは感度が悪く、
半定量的な評価を与えるに過ぎなかつたが、この
影像より、銅粉末表面におけるTiの一様な分布
状態が観察された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の導電性粉末の粒子構造を示
す電子顕微鏡写真である。第２図は、本発明の導
電性粉末のＸ線写真であり、CuのXMA影像であ
る。第３図は、本発明の導電性粉末のＸ線写真で
あり、AgのXMA影像である。

Claims

【特許請求の範囲】１銅粒子と、該銅粒子表面の一部乃至全部に付
着した銀被覆材と、前記銅粒子及び／又は銀被覆
材に結合したチタネートカツプリング剤とで構成
されていることを特徴とする導電性粉末。２銀被覆材の含量が0.1〜５重量％でありかつ
チタネートカツプリング剤の含量が0.01〜２重量
％である特許請求の範囲第１項記載の導電性粉
末。３銅粒子と、該銅粒子表面の一部乃至全部に付
着した銀被覆材と、前記銅粒子及び／又は銀被覆
材に結合したチタネートカツプリング剤とで構成
される導電性粉末、及び樹脂を主剤とすることを
特徴とする導電性組成物。