JPH08218006A - 導電性ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価な金属粉を用い、導電性が良好で且つ高
湿度下における導電性変化の少ない導電性ペーストを提
供する。 【構成】 平均粒径が３０μｍ以下の銅粉又は銀めっき
した銅粉を含む金属粉の表面に該金属粉に対し一般式
（Ｉ）に示すイミダゾール類を０．０００１〜５重量％
塗布したものを、熱硬化性樹脂を含む有機溶媒中に分散
させた導電性ペースト。 【化１】 （式中、Ｒ₁及びＲ₂はそれぞれ水素原子、アルキル基、
フェニル基又はシアノ基を示す）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子材料用の導電性ペ
ーストに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、導電性ペーストの導電成分として
銀、銅、ニッケル等の金属粉末が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銀を用
いた導電性ペーストは、導電成分である銀が高価である
こと、マイグレーションと称する銀の電析が生じて絶縁
不良が発生し易い等の欠点がある。そこで、銀より安価
な銅を主導電成分とし、銅の表面酸化を抑制した導電性
ペーストが種々提案されている。銅の酸化防止剤として
は、特公昭61−14175号公報に記載の脂肪酸アミド、特
公昭61−36796号公報に記載のアントラセン又はその誘
導体、特開昭57−55974号公報に記載のハイドロキノン
の誘導体、特開昭58−225168号公報に記載のフェニレン
ジアミン誘導体、特開昭61−200179号公報に記載の高級
脂肪酸アミン、特開昭61−211378号公報に記載の不飽和
脂肪酸等があるが、高湿度下における導電性変化が大き
いという欠点がある。本発明は、安価な金属粉を用い、
導電性が良好で且つ高湿度下における導電性変化の少な
い導電性ペーストを提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒径が３
０μｍ以下の銅粉又は銀めっきした銅粉を含む金属粉の
表面に該金属粉に対し一般式（Ｉ）に示すイミダゾール
類を０．０００１〜５重量％塗布したものを、熱硬化性
樹脂を含む有機溶媒中に分散させた導電性ペーストに関
する。

【０００５】

【化２】 （式中、Ｒ₁及びＲ₂はそれぞれ水素原子、アルキル基、
フェニル基又はシアノ基を示す）。

【０００６】本発明において、導電成分は平均粒径が３
０μｍ以下の銅粉又は銅粉の表面に銀めっきしたもの
（以下、銀めっき銅粉とする）を含む金属粉を用いるこ
とが必要とされ、該金属粉の平均粒径が３０μｍを越え
ると、印刷時にスクリーンが目詰まりしたり、ペースト
の伸びが悪くなり、印刷性が劣る。金属粉は形状がフレ
ーク状又は樹枝状のものを用いれば、金属粉同士の接触
が良くなり、導電性が向上するので好ましい。また他の
形状の金属粉をスタンピング等の処理をしてフレーク状
にして用いてもよい。銀めっき銅粉における銀めっき
は、電解めっき法、無電解めっき法、置換めっき法等の
何れの方法でめっきしたものでもよく特に制限はない。

【０００７】イミダゾール類は、金属粉の表面に塗布す
ることにより、金属の表面でキレート化合物を作って銅
と酸素の接触を妨げ、銅の酸化を防止する作用をする。
本発明に用いるイミダゾール類としては、イミダゾー
ル、２−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾー
ル、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニ
ルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘ
プタデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイ
ミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、
１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シア
ノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチ
ル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−アミノ
エチル−２−メチルイミダゾール、１−（シアノエチル
アミノエチル）−２−メチルイミダゾール、１−シアノ
エチル−２−ウンデシルイミダゾール等が挙げられる。

【０００８】金属粉表面にイミダゾール類を塗布する方
法としては、金属粉をフレーク状に処理する際にイミダ
ゾール類を添加する方法、イミダゾール類の有機溶媒溶
液に金属粉を浸漬し、有機溶媒を気化除去する方法、金
属粉を浸漬したイミダゾール類の有機溶媒溶液を濾過し
て金属粉を分離する方法、金属粉を浸漬したイミダゾー
ル類の有機溶媒溶液をデカンテーションにより分離する
方法等がある。金属粉表面のイミダゾール類の塗布量
は、イミダゾール類の種類や金属粉の平均粒径、金属粉
の形状等により変わるが、金属粉に対し０．０００１〜
５重量％の範囲とされる。イミダゾール類の塗布量が
０．０００１重量％未満では、銅の露出表面を十分に保
護することが出来ないため、抵抗の変化率が大きくな
り、また５重量％を越えると、ペーストのポットライフ
や導電性が低下する。

【０００９】熱硬化性樹脂は接着剤としての作用をする
ものであり、特に制限はないがフェノール樹脂及び／又
はエポキシ樹脂が接着性、入手性の点で好ましい。フェ
ノール樹脂としては、レゾール型フェノール樹脂やノボ
ラック型フェノール樹脂が挙げられる。必要に応じてこ
れらのフェノール樹脂を変性して用いてもよい。ノボラ
ック型フェノール樹脂を使用する場合はヘキサメチレン
テトラミン等の硬化剤を用いる。これらの樹脂は単独で
も２種類以上を併用してもよい。

【００１０】エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型
エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリ
ブタジエン、脂環式エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹
脂、多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの樹脂
は単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
また、エポキシ樹脂の硬化を促進するためトリエタノー
ルアミン、トリエチルアミン、ピペリジン等の第三級ア
ミン類、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾ
ール、２−フェニルイミダゾール、２−エチル−４−メ
チルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホ
スフィン等の第三級ホスフィン類、テトラブチルホスホ
ニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムブロマ
イド等の四級ホスホニウム塩類、テトラメチルアンモニ
ウムブロマイド等の四級アンモニウム塩類等の硬化促進
剤を添加してもよい。

【００１１】有機溶媒としては、特に制限はないが、ブ
チルセルソルブ、エチルカルビトール又はブチルエチル
カルビトールが好ましい。本発明の導電性ペーストは、
例えばイミダゾール類の溶剤溶液に金属粉を投入するこ
とにより金属粉の表面にイミダゾール類を塗布し、有機
溶媒を気化除去してから熱硬化性樹脂及び有機溶媒と共
に擂潰（らいかい）機、ニーダー等に入れて混合し、該
塗布された金属粉を熱硬化性樹脂を含む有機溶媒中に均
一に分散させることによって得られる。

【００１２】

【実施例】次に実施例を説明するが、本発明はこれによ
って限定されるものではない。 実施例１ ２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業
(株)製、商品名２Ｅ４ＭＺ）５重量部をアセトン（和光
純薬工業(株)製、試薬）２０重量部に溶解した溶液に平
均粒径が７μｍのフレーク状銅粉（自家製）１００重量
部を投入し、撹拌しながらアセトンを気化して除去し、
イミダゾール塗布銅粉を得た。このイミダゾール塗布銅
粉をレゾール型フェノール樹脂（日立化成工業(株)製、
商品名ＶＰ−１３Ｎの濃縮品、固形分９５重量％）１５
重量部及びブチルセルソルブ（和光純薬工業(株)製、試
薬）２０重量部と共に擂潰機に入れ、混合して均一に分
散させ、導電性ペーストを得た。

【００１３】実施例２ 実施例１で用いたフレーク状銅粉に替えてフレーク状銀
めっき銅粉（自家製）を使用し、実施例１で用いたレゾ
ール型フェノール樹脂を１０重量部とし、さらにビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂（三井石油化学工業(株)製、
商品名Ｒ３６７）を５重量部加えた以外は実施例１と同
様の工程を経て導電性ペーストを得た。 実施例３、４、５、６及び７ 実施例１で用いたフレーク状銅粉に替えて実施例２で用
いたフレーク状銀めっき銅粉を使用し、２−エチル−４
−メチルイミダゾールを０．０１重量部（実施例３）、
０．１重量部（実施例４）、０．５重量部（実施例
５）、１．０重量部（実施例６）及び３．０重量部（実
施例７）とした以外は実施例１と同様の工程を経て導電
性ペーストを得た。

【００１４】比較例１ 実施例１における２−エチル−４−メチルイミダゾール
を使用しない以外は、実施例１と同様の工程を経て導電
性ペーストを得た。 比較例２ 比較例１で用いたフレーク状銅粉に替えて実施例２で用
いたフレーク状銀めっき銅粉を使用した以外は、比較例
１と同様の工程を経て導電性ペーストを得た。

【００１５】比較例３ 実施例３〜７で用いた２−エチル−４−メチルイミダゾ
ールに替えて、一般に銅の酸化防止剤として知られてい
るトリエタノールアミン（和光純薬工業(株)製、試薬）
を０．５重量部使用した以外は実施例３〜７と同様の工
程を経て導電性ペーストを得た。 比較例４、５及び６ 実施例３〜７で用いた２−エチル−４−メチルイミダゾ
ールを０．００００５重量部（比較例４）、７．０重量
部（比較例５）及び１０．０重量部（比較例６）とした
以外は、実施例３〜７と同様の工程を経て導電性ペース
トを得た。

【００１６】次に各実施例及び各比較例で得られた導電
性ペーストについて、初期比抵抗（μΩ−cm）、温度６
０℃、湿度９５％の恒温恒湿槽中に１０００時間放置し
たときの抵抗変化率及びペーストの保存安定性を測定評
価した。なお、保存安定性は室温２５℃でペーストの粘
度（Ｂ型回転粘度計で測定）が１０％増加するまでの日
数とした。これらの結果を表１及び表２に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】表１及び表２に示されるように、実施例の
導電性ペーストは比較例の導電性ペーストに比べて、初
期比抵抗が低く、抵抗変化率が小さく、保存安定性にも
優れていることがわかる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の導電性ペースト（請求項１）
は、導電性が良好で且つ高湿度下における導電性変化が
少ない。また、銅粉を用いているため安価である。請求
項２のように、金属粉をフレーク状又は樹枝状にすれ
ば、金属粉同士の接触が良くなり、導電性が向上する。
請求項３のように、熱硬化性樹脂をフェノール樹脂及び
／又はエポキシ樹脂を用いれば接着性に優れる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径が３０μｍ以下の銅粉又は銀め
   っきした銅粉を含む金属粉の表面に該金属粉に対し一般
   式（Ｉ）に示すイミダゾール類を０．０００１〜５重量
   ％塗布したものを、熱硬化性樹脂を含む有機溶媒中に分
   散させた導電性ペースト。 【化１】 （式中、Ｒ₁及びＲ₂はそれぞれ水素原子、アルキル基、
   フェニル基又はシアノ基を示す）。
2. 【請求項２】 金属粉がフレーク状又は樹枝状である請
   求項１記載の導電性ペースト。
3. 【請求項３】 熱硬化性樹脂がフェノール樹脂及び／又
   はエポキシ樹脂である請求項１又は２記載の導電性ペー
   スト。