JP5207281B2 - 導電性ペースト - Google Patents

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本発明は、導電性ペーストに関するものである。
従来、銅箔を基板に張り合わせ、エッチングにより銅配線を製造する方法が主流である。しかしながら、この方法ではエッチングをするため、廃液、廃棄物等が大量に生じるという問題があった。
そこで、エッチングを用いない配線基板としては、粒径がミクロンオーダーの金属(例えば、銀、銅など)粒子と、接着剤(例えば、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系など)とを含む導電性ペーストを基板の上に塗布し、150〜180℃で加熱して製造する方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。この製造方法によれば、加熱して接着剤が固化する際、導電性ペースト内の金属粒子の間隔が狭まり、その結果金属粒子が密集して電流が流れ、配線が製造される。ただし、この方法では、得られる電気抵抗値が10-5Ωcm-1オーダー程度と高めであり、さらに低い電気抵抗値が望まれていた。
また、粒径がミクロンオーダーの金属粒子と接着剤と酸化銀とを含む導電性ペーストを基板の上に塗布し、200℃付近で加熱して配線を製造する方法も知られている(例えば、非特許文献2参照)。この製造方法によれば、前記ペーストを200℃付近で加熱するとペースト中の酸化銀が銀に変化し、その結果、金属粒子が接続されて電流が流れ、配線が製造される。ただし、この製造方法では、形成された配線中に酸化銀由来の酸素が残存しやすく、その結果、配線が壊れやすいという問題点があった。
また、粒径がミクロンオーダーの金属粒子と接着剤と銀ナノ粒子とを含む導電性ペーストを基板の上に塗布し、200℃付近で加熱して配線を製造する方法も知られている。この製造方法によれば、前記ペーストを200℃付近で加熱すると銀ナノ粒子が金属粒子の間を接続させて電流が流れ、配線が製造される。ただしこの製造方法では、銀ナノ粒子の値段が高いという問題点があった。
前記の製造方法は、接着剤を含む導電性ペーストを用いる必要がある。しかしながら、粒径がミクロンオーダーの金属粒子と接着剤とを用いると、金属粒子間の密集が不十分であり、電気抵抗値が高いという問題があった。
Yi Li, C.P. Wong,"Recent advances of conductive adhesives asa lead-free alternative in electronic packaging: Materials, processing, reliability and applications", Materials Science and Engineering, 2006年、R 51、pp.1−35. 小日向 茂、「導電性ナノフィラーと応用製品」、小林征男監修、シーエムシ出版、2005年、pp.214-229.
そこで、本発明は、低電気抵抗値を生じるための、接着剤を必要としない導電性ペーストの提供を目的とする。
本発明は、0.1μm〜15μmの平均粒径(メジアン径)を有する銀粒子と、アルコールとを含む導電性ペーストである。
本発明の導電性ペーストは接着剤を必要とせず、電気抵抗値が低いという利点がある。
本発明の導電性ペーストに含まれる銀粒子とアルコールとの割合は、重量部で例えば銀粒子:アルコールが4:1〜16:1、好ましくは6:1〜12:1、より好ましくは8:1〜10:1である。
本発明の導電性ペーストに含まれる銀粒子は、平均粒径(メジアン径)が1種類のものであっても、2種類以上のものを混合して用いてもよい。前記銀粒子が1種類の場合、平均粒径(メジアン径)が0.1μm〜15μmであり、好ましくは0.1μm〜10μmであり、より好ましくは0.3μm〜5μmである。前記銀粒子を2種類以上混合する場合には、平均粒径(メジアン径)が、例えば0.1μm〜15μmのものと、0.1μm〜15μmのものとの組み合わせ、好ましくは0.1μm〜15μmのものと、0.1μm〜10μmのものとの組み合わせ、より好ましくは0.1μm〜15μmのものと、0.3μm〜5μmのものとの組み合わせである。前記銀粒子を2種類以上混合する場合には、平均粒径(メジアン径)が、0.1μm〜15μmのものの含有率は、例えば70重量%以上、好ましくは80重量%以上、よりこのましくは90重量%以上である。
本発明の導電性ペーストに含まれる銀粒子の平均粒径(メジアン径)は、レーザーの方法により測定することができる。
また、本発明の導電性ペーストに含まれる銀粒子は、比表面積が0.5m2/g〜3m2/gであり、好ましくは0.6m2/g〜2.5m2/gであり、より好ましくは0.6m2/g〜2m2/gである。本発明の導電性ペーストに含まれる銀粒子の比表面積は、BETの方法により測定することができる。
本発明の導電性ペーストに含まれる銀粒子の形態は限定されないが、例えば、球状、扁平な形状、多面体等が挙げられる。前記銀粒子の形態は、平均粒径(メジアン径)が所定の範囲内の銀粒子に関して、均等であるのが好ましい。本発明の導電性ペーストに含まれる銀粒子は平均粒径(メジアン径)が2種類以上のものを混合する場合、それぞれの平均粒径(メジアン径)の銀粒子の形態は、同一であっても異なっていてもよい。例えば、平均粒径(メジアン径)が3μmである銀粒子と平均粒径(メジアン径)が0.3μmである銀粒子の2種類を混合する場合、平均粒径(メジアン径)が0.3μmである銀粒子は球状であり、平均粒径(メジアン径)が3μmである銀粒子は扁平な形状であってもよい。
本発明の導電性ペーストは、さらに銀以外の導電性金属の粒子を含んでもよい。前記導電性金属としては、例えば、パラジウム、白金、金、銅等が挙げられる。前記導電性金属の粒子は、平均粒径(メジアン径)が0.1μm〜15μmであり、好ましくは0.1μm〜10μmであり、より好ましくは0.3μm〜5μmである。また、前記導電性金属の粒子は、比表面積が0.5m2/g〜3m2/gであり、好ましくは0.6m2/g〜2.5m2/gであり、より好ましくは0.6m2/g〜2m2/gである。
本発明の導電性ペーストにおいては、前記アルコールは、低級アルコールまたは、低級アルコキシ、アミノおよびハロゲンからなる群から選択される1以上の置換基を有する低級アルコールであるのが好ましい。前記低級アルコールは、例えば、炭素原子1〜6個を有するアルキル基と、水酸基1〜3個、好ましくは1〜2個を含むものが挙げられる。前記低級アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、i−ペンチル基、sec−ペンチル基、t−ペンチル基、2−メチルブチル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、および1−エチル−1−メチルプロピル基などの直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられる。炭素原子1〜6個を有するアルキル基と水酸基1〜3個とを有する低級アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、n−プロパノール、i−プロパノール、トリエチレングリコール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、2−メチルブタノール、n−ヘキサノール、1−メチルペンタノール、2−メチルペンタノール、3−メチルペンタノール、4−メチルペンタノール、1−エチルブタノール、2−エチルブタノール、1,1−ジメチルブタノール、2,2−ジメチルブタノール、3,3−ジメチルブタノール、および1−エチル−1−メチルプロパノール等が挙げられる。
低級アルコキシ、アミノおよびハロゲンからなる群から選択される1以上の置換基を有する前記低級アルコールにおいて、置換基については以下のとおりである。前記低級アルコキシとしては、前記低級アルキル基に−O−が置換された基が挙げられる。前記低級アルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、sec−ブトキシ、t−ブトキシ、n−ペンチルオキシ等が挙げられる。前記ハロゲンとしては、フッ素、臭素、塩素およびヨウ素が挙げられる。
低級アルコキシ、アミノおよびハロゲンからなる群から選択される1以上の置換基を有する前記低級アルコールとしては、例えば、メトキシメタノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−クロロエタノール、エタノールアミン等が挙げられる。
また、本発明は、本発明の導電性ペーストを用いて配線を形成する方法であって、前記導電性ペーストを基板上に塗布し、塗布された前記基板を150〜300℃で加熱し、配線を形成することを特徴とする。
前記方法において、基板としてはその表面に本発明の導電性ペーストを塗布することが可能であれば特に限定されないが、例えば半導体素子、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタンまたはこれらの混合物を含むセラミック基板、Cu、Fe、Ni、Cr、Al、Ag、Au、Tiまたはこれらの合金を含む金属基板、ガラスエポキシ基板、BTレジン基板、ガラス基板、樹脂基板、紙等が挙げられる。前記方法は、加熱温度が低温であるため、熱可塑性樹脂のような加熱に弱いものも用いることができる。
前記方法において、導電性ペーストを基板上に塗布する工程は、基板表面に本発明の導電性ペーストを塗布することが可能であれば特に限定されないが、例えば、印刷法、コーティング法等により行ってもよい。前記印刷法としては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、スタンピング、ディスペンス、スキ−ジ印刷、シルクスクリ−ン印刷、噴霧、刷毛塗り等が挙げられ、スクリーン印刷法、スタンピングおよびディスペンスが好ましい。前記塗布された導電性ペーストの厚さは、例えば、20〜500μm、好ましくは30〜300μm、より好ましくは50〜200μmである。
前記方法において、塗布された前記基板を加熱する工程は、非酸化性雰囲気下、大気下、真空雰囲気下、酸素もしくは混合ガス雰囲気下、気流中などの雰囲気下等で行ってもよい。大気雰囲気下で行えば、配線が低抵抗になり、配線形成が経済的なので好ましい。
前記方法において加熱して得られた配線の厚みは、例えば15〜400μm、好ましくは20〜250μm、より好ましくは40〜180μmである。
前記方法は、さらに前記配線に接着剤を塗布する工程を含むのが好ましい。前記接着剤を塗布する工程により、前記基板と前記配線との接着性を高めることができる。また、接着剤を含む従来の導電性ペーストから形成された配線は、前記のように金属粒子間の密集が不十分であり、電気抵抗値が高いという問題があった。しかし、本発明の方法では、金属粒子間の密集は十分であり、その結果、電気抵抗値が低い配線が得られる。そのような本発明の方法に、前記配線に接着剤を塗布する工程をさらに含む場合、そのような配線を前記基板に強固に接着させることが可能であるので、電気抵抗値が低く、かつ、基板との接着性が高い配線を得ることができ、好ましい。
前記方法において用いることができる接着剤としては、エポキシ系、フェノール系、アクリル系、ポリイミド系、シリコン系、ウレタン系、熱可塑性系等が挙げられる。中でも前記接着剤としては、エポキシ系が好ましい。
以下において、平均粒径(メジアン径)はレーザー方法により、比表面積はBET方法により測定した値である。
また、用いた銀粒子は、以下のとおりである。
福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」は、平均粒径(メジアン径)が2.0〜3.2μm、比表面積が0.6〜0.9m2/gである。
三井金属鉱業株式会社製、製品名「FHD」は、平均粒径(メジアン径)が0.3μm、比表面積が2.54m2/gである。
三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」は、平均粒径(メジアン径)が0.5μm、比表面積が1.70m2/g、である。
[参考例1]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、2.5g)と、メタノール(0.3g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストを、ガラス基板(厚み1mm)にスクリーン印刷法により厚み200μmに塗布した。前記導電性ペーストが塗布されたガラス基板を、200℃で30分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、175〜195μmである。前記得られた配線の電気抵抗値は7.1×10-6Ω・cmであった。
[参考例2]
メタノールの代わりにエタノール(0.3g)用いた以外は、参考例1と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は、5.3×10-6Ω・cmであった。
[参考例3]
メタノールの代わりにエチレングリコール(0.3g)用いた以外は、参考例1と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は1.0×10-5Ω・cmであった。
[参考例4]
メタノールの代わりに2ーエトキシエタノール(0.3g)用いた以外は、参考例1と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は6.2×10-6Ω・cmであった。
[比較例1]
メタノールを用いない以外は、参考例1と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は1.1×10-5Ω・cmであった。
[比較例2]
メタノールの代わりに水(0.3g)用いた以外は、参考例1と同様にして行った。得られた配線に電気抵抗値は得られず、測定不能であった。
[実施例5]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、2g)の代わりに、銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、1g)と銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「FHD」、1g)との混合物を用いた以外は、参考例1と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は6.7×10-6Ω・cmであった。
[実施例6]
メタノールの代わりにエタノール(0.45g)用いた以外は、実施例5と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は、3.9×10-6Ω・cmであった。
[参考例7]
メタノールの代わりにエチレングリコール(0.2g)用いた以外は、実施例5と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は6.7×10-6Ω・cmであった。
[実施例8]
メタノールの代わりに2ーエトキシエタノール(0.2g)用いた以外は、実施例5と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は5.6×10-6Ω・cmであった。
[比較例3]
メタノールを用いない以外は、実施例5と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は2.0×10-5Ω・cmであった。
[比較例4]
メタノールの代わりに水(0.2g)用いた以外は、実施例5と同様にして行った。得られた配線に電気抵抗値は得られず、測定不能であった。
[実施例9]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、2g)の代わりに、銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、1g)と銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」、1g)との混合物を用いた以外は、参考例1と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は7.5×10-6Ω・cmであった。
[実施例10]
メタノールの代わりにエタノール(0.45g)用いた以外は、実施例9と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は、4.9×10-6Ω・cmであった。
[参考例11]
メタノールの代わりにエチレングリコール(0.2g)用いた以外は、実施例9と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は7.8×10-6Ω・cmであった。
[実施例12]
メタノールの代わりに2ーエトキシエタノール(0.2g)用いた以外は、実施例9と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は7.6×10-6Ω・cmであった。
[比較例5]
メタノールを用いない以外は、実施例9と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は2.1×10-5Ω・cmであった。
[比較例6]
メタノールの代わりに水(0.2g)用いた以外は、実施例9と同様にして行った。得られた配線に電気抵抗値は得られず、測定不能であった。
前記参考例1〜4、実施例5、実施例6、参考例7、実施例8〜10、参考例11、実施例12および比較例1〜6で得られた電気抵抗値を表1および図1に示す。
Figure 0005207281
前記表1および図1に示すように、実施例5、6、8、9、10および12の結果から、本発明の導電性ペーストを用いると、概ね10-6オーダーの低い電気抵抗値が得られることが確認できた。また、本発明の導電性ペーストを用いると、加熱温度が低くても低電気抵抗値の配線が得られることを確認できた。
[実施例13および参考例13]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」)と、銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」)とアルコール(0.2〜0.5g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。アルコールとしては、メタノール(MeOH)、エタノール(EtOH)またはエチレングリコール(EG)[参考例13]を用いた。銀粒子全体における銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」)の含有率は、0重量%[参考例13]、30重量%、50重量%または100重量%[参考例13]である。得られた導電性ペーストを、ガラス基板(厚み1mm)にスクリーン印刷法により厚み200μmに塗布した。前記導電性ペーストが塗布されたガラス基板を、200℃で30分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、175〜195μmである。得られた配線の電気抵抗値を表2および図2に示す。
[実施例14および参考例14]
銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」の代わりに銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「FHD」)を用いた以外は、参考例13と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値を表2および図2に示す。
Figure 0005207281
前記表2および図2に示すように、実施例13および14の結果から、粒径が0.3〜0.5μmの範囲の銀粒子を30〜50%と、粒径が2.0〜3.2μmの範囲の銀粒子を70〜50%とを含有する導電性ペーストを用いると、2.0〜3.2μmの範囲の銀粒子のみを含有する導電性ペーストよりさらに低い電気抵抗率を達成できることが確認できた。
[実施例15]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、1g)と、銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」、1g)とエチレングリコール(0.2g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストを、ガラス基板(厚み1mm)にスクリーン印刷法により厚み200μmに塗布した。前記導電性ペーストが塗布されたガラス基板を、180℃、200℃、250℃または300℃で30分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、175〜195μmである。得られた配線の電気抵抗値を表3および図3に示す。
[実施例16]
銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」の代わりに銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「FHD」、1g)を用いた以外は、実施例15と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値を表3および図3に示す。
Figure 0005207281
前記表3および図3に示すように、実施例15および16の結果から、粒径が0.3〜0.5μmの範囲の銀粒子と、粒径が2.0〜3.2μmの範囲の銀粒子とを含有する導電性ペーストを用いると、200℃程度30分間の加熱で、低い電気抵抗率を達成できることが確認できた。
[参考例17]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、2.5g)とエタノール(0.3g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストを、ガラス基板(厚み1mm)にスクリーン印刷法により厚み200μmに塗布した。前記導電性ペーストが塗布されたガラス基板を、150℃、160℃、170℃、180℃、200℃、220℃、250℃または300℃で30分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、175〜195μmである。得られた配線の電気抵抗値を表4および図4に示す。
[参考例18]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、2.5g)とエチレングリコール(0.9g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストを、ガラス基板(厚み1mm)にスクリーン印刷法により厚み200μmに塗布した。前記導電性ペーストが塗布されたガラス基板を、150℃、160℃、170℃、180℃、200℃、220℃、250℃または300℃で30分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、175〜195μmである。得られた配線の電気抵抗値を表4および図4に示す。
[参考例19]
前記エチレングリコールの量を、0.9gの代わりに0.3g用いる以外は、参考例18と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値を表4および図4に示す。
Figure 0005207281
前記表4および図4に示すように、参考例17〜19の結果から、粒径が0.3〜0.5μmの範囲の銀粒子を含有する導電性ペーストを用いると、180℃程度30分間の加熱で、低い電気抵抗率を達成できることが確認できた。
[参考例20]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、4g)と、銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」、2g)とエチレングリコール(0.6g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストを、ガラス基板
(厚み1mm)にスクリーン印刷法により厚み200μmに塗布した。前記導電性ペーストが塗布されたガラス基板を、200℃で5分、10分、20分、30分、または60分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、175〜195μmである。得られた配線の電気抵抗値を表5および図5に示す。
[参考例21]
銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」の代わりに銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「FHD」、2g)を用いた以外は、参考例20と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値を表5および図5に示す。
Figure 0005207281
前記表5および図5に示すように、参考例20および21の結果から、粒径が0.3〜0.5μmの範囲の銀粒子と、粒径が2.0〜3.2μmの範囲の銀粒子とを含有する導電性ペーストを用いると、200℃で30分間程度の加熱で、低い電気抵抗率を達成できることが確認できた。
[実施例22]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、1g)と、銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「FHD」、1g)とエタノール(0.45g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストを、ガラス基板(厚み1mm)にスクリーン印刷法により厚み200μmに塗布した。前記導電性ペーストが塗布されたガラス基板を、200℃で30分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、175〜195μmである。得られた配線の電気抵抗値は3.9×10-6Ω・cmであった。また、得られた配線の断面のSEM写真を図6(a)に示す。
[比較例7]
エタノールを用いない以外は、実施例22と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は2.0×10-5Ω・cmであった。また、得られた配線の断面のSEM写真を図6(b)に示す。
前記図6に示すように、実施例22および比較例7の結果から、本発明の導電性ペーストを用いると、200℃で30分間程度の加熱で、低い電気抵抗率を達成できることが確認できた。また、得られた配線において、金属粒子が密集していることを確認できた。
[参考例23]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、2.5g)と、エタノール(0.3g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストを、ガラス基板(厚み1mm)にスクリーン印刷法により厚み200μmに塗布した。前記導電性ペーストが塗布されたガラス基板を、200℃で30分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、175〜195μmである。得られた配線の電気抵抗値は5.3×10-6Ω・cmであった。また、得られた配線の断面のSEM写真を図7(a)に示す。
[比較例8]
エタノールを用いない以外は、参考例23と同様にして行った。得られた配線の電気抵抗値は1.1×10-5Ω・cmであった。また、得られた配線の断面のSEM写真を図7(b)に示す。
前記図7に示すように、参考例23および比較例8の結果から、本発明の導電性ペーストを用いると、200℃で30分間程度の加熱で、低い電気抵抗率を達成できることが確認できた。また、得られた配線において、金属粒子が密集していることを確認できた。
[参考例A
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、2g)と、溶媒(0.2〜0.5g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストを、ガラス基板(厚み1mm)にスクリーン印刷法により厚み200μmに塗布した。溶媒としては、水、メタノール、エタノール、エチレングリコールまたは2−エトキシエタノールを用いた。得られた前記導電性ペーストの塗布しやすさ(印刷性)を、表6に示す。表中の評価は、以下のとおりである。
[参考例B
導電性ペーストを、銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、1g)と、銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「FHD」、1g)とアルコール(0.2〜0.5g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た以外は、参考例Aと同様にして行った。前記導電性ペーストの塗布しやすさ(印刷性)を、表6に示す。
[参考例C
導電性ペーストを、銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、1g)と、銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「EHD」、1g)とアルコール(0.2〜0.5g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た以外は、参考例Aと同様にして行った。前記導電性ペーストの塗布しやすさ(印刷性)を、表6に示す。
Figure 0005207281
表6に示すように、参考例A〜Cの結果から、本発明の導電性ペーストを用いると、印刷性に優れることが確認できた。また、アルコールとしてエチレングリコールを用いる場合、導電性ペーストが安定したペーストであった。
[参考例24]
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、4g)とエチレングリコール(0.4g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストを、Au/Ni基板(Ni厚み1mm。Au基板にNiでメッキした基板。)にスクリーン印刷法により厚み100μmに塗布した。次にその導電性ペーストの上にAu/Ni基板(寸法4mm×4mm。Ni厚み1mm。Au基板にNiでメッキした基板。)を載せた。前記導電性ペーストが塗布された基板を、220℃で40分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、75〜95μmである。
得られたドット状に形成した配線の基板への接合強度を測定した。測定方法は、JISZ3198−7に準じる方法に従い行った。
その後、基板と配線の上に配置された基板との間に存在する配線に、導電性接着剤(藤倉化成株式会社製、製品名「XB−5127」)を塗布した。150℃で30分間加熱して前記接着剤を硬化させた。その後、得られた配線の基板への接合強度を前記と同様にして測定した。得られた接合強度を表7に示す。
[参考例25]
導電性ペーストを、銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−239」、2g)と、銀粒子(三井金属鉱業株式会社製、製品名「FHD」、2g)エチレングリコール(0.4g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た以外は、実施例24と同様にして行った。得られた配線の厚みは、75〜95μmである。得られた接合強度を表
7に示す。
[参考例
銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名「AgC−A」、4g)と、エタノール(0.4g)とを25℃で混合して導電性ペーストを得た。次にその導電性ペーストの上にAu/Ni基板(寸法4mm×4mm。Ni厚み1mm。Au基板にNiでメッキした基板。)を載せた。前記導電性ペーストが塗布された基板を、430℃で30分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、75〜95μmである。得られた接合強度を表7に示す。
[参考例
導電性接着剤(藤倉化成株式会社製、製品名「XA−5554」)を、Au/Ni基板(Ni厚み1mm。Au基板にNiでメッキした基板。)にスクリーン印刷法により厚み100μmに塗布した。次にその接着剤の上にAu/Ni基板(寸法4mm×4mm。Ni厚み1mm。Au基板にNiでメッキした基板。)を載せた。前記接着剤が塗布された基板を、150℃で30分間加熱して前記接着剤を硬化させた。その後、得られた基板への接合強度を参考例24と同様にして測定した。得られた接合強度を表7に示す。
[参考例
銀ナノペースト(ハリマ化成株式会社製、製品名「NPS−HTB」、4g)を、Au/Ni基板(Ni厚み1mm。Au基板にNiでメッキした基板。)にスクリーン印刷法により厚み100μmに塗布した。次にその導電性ペーストの上にAu/Ni基板(寸法4mm×4mm。Ni厚み1mm。Au基板にNiでメッキした基板。)を載せた。前記導電性ペーストが塗布された基板を、430℃で30分間、大気雰囲気下で加熱した。得られた配線の厚みは、75〜95μmである。その後、得られた基板への接合強度を参考例24と同様にして測定した。得られた接合強度を表7に示す。
Figure 0005207281
表7に示すように、参考例24および25の結果から、本発明の導電性ペーストを用い、配線を形成後に導電性接着剤を用いると、低い電気抵抗率と高い接合強度を両立できることが確認できた。
本発明の導電性ペーストは、耐熱パワー配線、部品電極、ダイアタッチ、微細バンプ、フラットパネル、ソーラ配線等の製造用途およびウエハ接続等の用途にも適用できる。
図1は、参考例1〜4、実施例5、実施例6、参考例7、実施例8〜10、参考例11、実施例12および比較例1〜6で得られた電気抵抗値を表わすグラフである。 図2は、実施例13および14で得られた電気抵抗値を表すグラフである。 図3は、実施例15および16で得られた電気抵抗値を表すグラフである。 図4は、参考例17〜19で得られた電気抵抗値を表すグラフである。 図5は、参考例20および21で得られた電気抵抗値を表すグラフである。 図6(a)は、実施例22で得られた配線の断面のSEM写真である。図6(b)は、比較例7で得られた配線の断面のSEM写真である。 図7(a)は、参考例23で得られた配線の断面のSEM写真である。図7(b)は、比較例8で得られた配線の断面のSEM写真である。

Claims (4)

  1. 0.3μm〜0.5μmの平均粒径(メジアン径)を有する銀粒子と、
    2.0μm〜3.2μmの平均粒径(メジアン径)を有する銀粒子と、
    1つの水酸基と炭素数1〜6個とを有する低級アルコールとを含み、
    接着剤を含まない
    導電性ペースト。
  2. 前記低級アルコールが、低級アルコキシ、アミノおよびハロゲンからなる群から選択される1以上の置換基を有する低級アルコールである請求項1に記載の導電性ペースト。
  3. 前記0.3μm〜0.5μmの平均粒径(メジアン径)を有する銀粒子と2.0μm〜3.2μmの平均粒径(メジアン径)を有する銀粒子の重量比が、前記0.3μm〜0.5μmの平均粒径(メジアン径)を有する銀粒子:2.0μm〜3.2μmの平均粒径(メジアン径)を有する銀粒子=30〜50%:50〜70%である請求項1または2に記載の導電性ペースト。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の導電性ペーストを用いて配線を形成する方法であって、前記導電性ペーストを基板上に塗布し、
    塗布された前記基板を大気下または酸素ガス雰囲気下で150〜300℃で加熱し、配線を形成する方法。
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