JP5991459B2 - Silver fine particles, production method thereof, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles - Google Patents

Silver fine particles, production method thereof, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles Download PDF

Info

Publication number
JP5991459B2
JP5991459B2 JP2012021335A JP2012021335A JP5991459B2 JP 5991459 B2 JP5991459 B2 JP 5991459B2 JP 2012021335 A JP2012021335 A JP 2012021335A JP 2012021335 A JP2012021335 A JP 2012021335A JP 5991459 B2 JP5991459 B2 JP 5991459B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fine particles
silver fine
silver
conductive paste
present
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012021335A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013159804A (en
Inventor
石谷 誠治
誠治 石谷
山本 洋介
洋介 山本
岩崎 敬介
敬介 岩崎
峰子 大杉
峰子 大杉
森井 弘子
弘子 森井
林 一之
一之 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toda Kogyo Corp
Original Assignee
Toda Kogyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toda Kogyo Corp filed Critical Toda Kogyo Corp
Priority to JP2012021335A priority Critical patent/JP5991459B2/en
Priority to PCT/JP2013/052273 priority patent/WO2013115339A1/en
Priority to CN201380007258.8A priority patent/CN104080561A/en
Priority to KR1020147020950A priority patent/KR20140125366A/en
Priority to TW102103963A priority patent/TW201402252A/en
Publication of JP2013159804A publication Critical patent/JP2013159804A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5991459B2 publication Critical patent/JP5991459B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、熱収縮性及び低温焼結性に優れると共に、基板上に形成された電極や回路パターン中における充填性に優れた平均粒子径30〜100nmの銀微粒子並びに該銀微粒子を含有する導電性ペースト、導電性膜及び電子デバイスに関する。   The present invention is excellent in heat shrinkability and low-temperature sinterability, and has excellent fineness in an electrode or circuit pattern formed on a substrate, and has an average particle diameter of 30 to 100 nm, and a conductive material containing the silver fine particles. The present invention relates to a conductive paste, a conductive film, and an electronic device.

電子デバイスの電極や回路パターンの形成は、金属粒子を含む導電性ペーストを用いて基板上に電極や回路パターンを印刷した後、加熱焼成して導電性ペーストに含まれる金属粒子を焼結させることにより行われているが、近年、その加熱焼成温度は低温化する傾向にある。   The electrodes and circuit patterns of electronic devices are formed by printing electrodes and circuit patterns on a substrate using a conductive paste containing metal particles, and then baking by heating and sintering the metal particles contained in the conductive paste. However, in recent years, the heating and baking temperature tends to be lowered.

例えば、電子デバイスの実装基板としては、一般に、300℃程度までの加熱が可能であり、耐熱性に優れているためポリイミド製フレキシブル基板が用いられているが、高価であるため、最近では、より安価なPET(ポリエチレンテレフタレート)基板やPEN(ポリエチレンナフタレート)基板が代替材料として検討されている。しかしながら、PET基板やPEN基板はポリイミド製フレキシブル基板と比較して耐熱性が低く、殊に、メンブレン配線板に用いられるPETフィルム基板は加熱焼成を150℃以下で行う必要がある。   For example, as a mounting substrate for an electronic device, a polyimide flexible substrate is generally used because it can be heated up to about 300 ° C. and has excellent heat resistance. Inexpensive PET (polyethylene terephthalate) substrates and PEN (polyethylene naphthalate) substrates are being investigated as alternative materials. However, PET substrates and PEN substrates have lower heat resistance than polyimide flexible substrates, and in particular, PET film substrates used for membrane wiring boards need to be heated and fired at 150 ° C. or lower.

また、加熱焼成を200℃より更に低い温度で行うことができれば、ポリカーボネートや紙等の基板への電極や回路パターンの形成も可能となり、各種電極材等の用途が広がることが期待される。   Moreover, if heating and baking can be performed at a temperature lower than 200 ° C., it becomes possible to form electrodes and circuit patterns on a substrate such as polycarbonate and paper, and it is expected that applications of various electrode materials and the like will be expanded.

このような低温焼成が可能な導電性ペーストの原料となる金属粒子として、ナノメートルオーダーの銀微粒子が期待されている。その理由として、金属粒子の大きさがナノメートルオーダーになると表面活性が高くなり、融点が金属のバルクのものよりもはるかに低下するため、低い温度で焼結させることが可能になるためである。また、銅などの他の導電性粒子と比べて銀微粒子は高価であり、金属粒子の中でもマイグレーションを起こしやすいという欠点はあるが、同程度の比抵抗を有する銅に比べて酸化し難いために取り扱いやすいことが挙げられる。   Nanometer-order silver fine particles are expected as metal particles that can be used as a raw material for conductive paste that can be fired at such a low temperature. The reason for this is that when the size of the metal particles is on the order of nanometers, the surface activity becomes high and the melting point is much lower than that of the bulk metal, so that it can be sintered at a low temperature. . In addition, silver fine particles are expensive compared to other conductive particles such as copper, and there is a defect that migration is likely to occur among metal particles, but it is difficult to oxidize compared to copper having the same specific resistance. It is easy to handle.

また、ナノメートルオーダーの銀微粒子は低温で焼結が可能であると共に、一度焼結すると耐熱性が維持されるという、従来のはんだにはない性質を利用した鉛フリーのはんだ代替材料としても期待されている。   In addition, nanometer-order silver fine particles can be sintered at low temperatures, and heat resistance is maintained once sintered, which is also expected as a lead-free solder replacement material using a property not found in conventional solder. Has been.

一方で、銀微粒子は一般に粒子サイズが小さくなるほどタップ密度が小さくなる傾向にあるため、該銀微粒子を含む導電ペーストにより形成した微細な配線は、銀微粒子の充填率を上げることが困難であり、電気抵抗値の低減には不利である。   On the other hand, since silver fine particles generally tend to have a smaller tap density as the particle size becomes smaller, fine wiring formed with a conductive paste containing the silver fine particles is difficult to increase the filling rate of the silver fine particles, This is disadvantageous for reducing the electric resistance value.

また、粒子の結晶性が低い銀微粒子は加熱焼成の際の熱収縮率が大きくなる傾向があり、そのため、例えば電子部品の場合は、該銀微粒子を含む導体ペーストより形成した微細な配線が基材から剥離したり、配線が細くなって高抵抗になったりする問題がある。また粉末冶金においては、焼結体の寸法精度を悪化する等の問題が生じる。   In addition, silver fine particles having low crystallinity of the particles tend to have a high thermal shrinkage rate upon heating and firing. For this reason, for example, in the case of electronic components, fine wiring formed from a conductive paste containing the silver fine particles is the basis. There are problems such as peeling from the material and high resistance due to thinning of the wiring. In powder metallurgy, problems such as deterioration of the dimensional accuracy of the sintered body occur.

これまでに、低温焼結性に優れた硬質な被膜を形成できる金属ナノ粒子を含む金属コロイド粒子として、金属ナノ粒子と分散剤とを含む粒子サイズに分布を有する金属コロイド粒子が提案されている(特許文献1)。また、水を含む極性溶媒中でも安定して存在しうる微小銀粒子として、保護剤として炭素数6以下の直鎖脂肪酸と結合した銀粒子(特許文献2)が提案されている。また、分散性が高く、はんだ濡れ性と耐はんだ性とを兼ね備えた銀粉として、結晶粒径の最小値が0.3μm以上である結晶粒を少なくとも1個含むタップ密度が4g/cm以上の多結晶の銀粒子からなる銀粉(特許文献3)が知られている。 So far, metal colloidal particles having a distribution in particle size including metal nanoparticles and a dispersing agent have been proposed as metal colloidal particles including metal nanoparticles that can form a hard film with excellent low-temperature sintering properties. (Patent Document 1). Further, as fine silver particles that can exist stably even in a polar solvent containing water, silver particles bonded with a straight chain fatty acid having 6 or less carbon atoms as a protective agent (Patent Document 2) have been proposed. Further, as a silver powder having high dispersibility and having both solder wettability and solder resistance, the tap density including at least one crystal grain having a minimum crystal grain size of 0.3 μm or more is 4 g / cm 3 or more. A silver powder composed of polycrystalline silver particles (Patent Document 3) is known.

特開2010−229544号公報JP 2010-229544 A 特開2009−120949号公報JP 2009-120949 A 特開2011−1581号公報JP 2011-1581 A

前出特許文献1には、金属ナノ粒子と分散剤とを含む粒子サイズに分布を有する金属コロイド粒子が開示されているが、特許文献1記載の製造方法で得られた銀コロイド粒子は、後出比較例に示す通り、タップ密度が3g/cm以下であったことから、該銀コロイド粒子を含む導電ペーストにより形成した微細な配線は、銀微粒子の充填率を上げることが困難であり、電気抵抗値の低減には不利である。また、銀微粒子表面の有機物残存量が2.5重量%以上であったことから、低温焼結性に優れているとは言い難いものである。 The above-mentioned Patent Document 1 discloses metal colloidal particles having a distribution in particle size including metal nanoparticles and a dispersant. Silver colloidal particles obtained by the production method described in Patent Document 1 are As shown in the comparative example, since the tap density was 3 g / cm 3 or less, the fine wiring formed by the conductive paste containing the silver colloid particles is difficult to increase the filling rate of the silver fine particles, This is disadvantageous for reducing the electric resistance value. Further, since the residual amount of organic matter on the surface of the silver fine particles was 2.5% by weight or more, it is difficult to say that the low-temperature sinterability is excellent.

また、特許文献2には、保護剤として炭素数6以下の直鎖脂肪酸と結合した銀粒子が開示されているが、後出比較例に示す通り、得られる銀粒子はタップ密度が3g/cm以下であり、また、BET比表面積値も7m/g以上であることから、該銀粒子を含む導電ペーストにより形成した微細な配線は、銀粒子の充填率を上げることが困難であり、電気抵抗値の低減には不利である。 Further, Patent Document 2 discloses silver particles bonded with a straight chain fatty acid having 6 or less carbon atoms as a protective agent. As shown in Comparative Examples, the obtained silver particles have a tap density of 3 g / cm. 3 or less, and since the BET specific surface area value is 7 m 2 / g or more, it is difficult to increase the filling rate of the silver particles in the fine wiring formed by the conductive paste containing the silver particles, This is disadvantageous for reducing the electric resistance value.

特許文献3には、結晶粒径の最小値が0.3μm以上である結晶粒を少なくとも1個含むタップ密度が4g/cm以上の多結晶の銀粒子からなる銀粉が開示されているが、最小粒径が0.21μm以上であり、粒子サイズが大きいため、近年の基板上に形成される微細な電極や回路パターン印刷の微細化には不利である。また、粒子サイズが大きいため、低温焼結性に優れているとは言い難いものである。 Patent Document 3 discloses a silver powder composed of polycrystalline silver particles having a tap density of 4 g / cm 3 or more including at least one crystal grain having a minimum crystal grain size of 0.3 μm or more. Since the minimum particle size is 0.21 μm or more and the particle size is large, it is disadvantageous for miniaturization of fine electrodes and circuit pattern printing formed on a substrate in recent years. Further, since the particle size is large, it is difficult to say that the low-temperature sinterability is excellent.

そこで、本発明は、熱収縮性及び低温焼結性に優れると共に、基板上に形成された電極や回路パターン中における充填性に優れた平均粒子径30〜120nmの銀微粒子を提供することを技術的課題とする。   Therefore, the present invention provides a technique for providing silver fine particles having an average particle diameter of 30 to 120 nm, which is excellent in heat shrinkability and low-temperature sinterability and excellent in filling properties in electrodes and circuit patterns formed on a substrate. As an objective.

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成できる。   The technical problem can be achieved by the present invention as follows.

即ち、本発明は、平均粒子径(DSEM)が30〜100nmであり、タップ密度が3.0g/cm以上であることを特徴とする銀微粒子である(本発明1)。 That is, the present invention is silver fine particles characterized by having an average particle size (D SEM ) of 30 to 100 nm and a tap density of 3.0 g / cm 3 or more (Invention 1).

また、本発明は、BET比表面積値が7.0m/g以下である本発明1の銀微粒子である(本発明2)。 Further, the present invention is the silver fine particles of the present invention 1 having a BET specific surface area value of 7.0 m 2 / g or less (present invention 2).

また、本発明は、結晶子径(D)が30nm以上である本発明1又は本発明2の銀微粒子銀微粒子である(本発明3)。 Further, the present invention is the crystallite diameter (D x) is silver fine silver particles of the present invention 1 or the present invention 2 is 30nm or more (Invention 3).

また、本発明は、銀微粒子表面の有機物残存量が0.5〜2.0重量%である本発明1から本発明3のいずれかの銀微粒子である(本発明4)。 Further, the present invention is the silver fine particles according to any one of the present invention 1 to the present invention 3, wherein the remaining amount of organic matter on the surface of the silver fine particles is 0.5 to 2.0% by weight (Invention 4).

また、本発明は、240℃における熱収縮率が2.0%以上である本発明1から本発明4のいずれかの銀微粒子である(本発明5)。 Further, the present invention is the silver fine particles according to any one of the present invention 1 to the present invention 4 having a heat shrinkage rate of 2.0% or more at 240 ° C. (Invention 5).

また、本発明は、本発明1から本発明5のいずれかの銀微粒子を含む導電性ペーストである(本発明6)。   Moreover, this invention is the electrically conductive paste containing the silver fine particle in any one of this invention 1 to this invention 5 (this invention 6).

また、本発明は、本発明6の導電性ペーストを用いて形成された導電性膜である(本発明7)。 Moreover, this invention is a conductive film formed using the electrically conductive paste of this invention 6 (this invention 7).

また、本発明は、本発明7の導電性膜を有する電子デバイスである(本発明8)。   Moreover, this invention is an electronic device which has the electroconductive film of this invention 7 (this invention 8).

本発明に係る銀微粒子は、平均粒子径(DSEM)が30〜100nmと微粒子であるにもかかわらず、3.0g/cm以上の高いタップ密度を有していることから、基板上に形成された電極や回路パターン中における充填性に優れた導電性ペースト等の原料として好適である。 The silver fine particles according to the present invention have a high tap density of 3.0 g / cm 3 or more despite having an average particle size (D SEM ) of 30 to 100 nm and fine particles. It is suitable as a raw material for conductive pastes having excellent filling properties in the formed electrodes and circuit patterns.

本発明の構成をより詳しく説明すれば、次の通りである。   The configuration of the present invention will be described in more detail as follows.

まず、本発明に係る銀微粒子について述べる。   First, the silver fine particles according to the present invention will be described.

本発明に係る銀微粒子は、平均粒子径(DSEM)が30〜100nmであり、タップ密度が3.0g/cm以上であることを特徴とする。 The silver fine particles according to the present invention have an average particle diameter (D SEM ) of 30 to 100 nm and a tap density of 3.0 g / cm 3 or more.

本発明に係る銀微粒子の平均粒子径(DSEM)は、30〜100nmであり、好ましくは35〜95nm、より好ましくは40〜90nmである。平均粒子径(DSEM)が上記範囲にあることにより、これを用いて得られる電子デバイスのファイン化が容易となる。平均粒子径(DSEM)が30nm未満の場合には、銀微粒子の持つ表面活性が高くなり、その微細な粒子径を安定に維持するために多量の有機物等を付着させる必要があるため好ましくない。 The average particle diameter (D SEM ) of the silver fine particles according to the present invention is 30 to 100 nm, preferably 35 to 95 nm, and more preferably 40 to 90 nm. When the average particle diameter (D SEM ) is in the above range, the electronic device obtained using the same can be easily refined. When the average particle size (D SEM ) is less than 30 nm, the surface activity of the silver fine particles increases, and it is not preferable because a large amount of organic matter or the like needs to be adhered in order to stably maintain the fine particle size. .

本発明に係る銀微粒子のタップ密度は、3.0g/cm以上であり、好ましくは3.5g/cm以上、より好ましくは4.0g/cm以上である。タップ密度が3.0g/cm未満の場合、該銀微粒子を含む導電ペーストにより形成した微細な配線は、銀微粒子の充填率を上げることが困難であり、電気抵抗値の低減には不利である。銀微粒子のタップ密度の上限値は6.0g/cm程度であり、より好ましくは5.5g/cm程度である。 The tap density of the silver fine particles according to the present invention is 3.0 g / cm 3 or more, preferably 3.5 g / cm 3 or more, more preferably 4.0 g / cm 3 or more. When the tap density is less than 3.0 g / cm 3, the fine wiring formed by the conductive paste containing the silver fine particles is difficult to increase the filling rate of the silver fine particles, which is disadvantageous for reducing the electric resistance value. is there. The upper limit of the tap density of the silver fine particles is about 6.0 g / cm 3 , and more preferably about 5.5 g / cm 3 .

本発明に係る銀微粒子のBET比表面積値は、7m/g以下であることが好ましく、より好ましくは6m/g以下である。BET比表面積値が7m/gを超える場合、これを用いて得られる導電性ペーストの粘度が高くなるため好ましくない。銀微粒子のBET比表面積値の下限値は1.5m/g程度であり、より好ましくは2.0m/g程度である。 The BET specific surface area value of the silver fine particles according to the present invention is preferably 7 m 2 / g or less, more preferably 6 m 2 / g or less. When the BET specific surface area value exceeds 7 m 2 / g, the viscosity of the conductive paste obtained by using this is not preferable. The lower limit of the BET specific surface area value of the silver fine particles is about 1.5 m 2 / g, more preferably about 2.0 m 2 / g.

本発明に係る銀微粒子の結晶子径(D)は30nm以上であることが好ましく、より好ましくは35〜95nm、より好ましくは40〜90nmである。結晶子径(D)が30nm未満の場合には、銀微粒子が不安定となり、常温においても部分的に焼結・融着が生じ始めるため好ましくない。 The crystallite diameter (D X ) of the silver fine particles according to the present invention is preferably 30 nm or more, more preferably 35 to 95 nm, and more preferably 40 to 90 nm. When the crystallite diameter (D X ) is less than 30 nm, the silver fine particles become unstable and partial sintering and fusion start even at room temperature, which is not preferable.

本発明に係る銀微粒子の結晶化度[平均粒子径(DSEM)と結晶子径(D)の比(DSEM/D)]は2.7以下であることが好ましく、より好ましくは2.5以下、更により好ましくは2.3以下である。結晶化度が1に近づくほど、単結晶であることを示す。結晶化度が2.7を超える場合には、銀微粒子の熱収縮率が高いため、これを用いて得られる導電性ペーストより形成した微細な配線が基材から剥離したり、配線が細くなって高抵抗になったりする問題があるため好ましくない。 The crystallinity of the silver fine particles according to the present invention [ratio of average particle diameter (D SEM ) to crystallite diameter (D X ) (D SEM / D X )] is preferably 2.7 or less, more preferably 2.5 or less, still more preferably 2.3 or less. The closer the degree of crystallinity is to 1, the more it is a single crystal. When the degree of crystallinity exceeds 2.7, the heat shrinkage rate of the silver fine particles is high, so that the fine wiring formed from the conductive paste obtained by using this is peeled off from the base material, or the wiring becomes thin. This is not preferable because of the problem of high resistance.

本発明に係る銀微粒子表面の有機物残存量は0.5〜2.0重量%であることが好ましく、より好ましくは0.6〜1.9重量%であり、更により好ましくは0.7〜1.8重量%である。銀微粒子表面の有機物残存量が2.0重量%を超える場合には、銀微粒子表面に存在する有機物が多すぎるため、低温焼結性が損なわれる。また、0.5重量%未満の場合には、溶剤及び樹脂への濡れ性が低下し、これを用いて得られる導電性ペーストの均一分散性が損なわれるため好ましくない。   The amount of organic matter remaining on the surface of the silver fine particles according to the present invention is preferably 0.5 to 2.0% by weight, more preferably 0.6 to 1.9% by weight, still more preferably 0.7 to 1.8% by weight. When the residual amount of organic matter on the surface of the silver fine particles exceeds 2.0% by weight, the amount of organic matter present on the surface of the silver fine particles is too much, so that the low temperature sinterability is impaired. On the other hand, if it is less than 0.5% by weight, the wettability to the solvent and the resin is lowered, and the uniform dispersibility of the conductive paste obtained using this is impaired, which is not preferable.

本発明に係る銀微粒子の熱収縮率は、240℃における熱収縮率が2.0%以上であることが好ましく、より好ましくは2.1%以上である。一般に、銀微粒子を含む導電性ペーストより形成される銀の塗膜は、銀微粒子間に細かな隙間が生じており、この隙間をなくすことでより低抵抗な銀塗膜を得ることができるが、本発明に係る銀微粒子は、240℃における熱収縮率が2.0%以上と高いことにより、これを用いて得られる導電性ペーストより形成した塗膜の銀微粒子間の隙間が容易に埋まるため、より電気抵抗値を低減することが可能となる。   The heat shrinkage rate of the silver fine particles according to the present invention is preferably 2.0% or more, more preferably 2.1% or more at 240 ° C. In general, a silver coating film formed from a conductive paste containing silver fine particles has fine gaps between the silver fine particles, and a silver coating having a lower resistance can be obtained by eliminating this gap. The silver fine particles according to the present invention have a high heat shrinkage rate at 240 ° C. of 2.0% or more, so that the gaps between the silver fine particles of the coating film formed from the conductive paste obtained by using this are easily filled. For this reason, the electric resistance value can be further reduced.

本発明に係る銀微粒子の粒子形状は、球状もしくは粒状が好ましい。   The particle shape of the silver fine particles according to the present invention is preferably spherical or granular.

次に、本発明における銀微粒子の製造方法について述べる。   Next, a method for producing silver fine particles in the present invention will be described.

本発明に係る銀微粒子を得るための製造法としては、前述の特性を満たすものであれば特に限定されない。   The production method for obtaining silver fine particles according to the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned characteristics.

本発明に係る銀微粒子を得るための具体的な一例としては、硝酸銀と高分子保護剤とを用いて水溶液を調製し(A液)、前記A液とは別に還元剤と低分子保護剤を溶解させた水溶液を調製し(B液)、前記B液を前記A液に滴下して還元析出させて得られた銀微粒子を分離・洗浄・乾燥させる方法が挙げられる。   As a specific example for obtaining silver fine particles according to the present invention, an aqueous solution is prepared using silver nitrate and a polymer protective agent (liquid A), and a reducing agent and a low molecular weight protective agent are added separately from the liquid A. Examples include a method of preparing a dissolved aqueous solution (liquid B), separating, washing, and drying silver fine particles obtained by dropping the liquid B onto the liquid A and performing reduction precipitation.

まず、硝酸銀と高分子保護剤とを用いて水溶液を調製する(A液)。本発明における高分子保護剤は、水溶性あるいは水可溶性であることが好ましい。また、酸価を有することが好ましく、酸価は1mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上のものを用いることが好ましい。酸価の上限値については特に制限なく用いることができるが、酸価が0mgKOH/gの場合、粒子サイズの大きな銀粒子が生成するため、100nm以下の微細な銀微粒子を得ることが困難となる。また、アミン価は0mgKOH/gであることが好ましい。アミン価を有する高分子保護剤を用いた場合、硝酸銀と混合した際に銀のアミン錯体が生成し、還元反応が完結しないかもしくは還元反応に非常に長い時間を要すると共に、これによって得られる銀微粒子は分布の悪いものであるため好ましくない。なお、高分子保護剤は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。   First, an aqueous solution is prepared using silver nitrate and a polymer protective agent (A liquid). The polymer protective agent in the present invention is preferably water-soluble or water-soluble. The acid value is preferably 1 mgKOH / g or more, more preferably 10 mgKOH / g or more. The upper limit of the acid value can be used without any particular limitation. However, when the acid value is 0 mgKOH / g, silver particles having a large particle size are produced, so that it is difficult to obtain fine silver fine particles of 100 nm or less. . The amine value is preferably 0 mgKOH / g. When a polymer protective agent having an amine value is used, a silver amine complex is formed when mixed with silver nitrate, and the reduction reaction is not completed or requires a very long time. The fine particles are not preferable because they have poor distribution. In addition, a polymeric protective agent may be used independently or may use 2 or more types together.

高分子保護剤の添加量は、銀微粒子に対して1〜10重量%であることが好ましく、より好ましくは1.5〜8重量%である。高分子保護剤の添加量が1重量%未満である場合には、得られる銀微粒子の粒子サイズが大きくなるため好ましくない。10重量%を超える場合には、得られる銀微粒子表面の有機物残存量が2.0重量%を超えることにより、低温焼結性が損なわれるため好ましくない。   The addition amount of the polymer protective agent is preferably 1 to 10% by weight, more preferably 1.5 to 8% by weight, based on the silver fine particles. When the addition amount of the polymer protective agent is less than 1% by weight, the particle size of the obtained silver fine particles is increased, which is not preferable. If it exceeds 10% by weight, the remaining organic matter on the surface of the obtained silver fine particles exceeds 2.0% by weight, which is not preferable because the low-temperature sinterability is impaired.

本発明における還元剤としては、水溶性または水可溶性のものを用いることができるが、ヒドラジン、水素化ホウ素アルカリ塩、リチウムアルミニウムハイドライド、アスコルビン酸、エリソルビン酸等は、還元力が強すぎるため好ましくない。還元力の点から、本発明においてはアミノアルコール類を好適に用いることができ、より好ましくはN,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジエチルイソプロパノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−n−ブチルジエタノールアミン、N−t−ブチルジエタノールアミン等の第3級アミンを有するアミノアルコールである。   As the reducing agent in the present invention, water-soluble or water-soluble ones can be used, but hydrazine, alkali borohydride, lithium aluminum hydride, ascorbic acid, erythorbic acid and the like are not preferable because the reducing power is too strong. . From the viewpoint of reducing power, amino alcohols can be preferably used in the present invention, and more preferably N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-diethylisopropanolamine, N- An amino alcohol having a tertiary amine such as methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, Nn-butyldiethanolamine, or Nt-butyldiethanolamine.

還元剤の添加量は、硝酸銀1モルに対して還元剤2.0〜5.0モルが好ましく、より好ましくは2.2〜4.0モルである。還元剤の添加量が硝酸銀1モルに対して2.0モル未満の場合には、還元反応が十分に進まないため好ましくない。   The amount of the reducing agent added is preferably 2.0 to 5.0 moles, more preferably 2.2 to 4.0 moles per mole of silver nitrate. When the amount of the reducing agent added is less than 2.0 moles with respect to 1 mole of silver nitrate, the reduction reaction does not proceed sufficiently, which is not preferable.

次いで、前記A液とは別に還元剤と低分子保護剤を溶解させた水溶液を調製する(B液)。低分子保護剤を、硝酸銀を含有する水溶液(A液)に添加して水溶液を調製した場合、低分子保護剤と硝酸銀が反応し、カルボン酸銀が生成して銀微粒子の収率が低下すると共に、これによって得られる銀微粒子は分布の悪いものであるため好ましくない。   Next, an aqueous solution in which a reducing agent and a low molecular weight protective agent are dissolved is prepared separately from the liquid A (liquid B). When an aqueous solution is prepared by adding a low molecular weight protective agent to an aqueous solution (A solution) containing silver nitrate, the low molecular weight protective agent and silver nitrate react to produce silver carboxylate, which lowers the yield of silver fine particles. At the same time, the silver fine particles obtained by this are not preferable because of poor distribution.

本発明における低分子保護剤としては、炭素数3〜7のカルボン酸を用いることができる。好ましくはプロピオン酸、ヘキサン酸及びヘプタン酸であり、より好ましくはヘキサン酸及びヘプタン酸である。低分子保護剤の炭素鎖が長くなるほど、よりタップ密度の高い銀微粒子が得られやすい。低分子保護剤は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。   As the low molecular weight protective agent in the present invention, a carboxylic acid having 3 to 7 carbon atoms can be used. Propionic acid, hexanoic acid and heptanoic acid are preferable, and hexanoic acid and heptanoic acid are more preferable. The longer the carbon chain of the low molecular protective agent, the easier it is to obtain silver fine particles with a higher tap density. A low molecular protective agent may be used independently or may use 2 or more types together.

低分子保護剤の添加量は、硝酸銀1モルに対して低分子保護剤0.05〜0.4モルが好ましく、より好ましくは0.1〜0.35モルである。低分子保護剤の添加量が硝酸銀1モルに対して0.4モルを超える場合には、生成した銀微粒子同士が凝集する傾向があるため好ましくない。   The addition amount of the low molecular weight protective agent is preferably 0.05 to 0.4 mole, and more preferably 0.1 to 0.35 mole relative to 1 mole of silver nitrate. When the addition amount of the low molecular protective agent exceeds 0.4 mol with respect to 1 mol of silver nitrate, the generated silver fine particles tend to aggregate, which is not preferable.

還元剤と低分子保護剤を溶解させた水溶液(B液)を、硝酸銀と高分子保護剤とを用いて調製した水溶液(A液)に滴下して混合反応を行う。混合反応時の温度は、通常温度コントロールを行わなければ50℃以上に上昇するが、本発明においては、25〜40℃の範囲にコントロールすることが好ましく、より好ましくは30〜35℃の範囲である。混合反応時の温度が40℃を超える場合には、生成した銀微粒子の分布が不均一となりやすいため好ましくない。前記B液を滴下後、反応溶液を60〜80℃に加熱し、攪拌を行うことで還元反応を完結させる。反応溶液の加熱温度は、好ましくは65〜75℃である。反応溶液の加熱温度が60℃未満の場合には、還元反応が完結するまでに非常に長い時間がかかるため、工業的に不利となる。また、加熱温度が80℃を超える場合には、生成した銀微粒子同士が凝集する傾向があるため好ましくない。還元反応は、反応溶液のpH値が一定となったところを終点とする。還元反応は可能な限りゆっくり進行することが好ましく、その点からも、低分子保護剤はできるだけ長鎖脂肪酸を用いることが好ましい。   An aqueous solution (liquid B) in which a reducing agent and a low molecular weight protective agent are dissolved is dropped into an aqueous solution (liquid A) prepared using silver nitrate and a polymer protective agent, and a mixing reaction is performed. The temperature during the mixing reaction usually rises to 50 ° C. or higher unless temperature control is performed, but in the present invention, it is preferably controlled in the range of 25 to 40 ° C., more preferably in the range of 30 to 35 ° C. is there. When the temperature during the mixing reaction exceeds 40 ° C., the distribution of the generated silver fine particles tends to be non-uniform, which is not preferable. After dropping the solution B, the reaction solution is heated to 60 to 80 ° C. and stirred to complete the reduction reaction. The heating temperature of the reaction solution is preferably 65 to 75 ° C. When the heating temperature of the reaction solution is less than 60 ° C., it takes an extremely long time to complete the reduction reaction, which is industrially disadvantageous. Moreover, when heating temperature exceeds 80 degreeC, since there exists a tendency for the produced | generated silver fine particles to aggregate, it is unpreferable. The reduction reaction ends when the pH value of the reaction solution becomes constant. The reduction reaction preferably proceeds as slowly as possible, and from this viewpoint, it is preferable to use a long chain fatty acid as much as possible for the low molecular weight protective agent.

還元反応後の反応溶液を、常法により上澄み液の電導度が50μS/cm以下になるまでデカンテーションと水洗を繰り返し、得られた銀微粒子を含む含水物を真空凍結乾燥し、その後、常法により粉砕することによって本発明の銀微粒子を得ることができる。   The reaction solution after the reduction reaction is repeatedly decanted and washed until the conductivity of the supernatant becomes 50 μS / cm or less by a conventional method, and the resulting hydrated product containing silver fine particles is lyophilized in a vacuum, and thereafter The silver fine particles of the present invention can be obtained by pulverizing with the above.

次に、本発明に係る銀微粒子を含む導電性ペーストについて述べる。   Next, the conductive paste containing silver fine particles according to the present invention will be described.

本発明に係る導電性ペーストは、焼成型ペースト及びポリマー型ペーストのいずれの形態でもよく、焼成型ペーストの場合、本発明に係る銀微粒子及びガラスフリットからなり、必要に応じてバインダー樹脂、溶剤等の他の成分を配合してもよい。また、ポリマー型ペーストの場合、本発明に係る銀微粒子及び溶剤からなり、必要に応じて、バインダー樹脂、硬化剤、分散剤、レオロジー調整剤等の他の成分を配合してもよい。   The conductive paste according to the present invention may be in any form of a fired paste and a polymer paste. In the case of a fired paste, the conductive paste is composed of the silver fine particles and the glass frit according to the present invention. Other components may be blended. Moreover, in the case of a polymer type paste, it consists of silver fine particles and a solvent according to the present invention, and if necessary, other components such as a binder resin, a curing agent, a dispersant, and a rheology modifier may be blended.

バインダー樹脂としては、当該分野において公知のものを使用することができ、例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル等の各種変性ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミド等が挙げられる。これらバインダー樹脂は、単独でも、又は2種類以上を併用することもできる。   As the binder resin, those known in the art can be used. For example, cellulose resins such as ethyl cellulose and nitrocellulose, various modified materials such as polyester resins, urethane modified polyester resins, epoxy modified polyester resins, and acrylic modified polyesters. Examples include polyester resin, polyurethane resin, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, acrylic resin, epoxy resin, phenol resin, alkyd resin, butyral resin, polyvinyl alcohol, polyimide, and polyamideimide. These binder resins can be used alone or in combination of two or more.

溶剤としては、当該分野において公知のものを使用することができ、例えば、テトラデカン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、アミルベンゼン、p−シメン、テトラリン及び石油系芳香族炭化水素混合物等の炭化水素系溶剤;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコ−ルモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル又はグリコールエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエステル系溶剤;メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;テルピネオール、リナロール、ゲラニオール、シトロネロール等のテルペンアルコール;n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール等のアルコール系溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール系溶剤;γ−ブチロラクトン及び水等が挙げられる。溶剤は、単独でも、又は2種類以上を併用することもできる。   As the solvent, those known in the art can be used, for example, tetradecane, toluene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, isopropylbenzene, amylbenzene, p-cymene, tetralin and petroleum aromatic hydrocarbon mixtures. Hydrocarbon solvents: ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol mono-t-butyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glyco- Monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripro Ether or glycol ether solvents such as pyrene glycol monomethyl ether; glycol ester solvents such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate Ketone solvents such as methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; terpene alcohols such as terpineol, linalool, geraniol and citronellol; alcohol solvents such as n-butanol, s-butanol and t-butanol; glycol solvents such as ethylene glycol and diethylene glycol; Γ-butyrolactone and water. Solvents can be used alone or in combination of two or more.

導電性ペースト中の銀微粒子の含有量は用途に応じて様々であるが、例えば配線形成用途の場合などは可能な限り100重量%に近いことが好ましい。   Although the content of silver fine particles in the conductive paste varies depending on the application, it is preferably as close to 100% by weight as possible, for example, in the case of wiring formation.

本発明に係る導電性ペーストは、各成分を、ライカイ機、ポットミル、三本ロールミル、回転式混合機、二軸ミキサー等の各種混練機、分散機を用いて、混合・分散させることにより得ることができる。   The conductive paste according to the present invention is obtained by mixing and dispersing each component using various kneaders and dispersers such as a laika machine, a pot mill, a three roll mill, a rotary mixer, a twin screw mixer, and the like. Can do.

本発明に係る導電性ペーストは、スクリーン印刷、インクジェット法、グラビア印刷、転写印刷、ロールコート、フローコート、スプレー塗装、スピンコート、ディッピング、ブレードコート、めっき等各種塗布方法に適用可能である。   The conductive paste according to the present invention can be applied to various coating methods such as screen printing, inkjet method, gravure printing, transfer printing, roll coating, flow coating, spray coating, spin coating, dipping, blade coating, and plating.

また、本発明に係る導電性ペーストは、FPD(フラットパネルディスプレイ)、太陽電池、有機EL等の電極形成やLSI基板の配線形成、更には微細なトレンチ、ビアホール、コンタクトホールの埋め込み等の配線形成材料として用いることができる。また、積層セラミックコンデンサや積層インダクタの内部電極形成用等の高温での焼成用途はもちろん、低温焼成が可能であることからフレキシブル基板やICカード、その他の基板上への配線形成材料及び電極形成材料として好適である。また、導電性被膜として電磁波シールド膜や赤外線反射シールド等にも用いることができる。エレクトロニクス実装においては部品実装用接合材として用いることもできる。   In addition, the conductive paste according to the present invention is used for forming electrodes such as FPD (flat panel display), solar cell, organic EL, wiring for LSI substrates, and wiring for filling fine trenches, via holes, contact holes, etc. It can be used as a material. In addition to firing applications at high temperatures, such as for the formation of internal electrodes for multilayer ceramic capacitors and multilayer inductors, as well as low temperature firing, it is possible to form wiring and materials for wiring on flexible substrates, IC cards, and other substrates. It is suitable as. Moreover, it can also be used for an electromagnetic wave shielding film, an infrared reflection shield, etc. as a conductive film. In electronics mounting, it can also be used as a bonding material for component mounting.

<作用>
本発明において重要な点は、本発明に係る銀微粒子は、熱収縮性に優れると共に、基板上に形成された電極や回路パターン中における充填性に優れるという事実である。
<Action>
The important point in the present invention is the fact that the silver fine particles according to the present invention are excellent in heat shrinkability and in filling properties in electrodes and circuit patterns formed on the substrate.

本発明に係る銀微粒子が基板上に形成された電極や回路パターン中における充填性に優れている理由について、本発明者らは、平均粒子径(DSEM)が30〜100nmと微粒子であるにもかかわらず、3.0g/cm以上の高いタップ密度を有していることによるものと考えている。即ち、タップ密度の低い銀微粒子を含む導電ペーストにより形成した微細な配線は、銀微粒子の充填率を上げることが困難であり、電気抵抗値の低減には不利であるが、銀微粒子は一般に粒子サイズが小さくなるほどタップ密度が小さくなる傾向にあるため、粒子サイズとタップ密度の両方の特性を満たすことは困難である。しかしながら、本発明に係る銀微粒子は、平均粒子径(DSEM)が30〜100nmと微粒子でありながら、3.0g/cm以上の高いタップ密度を有しているため、基板上に形成された電極や回路パターン中において優れた充填性が得られたものと考えている。 The reason why the fine silver particles according to the present invention is excellent in filling property in the electrode or the circuit pattern formed on a substrate, the present inventors have found that the average particle diameter (D SEM) is 30~100nm and particulate Nevertheless, it is thought to be due to having a high tap density of 3.0 g / cm 3 or more. That is, a fine wiring formed of a conductive paste containing silver fine particles having a low tap density is difficult to increase the filling rate of silver fine particles and is disadvantageous in reducing the electric resistance value. Since the tap density tends to decrease as the size decreases, it is difficult to satisfy the characteristics of both the particle size and the tap density. However, since the silver fine particles according to the present invention are fine particles having an average particle diameter (D SEM ) of 30 to 100 nm and have a high tap density of 3.0 g / cm 3 or more, they are formed on the substrate. It is thought that excellent filling properties were obtained in the electrodes and circuit patterns.

以下に、本発明における実施例を示し、本発明を具体的に説明する。 Examples of the present invention are shown below, and the present invention will be specifically described.

銀微粒子の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡写真「S−4800」(HITACHI製)を用いて粒子の写真を撮影し、該写真を用いて粒子100個以上について粒子径を測定し、その平均値を算出し、平均粒子径(DSEM)とした。 The average particle diameter of the silver fine particles was obtained by taking a photograph of the particles using a scanning electron micrograph “S-4800” (manufactured by HITACHI), measuring the particle diameter of 100 or more particles using the photograph, The value was calculated and taken as the average particle size (D SEM ).

銀微粒子の比表面積は、「モノソーブMS−11」(カンタクロム株式会社製)を用いて、BET法により測定した値で示した。   The specific surface area of the silver fine particles was shown as a value measured by BET method using “Monosorb MS-11” (manufactured by Kantachrome Co., Ltd.).

銀微粒子のタップ密度(ρt)は、振盪比重測定器((株)蔵持科学機械製作所)を用い、25mlのタッピングセルに粉末を落下させ、セルが満杯に充填された後、ストローク長25mmでタッピングを600回行って測定した。   The tap density (ρt) of the silver fine particles is measured by dropping the powder into a 25 ml tapping cell using a shaking specific gravity measuring instrument (Kurachi Kagaku Kikai Seisakusho Co., Ltd.). Was measured 600 times.

銀微粒子の有機物残存量は、熱分析装置(Seiko Instruments Inc.製 EXSTAR 6000 TG/DTA6300)を用い、乾燥空気を300ml/minフローした条件下、室温(30℃)から550℃まで10℃/minで昇温加熱し、加熱始め(30℃)のサンプル量から減量が終了した時点(銀微粒子の酸化開始時点(サンプルによって異なるが、250〜300℃))までのサンプル量を差し引いた量で示した。   The amount of organic matter remaining in the silver fine particles was 10 ° C./min from room temperature (30 ° C.) to 550 ° C. using a thermal analyzer (EXSTAR 6000 TG / DTA6300 manufactured by Seiko Instruments Inc.) under the condition of flowing dry air at 300 ml / min. The amount of the sample is subtracted from the sample amount at the beginning of heating (30 ° C) to the point when the weight reduction is completed (at the start of oxidation of silver fine particles (depending on the sample, 250 to 300 ° C)). It was.

銀微粒子の結晶子径(D)は、X線回折装置「RINT2500」(株式会社リガク製)を用いて、CuのKα線を線源とした面指数(1,1,1)面のピークの半値幅を求め、Scherrerの式より結晶子径を計算した。 The crystallite size (D X ) of the silver fine particles is the peak of the plane index (1,1,1) plane using the Kα ray of Cu as the radiation source using an X-ray diffractometer “RINT 2500” (manufactured by Rigaku Corporation). And the crystallite diameter was calculated from the Scherrer equation.

銀微粒子の結晶化度は、平均粒子径(DSEM)と結晶子径(D)の比(DSEM/D)で示した。 The degree of crystallinity of the silver fine particles was indicated by the ratio of the average particle diameter (D SEM ) to the crystallite diameter (D X ) (D SEM / D X ).

銀微粒子の熱収縮率は、直径4mmの金型に高さ5mmのペレットになるように入れた銀微粒子に1,225.8Nの荷重をかけて作製したペレット状の銀微粒子試料を、熱機械分析装置「Thermo Plus2 TMA8310」(株式会社リガク製)を用いて、30〜300℃まで昇温速度10℃/分で加熱した試料の長さを測定し、下記数1に従って算出した値である。   The thermal contraction rate of the silver fine particles was determined by using a pellet-shaped silver fine particle sample prepared by applying a load of 125.8 N to silver fine particles placed in a 4 mm diameter mold so as to form a pellet having a height of 5 mm. The length of the sample heated to 30 to 300 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min using an analyzer “Thermo Plus2 TMA8310” (manufactured by Rigaku Corporation) is a value calculated according to the following formula 1.

<数1>
240℃における熱収縮率(%)={(30℃における試料の長さ−240℃における試料の長さ)/30℃における試料の長さ}×100
<Equation 1>
Thermal contraction rate at 240 ° C. (%) = {(sample length at 30 ° C.−sample length at 240 ° C.) / Sample length at 30 ° C.} × 100

導電性塗膜の比抵抗は、後述する導電性ペーストをポリイミドフィルム上に塗布し、120℃で予備乾燥後、150℃において10分間加熱硬化させた後、1molのHCl水溶液に20秒間浸漬し、水洗した後、再度150℃で1分間加熱乾燥して得られた導電性膜それぞれについて、4端子電気抵抗測定装置「ロレスタGP/MCP−T600」(株式会社三菱化学アナリテック製)を用いて測定し、シート抵抗と膜厚より比抵抗を算出した。   The specific resistance of the conductive coating was applied to the polyimide film described later on the polyimide film, preliminarily dried at 120 ° C., heated and cured at 150 ° C. for 10 minutes, and then immersed in 1 mol of HCl aqueous solution for 20 seconds. After washing with water, each conductive film obtained by heating and drying again at 150 ° C. for 1 minute was measured using a four-terminal electrical resistance measuring device “Loresta GP / MCP-T600” (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.). The specific resistance was calculated from the sheet resistance and the film thickness.

<実施例1−1:銀微粒子の製造>
60Lの容器に硝酸銀2.8kgと水25.2Lと高分子保護剤「DISPERBYK−190」(商品名:ビックケミー・ジャパン株式会社製)(酸価10mgKOH/kg、アミン価0mgKOH/kg)89gを加えて混合・攪拌してA液を調製した。別に、50Lの容器にN,N−ジメチルエタノールアミン4.41kgと低分子保護剤としてヘプタン酸214.5gを加えて混合・攪拌を行った後、水18.8Lを加えて混合・攪拌を行い、B液を調製した。
<Example 1-1: Production of silver fine particles>
To a 60 L container, 2.8 kg of silver nitrate, 25.2 L of water, and 89 g of polymer protective agent “DISPERBYK-190” (trade name: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) (acid value: 10 mgKOH / kg, amine value: 0 mgKOH / kg) A liquid A was prepared by mixing and stirring. Separately, 4.41 kg of N, N-dimethylethanolamine and 214.5 g of heptanoic acid as a low molecular weight protective agent were added to a 50 L container and mixed and stirred, and then 18.8 L of water was added and mixed and stirred. , B liquid was prepared.

次いで、混合溶液の温度が32℃以下になるようコントロールしつつA液にB液を滴下し、70℃まで昇温した後3時間攪拌し、30分間静置して固形物を沈降させた。上澄み液を取り除いた後、純水を用いて洗浄し、上澄み液の電導度が50μS/cm以下になるまでデカンテーション・水洗を繰り返した。   Next, while controlling the temperature of the mixed solution to be 32 ° C. or lower, the B solution was added dropwise to the A solution. After the temperature was raised to 70 ° C., the mixture was stirred for 3 hours and allowed to stand for 30 minutes to precipitate the solid. After removing the supernatant, it was washed with pure water, and decantation and water washing were repeated until the conductivity of the supernatant was 50 μS / cm or less.

得られた銀微粒子を含む含水物を真空凍結乾燥機に入れ、真空度を10Pa程度まであげて品温を−30℃にして自己凍結させた。その後、真空度を10Paに維持したまま40℃まで昇温し(品温は30℃程度)、その状態を2時間保持した後、粉砕して実施例1−1の銀微粒子を得た。   The obtained hydrated product containing silver fine particles was put into a vacuum freeze dryer, and the degree of vacuum was raised to about 10 Pa, and the product temperature was set to -30 ° C. to self-freeze. Then, it heated up to 40 degreeC, maintaining a vacuum degree at 10 Pa (article temperature is about 30 degreeC), after hold | maintaining the state for 2 hours, it grind | pulverized and the silver fine particle of Example 1-1 was obtained.

得られた銀微粒子の粒子形状は粒状、平均粒子径(DSEM)は75nm、結晶子径(D)は45.2nm、結晶化度(DSEM/D)は1.7、タップ密度(ρt)は4.55g/cm、BET比表面積値は3.1m/gであり、有機物残存量は1.36重量%、熱収縮率は2.58%であった。 The obtained silver fine particles are granular, the average particle diameter (D SEM ) is 75 nm, the crystallite diameter (D X ) is 45.2 nm, the crystallinity (D SEM / D X ) is 1.7, and the tap density. (Ρt) was 4.55 g / cm 3 , the BET specific surface area value was 3.1 m 2 / g, the residual amount of organic matter was 1.36% by weight, and the heat shrinkage rate was 2.58%.

<実施例2−1:導電性ペーストの製造>
実施例1−1の銀微粒子100重量部に対してポリエステル樹脂11.0重量部及び硬化剤1.4重量部と、導電性ペーストにおける銀微粒子の含有量が70wt%となるようにジエチレングリコールモノエチルエーテルを加え、自転・公転ミキサー「あわとり練太郎 ARE−310」(株式会社シンキー社製、登録商標)を用いてプレミックスを行った後、3本ロールを用いて均一に混練・分散処理を行い、導電性ペーストを得た。
<Example 2-1: Production of conductive paste>
Diethylene glycol monoethyl so that the content of the silver fine particles in the conductive paste is 70 wt% with respect to 100 parts by weight of the silver fine particles of Example 1-1, 11.0 parts by weight of the polyester resin and 1.4 parts by weight of the curing agent. Add ether, premix using autorotation / revolution mixer “Awatori Nertaro ARE-310” (registered trademark, manufactured by Sinky Co., Ltd.), and then uniformly knead and disperse using 3 rolls. Conductive paste was obtained.

上記で得られた導電性ペーストを膜厚50μmのポリイミドフィルム上に塗布し、120℃で予備乾燥後、150℃において10分間加熱硬化させた後、1molのHCl水溶液に20秒間浸漬し、水洗した後、再度150℃で1分間加熱乾燥することにより導電性塗膜を得た。   The conductive paste obtained above was applied onto a polyimide film having a thickness of 50 μm, pre-dried at 120 ° C., heat-cured at 150 ° C. for 10 minutes, then immersed in 1 mol HCl aqueous solution for 20 seconds and washed with water. Then, the electroconductive coating film was obtained by heat-drying again at 150 degreeC for 1 minute again.

得られた導電性塗膜の比抵抗は、7.3μΩ・cmであった。   The specific resistance of the obtained conductive coating film was 7.3 μΩ · cm.

実施例1−2〜1−3及び比較例1−1:
銀微粒子の生成条件を種々変更することにより、銀微粒子を得た。
Examples 1-2 to 1-3 and Comparative Example 1-1
Silver fine particles were obtained by variously changing the production conditions of the silver fine particles.

このときの製造条件を表1に、得られた銀微粒子の諸特性を表2に示す。   The production conditions at this time are shown in Table 1, and the characteristics of the obtained silver fine particles are shown in Table 2.

比較例1−2:特開2010−229544(実施例1の追試)
硝酸銀66.8g、カルボキシル基を有する凝集助剤として酢酸10g、高分子分散剤としてカルボキシル基を有する高分子分散剤「DISPERBYK−190」(商品名:ビックケミー・ジャパン株式会社製)2.0gを、イオン交換水100gに投入し、激しく撹拌した。これにN,N−ジメチルエタノールアミン100gを徐々に加えたところ、反応溶液が60℃まで上昇した。液温が50℃に下がったところで70℃に設定されたウォーターバス中で2時間加熱撹拌した。1時間後、銀コロイド粒子凝集体が灰色の沈殿物として得られた。
Comparative Example 1-2: JP 2010-229544 A (Further examination of Example 1)
66.8 g of silver nitrate, 10 g of acetic acid as an agglomeration aid having a carboxyl group, 2.0 g of a polymer dispersant “DISPERBYK-190” having a carboxyl group as a polymer dispersant (trade name: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) The mixture was put into 100 g of ion-exchanged water and stirred vigorously. When 100 g of N, N-dimethylethanolamine was gradually added thereto, the reaction solution rose to 60 ° C. When the liquid temperature dropped to 50 ° C., the mixture was heated and stirred in a water bath set at 70 ° C. for 2 hours. After 1 hour, silver colloidal particle aggregates were obtained as gray precipitates.

次いで、銀コロイド粒子凝集体が沈殿した反応溶液の上澄み液を除去し、イオン交換水で希釈した。静置した後、上澄み液を除去し、メタノールでさらに希釈した。再度、静置後、上澄み液を除去し、メタノールで希釈した。その後、メンブレンフィルタ(アドバンテック社製、ポアサイズ0.5μm)を付けた加圧ろ過機で銀コロイド粒子凝集体を回収した。得られた銀コロイド粒子凝集体の諸特性を表2に示す。   Next, the supernatant of the reaction solution in which the silver colloid particle aggregates were precipitated was removed and diluted with ion-exchanged water. After standing, the supernatant was removed and further diluted with methanol. After standing again, the supernatant was removed and diluted with methanol. Thereafter, the silver colloidal particle aggregates were collected with a pressure filter equipped with a membrane filter (manufactured by Advantech, pore size 0.5 μm). Various properties of the obtained silver colloidal particle aggregate are shown in Table 2.

比較例1−3:特開2009−120949(実施例1の追試)
1Lビーカーの反応槽に水273gを入れ、残存酸素を除くため反応槽下部から窒素を500mL/分の流量で600秒間流した後、反応槽上部から500mL/分の流量で供給し、反応槽中を窒素雰囲気とした。攪拌棒の回転速度が280から320rpmになるように調整し、反応槽内の溶液温度が60℃になるように温度調整を行なった。
Comparative Example 1-3: JP-A-2009-120949 (Additional test of Example 1)
In order to remove residual oxygen, 273 g of water was put into a 1 L beaker reaction tank, and after flowing nitrogen at a flow rate of 500 mL / min for 600 seconds from the bottom of the reaction tank, it was supplied at a flow rate of 500 mL / min from the top of the reaction tank. Was a nitrogen atmosphere. The rotating speed of the stirring bar was adjusted to 280 to 320 rpm, and the temperature was adjusted so that the solution temperature in the reaction vessel was 60 ° C.

アンモニア水(アンモニアとして30質量%含有する)7.5gを反応槽に投入した後、液を均一にするために1分間攪拌し、次いで、保護剤としてヘキサン酸7.5g(銀に対して2.01molに相当する)を添加し、保護剤を溶解するため10分間攪拌した。その後、還元剤として50重量%のヒドラジン水和物水溶液を20.9g添加した。   After adding 7.5 g of aqueous ammonia (containing 30% by mass as ammonia) to the reaction vessel, the mixture was stirred for 1 minute to make the solution uniform, and then 7.5 g of hexanoic acid (2% with respect to silver) as a protective agent. (Corresponding to 0.01 mol) and stirred for 10 minutes to dissolve the protective agent. Thereafter, 20.9 g of 50% by weight hydrazine hydrate aqueous solution was added as a reducing agent.

別の容器に硝酸銀結晶36gを水175gに溶解した硝酸銀水溶液を用意し、これを原料液とした。なお、硝酸銀水溶液は反応槽内の溶液と同じ60℃に温度調整を行なった。   A silver nitrate aqueous solution in which 36 g of silver nitrate crystals were dissolved in 175 g of water was prepared in another container, and this was used as a raw material liquid. The temperature of the aqueous silver nitrate solution was adjusted to 60 ° C., the same as the solution in the reaction vessel.

その後、原料液を還元液に一挙添加により加え、還元反応を行った。攪拌は連続して行い、その状態のまま10分間熟成させた。その後、攪拌を止め、濾過・洗浄工程、乾燥工程を経て、微小銀粒子塊を得た。得られた微小銀粒子塊の諸特性を表2に示す。   Thereafter, the raw material solution was added to the reducing solution at once and a reduction reaction was performed. Stirring was performed continuously and aged for 10 minutes in that state. Thereafter, stirring was stopped, and a fine silver particle mass was obtained through a filtration / washing step and a drying step. Table 2 shows various characteristics of the obtained fine silver particle block.

Figure 0005991459
Figure 0005991459

Figure 0005991459
Figure 0005991459

<導電性塗料の製造>
実施例2−2〜2−3及び比較例2−1〜2−3:
銀微粒子の種類を種々変化させた以外は、前記実施例2−1の導電性塗料の作製方法に従って導電性塗料及び導電性膜を製造した。
<Manufacture of conductive paint>
Examples 2-2 to 2-3 and comparative examples 2-1 to 2-3:
A conductive paint and a conductive film were produced according to the method for producing a conductive paint of Example 2-1 except that the type of silver fine particles was variously changed.

このときの製造条件及び得られた導電性塗膜の諸特性を表3に示す。   Table 3 shows the production conditions at this time and various characteristics of the obtained conductive coating film.

Figure 0005991459
Figure 0005991459

本発明に係る銀微粒子は、平均粒子径(DSEM)が30〜100nmと微粒子であるにもかかわらず、3.0g/cm以上の高いタップ密度を有していることから、基板上に形成された電極や回路パターン中における充填性に優れた導電性ペースト等の原料として好適である。
The silver fine particles according to the present invention have a high tap density of 3.0 g / cm 3 or more despite having an average particle size (D SEM ) of 30 to 100 nm and fine particles. It is suitable as a raw material for conductive pastes having excellent filling properties in the formed electrodes and circuit patterns.

Claims (7)

平均粒子径(DSEM)が30〜100nmであり、タップ密度が3.0g/cm以上であり、BET比表面積値が1.5〜7.0m /gであることを特徴とする銀微粒子。 The average particle diameter (D SEM) is 30 to 100 nm, a tap density of 3.0 g / cm 3 or more der Ri, BET specific surface area is characterized by the Dearuko 1.5~7.0m 2 / g Silver fine particles. 結晶子径(D)が30nm以上である請求項1記載の銀微粒子。 The crystallite diameter (D x) is 30nm or more claims 1 Symbol placement of fine silver particles. 銀微粒子表面の有機物残存量が0.5〜2.0重量%である請求項1又は2に記載の銀微粒子。 The silver fine particles according to claim 1 or 2, wherein the amount of organic matter remaining on the surface of the silver fine particles is 0.5 to 2.0% by weight. 240℃における熱収縮率が2.0%以上である請求項1から請求項のいずれかに記載の銀微粒子。 The silver fine particles according to any one of claims 1 to 3 , wherein a heat shrinkage rate at 240 ° C is 2.0% or more. 請求項1から請求項のいずれかに記載の銀微粒子を含む導電性ペースト。 The electrically conductive paste containing the silver fine particles in any one of Claims 1-4 . 請求項記載の導電性ペーストを用いて形成された導電性膜。 A conductive film formed using the conductive paste according to claim 5 . 請求項記載の導電性膜を有する電子デバイス。 An electronic device having the conductive film according to claim 6 .
JP2012021335A 2012-02-02 2012-02-02 Silver fine particles, production method thereof, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles Active JP5991459B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012021335A JP5991459B2 (en) 2012-02-02 2012-02-02 Silver fine particles, production method thereof, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles
PCT/JP2013/052273 WO2013115339A1 (en) 2012-02-02 2013-01-31 Silver microparticles, method for producing same, and electronic device, conductive film, and conductive paste containing said silver microparticles
CN201380007258.8A CN104080561A (en) 2012-02-02 2013-01-31 Silver microparticles, method for producing same, and electronic device, conductive film, and conductive paste containing said silver microparticles
KR1020147020950A KR20140125366A (en) 2012-02-02 2013-01-31 Silver microparticles, method for producing same, and electronic device, conductive film, and conductive paste containing said silver microparticles
TW102103963A TW201402252A (en) 2012-02-02 2013-02-01 Silver microparticles, method for producing same, and electronic device, conductive film, and conductive paste containing said silver microparticles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012021335A JP5991459B2 (en) 2012-02-02 2012-02-02 Silver fine particles, production method thereof, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013159804A JP2013159804A (en) 2013-08-19
JP5991459B2 true JP5991459B2 (en) 2016-09-14

Family

ID=49172324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012021335A Active JP5991459B2 (en) 2012-02-02 2012-02-02 Silver fine particles, production method thereof, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5991459B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016052292A1 (en) * 2014-09-29 2016-04-07 トッパン・フォームズ株式会社 Silver metal, method for producing silver metal, and laminate

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001316701A (en) * 2000-02-28 2001-11-16 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Nickel powder and conductive paste
JP4639395B2 (en) * 2001-08-09 2011-02-23 Dowaエレクトロニクス株式会社 Method for producing silver particles
JP5032005B2 (en) * 2005-07-05 2012-09-26 三井金属鉱業株式会社 High crystal silver powder and method for producing the high crystal silver powder
JP2007131950A (en) * 2006-12-04 2007-05-31 Dowa Holdings Co Ltd Silver powder
JP4470193B2 (en) * 2008-05-01 2010-06-02 ニホンハンダ株式会社 Method for producing heat-sinterable silver particles, method for producing solid silver, method for joining metal members, method for producing printed wiring board, and method for producing bumps for electrical circuit connection
JP2011080094A (en) * 2009-10-02 2011-04-21 Toda Kogyo Corp Fine silver particle, method for producing same, conductive paste containing the fine silver particles, conductive film, and electronic device
JP5761483B2 (en) * 2010-05-07 2015-08-12 戸田工業株式会社 Silver fine particles and production method thereof, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013159804A (en) 2013-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI490063B (en) Silver fine particles and a method for producing the same, and an electric paste containing the silver fine particles, a conductive film, and an electronic device
JP5761483B2 (en) Silver fine particles and production method thereof, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles
Lee et al. A low-cure-temperature copper nano ink for highly conductive printed electrodes
JP5924481B2 (en) Method for producing silver fine particles, silver fine particles obtained by the method for producing silver fine particles, and conductive paste containing the silver fine particles
WO2013115339A1 (en) Silver microparticles, method for producing same, and electronic device, conductive film, and conductive paste containing said silver microparticles
JP5164239B2 (en) Silver particle powder, dispersion thereof, and method for producing silver fired film
JP5139659B2 (en) Silver particle composite powder and method for producing the same
JP2008198595A (en) Metal particulate ink paste and organic acid treated metal particulate
JP2013139589A (en) Silver fine particles, method for producing the same, and conductive paste, conductive film, and electronic device containing the silver fine particles
JP2016028176A (en) Method for manufacturing copper powder
CN106715601A (en) Silver particle coating composition
JP2007077479A (en) Composite particle powder, dispersion liquid or paste thereof and production method therefor
JP2008258147A (en) Paste material
JP5773148B2 (en) Silver fine particles, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles
JPWO2018190246A1 (en) Copper particle mixture and method for producing the same, copper particle mixture dispersion, copper particle mixture-containing ink, method for storing copper particle mixture, and method for sintering copper particle mixture
JP4879762B2 (en) Silver powder manufacturing method and silver powder
WO2012053456A1 (en) Process for manufacturing copper hydride fine particle dispersion, electroconductive ink, and process for manufaturing substrate equipped with conductor
KR102260398B1 (en) Method for producing metal nanoparticles
JP2012031478A (en) Silver fine particle and method of manufacturing the same, conductive paste containing the silver fine particle, conductive film, and electronic device
JP5991459B2 (en) Silver fine particles, production method thereof, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles
TW201315685A (en) Fine silver particles, conductive paste containing fine silver particles, conductive film and electronic device
JP4575867B2 (en) Conductive paste
JP5773147B2 (en) Silver fine particles, and conductive paste, conductive film and electronic device containing the silver fine particles
JP7095274B2 (en) Structure and its manufacturing method
JP5314451B2 (en) Metallic nickel particle powder and dispersion thereof, and method for producing metallic nickel particle powder

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160720

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160802

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5991459

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250