JPH0649269A - 鱗片状Ag−Pd合金導電性フィラー材及びそれを含む製品 - Google Patents

鱗片状Ag−Pd合金導電性フィラー材及びそれを含む製品

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JPH0649269A
JPH0649269A JP6207793A JP6207793A JPH0649269A JP H0649269 A JPH0649269 A JP H0649269A JP 6207793 A JP6207793 A JP 6207793A JP 6207793 A JP6207793 A JP 6207793A JP H0649269 A JPH0649269 A JP H0649269A
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JP
Japan
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powder
filler material
conductive
alloy
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JP6207793A
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Inventor
Takanori Endo
貴則 遠藤
Hiroyuki Imai
浩之 今井
Masami Miyake
政美 三宅
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 銀のマイグレーションが生じにくい導電用フ
ィラー材を得る。 【構成】 Ag−Pd合金の平均粒径が0.1〜100
μm、鱗片状平面の短軸と長軸の比が1〜0.3、厚さ
5μm以下、Pd1〜50wt%残部Ag及び不可避不
純物よりなる耐Agマイグレーション性で鱗片状の導電
用フィラー材。 【効果】 銀マイグレーション発生が少なく、導電性が
良好で安価な樹脂、ポリマー、ペースト、塗料およびイ
ンキの提供が出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂やゴムなどのポリ
マーやペースト、塗料あるいはインキに導電性を付与す
るための金属フィラー材ならびにこの金属フィラー材を
使用して得た導電性を有する前記の製品に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、樹脂やゴムなどのポリマーに導電
性を付与するための金属フィラー材としては、Ag粉
末、鱗片状のAg粉末、銅粉末等が用いられ、また導電
性ペースト、塗料、インキなどには同じくAg粉末、鱗
片状のAg粉末、銅粉末、AgとPdの混合粉末および
AgとPtの混合粉末等が用いられている。鱗片状金属
粉末の製法としては、例えば特開昭61−155471
号公報、特開平2−52049号公報に提案されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、樹脂やゴム
などのポリマーに導電性を付与するための金属フィラー
材としてのAg粉末、鱗片状のAg粉末では、樹脂やゴ
ムなどのポリマー中でAgのマイグレーション(移行現
象)が生じやすく、導電特性が不安定になるという問題
がある。
【0004】また、銅粉末を用いた場合、マイグレーシ
ョンは生じにくいが、ポリマー内部で銅粉末の酸化が生
じ、導電特性が低下するという問題があった。
【0005】この種の金属フィラー材としてAgとPd
の合金粉末あるいはAgとPtの合金粉末を用いて、上
記問題点を解決する方法が考えられるが、樹脂やゴム等
のポリマー中で導電性を発揮するためには合金粒子相互
が接触するように分級して小径の粒子のみを選別しなけ
ればならず、その分級により多量の損失が生じて製造費
の上昇を招くという欠点があった。
【0006】導電性ペースト、塗料およびインキに使わ
れるAg粉末、鱗片状のAg粉末、銅粉末は、例えば電
子部品としてセラミック基板上に塗布、焼成し、これら
の金属によって回路を形成するが、Agはマイグレーシ
ョンによって、導電特性が不安定になる問題があり、銅
粉末は酸化によって導電特性が低下する問題があった。
【0007】AgとPdの混合粉末およびAgとPtの
混合粉末を用いたものは、例えば同じく電子部品として
セラミック基板上に塗布、焼成するのであるが、この時
の焼成温度は一般に800℃以上であり、AgとPdの
混合粉末またはAgとPtの混合粉末が基板上で溶解し
て合金を形成し、Agのマイグレーションを防止するも
のである。
【0008】この場合の技術上の問題点は、例えば、A
g85wt%とPd15wt%またはAg95wt%と
Pt5wt%を混合する場合、両粉末を混合してペース
ト、塗料およびインキ内に均一に分散するのが難しく、
セラミック基板上に塗布、焼成して得られた回路を微視
的に観察すると、合金の形成にムラがあり、完全にマイ
グレーションを防止することが困難であった。
【0009】本発明は、前記した従来技術の問題点を解
消し、安価で特性の優れた導電用金属フィラー材と、そ
れを使用した製品を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、粉末自体がA
g−Pd合金であり、その形状が鱗片状である場合、A
gのマイグレーションを生じにくい導電用金属フィラー
材としてきわめて有効であることを知見し、またこの鱗
片状粉末をポイリマー中に層状に配向させると導電効率
の増強に一層有利であることを知見し、本発明を完成す
るに至った。
【0011】
【発明の構成】本発明は、平均粒径0.1〜100μm
で、短軸と長軸の比が1〜0.3、厚さ5μm以下、好
ましくは1μm以下である鱗片状のPd1〜50wt%
残部Ag及び不可避不純物よりなる導電性フィラーを提
供する。本発明の導電性フィラーは、好ましくは溶融し
たAg−Pd合金を急冷して得た粉末を機械的に扁平化
して造られる。本発明はまた前記の導電用フィラー材、
導電性ポリマー(ゴムを含む)、導電性ペースト、塗料
又はインキを提供する。
【0012】
【作用】本発明の構成と作用を説明する。本発明の導電
性フィラーは、水アトマイズ法等によって得られた平均
粒径5〜150μmのほぼ球形の粒子を、ボールを使用
する粉砕機等によって粉砕、および鱗片化する。粉砕及
び鱗片化の度合いはボールの粒径、粉砕時間及び使用す
る溶媒の種類によって決定することができる。
【0013】上記のようにして得られた鱗片状の粉末
は、レーザー散乱法により測定した平均粒径で、0.1
〜100μm、鱗片状平面の短軸と長軸の比が1〜0.
3、厚さ5μm以下、好ましくは1μm以下である。ま
た、Ag−Pd粒子の合金組成はPd1〜50wt%残
部Ag及び不可避不純物である。
【0014】前記のように限定した理由は、平均粒径が
0.1μm未満では、粒子相互の凝集が起こって均一に
分散され難く、100μmを超えると導電性に問題を生
ずる。また、鱗片状平面の短軸と長軸の比が規定範囲外
のとき、あるいは厚さが5μmを超えると、鱗片状化に
よる導電性充填材としての効果が低下する。そして、P
d1wt%未満では耐Agマイグレーション性が実用的
でなく、50wt%を超えると前記効果は飽和し、いた
ずらに高価になる。
【0015】上記のように鱗片状としたAg−Pd粒子
を使用し、たとえばアクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポ
リウレタン樹脂等の中に、ロールミル等を使用して均一
に分散させることにより、導電性ポリマーが得られる。
また、この鱗片状としたAg−Pd粒子を、たとえばポ
リマー(例えば、ポリウレタン樹脂)および溶剤とプレ
ミックスした後、ロールミル等を使用して均一に分散さ
せることにより導電性ペースト、塗料又はインキが得ら
れる。また、この分散させた粉末を磁場および/または
圧力をかけて層状に配向させることにより、接点抵抗を
低減し導電効率を高めることができる。
【0016】
【発明の具体的開示】本発明の構成・効果を実施例によ
り具体的に説明するが、これにより本発明が限定される
ものではない。
【0017】実施例1 銀8kg、パラジウム2kgをArガス雰囲気下で黒鉛
るつぼを使用して溶融し、その溶融物を高圧水アトマイ
ズ法により、ほぼ球形で平均粒径15μmのAg−Pd
合金粒子を得た。
【0018】得られた粒子200gを湿式ボールミル粉
砕機(溶媒としてメチルアルコール800g、分散剤と
してステアリン酸2gを使用)によって、約62時間運
転して粉砕及び扁平化を行なった。
【0019】得られた扁平粉末をレーザー散乱法により
測定した結果、平均粒径は1.5μmであった.また、
図1に示すSEM写真より鱗片平面の短軸と長軸の比は
0.55、鱗片の厚さは0.3μmであることが確認さ
れた、このような鱗片状Ag−Pd合金は粉末はこれま
でに報告されていない。
【0020】この粉末をシリコーン系ゴムに68wt%
の割合で、ロールミルを用いてコンパウンドし、120
℃、1時間で硬化させ、厚さ70μmの薄膜を製作し
た。この薄膜の体積抵抗値は1.5×10-3Ω・cmを
示した。また、この分散させた粉末を硬化させる前に磁
場をかけて層状に配向させたものは8×10-4Ω・cm
の体積抵抗地を示した。この鱗片状粉末をユーザーに供
試品として提供したところ、マイグレーションを起こす
までの時間は、同じ粒度の銀粉末使用の場合の約20倍
であったとの報告を受けた。
【0021】上に製造した鱗片状Ag−Pd合金粉末
を、ポリウレタン系樹脂に70wt%の割合で混合し、
適量の溶剤(シクロヘキサンとトルエン)を加えてサン
ドミルで分散させ、粘度750cpsのペーストを作っ
てセラミック基板に塗布し、電気炉中で80℃、2時間
で硬化させ、180℃、4時間30分のベーキング処理
をして塗膜を作った。この塗膜の表面抵抗値は1.0×
10-3Ω/□であった。この場合も、硬化前に磁場によ
って粉末を層状に配向させたものは7.2×10-4Ω/
□の表面抵抗値を示した。
【0022】実施例2 銀8kg、パラジウム2kgをArガス雰囲気下で黒鉛
るつぼを使用して溶融し、その溶融物を高圧水アトマイ
ズ法により、ほぼ球形で平均粒径50μmのAg−Pd
合金粒子を得た。
【0023】得られた粒子200gを湿式ボールミル粉
砕機(溶媒としてメチルアルコール920g、分散剤と
してステアリン酸8gを使用)によって、約28時間運
転して粉砕及び扁平化を行なった。
【0024】得られた扁平粉末をレーザー散乱法で粒度
測定した結果、平均粒径15μmであった。また鱗片平
面の短軸と長軸の比はほぼ0.7、鱗片の厚さは1μm
であった。
【0025】この粉末を実施例1の2番目に記したのと
同様にして塗膜を作製したところ、得られた塗膜の表面
抵抗値は5.4×10-3Ω/□を示した。この場合も塗
膜の硬化前に磁場によって粉末を層状に配向したものは
4.1×10-3Ω/□の表面抵抗値を示した。この粉末
もユーザーに提供したが、実施例1の製品と同様に同じ
粒度の単味銀粉末と比較して同様にマイグレーションを
起こすまでの時間は約20倍であったと報告を受けた。
Ag−Pd合金粉末の充填率の異なる塗膜を作製して
表面抵抗を測定した結果を図2に示す。同じ組成で平均
粒径約15μmであるがほぼ球形のAg−Pd合金粉末
(実施例1の粉砕扁平化前の粉末)を使用した場合の同
様の試験の結果を比較として示した。
【0026】実施例3 銀8kg、パラジウム2kgをArガス雰囲気下で黒鉛
るつぼ中で溶融し、その溶融液を高圧ガスアトマイズ法
によりほぼ球形の平均粒径150μmのAg−Pd合金
粉末を得た。その粉末200gを湿式(分散媒としてメ
チルアルコール使用)のボールを用いた粉砕機によって
約15時間粉砕および扁平化を行なった。得られた扁平
粉末の粒径をレーザー散乱法によって測定した結果、平
均粒径は100μmであった。また鱗片平面の短軸と長
軸の比はほぼ0.7、鱗片の厚さは5μmであった。
【0027】この粉末をシリコーンゴムに充填量56w
t%(シリコーンゴムに充填できる最大量)でロールミ
ルを用いて混練して塗料を造り、さらに180℃4時間
30分後処理し、厚さ200μmの薄膜を作製した。そ
の薄膜の表面抵抗値は8.2×10-3Ω/□を示した。
この場合も磁場によって粉末を硬化させる前に層状に配
向させたものは7.5×10-3Ω/□の表面抵抗値を示
した。この粉末をユーザーに提供したところ、従来の銀
粉末に比して、薄膜に作製した場合、マイグレーション
を起こすまでの時間は約20倍になったとの報告を受け
た。
【0028】実施例4 実施例1と同様に、ただし、約25時間粉砕および扁平
化を行なった。得られた扁平粉末をレーザー散乱法で粒
度測定した結果、平均粒径5.3μmであった。また鱗
片平面の短軸と長軸の比はほぼ0.7、鱗片の厚さは1
μmであった。この粉末をシリコーンゴムに充填量56
wt%(シリコーンゴムにコンパウンドできる最大量)
で、ロールミルを用いて混練して塗料を造り、さらに1
80℃で4時間30分後処理を行ない、厚さ200μm
の薄膜を製作した。この薄膜の体積抵抗値は3.6×1
-3Ω・cmを示した。この場合も、薄膜の硬化前に磁
場によって層状に配向させたものは1.9×10-3Ω/
□であった。この粉末もユーザーに提供したが、実施例
1の製品と同様に同じ粒度の単味銀粉末と比較して同様
にマイグレーションを起こすまでの時間は約20倍であ
ったと報告を受けた。
【0029】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているから、銀のマイグレーションが生じにくい導電性
フィラー材を得ることが出来、これを使用して、銀マイ
グレーション発生が少なく、導電性が良好で安価な樹
脂、ポリマー、ペースト、塗料およびインキの提供が出
来、産業上きわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1によって製造された本発明の導電性フ
ィラー材粒子の構造を示す走査顕微鏡写真(SEM)写
真である。
【図2】実施例2のAg−Pd粉末を充填量を変えて作
製した塗布膜の表面抵抗値を同じ物質で同じ平均粒径で
形状のみ球形の粉末の場合と比較して示したグラフであ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01B 1/00 H 7244−5G 1/22 Z 7244−5G

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒径0.1〜100μmで、短軸と
    長軸の比が1〜0.3、厚さ5μm以下である鱗片状の
    Pd1〜50wt%残部Ag及び不可避不純物よりなる
    導電用フィラー材。
  2. 【請求項2】 溶融したAg−Pd合金を急冷して得た
    粉末を機械的に扁平化したものである請求項1に記載の
    導電性フィラー材。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の導電性フィラ
    ーを含むことを特徴とする導電性ポリマー。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の導電性フィラ
    ー材を含む導電性ペースト、塗料又はインキ。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載の導電性ポリマーであっ
    て、ポリマー中に導電性フィラ−が層状に配向している
    ことを特徴とする導電性ポリマー材料。
JP6207793A 1992-03-27 1993-03-22 鱗片状Ag−Pd合金導電性フィラー材及びそれを含む製品 Pending JPH0649269A (ja)

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