JPS59179651A - 耐熱導電性銀ペ−スト組成物 - Google Patents

耐熱導電性銀ペ−スト組成物

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JPS59179651A
JPS59179651A JP5734683A JP5734683A JPS59179651A JP S59179651 A JPS59179651 A JP S59179651A JP 5734683 A JP5734683 A JP 5734683A JP 5734683 A JP5734683 A JP 5734683A JP S59179651 A JPS59179651 A JP S59179651A
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JP
Japan
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resin
silver paste
silane coupling
electrically conductive
coupling agent
Prior art date
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Pending
Application number
JP5734683A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Igarashi
一雅 五十嵐
Naoki Inoue
直樹 井上
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、種々の基板上に導電層を形成したシ、あるい
は半導体素子をステムあるいはリードフレームからなる
基板に接着固定するだめの新規な耐熱導電性銀ペースト
組成物に関する。
一般に樹脂成分をバインダ成分とする導電性銀ペースト
としてはエポキシ樹脂と銀粉を組み合せたものやポリエ
ステル樹脂あるいはフェノール樹脂と銀粉を組み台わせ
たものがよく知られている。
しかしこれらの樹脂系ではい1゛れも耐熱性に劣シ、高
温高湿度雰囲気下で銀粒子のマイグレーションのため導
電度に著しい変化が生じたり、あるいは200℃以上の
高温下では樹脂成分の劣化によシ動作特性が不安定にな
ったりする等の理由で、必ずしも製品に組み込まれた場
合、信頼性が好ましくはなかった。
このため、バインダ成分が本質的に耐熱性高分子である
ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル
イミド樹脂などのポリイミド系樹脂成分と銀粉との組み
合わせによる導電性銀ペースト組成物が提案された。こ
の様な耐熱性樹脂をバインター成分とする導電性銀ペー
スト組成物は、高温時の接着力の劣化、導電度の劣化に
対して優れた耐久性を示したが、高温高湿度下での接着
力低下は、前記エポキシ樹脂系導電性銀ペーストに比べ
て劣っておシ、このため近年耐湿性が要求される製品に
は使用できなかった。特に被接着面がカラス面である場
合にはこの接着力の低下現象は著しいものがめった。
そこで本発明者らは、高温高湿度下での接着力向上を改
善する/こめ鋭意検旧した結果本発明に到達したもので
ある。
本発明によれば、接着助剤としてシランカップリング剤
、さらに詳しくはメルカプトシランカップリング剤を耐
熱導電性銀ペーストの固形分100重量部に対して0.
1から50重量部、好ましくは3〜30重量部混合する
ことにより高温高湿度下での接着力保持特性の極めて優
れる導電性銀ペーストを得ることができた。
本発明の耐熱導電性銀ペースト組成物は、ポリイミド系
樹脂の有機溶剤溶液に、銀粉およびシランカップリング
剤が含量れてなるものが一般的であるが、有機溶剤はな
くとも差支えない。
ポリイミド系樹脂の有機溶剤溶液としては、通常ポリイ
ミド系樹脂含量10〜40重量%のものとされる。
本発明において耐熱導電性ペースト組成物中の銀粉の嵐
は、該銀粉とポリイミド系樹脂の合計量の40〜95重
量%、好ましくは70〜90重量%を占める。
ポリイミド系樹脂を有機溶剤溶液とする場合に用いられ
る有機溶剤としては、該樹脂を溶解するものならば適宜
用いられるが、一般的にはN−メチル−2−ピロリドン
、N−N’−ジメチルアセドア1ド、N−N−ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホ
スホルアミドが用いられ、場合により、これら溶剤とと
もに溶液粘度を調整するためにナフサ、ヤロソルブ等の
j凡用溶剤も併用される。
ポリイミド系樹脂としてはポリイミド樹脂;ポリイミド
骨格にアミド基やエステル基の如き溶解性向上官能基が
導入された変性ポリイミド樹脂、たとえばポリアミドイ
ミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂等を挙げることがで
きる。
ここで変性ポリイミド樹脂中のイミド環と他の官能基の
量的比率は、一般的には、 が20%以上のものである。
また本発明において、前記ポリイミド系樹脂としては、
該樹脂中のイミド環が閉環し、ておらずアミド酸の形態
をとっているもの、即ちポリイミド系樹脂のifJ駆体
であっても使用可能で、このようなものも本発明でいう
ポリイミド系樹脂に含まれる0 ポリイミド系樹脂の重合度(分子!!:)としては、溶
媒としてN−メチル−2−ピロリドンを使用シ測定温度
30±0.01℃(恒温槽)でっぎの式り〔η) −I
n (t/ to )/Ct;ウベローテ粘度計で測定
されるポリマー溶液の落下時間 Lo:十記同様に測定される溶媒の落下時間C;ホリイ
ミト系樹脂の濃度(0,5重量%とした) で表わされる固有粘度〔η〕が0.3〜3.0程度特に
は0.4〜1.5となるものが望ましい。
ポリイミド−系樹脂の合成に好適に用いられるジアミン
としては、たとえば4・4′−ジアミノジフェニルエー
テル、4・4−シアミノジフェニルメタン、4φ4−ジ
アミノジフェニルスルポン、4ノ ・4−ジアミノジフェニルサルファイド、ベンジジン、
メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、1
・5−ナフタレンジアミン、2e6−ナフタレンジアミ
ン、エチレンジアミン、シクロヘキサンジアミンなどが
用いられる。これらは一種であっても二種以上を併用し
てもよい。
t 、e ホl)イミド系樹脂の合成に好適に使用され
るテトラカルボン酸二無水物としては、たとえばピロメ
リット酸二無水物、3・3′・4◆4′−シフ=ハ冗テ
トラカルボン酸二無水物、3・3′・4・4′−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物、シクロベンクンテ
トラカルボン酸二無水物、1・2・5φ6−ナフタレン
テトラカルボン酸二無水物、2・3・6・7−ナフタレ
ンテトラカルボン酸二無水物、2・3・5・6−ピリジ
ンテトラカルボン酸二無水物、3・4・9・1o−ペリ
レンテトラカルボン酸二無水物、4・4′−スルボニル
シフタル酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物
などが用いられる。これらは一種であっても二種以上を
併用してもよい。また、上記二無水物の誘導体としては
低級ジアルキルエステル化物やハロケン化物などが挙け
られる。
本発明で用いるポリイミド系樹脂は、上記ジアミンとテ
トラカルボン酸二無水物および場合により、他の化合物
(トリカルボン酸またはその無水物、クリコール等)を
併用して常法により合成できる。
本発明において用いられる銀粉としては、好ましくは1
00メツシュフリーパス品、特に好ましく1d325メ
ツシユフリ一パス品である。
粒子形状は鱗片状粉、粒状粉、樹状粉、多孔竹粉、針状
粉のものが用いられるが、好ましいのは樹状粉、鱗片状
粉である。
本発明においてシランカップリング剤は、通常樹脂成分
と各種無機材料との界面接着助剤として用いられる。シ
ランカップリング剤の効果はケイ素原子に直接結合した
アルコキシ基の加水分解により無機材料との界面に化学
的結合を作り、さらに同一のケイ素原子に炭化水素基を
介して結合している有機基(アミン基、エポキシ基、ビ
ニル基、ハロゲン、メルカプト基)は、有機材料である
樹脂成分と化学結合する反応基であるため、樹脂成分と
各種無機材料との結合力を高めるのである。
本発明で用いるシランカップリング剤としては、分子!
100〜400程度のものであり通常の市販シランカッ
プリング剤でも使用できるが、好ましくはエポキシシラ
ンカップリング剤あるいはメルカプトンランカップリン
グ剤を挙げることができる。
最も好ましいのはメルカプトシランカップリング剤であ
る。
シランカップリング剤の具体的例としては、ビニルトリ
クロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルI・
リス(β−メトキシエトキシ)シラン、T−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、T−メタアクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)
T−アミノプロT−72ノブロビルメチルジメトキンシ
ラン、T−クロロプロピル1−リメトキシシラン、T−
アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
本発明においてシランカップリング剤の添加量は導電性
ペースト組成物の固形分(ポリイミド系樹脂および銀粉
) 100重量部当90.1〜50重量部、好ましくは
3〜30重量部である。
0.1重量部以下の添加では、基板との接着力が高温高
湿下で低下する欠点を有し、一方50重量部以上添加し
ても密着力保持性向上には何ら著しい効果を発揮せず、
かえって経済的に不利になる。
本発明の導電性ペースト組成物は、たとえはポリイミド
系樹脂あるいはポリイミド系樹脂溶液中に、銀粉、シラ
ンカップリング剤を添加し3本ロール等により混線分散
してもよいし、シランカップリング剤を除く他成分を3
本ロール等で混線分散後、所定社のシランカップリング
剤を加えることもできる。
この種ポリイミド系樹脂は市販されており、たとえは日
東電工社製、商品名JR−700、日立化成社製、商品
名HI 405−35、デュポン社製、商品名Pyle
 −ML等を挙げることができる。
以上の如き本発明によると基板との密着性は高温高湿下
でも良好に保持され、さらに初期接着力の保持特性に極
めてすぐれる導電性銀ペースト組成物を得ることができ
る。
本発明の導電性ペースト組成物は、特にガラス基板、セ
ラミック基板、金属板(リードフレーム等)等の基板に
塗布して用いた場合に効果がある。
また本発明にておいてはポリイミド系樹脂の骨格中にシ
ロキサン結合を有しないものを用いたとき特に効果があ
る。
しかし分子骨格中にシロキサン結合を有するポリイミド
系樹脂−たとえばテトラカルボン酸成分と、シロキサン
結合を有するジアミンを含むジアミンの反応によシ得ら
れる−を用いた場合でも、導電性ペースト中の固形分(
ポリイミド系樹脂と銀粉)に占める銀粉の量が40重量
%以上のものであれば顕著な効果を有する。
本発明による耐熱導電性銀ペーストを用いれば、近年特
に耐湿性が要求されてきている電子・電気機器の導電性
材料に高信頼性を発揮できるものである。具体的には、
プリント基板、キーボード、スイッチ、センサー、コネ
クタ、EMIシールドなどの広範囲の用途に有用である
以下に本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例1 ポリイミド樹脂の前駆体溶液(日東電工製商品名JR−
700;樹脂分20重量%、N−メチル−2−ピロリド
ン溶液) ioo y中に、325メツシユフリーパス
の鱗片状銀粉757を3本ロールを用いて充分に混線分
散させた。
さらにこの予備分散された銀ペースト組成物中にT−グ
リシドキシプロビルIll11mllli )リメトキ
シシラン(信越化学製、商品名KBM−403)を8.
759.3本ロールで再分散させた。
実施例2〜6 実施例1で使用したT−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランの代わシに、同量のシランカンプリングを下
記の表の様にして再分散させたQ実施例7 ポリイミド樹脂の前駆体溶液(デ、ユボン社製商品名ハ
イC・ルML’)1005’中に325メツシユフリ・
τパスの鱗片状銀粉60グを3本ロールを用いて充分に
混線、分散させた。さらにこの予備分散された銀ペース
ト組成物中に、K B M −803を4.82.3本
ロールで再分散させた。
HI −405−35) 100グ中に325メツシユ
フリーパスの鱗片状銀粉157.55’を3本ロールを
用いて充分に混線・分散させた。さらにこの予備分散さ
れた銀ペースト組成物中に、KBM−803を、12.
8F、3本ロールで再分散させた。
比較例1 実施例1で作製した予備分散された銀ペースト(KBM
−403を混合していない)をそのまま用いた。
比較例2 実施例6で使用したK B’M −803の使用量を0
.48ii’として、3本ロールで再分散させた。
比較例3 実施例6で使用したK B M −803の使用量を5
7、(1’として、3本ロールで再分散させた。ところ
が、再分散中、ポリイミド前駆体樹脂が析出し、均質な
る銀ペースト組成物になら々かった。
つぎに、実施例1から8、比較例1から2で作成した耐
熱導電性銀ペーストを、カラス基板上に3u×6uのパ
ターンを200個スクリーン印刷し、120℃で30分
間、200℃で1時間加熱し、硬化させた。
このガラス基板を、121℃、2気圧、100%R1H
(以下PCTと略す)下に下記第1表に示す時間放置し
、剥離するパターン数を調べた0第1表 この結果からあきらかな様にシランカップリング剤によ
る効果は極めて顕著であり、特にエポキシシランカップ
リング剤およびメルカプトシランカップリング剤が好ま
しく、さらに好ましくはメルカプトシランカップリング
剤であることがわかる。
特許出願人 日東竜気工業株式会社 代表者土方三部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリイミド系樹脂銀ペーストの固形分100重量
    部に対しシランカップリング剤0.1〜5oMN部配合
    してなる耐熱導電性銀ペースト組成物。
  2. (2)シランカップリング剤の量が3〜30重量部であ
    る特許請求の範囲第1項記載の耐熱導電性銀ペースト組
    成物。
  3. (3)シランカップリング剤がメルカプトシランカップ
    リング剤である特許請求の範囲第1項又は第2項記載の
    耐熱導電性銀ペースト組成物。
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