(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と金属粉を含む導電性ペーストであって、金属粉が直径０．００１μｍ以上１μｍ以下、長さ０．０１μｍ以上５０μｍ以下の該金属の針状突起物を表面に有することを特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】
樹脂と金属粉と半導体粉を含む導電性ペーストであって、金属粉が直径０．００１μｍ以上１μｍ以下、長さ０．０１μｍ以上５０μｍ以下の該金属の針状突起物を表面に有することを特徴とする導電性ペースト。
【請求項３】
金属粉が、ペースト中に２０〜９６重量％含有した請求項１または２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
半導体粉が、二酸化マンガン、二酸化スズ、二酸化タングステン、二酸化鉛、二酸化チタン、一酸化銅、一酸化亜鉛、一酸化ニッケル、一酸化コバルト、三二酸化鉄、チタン酸バリウム、酸化タンタル、三二酸化バナジウム、三酸化タングステンからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項２または３記載の導電性ペースト。
【請求項５】
半導体粉が、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリオキシベンゼン、ポリサルフィドベンゼン、ポリベンゼン、ポリベンゾピロリン、ポリピロリン、ポリカルバゾール、ポリフェノチアジンからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項２または３記載の導電性ペースト。
【請求項６】
金属粉が、球状、扁平状、楕円状いずれの形状であって、該金属の針状突起物を表面に有する請求項１乃至５のいずれかに記載の導電性ペースト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、導電性が良好な導電性ペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂と金属粉又は樹脂と金属粉と半導体粉からなる導電性ペーストは、この材料が持つ柔軟性のために電気工業、電子部品工業等の産業に多量に使用されている。このような導電性ペーストの成分のうち、金属粉又は金属粉と半導体粉が導電性に寄与し、樹脂が柔軟な接着性を保つために寄与している。そして導電性ペースト中に占める金属粉又は金属粉と半導体粉の割合が多い程、導電性ペーストの導電性が高くなるが、極端にその割合を多くすると導電性ペーストの接着性が損なわれる。このように導電性ペーストの導電性と接着性は反比例のような関係があるため、使用目的に応じて導電性ペーストの組成が決定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
導電性ペーストに使用される金属粉の形状は、通常球形であるが、前述したように、同一の接着性を保って少しでも導電性を高めるために、扁平形状とか楕円形状のものが提案され、実用に供されている。このような平板状の金属粉は、導電性ペースト中を電子が移動する場合に有利だと考えられているが、その機構については未だ明らかにはされていない。しかしながら、このような新規な導電性ペーストにおいてもさらに導電性を高めたい用途には不向きであった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成すべくなされたもので、その要旨は金属粉が直径１μｍ以下、長さ５０μｍ以下の針状突起物を表面に有することを特徴とする導電性ペーストである。
なお金属粉の一部を半導体粉に置換してもよい。
【０００５】
以下、本発明の導電性ペーストについて説明する。
本発明において使用される樹脂としては、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂、アリール樹脂、炭化水素樹脂、セルロース樹脂等従来公知の樹脂が１種以上使用される。又、このような樹脂は、モノマー又はオリゴマーの形で１種以上使用し、最終的な導電性ペーストを使用した場合の硬化後に目的組成の樹脂になるものでも良い。
【０００６】
次に本発明において使用される金属粉としては、例えば、銀粉、金粉、パラジウム粉、銅粉、ニッケル粉、銀コートニッケル粉、銀コート銅粉およびこれらの合金等があげられ、２種以上使用しても良い。この中でもとりわけ銀粉、銀コートニッケル粉、銀コート銅粉が導電性が高いため望ましい。
これら金属粉は、表面が針状突起物を有することが肝要である。
【０００７】
前記金属粉の表面が針状突起物を有するためには、金属粉表面を水洗して不純物イオンを除去した後乾燥し、さらにアルカリ洗浄、水洗、乾燥をくり返した後、４０〜９０℃、８０〜９０％ＲＨの恒湿槽中で、数日〜２・３週間放置後、室温で乾燥することによって得られる。
使用する金属粉の形状は、前述した球状、扁平状、楕円状いずれの形状であっても良い。
本発明では、各金属粉表面の針状突起物の大きさは直径０．００１〜１μｍ、長さ０．０１〜５０μｍが好ましい。
直径０．００１μｍ、長さ０．０１μｍ以下では作製した導電性ペーストの導電性が十分でなく、直径１μｍ、長さ５０μｍを超えると作製した導電性ペーストの導電性の向上は顕著でなく、逆にコスト的に不利となり好ましくない。
【０００８】
また、使用する金属粉と樹脂との比率を適当に調節することにより所望の導電率を有する導電性ペーストが得られるが、ペースト中に占める金属粉の含量の好ましい割合は、２０〜９６重量％である。金属粉の割合が２０重量％未満ではペーストの導電性が不十分であり、又、９６重量％を超えるとペーストの接着性が不十分であり、共に良好でない。
【０００９】
又、前述した金属粉は、一般に高価であるため、安価性を求める場合には金属粉の一部を半導体粉に置換してもよい。該半導体粉としては、電導度が１０-5ｓ・ｃｍ-1〜１０3 ｓ・ｃｍ-1の間にある半導体粉である。
代表例として、二酸化マンガン、二酸化スズ、二酸化タングステン、二酸化鉛、二酸化チタン、一酸化銅、一酸化亜鉛、一酸化ニッケル、一酸化コバルト、三二酸化鉄、チタン酸バリウム、酸化タンタル、三二酸化バナジウム、三酸化タングステン、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリオキシベンゼン、ポリサルフィドベンゼン、ポリベンゼン、ポリベンゾピロリン、ポリピロリン、ポリカルバゾール、ポリフェノチアジン等が挙げられる。
これらの半導体粉に適当な公知のドーパントを入れることにより電導度を調節して使用しても良い。
【００１０】
上述した導電性ペーストは、樹脂が溶解した適当な溶媒中に金属粉が分散した状態にあり、溶媒を除去して目的とする樹脂と金属粉又は樹脂と金属粉と半導体粉とからなる導電性ペーストとなる。又、樹脂自身が液体状のものは、前述した溶媒を使用しなくても良く、乾燥硬化することによって固形の導電性ペーストとなる。
【００１１】
【作用】
金属粉が表面に針状突起物を有すると金属粉間の電子移動が針状突起物先端間を通して容易に行われるものと考えられる。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例、比較例でもって本発明をさらに詳しく説明する。
実施例１〜６、比較例１〜６
粒径３〜４μｍ、厚さ１μｍの扁平銀粉を水洗し、５０℃で減圧乾燥した。さらに２％ＫＯＨ水溶液で洗浄した後、水洗し乾燥した。この操作を２回くり返した後６０℃８０％ＲＨの恒湿槽に１週間放置した。このようにして得た金属粉は、針状突起物を表面に有し、その針状突起物は、径が平均０．０３μｍ、長さが０．５μｍであることを顕微鏡観察で確認した。表１は、このようにして得た銀粉を各種ポリマーに加えて導電性ペーストを作製した時の電導度を示した。尚、電導度は、ガラス板状に１ｍｍの厚さで導電性ペーストを塗布し、極間距離１ｃｍで測定した値である。又、各比較例は、各々の実施例で銀粉を前述した処理を行わない場合の導電性ペーストの電導度である。
【００１３】
実施例７〜１２、比較例７〜１２
粒径７μｍの球状銀コートニッケル粉に実施例１と同様な処理で針状突起物を有する表面を形成した。針状突起物は径が平均０．０１μｍ、長さ０．０４μｍであった。このような銀コートニッケル粉と、別に用意した各種の半導体粉と樹脂からなる導電性ペーストを作製し、電導度を測定し表２に示した。
【００１４】
実施例１３〜１８
実施例２で銀粉を恒湿槽に放置する時間を変化させた以外は、実施例２と同様にして導電性ペーストを作製し、各例の電導度を測定し表３に示した。
【００１５】
比較例１３
比較例２で作製した導電性ペーストを６０℃８０％ＲＨの恒湿槽に１週間放置した後に乾燥して電導度を測定し、その値を表３に並記した。
【００１６】
【表１】
0003656274.tif 000002
【００１７】
【表２】
0003656274.tif 000003
【００１８】
【表３】
0003656274.tif 000004
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、樹脂と金属粉からなる導電性ペースト又は樹脂と金属粉と半導体粉からなる導電性ペーストであって、金属粉が直径１μｍ以下、長さ５０μｍ以下の針状突起物を表面に有するので導電性が良好である。