(57)【要約】【課題】可能な限り粘度調整が不要な導電性ペーストを得ることの出来る金属粉、及び、その導電性ペーストを提供する。【解決手段】粉粒表面に表面処理層を備えた金属粉であって、当該表面処理層は、酸基と塩基とを併有する有機化合物を用いて形成したものであることを特徴とする表面処理金属粉を採用する。そして、酸基と塩基とを併有する有機化合物は、酸価が１０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）〜１１０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、アミン価が１５（ＫＯＨｍｇ／ｇ）〜１５０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）の範囲に含まれる有機化合物を用いるのである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒表面に表面処理層を備えた金属粉であって、
当該表面処理層は、酸基と塩基とを併有する有機化合物を用いて形成したものであることを特徴とする表面処理金属粉。
【請求項２】
酸基と塩基とを併有する有機化合物は、酸価が１０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）〜１１０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、アミン価が１５（ＫＯＨｍｇ／ｇ）〜１５０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）の範囲に含まれる有機化合物である請求項１に記載の表面処理金属粉。
【請求項３】
酸基と塩基とを併有する有機化合物は、ポリエステル酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエステル酸のアマイド・アミン塩、ポリエステル酸のアミン塩、ポリエーテルリン酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエーテルリン酸のアマイド・アミン塩、ポリエーテルリン酸のアミン塩、ポリエーテルエステル酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエーテルエステル酸のアマイド・アミン塩、ポリエーテルエステル酸のアミン塩のいずれか１種若しくは２種以上を混合したものである請求項１又は請求項２に記載の表面処理金属粉。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の表面処理金属粉を用いて製造したことを特徴とする導電性ペースト。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の導電性ペーストを用いて導電性回路を形成したことを特徴とするプリント配線板。
【請求項６】
請求項３又は請求項４に記載の導電性ペーストを用いて導体を形成したことを特徴とするチップ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願に係る発明は、表面処理金属粉、その表面処理金属粉の製造方法、その金属粉を用いた導電性ペースト、及びその導電性ペーストを用いて得られるプリント配線板に関するものである。中でも、導電性ペーストは従来の導電性ペーストには見られない長期保存性を得ることが可能であり、その初期粘度からの経時変化を有効に抑制できるものとなるのである。
【背景技術】
【０００２】
金属粉は、導電性ペースト原料として古くから用いられてきた。導電性ペーストは、その取り扱いの容易さ故に、実験目的の使用から、電子産業用途に到るまで広範な領域において使用されてきた。電子産業用途では、スクリーン印刷法を用いたプリント配線板の回路形成、積層セラミックコンデンサ等の各種チップ部品の電気的接点部の形成に応用され、電気的導通確保の手段に用いられてきた。
【０００３】
この金属粉には、種々の目的を達成するための表面処理が施され、多くの種類のものが市場に供給されてきた。例示するとすれば、特許文献１にはオレイン酸で表面処理された表面処理銅粉が開示されている。また、特許文献２や特許文献３には、銅粉の表面にステアリン酸等の飽和脂肪酸、パーフルオロアルキル燐酸エステル、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩等のフッ素系表面処理剤を用いた有機層を設けたものである。これらの表面処理銅粉は、銅粉の耐酸化性能を向上させたものである。耐酸化性能に劣ると、導電性ペーストを製造した場合のバインダー樹脂である有機ビヒクルとの関係で導電性ペーストを増粘させ回路形成が困難となる。
【０００４】
また、特許文献４に開示されているように、導電性ペーストはプリント配線板のビアホール等の層間導通を確保するための導体の形成に用いられる場合もある。今日のプリント配線板業界に対しては、我国の電機業界が厳しい国際価格競争に晒されていることもあり、コストダウン要求が一層厳しさを増すこととなっている。このような市場の動向を受け、近年は、４層以上の多層プリント配線板において、層間導電性を確保する手段として、スルーホールメッキ法、バイアホール形成法等に代わって、導電性ペーストを用いて多層プリント配線板の層間導通を確保する手法が行われるようになってきた。
【０００５】
このような用途には、導電性ペーストとして用いるときの、ペースト粘度を適正な範囲に可能な限り維持して、プリント配線板のビアホールの穴埋め性を一定レベルに保つことが望まれてきた。これらの市場要求に応えるため、導電性ペーストの金属粉の持つ物性である粒径、粉粒の比表面積の減少、粉粒体表面の有機剤による表面処理等の種々の解決手段が採用され、導電性ペースト粘度の低減及び長期の品質安定性確保を図ることが行われてきた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３３０８０１号公報
【特許文献２】特開２００２−３３２５０２号公報
【特許文献３】米国特許第５，１２６，９１５号公報
【特許文献４】特開平３−１３７１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、導電性ペースト用の金属粉の持つ物性である粒径、粉粒の比表面積の減少、粉粒体表面の有機剤による表面処理等の要因を管理するだけでは、導電性ペーストの粘度制御を完全に行うことはできず、ロット毎のバラツキが大きくなる傾向が存在していた。しかも長期に亘ってペースト粘度の変化が小さな製品は存在しなかったのである。
【０００８】
また、導電性ペースト用の金属粉には、導体形成後の導体抵抗が低いものであるという特性が同時に求められることは当然であり、導体の膜密度が良好で、低抵抗の導体形成が可能という性質を併せ持つ必要性がある。
【０００９】
更に、プリント配線板の層間導通を確保するための導体の形成に、導電性ペーストを用いようとすると、より厳しいペースト粘度管理が要求されることになる。プリント配線板の層間導通を確保する手段は、「予め基材に層間導通部を形成する穴を形成し、この穴に導電性ペーストを充填して硬化させ、その表層に銅箔を張り付けた銅張積層板を用いてプリント配線板を製造する方法」や、「予め銅箔の基材との接着面に、層間導体を構成する導電性ペーストを硬化させた突起を形成し、これを基材と積層して張り付ける方法により銅張積層板製造時に層間導通を確保する」等の種々の方法が採用されている。これらの技術には、導電性ペーストが用いられ、スクリーン印刷技術が転用されるのである。そのため、導電性ペーストの完全な粘度制御及び優れた充填性を確保できる金属粉の供給が市場において求められてきたのである。
【００１０】
また、導電性ペーストに加工してプリント配線板の導体を形成する場合には導体抵抗を低減させることも求められてきた。層間導体の組み込まれた２層以上のプリント配線板は、ノートブックパソコン、携帯電話、ＡＶ機器等のいわゆる高級家電に用いられるものであり、安定した層間導通性能の確保は必要最低限の条件となる。層間導体の抵抗が上昇すると、層間の回路間での信号伝達速度に遅れを生じ、コンピューター機器等の誤動作の要因ともなり、余分な発熱を生じることも考えられるのである。従って、極力酸化が進行していない金属粉を使用することが求められるのである。
【００１１】
しかも、導電性ペーストの場合は、導電性ペーストの粘度はペースト成分の重合や分解等により、経時的に変化していくという特徴を有しており、この点においては、使いづらい材料と言われてきた。導電性ペーストの粘度が変化すると、その変化した度合いに応じて有機溶剤を事後的に添加するなどして粘度調整を行わざるを得ないのである。従って、可能な限り粘度調整が不要な導電性ペーストを実現できるための金属粉、及び、導電性ペーストを用いて導体を形成した際、良好な膜密度が得られ、その結果低抵抗の導体を得ることの出来る金属粉が望まれてきたのである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、以下に説明する発明に想到するに到ったのである。本件発明は、特に導電性ペーストに加工したときの、ペースト粘度の経時変化を最小限に抑制することの可能な表面処理金属粉に関するものである。
【００１３】
＜表面処理金属粉＞
本件発明に係る表面処理金属粉を、最も上位概念的に捉えれば、「粉粒表面に表面処理層を備えた金属粉であって、当該表面処理層は、酸基と塩基とを併有する有機化合物を用いて形成したものであることを特徴とする表面処理金属粉。」と表せる。即ち、金属粉を酸基と塩基とを併有する有機化合物を含む溶媒中に投入し、所定時間攪拌する等して、金属粉粒子の表面に吸着させ、乾燥させることで表面処理層を形成したものである。
【００１４】
最初に、芯材として用いる金属粉に関して述べることとする。芯材としての金属粉には、銅粉、銀粉、ニッケル粉等を用いることが出来る。本件発明に係る酸基と塩基とを併有する有機化合物での表面処理層の形成が容易だからである。特に、銅粉と銀粉とに対しての表面処理膜の形成能が高くなる傾向にあるのである。
【００１５】
ここで言う酸基と塩基に関して説明する。一般に酸基とは、酸の分子から金属と置換しうる水素原子を１以上除いた残りの部分を指す用語として用いられる。これに対して、塩基とは、水溶液中において解離することで水酸イオンを生じ、酸を中和して塩を生じる物質を指すものと言われる。しかしながら、本件発明における酸基及び塩基の概念は、狭義の概念に限定することなく、Ｌｅｗｉｓの定義したように、酸基を電子受容体となりうる基（ルイス酸基）、塩基を電子供与体となりうる基（ルイス塩基）と認識すればよいのである。また、陽子説に従えば、酸は塩基に対して陽子を放ちやすい傾向のあるプロトン供与体、塩基は酸から陽子を受け入れやすい傾向にあるプロトン受容体と捉えられるのである。
【００１６】
従って、本件発明における酸基及び塩基とは、上述の定義に合致するものであれば良いのであるが、−ＣＯＯＨ、−ＮＨＸ、−ＣＯＮＨの基を少なくとも備える有機化合物を用いることが好ましいのである。これらの基を備える有機化合物で表面処理した金属粉は、幅広い環境下での良好な耐酸化性能を発揮するものとなり、当該表面処理金属粉と有機剤とを混合して得られる導電性ペースト中においても、当該有機剤による表面処理金属粉の粉粒表面の酸化等による変質防止効果が高くなるのである。その結果、本件発明に係る表面処理金属粉を用いることで、導電性ペーストの経時的な粘度変化を抑制することが可能となるのである。
【００１７】
ここで、どの程度の酸基及び塩基を併有すればよいのかを明らかにしておくことにする。しかしながら、有機化合物となったときの構造式中に含まれる基には、上述した−ＣＯＯＨ、−ＮＨＸ、−ＣＯＮＨの基以外の基が含まれる場合もある。そこで、酸基と塩基とを併有する有機化合物の持つ酸価及びアミン価として特定することにしたのである。その結果、酸基及び塩基を併有する有機化合物の酸価が１０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）〜１１０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、アミン価が１５（ＫＯＨｍｇ／ｇ）〜１５０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）であるものを用いることが好ましいのである。ここに掲げる酸価及びアミン価の範囲で、最も良好に金属粉の粉粒表面を均一に被覆でき良好な耐酸化性能を得ることができ、同時に導電性ペーストに加工して以降のペースト粘度の経時変化を最小限に抑制する事が可能となるのである。
【００１８】
更に、−ＣＯＯＨ、−ＮＨＸ、−ＣＯＮＨの基を備える有機化合物を具体的に言えば、ポリエステル酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエステル酸のアマイド・アミン塩、ポリエステル酸のアミン塩、ポリエーテルリン酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエーテルリン酸のアマイド・アミン塩、ポリエーテルリン酸のアミン塩、ポリエーテルエステル酸の長鎖ポリアミノアマイド塩、ポリエーテルエステル酸のアマイド・アミン塩、ポリエーテルエステル酸のアミン塩のいずれか１種若しくは２種以上を混合したものである。そして、分子量が３００００以下のものを用いるのが好ましいのである。更に好ましくは、分子量が５００〜３０００の範囲にあるものを用いるのである。
【００１９】
上記有機化合物の分子量の差に起因すると思われる効果として、分子量が５００〜３０００の範囲にある場合が、最も良好なペースト粘度の経時変化の抑制効果が得られるのである。思うに、分子量が大きくなり過ぎると、金属粉の粉粒表面の被覆が均一に行えなくなる傾向にあると考えられる。また、分子量が小さくなり過ぎると、処理量を多くする必要があり、ペーストの安定性が損なわれるのである。従って、有機化合物は、その種類に応じて一定の範囲の分子量が自ずと定まるものであるが、本件発明者等の確認する限り、分子量は３００００以下の範囲から選択的に採用することが適当であると判断できるのである。
【００２０】
＜表面処理金属粉の製造方法＞
上述してきた表面処理金属粉を製造するに当たって、表面処理方法として特に特殊な製造方法を採用する必要はない。むしろ芯材となる金属粉の製造時に分散性の高い金属粉を得ることに留意すべきである。しかしながら、この分散性の高い金属粉の製造方法に関しては、従来の製造方法を応用し要求品質に応じた粉体特性を持つものとすることが可能である。従って、いくつかの表面処理方法を例示して、簡単に説明することとする。
【００２１】
（表面処理方法１）  この表面処理方法を簡単に言えば、金属粉と、所定濃度の酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒とを、一定時間以上接触させ、乾燥することで表面処理金属粉を得るのである。このときに金属粉は、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒と接触させる前に、その粉粒表面をアルコール等の有機溶剤で洗浄処理しておくことが好ましい。有機溶剤での洗浄処理を行うことで、粉粒表面の油脂成分等による汚染除去を行い均一な表面処理層の形成が可能となるからである。
【００２２】
そして、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒の当該有機物濃度は、１ｇ／ｌ〜５０ｇ／ｌ程度の濃度範囲を採用すればよい。本件発明で用いる有機化合物の種類全体を対象として考えると、当該有機化合物濃度が１ｇ／ｌ未満になると、金属粉の粉粒表面の均一被覆性が損なわれ、導電性ペーストに加工した後のペースト粘度の増粘防止効果が得にくくなるのである。これに対し、当該有機化合物濃度が５０ｇ／ｌを超えても、導電性ペーストに加工した後のペースト粘度の増粘防止効果は向上しなくなるのである。
【００２３】
また、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒の分散溶媒には、有機溶媒であるアルコール類等の単一溶媒、アルコール類とキシレンとの混合溶媒等を用いることが好ましい。酸基及び塩基を併有する有機化合物は、水に分散しにくく、有機溶媒を用いなければ、金属粉の粉粒表面の均一被覆性を確保できないのである。従って、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒の溶液温度は、分散溶媒の性質等を考慮して室温〜４０℃程度の範囲を採用することが好ましいのである。
【００２４】
更に、「金属粉」と「所定濃度の酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒」との接触時間は、酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒の当該有機物濃度と、溶液温度との関係により若干の差異はあるものの、溶液を攪拌しつつ２０分〜４０分の接触時間を採用すればよいのである。接触時間が２０分未満の場合には、上記の条件下で金属粉の粉粒の均一な表面処理が不可能となるのである。一方、接触時間が４０分を超えても、それ以上に均一な表面処理は行えなくなり、生産性を阻害するだけの結果となるのである。
【００２５】
そして、乾燥は、表面処理金属粉の無用な酸化を防止して、ペーストに加工したときの増粘を助長しないように、８０℃前後の大気雰囲気中、微還元雰囲気中、不活性ガス置換雰囲気等を採用して行うことが好ましいのである。
【００２６】
（表面処理方法２）  この表面処理方法を簡単に言えば、所定量の金属粉を、所定濃度の酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒に入れ、その状態で溶媒を加温して揮発乾燥させ、有機化合物の濃縮した状態を作り出して、表面処理金属粉を得るのである。このときの溶液濃度等に関しては、上述の概念を用いればよいため、ここでの重複した説明は省略する。但し、この方法では、前記溶媒中の酸基及び塩基を併有する有機化合物の利用効率が上昇するため、表面処理方法１よりも低濃度で同レベルの表面処理層の形成が可能となる。
【００２７】
（表面処理方法３）  この表面処理方法は、特に金属粉の粉粒の平均一次粒径が１０μｍ以上の粗粒の場合に適用可能な方法である。即ち、酸基及び塩基を併有する有機化合物を溶媒で希釈することなく、金属粉に、直接噴霧、滴下する等のである。このような方法は、最も簡便な方法ではあるが、微細な粉粒になるほど、均一な表面処理層の形成が不可能となる傾向にある。
【００２８】
＜導電性ペースト＞  以上に述べた本件発明に係る表面処理金属粉を用いて製造した導電性ペーストは、長期保存してもペースト粘度の変動が小さくなり、粘度管理が容易なものとなる。本件発明にかかる表面処理金属粉を用いれば、ペーストに加工した直後の粘度を基準として、一週間後のペースト粘度をみると変化率が５０％以内となるのである。ここで言う変化率とは、（［一週間後のペースト粘度］−［加工直後の粘度］）／［加工直後の粘度］×１００（％）で計算された値である。
【００２９】
本件発明に係る導電性ペーストには、テルピネオール系導電性ペースト、エポキシ系導電性ペースト等の全てのものを対象にしている。テルピネオール系導電性ペーストの粘度における特徴は、次のようになる。何ら表面処理を施していない金属粉を用いた場合には、導電性ペーストに加工した直後の粘度が最も高く、時間の経過と共に粘度が低下していく傾向にある。このように経時的に低下していく粘度を初期粘度に戻すことは、事後的調整としては殆ど不可能である。これに対し、本件発明に係る表面処理金属粉を用いると、導電性ペーストに加工した直後の粘度が最も低く、時間の経過と共に粘度が増加していく傾向にあり、溶剤を添加すれば粘度調整が容易に出来るものとなる。しかも、この増粘のレベルが極めて小さくなるのである。また、エポキシ系導電性ペーストの粘度における特徴は、いずれの金属粉を用いた場合でも、導電性ペーストに加工した直後の粘度が最も低く、時間の経過と共に粘度が上昇していく傾向にある。ところが、本件発明に係る表面処理金属粉を、エポキシ系樹脂と混合して得られる導電性ペーストは、やはり経時変化が小さくなるのである。その他、ブチルカルビトーレアセテート、ブチルカルビトーレ、粘度調整剤としてエチルセルロース、アクリル樹脂等を用いることが可能である。
【００３０】
＜本件発明に係る表面処理金属粉を含む導電性ペーストの応用範囲＞
上述したように導電性ペースト粘度の経時変化が小さいと言うことは、導電性ペーストとしての粘度管理が容易になり、導電性ペーストの品質変動が小さいと言うことになる。導電性ペーストを使用する分野の中でも、導電性ペーストを用いて製造する回路の厚さ、幅、回路エッジの直線性等に高い精度の要求されるプリント配線板及び積層セラミックコンデンサ等のチップ部品分野において有用なものとなる。
【発明の効果】
【００３１】
本件発明に係る表面処理金属粉を用いることで、導電性ペーストの経時変化を最小限に止めることが出来るようになる。従って、導電性ペーストの長期保存が可能となり、ペーストの粘度管理が容易となる。しかも、導電性ペースト粘度の変化が小さな事から、導電性ペーストの製造後一定時間経過した後の導電性ペーストを用いて製造した回路等の膜密度も非常に安定したものとなる。以下、実施形態において、これらの効果を示すこととする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を実施例を通じて、比較例と対比しつつ、本件発明の効果を詳細に説明する。最初に、以下の実施例及び比較例で共通して用いる銅粉及び銀粉の製造に関して説明する。
【００３３】
（芯材として用いた銅粉の製造）
ここでは、以下に述べる湿式法により銅粉を製造した。まず、硫酸銅（五水塩）１００ｋｇを、温水に溶解させ液温６０℃の２００リットルの溶液とした。そして、ここに１２５リットルの２５質量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、液温を６０℃に維持しつつ、１時間の攪拌を行い、酸化第二銅を生成した。
【００３４】
酸化第二銅の生成が終了すると、液温を６０℃に維持し続け、ここに濃度４５０ｇ／ｌのグルコース水溶液８０リットルを、２０分かけて一定の速度で添加し、酸化第一銅スラリーを生成した。ここで、このスラリーを一旦濾過し、洗浄した後、温水を加えて３２０リットルの再スラリーとした。
【００３５】
次に、再スラリーに、１．５ｋｇのアミノ酢酸及び０．７ｋｇのアラビアゴムを添加し、攪拌して、溶液温度を５０℃に保持した。この状態の再スラリーに、２０質量％濃度のヒドラジン５０リットルを、６０分かけて一定の速度で添加し、酸化第一銅を還元して銅粉として、銅粉スラリーを生成した。
【００３６】
続いて、この銅粉スラリーを濾過し、純水で十分に洗浄し、更にメタノールで洗浄し、銅粉を濾別した。この銅粉のレーザー回折散乱式粒度分布測定法の平均粒径Ｄ５０は４．６μｍ、Ｄ９０は９．０μｍであり、タップ充填密度（ＴＤ）は４．４ｇ／ｃｍ３、比表面積（ＳＳＡ）は０．３２ｍ２／ｇであった。
【００３７】
（芯材として用いた銀粉の製造方法）
最初に、銀キレート錯体スラリーを調製した。ここでは、１７５ｇの硝酸銀溶液を１７５０ｍｌの純水に溶解させた。一方で、３９２ｇのエチレンジアミンテトラ酢酸塩を５２５０ｍｌの純水に溶解させた。そして、前記硝酸銀溶液とエチレンジアミンテトラ酢酸塩溶液とを混合攪拌して銀キレート錯体スラリーを得たのである。この時の液温は室温である。
【００３８】
そして、前記銀キレート錯体スラリーを濾過し、銀キレート錯体を一旦濾別採取して、３５０ｍｌの純水で洗浄した。銀キレート錯体スラリーを製造した際の溶液を、以下の還元工程に用い込まないためである。純水洗浄が終了すると、この銀キレート錯体に７０００ｍｌの純水を加えて再スラリーとした。
【００３９】
次に、当該再スラリーに、２００ｇの亜硫酸カリウムを１７５０ｍｌの純水で溶解した溶液を添加し、溶液温度を５０℃に保持して、３０分間攪拌して還元処理を行い微粒銀粉を得た。その後、生成した微粒銀粉を濾別採取し、当該微粒銀粉を３５０ｍｌの純水、及び１７５ｍｌのメタノールで洗浄し、乾燥させることで完成した微粒銀粉としたのである。
【００４０】
ここで得られた銀粉のレーザー回折散乱式粒度分布測定法の平均粒径Ｄ５０は２．７８μｍ、Ｄ９０は１０．３μｍであり、タップ充填密度（ＴＤ）は４．２ｇ／ｃｍ３、比表面積（ＳＳＡ）は０．３５ｍ２／ｇであった。なお、本件明細書におけるレーザー回折散乱式粒度分布測定法の平均粒径Ｄ５０は、銀粉０．１ｇをＳＮディスパーサント５４６８の０．１％水溶液（サンノプコ社製）と混合し、超音波ホモジナイザ（日本精機製作所製  ＵＳ−３００Ｔ）で５分間分散させた後、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置であるＭｉｃｒｏ  Ｔｒａｃ  ＨＲＡ  ９３２０−Ｘ１００型（Ｌｅｅｄｓ＋Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社製）を用いて行った。
【実施例１】
【００４１】
本実施例では、芯材に上記銅粉を用い、これを酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒を用いて表面処理銅粉を製造し、その表面処理銅粉を用いてテルピネオール系の導電性ペーストを製造し、従来品とのペースト粘度の変化率、膜密度を比較した。
【００４２】
最初に銅粉の表面処理プロセスについて説明する。上述の銅粉１ｋｇ相当を、分子量１０００〜２０００の高分子ポリエステル酸アミン塩（酸価７０／アミン価１４０）１ｇを５００ｍｌのメタノールに溶解させた溶液に、攪拌を加えつつ３０分間浸漬し、粉体を濾別して、７０℃の大気雰囲気中で５時間乾燥させ表面処理銅粉を得た。
【００４３】
続いて、この表面処理銅粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。ここで製造したテルピネオール系導電性ペーストは、表面処理銅粉を８０重量部、バインダーを２０質量部の組成として、これらを混合して３時間の混錬を行ってテルピネオール系導電性ペーストを得たのである。このときのバインダーは、テルピネオール９３質量部、エチルセルロース７質量部の組成を持つものを用いた。
【００４４】
以上のようにして得られたテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表１に他の実施例及び比較例と同時に記載している。なお、本件明細書における粘度の測定には、東機産業社製の粘度計であるＲＥ−１０５Ｕを用いて、０．５ｒｐｍの回転数で測定したものである。膜密度に関しては、製造から所定時間経過した後の当該導電性ペーストを用いてアルミナ基板状に印刷法で回路形状を形成し、８０℃で乾燥したときの膜密度として表している。
【実施例２】
【００４５】
本実施例では、芯材に上記銅粉を用い、これを酸基及び塩基を併有する有機化合物を含む溶媒を用いて表面処理銅粉を製造し、その表面処理銅粉を用いてテルピネオール系の導電性ペーストを製造し、従来品とのペースト粘度の変化率、膜密度を比較した。基本的には、実施例１の場合と同様であるが、酸基及び塩基を併有する有機化合物の種類が異なるのである。
【００４６】
従って、銅粉の表面処理プロセスは、上述の銅粉１ｋｇ相当を、分子量１００００〜２００００の高分子ポリエステル酸アマイド塩（酸価８０／アミン価２０）１ｇを５００ｍｌのメタノールに溶解させた溶液に、攪拌を加えつつ３０分間浸漬し、粉体を濾別して、７０℃の大気雰囲気中で５時間乾燥させ表面処理銅粉を得た。
【００４７】
続いて、この表面処理銅粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。ここで製造したテルピネオール系導電性ペーストは、実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。そして、実施例１と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表１に他の実施例及び比較例と同時に記載している。
【実施例３】
【００４８】
本実施例では、実施例１で用いた銅粉３ｋｇと分子量１０００〜２０００の高分子ポリエステル酸アミン塩（酸価７０／アミン価１４０）１ｇを５００ｍｌのメタノールに溶解させた溶液を、ヘンシェルミキサーで攪拌を加えつつ加熱して、当該高分子ポリエステル酸アミン塩を濃縮して、表面処理を行った。そして、粉体を濾別して、８０℃の大気雰囲気中で３時間乾燥させ表面処理銅粉を得た。
【００４９】
続いて、この表面処理銅粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。ここで製造したテルピネオール系導電性ペーストは、実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。そして、実施例１と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表１に他の実施例及び比較例と同時に記載している。
【実施例４】
【００５０】
本実施例では、実施例１で用いた銅粉の代わりに、上記銀粉３ｋｇと分子量１０００〜２０００の高分子ポリエステル酸アミン塩（酸価７０／アミン価１４０）１ｇを５００ｍｌのメタノールに溶解させた溶液を、ヘンシェルミキサーで攪拌を加えつつ加熱して、当該高分子ポリエステル酸アミン塩を濃縮して、表面処理を行った。そして、粉体を濾別して、８０℃の大気雰囲気中で３時間乾燥させ表面処理銀粉を得た。
【００５１】
続いて、この表面処理銀粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。ここで製造したテルピネオール系導電性ペーストは、実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。そして、実施例１と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表１に他の実施例及び比較例と同時に記載している。
【比較例１】
【００５２】
この比較例では、上記銅粉を表面処理することなく用いて、テルピネオール系の導電性ペーストを製造し、実施例とペースト粘度の変化率、膜密度を比較した。基本的には、実施例１の場合と同様であり、表面処理プロセスが省略されたものである。
【００５３】
そして、実施例１と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表１に他の実施例及び比較例と同時に記載している。
【比較例２】
【００５４】
この比較例では、従来の表面処理銅粉であるオレイン酸処理をした銅粉を製造した。そして、この銅粉を用いて、同様のテルピネオール系導電性ペーストに加工した。
【００５５】
このときの銅粉のオレイン酸処理プロセスについて説明する。上記銅粉１ｋｇを、オレイン酸１ｇを溶解させた５００ｍｌのメタノール溶液中に投入し、３０分間の攪拌を行った。そして、吸引濾過することで、銅粉とメタノール溶液とを濾別し、分取した銅粉を７０℃の温度で５時間の乾燥を行い、粒子表面にオレイン酸による表面処理層を形成した表面処理銅粉を製造した。
【００５６】
この表面処理銅粉を用いて、テルピネオール系導電性ペーストを製造した。これらの製造方法は、実施例１で記載したと全く同様であるため、ここでの説明は省略する。そして、実施例１と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表１に他の実施例及び比較例と同時に記載している。
【比較例３】
【００５７】
この比較例では、上記銀粉を表面処理することなく用いて、テルピネオール系の導電性ペーストを製造し、実施例とペースト粘度の変化率、膜密度を比較した。基本的には、実施例１の銅粉を銀粉に変更した場合と同様であり、表面処理プロセスが省略されたものである。
【００５８】
そして、実施例１と同様にテルピネオール系導電性ペーストの製造直後の粘度及び一週間経過後の粘度、製造直後の粘度を基準に粘度の変化率、その他膜密度に関しては表１に他の実施例及び比較例と同時に記載している。
【００５９】
【表１】
2005190907.tif 000002
【００６０】
＜実施例と比較例との対比＞  表１から分かるように、実施例１〜実施例４いずれもペースト粘度の変化率（表１には「粘度変化率」と記載）、及び、上述のようにして測定した膜密度が非常に安定して低い値になっていることが分かる。これに対して、表面処理を何ら施していない比較例１及び比較例３の場合は、膜密度は小さく、粘度変化率が大きくなり、粘度調整の困難な粘度低下を引き起こしていることが分かるのである。また、比較例２の脂肪酸処理した銅粉の場合は、膜密度に特に問題はないが、ペースト粘度が徐々に高くなっており、粘度調整を必要とすることが理解できるのである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本件発明に係る表面処理金属粉を用いることで、導電性ペーストに加工して以降のペースト粘度の経時変化を最小限に止めることができる。そして、製造直後の導電性ペーストと製造後一週間程度の時間が経過した後の当該導電性ペーストを用いて形成した回路等の膜密度に大きな差異が生じないため、特に厳密な粘度調整が不要となる。従って、導電性ペーストの粘度調整が殆ど不要であり、ペーストの管理コストの削減が可能となるのである。
【００６２】
また、粘度変化が小さいと言うことは、膜密度の経持的変動が少ないことを示唆しており、本件発明に係る表面処理金属粉を用いた導電性ペーストを用いて得られる回路等の電気的抵抗値が安定化することが考えられ、高品質のプリント配線板及びチップ部品等を市場に提供することが可能となるのである。