(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ＩＣやＬＳＩその他の半導体素子、および各種電子部品あるいは基板への回路形成に利用される導電ペーストにおいて、その含有する金属微粉末を均一に分散させ、また、その印刷により微細で鮮明なパターンの形成を可能とする導電ペーストを提供することにある。【解決手段】本発明は、下記繰返し単位（１）【化１】2005005001.tif 000004（式中、Ｒは水素原子または１〜２０の置換基を有していてもよい炭化水素基を示し、Ｘは酸素原子、硫黄原子または窒素原子を示し、１つの化合物の中で、２つ以上の原子が組み合わされていることを含む。ｍは４〜１０の整数を示し、ｎは１〜３の整数を示す。）を有する環状化合物を含むことを特徴とする導電ペーストを提供することにある。本発明は、さらに、前記導電ペーストを構成する樹脂が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする前記記載の導電ペーストを提供するものである。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記繰返し単位（１）
【化１】
2005005001.tif 000003
（式中、Ｒは水素原子または１〜２０の置換基を有していてもよい炭化水素基を示し、Ｘは酸素原子、硫黄原子または窒素原子を示し、１つの化合物の中で、２つ以上の原子が組み合わされていることを含む。ｍは４〜１０の整数を示し、ｎは１〜３の整数を示す。）を有する環状化合物を含むことを特徴とする導電ペースト。
【請求項２】
導電ペーストを構成する樹脂が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の導電ペースト。
【請求項３】
導電ペーストを構成する熱硬化性樹脂が少なくともエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂またはウレア樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載の導電ペースト。
【請求項４】
前記繰返し単位（１）を有する環状化合物の含有量が、樹脂１００重量部に対して、０．１〜５０重量部であることを特徴とする請求項１記載の導電ペースト。
【請求項５】
導電ペーストを構成する金属が、鉄、銅、銀、金、またはその合金であり、またはそれらが混合使用されたものであることを特徴とする請求項１記載の導電ペースト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣやＬＳＩその他の半導体素子、および各種電子部品あるいは基板への印刷用としての導電ペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ＩＣやＬＳＩその他の半導体素子、および各種電子部品あるいは基板への回路形成は導電ペーストを用いた印刷が応用されている。印刷によると、大量生産が可能であるし、また、微細なパターンを描くのに適しており、近年電子部品の小型化に伴い、そのパターン印刷も微細で鮮明なものが要求されている。銀などの金属の微粉末を樹脂に均一に分散させることが重要であり、各種の検討がなされている。特開２００２−１０９９５９には目的は、導電ペーストの無溶剤化であるが、樹脂としてエポキシ樹脂をベースにして、シリカ等の塗工性改良材およびポリエチレングリコールエステル等の分散性改良材が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０９９５９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、ＩＣやＬＳＩその他の半導体素子、および各種電子部品あるいは基板への回路形成に利用される導電ペーストにおいて、その含有する金属微粉末を均一に分散させ、また、その印刷により微細で鮮明なパターンの形成を可能とする導電ペーストを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意検討の結果、前記した導電ペーストおいて、以下に説明する環状化合物が金属微粉末の分散に特に効果があることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち本発明は、下記繰返し単位（１）
【０００７】
【化２】
2005005001.tif 000002
【０００８】
（式中、Ｒは水素原子または１〜２０の置換基を有していてもよい炭化水素基を示し、Ｘは酸素原子、硫黄原子または窒素原子を示し、１つの化合物の中で、２つ以上の原子が組み合わされていることを含む。ｍは４〜１０の整数を示し、ｎは１〜３の整数を示す。）を有する環状化合物を含むことを特徴とする導電ペーストを提供することにある。
【０００９】
本発明は、さらに、前記導電ペーストを構成する樹脂が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする前記記載の導電ペーストを提供するものである。
【００１０】
本発明は、また、前記導電ペーストを構成する熱硬化性樹脂が少なくともエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂またはウレア樹脂を含むことを特徴とする前記記載の導電ペーストを提供する。
【００１１】
本発明は、さらに、前記繰返し単位（１）を有する環状化合物の含有量が、樹脂１００重量部に対して、０．１〜５０重量部であることを特徴とする前記記載の導電ペーストを提供するものである。
【００１２】
本発明は、また、前記導電ペーストを構成する金属が、鉄、銅、銀、金、またはその合金であり、またはそれらが混合使用されたものであることを特徴とする前記記載の導電ペーストを提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に使用される前記式（１）記載の繰返し単位を有する環状化合物において、Ｘは酸素原子、硫黄原子または窒素原子を示すが、一つの環を形成する中で異種の原子が組み合わされていることも好ましい。また、ｎは通常１〜３であるが、その置換基であるＲは水素原子、または置換基を有していてもよい炭素数１〜２０炭化水素を示し、その置換度およびその種類はそれぞれの炭素で異なっていてもよい。ここでいう置換度はＲが水素原子以外のものを言う。置換基を有していてもよい炭素数１〜２０炭化水素としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基等の脂肪族炭化水素基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の脂環式炭化水素基、フェニル基、メチルフェニル基、ベンジル基等の芳香族化合物を含む。
【００１４】
これらの炭化水素への置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、保護基を有していてもよいヒドロキシル基、保護基を有していてもよいヒドロキシメチル基、保護基を有していてもよいカルボキシル基、保護基を有していてもよいアミノ基、保護基を有していてもよいメルカプト基等が挙げられる。繰返し数であるｍは通常は４〜１０であるが、好ましくは５〜８である。繰返し数が３以下であると金属の分散性が劣るし、１１以上については合成しにくく、また経済的にも高価なものとなる。
【００１５】
この環状化合物の実例を上げると、例えば、１２−クラウン−４−エーテル、１５−クラウン−５−エーテル、１８−クラウン−６−エーテル、２１−クラウン−７−エーテル、２４−クラウン−８−エーテル、１−アザ−１２−クラウン−４−エーテル、１−アザ−１５−クラウン−５−エーテル、１−アザ−１８−クラウン−６−エーテル、４，１０−ジアザ−１２−クラウン−４−エーテル、４，１０−ジアザ−１５−クラウン−４−エーテル、４，１３−ジアザ−１８−クラウン−６−エーテル等が含まれる。
【００１６】
この環状化合物の添加量は、導電ペーストに含まれる樹脂１００重量部に対して、通常０．１〜５０重量部である。好ましくは０．３〜２０重量部であり、特に好ましくは０．５〜１０重量部である。０．１重量部より少ないと、金属の分散性が悪くなり、５０重量部多いと、分散性はよくなるが、樹脂が少なくなることにより、印刷後に剥離するという問題を起こす可能性がある。
【００１７】
本発明に使用される樹脂については特に限定されるものではないが、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂が挙げられる。特にエポキシ樹脂が好ましいといえるが、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノール型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、グリセリントリエーテル型エポキシ樹脂、ポリオレフィン型エポキシ樹脂、エポキシ化大豆油、リモネンオキシド、シクロペンタジエンジオキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシドなどが挙げられる。また、グリシジル基を有するエポキシ樹脂も好ましい。
【００１８】
エポキシ樹脂の硬化剤としては、一般的なエポキシ硬化剤が使用できる。例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレンテトラミン等の脂肪族ポリアミン系、ｍ−キシレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノフェニルスルフォン等の芳香族アミン系、ジメチルアミノシクロへキサン、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルフェノール等の第三級アミン系、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、等の酸無水物系、ＢＦ３−ピペリジン錯体等の三フッ化ホウ素アミン錯体系等が挙げられる。
【００１９】
本発明に使用される金属としては、特に限定されるものではないが、一般的に金、銀、銅、鉄、錫、ビスマス、亜鉛、ニッケル、パラジウム、クロム、インジウム、アンチモン、アルミニウム、ゲルマニウム、ベリリウム等が含まれる。また、これらの合金であってもかまわない。これらの金属は通常、球形の微粒子として使用されるが、その粒径は通常、１〜４０μｍであり、好ましくは、２〜３０μｍ、特に好ましくは３〜１５μｍである。粒子が４０μｍ以上であると、微細な印刷が出来ないこと、１μｍ以下では金属粉砕にコストが要し、また、あまり微細であると、凝集等が発生し、その取扱いも困難になる。
【００２０】
また、その金属微粒子の比表面積（単位はｍ２／ｇ）は、通常０．０１以上であるが、好ましくは０．０５以上、特に好ましくは、０．１以上である。金属微粒子が凝集すると、見かけ上、比表面積が小さくなる。金属の微細化と同時に、金属の凝集のない、比表面積で０．０１ｍ２／ｇ以上は好ましいものである。
【００２１】
本発明に使用される溶媒は、使用される樹脂を溶解するものであれば、特に限定されるものではない。通常、メトキシエチルアルコール、エトキシエチルアルコール、ブトキシエチルアルコール、メトキシプロパノール、メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、ブトキシエチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、メチルエチルケトン、メチルカルビトール、カルビトール、カルビトールアセテート等が使用される。また、これらの溶剤を２種以上組み合わせた混合溶剤も好ましい。また、作業環境を考慮して、無溶媒で実施することもかまわない。
本発明には、通常使用される導電ペーストに添加される添加剤を加えることは可能である。例えば、無機フィラーとして、シリカ、アルミナ、マイカ等、さらにカーボン粉末、染料、顔料、増粘剤、チキソトロピー剤、沈殿防止剤、酸化防止剤等が挙げられる。
また、本発明の化合物を通常使用される分散剤と組み合わせて使用することも可能である。分散剤として、例えば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリエチレングリコールのエーテル系化合物、ステアリン酸ステアリル、オクタン酸セチル、イソステアリン酸ヘキシルデシル、ステアリン酸ソルビタン、イソステアリン酸ソルビタン、ステアリン酸グリセリル、ステアリン酸プロピレングリコール等のエステル系化合物、Ｎ−アシルグルタミン酸エステル、ピログルタミン酸エステル等のアミノ酸誘導体、ステアリン酸ポリグリセリル、ジステアリン酸ポリグリセリル等のポリグリセリン脂肪酸エステル、その他、ポリオキシエチレングリセリルエーテル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、ポリオキシエチレントリメチロールプロパン脂肪酸エステル等が挙げられる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の導電ペーストは、前記記載の繰返し単位（１）を有する環状化合物を使用することにより、金属微粒子の分散性を飛躍的に改良し、ＩＣやＬＳＩその他の半導体素子、および各種電子部品あるいは基板への回路形成への微細でしかも鮮明な印刷を可能とした。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
【００２４】
実施例１
ホモジナイザーにリモネンオキシド（カチオン硬化性樹脂）２５ｇ、塗工性改良材バイロン２９６（東洋紡社製）３ｇ、１８−クラウン−６−エーテル（別称１，４，７，１０，１３，１６−ヘキサオキサシクロオクタデカン）１ｇ、溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン１０ｇを仕込み遮光して室温で３０分攪拌し均一化した。更にカチオン開始剤ＳＰ−１７０（旭電化工業製アデカオプトマー）２ｇと銀粉末（石福金属興行社製ＲＨタイプ）６０ｇを添加して、３０分ニーダー処理を行った。得られたペーストを用いて、１８０メッシュ乳剤厚１５μｍのスクリーン版で１ｍｍ幅×１ｍ長のパターン印刷を行なった。１５０℃３０分加熱して、更に１６０Ｗ／ｃｍのメタルハライドランプで照射し、硬化反応を実施した。その結果、鮮明な印刷結果が得られた。
【００２５】
実施例２
実施例１の１８−クラウン−６−エーテルに代えて４，１３−ヂアザ−１８−クラウン−６−エーテルを使用した以外は、実施例１と同様な操作を実施した。その結果、鮮明な印刷結果が得られた。
【００２６】
実施例３
実施例１の１８−クラウン−６−エーテルに代えてＮ，Ｎ´−ジベンジル−４，１３−ジアザ１８−クラウン−６−エーテルを使用した以外は、実施例１と同様な操作を実施した。その結果、鮮明な印刷結果が得られた。
【００２７】
比較例１
実施例１の１８−クラウン−６−エーテルを使用しなかった以外は、実施例１と同様な操作を実施した。その結果、満足できる印刷ではなかった。