加熱硬化型導電性ペースト組成物およびその導電性ペースト組成物を用いた電極並びに配線パターンの形成方法
【課題】優れた印刷性を備えるとともに、高い導電性と良好な半田濡れ性を有する加熱硬化型導電性ペースト組成物を提供すること。
【解決手段】銀粉末と、加熱硬化性成分と、硬化剤と、溶剤とを含有し、銀粉末としてフレーク状銀粉末と、表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含む。
【解決手段】銀粉末と、加熱硬化性成分と、硬化剤と、溶剤とを含有し、銀粉末としてフレーク状銀粉末と、表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱硬化型導電性ペースト組成物に関し、より詳しくは、電極または電気配線の形成に使用される加熱硬化型導電性ペースト組成物であって、フィルム、基板、電子部品等の基材への良好な印刷性を有し、得られた塗膜を加熱硬化させることにより、優れた導電性を備える半田濡れ性の良好な電極または電気配線を形成することのできる加熱硬化型導電性ペースト組成物に関するものであり、具体的には太陽電池セルの集電電極、チップ型電子部品の外部電極、また、ＲＦＩＤ、電磁波シールド、振動子接着、メンブレンスイッチ、エレクトロルミネセンス等の電極または電気配線用途に好適に用いられる加熱硬化型導電性ペースト組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性ペーストを、フィルムや基板や電子部品等の基材に塗布または印刷し、加熱して乾燥硬化させることにより、電極や電気配線等を形成するという方法は、従来から広く用いられている。しかし、近年の電子機器の高性能化に伴い、導電性ペーストを用いて形成される電極や配線パターン等には、より低抵抗であることが要求され、その要求は年々厳しくなっている。
【０００３】
高温処理により特性が劣化するような電子部品等に導電性ペーストを用いて電極を形成する場合、例えば、導電性ペーストを用いてアモルファスシリコン層を有する太陽電池の集電電極を形成する場合、銀などの導電性金属粉末とエポキシ樹脂またはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する導電性ペーストを電子部品等に印刷し、これを比較的低温で加熱硬化する方法が行われているが、ペーストの導電性が変換効率に与える影響が大きいことから、より変換効率を上げるために、より低抵抗であることが要求されている。更に、ペースト硬化物上に配線用のタブを半田付けするために、半田濡れ性が良好であることも要求される。
【０００４】
また、銅箔のエッチングあるいは銅めっきによる電極形成の代替で、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合、例えば、導電性ペーストを用いてガラス基板上に電磁波シールド電極を形成する場合、銅箔あるいは銅めっきと同等の細線（線幅１００μｍ以下）や低抵抗が要求されるため、ペーストとしては細線化に対応可能な良好な印刷性を有し、且つ、より低抵抗であることが要求されている。
【０００５】
その他、アルミ箔のエッチングによる電極形成の代替で、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合、例えば、導電性ペーストを用いてプラスチックあるいは紙基板上にＲＦＩＤアンテナを形成する場合、アルミ箔並みの低コストや低抵抗が要求されるため、ペーストとしては低コストであり、且つ、より低抵抗であることが要求されている。
【０００６】
このような要求に応えるべく、次に説明するような導電性ペースト組成物が提案されている。
【０００７】
すなわち、特許文献１には、銀イオンもしくは銀を含む錯イオンまたは酸化銀のうち少なくとも一つを含有する水性液に還元剤含有水溶液を添加して銀粒子を還元させる際、還元された銀粒子の凝集を防ぐために還元剤含有水溶液の添加速度を含有銀量に対して還元剤１当量／分以上の速い速度で添加し、還元後の銀粉含有スラリー溶液に分散剤を加えることにより分散性に優れた銀粉が得られ、また、この銀粉をペーストに用いた場合、塗膜密度や大気雰囲気焼成での焼成膜密度が緻密になることが開示されている。
【０００８】
また、特許文献２に記載された導電性ペーストは、 分子量が９００以上のエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂に対する重量比率が４〜１０の範囲内である銀粉末と、前記エポキシ樹脂を硬化させるのに最低限必要な添加量の２倍以上の添加量のイミダゾール系硬化剤とを含むことにより半田付け性を改善できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−８８２０６号公報
【特許文献２】特開平８−９２５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１において、同文献に記載された銀粉末を含有する導電性ペーストを大気中で焼成することは開示されているが、加熱硬化性樹脂を含有する導電性ペーストへの適用については開示されていない。従って、銀粉末を加熱硬化型導電性ペーストへ適用する場合の好ましい粉体物性や粉体への適正な表面処理剤についての言及もない。このように、特許文献１に記載されたペーストは焼成型ペーストであり、特許文献１に記載のものでは、優れた印刷性を備え、高い導電性と良好な半田濡れ性を有する加熱硬化型導電性ペースト組成物は得られない。
【００１１】
また、特許文献２に記載された導電性ペーストは、樹脂成分として分子量９００以上のエポキシ樹脂を使用することで緩やかな硬化により半田付け性を改善しようとするものである。しかし、高分子量のエポキシ樹脂のみを用いた場合、ペーストのチクソトロピー比が低く、印刷性が劣る。また、同文献の段落番号［００２２］の表１に記載されたペーストの比抵抗は１７μΩ・ｃｍ以上であって、十分な導電性を備えているとは言えない。したがって、特許文献２に記載のものでは、良好な半田濡れ性に加えて、優れた印刷性と高い導電性とを有する加熱硬化型導電性ペースト組成物は得られない。
【００１２】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、優れた印刷性を備え、高い導電性と良好な半田濡れ性を有する加熱硬化型導電性ペースト組成物およびその導電性ペースト組成物を用いた電極並びに配線パターンの形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は、（Ａ）銀粉末と、（Ｂ）加熱硬化性成分と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する加熱硬化型導電性ペースト組成物であって、（Ａ）銀粉末として、（ａ１）フレーク状銀粉末と、（ａ２）表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含み、かつ、固形分中における（Ａ）銀粉末の比率が９０〜９５重量％であることを特徴としている。
【００１４】
フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．１〜１ｍ2／ｇであり、タップ密度が３〜７ｇ／ｃｍ3であり、アスペクト比が５〜１５であることが好ましい。
【００１５】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が４〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．７〜１．３ｍ2／ｇであり、タップ密度が１．５〜３ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。
【００１６】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の強熱減量が０．１〜０．４重量％であることが好ましい。
【００１７】
球状銀粉末に付着させる表面処理剤は、脂肪酸、脂肪酸塩、脂肪酸エマルジョンおよび脂肪酸アミドから選ばれる少なくとも１種類の物質であることが好ましい。
【００１８】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末が、湿式還元法により製造された銀粉末であり、還元析出後の銀粒子を含有するスラリーに、銀粒子に対して０．０５〜０．３重量％の表面処理剤を添加することにより得られるものであることが好ましい。
【００１９】
加熱硬化性成分が、エポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を含むことが好ましい。
【００２０】
上記エポキシ樹脂が、エポキシ当量４００以下のエポキシ樹脂であり、上記ブロック化ポリイソシアネート化合物が３核体以上のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含むブロック化ポリイソシアネート化合物であることが好ましい。
【００２１】
上記加熱硬化型導電性ペースト組成物は、（Ｅ）硬化促進剤を含有することが好ましく、（Ｃ）硬化剤がフッ化ホウ素を含むルイス酸及びそれらの錯体または塩であり、上記（Ｅ）硬化促進剤が３級アミンまたはイミダゾール類であり、また、成分（Ｅ）と成分（Ｃ）の重量比（Ｅ）／（Ｃ）が０．４以下であることが好ましい。
【００２２】
上記加熱硬化型導電性ペースト組成物を基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペーストを１５０〜２５０℃ の温度範囲で加熱硬化させることにより電極を形成することが好ましい。
【００２３】
上記加熱硬化型導電性ペースト組成物を基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペーストを１５０〜２５０℃ の温度範囲で加熱硬化させることにより配線パターンを形成することが好ましい。
【００２４】
本発明におけるエポキシ当量は、ＪＩＳ−Ｋ−７２３６に従って求めることができる。エポキシ当量の単位は、［ｇ／ｅｑ］である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含有し、固形分中における銀粉末の比率が９０ないし９５重量％であるから、導電性ペースト中の銀粉末の充填性を高めて、銀粉末同士の接触面積を大きくすることができる。従って、請求項１０や１１に記載のように、本発明の導電性ペーストを加熱硬化させることにより形成した電極や配線パターンの導電性を高めることができる。
【００２６】
また、請求項２、３または４に記載のように、銀粉末の物性をより好ましい範囲に設定したり、請求項５と６に記載のように、表面処理剤の種類と付着量をより好ましい範囲から選択することにより、導電性ペースト中の銀粉末の充填性を一層高めることができる。また、請求項７と８に記載のように、加熱硬化性成分としてエポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を併用することで、加熱硬化性成分の熱硬化時の体積収縮により銀粉末同士を密に接触させることができる。この結果、導電性ペーストを加熱硬化させることにより形成した電極や配線パターンの導電性を一層高めることができる。この点で、請求項９に記載のように、硬化剤に加えて硬化促進剤を含有することは、加熱硬化性成分の熱硬化時の体積収縮を助長して銀粉末同士の密着性を高め、導電性をさらに向上させることができる。
【００２７】
また、本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含有しているので、ペーストのチクソトロピー比を高くすることができ、特にスクリーン印刷に適用した際に、細線パターン印刷に好適に使用できる。加えて、請求項８に記載のように、高分子量のエポキシ樹脂を用いないことは、ペーストのチクソトロピー比を高くする点で有利であり、本発明の導電性ペーストは優れた印刷性を備えることができる。
【００２８】
さらに、本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は熱硬化性成分の割合が低く、請求項７と８に記載のように、ブロック化ポリイソシアネート化合物を含むことにより、良好な半田濡れ性を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物の特性評価用印刷パターンを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００３１】
（１）銀粉末
（Ａ）銀粉末は、（ａ１）フレーク状銀粉末と（ａ２）表面処理剤を付着させた球状銀粉末の両者を使用することが好ましい。フレーク状とは、部分的に凹凸があり、変形が見られても、全体として見た場合に、平板または厚みの薄い直方体を含む意であり、薄片状および鱗片状を含む意である。球状とは、部分的に凹凸があり、変形が見られても、全体として見た場合に、直方体よりは立方体に近い立体形状を含む意であり、粒状を含む意である。
【００３２】
球状銀粉末に付着させる表面処理剤は銀粉末表面に付着していれば良く、銀粉末表面に均一に付着しているのがより好ましい。従って、表面処理剤は銀粉末を製造する湿式還元工程において添加するのが好ましい。なお、付着というのは、吸着および／又は被覆されている状態を含む意である。
【００３３】
銀粉末はペーストに導電性を付与するための必須成分であるから、導電性ペースト中に８４．０重量％以上含有することが好ましい。一方、導電性ペースト中の銀粉末量が多くなりすぎると、ペースト化が困難になるという不都合が発生するので、導電性ペースト中の銀粉末量は９５．０重量％以下であるのが好ましい。
【００３４】
フレーク状銀粉末は、その平均粒径Ｄ５０が２〜２０μｍであり、そのＢＥＴ比表面積が０．１〜１ｍ2／ｇであり、そのタップ密度が３〜７ｇ／ｃｍ3であり、そのアスペクト比が５〜１５の範囲であるのが好ましい。
【００３５】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末は、その平均粒径Ｄ５０が４〜２０μｍであり、そのＢＥＴ比表面積が０．７〜１．３ｍ2／ｇであり、そのタップ密度が１．５〜３ｇ／ｃｍ3の範囲であるのが好ましい。
【００３６】
本発明において、粉末の平均粒径Ｄ５０とは、レーザー回折法で粉末の粒度分布を測定した場合における累積５０質量％の粒径をいう。
【００３７】
フレーク状銀粉末のみを使用した場合、銀粉末間の接触面積を大きくすることができるので、高い導電性を期待することができる。しかし、フレーク状銀粉末の製造過程で使用される滑剤による接着性の低下を避けることができない。また、フレーク状銀粉末の形状に起因して硬化物の厚みを大きくすることが困難で、配線パターンを形成した際に配線の抵抗値が期待したほど低くならないことがある。そこで、これらの欠点を改善するために、球状銀粉末を併用するのが好ましい。一方、球状銀粉末のみを使用した場合、フレーク状銀粉末に比して銀粉末間の接触面積が小さいため、比抵抗が上昇するという不都合がある。
【００３８】
また、フレーク状銀粉末は、その製造過程に起因して、通常の球状銀粉末を製造するよりコストがかかるため、低コスト化の観点でもフレーク状銀粉末と球状銀粉末を併用するのが好ましい。
【００３９】
フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０は２〜２０μｍが好ましく、２〜１２μｍがより好ましく、更に好ましくは７〜１０μｍである。フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２μｍより小さいと、銀粉末間の接触界面の抵抗が大きく、十分な導電性が得られない。一方、フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２０μｍより大きいと、銀粉末間の接触界面の抵抗は小さくなるが、メッシュスクリーンを用いて導体パターンを印刷する場合、スクリーンの目詰まりが起こったり、微細配線の形成が困難となるので好ましくない。
【００４０】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０は４〜２０μｍが好ましく、５〜１１μｍがより好ましく、更に好ましくは５〜８μｍである。表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が４μｍより小さいと、銀粉末間の接触界面の抵抗が大きく、十分な導電性が得られない。一方、表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２０μｍより大きいと、銀粉末同士の接触界面の抵抗は小さくなるが、ペースト中に均一に分散させるのが難しくなるので好ましくない。
【００４１】
フレーク状銀粉末のＢＥＴ比表面積は０．１〜１ｍ2／ｇが好ましく、０．２〜０．８ｍ2／ｇがより好ましく、更に好ましくは０．２〜０．５ｍ2／ｇである。フレーク状銀粉末のＢＥＴ比表面積が０．１ｍ2／ｇより小さいと、フレーク厚みが厚く、粒子形状が球形に近くなるため、銀粉末同士の接触面積が小さくなり、十分な導電性が得られない。一方、フレーク状銀粉末のＢＥＴ比表面積が１ｍ2／ｇを超える場合、銀粉末同士の接触面積は大きくなるが、ペースト粘度が高くなるため、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。
【００４２】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末のＢＥＴ比表面積は０．７〜１．３ｍ2／ｇが好ましく、０．８〜１．２ｍ2／ｇがより好ましく、更に好ましくは０．９〜１．１ｍ2／ｇである。表面処理剤を付着させた球状銀粉末のＢＥＴ比表面積が０．７ｍ2／ｇより小さいと銀粉末同士の接触面積が小さく、十分な導電性が得られない。一方、表面処理剤を付着させた球状銀粉末のＢＥＴ比表面積が１．３ｍ2／ｇを超える場合、銀粉末同士の接触面積は大きくなるが、ペースト粘度が高くなるため、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。
【００４３】
フレーク状銀粉末のタップ密度は３〜７ｇ／ｃｍ3が好ましく、３〜６ｇ／ｃｍ3がより好ましく、更に好ましくは３．５〜５．５ｇ／ｃｍ3である。フレーク状銀粉末のタップ密度が３ｇ／ｃｍ3未満では銀粉末が嵩高くなり、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。一方、タップ密度が７ｇ／ｃｍ3を超えるフレーク状銀粉末を工業的に得ることは困難である。
【００４４】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末のタップ密度は１．５〜３ｇ／ｃｍ3が好ましく、１．５〜２．５ｇ／ｃｍ3がより好ましく、更に好ましくは２〜２．５ｇ／ｃｍ3である。表面処理剤を付着させた球状銀粉末のタップ密度が１．５ｇ／ｃｍ3未満では銀粉末が嵩高くなり、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。一方、タップ密度が３ｇ／ｃｍ3を超える表面処理剤を付着させた球状銀粉末は銀粉末の分散が良好であり、銀粉末間に樹脂成分が回りこみ易いため、銀粉末同士の接触界面の抵抗が大きく、十分な導電性が得られない。
【００４５】
フレーク状銀粉末のアスペクト比は５〜１５が好ましく、６〜１２がより好ましく、更に好ましくは６〜１０である。フレーク状銀粉末のアスペクト比が５未満の場合、フレーク化が不十分なため銀粉末同士の接触面積が小さく、十分な導電性が得られない。一方、フレーク状銀粉末のアスペクト比が１５を超える場合、銀粉末同士の接触面積は大きくなるが、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。
【００４６】
フレーク状銀粉末および表面処理剤を付着させた球状銀粉末の重量混合比率は、両者の合計が１００重量部で、フレーク状銀粉末が２０〜８０重量部、表面処理剤を付着させた球状銀粉末が８０〜２０重量部であるのが好ましく、より好ましくはフレーク状銀粉末が４０〜６０重量部、表面処理剤を付着させた球状銀粉末が６０〜４０重量部である。フレーク状銀粉末または表面処理剤を付着させた球状銀粉末のいずれか一方が８０重量部を超える場合または２０重量部を下回る場合、両者を併用したことによる導電性を向上させる効果が十分に得られず、また、フィルム、基板、電子部品等の基材への優れた接着性が得られなくなるので好ましくない。
【００４７】
固形分中における銀粉末の比率は、９０〜９５重量％であるのが好ましく、９２〜９５重量％がより好ましく、更に好ましくは固形分中における銀粉末の比率は９３〜９５重量％である。固形分中における銀粉末の比率が９０重量％未満である場合、銀粉末の接触面積が小さく（銀粉末同士の接触が不十分であることにより）、導電性が不充分となる。一方、固形分中における銀粉末の比率が９５重量％より多くなると、樹脂による銀粉末の均一な分散ができずに、基材に一様に印刷または塗布できる粘度とはならず、カスレたり、不均一な導体が形成される。なお、ここで言う固形分（特許請求の範囲に記載の固形分を含む）とは、（Ａ）銀粉末と（Ｂ）加熱硬化性成分の合計である。
【００４８】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の強熱減量には表面処理剤以外の有機成分も含まれるが、表面処理剤の添加量と相関が見られる。表面処理剤を付着させた球状銀粉末の強熱減量は０．１〜０．４重量％が好ましく、０．１５〜０．３５重量％がより好ましく、更に好ましくは０．１６〜０．２１重量％である。強熱減量が０．１重量％未満では表面処理剤添加による特性改善効果（ペースト中の銀粉末の充填性向上効果）が乏しく、一方、強熱減量が０．４重量％を超えると、銀粉末に付着する表面処理剤量が多くなりすぎ、十分な導電性が得られない。
【００４９】
本発明による表面処理剤を付着させた球状銀粉末の製造方法としては、銀塩含有水溶液にアルカリまたは錯化剤を加えて、酸化銀含有スラリーまたは銀錯塩含有水溶液を生成し、攪拌しながら還元剤を加えて銀粒子を還元析出させた後に、銀粒子含有スラリー溶液に分散剤（表面処理剤）として脂肪酸、脂肪酸塩、脂肪酸エマルジョンおよび脂肪酸アミドから選ばれる少なくとも１種類の物質を加え、更に、ろ過、水洗、脱水した後、乾燥させ、得られた乾燥粉末を解砕、篩別することにより、表面処理剤を付着させた球状銀粉末を製造できる。
【００５０】
上記球状銀粉末の製造方法におけるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどを挙げることができ、錯化剤としてはアンモニア水、アンモニウム塩などを挙げることができる。これらの中で、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたはアンモニア水を使用するのが好ましい。
【００５１】
上記球状銀粉末の製造方法における還元剤としては、アスコルビン酸、亜硫酸塩、アルカノールアミン、過酸化水素水、ギ酸、ギ酸アンモニウム、ギ酸ナトリウム、グリオキサール、酒石酸、次亜りん酸ナトリウム、水素化ほう素ナトリウム、ヒドラジン、ヒドラジン化合物、ヒドロキノン、ピロガロール、ぶどう糖、没食子酸、ホルマリン、無水亜硫酸ナトリウム、ロンガリットなどを使用することができる。これらの中で、アスコルビン酸、アルカノールアミン、ヒドロキノン、ヒドラジンおよびホルマリンからなる群から選ばれる１種以上を使用するのが好ましい。
【００５２】
上記球状銀粉末の製造方法における脂肪酸の例としては、プロピオン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、アクリル酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン、リノレン酸、ステアロール酸、リシノール酸、エライジン酸などを挙げることができる。また、脂肪酸塩の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの金属と脂肪酸が塩を形成したものを挙げることができる。さらに、脂肪酸エマルジョンの例として、グリセリン脂肪酸エステル等の乳化剤を用いて脂肪酸または脂肪酸塩をエマルジョン化したものを挙げることができる。脂肪酸アミドの例として、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘニン酸アミドなどを挙げることができる。
【００５３】
上記方法により球状銀粉末を製造する際の表面処理剤添加量は銀粒子に対して０．０５〜０．３重量％が好ましく、０．０５〜０．２重量％がより好ましく、更に好ましくは０．０５〜０．１重量％である。添加量が０．０５重量％未満では表面処理剤添加による特性改善効果（ペースト中の銀粉末の充填性向上効果）が乏しく、一方、０．３重量％を超えると、銀粉末に付着する表面処理剤量が多くなりすぎ、十分な導電性が得られない。
【００５４】
本発明によるフレーク状銀粉末は、球状銀粉末を元粉として、この元粉に機械的処理を施すことにより製造することができる。元粉の粒径や凝集度は目的に応じて適宜選択することができ、湿式還元法やアトマイズ法など、公知の手法で得られた銀粉を元粉とすることができる。また、元粉に機械的処理を施す方法としては、アトライタやビーズミルを用いた湿式粉砕法、ボールミルや振動ミル等を用いた乾式粉砕法などがあり、公知の手法によりフレーク状銀粉末を製造できる。
【００５５】
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物には、必要に応じて、フレーク状銀粉末および表面処理剤を付着させた球状銀粉末以外の銀粉末、例えば、樹脂状銀粉末や、銀以外の導電性粉末、例えば、銅粉末や銀被覆銅粉末、銀被覆ニッケル粉末等を加えることも可能である。
【００５６】
（２）加熱硬化性成分
本発明に用いる加熱硬化性成分としては、エポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を挙げることができる。
【００５７】
加熱硬化性成分は加熱硬化型導電性ペースト組成物を得るための必須成分であるから、導電性ペースト中に４．０重量％以上含有することが好ましい。一方、導電性ペースト中の加熱硬化性成分量が多くなりすぎると、導電性が悪化するという不都合が発生するので、導電性ペースト中の加熱硬化性成分量は９．０重量％以下であるのが好ましい。
【００５８】
本発明に用いるエポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ樹脂を有する多価エポキシ樹脂であれば、一般に用いられているものが使用可能である。例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のノボラック、ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、レゾルシン等の多価フェノール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の多価アルコール、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、アニリン等のポリアミノ化合物、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸等の多価カルボキシル化合物とエピクロルヒドリンまたは２−メチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジル型のエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンエポキサイド、ブタジエンダイマージエポキサイド等の脂肪族および脂環式エポキシ樹脂等を挙げることができ、これらを単独または組み合わせて使用することができる。これらの中でグリシジル型のエポキシ樹脂を好ましく使用することができ、エチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを付加させたグリシジル型のエポキシ樹脂も好ましく使用できる。エポキシ当量は１００〜４００が好ましく、１００〜２００がより好ましい。エポキシ当量が１００未満であると、塗膜の耐熱性や耐久性等が不充分となり、エポキシ当量が４００を超えるとペーストのチクソトロピー性が低下するため、印刷性が悪化する。
【００５９】
本発明に於けるブロック化ポリイソシアネート化合物に用いられるポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネートを挙げることができる。これらのポリイソシアネート化合物のうち、その成分中に３核体以上のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含むと、より低抵抗となるので好ましい。また、ポリイソシアネートとポリオールを公知の方法により反応させて合成した末端イソシアネート基含有化合物も、本発明におけるポリイソシアネート化合物として用いることができる。この場合のポリオールについては特に限定はなく、一般的なポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカーボネートポリオール類等が使用できる。ポリイソシアネート化合物のブロック化剤についても特に限定はなく、イミダゾール類、フェノール類、オキシム類等を使用することができる。
【００６０】
熱硬化性成分としてエポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を用いる場合、エポキシ当量が１００〜４００のエポキシ樹脂と、ブロック化ポリイソシアネート化合物の重量混合比率は、両者の合計を１００重量部とすると、エポキシ樹脂成分が３０重量部でブロック化ポリイソシアネート化合物成分が７０重量部である比率から、エポキシ樹脂成分が９０重量部でブロック化ポリイソシアネート化合物成分が１０重量部である比率の範囲に含まれるものが好ましい。エポキシ樹脂成分が３０重量部未満であると（ブロック化ポリイソシアネート化合物成分が７０重量部を超えると）、得られる硬化膜の強度と接着性が低下するので好ましくない。一方、エポキシ樹脂成分が９０重量部を超えると（ブロック化ポリイソシアネート化合物成分が１０重量部未満であると）、ブロック化ポリイソシアネート化合物の熱硬化時の硬化収縮による銀粉末間の接触を促進させる効果が小さくなり、導電性が低下するので好ましくない。
【００６１】
（３）硬化剤
硬化剤としては、フッ化ホウ素を含むルイス酸及びそれらの錯体または塩が使用可能である。例えば、３フッ化ホウ素エチルエーテル、３フッ化ホウ素フェノール、３フッ化ホウ素ピペリジン、酢酸３フッ化ホウ素、３フッ化ホウ素トリエタノールアミン、３フッ化ホウ素モノエチルアミン、３フッ化ホウ素モノエタノールアミンなどを挙げることができる。これらの中で、３フッ化ホウ素モノエチルアミン、３フッ化ホウ素モノエタノールアミンを好ましく使用することができる。
【００６２】
硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化させるための必須成分であるから、導電性ペースト中に０．０５重量％以上含有することが好ましい。一方、導電性ペースト中の硬化剤量が多くなりすぎると、ペースト粘度が高くなるという不都合が発生するので、導電性ペースト中の硬化剤量は１．０重量％以下であるのが好ましい。
【００６３】
硬化剤添加量はエポキシ樹脂１００重量部に対して３〜３０重量部であり、３〜１５重量部が好ましく、より好ましくは３〜１０重量部である。硬化剤添加量がエポキシ樹脂１００重量部に対して３重量部未満であると樹脂の硬化が不十分となり、良好な導電性が得られない。一方、３０重量部を超えると、ペースト粘度が高くなり、また、製造コストが高くなるので好ましくない。
【００６４】
（４）溶剤
溶剤としては、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類、及びそれらの酢酸エステル、ＤＢＥ、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジイソブチレートなどのエステル類、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン類、テルピネオールとその酢酸エステル、水添ターピネオール及びその酢酸エステル、γ−ブチロラクトン、リモネン等を例示することができる。スクリーン印刷で電極形成を行う場合には版乾きの問題が生じ易いので、ペースト中に含まれる溶剤の少なくとも半分以上は沸点が２００℃以上の高沸点溶剤を用いるのが好ましい。好ましい高沸点溶剤としては、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、テルピネオールなどを挙げることができる。
【００６５】
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物中の溶剤量は０．９５ないし６．０重量％の範囲であるのが好ましい。溶剤量が０．９５重量％未満である場合、ペースト化が困難になる。一方、溶剤量が６．０重量％を超えると、印刷後の電極あるいは配線パターンに、にじみが生じ易く、また、導電性が低下するので好ましくない。
【００６６】
（５）硬化促進剤
硬化促進剤としては、３級アミンとイミダゾール類が使用可能である。３級アミンとしてはジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノエチルアミン、メチルジデエシルアミン、メチルジオレイルアミン、トリアリルアミン、トリイソプロパノールアミン、トリエチルアミン、３−（ジブチルアミノ）プロピルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、２，４，６−トリスジメチルアミノメチルフェノール、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジアザビシクロウンデセンなどを挙げることができる。これらの中でトリエタノールアミン、ジアザビシクロウンデセンを好ましく使用できる。
【００６７】
イミダゾール類としてはイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−アミノエチル−２−メチルイミダゾール、１−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾールを挙げることができる。これらの中で２−エチル−４メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾールなどを好ましく使用できる。
【００６８】
３級アミンとイミダゾール類は、いずれも単独で硬化剤として機能させることもできるが、フッ化ホウ素を含むルイス酸及びそれらの錯体または塩を硬化剤として使用する場合に３級アミンまたはイミダゾール類からなる硬化促進剤と組み合わせることで、ペースト硬化物の硬化を促進し、加熱硬化性成分の熱硬化時の体積収縮を助長し、銀粉末同士の密着性を高めることができるので、比抵抗を改善すること（導電性を向上させること）が可能となる。これらの硬化促進剤はペースト中に添加しても良いし、銀粉末に予め付着させておいても良い。銀粉末へ予め付着させる方法としては、例えばカッターミルを用いて、銀粉末と硬化促進剤を乾式混合することにより行うことができる。
【００６９】
硬化促進剤は任意成分であり、必ずしも必要なものではなく、硬化剤に補助的に添加するものである。硬化剤の重量に対する硬化促進剤の重量の比率は０．４以下が好ましく、０．２以下がより好ましい。硬化促進剤は少量の添加で比抵抗の改善効果が見られるが、０．４を超える場合、逆に比抵抗が悪化するので好ましくない。
【００７０】
（６）電極または配線パターンの形成
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物を、フィルムや基板や電子部品等の基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペースト組成物を１５０〜２５０℃の温度範囲で加熱硬化させることにより電極または配線パターンを形成することが好ましい。１５０℃より低温の場合は硬化が不充分であり、２５０℃より高温の場合は樹脂の分解や基材からの電極の剥離が起こるので好ましくない。
【実施例】
【００７１】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでなく、本
発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において適宜変更と修正が可能である。
【００７２】
（１）表面処理剤を付着させた球状銀粉末の製造
《製造例１》
銀濃度１０重量％の硝酸銀水溶液を３０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を３０℃に調整し、３０℃に調整した硝酸銀水溶液に１３重量％に調製した水酸化ナトリウム水溶液１７２０ｇを１０分間かけて加え、酸化銀含有スラリーを生成した。得られた酸化銀含有スラリーを攪拌しながら、ホルムアルデヒドの３７重量％水溶液３００ｇを３０分かけて添加することにより銀粒子を析出させた。ホルムアルデヒド水溶液添加終了の５秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤（表面処理剤）としてオレイン酸を０．３ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末をカッターミル（図示せず）により解砕し、篩目１５０μｍの振動篩で篩別することにより、オレイン酸を付着させた球状銀粉末を２９２ｇ得た。
【００７３】
この銀粉末および下記のように得た銀粉末について、以下に説明する方法により、平均粒径Ｄ５０、ＢＥＴ比表面積、タップ密度および強熱減量を測定した。
【００７４】
（平均粒径Ｄ５０の測定）
レーザー回折法による平均粒径Ｄ５０（累積５０質量％粒径）は、銀粉末試料０．３ｇを５０ｍｌビーカーに秤量し、イソプロピルアルコール３０ｍＬに加えた後、超音波洗浄器（アズワン社製ＵＳＭ−１）により５分間分散させ、マイクロトラック粒度分布測定装置（ハネウエル−日機装社製のマクロトラック粒度分布測定装置９３２０−ＨＲＡ Ｘ−１００）を使用して測定した。
【００７５】
（ＢＥＴ比表面積の測定）
ＢＥＴ比表面積は、銀粉末試料１ｇをモノソーブ（カウンタクローム社製）を用いて窒素吸着によるＢＥＴ１点法で測定した。なお、当該ＢＥＴ比表面積測定において、測定前の脱気条件は６０℃、１０分間とした。
【００７６】
（タップ密度の測定）
タップ密度は、タップ密度測定装置（柴山科学社製のカサ比重測定装置ＳＳ−ＤＡ−２）を使用し、銀粉末試料１５ｇを計量して２０ｍＬの試験管に入れ、落差２０ｍｍで１０００回タッピングし、次の式によりタップ密度を求めた。
【００７７】
タップ密度＝試料重量（１５ｇ）／タッピング後の試料容積（ｃｍ3）
（強熱減量の測定）
銀粉末試料３ｇを恒量済の磁性るつぼに秤量し、この時の重量をＶ１とする。次に、銀粉末試料３ｇを８００℃に設定した電気炉で３０分加熱し、加熱が終わった銀粉末試料をデシケータで冷却し、再度秤量した。この時の重量をＶ２とする。Ｖ１とＶ２から次の式により、強熱減量を求めた。
【００７８】
強熱減量（％）＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１×１００
上記のようにして得られた球状銀粉末１の平均粒径Ｄ５０は５．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．９４ｍ2／ｇ、タップ密度は２．３ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．１９重量％であった。
【００７９】
《製造例２》
オレイン酸添加量を０．１５ｇとした以外は製造例１と同様の操作を行うことにより、オレイン酸を付着させた球状銀粉末２９３ｇを得た。得られた球状銀粉末２の平均粒径Ｄ５０は１０．２μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．０５ｍ2／ｇ、タップ密度は１．６ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．１６重量％であった。
【００８０】
《製造例３》
オレイン酸添加量を０．６ｇとした以外は製造例１と同様の操作を行うことにより、オレイン酸を付着させた球状銀粉末２９２ｇを得た。得られた球状銀粉末３の平均粒径Ｄ５０は５．８μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．１０ｍ2／ｇ、タップ密度は１．９ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．３１重量％であった。
【００８１】
《製造例４》
銀濃度７重量％の硝酸銀水溶液を３０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を３０℃に調整し、３０℃に調整した硝酸銀水溶液に１３重量％に調製した水酸化ナトリウム水溶液１７２０ｇを１０分間かけて加え、酸化銀含有スラリーを生成した。得られた酸化銀含有スラリーを攪拌しながら、ヒドラジン一水和物の８０重量％水溶液２００ｇを１５分かけて添加することにより銀粒子を析出させた。ヒドラジン一水和物溶液添加終了の１５秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤（表面処理剤）としてステアリン酸を０．２１ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末をカッターミル（図示せず）により解砕し、篩目１５０μｍの振動篩で篩別することにより、ステアリン酸を付着させた球状銀粉末２０５ｇを得た。得られた球状銀粉末４の平均粒径Ｄ５０は６．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．３０ｍ2／ｇ、タップ密度は１．５ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．２１重量％であった。
【００８２】
《製造例５》
銀濃度７重量％の硝酸銀水溶液を３０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を３０℃に調整し、３０℃に調整した硝酸銀水溶液に１３重量％に調製した炭酸水素ナトリウム水溶液１８００ｇを１０分間かけて加え、炭酸銀含有スラリーを生成した。得られた炭酸銀含有スラリーを攪拌しながら、Ｌ−アスコルビン酸の３０重量％水溶液１２００ｇを１５分かけて添加することにより銀粒子を析出させた。アスコルビン酸水溶液添加終了の１５秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤（表面処理剤）としてオレイン酸アミドを０．２１ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末をカッターミル（図示せず）により解砕し、篩目１５０μｍの振動篩で篩別することにより、オレイン酸アミドを付着させた球状銀粉末２０５ｇを得た。得られた球状銀粉末５の平均粒径Ｄ５０は７．２μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．０５ｍ2／ｇ、タップ密度は１．９ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．２１重量％であった。
【００８３】
《製造例６》
オレイン酸を添加しなかった以外は製造例１と同様の操作を行うことにより、球状銀粉末２９０ｇを得た。得られた球状銀粉末６の平均粒径Ｄ５０は１３．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．９４ｍ2／ｇ、タップ密度は１．１ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．１０重量％であった。
【００８４】
《製造例７》
オレイン酸添加量を１．２ｇとした以外は製造例１と同様の操作を行うことにより、オレイン酸を付着させた球状銀粉末２９５ｇを得た。得られた球状銀粉末７の平均粒径Ｄ５０は３．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．４８ｍ2／ｇ、タップ密度は２．５ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．４９重量％であった。
【００８５】
（２）フレーク状銀粉末の製造
《フレーク状銀粉末１》
銀濃度８重量％の硝酸銀水溶液を２０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を２０℃に調整し、２０℃に調整した硝酸銀水溶液に２０重量％に調製したＬ−アスコルビン酸の水溶液１５００ｇを１０秒間かけて攪拌しながら加えることにより銀粒子を析出させた。Ｌ−アスコルビン酸の水溶液添加終了の５秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤としてステアリン酸を０．３ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末１００ｇと１／１６インチの直径のステンレスボール１０００ｇとをボールミル（図示せず）に入れ、２０時間かけて粉砕、篩別することにより、フレーク状銀粉末１を得た。得られたフレーク状銀粉末１の平均粒径Ｄ５０は８．１μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．２９ｍ2／ｇ、タップ密度は４．７ｇ／ｃｍ3、アスペクト比は９．８であった。なお、このフレーク状銀粉末１および後記するフレーク状銀粉末２ないし４の平均粒径Ｄ５０、ＢＥＴ比表面積およびタップ密度は上記方法により測定し、アスペクト比については以下に説明するような方法で測定した。
【００８６】
（アスペクト比の測定）
フレーク状銀粉末を走査型電子顕微鏡（日本電子製ＪＳＭ−５５００）により観察して、２０００倍に拡大した画像から、１０個の銀粉末を無作為に選択して、その粒径（外接円の直径）を計測し、個数平均することにより長辺を求めた。また、同様に２０００倍に拡大した画像から、１０個の銀粉末を無作為に選択して、その厚みを計測し、個数平均することにより厚みを求めた。このようにして求めた長辺を厚みで除することによりアスペクト比を求めた。
【００８７】
《フレーク状銀粉末２》
銀濃度８重量％の硝酸銀水溶液を２０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を２０℃に調整し、２０℃に調整した硝酸銀水溶液にヒドラジン−水和物の水溶液１００ｇを５秒間かけて攪拌しながら加えることにより銀粒子を析出させた。ヒドラジン−水和物の水溶液添加終了の３秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤としてオレイン酸を０．５ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末１００ｇと１／１６インチの直径のステンレスボール１０００ｇとをボールミル（図示せず）に入れ、２０時間かけて粉砕、篩別することにより、フレーク状銀粉末２を得た。得られたフレーク状銀粉末２の平均粒径Ｄ５０は５．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．４４ｍ2／ｇ、タップ密度は５．１ｇ／ｃｍ3、アスペクト比は６．５であった。
【００８８】
《フレーク状銀粉末３》
真空乾燥機による乾燥温度を８０℃とした以外はフレーク状銀粉末１の製造の場合と同様の操作を行うことにより、フレーク状銀粉末３を得た。得られたフレーク状銀粉末３の平均粒径Ｄ５０は１１．９μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．２５ｍ2／ｇ、タップ密度は３．５ｇ／ｃｍ3、アスペクト比は１１．２であった。
【００８９】
《フレーク状銀粉末４》
オレイン酸添加量を１．０ｇとした以外はフレーク状銀粉末２の製造の場合と同様の操作を行うことにより、フレーク状銀粉末４を得た。得られたフレーク状銀粉末４の平均粒径Ｄ５０は２．７μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．７８ｍ2／ｇ、タップ密度は５．４ｇ／ｃｍ3、アスペクト比は７．６であった。
【００９０】
（３）加熱硬化型導電性ペースト組成物の作製
（Ａ）銀粉末、（Ｂ）加熱硬化性成分、（Ｃ）硬化剤、（Ｄ）溶剤および（Ｅ）硬化促進剤を下記の表１と表２に示す割合（重量部）で配合し、３本ロールミルで混練してペースト化することにより、実施例１〜１０および比較例１〜６の加熱硬化型導電性ペースト組成物を得た。
【００９１】
次いで、これらの加熱硬化型導電性ペースト組成物のチクソトロピー比を以下に説明する方法で測定した。
【００９２】
（チクソトロピー比の測定）
粘度計（ブルックフィールド社製ＨＢＤＶIII）を用い、コーンスピンドルＣＰ−５２（角度３．０°、半径１．２ｃｍ） により、回転数１ｒｐｍにおける粘度と、回転数５ｒｐｍにおける粘度とを測定した。粘度の測定は、２５℃の循環水で保温したサンプルカップ内に導電性ペーストを５分間放置した後、回転数１ｒｐｍと回転数５ｒｐｍで行った。回転数１ｒｐｍにおける粘度をαとし、回転数５ｒｐｍにおける粘度をβとし、チクソトロピー比は、αをβで除することにより求めた。チクソトロピー比は４〜８が好ましく、４〜７がより好ましく、更に好ましくは４〜６である。チクソトロピー比が４未満では、スクリーン製版の版離れが悪かったり、スクリーン印刷後に配線パターンが広がり易く、細線印刷への対応が困難になる等の問題があり、印刷性が悪化する。一方、チクソトロピー比が８を超えると、スクリーン印刷時のペーストの版抜け性が悪くなり、印刷性が悪化する。このチクソトロピー比の数値を表１と表２に示す。
【００９３】
（４）比抵抗の測定と半田濡れ性の評価
ａ．比抵抗の測定と半田濡れ性の評価用サンプルの作製
表１と表２の配合により得られた各実施例および比較例のペーストを用いて、以下のようにして比抵抗の測定と半田濡れ性の評価用サンプルを作製した。アルミナ基板上に、表１と表２の各配合の導電性ペーストを用いて、図１に示すように、アスペクト比７５のパターン１と、５つの２mm×２mmの大きさのパッド２を印刷した。図１において、３と４は正方形の枕電極で、枕電極３から枕電極４に至る線長は３７．５mmで、その線幅Ｌは一定で５００μｍ、線間隔Ｓ1は５００μｍ、線間隔Ｓ2は７５０μｍである。従って、アスペクト比は、３７．５mm／０．５mm＝７５となる。
【００９４】
次に、アルミナ基板を１８０℃ の熱風乾燥機中で６０分間加熱し、導電性ペーストを硬化させた。このようにして、比抵抗の測定と半田濡れ性の評価用サンプルを得た。
【００９５】
（比抵抗の測定）
パターン１の膜厚を表面粗さ計（東京精密社製サーフコム）で測定し、電気抵抗をデジタルマルチメータ（アドバンテスト社製Ｒ６５５１）で測定し、それら膜厚と電気抵抗とアスペクト比に基づいて比抵抗を算出した。比抵抗が高いと、同じ配線抵抗を得るために膜厚を厚くする必要があり、使用するペーストの量も多く必要になるので、比抵抗は、より低い方が好ましい。比抵抗としては、１１μΩ・ｃｍ以下が好ましく、１０μΩ・ｃｍ以下がより好ましく、更に好ましくは９μΩ・ｃｍ以下である。この比抵抗の数値を表１と表２に示す。
【００９６】
（半田濡れ性の評価）
パッド２にフラックス（タムラ化研製ＸＡ−１００）をつけた後、２３０℃に設定した半田槽に２秒間半田ディップした。ディップ後の５個の２ｍｍ□パッド部２の半田濡れ面積を目視で確認し、半田が盛り上がった部分の面積をパッド部の面積で除することにより半田濡れ性を求めた。半田濡れ性が８０％未満では半田付けが困難になる場合があるので、半田濡れ性は８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましく、更に好ましくは１００％である。この半田濡れ性の数値を表１と表２に示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
【表２】
【００９９】
【表３】
【０１００】
表３はフレーク状銀粉末の性状、表１と表２のペースト組成物の作製に使用した物質の商品名または化合物名を示す。
（５）特性の評価結果
比較例１では球状銀粉末として表面処理剤を付着させていない球状銀粉末を使用しているため、チクソトロピー比が低く、印刷性が劣るのに加えて、比抵抗も高い。
【０１０１】
比較例２では、表面処理剤を付着させた球状銀粉末のみを使用しているため、チクソトロピー比が低く、印刷性が劣るのに加えて、比抵抗もやや高く、半田濡れ性も悪い。
【０１０２】
比較例３では、球状銀粉末に対する表面処理剤の添加量が０．４重量％と多いので、チクソトロピー比が高く、印刷性は良好であるが、比抵抗が極めて高い。
【０１０３】
比較例４では、銀粉末とエポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物からなる固形分中の銀粉末比率が８９重量％と低いので、比抵抗が高く、半田濡れ性も悪い。
【０１０４】
比較例５では、硬化剤に対する硬化促進剤の比率が０．８８と高いので、チクソトロピー比が低く、印刷性が劣るのに加えて、比抵抗が高い。
【０１０５】
比較例６では、本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物が解決しようとする課題の解決に寄与しない硬化促進剤を用いているので、硬化促進剤としての特性改善効果が見られす、チクソトロピー比が低く、印刷性が劣るのに加えて、比抵抗が高い。
【０１０６】
一方、実施例１〜１０は、（Ａ）銀粉末と、（Ｂ）加熱硬化性成分と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）溶剤と、（Ｅ）硬化促進剤とを適切な比率で配合したものであるから、優れた印刷性を備えるとともに、高い導電性と良好な半田濡れ性を有する加熱硬化型導電性ペースト組成物を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は、１５０〜２５０℃の温度範囲の加熱により、優れた導電性を備える半田濡れ性の良好な電極または電気配線を形成することができるため、太陽電池セルの集電電極、チップ型電子部品の外部電極や、ＲＦＩＤ、電磁波シールド、振動子接着、メンブレンスイッチ、エレクトロルミネセンス等の電極または電気配線用途に好適である。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 印刷パターン
２ パッド
３ 枕電極
４ 枕電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱硬化型導電性ペースト組成物に関し、より詳しくは、電極または電気配線の形成に使用される加熱硬化型導電性ペースト組成物であって、フィルム、基板、電子部品等の基材への良好な印刷性を有し、得られた塗膜を加熱硬化させることにより、優れた導電性を備える半田濡れ性の良好な電極または電気配線を形成することのできる加熱硬化型導電性ペースト組成物に関するものであり、具体的には太陽電池セルの集電電極、チップ型電子部品の外部電極、また、ＲＦＩＤ、電磁波シールド、振動子接着、メンブレンスイッチ、エレクトロルミネセンス等の電極または電気配線用途に好適に用いられる加熱硬化型導電性ペースト組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性ペーストを、フィルムや基板や電子部品等の基材に塗布または印刷し、加熱して乾燥硬化させることにより、電極や電気配線等を形成するという方法は、従来から広く用いられている。しかし、近年の電子機器の高性能化に伴い、導電性ペーストを用いて形成される電極や配線パターン等には、より低抵抗であることが要求され、その要求は年々厳しくなっている。
【０００３】
高温処理により特性が劣化するような電子部品等に導電性ペーストを用いて電極を形成する場合、例えば、導電性ペーストを用いてアモルファスシリコン層を有する太陽電池の集電電極を形成する場合、銀などの導電性金属粉末とエポキシ樹脂またはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する導電性ペーストを電子部品等に印刷し、これを比較的低温で加熱硬化する方法が行われているが、ペーストの導電性が変換効率に与える影響が大きいことから、より変換効率を上げるために、より低抵抗であることが要求されている。更に、ペースト硬化物上に配線用のタブを半田付けするために、半田濡れ性が良好であることも要求される。
【０００４】
また、銅箔のエッチングあるいは銅めっきによる電極形成の代替で、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合、例えば、導電性ペーストを用いてガラス基板上に電磁波シールド電極を形成する場合、銅箔あるいは銅めっきと同等の細線（線幅１００μｍ以下）や低抵抗が要求されるため、ペーストとしては細線化に対応可能な良好な印刷性を有し、且つ、より低抵抗であることが要求されている。
【０００５】
その他、アルミ箔のエッチングによる電極形成の代替で、導電性ペーストを用いて電極を形成する場合、例えば、導電性ペーストを用いてプラスチックあるいは紙基板上にＲＦＩＤアンテナを形成する場合、アルミ箔並みの低コストや低抵抗が要求されるため、ペーストとしては低コストであり、且つ、より低抵抗であることが要求されている。
【０００６】
このような要求に応えるべく、次に説明するような導電性ペースト組成物が提案されている。
【０００７】
すなわち、特許文献１には、銀イオンもしくは銀を含む錯イオンまたは酸化銀のうち少なくとも一つを含有する水性液に還元剤含有水溶液を添加して銀粒子を還元させる際、還元された銀粒子の凝集を防ぐために還元剤含有水溶液の添加速度を含有銀量に対して還元剤１当量／分以上の速い速度で添加し、還元後の銀粉含有スラリー溶液に分散剤を加えることにより分散性に優れた銀粉が得られ、また、この銀粉をペーストに用いた場合、塗膜密度や大気雰囲気焼成での焼成膜密度が緻密になることが開示されている。
【０００８】
また、特許文献２に記載された導電性ペーストは、 分子量が９００以上のエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂に対する重量比率が４〜１０の範囲内である銀粉末と、前記エポキシ樹脂を硬化させるのに最低限必要な添加量の２倍以上の添加量のイミダゾール系硬化剤とを含むことにより半田付け性を改善できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−８８２０６号公報
【特許文献２】特開平８−９２５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１において、同文献に記載された銀粉末を含有する導電性ペーストを大気中で焼成することは開示されているが、加熱硬化性樹脂を含有する導電性ペーストへの適用については開示されていない。従って、銀粉末を加熱硬化型導電性ペーストへ適用する場合の好ましい粉体物性や粉体への適正な表面処理剤についての言及もない。このように、特許文献１に記載されたペーストは焼成型ペーストであり、特許文献１に記載のものでは、優れた印刷性を備え、高い導電性と良好な半田濡れ性を有する加熱硬化型導電性ペースト組成物は得られない。
【００１１】
また、特許文献２に記載された導電性ペーストは、樹脂成分として分子量９００以上のエポキシ樹脂を使用することで緩やかな硬化により半田付け性を改善しようとするものである。しかし、高分子量のエポキシ樹脂のみを用いた場合、ペーストのチクソトロピー比が低く、印刷性が劣る。また、同文献の段落番号［００２２］の表１に記載されたペーストの比抵抗は１７μΩ・ｃｍ以上であって、十分な導電性を備えているとは言えない。したがって、特許文献２に記載のものでは、良好な半田濡れ性に加えて、優れた印刷性と高い導電性とを有する加熱硬化型導電性ペースト組成物は得られない。
【００１２】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、優れた印刷性を備え、高い導電性と良好な半田濡れ性を有する加熱硬化型導電性ペースト組成物およびその導電性ペースト組成物を用いた電極並びに配線パターンの形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は、（Ａ）銀粉末と、（Ｂ）加熱硬化性成分と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する加熱硬化型導電性ペースト組成物であって、（Ａ）銀粉末として、（ａ１）フレーク状銀粉末と、（ａ２）表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含み、かつ、固形分中における（Ａ）銀粉末の比率が９０〜９５重量％であることを特徴としている。
【００１４】
フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．１〜１ｍ2／ｇであり、タップ密度が３〜７ｇ／ｃｍ3であり、アスペクト比が５〜１５であることが好ましい。
【００１５】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が４〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．７〜１．３ｍ2／ｇであり、タップ密度が１．５〜３ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。
【００１６】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の強熱減量が０．１〜０．４重量％であることが好ましい。
【００１７】
球状銀粉末に付着させる表面処理剤は、脂肪酸、脂肪酸塩、脂肪酸エマルジョンおよび脂肪酸アミドから選ばれる少なくとも１種類の物質であることが好ましい。
【００１８】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末が、湿式還元法により製造された銀粉末であり、還元析出後の銀粒子を含有するスラリーに、銀粒子に対して０．０５〜０．３重量％の表面処理剤を添加することにより得られるものであることが好ましい。
【００１９】
加熱硬化性成分が、エポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を含むことが好ましい。
【００２０】
上記エポキシ樹脂が、エポキシ当量４００以下のエポキシ樹脂であり、上記ブロック化ポリイソシアネート化合物が３核体以上のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含むブロック化ポリイソシアネート化合物であることが好ましい。
【００２１】
上記加熱硬化型導電性ペースト組成物は、（Ｅ）硬化促進剤を含有することが好ましく、（Ｃ）硬化剤がフッ化ホウ素を含むルイス酸及びそれらの錯体または塩であり、上記（Ｅ）硬化促進剤が３級アミンまたはイミダゾール類であり、また、成分（Ｅ）と成分（Ｃ）の重量比（Ｅ）／（Ｃ）が０．４以下であることが好ましい。
【００２２】
上記加熱硬化型導電性ペースト組成物を基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペーストを１５０〜２５０℃ の温度範囲で加熱硬化させることにより電極を形成することが好ましい。
【００２３】
上記加熱硬化型導電性ペースト組成物を基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペーストを１５０〜２５０℃ の温度範囲で加熱硬化させることにより配線パターンを形成することが好ましい。
【００２４】
本発明におけるエポキシ当量は、ＪＩＳ−Ｋ−７２３６に従って求めることができる。エポキシ当量の単位は、［ｇ／ｅｑ］である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含有し、固形分中における銀粉末の比率が９０ないし９５重量％であるから、導電性ペースト中の銀粉末の充填性を高めて、銀粉末同士の接触面積を大きくすることができる。従って、請求項１０や１１に記載のように、本発明の導電性ペーストを加熱硬化させることにより形成した電極や配線パターンの導電性を高めることができる。
【００２６】
また、請求項２、３または４に記載のように、銀粉末の物性をより好ましい範囲に設定したり、請求項５と６に記載のように、表面処理剤の種類と付着量をより好ましい範囲から選択することにより、導電性ペースト中の銀粉末の充填性を一層高めることができる。また、請求項７と８に記載のように、加熱硬化性成分としてエポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を併用することで、加熱硬化性成分の熱硬化時の体積収縮により銀粉末同士を密に接触させることができる。この結果、導電性ペーストを加熱硬化させることにより形成した電極や配線パターンの導電性を一層高めることができる。この点で、請求項９に記載のように、硬化剤に加えて硬化促進剤を含有することは、加熱硬化性成分の熱硬化時の体積収縮を助長して銀粉末同士の密着性を高め、導電性をさらに向上させることができる。
【００２７】
また、本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含有しているので、ペーストのチクソトロピー比を高くすることができ、特にスクリーン印刷に適用した際に、細線パターン印刷に好適に使用できる。加えて、請求項８に記載のように、高分子量のエポキシ樹脂を用いないことは、ペーストのチクソトロピー比を高くする点で有利であり、本発明の導電性ペーストは優れた印刷性を備えることができる。
【００２８】
さらに、本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は熱硬化性成分の割合が低く、請求項７と８に記載のように、ブロック化ポリイソシアネート化合物を含むことにより、良好な半田濡れ性を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物の特性評価用印刷パターンを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００３１】
（１）銀粉末
（Ａ）銀粉末は、（ａ１）フレーク状銀粉末と（ａ２）表面処理剤を付着させた球状銀粉末の両者を使用することが好ましい。フレーク状とは、部分的に凹凸があり、変形が見られても、全体として見た場合に、平板または厚みの薄い直方体を含む意であり、薄片状および鱗片状を含む意である。球状とは、部分的に凹凸があり、変形が見られても、全体として見た場合に、直方体よりは立方体に近い立体形状を含む意であり、粒状を含む意である。
【００３２】
球状銀粉末に付着させる表面処理剤は銀粉末表面に付着していれば良く、銀粉末表面に均一に付着しているのがより好ましい。従って、表面処理剤は銀粉末を製造する湿式還元工程において添加するのが好ましい。なお、付着というのは、吸着および／又は被覆されている状態を含む意である。
【００３３】
銀粉末はペーストに導電性を付与するための必須成分であるから、導電性ペースト中に８４．０重量％以上含有することが好ましい。一方、導電性ペースト中の銀粉末量が多くなりすぎると、ペースト化が困難になるという不都合が発生するので、導電性ペースト中の銀粉末量は９５．０重量％以下であるのが好ましい。
【００３４】
フレーク状銀粉末は、その平均粒径Ｄ５０が２〜２０μｍであり、そのＢＥＴ比表面積が０．１〜１ｍ2／ｇであり、そのタップ密度が３〜７ｇ／ｃｍ3であり、そのアスペクト比が５〜１５の範囲であるのが好ましい。
【００３５】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末は、その平均粒径Ｄ５０が４〜２０μｍであり、そのＢＥＴ比表面積が０．７〜１．３ｍ2／ｇであり、そのタップ密度が１．５〜３ｇ／ｃｍ3の範囲であるのが好ましい。
【００３６】
本発明において、粉末の平均粒径Ｄ５０とは、レーザー回折法で粉末の粒度分布を測定した場合における累積５０質量％の粒径をいう。
【００３７】
フレーク状銀粉末のみを使用した場合、銀粉末間の接触面積を大きくすることができるので、高い導電性を期待することができる。しかし、フレーク状銀粉末の製造過程で使用される滑剤による接着性の低下を避けることができない。また、フレーク状銀粉末の形状に起因して硬化物の厚みを大きくすることが困難で、配線パターンを形成した際に配線の抵抗値が期待したほど低くならないことがある。そこで、これらの欠点を改善するために、球状銀粉末を併用するのが好ましい。一方、球状銀粉末のみを使用した場合、フレーク状銀粉末に比して銀粉末間の接触面積が小さいため、比抵抗が上昇するという不都合がある。
【００３８】
また、フレーク状銀粉末は、その製造過程に起因して、通常の球状銀粉末を製造するよりコストがかかるため、低コスト化の観点でもフレーク状銀粉末と球状銀粉末を併用するのが好ましい。
【００３９】
フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０は２〜２０μｍが好ましく、２〜１２μｍがより好ましく、更に好ましくは７〜１０μｍである。フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２μｍより小さいと、銀粉末間の接触界面の抵抗が大きく、十分な導電性が得られない。一方、フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２０μｍより大きいと、銀粉末間の接触界面の抵抗は小さくなるが、メッシュスクリーンを用いて導体パターンを印刷する場合、スクリーンの目詰まりが起こったり、微細配線の形成が困難となるので好ましくない。
【００４０】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０は４〜２０μｍが好ましく、５〜１１μｍがより好ましく、更に好ましくは５〜８μｍである。表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が４μｍより小さいと、銀粉末間の接触界面の抵抗が大きく、十分な導電性が得られない。一方、表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２０μｍより大きいと、銀粉末同士の接触界面の抵抗は小さくなるが、ペースト中に均一に分散させるのが難しくなるので好ましくない。
【００４１】
フレーク状銀粉末のＢＥＴ比表面積は０．１〜１ｍ2／ｇが好ましく、０．２〜０．８ｍ2／ｇがより好ましく、更に好ましくは０．２〜０．５ｍ2／ｇである。フレーク状銀粉末のＢＥＴ比表面積が０．１ｍ2／ｇより小さいと、フレーク厚みが厚く、粒子形状が球形に近くなるため、銀粉末同士の接触面積が小さくなり、十分な導電性が得られない。一方、フレーク状銀粉末のＢＥＴ比表面積が１ｍ2／ｇを超える場合、銀粉末同士の接触面積は大きくなるが、ペースト粘度が高くなるため、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。
【００４２】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末のＢＥＴ比表面積は０．７〜１．３ｍ2／ｇが好ましく、０．８〜１．２ｍ2／ｇがより好ましく、更に好ましくは０．９〜１．１ｍ2／ｇである。表面処理剤を付着させた球状銀粉末のＢＥＴ比表面積が０．７ｍ2／ｇより小さいと銀粉末同士の接触面積が小さく、十分な導電性が得られない。一方、表面処理剤を付着させた球状銀粉末のＢＥＴ比表面積が１．３ｍ2／ｇを超える場合、銀粉末同士の接触面積は大きくなるが、ペースト粘度が高くなるため、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。
【００４３】
フレーク状銀粉末のタップ密度は３〜７ｇ／ｃｍ3が好ましく、３〜６ｇ／ｃｍ3がより好ましく、更に好ましくは３．５〜５．５ｇ／ｃｍ3である。フレーク状銀粉末のタップ密度が３ｇ／ｃｍ3未満では銀粉末が嵩高くなり、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。一方、タップ密度が７ｇ／ｃｍ3を超えるフレーク状銀粉末を工業的に得ることは困難である。
【００４４】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末のタップ密度は１．５〜３ｇ／ｃｍ3が好ましく、１．５〜２．５ｇ／ｃｍ3がより好ましく、更に好ましくは２〜２．５ｇ／ｃｍ3である。表面処理剤を付着させた球状銀粉末のタップ密度が１．５ｇ／ｃｍ3未満では銀粉末が嵩高くなり、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。一方、タップ密度が３ｇ／ｃｍ3を超える表面処理剤を付着させた球状銀粉末は銀粉末の分散が良好であり、銀粉末間に樹脂成分が回りこみ易いため、銀粉末同士の接触界面の抵抗が大きく、十分な導電性が得られない。
【００４５】
フレーク状銀粉末のアスペクト比は５〜１５が好ましく、６〜１２がより好ましく、更に好ましくは６〜１０である。フレーク状銀粉末のアスペクト比が５未満の場合、フレーク化が不十分なため銀粉末同士の接触面積が小さく、十分な導電性が得られない。一方、フレーク状銀粉末のアスペクト比が１５を超える場合、銀粉末同士の接触面積は大きくなるが、高充填化、すなわちペースト中の銀粉末の含有量を上げることができなくなり、十分な導電性が得られない。
【００４６】
フレーク状銀粉末および表面処理剤を付着させた球状銀粉末の重量混合比率は、両者の合計が１００重量部で、フレーク状銀粉末が２０〜８０重量部、表面処理剤を付着させた球状銀粉末が８０〜２０重量部であるのが好ましく、より好ましくはフレーク状銀粉末が４０〜６０重量部、表面処理剤を付着させた球状銀粉末が６０〜４０重量部である。フレーク状銀粉末または表面処理剤を付着させた球状銀粉末のいずれか一方が８０重量部を超える場合または２０重量部を下回る場合、両者を併用したことによる導電性を向上させる効果が十分に得られず、また、フィルム、基板、電子部品等の基材への優れた接着性が得られなくなるので好ましくない。
【００４７】
固形分中における銀粉末の比率は、９０〜９５重量％であるのが好ましく、９２〜９５重量％がより好ましく、更に好ましくは固形分中における銀粉末の比率は９３〜９５重量％である。固形分中における銀粉末の比率が９０重量％未満である場合、銀粉末の接触面積が小さく（銀粉末同士の接触が不十分であることにより）、導電性が不充分となる。一方、固形分中における銀粉末の比率が９５重量％より多くなると、樹脂による銀粉末の均一な分散ができずに、基材に一様に印刷または塗布できる粘度とはならず、カスレたり、不均一な導体が形成される。なお、ここで言う固形分（特許請求の範囲に記載の固形分を含む）とは、（Ａ）銀粉末と（Ｂ）加熱硬化性成分の合計である。
【００４８】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の強熱減量には表面処理剤以外の有機成分も含まれるが、表面処理剤の添加量と相関が見られる。表面処理剤を付着させた球状銀粉末の強熱減量は０．１〜０．４重量％が好ましく、０．１５〜０．３５重量％がより好ましく、更に好ましくは０．１６〜０．２１重量％である。強熱減量が０．１重量％未満では表面処理剤添加による特性改善効果（ペースト中の銀粉末の充填性向上効果）が乏しく、一方、強熱減量が０．４重量％を超えると、銀粉末に付着する表面処理剤量が多くなりすぎ、十分な導電性が得られない。
【００４９】
本発明による表面処理剤を付着させた球状銀粉末の製造方法としては、銀塩含有水溶液にアルカリまたは錯化剤を加えて、酸化銀含有スラリーまたは銀錯塩含有水溶液を生成し、攪拌しながら還元剤を加えて銀粒子を還元析出させた後に、銀粒子含有スラリー溶液に分散剤（表面処理剤）として脂肪酸、脂肪酸塩、脂肪酸エマルジョンおよび脂肪酸アミドから選ばれる少なくとも１種類の物質を加え、更に、ろ過、水洗、脱水した後、乾燥させ、得られた乾燥粉末を解砕、篩別することにより、表面処理剤を付着させた球状銀粉末を製造できる。
【００５０】
上記球状銀粉末の製造方法におけるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどを挙げることができ、錯化剤としてはアンモニア水、アンモニウム塩などを挙げることができる。これらの中で、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたはアンモニア水を使用するのが好ましい。
【００５１】
上記球状銀粉末の製造方法における還元剤としては、アスコルビン酸、亜硫酸塩、アルカノールアミン、過酸化水素水、ギ酸、ギ酸アンモニウム、ギ酸ナトリウム、グリオキサール、酒石酸、次亜りん酸ナトリウム、水素化ほう素ナトリウム、ヒドラジン、ヒドラジン化合物、ヒドロキノン、ピロガロール、ぶどう糖、没食子酸、ホルマリン、無水亜硫酸ナトリウム、ロンガリットなどを使用することができる。これらの中で、アスコルビン酸、アルカノールアミン、ヒドロキノン、ヒドラジンおよびホルマリンからなる群から選ばれる１種以上を使用するのが好ましい。
【００５２】
上記球状銀粉末の製造方法における脂肪酸の例としては、プロピオン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、アクリル酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン、リノレン酸、ステアロール酸、リシノール酸、エライジン酸などを挙げることができる。また、脂肪酸塩の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの金属と脂肪酸が塩を形成したものを挙げることができる。さらに、脂肪酸エマルジョンの例として、グリセリン脂肪酸エステル等の乳化剤を用いて脂肪酸または脂肪酸塩をエマルジョン化したものを挙げることができる。脂肪酸アミドの例として、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘニン酸アミドなどを挙げることができる。
【００５３】
上記方法により球状銀粉末を製造する際の表面処理剤添加量は銀粒子に対して０．０５〜０．３重量％が好ましく、０．０５〜０．２重量％がより好ましく、更に好ましくは０．０５〜０．１重量％である。添加量が０．０５重量％未満では表面処理剤添加による特性改善効果（ペースト中の銀粉末の充填性向上効果）が乏しく、一方、０．３重量％を超えると、銀粉末に付着する表面処理剤量が多くなりすぎ、十分な導電性が得られない。
【００５４】
本発明によるフレーク状銀粉末は、球状銀粉末を元粉として、この元粉に機械的処理を施すことにより製造することができる。元粉の粒径や凝集度は目的に応じて適宜選択することができ、湿式還元法やアトマイズ法など、公知の手法で得られた銀粉を元粉とすることができる。また、元粉に機械的処理を施す方法としては、アトライタやビーズミルを用いた湿式粉砕法、ボールミルや振動ミル等を用いた乾式粉砕法などがあり、公知の手法によりフレーク状銀粉末を製造できる。
【００５５】
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物には、必要に応じて、フレーク状銀粉末および表面処理剤を付着させた球状銀粉末以外の銀粉末、例えば、樹脂状銀粉末や、銀以外の導電性粉末、例えば、銅粉末や銀被覆銅粉末、銀被覆ニッケル粉末等を加えることも可能である。
【００５６】
（２）加熱硬化性成分
本発明に用いる加熱硬化性成分としては、エポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を挙げることができる。
【００５７】
加熱硬化性成分は加熱硬化型導電性ペースト組成物を得るための必須成分であるから、導電性ペースト中に４．０重量％以上含有することが好ましい。一方、導電性ペースト中の加熱硬化性成分量が多くなりすぎると、導電性が悪化するという不都合が発生するので、導電性ペースト中の加熱硬化性成分量は９．０重量％以下であるのが好ましい。
【００５８】
本発明に用いるエポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ樹脂を有する多価エポキシ樹脂であれば、一般に用いられているものが使用可能である。例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のノボラック、ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、レゾルシン等の多価フェノール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の多価アルコール、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、アニリン等のポリアミノ化合物、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸等の多価カルボキシル化合物とエピクロルヒドリンまたは２−メチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジル型のエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンエポキサイド、ブタジエンダイマージエポキサイド等の脂肪族および脂環式エポキシ樹脂等を挙げることができ、これらを単独または組み合わせて使用することができる。これらの中でグリシジル型のエポキシ樹脂を好ましく使用することができ、エチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを付加させたグリシジル型のエポキシ樹脂も好ましく使用できる。エポキシ当量は１００〜４００が好ましく、１００〜２００がより好ましい。エポキシ当量が１００未満であると、塗膜の耐熱性や耐久性等が不充分となり、エポキシ当量が４００を超えるとペーストのチクソトロピー性が低下するため、印刷性が悪化する。
【００５９】
本発明に於けるブロック化ポリイソシアネート化合物に用いられるポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネートを挙げることができる。これらのポリイソシアネート化合物のうち、その成分中に３核体以上のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含むと、より低抵抗となるので好ましい。また、ポリイソシアネートとポリオールを公知の方法により反応させて合成した末端イソシアネート基含有化合物も、本発明におけるポリイソシアネート化合物として用いることができる。この場合のポリオールについては特に限定はなく、一般的なポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカーボネートポリオール類等が使用できる。ポリイソシアネート化合物のブロック化剤についても特に限定はなく、イミダゾール類、フェノール類、オキシム類等を使用することができる。
【００６０】
熱硬化性成分としてエポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を用いる場合、エポキシ当量が１００〜４００のエポキシ樹脂と、ブロック化ポリイソシアネート化合物の重量混合比率は、両者の合計を１００重量部とすると、エポキシ樹脂成分が３０重量部でブロック化ポリイソシアネート化合物成分が７０重量部である比率から、エポキシ樹脂成分が９０重量部でブロック化ポリイソシアネート化合物成分が１０重量部である比率の範囲に含まれるものが好ましい。エポキシ樹脂成分が３０重量部未満であると（ブロック化ポリイソシアネート化合物成分が７０重量部を超えると）、得られる硬化膜の強度と接着性が低下するので好ましくない。一方、エポキシ樹脂成分が９０重量部を超えると（ブロック化ポリイソシアネート化合物成分が１０重量部未満であると）、ブロック化ポリイソシアネート化合物の熱硬化時の硬化収縮による銀粉末間の接触を促進させる効果が小さくなり、導電性が低下するので好ましくない。
【００６１】
（３）硬化剤
硬化剤としては、フッ化ホウ素を含むルイス酸及びそれらの錯体または塩が使用可能である。例えば、３フッ化ホウ素エチルエーテル、３フッ化ホウ素フェノール、３フッ化ホウ素ピペリジン、酢酸３フッ化ホウ素、３フッ化ホウ素トリエタノールアミン、３フッ化ホウ素モノエチルアミン、３フッ化ホウ素モノエタノールアミンなどを挙げることができる。これらの中で、３フッ化ホウ素モノエチルアミン、３フッ化ホウ素モノエタノールアミンを好ましく使用することができる。
【００６２】
硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化させるための必須成分であるから、導電性ペースト中に０．０５重量％以上含有することが好ましい。一方、導電性ペースト中の硬化剤量が多くなりすぎると、ペースト粘度が高くなるという不都合が発生するので、導電性ペースト中の硬化剤量は１．０重量％以下であるのが好ましい。
【００６３】
硬化剤添加量はエポキシ樹脂１００重量部に対して３〜３０重量部であり、３〜１５重量部が好ましく、より好ましくは３〜１０重量部である。硬化剤添加量がエポキシ樹脂１００重量部に対して３重量部未満であると樹脂の硬化が不十分となり、良好な導電性が得られない。一方、３０重量部を超えると、ペースト粘度が高くなり、また、製造コストが高くなるので好ましくない。
【００６４】
（４）溶剤
溶剤としては、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類、及びそれらの酢酸エステル、ＤＢＥ、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジイソブチレートなどのエステル類、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン類、テルピネオールとその酢酸エステル、水添ターピネオール及びその酢酸エステル、γ−ブチロラクトン、リモネン等を例示することができる。スクリーン印刷で電極形成を行う場合には版乾きの問題が生じ易いので、ペースト中に含まれる溶剤の少なくとも半分以上は沸点が２００℃以上の高沸点溶剤を用いるのが好ましい。好ましい高沸点溶剤としては、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、テルピネオールなどを挙げることができる。
【００６５】
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物中の溶剤量は０．９５ないし６．０重量％の範囲であるのが好ましい。溶剤量が０．９５重量％未満である場合、ペースト化が困難になる。一方、溶剤量が６．０重量％を超えると、印刷後の電極あるいは配線パターンに、にじみが生じ易く、また、導電性が低下するので好ましくない。
【００６６】
（５）硬化促進剤
硬化促進剤としては、３級アミンとイミダゾール類が使用可能である。３級アミンとしてはジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノエチルアミン、メチルジデエシルアミン、メチルジオレイルアミン、トリアリルアミン、トリイソプロパノールアミン、トリエチルアミン、３−（ジブチルアミノ）プロピルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、２，４，６−トリスジメチルアミノメチルフェノール、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジアザビシクロウンデセンなどを挙げることができる。これらの中でトリエタノールアミン、ジアザビシクロウンデセンを好ましく使用できる。
【００６７】
イミダゾール類としてはイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−アミノエチル−２−メチルイミダゾール、１−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾールを挙げることができる。これらの中で２−エチル−４メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾールなどを好ましく使用できる。
【００６８】
３級アミンとイミダゾール類は、いずれも単独で硬化剤として機能させることもできるが、フッ化ホウ素を含むルイス酸及びそれらの錯体または塩を硬化剤として使用する場合に３級アミンまたはイミダゾール類からなる硬化促進剤と組み合わせることで、ペースト硬化物の硬化を促進し、加熱硬化性成分の熱硬化時の体積収縮を助長し、銀粉末同士の密着性を高めることができるので、比抵抗を改善すること（導電性を向上させること）が可能となる。これらの硬化促進剤はペースト中に添加しても良いし、銀粉末に予め付着させておいても良い。銀粉末へ予め付着させる方法としては、例えばカッターミルを用いて、銀粉末と硬化促進剤を乾式混合することにより行うことができる。
【００６９】
硬化促進剤は任意成分であり、必ずしも必要なものではなく、硬化剤に補助的に添加するものである。硬化剤の重量に対する硬化促進剤の重量の比率は０．４以下が好ましく、０．２以下がより好ましい。硬化促進剤は少量の添加で比抵抗の改善効果が見られるが、０．４を超える場合、逆に比抵抗が悪化するので好ましくない。
【００７０】
（６）電極または配線パターンの形成
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物を、フィルムや基板や電子部品等の基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペースト組成物を１５０〜２５０℃の温度範囲で加熱硬化させることにより電極または配線パターンを形成することが好ましい。１５０℃より低温の場合は硬化が不充分であり、２５０℃より高温の場合は樹脂の分解や基材からの電極の剥離が起こるので好ましくない。
【実施例】
【００７１】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでなく、本
発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において適宜変更と修正が可能である。
【００７２】
（１）表面処理剤を付着させた球状銀粉末の製造
《製造例１》
銀濃度１０重量％の硝酸銀水溶液を３０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を３０℃に調整し、３０℃に調整した硝酸銀水溶液に１３重量％に調製した水酸化ナトリウム水溶液１７２０ｇを１０分間かけて加え、酸化銀含有スラリーを生成した。得られた酸化銀含有スラリーを攪拌しながら、ホルムアルデヒドの３７重量％水溶液３００ｇを３０分かけて添加することにより銀粒子を析出させた。ホルムアルデヒド水溶液添加終了の５秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤（表面処理剤）としてオレイン酸を０．３ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末をカッターミル（図示せず）により解砕し、篩目１５０μｍの振動篩で篩別することにより、オレイン酸を付着させた球状銀粉末を２９２ｇ得た。
【００７３】
この銀粉末および下記のように得た銀粉末について、以下に説明する方法により、平均粒径Ｄ５０、ＢＥＴ比表面積、タップ密度および強熱減量を測定した。
【００７４】
（平均粒径Ｄ５０の測定）
レーザー回折法による平均粒径Ｄ５０（累積５０質量％粒径）は、銀粉末試料０．３ｇを５０ｍｌビーカーに秤量し、イソプロピルアルコール３０ｍＬに加えた後、超音波洗浄器（アズワン社製ＵＳＭ−１）により５分間分散させ、マイクロトラック粒度分布測定装置（ハネウエル−日機装社製のマクロトラック粒度分布測定装置９３２０−ＨＲＡ Ｘ−１００）を使用して測定した。
【００７５】
（ＢＥＴ比表面積の測定）
ＢＥＴ比表面積は、銀粉末試料１ｇをモノソーブ（カウンタクローム社製）を用いて窒素吸着によるＢＥＴ１点法で測定した。なお、当該ＢＥＴ比表面積測定において、測定前の脱気条件は６０℃、１０分間とした。
【００７６】
（タップ密度の測定）
タップ密度は、タップ密度測定装置（柴山科学社製のカサ比重測定装置ＳＳ−ＤＡ−２）を使用し、銀粉末試料１５ｇを計量して２０ｍＬの試験管に入れ、落差２０ｍｍで１０００回タッピングし、次の式によりタップ密度を求めた。
【００７７】
タップ密度＝試料重量（１５ｇ）／タッピング後の試料容積（ｃｍ3）
（強熱減量の測定）
銀粉末試料３ｇを恒量済の磁性るつぼに秤量し、この時の重量をＶ１とする。次に、銀粉末試料３ｇを８００℃に設定した電気炉で３０分加熱し、加熱が終わった銀粉末試料をデシケータで冷却し、再度秤量した。この時の重量をＶ２とする。Ｖ１とＶ２から次の式により、強熱減量を求めた。
【００７８】
強熱減量（％）＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１×１００
上記のようにして得られた球状銀粉末１の平均粒径Ｄ５０は５．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．９４ｍ2／ｇ、タップ密度は２．３ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．１９重量％であった。
【００７９】
《製造例２》
オレイン酸添加量を０．１５ｇとした以外は製造例１と同様の操作を行うことにより、オレイン酸を付着させた球状銀粉末２９３ｇを得た。得られた球状銀粉末２の平均粒径Ｄ５０は１０．２μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．０５ｍ2／ｇ、タップ密度は１．６ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．１６重量％であった。
【００８０】
《製造例３》
オレイン酸添加量を０．６ｇとした以外は製造例１と同様の操作を行うことにより、オレイン酸を付着させた球状銀粉末２９２ｇを得た。得られた球状銀粉末３の平均粒径Ｄ５０は５．８μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．１０ｍ2／ｇ、タップ密度は１．９ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．３１重量％であった。
【００８１】
《製造例４》
銀濃度７重量％の硝酸銀水溶液を３０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を３０℃に調整し、３０℃に調整した硝酸銀水溶液に１３重量％に調製した水酸化ナトリウム水溶液１７２０ｇを１０分間かけて加え、酸化銀含有スラリーを生成した。得られた酸化銀含有スラリーを攪拌しながら、ヒドラジン一水和物の８０重量％水溶液２００ｇを１５分かけて添加することにより銀粒子を析出させた。ヒドラジン一水和物溶液添加終了の１５秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤（表面処理剤）としてステアリン酸を０．２１ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末をカッターミル（図示せず）により解砕し、篩目１５０μｍの振動篩で篩別することにより、ステアリン酸を付着させた球状銀粉末２０５ｇを得た。得られた球状銀粉末４の平均粒径Ｄ５０は６．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．３０ｍ2／ｇ、タップ密度は１．５ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．２１重量％であった。
【００８２】
《製造例５》
銀濃度７重量％の硝酸銀水溶液を３０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を３０℃に調整し、３０℃に調整した硝酸銀水溶液に１３重量％に調製した炭酸水素ナトリウム水溶液１８００ｇを１０分間かけて加え、炭酸銀含有スラリーを生成した。得られた炭酸銀含有スラリーを攪拌しながら、Ｌ−アスコルビン酸の３０重量％水溶液１２００ｇを１５分かけて添加することにより銀粒子を析出させた。アスコルビン酸水溶液添加終了の１５秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤（表面処理剤）としてオレイン酸アミドを０．２１ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末をカッターミル（図示せず）により解砕し、篩目１５０μｍの振動篩で篩別することにより、オレイン酸アミドを付着させた球状銀粉末２０５ｇを得た。得られた球状銀粉末５の平均粒径Ｄ５０は７．２μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．０５ｍ2／ｇ、タップ密度は１．９ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．２１重量％であった。
【００８３】
《製造例６》
オレイン酸を添加しなかった以外は製造例１と同様の操作を行うことにより、球状銀粉末２９０ｇを得た。得られた球状銀粉末６の平均粒径Ｄ５０は１３．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．９４ｍ2／ｇ、タップ密度は１．１ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．１０重量％であった。
【００８４】
《製造例７》
オレイン酸添加量を１．２ｇとした以外は製造例１と同様の操作を行うことにより、オレイン酸を付着させた球状銀粉末２９５ｇを得た。得られた球状銀粉末７の平均粒径Ｄ５０は３．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は１．４８ｍ2／ｇ、タップ密度は２．５ｇ／ｃｍ3、強熱減量は０．４９重量％であった。
【００８５】
（２）フレーク状銀粉末の製造
《フレーク状銀粉末１》
銀濃度８重量％の硝酸銀水溶液を２０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を２０℃に調整し、２０℃に調整した硝酸銀水溶液に２０重量％に調製したＬ−アスコルビン酸の水溶液１５００ｇを１０秒間かけて攪拌しながら加えることにより銀粒子を析出させた。Ｌ−アスコルビン酸の水溶液添加終了の５秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤としてステアリン酸を０．３ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末１００ｇと１／１６インチの直径のステンレスボール１０００ｇとをボールミル（図示せず）に入れ、２０時間かけて粉砕、篩別することにより、フレーク状銀粉末１を得た。得られたフレーク状銀粉末１の平均粒径Ｄ５０は８．１μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．２９ｍ2／ｇ、タップ密度は４．７ｇ／ｃｍ3、アスペクト比は９．８であった。なお、このフレーク状銀粉末１および後記するフレーク状銀粉末２ないし４の平均粒径Ｄ５０、ＢＥＴ比表面積およびタップ密度は上記方法により測定し、アスペクト比については以下に説明するような方法で測定した。
【００８６】
（アスペクト比の測定）
フレーク状銀粉末を走査型電子顕微鏡（日本電子製ＪＳＭ−５５００）により観察して、２０００倍に拡大した画像から、１０個の銀粉末を無作為に選択して、その粒径（外接円の直径）を計測し、個数平均することにより長辺を求めた。また、同様に２０００倍に拡大した画像から、１０個の銀粉末を無作為に選択して、その厚みを計測し、個数平均することにより厚みを求めた。このようにして求めた長辺を厚みで除することによりアスペクト比を求めた。
【００８７】
《フレーク状銀粉末２》
銀濃度８重量％の硝酸銀水溶液を２０００ｇ秤量し、この硝酸銀水溶液の温度を２０℃に調整し、２０℃に調整した硝酸銀水溶液にヒドラジン−水和物の水溶液１００ｇを５秒間かけて攪拌しながら加えることにより銀粒子を析出させた。ヒドラジン−水和物の水溶液添加終了の３秒後に、上記の銀粒子含有スラリーに分散剤としてオレイン酸を０．５ｇ添加し、ブフナーロート（図示せず）により、ろ過、水洗、脱水した後、真空乾燥機（図示せず）により７０℃で２０時間乾燥させた。得られた乾燥粉末１００ｇと１／１６インチの直径のステンレスボール１０００ｇとをボールミル（図示せず）に入れ、２０時間かけて粉砕、篩別することにより、フレーク状銀粉末２を得た。得られたフレーク状銀粉末２の平均粒径Ｄ５０は５．５μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．４４ｍ2／ｇ、タップ密度は５．１ｇ／ｃｍ3、アスペクト比は６．５であった。
【００８８】
《フレーク状銀粉末３》
真空乾燥機による乾燥温度を８０℃とした以外はフレーク状銀粉末１の製造の場合と同様の操作を行うことにより、フレーク状銀粉末３を得た。得られたフレーク状銀粉末３の平均粒径Ｄ５０は１１．９μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．２５ｍ2／ｇ、タップ密度は３．５ｇ／ｃｍ3、アスペクト比は１１．２であった。
【００８９】
《フレーク状銀粉末４》
オレイン酸添加量を１．０ｇとした以外はフレーク状銀粉末２の製造の場合と同様の操作を行うことにより、フレーク状銀粉末４を得た。得られたフレーク状銀粉末４の平均粒径Ｄ５０は２．７μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．７８ｍ2／ｇ、タップ密度は５．４ｇ／ｃｍ3、アスペクト比は７．６であった。
【００９０】
（３）加熱硬化型導電性ペースト組成物の作製
（Ａ）銀粉末、（Ｂ）加熱硬化性成分、（Ｃ）硬化剤、（Ｄ）溶剤および（Ｅ）硬化促進剤を下記の表１と表２に示す割合（重量部）で配合し、３本ロールミルで混練してペースト化することにより、実施例１〜１０および比較例１〜６の加熱硬化型導電性ペースト組成物を得た。
【００９１】
次いで、これらの加熱硬化型導電性ペースト組成物のチクソトロピー比を以下に説明する方法で測定した。
【００９２】
（チクソトロピー比の測定）
粘度計（ブルックフィールド社製ＨＢＤＶIII）を用い、コーンスピンドルＣＰ−５２（角度３．０°、半径１．２ｃｍ） により、回転数１ｒｐｍにおける粘度と、回転数５ｒｐｍにおける粘度とを測定した。粘度の測定は、２５℃の循環水で保温したサンプルカップ内に導電性ペーストを５分間放置した後、回転数１ｒｐｍと回転数５ｒｐｍで行った。回転数１ｒｐｍにおける粘度をαとし、回転数５ｒｐｍにおける粘度をβとし、チクソトロピー比は、αをβで除することにより求めた。チクソトロピー比は４〜８が好ましく、４〜７がより好ましく、更に好ましくは４〜６である。チクソトロピー比が４未満では、スクリーン製版の版離れが悪かったり、スクリーン印刷後に配線パターンが広がり易く、細線印刷への対応が困難になる等の問題があり、印刷性が悪化する。一方、チクソトロピー比が８を超えると、スクリーン印刷時のペーストの版抜け性が悪くなり、印刷性が悪化する。このチクソトロピー比の数値を表１と表２に示す。
【００９３】
（４）比抵抗の測定と半田濡れ性の評価
ａ．比抵抗の測定と半田濡れ性の評価用サンプルの作製
表１と表２の配合により得られた各実施例および比較例のペーストを用いて、以下のようにして比抵抗の測定と半田濡れ性の評価用サンプルを作製した。アルミナ基板上に、表１と表２の各配合の導電性ペーストを用いて、図１に示すように、アスペクト比７５のパターン１と、５つの２mm×２mmの大きさのパッド２を印刷した。図１において、３と４は正方形の枕電極で、枕電極３から枕電極４に至る線長は３７．５mmで、その線幅Ｌは一定で５００μｍ、線間隔Ｓ1は５００μｍ、線間隔Ｓ2は７５０μｍである。従って、アスペクト比は、３７．５mm／０．５mm＝７５となる。
【００９４】
次に、アルミナ基板を１８０℃ の熱風乾燥機中で６０分間加熱し、導電性ペーストを硬化させた。このようにして、比抵抗の測定と半田濡れ性の評価用サンプルを得た。
【００９５】
（比抵抗の測定）
パターン１の膜厚を表面粗さ計（東京精密社製サーフコム）で測定し、電気抵抗をデジタルマルチメータ（アドバンテスト社製Ｒ６５５１）で測定し、それら膜厚と電気抵抗とアスペクト比に基づいて比抵抗を算出した。比抵抗が高いと、同じ配線抵抗を得るために膜厚を厚くする必要があり、使用するペーストの量も多く必要になるので、比抵抗は、より低い方が好ましい。比抵抗としては、１１μΩ・ｃｍ以下が好ましく、１０μΩ・ｃｍ以下がより好ましく、更に好ましくは９μΩ・ｃｍ以下である。この比抵抗の数値を表１と表２に示す。
【００９６】
（半田濡れ性の評価）
パッド２にフラックス（タムラ化研製ＸＡ−１００）をつけた後、２３０℃に設定した半田槽に２秒間半田ディップした。ディップ後の５個の２ｍｍ□パッド部２の半田濡れ面積を目視で確認し、半田が盛り上がった部分の面積をパッド部の面積で除することにより半田濡れ性を求めた。半田濡れ性が８０％未満では半田付けが困難になる場合があるので、半田濡れ性は８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましく、更に好ましくは１００％である。この半田濡れ性の数値を表１と表２に示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
【表２】
【００９９】
【表３】
【０１００】
表３はフレーク状銀粉末の性状、表１と表２のペースト組成物の作製に使用した物質の商品名または化合物名を示す。
（５）特性の評価結果
比較例１では球状銀粉末として表面処理剤を付着させていない球状銀粉末を使用しているため、チクソトロピー比が低く、印刷性が劣るのに加えて、比抵抗も高い。
【０１０１】
比較例２では、表面処理剤を付着させた球状銀粉末のみを使用しているため、チクソトロピー比が低く、印刷性が劣るのに加えて、比抵抗もやや高く、半田濡れ性も悪い。
【０１０２】
比較例３では、球状銀粉末に対する表面処理剤の添加量が０．４重量％と多いので、チクソトロピー比が高く、印刷性は良好であるが、比抵抗が極めて高い。
【０１０３】
比較例４では、銀粉末とエポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物からなる固形分中の銀粉末比率が８９重量％と低いので、比抵抗が高く、半田濡れ性も悪い。
【０１０４】
比較例５では、硬化剤に対する硬化促進剤の比率が０．８８と高いので、チクソトロピー比が低く、印刷性が劣るのに加えて、比抵抗が高い。
【０１０５】
比較例６では、本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物が解決しようとする課題の解決に寄与しない硬化促進剤を用いているので、硬化促進剤としての特性改善効果が見られす、チクソトロピー比が低く、印刷性が劣るのに加えて、比抵抗が高い。
【０１０６】
一方、実施例１〜１０は、（Ａ）銀粉末と、（Ｂ）加熱硬化性成分と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）溶剤と、（Ｅ）硬化促進剤とを適切な比率で配合したものであるから、優れた印刷性を備えるとともに、高い導電性と良好な半田濡れ性を有する加熱硬化型導電性ペースト組成物を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の加熱硬化型導電性ペースト組成物は、１５０〜２５０℃の温度範囲の加熱により、優れた導電性を備える半田濡れ性の良好な電極または電気配線を形成することができるため、太陽電池セルの集電電極、チップ型電子部品の外部電極や、ＲＦＩＤ、電磁波シールド、振動子接着、メンブレンスイッチ、エレクトロルミネセンス等の電極または電気配線用途に好適である。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 印刷パターン
２ パッド
３ 枕電極
４ 枕電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）銀粉末と、（Ｂ）加熱硬化性成分と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する加熱硬化型導電性ペースト組成物であって、（Ａ）銀粉末として、（ａ１）フレーク状銀粉末と、（ａ２）表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含み、かつ、固形分中における（Ａ）銀粉末の比率が９０〜９５重量％であることを特徴とする加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項２】
フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．１〜１ｍ2／ｇであり、タップ密度が３〜７ｇ／ｃｍ3であり、アスペクト比が５〜１５であることを特徴とする請求項１記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項３】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が４〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．７〜１．３ｍ2／ｇであり、タップ密度が１．５〜３ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする請求項１または２記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項４】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の強熱減量が０．１〜０．４重量％であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項５】
球状銀粉末に付着させる表面処理剤は、脂肪酸、脂肪酸塩、脂肪酸エマルジョンおよび脂肪酸アミドから選ばれる少なくとも１種類の物質であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項６】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末が、湿式還元法により還元析出された銀粒子を含有するスラリーに、銀粒子に対して０．０５〜０．３重量％の表面処理剤を添加することにより得られるものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項７】
（Ｂ）加熱硬化性成分が、エポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項８】
エポキシ樹脂が、エポキシ当量４００以下のエポキシ樹脂であり、ブロック化ポリイソシアネート化合物が３核体以上のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含むブロック化ポリイソシアネート化合物であることを特徴とする請求項７記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物が（Ｅ）硬化促進剤を含有し、（Ｃ）硬化剤がフッ化ホウ素を含むルイス酸及びそれらの錯体または塩であり、上記（Ｅ）硬化促進剤が３級アミンまたはイミダゾール類であり、成分（Ｅ）と成分（Ｃ）の重量比（Ｅ）／（Ｃ）が０．４以下であることを特徴とする加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物を基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペースト組成物を１５０〜２５０℃ の温度範囲で加熱硬化させることにより電極を形成することを特徴とする電極形成方法。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物を基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペースト組成物を１５０〜２５０℃ の温度範囲で加熱硬化させることにより配線パターンを形成することを特徴とする配線パターンの形成方法。
【請求項１】
（Ａ）銀粉末と、（Ｂ）加熱硬化性成分と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する加熱硬化型導電性ペースト組成物であって、（Ａ）銀粉末として、（ａ１）フレーク状銀粉末と、（ａ２）表面処理剤を付着させた球状銀粉末を含み、かつ、固形分中における（Ａ）銀粉末の比率が９０〜９５重量％であることを特徴とする加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項２】
フレーク状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が２〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．１〜１ｍ2／ｇであり、タップ密度が３〜７ｇ／ｃｍ3であり、アスペクト比が５〜１５であることを特徴とする請求項１記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項３】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の平均粒径Ｄ５０が４〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．７〜１．３ｍ2／ｇであり、タップ密度が１．５〜３ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする請求項１または２記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項４】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末の強熱減量が０．１〜０．４重量％であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項５】
球状銀粉末に付着させる表面処理剤は、脂肪酸、脂肪酸塩、脂肪酸エマルジョンおよび脂肪酸アミドから選ばれる少なくとも１種類の物質であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項６】
表面処理剤を付着させた球状銀粉末が、湿式還元法により還元析出された銀粒子を含有するスラリーに、銀粒子に対して０．０５〜０．３重量％の表面処理剤を添加することにより得られるものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項７】
（Ｂ）加熱硬化性成分が、エポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート化合物を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項８】
エポキシ樹脂が、エポキシ当量４００以下のエポキシ樹脂であり、ブロック化ポリイソシアネート化合物が３核体以上のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含むブロック化ポリイソシアネート化合物であることを特徴とする請求項７記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物が（Ｅ）硬化促進剤を含有し、（Ｃ）硬化剤がフッ化ホウ素を含むルイス酸及びそれらの錯体または塩であり、上記（Ｅ）硬化促進剤が３級アミンまたはイミダゾール類であり、成分（Ｅ）と成分（Ｃ）の重量比（Ｅ）／（Ｃ）が０．４以下であることを特徴とする加熱硬化型導電性ペースト組成物。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物を基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペースト組成物を１５０〜２５０℃ の温度範囲で加熱硬化させることにより電極を形成することを特徴とする電極形成方法。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかに記載の加熱硬化型導電性ペースト組成物を基材上に塗布または印刷した後、該導電性ペースト組成物を１５０〜２５０℃ の温度範囲で加熱硬化させることにより配線パターンを形成することを特徴とする配線パターンの形成方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−７１０５７（Ｐ２０１１−７１０５７Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２３２２７（Ｐ２００９−２２３２２７）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（３９７０５９５７１）京都エレックス株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（３９７０５９５７１）京都エレックス株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]