導電性アルミニウムペースト
【課題】ガラスフリットを利用せずに、下地基板に対して、良好な密着性を示す焼結体層の作製に利用可能な導電性アルミニウムペーストを提供する。
【解決手段】ガラスフリットを配合していない導電性アルミニウムペーストであって、該導電性アルミニウムペーストは、アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒を含み、該アルミニウム粉末と、金属ナノ粒子が、有機分散溶媒中に分散されているペースト状の組成物であり、３５０℃以上５００℃以下の温度に加熱することで、焼成することが可能である。
【解決手段】ガラスフリットを配合していない導電性アルミニウムペーストであって、該導電性アルミニウムペーストは、アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒を含み、該アルミニウム粉末と、金属ナノ粒子が、有機分散溶媒中に分散されているペースト状の組成物であり、３５０℃以上５００℃以下の温度に加熱することで、焼成することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性アルミニウムペーストに関し、特には、ガラス基板、シリコン基板の基板面に対する接着性を付与する、ガラスフリットを添加していない導電性アルミニウムペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
無機材料基板の基板面に配線層や、電極層を形成する目的に、従来から、導電性金属ペーストが利用されている。
【０００３】
例えば、ｐ型シリコン基板を利用して作製される太陽電池では、その受光面となる基板表面に、ｎ+型半導体層を形成し、該ｎ+型半導体層上に、グリッド状のｎ側電極が作製される。一方、ｐ型シリコン基板の裏面には、ｐ側電極として、アルミニウム電極が作製される。このｐ型シリコン基板裏面のアルミニウム電極の作製に、導電性アルミニウムペーストが利用されている。
【０００４】
前記の用途に広く利用されている、導電性アルミニウムペーストは、平均粒径１〜１０μｍのアルミニウム粉末と、ガラスフリット粉末とを、有機分散溶媒中に均一に分散させ、ペースト状組成物に調製されている。ｐ型シリコン基板裏面に、所望の裏面電極パターンに従って、導電性アルミニウムペーストをスクリーン印刷して、ペースト塗布膜を形成する。該ペースト塗布膜を所望の塗布膜厚とし、その形状を保持する目的で、導電性アルミニウムペーストの粘度を増すため、通常、有機バインダー成分が添加されている。該ペースト塗布膜を所定の温度に加熱して、焼成処理を施すことで、アルミニウム電極を作製する。前記焼成処理の間に、ｐ型シリコン基板裏面に接するアルミニウム粉末から、基板側にアルミニウム原子が熱拡散し、その界面にＡｌ−Ｓｉ合金層が形成される。また、基板中に拡散するアルミニウム原子は、ｐ型不純物であるため、ｐ+型半導体層も形成される。一方、導電性アルミニウムペースト中に配合されているガラスフリット粉末は、その軟化点より加熱温度を高く設定することで、焼成処理の間に軟化し、アルミニウム粉末の間隙に充填される。さらに、ｐ型シリコン基板裏面と、軟化したガラスフリットが接触する。ｐ型シリコン基板裏面には、自然酸化膜が存在しており、軟化したガラスフリットと前記自然酸化膜が融合する結果、ｐ型シリコン基板裏面に対して、ガラスフリットは高い密着性を示す。
【０００５】
導電性アルミニウムペースト中に含まれる有機分散溶媒、ならびに、有機バインダー成分は、焼成処理の間に、徐々に蒸散する。アルミニウム粉末は、相互に接触する部位において、焼結が進行する。軟化したガラスフリットは、焼結したアルミニウム粉末の層に残留する隙間を充填する結果、焼結したアルミニウム粉末の層全体の隙間に軟化したガラスフリットが均一に浸潤した状態となる。
【０００６】
焼成処理を完了し、冷却すると、ガラスフリットの固化がなされる。作製されるアルミニウム電極は、ｐ型シリコン基板裏面とガラスフリット粉末との間に形成されたＡｌ−Ｓｉ合金層と、ｐ型シリコン基板裏面に密着するガラスフリットとによって、裏面に密着された状態となる。勿論、焼結したアルミニウム粉末の層全体の隙間に浸潤したガラスフリットは、焼結したアルミニウム粉末の層全体を結合させる機能も有しており、アルミニウム電極全体のｐ型シリコン基板裏面への密着性を大幅に向上させている。
【０００７】
ガラス基板上に、従来の導電性アルミニウムペーストを利用して、アルミニウム配線層を形成する場合には、配合されているガラスフリットによって、ガラス基板面への接着性が付与されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の導電性アルミニウムペーストにおいては、該導電性アルミニウムペーストを利用して形成されるアルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させる目的で、ガラスフリットが配合されている。従って、形成されるアルミニウム配線層は、焼結したアルミニウム粉末の層全体の隙間にガラスフリットが浸潤した状態となっている。従来の導電性アルミニウムペーストに配合されるガラスフリットは、粉末状の低融点ガラスである。従来の導電性アルミニウムペーストは、アルミニウム粉末と粉末状の低融点ガラスとを、有機分散溶媒中に分散させ、ペースト状組成物の形態に構成されており、該ペースト状組成物を下地基板面に塗布し、塗布膜を作製する。作製される塗布膜中に含まれる、アルミニウム粉末と粉末状の低融点ガラスは、概ね均一な分散を示すが、部分的に不均一な分布が形成される場合も少なくない。具体的には、一般にアルミニウム粉末の平均粒径に比較して、粉末状の低融点ガラスの平均粒径は小さく選択されているため、塗布膜の膜厚方向における、粉末状の低融点ガラスの分布は均一でない。また、塗布膜の面内においても、粉末状の低融点ガラスの分布は必ずしも、均一ではない。
【０００９】
導電性アルミニウムペーストの塗布膜を作製した後、該塗布膜中に含まれる、有機分散溶媒を蒸散させる乾燥処理を施した後、焼成処理がなされる。該焼成処理では、乾燥処理済の塗布膜を加熱処理することで、含まれるアルミニウム粉末相互の焼結と、粉末状の低融点ガラスの溶融を行う。すなわち、該焼成処理の加熱温度は、ガラスフリットとして利用している、粉末状の低融点ガラスの融点を超える温度、通常、６００℃以上の温度に選択される。アルミニウムの融点は、６６０．３７℃であり、６００℃以上の温度、例えば、６５０℃程度まで加熱すると、含まれるアルミニウム粉末相互の焼結が進行する。従って、ガラスフリットを配合する、従来の導電性アルミニウムペーストを利用して、下地基板面にアルミニウム配線層を形成する際には、焼成処理の加熱温度は、ガラスフリットとして利用する低融点ガラスの融点を超え、アルミニウムの融点に近い温度に選択する必要がある。
【００１０】
一方、大気中において、アルミニウムの融点に近い温度に加熱すると、アルミニウム粉末の表面では、酸化皮膜の生成が進行する。そのため、形成されるアルミニウム配線層中では、アルミニウム粉末相互の焼結部位の界面に、生成した酸化皮膜が存在し、当該焼結部位の接触抵抗を上昇させる要因となっている。この当該焼結部位の接触抵抗の上昇は、形成されるアルミニウム配線層全体の平均抵抗率の上昇を引き起こす、主要な原因となっている。
【００１１】
アルミニウム粉末の表面における、酸化皮膜の生成を抑制するためには、焼成処理の加熱温度を、少なくとも５００℃以下に選択することが必要である。
【００１２】
従来の導電性アルミニウムペーストを利用して、アルミニウム配線層を作製する際、焼成処理の加熱温度は、配合されているガラスフリットを溶融する温度に依存している。焼成処理の加熱温度を、少なくとも５００℃以下に選択するためには、ガラスフリットを利用しなくとも、アルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させる手段を開発することが必要である。
【００１３】
本発明は、前記の課題を解決するものである。すなわち、本発明の目的は、ガラスフリットを利用することなく、アルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させることが可能な、新規な組成の導電性アルミニウムペーストを提供することにある。特には、本発明の目的は、焼成処理の加熱温度を少なくとも５００℃以下に選択することが可能であり、ガラスフリットを配合していない、アルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させることが可能な、新規な組成の導電性アルミニウムペーストを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、前記の課題を解決するため、焼成処理の加熱温度を少なくとも５００℃以下に選択する場合に、アルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させることが可能な手段の探索を進めた。その結果、ガラスフリットに代えて、導電性アルミニウムペースト中に金属ナノ粒子を配合すると、該金属ナノ粒子は、少なくとも、５００℃以下の加熱温度において、ガラス基板や、シリコンウエハ面上の酸化膜表面に存在するシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）と当該金属ナノ粒子表面の金属原子Ｍとの間で、−Ｓｉ−Ｏ−Ｍ−型の結合を形成することによって、これらの下地基板面に対する密着性を示すことを見出した。また、少なくとも、５００℃以下の加熱温度において、金属ナノ粒子相互の焼結が可能であり、さらに、アルミニウム粉末の表面のアルミニウム金属原子と、該金属ナノ粒子の表面の金属原子との間で金属結合を形成することによって、良好な密着性を示すことを見出した。すなわち、ガラス基板や、シリコンウエハ面上の酸化膜表面に接しているアルミニウム粉末に対して、その接触部位の周囲の隙間に金属ナノ粒子を充填すると、これら下地基板面と金属ナノ粒子との間で、−Ｓｉ−Ｏ−Ｍ−型の結合を形成し、一方、アルミニウム粉末の表面のアルミニウム金属原子との間で金属結合を形成する結果、該金属ナノ粒子は、アルミニウム粉末の下地基板面に対する密着性を向上させる機能を発揮することを見出した。加えて、ガラス基板や、シリコンウエハ面上の酸化膜表面に接しているアルミニウム粉末の接触部位の周囲の隙間に充填されている、金属ナノ粒子相互は低温焼結が可能で、生成される金属ナノ粒子の焼結体が、アルミニウム粉末の下地基板面に対する密着性を向上させる接着剤層として機能することを見出した。
【００１５】
さらには、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の隙間に金属ナノ粒子が充填されると、生成される金属ナノ粒子の焼結体が、アルミニウム粉末相互の密着性を向上させる接着剤層として機能することを見出した。その結果、アルミニウム粉末相互の接触部位における実効的な接触面積が拡大し、該接触部位における接触抵抗を低減する効果を有することも見出した。
【００１６】
すなわち、ガラスフリットに代えて、導電性アルミニウムペースト中に金属ナノ粒子を配合すると、それを利用して作製されるアルミニウム配線層は、焼成処理の加熱温度を少なくとも５００℃以下に選択する場合、アルミニウム粉末表面の酸化皮膜の生成が抑制され、一方、アルミニウム粉末相互の密着性、アルミニウム粉末の下地基板面に対する密着性の向上がなされることを見出した。
【００１７】
以上の一連の知見に基づき、本発明者らは、本発明を完成するに至った。
【００１８】
すなわち、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
ガラスフリットを配合していない導電性アルミニウムペーストであって、
該導電性アルミニウムペーストは、
アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒を含み、
該アルミニウム粉末と、金属ナノ粒子が、有機分散溶媒中に分散されているペースト状の組成物であり、
前記アルミニウム粉末の平均粒径は、１μｍ〜５μｍの範囲に選択され、
前記金属ナノ粒子の平均粒子径は、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲に選択され、
前記金属ナノ粒子の表面は、被覆剤分子により被覆されており、
前記被覆剤分子は、炭素数１０〜１８の脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の脂肪族モノアミンまたはジアミンからなる群から選択される、前記有機分散溶媒に対して親和性を有する化合物であり、
前記有機分散溶媒は、沸点が１５０℃〜３５０℃の範囲の非極性有機溶媒であり、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属ナノ粒子の含有量は、１００質量部〜２３０質量部の範囲に選択され、
前記有機分散溶媒の含有量は、１５質量部〜３５質量部の範囲に選択されており、
前記金属ナノ粒子の表面を被覆する被覆剤分子の含有量は、
前記金属ナノ粒子１００質量部当たり、８質量部〜１５質量部の範囲に選択されており、
該導電性アルミニウムペーストは、３５０℃以上５００℃以下の温度に加熱することで、焼成することが可能である
ことを特徴とする導電性アルミニウムペーストである。
【００１９】
その際、前記導電性アルミニウムペーストは、
前記金属ナノ粒子に加えて、
加熱分解によって、金属原子の生成が可能な、金属塩、金属錯体からなる群から選択される金属含有化合物を１種以上含み、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属含有化合物の含有量の総和は、１質量部〜２０質量部の範囲に選択されている形態を選択することができる。
【００２０】
なお、前記金属含有化合物に含まれる金属種は、
金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、チタン、ケイ素、ビスマス、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、アンチモン、セリウム、セシウム、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、タリウム、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種または、二種以上の金属種であることが好ましい。
【００２１】
また、上記の本発明にかかる導電性アルミニウムペーストにおいては、
前記金属ナノ粒子は、
金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ゲルマニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子であることが好ましい。
【００２２】
特には、前記金属ナノ粒子は、金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子であることがより好ましい。
【００２３】
また、前記アルミニウム粉末は、
フレーク状アルミニウム粉末、粒状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末からなる群から選択される一種以上のアルミニウム粉末であることができる。
【００２４】
さらには、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
前記アルミニウム粉末、金属ナノ粒子に加えて、
サブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末を含み、
前記金属微細粉末の平均粒子径は、０．１μｍ〜１μｍの範囲に選択され、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属微細粉末の含有量の総和は、１０質量部〜５０質量部の範囲に選択されている形態とすることもできる。
【００２５】
その際、前記金属微細粉末は、
金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属微細粉末、または、二種以上の金属種からなる金属微細粉末混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金の微細粉末であることが好ましい。
【００２６】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
大気中において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能であることが望ましい。
【００２７】
勿論、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
還元性雰囲気下または不活性ガス雰囲気下において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能であることも望ましい。
【００２８】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストでは、
前記有機分散溶媒は、沸点１５０℃〜３５０℃の範囲の非芳香族炭化水素溶媒であることが好ましい。
【００２９】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
沸点２００℃〜４００℃の範囲のモノカルボン酸をさらに含み、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記モノカルボン酸の含有量は、１質量部〜１０質量部の範囲に選択されている形態とすることもできる。
【００３０】
一方、本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、
前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率は、１００：２５〜１００：６０の範囲に選択されていることが好ましい。
【００３１】
また、前記導電性アルミニウムペースト中に含有される、
前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率の合計は、５０体積％〜６６体積％の範囲に選択されていることが好ましい。
【００３２】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストの粘度は、５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ（２５℃）の範囲に選択されていることが好ましい。
【００３３】
なお、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
樹脂成分を含まない形態とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、ガラスフリットに代えて、金属ナノ粒子を配合しているため、該導電性アルミニウムペーストを利用して、ガラス基板や、シリコンウエハなどの表面にシラノール基が存在する下地基板上に作製されるアルミニウム配線層は、焼成処理の加熱温度を少なくとも５００℃以下に選択する場合、アルミニウム粉末表面の酸化皮膜の生成が抑制され、一方、アルミニウム粉末相互の密着性、アルミニウム粉末の下地基板面に対する密着性の向上がなされる。すなわち、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、ガラス基板やシリコンウエハ等の表面に良好な密着性を示すアルミニウム配線層の作製に利用でき、配線用、太陽電池電極用、接合用材料として、好適に使用可能である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストに関して、より詳しく説明する。
【００３６】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、従来の導電性アルミニウムペーストにおいて、無機のバインダー成分として、広く利用されている、ガラスフリットを配合していない点に特徴がある。本発明にかかる導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層は、その下地基板面との密着性を向上するため、ガラスフリットの利用に代えて、配合されている金属ナノ粒子を利用している。
【００３７】
従って、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、必須成分として、アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒を含み、該アルミニウム粉末と、金属ナノ粒子が、有機分散溶媒中に分散されているペースト状の組成物の形態されている。
【００３８】
まず、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストの必須成分として使用される、アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒について、以下に説明する。
【００３９】
本発明の導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerは、通常、５μｍ〜１５μｍの範囲に選択される。このアルミニウム配線層、電極層は、導電性アルミニウムペースト中に含有されるアルミニウム粉末、金属ナノ粒子を加熱焼成することによって形成している。その際、アルミニウム配線層、電極層の厚さは、積層されたアルミニウム粉末が焼結された焼結体の厚さに相当するため、形成されるアルミニウム配線層、電極層の厚さのバラツキ、ならびに、表面の凹凸は、使用するアルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderに依存する。一般に、形成されるアルミニウム配線層、電極層の厚さのバラツキΔｔlayerは、使用されるアルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderの１／２程度、また、表面の凹凸δｔlayerは、使用されるアルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderの１／４程度になる。
【００４０】
作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerに対して、厚さのバラツキΔｔlayerは、通常、大きくとも、（Δｔlayer／ｔlayer）＜1/4、より好ましくは、（Δｔlayer／ｔlayer）≦1/10の範囲とすることが望ましい。その際、Δｔlayer≒1/2・ｄAl-powderとすると、（1/2・ｄAl-powder／ｔlayer）＜1/4、より好ましくは、（1/2・ｄAl-powder／ｔlayer）≦1/10の範囲となるように、アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderを選択することが望ましい。従って、作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerに対して、アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderは、（ｄAl-powder／ｔlayer）＜1/2、より好ましくは、（ｄAl-powder／ｔlayer）≦1/5の範囲となるように選択することが望ましい。
【００４１】
その点を考慮して、作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerが５μｍ〜１５μｍの範囲である際、本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderは、１μｍ〜５μｍの範囲、より好ましくは、１μｍ〜３μｍの範囲に選択することが望ましい。
【００４２】
また、使用されるアルミニウム粉末の形状は、フレーク状アルミニウム粉末、粒状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末からなる群から選択される。一般に、形成されるアルミニウム配線層、電極層の厚さのバラツキ、表面の凹凸を抑制する目的では、粒状アルミニウム粉末を使用することが望ましい。形成されるアルミニウム配線層、電極層内の電気伝導度を高める目的では、粒状アルミニウム粉末と、フレーク状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末とを併用することが望ましい。粒状アルミニウム粉末が積層した構造中に、フレーク状アルミニウム粉末、あるいは、不定形状アルミニウム粉末が挿入されると、アルミニウム粉末の積層構造全体として、隙間空間は減少し、同時に、アルミニウム粉末相互の接触部位の平均密度の向上がなされる。
【００４３】
例えば、粒状アルミニウム粉末と、フレーク状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末とを併用する際には、粒状アルミニウム粉末１００質量部当たり、フレーク状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末を５質量部〜２０質量部の範囲、好ましくは５質量部〜１５質量部の範囲で混合した状態とすることが望ましい。
【００４４】
本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、金属ナノ粒子は、該導電性アルミニウムペーストを下地基板面上に塗布して、塗布膜を形成した際、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間に、有機分散溶媒中に均一に分散した状態で充填される状態とする。すなわち、有機分散溶媒中に、金属ナノ粒子が均一に分散した状態を維持するため、金属ナノ粒子の表面は、被覆剤分子により被覆された状態とする。前記被覆剤分子として、炭素数１０〜１８の脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の脂肪族モノアミンまたはジアミンからなる群から選択される、前記有機分散溶媒に対して親和性を有する化合物を利用する。この被覆剤分子は、有機分散溶媒に対して親和性を有するため、該被覆剤分子で表面が被覆されている金属ナノ粒子は、有機分散溶媒中において、高い分散性を示す。
【００４５】
金属ナノ粒子は、塗布膜を形成した際、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間に充填された状態とするため、金属ナノ粒子の平均粒子径ｄnanoparticleは、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲、好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に選択することが望ましい。
【００４６】
具体的には、アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderに対して、金属ナノ粒子の平均粒子径ｄnanoparticleは、ｄnanoparticle／ｄAl-powderが、１／１０００〜１０／１０００の範囲、好ましくは、２／１０００〜７／１０００の範囲、より好ましくは、２／１０００〜５／１０００の範囲となるように選択することが望ましい。前記の比率に選択することで、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の狭い隙間、あるいは、下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に、金属ナノ粒子を均一に充填することが可能となる。
【００４７】
すなわち、塗布膜を形成した際、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間には、有機分散溶媒が浸潤している。その後、有機分散溶媒の蒸散が進行すると、最終的には、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の狭い隙間、あるいは、下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に残余する有機分散溶媒が凝集する状態となる。その際、該有機分散溶媒中に均一に分散されている金属ナノ粒子も、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の狭い隙間、あるいは、下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に集中的に充填される状態となる。
【００４８】
本発明の導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層は、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の狭い隙間、あるいは、下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に、金属ナノ粒子が集中的に充填される状態を達成した後、焼成処理を行うことで形成されている。
【００４９】
前記金属ナノ粒子は、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ゲルマニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子であることが好ましい。特には、金属ナノ粒子は、金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子であることがより好ましい。
【００５０】
上記の狭い隙間に集中的に充填されている金属ナノ粒子は、加熱処理を施すと、その表面を被覆している被覆剤分子の離脱が進み、隣接する金属ナノ粒子は、その金属表面が直接接する状態となる。金属ナノ粒子の表面の金属原子は、表面マイグレーションを起こすため、接触した金属ナノ粒子相互の融着、低温焼成が進行する。また、アルミニウム粉末のアルミニウム金属表面に接触している金属ナノ粒子は、該接触部分のアルミニウム金属表面上で表面拡散を起こし、金属結合を形成して接合する。この接合部位では、相互拡散も進行するため、部分的に合金化も起こる。
【００５１】
また、下地基板の表面、例えば、ガラス基板や、シリコンウエハ面上の酸化膜表面にはシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）が存在している。下地基板の表面に接する、金属ナノ粒子は、該金属ナノ粒子の表面の金属原子Ｍと、下地基板の表面に存在するシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）との間で、−Ｓｉ−Ｏ−Ｍ−型の結合を形成することで下地基板の表面に密着性を示す。下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に集中的に充填される金属ナノ粒子は、前記の過程を介して、下地基板の表面に密着される。また、この隙間に充填される金属ナノ粒子全体が低温焼結する結果、該金属ナノ粒子の低温焼結体を介して、アルミニウム粉末の下地基板の表面への密着性の向上がなされる。
【００５２】
本発明の導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層において、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間に、金属ナノ粒子の低温焼結体が密に充填されている状態となることが望ましい。
【００５３】
従って、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストでは、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記金属ナノ粒子の含有量を、１００質量部〜２３０質量部の範囲、より好ましくは、１００質量部〜２００質量部の範囲に選択することが好ましい。
【００５４】
より具体的には、本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率（アルミニウム粉末：金属ナノ粒子）を、１００：２５〜１００：６０の範囲、より好ましくは、１００：２５〜１００：５０の範囲に選択されていることが好ましい。
【００５５】
例えば、使用される平均粒径ｄAl-powderのアルミニウム粉末の形状が、球状である場合、該球状のアルミニウム粉末が最密充填状態で積層している構造中に、隙間空間は、全体の嵩の２０体積％〜４０体積％占めている。この隙間空間を完全に、金属ナノ粒子の低温焼結体が充填されている状態を達成する上では、前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率を、８０：２０〜６０：４０の範囲に選択する必要がある。
【００５６】
アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率（アルミニウム粉末：金属ナノ粒子）を、１００：２５〜１００：６０の範囲、より好ましくは、１００：２５〜１００：５０の範囲に選択することで、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間の相当部分に、金属ナノ粒子の低温焼結体が充填されている状態を達成できる。
【００５７】
有機分散溶媒中に、金属ナノ粒子が均一に分散した状態を維持するため、金属ナノ粒子の表面は、被覆剤分子により被覆された状態とする。前記被覆剤分子として、炭素数１０〜１８の脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の脂肪族モノアミンまたはジアミンからなる群から選択される、前記有機分散溶媒に対して親和性を有する化合物を利用する。特には、被覆剤分子は、炭素数１０〜１８の直鎖脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の直鎖脂肪族モノアミンからなる群から選択することがより好ましい。
【００５８】
前記金属ナノ粒子の表面を被覆する被覆剤分子の含有量は、前記金属ナノ粒子１００質量部当たり、８質量部〜１５質量部の範囲、より好ましくは、８質量部〜１３質量部の範囲に選択することが望ましい。また、体積比率に換算すると、前記金属ナノ粒子とその表面を被覆する被覆剤分子の体積比率（金属ナノ粒子：被覆剤分子）は、１００：９０〜１００：１８０の範囲、より好ましくは、１００：９０〜１００：１５０の範囲に選択することが望ましい。
【００５９】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層では、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間に、金属ナノ粒子の低温焼結体が密に充填されている状態とする。
【００６０】
その際、導電性アルミニウムペースト中に、前記金属ナノ粒子に加えて、
加熱分解によって、金属原子の生成が可能な、金属塩、金属錯体からなる群から選択される金属含有化合物を１種以上を添加し、該金属含有化合物の加熱分解によって、金属原子を生成させ、さらに狭い隙間に生成した金属原子を充填した状態とすることがより好ましい。金属ナノ粒子に加えて、前記金属含有化合物を併用する際には、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記金属含有化合物の含有量の総和は、１質量部〜２０質量部の範囲、より好ましくは、１質量部〜１０質量部の範囲に選択することが望ましい。
【００６１】
添加される金属含有化合物は、有機分散溶媒中に均一に溶解している状態であることが好ましい。従って、添加される金属含有化合物の体積の総和と、前記有機分散溶媒の体積の比（金属含有化合物：有機分散溶媒）は、１０：１００〜４０：１００の範囲、好ましくは、２０：１００〜３０：１００の範囲に選択することが好ましい。あるいは、該金属含有化合物の前記有機分散溶媒に対する溶解度（２０℃）は、０．１ｇ/ｃｍ3〜０．２ｇ/ｃｍ3の範囲、好ましくは、０．１ｇ/ｃｍ3〜０．１５ｇ/ｃｍ3の範囲であることが好ましい。
【００６２】
該金属含有化合物は、加熱処理を施すと、分解的還元反応によって、含有される金属原子を生成する。従って、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、含有されている該金属含有化合物から生成される金属原子の重量の総和は、０．１質量部〜３質量部の範囲、より好ましくは、０．１質量部〜２．５質量部の範囲に選択されることが望ましい。
【００６３】
金属ナノ粒子に加えて、前記金属含有化合物を添加する場合、前記金属含有化合物から生成する金属原子の重量の合計と、金属ナノ粒子の重量の合計との比率（金属原子：金属ナノ粒子）は、０．１：１００〜３：１００の範囲、好ましくは、０．１：１００〜２．５：１００の範囲に選択することが望ましい。
【００６４】
金属ナノ粒子に加えて、前記金属含有化合物を添加する場合、金属ナノ粒子と生成する金属原子の重量の合計は、アルミニウム粉末１００質量部当たり、１００質量部〜２３３質量部の範囲、好ましくは、１００質量部〜２０３質量部の範囲に選択することが望ましい。また、体積比率に換算すると、アルミニウム粉末の体積総和と、金属ナノ粒子と生成する金属原子の体積合計の比（アルミニウム粉末：（金属ナノ粒子と生成する金属原子））は、１００：２５〜１００：６１の範囲、好ましくは、１００：３０〜１００：５１の範囲に選択することが望ましい。
【００６５】
なお、前記金属含有化合物に含まれる金属種は、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、チタン、ケイ素、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、アンチモン、セリウム、セシウム、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、タリウム、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種または、二種以上の金属種であることが好ましい。特には、前記金属含有化合物に含まれる金属種は、金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種または、二種以上の金属種であることがより好ましい。
【００６６】
金属塩、金属錯体からなる群から選択される金属含有化合物として、例えば、有機物アニオン種ならびに該金属のカチオン種を含んでなる金属化合物を用いることで、有機分散溶媒中に容易に溶解することが可能となる。特には、有機物アニオン種ならびに金属のカチオン種を含む金属化合物は、有機酸由来の有機物アニオン種を含んでなる有機酸の該金属塩、または、有機物アニオン種を配位子とする該金属の錯化合物の形態であることが好ましい。
【００６７】
その際、有機アニオン種としては、カルボン酸由来のカルボキシラト（−ＣＯＯ-）、アセチルアセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ2ＣＯＣＨ3）由来の２，４−ペンタンジオナト（［ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3］-）など、有機酸の金属塩、または、有機物アニオン種を配位子とする金属の錯化合物を形成可能なアニオン種が利用される。酸化数２以上の金属カチオン種と、これらの有機酸の金属塩、金属の有機錯化合物は、有機分散溶媒中において、通常、イオン解離することなく溶解可能である。すなわち、カルボン酸由来のカルボキシラト（−ＣＯＯ-）、アセチルアセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ2ＣＯＣＨ3）由来の２，４−ペンタンジオナト（［ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3］-）は、二座配位の配位子として、中心の金属カチオン種に配位している。その場合、室温近傍では、有機分散溶媒中において、通常、イオン解離することなく、この二座配位子複数を含む複合体化合物として溶解している。カルボン酸由来のカルボキシラト（−ＣＯＯ-）、アセチルアセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ2ＣＯＣＨ3）由来の２，４−ペンタンジオナト（［ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3］-）などの炭化水素鎖部分を利用して、有機分散溶媒中に溶解可能である。
【００６８】
さらには、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、前記アルミニウム粉末、金属ナノ粒子に加えて、サブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末を含有する組成物とすることができる。例えば、このサブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末の平均粒子径ｄfine-powderを、前記アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderの1/4以下に選択すると、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間に、金属微細粉末が挿入された状態とすることが可能である。
【００６９】
前記金属微細粉末の平均粒子径ｄfine-powderは、０．１μｍ〜１μｍの範囲、より好ましくは、０．２μｍ〜０．８μｍの範囲に選択することが望ましい。
【００７０】
前記アルミニウム粉末、金属ナノ粒子に加えて、サブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末を配合する際には、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記金属微細粉末の含有量の総和は、５質量部〜５０質量部の範囲、より好ましくは、５質量部〜３０質量部の範囲に選択することが望ましい。
【００７１】
その際、前記金属微細粉末は、金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属微細粉末、または、二種以上の金属種からなる金属微細粉末混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金の微細粉末であることが好ましい。
【００７２】
金属ナノ粒子に加えて、前記金属微細粉末を添加する場合、金属ナノ粒子と金属微細粉末の重量の合計は、アルミニウム粉末１００質量部当たり、１００質量部〜２３０質量部の範囲、好ましくは、１００質量部〜２００質量部の範囲に選択することが望ましい。また、体積比率に換算すると、アルミニウム粉末の体積総和と、金属ナノ粒子と金属微細粉末の体積の合計の比（アルミニウム粉末：（金属ナノ粒子と金属微細粉末））は、１００：２５〜１００：６０の範囲、好ましくは、１００：２５〜１００：６０の範囲に選択することが望ましい。
【００７３】
さらには、金属ナノ粒子に加えて、前記金属微細粉末を添加する場合、導電性アルミニウムペースト中に含有される、前記アルミニウム粉末、金属微細粉末、金属ナノ粒子の体積比率の合計は、５０体積％〜７０体積％の範囲、より好ましくは、５０体積％〜６６体積％の範囲に選択することが望ましい。
【００７４】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストに含有される、有機分散溶媒は、上述するように、被覆剤分子により表面が被覆されている金属ナノ粒子を均一に分散させる分散溶媒として利用されている。なお、焼成処理を行う際には、その加熱温度では、該有機分散溶媒は蒸散する必要があり、前記有機分散溶媒としては、沸点が１５０℃〜３５０℃の範囲、好ましくは、２００℃〜３５０℃の範囲の非極性有機溶媒、より好ましくは、沸点が２５０℃〜３５０℃の範囲の非極性有機溶媒を利用する。例えば、前記有機分散溶媒は、沸点２５０℃〜３５０℃の範囲の非芳香族炭化水素溶媒であることが好ましい。
【００７５】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストでは、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記有機分散溶媒の含有量は、１５質量部〜３５質量部の範囲、より好ましくは、２０質量部〜３５質量部の範囲に選択することが望ましい。
【００７６】
また、体積比率に換算すると、金属アルミニウムの密度、２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）に対して、該有機分散溶媒の密度を０．９ｇ／ｃｍ3（２０℃）と仮定すると、アルミニウム粉末の体積総和と有機分散溶媒の体積の比率（アルミニウム粉末：有機分散溶媒）は、１００：４５〜１００：１００の範囲、より好ましくは、１００：６０〜１００：１３０の範囲に選択することが望ましい。
【００７７】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストに含有される、アルミニウム粉末は、種々の製造法で作製されるが、その製造法によっては、アルミニウム粉末の表面に、相当の膜厚の酸化皮膜が存在する場合がある。このアルミニウム粉末の表面に存在する酸化皮膜を除去する目的で、モノカルボン酸を添加する形態とすることもできる。
【００７８】
具体的には、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、沸点が２００℃〜４００℃の範囲、より好ましくは、２００℃〜３５０℃の範囲のモノカルボン酸をさらに含むこともできる。その際、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記モノカルボン酸の含有量は、１０質量部〜３０質量部の範囲、より好ましくは、１５質量部〜３０質量部の範囲に選択することが望ましい。
【００７９】
また、体積比率に換算すると、金属アルミニウムの密度、２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）に対して、該モノカルボン酸の密度を１．０ｇ／ｃｍ3（２０℃）と仮定すると、アルミニウム粉末の体積総和とモノカルボン酸の体積の比率（アルミニウム粉末：モノカルボン酸）は、１００：２７〜１００：８１の範囲、より好ましくは、１００：４０〜１００：８１の範囲に選択することが望ましい。
【００８０】
添加されるモノカルボン酸は、前記有機分散溶媒と均一に混合された状態とする。その際、添加されるモノカルボン酸の体積の総和と、前記有機分散溶媒の体積の比（モノカルボン酸：有機分散溶媒）は、７０：１００〜１１０：１００の範囲、好ましくは、７０：１００〜１００：１００の範囲に選択することが好ましい。
【００８１】
モノカルボン酸として、例えば、沸点が２００℃〜４００℃の範囲、より好ましくは、２００℃〜３５０℃の範囲のアルカン酸を好適に利用することができる。
【００８２】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストを利用して、下地基板上にアルミニウム配線層、電極層を作製する際、所望の塗布形状で、該導電性アルミニウムペーストの塗布膜を形成する。この導電性アルミニウムペーストの塗布膜の膜厚ｔdrawingは、作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerに応じて、選択される。すなわち、作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerと塗布膜の膜厚ｔdrawingの比、ｔlayer／ｔdrawingは、導電性アルミニウムペースト中に含有される、前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率の合計に依存する。
【００８３】
本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率の合計は、５０体積％〜６６体積％の範囲、好ましくは、５２体積％〜６６体積％の範囲に選択されていることが望ましい。
【００８４】
また、所望の塗布形状で、該導電性アルミニウムペーストの塗布膜を形成する際、例えば、スクリーン印刷法を適用する場合、該導電性アルミニウムペーストの液粘度は、スクリーン印刷法に適する粘度とする必要がある。スクリーン印刷法を適用する場合、該導電性アルミニウムペーストの液粘度は、５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ（２５℃）の範囲、より望ましくは、２０Ｐａ・ｓ〜７０Ｐａ・ｓ（２５℃）の範囲に選択されていることが好ましい。
【００８５】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストを利用して、下地基板上にアルミニウム配線層、電極層を作製する際、アルミニウム配線層、電極層の下地基板の表面への密着性の向上は、金属ナノ粒子を利用することで達成されている。
【００８６】
そのため、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストでは、ガラスフリットを配合していない。勿論、接着剤として機能する、各種の樹脂成分も配合していない。
【００８７】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストにおいては、ガラスフリットを配合していないので、焼成処理において、該ガラスフリットを溶融する温度まで加熱する必要はない。配合されている金属ナノ粒子の低温焼結、ならびに、有機分散溶媒の蒸散は可能であり、アルミニウム粉末の焼成が進行する加熱温度において、焼成を行うことが可能である。具体的には、３５０℃以上５００℃以下の温度に加熱することで、焼成することが可能である。
【００８８】
例えば大気中において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能である。勿論、還元性雰囲気下または不活性ガス雰囲気下において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することも可能である。
【実施例】
【００８９】
以下に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。これらの実施例は、本発明にかかる最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定を受けるものではない。
【００９０】
（実施例１）
本実施例１の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【００９１】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【００９２】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１０ｎｍである。このＡｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃；密度：０．７８４１ｇ／ｃｍ3（４０℃））の表面被覆分子層が形成されている。該ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６０．８質量部、Ａｇナノ粒子を３５質量部、被覆剤分子ドデシルアミンを４．２質量部含んでいる。
【００９３】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント（沸点：２７５−３０６℃；流動点：−３０℃；密度：０．８１５ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【００９４】
高沸点モノアルカン酸として、２エチルヘキサン酸（沸点：２２７℃；密度：０．９０ｇ／ｃｍ3（２０℃））を使用する。
【００９５】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液１４．３質量部（Ａｇ固形分で５質量部）、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【００９６】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【００９７】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、３０Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、Ａｇナノ粒子 ５質量部と、その被覆剤分子ドデシルアミンを０．６質量部を含んでいる。
【００９８】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（２．５/２．６９９）：（５/１０．４９）≒１００：５１と算出される。
【００９９】
また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００ＦとＡｇナノ粒子）と、有機物成分の合計（ＡＦ５号ソルベント、２エチルヘキサン酸と被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝５５体積％：４５体積％に選択されている。
【０１００】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ５号ソルベントが２０質量部、２エチルヘキサン酸が２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ５号ソルベントの体積、２エチルヘキサン酸の体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント：２エチルヘキサン酸）は、（２．５/２．６９９）：（０．５/０．８１５）：（０．５/０．９０）≒１００：６６：６０と算出される。
【０１０１】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ５号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．６/０．７８４１）：（０．５/０．８１５）≒１２５：１００と算出される。
【０１０２】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１０μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１０３】
得られた焼成物の平均膜厚は、５．７μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、７μΩ・ｃｍであった。
【０１０４】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、７μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約３倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約５倍となっている。
【０１０５】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１０６】
（実施例２）
本実施例２の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１０７】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１０８】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液と、ハリマ化成製Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１０ｎｍである。Ａｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）の表面被覆分子層が形成されている。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６０．８質量部、Ａｇナノ粒子を３５質量部、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）を４．２質量部含んでいる。また、Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ｃｕナノ粒子の平均粒子径は、１８ｎｍである。Ｃｕナノ粒子の表面には、被覆剤分子 オレイン酸（沸点：１９５℃／１００Ｐａ；密度：０．８９５ｇ／ｃｍ3（２５℃））の表面被覆分子層が形成されている。該Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６７質量部、Ｃｕナノ粒子を３０質量部、被覆剤分子オレイン酸を３質量部含んでいる。
【０１０９】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント（沸点：２７５−３０６℃；流動点：−３０℃；密度：０．８１５ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１１０】
高沸点モノアルカン酸として、２エチルヘキサン酸（沸点：２２７℃；密度：０．９０ｇ／ｃｍ3（２０℃））を使用する。
【０１１１】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液１４．３質量部（Ａｇ固形分で５質量部）、ハリマ化成製Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液０．３質量部（Ｃｕ固形で０．１質量部）、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【０１１２】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１１３】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、３５Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、Ａｇナノ粒子 ５質量部とその被覆剤分子ドデシルアミンを０．６質量部、ならびに、Ｃｕナノ粒子 ０．１質量部とその被覆剤分子オレイン酸を０．０３質量部含んでいる。
【０１１４】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子：Ｃｕナノ粒子は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ｃｕの密度：８．９５ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（２．５/２．６９９）：（５/１０．４９）：（０．１/８．９５）≒１００：５１：１．２と算出される。また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００Ｆ、Ａｇナノ粒子とＣｕナノ粒子）と、有機物成分の合計（ＡＦ５号ソルベント、２エチルヘキサン酸と被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝５６体積％：４４体積％に選択されている。
【０１１５】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ５号ソルベントが２０質量部、２エチルヘキサン酸が２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ５号ソルベントの体積、２エチルヘキサン酸の体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント：２エチルヘキサン酸）は、（２．５/２．６９９）：（０．５/０．８１５）：（０．５/０．９０）≒１００：６６：６０と算出される。
【０１１６】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ５号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．６/０．７８４１）：（０．５/０．８１５）≒１２５：１００と算出される。
【０１１７】
Ｃｕナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子オレイン酸が３０質量部含まれている。該Ｃｕナノ粒子に対する被覆剤分子オレイン酸と、ＡＦ５号ソルベントの体積比、（オレイン酸：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．０３/０．８９５）：（０．５/０．８１５）≒５．５：１００と算出される。
【０１１８】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、９μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１１９】
得られた焼成物の平均膜厚は、５．１μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、１０μΩ・ｃｍであった。
【０１２０】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、１０μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約４倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約６倍となっている。
【０１２１】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１２２】
（比較例１）
本比較例１のアルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１２３】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１２４】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント（沸点：２７５−３０６℃；流動点：−３０℃；密度：０．８１５ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１２５】
高沸点モノアルカン酸として、２エチルヘキサン酸（沸点：２２７℃；密度：０．９０ｇ／ｃｍ3（２０℃））を使用する。
【０１２６】
ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部を均一に混合する。攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１２７】
調製されたアルミニウムペーストの液粘度は、３８Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該アルミニウムペーストは、ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部を含んでいる。
【０１２８】
該アルミニウムペースト中に含まれる金属成分（Ａｌ粉＃９００Ｆ）と、有機物成分の合計（ＡＦ５号ソルベント、２エチルヘキサン酸と被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝４４体積％：５６体積％に選択されている。
【０１２９】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ５号ソルベントが２０質量部、２エチルヘキサン酸が２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ５号ソルベントの体積、２エチルヘキサン酸の体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント：２エチルヘキサン酸）は、（２．５/２．６９９）：（０．５/０．８１５）：（０．５/０．９０）≒１００：６６：６０と算出される。
【０１３０】
調製されたアルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１２μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１３１】
得られた焼成物の平均膜厚は、６μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率の算出を試みた。該焼成物のシート抵抗値は、測定限界を超えており、少なくとも、その体積固有抵抗率は、＞５０００ μΩ・ｃｍであると、推定された。
【０１３２】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物は容易に剥離した。また、焼成物自体、脆く、アルミニウム粉末の焼結が十分になされていないと判断される。
【０１３３】
（実施例３）
本実施例４の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１３４】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１３５】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１１ｎｍである。このＡｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）の表面被覆分子層が形成されている。該ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６０．８質量部、Ａｇナノ粒子を３５質量部、被覆剤分子ドデシルアミンを４．２質量部含んでいる。
【０１３６】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント（沸点：２５９−２８２℃；流動点：−３０℃；密度：０．８２０ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１３７】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液１４．３質量部（Ａｇ固形分で５質量部）、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント １質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【０１３８】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１３９】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、４５Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ７号ソルベント １質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、Ａｇナノ粒子 ５質量部と、その被覆剤分子ドデシルアミンを０．６質量部を含んでいる。
【０１４０】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（５/２．６９９）：（５/１０．４９）≒１００：２６と算出される。また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００ＦとＡｇナノ粒子）と、有機物成分の合計（ＡＦ７号ソルベントと被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝６５体積％：３５体積％に選択されている。
【０１４１】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ７号ソルベントが２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ７号ソルベントの体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント）は、（５/２．６９９）：（２/０．８２０）≒１００：６６と算出される。
【０１４２】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ７号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．６/０．７８４１）：（１/０．８２０）≒６３：１００と算出される。
【０１４３】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１５μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１４４】
得られた焼成物の平均膜厚は、１０．７μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、７μΩ・ｃｍであった。
【０１４５】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、７μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約３倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約５倍となっている。
【０１４６】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１４７】
（実施例４）
本実施例４の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１４８】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１４９】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液と、ハリマ化成製Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１１ｎｍである。Ａｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）の表面被覆分子層が形成されている。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを５７．４質量部、Ａｇナノ粒子を３８質量部、被覆剤分子ドデシルアミンを４．６質量部含んでいる。また、Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ｃｕナノ粒子の平均粒子径は、１８ｎｍである。Ｃｕナノ粒子の表面には、被覆剤分子オレイン酸（沸点：１９５℃／１００Ｐａ）の表面被覆分子層が形成されている。該Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６７質量部、Ｃｕナノ粒子を３０質量部、被覆剤分子オレイン酸を３質量部含んでいる。
【０１５０】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント（沸点：２５９−２８２℃；流動点：−３０℃；密度：０．８２０ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１５１】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液１３．２質量部（Ａｇ固形分で５質量部）、ハリマ化成製Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液０．３３質量部（Ｃｕ固形で０．１質量部）ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント １質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【０１５２】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１５３】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、３７Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ７号ソルベント １質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、Ａｇナノ粒子 ５質量部とその被覆剤分子ドデシルアミンを０．６質量部、Ｃｕナノ粒子 ０．１質量部とその被覆剤分子オレイン酸を０．０１質量部を含んでいる。
【０１５４】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子：Ｃｕナノ粒子は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ｃｕの密度：８．９５ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（５/２．６９９）：（５/１０．４９）：（０．１/８．９５）≒１００：２６：０．６と算出される。また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００Ｆ、Ａｇナノ粒子とＣｕナノ粒子）と、有機物成分の合計（ＡＦ７号ソルベントと被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝６６体積％：３４体積％に選択されている。
【０１５５】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ５号ソルベントが２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ７号ソルベントの体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ７号ソルベント）は、（５/２．６９９）：（１/０．８２０）≒１００：６６と算出される。
【０１５６】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ７号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ７号ソルベント）は、（０．６/０．７８４１）：（１/０．８２０）≒６３：１００と算出される。
【０１５７】
Ｃｕナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子オレイン酸が１０質量部含まれている。該Ｃｕナノ粒子に対する被覆剤分子オレイン酸と、ＡＦ７号ソルベントの体積比、（オレイン酸：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．０１/０．８９５）：（１/０．８２０）≒０．９：１００と算出される。
【０１５８】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１６μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１５９】
得られた焼成物の平均膜厚は、１１．５μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、８μΩ・ｃｍであった。
【０１６０】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、８μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約３倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約５倍となっている。
【０１６１】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１６２】
（実施例５）
本実施例５の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１６３】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１６４】
金属サブミクロン粒子として、湿式法で作製される銀微細粉末である、三井金属（株）製ＳＰＱ−０３Ｓ（平均粒子径０．５μｍ）を使用する。
【０１６５】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１２ｎｍである。Ａｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）の表面被覆分子層が形成されている。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを５５．２質量部、Ａｇナノ粒子を４０質量部、被覆剤分子ドデシルアミンを４．８質量部含んでいる。
【０１６６】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント（沸点：２５９−２８２℃；流動点：−３０℃；密度：０．８２０ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１６７】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液７．５質量部（Ａｇ固形分で３質量部）、三井金属（株）製ＳＰＱ−０３Ｓ ２質量部、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント １．５質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【０１６８】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１６９】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、５８Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。この段階における該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ７号ソルベント １．５質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、銀微細粉末ＳＰＱ−０３Ｓ ２質量部、Ａｇナノ粒子 ３質量部とその被覆剤分子ドデシルアミンを０．３６質量部含んでいる。
【０１７０】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子：銀微細粉末は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（５/２．６９９）：（３/１０．４９）：（２/１０．４９）≒１００：１５：１０と算出される。また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００Ｆ、Ａｇナノ粒子と銀微細粉末）と、有機物成分の合計（ＡＦ７号ソルベントと被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝５６体積％：４４体積％に選択されている。
【０１７１】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ７号ソルベントが３０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ７号ソルベントの体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ７号ソルベント）は、（５/２．６９９）：（１．５/０．８２０）≒１００：９９と算出される。
【０１７２】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ７号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ７号ソルベント）は、（０．３６/０．７８４１）：（１．５/０．８２０）≒２５：１００と算出される。
【０１７３】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１５μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１７４】
得られた焼成物の平均膜厚は、９．２μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、１３μΩ・ｃｍであった。
【０１７５】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、１３μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約５倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約９倍となっている。
【０１７６】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１７７】
（比較例２）
本比較例２のアルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１７８】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１７９】
金属サブミクロン粒子として、湿式法で作製される銀微細粉末である、三井金属（株）製ＳＰＱ−０３Ｓ（平均粒子径０．５μｍ）を使用する。
【０１８０】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント（沸点：２５９−２８２℃；流動点：−３０℃；密度：０．８２０ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１８１】
ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、三井金属（株）製ＳＰＱ−０３Ｓ ２質量部、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント １．５質量部を均一に混合する。攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、アルミニウムペーストを得る。
【０１８２】
調製されたアルミニウムペーストの液粘度は、４５Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該アルミニウムペーストは、ＡＦ７号ソルベント １．５質量部、銀微細粉末ＳＰＱ−０３Ｓ ２質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部を含んでいる。
【０１８３】
該アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：銀微細粉末は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（５/２．６９９）：（２/１０．４９）≒１００：１０と算出される。また、該アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００Ｆと銀微細粉末ＳＰＱ−０３Ｓ）と、有機物成分（ＡＦ７号ソルベント）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝５３体積％：４７体積％に選択されている。
【０１８４】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ７号ソルベントが３０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ７号ソルベントの体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント）は、（５/２．６９９）：（１．５/０．８２０）≒１００：９９と算出される。
【０１８５】
調製されたアルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１８μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１８６】
得られた焼成物の平均膜厚は、１０．７μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、１２００μΩ・ｃｍであった。
【０１８７】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物は容易に剥離した。また、焼成物自体、脆く、アルミニウム粉末の焼結が十分になされていないと判断される。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、従来のガラスフリットを配合する導電性アルミニウムペーストが利用される用途に利用できる。具体的には、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、ガラス、シリコンウエハ等に良好な密着性を示すため、配線用、太陽電池電極用、接合用材料として、好適に使用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性アルミニウムペーストに関し、特には、ガラス基板、シリコン基板の基板面に対する接着性を付与する、ガラスフリットを添加していない導電性アルミニウムペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
無機材料基板の基板面に配線層や、電極層を形成する目的に、従来から、導電性金属ペーストが利用されている。
【０００３】
例えば、ｐ型シリコン基板を利用して作製される太陽電池では、その受光面となる基板表面に、ｎ+型半導体層を形成し、該ｎ+型半導体層上に、グリッド状のｎ側電極が作製される。一方、ｐ型シリコン基板の裏面には、ｐ側電極として、アルミニウム電極が作製される。このｐ型シリコン基板裏面のアルミニウム電極の作製に、導電性アルミニウムペーストが利用されている。
【０００４】
前記の用途に広く利用されている、導電性アルミニウムペーストは、平均粒径１〜１０μｍのアルミニウム粉末と、ガラスフリット粉末とを、有機分散溶媒中に均一に分散させ、ペースト状組成物に調製されている。ｐ型シリコン基板裏面に、所望の裏面電極パターンに従って、導電性アルミニウムペーストをスクリーン印刷して、ペースト塗布膜を形成する。該ペースト塗布膜を所望の塗布膜厚とし、その形状を保持する目的で、導電性アルミニウムペーストの粘度を増すため、通常、有機バインダー成分が添加されている。該ペースト塗布膜を所定の温度に加熱して、焼成処理を施すことで、アルミニウム電極を作製する。前記焼成処理の間に、ｐ型シリコン基板裏面に接するアルミニウム粉末から、基板側にアルミニウム原子が熱拡散し、その界面にＡｌ−Ｓｉ合金層が形成される。また、基板中に拡散するアルミニウム原子は、ｐ型不純物であるため、ｐ+型半導体層も形成される。一方、導電性アルミニウムペースト中に配合されているガラスフリット粉末は、その軟化点より加熱温度を高く設定することで、焼成処理の間に軟化し、アルミニウム粉末の間隙に充填される。さらに、ｐ型シリコン基板裏面と、軟化したガラスフリットが接触する。ｐ型シリコン基板裏面には、自然酸化膜が存在しており、軟化したガラスフリットと前記自然酸化膜が融合する結果、ｐ型シリコン基板裏面に対して、ガラスフリットは高い密着性を示す。
【０００５】
導電性アルミニウムペースト中に含まれる有機分散溶媒、ならびに、有機バインダー成分は、焼成処理の間に、徐々に蒸散する。アルミニウム粉末は、相互に接触する部位において、焼結が進行する。軟化したガラスフリットは、焼結したアルミニウム粉末の層に残留する隙間を充填する結果、焼結したアルミニウム粉末の層全体の隙間に軟化したガラスフリットが均一に浸潤した状態となる。
【０００６】
焼成処理を完了し、冷却すると、ガラスフリットの固化がなされる。作製されるアルミニウム電極は、ｐ型シリコン基板裏面とガラスフリット粉末との間に形成されたＡｌ−Ｓｉ合金層と、ｐ型シリコン基板裏面に密着するガラスフリットとによって、裏面に密着された状態となる。勿論、焼結したアルミニウム粉末の層全体の隙間に浸潤したガラスフリットは、焼結したアルミニウム粉末の層全体を結合させる機能も有しており、アルミニウム電極全体のｐ型シリコン基板裏面への密着性を大幅に向上させている。
【０００７】
ガラス基板上に、従来の導電性アルミニウムペーストを利用して、アルミニウム配線層を形成する場合には、配合されているガラスフリットによって、ガラス基板面への接着性が付与されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の導電性アルミニウムペーストにおいては、該導電性アルミニウムペーストを利用して形成されるアルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させる目的で、ガラスフリットが配合されている。従って、形成されるアルミニウム配線層は、焼結したアルミニウム粉末の層全体の隙間にガラスフリットが浸潤した状態となっている。従来の導電性アルミニウムペーストに配合されるガラスフリットは、粉末状の低融点ガラスである。従来の導電性アルミニウムペーストは、アルミニウム粉末と粉末状の低融点ガラスとを、有機分散溶媒中に分散させ、ペースト状組成物の形態に構成されており、該ペースト状組成物を下地基板面に塗布し、塗布膜を作製する。作製される塗布膜中に含まれる、アルミニウム粉末と粉末状の低融点ガラスは、概ね均一な分散を示すが、部分的に不均一な分布が形成される場合も少なくない。具体的には、一般にアルミニウム粉末の平均粒径に比較して、粉末状の低融点ガラスの平均粒径は小さく選択されているため、塗布膜の膜厚方向における、粉末状の低融点ガラスの分布は均一でない。また、塗布膜の面内においても、粉末状の低融点ガラスの分布は必ずしも、均一ではない。
【０００９】
導電性アルミニウムペーストの塗布膜を作製した後、該塗布膜中に含まれる、有機分散溶媒を蒸散させる乾燥処理を施した後、焼成処理がなされる。該焼成処理では、乾燥処理済の塗布膜を加熱処理することで、含まれるアルミニウム粉末相互の焼結と、粉末状の低融点ガラスの溶融を行う。すなわち、該焼成処理の加熱温度は、ガラスフリットとして利用している、粉末状の低融点ガラスの融点を超える温度、通常、６００℃以上の温度に選択される。アルミニウムの融点は、６６０．３７℃であり、６００℃以上の温度、例えば、６５０℃程度まで加熱すると、含まれるアルミニウム粉末相互の焼結が進行する。従って、ガラスフリットを配合する、従来の導電性アルミニウムペーストを利用して、下地基板面にアルミニウム配線層を形成する際には、焼成処理の加熱温度は、ガラスフリットとして利用する低融点ガラスの融点を超え、アルミニウムの融点に近い温度に選択する必要がある。
【００１０】
一方、大気中において、アルミニウムの融点に近い温度に加熱すると、アルミニウム粉末の表面では、酸化皮膜の生成が進行する。そのため、形成されるアルミニウム配線層中では、アルミニウム粉末相互の焼結部位の界面に、生成した酸化皮膜が存在し、当該焼結部位の接触抵抗を上昇させる要因となっている。この当該焼結部位の接触抵抗の上昇は、形成されるアルミニウム配線層全体の平均抵抗率の上昇を引き起こす、主要な原因となっている。
【００１１】
アルミニウム粉末の表面における、酸化皮膜の生成を抑制するためには、焼成処理の加熱温度を、少なくとも５００℃以下に選択することが必要である。
【００１２】
従来の導電性アルミニウムペーストを利用して、アルミニウム配線層を作製する際、焼成処理の加熱温度は、配合されているガラスフリットを溶融する温度に依存している。焼成処理の加熱温度を、少なくとも５００℃以下に選択するためには、ガラスフリットを利用しなくとも、アルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させる手段を開発することが必要である。
【００１３】
本発明は、前記の課題を解決するものである。すなわち、本発明の目的は、ガラスフリットを利用することなく、アルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させることが可能な、新規な組成の導電性アルミニウムペーストを提供することにある。特には、本発明の目的は、焼成処理の加熱温度を少なくとも５００℃以下に選択することが可能であり、ガラスフリットを配合していない、アルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させることが可能な、新規な組成の導電性アルミニウムペーストを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、前記の課題を解決するため、焼成処理の加熱温度を少なくとも５００℃以下に選択する場合に、アルミニウム配線層の下地基板面に対する密着性を向上させることが可能な手段の探索を進めた。その結果、ガラスフリットに代えて、導電性アルミニウムペースト中に金属ナノ粒子を配合すると、該金属ナノ粒子は、少なくとも、５００℃以下の加熱温度において、ガラス基板や、シリコンウエハ面上の酸化膜表面に存在するシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）と当該金属ナノ粒子表面の金属原子Ｍとの間で、−Ｓｉ−Ｏ−Ｍ−型の結合を形成することによって、これらの下地基板面に対する密着性を示すことを見出した。また、少なくとも、５００℃以下の加熱温度において、金属ナノ粒子相互の焼結が可能であり、さらに、アルミニウム粉末の表面のアルミニウム金属原子と、該金属ナノ粒子の表面の金属原子との間で金属結合を形成することによって、良好な密着性を示すことを見出した。すなわち、ガラス基板や、シリコンウエハ面上の酸化膜表面に接しているアルミニウム粉末に対して、その接触部位の周囲の隙間に金属ナノ粒子を充填すると、これら下地基板面と金属ナノ粒子との間で、−Ｓｉ−Ｏ−Ｍ−型の結合を形成し、一方、アルミニウム粉末の表面のアルミニウム金属原子との間で金属結合を形成する結果、該金属ナノ粒子は、アルミニウム粉末の下地基板面に対する密着性を向上させる機能を発揮することを見出した。加えて、ガラス基板や、シリコンウエハ面上の酸化膜表面に接しているアルミニウム粉末の接触部位の周囲の隙間に充填されている、金属ナノ粒子相互は低温焼結が可能で、生成される金属ナノ粒子の焼結体が、アルミニウム粉末の下地基板面に対する密着性を向上させる接着剤層として機能することを見出した。
【００１５】
さらには、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の隙間に金属ナノ粒子が充填されると、生成される金属ナノ粒子の焼結体が、アルミニウム粉末相互の密着性を向上させる接着剤層として機能することを見出した。その結果、アルミニウム粉末相互の接触部位における実効的な接触面積が拡大し、該接触部位における接触抵抗を低減する効果を有することも見出した。
【００１６】
すなわち、ガラスフリットに代えて、導電性アルミニウムペースト中に金属ナノ粒子を配合すると、それを利用して作製されるアルミニウム配線層は、焼成処理の加熱温度を少なくとも５００℃以下に選択する場合、アルミニウム粉末表面の酸化皮膜の生成が抑制され、一方、アルミニウム粉末相互の密着性、アルミニウム粉末の下地基板面に対する密着性の向上がなされることを見出した。
【００１７】
以上の一連の知見に基づき、本発明者らは、本発明を完成するに至った。
【００１８】
すなわち、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
ガラスフリットを配合していない導電性アルミニウムペーストであって、
該導電性アルミニウムペーストは、
アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒を含み、
該アルミニウム粉末と、金属ナノ粒子が、有機分散溶媒中に分散されているペースト状の組成物であり、
前記アルミニウム粉末の平均粒径は、１μｍ〜５μｍの範囲に選択され、
前記金属ナノ粒子の平均粒子径は、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲に選択され、
前記金属ナノ粒子の表面は、被覆剤分子により被覆されており、
前記被覆剤分子は、炭素数１０〜１８の脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の脂肪族モノアミンまたはジアミンからなる群から選択される、前記有機分散溶媒に対して親和性を有する化合物であり、
前記有機分散溶媒は、沸点が１５０℃〜３５０℃の範囲の非極性有機溶媒であり、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属ナノ粒子の含有量は、１００質量部〜２３０質量部の範囲に選択され、
前記有機分散溶媒の含有量は、１５質量部〜３５質量部の範囲に選択されており、
前記金属ナノ粒子の表面を被覆する被覆剤分子の含有量は、
前記金属ナノ粒子１００質量部当たり、８質量部〜１５質量部の範囲に選択されており、
該導電性アルミニウムペーストは、３５０℃以上５００℃以下の温度に加熱することで、焼成することが可能である
ことを特徴とする導電性アルミニウムペーストである。
【００１９】
その際、前記導電性アルミニウムペーストは、
前記金属ナノ粒子に加えて、
加熱分解によって、金属原子の生成が可能な、金属塩、金属錯体からなる群から選択される金属含有化合物を１種以上含み、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属含有化合物の含有量の総和は、１質量部〜２０質量部の範囲に選択されている形態を選択することができる。
【００２０】
なお、前記金属含有化合物に含まれる金属種は、
金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、チタン、ケイ素、ビスマス、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、アンチモン、セリウム、セシウム、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、タリウム、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種または、二種以上の金属種であることが好ましい。
【００２１】
また、上記の本発明にかかる導電性アルミニウムペーストにおいては、
前記金属ナノ粒子は、
金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ゲルマニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子であることが好ましい。
【００２２】
特には、前記金属ナノ粒子は、金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子であることがより好ましい。
【００２３】
また、前記アルミニウム粉末は、
フレーク状アルミニウム粉末、粒状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末からなる群から選択される一種以上のアルミニウム粉末であることができる。
【００２４】
さらには、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
前記アルミニウム粉末、金属ナノ粒子に加えて、
サブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末を含み、
前記金属微細粉末の平均粒子径は、０．１μｍ〜１μｍの範囲に選択され、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属微細粉末の含有量の総和は、１０質量部〜５０質量部の範囲に選択されている形態とすることもできる。
【００２５】
その際、前記金属微細粉末は、
金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属微細粉末、または、二種以上の金属種からなる金属微細粉末混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金の微細粉末であることが好ましい。
【００２６】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
大気中において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能であることが望ましい。
【００２７】
勿論、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
還元性雰囲気下または不活性ガス雰囲気下において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能であることも望ましい。
【００２８】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストでは、
前記有機分散溶媒は、沸点１５０℃〜３５０℃の範囲の非芳香族炭化水素溶媒であることが好ましい。
【００２９】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
沸点２００℃〜４００℃の範囲のモノカルボン酸をさらに含み、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記モノカルボン酸の含有量は、１質量部〜１０質量部の範囲に選択されている形態とすることもできる。
【００３０】
一方、本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、
前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率は、１００：２５〜１００：６０の範囲に選択されていることが好ましい。
【００３１】
また、前記導電性アルミニウムペースト中に含有される、
前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率の合計は、５０体積％〜６６体積％の範囲に選択されていることが好ましい。
【００３２】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストの粘度は、５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ（２５℃）の範囲に選択されていることが好ましい。
【００３３】
なお、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、
樹脂成分を含まない形態とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、ガラスフリットに代えて、金属ナノ粒子を配合しているため、該導電性アルミニウムペーストを利用して、ガラス基板や、シリコンウエハなどの表面にシラノール基が存在する下地基板上に作製されるアルミニウム配線層は、焼成処理の加熱温度を少なくとも５００℃以下に選択する場合、アルミニウム粉末表面の酸化皮膜の生成が抑制され、一方、アルミニウム粉末相互の密着性、アルミニウム粉末の下地基板面に対する密着性の向上がなされる。すなわち、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、ガラス基板やシリコンウエハ等の表面に良好な密着性を示すアルミニウム配線層の作製に利用でき、配線用、太陽電池電極用、接合用材料として、好適に使用可能である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストに関して、より詳しく説明する。
【００３６】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、従来の導電性アルミニウムペーストにおいて、無機のバインダー成分として、広く利用されている、ガラスフリットを配合していない点に特徴がある。本発明にかかる導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層は、その下地基板面との密着性を向上するため、ガラスフリットの利用に代えて、配合されている金属ナノ粒子を利用している。
【００３７】
従って、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、必須成分として、アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒を含み、該アルミニウム粉末と、金属ナノ粒子が、有機分散溶媒中に分散されているペースト状の組成物の形態されている。
【００３８】
まず、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストの必須成分として使用される、アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒について、以下に説明する。
【００３９】
本発明の導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerは、通常、５μｍ〜１５μｍの範囲に選択される。このアルミニウム配線層、電極層は、導電性アルミニウムペースト中に含有されるアルミニウム粉末、金属ナノ粒子を加熱焼成することによって形成している。その際、アルミニウム配線層、電極層の厚さは、積層されたアルミニウム粉末が焼結された焼結体の厚さに相当するため、形成されるアルミニウム配線層、電極層の厚さのバラツキ、ならびに、表面の凹凸は、使用するアルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderに依存する。一般に、形成されるアルミニウム配線層、電極層の厚さのバラツキΔｔlayerは、使用されるアルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderの１／２程度、また、表面の凹凸δｔlayerは、使用されるアルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderの１／４程度になる。
【００４０】
作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerに対して、厚さのバラツキΔｔlayerは、通常、大きくとも、（Δｔlayer／ｔlayer）＜1/4、より好ましくは、（Δｔlayer／ｔlayer）≦1/10の範囲とすることが望ましい。その際、Δｔlayer≒1/2・ｄAl-powderとすると、（1/2・ｄAl-powder／ｔlayer）＜1/4、より好ましくは、（1/2・ｄAl-powder／ｔlayer）≦1/10の範囲となるように、アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderを選択することが望ましい。従って、作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerに対して、アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderは、（ｄAl-powder／ｔlayer）＜1/2、より好ましくは、（ｄAl-powder／ｔlayer）≦1/5の範囲となるように選択することが望ましい。
【００４１】
その点を考慮して、作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerが５μｍ〜１５μｍの範囲である際、本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderは、１μｍ〜５μｍの範囲、より好ましくは、１μｍ〜３μｍの範囲に選択することが望ましい。
【００４２】
また、使用されるアルミニウム粉末の形状は、フレーク状アルミニウム粉末、粒状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末からなる群から選択される。一般に、形成されるアルミニウム配線層、電極層の厚さのバラツキ、表面の凹凸を抑制する目的では、粒状アルミニウム粉末を使用することが望ましい。形成されるアルミニウム配線層、電極層内の電気伝導度を高める目的では、粒状アルミニウム粉末と、フレーク状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末とを併用することが望ましい。粒状アルミニウム粉末が積層した構造中に、フレーク状アルミニウム粉末、あるいは、不定形状アルミニウム粉末が挿入されると、アルミニウム粉末の積層構造全体として、隙間空間は減少し、同時に、アルミニウム粉末相互の接触部位の平均密度の向上がなされる。
【００４３】
例えば、粒状アルミニウム粉末と、フレーク状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末とを併用する際には、粒状アルミニウム粉末１００質量部当たり、フレーク状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末を５質量部〜２０質量部の範囲、好ましくは５質量部〜１５質量部の範囲で混合した状態とすることが望ましい。
【００４４】
本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、金属ナノ粒子は、該導電性アルミニウムペーストを下地基板面上に塗布して、塗布膜を形成した際、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間に、有機分散溶媒中に均一に分散した状態で充填される状態とする。すなわち、有機分散溶媒中に、金属ナノ粒子が均一に分散した状態を維持するため、金属ナノ粒子の表面は、被覆剤分子により被覆された状態とする。前記被覆剤分子として、炭素数１０〜１８の脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の脂肪族モノアミンまたはジアミンからなる群から選択される、前記有機分散溶媒に対して親和性を有する化合物を利用する。この被覆剤分子は、有機分散溶媒に対して親和性を有するため、該被覆剤分子で表面が被覆されている金属ナノ粒子は、有機分散溶媒中において、高い分散性を示す。
【００４５】
金属ナノ粒子は、塗布膜を形成した際、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間に充填された状態とするため、金属ナノ粒子の平均粒子径ｄnanoparticleは、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲、好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲に選択することが望ましい。
【００４６】
具体的には、アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderに対して、金属ナノ粒子の平均粒子径ｄnanoparticleは、ｄnanoparticle／ｄAl-powderが、１／１０００〜１０／１０００の範囲、好ましくは、２／１０００〜７／１０００の範囲、より好ましくは、２／１０００〜５／１０００の範囲となるように選択することが望ましい。前記の比率に選択することで、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の狭い隙間、あるいは、下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に、金属ナノ粒子を均一に充填することが可能となる。
【００４７】
すなわち、塗布膜を形成した際、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間には、有機分散溶媒が浸潤している。その後、有機分散溶媒の蒸散が進行すると、最終的には、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の狭い隙間、あるいは、下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に残余する有機分散溶媒が凝集する状態となる。その際、該有機分散溶媒中に均一に分散されている金属ナノ粒子も、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の狭い隙間、あるいは、下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に集中的に充填される状態となる。
【００４８】
本発明の導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層は、アルミニウム粉末相互の接触部位の周囲の狭い隙間、あるいは、下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に、金属ナノ粒子が集中的に充填される状態を達成した後、焼成処理を行うことで形成されている。
【００４９】
前記金属ナノ粒子は、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ゲルマニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子であることが好ましい。特には、金属ナノ粒子は、金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子であることがより好ましい。
【００５０】
上記の狭い隙間に集中的に充填されている金属ナノ粒子は、加熱処理を施すと、その表面を被覆している被覆剤分子の離脱が進み、隣接する金属ナノ粒子は、その金属表面が直接接する状態となる。金属ナノ粒子の表面の金属原子は、表面マイグレーションを起こすため、接触した金属ナノ粒子相互の融着、低温焼成が進行する。また、アルミニウム粉末のアルミニウム金属表面に接触している金属ナノ粒子は、該接触部分のアルミニウム金属表面上で表面拡散を起こし、金属結合を形成して接合する。この接合部位では、相互拡散も進行するため、部分的に合金化も起こる。
【００５１】
また、下地基板の表面、例えば、ガラス基板や、シリコンウエハ面上の酸化膜表面にはシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）が存在している。下地基板の表面に接する、金属ナノ粒子は、該金属ナノ粒子の表面の金属原子Ｍと、下地基板の表面に存在するシラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）との間で、−Ｓｉ−Ｏ−Ｍ−型の結合を形成することで下地基板の表面に密着性を示す。下地基板面とアルミニウム粉末の接触部位の周囲の狭い隙間に集中的に充填される金属ナノ粒子は、前記の過程を介して、下地基板の表面に密着される。また、この隙間に充填される金属ナノ粒子全体が低温焼結する結果、該金属ナノ粒子の低温焼結体を介して、アルミニウム粉末の下地基板の表面への密着性の向上がなされる。
【００５２】
本発明の導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層において、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間に、金属ナノ粒子の低温焼結体が密に充填されている状態となることが望ましい。
【００５３】
従って、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストでは、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記金属ナノ粒子の含有量を、１００質量部〜２３０質量部の範囲、より好ましくは、１００質量部〜２００質量部の範囲に選択することが好ましい。
【００５４】
より具体的には、本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率（アルミニウム粉末：金属ナノ粒子）を、１００：２５〜１００：６０の範囲、より好ましくは、１００：２５〜１００：５０の範囲に選択されていることが好ましい。
【００５５】
例えば、使用される平均粒径ｄAl-powderのアルミニウム粉末の形状が、球状である場合、該球状のアルミニウム粉末が最密充填状態で積層している構造中に、隙間空間は、全体の嵩の２０体積％〜４０体積％占めている。この隙間空間を完全に、金属ナノ粒子の低温焼結体が充填されている状態を達成する上では、前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率を、８０：２０〜６０：４０の範囲に選択する必要がある。
【００５６】
アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率（アルミニウム粉末：金属ナノ粒子）を、１００：２５〜１００：６０の範囲、より好ましくは、１００：２５〜１００：５０の範囲に選択することで、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間の相当部分に、金属ナノ粒子の低温焼結体が充填されている状態を達成できる。
【００５７】
有機分散溶媒中に、金属ナノ粒子が均一に分散した状態を維持するため、金属ナノ粒子の表面は、被覆剤分子により被覆された状態とする。前記被覆剤分子として、炭素数１０〜１８の脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の脂肪族モノアミンまたはジアミンからなる群から選択される、前記有機分散溶媒に対して親和性を有する化合物を利用する。特には、被覆剤分子は、炭素数１０〜１８の直鎖脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の直鎖脂肪族モノアミンからなる群から選択することがより好ましい。
【００５８】
前記金属ナノ粒子の表面を被覆する被覆剤分子の含有量は、前記金属ナノ粒子１００質量部当たり、８質量部〜１５質量部の範囲、より好ましくは、８質量部〜１３質量部の範囲に選択することが望ましい。また、体積比率に換算すると、前記金属ナノ粒子とその表面を被覆する被覆剤分子の体積比率（金属ナノ粒子：被覆剤分子）は、１００：９０〜１００：１８０の範囲、より好ましくは、１００：９０〜１００：１５０の範囲に選択することが望ましい。
【００５９】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストを利用して作製されるアルミニウム配線層、電極層では、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間、下地基板面とアルミニウム粉末の積層構造との間に存在する隙間に、金属ナノ粒子の低温焼結体が密に充填されている状態とする。
【００６０】
その際、導電性アルミニウムペースト中に、前記金属ナノ粒子に加えて、
加熱分解によって、金属原子の生成が可能な、金属塩、金属錯体からなる群から選択される金属含有化合物を１種以上を添加し、該金属含有化合物の加熱分解によって、金属原子を生成させ、さらに狭い隙間に生成した金属原子を充填した状態とすることがより好ましい。金属ナノ粒子に加えて、前記金属含有化合物を併用する際には、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記金属含有化合物の含有量の総和は、１質量部〜２０質量部の範囲、より好ましくは、１質量部〜１０質量部の範囲に選択することが望ましい。
【００６１】
添加される金属含有化合物は、有機分散溶媒中に均一に溶解している状態であることが好ましい。従って、添加される金属含有化合物の体積の総和と、前記有機分散溶媒の体積の比（金属含有化合物：有機分散溶媒）は、１０：１００〜４０：１００の範囲、好ましくは、２０：１００〜３０：１００の範囲に選択することが好ましい。あるいは、該金属含有化合物の前記有機分散溶媒に対する溶解度（２０℃）は、０．１ｇ/ｃｍ3〜０．２ｇ/ｃｍ3の範囲、好ましくは、０．１ｇ/ｃｍ3〜０．１５ｇ/ｃｍ3の範囲であることが好ましい。
【００６２】
該金属含有化合物は、加熱処理を施すと、分解的還元反応によって、含有される金属原子を生成する。従って、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、含有されている該金属含有化合物から生成される金属原子の重量の総和は、０．１質量部〜３質量部の範囲、より好ましくは、０．１質量部〜２．５質量部の範囲に選択されることが望ましい。
【００６３】
金属ナノ粒子に加えて、前記金属含有化合物を添加する場合、前記金属含有化合物から生成する金属原子の重量の合計と、金属ナノ粒子の重量の合計との比率（金属原子：金属ナノ粒子）は、０．１：１００〜３：１００の範囲、好ましくは、０．１：１００〜２．５：１００の範囲に選択することが望ましい。
【００６４】
金属ナノ粒子に加えて、前記金属含有化合物を添加する場合、金属ナノ粒子と生成する金属原子の重量の合計は、アルミニウム粉末１００質量部当たり、１００質量部〜２３３質量部の範囲、好ましくは、１００質量部〜２０３質量部の範囲に選択することが望ましい。また、体積比率に換算すると、アルミニウム粉末の体積総和と、金属ナノ粒子と生成する金属原子の体積合計の比（アルミニウム粉末：（金属ナノ粒子と生成する金属原子））は、１００：２５〜１００：６１の範囲、好ましくは、１００：３０〜１００：５１の範囲に選択することが望ましい。
【００６５】
なお、前記金属含有化合物に含まれる金属種は、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、チタン、ケイ素、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、アンチモン、セリウム、セシウム、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、タリウム、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種または、二種以上の金属種であることが好ましい。特には、前記金属含有化合物に含まれる金属種は、金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種または、二種以上の金属種であることがより好ましい。
【００６６】
金属塩、金属錯体からなる群から選択される金属含有化合物として、例えば、有機物アニオン種ならびに該金属のカチオン種を含んでなる金属化合物を用いることで、有機分散溶媒中に容易に溶解することが可能となる。特には、有機物アニオン種ならびに金属のカチオン種を含む金属化合物は、有機酸由来の有機物アニオン種を含んでなる有機酸の該金属塩、または、有機物アニオン種を配位子とする該金属の錯化合物の形態であることが好ましい。
【００６７】
その際、有機アニオン種としては、カルボン酸由来のカルボキシラト（−ＣＯＯ-）、アセチルアセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ2ＣＯＣＨ3）由来の２，４−ペンタンジオナト（［ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3］-）など、有機酸の金属塩、または、有機物アニオン種を配位子とする金属の錯化合物を形成可能なアニオン種が利用される。酸化数２以上の金属カチオン種と、これらの有機酸の金属塩、金属の有機錯化合物は、有機分散溶媒中において、通常、イオン解離することなく溶解可能である。すなわち、カルボン酸由来のカルボキシラト（−ＣＯＯ-）、アセチルアセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ2ＣＯＣＨ3）由来の２，４−ペンタンジオナト（［ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3］-）は、二座配位の配位子として、中心の金属カチオン種に配位している。その場合、室温近傍では、有機分散溶媒中において、通常、イオン解離することなく、この二座配位子複数を含む複合体化合物として溶解している。カルボン酸由来のカルボキシラト（−ＣＯＯ-）、アセチルアセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ2ＣＯＣＨ3）由来の２，４−ペンタンジオナト（［ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3］-）などの炭化水素鎖部分を利用して、有機分散溶媒中に溶解可能である。
【００６８】
さらには、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、前記アルミニウム粉末、金属ナノ粒子に加えて、サブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末を含有する組成物とすることができる。例えば、このサブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末の平均粒子径ｄfine-powderを、前記アルミニウム粉末の平均粒径ｄAl-powderの1/4以下に選択すると、アルミニウム粉末の積層構造中に存在する隙間空間に、金属微細粉末が挿入された状態とすることが可能である。
【００６９】
前記金属微細粉末の平均粒子径ｄfine-powderは、０．１μｍ〜１μｍの範囲、より好ましくは、０．２μｍ〜０．８μｍの範囲に選択することが望ましい。
【００７０】
前記アルミニウム粉末、金属ナノ粒子に加えて、サブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末を配合する際には、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記金属微細粉末の含有量の総和は、５質量部〜５０質量部の範囲、より好ましくは、５質量部〜３０質量部の範囲に選択することが望ましい。
【００７１】
その際、前記金属微細粉末は、金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属微細粉末、または、二種以上の金属種からなる金属微細粉末混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金の微細粉末であることが好ましい。
【００７２】
金属ナノ粒子に加えて、前記金属微細粉末を添加する場合、金属ナノ粒子と金属微細粉末の重量の合計は、アルミニウム粉末１００質量部当たり、１００質量部〜２３０質量部の範囲、好ましくは、１００質量部〜２００質量部の範囲に選択することが望ましい。また、体積比率に換算すると、アルミニウム粉末の体積総和と、金属ナノ粒子と金属微細粉末の体積の合計の比（アルミニウム粉末：（金属ナノ粒子と金属微細粉末））は、１００：２５〜１００：６０の範囲、好ましくは、１００：２５〜１００：６０の範囲に選択することが望ましい。
【００７３】
さらには、金属ナノ粒子に加えて、前記金属微細粉末を添加する場合、導電性アルミニウムペースト中に含有される、前記アルミニウム粉末、金属微細粉末、金属ナノ粒子の体積比率の合計は、５０体積％〜７０体積％の範囲、より好ましくは、５０体積％〜６６体積％の範囲に選択することが望ましい。
【００７４】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストに含有される、有機分散溶媒は、上述するように、被覆剤分子により表面が被覆されている金属ナノ粒子を均一に分散させる分散溶媒として利用されている。なお、焼成処理を行う際には、その加熱温度では、該有機分散溶媒は蒸散する必要があり、前記有機分散溶媒としては、沸点が１５０℃〜３５０℃の範囲、好ましくは、２００℃〜３５０℃の範囲の非極性有機溶媒、より好ましくは、沸点が２５０℃〜３５０℃の範囲の非極性有機溶媒を利用する。例えば、前記有機分散溶媒は、沸点２５０℃〜３５０℃の範囲の非芳香族炭化水素溶媒であることが好ましい。
【００７５】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストでは、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記有機分散溶媒の含有量は、１５質量部〜３５質量部の範囲、より好ましくは、２０質量部〜３５質量部の範囲に選択することが望ましい。
【００７６】
また、体積比率に換算すると、金属アルミニウムの密度、２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）に対して、該有機分散溶媒の密度を０．９ｇ／ｃｍ3（２０℃）と仮定すると、アルミニウム粉末の体積総和と有機分散溶媒の体積の比率（アルミニウム粉末：有機分散溶媒）は、１００：４５〜１００：１００の範囲、より好ましくは、１００：６０〜１００：１３０の範囲に選択することが望ましい。
【００７７】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストに含有される、アルミニウム粉末は、種々の製造法で作製されるが、その製造法によっては、アルミニウム粉末の表面に、相当の膜厚の酸化皮膜が存在する場合がある。このアルミニウム粉末の表面に存在する酸化皮膜を除去する目的で、モノカルボン酸を添加する形態とすることもできる。
【００７８】
具体的には、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、沸点が２００℃〜４００℃の範囲、より好ましくは、２００℃〜３５０℃の範囲のモノカルボン酸をさらに含むこともできる。その際、前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、前記モノカルボン酸の含有量は、１０質量部〜３０質量部の範囲、より好ましくは、１５質量部〜３０質量部の範囲に選択することが望ましい。
【００７９】
また、体積比率に換算すると、金属アルミニウムの密度、２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）に対して、該モノカルボン酸の密度を１．０ｇ／ｃｍ3（２０℃）と仮定すると、アルミニウム粉末の体積総和とモノカルボン酸の体積の比率（アルミニウム粉末：モノカルボン酸）は、１００：２７〜１００：８１の範囲、より好ましくは、１００：４０〜１００：８１の範囲に選択することが望ましい。
【００８０】
添加されるモノカルボン酸は、前記有機分散溶媒と均一に混合された状態とする。その際、添加されるモノカルボン酸の体積の総和と、前記有機分散溶媒の体積の比（モノカルボン酸：有機分散溶媒）は、７０：１００〜１１０：１００の範囲、好ましくは、７０：１００〜１００：１００の範囲に選択することが好ましい。
【００８１】
モノカルボン酸として、例えば、沸点が２００℃〜４００℃の範囲、より好ましくは、２００℃〜３５０℃の範囲のアルカン酸を好適に利用することができる。
【００８２】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストを利用して、下地基板上にアルミニウム配線層、電極層を作製する際、所望の塗布形状で、該導電性アルミニウムペーストの塗布膜を形成する。この導電性アルミニウムペーストの塗布膜の膜厚ｔdrawingは、作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerに応じて、選択される。すなわち、作製されるアルミニウム配線層、電極層の厚さｔlayerと塗布膜の膜厚ｔdrawingの比、ｔlayer／ｔdrawingは、導電性アルミニウムペースト中に含有される、前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率の合計に依存する。
【００８３】
本発明にかかる導電性アルミニウムペースト中に含有される、アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率の合計は、５０体積％〜６６体積％の範囲、好ましくは、５２体積％〜６６体積％の範囲に選択されていることが望ましい。
【００８４】
また、所望の塗布形状で、該導電性アルミニウムペーストの塗布膜を形成する際、例えば、スクリーン印刷法を適用する場合、該導電性アルミニウムペーストの液粘度は、スクリーン印刷法に適する粘度とする必要がある。スクリーン印刷法を適用する場合、該導電性アルミニウムペーストの液粘度は、５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ（２５℃）の範囲、より望ましくは、２０Ｐａ・ｓ〜７０Ｐａ・ｓ（２５℃）の範囲に選択されていることが好ましい。
【００８５】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストを利用して、下地基板上にアルミニウム配線層、電極層を作製する際、アルミニウム配線層、電極層の下地基板の表面への密着性の向上は、金属ナノ粒子を利用することで達成されている。
【００８６】
そのため、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストでは、ガラスフリットを配合していない。勿論、接着剤として機能する、各種の樹脂成分も配合していない。
【００８７】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストにおいては、ガラスフリットを配合していないので、焼成処理において、該ガラスフリットを溶融する温度まで加熱する必要はない。配合されている金属ナノ粒子の低温焼結、ならびに、有機分散溶媒の蒸散は可能であり、アルミニウム粉末の焼成が進行する加熱温度において、焼成を行うことが可能である。具体的には、３５０℃以上５００℃以下の温度に加熱することで、焼成することが可能である。
【００８８】
例えば大気中において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能である。勿論、還元性雰囲気下または不活性ガス雰囲気下において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することも可能である。
【実施例】
【００８９】
以下に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。これらの実施例は、本発明にかかる最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定を受けるものではない。
【００９０】
（実施例１）
本実施例１の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【００９１】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【００９２】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１０ｎｍである。このＡｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃；密度：０．７８４１ｇ／ｃｍ3（４０℃））の表面被覆分子層が形成されている。該ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６０．８質量部、Ａｇナノ粒子を３５質量部、被覆剤分子ドデシルアミンを４．２質量部含んでいる。
【００９３】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント（沸点：２７５−３０６℃；流動点：−３０℃；密度：０．８１５ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【００９４】
高沸点モノアルカン酸として、２エチルヘキサン酸（沸点：２２７℃；密度：０．９０ｇ／ｃｍ3（２０℃））を使用する。
【００９５】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液１４．３質量部（Ａｇ固形分で５質量部）、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【００９６】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【００９７】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、３０Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、Ａｇナノ粒子 ５質量部と、その被覆剤分子ドデシルアミンを０．６質量部を含んでいる。
【００９８】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（２．５/２．６９９）：（５/１０．４９）≒１００：５１と算出される。
【００９９】
また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００ＦとＡｇナノ粒子）と、有機物成分の合計（ＡＦ５号ソルベント、２エチルヘキサン酸と被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝５５体積％：４５体積％に選択されている。
【０１００】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ５号ソルベントが２０質量部、２エチルヘキサン酸が２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ５号ソルベントの体積、２エチルヘキサン酸の体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント：２エチルヘキサン酸）は、（２．５/２．６９９）：（０．５/０．８１５）：（０．５/０．９０）≒１００：６６：６０と算出される。
【０１０１】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ５号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．６/０．７８４１）：（０．５/０．８１５）≒１２５：１００と算出される。
【０１０２】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１０μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１０３】
得られた焼成物の平均膜厚は、５．７μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、７μΩ・ｃｍであった。
【０１０４】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、７μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約３倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約５倍となっている。
【０１０５】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１０６】
（実施例２）
本実施例２の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１０７】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１０８】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液と、ハリマ化成製Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１０ｎｍである。Ａｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）の表面被覆分子層が形成されている。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６０．８質量部、Ａｇナノ粒子を３５質量部、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）を４．２質量部含んでいる。また、Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ｃｕナノ粒子の平均粒子径は、１８ｎｍである。Ｃｕナノ粒子の表面には、被覆剤分子 オレイン酸（沸点：１９５℃／１００Ｐａ；密度：０．８９５ｇ／ｃｍ3（２５℃））の表面被覆分子層が形成されている。該Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６７質量部、Ｃｕナノ粒子を３０質量部、被覆剤分子オレイン酸を３質量部含んでいる。
【０１０９】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント（沸点：２７５−３０６℃；流動点：−３０℃；密度：０．８１５ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１１０】
高沸点モノアルカン酸として、２エチルヘキサン酸（沸点：２２７℃；密度：０．９０ｇ／ｃｍ3（２０℃））を使用する。
【０１１１】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液１４．３質量部（Ａｇ固形分で５質量部）、ハリマ化成製Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液０．３質量部（Ｃｕ固形で０．１質量部）、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【０１１２】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１１３】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、３５Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、Ａｇナノ粒子 ５質量部とその被覆剤分子ドデシルアミンを０．６質量部、ならびに、Ｃｕナノ粒子 ０．１質量部とその被覆剤分子オレイン酸を０．０３質量部含んでいる。
【０１１４】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子：Ｃｕナノ粒子は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ｃｕの密度：８．９５ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（２．５/２．６９９）：（５/１０．４９）：（０．１/８．９５）≒１００：５１：１．２と算出される。また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００Ｆ、Ａｇナノ粒子とＣｕナノ粒子）と、有機物成分の合計（ＡＦ５号ソルベント、２エチルヘキサン酸と被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝５６体積％：４４体積％に選択されている。
【０１１５】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ５号ソルベントが２０質量部、２エチルヘキサン酸が２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ５号ソルベントの体積、２エチルヘキサン酸の体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント：２エチルヘキサン酸）は、（２．５/２．６９９）：（０．５/０．８１５）：（０．５/０．９０）≒１００：６６：６０と算出される。
【０１１６】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ５号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．６/０．７８４１）：（０．５/０．８１５）≒１２５：１００と算出される。
【０１１７】
Ｃｕナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子オレイン酸が３０質量部含まれている。該Ｃｕナノ粒子に対する被覆剤分子オレイン酸と、ＡＦ５号ソルベントの体積比、（オレイン酸：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．０３/０．８９５）：（０．５/０．８１５）≒５．５：１００と算出される。
【０１１８】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、９μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１１９】
得られた焼成物の平均膜厚は、５．１μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、１０μΩ・ｃｍであった。
【０１２０】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、１０μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約４倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約６倍となっている。
【０１２１】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１２２】
（比較例１）
本比較例１のアルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１２３】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１２４】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント（沸点：２７５−３０６℃；流動点：−３０℃；密度：０．８１５ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１２５】
高沸点モノアルカン酸として、２エチルヘキサン酸（沸点：２２７℃；密度：０．９０ｇ／ｃｍ3（２０℃））を使用する。
【０１２６】
ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、新日本石油製ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部を均一に混合する。攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１２７】
調製されたアルミニウムペーストの液粘度は、３８Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該アルミニウムペーストは、ＡＦ５号ソルベント ０．５質量部、２エチルヘキサン酸 ０．５質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ２．５質量部を含んでいる。
【０１２８】
該アルミニウムペースト中に含まれる金属成分（Ａｌ粉＃９００Ｆ）と、有機物成分の合計（ＡＦ５号ソルベント、２エチルヘキサン酸と被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝４４体積％：５６体積％に選択されている。
【０１２９】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ５号ソルベントが２０質量部、２エチルヘキサン酸が２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ５号ソルベントの体積、２エチルヘキサン酸の体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント：２エチルヘキサン酸）は、（２．５/２．６９９）：（０．５/０．８１５）：（０．５/０．９０）≒１００：６６：６０と算出される。
【０１３０】
調製されたアルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１２μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１３１】
得られた焼成物の平均膜厚は、６μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率の算出を試みた。該焼成物のシート抵抗値は、測定限界を超えており、少なくとも、その体積固有抵抗率は、＞５０００ μΩ・ｃｍであると、推定された。
【０１３２】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物は容易に剥離した。また、焼成物自体、脆く、アルミニウム粉末の焼結が十分になされていないと判断される。
【０１３３】
（実施例３）
本実施例４の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１３４】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１３５】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１１ｎｍである。このＡｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）の表面被覆分子層が形成されている。該ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６０．８質量部、Ａｇナノ粒子を３５質量部、被覆剤分子ドデシルアミンを４．２質量部含んでいる。
【０１３６】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント（沸点：２５９−２８２℃；流動点：−３０℃；密度：０．８２０ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１３７】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液１４．３質量部（Ａｇ固形分で５質量部）、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント １質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【０１３８】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１３９】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、４５Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ７号ソルベント １質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、Ａｇナノ粒子 ５質量部と、その被覆剤分子ドデシルアミンを０．６質量部を含んでいる。
【０１４０】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（５/２．６９９）：（５/１０．４９）≒１００：２６と算出される。また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００ＦとＡｇナノ粒子）と、有機物成分の合計（ＡＦ７号ソルベントと被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝６５体積％：３５体積％に選択されている。
【０１４１】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ７号ソルベントが２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ７号ソルベントの体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント）は、（５/２．６９９）：（２/０．８２０）≒１００：６６と算出される。
【０１４２】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ７号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．６/０．７８４１）：（１/０．８２０）≒６３：１００と算出される。
【０１４３】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１５μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１４４】
得られた焼成物の平均膜厚は、１０．７μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、７μΩ・ｃｍであった。
【０１４５】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、７μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約３倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約５倍となっている。
【０１４６】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１４７】
（実施例４）
本実施例４の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１４８】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１４９】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液と、ハリマ化成製Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１１ｎｍである。Ａｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）の表面被覆分子層が形成されている。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを５７．４質量部、Ａｇナノ粒子を３８質量部、被覆剤分子ドデシルアミンを４．６質量部含んでいる。また、Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ｃｕナノ粒子の平均粒子径は、１８ｎｍである。Ｃｕナノ粒子の表面には、被覆剤分子オレイン酸（沸点：１９５℃／１００Ｐａ）の表面被覆分子層が形成されている。該Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを６７質量部、Ｃｕナノ粒子を３０質量部、被覆剤分子オレイン酸を３質量部含んでいる。
【０１５０】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント（沸点：２５９−２８２℃；流動点：−３０℃；密度：０．８２０ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１５１】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液１３．２質量部（Ａｇ固形分で５質量部）、ハリマ化成製Ｃｕナノ粒子ヘプタン分散液０．３３質量部（Ｃｕ固形で０．１質量部）ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント １質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【０１５２】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１５３】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、３７Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ７号ソルベント １質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、Ａｇナノ粒子 ５質量部とその被覆剤分子ドデシルアミンを０．６質量部、Ｃｕナノ粒子 ０．１質量部とその被覆剤分子オレイン酸を０．０１質量部を含んでいる。
【０１５４】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子：Ｃｕナノ粒子は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ｃｕの密度：８．９５ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（５/２．６９９）：（５/１０．４９）：（０．１/８．９５）≒１００：２６：０．６と算出される。また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００Ｆ、Ａｇナノ粒子とＣｕナノ粒子）と、有機物成分の合計（ＡＦ７号ソルベントと被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝６６体積％：３４体積％に選択されている。
【０１５５】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ５号ソルベントが２０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ７号ソルベントの体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ７号ソルベント）は、（５/２．６９９）：（１/０．８２０）≒１００：６６と算出される。
【０１５６】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ７号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ７号ソルベント）は、（０．６/０．７８４１）：（１/０．８２０）≒６３：１００と算出される。
【０１５７】
Ｃｕナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子オレイン酸が１０質量部含まれている。該Ｃｕナノ粒子に対する被覆剤分子オレイン酸と、ＡＦ７号ソルベントの体積比、（オレイン酸：ＡＦ５号ソルベント）は、（０．０１/０．８９５）：（１/０．８２０）≒０．９：１００と算出される。
【０１５８】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１６μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１５９】
得られた焼成物の平均膜厚は、１１．５μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、８μΩ・ｃｍであった。
【０１６０】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、８μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約３倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約５倍となっている。
【０１６１】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１６２】
（実施例５）
本実施例５の導電性アルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１６３】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１６４】
金属サブミクロン粒子として、湿式法で作製される銀微細粉末である、三井金属（株）製ＳＰＱ−０３Ｓ（平均粒子径０．５μｍ）を使用する。
【０１６５】
金属ナノ粒子分散液として、ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液を利用する。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液中に分散されている、Ａｇナノ粒子の平均粒子径は、１２ｎｍである。Ａｇナノ粒子の表面には、被覆剤分子ドデシルアミン（沸点：２４７℃）の表面被覆分子層が形成されている。該Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液の組成は、ヘプタンを５５．２質量部、Ａｇナノ粒子を４０質量部、被覆剤分子ドデシルアミンを４．８質量部含んでいる。
【０１６６】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント（沸点：２５９−２８２℃；流動点：−３０℃；密度：０．８２０ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１６７】
ハリマ化成製Ａｇナノ粒子ヘプタン分散液７．５質量部（Ａｇ固形分で３質量部）、三井金属（株）製ＳＰＱ−０３Ｓ ２質量部、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント １．５質量部を均一に混合する。得られる分散液中に含まれる、ヘプタンを、ロータリーエバポレーターで脱溶剤する。
【０１６８】
ヘプタンを除去した後、得られるペースト状の分散液を、攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、導電性アルミニウムペーストを得る。
【０１６９】
調製された導電性アルミニウムペーストの液粘度は、５８Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。この段階における該導電性アルミニウムペーストは、ＡＦ７号ソルベント １．５質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、銀微細粉末ＳＰＱ−０３Ｓ ２質量部、Ａｇナノ粒子 ３質量部とその被覆剤分子ドデシルアミンを０．３６質量部含んでいる。
【０１７０】
該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：Ａｇナノ粒子：銀微細粉末は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（５/２．６９９）：（３/１０．４９）：（２/１０．４９）≒１００：１５：１０と算出される。また、該導電性アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００Ｆ、Ａｇナノ粒子と銀微細粉末）と、有機物成分の合計（ＡＦ７号ソルベントと被覆剤分子）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝５６体積％：４４体積％に選択されている。
【０１７１】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ７号ソルベントが３０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ７号ソルベントの体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ７号ソルベント）は、（５/２．６９９）：（１．５/０．８２０）≒１００：９９と算出される。
【０１７２】
Ａｇナノ粒子の１００質量部当たり、その被覆剤分子ドデシルアミンが１２質量部含まれている。該Ａｇナノ粒子に対する被覆剤分子ドデシルアミンと、ＡＦ７号ソルベントの体積比、（ドデシルアミン：ＡＦ７号ソルベント）は、（０．３６/０．７８４１）：（１．５/０．８２０）≒２５：１００と算出される。
【０１７３】
調製された導電性アルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１５μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１７４】
得られた焼成物の平均膜厚は、９．２μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、１３μΩ・ｃｍであった。
【０１７５】
得られた焼成物の体積固有抵抗率、１３μΩ・ｃｍは、Ａｌの抵抗率：２．６５５μΩ・ｃｍの約５倍、Ａｇの抵抗率：１．５９μΩ・ｃｍの約９倍となっている。
【０１７６】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物の剥離は生じなかった。
【０１７７】
（比較例２）
本比較例２のアルミニウムペーストは、下記の原料を用いて調製されている。
【０１７８】
アルミニウム粉末として、ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ（アトマイズ粉、平均粒子径２．４μｍ）を使用する。
【０１７９】
金属サブミクロン粒子として、湿式法で作製される銀微細粉末である、三井金属（株）製ＳＰＱ−０３Ｓ（平均粒子径０．５μｍ）を使用する。
【０１８０】
高沸点の非極性有機溶媒として、石油系ノンアロマ炭化水素溶媒である、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント（沸点：２５９−２８２℃；流動点：−３０℃；密度：０．８２０ｇ／ｃｍ3（１５℃））を使用する。
【０１８１】
ミナルコ（株）製Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部、三井金属（株）製ＳＰＱ−０３Ｓ ２質量部、新日本石油製ＡＦ７号ソルベント １．５質量部を均一に混合する。攪拌脱泡機で攪拌して、アルミニウム粉末を均一に分散させ、アルミニウムペーストを得る。
【０１８２】
調製されたアルミニウムペーストの液粘度は、４５Ｐａ・ｓ（２５℃）であった。該アルミニウムペーストは、ＡＦ７号ソルベント １．５質量部、銀微細粉末ＳＰＱ−０３Ｓ ２質量部、Ａｌ粉＃９００Ｆ ５質量部を含んでいる。
【０１８３】
該アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の体積比率、Ａｌ粉＃９００Ｆ：銀微細粉末は、Ａｌの密度：２．６９９ｇ／ｃｍ3（２０℃）、Ａｇの密度：１０．４９ｇ／ｃｍ3（２０℃）から、（５/２．６９９）：（２/１０．４９）≒１００：１０と算出される。また、該アルミニウムペースト中に含まれる金属成分の合計（Ａｌ粉＃９００Ｆと銀微細粉末ＳＰＱ−０３Ｓ）と、有機物成分（ＡＦ７号ソルベント）の体積比率は、金属成分の合計：有機物成分の合計＝５３体積％：４７体積％に選択されている。
【０１８４】
Ａｌ粉＃９００Ｆの１００質量部当たり、ＡＦ７号ソルベントが３０質量部含有されている。なお、体積比に換算すると、Ａｌ粉＃９００Ｆの体積合計と、ＡＦ７号ソルベントの体積の比（Ａｌ粉＃９００Ｆ：ＡＦ５号ソルベント）は、（５/２．６９９）：（１．５/０．８２０）≒１００：９９と算出される。
【０１８５】
調製されたアルミニウムペーストを、スライドガラス上に、５ｍｍ×３０ｍｍの矩形パターンで塗布した。該ペースト塗布膜の平均厚さは、１８μｍであった。該ペースト塗布膜を、大気下、４５０℃、１０ｍｉｎ、加熱処理して、含まれているアルミニウム粉末とＡｇナノ粒子の焼成を行った。
【０１８６】
得られた焼成物の平均膜厚は、１０．７μｍであった。該焼成物を前記平均膜厚の均一は導電体と仮定して、測定したシート抵抗値から、体積固有抵抗率を算出した。算出された体積固有抵抗率は、１２００μΩ・ｃｍであった。
【０１８７】
得られた焼成物について、スコッチテープで剥離試験を行った。該剥離試験条件では、スライドガラス表面から、焼成物は容易に剥離した。また、焼成物自体、脆く、アルミニウム粉末の焼結が十分になされていないと判断される。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、従来のガラスフリットを配合する導電性アルミニウムペーストが利用される用途に利用できる。具体的には、本発明にかかる導電性アルミニウムペーストは、ガラス、シリコンウエハ等に良好な密着性を示すため、配線用、太陽電池電極用、接合用材料として、好適に使用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスフリットを配合していない導電性アルミニウムペーストであって、
該導電性アルミニウムペーストは、
アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒を含み、
該アルミニウム粉末と、金属ナノ粒子が、有機分散溶媒中に分散されているペースト状の組成物であり、
前記アルミニウム粉末の平均粒径は、１μｍ〜５μｍの範囲に選択され、
前記金属ナノ粒子の平均粒子径は、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲に選択され、
前記金属ナノ粒子の表面は、被覆剤分子により被覆されており、
前記被覆剤分子は、炭素数１０〜１８の脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の脂肪族モノアミンまたはジアミンからなる群から選択される、前記有機分散溶媒に対して親和性を有する化合物であり、
前記有機分散溶媒は、沸点が１５０℃〜３５０℃の範囲の非極性有機溶媒であり、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属ナノ粒子の含有量は、１００質量部〜２３０質量部の範囲に選択され、
前記有機分散溶媒の含有量は、１５質量部〜３５質量部の範囲に選択されており、
前記金属ナノ粒子の表面を被覆する被覆剤分子の含有量は、
前記金属ナノ粒子１００質量部当たり、８質量部〜１５質量部の範囲に選択されており、
該導電性アルミニウムペーストは、３５０℃以上５００℃以下の温度に加熱することで、焼成することが可能である
ことを特徴とする導電性アルミニウムペースト。
【請求項２】
前記導電性アルミニウムペーストは、
前記金属ナノ粒子に加えて、
加熱分解によって、金属原子の生成が可能な、金属塩、金属錯体からなる群から選択される金属含有化合物を１種以上含み、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属含有化合物の含有量の総和は、１質量部〜２０質量部の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項３】
前記金属含有化合物に含まれる金属種は、
金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、チタン、ケイ素、ビスマス、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、アンチモン、セリウム、セシウム、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、タリウム、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種または、二種以上の金属種である
ことを特徴とする請求項２に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項４】
前記金属ナノ粒子は、
金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ゲルマニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項５】
前記金属ナノ粒子は、
金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項６】
前記アルミニウム粉末は、
フレーク状アルミニウム粉末、粒状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末からなる群から選択される一種以上のアルミニウム粉末である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項７】
前記導電性アルミニウムペーストは、
前記アルミニウム粉末、金属ナノ粒子に加えて、
サブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末を含み、
前記金属微細粉末の平均粒子径は、０．１μｍ〜１μｍの範囲に選択され、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属微細粉末の含有量の総和は、５質量部〜５０質量部の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項８】
前記金属微細粉末は、
金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属微細粉末、または、二種以上の金属種からなる金属微細粉末混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金の微細粉末である
ことを特徴とする請求項７に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項９】
前記導電性アルミニウムペーストは、
大気中において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能である
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１０】
前記導電性アルミニウムペーストは、
還元性雰囲気下または不活性ガス雰囲気下において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能である
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１１】
前記有機分散溶媒は、沸点１５０℃〜３５０℃の範囲の非芳香族炭化水素溶媒である
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１２】
前記導電性アルミニウムペーストは、
沸点２００℃〜４００℃の範囲のモノカルボン酸をさらに含み、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記モノカルボン酸の含有量は、１質量部〜１０質量部の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１３】
前記導電性アルミニウムペースト中に含有される、
前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率は、１００：２５〜１００：６０の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１４】
前記導電性アルミニウムペースト中に含有される、
前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率の合計は、５０体積％〜６６体積％の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１５】
前記導電性アルミニウムペーストの粘度は、５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ（２５℃）の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１６】
前記導電性アルミニウムペーストは、
樹脂成分を含まない
ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１】
ガラスフリットを配合していない導電性アルミニウムペーストであって、
該導電性アルミニウムペーストは、
アルミニウム粉末、金属ナノ粒子、有機分散溶媒を含み、
該アルミニウム粉末と、金属ナノ粒子が、有機分散溶媒中に分散されているペースト状の組成物であり、
前記アルミニウム粉末の平均粒径は、１μｍ〜５μｍの範囲に選択され、
前記金属ナノ粒子の平均粒子径は、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲に選択され、
前記金属ナノ粒子の表面は、被覆剤分子により被覆されており、
前記被覆剤分子は、炭素数１０〜１８の脂肪族モノカルボン酸、および炭素数８〜１４の脂肪族モノアミンまたはジアミンからなる群から選択される、前記有機分散溶媒に対して親和性を有する化合物であり、
前記有機分散溶媒は、沸点が１５０℃〜３５０℃の範囲の非極性有機溶媒であり、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属ナノ粒子の含有量は、１００質量部〜２３０質量部の範囲に選択され、
前記有機分散溶媒の含有量は、１５質量部〜３５質量部の範囲に選択されており、
前記金属ナノ粒子の表面を被覆する被覆剤分子の含有量は、
前記金属ナノ粒子１００質量部当たり、８質量部〜１５質量部の範囲に選択されており、
該導電性アルミニウムペーストは、３５０℃以上５００℃以下の温度に加熱することで、焼成することが可能である
ことを特徴とする導電性アルミニウムペースト。
【請求項２】
前記導電性アルミニウムペーストは、
前記金属ナノ粒子に加えて、
加熱分解によって、金属原子の生成が可能な、金属塩、金属錯体からなる群から選択される金属含有化合物を１種以上含み、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属含有化合物の含有量の総和は、１質量部〜２０質量部の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項３】
前記金属含有化合物に含まれる金属種は、
金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、チタン、ケイ素、ビスマス、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、アンチモン、セリウム、セシウム、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、タリウム、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種または、二種以上の金属種である
ことを特徴とする請求項２に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項４】
前記金属ナノ粒子は、
金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、タングステン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ゲルマニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、バナジウム、イットリウム、ジルコニウムからなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項５】
前記金属ナノ粒子は、
金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属ナノ粒子、または、二種以上の金属種からなる金属ナノ粒子混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金のナノ粒子である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項６】
前記アルミニウム粉末は、
フレーク状アルミニウム粉末、粒状アルミニウム粉末、不定形状アルミニウム粉末からなる群から選択される一種以上のアルミニウム粉末である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項７】
前記導電性アルミニウムペーストは、
前記アルミニウム粉末、金属ナノ粒子に加えて、
サブミクロンの平均粒子径を有する金属微細粉末を含み、
前記金属微細粉末の平均粒子径は、０．１μｍ〜１μｍの範囲に選択され、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記金属微細粉末の含有量の総和は、５質量部〜５０質量部の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項８】
前記金属微細粉末は、
金、銀、銅からなる群から選択される、一種の金属種からなる金属微細粉末、または、二種以上の金属種からなる金属微細粉末混合物、あるいは、二種以上の金属種からなる合金の微細粉末である
ことを特徴とする請求項７に記載の導電性アルミニウムペースト。
【請求項９】
前記導電性アルミニウムペーストは、
大気中において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能である
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１０】
前記導電性アルミニウムペーストは、
還元性雰囲気下または不活性ガス雰囲気下において、３５０℃〜４５０℃の範囲に選択される温度に加熱することで、焼成することが可能である
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１１】
前記有機分散溶媒は、沸点１５０℃〜３５０℃の範囲の非芳香族炭化水素溶媒である
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１２】
前記導電性アルミニウムペーストは、
沸点２００℃〜４００℃の範囲のモノカルボン酸をさらに含み、
前記アルミニウム粉末１００質量部当たり、
前記モノカルボン酸の含有量は、１質量部〜１０質量部の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１３】
前記導電性アルミニウムペースト中に含有される、
前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率は、１００：２５〜１００：６０の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１４】
前記導電性アルミニウムペースト中に含有される、
前記アルミニウム粉末と金属ナノ粒子の体積比率の合計は、５０体積％〜６６体積％の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１５】
前記導電性アルミニウムペーストの粘度は、５Ｐａ・ｓ〜１００Ｐａ・ｓ（２５℃）の範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【請求項１６】
前記導電性アルミニウムペーストは、
樹脂成分を含まない
ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のアルミニウムペースト。
【公開番号】特開２０１１−１１９３４０（Ｐ２０１１−１１９３４０Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７３４５３（Ｐ２００９−２７３４５３）
【出願日】平成２１年１２月１日（２００９．１２．１）
【出願人】（０００２３３８６０）ハリマ化成株式会社 (167)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１日（２００９．１２．１）
【出願人】（０００２３３８６０）ハリマ化成株式会社 (167)
【Ｆターム（参考）】
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