導電性粉末、導電性ペーストおよび電気回路
【課題】芯材の表面に導電性コート層を備えたコート粉からなる導電性粉末について電気抵抗特性を改善する。
【解決手段】アスペクト比１．０〜１．５の球状導電性コート粒子とアスペクト比５．０〜２０．０の扁平状導電性コート粒子とを含有し、且つ、これら球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子は、同一又は異なる材質からなる芯材の表面に同一組成からなる導電性コート層を備えることを特徴とする導電性粉末を提案する。導電性コート層の膜厚を厚くすることなく優れた電気抵抗特性を実現できる。
【解決手段】アスペクト比１．０〜１．５の球状導電性コート粒子とアスペクト比５．０〜２０．０の扁平状導電性コート粒子とを含有し、且つ、これら球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子は、同一又は異なる材質からなる芯材の表面に同一組成からなる導電性コート層を備えることを特徴とする導電性粉末を提案する。導電性コート層の膜厚を厚くすることなく優れた電気抵抗特性を実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペーストなどの構成材料として用いることができる導電性粉末、詳しくは、芯材の表面に導電性コート層を備えたコート粉からなる導電性粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
金、銀、パラジウム、白金などの貴金属は導電性に優れているため、異方導電性フィルム、導電性ペースト、導電性接着剤など、各種導電性材料の主要構成材料として用いられている。例えば貴金属粒子に、結合剤および溶剤を混合して導電性ペーストとし、この導電性ペーストを用いて基板上に回路パターンを印刷し、焼き付けることでプリント配線板や電子部品の電気回路などを形成することができる。
【０００３】
金、銀、パラジウム、白金などの貴金属はとても高価であるため、無電解メッキなどによって芯材粒子の表面に貴金属の膜をメッキしてなるコート粉と呼ばれる導電性粉末が開発され使用されている。例えば特許文献１には、相対的に融点が高い金属からなる核粒子と、その周囲に形成された相対的に融点が低い金属からなるコート層とからなる導電性粒子が開示されている。
【０００４】
また、従来の導電性ペーストには、球状の貴金属粒子からなる導電性粉末が使用されることが一般的であったが、球状の貴金属粒子からなる導電性粉末は、粒子同士が互いに絡み合うことが少ないため、ペースト化する際及びペーストとしての使用時に流動性が大き過ぎたり、導電性ペーストを均一な厚みに塗布することが難しかったりするなどの課題を有していた。そこで、球状粒子とフレーク状粒子とを混合するなど、異種形状の粒子を混合することが提案されている。例えば特許文献２には、多角形板状からなる粉末と、球状粒子からなる粉末とを混合してなる金属粉末を含む導電性ペーストが開示されている。特許文献３には、アスペクト比が５以上の導電粉、アスペクト比が３以下の導電粉、バインダ及び溶剤を含む導電ペーストにおいて、バインダを導電ペーストの固形分に対して２０〜５０体積％含有してなる導電ペーストが開示されている。また、特許文献４には、フレーク形状の金属粉末に微小粒径の球状粉を加えることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３４６１４号公報
【特許文献２】特開２００３−５９３３７号公報
【特許文献３】特開平１０−６４３３１号公報
【特許文献４】特開２００５−８９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、コート粉からなる導電性粉末を改良し、安価で且つ優れた導電性能を実現できる導電性粉末を提供することにある。
【０００７】
近年、電子部品の小型化によって電極等のファインピッチ化や小面積化が進み、より優れた導電性能が求められている。そのために導電性コート層の膜厚を厚くしたのではコスト面でのメリットが希薄されてしまう。そこで、導電性コート層の膜厚を厚くすることなく、優れた電気抵抗特性を実現できる導電性粉末を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、アスペクト比１．０〜１．５の球状導電性コート粒子とアスペクト比５．０〜２０．０の扁平状導電性コート粒子とを含有し、且つ、これら球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子は、同一又は異なる材質からなる芯材の表面に同一組成からなる導電性コート層を備えることを特徴とする導電性粉末を提案する。
【０００９】
このように球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子とを混合することで、導電性コート粒子の分散性を維持しながらも、優れた電気抵抗特性を実現することができる。しかも、同一組成からなる導電性コート層を備えた球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子とを混合することで、例えば導電性ペーストを調製して硬化させた時に球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に同一組成からなる導電性ネットワークが形成され、導電性コート層の膜厚を厚くすることなくより一層優れた電気抵抗特性を実現することができる。
【００１０】
中でも、球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを混合し、この混合状態の芯材粒子の表面に導電性コート層を形成して得られる導電性粉末は、本発明の導電性粉末として特に好ましい。このように球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを混合し、この混合状態の各芯材粒子の表面に導電性コート層を形成することにより、球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の導電性コート層を同一組成で且つ同じ膜厚に形成することができるから、導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に同一組成でしかも均一な厚さの導電性ネットワークが形成され、より一層優れた電気抵抗特性を実現できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について詳述するが、本発明の範囲が以下の実施形態に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ，Ｙは任意の数字）と記載した場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意であり、「好ましくはＸより大きく、Ｙより小さい」の意を包含するものである。
【００１２】
本実施形態の導電性粉末は、球状の導電性コート粒子（「球状導電性コート粒子」とも言う）と扁平状の導電性コート粒子（「扁平状導電性コート粒子」）とを混合状態で含有する導電性粉末である。
【００１３】
球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子はいずれも、芯材の表面に導電性コート層を備えた積層構造の粒子である。導電性コート層は、最表面に形成されていればよく、芯材と導電性コート層との間に中間層を備えていてもよい。この中間層は、例えば導電性コート層をより安定化させるためならば、Ｓｎ-Ｐｄ系触媒や塩化Ｐｄ系触媒などからなる触媒層などを設ければよい。但し、これに限定するものではない。
【００１４】
球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の芯材は、その材質を特に限定するものではなく、例えば金属やセラミックス等からなる無機粒子、樹脂等からなる有機粒子でもよい。非金属の具体例としては例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、アルミナ等のセラミックスを挙げることができる。
なお、金属粒子を芯材とする場合は、導電性コート層の材料と固溶体を形成し難い材質の金属を選択することが好ましい。
また、球状導電性コート粒子の芯材と扁平状導電性コート粒子の芯材とは、同じ材質であっても異なる材質であってもよい。
【００１５】
球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の導電性コート層は、導電性を有する組成であれば特に組成を限定するものではない。例えば金、銀、白金、パラジウムなどの貴金属或いはこれらの合金を主成分として挙げることができる。
球状導電性コート粒子の導電性コート層と扁平状導電性コート粒子の導電性コート層の組成は同一であるのが好ましい。導電性コート層を同一組成とすることにより、例えば導電性ペーストを調製して硬化させた時に球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に同一組成からなる均一な導電性ネットワークが形成され、導電性コート層の膜厚を厚くすることなく電気抵抗特性を高めることができる。
【００１６】
導電性コート層の膜厚は、導電性コート層の組成にもよるが、球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子のいずれも、０．０１μｍ〜０．８μｍであるのが好ましい。中でも、導電性コート層の主成分が金、白金、パラジウム、ロジウム或いはこれらの合金である場合は、０．０１μｍ〜０．０８μｍであるのが好ましく、導電性コート層の主成分が銀或いはこの合金である場合は、０．１μｍ〜０．８μｍであるのが好ましい。これらの範囲より薄いと、優れた導電特性が得られず抵抗が高くなってしまう。他方、これらの範囲より厚いと、コストメリットが希薄になってしまう。本発明の利益は、コート粉における導電性コート層の膜厚を厚くすることなく優れた電気抵抗特性を実現できることにある。
また、球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に均一な導電性ネットワークを形成させる観点から、球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子の導電性コート層の膜厚は略同じであるのが好ましい。
【００１７】
（球状導電性コート粒子）
球状導電性コート粒子は、芯材粒子の表面に導電性コート層を備えた球状の粒子であって、アスペクト比１．０〜１．５、特に１．０〜１．４、中でも特に１．０〜１．３であるのが好ましい。アスペクト比が１．０〜１．５であれば、扁平状導電性コート粒子との間に導電性ネットワークを効率的に形成でき、導電性を高めることができる。
球状導電性コート粒子の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として１μｍ〜２０μｍが好ましく、より好ましくは１．５μｍ〜１８μｍ、さらに好ましくは２μｍ〜１５μｍである。
【００１８】
なお、「アスペクト比」とは、各粒子の最長径と最短径の比率（最長径／最短径）をいう。扁平状粒子の場合には、各粒子の最長径と厚みの比率（最長径／厚み）をいう。
また、本発明における中心粒径（Ｄ５０）は、レーザー散乱型粒度分布測定装置により測定された中心粒径（Ｄ５０）のことである。
【００１９】
（扁平状導電性コート粒子）
扁平状導電性コート粒子は、芯材粒子の表面に導電性コート層を備えた扁平状の粒子であって、アスペクト比が５．０〜２０．０、特に７．０〜１８．０、中でも特に８．０〜１５．０であるのが好ましい。アスペクト比が５．０より小さいと、球状導電性コート粒子との間に導電性ネットワークを効率的に形成できなくなり、導電性を高めることが難しくなる。また、２０．０より大きいと、中心粒径比にも依るがコスト的に不利になる場合がある。
扁平状導電性コート粒子の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として１．２μｍ〜２５μｍが好ましく、より好ましくは１．８μｍ〜２２μｍ、さらに好ましくは２．５μｍ〜１８μｍである。
【００２０】
ここで、「扁平状」とは、最長径と最短径との差が大きな形状を包括的に包含するものであり、例えば平板状、フレーク状、棒状、りん片状などの形状を含むものである。
【００２１】
なお、球状導電性コート粒子のアスペクト比に対する扁平状導電性コート粒子のアスペクト比の比率（：アスペクト比比率）は、２〜２０であるのが好ましく、特に３〜１５、中でも特に５〜１３であるのがさらに好ましい。
【００２２】
（導電性粉末（混合粉））
扁平状導電コート粒子と球状導電性コート粒子の混合粉の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として２５μｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１５μｍ以下である。
【００２３】
扁平状導電コート粒子と球状導電性コート粒子との中心粒径比率は、（扁平状導電性コート粒子Ｄ５０/球状導電性コート粒子Ｄ５０）＝１．２〜１０であるのが好ましく、より好ましくは１．３〜９、さらに好ましくは１．４〜８である。
【００２４】
扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子の混合比率は、質量比で（扁平状導電性コート粒子/球状導電性コート粒子）＝１．０〜１２であるのが好ましく、特に１．１〜１１、中でも特に１．２〜１０あるのが好ましい。
扁平状導電性コート粒子/球状導電性コート粒子の混合比率を１．０〜１２とすることで、導電性コート層の膜厚を厚くすることなく優れた電気抵抗特性を実現できるという利益を享受することができる。
【００２５】
なお、本実施形態の導電性粉末は、本発明の効果を阻害しない範囲で、球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子以外の他の成分（粒子）を含んでもよい。
【００２６】
（製造方法）
本実施形態の導電性粉末は、次のようにして製造することができる。但し、次の製造方法に限定されるものではない。
【００２７】
すなわち、本実施形態の導電性粉末は、球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを混合し、この混合状態の各芯材粒子の表面に導電性コート層を形成して製造するのが好ましい。このように製造すれば、球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の導電性コート層を同一組成で且つ同じ膜厚に形成することができ、例えば導電性ペーストを調製して硬化させた時に球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に同一組成で且つ同一厚みからなる均一な導電性ネットワークを形成できるから、導電性コート層の膜厚を厚くすることなく電気抵抗特性を高めることができる。これに対し、導電性コート層を形成した後に混合すると、扁平状粒子、球状粒子それぞれが凝集体を形成してしまい、球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子とを均一に混合することが困難になる上、ファインピッチ化した電極用途で不具合を生じ易い。
【００２８】
球状の芯材粒子は、球状導電性コート粒子に準じて、アスペクト比１．０〜１．５、特に１．０〜１．４、中でも特に１．０〜１．３であるのが好ましい。
球状の芯材粒子の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として１μｍ〜２０μｍが好ましく、より好ましくは１．５μｍ〜１８μｍ、さらに好ましくは２μｍ〜１５μｍである。
このような球状の芯材粒子は、例えば各種アトマイズ法などの公知の方法で得ることができるが、この方法に限定するものではない。
【００２９】
他方、扁平状の芯材粒子は、扁平状導電性コート粒子に準じて、アスペクト比５〜２０、特に７〜１８、中でも特に８〜１５であるのが好ましい。
扁平状の芯材粒子の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として１．２μｍ〜２５μｍが好ましく、より好ましくは１．８μｍ〜２２μｍ、さらに好ましくは２．５μｍ〜１８μｍである。
このような扁平状の芯材粒子は、一般的な機械的加工技術により得ることができるが、この方法に限定するものではない。
【００３０】
なお、球状芯材粒子のアスペクト比に対する扁平状芯材粒子のアスペクト比の比率（：アスペクト比比率）は、２〜２０であるのが好ましく、特に３〜１５、中でも特に５〜１３であるのがさらに好ましい。
【００３１】
球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子との混合比率は、質量比で、（扁平状芯材/球状芯材）＝１．０〜１２であるのが好ましく、特に１．１〜１１、中でも特に１．２〜１０あるのが好ましい。
【００３２】
球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを混合する際、これを分散媒、例えば水に添加し攪拌混合してスラリー化するのが好ましい。中でも、置換法によって導電性コート層をメッキする場合は、還元処理や酸洗浄処理時、還元法によって導電性コート層をメッキする場合は、触媒活性化処理時に混合しスラリー化しておくのがよい。
【００３３】
球状の芯材粒子及び扁平状の芯材粒子の表面に導電性コート層を形成する方法は、特に限定するものではないが、各種メッキ法を採用することができる。芯材粒子が金属粒子である場合、置換法、還元法いずれのメッキ法も採用可能である。芯材が非金属の場合には還元法を採用する必要がある。
置換法によって導電性コート層をメッキする場、市販のメッキ液を用いることもできる。
還元法によって導電性コート層をメッキする場合は、芯材の表面にＰｄを付与させて活性化処理をすることが好ましい。
【００３４】
また、メッキ処理する際、芯材の素材に応じて、Ｓｎ-Ｐｄ系触媒、塩化Ｐｄ系触媒を使用するのが好ましい。また、メッキ処理する前に、ヒドラジン、ホウ化水素ナトリウム(ＳＢＨと称する)などの還元剤を用いた還元処理や、硫酸などの酸を用いて酸処理することにより、芯材表面の酸化物層を除去するのが好ましい。
このようなメッキ処理の前処理の段階から球状の芯材粒子及び扁平状の芯材粒子を混合するのが好ましい。
また、無電解メッキした際には、処理後に固液分離し、５０〜８０℃の雰囲気にて乾燥させるのが好ましい。
なお、芯材粒子の表面に導電性コート層を形成した後、凝集している場合は、超音波やホモジナイザー等を用いて分散処理するのが好ましい。
【００３５】
（用途）
本発明の導電性粉末は、導電特性に優れているため、異方導電性フィルム、導電性ペースト、導電性接着剤など、各種導電性材料の主要構成材料として好適に用いることができる。
例えば導電性ペーストを調製するには、本発明の導電性粉末をバインダ及び溶剤、さらに必要に応じて硬化剤やカップリング剤、腐食抑制剤などと混合して導電性ペーストを作製することができる。
この際、バインダとしては、液状のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。
溶剤としては、テルピネオール、エチルカルビトール、カルビトールアセテート、ブチルセロソルブ等が挙げることができる。
硬化剤としては、２エチル４メチルイミダゾールなどを挙げることができる。
腐食抑制剤としては、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール等を挙げることができる。
【００３６】
導電性ペーストは、これを用いて基板上に回路パターンを形成して各種電気回路を形成することができる。例えば焼成済み基板或いは未焼成基板に塗布又は印刷し、加熱し、必要に応じて加圧して焼き付けることでプリント配線板や各種電子部品の電気回路や外部電極などを形成することができる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
＜粒子のアスペクト比の測定＞
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて１２００倍の写真を撮影し、任意の１００個の粒子の最長径を測定し、その平均長径（Ａ）を求めた。また、エポキシ樹脂にて測定サンプルを樹脂埋めし、耐水サンドペーパーP400、P800、P1500、純アルミナ粉末２０％スラリーを用いて段階的に樹脂埋めされた粉末断面を研磨した後、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて１０００倍の写真を撮影し、任意の１００個の粒子の最短径を測定し、その平均短径（Ｂ）を求めた。そして、このようにして得られた（Ａ）及び（Ｂ）よりアスペクト比（Ａ／Ｂ）を算出した。
なお、扁平状の粒子の場合には、任意の１００個の粒子の厚みを測定し、その平均厚み（B）を求め、アスペクト比（Ａ／Ｂ）を算出した。
【００３９】
＜中心粒径測定方法＞
測定対象である粉末を少量ビーカーに取り、３％トリトンＸ溶液（関東化学製）を2、３滴添加し、粉末になじませてから、０．１％ＳＮディスパーサント４１溶液(サンノプコ製)５０ｍＬを添加し、その後、超音波分散器ＴＩＰφ２０（日本精機製作所製、OUTPUT：8、TUNING：5）を用いて２分間分散処理して測定用サンプルを調製した。この測定用サンプルを、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置ＭＴ３３００ (日機装製)を用いて、中心粒径（Ｄ５０）を求めた。
【００４０】
＜導電性ペーストの導電性(比抵抗)評価＞
エチルセルロース：ターピネオール：粉末を質量比率２：２８：７０の割合で混合し、3本ロールミルで混合した後、ガラス板状にスクリーン印刷により１ｃｍ×５ｃｍの帯状のパターンを印刷した。そのペーストを大気中にて７０℃で６０分間乾燥させ後、１５０℃で３９分間硬化させ、デジタルボルトメーター（YOKOGAWA ELECTRIC WORKS製）にて電気抵抗を測定し、比抵抗を求めた。
また、マイクロメーターにて膜厚を測定し、
比抵抗(Ω・cm)＝幅(cm)×膜厚(μｍ)×抵抗(Ω)／（長さ(cm)×１０4）
という式にて、導電性ペーストの導電性(比抵抗)を算出した。
【００４１】
（実施例１）
（１）芯材前処理
扁平状のニッケル粒子からなる扁平状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：１２．２μｍ、アスペクト比：１０．４）３０ｇ及び球状のニッケル粒子からなる球状ニッケル粉（インコ社製、Ｄ５０：６．９μｍ、アスペクト比：１．２）６ｇを、４０℃に保温した５００ｍＬの純水中に投入し、５分間攪拌混合させてスラリー化させた。次いで、ＳＢＨを５ｇ投入し、３０分間攪拌を維持させて還元処理を行った。その後、ブフナー漏斗にて固液分離し、５００ｍＬの純水で洗浄した後、メタノールを１００ｍＬ添加し脱水処理を行い、ケーキ状の混合粒子（芯材）を得た。得られたケーキの水分を測定し、乾粉換算で３０ｇ秤量した。
【００４２】
（２）無電解メッキ処理
１２００ｍＬの純水を８０℃に加熱させ、奥野製薬製無電解メッキ液（ムデンゴールド）を６９ｍＬ添加し、次いでシアン化金カリウムを７．５６ｇ添加した。次に、上記で得られたケーキ状の混合粒子（芯材）を投入してスラリー化させ、３０分間攪拌を保持した後、固液分離し、１０００ｍＬの温純水にて洗浄し、吸引させながらメタノール１００ｍＬ、アセトン１００ｍＬを順次添加して、脱水処理を行った。得られたケーキをステンレス製のバットに移し変えて、７０℃の雰囲気で１２時間保持し乾燥させ、導電性粉末を得た。
【００４３】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００４４】
金膜厚、すなわち導電性コート層の膜厚（Ａ）は、次の計算式で算出した。以下同様。
膜厚（Ａ）＝｛貴金属含有率／（貴金属比重×１００）｝／｛芯材比表面積×（１−貴金属含有率／１００）｝
なお、上記式中の「芯材比表面積」とは、芯材扁平状粒子及び芯材球状粒子それぞれの芯材比表面積に質量比率を掛け合わせた算術平均値である。
【００４５】
扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子の質量比（扁平状／球状）は、次の計算式により算出した。以下同様。
扁平状導電性コート粒子質量／球状導電性コート粒子質量＝｛芯材扁平状粒子質量＋（貴金属比重×膜厚（A）×芯材扁平状粒子比表面積×芯材扁平状粒子質量）｝／｛芯材球状粒子質量＋（貴金属比重×膜厚（A）×芯材球状粒子比表面積×芯材球状粒子質量）｝
【００４６】
（実施例２）
実施例１と同様の扁平状ニッケル粉を２４ｇと、球状ニッケル粉を１２ｇとを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００４７】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚、アスペクト比、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００４８】
（実施例３）
実施例１と同様の扁平状ニッケル粉を３２ｇと、球状ニッケル粉を４ｇとを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００４９】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５０】
（実施例４）
扁平状のニッケル粒子からなる扁平状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：９．８μｍ、アスペクト比：６．５）３０ｇと球状のニッケル粒子からなる球状ニッケル粉（インコ社製、Ｄ５０：６．９μｍ、アスペクト比：１．２）６ｇを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００５１】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５２】
（実施例５）
扁平状のニッケル粒子からなる扁平状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：１４．４μｍ、アスペクト比：１５．３）３０ｇと球状のニッケル粒子からなる球状ニッケル粉（インコ社製、Ｄ５０：６．９μｍ、アスペクト比：１．２）６ｇを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００５３】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５４】
（実施例６）
扁平状のニッケル粒子からなる扁平状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：４．９μｍ、アスペクト比：９．５）３０ｇと球状のニッケル粒子からなる球状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：２．６μｍ、アスペクト比：１．１）６ｇを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００５５】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５６】
（実施例７）
（１）芯材前処理
扁平状の硫酸バリウム粒子からなる扁平状硫酸バリウム粉（堺化学社製、Ｄ５０：８．５μｍ、アスペクト比：９．１）３０ｇ及び球状のアルミナ粒子からなる球状アルミナ粉（Ｄ５０：２．５μｍ、アスペクト比：１．５）６ｇを準備した。
１４０ｍＬの純水に、１７．５ｍＬの塩酸、及びＰｄ濃度３．８ｇ／Ｌ、Ｓｎ塩含有量３５％のＯＰＣ−８０キャタリスト（奥野製薬製）を１５ｍＬ添加し、液温を４０℃に保った後、これに前記扁平状硫酸バリウム粉及び球状アルミナ粉を添加しスラリー化させ、１５分間攪拌して触媒活性処理を行った。
処理済のスラリーをブフナー漏斗にてろ過し、４００ｍＬの純水にて洗浄し、再度ろ過し、脱水処理して触媒活性処理済ケーキを得た。
【００５７】
（２）無電解メッキ処理
３８５ｍＬの純水に硝酸銀４５．５ｇを溶解し、２５％アンモニア水を６０ｍＬ添加し、さらに硫酸アンモニウムを２５ｇ添加し、ｐＨ９．４に調整した銀アンミン錯体水溶液を準備した。
この銀アンミン錯体水溶液に、上記触媒活性処理済ケーキ全量を添加し、４０℃で５分間攪拌分散させ、反応用スラリーを得た。そして、この反応用スラリーに、ヒドラジン−水和物４ｍＬを３２０ｍＬの純水に溶解させた還元剤溶液を、１００分間で定量的に投入し、完全に投入してから７分間攪拌して、芯材への銀コート反応を終了させた。次いで、このスラリーをブフナー漏斗にてろ過し、１０００ｍＬの純水を用いて７０℃で洗浄を行った。さらに吸引させながらメタノール１００ｍＬ、アセトン１００ｍＬを順次添加して、脱水処理を行った。得られたケーキをステンレス製のバットに移し変えて、７０℃の雰囲気で１２時間保持し乾燥させ、導電性粉末を得た。
【００５８】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５９】
（比較例１）
実施例１と同様の扁平状ニッケル粉３６ｇのみを用い、実施例１と同様の処理を行って導電性粉末を得た。
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００６０】
（比較例２）
実施例１と同様の球状ニッケル粉３６ｇのみを用い、実施例１と同様の処理を行って導電性粉末を得た。
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００６１】
（比較例３）
実施例６と同様の扁平状ニッケル粉３６ｇのみを用い、実施例１と同様の処理を行って導電性粉末を得た。
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００６２】
（比較例４）
実施例７と同様の扁平状硫酸バリウム粉３６gのみを用い、実施例７と同様の処理を行って導電性粉末を得た。
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
表２における中心粒径比率は、コート前の中心粒径に対するコート後の中心粒径の比率を示している。貴金属膜をコートすると各粒子が凝集し易いため、この比率は凝集度合いを示しているといえる。
表１及び表２より、実施例１〜７のように球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子とを混合することで、比較例１〜４に比べて、比抵抗を顕著に低くすることができることが分った。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペーストなどの構成材料として用いることができる導電性粉末、詳しくは、芯材の表面に導電性コート層を備えたコート粉からなる導電性粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
金、銀、パラジウム、白金などの貴金属は導電性に優れているため、異方導電性フィルム、導電性ペースト、導電性接着剤など、各種導電性材料の主要構成材料として用いられている。例えば貴金属粒子に、結合剤および溶剤を混合して導電性ペーストとし、この導電性ペーストを用いて基板上に回路パターンを印刷し、焼き付けることでプリント配線板や電子部品の電気回路などを形成することができる。
【０００３】
金、銀、パラジウム、白金などの貴金属はとても高価であるため、無電解メッキなどによって芯材粒子の表面に貴金属の膜をメッキしてなるコート粉と呼ばれる導電性粉末が開発され使用されている。例えば特許文献１には、相対的に融点が高い金属からなる核粒子と、その周囲に形成された相対的に融点が低い金属からなるコート層とからなる導電性粒子が開示されている。
【０００４】
また、従来の導電性ペーストには、球状の貴金属粒子からなる導電性粉末が使用されることが一般的であったが、球状の貴金属粒子からなる導電性粉末は、粒子同士が互いに絡み合うことが少ないため、ペースト化する際及びペーストとしての使用時に流動性が大き過ぎたり、導電性ペーストを均一な厚みに塗布することが難しかったりするなどの課題を有していた。そこで、球状粒子とフレーク状粒子とを混合するなど、異種形状の粒子を混合することが提案されている。例えば特許文献２には、多角形板状からなる粉末と、球状粒子からなる粉末とを混合してなる金属粉末を含む導電性ペーストが開示されている。特許文献３には、アスペクト比が５以上の導電粉、アスペクト比が３以下の導電粉、バインダ及び溶剤を含む導電ペーストにおいて、バインダを導電ペーストの固形分に対して２０〜５０体積％含有してなる導電ペーストが開示されている。また、特許文献４には、フレーク形状の金属粉末に微小粒径の球状粉を加えることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３４６１４号公報
【特許文献２】特開２００３−５９３３７号公報
【特許文献３】特開平１０−６４３３１号公報
【特許文献４】特開２００５−８９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、コート粉からなる導電性粉末を改良し、安価で且つ優れた導電性能を実現できる導電性粉末を提供することにある。
【０００７】
近年、電子部品の小型化によって電極等のファインピッチ化や小面積化が進み、より優れた導電性能が求められている。そのために導電性コート層の膜厚を厚くしたのではコスト面でのメリットが希薄されてしまう。そこで、導電性コート層の膜厚を厚くすることなく、優れた電気抵抗特性を実現できる導電性粉末を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、アスペクト比１．０〜１．５の球状導電性コート粒子とアスペクト比５．０〜２０．０の扁平状導電性コート粒子とを含有し、且つ、これら球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子は、同一又は異なる材質からなる芯材の表面に同一組成からなる導電性コート層を備えることを特徴とする導電性粉末を提案する。
【０００９】
このように球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子とを混合することで、導電性コート粒子の分散性を維持しながらも、優れた電気抵抗特性を実現することができる。しかも、同一組成からなる導電性コート層を備えた球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子とを混合することで、例えば導電性ペーストを調製して硬化させた時に球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に同一組成からなる導電性ネットワークが形成され、導電性コート層の膜厚を厚くすることなくより一層優れた電気抵抗特性を実現することができる。
【００１０】
中でも、球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを混合し、この混合状態の芯材粒子の表面に導電性コート層を形成して得られる導電性粉末は、本発明の導電性粉末として特に好ましい。このように球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを混合し、この混合状態の各芯材粒子の表面に導電性コート層を形成することにより、球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の導電性コート層を同一組成で且つ同じ膜厚に形成することができるから、導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に同一組成でしかも均一な厚さの導電性ネットワークが形成され、より一層優れた電気抵抗特性を実現できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について詳述するが、本発明の範囲が以下の実施形態に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ，Ｙは任意の数字）と記載した場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意であり、「好ましくはＸより大きく、Ｙより小さい」の意を包含するものである。
【００１２】
本実施形態の導電性粉末は、球状の導電性コート粒子（「球状導電性コート粒子」とも言う）と扁平状の導電性コート粒子（「扁平状導電性コート粒子」）とを混合状態で含有する導電性粉末である。
【００１３】
球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子はいずれも、芯材の表面に導電性コート層を備えた積層構造の粒子である。導電性コート層は、最表面に形成されていればよく、芯材と導電性コート層との間に中間層を備えていてもよい。この中間層は、例えば導電性コート層をより安定化させるためならば、Ｓｎ-Ｐｄ系触媒や塩化Ｐｄ系触媒などからなる触媒層などを設ければよい。但し、これに限定するものではない。
【００１４】
球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の芯材は、その材質を特に限定するものではなく、例えば金属やセラミックス等からなる無機粒子、樹脂等からなる有機粒子でもよい。非金属の具体例としては例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、アルミナ等のセラミックスを挙げることができる。
なお、金属粒子を芯材とする場合は、導電性コート層の材料と固溶体を形成し難い材質の金属を選択することが好ましい。
また、球状導電性コート粒子の芯材と扁平状導電性コート粒子の芯材とは、同じ材質であっても異なる材質であってもよい。
【００１５】
球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の導電性コート層は、導電性を有する組成であれば特に組成を限定するものではない。例えば金、銀、白金、パラジウムなどの貴金属或いはこれらの合金を主成分として挙げることができる。
球状導電性コート粒子の導電性コート層と扁平状導電性コート粒子の導電性コート層の組成は同一であるのが好ましい。導電性コート層を同一組成とすることにより、例えば導電性ペーストを調製して硬化させた時に球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に同一組成からなる均一な導電性ネットワークが形成され、導電性コート層の膜厚を厚くすることなく電気抵抗特性を高めることができる。
【００１６】
導電性コート層の膜厚は、導電性コート層の組成にもよるが、球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子のいずれも、０．０１μｍ〜０．８μｍであるのが好ましい。中でも、導電性コート層の主成分が金、白金、パラジウム、ロジウム或いはこれらの合金である場合は、０．０１μｍ〜０．０８μｍであるのが好ましく、導電性コート層の主成分が銀或いはこの合金である場合は、０．１μｍ〜０．８μｍであるのが好ましい。これらの範囲より薄いと、優れた導電特性が得られず抵抗が高くなってしまう。他方、これらの範囲より厚いと、コストメリットが希薄になってしまう。本発明の利益は、コート粉における導電性コート層の膜厚を厚くすることなく優れた電気抵抗特性を実現できることにある。
また、球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に均一な導電性ネットワークを形成させる観点から、球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子の導電性コート層の膜厚は略同じであるのが好ましい。
【００１７】
（球状導電性コート粒子）
球状導電性コート粒子は、芯材粒子の表面に導電性コート層を備えた球状の粒子であって、アスペクト比１．０〜１．５、特に１．０〜１．４、中でも特に１．０〜１．３であるのが好ましい。アスペクト比が１．０〜１．５であれば、扁平状導電性コート粒子との間に導電性ネットワークを効率的に形成でき、導電性を高めることができる。
球状導電性コート粒子の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として１μｍ〜２０μｍが好ましく、より好ましくは１．５μｍ〜１８μｍ、さらに好ましくは２μｍ〜１５μｍである。
【００１８】
なお、「アスペクト比」とは、各粒子の最長径と最短径の比率（最長径／最短径）をいう。扁平状粒子の場合には、各粒子の最長径と厚みの比率（最長径／厚み）をいう。
また、本発明における中心粒径（Ｄ５０）は、レーザー散乱型粒度分布測定装置により測定された中心粒径（Ｄ５０）のことである。
【００１９】
（扁平状導電性コート粒子）
扁平状導電性コート粒子は、芯材粒子の表面に導電性コート層を備えた扁平状の粒子であって、アスペクト比が５．０〜２０．０、特に７．０〜１８．０、中でも特に８．０〜１５．０であるのが好ましい。アスペクト比が５．０より小さいと、球状導電性コート粒子との間に導電性ネットワークを効率的に形成できなくなり、導電性を高めることが難しくなる。また、２０．０より大きいと、中心粒径比にも依るがコスト的に不利になる場合がある。
扁平状導電性コート粒子の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として１．２μｍ〜２５μｍが好ましく、より好ましくは１．８μｍ〜２２μｍ、さらに好ましくは２．５μｍ〜１８μｍである。
【００２０】
ここで、「扁平状」とは、最長径と最短径との差が大きな形状を包括的に包含するものであり、例えば平板状、フレーク状、棒状、りん片状などの形状を含むものである。
【００２１】
なお、球状導電性コート粒子のアスペクト比に対する扁平状導電性コート粒子のアスペクト比の比率（：アスペクト比比率）は、２〜２０であるのが好ましく、特に３〜１５、中でも特に５〜１３であるのがさらに好ましい。
【００２２】
（導電性粉末（混合粉））
扁平状導電コート粒子と球状導電性コート粒子の混合粉の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として２５μｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１５μｍ以下である。
【００２３】
扁平状導電コート粒子と球状導電性コート粒子との中心粒径比率は、（扁平状導電性コート粒子Ｄ５０/球状導電性コート粒子Ｄ５０）＝１．２〜１０であるのが好ましく、より好ましくは１．３〜９、さらに好ましくは１．４〜８である。
【００２４】
扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子の混合比率は、質量比で（扁平状導電性コート粒子/球状導電性コート粒子）＝１．０〜１２であるのが好ましく、特に１．１〜１１、中でも特に１．２〜１０あるのが好ましい。
扁平状導電性コート粒子/球状導電性コート粒子の混合比率を１．０〜１２とすることで、導電性コート層の膜厚を厚くすることなく優れた電気抵抗特性を実現できるという利益を享受することができる。
【００２５】
なお、本実施形態の導電性粉末は、本発明の効果を阻害しない範囲で、球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子以外の他の成分（粒子）を含んでもよい。
【００２６】
（製造方法）
本実施形態の導電性粉末は、次のようにして製造することができる。但し、次の製造方法に限定されるものではない。
【００２７】
すなわち、本実施形態の導電性粉末は、球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを混合し、この混合状態の各芯材粒子の表面に導電性コート層を形成して製造するのが好ましい。このように製造すれば、球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の導電性コート層を同一組成で且つ同じ膜厚に形成することができ、例えば導電性ペーストを調製して硬化させた時に球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子との間に同一組成で且つ同一厚みからなる均一な導電性ネットワークを形成できるから、導電性コート層の膜厚を厚くすることなく電気抵抗特性を高めることができる。これに対し、導電性コート層を形成した後に混合すると、扁平状粒子、球状粒子それぞれが凝集体を形成してしまい、球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子とを均一に混合することが困難になる上、ファインピッチ化した電極用途で不具合を生じ易い。
【００２８】
球状の芯材粒子は、球状導電性コート粒子に準じて、アスペクト比１．０〜１．５、特に１．０〜１．４、中でも特に１．０〜１．３であるのが好ましい。
球状の芯材粒子の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として１μｍ〜２０μｍが好ましく、より好ましくは１．５μｍ〜１８μｍ、さらに好ましくは２μｍ〜１５μｍである。
このような球状の芯材粒子は、例えば各種アトマイズ法などの公知の方法で得ることができるが、この方法に限定するものではない。
【００２９】
他方、扁平状の芯材粒子は、扁平状導電性コート粒子に準じて、アスペクト比５〜２０、特に７〜１８、中でも特に８〜１５であるのが好ましい。
扁平状の芯材粒子の粒径は、中心粒径（Ｄ５０）として１．２μｍ〜２５μｍが好ましく、より好ましくは１．８μｍ〜２２μｍ、さらに好ましくは２．５μｍ〜１８μｍである。
このような扁平状の芯材粒子は、一般的な機械的加工技術により得ることができるが、この方法に限定するものではない。
【００３０】
なお、球状芯材粒子のアスペクト比に対する扁平状芯材粒子のアスペクト比の比率（：アスペクト比比率）は、２〜２０であるのが好ましく、特に３〜１５、中でも特に５〜１３であるのがさらに好ましい。
【００３１】
球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子との混合比率は、質量比で、（扁平状芯材/球状芯材）＝１．０〜１２であるのが好ましく、特に１．１〜１１、中でも特に１．２〜１０あるのが好ましい。
【００３２】
球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを混合する際、これを分散媒、例えば水に添加し攪拌混合してスラリー化するのが好ましい。中でも、置換法によって導電性コート層をメッキする場合は、還元処理や酸洗浄処理時、還元法によって導電性コート層をメッキする場合は、触媒活性化処理時に混合しスラリー化しておくのがよい。
【００３３】
球状の芯材粒子及び扁平状の芯材粒子の表面に導電性コート層を形成する方法は、特に限定するものではないが、各種メッキ法を採用することができる。芯材粒子が金属粒子である場合、置換法、還元法いずれのメッキ法も採用可能である。芯材が非金属の場合には還元法を採用する必要がある。
置換法によって導電性コート層をメッキする場、市販のメッキ液を用いることもできる。
還元法によって導電性コート層をメッキする場合は、芯材の表面にＰｄを付与させて活性化処理をすることが好ましい。
【００３４】
また、メッキ処理する際、芯材の素材に応じて、Ｓｎ-Ｐｄ系触媒、塩化Ｐｄ系触媒を使用するのが好ましい。また、メッキ処理する前に、ヒドラジン、ホウ化水素ナトリウム(ＳＢＨと称する)などの還元剤を用いた還元処理や、硫酸などの酸を用いて酸処理することにより、芯材表面の酸化物層を除去するのが好ましい。
このようなメッキ処理の前処理の段階から球状の芯材粒子及び扁平状の芯材粒子を混合するのが好ましい。
また、無電解メッキした際には、処理後に固液分離し、５０〜８０℃の雰囲気にて乾燥させるのが好ましい。
なお、芯材粒子の表面に導電性コート層を形成した後、凝集している場合は、超音波やホモジナイザー等を用いて分散処理するのが好ましい。
【００３５】
（用途）
本発明の導電性粉末は、導電特性に優れているため、異方導電性フィルム、導電性ペースト、導電性接着剤など、各種導電性材料の主要構成材料として好適に用いることができる。
例えば導電性ペーストを調製するには、本発明の導電性粉末をバインダ及び溶剤、さらに必要に応じて硬化剤やカップリング剤、腐食抑制剤などと混合して導電性ペーストを作製することができる。
この際、バインダとしては、液状のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。
溶剤としては、テルピネオール、エチルカルビトール、カルビトールアセテート、ブチルセロソルブ等が挙げることができる。
硬化剤としては、２エチル４メチルイミダゾールなどを挙げることができる。
腐食抑制剤としては、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール等を挙げることができる。
【００３６】
導電性ペーストは、これを用いて基板上に回路パターンを形成して各種電気回路を形成することができる。例えば焼成済み基板或いは未焼成基板に塗布又は印刷し、加熱し、必要に応じて加圧して焼き付けることでプリント配線板や各種電子部品の電気回路や外部電極などを形成することができる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
＜粒子のアスペクト比の測定＞
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて１２００倍の写真を撮影し、任意の１００個の粒子の最長径を測定し、その平均長径（Ａ）を求めた。また、エポキシ樹脂にて測定サンプルを樹脂埋めし、耐水サンドペーパーP400、P800、P1500、純アルミナ粉末２０％スラリーを用いて段階的に樹脂埋めされた粉末断面を研磨した後、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて１０００倍の写真を撮影し、任意の１００個の粒子の最短径を測定し、その平均短径（Ｂ）を求めた。そして、このようにして得られた（Ａ）及び（Ｂ）よりアスペクト比（Ａ／Ｂ）を算出した。
なお、扁平状の粒子の場合には、任意の１００個の粒子の厚みを測定し、その平均厚み（B）を求め、アスペクト比（Ａ／Ｂ）を算出した。
【００３９】
＜中心粒径測定方法＞
測定対象である粉末を少量ビーカーに取り、３％トリトンＸ溶液（関東化学製）を2、３滴添加し、粉末になじませてから、０．１％ＳＮディスパーサント４１溶液(サンノプコ製)５０ｍＬを添加し、その後、超音波分散器ＴＩＰφ２０（日本精機製作所製、OUTPUT：8、TUNING：5）を用いて２分間分散処理して測定用サンプルを調製した。この測定用サンプルを、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置ＭＴ３３００ (日機装製)を用いて、中心粒径（Ｄ５０）を求めた。
【００４０】
＜導電性ペーストの導電性(比抵抗)評価＞
エチルセルロース：ターピネオール：粉末を質量比率２：２８：７０の割合で混合し、3本ロールミルで混合した後、ガラス板状にスクリーン印刷により１ｃｍ×５ｃｍの帯状のパターンを印刷した。そのペーストを大気中にて７０℃で６０分間乾燥させ後、１５０℃で３９分間硬化させ、デジタルボルトメーター（YOKOGAWA ELECTRIC WORKS製）にて電気抵抗を測定し、比抵抗を求めた。
また、マイクロメーターにて膜厚を測定し、
比抵抗(Ω・cm)＝幅(cm)×膜厚(μｍ)×抵抗(Ω)／（長さ(cm)×１０4）
という式にて、導電性ペーストの導電性(比抵抗)を算出した。
【００４１】
（実施例１）
（１）芯材前処理
扁平状のニッケル粒子からなる扁平状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：１２．２μｍ、アスペクト比：１０．４）３０ｇ及び球状のニッケル粒子からなる球状ニッケル粉（インコ社製、Ｄ５０：６．９μｍ、アスペクト比：１．２）６ｇを、４０℃に保温した５００ｍＬの純水中に投入し、５分間攪拌混合させてスラリー化させた。次いで、ＳＢＨを５ｇ投入し、３０分間攪拌を維持させて還元処理を行った。その後、ブフナー漏斗にて固液分離し、５００ｍＬの純水で洗浄した後、メタノールを１００ｍＬ添加し脱水処理を行い、ケーキ状の混合粒子（芯材）を得た。得られたケーキの水分を測定し、乾粉換算で３０ｇ秤量した。
【００４２】
（２）無電解メッキ処理
１２００ｍＬの純水を８０℃に加熱させ、奥野製薬製無電解メッキ液（ムデンゴールド）を６９ｍＬ添加し、次いでシアン化金カリウムを７．５６ｇ添加した。次に、上記で得られたケーキ状の混合粒子（芯材）を投入してスラリー化させ、３０分間攪拌を保持した後、固液分離し、１０００ｍＬの温純水にて洗浄し、吸引させながらメタノール１００ｍＬ、アセトン１００ｍＬを順次添加して、脱水処理を行った。得られたケーキをステンレス製のバットに移し変えて、７０℃の雰囲気で１２時間保持し乾燥させ、導電性粉末を得た。
【００４３】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００４４】
金膜厚、すなわち導電性コート層の膜厚（Ａ）は、次の計算式で算出した。以下同様。
膜厚（Ａ）＝｛貴金属含有率／（貴金属比重×１００）｝／｛芯材比表面積×（１−貴金属含有率／１００）｝
なお、上記式中の「芯材比表面積」とは、芯材扁平状粒子及び芯材球状粒子それぞれの芯材比表面積に質量比率を掛け合わせた算術平均値である。
【００４５】
扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子の質量比（扁平状／球状）は、次の計算式により算出した。以下同様。
扁平状導電性コート粒子質量／球状導電性コート粒子質量＝｛芯材扁平状粒子質量＋（貴金属比重×膜厚（A）×芯材扁平状粒子比表面積×芯材扁平状粒子質量）｝／｛芯材球状粒子質量＋（貴金属比重×膜厚（A）×芯材球状粒子比表面積×芯材球状粒子質量）｝
【００４６】
（実施例２）
実施例１と同様の扁平状ニッケル粉を２４ｇと、球状ニッケル粉を１２ｇとを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００４７】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚、アスペクト比、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００４８】
（実施例３）
実施例１と同様の扁平状ニッケル粉を３２ｇと、球状ニッケル粉を４ｇとを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００４９】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５０】
（実施例４）
扁平状のニッケル粒子からなる扁平状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：９．８μｍ、アスペクト比：６．５）３０ｇと球状のニッケル粒子からなる球状ニッケル粉（インコ社製、Ｄ５０：６．９μｍ、アスペクト比：１．２）６ｇを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００５１】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５２】
（実施例５）
扁平状のニッケル粒子からなる扁平状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：１４．４μｍ、アスペクト比：１５．３）３０ｇと球状のニッケル粒子からなる球状ニッケル粉（インコ社製、Ｄ５０：６．９μｍ、アスペクト比：１．２）６ｇを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００５３】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５４】
（実施例６）
扁平状のニッケル粒子からなる扁平状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：４．９μｍ、アスペクト比：９．５）３０ｇと球状のニッケル粒子からなる球状ニッケル粉（三井金属製、Ｄ５０：２．６μｍ、アスペクト比：１．１）６ｇを用いて、実施例１と同様の処理を行い、導電性粉末を得た。
【００５５】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５６】
（実施例７）
（１）芯材前処理
扁平状の硫酸バリウム粒子からなる扁平状硫酸バリウム粉（堺化学社製、Ｄ５０：８．５μｍ、アスペクト比：９．１）３０ｇ及び球状のアルミナ粒子からなる球状アルミナ粉（Ｄ５０：２．５μｍ、アスペクト比：１．５）６ｇを準備した。
１４０ｍＬの純水に、１７．５ｍＬの塩酸、及びＰｄ濃度３．８ｇ／Ｌ、Ｓｎ塩含有量３５％のＯＰＣ−８０キャタリスト（奥野製薬製）を１５ｍＬ添加し、液温を４０℃に保った後、これに前記扁平状硫酸バリウム粉及び球状アルミナ粉を添加しスラリー化させ、１５分間攪拌して触媒活性処理を行った。
処理済のスラリーをブフナー漏斗にてろ過し、４００ｍＬの純水にて洗浄し、再度ろ過し、脱水処理して触媒活性処理済ケーキを得た。
【００５７】
（２）無電解メッキ処理
３８５ｍＬの純水に硝酸銀４５．５ｇを溶解し、２５％アンモニア水を６０ｍＬ添加し、さらに硫酸アンモニウムを２５ｇ添加し、ｐＨ９．４に調整した銀アンミン錯体水溶液を準備した。
この銀アンミン錯体水溶液に、上記触媒活性処理済ケーキ全量を添加し、４０℃で５分間攪拌分散させ、反応用スラリーを得た。そして、この反応用スラリーに、ヒドラジン−水和物４ｍＬを３２０ｍＬの純水に溶解させた還元剤溶液を、１００分間で定量的に投入し、完全に投入してから７分間攪拌して、芯材への銀コート反応を終了させた。次いで、このスラリーをブフナー漏斗にてろ過し、１０００ｍＬの純水を用いて７０℃で洗浄を行った。さらに吸引させながらメタノール１００ｍＬ、アセトン１００ｍＬを順次添加して、脱水処理を行った。得られたケーキをステンレス製のバットに移し変えて、７０℃の雰囲気で１２時間保持し乾燥させ、導電性粉末を得た。
【００５８】
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、アスペクト比、導電性コート層の膜厚、扁平状導電性コート粒子と球状導電性コート粒子との質量比（扁平状／球状）などを算出し、表１及び表２に示した。
【００５９】
（比較例１）
実施例１と同様の扁平状ニッケル粉３６ｇのみを用い、実施例１と同様の処理を行って導電性粉末を得た。
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００６０】
（比較例２）
実施例１と同様の球状ニッケル粉３６ｇのみを用い、実施例１と同様の処理を行って導電性粉末を得た。
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００６１】
（比較例３）
実施例６と同様の扁平状ニッケル粉３６ｇのみを用い、実施例１と同様の処理を行って導電性粉末を得た。
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００６２】
（比較例４）
実施例７と同様の扁平状硫酸バリウム粉３６gのみを用い、実施例７と同様の処理を行って導電性粉末を得た。
得られた導電性粉末の比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定すると共に、導電性コート層の膜厚などを算出し、表１及び表２に示した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
表２における中心粒径比率は、コート前の中心粒径に対するコート後の中心粒径の比率を示している。貴金属膜をコートすると各粒子が凝集し易いため、この比率は凝集度合いを示しているといえる。
表１及び表２より、実施例１〜７のように球状導電性コート粒子と扁平状導電性コート粒子とを混合することで、比較例１〜４に比べて、比抵抗を顕著に低くすることができることが分った。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスペクト比１．０〜１．５の球状導電性コート粒子とアスペクト比５．０〜２０．０の扁平状導電性コート粒子とを含有し、且つ、これら球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子は、同一又は異なる材質からなる芯材の表面に同一組成からなる導電性コート層を備えたものであることを特徴とする導電性粉末。
【請求項２】
球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを分散媒中で混合し、この混合状態の芯材粒子の表面に導電性コート層を形成して得られる請求項１に記載の導電性粉末。
【請求項３】
球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを分散媒中で混合し、この混合状態の芯材粒子の表面に前処理を施して導電性コート層を形成して得られる請求項１又は２に記載の導電性粉末。
【請求項４】
球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の導電性コート層の膜厚が０．０１μｍ〜０．８μｍであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の導電性粉末。
【請求項５】
導電性コート層は、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム及びこれらの合金の何れかを主成分としてなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の導電性粉末。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の導電性粉末を用いた導電性ペースト。
【請求項７】
基板の表面に、請求項６記載の導電性ペーストを用いて回路パターンを形成して得られる電気回路。
【請求項１】
アスペクト比１．０〜１．５の球状導電性コート粒子とアスペクト比５．０〜２０．０の扁平状導電性コート粒子とを含有し、且つ、これら球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子は、同一又は異なる材質からなる芯材の表面に同一組成からなる導電性コート層を備えたものであることを特徴とする導電性粉末。
【請求項２】
球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを分散媒中で混合し、この混合状態の芯材粒子の表面に導電性コート層を形成して得られる請求項１に記載の導電性粉末。
【請求項３】
球状の芯材粒子と扁平状の芯材粒子とを分散媒中で混合し、この混合状態の芯材粒子の表面に前処理を施して導電性コート層を形成して得られる請求項１又は２に記載の導電性粉末。
【請求項４】
球状導電性コート粒子及び扁平状導電性コート粒子の導電性コート層の膜厚が０．０１μｍ〜０．８μｍであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の導電性粉末。
【請求項５】
導電性コート層は、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム及びこれらの合金の何れかを主成分としてなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の導電性粉末。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の導電性粉末を用いた導電性ペースト。
【請求項７】
基板の表面に、請求項６記載の導電性ペーストを用いて回路パターンを形成して得られる電気回路。
【公開番号】特開２００７−１８８８４５（Ｐ２００７−１８８８４５Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７９６２（Ｐ２００６−７９６２）
【出願日】平成１８年１月１６日（２００６．１．１６）
【出願人】（０００００６１８３）三井金属鉱業株式会社 (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１６日（２００６．１．１６）
【出願人】（０００００６１８３）三井金属鉱業株式会社 (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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