導電性金属ペースト及びその製造方法、導電性パターンの形成方法並びに導電性金属ペースト用添加剤及びその製造方法
【課題】本発明は、安定な金属コロイド粒子を含有し、低温硬化で良好な接着性、導電性を有する導電性金属ペースト及びその製造方法、上記導電性金属ペーストを利用した導電性パターンの形成方法、並びに、導電性金属ペースト用添加剤及びその製造方法を提供する。
【解決手段】金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤、上記エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペースト。
【解決手段】金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤、上記エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性金属ペースト及びその製造方法、導電性パターンの形成方法並びに導電性金属ペースト用添加剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷やディスペンサー等による、導電性パターンの形成、基板の貫通穴の穴埋め、基板上への部品の搭載・接続を目的として、半田が一般的に用いられているが、環境保護の観点から鉛フリーの半田の開発が求められてきた。しかしながら、このような鉛フリーの半田は、焼結時に高温での加熱を必要とするため、熱に対して弱い材質には使用することが困難という問題を有する。
【０００３】
このため、鉛を用いない導電性金属ペーストとして、銀粉及び熱硬化性樹脂からなる導電性金属ペーストが開発されている（例えば、特許文献１参照）。更に、近年の電子機器の軽薄短小化に伴い、より軽量のプラスチック基板が用いられる要求があり、より低温の加熱温度で良好な接着性、導電性を有する導電性金属ペーストが求められている。
【０００４】
一般に平均粒子径が数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の金属微粒子は、その金属自体の融点よりも格段に低い温度で焼結することが知られている。これは、金属の微粒子においては、その粒子径を充分に小さくすると、全体に対する粒子表面に存在するエネルギー状態の高い原子の割合が大きくなり、金属原子の表面拡散が無視し得ないほど大きくなるために、粒子相互の界面の延伸がなされ焼結が行われるためと考えられる。このため、金属微粒子を使用することによって、低温焼付条件でも充分に導電性を有する導電性金属ペーストを得られることが期待される。
【０００５】
金属微粒子表面に分散相を形成し、分散媒に安定に分散させた金属コロイド粒子が開発されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、このような金属コロイド粒子を導電性金属ペーストに配合すると、金属コロイド粒子が非常に安定なコロイド状になっているために、金属間のランダムチェーンを形成することができず、低温硬化では充分な導電性を得ることができない。つまり、高い導電性を得るためには、分散相を分解するだけの温度で加熱する工程が必要となり、低温硬化性という効果を得ることができなかった。
【０００６】
特許文献３には、粒子径が限定された銅系金属粉末、金属超微粒子、有機酸等からなる導電性金属ペーストが開示されている。このような導電性金属ペーストは、低温での硬化が可能であるものの、銅系金属粉末の粒子径が限定されているために銅系金属粉末の選別工程が必要となり、コストの面で不利であった。さらに、分散相を有する金属超微粒子を使用したものではないため、金属超微粒子を均一に系中に存在させることができず、充分な導電性が得られない場合がある。
【０００７】
低温硬化性と安定性の両立を図るため、加熱時に金属微粒子表面に存在する分散相と反応する成分を配合することによって分散相を除去し、金属同士の接触面を増加することができる導電性ペーストが開示されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、このような導電性ペーストは、分散相を有機酸等と反応させることによって効果が得られるものであることから、分散相を形成する際に使用できる分散剤の種類が制限され、金属コロイド粒子を充分安定に分散させることが困難となる。
【０００８】
また、特許文献５には、特許文献４と同様に、加熱時に金属微粒子表面に存在する分散相と反応する成分を配合することによって分散相を除去し、金属同士の接触面を増加することができる導電性金属ペーストが開示されている。しかしながら、このような導電性金属ペーストは、分散相を形成する分散剤がバインダー樹脂との相溶性を有するものではなかったために、効率的に導電経路を形成することはできなかった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１６８３８号公報
【特許文献２】特開平１１−３１９５３８号公報
【特許文献３】国際公開第０２／３５５５４号パンフレット
【特許文献４】特開平１０−３１２７１２号公報
【特許文献５】特開２００５−２６０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記に鑑み、安定な金属コロイド粒子を含有し、低温硬化で良好な接着性、導電性を有する導電性金属ペースト及びその製造方法、上記導電性金属ペーストを利用した導電性パターンの形成方法、並びに、導電性金属ペースト用添加剤及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤、上記エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペーストに関する。
【００１２】
上記相溶性分散剤は、下記式を満たすものであることが好ましい。
０．１≦Ａ≦２０
Ａは、２５℃の温度において上記相溶性分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において上記溶液が白濁する時点の上記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【００１３】
上記金属コロイド粒子は、銀を含む金属からなるものであることが好ましい。
【００１４】
上記金属フィラーは、銅粒子の表面が銀により被覆されたコア・シェル型の銅／銀複合ミクロン粒子であることが好ましい。
【００１５】
本発明は、上記導電性金属ペーストを塗布して熱硬化させることを特徴とする導電性パターンの形成方法でもある。
【００１６】
本発明は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、上記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、金属フィラー、上記エポキシ樹脂、硬化剤、上記相溶性分散剤、及び、上記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペーストの製造方法でもある。
【００１７】
本発明は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、上記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、上記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、金属フィラー、上記エポキシ樹脂、硬化剤、上記相溶性分散剤、及び、上記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペーストの製造方法でもある。
【００１８】
本発明は、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペースト用添加剤でもある。
【００１９】
本発明は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、上記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、上記相溶性分散剤、及び、上記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペースト用添加剤の製造方法でもある。
【００２０】
本発明は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、上記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、上記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、上記相溶性分散剤、及び、上記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペースト用添加剤の製造方法でもある。
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
本発明の導電性金属ペーストは、金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤、上記エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むものである。本発明の導電性金属ペーストとは、回路印刷等に用いられる導電性コーティング剤、導電性インク、及び、半田代替の導電性接着剤としての用途に使用されるものである。
【００２２】
本発明の導電性金属ペーストは、エポキシ樹脂との相溶性に優れた相溶性分散剤含むものであるので、低温で硬化させても良好な導電性を得ることができる。これは、金属フィラー間に金属コロイド粒子が均一に分散することで金属フィラー間の導電経路が効率よく形成されるからである。
【００２３】
上記相溶性分散剤は、高分子量の重合体に金属粒子表面に対する親和性の高い官能基が導入されているとともに、溶媒和部分を含む構造を有する両親媒性の共重合体であり、通常は顔料ペーストの製造時に顔料分散剤として使用されているものである。
【００２４】
上記相溶性分散剤は、上記金属コロイド粒子表面に分散相を形成し、上記金属コロイド粒子が溶媒中で分散するのを安定化する働きをしていると考えられる。
【００２５】
上記相溶性分散剤は、エポキシ樹脂との相溶性に優れたものであれば特に限定されない。上記相溶性分散剤は、エポキシ樹脂との相溶性に優れることから、下記式を満たすものであることが好ましい。Ａが０．１未満であると、疎水性が高くなりすぎ粘度が上昇し、又、導電性が低下するおそれがある。Ａが２０を超えると、親水性が高くなりすぎ粘度が上昇し、又、導電性が低下するおそれがある。
０．１≦Ａ≦２０
Ａは、２５℃の温度において上記相溶性分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において上記溶液が白濁する時点の上記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【００２６】
上記Ａは、０．５以上であることが好ましく、１０以下であることが好ましい。
【００２７】
上記相溶性分散剤としては特に限定されないが、以下に説明するものを好適に使用することができる。すなわち；
（１）顔料親和性基を主鎖及び／又は複数の側鎖に有し、かつ、溶媒和部分を構成する複数の側鎖を有する櫛形構造の高分子
（２）主鎖中に顔料親和性基からなる複数の顔料親和部分を有する高分子
（３）主鎖の片末端に顔料親和性基からなる顔料親和部分を有する直鎖状の高分子
【００２８】
ここで、上記顔料親和性基とは、顔料の表面に対して強い吸着力を有する官能基をいい、例えば、オルガノゾルにおいては、第３級アミノ基、第４級アンモニウム基、塩基性窒素原子を有する複素環基、ヒドロキシル基、カルボキシル基；ヒドロゾルにおいては、フェニル基、ラウリル基、ステアリル基、ドデシル基、オレイル基等を挙げることができる。本発明において、上記顔料親和性基は、金属に対して強い親和力を示す。上記相溶性分散剤は、上記顔料親和性基を有することにより、貴金属又は銅の保護コロイドとして充分な性能を発揮することができる。
【００２９】
上記櫛形構造の高分子（１）は、上記顔料親和性基を有する主鎖及び／又は複数の側鎖とともに、溶媒和部分を構成する複数の側鎖を主鎖に結合した構造のものであり、これらの側鎖があたかも櫛の歯のように主鎖に結合されているものである。本明細書中、上述の構造を櫛形構造と称する。上記櫛形構造の高分子（１）において、上記顔料親和性基は、側鎖末端に限らず、側鎖の途中や主鎖中に複数存在していてもよい。なお、上記溶媒和部分は、溶媒に親和性を有する構造をいう。上記溶媒和部分は、例えば、水溶性の重合鎖、親油性の重合鎖等から構成されている。
【００３０】
上記櫛形構造の高分子（１）としては特に限定されず、例えば、特開平５−１７７１２３号公報に開示されている１個以上のポリ（カルボニル−Ｃ３ 〜Ｃ６ −アルキレンオキシ）鎖を有し、これらの各鎖が３〜８０個のカルボニル−Ｃ３ 〜Ｃ６ −アルキレンオキシ基を有しかつアミド又は塩架橋基によってポリ（エチレンイミン）に結合されている構造のポリ（エチレンイミン）又はその酸塩からなるもの；特開昭５４−３７０８２号公報に開示されているポリ（低級アルキレン）イミンと、遊離のカルボン酸基を有するポリエステルとの反応生成物よりなり、各ポリ（低級アルキレン）イミン連鎖に少なくとも２つのポリエステル連鎖が結合されたもの；特公平７−２４７４６号公報に開示されている末端にエポキシ基を有する高分子量のエポキシ化合物に、アミン化合物と数平均分子量３００〜７０００のカルボキシル基含有プレポリマーとを同時に又は任意順に反応させて得られる顔料分散剤等を挙げることができる。
【００３１】
上記櫛形構造の高分子（１）は、顔料親和性基が１分子中に２〜３０００個存在するものが好ましい。２個未満であると、分散安定性が充分ではなく、３０００個を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、コロイド粒子分散体と溶媒との親和性が低下してコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、２５〜１５００個である。
【００３２】
上記櫛形構造の高分子（１）は、溶媒和部分を構成する側鎖が１分子中に２〜１０００存在するものが好ましい。２未満であると、分散安定性が充分ではなく、１０００を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、コロイド粒子分散体の粘度が高くなりすぎてコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、５〜５００である。
【００３３】
上記櫛形構造の高分子（１）は、数平均分子量が２０００〜１００００００であることが好ましい。２０００未満であると、分散安定性が充分ではなく、１００００００を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、溶媒への溶解性が低下してコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、４０００〜５０００００である。
【００３４】
上記主鎖中に顔料親和性基からなる複数の顔料親和部分を有する高分子（２）は、複数の顔料親和性基が主鎖にそって配置されているものであり、上記顔料親和性基は、例えば、主鎖にペンダントしているものである。本明細書中、上記顔料親和部分は、上記顔料親和性基が１つ又は複数存在して、顔料表面に吸着するアンカーとして機能する部分をいう。
【００３５】
上記高分子（２）としては、例えば、特開平４−２１０２２０号公報に開示されているポリイソシアネートと、モノヒドロキシ化合物及びモノヒドロキシモノカルボン酸又はモノアミノモノカルボン酸化合物の混合物、並びに、少なくとも１つの塩基性環窒素とイソシアネート反応性基とを有する化合物との反応物；特開昭６０−１６６３１号公報、特開平２−６１２号公報、特開昭６３−２４１０１８号公報に開示されているポリウレタン／ポリウレアよりなる主鎖に複数の第３級アミノ基又は塩基性環式窒素原子を有する基がペンダントした高分子；特開平１−２７９９１９号公報に開示されている水溶性ポリ（オキシアルキレン）鎖を有する立体安定化単位、構造単位及びアミノ基含有単位からなる共重合体であって、アミン基含有単量単位が第３級アミノ基若しくはその酸付加塩の基又は第４級アンモニウムの基を含有しており、該共重合体１ｇ当たり０．０２５〜０．５ミリ当量のアミノ基を含有する共重合体；特開平６−１００６４２号公報に開示されている付加重合体からなる主鎖と、少なくとも１個のＣ１ 〜Ｃ４ アルコキシポリエチレン又はポリエチレン−コプロピレングリコール（メタ）アクリレートからなる安定化剤単位とからなり、かつ、２５００〜２００００の質量平均分子量を有する両親媒性共重合体であって、主鎖は、３０質量％までの非官能性構造単位と、合計で７０質量％までの安定化剤単位及び官能性単位とを含有しており、上記官能性単位は、置換されているか又は置換されていないスチレン含有単位、ヒドロキシル基含有単位及びカルボキシル基含有単位であり、ヒドロキシル基とカルボキシル基、ヒドロキシル基とスチレン基及びヒドロキシル基とプロピレンオキシ基又はエチレンオキシ基との比率が、それぞれ、１：０．１０〜２６．１；１：０．２８〜２５．０；１：０．８０〜６６．１である両親媒性高分子等を挙げることができる。
【００３６】
上記高分子（２）は、顔料親和性基が１分子中に２〜３０００個存在するものが好ましい。２個未満であると、分散安定性が充分ではなく、３０００個を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となり、また、コロイド粒子の粒度分布が広くなり、彩度が低下するおそれがある。より好ましくは、２５〜１５００個である。
【００３７】
上記高分子（２）は、数平均分子量が２０００〜１００００００であることが好ましい。２０００未満であると、分散安定性が充分ではなく、１００００００を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、溶媒への溶解性が低下してコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、４０００〜５０００００である。
【００３８】
上記主鎖の片末端に顔料親和性基からなる顔料親和部分を有する直鎖状の高分子（３）は、主鎖の片末端のみに１つ又は複数の顔料親和性基からなる顔料親和部分を有しているが、顔料表面に対して充分な親和性を有するものである。
【００３９】
上記直鎖状の高分子（３）としては特に限定されず、例えば、特開昭４６−７２９４号公報に開示されている一方が塩基性であるＡ−Ｂブロック型高分子；米国特許第４６５６２２６号明細書に開示されているＡブロックに芳香族カルボン酸を導入したＡ−Ｂブロック型高分子；米国特許第４０３２６９８号明細書に開示されている片末端が塩基性官能基であるＡ−Ｂブロック型高分子；米国特許第４０７０３８８号明細書に開示されている片末端が酸性官能基であるＡ−Ｂブロック型高分子；特開平１−２０４９１４号公報に開示されている米国特許第４６５６２２６号明細書に記載のＡブロックに芳香族カルボン酸を導入したＡ−Ｂブロック型高分子の耐候黄変性を改良したもの等を挙げることができる。
【００４０】
上記直鎖状の高分子（３）は、顔料親和性基が１分子中に２〜３０００個存在するものが好ましい。２個未満であると、分散安定性が充分ではなく、３０００個を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、コロイド粒子分散体の粘度が高くなりすぎてコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、５〜１５００個である。
【００４１】
上記直鎖状の高分子（３）は、数平均分子量が１０００〜１００００００であることが好ましい。１０００未満であると、分散安定性が充分ではなく、１００００００を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、溶媒への溶解性が低下してコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、２０００〜５０００００である。
【００４２】
上記相溶性分散剤としては、種々のものが利用できるが、市販されているものを使用することもできる。０．１≦Ａ≦２０を満たす市販品としては、例えば、以下のものを例示できる。
【００４３】
ディスパービック１０２、ディスパービック１０３、ディスパービック１０６、ディスパービック１０８、ディスパービック１０９、ディスパービック１１２、ディスパービック１１６、ディスパービック１４０、ディスパービック１４２、ディスパービック１４５、ディスパービック１６１、ディスパービック１６２、ディスパービック１６２、ディスパービック１６３、ディスパービック１６４、ディスパービック１６６、ディスパービック１６７、ディスパービック１６８、ディスパービック１７０、ディスパービック１７１、ディスパービック１７４、ディスパービック１８２、ディスパービック２０００、ディスパービック２００１、ディスパービック２０２０、ディスパービック２０５０、ディスパービック２０７０、ディスパービック２１５０、ＢＹＫ−Ｐ１０５、ＢＹＫ−９０７６、ＢＹＫ−９０７７、ＢＹＫ−２２０Ｓ（以上、ビックケミー社製。）。
【００４４】
ＥＦＫＡ−１１０１、ＥＦＫＡ−４００８、ＥＦＫＡ−４００９、ＥＦＫＡ−４０１０、ＥＦＫＡ−４０１５、ＥＦＫＡ−４０２０、ＥＦＫＡ−４０４６、ＥＦＫＡ−４０４７、ＥＦＫＡ−４０５０、ＥＦＫＡ−４０５５、ＥＦＫＡ−４０６０、ＥＦＫＡ−４０６１、ＥＦＫＡ−４０８０、ＥＦＫＡ−４３００、ＥＦＫＡ−４３３０、ＥＦＫＡ−４３４０、ＥＦＫＡ−４４００、ＥＦＫＡ−４４０１、ＥＦＫＡ−４４０２、ＥＦＫＡ−４４０３、ＥＦＫＡ−４４０６、ＥＦＫＡ−５０１０、ＥＦＫＡ−５０４４、ＥＦＫＡ−５０５４、ＥＦＫＡ−５０５５、ＥＦＫＡ−５０６５、ＥＦＫＡ−５０６６、ＥＦＫＡ−５０７０、ＥＦＫＡ−５０７１、ＥＦＫＡ−５２０７、ＥＦＫＡ−５２４４（以上、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製。）。
【００４５】
ソルスパース２４０００、ソルスパース２６０００、ソルスパース２８０００、ソルスパース３２０００、ソルスパース３２５００、ソルスパース３２５５０、ソルスパース３４７５０、ソルスパース３５１００、ソルスパース３６０００、ソルスパース３７５００、ソルスパース３８５００、ソルスパース３９０００、ソルスパース４１０００、ソルスパース５４０００、ソルスパース７１０００、ソルスパース８０００、ソルスパース８１００、ソルスパース８２００、ソルスパース９０００、ソルスパースＲＭ５０（以上、ルーブリゾール社製。）。
【００４６】
フローレンＤ９０、フローレンＧ−７００、フローレンＤＯＰＡ−３３、フローレンＤＯＰＡ−１５ＢＨＦ、フローレンＤＯＰＡ−１７ＨＦ、フローレンＮＣ−５００（以上、共社化学社製。）。
【００４７】
アジスパーＰＢ７１１、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２、アジスパーＰＮ４１１、アジスパーＰＡ１１１（以上、味の素ファインテクノ社製。）。ディスパロンＤＡ−７３０１、ディスパロンＤＡ−２３４、ディスパロンＤＡ−３２５、ディスパロンＤＡ−３７５（以上、楠本化成社製。）。サーフィノールＴＧ（エアロプロダクツ社製）。サーフィノールＴＧ（エアープロダクツ社製）。
【００４８】
上記の各相溶性分散剤は単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４９】
上記相溶性分散剤の配合量は、上記金属１００質量部に対して５〜１０００質量部が好ましい。５質量部未満であると、上記貴金属又は銅のコロイド粒子の分散性が不充分となるおそれがあり、１０００質量部を超えると、塗料や樹脂成型物に配合した際に、バインダー樹脂に対する相溶性分散剤の混入量が多くなり、物性等に不具合が生じやすくなる。より好ましくは、２０〜２００質量部である。従って、本発明においては、添加量の下限を極めて少量とすることができる。
【００５０】
上記金属コロイド粒子は、相溶性分散剤からなる分散相を表面に有し、コロイド状に安定に分散した平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属の微粒子である。１００ｎｍを超えると、充分な導電性を得ることができない。好ましくは５ｎｍ以上である。上記金属コロイド粒子は、金属化合物を溶媒に溶解して生じる金属イオンを還元し、得られたコロイド溶液に相溶性分散剤を添加した上で、電気透析、遠心分離、限外濾過等を行うことにより得ることができる。
【００５１】
上記金属コロイド粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡により測定するものである。
【００５２】
上記金属コロイド粒子となる金属としては特に限定されないが、優れた導電膜を得る点から、貴金属又は銅が好ましい。上記貴金属としては特に限定されず、例えば、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等を挙げることができる。なかでも、金、銀、パラジウム、白金がより好ましく、導電性付与の観点から銀を含む金属からなるものであることが更に好ましく、銀が最も好ましい。
【００５３】
上記金属コロイド粒子は、銀及びビスマスからなる合金ナノ粒子であってもよい。上記ビスマスは、銀より融点が低く、且つ、銀との共晶を形成するため、凝固点降下によって両成分物質の融点より低い温度（共融点）で融解する。従って、低温での熱処理による焼結が可能になる。また、ビスマスは、導電性が低いものの、銀との共晶形成により合金ナノ粒子中に結晶粒子レベルで点在するため、合金ナノ粒子の焼結が行われ、銀原子による導電経路が導電性パターンに形成される際に、ビスマスの存在によって導電経路が遮断されたり阻害されたりし難く、これにより、導電性の低い金属との合金化に起因した抵抗値の上昇が抑制される。
【００５４】
本発明の導電性金属ペーストは、更に、エポキシ樹脂を含有するものである。上記エポキシ樹脂を含有することにより、硬化又は成形後の導電性パターンの物性を保ち、導電膜と基材との密着性を得ることができる。熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を用いれば、樹脂が加熱硬化時に収縮することにより、金属間の間隙が狭められ導電性を高めることができる。
【００５５】
上記エポキシ樹脂としては特に限定されないが、なかでも、２５℃において液状であるエポキシ樹脂が好ましい。本発明に用いるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック類とエピクロルヒドリンとの反応により得られるアルキルグリシジルエーテル、ポリグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどの脂肪族エポキシ、ジグリシジルヒダントインなどの複素環式エポキシ、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジオキサイド、アリサイクリックジエポキシ−アジペイト等の脂環式エポキシ等を挙げることができる。なかでも、アルキルグリシジルエーテルが好ましい。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で用いることができ、又は、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００５６】
本発明の導電性金属ペーストにおける上記エポキシ樹脂の含有量は、上記導電性金属ペースト全体量１００質量部に対して下限１質量部、上限３０質量部の範囲内であることが好ましい。上記含有量が１質量部未満であると、導電性パターンの物性が不良となったり、基材との密着性が不充分となったりするおそれがあり、３０質量部を超えると導電性が低下するおそれがある。
【００５７】
本発明の導電性金属ペーストは、更に、硬化剤を含有するものである。上記硬化剤としては特に限定されず、例えば、酸無水物、アミン化合物、イミダゾール化合物、ジシアンジアミド等を挙げることができる。なかでも、イミダゾール化合物が好ましい。上記イミダゾール化合物は、下記一般式（１）で表される化合物である。式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜１７のアルキル基、又は、フェニル基を表す。Ｒ２は、水素原子、又は、メチル基を表す。上記炭素数１〜１７のアルキル基としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基等を挙げることができる。
【００５８】
【化１】
【００５９】
上記イミダゾール化合物としては特に限定されず、市販されているものを使用してもよい。具体的には、例えば、２ＭＺ（２−メチルイミダゾール、四国化成工業社製）、２ＰＺ（２−フェニルイミダゾール、四国化成工業社製）、Ｃ１１Ｚ（２−ウンデシルイミダゾール、四国化成工業社製）、Ｃ１７Ｚ（２−ヘプタデシルイミダゾール、四国化成工業社製）等を挙げることができる。これらは単独で使用してもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００６０】
上記硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して下限０．０５質量部、上限３０質量部の範囲内であることが好ましい。０．０５質量部未満であると硬化が不充分であるために成膜後の強度、密着性が不足したり、導電性が低下したりするおそれがある。一方、３０質量部を超えると、硬化反応性が高すぎて、ペーストを塗布する前に硬化反応が進行し、基板へのペーストの塗布が行えなくなるおそれがある。
【００６１】
本発明の導電性金属ペーストは、更に、金属フィラーを含有するものである。上記金属フィラーを含有することにより、加熱時に金属フィラー間で金属コロイドが溶融することで、接触面積が増加するために、高い導電性を得ることができる。
【００６２】
上記金属フィラーとしては特に限定されず、従来導電性金属ペースト等に使用されてきた金属フィラーを挙げることができる。上記金属フィラーの平均粒子径は、０．１μｍ超、上限２０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。このような金属フィラーを配合することによって、上記金属コロイド粒子が金属フィラー間の融着剤として作用し、接触面積が増大することでより高い導電性を得ることができる。上記金属フィラーとしては、具体的には、銀、金、白金、パラジウム、銀−白金、パラジウム−白金等を挙げることができるが、銀を含むものであることが好ましく、導電性やコストの点で銅粒子の表面が銀により被覆されたコア・シェル型の銅／銀複合ミクロン粒子であることがより好ましい。また、上記金属コロイド粒子を形成する金属と同一の金属であることが好ましく、銀のコロイド粒子に対して銀を金属フィラーとして使用することがより好ましい。
【００６３】
上記金属フィラーの含有量としては特に限定されず、得られる導電性金属ペースト全体量１００質量部に対してトータル金属量が７０質量部以上であることが好ましく、８５質量部以上であることがより好ましく、金属コロイド粒子の金属分１質量部に対して金属フィラーの金属分は、１００質量部以下であることが好ましい。
【００６４】
上記金属コロイド粒子の含有量は、小さいほど好ましく、上記金属フィラーに対して金属分として２０質量％以下が好ましい。上記含有量が２０質量％を超えると、得られる導電性パターンの物性が不良になる場合がある。より好ましくは１０質量％以下であり、更に好ましくは５質量％以下である。
【００６５】
本発明の導電性金属ペーストは、得られる導電膜の性能を阻害しない範囲で他の成分を含有してもよい。上記他の成分としては特に限定されず、例えば、溶剤や塗面調整剤、たれ止め剤及び界面活性剤などの塗料用添加剤、着色顔料、体質顔料及びメタリック顔料等の顔料類を必要に応じて配合することができる。
【００６６】
本発明の導電性金属ペーストに含有されうる溶剤としては特に限定されないが、例えばアルコール系、ケトン系、エステル系、エーテル系の有機溶剤を挙げることができる。
【００６７】
アルコール系としてはメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール等の短鎖アルコール；ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン等の多価アルコール；テルピネオールやジヒドロテルピネオール、マルチトール等の高沸点アルコールが挙げられる。
【００６８】
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソブチルケトン等が挙げられる。
【００６９】
エーテル系溶剤としては、工業的にグリコールエーテルと称されるエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
【００７０】
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、安息香酸ブチル、アントラニル酸メチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、酢酸カルビトール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ギ酸テルピネオール、乳酸ヘキシル、乳酸エチルヘキシル、乳酸ドデシル、リンゴ酸ジエチル、酒石酸ジエチル、クエン酸トリエチル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリントリアセテート等が挙げられる。
【００７１】
これらの溶剤は、限外ろ過やエバポレーション等によって溶媒置換したり、単に添加したりして使用することができる。
【００７２】
粘性調整剤としてポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールやエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの共重合体を含んでいても良い。
【００７３】
本発明の導電性金属ペーストは、本発明の導電性金属ペーストの製造方法により好適に製造できる。
【００７４】
本発明の導電性金属ペーストの製造方法は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、上記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする。
【００７５】
上記工程（１）は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に還元反応を行うものであるので、還元反応において生じやすい粒子の巨大化や粒子同士の凝集を防止することができる。上記工程（１）を相溶性分散剤の存在下に行うと、相溶性分散剤は水溶性高分子顔料分散剤に比べて金属コロイド粒子の分散安定能に劣るため、粒子の巨大化や粒子同士の凝集が生じて、安定な水系金属コロイド分散体を得ることができない。
【００７６】
また、工程（３）において限外ろ過を行うことにより、塩化物イオン等の雑イオン、還元で生じた塩、アミン等を除去することができ、同時に金属濃度を高めることができる。これらの雑イオン、塩やアミンは、得られる金属コロイド溶液の安定性に悪影響を及ぼすおそれがあるので、除去しておくことが望ましい。
【００７７】
上記工程（３）において、水系金属コロイド分散体に相溶性分散剤を加えて限外ろ過を行うことにより、エポキシ樹脂との相溶性が低い水溶性高分子顔料分散剤をエポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤に置換できる。上記工程（３）を行うものであると、相溶性分散剤によって分散安定化された金属コロイド粒子を得ることができるので、金属コロイド粒子を金属フィラー間に均一に分散させることができる。また、上記工程（３）における限外ろ過によって水溶性高分子顔料分散剤の含有量が低下するので、単に相溶性分散剤を添加するよりも分散体中の有機樹脂成分の含有量が低いものとなり、製膜後の導電性を優れたものとすることができる。
【００７８】
上記工程（３）において、水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行うことにより、水系金属コロイド分散体の溶媒であった水がアルコール又はグリコールエーテルに置換される。この置換によって、水に溶解しにくい相溶性分散剤の使用が可能となる。
【００７９】
上記炭素数１〜４のアルコールとしては、エタノール、エチレングリコール等が挙げられ、上記グリコールエーテルとしては、メトキシプロパノール、プロポキシプロパノール、ブトキシプロパノール、メトキシブタノール、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。なかでも、エタノールが好ましい。
【００８０】
本発明の導電性金属ペーストの製造方法は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、上記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、上記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むものであることが好ましい。
【００８１】
上記工程（２）を行うものであると、相溶性分散剤を添加する前に相溶性分散剤の溶解度が高い溶媒に交換されるので、上記工程（１）及び（３）のみを行う場合よりもＡの値が小さい相溶性分散剤を使用することが可能となる。上記工程（２）でのアルコールは、工程（３）と同一でもよく異なっていてもよい。
【００８２】
本発明の導電性金属ペーストの製造方法は、工程（３）の後、更に、金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤等を混合する工程を含むものであることが好ましい。上記混合する工程の後、他の成分を順次添加する工程を含んでも良い。
【００８３】
上記水溶性高分子顔料分散剤は、上記相溶性分散剤よりも水溶性が高く、高分子量の重合体に顔料表面に対する親和性の高い官能基が導入されているとともに、溶媒和部分を含む構造を有する両親媒性の共重合体であり、通常は顔料ペーストの製造時に顔料分散剤として使用されているものである。上記水溶性高分子顔料分散剤は、高い水溶性を有すること以外は上述した相溶性分散剤と共通の構造を有しうるものである。
【００８４】
上記水溶性高分子顔料分散剤は、金属コロイド粒子を安定に分散させることができる点で、下記式を満たすものであることが好ましい。
２０ ＜ Ａ
Ａは、２５℃の温度において上記水溶性高分子顔料分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において上記溶液が白濁する時点の上記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【００８５】
上記式を満たす水溶性高分子顔料分散剤としては、例えば、以下のものを例示することができる。
【００８６】
ディスパービック、ディスパービック１８０、ディスパービック１８３、ディスパービック１８５、ディスパービック１８４、ディスパービック１８７、ディスパービック１９０、ディスパービック１９１、ディスパービック１９２、ディスパービック１９３、ディスパービック１９４、ディスパービック２０１０、ディスパービック２０９０、ディスパービック２０９１、ディスパービック２０９５、ディスパービック２０９６、ＢＹＫ−１５４（以上、ビックケミー社製。）。
【００８７】
ＤＩＳＰＥＸ Ａ４０、ＤＩＳＰＥＸ ＧＡ４０、ＤＩＳＰＥＸ ＨＤＮ、ＤＩＳＰＥＸ Ｎ４０、ＥＦＫＡ−１５００、ＥＦＫＡ−１５０２、ＥＦＫＡ−１５０３、ＥＦＫＡ−４５００、ＥＦＫＡ−４５１０、ＥＦＫＡ−４５２０、ＥＦＫＡ−４５３０、ＥＦＫＡ−４５４０、ＥＦＫＡ−４５５０、ＥＦＫＡ−４５６０、ＥＦＫＡ−４５７０、ＥＦＫＡ−４５８０、ＥＦＫＡ−４５８５、ＥＦＫＡ−４５９０、ＥＦＫＡ−５０７１、ＥＦＫＡ−６２２０、ＥＦＫＡ−６２２５、ＥＦＫＡ−６２３０、ＥＦＫＡ−６５２５（以上、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製。）。
【００８８】
ソルスパース２００００、ソルスパース２７０００、ソルスパース４１０９０、ソルスパース４３０００、ソルスパース４４０００、ソルスパース４６０００、ソルスパース４７０００、ソルスパース５３０９５（以上、ルーブリゾール社製。）。
【００８９】
ジョンクリル６７８、ジョンクリル６８３、ジョンクリル６１１、ジョンクリル６８０、ジョンクリル６８２、ジョンクリル５２Ｊ、ジョンクリル５７Ｊ、ジョンクリル６０Ｊ、ジョンクリル６１Ｊ、ジョンクリル６２Ｊ、ジョンクリル６３Ｊ、ジョンクリル７０Ｊ、ジョンクリルＨＰＤ−９６Ｊ、ジョンクリル５０１Ｊ、ジョンクリル３５４Ｊ、ジョンクリル６６１０、ジョンクリルＰＤＸ−６１０２Ｂ（以上、ＢＡＳＦ社製。）。
【００９０】
フローレンＧ−７００ＡＭＰ、フローレンＷＫ−１３Ｅ、フローレンＴＧ−７５０Ｗ、フローレンＴＧ−７６０Ｗ（以上、共社化学社製。）。ディスパロンＡＱ−３３０（楠本化成社製）。サーフィノールＧＡ、サーフィノールＣＴ−１３６、サーフィノールＣＴ−１５１（以上、エアープロダクツ社製。）。
【００９１】
上述の水溶液中の金属イオンは、金属化合物を溶媒に溶解させることにより得ることができる。
【００９２】
上記金属化合物としては、貴金属又は銅を含むものであれば特に限定されず、例えば、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸四水和物（塩化金酸）、硝酸銀、酢酸銀、過塩素酸銀（ＩＶ）、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸六水和物（塩化白金酸）、塩化白金酸カリウム、塩化銅（ＩＩ）二水和物、酢酸銅（ＩＩ）一水和物、硫酸銅（ＩＩ）、塩化パラジウム（ＩＩ）二水和物、三塩化ロジウム（ＩＩＩ）三水和物等を挙げることができる。これらは、１種又は２種以上を使用することができる。上記金属化合物としては、銀を含むものであることが好ましい。
【００９３】
上記金属化合物は、溶媒中の金属モル濃度が０．０１ｍｏｌ／ｌ以上となるように用いられることが好ましい。０．０１ｍｏｌ／ｌ未満であると、得られる金属コロイド溶液の金属モル濃度が低すぎて、効率的でない。好ましくは０．０５ｍｏｌ／ｌ以上、より好ましくは０．１ｍｏｌ／ｌ以上である。
【００９４】
上記溶媒としては上記金属化合物を溶解することができるものであれば特に限定されず、例えば、水、水と有機溶媒との混合溶液等を挙げることができるが、水であることが好ましい。上記有機溶媒としては特に限定されず、例えば、エタノール、エチレングリコール等の炭素数１〜４のアルコール；メトキシプロパノール、プロポキシプロパノール、ブトキシプロパノール、メトキシブタノール、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル；アセトン等のケトン類；酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。上記有機溶媒としては、水可溶性のものが好ましく、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、メトキシプロパノール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、炭酸プロピレン等が挙げられる。
【００９５】
上記金属コロイド粒子を得るための金属イオンの還元は、還元性化合物を用いて行うことができる。上記還元性化合物としては、アミンが好ましく、上記金属化合物の溶液にアミンを添加して攪拌、混合することによって、金属イオンが常温付近で金属に還元される。上記アミンを使用することにより、危険性や有害性の高い還元剤を使用する必要がなく、加熱や特別な光照射装置を使用することなしに、５〜１００℃程度、好ましくは２０〜８０℃程度の反応温度で、金属化合物を還元することができる。
【００９６】
上記アミンとしては特に限定されず、例えば、特開平１１−８０６４７号公報に例示されているものを使用することができ、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン、１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等の脂肪族アミン；ピペリジン、Ｎ−メチルピペリジン、ピペラジン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルピペラジン、ピロリジン、Ｎ−メチルピロリジン、モルホリン等の脂環式アミン；アニリン、Ｎ−メチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、トルイジン、アニシジン、フェネチジン等の芳香族アミン；ベンジルアミン、Ｎ−メチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、フェネチルアミン、キシリレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルキシリレンジアミン等のアラルキルアミン等を挙げることができる。また、上記アミンとして、例えば、メチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、トリエタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、プロパノールアミン、２−（３−アミノプロピルアミノ）エタノール、ブタノールアミン、ヘキサノールアミン、ジメチルアミノプロパノール等のアルカノールアミンも挙げることができる。これらのうち、アルカノールアミンが好ましく、ジメチルエタノールアミンがより好ましい。
【００９７】
上記アミンの他に、従来より還元剤として使用されている水素化ホウ素ナトリウム等のアルカリ金属水素化ホウ素塩；ヒドラジン化合物；クエン酸；酒石酸；アスコルビン酸；ギ酸；ホルムアルデヒド；亜ニチオン酸塩、スルホキシル酸塩誘導体等を使用することができる。入手容易なことから、クエン酸；酒石酸；アスコルビン酸が好ましい。これらは、単独又は上記アミンと組み合わせて使用することが可能であるが、アミンとクエン酸、酒石酸、アスコルビン酸を組み合わせる場合、クエン酸、酒石酸、アスコルビン酸はそれぞれ塩の形のものを用いることが好ましい。また、クエン酸やスルホキシル酸塩誘導体は、鉄（ＩＩ）イオンと併用することによって、還元性の向上を図ることができる。
【００９８】
上記還元性化合物の添加量は、溶媒中の金属イオンを還元するのに必要な量以上であることが好ましい。この量未満であると、還元が不充分となるおそれがある。また、上限は特に規定されないが、溶媒中の金属イオンを還元するのに必要な量の３０倍以下であることが好ましく、１０倍以下であることがより好ましい。
【００９９】
また、これらの還元性化合物の添加により化学的に還元する方法以外に、高圧水銀灯を用いて光照射する方法も使用することも可能である。
【０１００】
上記還元性化合物を添加する方法としては特に限定されず、例えば、水溶性高分子顔料分散剤の添加後に行うことができ、例えば、まず溶媒に水溶性高分子顔料分散剤を溶解させ、更に、上記還元性化合物又は金属化合物の何れかを溶解させて得られる溶液に、還元性化合物又は金属化合物の残った方を加えることで、還元を進行させることができる。上記還元性化合物を添加する方法としては、また、先に水溶性高分子顔料分散剤と上記還元性化合物とを混合しておき、この混合物を金属化合物の溶液に加える形態をとってもよい。
【０１０１】
上記還元により、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含む分散体が得られる。上記還元後の分散体は、上記金属コロイド粒子及び上述の水溶性高分子分散剤を含むものであり、水系金属コロイド分散体となる。上記水系金属コロイド分散体とは、金属の微粒子が溶媒中に分散しており、溶液として視認できるような状態にあるものを意味している。
【０１０２】
本発明の導電性金属ペーストを塗布して熱硬化させることを特徴とする導電性パターンの形成方法も本発明の一つである。本発明の導電性パターンの形成方法は、本発明の導電性ペーストを使用するものであるので、熱硬化の温度が低く、高い導電性を有する導電性パターンを形成することができる。
【０１０３】
本発明の導電性金属ペーストの塗布方法としては特に限定されず、従来公知の方法によって塗装することができる。上記塗布方法としては、具体的には、ディスペンス法、印刷法、スタンピング法等を挙げることができる。上記熱硬化は、例えば、５０〜３００℃、１秒〜６０分程度の条件で行うことができる。特に、本発明の導電性金属ペーストは、１２０℃以下の低温で加熱硬化した際にも良好な導電性を得ることができる点で優れている。
【０１０４】
本発明の導電性金属ペーストを塗布できる基材としては特に限定されず、例えば、セラミック、ガラス、ガラスエポキシ基板、ＢＴ基板、及び、半導体を接着するための４２アロイ、銅等のリードフレーム等を挙げることができる。本発明の導電性金属ペーストは、例えば、コンデンサ、チップ抵抗器、導体回路、リードフレームと半導体の接着部分等に好適に利用できる。本発明の導電性金属ペーストは、低温で加熱硬化しても高い導電性が得られるため、熱に弱い基材に対しても好適に適用することができるものである。
【０１０５】
エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペースト用添加剤も本発明の一つである。本発明の導電性金属ペースト用添加剤を、金属フィラーを含有する市販の導電性金属ペーストに添加すると、より高い導電性を有する導電性パターンを得ることができる。本発明の導電性金属ペースト用添加剤は、上記エポキシ樹脂及び／又は硬化剤を含むことが好ましい。
【０１０６】
上記導電性金属ペースト用添加剤における上記金属コロイド粒子の含有量は、導電性金属ペースト用添加剤１００質量部に対して金属として、下限１０質量部、上限９７質量部の範囲内であることが好ましい。上記含有量が１０質量部未満であると、最終導電性金属ペースト中の金属含有率を上げることが難しくなるため好ましくない。上記含有量が９７質量部を超えると、添加剤としての安定性が低下したり、粘度が高くなりすぎたりするおそれがある。上記下限は、３０質量部がより好ましく、上記上限は、９５質量部がより好ましい。
【０１０７】
上記導電性金属ペースト用添加剤はエポキシ樹脂を含有してもよく、エポキシ樹脂としては、上記金属コロイド粒子が安定に存在するものであれば特に限定されないが、上述したエポキシ樹脂を挙げることができる。
【０１０８】
上記導電性金属ペースト用添加剤における上記エポキシ樹脂の含有量は、導電性金属ペースト用添加剤１００質量部に対して１〜８５質量部であることが好ましい。上記含有量が８５質量部を超えると、得られる導電性金属ペーストの導電性が低下するおそれがあり、１質量部未満となると焼成後の膜強度、密着性の低下のおそれがある。上記下限は、５質量部がより好ましく、上記上限は、５０質量部がより好ましい。
【０１０９】
上記導電性金属ペースト用添加剤は硬化剤を含有してもよく、硬化剤としては特に限定されないが、上述した硬化剤を挙げることができる。
【０１１０】
上記導電性金属ペースト用添加剤は、更に、上述の他の成分、例えば、粘度調整のための溶剤等を含有してもよい。上記溶剤としては、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルが好ましい。
【０１１１】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤を添加することができる既製の導電性金属ペーストとしては特に限定されず、金属フィラー及び樹脂からなる従来公知の導電性金属ペーストを挙げることができる。上記既製の導電性金属ペーストに含まれる金属フィラーとしては特に限定されず、例えば、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等を挙げることができるが、上記金属コロイド粒子を形成する金属と同一の金属であることが好ましい。上記導電性金属ペーストとしては、例えば、ＲＭ９０３０（福田金属箔粉工業株式会社製）、ドータイトＳＡ−０４２５（藤倉化成株式会社製）等の市販の製品を使用することもできる。
【０１１２】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤は、本発明の導電性金属ペースト用添加剤の製造方法により好適に製造できる。
【０１１３】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤の製造方法は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、上記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする。
【０１１４】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤の製造方法は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、上記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、上記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むものであることが好ましい。
【０１１５】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤の製造方法は、工程（３）の後、更に、エポキシ樹脂、硬化剤等を混合する工程を含むものであることが好ましい。上記混合する工程の後、他の成分を順次添加する工程を含んでも良い。
【発明の効果】
【０１１６】
本発明は、低温硬化でも、抵抗が充分小さい導電膜を得ることができる導電性金属ペーストである。つまり、本発明の導電性金属ペーストは、熱に弱い基材に対しても好適に適用できるものである。また、本発明の導電性金属ペーストは、金属の微小粒子を含有するため、近年の微細な回路形成、層間接合にも利用することができる。また、本発明の導電性金属ペースト用添加剤を従来の導電性金属ペーストに配合すると、導電性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１７】
以下、本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また、実施例中、「部」は特に断りのない限り「質量部」を意味し、「％」は特に断りのない限り「質量％」を意味する。
【０１１８】
なお、各実施例及び比較例において、各値の測定は以下の方法により行った。
【０１１９】
ろ液の伝導度
ＥＵＴＥＣＨ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社の伝導度計（導電率計）であるＣｙｂｅｒ Ｓｃａｎ ＣＯＮ１００を用いて測定した。
【０１２０】
金属コロイド粒子の平均粒子径
透過型電子顕微鏡を用いて測定した。
【０１２１】
銀コロイド溶液の固形分濃度及び固形分中の銀含有率
１００〜１５０℃および数１００℃でそれぞれ加熱して得られる残分を測定することにより求めた。具体的には、ＴＧ−ＤＴＡを用いて、１４０℃まで１０℃／分で昇温した後、３０分間、１４０℃を維持して、まず固形分量を求めた。その後、５００℃まで再び１０℃／分で昇温した後、３０分間、５００℃を維持して金属量を求めた。
【０１２２】
導電性組成物薄膜の膜厚
ミツトヨ社製のクーラントプルーフマイクロメータ（２９３−２３０）を用いて、膜厚を算出した。
【０１２３】
金属コロイドの製造例１ （銀コロイド溶液の製造）
２リットルのコルベンに水溶性高分子顔料分散剤ディスパービック１９０（ビックケミー社製、Ａは５０以上）１２ｇ、及び、イオン交換水４２０．５ｇを入れた。このコルベンをウォーターバスに入れ、ディスパービック１９０が溶解するまで５０℃で攪拌した。ここに、イオン交換水４２０．５ｇに溶解させた硝酸銀１００ｇを攪拌しながら加えて、７０℃で１０分間攪拌した。次に、ジメチルアミノエタノール２６２ｇを加えたところ、液が一瞬で黒変し、液温が７６℃まで上昇した。そのまま放置して液温が７０℃まで下がったところで、この温度を保ちながら２時間攪拌を続け、黒っぽい黄色を呈する銀コロイドを含んだ水溶液が得られた。
【０１２４】
次に、限外濾過モジュールＡＨＰ１０１０（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数４００本）、マグネットポンプ、下部にチューブ接続口のある３リットルのステンレスカップをシリコンチューブでつないで、限外濾過装置とした。先の水溶液を限外濾過装置のステンレスカップに入れて、更に２リットルのイオン交換水を加えてから、ポンプを稼動させて限外濾過を行った。約４０分後にモジュールからの濾液が２リットルになった時点で、ステンレスカップに２リットルのエタノールを加えた。その後、濾液の伝導度が５μＳ／ｃｍ以下になったことを確認し、母液の量が５００ｍｌになるまで濃縮を行った。
【０１２５】
続いて母液を入れた５００ｍｌステンレスカップ、限外濾過モジュールＡＨＰ００１３（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数１００本）、チューブポンプ、及び、アスピレーターをからなる限外濾過装置を組んだ。このステンレスカップに先に得られた母液を入れ、固形分濃度を高めるための濃縮を行った。母液が約２００ｍｌになった時点でポンプを停止して、濃縮を終了することにより、固形分３０．０％の銀コロイドのエタノール溶液が得られた。この溶液中の銀コロイド粒子の平均粒子径は、２７ｎｍであった。また、ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル製）を用いて、固形分中の銀の含有率を計測したところ、仕込みの９３．０％に対して、９６．０％であった。
【０１２６】
金属コロイドの製造例２ （相溶性分散剤を含有した金属コロイド溶液の製造）
ビックケミー社製のディスパービック１８２（固形分濃度４３．０％、白濁までの水添加量：８．５ｍｌ、すなわちＡの値が８．５）２．７９ｇにエタノール２０ｇを加えてよく攪拌し、ディスパービック１８２をエタノールによく溶解させた。このディスパービック１８２のエタノール溶液および実施例１で得られた、固形分濃度が３０．０％の銀コロイドのエタノール溶液５０ｇを１００ｍｌ容器に加えた。この銀コロイド粒子とディスパービック１８２を入れた１００ｍｌ容器、限外ろ過モジュールＡＨＰ００１３（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数１００本）、チューブポンプ、アスピレーターからなる限外ろ過装置を組んだ。限外ろ過を行い、容器内の液量が３０ｍｌ以下になった時点で、新たにエタノール７０ｍｌを加えて限外ろ過の作業を続けた。この作業を計５回繰り返した。この作業繰り返した後も液量が５０ｍｌになるまで作業を繰り返し、固形分濃度が３０．８％の銀コロイドのエタノール溶液（銀コロイド粒子の平均粒子径：２７ｎｍ）を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９５．０％であった。
【０１２７】
金属コロイドの製造例３ （相溶性分散剤を含有した金属コロイド溶液の製造）
ディスパービック１８２の添加量を２．７９ｇから１．１２ｇに変更する以外は、実施例２にしたがって銀コロイド溶液を得た。この溶液を限外ろ過装置から取り出さずに、これにルーブリゾール社製のソルスパース３２５５０（固形分濃度：５０．０％、白濁までの水添加量：２．０ｍｌ、Ａの値は２．０）０．７２ｇをメトキシプロパノール（協和発酵社製のアーコソルブＰＭ）２０ｇに溶解させた溶液を加えて、さらに限外ろ過を続けた。限外ろ過を行い、容器内の液量が３０ｍｌ以下になった時点で、新たにメトキシプロパノール７０ｍｌを加えて限外ろ過の作業を続けた。この作業を計５回繰り返した。この作業繰り返した後も液量が５０ｍｌになるまで作業を繰り返し、固形分濃度が３０．８％の銀コロイドのメトキシプロパノール溶液（銀コロイド粒子の平均粒子径：２７ｎｍ）を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９４．０％であった。
【０１２８】
水系金属コロイド粒子ペーストの製造例４ （銀コロイド粒子の水溶液の製造）
２リットルのコルベンに水溶性高分子顔料分散剤ディスパービック１９０（ビックケミー社製、Ａは５０以上）１２ｇ、及び、イオン交換水４２０．５ｇを入れた。このコルベンをウォーターバスに入れ、ディスパービック１９０が溶解するまで５０℃で攪拌した。ここに、イオン交換水４２０．５ｇに溶解させた硝酸銀１００ｇを攪拌しながら加えて、７０℃で１０分間攪拌した。次に、ジメチルアミノエタノール２６２ｇを加えたところ、液が一瞬で黒変し、液温が７６℃まで上昇した。そのまま放置して液温が７０℃まで下がったところで、この温度を保ちながら２時間攪拌を続け、黒っぽい黄色を呈する銀コロイドを含んだ水溶液が得られた。
【０１２９】
次に、限外濾過モジュールＡＨＰ１０１０（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数４００本）、マグネットポンプ、下部にチューブ接続口のある３リットルのステンレスカップをシリコンチューブでつないで、限外濾過装置とした。先の水溶液を限外濾過装置のステンレスカップに入れて、更に２リットルのイオン交換水を加えた後、ポンプを稼動させて限外濾過を行った。約４０分後にモジュールからの濾液が２リットルになった時点で、ステンレスカップにイオン交換水を加えた。その後、濾液の伝導度が３００μＳ／ｃｍ以下になったことを確認し、母液の量が５００ｍｌになるまで濃縮を行った。
【０１３０】
続いて母液を入れた５００ｍｌステンレスカップ、限外濾過モジュールＡＨＰ００１３（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数１００本）、チューブポンプ、及び、アスピレーターをからなる限外濾過装置を組んだ。このステンレスカップに先に得られた母液を入れ、固形分濃度を高めるための濃縮を行った。母液が約１００ｍｌになった時点でポンプを停止して、濃縮を終了することにより、固形分３０．０％の銀コロイドのエタノール溶液が得られた。この溶液中の銀コロイド粒子の平均粒子径は、２７ｎｍであった。また、ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）を用いて、固形分中の銀の含有率を計測したところ、仕込みの９３．０％に対して、９６．０％であった。
【０１３１】
エタノール系銀コロイドペーストの製造例５ （相溶性分散剤を含有した銀コロイド溶液のエタノール溶液の製造）
ビックケミー社製のディスパービック１８２（固形分濃度４３．０％、白濁までの水添加量：８．５ｍｌ、Ａの値が８．５）２．７９ｇにメトキシプロパノール（協和発酵社製のアーコソルブＰＭ）２０ｇを加えてよく攪拌し、ディスパービック１８２をメトキシプロパノールによく溶解させた。このディスパービック１８２の溶液および製造例４で得られた、固形分濃度が３０．０％の銀コロイドの水溶液５０ｇを１００ｍｌ容器に加えた。この銀コロイド粒子とディスパービック１８２を入れた１００ｍｌ容器、限外ろ過モジュールＡＨＰ００１３（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数１００本）、チューブポンプ、アスピレーターからなる限外ろ過装置を組んだ。限外ろ過を行い、容器内の液量が３０ｍｌ以下になった時点で、新たにエタノール７０ｍｌを加えて限外ろ過の作業を続けた。この作業を計５回繰り返した。この作業繰り返した後も液量が５０ｍｌになるまで作業を繰り返し、固形分濃度が３０．９％の銀コロイド溶液を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９４．８％であった。
【０１３２】
実施例１ （導電性金属ペーストの製造）
エポキシ樹脂として住友化学社製のスミエポキシＥＬＭ１００ ４ｇ、新日本理化社製のＲＩＫＡＲＥＪＩＮＮＬ２００ １ｇ、及び、エポキシ樹脂硬化剤としてキュアゾール２Ｐ４ＭＺ（２−フェニル−４−メチルイミダゾール）０．６ｇ を加えてよく混合し、エポキシ樹脂混合物を得た。
このエポキシ樹脂混合物１．１ｇに三井金属社製のＡｇ／湿式銅粉９．０ｇ（平均粒子径：６μｍ）を加えてよく混合した。
さらに、これに製造例２で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを加えてよく混合した後、４０℃で加温し、銀コロイド溶液由来のエタノールを乾燥除去し、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合による顕著な粘度増加は認められなかった。
【０１３３】
実施例２ （導電性組成物薄膜の抵抗値の測定）
実施例１で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したところ３００μｍであった。
またこの膜は銅色（赤みを帯びた銀色）を呈していた。抵抗測定器（４点法：ロレスターＧＰ（三菱化学社製））で表面抵抗値を測定した結果から、体積抵抗値を算出したところ、１．６１×１０−４Ω・ｃｍであった。
【０１３４】
実施例３ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて製造例３で得られた銀コロイド溶液４．８ｇを用いる以外は実施例４に従って、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合による顕著な粘度増加は認められなかった。
【０１３５】
実施例４ （導電性組成物薄膜の抵抗値の測定）
実施例３で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したところ３００μｍであった。
またこの膜は銅色（赤みを帯びた銀色）を呈していた。抵抗測定器（４点法：ロレスターＧＰ（三菱化学社製））で表面抵抗値を測定した結果から、体積抵抗値を算出したところ、２．２０×１０−４Ω・ｃｍであった。
【０１３６】
実施例５ （導電性ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて製造例５で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを用いる以外は実施例１に従って、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合による顕著な粘度増加は認められなかった。
【０１３７】
実施例６ （導電性組成物薄膜の抵抗値の測定）
実施例５で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したところ３００μｍであった。
またこの膜は銅色（赤みを帯びた銀色）を呈していた。抵抗測定器（４点法：ロレスターＧＰ（三菱化学社製））で表面抵抗値を測定した結果から、体積抵抗値を算出したところ、１．８０×１０−４Ω・ｃｍであった。
【０１３８】
比較例１ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて製造例１で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを用いる以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合により顕著な粘度増加が認められた。
【０１３９】
比較例２ （導電性組成物薄膜の作成）
比較例１で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。
これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したが、均一な膜厚を得られなかった。
またこの膜は銀色を呈しており、赤みは帯びていなかった。これは、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の固運合成が充分でなく、銀コロイド粒子が膜上部に局在（偏在）していることが示唆された。
【０１４０】
比較例３ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて製造例１で得られた銀コロイド溶液４．８ｇを用いる以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合によって、比較例１よりもさらに顕著な粘度増加が認められ、ゲル状態に近い高粘度物となった。
【０１４１】
比較例４ （導電性組成物薄膜の作成）
比較例３で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布したが均一な膜厚を得られなかった。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がったところ、基材との密着性が充分でなく、容易に膜が基材から剥離する現象を観測できた。また、この膜は銀色を呈しており、赤みは帯びていなかった。これは、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の固運合成が充分でなく、銀コロイド粒子が膜上部に局在（偏在）していることが示唆された。
【０１４２】
比較例５ （導電性金属ペーストの製造）
銀コロイド溶液を加えないこと以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉のペーストを得た。
【０１４３】
比較例６ （導電性組成物薄膜の抵抗値の測定）
比較例５で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したところ３００μｍであった。
またこの膜は、赤みは帯びた銀色を呈していた。抵抗測定器（４点法：ロレスターＧＰ（三菱化学社製））で表面抵抗値を測定した結果から、体積抵抗値を算出したところ、５．７５×１０−４Ω・ｃｍであった。
【０１４４】
比較製造例７
相溶性分散剤であるディスパービック１８２に代えて水溶性高分子顔料分散剤であるディスパービック１９１（固形分濃度１００．０％、白濁までの水添加量：２０．０ｍｌ以上、Ａの値が２０．０）１．２０ｇを用いること以外は製造例２にしたがって、
銀コロイドのエタノール溶液（銀コロイド粒子の平均粒子径：３０ｎｍ）を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９４．５％であった。
【０１４５】
比較例８ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて比較製造例７で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを用いる以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合によって、比較例１よりもさらに顕著な粘度増加が認められ、ゲル状態に近い高粘度物となった。
【０１４６】
比較例９ （導電性組成物薄膜の作成）
比較例８で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布したが均一な膜厚を得られなかった。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がったところ、基材との密着性が充分でなく、容易に膜が基材から剥離する現象を観測できた。また、この膜は銀色を呈しており、赤みは帯びていなかった。これは、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の固運合成が充分でなく、銀コロイド粒子が膜上部に局在（偏在）していることが示唆された。
【０１４７】
比較製造例１０
相溶性分散剤であるディスパービック１８２に代えて水溶性高分子顔料分散剤であるディスパービック１９１（固形分濃度１００．０％、白濁までの水添加量：２０．０ｍｌ以上、Ａの値が２０．０）１．２０ｇを用いること以外は製造例９にしたがって、
銀コロイドのエタノール溶液（銀コロイド粒子の平均粒子径：３０ｎｍ）を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９４．６％であった。
【０１４８】
比較例１１ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて比較製造例１０で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを用いる以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合によって、比較例１よりもさらに顕著な粘度増加が認められ、ゲル状態に近い高粘度物となった。
【０１４９】
比較例１２ （導電性組成物薄膜の作成）
比較例１１で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布したが均一な膜厚を得られなかった。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がったところ、基材との密着性が充分でなく、容易に膜が基材から剥離する現象を観測できた。また、この膜は銀色を呈しており、赤みは帯びていなかった。これは、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の固運合成が充分でなく、銀コロイド粒子が膜上部に局在（偏在）していることが示唆された。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明の導電性金属ペーストは、回路印刷等に用いられる導電性コーティング剤、導電性インク、及び、半田代替の導電性接着剤としての好適に利用可能である。本発明の導電性金属ペースト用添加剤は、金属フィラーを含有する市販の導電性金属ペーストに添加して利用可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性金属ペースト及びその製造方法、導電性パターンの形成方法並びに導電性金属ペースト用添加剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷やディスペンサー等による、導電性パターンの形成、基板の貫通穴の穴埋め、基板上への部品の搭載・接続を目的として、半田が一般的に用いられているが、環境保護の観点から鉛フリーの半田の開発が求められてきた。しかしながら、このような鉛フリーの半田は、焼結時に高温での加熱を必要とするため、熱に対して弱い材質には使用することが困難という問題を有する。
【０００３】
このため、鉛を用いない導電性金属ペーストとして、銀粉及び熱硬化性樹脂からなる導電性金属ペーストが開発されている（例えば、特許文献１参照）。更に、近年の電子機器の軽薄短小化に伴い、より軽量のプラスチック基板が用いられる要求があり、より低温の加熱温度で良好な接着性、導電性を有する導電性金属ペーストが求められている。
【０００４】
一般に平均粒子径が数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の金属微粒子は、その金属自体の融点よりも格段に低い温度で焼結することが知られている。これは、金属の微粒子においては、その粒子径を充分に小さくすると、全体に対する粒子表面に存在するエネルギー状態の高い原子の割合が大きくなり、金属原子の表面拡散が無視し得ないほど大きくなるために、粒子相互の界面の延伸がなされ焼結が行われるためと考えられる。このため、金属微粒子を使用することによって、低温焼付条件でも充分に導電性を有する導電性金属ペーストを得られることが期待される。
【０００５】
金属微粒子表面に分散相を形成し、分散媒に安定に分散させた金属コロイド粒子が開発されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、このような金属コロイド粒子を導電性金属ペーストに配合すると、金属コロイド粒子が非常に安定なコロイド状になっているために、金属間のランダムチェーンを形成することができず、低温硬化では充分な導電性を得ることができない。つまり、高い導電性を得るためには、分散相を分解するだけの温度で加熱する工程が必要となり、低温硬化性という効果を得ることができなかった。
【０００６】
特許文献３には、粒子径が限定された銅系金属粉末、金属超微粒子、有機酸等からなる導電性金属ペーストが開示されている。このような導電性金属ペーストは、低温での硬化が可能であるものの、銅系金属粉末の粒子径が限定されているために銅系金属粉末の選別工程が必要となり、コストの面で不利であった。さらに、分散相を有する金属超微粒子を使用したものではないため、金属超微粒子を均一に系中に存在させることができず、充分な導電性が得られない場合がある。
【０００７】
低温硬化性と安定性の両立を図るため、加熱時に金属微粒子表面に存在する分散相と反応する成分を配合することによって分散相を除去し、金属同士の接触面を増加することができる導電性ペーストが開示されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、このような導電性ペーストは、分散相を有機酸等と反応させることによって効果が得られるものであることから、分散相を形成する際に使用できる分散剤の種類が制限され、金属コロイド粒子を充分安定に分散させることが困難となる。
【０００８】
また、特許文献５には、特許文献４と同様に、加熱時に金属微粒子表面に存在する分散相と反応する成分を配合することによって分散相を除去し、金属同士の接触面を増加することができる導電性金属ペーストが開示されている。しかしながら、このような導電性金属ペーストは、分散相を形成する分散剤がバインダー樹脂との相溶性を有するものではなかったために、効率的に導電経路を形成することはできなかった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１６８３８号公報
【特許文献２】特開平１１−３１９５３８号公報
【特許文献３】国際公開第０２／３５５５４号パンフレット
【特許文献４】特開平１０−３１２７１２号公報
【特許文献５】特開２００５−２６０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記に鑑み、安定な金属コロイド粒子を含有し、低温硬化で良好な接着性、導電性を有する導電性金属ペースト及びその製造方法、上記導電性金属ペーストを利用した導電性パターンの形成方法、並びに、導電性金属ペースト用添加剤及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤、上記エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペーストに関する。
【００１２】
上記相溶性分散剤は、下記式を満たすものであることが好ましい。
０．１≦Ａ≦２０
Ａは、２５℃の温度において上記相溶性分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において上記溶液が白濁する時点の上記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【００１３】
上記金属コロイド粒子は、銀を含む金属からなるものであることが好ましい。
【００１４】
上記金属フィラーは、銅粒子の表面が銀により被覆されたコア・シェル型の銅／銀複合ミクロン粒子であることが好ましい。
【００１５】
本発明は、上記導電性金属ペーストを塗布して熱硬化させることを特徴とする導電性パターンの形成方法でもある。
【００１６】
本発明は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、上記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、金属フィラー、上記エポキシ樹脂、硬化剤、上記相溶性分散剤、及び、上記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペーストの製造方法でもある。
【００１７】
本発明は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、上記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、上記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、金属フィラー、上記エポキシ樹脂、硬化剤、上記相溶性分散剤、及び、上記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペーストの製造方法でもある。
【００１８】
本発明は、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペースト用添加剤でもある。
【００１９】
本発明は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、上記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、上記相溶性分散剤、及び、上記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペースト用添加剤の製造方法でもある。
【００２０】
本発明は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、上記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、上記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、上記相溶性分散剤、及び、上記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペースト用添加剤の製造方法でもある。
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
本発明の導電性金属ペーストは、金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤、上記エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むものである。本発明の導電性金属ペーストとは、回路印刷等に用いられる導電性コーティング剤、導電性インク、及び、半田代替の導電性接着剤としての用途に使用されるものである。
【００２２】
本発明の導電性金属ペーストは、エポキシ樹脂との相溶性に優れた相溶性分散剤含むものであるので、低温で硬化させても良好な導電性を得ることができる。これは、金属フィラー間に金属コロイド粒子が均一に分散することで金属フィラー間の導電経路が効率よく形成されるからである。
【００２３】
上記相溶性分散剤は、高分子量の重合体に金属粒子表面に対する親和性の高い官能基が導入されているとともに、溶媒和部分を含む構造を有する両親媒性の共重合体であり、通常は顔料ペーストの製造時に顔料分散剤として使用されているものである。
【００２４】
上記相溶性分散剤は、上記金属コロイド粒子表面に分散相を形成し、上記金属コロイド粒子が溶媒中で分散するのを安定化する働きをしていると考えられる。
【００２５】
上記相溶性分散剤は、エポキシ樹脂との相溶性に優れたものであれば特に限定されない。上記相溶性分散剤は、エポキシ樹脂との相溶性に優れることから、下記式を満たすものであることが好ましい。Ａが０．１未満であると、疎水性が高くなりすぎ粘度が上昇し、又、導電性が低下するおそれがある。Ａが２０を超えると、親水性が高くなりすぎ粘度が上昇し、又、導電性が低下するおそれがある。
０．１≦Ａ≦２０
Ａは、２５℃の温度において上記相溶性分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において上記溶液が白濁する時点の上記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【００２６】
上記Ａは、０．５以上であることが好ましく、１０以下であることが好ましい。
【００２７】
上記相溶性分散剤としては特に限定されないが、以下に説明するものを好適に使用することができる。すなわち；
（１）顔料親和性基を主鎖及び／又は複数の側鎖に有し、かつ、溶媒和部分を構成する複数の側鎖を有する櫛形構造の高分子
（２）主鎖中に顔料親和性基からなる複数の顔料親和部分を有する高分子
（３）主鎖の片末端に顔料親和性基からなる顔料親和部分を有する直鎖状の高分子
【００２８】
ここで、上記顔料親和性基とは、顔料の表面に対して強い吸着力を有する官能基をいい、例えば、オルガノゾルにおいては、第３級アミノ基、第４級アンモニウム基、塩基性窒素原子を有する複素環基、ヒドロキシル基、カルボキシル基；ヒドロゾルにおいては、フェニル基、ラウリル基、ステアリル基、ドデシル基、オレイル基等を挙げることができる。本発明において、上記顔料親和性基は、金属に対して強い親和力を示す。上記相溶性分散剤は、上記顔料親和性基を有することにより、貴金属又は銅の保護コロイドとして充分な性能を発揮することができる。
【００２９】
上記櫛形構造の高分子（１）は、上記顔料親和性基を有する主鎖及び／又は複数の側鎖とともに、溶媒和部分を構成する複数の側鎖を主鎖に結合した構造のものであり、これらの側鎖があたかも櫛の歯のように主鎖に結合されているものである。本明細書中、上述の構造を櫛形構造と称する。上記櫛形構造の高分子（１）において、上記顔料親和性基は、側鎖末端に限らず、側鎖の途中や主鎖中に複数存在していてもよい。なお、上記溶媒和部分は、溶媒に親和性を有する構造をいう。上記溶媒和部分は、例えば、水溶性の重合鎖、親油性の重合鎖等から構成されている。
【００３０】
上記櫛形構造の高分子（１）としては特に限定されず、例えば、特開平５−１７７１２３号公報に開示されている１個以上のポリ（カルボニル−Ｃ３ 〜Ｃ６ −アルキレンオキシ）鎖を有し、これらの各鎖が３〜８０個のカルボニル−Ｃ３ 〜Ｃ６ −アルキレンオキシ基を有しかつアミド又は塩架橋基によってポリ（エチレンイミン）に結合されている構造のポリ（エチレンイミン）又はその酸塩からなるもの；特開昭５４−３７０８２号公報に開示されているポリ（低級アルキレン）イミンと、遊離のカルボン酸基を有するポリエステルとの反応生成物よりなり、各ポリ（低級アルキレン）イミン連鎖に少なくとも２つのポリエステル連鎖が結合されたもの；特公平７−２４７４６号公報に開示されている末端にエポキシ基を有する高分子量のエポキシ化合物に、アミン化合物と数平均分子量３００〜７０００のカルボキシル基含有プレポリマーとを同時に又は任意順に反応させて得られる顔料分散剤等を挙げることができる。
【００３１】
上記櫛形構造の高分子（１）は、顔料親和性基が１分子中に２〜３０００個存在するものが好ましい。２個未満であると、分散安定性が充分ではなく、３０００個を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、コロイド粒子分散体と溶媒との親和性が低下してコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、２５〜１５００個である。
【００３２】
上記櫛形構造の高分子（１）は、溶媒和部分を構成する側鎖が１分子中に２〜１０００存在するものが好ましい。２未満であると、分散安定性が充分ではなく、１０００を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、コロイド粒子分散体の粘度が高くなりすぎてコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、５〜５００である。
【００３３】
上記櫛形構造の高分子（１）は、数平均分子量が２０００〜１００００００であることが好ましい。２０００未満であると、分散安定性が充分ではなく、１００００００を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、溶媒への溶解性が低下してコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、４０００〜５０００００である。
【００３４】
上記主鎖中に顔料親和性基からなる複数の顔料親和部分を有する高分子（２）は、複数の顔料親和性基が主鎖にそって配置されているものであり、上記顔料親和性基は、例えば、主鎖にペンダントしているものである。本明細書中、上記顔料親和部分は、上記顔料親和性基が１つ又は複数存在して、顔料表面に吸着するアンカーとして機能する部分をいう。
【００３５】
上記高分子（２）としては、例えば、特開平４−２１０２２０号公報に開示されているポリイソシアネートと、モノヒドロキシ化合物及びモノヒドロキシモノカルボン酸又はモノアミノモノカルボン酸化合物の混合物、並びに、少なくとも１つの塩基性環窒素とイソシアネート反応性基とを有する化合物との反応物；特開昭６０−１６６３１号公報、特開平２−６１２号公報、特開昭６３−２４１０１８号公報に開示されているポリウレタン／ポリウレアよりなる主鎖に複数の第３級アミノ基又は塩基性環式窒素原子を有する基がペンダントした高分子；特開平１−２７９９１９号公報に開示されている水溶性ポリ（オキシアルキレン）鎖を有する立体安定化単位、構造単位及びアミノ基含有単位からなる共重合体であって、アミン基含有単量単位が第３級アミノ基若しくはその酸付加塩の基又は第４級アンモニウムの基を含有しており、該共重合体１ｇ当たり０．０２５〜０．５ミリ当量のアミノ基を含有する共重合体；特開平６−１００６４２号公報に開示されている付加重合体からなる主鎖と、少なくとも１個のＣ１ 〜Ｃ４ アルコキシポリエチレン又はポリエチレン−コプロピレングリコール（メタ）アクリレートからなる安定化剤単位とからなり、かつ、２５００〜２００００の質量平均分子量を有する両親媒性共重合体であって、主鎖は、３０質量％までの非官能性構造単位と、合計で７０質量％までの安定化剤単位及び官能性単位とを含有しており、上記官能性単位は、置換されているか又は置換されていないスチレン含有単位、ヒドロキシル基含有単位及びカルボキシル基含有単位であり、ヒドロキシル基とカルボキシル基、ヒドロキシル基とスチレン基及びヒドロキシル基とプロピレンオキシ基又はエチレンオキシ基との比率が、それぞれ、１：０．１０〜２６．１；１：０．２８〜２５．０；１：０．８０〜６６．１である両親媒性高分子等を挙げることができる。
【００３６】
上記高分子（２）は、顔料親和性基が１分子中に２〜３０００個存在するものが好ましい。２個未満であると、分散安定性が充分ではなく、３０００個を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となり、また、コロイド粒子の粒度分布が広くなり、彩度が低下するおそれがある。より好ましくは、２５〜１５００個である。
【００３７】
上記高分子（２）は、数平均分子量が２０００〜１００００００であることが好ましい。２０００未満であると、分散安定性が充分ではなく、１００００００を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、溶媒への溶解性が低下してコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、４０００〜５０００００である。
【００３８】
上記主鎖の片末端に顔料親和性基からなる顔料親和部分を有する直鎖状の高分子（３）は、主鎖の片末端のみに１つ又は複数の顔料親和性基からなる顔料親和部分を有しているが、顔料表面に対して充分な親和性を有するものである。
【００３９】
上記直鎖状の高分子（３）としては特に限定されず、例えば、特開昭４６−７２９４号公報に開示されている一方が塩基性であるＡ−Ｂブロック型高分子；米国特許第４６５６２２６号明細書に開示されているＡブロックに芳香族カルボン酸を導入したＡ−Ｂブロック型高分子；米国特許第４０３２６９８号明細書に開示されている片末端が塩基性官能基であるＡ−Ｂブロック型高分子；米国特許第４０７０３８８号明細書に開示されている片末端が酸性官能基であるＡ−Ｂブロック型高分子；特開平１−２０４９１４号公報に開示されている米国特許第４６５６２２６号明細書に記載のＡブロックに芳香族カルボン酸を導入したＡ−Ｂブロック型高分子の耐候黄変性を改良したもの等を挙げることができる。
【００４０】
上記直鎖状の高分子（３）は、顔料親和性基が１分子中に２〜３０００個存在するものが好ましい。２個未満であると、分散安定性が充分ではなく、３０００個を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、コロイド粒子分散体の粘度が高くなりすぎてコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、５〜１５００個である。
【００４１】
上記直鎖状の高分子（３）は、数平均分子量が１０００〜１００００００であることが好ましい。１０００未満であると、分散安定性が充分ではなく、１００００００を超えると、粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。また、溶媒への溶解性が低下してコロイド粒子の濃度を高めることが困難となるおそれがある。より好ましくは、２０００〜５０００００である。
【００４２】
上記相溶性分散剤としては、種々のものが利用できるが、市販されているものを使用することもできる。０．１≦Ａ≦２０を満たす市販品としては、例えば、以下のものを例示できる。
【００４３】
ディスパービック１０２、ディスパービック１０３、ディスパービック１０６、ディスパービック１０８、ディスパービック１０９、ディスパービック１１２、ディスパービック１１６、ディスパービック１４０、ディスパービック１４２、ディスパービック１４５、ディスパービック１６１、ディスパービック１６２、ディスパービック１６２、ディスパービック１６３、ディスパービック１６４、ディスパービック１６６、ディスパービック１６７、ディスパービック１６８、ディスパービック１７０、ディスパービック１７１、ディスパービック１７４、ディスパービック１８２、ディスパービック２０００、ディスパービック２００１、ディスパービック２０２０、ディスパービック２０５０、ディスパービック２０７０、ディスパービック２１５０、ＢＹＫ−Ｐ１０５、ＢＹＫ−９０７６、ＢＹＫ−９０７７、ＢＹＫ−２２０Ｓ（以上、ビックケミー社製。）。
【００４４】
ＥＦＫＡ−１１０１、ＥＦＫＡ−４００８、ＥＦＫＡ−４００９、ＥＦＫＡ−４０１０、ＥＦＫＡ−４０１５、ＥＦＫＡ−４０２０、ＥＦＫＡ−４０４６、ＥＦＫＡ−４０４７、ＥＦＫＡ−４０５０、ＥＦＫＡ−４０５５、ＥＦＫＡ−４０６０、ＥＦＫＡ−４０６１、ＥＦＫＡ−４０８０、ＥＦＫＡ−４３００、ＥＦＫＡ−４３３０、ＥＦＫＡ−４３４０、ＥＦＫＡ−４４００、ＥＦＫＡ−４４０１、ＥＦＫＡ−４４０２、ＥＦＫＡ−４４０３、ＥＦＫＡ−４４０６、ＥＦＫＡ−５０１０、ＥＦＫＡ−５０４４、ＥＦＫＡ−５０５４、ＥＦＫＡ−５０５５、ＥＦＫＡ−５０６５、ＥＦＫＡ−５０６６、ＥＦＫＡ−５０７０、ＥＦＫＡ−５０７１、ＥＦＫＡ−５２０７、ＥＦＫＡ−５２４４（以上、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製。）。
【００４５】
ソルスパース２４０００、ソルスパース２６０００、ソルスパース２８０００、ソルスパース３２０００、ソルスパース３２５００、ソルスパース３２５５０、ソルスパース３４７５０、ソルスパース３５１００、ソルスパース３６０００、ソルスパース３７５００、ソルスパース３８５００、ソルスパース３９０００、ソルスパース４１０００、ソルスパース５４０００、ソルスパース７１０００、ソルスパース８０００、ソルスパース８１００、ソルスパース８２００、ソルスパース９０００、ソルスパースＲＭ５０（以上、ルーブリゾール社製。）。
【００４６】
フローレンＤ９０、フローレンＧ−７００、フローレンＤＯＰＡ−３３、フローレンＤＯＰＡ−１５ＢＨＦ、フローレンＤＯＰＡ−１７ＨＦ、フローレンＮＣ−５００（以上、共社化学社製。）。
【００４７】
アジスパーＰＢ７１１、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２、アジスパーＰＮ４１１、アジスパーＰＡ１１１（以上、味の素ファインテクノ社製。）。ディスパロンＤＡ−７３０１、ディスパロンＤＡ−２３４、ディスパロンＤＡ−３２５、ディスパロンＤＡ−３７５（以上、楠本化成社製。）。サーフィノールＴＧ（エアロプロダクツ社製）。サーフィノールＴＧ（エアープロダクツ社製）。
【００４８】
上記の各相溶性分散剤は単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４９】
上記相溶性分散剤の配合量は、上記金属１００質量部に対して５〜１０００質量部が好ましい。５質量部未満であると、上記貴金属又は銅のコロイド粒子の分散性が不充分となるおそれがあり、１０００質量部を超えると、塗料や樹脂成型物に配合した際に、バインダー樹脂に対する相溶性分散剤の混入量が多くなり、物性等に不具合が生じやすくなる。より好ましくは、２０〜２００質量部である。従って、本発明においては、添加量の下限を極めて少量とすることができる。
【００５０】
上記金属コロイド粒子は、相溶性分散剤からなる分散相を表面に有し、コロイド状に安定に分散した平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属の微粒子である。１００ｎｍを超えると、充分な導電性を得ることができない。好ましくは５ｎｍ以上である。上記金属コロイド粒子は、金属化合物を溶媒に溶解して生じる金属イオンを還元し、得られたコロイド溶液に相溶性分散剤を添加した上で、電気透析、遠心分離、限外濾過等を行うことにより得ることができる。
【００５１】
上記金属コロイド粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡により測定するものである。
【００５２】
上記金属コロイド粒子となる金属としては特に限定されないが、優れた導電膜を得る点から、貴金属又は銅が好ましい。上記貴金属としては特に限定されず、例えば、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等を挙げることができる。なかでも、金、銀、パラジウム、白金がより好ましく、導電性付与の観点から銀を含む金属からなるものであることが更に好ましく、銀が最も好ましい。
【００５３】
上記金属コロイド粒子は、銀及びビスマスからなる合金ナノ粒子であってもよい。上記ビスマスは、銀より融点が低く、且つ、銀との共晶を形成するため、凝固点降下によって両成分物質の融点より低い温度（共融点）で融解する。従って、低温での熱処理による焼結が可能になる。また、ビスマスは、導電性が低いものの、銀との共晶形成により合金ナノ粒子中に結晶粒子レベルで点在するため、合金ナノ粒子の焼結が行われ、銀原子による導電経路が導電性パターンに形成される際に、ビスマスの存在によって導電経路が遮断されたり阻害されたりし難く、これにより、導電性の低い金属との合金化に起因した抵抗値の上昇が抑制される。
【００５４】
本発明の導電性金属ペーストは、更に、エポキシ樹脂を含有するものである。上記エポキシ樹脂を含有することにより、硬化又は成形後の導電性パターンの物性を保ち、導電膜と基材との密着性を得ることができる。熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を用いれば、樹脂が加熱硬化時に収縮することにより、金属間の間隙が狭められ導電性を高めることができる。
【００５５】
上記エポキシ樹脂としては特に限定されないが、なかでも、２５℃において液状であるエポキシ樹脂が好ましい。本発明に用いるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック類とエピクロルヒドリンとの反応により得られるアルキルグリシジルエーテル、ポリグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどの脂肪族エポキシ、ジグリシジルヒダントインなどの複素環式エポキシ、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジオキサイド、アリサイクリックジエポキシ−アジペイト等の脂環式エポキシ等を挙げることができる。なかでも、アルキルグリシジルエーテルが好ましい。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で用いることができ、又は、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００５６】
本発明の導電性金属ペーストにおける上記エポキシ樹脂の含有量は、上記導電性金属ペースト全体量１００質量部に対して下限１質量部、上限３０質量部の範囲内であることが好ましい。上記含有量が１質量部未満であると、導電性パターンの物性が不良となったり、基材との密着性が不充分となったりするおそれがあり、３０質量部を超えると導電性が低下するおそれがある。
【００５７】
本発明の導電性金属ペーストは、更に、硬化剤を含有するものである。上記硬化剤としては特に限定されず、例えば、酸無水物、アミン化合物、イミダゾール化合物、ジシアンジアミド等を挙げることができる。なかでも、イミダゾール化合物が好ましい。上記イミダゾール化合物は、下記一般式（１）で表される化合物である。式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜１７のアルキル基、又は、フェニル基を表す。Ｒ２は、水素原子、又は、メチル基を表す。上記炭素数１〜１７のアルキル基としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基等を挙げることができる。
【００５８】
【化１】
【００５９】
上記イミダゾール化合物としては特に限定されず、市販されているものを使用してもよい。具体的には、例えば、２ＭＺ（２−メチルイミダゾール、四国化成工業社製）、２ＰＺ（２−フェニルイミダゾール、四国化成工業社製）、Ｃ１１Ｚ（２−ウンデシルイミダゾール、四国化成工業社製）、Ｃ１７Ｚ（２−ヘプタデシルイミダゾール、四国化成工業社製）等を挙げることができる。これらは単独で使用してもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００６０】
上記硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して下限０．０５質量部、上限３０質量部の範囲内であることが好ましい。０．０５質量部未満であると硬化が不充分であるために成膜後の強度、密着性が不足したり、導電性が低下したりするおそれがある。一方、３０質量部を超えると、硬化反応性が高すぎて、ペーストを塗布する前に硬化反応が進行し、基板へのペーストの塗布が行えなくなるおそれがある。
【００６１】
本発明の導電性金属ペーストは、更に、金属フィラーを含有するものである。上記金属フィラーを含有することにより、加熱時に金属フィラー間で金属コロイドが溶融することで、接触面積が増加するために、高い導電性を得ることができる。
【００６２】
上記金属フィラーとしては特に限定されず、従来導電性金属ペースト等に使用されてきた金属フィラーを挙げることができる。上記金属フィラーの平均粒子径は、０．１μｍ超、上限２０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。このような金属フィラーを配合することによって、上記金属コロイド粒子が金属フィラー間の融着剤として作用し、接触面積が増大することでより高い導電性を得ることができる。上記金属フィラーとしては、具体的には、銀、金、白金、パラジウム、銀−白金、パラジウム−白金等を挙げることができるが、銀を含むものであることが好ましく、導電性やコストの点で銅粒子の表面が銀により被覆されたコア・シェル型の銅／銀複合ミクロン粒子であることがより好ましい。また、上記金属コロイド粒子を形成する金属と同一の金属であることが好ましく、銀のコロイド粒子に対して銀を金属フィラーとして使用することがより好ましい。
【００６３】
上記金属フィラーの含有量としては特に限定されず、得られる導電性金属ペースト全体量１００質量部に対してトータル金属量が７０質量部以上であることが好ましく、８５質量部以上であることがより好ましく、金属コロイド粒子の金属分１質量部に対して金属フィラーの金属分は、１００質量部以下であることが好ましい。
【００６４】
上記金属コロイド粒子の含有量は、小さいほど好ましく、上記金属フィラーに対して金属分として２０質量％以下が好ましい。上記含有量が２０質量％を超えると、得られる導電性パターンの物性が不良になる場合がある。より好ましくは１０質量％以下であり、更に好ましくは５質量％以下である。
【００６５】
本発明の導電性金属ペーストは、得られる導電膜の性能を阻害しない範囲で他の成分を含有してもよい。上記他の成分としては特に限定されず、例えば、溶剤や塗面調整剤、たれ止め剤及び界面活性剤などの塗料用添加剤、着色顔料、体質顔料及びメタリック顔料等の顔料類を必要に応じて配合することができる。
【００６６】
本発明の導電性金属ペーストに含有されうる溶剤としては特に限定されないが、例えばアルコール系、ケトン系、エステル系、エーテル系の有機溶剤を挙げることができる。
【００６７】
アルコール系としてはメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール等の短鎖アルコール；ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン等の多価アルコール；テルピネオールやジヒドロテルピネオール、マルチトール等の高沸点アルコールが挙げられる。
【００６８】
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソブチルケトン等が挙げられる。
【００６９】
エーテル系溶剤としては、工業的にグリコールエーテルと称されるエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
【００７０】
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、安息香酸ブチル、アントラニル酸メチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、酢酸カルビトール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ギ酸テルピネオール、乳酸ヘキシル、乳酸エチルヘキシル、乳酸ドデシル、リンゴ酸ジエチル、酒石酸ジエチル、クエン酸トリエチル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリントリアセテート等が挙げられる。
【００７１】
これらの溶剤は、限外ろ過やエバポレーション等によって溶媒置換したり、単に添加したりして使用することができる。
【００７２】
粘性調整剤としてポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールやエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの共重合体を含んでいても良い。
【００７３】
本発明の導電性金属ペーストは、本発明の導電性金属ペーストの製造方法により好適に製造できる。
【００７４】
本発明の導電性金属ペーストの製造方法は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、上記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする。
【００７５】
上記工程（１）は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に還元反応を行うものであるので、還元反応において生じやすい粒子の巨大化や粒子同士の凝集を防止することができる。上記工程（１）を相溶性分散剤の存在下に行うと、相溶性分散剤は水溶性高分子顔料分散剤に比べて金属コロイド粒子の分散安定能に劣るため、粒子の巨大化や粒子同士の凝集が生じて、安定な水系金属コロイド分散体を得ることができない。
【００７６】
また、工程（３）において限外ろ過を行うことにより、塩化物イオン等の雑イオン、還元で生じた塩、アミン等を除去することができ、同時に金属濃度を高めることができる。これらの雑イオン、塩やアミンは、得られる金属コロイド溶液の安定性に悪影響を及ぼすおそれがあるので、除去しておくことが望ましい。
【００７７】
上記工程（３）において、水系金属コロイド分散体に相溶性分散剤を加えて限外ろ過を行うことにより、エポキシ樹脂との相溶性が低い水溶性高分子顔料分散剤をエポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤に置換できる。上記工程（３）を行うものであると、相溶性分散剤によって分散安定化された金属コロイド粒子を得ることができるので、金属コロイド粒子を金属フィラー間に均一に分散させることができる。また、上記工程（３）における限外ろ過によって水溶性高分子顔料分散剤の含有量が低下するので、単に相溶性分散剤を添加するよりも分散体中の有機樹脂成分の含有量が低いものとなり、製膜後の導電性を優れたものとすることができる。
【００７８】
上記工程（３）において、水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行うことにより、水系金属コロイド分散体の溶媒であった水がアルコール又はグリコールエーテルに置換される。この置換によって、水に溶解しにくい相溶性分散剤の使用が可能となる。
【００７９】
上記炭素数１〜４のアルコールとしては、エタノール、エチレングリコール等が挙げられ、上記グリコールエーテルとしては、メトキシプロパノール、プロポキシプロパノール、ブトキシプロパノール、メトキシブタノール、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。なかでも、エタノールが好ましい。
【００８０】
本発明の導電性金属ペーストの製造方法は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、上記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、上記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むものであることが好ましい。
【００８１】
上記工程（２）を行うものであると、相溶性分散剤を添加する前に相溶性分散剤の溶解度が高い溶媒に交換されるので、上記工程（１）及び（３）のみを行う場合よりもＡの値が小さい相溶性分散剤を使用することが可能となる。上記工程（２）でのアルコールは、工程（３）と同一でもよく異なっていてもよい。
【００８２】
本発明の導電性金属ペーストの製造方法は、工程（３）の後、更に、金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤等を混合する工程を含むものであることが好ましい。上記混合する工程の後、他の成分を順次添加する工程を含んでも良い。
【００８３】
上記水溶性高分子顔料分散剤は、上記相溶性分散剤よりも水溶性が高く、高分子量の重合体に顔料表面に対する親和性の高い官能基が導入されているとともに、溶媒和部分を含む構造を有する両親媒性の共重合体であり、通常は顔料ペーストの製造時に顔料分散剤として使用されているものである。上記水溶性高分子顔料分散剤は、高い水溶性を有すること以外は上述した相溶性分散剤と共通の構造を有しうるものである。
【００８４】
上記水溶性高分子顔料分散剤は、金属コロイド粒子を安定に分散させることができる点で、下記式を満たすものであることが好ましい。
２０ ＜ Ａ
Ａは、２５℃の温度において上記水溶性高分子顔料分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において上記溶液が白濁する時点の上記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【００８５】
上記式を満たす水溶性高分子顔料分散剤としては、例えば、以下のものを例示することができる。
【００８６】
ディスパービック、ディスパービック１８０、ディスパービック１８３、ディスパービック１８５、ディスパービック１８４、ディスパービック１８７、ディスパービック１９０、ディスパービック１９１、ディスパービック１９２、ディスパービック１９３、ディスパービック１９４、ディスパービック２０１０、ディスパービック２０９０、ディスパービック２０９１、ディスパービック２０９５、ディスパービック２０９６、ＢＹＫ−１５４（以上、ビックケミー社製。）。
【００８７】
ＤＩＳＰＥＸ Ａ４０、ＤＩＳＰＥＸ ＧＡ４０、ＤＩＳＰＥＸ ＨＤＮ、ＤＩＳＰＥＸ Ｎ４０、ＥＦＫＡ−１５００、ＥＦＫＡ−１５０２、ＥＦＫＡ−１５０３、ＥＦＫＡ−４５００、ＥＦＫＡ−４５１０、ＥＦＫＡ−４５２０、ＥＦＫＡ−４５３０、ＥＦＫＡ−４５４０、ＥＦＫＡ−４５５０、ＥＦＫＡ−４５６０、ＥＦＫＡ−４５７０、ＥＦＫＡ−４５８０、ＥＦＫＡ−４５８５、ＥＦＫＡ−４５９０、ＥＦＫＡ−５０７１、ＥＦＫＡ−６２２０、ＥＦＫＡ−６２２５、ＥＦＫＡ−６２３０、ＥＦＫＡ−６５２５（以上、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製。）。
【００８８】
ソルスパース２００００、ソルスパース２７０００、ソルスパース４１０９０、ソルスパース４３０００、ソルスパース４４０００、ソルスパース４６０００、ソルスパース４７０００、ソルスパース５３０９５（以上、ルーブリゾール社製。）。
【００８９】
ジョンクリル６７８、ジョンクリル６８３、ジョンクリル６１１、ジョンクリル６８０、ジョンクリル６８２、ジョンクリル５２Ｊ、ジョンクリル５７Ｊ、ジョンクリル６０Ｊ、ジョンクリル６１Ｊ、ジョンクリル６２Ｊ、ジョンクリル６３Ｊ、ジョンクリル７０Ｊ、ジョンクリルＨＰＤ−９６Ｊ、ジョンクリル５０１Ｊ、ジョンクリル３５４Ｊ、ジョンクリル６６１０、ジョンクリルＰＤＸ−６１０２Ｂ（以上、ＢＡＳＦ社製。）。
【００９０】
フローレンＧ−７００ＡＭＰ、フローレンＷＫ−１３Ｅ、フローレンＴＧ−７５０Ｗ、フローレンＴＧ−７６０Ｗ（以上、共社化学社製。）。ディスパロンＡＱ−３３０（楠本化成社製）。サーフィノールＧＡ、サーフィノールＣＴ−１３６、サーフィノールＣＴ−１５１（以上、エアープロダクツ社製。）。
【００９１】
上述の水溶液中の金属イオンは、金属化合物を溶媒に溶解させることにより得ることができる。
【００９２】
上記金属化合物としては、貴金属又は銅を含むものであれば特に限定されず、例えば、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸四水和物（塩化金酸）、硝酸銀、酢酸銀、過塩素酸銀（ＩＶ）、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸六水和物（塩化白金酸）、塩化白金酸カリウム、塩化銅（ＩＩ）二水和物、酢酸銅（ＩＩ）一水和物、硫酸銅（ＩＩ）、塩化パラジウム（ＩＩ）二水和物、三塩化ロジウム（ＩＩＩ）三水和物等を挙げることができる。これらは、１種又は２種以上を使用することができる。上記金属化合物としては、銀を含むものであることが好ましい。
【００９３】
上記金属化合物は、溶媒中の金属モル濃度が０．０１ｍｏｌ／ｌ以上となるように用いられることが好ましい。０．０１ｍｏｌ／ｌ未満であると、得られる金属コロイド溶液の金属モル濃度が低すぎて、効率的でない。好ましくは０．０５ｍｏｌ／ｌ以上、より好ましくは０．１ｍｏｌ／ｌ以上である。
【００９４】
上記溶媒としては上記金属化合物を溶解することができるものであれば特に限定されず、例えば、水、水と有機溶媒との混合溶液等を挙げることができるが、水であることが好ましい。上記有機溶媒としては特に限定されず、例えば、エタノール、エチレングリコール等の炭素数１〜４のアルコール；メトキシプロパノール、プロポキシプロパノール、ブトキシプロパノール、メトキシブタノール、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル；アセトン等のケトン類；酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。上記有機溶媒としては、水可溶性のものが好ましく、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、メトキシプロパノール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、炭酸プロピレン等が挙げられる。
【００９５】
上記金属コロイド粒子を得るための金属イオンの還元は、還元性化合物を用いて行うことができる。上記還元性化合物としては、アミンが好ましく、上記金属化合物の溶液にアミンを添加して攪拌、混合することによって、金属イオンが常温付近で金属に還元される。上記アミンを使用することにより、危険性や有害性の高い還元剤を使用する必要がなく、加熱や特別な光照射装置を使用することなしに、５〜１００℃程度、好ましくは２０〜８０℃程度の反応温度で、金属化合物を還元することができる。
【００９６】
上記アミンとしては特に限定されず、例えば、特開平１１−８０６４７号公報に例示されているものを使用することができ、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン、１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等の脂肪族アミン；ピペリジン、Ｎ−メチルピペリジン、ピペラジン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルピペラジン、ピロリジン、Ｎ−メチルピロリジン、モルホリン等の脂環式アミン；アニリン、Ｎ−メチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、トルイジン、アニシジン、フェネチジン等の芳香族アミン；ベンジルアミン、Ｎ−メチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、フェネチルアミン、キシリレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルキシリレンジアミン等のアラルキルアミン等を挙げることができる。また、上記アミンとして、例えば、メチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、トリエタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、プロパノールアミン、２−（３−アミノプロピルアミノ）エタノール、ブタノールアミン、ヘキサノールアミン、ジメチルアミノプロパノール等のアルカノールアミンも挙げることができる。これらのうち、アルカノールアミンが好ましく、ジメチルエタノールアミンがより好ましい。
【００９７】
上記アミンの他に、従来より還元剤として使用されている水素化ホウ素ナトリウム等のアルカリ金属水素化ホウ素塩；ヒドラジン化合物；クエン酸；酒石酸；アスコルビン酸；ギ酸；ホルムアルデヒド；亜ニチオン酸塩、スルホキシル酸塩誘導体等を使用することができる。入手容易なことから、クエン酸；酒石酸；アスコルビン酸が好ましい。これらは、単独又は上記アミンと組み合わせて使用することが可能であるが、アミンとクエン酸、酒石酸、アスコルビン酸を組み合わせる場合、クエン酸、酒石酸、アスコルビン酸はそれぞれ塩の形のものを用いることが好ましい。また、クエン酸やスルホキシル酸塩誘導体は、鉄（ＩＩ）イオンと併用することによって、還元性の向上を図ることができる。
【００９８】
上記還元性化合物の添加量は、溶媒中の金属イオンを還元するのに必要な量以上であることが好ましい。この量未満であると、還元が不充分となるおそれがある。また、上限は特に規定されないが、溶媒中の金属イオンを還元するのに必要な量の３０倍以下であることが好ましく、１０倍以下であることがより好ましい。
【００９９】
また、これらの還元性化合物の添加により化学的に還元する方法以外に、高圧水銀灯を用いて光照射する方法も使用することも可能である。
【０１００】
上記還元性化合物を添加する方法としては特に限定されず、例えば、水溶性高分子顔料分散剤の添加後に行うことができ、例えば、まず溶媒に水溶性高分子顔料分散剤を溶解させ、更に、上記還元性化合物又は金属化合物の何れかを溶解させて得られる溶液に、還元性化合物又は金属化合物の残った方を加えることで、還元を進行させることができる。上記還元性化合物を添加する方法としては、また、先に水溶性高分子顔料分散剤と上記還元性化合物とを混合しておき、この混合物を金属化合物の溶液に加える形態をとってもよい。
【０１０１】
上記還元により、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含む分散体が得られる。上記還元後の分散体は、上記金属コロイド粒子及び上述の水溶性高分子分散剤を含むものであり、水系金属コロイド分散体となる。上記水系金属コロイド分散体とは、金属の微粒子が溶媒中に分散しており、溶液として視認できるような状態にあるものを意味している。
【０１０２】
本発明の導電性金属ペーストを塗布して熱硬化させることを特徴とする導電性パターンの形成方法も本発明の一つである。本発明の導電性パターンの形成方法は、本発明の導電性ペーストを使用するものであるので、熱硬化の温度が低く、高い導電性を有する導電性パターンを形成することができる。
【０１０３】
本発明の導電性金属ペーストの塗布方法としては特に限定されず、従来公知の方法によって塗装することができる。上記塗布方法としては、具体的には、ディスペンス法、印刷法、スタンピング法等を挙げることができる。上記熱硬化は、例えば、５０〜３００℃、１秒〜６０分程度の条件で行うことができる。特に、本発明の導電性金属ペーストは、１２０℃以下の低温で加熱硬化した際にも良好な導電性を得ることができる点で優れている。
【０１０４】
本発明の導電性金属ペーストを塗布できる基材としては特に限定されず、例えば、セラミック、ガラス、ガラスエポキシ基板、ＢＴ基板、及び、半導体を接着するための４２アロイ、銅等のリードフレーム等を挙げることができる。本発明の導電性金属ペーストは、例えば、コンデンサ、チップ抵抗器、導体回路、リードフレームと半導体の接着部分等に好適に利用できる。本発明の導電性金属ペーストは、低温で加熱硬化しても高い導電性が得られるため、熱に弱い基材に対しても好適に適用することができるものである。
【０１０５】
エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペースト用添加剤も本発明の一つである。本発明の導電性金属ペースト用添加剤を、金属フィラーを含有する市販の導電性金属ペーストに添加すると、より高い導電性を有する導電性パターンを得ることができる。本発明の導電性金属ペースト用添加剤は、上記エポキシ樹脂及び／又は硬化剤を含むことが好ましい。
【０１０６】
上記導電性金属ペースト用添加剤における上記金属コロイド粒子の含有量は、導電性金属ペースト用添加剤１００質量部に対して金属として、下限１０質量部、上限９７質量部の範囲内であることが好ましい。上記含有量が１０質量部未満であると、最終導電性金属ペースト中の金属含有率を上げることが難しくなるため好ましくない。上記含有量が９７質量部を超えると、添加剤としての安定性が低下したり、粘度が高くなりすぎたりするおそれがある。上記下限は、３０質量部がより好ましく、上記上限は、９５質量部がより好ましい。
【０１０７】
上記導電性金属ペースト用添加剤はエポキシ樹脂を含有してもよく、エポキシ樹脂としては、上記金属コロイド粒子が安定に存在するものであれば特に限定されないが、上述したエポキシ樹脂を挙げることができる。
【０１０８】
上記導電性金属ペースト用添加剤における上記エポキシ樹脂の含有量は、導電性金属ペースト用添加剤１００質量部に対して１〜８５質量部であることが好ましい。上記含有量が８５質量部を超えると、得られる導電性金属ペーストの導電性が低下するおそれがあり、１質量部未満となると焼成後の膜強度、密着性の低下のおそれがある。上記下限は、５質量部がより好ましく、上記上限は、５０質量部がより好ましい。
【０１０９】
上記導電性金属ペースト用添加剤は硬化剤を含有してもよく、硬化剤としては特に限定されないが、上述した硬化剤を挙げることができる。
【０１１０】
上記導電性金属ペースト用添加剤は、更に、上述の他の成分、例えば、粘度調整のための溶剤等を含有してもよい。上記溶剤としては、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルが好ましい。
【０１１１】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤を添加することができる既製の導電性金属ペーストとしては特に限定されず、金属フィラー及び樹脂からなる従来公知の導電性金属ペーストを挙げることができる。上記既製の導電性金属ペーストに含まれる金属フィラーとしては特に限定されず、例えば、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金等を挙げることができるが、上記金属コロイド粒子を形成する金属と同一の金属であることが好ましい。上記導電性金属ペーストとしては、例えば、ＲＭ９０３０（福田金属箔粉工業株式会社製）、ドータイトＳＡ−０４２５（藤倉化成株式会社製）等の市販の製品を使用することもできる。
【０１１２】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤は、本発明の導電性金属ペースト用添加剤の製造方法により好適に製造できる。
【０１１３】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤の製造方法は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、上記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする。
【０１１４】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤の製造方法は、水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、上記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、上記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むものであることが好ましい。
【０１１５】
本発明の導電性金属ペースト用添加剤の製造方法は、工程（３）の後、更に、エポキシ樹脂、硬化剤等を混合する工程を含むものであることが好ましい。上記混合する工程の後、他の成分を順次添加する工程を含んでも良い。
【発明の効果】
【０１１６】
本発明は、低温硬化でも、抵抗が充分小さい導電膜を得ることができる導電性金属ペーストである。つまり、本発明の導電性金属ペーストは、熱に弱い基材に対しても好適に適用できるものである。また、本発明の導電性金属ペーストは、金属の微小粒子を含有するため、近年の微細な回路形成、層間接合にも利用することができる。また、本発明の導電性金属ペースト用添加剤を従来の導電性金属ペーストに配合すると、導電性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１７】
以下、本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また、実施例中、「部」は特に断りのない限り「質量部」を意味し、「％」は特に断りのない限り「質量％」を意味する。
【０１１８】
なお、各実施例及び比較例において、各値の測定は以下の方法により行った。
【０１１９】
ろ液の伝導度
ＥＵＴＥＣＨ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社の伝導度計（導電率計）であるＣｙｂｅｒ Ｓｃａｎ ＣＯＮ１００を用いて測定した。
【０１２０】
金属コロイド粒子の平均粒子径
透過型電子顕微鏡を用いて測定した。
【０１２１】
銀コロイド溶液の固形分濃度及び固形分中の銀含有率
１００〜１５０℃および数１００℃でそれぞれ加熱して得られる残分を測定することにより求めた。具体的には、ＴＧ−ＤＴＡを用いて、１４０℃まで１０℃／分で昇温した後、３０分間、１４０℃を維持して、まず固形分量を求めた。その後、５００℃まで再び１０℃／分で昇温した後、３０分間、５００℃を維持して金属量を求めた。
【０１２２】
導電性組成物薄膜の膜厚
ミツトヨ社製のクーラントプルーフマイクロメータ（２９３−２３０）を用いて、膜厚を算出した。
【０１２３】
金属コロイドの製造例１ （銀コロイド溶液の製造）
２リットルのコルベンに水溶性高分子顔料分散剤ディスパービック１９０（ビックケミー社製、Ａは５０以上）１２ｇ、及び、イオン交換水４２０．５ｇを入れた。このコルベンをウォーターバスに入れ、ディスパービック１９０が溶解するまで５０℃で攪拌した。ここに、イオン交換水４２０．５ｇに溶解させた硝酸銀１００ｇを攪拌しながら加えて、７０℃で１０分間攪拌した。次に、ジメチルアミノエタノール２６２ｇを加えたところ、液が一瞬で黒変し、液温が７６℃まで上昇した。そのまま放置して液温が７０℃まで下がったところで、この温度を保ちながら２時間攪拌を続け、黒っぽい黄色を呈する銀コロイドを含んだ水溶液が得られた。
【０１２４】
次に、限外濾過モジュールＡＨＰ１０１０（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数４００本）、マグネットポンプ、下部にチューブ接続口のある３リットルのステンレスカップをシリコンチューブでつないで、限外濾過装置とした。先の水溶液を限外濾過装置のステンレスカップに入れて、更に２リットルのイオン交換水を加えてから、ポンプを稼動させて限外濾過を行った。約４０分後にモジュールからの濾液が２リットルになった時点で、ステンレスカップに２リットルのエタノールを加えた。その後、濾液の伝導度が５μＳ／ｃｍ以下になったことを確認し、母液の量が５００ｍｌになるまで濃縮を行った。
【０１２５】
続いて母液を入れた５００ｍｌステンレスカップ、限外濾過モジュールＡＨＰ００１３（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数１００本）、チューブポンプ、及び、アスピレーターをからなる限外濾過装置を組んだ。このステンレスカップに先に得られた母液を入れ、固形分濃度を高めるための濃縮を行った。母液が約２００ｍｌになった時点でポンプを停止して、濃縮を終了することにより、固形分３０．０％の銀コロイドのエタノール溶液が得られた。この溶液中の銀コロイド粒子の平均粒子径は、２７ｎｍであった。また、ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル製）を用いて、固形分中の銀の含有率を計測したところ、仕込みの９３．０％に対して、９６．０％であった。
【０１２６】
金属コロイドの製造例２ （相溶性分散剤を含有した金属コロイド溶液の製造）
ビックケミー社製のディスパービック１８２（固形分濃度４３．０％、白濁までの水添加量：８．５ｍｌ、すなわちＡの値が８．５）２．７９ｇにエタノール２０ｇを加えてよく攪拌し、ディスパービック１８２をエタノールによく溶解させた。このディスパービック１８２のエタノール溶液および実施例１で得られた、固形分濃度が３０．０％の銀コロイドのエタノール溶液５０ｇを１００ｍｌ容器に加えた。この銀コロイド粒子とディスパービック１８２を入れた１００ｍｌ容器、限外ろ過モジュールＡＨＰ００１３（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数１００本）、チューブポンプ、アスピレーターからなる限外ろ過装置を組んだ。限外ろ過を行い、容器内の液量が３０ｍｌ以下になった時点で、新たにエタノール７０ｍｌを加えて限外ろ過の作業を続けた。この作業を計５回繰り返した。この作業繰り返した後も液量が５０ｍｌになるまで作業を繰り返し、固形分濃度が３０．８％の銀コロイドのエタノール溶液（銀コロイド粒子の平均粒子径：２７ｎｍ）を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９５．０％であった。
【０１２７】
金属コロイドの製造例３ （相溶性分散剤を含有した金属コロイド溶液の製造）
ディスパービック１８２の添加量を２．７９ｇから１．１２ｇに変更する以外は、実施例２にしたがって銀コロイド溶液を得た。この溶液を限外ろ過装置から取り出さずに、これにルーブリゾール社製のソルスパース３２５５０（固形分濃度：５０．０％、白濁までの水添加量：２．０ｍｌ、Ａの値は２．０）０．７２ｇをメトキシプロパノール（協和発酵社製のアーコソルブＰＭ）２０ｇに溶解させた溶液を加えて、さらに限外ろ過を続けた。限外ろ過を行い、容器内の液量が３０ｍｌ以下になった時点で、新たにメトキシプロパノール７０ｍｌを加えて限外ろ過の作業を続けた。この作業を計５回繰り返した。この作業繰り返した後も液量が５０ｍｌになるまで作業を繰り返し、固形分濃度が３０．８％の銀コロイドのメトキシプロパノール溶液（銀コロイド粒子の平均粒子径：２７ｎｍ）を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９４．０％であった。
【０１２８】
水系金属コロイド粒子ペーストの製造例４ （銀コロイド粒子の水溶液の製造）
２リットルのコルベンに水溶性高分子顔料分散剤ディスパービック１９０（ビックケミー社製、Ａは５０以上）１２ｇ、及び、イオン交換水４２０．５ｇを入れた。このコルベンをウォーターバスに入れ、ディスパービック１９０が溶解するまで５０℃で攪拌した。ここに、イオン交換水４２０．５ｇに溶解させた硝酸銀１００ｇを攪拌しながら加えて、７０℃で１０分間攪拌した。次に、ジメチルアミノエタノール２６２ｇを加えたところ、液が一瞬で黒変し、液温が７６℃まで上昇した。そのまま放置して液温が７０℃まで下がったところで、この温度を保ちながら２時間攪拌を続け、黒っぽい黄色を呈する銀コロイドを含んだ水溶液が得られた。
【０１２９】
次に、限外濾過モジュールＡＨＰ１０１０（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数４００本）、マグネットポンプ、下部にチューブ接続口のある３リットルのステンレスカップをシリコンチューブでつないで、限外濾過装置とした。先の水溶液を限外濾過装置のステンレスカップに入れて、更に２リットルのイオン交換水を加えた後、ポンプを稼動させて限外濾過を行った。約４０分後にモジュールからの濾液が２リットルになった時点で、ステンレスカップにイオン交換水を加えた。その後、濾液の伝導度が３００μＳ／ｃｍ以下になったことを確認し、母液の量が５００ｍｌになるまで濃縮を行った。
【０１３０】
続いて母液を入れた５００ｍｌステンレスカップ、限外濾過モジュールＡＨＰ００１３（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数１００本）、チューブポンプ、及び、アスピレーターをからなる限外濾過装置を組んだ。このステンレスカップに先に得られた母液を入れ、固形分濃度を高めるための濃縮を行った。母液が約１００ｍｌになった時点でポンプを停止して、濃縮を終了することにより、固形分３０．０％の銀コロイドのエタノール溶液が得られた。この溶液中の銀コロイド粒子の平均粒子径は、２７ｎｍであった。また、ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）を用いて、固形分中の銀の含有率を計測したところ、仕込みの９３．０％に対して、９６．０％であった。
【０１３１】
エタノール系銀コロイドペーストの製造例５ （相溶性分散剤を含有した銀コロイド溶液のエタノール溶液の製造）
ビックケミー社製のディスパービック１８２（固形分濃度４３．０％、白濁までの水添加量：８．５ｍｌ、Ａの値が８．５）２．７９ｇにメトキシプロパノール（協和発酵社製のアーコソルブＰＭ）２０ｇを加えてよく攪拌し、ディスパービック１８２をメトキシプロパノールによく溶解させた。このディスパービック１８２の溶液および製造例４で得られた、固形分濃度が３０．０％の銀コロイドの水溶液５０ｇを１００ｍｌ容器に加えた。この銀コロイド粒子とディスパービック１８２を入れた１００ｍｌ容器、限外ろ過モジュールＡＨＰ００１３（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数１００本）、チューブポンプ、アスピレーターからなる限外ろ過装置を組んだ。限外ろ過を行い、容器内の液量が３０ｍｌ以下になった時点で、新たにエタノール７０ｍｌを加えて限外ろ過の作業を続けた。この作業を計５回繰り返した。この作業繰り返した後も液量が５０ｍｌになるまで作業を繰り返し、固形分濃度が３０．９％の銀コロイド溶液を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９４．８％であった。
【０１３２】
実施例１ （導電性金属ペーストの製造）
エポキシ樹脂として住友化学社製のスミエポキシＥＬＭ１００ ４ｇ、新日本理化社製のＲＩＫＡＲＥＪＩＮＮＬ２００ １ｇ、及び、エポキシ樹脂硬化剤としてキュアゾール２Ｐ４ＭＺ（２−フェニル−４−メチルイミダゾール）０．６ｇ を加えてよく混合し、エポキシ樹脂混合物を得た。
このエポキシ樹脂混合物１．１ｇに三井金属社製のＡｇ／湿式銅粉９．０ｇ（平均粒子径：６μｍ）を加えてよく混合した。
さらに、これに製造例２で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを加えてよく混合した後、４０℃で加温し、銀コロイド溶液由来のエタノールを乾燥除去し、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合による顕著な粘度増加は認められなかった。
【０１３３】
実施例２ （導電性組成物薄膜の抵抗値の測定）
実施例１で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したところ３００μｍであった。
またこの膜は銅色（赤みを帯びた銀色）を呈していた。抵抗測定器（４点法：ロレスターＧＰ（三菱化学社製））で表面抵抗値を測定した結果から、体積抵抗値を算出したところ、１．６１×１０−４Ω・ｃｍであった。
【０１３４】
実施例３ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて製造例３で得られた銀コロイド溶液４．８ｇを用いる以外は実施例４に従って、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合による顕著な粘度増加は認められなかった。
【０１３５】
実施例４ （導電性組成物薄膜の抵抗値の測定）
実施例３で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したところ３００μｍであった。
またこの膜は銅色（赤みを帯びた銀色）を呈していた。抵抗測定器（４点法：ロレスターＧＰ（三菱化学社製））で表面抵抗値を測定した結果から、体積抵抗値を算出したところ、２．２０×１０−４Ω・ｃｍであった。
【０１３６】
実施例５ （導電性ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて製造例５で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを用いる以外は実施例１に従って、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合による顕著な粘度増加は認められなかった。
【０１３７】
実施例６ （導電性組成物薄膜の抵抗値の測定）
実施例５で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したところ３００μｍであった。
またこの膜は銅色（赤みを帯びた銀色）を呈していた。抵抗測定器（４点法：ロレスターＧＰ（三菱化学社製））で表面抵抗値を測定した結果から、体積抵抗値を算出したところ、１．８０×１０−４Ω・ｃｍであった。
【０１３８】
比較例１ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて製造例１で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを用いる以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合により顕著な粘度増加が認められた。
【０１３９】
比較例２ （導電性組成物薄膜の作成）
比較例１で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。
これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したが、均一な膜厚を得られなかった。
またこの膜は銀色を呈しており、赤みは帯びていなかった。これは、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の固運合成が充分でなく、銀コロイド粒子が膜上部に局在（偏在）していることが示唆された。
【０１４０】
比較例３ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて製造例１で得られた銀コロイド溶液４．８ｇを用いる以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合によって、比較例１よりもさらに顕著な粘度増加が認められ、ゲル状態に近い高粘度物となった。
【０１４１】
比較例４ （導電性組成物薄膜の作成）
比較例３で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布したが均一な膜厚を得られなかった。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がったところ、基材との密着性が充分でなく、容易に膜が基材から剥離する現象を観測できた。また、この膜は銀色を呈しており、赤みは帯びていなかった。これは、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の固運合成が充分でなく、銀コロイド粒子が膜上部に局在（偏在）していることが示唆された。
【０１４２】
比較例５ （導電性金属ペーストの製造）
銀コロイド溶液を加えないこと以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉のペーストを得た。
【０１４３】
比較例６ （導電性組成物薄膜の抵抗値の測定）
比較例５で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布した。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がった後、膜厚を測定したところ３００μｍであった。
またこの膜は、赤みは帯びた銀色を呈していた。抵抗測定器（４点法：ロレスターＧＰ（三菱化学社製））で表面抵抗値を測定した結果から、体積抵抗値を算出したところ、５．７５×１０−４Ω・ｃｍであった。
【０１４４】
比較製造例７
相溶性分散剤であるディスパービック１８２に代えて水溶性高分子顔料分散剤であるディスパービック１９１（固形分濃度１００．０％、白濁までの水添加量：２０．０ｍｌ以上、Ａの値が２０．０）１．２０ｇを用いること以外は製造例２にしたがって、
銀コロイドのエタノール溶液（銀コロイド粒子の平均粒子径：３０ｎｍ）を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９４．５％であった。
【０１４５】
比較例８ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて比較製造例７で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを用いる以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合によって、比較例１よりもさらに顕著な粘度増加が認められ、ゲル状態に近い高粘度物となった。
【０１４６】
比較例９ （導電性組成物薄膜の作成）
比較例８で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布したが均一な膜厚を得られなかった。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がったところ、基材との密着性が充分でなく、容易に膜が基材から剥離する現象を観測できた。また、この膜は銀色を呈しており、赤みは帯びていなかった。これは、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の固運合成が充分でなく、銀コロイド粒子が膜上部に局在（偏在）していることが示唆された。
【０１４７】
比較製造例１０
相溶性分散剤であるディスパービック１８２に代えて水溶性高分子顔料分散剤であるディスパービック１９１（固形分濃度１００．０％、白濁までの水添加量：２０．０ｍｌ以上、Ａの値が２０．０）１．２０ｇを用いること以外は製造例９にしたがって、
銀コロイドのエタノール溶液（銀コロイド粒子の平均粒子径：３０ｎｍ）を得た。ＴＧ−ＤＴＡ（セイコーインスツル社製）で固形分中の銀含有率を測定したところ９４．６％であった。
【０１４８】
比較例１１ （導電性金属ペーストの製造）
製造例２の銀コロイド溶液に代えて比較製造例１０で得られた銀コロイド溶液１．６ｇを用いる以外は実施例１にしたがってＡｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の混合されたペーストを得た。
銀コロイド粒子の添加・混合によって、比較例１よりもさらに顕著な粘度増加が認められ、ゲル状態に近い高粘度物となった。
【０１４９】
比較例１２ （導電性組成物薄膜の作成）
比較例１１で得られた導電性金属ペーストをガラス基板上に薄膜となるように塗布したが均一な膜厚を得られなかった。これを１２０℃で６０分加熱した。加熱後に静置して室温まで温度が下がったところ、基材との密着性が充分でなく、容易に膜が基材から剥離する現象を観測できた。また、この膜は銀色を呈しており、赤みは帯びていなかった。これは、Ａｇ／湿式銅粉と銀コロイド粒子の固運合成が充分でなく、銀コロイド粒子が膜上部に局在（偏在）していることが示唆された。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明の導電性金属ペーストは、回路印刷等に用いられる導電性コーティング剤、導電性インク、及び、半田代替の導電性接着剤としての好適に利用可能である。本発明の導電性金属ペースト用添加剤は、金属フィラーを含有する市販の導電性金属ペーストに添加して利用可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤、前記エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含む
ことを特徴とする導電性金属ペースト。
【請求項２】
相溶性分散剤は、下記式を満たすものである請求項１記載の導電性金属ペースト。
０．１≦Ａ≦２０
Ａは、２５℃の温度において前記相溶性分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において前記溶液が白濁する時点の前記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【請求項３】
金属コロイド粒子は、銀を含む金属からなるものである請求項１又は２記載の導電性金属ペースト。
【請求項４】
金属フィラーは、銅粒子の表面が銀により被覆されたコア・シェル型の銅／銀複合ミクロン粒子である請求項１、２又は３記載の導電性金属ペースト。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の導電性金属ペーストを塗布して熱硬化させることを特徴とする導電性パターンの形成方法。
【請求項６】
水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、前記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、
金属フィラー、前記エポキシ樹脂、硬化剤、前記相溶性分散剤、及び、前記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペーストの製造方法。
【請求項７】
水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、前記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、前記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、
金属フィラー、前記エポキシ樹脂、硬化剤、前記相溶性分散剤、及び、前記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペーストの製造方法。
【請求項８】
エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペースト用添加剤。
【請求項９】
相溶性分散剤は、下記式を満たすものである請求項８記載の導電性金属ペースト用添加剤。
０．１≦Ａ≦２０
Ａは、２５℃の温度において前記相溶性分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において前記溶液が白濁する時点の前記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【請求項１０】
金属コロイド粒子は、銀を含むものである請求項８又は９記載の導電性金属ペースト用添加剤。
【請求項１１】
水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、前記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、
前記相溶性分散剤、及び、前記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペースト用添加剤の製造方法。
【請求項１２】
水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、前記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、前記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、
前記相溶性分散剤、及び、前記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペースト用添加剤の製造方法。
【請求項１】
金属フィラー、エポキシ樹脂、硬化剤、前記エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含む
ことを特徴とする導電性金属ペースト。
【請求項２】
相溶性分散剤は、下記式を満たすものである請求項１記載の導電性金属ペースト。
０．１≦Ａ≦２０
Ａは、２５℃の温度において前記相溶性分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において前記溶液が白濁する時点の前記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【請求項３】
金属コロイド粒子は、銀を含む金属からなるものである請求項１又は２記載の導電性金属ペースト。
【請求項４】
金属フィラーは、銅粒子の表面が銀により被覆されたコア・シェル型の銅／銀複合ミクロン粒子である請求項１、２又は３記載の導電性金属ペースト。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の導電性金属ペーストを塗布して熱硬化させることを特徴とする導電性パターンの形成方法。
【請求項６】
水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、前記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、
金属フィラー、前記エポキシ樹脂、硬化剤、前記相溶性分散剤、及び、前記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペーストの製造方法。
【請求項７】
水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、前記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、前記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、
金属フィラー、前記エポキシ樹脂、硬化剤、前記相溶性分散剤、及び、前記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペーストの製造方法。
【請求項８】
エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤、及び、平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を含むことを特徴とする導電性金属ペースト用添加剤。
【請求項９】
相溶性分散剤は、下記式を満たすものである請求項８記載の導電性金属ペースト用添加剤。
０．１≦Ａ≦２０
Ａは、２５℃の温度において前記相溶性分散剤０．５ｇとアセトン１０ｇとからなる溶液に水を添加していく場合において前記溶液が白濁する時点の前記水の添加量（ｍｌ）を表す。
【請求項１０】
金属コロイド粒子は、銀を含むものである請求項８又は９記載の導電性金属ペースト用添加剤。
【請求項１１】
水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、及び、前記水系金属コロイド分散体に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、
前記相溶性分散剤、及び、前記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペースト用添加剤の製造方法。
【請求項１２】
水溶性高分子顔料分散剤の存在下に水溶液中の金属イオンを還元することにより水系金属コロイド分散体を得る工程（１）、前記水系金属コロイド分散体に炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルを加えて限外ろ過を行う工程（２）、及び、前記限外ろ過により得られるろ物に、エポキシ樹脂と相溶性を有する相溶性分散剤と、炭素数１〜４のアルコール又はグリコールエーテルとを加えて限外ろ過を行うことにより平均粒子径が１００ｎｍ以下である金属コロイド粒子を得る工程（３）を含むことを特徴とする、
前記相溶性分散剤、及び、前記金属コロイド粒子を含む導電性金属ペースト用添加剤の製造方法。
【公開番号】特開２００９−１５８２７３（Ｐ２００９−１５８２７３Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３４７１６（Ｐ２００７−３３４７１６）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００２３００５４）日本ペイント株式会社 (626)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００２３００５４）日本ペイント株式会社 (626)
【Ｆターム（参考）】
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