表面修飾金属微粒子および該金属微粒子を含有するペースト
【課題】保存安定性に優れるとともに、リフロー特性、はんだ付け性、印刷性などの特性に優れ、はんだペーストとして好適な金属微粒子含有ペースト、及びそのための金属微粒子を提供すること。
【解決手段】金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子、および該チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペースト。
【解決手段】金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子、および該チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属微粒子、及び金属微粒子を含むペーストに関する。本発明は特にはんだペースト用途として有用な金属微粒子、及び金属微粒子を含むペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだ付けは、回路基板に電子部品を実装する場合などに利用されている。最近の電子機器では、回路基板上への部品の高密度実装を実現するために、表面実装技術が使われている。かかる部品の表面実装においては、いわゆるはんだペーストが使われている。
【０００３】
一方、最近では電子製品の小型化のためファインピッチ化が要求されている。このため、はんだペースト中の金属微粒子の微細化がなされている。しかし、この金属微粒子の粒径を細かくした結果、はんだペーストの粘度が次第に増加するという保存安定性が低下するという問題点が出てきた。ペーストの粘度が高くなると取り扱い性が悪化するのみならず配線パターンを正確に形成できないため印刷特性が維持出来なくなる上に、リフロー時に溶解しなくなる。
【０００４】
特に最近は環境問題から、鉛を含まない鉛フリーはんだペーストが検討されている。しかし鉛フリーはんだペーストの多くは、通常の鉛ベースのはんだペーストより更に保存安定性が悪い。このようにはんだペーストの経時的な粘度の上昇は解決しなければならない課題として顕在化してきた。
【０００５】
このはんだペーストの保存安定性低下は、金属微粒子の比表面積が増大するため、保存中に金属微粒子の酸化が進行して金属の表面の水酸基とマトリックスを形成するフラックスとの反応が促進され、はんだペーストの粘度が増加してしまうためと考えられている。
【０００６】
従来より、金属粒子含有ペーストの保存安定性を向上させるために、様々な提案がなされている。例えば、金属粒子表面の酸化物を除去する効果があるペーストを形成するフラックスの活性化剤を増量することが考えられるが、これらを多量にフラックスに添加すると、保存中にはんだ粒子と反応してしまい、同時にフラックス中のもう１つの有効成分である有機ハロゲン化合物の分解を引き起こし、はんだペーストを劣化させてしまう。
【０００７】
金属微粒子の反応性を下げるために金属微粒子の表面を保護する方法も提案されている。例えば、特許文献１では金属微粒子の表面をグリセリンで修飾する方法が提案されている。また、特許文献２では、金属粒子表面を燐酸系、亜燐酸系、次亜燐酸系化合物で修飾する方法が、特許文献３には、、金属粒子表面を高級脂肪酸で修飾する方法が提案されている。しかし、これらの公知の方法ではペーストの保存安定性に対する充分な効果が得られていない。
【特許文献１】特公平５−２６５９８号公報
【特許文献２】特開２０００−３４５２０３号公報
【特許文献３】特開２０００−３４５２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、保存安定性に優れるとともに、リフロー特性、はんだ付け性、印刷性などの特性に優れ、はんだペーストとして好適な金属微粒子含有ペースト、及びそのための金属微粒子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明は、金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子である。
【００１０】
チオール化合物は、炭素数１〜２０の炭化水素チオールであることが好ましい。
【００１１】
本発明はまた、金属微粒子の表面に、チオール化合物、およびシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子である。
【００１２】
金属微粒子の粒径は、０．１〜２００μｍの範囲にあることが好ましい。
【００１３】
別の面から見ると、本発明は金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペーストである。
【００１４】
別の面から見ると、本発明は金属微粒子の表面に、チオール化合物、およびシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペーストである。
【００１５】
本発明では、ペーストは、特にはんだペーストを対象としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の金属微粒子を用いた金属微粒子含有ペーストは、貯蔵時間経過による粘度増加がほとんどなく保存安定性に優れるとともに、リフロー特性、はんだ付け性、印刷性などの特性に優れる。従って、はんだペースト、導電ペーストとしてとして好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明につき詳しく説明する。本発明の第一の発明は、金属微粒子の表面に、チオール化合物、またはチオール化合物とシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子である。
【００１８】
本発明における金属微粒子の素材である金属は特に限定されないが、はんだ用金属、例えばＳｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｄ系が挙げられる。また最近のＰｂ排除の観点からＰｂを含まないＳｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｉｎ−Ａｇ系、Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｇｅ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｓｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系が挙げられる。
【００１９】
これらはんだ用金属のうち、好ましい金属としては、金メッキの表面にはＡｕ／Ｓｎ、Ａｕ／Ｇｅ、Ａｕ／Ｓｉ、Ａｕ／Ｓｂ、Ａｇ／Ｃｕ等の合金が採用されている。低融点が必要な用途にはＩｎ／Ａｌ、Ｉｎ／Ｇｅ等のＩｎ系合金が採用されている。その他錫系としては、錫／銀、錫／金、錫／アンチモン、錫／銅、錫／インジウムが、アルミニウム系ハンダとしては、アウミニウム／シリコン系合金が、ビスマス系としては、ビスマス／アンチモン系合金が採用されている。これらは１２０℃から３５０℃の融点を有している。
【００２０】
本発明の金属微粒子ははんだ用に限定されるものではない。例えば、蓄電池の電極用途、導電性ペースト用あるいはビアホール用金属微粒子にも使用できる。このような内部電極用金属微粒子として用いられる金属としては、ニッケル、白金、パラジウム、銀−パラジウム、銅等を挙げることができる。ビアホール用ペーストには金、白金、銀、パラジウム、銅、ニッケル、錫、鉛これらの合金を用いることができる。
【００２１】
用いられる金属粒子の直径は使用される用途によっても異なるが、一般に０．５〜５００μｍ、はんだ用は２０〜６０μｍ、セラミックコンデンサー電極用は０．２〜１μｍ、ビアホール用は２〜２０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００２２】
上記金属微粒子は、例えば溶融金属に高圧のガス流を噴射して粒状化するガスアトマイズ法、溶融金属に高圧の水流を噴射して粒状化する水アトマイズ法、遠心噴霧法、化学還元法、電解析出法等の公知の方法で製造することができる。このような方法で製造した金属微粒子は更に解砕、粉砕、磨砕もしくは分級等の工程で粒径、粒度分布を調整したものであってもよい。
【００２３】
金属微粒子は、表面をチオール化合物等で修飾する前に表面に水酸基を形成しておくことができる。このように水酸基を形成するには、通常金属微粒子をアルカリ水溶液に浸漬することで達成することができる。アルカリとしては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等を挙げることができる
【００２４】
本発明の金属微粒子はチオール化合物、またはチオール化合物とシラン化合物で修飾されている。本発明におけるチオール化合物は、好ましくは炭化水素化合物の水素がチオール（ＳＨ）で置換されている化合物である。本発明で用いるチオール化合物におけるチオール基は１つで、かつチオール基は炭化水素鎖の末端に存在することが好ましい。
【００２５】
チオール化合物を構成する炭化水素基としては、直鎖状あるいは分岐状飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、脂環属炭化水素基、芳香族炭化水素基を挙げることができる。直鎖状あるいは分岐状飽和炭化水素基としては、炭素数1〜２０の飽和炭化水素基、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシル基を挙げることができる。また、不飽和炭化水素基としては、オレイル基を挙げることができる。
【００２６】
脂環族炭化水素基としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチル等を挙げることができる。
【００２７】
芳香族炭化水素基としては、フェニル、トリル、ジメチルフェニル、トリメチルフェニル、エチルフェニル、プロピルフェニル、ビフェニル、α- またはβ- ナフチル、メチルナフチル、アントラセニル、フェナントリル、ベンジルフェニル、ピレニル、アセナフチル、フェナレニル、アセアントリレニル、テトラヒドロナフチル、インダニル、ビフェニリル等のアリール基、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル等のアリール炭化水素基などを挙げることができる。
【００２８】
これらのチオール化合物は、２種あるいはそれ以上を混合して用いることもできる。
【００２９】
チオール化合物としては、具体的には、オクタンチオール、ノナンチオール、デカンチオール、ウンデカンチオール、ドデカンチオール、トリデカンチオール、ペンタデカンチオール、ヘキサデカンジオール、ヘプタデカンチオール、オクタデカンチオール、ノナデカンチオール、シクロペンチルジオール、ノルボニルチオール、フェニルチオール、トルイルチオール等を挙げることができる。これらの中では、ヘキサデカンチオール、及びオクタデカンチオールが好ましい。
【００３０】
金属微粒子の表面にチオール化合物を修飾するには、例えば、チオール化合物を溶解した溶媒中に金属粒子を投入し、撹拌することで表面に修飾することができる。このような目的で使用しうる溶媒としては、チオール化合物を溶解しうる溶媒、例えば、アセトン、等のケトン類、エタノール、メタノール、プロパノール等のアルコール類、エチルエーテル、トルエン、キシレン、テトロヒドロフラン等の有機溶媒を用いることができる。
【００３１】
また、チオール化合物を融解させ、これに金属微粒子を投入し、撹拌することで表面に修飾することができる。また、その他にもチオール化合物を気化させ金属微粒子をその蒸気に晒す方法などを挙げることができる。
【００３２】
チオール化合物の金属微粒子に対する修飾量は、金属微粒子に対し、０．０１〜１重量％であることが好ましく、０．０５〜０．５重量％であることが一層好ましい。
【００３３】
本発明の金属微粒子はチオール化合物とともにシラン化合物で修飾されていてもよい。本発明におけるシラン化合物とは、下記（１）式の構造を有する化合物をいう。
【００３４】
【化１】
【００３５】
（R1は炭素数１〜２０の飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、X1、X2、X3の少なくとも1つはBr基、Cl基、I基からなる群から選ばれるハロゲン基あるいはメトキシ（CH3O）基、エトキシ（CH3CH2O）基からなる群から選ばれるアルコキシ基））
【００３６】
上記（１）式の構造式を有する化合物としては、具体的には、オクチルトリクロロシラン、ノニルトリクロロシラン、デカントリクロロシラン、ウンデカントリクロロシラン、ドデシルトリクロロシラン、トリデシルトリクロロシラン、ヘキサデシルトリクロロシラン、ヘプタデシルトリクロロシラン、オクタデシルトリコロロシラン、ノナデシルトリクロロシラン、シクロペンチルトリクロロシラン、ノルボニルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、オクタデシルジメチルクロロシラン、オクタデシルジメチルメトキシシラン、オクタデシルメトキシジクロロシラン、オクタデシルメチルジクロロシラン、オクタデシルメチルジエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらの中では、オクチルトリクロロシラン、ドデシルトリクロロシラン、及びオクタデシルトリクロロシランが好ましい。
【００３７】
金属微粒子に対するシラン化合物の修飾量は、０．０５〜５重量％の範囲とすることが好ましい。また、金属微粒子への修飾方法は、上記チオール化合物と同様の方法で行なうことができる。
【００３８】
チオール化合物とシラン化合物とは、予め１つの溶媒に混合しておき、そこに金属微粒子を投入して修飾させてもよいが、最初にチオール化合物修飾処理をし、次いでシラン化合物での処理を行なうことが好ましい。
【００３９】
本発明は、上記チオール化合物、またはチオール化合物とシラン化合物を修飾した金属微粒子を含むペースト、とくにはんだペーストまたは導電ペーストである。本発明で、はんだペーストとは、リフローにより金属微粒子を溶融して用いるためのペーストであり、導電ペーストはリフローさせずに導電性を持たせた状態で接着剤として用いることのできるペーストをいう。
【００４０】
はんだペーストは、典型的には、はんだフラックス、有機溶媒、粘調剤、および界面活性剤とともに混合した材料である。また、フラックスとして、樹脂、有機酸成分、還元剤、有機ハロゲン化合物、溶剤、粘度調整剤等を配合したものである。
【００４１】
フラックス用樹脂としては通常、ロジン、例えば天然ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、変性ロジン、すなわちアビエチン酸とその誘導体が用いられている。ロジンはペースト中に１０〜２０重量％程度配合される。
【００４２】
活性化剤としては、ハロゲン化物、例えば、弗化ナトリウム、弗化亜鉛、弗化アンモニウム等の弗化物、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化亜鉛、塩化錫、塩化銅、塩化ニッケル、塩化アンモニウム、塩酸アニリン、塩酸ヒドラジン等の塩化物、臭化物等を挙げることができる。好ましくは有機塩基のハロゲン化水素酸塩、例えばイソプロピルアミン臭化水素酸塩、ブチルアミン塩化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩等のハロゲン化水素酸アミン塩、１，３−ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩等が挙げられる。
【００４３】
本発明のはんだペーストにおいて配合されるロジン以外の樹脂成分としては、従来フラックスやはんだに配合される周知の樹脂を用いることができ、例えば、合成樹脂としてはポリエステル、ポリウレタン、アクリル系樹脂その他が用いられる。
【００４４】
溶剤としては、従来のフラックスやはんだペーストと同様にアルコール類、エーテル類、エステル類、又は芳香族系の溶剤が利用でき、例えばベンジルアルコール、ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、カルビトールアセテート、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジオクチルフタレート、テルピネオール、テトラリン、ミネラルスピリット、トルエン、キシレン等が一種または混合して用いられる。
【００４５】
粘度調整剤としては、グリセリン、ポリエチレンギリコール、ポリプロピレンギリコール、硬化ひまし油等を用いることができる。
【００４６】
上記本発明のはんだペーストに用いることのできるフラックスにおいては、各成分の配合比は、例えば、ロジン１００重量部に対して、溶媒５０〜９０重量部、粘調剤５〜２０重量部を混合したものが好ましく使用される。
【００４７】
本発明の金属微粒子含有ペーストの１実施態様である導電ペーストは、マトリックスを形成する樹脂とチオール化合物、あるいはチオール化合物とシラン化合物で表面が修飾された金属微粒子とからなるペーストである。このような導電ペーストにおいて用いることのできる樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エチルセルロース等のセルロース誘導体等を挙げることができる。導電ペーストは、樹脂、金属微粒子の他にガラスフリットを含有していてもよい。
【００４８】
本発明の導電ペーストにおいて、樹脂と金属微粒子以外に還元剤、粘度調節剤、ｐＨ調節剤等を配合することができる。このうち、導電ペーストに配合しうる還元剤としては、通常樹脂などの酸化防止剤として使用されており、溶剤に溶解可能なフェノール系化合物、燐系化合物、硫黄系化合物、トコフェロール及びその誘導体、Ｌ−アスコルビン酸及びその誘導体等が挙げられる。
【００４９】
フェノール系化合物としては、具体的には、ハイドロキノン、カテコール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチルヒドロキシアニソール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）などを挙げることができる。
【００５０】
燐系化合物としては、具体的には、トリフェニルフォスファイト、トリオクタデシルフォスファイト、トリデシルフォスファイト等を挙げることができる。
【００５１】
また硫黄系化合物としては、具体的には、ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−３，３’−チオジプロピオネート等を挙げることができる。
【００５２】
また印刷性を改善するために添加される粘度調整剤としては、微細なシリカ粒子
、カオリン粒子などの無機系のもの、または水添ヒマシ油、アマイド化合物などの有機系のものを挙げることができる。
【００５３】
ｐＨ調整剤としては、アルカノールアミン類、脂肪族第１〜第３アミン類、脂肪族不飽和アミン類、脂環式アミン類、芳香族アミン類などのアミン化合物を用いることができる。
【００５４】
これらアミン化合物の具体的な化合物としては、例えば、エタノールアミン、ブチルアミン、アミノプロパノール、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンラウレルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、メトキシプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノプロピルアミン、エチルヘキシルアミン、エトキシプロピルアミン、エチルヘキシルオキシプロピルアミン、ビスプロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミンなどを挙げることができる。
【００５５】
本発明の金属微粒子含有ペーストは、上記の各成分を混合後、公知のようにボールミル、三本ロール、かいらい機等の混練機を用いて混練することにより製造することができる。
【００５６】
本発明の金属微粒子含有ペースト、特にはんだペーストを塗布する対象物としては、回路基板や電子部品が挙げられ、導電性ペーストの接続対象物としては電子部品が挙げられる。このような塗布対象である基板はの材質がとくに限定されず、ガラスエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の有機材料、アルミナ等のセラミック材料であってもよい。
【００５７】
上記方法で得られた本発明の金属微粒子を含むペースト、とくにはんだペーストは、例えばプリント基板上にスクリーン印刷またはディスペンサーにより塗布され、電子部品が載置され、ついでリフローして電子部品が固定化される。ここでリフローとは電子部品が載置された基板をはんだペーストの溶融温度以上に加熱し部品の接合を行う操作を言う。
【００５８】
基板と電子部品の接合方法としては、具体的には、まずはんだペーストを印刷法により基板、例えば配線板上の所望する箇所に塗布する。次いで、チップ部品などの電子部品をはんだペースト上に載置し、リフロー熱源により金属を溶融させ、一括してはんだ付けする。リフロー熱源には、熱風炉、赤外線炉、蒸気凝縮はんだ付け装置、光ビームはんだ付け装置等を使用することができる。
【実施例】
【００５９】
次ぎに実施例を挙げて本発明について更に詳しく説明するが、発明はこれらの実施例になんら制約されるものではない。なお、本発明の実施例における金属微粉末の接触角は、接触角計を用いて水の接触角を測定することで行なった。
【００６０】
（実施例１）
（チオール化合物修飾金属微粒子の製造）
金属微粒子としては、材質がＳｎ−3.0Ａｇ−0.5ＣｕのハンダボールＡを用いた。また、チオール化合物としては、オクタデカンチオールを用いた。５００ｍＬ容の容器にメタノール３００ｍＬ、及びオクタデカンチオールを１０重量％となる量で溶解させた。次にメタノール中に上記金属微粒子２５０ｇを入れ、メタノールの還流温度で３時間攪拌した。その後、吸引濾過により過剰の溶液を除去し、エーテルで洗浄したものを７０℃で一晩乾燥して金属微粒子表面にオクタデカンチオールが修飾されている表面修飾金属微粒子Ａを得た。
【００６１】
得られた表面修飾金属微粒子Ａの接触角は処理前の１１４°から１３７°に増加し、オクタデカンチオールが金属微粒子表面に修飾されていることが確認された。
【００６２】
（実施例２）
上記方法で得たオクタデカンチオール修飾金属微粒子Ａ９０重量部、アビエチン酸１０重量部、エチルセロソルブ２００重量部とからなるはんだペーストＡを作製した。このはんだペーストＡの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図１に示す。
【００６３】
（比較例１）
実施例１において表面修飾した金属微粒子の原料である表面修飾をしていない金属微粒子Ｂを用いる以外は実施例２と同様に行ない、はんだペーストＢを作製した。このはんだペーストＢの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図１に併記する。
【００６４】
（実施例３）
金属微粒子として、材質がＳｎ−3.5ＡｇのハンダボールＢを用いる以外は実施例１と同様にして表面にオクタデカンチオールが修飾されている表面修飾金属微粒子Ｃを得た。
【００６５】
得られた表面修飾金属微粒子Ｃの接触角は処理前の９３°から１２４°に増加し、オクタデカンチオールが金属微粒子Ｃ表面に修飾されていることが確認された。
【００６６】
（実施例４）
上記方法で得たオクタデカンチオール修飾ハンダボールＣ９０重量部、アビエチン酸１０重量部、エチルセロソルブ２００重量部とからなるはんだペーストＣを作製した。このはんだペーストＣの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図２に示す。
【００６７】
（比較例２）
実施例３において表面修飾した金属微粒子の原料である表面修飾をしていない金属微粒子Ｄを用いる以外は実施例４と同様に行ない、はんだペーストＤを作製した。このはんだペーストＤの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図２に併記する。
【００６８】
（実施例５）
金属微粒子として、材質がＳｎ−3.0Ａｇ−8.0Ｉｎ−0.5Ｂｉのハンダボールを用いる以外は実施例１と同様にして微粒子表面にオクタデカンチオールが修飾されている表面修飾金属微粒子Ｅを得た。
【００６９】
得られた表面修飾金属微粒子Ｅの接触角は処理前の１１３°から１２５°に増加し、オクタデカンチオールが金属微粒子表面に修飾されていることが確認された。
【００７０】
（実施例６）
上記方法で得たオクタデカンチオール修飾ハンダボールＥ９０重量部、アビエチン酸１０重量部、エチルセロソルブ２００重量部とからなるはんだペーストＥを作製した。このはんだペーストＥの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図３に示す。
【００７１】
（実施例７）
５００ｍＬ容の容器にメタノール３００ｍＬ、及びオクタデシルトリクロロシランを１０重量％となる量で溶解させた。上記方法で得たオクタデカンチオール修飾ハンダボールＥ２５０ｇを入れ、メタノールの還流温度で２４時間攪拌した。その後、吸引濾過により過剰の溶液を除去し、エーテルで洗浄したものを７０℃で一晩乾燥して微粒子表面にオクタデシルトリクロロシランとオクタデカンチオールとが修飾されている表面修飾金属微粒子Ｆを得た。
【００７２】
得られた表面修飾金属微粒子Ｆの接触角は、処理前の１２５°から１４０°に増加し、オクタデカンチオールとオクタデシルトリクロロシランにより金属微粒子表面が二重修飾されていることが確認された。
【００７３】
（実施例８）
上記方法で得たオクタデカンチオールおよびオクタデシルトリクロロシランで二重修飾したハンダボールＦ９０重量部、アビエチン酸１０重量部、エチルセロソルブ２００重量部とからなるはんだペーストＦを作製した。このはんだペーストＦの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図３に併記する。
【００７４】
（比較例３）
実施例５において表面修飾した金属微粒子の原料である表面修飾をしていない金属微粒子Ｇを用いる以外は実施例２と同様に行ない、はんだペーストＧを作製した。このはんだペーストＧの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図３に併記する。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の金属微粒子、該金属微粒子を含有するペースト電子部品の接合、ＡＣＦ（異方導電性フイルム）、アルカリ蓄電池等の電極用芯材等の形成用に用いることができる。とくに本発明のはんだペーストを使用しうる電子部品としては、例えば、ＬＳＩ、抵抗器、コンデンサ、トランス、インダクタンス、フィルタ、発振子・振動子等を挙げることができる。本発明の導電ペーストは、液晶ディスプレイの実装、ＩＣカード、ＣＳＰ（Chip Size Package）、MCM等の半導体パッケージに使用可能である。その他、プラズマディスプレイ除電物質、ビアホール充填用.ペースト、積層セラミックコンデンサー内部電極形成等の用途に好ましく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、本発明の１実施例におけるはんだペーストの粘度の測定結果の経時変化を示したグラフである。
【図２】図２は、本発明の１実施例におけるはんだペーストの粘度の測定結果の経時変化を示したグラフである。
【図３】図３は、本発明の１実施例におけるはんだペーストの粘度の測定結果の経時変化を示したグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属微粒子、及び金属微粒子を含むペーストに関する。本発明は特にはんだペースト用途として有用な金属微粒子、及び金属微粒子を含むペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだ付けは、回路基板に電子部品を実装する場合などに利用されている。最近の電子機器では、回路基板上への部品の高密度実装を実現するために、表面実装技術が使われている。かかる部品の表面実装においては、いわゆるはんだペーストが使われている。
【０００３】
一方、最近では電子製品の小型化のためファインピッチ化が要求されている。このため、はんだペースト中の金属微粒子の微細化がなされている。しかし、この金属微粒子の粒径を細かくした結果、はんだペーストの粘度が次第に増加するという保存安定性が低下するという問題点が出てきた。ペーストの粘度が高くなると取り扱い性が悪化するのみならず配線パターンを正確に形成できないため印刷特性が維持出来なくなる上に、リフロー時に溶解しなくなる。
【０００４】
特に最近は環境問題から、鉛を含まない鉛フリーはんだペーストが検討されている。しかし鉛フリーはんだペーストの多くは、通常の鉛ベースのはんだペーストより更に保存安定性が悪い。このようにはんだペーストの経時的な粘度の上昇は解決しなければならない課題として顕在化してきた。
【０００５】
このはんだペーストの保存安定性低下は、金属微粒子の比表面積が増大するため、保存中に金属微粒子の酸化が進行して金属の表面の水酸基とマトリックスを形成するフラックスとの反応が促進され、はんだペーストの粘度が増加してしまうためと考えられている。
【０００６】
従来より、金属粒子含有ペーストの保存安定性を向上させるために、様々な提案がなされている。例えば、金属粒子表面の酸化物を除去する効果があるペーストを形成するフラックスの活性化剤を増量することが考えられるが、これらを多量にフラックスに添加すると、保存中にはんだ粒子と反応してしまい、同時にフラックス中のもう１つの有効成分である有機ハロゲン化合物の分解を引き起こし、はんだペーストを劣化させてしまう。
【０００７】
金属微粒子の反応性を下げるために金属微粒子の表面を保護する方法も提案されている。例えば、特許文献１では金属微粒子の表面をグリセリンで修飾する方法が提案されている。また、特許文献２では、金属粒子表面を燐酸系、亜燐酸系、次亜燐酸系化合物で修飾する方法が、特許文献３には、、金属粒子表面を高級脂肪酸で修飾する方法が提案されている。しかし、これらの公知の方法ではペーストの保存安定性に対する充分な効果が得られていない。
【特許文献１】特公平５−２６５９８号公報
【特許文献２】特開２０００−３４５２０３号公報
【特許文献３】特開２０００−３４５２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、保存安定性に優れるとともに、リフロー特性、はんだ付け性、印刷性などの特性に優れ、はんだペーストとして好適な金属微粒子含有ペースト、及びそのための金属微粒子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明は、金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子である。
【００１０】
チオール化合物は、炭素数１〜２０の炭化水素チオールであることが好ましい。
【００１１】
本発明はまた、金属微粒子の表面に、チオール化合物、およびシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子である。
【００１２】
金属微粒子の粒径は、０．１〜２００μｍの範囲にあることが好ましい。
【００１３】
別の面から見ると、本発明は金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペーストである。
【００１４】
別の面から見ると、本発明は金属微粒子の表面に、チオール化合物、およびシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペーストである。
【００１５】
本発明では、ペーストは、特にはんだペーストを対象としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の金属微粒子を用いた金属微粒子含有ペーストは、貯蔵時間経過による粘度増加がほとんどなく保存安定性に優れるとともに、リフロー特性、はんだ付け性、印刷性などの特性に優れる。従って、はんだペースト、導電ペーストとしてとして好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明につき詳しく説明する。本発明の第一の発明は、金属微粒子の表面に、チオール化合物、またはチオール化合物とシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子である。
【００１８】
本発明における金属微粒子の素材である金属は特に限定されないが、はんだ用金属、例えばＳｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｄ系が挙げられる。また最近のＰｂ排除の観点からＰｂを含まないＳｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｉｎ−Ａｇ系、Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｇｅ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｓｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系が挙げられる。
【００１９】
これらはんだ用金属のうち、好ましい金属としては、金メッキの表面にはＡｕ／Ｓｎ、Ａｕ／Ｇｅ、Ａｕ／Ｓｉ、Ａｕ／Ｓｂ、Ａｇ／Ｃｕ等の合金が採用されている。低融点が必要な用途にはＩｎ／Ａｌ、Ｉｎ／Ｇｅ等のＩｎ系合金が採用されている。その他錫系としては、錫／銀、錫／金、錫／アンチモン、錫／銅、錫／インジウムが、アルミニウム系ハンダとしては、アウミニウム／シリコン系合金が、ビスマス系としては、ビスマス／アンチモン系合金が採用されている。これらは１２０℃から３５０℃の融点を有している。
【００２０】
本発明の金属微粒子ははんだ用に限定されるものではない。例えば、蓄電池の電極用途、導電性ペースト用あるいはビアホール用金属微粒子にも使用できる。このような内部電極用金属微粒子として用いられる金属としては、ニッケル、白金、パラジウム、銀−パラジウム、銅等を挙げることができる。ビアホール用ペーストには金、白金、銀、パラジウム、銅、ニッケル、錫、鉛これらの合金を用いることができる。
【００２１】
用いられる金属粒子の直径は使用される用途によっても異なるが、一般に０．５〜５００μｍ、はんだ用は２０〜６０μｍ、セラミックコンデンサー電極用は０．２〜１μｍ、ビアホール用は２〜２０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００２２】
上記金属微粒子は、例えば溶融金属に高圧のガス流を噴射して粒状化するガスアトマイズ法、溶融金属に高圧の水流を噴射して粒状化する水アトマイズ法、遠心噴霧法、化学還元法、電解析出法等の公知の方法で製造することができる。このような方法で製造した金属微粒子は更に解砕、粉砕、磨砕もしくは分級等の工程で粒径、粒度分布を調整したものであってもよい。
【００２３】
金属微粒子は、表面をチオール化合物等で修飾する前に表面に水酸基を形成しておくことができる。このように水酸基を形成するには、通常金属微粒子をアルカリ水溶液に浸漬することで達成することができる。アルカリとしては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等を挙げることができる
【００２４】
本発明の金属微粒子はチオール化合物、またはチオール化合物とシラン化合物で修飾されている。本発明におけるチオール化合物は、好ましくは炭化水素化合物の水素がチオール（ＳＨ）で置換されている化合物である。本発明で用いるチオール化合物におけるチオール基は１つで、かつチオール基は炭化水素鎖の末端に存在することが好ましい。
【００２５】
チオール化合物を構成する炭化水素基としては、直鎖状あるいは分岐状飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、脂環属炭化水素基、芳香族炭化水素基を挙げることができる。直鎖状あるいは分岐状飽和炭化水素基としては、炭素数1〜２０の飽和炭化水素基、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシル基を挙げることができる。また、不飽和炭化水素基としては、オレイル基を挙げることができる。
【００２６】
脂環族炭化水素基としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチル等を挙げることができる。
【００２７】
芳香族炭化水素基としては、フェニル、トリル、ジメチルフェニル、トリメチルフェニル、エチルフェニル、プロピルフェニル、ビフェニル、α- またはβ- ナフチル、メチルナフチル、アントラセニル、フェナントリル、ベンジルフェニル、ピレニル、アセナフチル、フェナレニル、アセアントリレニル、テトラヒドロナフチル、インダニル、ビフェニリル等のアリール基、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル等のアリール炭化水素基などを挙げることができる。
【００２８】
これらのチオール化合物は、２種あるいはそれ以上を混合して用いることもできる。
【００２９】
チオール化合物としては、具体的には、オクタンチオール、ノナンチオール、デカンチオール、ウンデカンチオール、ドデカンチオール、トリデカンチオール、ペンタデカンチオール、ヘキサデカンジオール、ヘプタデカンチオール、オクタデカンチオール、ノナデカンチオール、シクロペンチルジオール、ノルボニルチオール、フェニルチオール、トルイルチオール等を挙げることができる。これらの中では、ヘキサデカンチオール、及びオクタデカンチオールが好ましい。
【００３０】
金属微粒子の表面にチオール化合物を修飾するには、例えば、チオール化合物を溶解した溶媒中に金属粒子を投入し、撹拌することで表面に修飾することができる。このような目的で使用しうる溶媒としては、チオール化合物を溶解しうる溶媒、例えば、アセトン、等のケトン類、エタノール、メタノール、プロパノール等のアルコール類、エチルエーテル、トルエン、キシレン、テトロヒドロフラン等の有機溶媒を用いることができる。
【００３１】
また、チオール化合物を融解させ、これに金属微粒子を投入し、撹拌することで表面に修飾することができる。また、その他にもチオール化合物を気化させ金属微粒子をその蒸気に晒す方法などを挙げることができる。
【００３２】
チオール化合物の金属微粒子に対する修飾量は、金属微粒子に対し、０．０１〜１重量％であることが好ましく、０．０５〜０．５重量％であることが一層好ましい。
【００３３】
本発明の金属微粒子はチオール化合物とともにシラン化合物で修飾されていてもよい。本発明におけるシラン化合物とは、下記（１）式の構造を有する化合物をいう。
【００３４】
【化１】
【００３５】
（R1は炭素数１〜２０の飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、X1、X2、X3の少なくとも1つはBr基、Cl基、I基からなる群から選ばれるハロゲン基あるいはメトキシ（CH3O）基、エトキシ（CH3CH2O）基からなる群から選ばれるアルコキシ基））
【００３６】
上記（１）式の構造式を有する化合物としては、具体的には、オクチルトリクロロシラン、ノニルトリクロロシラン、デカントリクロロシラン、ウンデカントリクロロシラン、ドデシルトリクロロシラン、トリデシルトリクロロシラン、ヘキサデシルトリクロロシラン、ヘプタデシルトリクロロシラン、オクタデシルトリコロロシラン、ノナデシルトリクロロシラン、シクロペンチルトリクロロシラン、ノルボニルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、オクタデシルジメチルクロロシラン、オクタデシルジメチルメトキシシラン、オクタデシルメトキシジクロロシラン、オクタデシルメチルジクロロシラン、オクタデシルメチルジエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらの中では、オクチルトリクロロシラン、ドデシルトリクロロシラン、及びオクタデシルトリクロロシランが好ましい。
【００３７】
金属微粒子に対するシラン化合物の修飾量は、０．０５〜５重量％の範囲とすることが好ましい。また、金属微粒子への修飾方法は、上記チオール化合物と同様の方法で行なうことができる。
【００３８】
チオール化合物とシラン化合物とは、予め１つの溶媒に混合しておき、そこに金属微粒子を投入して修飾させてもよいが、最初にチオール化合物修飾処理をし、次いでシラン化合物での処理を行なうことが好ましい。
【００３９】
本発明は、上記チオール化合物、またはチオール化合物とシラン化合物を修飾した金属微粒子を含むペースト、とくにはんだペーストまたは導電ペーストである。本発明で、はんだペーストとは、リフローにより金属微粒子を溶融して用いるためのペーストであり、導電ペーストはリフローさせずに導電性を持たせた状態で接着剤として用いることのできるペーストをいう。
【００４０】
はんだペーストは、典型的には、はんだフラックス、有機溶媒、粘調剤、および界面活性剤とともに混合した材料である。また、フラックスとして、樹脂、有機酸成分、還元剤、有機ハロゲン化合物、溶剤、粘度調整剤等を配合したものである。
【００４１】
フラックス用樹脂としては通常、ロジン、例えば天然ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、変性ロジン、すなわちアビエチン酸とその誘導体が用いられている。ロジンはペースト中に１０〜２０重量％程度配合される。
【００４２】
活性化剤としては、ハロゲン化物、例えば、弗化ナトリウム、弗化亜鉛、弗化アンモニウム等の弗化物、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化亜鉛、塩化錫、塩化銅、塩化ニッケル、塩化アンモニウム、塩酸アニリン、塩酸ヒドラジン等の塩化物、臭化物等を挙げることができる。好ましくは有機塩基のハロゲン化水素酸塩、例えばイソプロピルアミン臭化水素酸塩、ブチルアミン塩化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩等のハロゲン化水素酸アミン塩、１，３−ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩等が挙げられる。
【００４３】
本発明のはんだペーストにおいて配合されるロジン以外の樹脂成分としては、従来フラックスやはんだに配合される周知の樹脂を用いることができ、例えば、合成樹脂としてはポリエステル、ポリウレタン、アクリル系樹脂その他が用いられる。
【００４４】
溶剤としては、従来のフラックスやはんだペーストと同様にアルコール類、エーテル類、エステル類、又は芳香族系の溶剤が利用でき、例えばベンジルアルコール、ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、カルビトールアセテート、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジオクチルフタレート、テルピネオール、テトラリン、ミネラルスピリット、トルエン、キシレン等が一種または混合して用いられる。
【００４５】
粘度調整剤としては、グリセリン、ポリエチレンギリコール、ポリプロピレンギリコール、硬化ひまし油等を用いることができる。
【００４６】
上記本発明のはんだペーストに用いることのできるフラックスにおいては、各成分の配合比は、例えば、ロジン１００重量部に対して、溶媒５０〜９０重量部、粘調剤５〜２０重量部を混合したものが好ましく使用される。
【００４７】
本発明の金属微粒子含有ペーストの１実施態様である導電ペーストは、マトリックスを形成する樹脂とチオール化合物、あるいはチオール化合物とシラン化合物で表面が修飾された金属微粒子とからなるペーストである。このような導電ペーストにおいて用いることのできる樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エチルセルロース等のセルロース誘導体等を挙げることができる。導電ペーストは、樹脂、金属微粒子の他にガラスフリットを含有していてもよい。
【００４８】
本発明の導電ペーストにおいて、樹脂と金属微粒子以外に還元剤、粘度調節剤、ｐＨ調節剤等を配合することができる。このうち、導電ペーストに配合しうる還元剤としては、通常樹脂などの酸化防止剤として使用されており、溶剤に溶解可能なフェノール系化合物、燐系化合物、硫黄系化合物、トコフェロール及びその誘導体、Ｌ−アスコルビン酸及びその誘導体等が挙げられる。
【００４９】
フェノール系化合物としては、具体的には、ハイドロキノン、カテコール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチルヒドロキシアニソール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）などを挙げることができる。
【００５０】
燐系化合物としては、具体的には、トリフェニルフォスファイト、トリオクタデシルフォスファイト、トリデシルフォスファイト等を挙げることができる。
【００５１】
また硫黄系化合物としては、具体的には、ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−３，３’−チオジプロピオネート等を挙げることができる。
【００５２】
また印刷性を改善するために添加される粘度調整剤としては、微細なシリカ粒子
、カオリン粒子などの無機系のもの、または水添ヒマシ油、アマイド化合物などの有機系のものを挙げることができる。
【００５３】
ｐＨ調整剤としては、アルカノールアミン類、脂肪族第１〜第３アミン類、脂肪族不飽和アミン類、脂環式アミン類、芳香族アミン類などのアミン化合物を用いることができる。
【００５４】
これらアミン化合物の具体的な化合物としては、例えば、エタノールアミン、ブチルアミン、アミノプロパノール、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンラウレルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、メトキシプロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノプロピルアミン、エチルヘキシルアミン、エトキシプロピルアミン、エチルヘキシルオキシプロピルアミン、ビスプロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミンなどを挙げることができる。
【００５５】
本発明の金属微粒子含有ペーストは、上記の各成分を混合後、公知のようにボールミル、三本ロール、かいらい機等の混練機を用いて混練することにより製造することができる。
【００５６】
本発明の金属微粒子含有ペースト、特にはんだペーストを塗布する対象物としては、回路基板や電子部品が挙げられ、導電性ペーストの接続対象物としては電子部品が挙げられる。このような塗布対象である基板はの材質がとくに限定されず、ガラスエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の有機材料、アルミナ等のセラミック材料であってもよい。
【００５７】
上記方法で得られた本発明の金属微粒子を含むペースト、とくにはんだペーストは、例えばプリント基板上にスクリーン印刷またはディスペンサーにより塗布され、電子部品が載置され、ついでリフローして電子部品が固定化される。ここでリフローとは電子部品が載置された基板をはんだペーストの溶融温度以上に加熱し部品の接合を行う操作を言う。
【００５８】
基板と電子部品の接合方法としては、具体的には、まずはんだペーストを印刷法により基板、例えば配線板上の所望する箇所に塗布する。次いで、チップ部品などの電子部品をはんだペースト上に載置し、リフロー熱源により金属を溶融させ、一括してはんだ付けする。リフロー熱源には、熱風炉、赤外線炉、蒸気凝縮はんだ付け装置、光ビームはんだ付け装置等を使用することができる。
【実施例】
【００５９】
次ぎに実施例を挙げて本発明について更に詳しく説明するが、発明はこれらの実施例になんら制約されるものではない。なお、本発明の実施例における金属微粉末の接触角は、接触角計を用いて水の接触角を測定することで行なった。
【００６０】
（実施例１）
（チオール化合物修飾金属微粒子の製造）
金属微粒子としては、材質がＳｎ−3.0Ａｇ−0.5ＣｕのハンダボールＡを用いた。また、チオール化合物としては、オクタデカンチオールを用いた。５００ｍＬ容の容器にメタノール３００ｍＬ、及びオクタデカンチオールを１０重量％となる量で溶解させた。次にメタノール中に上記金属微粒子２５０ｇを入れ、メタノールの還流温度で３時間攪拌した。その後、吸引濾過により過剰の溶液を除去し、エーテルで洗浄したものを７０℃で一晩乾燥して金属微粒子表面にオクタデカンチオールが修飾されている表面修飾金属微粒子Ａを得た。
【００６１】
得られた表面修飾金属微粒子Ａの接触角は処理前の１１４°から１３７°に増加し、オクタデカンチオールが金属微粒子表面に修飾されていることが確認された。
【００６２】
（実施例２）
上記方法で得たオクタデカンチオール修飾金属微粒子Ａ９０重量部、アビエチン酸１０重量部、エチルセロソルブ２００重量部とからなるはんだペーストＡを作製した。このはんだペーストＡの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図１に示す。
【００６３】
（比較例１）
実施例１において表面修飾した金属微粒子の原料である表面修飾をしていない金属微粒子Ｂを用いる以外は実施例２と同様に行ない、はんだペーストＢを作製した。このはんだペーストＢの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図１に併記する。
【００６４】
（実施例３）
金属微粒子として、材質がＳｎ−3.5ＡｇのハンダボールＢを用いる以外は実施例１と同様にして表面にオクタデカンチオールが修飾されている表面修飾金属微粒子Ｃを得た。
【００６５】
得られた表面修飾金属微粒子Ｃの接触角は処理前の９３°から１２４°に増加し、オクタデカンチオールが金属微粒子Ｃ表面に修飾されていることが確認された。
【００６６】
（実施例４）
上記方法で得たオクタデカンチオール修飾ハンダボールＣ９０重量部、アビエチン酸１０重量部、エチルセロソルブ２００重量部とからなるはんだペーストＣを作製した。このはんだペーストＣの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図２に示す。
【００６７】
（比較例２）
実施例３において表面修飾した金属微粒子の原料である表面修飾をしていない金属微粒子Ｄを用いる以外は実施例４と同様に行ない、はんだペーストＤを作製した。このはんだペーストＤの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図２に併記する。
【００６８】
（実施例５）
金属微粒子として、材質がＳｎ−3.0Ａｇ−8.0Ｉｎ−0.5Ｂｉのハンダボールを用いる以外は実施例１と同様にして微粒子表面にオクタデカンチオールが修飾されている表面修飾金属微粒子Ｅを得た。
【００６９】
得られた表面修飾金属微粒子Ｅの接触角は処理前の１１３°から１２５°に増加し、オクタデカンチオールが金属微粒子表面に修飾されていることが確認された。
【００７０】
（実施例６）
上記方法で得たオクタデカンチオール修飾ハンダボールＥ９０重量部、アビエチン酸１０重量部、エチルセロソルブ２００重量部とからなるはんだペーストＥを作製した。このはんだペーストＥの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図３に示す。
【００７１】
（実施例７）
５００ｍＬ容の容器にメタノール３００ｍＬ、及びオクタデシルトリクロロシランを１０重量％となる量で溶解させた。上記方法で得たオクタデカンチオール修飾ハンダボールＥ２５０ｇを入れ、メタノールの還流温度で２４時間攪拌した。その後、吸引濾過により過剰の溶液を除去し、エーテルで洗浄したものを７０℃で一晩乾燥して微粒子表面にオクタデシルトリクロロシランとオクタデカンチオールとが修飾されている表面修飾金属微粒子Ｆを得た。
【００７２】
得られた表面修飾金属微粒子Ｆの接触角は、処理前の１２５°から１４０°に増加し、オクタデカンチオールとオクタデシルトリクロロシランにより金属微粒子表面が二重修飾されていることが確認された。
【００７３】
（実施例８）
上記方法で得たオクタデカンチオールおよびオクタデシルトリクロロシランで二重修飾したハンダボールＦ９０重量部、アビエチン酸１０重量部、エチルセロソルブ２００重量部とからなるはんだペーストＦを作製した。このはんだペーストＦの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図３に併記する。
【００７４】
（比較例３）
実施例５において表面修飾した金属微粒子の原料である表面修飾をしていない金属微粒子Ｇを用いる以外は実施例２と同様に行ない、はんだペーストＧを作製した。このはんだペーストＧの粘度を１０分毎に２時間、Ｂ型粘度計で測定した。結果を図３に併記する。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の金属微粒子、該金属微粒子を含有するペースト電子部品の接合、ＡＣＦ（異方導電性フイルム）、アルカリ蓄電池等の電極用芯材等の形成用に用いることができる。とくに本発明のはんだペーストを使用しうる電子部品としては、例えば、ＬＳＩ、抵抗器、コンデンサ、トランス、インダクタンス、フィルタ、発振子・振動子等を挙げることができる。本発明の導電ペーストは、液晶ディスプレイの実装、ＩＣカード、ＣＳＰ（Chip Size Package）、MCM等の半導体パッケージに使用可能である。その他、プラズマディスプレイ除電物質、ビアホール充填用.ペースト、積層セラミックコンデンサー内部電極形成等の用途に好ましく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、本発明の１実施例におけるはんだペーストの粘度の測定結果の経時変化を示したグラフである。
【図２】図２は、本発明の１実施例におけるはんだペーストの粘度の測定結果の経時変化を示したグラフである。
【図３】図３は、本発明の１実施例におけるはんだペーストの粘度の測定結果の経時変化を示したグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子。
【請求項２】
チオール化合物が、炭素数１〜２０の炭化水素チオールであることを特徴とする請求項１に記載の金属微粒子。
【請求項３】
金属微粒子の表面に、チオール化合物、およびシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子。
【請求項４】
金属微粒子の粒径が、０．１〜２００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜３に記載の金属微粒子。
【請求項５】
金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペースト。
【請求項６】
金属微粒子の表面に、チオール化合物、およびシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペースト。
【請求項７】
ペーストがはんだペーストであることを特徴とする請求項５〜６に記載の金属微粒子を含有するペースト。
【請求項１】
金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子。
【請求項２】
チオール化合物が、炭素数１〜２０の炭化水素チオールであることを特徴とする請求項１に記載の金属微粒子。
【請求項３】
金属微粒子の表面に、チオール化合物、およびシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子。
【請求項４】
金属微粒子の粒径が、０．１〜２００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜３に記載の金属微粒子。
【請求項５】
金属微粒子の表面に、チオール化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペースト。
【請求項６】
金属微粒子の表面に、チオール化合物、およびシラン化合物が修飾されてなる金属微粒子を含有するペースト。
【請求項７】
ペーストがはんだペーストであることを特徴とする請求項５〜６に記載の金属微粒子を含有するペースト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−９１２５（Ｐ２００６−９１２５Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９１３３０（Ｐ２００４−１９１３３０）
【出願日】平成１６年６月２９日（２００４．６．２９）
【出願人】（８０１００００５０）財団法人くまもとテクノ産業財団 (38)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２９日（２００４．６．２９）
【出願人】（８０１００００５０）財団法人くまもとテクノ産業財団 (38)
【Ｆターム（参考）】
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