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電気伝導体及びその形成方法

国内特許コード P100000884
整理番号 NI0900113
掲載日 2010年8月13日
出願番号 特願2010-075515
公開番号 特開2011-210454
登録番号 特許第5582498号
出願日 平成22年3月29日(2010.3.29)
公開日 平成23年10月20日(2011.10.20)
登録日 平成26年7月25日(2014.7.25)
発明者
  • 石渡 勉
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 電気伝導体及びその形成方法
発明の概要 【課題】耐熱性の低い電気部品又は電子部品に対する熱影響が少なく、優れた導電性を有し、堅固な接合力を有する電気伝導体を提供する。
【解決手段】金属伝導体は、金属ナノワイヤ同士が接合されて形成された電気伝導体であって、前記金属ナノワイヤ同士は、その表面の少なくとも一部を覆うカルボキシル基を有する有機化合物から成る有機層内の金属塩又は前記有機化合物と前記金属塩との金属錯体を還元して形成された金属によって金属接合されている。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要



エレクトロニクス産業の発達に伴い、パーソナルコンピューター、携帯情報端末、テレビなどの様々な電子機器が生産されており、それらの電子機器には電子回路が内蔵されている。





電子回路は、電子素子などの電子部品を電気伝導体で接着して形成されているものであり、例えば、プリント配線板やモジュール基板などの電子回路基板である。





電気伝導体として、電気部品または電子部品を強固に接着させることができ、かつ優れた導電性を有することからPb-Sn系はんだが汎用されている。しかし、電子回路基板などを内蔵している電子機器を屋外に放置、または廃棄処分した際に、酸性雨により電子部品のはんだ付け材料から鉛が溶出し、地下水を汚染するなどの問題が生じている。





このため、現在、鉛を含有しない、SnAgCu系、SnZnBi系、SnCn系などの鉛フリーはんだが開発されつつあり、鉛含有はんだから鉛フリーはんだへの切り替えが進んでいる。鉛フリーはんだは、鉛による環境汚染を防止することができるが、鉛含有のはんだ付けに比べて高い融点であるため、素子の破壊や劣化などの問題を有している。更に、電気伝導体として、はんだ以外に、固着させる樹脂と導電性金属粒子とを混合させた導電性接着剤が使用されている(特許文献1参照)。





また、太陽電池等には、透明電極が用いられている。かかる透明電極用の透明電極として、例えば特許文献2に、金属ナノワイヤ、粒状金属化合物及び還元剤を含有する塗布膜を加熱して、少なくとも一部の金属ナノワイヤが金属化合物から生成した金属微粒子を介して接合されて成る電気伝導体が形成されている透明電極が開示されている。

産業上の利用分野



本発明は、電子機器内の電気部品や電子部品を導電させつつ接合するのに用いられる電気伝導体及びその形成方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属ナノワイヤ同士が接合されて形成された電気伝導体であって、前記金属ナノワイヤ同士は、その表面の少なくとも一部を覆うカルボキシル基を有する有機化合物から成る有機層内の金属塩又は前記有機化合物と前記金属塩との金属錯体が、前記有機層を消失する加熱処理により還元され且つ一部が融解された金属によって金属接合されていることを特徴とする電気伝導体。

【請求項2】
前記金属塩が、塩化金酸、硝酸銀、塩化銅、塩化白金酸から選ばれる金属塩であることを特徴とする請求項1に記載の電気伝導体。

【請求項3】
前記カルボキシル基を有する有機化合物が、高分子カルボン酸又は親水性基若しくは疎水性基を有する少なくとも炭素数5の低分子カルボン酸であることを特徴とする請求項1に記載の電気伝導体。

【請求項4】
金属ナノワイヤと、前記金属ナノワイヤの表面に有機層を形成する有機層形成能を有するカルボン酸化合物及び金属塩を溶解した溶液とを混合し、前記金属ナノワイヤの表面の少なくとも一部を被覆するカルボキシル基を有する有機化合物から成る有機層内に前記金属塩又は前記カルボン酸化合物と前記金属塩との金属錯体を分散して配合した後、前記溶液から分離した前記金属ナノワイヤに加熱処理を施して、前記有機層を消失すると共に、前記金属塩又は前記金属錯体を還元し且つ一部を融解した属で、前記金属ナノワイヤ同士を金属接合することを特徴とする電気伝導体の形成方法。

【請求項5】
前記金属塩として、塩化金酸、硝酸銀、塩化銅、塩化白金酸から選ばれる金属塩を用いることを特徴とする請求項4に記載の電気伝導体の形成方法。

【請求項6】
前記有機層形成能を有するカルボン酸化合物として、高分子カルボン酸又は親水性基若しくは疎水性基を有する少なくとも炭素数5の低分子カルボン酸を用いることを特徴とする請求項4に記載の電気伝導体の形成方法。

【請求項7】
前記有機層を高分子膜とすることを特徴とする請求項4に記載の電気伝導体の形成方法。

【請求項8】
前記金属ナノワイヤとして、金属塩、得られる金属ナノワイヤの形態を調整する形態調整剤及び塩化物を溶媒中に溶解した後、酸素ガスを吹き込みつつ加熱して得られた金属ナノワイヤを用いることを特徴とする請求項4に記載の電気伝導体の形成方法。
産業区分
  • 導電材料(抵抗)
  • 絶縁材料
  • 電線ケーブル
  • 電子部品
  • 伝送方式
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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