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導電性ペースト 新技術説明会

国内特許コード P150011378
整理番号 S2013-0461-N0
掲載日 2015年2月20日
出願番号 特願2013-013735
公開番号 特開2014-146482
出願日 平成25年1月28日(2013.1.28)
公開日 平成26年8月14日(2014.8.14)
発明者
  • 井上 雅博
  • 多田 泰徳
出願人
  • 国立大学法人群馬大学
発明の名称 導電性ペースト 新技術説明会
発明の概要 【課題】本発明の課題は、含まれている銀粒子が低温加熱により焼結され、電気抵抗率が低い導電材料を形成しうる導電性ペーストを提供することにある。
【解決手段】最短径が1μm以上である銀粒子と、溶剤系ウレタン樹脂を50質量%以上100質量%以下含むバインダ樹脂と、を含有する導電性ペーストによる。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要



近年、フレキシブル基板として樹脂で構成された基板が用いられているが、このような基板は、加熱温度が200℃を超えると損傷することがある。そのため、基板上に導電材料を形成する導電性ペーストは、200℃以下で加熱して硬化することが求められている。

従来の導電性ペーストでは、バインダ樹脂の内部でミクロサイズの銀粒子が機械的に接触することで導電性が発現する。この場合、銀粒子同士は樹脂等から構成される電気的絶縁バリア層を介して接触するため、界面電気抵抗が高くなり、導電性が抑制される傾向にある。

導電性ペーストの電気抵抗率を抑制するためには、バインダ樹脂の内部で銀粒子を焼結させることにより界面電気抵抗を低下させることが有効である。



そこで、導電性ペーストに含まれる銀粒子は、200℃以下の低温であっても焼結を実現するため、平均粒子径が小さな銀粒子を用いることが考えられる。

例えば、球状でナノサイズの銀粒子とロッド状でナノサイズの銀粒子とを用いることにより、低温での焼結を実現し、安定した導電性を得ることが特許文献1に開示されている。





しかし、ナノサイズの銀粒子を用いた導電性ペーストは、例えば、厚い導電層を形成するため導電性ペーストを多量に用いて低温で焼結すると、形成された導電材料の中心部近傍の銀粒子が焼け残り、未焼結領域において界面電気抵抗を十分に抑制することができず、電気抵抗率が上昇する傾向にある。また、ナノサイズの銀粒子を使用するため、材料コストが高くなる傾向にある。

さらに、ナノサイズの銀粒子を用いた導電性ペーストは、キュア(硬化)過程での収縮率が大きい、ナノサイズの銀粒子が有する毒性による健康被害が生じる、材料コストが高い、といった課題がある。

加えて、低温で加熱して銀粒子同士を焼結することを目的とした導電性ペーストは、導電性ペーストに含まれるバインダ樹脂が粒子同士の焼結阻害因子となる傾向にあることを考慮してバインダ樹脂の量を抑制することとなるため、接着力の弱い導電性ペーストとなる傾向にある。





また、非特許文献1及び非特許文献2には、電気抵抗率の抑制に加えて、接着力の向上を両立させるため、バインダ樹脂中にミクロサイズの銀粒子とナノサイズの銀粒子との両方を含む導電性ペーストが開示されている。

しかし、これらの導電性ペーストも、上述のような、材料コストが高い、凝集し易くハンドリング性に劣る、厚い導電層を形成した場合に導電層中心部近傍に未焼結領域が生じて電気抵抗率が高くなる、といった課題がある。





その他、特許文献2には、導電性ペースト中のミクロサイズの銀粒子を増量することによって導電性を向上させつつ、バインダ樹脂としてフタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂を含むバインダ樹脂を用いることによって、銀粒子の増量に伴ってバインダ樹脂の比率が低下した場合であっても接着力を維持する導電性ペーストが開示されている。

産業上の利用分野



本発明は、導電性ペーストに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
最短径が1μm以上である銀粒子と、溶剤系ウレタン樹脂を50質量%以上100質量%以下含むバインダ樹脂と、を含有する導電性ペースト。

【請求項2】
前記バインダ樹脂が、さらにエポキシ樹脂を含む請求項1に記載の導電性ペースト。

【請求項3】
前記エポキシ樹脂の含有量が、前記バインダ樹脂全体に対して5質量%以上50質量%以下である請求項1又は請求項2に記載の導電性ペースト。

【請求項4】
前記銀粒子が、平板状の銀粒子を含む請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の導電性ペースト。

【請求項5】
前記銀粒子が、さらに、球状の銀粒子及び不定形状の銀粒子から選ばれる1種以上を含む請求項4に記載の導電性ペースト。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
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