JP2016110939A - 導電性ペースト、その導電性ペーストが用いられた配線基板及び固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】銀コート銅粉を含みかつ断線または膜切れしにくい導電体の形成が可能な導電性ペースト、その導電性ペーストが用いられた配線基板及び固体電解コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】導電性ペーストは、銀粉と、銀コート銅粉と、カーボン粉と、バインダー樹脂と、硬化剤と、溶剤とを含む。配線基板は、上記構成の導電性ペーストにより形成された配線パターンを有する。固体電解コンデンサは、上記構成の導電性ペーストにより形成された電極を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、配線パターンの形成または固体電解コンデンサの電極形成、またはその両方の形成に用いられる導電性ペースト、その導電性ペーストが用いられた配線基板及び固体電解コンデンサに関する。

配線パターンの形成に用いられる導電性ペーストとして用いる導電材料には、従来より銀粉や銅粉が広く用いられるが、特許文献１に記載のように、銀粉に代えて表面を銀コートした銅粉、いわゆる銀コート銅粉を用いる技術が知られている。

このような導電性ペーストは、銀粉を含む導電性ペーストに比べて、導電性ペースト中の銀含有量を減らすことが可能であり、コスト上のメリットがあるほか、銅粉を導電材料に用いた導電性ペーストで問題となる銅の酸化に伴う導電性の低下が生じにくいメリットがある。

一方、電子機器の小型・高密度化に伴い、配線パターンの厚み低減のニーズが高く、薄厚化のニーズが顕在化している。また、固体電解コンデンサの電極においても同様に薄膜化のニーズが高くなっている。

特開平５−３４７１０６号公報

しかし、銀粉と比較して安価な銀コート銅粉を含む導電性ペーストを用いて配線パターンを形成すると、上記のような薄厚化の際には断線が生じやすい問題点がある。また、銀コート銅粉を含む導電性ペーストを用いて固体電解コンデンサの電極を形成する場合、電極膜厚を薄厚化するとエッジ部で膜切れが生じやすい問題点がある。

そこで、銀コート銅粉を含みかつ断線または膜切れしにくい導電体の形成が可能な導電性ペースト、その導電性ペーストが用いられた配線基板及び固体電解コンデンサを提供することを目的とする。

本発明に係る導電性ペーストは、銀粉と、銀コート銅粉と、カーボン粉と、バインダー樹脂と、硬化剤と、溶剤とを含む。

上記導電性ペーストによれば、導電性粒子として銀粉及び銀コート銅粉だけを含む導電性ペーストに比べて、断線や膜切れが生じにくい導電体を形成することができる。

表３に示された各試料の特性をプロットしたグラフである。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
（１）実施態様に係る導電性ペーストは、銀粉と、銀コート銅粉と、カーボン粉と、バインダー樹脂と、硬化剤と、溶剤とを含む。

上記構成の導電性ペーストによれば、カーボン粉の比表面積の大きさやカーボン粉の表面構造等により、安定した導電体（配線パターンや固体電解コンデンサの電極）を形成することができる。例えば、配線パターンの形成では、膜厚を薄厚化してもその形成時におけるパターンのかすれが少なくなるため、配線パターンの断線が抑制される。また、固体電解コンデンサの電極形成では、膜厚を薄厚化してもコンデンサ素子のエッジ部でのかすれが生じ難くなるため、エッジ部での膜切れが生じ難くなる。

（２）上記導電性ペーストにおいて、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対する前記カーボン粉の含有率は、１質量％以上であることが好ましい。
カーボン粉の含有率が１質量％よりも小さいとき、チクソ性の向上が乏しい。上記構成によれば、チクソ性が十分に向上するため、配線パターンの断線が抑制される。

（３）上記導電性ペーストにおいて、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対する前記カーボン粉の含有率は、２質量％以下であることが好ましい。
カーボン粉の含有率が２質量％よりも大きいとき、導電性ペーストによって形成される配線パターンの比抵抗が大幅に増大する。比抵抗が大幅に増大する理由は明らかではないが、カーボン粉の比率が高いと、カーボン粉が凝集して粗大化し、銀粉及び銀コート銅粉の間の導電経路の形成を凝集したカーボン粉が妨げると考えられる。この点、上記構成の導電性ペーストによれば、カーボン粉が２質量％以下であるため、カーボン粉の含有率が２質量％よりも大きい導電性ペーストにより形成される配線パターンの比抵抗に比べて、比抵抗の小さい配線パターンを形成することができる。

（４）上記導電性ペーストにおいて、前記銀粉と前記銀コート銅粉との配合比は、質量比で７０：３０〜２０：８０であることが好ましい。
銀コート銅粉の配合比が小さくなると、銀のイオンマイグレーションが発生し易くなる。一方、銀コート銅粉の配合比が大きくなると、比抵抗が大きくなる。この点、上記構成の導電性ペーストによれば、イオンマイグレーションの発生が抑制され、かつ配線パターンの比抵抗を所定の範囲内の値にすることができる。

（５）上記導電性ペーストにおいて、前記銀粉の平均粒径は、０．０１μｍ以上１５μｍ以下であり、前記銀コート銅粉の平均粒径は、５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。

銀粉の平均粒径が１５μｍよりも大きいときレベリング性が低下する。銀粉の平均粒径が０．０１μｍよりも小さいとき銀粉の製造が困難になる。銀コート銅粉の平均粒径が１５μｍよりも大きいときレベリング性が低下したり、配線パターンの断線が生じやすくなったりするため、細幅の配線パターンの形成が困難になる。銀コート銅粉の平均粒径が５μｍよりも小さいときは銅が露出して酸化銅が形成され易くなるため、その導電性ペーストにより形成された配線パターンの比抵抗が経時的に増大するおそれがある。

この点、上記構成の導電性ペーストは、銀粉の平均粒径が０．０１μｍ以上１５μｍ以下であり、銀コート銅粉の平均粒径は５μｍ以上１５μｍ以下であるため、レベリング性を有し、銀粉の製造も容易であり、形成時の配線パターンの断線が抑制され、かつこの導電性ペーストによって形成された配線パターンの比抵抗の経時的変化も小さい。

（６）上記導電性ペーストにおいて、前記銀粉として更に平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の球状銀粉を含むことが好ましい。この構成によれば、粉末間に球状銀粉が充填されて銀密度が高くなくなるため、配線パターンの比抵抗が低下する。

（７）上記導電性ペーストにおいて、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対する前記カーボン粉の含有率は、１質量％以上２質量％以下であり、前記銀粉と前記銀コート銅粉との配合比は、質量比で７０：３０〜２０：８０であり、かつ前記導電性ペーストに対する銀含有率が、２０質量％以下であることが好ましい。

この構成によれば、銀含有率が２０質量％以下であるため、省資源化に寄与する。また、この導電性ペーストによれば、形成時の断線を抑制して所要の特性を満たす配線パターンを形成したり、形成時のエッジ膜切れを抑制して所要の特性を満たす固体電解コンデンサの電極を形成したりすることができる。

（８）上記導電性ペーストにおいて、チクソ指数が６以上であることが好ましい。この構成によれば、印刷直後の配線パターンの形状がより安定する。このため、印刷作業性が向上する。

（９）上記導電性ペーストにおいて、カーボン粉はケッチェンブラック、アセチレンブラックより選択される一種以上であることが好ましい。
この構成によれば、他のカーボンブラックを含有させる場合に比べて、導電性ペーストにより形成される配線パターンの導電性を高くすることができる。

（１０）配線基板は、上記導電性ペーストにより形成された配線パターンを有する。
上記導電性ペーストにより形成される配線パターンはかすれ及びにじみ等がない、またはその頻度が少ないものであるため、こうした配線パターンを有する配線基板は、高い信頼性（例えば、耐ヒートショック性等）を有する。

（１１）固体電解コンデンサは、上記導電性ペーストにより形成された電極を有する。
上記導電性ペーストにより形成される電極はエッジ部での膜厚が確保されているため（従来の導電性ペーストに比べてエッジ部での膜厚が大きいこと。）、こうした電極を有する固体電解コンデンサは、高い信頼性（例えば、耐ヒートショック性等）を有する。

［本願発明の実施形態の詳細］
実施形態に係る導電性ペーストについて、その具体例を、図面を参照しつつ以下に説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及びこの特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以降に示す平均粒径は、レーザードップラー法を応用した粒度分布測定装置により測定された粒径に基づいて算出されるメジアン径（Ｄ５０）として定義される。
ＢＥＴ比表面積は、吸着ガスとして窒素を用いて自動比表面積測定装置で測定した値を示す。チクソ性はチクソ指数で表される性質を示す。チクソ指数は、Ｅ型回転粘度計（例えば、東機産業（株）製、ＴＶＥ型粘度計）を用いて２５℃で測定した回転数１ｒｐｍにおける粘度（Ｖ１ｒｐｍ）と、回転数１０ｒｐｍにおける粘度（Ｖ１０ｒｐｍ）との比（Ｖ１ｒｐｍ／Ｖ１０ｒｐｍ）として定義される。なお、上述したチクソ性が「向上する」とは、従来に比べて、チクソ指数が高くなることを意味する。

実施形態に係る導電性ペーストについて説明する。
導電性ペーストは、銀粉と、銀コート銅粉と、カーボン粉と、バインダー樹脂と、硬化剤と、溶剤とを含む。

銀粉としては、鱗片状銀粉、球状銀粉及び樹枝状銀粉の少なくとも１種が用いられる。
これらの銀粉は、導電性ペーストによって形成する配線幅によって適宜選択される。線幅３０μｍ程度の配線パターンを形成する場合は、球状銀粉、鱗片状銀粉、球状銀粉と鱗片状銀粉との混合粉が好適に用いられる。また、銀粉の平均粒径は０．０１μｍ以上１５μｍであることが好ましい。球状銀粉としては、その平均粒径が１５μｍ以下のものが好適に用いられる。平均粒径が１５μｍよりも大きいときはレベリング性が低下するからである。

鱗片状銀粉は、接触抵抗を低下させる観点で用いられる。例えば、鱗片状銀粉として、厚さが、幅（厚み方向に垂直な長さ）の最大値の１／２以下、特に、１／５０から１／５であり、その平均粒径が、０．５μｍ以上１５μｍ以下のものが好適に用いられる。これは、平均粒径が０．５μｍよりも小さい場合、鱗片状銀粉による、接触抵抗を小さくする効果が得られないことからである。また、平均粒径が１５μｍを超える場合は、接触抵抗が増大したり、スクリーン版への目詰まり等が発生したり、かすれや配線切れの印刷異常が発生するからである。なお、鱗片状銀粉としては、液相還元法、気相成長法等の、従来周知の種々の方法によって製造したものが使用可能である。

鱗片状銀粉のＢＥＴ比表面積は０．５ｍ^２／ｇ以上３．０ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。これは、鱗片状銀粉のＢＥＴ比表面積が３．０ｍ^２／ｇよりも大きいとき導電性ペーストの粘度が高くなりすぎるからであり、鱗片状銀粉のＢＥＴ比表面積が０．５ｍ^２／ｇよりも小さいときは、鱗片状銀粉が大きく、細幅の配線パターンの形成に適さなくなるからである。

更に、導電性の向上の観点から、平均粒径がナノオーダの球状銀粉（以下、「ナノ銀」という。）が添加されることが好ましい。
例えば、ナノ銀として、短径と長径の比が１／１以上１／２以下である真球状ないし楕円球状であり、平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である銀粒子が用いられる。これは、平均粒径が１０ｎｍよりも小さいときその製造が困難となり、平均粒径が１０００ｎｍを超えると、球状銀粉による充填密度を高める効果が得られない場合があるからである。なお、好ましくは、ナノ銀の平均粒径は５０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下である。これにより、印刷時のかすれ、切れ、にじみ等の印刷異常を低減でき、また、銀粉の充填密度が高められ、配線パターンの導電性が更に向上する。

なお、導電性ペーストにナノ銀を含める場合、ナノ銀の含有率は、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対して質量比で０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。ナノ銀の量が０．１質量％よりも小さいときは、その添加の効果が殆ど生じず、ナノ銀の含有率が１０質量％よりも大きいときは、１０質量％以上にナノ銀を添加したことによる効果が得られないためである。

鱗片状銀粉とナノ銀とを混合して用いる場合は、両者の配合比は、例えば、質量比で９９：１〜８０：２０の範囲で設定される。
これにより、ナノ銀による導電性向上の効果と鱗片状銀粉による接触抵抗の低減効果とを発揮させることができる。なお、接触抵抗の低減効果とは、配線パターンの表面粗さの向上により、配線パターンに接触させる他の部品と当該配線パターン（例えば、ランド）の接触抵抗を低下させる効果をいう。

銀コート銅粉としては、鱗片状、球状、樹枝状のものが存在するが、いずれも用いられ得る。例えば、充填性及び導電性の観点から、球状の銀コート銅粉が好適に用いられる。銀コート銅粉の製法には特に限定はない。例えば、銀めっきによる銀コート銅粉、銅と銀の置換反応による銀コート銅粉等、いずれの銀コート銅粉も用いられ得る。

銀コート銅粉の平均粒径は、５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。
銀コート銅粉の平均粒径が１５μｍよりも大きいと、導電性ペーストのレベリング性が低下したり、配線パターンの断線が生じやすくなったりして、細幅の配線パターンの形成が困難になるからである。また、銀コート銅粉の平均粒径が５μｍよりも小さいと、コアの銅が露出してこの部分から銅が酸化し、経時的に配線パターンの比抵抗が増大するおそれがあるためである。

銀コート銅粉のＢＥＴ比表面積は０．５ｍ^２／ｇ以上３．０ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。これは、銀コート銅粉のＢＥＴ比表面積が３．０ｍ^２／ｇよりも大きいとき導電性ペーストの粘度が高くなりすぎるからであり、銀コート銅粉のＢＥＴ比表面積が０．５ｍ^２／ｇよりも小さいときは、銀コート銅粉が大きく、細幅の配線パターンの形成に適さなくなるからである。

銀コート銅粉における銀の含有率は、５質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。銀の含有率が５質量％よりも小さいとき、コアの銅が露出するおそれがあり、経時的に配線パターンの比抵抗が増大するおそれがあるからである。また、銀の含有率が３０質量％よりも大きいとき、イオンマイグレーションが生じる可能性が高くなるからである。

また、銀粉と銀コート銅粉との配合比は、７０：３０〜２０：８０であることが好ましい。これは、銀コート銅粉の配合比を小さくし過ぎると、銀のイオンマイグレーションが発生し易くなるからである。また、銀コート銅粉の配合比を高くし過ぎると、配線パターンの比抵抗が大きくなるからである。なお、省資源化の観点から、銀粉と銀コート銅粉との配合比は、５０：５０〜３０：７０であることが好ましい。

カーボン粉としては、アセチレンブラック、グラファイト粉、ケッチェンブラック等が用いられうる。配線パターンの導電性向上の観点から言えば、ケッチェンブラックが用いられることが特に好ましい。

カーボン粉としてケッチェンブラックが用いられる場合は、１次粒子の平均粒径は５０ｎｍ以下であることが好ましく、更には、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましい。

ケッチェンブラックのＢＥＴ比表面積は、チクソ性を向上させる目的から、５０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましい。
更に、ケッチェンブラックのＢＥＴ比表面積は１３００ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。ＢＥＴ比表面積がこの上限値を超えると、ケッチェンブラックの平均粒径が小さくなりすぎてケッチェンブラックの凝集が生じ易くなり、これによって、当該ケッチェンブラックを含む導電性ペーストによって形成される配線パターンの比抵抗が増大する可能性があるからである。

なお、カーボン粉として、ケッチェンブラックと他のカーボン粉との混合粉が用いられ得る。
例えば、ケッチェンブラックとグラファイト粉との混合粉が用いられ得る。

カーボン粉の含有率は、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対する質量比で、１質量％以上２質量％以下であることが好ましい。カーボン粉の含有率が２質量％を超えると、その導電性ペーストを用いて形成される配線パターンの比抵抗が高くなるためである。カーボン粉の含有率が１質量％よりも小さいと、チクソ指数が低下し、印刷性が低下するためである。なお、より好ましくは、当該カーボン粉の含有率は、１．５質量％以上１．８質量％以下である。

導電性粒子（銀粉、銀コート銅、及びカーボン粉）の含有率は、導電性ペーストに対する質量比で、３０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。導電性粒子の含有率が８０質量％を超えると、印刷形成時に配線パターンのかすれ等が発生しやすくなるためである。また、導電性粒子の含有率が３０質量％よりも小さいと、印刷形成時に配線パターンのにじみ等が発生しやすくなるためである。より好ましくは、当該導電性粒子の含有率は５０質量％以上７５質量％以下である。

バインダー樹脂としては、有機絶縁性樹脂が用いられる。
有機絶縁性樹脂としては、当該樹脂が熱処理後に配線パターン中に残存することを考慮して、耐熱性樹脂であることが好ましい。耐熱性樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリベンズオキサゾール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ビスマレイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。これらの耐熱性樹脂は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いられ得る。

また、良好な印刷性を維持した状態で、使用目的、使用環境、硬化温度等に適したバインダー樹脂として、これらの樹脂から適宜選択される。例えば、配線パターン形成用のバインダー樹脂として、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、フェノール樹脂、またはこれらの混合物が好適に用いられる。

これらの中でも、配線パターンの形成にはエポキシ樹脂が好適に用いられる。例えば、ポリフェノール型エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型、Ｆ型、ＡＤ型等）、フェノール及びクレゾール型エポキシ樹脂（ノボラック型等）、ポリオールのグルシジルエーテル型エポキシ樹脂、ポリアッシドのグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ポリアミンのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、及び複素環式エポキシ樹脂等の、種々のタイプの熱硬化性エポキシ樹脂が、いずれも使用可能である。

また、導電性ペーストには、バインダー樹脂を硬化させるための硬化剤、その他添加剤等が含まれる。
エポキシ樹脂用の硬化剤としては、例えば、アミン系硬化剤、ポリアミノアミド系硬化剤、酸無水物系硬化剤、塩基性活性水素化化合物、第３アミン類、イミダゾール類等、従来公知の種々の硬化剤の中から、組み合わせるエポキシ樹脂に適したものが、適宜、選択される。また、ポリエステル用の硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤、ポリイソシアネート系硬化剤等のイソシアネート化合物等、従来公知の種々の硬化剤の中から、組み合わせるポリエステルに適したものが、適宜、選択される。

ただし、導電性ペーストは、耐熱温度の低い、汎用性がある材料からなる基材やチップ等を組み合わせて用いることを考慮すると、２００℃以下の温度域で硬化することが好ましく、そのため、２００℃以下の所定の温度で、バインダー樹脂を硬化反応させることができる硬化剤を、適宜、選択されることが好ましい。なお、硬化剤は、バインダー樹脂の理論当量分、配合される。

溶剤としては、バインダー樹脂が可溶であり、ペーストを塗布する基材に対して腐食させず、かつ、印刷作業性の向上の観点から揮発性の低いものが用いられる。
例えば、溶剤として、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオール、フタル酸ジエチル、酢酸ブチルセロソルブ等の有機溶媒が好適に用いられる。また、スクリーン印刷による配線パターンの形成では、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオール等の、沸点が２００℃以上であり、揮発しにくいものが好適に用いられる。このような沸点の高い溶剤が用いられることにより、例えば、スクリーン印刷でファインパターンを形成する際に導電性ペーストの耐乾燥性が向上し、スクリーン版の目詰まりを起こし難くなるため、連続印刷を行う際にも配線パターンの形成精度を向上させることが可能になる。

次に、導電性ペーストの流動特性について説明する。
導電性ペーストの粘度は、配線パターンの寸法精度及び印刷作業性の観点から、温度２５℃、回転数１ｒｐｍにおいて、５Ｐａ・ｓ以上１２００Ｐａ・ｓ以下である。より好ましくは、その粘度は、温度２５℃、回転数１ｒｐｍにおいて、２００Ｐａ・ｓ以上９００以下である。

導電性ペーストのチクソ指数は６以上であることが好ましい。より好ましくは、チクソ指数で４以上１１以下であり、更に好ましくは、６以上９以下である。
導電性ペーストのチクソ指数が高くなり過ぎると、印刷形成時に配線パターンのかすれが発生し易くなり、導電性ペーストのチクソ指数が低くなり過ぎると、印刷形成時ににじみが出るためである。なお、本実施形態に係る導電性ペーストのチクソ指数の好適な範囲は、導電性粒子として銀粉だけを含む導電性ペーストに比べて、高めである。

以上の導電性ペーストは、配線パターンの形成にも、固体電解コンデンサ（例えば、タンタルコンデンサ）における、ディップ法による電極の形成にも用いられ得る。
上述したように、上記構成の導電性ペーストを配線パターンの形成のために用いると、配線パターンのかすれが抑制されるため、その形成時における配線パターンの断線が抑制される。また、上記構成の導電性ペーストにより形成された配線パターンは高い寸法精度を有するため、配線基板の信頼性が高くなる。例えば、上記構成の導電性ペーストによれば、線幅３０μｍの配線パターンの形成において断線の発生頻度が抑制される。

上記構成の導電性ペーストをタンタルコンデンサの電極の形成のために用いると、チップのエッジ部での膜厚がある程度維持されるようになるため、チップのエッジ部での膜切れ（以下、「エッジ膜切れ」）が抑制される。例えば、上記構成の導電性ペーストによれば、膜厚１０μｍ以上３０μｍ以下の電極の形成においてエッジ膜切れの発生頻度が抑制される。

配線パターンの形成及び固体電解コンデンサの形成の両方に適用可能な導電性ペーストの一例を挙げる。
例えば、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対するカーボン粉の含有率が１質量％以上２質量％以下に設定され、銀粉と銀コート銅粉との配合比は、質量比で７０：３０〜２０：８０の範囲に設定され、かつ導電性ペーストに対する銀含有率が２０質量％以下とされる。導電性ペーストのチクソ指数は６以上９以下であることが好ましく、２５℃１ｒｐｍの粘度は１０Ｐａ・ｓであることが好ましい。バインダー樹脂としては、エポキシ樹脂等が好適に用いられ、硬化剤としては、フェノール樹脂等が好適に用いられる。

このような導電性ペーストは、その生産においてメリットがある。従来では、用途毎に導電性ペーストの組成が異なるため個別に生産する必要があったが、上記構成の導電性ペーストは少なくとも２つの用途があるため、１回当たりの生産量を増大させることができる。このため、導電性ペーストの生産性が向上するというメリットがある。

実施例１では、導電性ペーストを用いて基板に配線パターンを形成する場合の例を示す。
表１に示される試料Ｓ１１及び試料Ｓ１２は、参考例であり、試料Ｓ１３は、実施例である。比抵抗については、四端子法により測定した。断線については、比抵抗が基準値（線幅３ｍｍでの比抵抗の１０倍）よりも大きいか否かにより判定した。

［試料Ｓ１１（参考例）］
試料Ｓ１１の導電性ペーストは、平均粒径が１２μｍの鱗片状銀粉と、平均粒径が２８ｎｍのナノ銀とを含む。
・バインダー樹脂は、エポキシ樹脂である。
・硬化剤は、フェノール樹脂である。
・溶剤は、ブチルカルビトールアセテートである。
・バインダー樹脂と硬化剤との配合比は、質量比で、１．０：２．３である。
・バインダー樹脂、硬化剤、及び溶剤の配合量は、導電性粒子の含有率が所定範囲内の値となるように、かつ導電性ペーストの粘度が所定範囲内の値となるように調整される。
・導電性ペーストにおける導電性粒子（鱗片状銀粉及びナノ銀）の含有率は、７０質量％である。
・鱗片状銀粉とナノ銀との配合比は、質量比で９０：１である。

試料Ｓ１１の導電性粒子は、銀粒子及びナノ銀で構成され、銀コート銅粉を含まない。
試料Ｓ１１の導電性ペーストは、表１に示されるように、比抵抗が低く、配線パターンの断線率が０％である。このため、この導電性ペーストは、細幅の配線パターンの形成において好適に用いられ得る。しかし、銀含有率が高いため、この導電性ペーストは省資源化の要求を満たすものではない。

［試料Ｓ１２（参考例）］
・試料Ｓ１２の導電性ペーストは、平均粒径が１２μｍの鱗片状銀粉と、平均粒径が１２μｍの銀コート銅粉とを含む。
・導電性ペーストにおける導電性粒子（鱗片状銀粉及び銀コート銅粉）の含有率は、６０質量％である。
・鱗片状銀粉と銀コート銅粉との配合比は、質量比で２５：７５である。
・バインダー樹脂、硬化剤、溶剤については試料Ｓ１１と同じである。

この導電性ペーストの特徴は、銀粉のほか銀コート銅粉を含み、銀含有量が少ない点にある。
試料Ｓ１２の導電性ペーストは、表１に示されるように、銀含有率が低く、比抵抗が３００μΩ・ｃｍ以下であり、イオンマイグレーションの発生が抑制されている。チクソ指数は試料Ｓ１１の導電性ペーストと等しい。しかし、配線パターンの断線率が大幅に高くなっている。この結果は、導電性ペーストに銀コート銅粉が含まれる場合は、チクソ指数を、銀粉及びナノ銀を含む導電性ペーストと同様の範囲内に設定しただけでは、信頼性に足る配線パターンを形成することができないことを示す。

［試料Ｓ１３（実施例）］
・試料Ｓ１３の導電性ペーストは、平均粒径が１２μｍの鱗片状銀粉と、平均粒径が１２μｍの銀コート銅粉と、１次粒子の平均半径が３４ｎｍのカーボン粉（ケッチェンブラック）とを含む。
・導電性ペーストにおける導電性粒子（鱗片状銀粉、銀コート銅粉及びカーボン粉）の含有率は、４５質量％である。
・金属粉（鱗片状銀粉、銀コート銅粉）全体に対するカーボン粉の含有率は、２質量％である。
・鱗片状銀粉と銀コート銅粉との配合比は、質量比で２５：７５である。
・バインダー樹脂、硬化剤、溶剤については試料Ｓ１１と同じである。

この導電性ペーストの特徴は、銀粉のほか銀コート銅粉及びカーボンを含み、導電性ペーストに対する銀含有量が少ない点にある。
試料Ｓ１３の導電性ペーストは、表１に示されるように、銀含有率が低く、比抵抗が３００μΩ・ｃｍ以下であり、イオンマイグレーションの発生が抑制され、配線パターンの断線率が０％である。すなわち、試料Ｓ１３の導電性ペーストは銀コート銅粉を含有するが、細幅の配線パターンの形成のために好適に用いられ得る。チクソ指数は、試料Ｓ１１及び試料Ｓ１２の導電性ペーストよりも高い。これは、カーボン粉による効果である。

実施例２では、導電性ペーストを用いて固体電解コンデンサの電極を形成する場合の例を示す。
表２に示される試料Ｓ２１及び試料Ｓ２２は参考例であり、試料Ｓ２３は、実施例である。

表２の「銀含有率」とは、導電性ペースト中の銀含有率を示す。
表２に示される試料Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３は、表１に示される試料Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３にそれぞれ等しい組成を有する。各試料により形成されたタンタルコンデンサの電極の膜厚はいずれも２０μｍである。また、各試料とも、固体電解コンデンサの電極形成においてエッジ膜切れが生じていない。なお、試料Ｓ２２（試料Ｓ１２）は、配線パターンの形成では断線が生じたが、固体電解コンデンサの電極形成ではエッジ膜切れが発生していない。

試料Ｓ２１の導電性ペーストの銀含有率は５０質量％であり、試料Ｓ２２の導電性ペーストの銀含有率は２０質量％であり、試料Ｓ２３の導電性ペーストの銀含有率は１５質量％である。このように、実施例（試料Ｓ２３）の導電性ペーストの銀含有率が最も低い。これは、導電性粒子として、銀粉のほかに銀コート銅粉及びカーボン粉を加えていることによる。

試料Ｓ２３の導電性ペーストのチクソ指数は、他の試料に比べて高く、８．７である。また、表２には示していないが、試料Ｓ２３の導電性ペーストの粘度（１ｒｐｍにおける粘度）は、他の試料に比べて高い。このため、タンタルコンデンサの電極の形成時におけるエッジ膜切れが抑制される。

実施例１及び実施例２に示される結果から次のことが分かる。
実施例（試料Ｓ１３，試料Ｓ２３）の導電性ペーストは、配線パターンの形成にも、タンタルコンデンサの電極の形成にも好適に用いることができ、かつ、銀含有率が低いため省資源化に寄与する。

表３に、銀粉と銀コート粉とを含む導電性ペーストにおいて、カーボン粉の含有率を変化させた場合の、導電性ペーストの特性について説明する。
試料Ｓ３１はカーボン粉を含まないものであり、試料Ｓ３２〜試料Ｓ３４がカーボン粉を含むものである。
・試料Ｓ３１の導電性ペーストは、平均粒径が１２μｍの鱗片状銀粉と、平均粒径が１２μｍの銀コート銅粉とを含む。
・バインダー樹脂は、エポキシ樹脂である。
・硬化剤は、フェノール樹脂である。
・溶剤は、酢酸ブチルセロソルブである。
・バインダー樹脂と硬化剤との配合比は、質量比で、１．０：２．３である。
・バインダー樹脂、硬化剤、及び溶剤の配合量は、導電性粒子の含有率が所定範囲内の値となるように、かつ導電性ペーストの粘度が所定範囲内の値となるように調整される。
・導電性ペーストにおける導電性粒子（鱗片状銀粉及び銀コート銅粉）の含有率は、４５質量％である。
・鱗片状銀粉と銀コート銅粉との配合比は、質量比で２５：７５である。

試料Ｓ３２〜Ｓ３４の導電性ペーストは、次の構成を備える。
・試料Ｓ３１の導電性ペーストは、平均粒径が１２μｍの鱗片状銀粉と、平均粒径が１２μｍの銀コート銅粉と、１次粒子の平均粒径が３４ｎｍのカーボン粉（ケッチェンブラック）とを含む。
・試料Ｓ３２〜Ｓ３４の導電性ペーストのカーボン粉の含有率は、それぞれ１質量％、２質量％、３質量％である。
・試料Ｓ３２〜Ｓ３４の導電性ペーストにおける導電性粒子（鱗片状銀粉、銀コート銅粉及びカーボンブラック）の含有率は４５質量％である。
・鱗片状銀粉と銀コート銅粉との配合比は、質量比で２５：７５である。
・バインダー樹脂、硬化剤、溶剤については試料Ｓ３１と同じである。

図１は、表３の各値を、カーボン粉含有率との関係でグラフ化して示した図である。図１の横軸は、カーボン粉の質量比を示す。図１の左縦軸は、形成された配線パターンの比抵抗を示す。図１の右縦軸は、導電性ペーストのチクソ指数を示す。

図１に示されるように、試料Ｓ３１は他の導電性ペーストに比べてチクソ指数が低い。これは、導電性ペーストがカーボン粉を含まないためである。このため、試料Ｓ３１では配線パターンの断線が生じ得る。

また、図１に示されるように、試料Ｓ３１〜試料Ｓ３３により形成された配線パターンの比抵抗は、略一定である。なお、図１の２点鎖線は、試料Ｓ３１〜試料Ｓ３３の比抵抗の値から求めた近似線である。この近似線は、略水平（横軸に平行）である。試料Ｓ３４により形成された配線パターンの比抵抗は、試料Ｓ３１〜試料Ｓ３３の比抵抗よりも大幅に大きい。カーボン粉の含有率が高くなり過ぎると、比抵抗が大幅に大きくなる理由は、必ずしも明らかではないが、密度増大によって凝集したカーボン粉が、銀粉と銀コート銀との間の導電経路の形成を妨げるように作用すると考えられる。

このことから、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対するカーボン粉の含有率は２質量％以下であることが好ましい。また、チクソ指数を適切な値にする観点から、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対するカーボン粉の含有率は１質量％以上であることが好ましい。

本実施形態の導電性ペーストの効果を説明する。
（１）実施態様に係る導電性ペーストは、銀粉と、銀コート銅粉と、カーボン粉と、バインダー樹脂と、硬化剤と、溶剤とを含む。これにより、安定した導電体（配線パターンや電極）を形成することができる。例えば、配線パターンの形成では、膜厚を薄厚化してもその形成時におけるパターンのかすれが少なくなるため、配線パターンの断線が抑制される。また、固体電解コンデンサの電極形成では、膜厚を薄厚化してもコンデンサ素子のエッジ部でのかすれが生じ難くなるため、膜切れが生じ難くなる。また、銀含有率が低いため省資源化に寄与する。

（２）上記導電性ペーストにおいて、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対するカーボン粉の含有率は、１質量％以上であることが好ましい。この構成によれば、導電性ペーストのチクソ性が十分に向上するため（効果が奏する程度にチクソ指数が十分に大きい値になるため）、配線パターンの断線が抑制される。

（３）上記導電性ペーストにおいて、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対するカーボン粉の含有率は、２質量％以下であることが好ましい。この導電性ペーストによれば、カーボン粉の含有率が２質量％よりも大きい導電性ペーストにより形成される配線パターンの比抵抗に比べて、比抵抗の小さい配線パターンを形成することができる。

（４）上記導電性ペーストにおいて、銀粉と銀コート銅粉との配合比は、質量比で７０：３０〜２０：８０であることが好ましい。この構成によれば、イオンマイグレーションの発生が抑制され、かつ配線パターンの比抵抗を所定の範囲内の値にすることができる。

（５）上記導電性ペーストにおいて、銀粉の平均粒径は０．０１μｍ以上１５μｍ以下であり、銀コート銅粉の平均粒径は５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。
この構成によれば、導電性ペーストは、レベリング性を有し、銀粉の製造も容易であり、形成時の配線パターンの断線が抑制され、かつこの導電性ペーストによって形成された配線パターンの比抵抗の経時的変化も小さい。

（６）上記導電性ペーストにおいて、銀粉として更に平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の球状銀粉を含むことが好ましい。この構成によれば、配線パターンの比抵抗が低下する。

（７）上記導電性ペーストにおいて、金属粉（銀粉、銀コート銅粉）全体に対するカーボン粉の含有率は、１質量％以上２質量％以下であり、銀粉と銀コート銅粉との配合比は、質量比で７０：３０〜２０：８０であり、かつ導電性ペーストに対する銀含有率が２０質量％以下であることが好ましい。

この構成によれば、銀含有率が２０質量％以下であるため、省資源化に寄与する。また、この導電性ペーストによれば、形成時の断線を抑制して所要の特性を満たす配線パターンを形成したり、形成時の膜切れを抑制して所要の特性を満たす固体電解コンデンサの電極を形成したりすることができる。すなわち、この導電性ペーストは、省資源化に寄与し、かつ、配線パターンの形成にも固体電解コンデンサの電極の形成にも用いることができるという兼用性を有し、１回当たりの生産量を増大させるため、導電性ペーストの生産性向上に寄与する。

（８）上記導電性ペーストにおいて、チクソ指数が６以上であることが好ましい。この構成によれば、印刷直後の配線パターンの形状がより安定する。このため、印刷作業性が向上する。

（９）上記導電性ペーストにおいて、カーボン粉はケッチェンブラックであることが好ましい。この構成によれば、他のカーボンブラックを含有させる場合に比べて、導電性ペーストにより形成される配線パターンの導電性を高くすることができる。

（１０）配線基板は、上記導電性ペーストにより形成された配線パターンを有する。この配線基板は高い信頼性（例えば、耐ヒートショック性等）を有する。
（１１）固体電解コンデンサは、上記導電性ペーストにより形成された電極を有する。

この固体電解コンデンサは、高い信頼性（例えば、耐ヒートショック性等）を有する。
［その他の実施形態］
本技術は、上記実施形態に限定されるものではない。以下、その他の実施形態について説明する。

・本実施形態では、印刷法で、配線パターンを形成することを前提として説明したが、本導電性ペーストは、印刷法で配線パターンを形成する場合だけに適用されるものではない。導電性ペーストは、配線パターンの形成方法に種類に関係なく、配線パターンの形成材料として用いられる。この導電性ペーストは、ディスペンサーにより配線パターンを形成する場合にも好適に用いられる。

・本実施形態では、導電性ペーストは、細幅の配線パターンや固体電解コンデンサの電極形成に適したものとして説明したが、その用途はこれに限定されない。例えば、基板において、細幅ではない配線パターン（線幅３０μｍ以上の配線パターン）の形成、ランド、及び端子の形成に本技術に係る導電性ペーストが用いられる。また、固体電解コンデンサでは、薄膜ではない電極形成（厚さ３０μｍ以上の電極形成）に本技術に係る導電性ペーストが用いられ得る。

実施形態に示した導電性ペーストは、基板の配線パターン（配線、端子、ランドを含む。）の形成、固体電解コンデンサの電極形成等に用いると有益である。

Claims (11)

1. 銀粉と、銀コート銅粉と、カーボン粉と、バインダー樹脂と、硬化剤と、溶剤とを含む導電性ペースト。
2. 金属粉全体に対する前記カーボン粉の含有率は、１質量％以上である
   請求項１に記載の導電性ペースト。
3. 金属粉全体に対する前記カーボン粉の含有率は、２質量％以下である
   請求項１または請求項２に記載の導電性ペースト。
4. 前記銀粉と前記銀コート銅粉との配合比は、質量比で７０：３０〜２０：８０である
   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。
5. 前記銀粉の平均粒径は０．０１μｍ以上１５μｍ以下であり、前記銀コート銅粉の平均粒径は５μｍ以上１５μｍ以下である
   請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
6. 前記銀粉として更に平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の球状銀粉を含む
   請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
7. 金属粉全体に対する前記カーボン粉の含有率は、１質量％以上２質量％以下であり、前記銀粉と前記銀コート銅粉との配合比は、質量比で７０：３０〜２０：８０であり、かつ前記導電性ペーストに対する銀含有率が、２０質量％以下である
   請求項１に記載の導電性ペースト。
8. チクソ指数が６以上である
   請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
9. 前記カーボン粉は、ケッチェンブラック及びアセチレンブラックより選択される一種以上である
   請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の導電性ペーストにより形成された配線パターンを有する配線基板。
11. 請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の導電性ペーストにより形成された電極を有する固体電解コンデンサ。