JP2017228362A - Conductive paste - Google Patents
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Abstract
【課題】塗布性および焼結性に優れた導電性ペーストを提供する。
【解決手段】本発明の導電性ペーストは、導電性粒子と、樹脂と、分散媒と、を含むものであって、25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域において、せん断速度の増加に応じて粘度が増加する領域が存在するものである。
【選択図】なしDisclosed is a conductive paste excellent in applicability and sinterability.
The conductive paste of the present invention includes conductive particles, a resin, and a dispersion medium, and is 1 [1 / s] or more and 100 [1] in a temperature environment of 25 ° C. / S] or less, there is a region where the viscosity increases as the shear rate increases.
[Selection figure] None
Description
本発明は、導電性ペーストに関する。 The present invention relates to a conductive paste.
これまで導電性ペーストは様々な用途に利用されてきた。その一つとして、電極や配線が形成された太陽電池セル等の電子装置への用途が挙げられる。 Until now, conductive pastes have been used for various purposes. One of them is the use for electronic devices such as solar cells in which electrodes and wirings are formed.
特許文献1には、導電性ペーストが太陽電池セルに利用された例が記されている。同文献によれば、太陽電池セル中の受光面電極や裏面銀電極が、銀ペーストからなる配線により形成される、と記載される。 Patent Document 1 describes an example in which a conductive paste is used for a solar battery cell. According to this document, it is described that the light receiving surface electrode and the back surface silver electrode in the solar battery cell are formed by wiring made of silver paste.
同文献に記載の配線の形成方法としては、次のような銀ペーストを利用する方法が使用されている。すなわち、銀粒子、ガラス成分、有機バインダ、有機溶剤を含む銀ペーストを、スクリーン印刷により塗布し、乾燥させた後、ガラス成分を溶融させる目的で800℃〜900℃の温度で焼結させる。溶融したガラス成分が焼結した銀粒子と基板との密着性を高めると記載されている。一方で、銀ペースト中の有機バインダや有機溶剤は、焼結時に揮発することになる。 As a method for forming the wiring described in this document, the following method using a silver paste is used. That is, a silver paste containing silver particles, a glass component, an organic binder, and an organic solvent is applied by screen printing, dried, and then sintered at a temperature of 800 ° C. to 900 ° C. for the purpose of melting the glass component. It is described that the molten glass component enhances the adhesion between the sintered silver particles and the substrate. On the other hand, the organic binder and organic solvent in the silver paste are volatilized during sintering.
発明者が検討した結果、上記文献記載の導電性ペーストは、低温焼結性と塗布性との両立という点で改善の余地を有していた。 As a result of investigation by the inventors, the conductive paste described in the above literature has room for improvement in terms of both low-temperature sinterability and applicability.
以下、本発明者が検討した結果を述べる。まず上記文献記載の導電性ペーストは、ガラス成分を含むため、高温での焼結工程を必要とする。このため、太陽電池セル中の基板表面にはファイヤースルー性が要求される事になる。したがって、上記文献記載の導電性ペーストからなる配線を形成できる下地基材は限定的であった。
そこで、下地基材の汎用性を高めるために、高温焼結工程を必要としない導電性ペーストの検討を進めた。
本発明者が鋭意検討したところ、次の様なさらなる知見が得られた。
(1)上記のガラス成分を含めないことを前提に、導電性粒子のシンタリング(焼結)後においても残存し、かつ導電性粒子同士の焼結を補助する特性を有する樹脂を適切に選択することにより、低温条件下において、良好な焼結性を実現できることが見出された。
(2)また、本発明者は、導電性ペーストを配線などに利用する場合、製造安定性の観点から、導電性ペーストの塗布膜の形態保持性の向上が必要であると考えた。そして、各種の実験から、導電性ペーストの粘性特性と塗布膜の形態保持性と間に関連があることを見出した。
(3)上記樹脂を有する導電性ペーストの粘性特性について詳細な検討を行った。その結果、所定のせん断速度領域において、せん断速度の増加に応じて、粘度が増加する領域が存在するように制御することで、導電性ペーストからなる塗布膜の形態保持性を高度に実現でき、塗布性を向上できることが見出された。
Hereinafter, the results studied by the present inventors will be described. First, since the conductive paste described in the above literature contains a glass component, a sintering process at a high temperature is required. For this reason, the fire-through property is required for the substrate surface in the solar battery cell. Therefore, the base material which can form the wiring which consists of an electroconductive paste of the said literature was limited.
Therefore, in order to enhance the versatility of the base material, studies were made on conductive paste that does not require a high-temperature sintering process.
As a result of intensive studies by the inventor, the following further findings were obtained.
(1) Based on the premise that the glass component is not included, a resin that has characteristics that remain after sintering (sintering) of conductive particles and that assists in sintering of the conductive particles is appropriately selected. By doing so, it was found that good sinterability can be realized under low temperature conditions.
(2) Further, when the conductive paste is used for wiring or the like, the present inventor considered that it is necessary to improve the form retention of the coated film of the conductive paste from the viewpoint of manufacturing stability. From various experiments, it was found that there is a relationship between the viscosity characteristics of the conductive paste and the form retention of the coating film.
(3) Detailed investigations were made on the viscosity characteristics of the conductive paste having the resin. As a result, in a predetermined shear rate region, according to the increase in the shear rate, by controlling so that there is a region where the viscosity increases, the form retention of the coating film made of conductive paste can be highly realized, It has been found that the applicability can be improved.
このような(1)〜(3)の知見に基づいて、さらに具体的に検討した結果、上記樹脂を有する導電性ペーストにおいて、1[1/s]以上、100[1/s]以下である所定のせん断速度領域において、せん断速度の増加に応じて、粘度が増加する領域が存在する場合には、低温焼結性と塗布性とを両立することが可能になり、本発明を完成するに至った。 As a result of more specific investigation based on the findings of (1) to (3), the conductive paste having the resin has a value of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less. When there is a region where the viscosity increases in accordance with an increase in the shear rate in a predetermined shear rate region, it becomes possible to achieve both low-temperature sinterability and applicability, thereby completing the present invention. It came.
すなわち、本発明によれば、
導電性粒子と、
樹脂と、
分散媒と、を含む、導電性ペーストであって、
25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域において、せん断速度の増加に応じて粘度が増加する領域が存在する、導電性ペーストが提供される。
That is, according to the present invention,
Conductive particles;
Resin,
A conductive paste containing a dispersion medium,
Provided is a conductive paste in which in a shear rate region of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less in a temperature environment of 25 ° C., there is a region where the viscosity increases as the shear rate increases. Is done.
本発明によれば、低温焼結性および塗布性に優れた導電性ペーストが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrically conductive paste excellent in low temperature sintering property and applicability | paintability is provided.
<導電性ペースト>
本実施形態に係る導電性ペーストの概要について説明する。
本実施形態に係る導電性ペーストは、導電性粒子、樹脂、および分散媒を含むものである。当該導電性ペーストにおいては、25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域において、せん断速度の増加に応じて、粘度が増加する領域が存在することができる。
<Conductive paste>
An outline of the conductive paste according to this embodiment will be described.
The conductive paste according to the present embodiment includes conductive particles, a resin, and a dispersion medium. In the conductive paste, in a temperature range of 25 ° C., in a shear rate region of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less, there is a region where the viscosity increases as the shear rate increases. Can exist.
本発明者は、スクリーン印刷等の塗布方法により、導電性ペーストを使用して配線を形成する場合には、焼結性および塗布性の両立が重要であると考えるに至った。本実施形態における塗布性は、形態保持性を高めることにより向上させることができる。このような形態保持性とは、例えば、導電性ペーストが印刷された配線において、所定の形態を保持できるとともに、その形態についてバラツキが少ないことを意味する。また、導電性ペーストの形態保持性を高めることにより、製造安定性も向上させることができる。 The present inventor has come to consider that it is important to achieve both sinterability and applicability when a wiring is formed using a conductive paste by an application method such as screen printing. The applicability in the present embodiment can be improved by increasing the form retainability. Such form retainability means, for example, that a predetermined form can be retained in the wiring on which the conductive paste is printed, and there is little variation in the form. Moreover, manufacturing stability can also be improved by improving the form retainability of an electrically conductive paste.
本発明者が焼結性と塗布性について検討した結果、次のような知見が得られた。
まず、導電性粒子のシンタリング(焼結)後においても残存し、かつ導電性粒子同士の焼結を補助する特性を有する樹脂を適切に選択することにより、低温条件下において、良好な焼結性を実現できることが見出された。
As a result of the study of the sinterability and applicability by the present inventors, the following knowledge was obtained.
First, good sintering under low temperature conditions by appropriately selecting a resin that remains after sintering (sintering) of the conductive particles and has a characteristic that assists the sintering of the conductive particles. It has been found that sex can be realized.
さらに本発明者が検討した結果、各種の実験から、導電性ペーストの粘性特性と塗布膜の形態保持性と間に関連があることが見出された。 Further, as a result of investigation by the present inventor, it has been found from various experiments that there is a relationship between the viscosity characteristics of the conductive paste and the form retention of the coating film.
こうした知見に基づいて、上記樹脂を有する導電性ペーストの粘性特性について詳細な検討を行った。鋭意研究した結果、所定のせん断速度領域において、せん断速度の増加に応じて、粘度が増加する領域が存在するように制御することで、導電性ペーストからなる塗布膜の形態保持性を高度に実現できることが見出された。 Based on these findings, detailed investigation was made on the viscosity characteristics of the conductive paste having the resin. As a result of diligent research, we have achieved high form retention of the coating film made of conductive paste by controlling so that there is a region where the viscosity increases as the shear rate increases in a given shear rate region. It was found that it was possible.
この詳細なメカニズムは定かでないが、次のように考えられる。
まず、塗布工程時における塗布膜のせん断速度に対応する範囲を特定し、所定のせん断速度領域として設定する。所定のせん断速度領域における粘度を指標とすることにより、塗布時の導電性ペーストの塗布膜の状態(例えば、粘性特性)を評価できることになる、と考えられる。
そして、このような新たな評価指標を用いることにより、上記の所定のせん断速度領域において、上記の樹脂を含めた導電性ペーストの粘度挙動と塗膜状態(例えば、形態など)の関係を示す知見が得られる、と考えられる。
すなわち、塗布時における導電性ペーストの粘性特性を代替評価できる指標を利用することで、粘度挙動と形態状態の関係を示す実験結果から、所定のせん断速度領域において粘度が増加するという粘性特性を調整することにより、塗布膜の形態保持性を高度に実現できる、と考えられる。
Although the detailed mechanism is not clear, it can be considered as follows.
First, a range corresponding to the shear rate of the coating film during the coating process is specified and set as a predetermined shear rate region. By using the viscosity in a predetermined shear rate region as an index, it is considered that the state (for example, viscosity characteristics) of the coating film of the conductive paste at the time of coating can be evaluated.
And knowledge which shows the relation between the viscosity behavior of the conductive paste including the resin and the state of the coating film (for example, the form) in the predetermined shear rate region by using such a new evaluation index. Can be obtained.
In other words, by using an index that can be used as an alternative to evaluating the viscosity characteristics of conductive paste at the time of application, the viscosity characteristics that viscosity increases in a predetermined shear rate region are adjusted based on experimental results that show the relationship between viscosity behavior and morphology. By doing so, it is considered that the shape retention of the coating film can be realized to a high degree.
また、このような粘度制御にあたって、たとえば、導電性ペースト中における分散性を高めることにより、導電性ペーストの粘性特性を安定的に制御することが可能である。たとえば、本実施形態においては、分散性を高める組成を採用するとともに、後述の充填率が高い導電性粒子を用いることにより、導電性ペーストの粘度上昇挙動を安定的に制御することができる。 In such viscosity control, for example, by increasing dispersibility in the conductive paste, it is possible to stably control the viscosity characteristics of the conductive paste. For example, in the present embodiment, the viscosity increasing behavior of the conductive paste can be stably controlled by employing a composition that enhances dispersibility and using conductive particles having a high filling rate described later.
以上により、本実施形態の導電性ペーストは、シンタリング後にも残存する樹脂を適切に選択し、かつ、所定のせん断速度領域における粘度が増加する領域を形成することができるので、塗布性と焼結性の両立を実現することができる。 As described above, the conductive paste of this embodiment can appropriately select a resin remaining after sintering and can form a region where the viscosity increases in a predetermined shear rate region. Coexistence can be realized.
なお、本実施形態の導電性ペーストにおいて、導電性粒子のシンタリングを補助する特性を有する樹脂を適切に選択しているので、さらに低抵抗を実現することが可能である。
詳細なメカニズムは定かではないが、適切な樹脂を選択することにより、導電性粒子のシンタリングの時に、(i)樹脂の溶融粘度が低い状態を保たれるので、導電性粒子が移動しやすくなること、または(ii)収縮している樹脂が金属粒子同士を押しつける状態を生み出すことができるので、シンタリングを促進することが可能になる、と考えられる。
In the conductive paste of the present embodiment, since a resin having a characteristic that assists the sintering of the conductive particles is appropriately selected, it is possible to further reduce the resistance.
Although the detailed mechanism is not clear, by selecting an appropriate resin, the conductive particles can be easily moved because (i) the melt viscosity of the resin is kept low when sintering the conductive particles. Or (ii) It can be considered that sintering can be promoted because a shrinking resin can create a state of pressing metal particles against each other.
したがって、本実施形態の導電性粒子は、熱処理によりシンタリングを起こして粒子連結構造を形成することになる。すなわち、本実施形態の導電性ペーストの硬化体の比抵抗を低く抑えることが可能になる。言い換えると、本実施形態において、導電性ペーストの硬化体の比抵抗が下記の範囲内であることは、所望の低抵抗が得られる程度に、導電性粒子のシンタリングが十分に進行することを意味する。本実施形態において、上記硬化体の比抵抗の下限値は、例えば、1μΩ・cm以上としてもよく、2μΩ・cm以上としてもよく、4μΩ・cm以上としてもよい。これにより、低抵抗に優れた導電性ペーストが得られる。また、上記硬化体の比抵抗の上限値は、例えば、20μΩ・cm以下が好ましく、15μΩ・cm以下がより好ましく、11μΩ・cm以下がさらに好ましい。これにより、導電性ペーストの歩留まりを高めることができる。 Therefore, the conductive particles of this embodiment cause sintering by heat treatment to form a particle connection structure. That is, the specific resistance of the cured body of the conductive paste of the present embodiment can be kept low. In other words, in the present embodiment, the specific resistance of the cured body of the conductive paste is within the following range means that the sintering of the conductive particles proceeds sufficiently to obtain a desired low resistance. means. In the present embodiment, the lower limit value of the specific resistance of the cured body may be, for example, 1 μΩ · cm or more, 2 μΩ · cm or more, or 4 μΩ · cm or more. Thereby, the electrically conductive paste excellent in low resistance is obtained. Further, the upper limit value of the specific resistance of the cured body is, for example, preferably 20 μΩ · cm or less, more preferably 15 μΩ · cm or less, and further preferably 11 μΩ · cm or less. Thereby, the yield of an electrically conductive paste can be raised.
以下、本実施形態に係る導電性ペーストの各成分について説明する。 Hereinafter, each component of the conductive paste according to the present embodiment will be described.
(導電性粒子)
本実施形態に係る導電性粒子について説明する。
本実施形態の導電性粒子は、熱処理によりシンタリングを起こして粒子連結構造を形成するものである。
(Conductive particles)
The conductive particles according to this embodiment will be described.
The conductive particles of the present embodiment cause sintering by heat treatment to form a particle connection structure.
本実施形態において、導電性粒子は、たとえばAg(銀)、Au(金)、およびCu(銅)からなる群から選択される一種または二種以上の金属原子から構成される金属粒子を意味する。この中でも、導電性粒子としては、低抵抗の観点から、銀粒子または銅粒子であることが好ましく、銀粒子であることがさらに好ましい。 In the present embodiment, the conductive particles mean metal particles composed of one or more metal atoms selected from the group consisting of Ag (silver), Au (gold), and Cu (copper), for example. . Among these, the conductive particles are preferably silver particles or copper particles, and more preferably silver particles, from the viewpoint of low resistance.
上記導電性粒子の金属の純度は、特に限定されないが、純度の高いものが好ましく、例えば、95%以上がより好ましく、98%以上がさらに好ましく、99%以上とくに好ましい。例えば、銀粒子である導電性粒子は、本発明の目的を損なわない限りであれば、(上記の純度を示す)主成分である銀以外の金属を微量に含んでもよい。このような金属としては、銅、鉄、アルミニウム、亜鉛、錫、金、ニッケル等が挙げられる。また、導電性粒子は、シンタリングを促進する、あるいは低コスト化等の目的で、例えば、非金属成分を含むことが可能である。なお、本実施形態の導電性粒子は、その製造工程において不可避に混入する不純物が含有されていることを許容する。 The purity of the metal of the conductive particles is not particularly limited, but a high purity is preferable, for example, 95% or more is more preferable, 98% or more is more preferable, and 99% or more is particularly preferable. For example, the conductive particles which are silver particles may contain a trace amount of metal other than silver which is the main component (showing the above purity) as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of such metals include copper, iron, aluminum, zinc, tin, gold, nickel and the like. Further, the conductive particles can contain, for example, a non-metallic component for the purpose of promoting sintering or reducing the cost. In addition, the electroconductive particle of this embodiment accept | permits that the impurity mixed unavoidable in the manufacturing process is contained.
本実施形態の導電性粒子は、非金属成分として、例えば炭素を含有することができる。導電性粒子に含まれる炭素は、導電性粒子にシンタリングが生じる際の焼結助剤として機能する。このため、導電性粒子の焼結性を向上させることが可能となる。ここで、導電性粒子が炭素を含有するとは、導電性粒子の内部に含有される場合や、導電性粒子の表面に物理的または化学的に吸着されている場合を含む。
導電性粒子が炭素を含有する場合の一例として、導電性粒子に炭素を含む滑剤を付着させる態様が挙げられる。このような滑剤としては、たとえば高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、高級脂肪酸アミド、および高級脂肪酸エステルが挙げられる。滑剤の含有量は、導電性粒子全体に対してたとえば0.01質量%以上5質量%以下であることが好ましい。これにより、炭素を焼結助剤として効果的に機能させつつ、熱伝導性の低下を抑制することが可能となる。
The electroconductive particle of this embodiment can contain carbon as a nonmetallic component, for example. The carbon contained in the conductive particles functions as a sintering aid when sintering occurs in the conductive particles. For this reason, it becomes possible to improve the sinterability of electroconductive particle. Here, the case where the conductive particles contain carbon includes the case where the conductive particles are contained inside the conductive particles and the case where the conductive particles are physically or chemically adsorbed on the surface of the conductive particles.
As an example of the case where the conductive particles contain carbon, a mode in which a lubricant containing carbon is attached to the conductive particles can be mentioned. Examples of such lubricants include higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, higher fatty acid amides, and higher fatty acid esters. The content of the lubricant is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the entire conductive particles. This makes it possible to suppress a decrease in thermal conductivity while effectively functioning carbon as a sintering aid.
本実施形態の導電性粒子において、熱処理によりシンタリングを起こして形成された粒子連結構造は、例えば、走査電子顕微鏡で得られた断面図から判断してもよいが、X線回折を用いた手法により判断することができる。具体的には、金属粉を有機分散媒(ブチルカルビトール)に濃度90wt%で分散させたペーストを用いて塗膜を作成し、100℃10分で分散媒を乾燥させた後の導電性粒子の結晶子径をd1、この塗膜を250℃60分熱処理した後の結晶子径をd2とする。これらの結晶子径の比(d2/d1)が、1.1以上であり、かつd1が15.0nm以上である場合、導電性粒子が上記粒子連結構造を有していると判断できる。ここで、上記結晶子径は、例えばX線回折装置(XRD)を用いて評価を行うことができ、銀に由来する回折チャートの2Θ=38°±0.2のピークを用いて測定する事ができる。また、塗膜を形成する基材としてはスライドガラスを用いることができる。 In the conductive particles of this embodiment, the particle connection structure formed by causing sintering by heat treatment may be determined from, for example, a cross-sectional view obtained with a scanning electron microscope, but a method using X-ray diffraction Can be determined. Specifically, a conductive film is prepared by using a paste in which metal powder is dispersed in an organic dispersion medium (butyl carbitol) at a concentration of 90 wt% and drying the dispersion medium at 100 ° C. for 10 minutes. The crystallite diameter is d1, and the crystallite diameter after heat-treating the coating film at 250 ° C. for 60 minutes is d2. When the ratio (d2 / d1) of these crystallite diameters is 1.1 or more and d1 is 15.0 nm or more, it can be determined that the conductive particles have the above-described particle connection structure. Here, the crystallite diameter can be evaluated using, for example, an X-ray diffractometer (XRD), and measured using a peak at 2Θ = 38 ° ± 0.2 of a diffraction chart derived from silver. Can do. Moreover, a slide glass can be used as a base material which forms a coating film.
本実施形態の導電性粒子の平均粒径(D50)の下限値は、例えば、0.5μm以上が好ましく、0.6μm以上がより好ましく、0.8μm以上がさらに好ましい。これにより、塗布した時の過度なチキソ性を防ぐことができる。導電性粒子の平均粒径(D50)の上限値は、例えば、5.5μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましく、4.5μm以下がさらに好ましい。これにより、導電性粒子間における焼結性を向上させることが可能となる。また、導電性ペーストの粘度を安定的に制御可能になる。
また、導電性ペーストの塗布性を向上させる観点からは、導電性粒子の平均粒径(D50)が0.6μm以上7.0μm以下であることがより好ましく、0.8μm以上5.0μm以下であることがとくに好ましい。
本実施形態において、導電性ペーストは、平均粒径(D50)が異なる導電性粒子を2種以上有していてもよい。
For example, the lower limit value of the average particle diameter (D 50 ) of the conductive particles of the present embodiment is preferably 0.5 μm or more, more preferably 0.6 μm or more, and further preferably 0.8 μm or more. Thereby, excessive thixotropy when applied can be prevented. The upper limit of the average particle diameter (D 50 ) of the conductive particles is, for example, preferably 5.5 μm or less, more preferably 5 μm or less, and even more preferably 4.5 μm or less. Thereby, the sinterability between the conductive particles can be improved. In addition, the viscosity of the conductive paste can be stably controlled.
Further, from the viewpoint of improving the applicability of the conductive paste, the average particle diameter (D 50 ) of the conductive particles is more preferably 0.6 μm or more and 7.0 μm or less, and 0.8 μm or more and 5.0 μm or less. Is particularly preferred.
In this embodiment, the conductive paste may have two or more kinds of conductive particles having different average particle diameters (D 50 ).
また、上記導電性粒子は、導電性ナノ粒子を含まない態様としてもよい。
導電性ナノ粒子としては、例えば、平均粒径D50が100nm以下であってもよく、さらに80nm以下であってもよい。これにより、所定のせん断速度領域において過度な粘度上昇を抑制することができるので、導電性ペーストの塗布性を向上させることができる。
Moreover, the said electroconductive particle is good also as an aspect which does not contain electroconductive nanoparticle.
The conductive nanoparticles, for example, may be an average particle diameter D 50 is not more 100nm or less, may be further 80nm or less. Thereby, since an excessive increase in viscosity can be suppressed in a predetermined shear rate region, the applicability of the conductive paste can be improved.
本実施形態において、導電性粒子の平均粒径(D50)は、たとえば市販のレーザー式粒度分布計(たとえば、(株)島津製作所製、SALD−7000等)を用いて測定することができる。 In the present embodiment, the average particle diameter (D 50 ) of the conductive particles can be measured using, for example, a commercially available laser particle size distribution analyzer (for example, SALD-7000 manufactured by Shimadzu Corporation).
本実施形態において、導電性粒子の体積の下限値は、樹脂の固形分と導電性粒子との合計体積(100体積%)に対して、特に限定されないが、例えば、40体積%以上であることが好ましく、45体積%以上であることがより好ましい。これにより、導電性粒子の焼結性を向上させ、熱伝導性と導電性の向上に寄与することが可能となる。一方で、導電性粒子の体積の上限値は、上記合計体積に対して、例えば、95体積%以下であることが好ましく、90体積%以下であることがとくに好ましい。これにより、導電性ペーストの塗布作業性や、シンタリング後の導電性ペーストの機械強度等の向上に寄与することができる。 In the present embodiment, the lower limit of the volume of the conductive particles is not particularly limited with respect to the total volume (100% by volume) of the solid content of the resin and the conductive particles, but is, for example, 40% by volume or more. Is preferable, and it is more preferable that it is 45 volume% or more. Thereby, it becomes possible to improve the sinterability of electroconductive particle and to contribute to the improvement of thermal conductivity and electroconductivity. On the other hand, the upper limit value of the volume of the conductive particles is preferably 95% by volume or less, and particularly preferably 90% by volume or less, with respect to the total volume. Thereby, it can contribute to the improvement of the workability | operativity etc. of the application | coating workability | operativity of an electrically conductive paste, and the electrically conductive paste after sintering.
本実施形態において、「樹脂の固形分」とは、樹脂中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。また、本実施形態において、導電性ペースト全体に対する含有量とは、例えば、樹脂中の固形分、樹脂中の溶媒分、導電性粒子、および分散媒の合計値を指す。 In this embodiment, the “solid content of the resin” refers to the non-volatile content in the resin and refers to the remaining portion excluding volatile components such as water and solvent. Moreover, in this embodiment, content with respect to the whole electrically conductive paste refers to the total value of solid content in resin, the solvent content in resin, electroconductive particle, and a dispersion medium, for example.
本実施形態に係る導電性粒子の形状は、とくに限定されないが、たとえば球状、多角形状(角に丸みがある略球状を含む)、フレーク状、樹枝状、および鱗片状等を挙げることができる。また、導電性粒子が球状粒子、多角形状粒子またはフレーク状粒子を含むことがより好ましい。
これにより、導電性粒子の充填性を適度に調整することができるので、塗布性や焼結性を向上させることができる。また、シンタリングの均一性の向上にも寄与することができる。また、焼結性に優れ、コストを低減させる観点からは、導電性粒子がフレーク状粒子を含む態様を採用することもできる。さらには、コストの低減とシンタリングの均一性とのバランスを向上させる観点から、導電性粒子が球状粒子または多角形状粒子とフレーク状粒子の双方を含んでいてもよい。
Although the shape of the electroconductive particle which concerns on this embodiment is not specifically limited, For example, spherical shape, polygonal shape (including the substantially spherical shape with rounded corners), flake shape, dendritic shape, scale shape, etc. can be mentioned. More preferably, the conductive particles include spherical particles, polygonal particles, or flaky particles.
Thereby, since the filling property of electroconductive particle can be adjusted moderately, applicability | paintability and sintering property can be improved. Moreover, it can contribute to the improvement of the uniformity of sintering. In addition, from the viewpoint of excellent sinterability and cost reduction, it is possible to employ an embodiment in which the conductive particles include flaky particles. Furthermore, from the viewpoint of improving the balance between cost reduction and sintering uniformity, the conductive particles may include both spherical particles or polygonal particles and flaky particles.
本実施形態に係る導電性粒子の充填率は、下記の充填性評価方法に基づいて算出することができる。上記充填率の上限値としては、例えば、70%以下が好ましく、65%以下がより好ましく、62.5%以下がさらに好ましく、60%以下が最も好ましい。これにより、上記せん断速度領域における粘度を制御しやすくなり、導電性ペーストの塗布性を高めることができる。また、上記充填率の下限値としては、特に限定されないが、例えば、40%以上としてもよく、45%以上としてもよく、50%以上としてもよい。これにより、導電性ペーストの粘度上昇挙動を制御することができる。 The filling rate of the conductive particles according to the present embodiment can be calculated based on the following filling property evaluation method. For example, the upper limit of the filling rate is preferably 70% or less, more preferably 65% or less, further preferably 62.5% or less, and most preferably 60% or less. Thereby, it becomes easy to control the viscosity in the said shear rate area | region, and the applicability | paintability of an electrically conductive paste can be improved. The lower limit of the filling rate is not particularly limited, but may be 40% or more, 45% or more, or 50% or more, for example. Thereby, the viscosity increase behavior of the conductive paste can be controlled.
(充填性評価方法)
本実施形態における導電性粒子の充填率の測定方法は、たとえば、次のような手法を用いることができる。すなわち、ナノシーズ社製の粉体層せん断力測定装置NS−S500を用いて評価することができる。具体的には、粉体である導電性粒子が、銀粉である例を用いて説明する。まず、内径4mmの円筒(円筒断面積:12.5mm2)の中に予め秤量された銀粉を投入し100Nの縦荷重をかける。縦荷重を加えた状態で、銀粉が堆積してなる「粉体層高さ」と「銀粉重量(全重量)」を測定する。これらの測定値を用いて、銀粉が荷重により圧縮された時の「銀粉密度(g/cm3)=(銀粉重量)/(粉体層高さ×円筒断面積)」が算出される。算出された「銀粉密度(g/cm3)」を、室温における「銀密度(10.5(g/cm3))」で除し、体積密度(%)に換算したものを「充填率(%)」と定義する。なお、銀粉以外の他の導電性粒子についても、同様にして充填率を測定できる。
充填率(%)=(銀粉重量/銀密度)/(粉体層高さ×円筒断面積)×100
(Fillability evaluation method)
For example, the following method can be used as a method for measuring the filling rate of the conductive particles in the present embodiment. That is, it can be evaluated using a powder layer shear force measuring device NS-S500 manufactured by Nano Seeds. Specifically, an example in which the conductive particles that are powders are silver powder will be described. First, pre-weighed silver powder is put into a cylinder with an inner diameter of 4 mm (cylindrical cross-sectional area: 12.5 mm 2 ), and a vertical load of 100 N is applied. With the longitudinal load applied, “powder layer height” and “silver powder weight (total weight)” formed by depositing silver powder are measured. Using these measured values, “silver powder density (g / cm 3 ) = (silver powder weight) / (powder layer height × cylindrical cross-sectional area)” when the silver powder is compressed by a load is calculated. The calculated “silver powder density (g / cm 3 )” is divided by “silver density (10.5 (g / cm 3 ))” at room temperature, and converted to volume density (%) as “filling rate ( %) ”. In addition, about other electroconductive particles other than silver powder, a filling rate can be measured similarly.
Filling rate (%) = (silver powder weight / silver density) / (powder layer height × cylindrical cross-sectional area) × 100
本実施形態においては、球状粒子およびフレーク状粒子を合計した導電性粒子の含有量は、導電性粒子全体100質量%に対して、たとえば、90重量%以上であることが好ましく、95重量%以上であることが好ましい。かかる含有量の上限値は、特に限定されないが、例えば、100重量%以下とする。これにより、シンタリングの均一性をより効果的に向上させることができる。また、シンタリングの均一性をさらに向上させる観点からは、フレーク状粒子の導電性粒子の含有量は、導電性粒子全体100質量%に対して、たとえば、15重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることが好ましい。かかる含有量の上限値は、特に限定されないが、例えば、100重量%以下とする。 In the present embodiment, the content of the conductive particles obtained by adding the spherical particles and the flaky particles is preferably 90% by weight or more, for example, 95% by weight or more with respect to 100% by weight of the entire conductive particles. It is preferable that Although the upper limit of this content is not specifically limited, For example, you may be 100 weight% or less. Thereby, the uniformity of sintering can be improved more effectively. Further, from the viewpoint of further improving the uniformity of sintering, the content of the conductive particles of the flaky particles is preferably 15% by weight or more, for example, with respect to 100% by mass of the entire conductive particles, It is preferably 50% by weight or more. Although the upper limit of this content is not specifically limited, For example, you may be 100 weight% or less.
(樹脂)
本実施形態に係る樹脂について説明する。
本実施形態の導電性ペーストは、下記の樹脂を含むことができる。本実施形態に係る樹脂としては、シンタリング後に残存する樹脂であることが好ましい(ただし、シンタリング工程において不可避に蒸発する成分を許容する)。
(resin)
The resin according to this embodiment will be described.
The conductive paste of this embodiment can contain the following resin. The resin according to the present embodiment is preferably a resin that remains after sintering (however, a component that inevitably evaporates in the sintering process is allowed).
本実施形態において、樹脂の固形分の体積の下限値は、樹脂の固形分と導電性粒子との合計体積(100体積%)に対して、例えば、1体積%以上であることが好ましく、3体積%以上であることがより好ましく、5体積%以上であることがさらに好ましい。一方、樹脂の固形分の体積の上限値は、特に限定されないが、上記合計体積に対して、例えば、50体積%以下であることが好ましく、45体積%以下であることがより好ましく、40体積%以下であることがさらに好ましい。 In the present embodiment, the lower limit value of the solid content of the resin is preferably, for example, 1% by volume or more with respect to the total volume (100% by volume) of the solid content of the resin and the conductive particles. The volume is more preferably at least 5% by volume, and even more preferably at least 5% by volume. On the other hand, the upper limit of the volume of the solid content of the resin is not particularly limited, but is preferably 50% by volume or less, more preferably 45% by volume or less, and 40% by volume with respect to the total volume. More preferably, it is% or less.
本実施形態において、樹脂の固形分の体積を上記下限値以上とすることにより、導電性ペーストの密着性を高めることができる。一方、樹脂の固形分の体積を上限値以下とすることにより、導電性粒子のシンタリングの妨げを抑制でき、導電性ペーストの抵抗を低くすることができる。本実施形態において、導電性ペーストが発揮する密着性としては、無機材料に対して密着するだけでなく、有機材料に対しても密着することが好ましい。 In the present embodiment, the adhesiveness of the conductive paste can be increased by setting the volume of the solid content of the resin to the above lower limit value or more. On the other hand, when the volume of the solid content of the resin is set to the upper limit value or less, hindering of sintering of the conductive particles can be suppressed, and the resistance of the conductive paste can be lowered. In the present embodiment, as the adhesion exhibited by the conductive paste, it is preferable to adhere not only to an inorganic material but also to an organic material.
本実施形態において、樹脂の体積の測定方法としては、例えば、配合重量と当該樹脂固有の比重から求めることが出来る。一方、導電性粒子の体積の測定方法としては、例えば、導電性粒子の比重から算出できる。 In this embodiment, as a method for measuring the volume of the resin, for example, it can be obtained from the blending weight and the specific gravity specific to the resin. On the other hand, as a method for measuring the volume of the conductive particles, for example, it can be calculated from the specific gravity of the conductive particles.
また、本実施形態の樹脂の含有量の下限値は、例えば、導電性ペースト全体に対して、0.1重量%以上が好ましく、0.5重量%以上がより好ましく、1重量%以上がさらに好ましい。これにより、導電性ペーストの密着性を向上させることができる。また、上記樹脂の含有量の上限値は、例えば、導電性ペースト全体に対して、12重量%以下が好ましく、10重量%以下がより好ましく、8重量%以下がさらに好ましい。これにより、導電性粒子のシンタリングの妨げを抑制でき、導電性ペーストの抵抗を低くすることができる。 Further, the lower limit value of the content of the resin of the present embodiment is, for example, preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more, and further preferably 1% by weight or more with respect to the entire conductive paste. preferable. Thereby, the adhesiveness of an electrically conductive paste can be improved. The upper limit value of the resin content is, for example, preferably 12% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and still more preferably 8% by weight or less with respect to the entire conductive paste. Thereby, the hindering of the sintering of the conductive particles can be suppressed, and the resistance of the conductive paste can be lowered.
本実施形態に係る樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の混合物などを用いることができる。本実施形態の樹脂は、これらの樹脂から適宜選択できるが、熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。 As the resin according to this embodiment, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a mixture of a thermoplastic resin and a thermosetting resin, or the like can be used. The resin of the present embodiment can be appropriately selected from these resins, but it is preferable to use a thermosetting resin.
本実施形態に係る熱硬化性樹脂としては、加熱により3次元的網目構造を形成する樹脂である。当該熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル樹脂、フェノール樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、マレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、シアネート樹脂、メタクリロイル基を有する樹脂等が挙げられる。例えば、熱硬化性樹脂が、室温で液状である液状樹脂であってもよい。これらは、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 The thermosetting resin according to the present embodiment is a resin that forms a three-dimensional network structure by heating. The thermosetting resin is not particularly limited. For example, (meth) acrylic resin, phenolic resin, resin having a benzoxazine ring, epoxy resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, maleimide resin, polyurethane resin, diallyl phthalate Examples thereof include resins, silicone resins, cyanate resins, and resins having a methacryloyl group. For example, the thermosetting resin may be a liquid resin that is liquid at room temperature. These can be used alone or in combination of two or more.
本実施形態に係る熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリルポリマー、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Although it does not specifically limit as a thermoplastic resin which concerns on this embodiment, For example, an acrylic polymer, a butyral resin, a polystyrene resin, a polycarbonate resin, a polyamide resin, a polyamideimide resin etc. are mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
本実施形態に係る樹脂としては、これらの中でも、適度な極性基を有する樹脂を含むことが好ましい。また、上記極性基としては、例えば、ヒドロキシル基、アミド基、エポキシ基、アミノ基からなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。この中でも、少なくともエポキシ基を含むことが好ましい。これにより、導電性ペーストの分散性を適度に高めることができるので、塗布性を向上させることができる。 Among these, the resin according to this embodiment preferably includes a resin having an appropriate polar group. Moreover, as said polar group, it is preferable to contain 1 or more types selected from the group which consists of a hydroxyl group, an amide group, an epoxy group, and an amino group, for example. Among these, it is preferable that at least an epoxy group is included. Thereby, since the dispersibility of an electrically conductive paste can be improved moderately, applicability | paintability can be improved.
まだ、本実施形態に係る樹脂の重量平均分子量(Mw)の下限値としては、例えば、103以上が好ましく、5.0×103以上がより好ましく、1.0×104以上がさらに好ましい。また、上記樹脂の重量平均分子量の上限値としては、特に限定されないが、例えば、106以下が好ましく、7.0×105以下がより好ましく、5.0×105以下がさらに好ましく、105以下が最も好ましい。これにより、導電性ペーストの分散性を最適とすることができるので、塗布性を向上させることができる。 Still, the lower limit of the weight average molecular weight (Mw) of the resin according to the present embodiment is preferably 10 3 or more, more preferably 5.0 × 10 3 or more, and further preferably 1.0 × 10 4 or more. . The upper limit of the weight average molecular weight of the resin is not particularly limited, but is preferably 10 6 or less, more preferably 7.0 × 10 5 or less, further preferably 5.0 × 10 5 or less, and 10 Most preferred is 5 or less. Thereby, since the dispersibility of an electrically conductive paste can be optimized, applicability | paintability can be improved.
本実施形態に係る樹脂としては、これらの中でも、適度な極性基を有する観点から、カルボキシル基を含まないアクリルポリマー、レゾール型フェノール樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、および(メタ)アクリレートからなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。また、これらの中でも、適度な極性基を有し、かつ高分子量である観点から、アクリルポリマー、レゾール型フェノール樹脂、または(メタ)アクリレートが好ましい。 Among these, as a resin according to the present embodiment, from the viewpoint of having an appropriate polar group, a group consisting of an acrylic polymer not containing a carboxyl group, a resol type phenol resin, a resin having a benzoxazine ring, and a (meth) acrylate It is preferable that 1 or more types selected from are included. Among these, acrylic polymer, resol type phenol resin, or (meth) acrylate is preferable from the viewpoint of having an appropriate polar group and a high molecular weight.
本実施形態に係るアクリルポリマーとしては、例えば、エポキシ基含有アクリルポリマー(SG−P3)、エポキシ基とアミド基を有するアクリルポリマー(SG−80H)、ヒドロキシル基を有するアクリルポリマー(SG−790)などが挙げられる。 Examples of the acrylic polymer according to this embodiment include an epoxy group-containing acrylic polymer (SG-P3), an acrylic polymer having an epoxy group and an amide group (SG-80H), and an acrylic polymer having a hydroxyl group (SG-790). Is mentioned.
また、本実施形態に係る(メタ)アクリル樹脂である(メタ)アクリレートとしては、たとえば、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の3官能のメタクリレートモノマー、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート等2官能のメタクリレートモノマー、等が挙げられる。
本実施形態に係るアクリル樹脂としては、たとえば、単官能(メタ)アクリレート、2官能(メタ)アクリレート、3官能以上の多官能(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、2官能以上のポリエステル(メタ)アクリレートが挙げられる。
Moreover, as (meth) acrylate which is (meth) acrylic resin which concerns on this embodiment, trifunctional methacrylate monomers, such as a trimethylol propane trimethacrylate, bifunctional methacrylate monomers, such as ethoxylated bisphenol A diacrylate, etc., etc., for example. Is mentioned.
Examples of the acrylic resin according to this embodiment include monofunctional (meth) acrylate, bifunctional (meth) acrylate, trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, 2 Examples thereof include polyester (meth) acrylates that are functional or higher.
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチルヘプチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートのような脂肪族(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、1−アダマンチル(メタ)アクリレートのような脂環式(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ノニルフェニル(メタ)アクリレート、p−クミルフェニル(メタ)アクリレート、o−ビフェニル(メタ)アクリレート、1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(o−フェニルフェノキシ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(1−ナフトキシ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(2−ナフトキシ)プロピル(メタ)アクリレートのような芳香族(メタ)アクリレート、2−テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−N−カルバゾールのような複素環式(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of monofunctional (meth) acrylates include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and s-butyl. (Meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl heptyl (meth) ) Acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate Rate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-chloro-2- Aliphatic (meth) acrylates such as hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) Acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 3-methyl-3-oxetanylmethyl (meth) acrylate, 1-adamantyl (meth) acrylate Cycloaliphatic (meth) acrylates such as salt, phenyl (meth) acrylate, nonylphenyl (meth) acrylate, p-cumylphenyl (meth) acrylate, o-biphenyl (meth) acrylate, 1-naphthyl (meth) acrylate, 2-naphthyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3- (o-phenylphenoxy) propyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3 -(1-naphthoxy) propyl (meth) acrylate, aromatic (meth) acrylate such as 2-hydroxy-3- (2-naphthoxy) propyl (meth) acrylate, 2-tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, N- (Meth) acryloyloxye Examples include heterocyclic (meth) acrylates such as tilhexahydrophthalimide and 2- (meth) acryloyloxyethyl-N-carbazole.
また、2官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレートのような脂肪族(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールFジ(メタ)アクリレートのような脂環式(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、フルオレン型ジ(メタ)アクリレートのような芳香族(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレートのような複素環式(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of the bifunctional (meth) acrylate include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, and polyethylene glycol di ( (Meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,3 -Butanediol di (meth) acrylate, 2-methyl-1,3-propanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, ne Pentyl glycol di (meth) acrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol Fats such as di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol (meth) acrylate Alicyclic (meth) acrylate, cyclohexanedimethanol (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol (meth) acrylate, hydrogenated bisphenol A di (meth) acrylate, hydrogenated bisphenol F di (meth) acrylate ( (Meth) acrylate, bispheno Aromatic (meth) acrylates such as di- (meth) acrylate, bisphenol F di (meth) acrylate, bisphenol AF di (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, fluorene-type di (meth) acrylate And heterocyclic (meth) acrylates such as isocyanuric acid di (meth) acrylate.
また、3官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレートのような脂肪族(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレートのような複素環式(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of the trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylates include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, and pentaerythritol tetra (meth) acrylate. , Dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, aliphatic (meth) acrylates such as ethoxylated glycerin tri (meth) acrylate, heterocyclic such as isocyanuric acid tri (meth) acrylate (Meth) acrylate is mentioned.
また、本実施形態に係るフェノール樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、およびアリールアルキレン型フェノール樹脂等が挙げられる。この中でも、熱硬化収縮が大きく、また密着性が高い観点から、レゾール型フェノール樹脂がより好ましい。レゾール型フェノール樹脂は、例えば、アルカリ触媒下でフェノール類とアルデヒド類を反応させて得られる。 Further, the phenol resin according to the present embodiment is not particularly limited. For example, a novolac type phenol resin such as a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a bisphenol A novolac resin, a resol type phenol resin, and an arylalkylene type phenol resin. Is mentioned. Among these, a resol type phenol resin is more preferable from the viewpoint of large thermosetting shrinkage and high adhesion. The resol type phenol resin is obtained, for example, by reacting phenols and aldehydes under an alkali catalyst.
本実施形態に係るノボラック型フェノール樹脂は、例えば、フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒のもとで反応させることにより得ることができる。
ノボラック型フェノール樹脂を製造する際に用いるフェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、p−フェニルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−tert−アミルフェノール、p−オクチルフェノール、p−ノニルフェノール、p−クミルフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、レゾルシノールなどが挙げられる。なお、これらフェノール類を単独または2種類以上併用して用いてもよい。
The novolak-type phenol resin according to this embodiment can be obtained, for example, by reacting phenols and aldehydes under an acidic catalyst.
Examples of the phenols used in producing the novolak type phenol resin include phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, p-phenylphenol, p-tert-butylphenol, p-tert-amylphenol, p-octylphenol, p- Nonylphenol, p-cumylphenol, bisphenol A, bisphenol F, resorcinol and the like can be mentioned. In addition, you may use these phenols individually or in combination of 2 or more types.
また、ノボラック型フェノール樹脂の製造に用いるアルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド等のアルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等の芳香族アルデヒド等が挙げられる。ホルムアルデヒド源としては、ホルマリン(水溶液)、パラホルムアルデヒド、アルコール類とのヘミホルマール、トリオキサン等が挙げられる。なお、これらアルデヒド類を単独または2種類以上併用して用いてもよい。 Examples of the aldehydes used for producing the novolak type phenol resin include alkyl aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propyl aldehyde, and butyraldehyde, and aromatic aldehydes such as benzaldehyde and salicyl aldehyde. Examples of the formaldehyde source include formalin (aqueous solution), paraformaldehyde, hemi-formal with alcohols, and trioxane. In addition, you may use these aldehydes individually or in combination of 2 or more types.
ノボラック型フェノール樹脂を合成する際、フェノール類とアルデヒド類との反応モル比率は、通常、フェノール類1モルに対して、アルデヒド類が0.3〜1.0モルであり、特に0.6〜0.9モルとすることが好ましい。 When synthesizing a novolak-type phenol resin, the reaction molar ratio of phenols and aldehydes is usually 0.3 to 1.0 mol, particularly 0.6 to 1 mol per mol of phenol. It is preferable to set it as 0.9 mol.
また、ノボラック型フェノール樹脂の製造に用いる酸性触媒としては、例えば、蓚酸、酢酸等の有機カルボン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の有機スルホン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1'−ジホスホン酸、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸等の有機ホスホン酸、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸等が挙げられる。なお、これらの酸性触媒を単独、または2種類以上併用して使用してもよい。 Examples of the acidic catalyst used for producing the novolak type phenol resin include organic carboxylic acids such as oxalic acid and acetic acid, organic sulfonic acids such as benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid and methanesulfonic acid, and 1-hydroxyethylidene-1 , 1′-diphosphonic acid, organic phosphonic acids such as 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid. In addition, you may use these acidic catalysts individually or in combination of 2 or more types.
レゾール型フェノール樹脂は、例えば、フェノール類とアルデヒド類をアルカリ金属やアミン類、二価金属塩などの触媒の存在下で反応させることによって得ることができる。 The resol type phenol resin can be obtained, for example, by reacting phenols and aldehydes in the presence of a catalyst such as an alkali metal, an amine, or a divalent metal salt.
レゾール型フェノール樹脂の製造に用いるフェノール類としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール等のクレゾール類、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール等のキシレノール類、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール等のエチルフェノール類、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、p−tert−ブチルフェノール等のブチルフェノール類、p−tert−アミルフェノール、p−オクチルフェノール、p−ノニルフェノール、p−クミルフェノール等のアルキルフェノール類、フルオロフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、ヨードフェノール等のハロゲン化フェノール類、p−フェニルフェノール、アミノフェノール、ニトロフェノール、ジニトロフェノール、トリニトロフェノール等の1価フェノール置換体、及び、1−ナフトール、2−ナフトール等の1価のフェノール類、レゾルシン、アルキルレゾルシン、ピロガロール、カテコール、アルキルカテコール、ハイドロキノン、アルキルハイドロキノン、フロログルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ジヒドロキシナフタリン等の多価フェノール類等が挙げられる。なお、これらフェノール類を単独あるいは2種以上を混合して使用してもよい。 Examples of the phenols used in the production of the resol type phenol resin include cresols such as phenol, o-cresol, m-cresol, and p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, and 2,5-xylenol. Xylenols such as 2,6-xylenol, 3,4-xylenol and 3,5-xylenol, ethylphenols such as o-ethylphenol, m-ethylphenol and p-ethylphenol, isopropylphenol, butylphenol, p- Butylphenols such as tert-butylphenol, p-tert-amylphenol, p-octylphenol, p-nonylphenol, alkylphenols such as p-cumylphenol, fluorophenol, chlorophenol, bromophenol, iodof Halogenated phenols such as diol, monovalent phenol substitutes such as p-phenylphenol, aminophenol, nitrophenol, dinitrophenol and trinitrophenol, and monovalent phenols such as 1-naphthol and 2-naphthol, Examples thereof include polyphenols such as resorcin, alkylresorcin, pyrogallol, catechol, alkylcatechol, hydroquinone, alkylhydroquinone, phloroglucin, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, and dihydroxynaphthalene. In addition, you may use these phenols individually or in mixture of 2 or more types.
また、レゾール型フェノール樹脂の製造に用いるアルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ポリオキシメチレン、クロラール、ヘキサメチレンテトラミン、フルフラール、グリオキザール、n−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、テトラオキシメチレン、フェニルアセトアルデヒド、o−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられる。これらアルデヒド類を、単独または2種類以上組み合わせて使用してもよい。なお、これらのアルデヒド類の中でも、反応性が優れ、安価であるという観点から、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドを選択して用いることが好ましい。 Examples of aldehydes used in the production of resol-type phenol resins include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, polyoxymethylene, chloral, hexamethylenetetramine, furfural, glyoxal, n-butyraldehyde, capro. Examples include aldehyde, allyl aldehyde, benzaldehyde, crotonaldehyde, acrolein, tetraoxymethylene, phenylacetaldehyde, o-tolualdehyde, salicylaldehyde and the like. These aldehydes may be used alone or in combination of two or more. Of these aldehydes, formaldehyde and paraformaldehyde are preferably selected and used from the viewpoint of excellent reactivity and low cost.
また、レゾール型フェノール樹脂の製造に用いる触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、カルシウム、マグネシウム、バリウムなどアルカリ土類金属の酸化物及び水酸化物、炭酸ナトリウム、アンモニア水、トリエチルアミン、ヘキサメチレンテトラミンなどのアミン類、酢酸マグネシウムや酢酸亜鉛などの二価金属塩などが挙げられる。これら触媒は、単独または2種類以上併用してもよい。 Examples of the catalyst used in the production of the resol type phenolic resin include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, lithium hydroxide and potassium hydroxide, alkaline earth metal oxides such as calcium, magnesium and barium, and the like. Examples thereof include hydroxides, sodium carbonate, aqueous ammonia, amines such as triethylamine and hexamethylenetetramine, and divalent metal salts such as magnesium acetate and zinc acetate. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
なお、レゾール型フェノール樹脂を製造する際、フェノール類とアルデヒド類との反応モル比としては、好ましくはフェノール類1モルに対して、アルデヒド類0.80〜2.50モルであり、さらに好ましくは、アルデヒド類1.00〜2.30モルである。 When producing a resol type phenol resin, the reaction molar ratio of phenols to aldehydes is preferably 0.80 to 2.50 moles of aldehydes per mole of phenols, more preferably , Aldehydes 1.00-2.30 mol.
アリールアルキレン型フェノール樹脂は、繰り返し単位中に一つ以上のアリールアルキレン基を有するフェノール樹脂を示す。このようなアリールアルキレン型フェノール樹脂としては、例えば、キシリレン型フェノール樹脂、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂等が挙げられる。 An arylalkylene type phenol resin refers to a phenol resin having one or more arylalkylene groups in a repeating unit. Examples of such aryl alkylene type phenol resins include xylylene type phenol resins and biphenyl dimethylene type phenol resins.
本実施形態に係るベンゾオキサジン系樹脂(ベンゾオキサジン環を有する樹脂)は、オキサジン環がベンゼン環に隣接した構造を有する熱硬化性樹脂である。当該ベンゾオキサジン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノール化合物、アミン化合物、アルデヒド化合物を反応させることにより製造できる。 The benzoxazine-based resin (resin having a benzoxazine ring) according to this embodiment is a thermosetting resin having a structure in which an oxazine ring is adjacent to a benzene ring. Although it does not specifically limit as said benzoxazine-type resin, For example, it can manufacture by making a phenol compound, an amine compound, and an aldehyde compound react.
本実施形態においては、シンタリングの均一性、熱伝導性、導電性等のバランスを向上させる観点から、たとえば、樹脂中に硬化剤を含まない態様を採用することもできる。樹脂中に硬化剤を含まないとは、たとえば熱硬化性樹脂の全体である100重量部に対する硬化剤の含有量が0.01重量部以下である場合を指す。
本実施形態の導電性ペーストは、硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤としては、特に限定されないが、例えば、イミダゾール類、トリフェニルホスフィンまたはテトラフェニルホスフィンの塩類、ジアザビシクロウンデセンなどのアミン系化合物およびその塩類などが挙げられる。
In this embodiment, from the viewpoint of improving the balance of sintering uniformity, thermal conductivity, conductivity, and the like, for example, an embodiment in which a curing agent is not included in the resin can be employed. The phrase “not containing a curing agent in the resin” refers to a case where the content of the curing agent is, for example, 0.01 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight as the whole thermosetting resin.
The conductive paste of this embodiment may include a curing accelerator. The curing accelerator is not particularly limited, and examples thereof include imidazoles, triphenylphosphine or tetraphenylphosphine salts, amine compounds such as diazabicycloundecene, and salts thereof.
ここで、本実施形態の導電性ペーストは、導電性粒子、樹脂、および分散媒から構成されるものとする。この場合、樹脂とは、上記導電性ペーストから導電性粒子および分散媒を除いた残りの全成分とすることができる。ただし、分散媒を乾燥させて除くとき、完全に分散媒が除かれた状態が好ましいが、作業プロセス上、不可避に残存する分散媒は許容できる。また、上記導電性ペーストが充填材を含む場合、かかる充填材を除いたものを、評価するための上記樹脂とする。 Here, the conductive paste of this embodiment shall be comprised from electroconductive particle, resin, and a dispersion medium. In this case, the resin can be all remaining components obtained by removing the conductive particles and the dispersion medium from the conductive paste. However, when the dispersion medium is dried and removed, it is preferable that the dispersion medium is completely removed, but the dispersion medium inevitably remaining in the work process is acceptable. Moreover, when the said electrically conductive paste contains a filler, what remove | excluded this filler is made into the said resin for evaluation.
本実施形態に係る分散媒としては、とくに限定されないが、例えば、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、メチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、アセチルアセトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アノン、ジアセトンアルコール、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、メチルメトキシブタノール、α−ターピネオール、β−ターピネオール、へキシレングリコール、ベンジルアルコール、2−フェニルエチルアルコール、イゾパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、ラウリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールもしくはグリセリン等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール(4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン)、2−オクタノン、イソホロン(3,5,5−トリメチル−2−シクロヘキセン−1−オン)もしくはジイソブチルケトン(2,6−ジメチル−4−ヘプタノン)等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、アセトキシエタン、酪酸メチル、ヘキサン酸メチル、オクタン酸メチル、デカン酸メチル、メチルセロソルブアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、1,2−ジアセトキシエタン、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジルもしくはリン酸トリペンチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、エトキシエチルエーテル、1,2−ビス(2−ジエトキシ)エタンもしくは1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン等のエーテル類、酢酸2−(2−ブトキシエトキシ)エタン等のエステルエーテル類、2−(2−メトキシエトキシ)エタノール等のエーテルアルコール類、トルエン、キシレン、n−パラフィン、イソパラフィン、ドデシルベンゼン、テレピン油、ケロシンもしくは軽油等の炭化水素類、α−テルピネオール、ジヒドロキシテルピネオール、ジヒドロテルピネオールアセテート等のテルピネオール類、アセトニトリルもしくはプロピオニトリル等のニトリル類、アセトアミドもしくはN,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、低分子量の揮発性シリコンオイル、または揮発性有機変成シリコンオイル等が用いられる。この中でも、作業性や揮発性の観点から、例えば、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、メチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、アセチルアセトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アノン、ジアセトンアルコール、α−テルピネオール、ジヒドロキシテルピネオール、ジヒドロキシテルピネオールアセテート等が好ましく、分散性の観点から、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、α−テルピネオール、ジヒドロキシテルピネオール、またはジヒドロキシテルピネオールアセテートがより好ましい。
また、これらは、二種以上を組み合わせた混合分散媒として使用することもできる。
The dispersion medium according to the present embodiment is not particularly limited. For example, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, methyl carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, acetylacetone, methyl isobutyl ketone ( MIBK), anone, diacetone alcohol, ethyl cellosolve, methyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl Alcohol, decyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Tyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, methyl methoxybutanol, α-terpineol, β-terpineol, hexylene glycol , Benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, isopalmityl alcohol, isostearyl alcohol, lauryl alcohol, alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol or glycerin, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol (4- Hydroxy-4-methyl-2- Ntanone), 2-octanone, isophorone (3,5,5-trimethyl-2-cyclohexen-1-one) or diisobutyl ketone (2,6-dimethyl-4-heptanone), ethyl acetate, butyl acetate, Diethyl phthalate, dibutyl phthalate, acetoxyethane, methyl butyrate, methyl hexanoate, methyl octoate, methyl decanoate, methyl cellosolve acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 1,2-diacetoxyethane, phosphoric acid Esters such as tributyl, tricresyl phosphate or tripentyl phosphate, tetrahydrofuran, dipropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethyl Ethers such as N-glycol dibutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, ethoxyethyl ether, 1,2-bis (2-diethoxy) ethane or 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, 2- (2-butoxyethoxy acetate) ) Ether ethers such as ethane, ether alcohols such as 2- (2-methoxyethoxy) ethanol, hydrocarbons such as toluene, xylene, n-paraffin, isoparaffin, dodecylbenzene, turpentine oil, kerosene or light oil, α- Terpineols such as terpineol, dihydroxyterpineol, dihydroterpineol acetate, nitriles such as acetonitrile or propionitrile, amides such as acetamide or N, N-dimethylformamide, low molecular weight Nonvolatile silicone oils or volatile organic modified silicone oil is used. Among these, from the viewpoint of workability and volatility, for example, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, methyl carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, acetylacetone, methyl isobutyl ketone (MIBK), Anone, diacetone alcohol, α-terpineol, dihydroxy terpineol, dihydroxy terpineol acetate and the like are preferable. From the viewpoint of dispersibility, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, α-terpineol, dihydroxy terpineol, or dihydroxy terpineol acetate is more preferable.
Moreover, these can also be used as a mixed dispersion medium which combined 2 or more types.
また、本実施形態に係る分散媒の溶解度パラメータであるSP値の下限値は、例えば、6((cal/cm3)1/2)以上が好ましく、7((cal/cm3)1/2)以上がより好ましく、8((cal/cm3)1/2)以上がさらに好ましい。高SP値の分散媒を使用することにより、分散性を良好とすることができる。詳細なメカニズムは定かでないが、極性が大きいほうがζ電位による反発により、分散性が良好となると考えられる。
また、上記SP値の上限値は、特に限定されないが、例えば、11((cal/cm3)1/2)以下が好ましく、10.5((cal/cm3)1/2)以下がより好ましく、10((cal/cm3)1/2)以下がさらに好ましい。適度に高いSP値を有する分散媒を使用することにより、良好な樹脂の溶解性が得られ、且つ適度な銀粉分散性とすることができ、塗布性が向上する。
In addition, the lower limit value of the SP value that is the solubility parameter of the dispersion medium according to the present embodiment is preferably 6 ((cal / cm 3 ) 1/2 ) or more, for example, 7 ((cal / cm 3 ) 1/2. ) Or more is more preferable, and 8 ((cal / cm 3 ) 1/2 ) or more is more preferable. Dispersibility can be improved by using a dispersion medium having a high SP value. Although the detailed mechanism is not clear, it is considered that the higher the polarity, the better the dispersibility due to repulsion due to the ζ potential.
The upper limit of the SP value is not particularly limited, but is preferably 11 ((cal / cm 3 ) 1/2 ) or less, and more preferably 10.5 ((cal / cm 3 ) 1/2 ) or less. Preferably, 10 ((cal / cm 3 ) 1/2 ) or less is more preferable. By using a dispersion medium having a moderately high SP value, good resin solubility can be obtained, and an appropriate silver powder dispersibility can be obtained, thereby improving applicability.
本実施形態における溶解度パラメーター(SP値)は、Hansenの式に従っており、詳細は「SP値 基礎・応用と計算方法」(山本秀樹著、情報機構社刊)に基づいて求められる。 The solubility parameter (SP value) in the present embodiment follows Hansen's formula, and details are obtained based on “SP value basics / applications and calculation methods” (Hideki Yamamoto, published by Information Technology Corporation).
また、本実施形態にける分散媒の含有量は、導電性ペースト全体に対する上記導電性粒子と上記樹脂の含有量の合計値を用いて示すことができる。つまり、導電性粒子と樹脂の合計値が大きいことは、上記分散媒の含有量が低いことを示す。
ここで、上記導電性粒子と上記樹脂の含有量の合計値の上限値は、本実施形態の導電性ペースト全体に対して、例えば、95重量%以下が好ましく、92.5重量%以下がより好ましく、90重量%以下がさらに好ましい。これにより、分散媒を適量使用することができるので、導電性ペーストの塗布性を向上させることができる。また、上記含有量の合計値の下限値は、特に限定されないが、例えば、30重量%以上が好ましく、40重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましい。これにより、分散媒の含有量を低減することで、導電性ペーストの低抵抗を安定的に実現することができる。
Moreover, content of the dispersion medium in this embodiment can be shown using the total value of content of the said electroconductive particle and the said resin with respect to the whole electroconductive paste. That is, a large total value of the conductive particles and the resin indicates that the content of the dispersion medium is low.
Here, the upper limit of the total content of the conductive particles and the resin is preferably, for example, 95% by weight or less, and more preferably 92.5% by weight or less with respect to the entire conductive paste of the present embodiment. 90% by weight or less is more preferable. Thereby, since a suitable quantity of a dispersion medium can be used, the applicability | paintability of an electrically conductive paste can be improved. The lower limit of the total content is not particularly limited, but is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and still more preferably 50% by weight or more. Thereby, the low resistance of an electrically conductive paste can be implement | achieved stably by reducing content of a dispersion medium.
(その他の成分)
本実施形態に係る導電性ペーストには、必要に応じて酸化防止剤、分散剤、シリカ、アルミナ等の無機充填材、シリコーン樹脂やブタジエンゴム等の他のエラストマー、カップリング剤、消泡剤、レベリング剤、微細シリカ(チキソ調整剤)等の成分を添加することもできる。これらの成分の含有量は、導電性ペーストを適用する用途に合わせて適宜設定することができる。
(Other ingredients)
In the conductive paste according to this embodiment, an antioxidant, a dispersant, inorganic fillers such as silica and alumina, other elastomers such as silicone resin and butadiene rubber, coupling agents, antifoaming agents, Components such as a leveling agent and fine silica (thixo adjuster) can be added. The content of these components can be appropriately set according to the application to which the conductive paste is applied.
また、本実施形態の導電性ペーストには、Na+、NH4 +、K+、Ca2+、Mg2+、F−、Cl−、Br−、NO3 −、PO4 3−、PO3 3−、SO4 2−、およびZn2+からなる群から選択される一種であるイオン(不純物)を含まないことが好ましい。Na+、NH4 +、K+、Ca2+、Mg2+、F−、Cl−、Br−、NO3 −、PO4 3−、PO3 3−、SO4 2−、およびZn2+からなるイオンの合計量が、導電性ペースト全体に対して、300ppm以下が好ましく、より好ましは250ppm以下であり、さらに好ましくは200ppm以下である。これにより、導電性ペースト中の銀粉の焼結が妨げられることを抑制できる。なお、これらのイオンの合計値の下限値は特に限定されないが、例えば0ppm以上とすることができる。 Further, the conductive paste of this embodiment includes Na + , NH 4 + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , F − , Cl − , Br − , NO 3 − , PO 4 3− , PO 3 3−. It is preferable not to contain ions (impurities) which are one type selected from the group consisting of SO 4 2− and Zn 2+ . Ion consisting of Na + , NH 4 + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , F − , Cl − , Br − , NO 3 − , PO 4 3− , PO 3 3− , SO 4 2− , and Zn 2+ The total amount of is preferably 300 ppm or less, more preferably 250 ppm or less, still more preferably 200 ppm or less, based on the entire conductive paste. Thereby, it can suppress that sintering of the silver powder in an electrically conductive paste is prevented. In addition, the lower limit of the total value of these ions is not particularly limited, but can be, for example, 0 ppm or more.
次に、本実施形態に係る導電性ペーストの製造方法について説明する。
本実施形態の導電性ペーストは、上述した各成分を混練混合することで製造することができる。この混合は、たとえばニーダー、三本ロール、ライカイ機等の混練装置や、各種撹拌装置等を用いて行えばよい。また、得られた混練混合物に対して、二本のロールの間に通して圧縮するロールがけを行ってもよい。
Next, the manufacturing method of the electrically conductive paste which concerns on this embodiment is demonstrated.
The conductive paste of this embodiment can be produced by kneading and mixing the above-described components. This mixing may be performed using, for example, a kneader such as a kneader, a three-roller, or a reiki machine, or various stirring devices. Further, the obtained kneaded mixture may be rolled by being compressed between two rolls.
また、本実施形態の導電性ペーストの硬化体の製造方法は、導電性粒子と樹脂とを混合することにより、本実施形態に係る導電性ペーストを準備する工程と、当該導電性ペーストを熱処理することにより、導電性粒子のシンタリングを起こして粒子連結構造を形成する工程と、を有している。 Moreover, the manufacturing method of the hardening body of the conductive paste of this embodiment mixes a conductive particle and resin, prepares the conductive paste which concerns on this embodiment, and heat-processes the said conductive paste. And forming a particle connection structure by causing sintering of the conductive particles.
本実施形態において、樹脂としてシンタリングを補助する特性を有するものを選択することにより、硬化工程において、シンタリング温度を低くできたり、シンタリング時間を短くできる等、製造プロセス特性を高めることが可能になる。つまり、硬化工程において、低温または短時間のシンタリング条件を採用したとしても、導電性ペーストに対して低抵抗と密着性の両立を実現することが可能になる。また、本実施形態の導電性ペーストの製造方法においては、硬化工程の前に、乾燥工程を行っても良い。乾燥工程においては、シンタリング温度より低い温度で行われるが、例えば、80℃以上150℃以下でもよく、90℃以上110℃以下でもよく。これにより、導電性ペースト中の分散媒を適度に蒸発させることができるため、導電性ペーストの塗布膜に対する作業性を高めることができる。 In this embodiment, by selecting a resin having a characteristic that assists sintering, it is possible to improve the manufacturing process characteristics such as lowering the sintering temperature and shortening the sintering time in the curing step. become. That is, even if low temperature or short-time sintering conditions are employed in the curing step, it is possible to achieve both low resistance and adhesion to the conductive paste. Moreover, in the manufacturing method of the electrically conductive paste of this embodiment, you may perform a drying process before a hardening process. The drying step is performed at a temperature lower than the sintering temperature, but may be, for example, 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, or 90 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. Thereby, since the dispersion medium in an electrically conductive paste can be evaporated appropriately, workability | operativity with respect to the coating film of an electrically conductive paste can be improved.
本実施形態に係る導電性ペーストは、前述のように樹脂を選択することにより、200度以下、160度以上の低温での熱処理によりシンタリングさせる工程に用いることが可能になる。本実施形態において、シンタリング温度の上限値は、特に限定されないが、例えば、200度以下が好ましく、190度以下がさらに好ましく、180度以下がとくに好ましい。また、当該シンタリング温度の下限値は、特に限定されないが、例えば、160度以上が好ましく、165度以上がさらに好ましく、170度以上がとくに好ましい。
なお、シンタリング温度としては、例えば、250度以下または230度以下などの200度より高い温度を使用してもよい。
The conductive paste according to the present embodiment can be used in a sintering process by selecting a resin as described above by heat treatment at a low temperature of 200 degrees or less and 160 degrees or more. In the present embodiment, the upper limit value of the sintering temperature is not particularly limited, but is preferably 200 degrees or less, more preferably 190 degrees or less, and particularly preferably 180 degrees or less. Moreover, the lower limit value of the sintering temperature is not particularly limited, but is preferably, for example, 160 degrees or more, more preferably 165 degrees or more, and particularly preferably 170 degrees or more.
As the sintering temperature, for example, a temperature higher than 200 degrees such as 250 degrees or less or 230 degrees or less may be used.
また、本実施形態において、シンタリングの時間の下限値は、特に限定されないが、例えば、15分以上が好ましく、18分以上がより好ましく、20分以上がさらに好ましい。当該シンタリングの時間の上限値としては、特に限定されないが、例えば、60分以下が好ましく、55分以下がより好ましく、50分以下がとくに好ましい。 In the present embodiment, the lower limit of the sintering time is not particularly limited, but is preferably 15 minutes or longer, more preferably 18 minutes or longer, and even more preferably 20 minutes or longer. The upper limit of the sintering time is not particularly limited, but is preferably 60 minutes or less, more preferably 55 minutes or less, and particularly preferably 50 minutes or less.
[部分シンタリング構造]
本実施形態の導電性ペーストの硬化体は、導電性粒子(例えば、銀粒子)の粒子連結構造が形成された焼結部を有しているが、さらに、導電性粒子の粒子連結構造が形成されていない非焼結部を有していてもよい。言い換えると、本実施形態の硬化体は、シンタリングが全体に形成されている全体シンタリング構造を有してもよいが、シンタリングが部分的にしか形成されていない部分シンタリング構造を有していてもよい。かかる非焼結部には、本実施形態の樹脂が残存している。
[Partial sintering structure]
The hardened body of the conductive paste of this embodiment has a sintered part in which a particle connection structure of conductive particles (for example, silver particles) is formed, but further, a particle connection structure of conductive particles is formed. You may have the non-sintered part which is not carried out. In other words, the cured body of the present embodiment may have a whole sintering structure in which sintering is formed entirely, but has a partial sintering structure in which sintering is only partially formed. It may be. The resin of this embodiment remains in the non-sintered portion.
本実施形態では、焼結部と非焼結部とを次の手法により確認することができる。例えば、硬化した導電性ペーストの断面を走査電子顕微鏡等の各種顕微鏡で観察し、観察像から導電性粒子(例えば、銀粒子)のシンタリング構造を判定する。 In this embodiment, a sintered part and a non-sintered part can be confirmed by the following method. For example, the cross section of the cured conductive paste is observed with various microscopes such as a scanning electron microscope, and the sintered structure of conductive particles (for example, silver particles) is determined from the observed image.
本実施形態の粒子連結構造を形成する工程は、粒子連結構造が形成された焼結部と、粒子連結構造が形成されていない非焼結部と、を形成する工程を有してもよい。本実施形態において、部分シンタリング構造を形成するためには、例えば、樹脂の含有量、シンタリング温度や時間等を適宜選択することが挙げられる。 The step of forming the particle connection structure of the present embodiment may include a step of forming a sintered part in which the particle connection structure is formed and a non-sintered part in which the particle connection structure is not formed. In this embodiment, in order to form a partial sintering structure, for example, resin content, sintering temperature, time, and the like can be selected as appropriate.
本実施形態において、部分シンタリングの効果としては、低抵抗導電性と被着体への高い密着力の両立を実現することができる。その他、製造プロセスの短時間化、低温硬化も挙げられる。例えば、完全シンタリングが可能な系に対して所要する温度が低い条件や時間が短い条件の場合でも、完全な全体シンタリングが可能な系に極めて近いときには、部分シンタリングは、実用上問題ないレベルまでシンタリングされていると言える。また、種々適正な樹脂を配合することができるので、用途による適正なペーストとしての粘性特性が調整し易くなる。さらには、樹脂が残存しているので硬化体の脆さが改善される。その結果、構造上の強度を高めることや、接続信頼性を向上させることが可能になる。 In the present embodiment, as the effect of partial sintering, it is possible to achieve both low resistance conductivity and high adhesion to the adherend. In addition, shortening of the manufacturing process and low-temperature curing can be mentioned. For example, even if the temperature required for a system capable of complete sintering is low or the time is short, partial sintering is not a practical problem when it is very close to a system capable of complete total sintering. It can be said that it is sintered to the level. Moreover, since various appropriate resin can be mix | blended, it becomes easy to adjust the viscosity characteristic as an appropriate paste by a use. Furthermore, since the resin remains, the brittleness of the cured body is improved. As a result, it is possible to increase the structural strength and improve the connection reliability.
以下、本実施形態に係る導電性ペーストの特性について説明する。 Hereinafter, the characteristics of the conductive paste according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係る導電性ペーストにおいては、25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域Iにおいて、せん断速度の増加に応じて、粘度が増加する領域が存在することが好ましい。 In the conductive paste according to this embodiment, in a shear rate region I of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less in a temperature environment of 25 ° C., the viscosity is increased according to the increase in the shear rate. It is preferred that there is a region in which the increase is.
具体的には、せん断速度領域Iにおける粘度変化を示す粘度関数は、任意の連続減少関数であることが好ましい。そして、本実施形態の粘度関数は、せん断速度領域Iに極大を有することが好ましい。言い換えると、本実施形態の導電性ペーストにおいては、25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域Iにおいて、せん断速度の増加に応じて、粘度の増加を示す変曲点が存在することが好ましい。また、本実施形態の粘度関数は、せん断速度領域Iにおいて極小および極大を有する場合、それぞれ1個有することが好ましい。ただし、せん断速度領域Iにおける粘度関数は、本発明の効果を損なわない限り、粘度がほぼ一定である領域を一部に有していても良い。 Specifically, the viscosity function indicating the viscosity change in the shear rate region I is preferably an arbitrary continuous decrease function. The viscosity function of the present embodiment preferably has a maximum in the shear rate region I. In other words, in the conductive paste of this embodiment, in a shear rate region I of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less in a temperature environment of 25 ° C., according to an increase in shear rate. It is preferable that an inflection point indicating an increase in viscosity exists. Moreover, when the viscosity function of this embodiment has the minimum and maximum in the shear rate area | region I, it is preferable to have one each. However, the viscosity function in the shear rate region I may partially include a region where the viscosity is substantially constant as long as the effect of the present invention is not impaired.
本実施形態の導電性ペーストにおいては、25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、10[1/s]以下のせん断速度領域IIにおいて、粘度の増加を示す変曲点が存在することがとくに好ましい。このような粘度特性を有する導電性ペーストは、塗布方法における塗布性に非常に優れることになる。 In the conductive paste of this embodiment, an inflection point indicating an increase in viscosity exists in a shear rate region II of 1 [1 / s] or more and 10 [1 / s] or less in a temperature environment of 25 ° C. It is particularly preferable to do this. The conductive paste having such viscosity characteristics is very excellent in applicability in the application method.
本実施形態において、導電性ペースト中に含まれる各成分の種類、導電性粒子の平均粒径、形状および充填率、樹脂の極性基や重量平均分子量、分散媒の溶解度や含有量、導電性ペーストの製造条件等の要素を適切に選択することにより、導電性ペーストの所定のせん断速度領域における粘度を制御することができる。これらの中でも、2つ以上の要素について、前述の好ましい種類や数値範囲内とすることが良い。
ここで、本実施形態においては、次のような(1)(2)が、所定のせん断速度領域における粘度挙動を制御するための要素として挙げられる。
(1)分散性を高める要素としては、たとえば、ガラス粒子(ガラス成分)や導電性ナノ粒子を含まない導電性ペースト、適度な極性基を有する高分子量の樹脂、適度な溶解度を有する分散媒などが挙げられる。
(2)粘度上昇挙動を調整する要素として、導電性粒子の充填率を上記下限値(たとえば40%)以上とすること等が挙げられる。
これらの要素を組み合わせて使用することにより、導電性ペーストの粘度上昇挙動を安定的に制御することができる。
In this embodiment, the type of each component contained in the conductive paste, the average particle size, shape and filling rate of the conductive particles, the polar group and weight average molecular weight of the resin, the solubility and content of the dispersion medium, the conductive paste By appropriately selecting factors such as the manufacturing conditions, the viscosity of the conductive paste in a predetermined shear rate region can be controlled. Among these, it is preferable that two or more elements be within the above-described preferable types and numerical ranges.
Here, in the present embodiment, the following (1) and (2) are listed as elements for controlling the viscosity behavior in a predetermined shear rate region.
(1) Examples of elements that enhance dispersibility include conductive pastes that do not contain glass particles (glass components) and conductive nanoparticles, high molecular weight resins having appropriate polar groups, and dispersion media having appropriate solubility. Is mentioned.
(2) As an element for adjusting the viscosity increasing behavior, the filling rate of the conductive particles is set to the above lower limit (for example, 40%) or more.
By using these elements in combination, the viscosity increasing behavior of the conductive paste can be stably controlled.
本実施形態の粘度関数において、せん断速度の増加方向に見たとき、極小から極大までの上昇する粘度の範囲(つまり、粘度の極小値と極大値との差)の上限値は、例えば、20Pa・s以下が好ましく、15Pa・s以下がより好ましく、10Pa・s以下がさらに好ましい。上昇する粘度の範囲の下限値は特に限定されないが、例えば、0Pa・s以上としてもよい。上昇する粘度の範囲を上記上限値以下とすることにより、過度な粘度上昇を抑制できるので、塗布性に優れた導電性ペーストを実現することができる。 In the viscosity function of the present embodiment, when viewed in the increasing direction of the shear rate, the upper limit of the range of viscosity rising from the minimum to the maximum (that is, the difference between the minimum value and the maximum value) is, for example, 20 Pa. · S or less is preferable, 15 Pa · s or less is more preferable, and 10 Pa · s or less is more preferable. The lower limit value of the increasing viscosity range is not particularly limited, and may be, for example, 0 Pa · s or more. By setting the range of increasing viscosity to the upper limit value or less, an excessive increase in viscosity can be suppressed, so that a conductive paste excellent in applicability can be realized.
また、本実施形態の導電性ペーストが上記変曲点を有するときには、25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域Iにおいて、粘度が増加し始めたせん断速度をV1とし、粘度が増加し終わったせん断速度をV2と定義する。この場合、せん断速度差|V2−V1|の上限値は、特に限定されないが、例えば、20[1/s]以下が好ましく、15[1/s]以下がより好ましく、10[1/s]以下がさらに好ましい。これにより、製造安定性に優れた導電性ペーストとすることができる。上記せん断速度差|V2−V1|の下限値は、例えば、1[1/s]以上が好ましく、2[1/s]以上がより好ましく、3[1/s]以上がさらに好ましい。
これにより、せん断速度領域Iにおける粘度上昇を緩やかとすることができるので、塗布性に優れた導電性ペーストとすることができる。
When the conductive paste of the present embodiment has the above inflection point, the viscosity is 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less in a temperature environment of 25 ° C. The shear rate that starts increasing is defined as V1, and the shear rate at which the viscosity has increased is defined as V2. In this case, the upper limit value of the shear rate difference | V2-V1 | is not particularly limited, but is preferably 20 [1 / s] or less, more preferably 15 [1 / s] or less, and 10 [1 / s], for example. More preferred are: Thereby, it can be set as the electrically conductive paste excellent in manufacture stability. The lower limit value of the shear rate difference | V2-V1 | is, for example, preferably 1 [1 / s] or more, more preferably 2 [1 / s] or more, and further preferably 3 [1 / s] or more.
Thereby, since the viscosity increase in the shear rate region I can be moderated, a conductive paste having excellent coating properties can be obtained.
また、本実施形態の導電性ペーストにおいては、25℃の温度環境下における、1[1/s]のせん断速度における粘度の上限値は、例えば、100Pa・s以下が好ましく、90Pa・s以下がより好ましく、80Pa・s以下がさらに好ましい。これにより、塗布性に優れた導電性ペーストを得ることができる。1[1/s]のせん断速度における粘度の下限値は、特に限定されないが、例えば、1Pa・s以上が好ましく、2Pa・s以上がより好ましく、3Pa・s以上がさらに好ましい。これにより、導電性ペーストの成膜性を向上させることができる。 In the conductive paste of this embodiment, the upper limit of the viscosity at a shear rate of 1 [1 / s] in a temperature environment of 25 ° C. is, for example, preferably 100 Pa · s or less, and 90 Pa · s or less. More preferred is 80 Pa · s or less. Thereby, the electrically conductive paste excellent in applicability | paintability can be obtained. The lower limit of the viscosity at a shear rate of 1 [1 / s] is not particularly limited, but is preferably 1 Pa · s or more, more preferably 2 Pa · s or more, and even more preferably 3 Pa · s or more. Thereby, the film-forming property of an electrically conductive paste can be improved.
また、本実施形態の導電性ペーストにおいては、25℃の温度環境下における、100[1/s]のせん断速度における粘度の上限値は、例えば、20Pa・s以下が好ましく、15Pa・s以下がより好ましく、10Pa・s以下がさらに好ましい。これにより、塗布性に優れた導電性ペーストを得ることができる。100[1/s]のせん断速度における粘度の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.1Pa・s以上が好ましく、0.2Pa・s以上がより好ましく、0.3Pa・s以上がさらに好ましい。これにより、導電性ペーストの成膜性を向上させることができる。 In the conductive paste of this embodiment, the upper limit of the viscosity at a shear rate of 100 [1 / s] in a temperature environment of 25 ° C. is preferably 20 Pa · s or less, for example, and 15 Pa · s or less. More preferred is 10 Pa · s or less. Thereby, the electrically conductive paste excellent in applicability | paintability can be obtained. The lower limit of the viscosity at a shear rate of 100 [1 / s] is not particularly limited. For example, it is preferably 0.1 Pa · s or more, more preferably 0.2 Pa · s or more, and further 0.3 Pa · s or more. preferable. Thereby, the film-forming property of an electrically conductive paste can be improved.
また、本実施形態の導電性ペーストの室温25℃におけるせん断速度[1/s]に応じた粘度[Pa・s]の測定結果から、せん断速度[1/s]−粘度[Pa・s]の両対数プロット曲線が得られる。 Further, from the measurement result of the viscosity [Pa · s] corresponding to the shear rate [1 / s] at room temperature of 25 ° C. of the conductive paste of the present embodiment, the shear rate [1 / s] −viscosity [Pa · s] is obtained. A log-log plot curve is obtained.
上記のせん断速度[1/s]−粘度[Pa・s]の両対数プロット曲線から算出した、粘度増加を示す傾きAの平均傾きの上限値は、例えば、1より小さく、好ましくは0.5以下であり、より好ましくは0.4以下である。これにより、急激な粘度変化を抑制でき、印刷性を向上させることができる。一方、上記傾きAの平均傾きの下限値は、特に限定されないが、例えば、0より大きく、好ましくは0.05以上であり、より好ましくは0.1以上である。導電性ペーストの成膜性を向上させることができる。
本実施形態において、傾きAの平均傾きは、上記両対数プロット曲線から算出したものであり、上記の極小値と極大値とを結ぶことで平均傾きとすることができる。
The upper limit value of the average slope of the slope A indicating the increase in viscosity calculated from the logarithmic plot curve of the shear rate [1 / s] -viscosity [Pa · s] is, for example, smaller than 1, preferably 0.5. Or less, more preferably 0.4 or less. Thereby, an abrupt viscosity change can be suppressed and printability can be improved. On the other hand, the lower limit value of the average slope of the slope A is not particularly limited, but is, for example, greater than 0, preferably 0.05 or more, and more preferably 0.1 or more. The film formability of the conductive paste can be improved.
In the present embodiment, the average slope of the slope A is calculated from the above log-log plot curve, and can be made the average slope by connecting the above-mentioned minimum value and maximum value.
上記のせん断速度[1/s]−粘度[Pa・s]の両対数プロット曲線から算出した、粘度減少を示す傾きBの平均傾きの下限値は、例えば、−1より大きく、好ましくは−0.7以上であり、より好ましくは−0.5以上である。これにより、急激な粘度変化を抑制でき、印刷性を向上させることができる。一方、上記傾きBの平均傾きの上限値は、特に限定されないが、例えば、0より小さく、好ましくは−0.05以下であり、より好ましくは−0.1以下である。導電性ペーストの成膜性を向上させることができる。
本実施形態において、傾きBの平均傾きは、上記両対数プロット曲線から算出したものであり、上記のせん断速度1[1/s]の粘度と極小値とを結ぶことで平均傾きとすることができる。
The lower limit value of the average slope of the slope B indicating the decrease in viscosity calculated from the logarithmic plot curve of the shear rate [1 / s] -viscosity [Pa · s] is, for example, larger than −1, preferably −0. 0.7 or more, more preferably -0.5 or more. Thereby, an abrupt viscosity change can be suppressed and printability can be improved. On the other hand, the upper limit value of the average inclination of the inclination B is not particularly limited, but is, for example, smaller than 0, preferably −0.05 or less, and more preferably −0.1 or less. The film formability of the conductive paste can be improved.
In this embodiment, the average slope of the slope B is calculated from the log-log plot curve, and the average slope can be obtained by connecting the viscosity at the shear rate of 1 [1 / s] and the minimum value. it can.
本実施形態において、せん断速度に応じた粘度(Pa・s)の測定は、以下の条件で行うことができる。例えば、アントンパール社のレオメーターMCR301を用い、測定温度を25℃に設定して測定することができる。そして、せん断速度を0.01[1/s]から1,000[1/s]に上げた後、1,000[1/s]から0.01[1/s]に下げる。このとき、これらのせん断速度領域におけるせん断粘度(Pa・s)を測定する。得られたせん断速度と粘度の測定結果から、せん断速度[1/s]−粘度(せん断粘度)[Pa・s]の両対数プロット曲線を作成することができる。 In the present embodiment, the viscosity (Pa · s) according to the shear rate can be measured under the following conditions. For example, it can be measured by using a rheometer MCR301 manufactured by Anton Paar and setting the measurement temperature to 25 ° C. Then, the shear rate is increased from 0.01 [1 / s] to 1,000 [1 / s] and then decreased from 1,000 [1 / s] to 0.01 [1 / s]. At this time, the shear viscosity (Pa · s) in these shear rate regions is measured. From the measurement result of the obtained shear rate and viscosity, a logarithmic plot curve of shear rate [1 / s] −viscosity (shear viscosity) [Pa · s] can be created.
本実施形態の導電性ペーストを塗布してなる塗布膜の膜厚は、各種の用途に応じて適当な厚みとすることができる。一例として電子装置に用いる場合には、上記塗布膜の膜厚の下限値は、例えば、5μm以上としてもよく、10μm以上としてもよく、100μm以上としてもよい。また、上記塗布膜の膜厚の上限値としては、特に限定されないが、例えば、5mm以下としてもよく、3mm以下としてもよく、1mm以下としてもよい。 The film thickness of the coating film formed by applying the conductive paste of this embodiment can be set to an appropriate thickness according to various applications. As an example, when used in an electronic device, the lower limit value of the thickness of the coating film may be, for example, 5 μm or more, 10 μm or more, or 100 μm or more. Further, the upper limit value of the film thickness of the coating film is not particularly limited, but may be, for example, 5 mm or less, 3 mm or less, or 1 mm or less.
<半導体装置>
以下、本実施形態に係る導電性ペーストを太陽電池セル100に適用した一例を説明する。
図1は、太陽電池セル100を示す模式図である。図1(a)は受光面側、図1(b)は裏面側、図1(c)は、図1(a)のA−A'断面図である。
<Semiconductor device>
Hereinafter, an example in which the conductive paste according to the present embodiment is applied to the
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
本実施形態の太陽電池セル100は、P型のシリコン基板110、N型半導体層120、反射防止膜130、受光面電極140、サブグリッド電極142、裏面電極板160、裏面電極170を有する。シリコン基板110の受光面側には、N型半導体層120、反射防止膜130、および電極が形成されている。また、受光面側の電極は、太陽電池セル100で発生したキャリアを収集するサブグリッド電極142と、サブグリッド電極142で収集したキャリアをさらに集め、それを外部に取り出すためのインターコネクタ(図示せず)を接続するための受光面電極140とで構成されている。複数の電極は平行に配置されるとともに、受光面電極140とサブグリッド電極142とは交差して配置される。
一方で、シリコン基板110の裏面側には、裏面電極板160と裏面電極170からなる電極が形成されている。
The
On the other hand, an electrode including a
本実施形態において、シリコン基板110をガラス基板としても良い。また、裏面側にもPN接合を形成することにより、両面発電型の構造を採用しても良い。
In the present embodiment, the
本実施形態の導電性ペーストを用いて、サブグリッド電極142、受光面電極140、および裏面電極170等の配線が形成されている。これにより、これらの配線においては、低抵抗と良好な形態保持性が実現されている。
Wirings such as the
また、これらの本実施形態の導電性ペーストを用いて形成された配線は、高アスペクト比の配線形状とすることができる。つまり、本実施形態の導電性ペーストを使用することにより、厚膜かつ細線の配線を形成することができる。 Further, the wiring formed using the conductive paste of the present embodiment can have a high aspect ratio wiring shape. That is, by using the conductive paste of this embodiment, a thick film and a thin wire can be formed.
次に、本実施形態の太陽電池セル100の製造工程について説明する。
まず、単結晶または多結晶のP型のシリコン基板110を準備する。次いで、シリコン基板110の受光面側に、熱拡散によりN型半導体が拡散したシリコン層であるN型半導体層120および反射防止膜130を形成する。シリコン基板110とN型半導体層120との界面でPN接合が形成されている。
Next, the manufacturing process of the
First, a single crystal or polycrystalline P
シリコン基板110の受光面側に、サブグリッド電極142および受光面電極140を形成する。一方、シリコン基板110の裏面側(受光面とは反対側)には、裏面電極板160および裏面電極170を形成する。サブグリッド電極142、受光面電極140、および裏面電極170は、一方向に所定長さを有する配線形状である。これらの配線は、省スペースの観点から細線であり、低抵抗の観点から厚膜であることが好ましい。
A
ここで、これらの配線は、本実施形態の導電性ペーストを用いて形成することができる。例えば、スクリーン印刷等の塗布方法を使用して、導電性ペーストを配線形状に形成した後、上述の加熱処理によりシンタリング工程を行うことで、配線を形成することができる。本実施形態の導電性ペーストは、焼結性に優れるため低抵抗な配線とすることが可能であり、塗布性に優れるため配線の良好な形態が保持されることになる。これにより、高速でありかつ信頼性に優れた配線を実現することができる。また、本実施形態の導電性ペーストは、低温でシンタリング可能であるため、過度な熱履歴を抑制できるため、接続信頼性に優れた太陽電池セル100を実現できる。
Here, these wirings can be formed using the conductive paste of the present embodiment. For example, the wiring can be formed by forming a conductive paste into a wiring shape by using a coating method such as screen printing, and then performing a sintering process by the above heat treatment. Since the conductive paste of the present embodiment is excellent in sinterability, it can be made into a low resistance wiring, and since it is excellent in applicability, a good form of wiring is maintained. As a result, it is possible to realize a high-speed and highly reliable wiring. Moreover, since the conductive paste of this embodiment can be sintered at a low temperature, an excessive heat history can be suppressed, so that the
以上により、図1に示す太陽電池セル100が得られる。
また、複数の太陽電池セル100を直列接続した後、封止樹脂で封止することにより、太陽電池モジュールを形成することができる。太陽電池モジュールの両面は、ガラス等の保護部材で保護されていることが好ましい。
Thus, the
Moreover, after connecting the several
(導電性ペーストの用途)
本実施形態の導電性ペーストは、様々な用途に用いることができる。例えば、ダイアタッチ材や導電性ペースト等が挙げられる。ダイアタッチ材としては、例えば、電子装置に用いられてもよいし、より好ましくは半導体装置に用いられてもよい。導電性ペーストとしては、代表的な用途例としては、プリント回路基板のジャンパー回路やスルーホール導体、アディティブ回路、タッチパネルの導体回路、抵抗端子、太陽電池の電極、タンタルコンデンサの電極、フィルムコンデンサの電極、チップ型セラミック電子部品の外部電極や内部電極等の形成、電磁波シールドとしての使用等が挙げられる。また、はんだの代替として、半導体素子や電子部品を基板に実装するための導電性接着剤としての使用のほか、太陽電池の高温焼成した銀電極の表面をはんだで被覆するタイプのグリッド電極の、はんだ部分の代替として使用することもできる。
(Use of conductive paste)
The conductive paste of this embodiment can be used for various applications. For example, a die attach material or a conductive paste can be used. As the die attach material, for example, it may be used in an electronic device, and more preferably in a semiconductor device. Typical examples of conductive pastes include printed circuit board jumper circuits, through-hole conductors, additive circuits, touch panel conductor circuits, resistance terminals, solar cell electrodes, tantalum capacitor electrodes, and film capacitor electrodes. And formation of external electrodes and internal electrodes of chip-type ceramic electronic components, use as electromagnetic wave shields, and the like. Moreover, as an alternative to solder, in addition to the use as a conductive adhesive for mounting semiconductor elements and electronic components on a substrate, a grid electrode of a type that covers the surface of a high-temperature-baked silver electrode of a solar cell with solder, It can also be used as an alternative to the solder part.
本実施形態の導電性ペーストは、加熱処理により硬化させることで硬化体(焼結体)とすることができる。本実施形態の硬化体は、様々な用途に利用できる。例えば、電子装置に使用される。すなわち、本実施形態に係る電子装置は、本実施形態の導電性ペーストの硬化体と、当該硬化体が接着された電子部品と、を備えている。
本実施形態の硬化体は、硬化体中に導電性粒子が含まれるため、電極や配線が形成されている様々な電子装置の部品に適用することができる。また、プリント配線基板のスルーホールやビアホールに充填する用途としても好ましく用いることができる。
もちろん、ここで挙げた用途は、実施形態の一例であり、これ以外の用途であっても、導電性ペーストの組成を調整しつつ、適用を行うことができる。
The conductive paste of this embodiment can be made into a cured body (sintered body) by being cured by heat treatment. The cured body of this embodiment can be used for various purposes. For example, it is used for an electronic device. That is, the electronic device according to the present embodiment includes a cured body of the conductive paste according to the present embodiment and an electronic component to which the cured body is bonded.
Since the cured body of the present embodiment contains conductive particles in the cured body, it can be applied to various electronic device components in which electrodes and wirings are formed. Further, it can be preferably used for filling a through hole or a via hole of a printed wiring board.
Of course, the use mentioned here is an example of embodiment, and even if it is uses other than this, it can apply, adjusting the composition of an electrically conductive paste.
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
(導電性ペーストの調製)
各実施例および各比較例について、導電性ペーストを調製した。この調製は、表1に示す配合に従い各成分(導電性粒子、樹脂、および分散媒)を均一に混合することにより行った。なお、表1に示す成分の詳細は以下のとおりである。
(Preparation of conductive paste)
A conductive paste was prepared for each example and each comparative example. This preparation was performed by uniformly mixing each component (conductive particles, resin, and dispersion medium) according to the formulation shown in Table 1. The details of the components shown in Table 1 are as follows.
[導電性粒子]
導電性粒子1:球状銀粉(平均粒径D50=0.98μm、充填率59%)
導電性粒子2:フレーク状銀粉(平均粒径D50=4.74μm、充填率44%)
導電性粒子3:不定形状銀粉(平均粒径D50=5.88μm、充填率39%)
導電性粒子の充填率は、ナノシーズ社製の粉体層せん断力測定装置NS−S500を用いて算出した。まず、内径4mmの円筒(円筒断面積:12.5mm2)の中へ、あらかじめ秤量された導電性粒子を投入し100Nの荷重をかけた。その時の粉体層高さと導電性粒子重量から、粉体が荷重により圧縮された時の導電性粒子密度(g/cm3)を求め、導電性粒子の密度(銀粉の場合、室温における銀密度は10.5(g/cm3)である)を用いてこれを体積密度(%)としたものを、充填率(%)として算出した。
充填率(%)=(導電性粒子重量/導電性粒子の密度)/(粉体層高さ×円筒断面積)×100
[Conductive particles]
Conductive particles 1: spherical silver powder (average particle size D 50 = 0.98 μm, filling rate 59%)
Conductive particle 2: flaky silver powder (average particle size D 50 = 4.74 μm, filling rate 44%)
Conductive particles 3: irregularly shaped silver powder (average particle size D 50 = 5.88 μm, filling rate 39%)
The filling rate of the conductive particles was calculated using a powder bed shear force measuring device NS-S500 manufactured by Nano Seeds. First, conductive particles weighed in advance were put into a cylinder having an inner diameter of 4 mm (cylindrical cross-sectional area: 12.5 mm 2 ), and a load of 100 N was applied. From the height of the powder layer and the weight of the conductive particles, the conductive particle density (g / cm 3 ) when the powder is compressed by the load is obtained, and the density of the conductive particles (in the case of silver powder, the silver density at room temperature) Was 10.5 (g / cm 3 ), and the volume density (%) was calculated as the filling rate (%).
Filling rate (%) = (weight of conductive particles / density of conductive particles) / (powder layer height × cylindrical cross-sectional area) × 100
[樹脂]
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂1:レゾール型フェノール樹脂(PR−54463、住友ベークライト(株)製、RC55wt%のブチルカルビトール溶液)
熱硬化性樹脂2:トリメチロールプロパントリメタクリレート(NKエステル TMPT、新中村化学社製、3官能のメタクリレートモノマー)
熱硬化性樹脂3:エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(NKエステル ABE−300、新中村化学社製、2官能)
(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂1:アクリルポリマー(SG80H BCA15、ナガセケムテックス社製、RC15wt%のブチルカルビトールアセテート溶液、官能基:エポキシ基、アミド基、Mw:35×104)
熱可塑性樹脂2:アクリルポリマー(SG−P3、ナガセケムテックス社製、RC15wt%のMEK溶液、官能基:エポキシ基、Mw:85×104)
熱可塑性樹脂3:アクリルポリマー(SG−790、ナガセケムテックス社製、RC23wt%のトルエン・酢酸エチル溶液、官能基:ヒドロキシル基、Mw:52×104)
熱可塑性樹脂4:アクリルポリマー(SG−70L ナガセケムテックス社製、RC13wt%のトルエンMEK溶液、官能基:ヒドロキシル基、カルボキシル基、Mw:80×104)
熱可塑性樹脂5:ブチラール樹脂(BH−9ZのRC10wt%ブチルカルビトール溶液、積水化学社製、Mw:20×104)
熱可塑性樹脂6:ブチラール樹脂(BH−3のRC20wt%ブチルカルビトール溶液、積水化学社製、Mw:11×104)
[resin]
(Thermosetting resin)
Thermosetting resin 1: Resol type phenol resin (PR-54463, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., RC 55 wt% butyl carbitol solution)
Thermosetting resin 2: Trimethylolpropane trimethacrylate (NK ester TMPT, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trifunctional methacrylate monomer)
Thermosetting resin 3: Ethoxylated bisphenol A diacrylate (NK ester ABE-300, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., bifunctional)
(Thermoplastic resin)
Thermoplastic resin 1: Acrylic polymer (SG80H BCA15, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, RC15 wt% butyl carbitol acetate solution, functional group: epoxy group, amide group, Mw: 35 × 10 4 )
Thermoplastic resin 2: acrylic polymer (SG-P3, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, RC15 wt% MEK solution, functional group: epoxy group, Mw: 85 × 10 4 )
Thermoplastic resin 3: acrylic polymer (SG-790, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, RC 23 wt% toluene / ethyl acetate solution, functional group: hydroxyl group, Mw: 52 × 10 4 )
Thermoplastic resin 4: acrylic polymer (SG-70L, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, RC 13 wt% toluene MEK solution, functional group: hydroxyl group, carboxyl group, Mw: 80 × 10 4 )
Thermoplastic resin 5: butyral resin (RC 10 wt% butyl carbitol solution of BH-9Z, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Mw: 20 × 10 4 )
Thermoplastic resin 6: Butyral resin (RC 20 wt% butyl carbitol solution of BH-3, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Mw: 11 × 10 4 )
[分散媒]
分散媒1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(東京化成社製、SP:8.78(cal/cm3)1/2)
分散媒2:ブチルカルビトール(東京化成社製、SP:9.61(cal/cm3)1/2)
分散媒3:テルピネオール(東京化成社製、SP(溶解度):11.09(cal/cm3)1/2)
[Dispersion medium]
Dispersion medium 1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., SP: 8.78 (cal / cm 3 ) 1/2 )
Dispersion medium 2: Butyl carbitol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., SP: 9.61 (cal / cm 3 ) 1/2 )
Dispersion medium 3: Terpineol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., SP (solubility): 11.09 (cal / cm 3 ) 1/2 )
(比抵抗)
各実施例および各比較例について、次のようにして比抵抗を測定した。まず、得られた導電性ペーストを塗布した後、これを大気雰囲気下、100℃で10分の条件で乾燥させた後、引き続き、表1に示す硬化条件で加熱してサンプル(幅4mm、長さ40mm、厚さ40μm)を得た。次いで、上記サンプルの平面方向の抵抗値を4端子法で測定し、塗膜の幅と厚みから比抵抗を算出した。比抵抗また、塗膜を形成する基材としてスライドガラスを用いた。結果を表1に示す。
(Specific resistance)
About each Example and each comparative example, the specific resistance was measured as follows. First, after applying the obtained conductive paste, this was dried in air at 100 ° C. for 10 minutes, and subsequently heated under the curing conditions shown in Table 1 to obtain a sample (width 4 mm, long 40 mm in thickness and 40 μm in thickness). Subsequently, the resistance value in the planar direction of the sample was measured by a four-terminal method, and the specific resistance was calculated from the width and thickness of the coating film. Specific resistance In addition, a slide glass was used as a substrate for forming a coating film. The results are shown in Table 1.
(粘度)
アントンパール社のレオメーターMCR301を用い、測定温度を25℃に設定して測定した。具体的には、せん断速度を0.01[1/s]から1,000[1/s]に上げた後、1,000[1/s]から0.01[1/s]に下げる。このとき、1,000[1/s]から0.01[1/s]に下げた際のせん断粘度(Pa・s)を測定した。
また、25℃におけるせん断速度[1/s]に応じた粘度[Pa・s]の測定結果から、せん断速度[1/s]−粘度[Pa・s]の両対数プロット曲線を作成した。
また、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域Iにおいて、粘度挙動に変曲点が存在する場合には、極小値および極大値を算出した。
また、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域Iにおいて、粘度が増加し始めたせん断速度をV1とし、粘度が増加し終わったせん断速度をV2と定義した。このとき、せん断速度差|V2−V1|を算出した。
また、上記両対数プロット曲線から算出した傾きAは、上記の極小値と極大値とを結ぶ平均傾きとした。
また、上記両対数プロット曲線から算出した傾きBは、上記のせん断速度1[1/s]の粘度と極小値とを結ぶ平均傾きとした。
両対数プロット曲線の結果から、上記実施例および比較例における粘度関数は、基本的に減少関数であることが分かった。
(viscosity)
Using an Anton Paar rheometer MCR301, the measurement temperature was set to 25 ° C. and the measurement was performed. Specifically, the shear rate is increased from 0.01 [1 / s] to 1,000 [1 / s] and then decreased from 1,000 [1 / s] to 0.01 [1 / s]. At this time, the shear viscosity (Pa · s) when the pressure was lowered from 1,000 [1 / s] to 0.01 [1 / s] was measured.
Further, a logarithmic plot curve of shear rate [1 / s] −viscosity [Pa · s] was created from the measurement result of the viscosity [Pa · s] corresponding to the shear rate [1 / s] at 25 ° C.
Moreover, in the shear rate region I of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less, when an inflection point exists in the viscosity behavior, the minimum value and the maximum value were calculated.
Further, in the shear rate region I of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less, the shear rate at which the viscosity began to increase was defined as V1, and the shear rate at which the viscosity finished increasing was defined as V2. At this time, the shear rate difference | V2-V1 | was calculated.
In addition, the slope A calculated from the log-log plot curve is an average slope connecting the above-mentioned minimum value and maximum value.
The slope B calculated from the log-log plot curve was an average slope connecting the viscosity at the shear rate of 1 [1 / s] and the minimum value.
From the logarithmic plot curve results, it was found that the viscosity functions in the above examples and comparative examples are basically decreasing functions.
(イオン濃度)
得られた導電性ペーストを150℃10分で乾燥し溶媒を除去した後、200℃45分で処理し、硬化体のサンプルを作成した。その後、サンプルを凍結粉砕させた。凍結粉砕させた導電性ペースト硬化体2gに対して40mLの純水を加え、125℃20時間熱水抽出し、抽出水を得た。
この抽出水について、ダイオネクスICS−3000型、ICS−2000型、DX−320型イオンクロマトグラフ装置を用いてNa+、NH4 +、K+、Ca2+、Mg2+、F−、Cl−、Br−、NO3 −、PO4 3−、PO3 3−、SO4 2−、およびZn2+のイオンの合計量を測定した。
ここで、イオンクロマトグラフ装置に検液及び標準溶液を導入し、検量線法により各イオン濃度を求め、試料からの溶出イオン量を算出した。
(Ion concentration)
The obtained conductive paste was dried at 150 ° C. for 10 minutes to remove the solvent, and then treated at 200 ° C. for 45 minutes to prepare a cured sample. Thereafter, the sample was freeze-ground. 40 mL of pure water was added to 2 g of the cured conductive paste that had been pulverized, and extracted with hot water at 125 ° C. for 20 hours to obtain extracted water.
This extraction water, Dionex ICS-3000 type, ICS-2000 type, Na +, NH 4 + using DX-320 type ion chromatograph, K +, Ca 2+, Mg 2+, F -, Cl -, Br The total amount of ions of − , NO 3 − , PO 4 3− , PO 3 3− , SO 4 2− , and Zn 2+ was measured.
Here, a test solution and a standard solution were introduced into the ion chromatograph apparatus, each ion concentration was determined by a calibration curve method, and the amount of ions eluted from the sample was calculated.
(焼結性)
上述の比抵抗を用いて焼結性を判断した。
○:20μΩ・cm以下
×:20μΩ・cm超え
また、各実施例について、得られた導電性ペーストを塗布して得た塗布膜を、大気雰囲気下、100℃で10分の条件で乾燥させた後、引き続き、表1に示す硬化条件で熱処理をしたところ、塗布膜中の導電性粒子はシンタリングを起こして粒子連結構造を形成した。
(Sinterability)
Sinterability was judged using the specific resistance described above.
○: 20 μΩ · cm or less ×: More than 20 μΩ · cm For each example, the coating film obtained by applying the obtained conductive paste was dried at 100 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere. Then, when it heat-processed on the hardening conditions shown in Table 1 continuously, the electroconductive particle in a coating film raise | generated the sintering and formed the particle | grain connection structure.
(塗布性(印刷性):アスペクト比・形態保持性)
幅50μm、長さ200mmの開口部を有するスクリーンマスクを用いて、得られた導電性ペーストをスライドガラス(松波硝子工業社製、スライドガラスS1225)上へスクリーン印刷した。得られた印刷物に対して、箱型乾燥機を用い100℃10分で乾燥を行った。その後、印刷物を200℃45分で硬化させて、塗膜の硬化体を得た。この塗膜の厚みと幅をキーエンス社製のレーザー顕微鏡VK9700を用いて、塗膜の4点で測定し、平均値をとった。アスペクト比=(厚み/幅)×100とした。塗膜の測定は、始点を0mmとした時、20mm、60mm、100mm、140mmの4点で行った。
アスペクト比が
○:10以上の場合、形態保持性が良好
×:10未満の場合、形態保持性が不良と判断した。
(Applicability (printability): aspect ratio, form retention)
The obtained conductive paste was screen-printed on a slide glass (manufactured by Matsunami Glass Industrial Co., Ltd., slide glass S1225) using a screen mask having an opening having a width of 50 μm and a length of 200 mm. The obtained printed matter was dried at 100 ° C. for 10 minutes using a box-type dryer. Thereafter, the printed material was cured at 200 ° C. for 45 minutes to obtain a cured product of the coating film. The thickness and width of this coating film were measured at 4 points on the coating film using a laser microscope VK9700 manufactured by Keyence Corporation, and the average value was taken. Aspect ratio = (thickness / width) × 100. The coating film was measured at four points of 20 mm, 60 mm, 100 mm, and 140 mm when the starting point was 0 mm.
When the aspect ratio was ◯: 10 or more, the shape retention was good. When the aspect ratio was less than 10: the shape retention was determined to be poor.
表1中、樹脂(樹脂溶液中の樹脂含有率(RC)から算出した樹脂の固形分)の含有量は、導電性ペースト全体(樹脂の固形分、樹脂中の溶媒分、導電性粒子および分散媒)に対する含有量を示す。樹脂(樹脂溶液中の樹脂含有率(RC)から算出した樹脂の固形分)および導電性粒子の含有量は、当該導電性ペースト全体に対する含有量を示す。樹脂の固形分の含有量は、樹脂の固形分と導電性粒子との合計体積に対する含有量を示す。 In Table 1, the content of the resin (solid content of the resin calculated from the resin content (RC) in the resin solution) is the entire conductive paste (solid content of the resin, solvent content in the resin, conductive particles and dispersion). Content with respect to the medium). The resin (solid content of the resin calculated from the resin content (RC) in the resin solution) and the content of conductive particles indicate the content of the entire conductive paste. The solid content of the resin indicates the content relative to the total volume of the solid content of the resin and the conductive particles.
以上、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As described above, the present invention has been described more specifically based on the embodiments. However, these are exemplifications of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted.
100 太陽電池セル
110 シリコン基板
120 N型半導体層
130 反射防止膜
140 受光面電極
142 サブグリッド電極
160 裏面電極板
170 裏面電極
DESCRIPTION OF
Claims (18)
樹脂と、
分散媒と、を含む、導電性ペーストであって、
25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域において、せん断速度の増加に応じて粘度が増加する領域が存在する、導電性ペースト。 Conductive particles;
Resin,
A conductive paste containing a dispersion medium,
A conductive paste having a region where the viscosity increases with an increase in shear rate in a shear rate region of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less in a temperature environment of 25 ° C.
25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域において、せん断速度の増加に応じて粘度の増加を示す変曲点が存在する、導電性ペースト。 The conductive paste according to claim 1,
Conductivity having an inflection point indicating an increase in viscosity with an increase in shear rate in a shear rate region of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less in a temperature environment of 25 ° C. paste.
前記粘度において、極小値と極大値との差が、20Pa・s以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to claim 2,
The electroconductive paste whose difference between the minimum value and the maximum value in the viscosity is 20 Pa · s or less.
25℃の温度環境下における、1[1/s]以上、100[1/s]以下のせん断速度領域において、粘度が増加し始めたせん断速度をV1とし、粘度が増加し終わったせん断速度をV2としたとき、|V2−V1|が、1[1/s]以上20[1/s]以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to claim 2 or 3,
In a shear rate region of 1 [1 / s] or more and 100 [1 / s] or less in a temperature environment of 25 ° C., the shear rate at which the viscosity starts to increase is defined as V1, and the shear rate at which the viscosity has been increased is defined as V1. A conductive paste in which | V2−V1 | is 1 [1 / s] or more and 20 [1 / s] or less when V2.
25℃の温度環境下における、1[1/s]のせん断速度における粘度が、1Pa・s以上、100Pa・s以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 4, wherein
A conductive paste having a viscosity at a shear rate of 1 [1 / s] in a temperature environment of 25 ° C. of 1 Pa · s or more and 100 Pa · s or less.
当該導電性ペーストの硬化体の比抵抗が1μΩ・cm以上、20μΩ・cm以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 5,
The electrically conductive paste whose specific resistance of the hardening body of the said electrically conductive paste is 1 microhm * cm or more and 20 microhm * cm or less.
前記導電性粒子の平均粒径D50が、0.5μm以上、5.5μm以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 6,
The average particle diameter D 50 of the conductive particles, 0.5 [mu] m or more and 5.5μm or less, a conductive paste.
前記樹脂が、極性基を有する化合物を含み、
前記極性基が、ヒドロキシル基、アミド基、エポキシ基、アミノ基からなる群から選択される一種以上を含む、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 7,
The resin includes a compound having a polar group,
The electrically conductive paste in which the said polar group contains 1 or more types selected from the group which consists of a hydroxyl group, an amide group, an epoxy group, and an amino group.
前記樹脂の重量平均分子量が、103以上、106以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 8,
The electrically conductive paste whose weight average molecular weights of the said resin are 10 < 3 > or more and 10 < 6 > or less.
前記樹脂の固形分と前記導電性粒子との合計体積に対して、前記樹脂の固形分の含有量が、1体積%以上、50体積%以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 9,
The electrically conductive paste whose content of the solid content of the said resin is 1 volume% or more and 50 volume% or less with respect to the total volume of the solid content of the said resin and the said electroconductive particle.
前記樹脂の含有量が、当該導電性ペースト全体に対して、0.1重量%以上12重量%以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 10,
The conductive paste whose content of the said resin is 0.1 to 12 weight% with respect to the said whole conductive paste.
前記樹脂が、カルボキシル基を含まないアクリルポリマー、レゾール型フェノール樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、および(メタ)アクリレートからなる群から選択される一種以上を含む、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 11,
The electrically conductive paste in which the said resin contains 1 or more types selected from the group which consists of the acrylic polymer which does not contain a carboxyl group, a resole type phenol resin, the resin which has a benzoxazine ring, and (meth) acrylate.
粉体層せん断力測定装置を用いて算出される充填率が40%以上70%以下である前記導電性粒子を含む、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 12,
A conductive paste comprising the conductive particles having a filling rate calculated using a powder layer shear force measuring apparatus of 40% or more and 70% or less.
前記導電性粒子が、フレーク状粒子を含む、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 13,
A conductive paste, wherein the conductive particles include flaky particles.
前記導電性粒子が、銀粒子または銅粒子を含む、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 14,
A conductive paste, wherein the conductive particles include silver particles or copper particles.
平均粒径D50が100nm以下の導電性ナノ粒子を含まない、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 15,
The average particle diameter D 50 does not include the following conductive nanoparticles 100 nm, the conductive paste.
前記分散媒の溶解度パラメータ(SP値)が6((cal/cm3)1/2)以上11((cal/cm3)1/2)以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 16, wherein
The solubility parameter of the dispersing medium (SP value) 6 ((cal / cm 3) 1/2) or 11 ((cal / cm 3) 1/2) or less, a conductive paste.
Na+、NH4 +、K+、Ca2+、Mg2+、F−、Cl−、Br−、NO3 −、PO4 3−、PO3 3−、SO4 2−、およびZn2+からなるイオンの合計量が、導電性ペースト全体に対して300ppm以下である、導電性ペースト。 The conductive paste according to any one of claims 1 to 17,
Ions consisting of Na + , NH 4 + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , F − , Cl − , Br − , NO 3 − , PO 4 3− , PO 3 3− , SO 4 2− , and Zn 2+ The electroconductive paste whose total amount of is 300 ppm or less with respect to the whole electroconductive paste.
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