[發明專利]銀微粒及其制造方法、與含有該銀微粒的導電性糊劑、導電性膜和電子器件

無效

• 申請號: 201080026319.1
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102470436A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 柿原康男;大杉峰子;森井弘子;林一之
• 申請（專利權）人: 戶田工業株式會社
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/24;H01B1/22;H01B5/00;H01B13/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及適合作為可以低溫煅燒的導電性組合物原料用的、被多結晶化的平均粒徑30～100nm的銀微粒及其制造方法與含有該銀微粒的導電性糊劑、導電性膜和電子器件。

背景技術

電子器件的電極和電路圖案的形成，通過使用包含金屬顆粒的導電性糊劑，在基板上印刷電極和電路圖案后，加熱煅燒，使導電性糊劑中包含的金屬顆粒燒結而進行，但近年來有該加熱煅燒溫度低溫化的傾向。

例如，作為電子器件的安裝基板，一般因為可以加熱到300℃左右，所以可使用聚酰亞胺制造的撓性基板，但因為耐熱性優異的基板昂貴，所以最近研究以較為廉價的PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)基板或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)基板作為替代材料。但是，PET基板和PEN基板比聚酰胺制造的撓性基板的耐熱性低，必須在200℃以下進行加熱煅燒。

另外，如果能夠在比200℃更低的溫度進行加熱煅燒，也就可以在聚碳酸酯或紙等的基板上形成電極和電路圖案，可以期待拓寬各種電極材料等的用途。

期待納米級的銀微粒成為可以這樣低溫煅燒的導電性糊劑原料的金屬顆粒。作為其理由，是因為如果金屬顆粒的大小為納米級，則表面活性就變高，熔點遠低于金屬塊，從而可以使其在低溫燒結。還可以列舉銀微粒在金屬顆粒中也是低電阻，價格上也比其它貴金屬廉價的事實。

另外，納米級的銀微粒可以在低溫燒結，而且也可以期待作為無鉛的焊錫替代材料，其利用了如果一旦燒結就可以維持耐熱性這一在以往焊錫中沒有的性質。

至今，作為可以低溫煅燒的銀微粒，提出了亞微粒以下的銀微粒，已知有在表面吸附有己胺的平均粒徑(D_TEM)3～20nm的銀微粒(專利文獻1)、顆粒表面覆蓋了有機保護劑的平均粒徑(D_TEM)為50nm以下、單晶度(D_TEM/D_X)為2.0以下的銀顆粒(專利文獻2)，平均粒徑(D_TEM)為40～100nm、單晶度(D_TEM/D_X)為1～5的銀微粒(專利文獻3)，在顆粒表面附著有1wt％以下硝酸銀的氨合體配位化合物和胺的平均粒徑為20～100nm的銀微粒(專利文獻4)，通過表面處理劑覆蓋的、平均粒徑小于200nm、BET比表面積為1.0m²/g以上的貴金屬微粒(專利文獻5)，含有小于1％可溶性金屬、平均粒徑50～100nm、BET比表面積為6～25m²/g的納米粉末(專利文獻6)等。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-161808號公報

專利文獻2：日本特開2007-19055號公報

專利文獻3：日本特開2006-183072號公報

專利文獻4：日本特開2009-144197號公報

專利文獻5：日本特開2004-43892號公報

專利文獻6：日本特表2005-530048號公報

發明內容

發明所要解決的課題

為了在低溫燒結銀微粒，銀微粒必須是活性的，但在上述專利文獻1中所公開那樣的平均顆粒大小為20nm以下的銀微粒的情況下，因為活性過高、不穩定，所以必須以大量的有機物包覆。在專利文獻1中，作為包覆物質，使用沸點130℃左右的己胺，但即使選擇沸點比較低的包覆物質，也難以完全除去大量附著的包覆物質。另外，在專利文獻1中，因為在制造銀微粒時施加50～60℃的溫度，所以有銀微粒的微晶粒徑增大的傾向，從而銀微粒內部的反應性變低，不利于低溫燒結。

另外，在上述專利文獻2中，記載著顆粒表面由有機保護劑包覆的平均粒徑(D_TEM)為50nm以下、單晶度(D_TEM/D_X)為2.0以下的銀顆粒，但由于與上述同樣，為(D_TEM/D_X)為2.0以下、單晶度高的銀顆粒，所以銀微粒內部的反應性低，不利于低溫燒結。

另外，在上述專利文獻3中記載了平均粒徑為40～100nm、單晶度(D_TEM/D_X)為1～5的銀微粒，但因為在制造銀微粒上，將溫度調整在40℃左右，所以銀微粒的微晶粒徑有增大的傾向。因此銀微粒內部的反應性變低，不利于低溫燒結。