[發(fā)明專利]銀微顆粒以及含有該銀微顆粒的導電性膏、導電性膜和電子器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280036601.7
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN103702786A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山本洋介;石谷誠治;巖崎敬介;大杉峰子;森井弘子;林一之;柿原康男;飯?zhí)镎芏?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 戶田工業(yè)株式會社
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F1/02;B22F9/24;H01B1/00;H01B1/22;H01B5/00;H01B5/02
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適合作為能夠低溫燒制的導電性膏的原料使用的、平均粒徑為100nm以上或平均粒徑小于100nm的銀微顆粒以及含有該銀微顆粒的導電性膏、導電性膜和電子器件。

背景技術(shù)

電子器件的電極或電路圖案的形成，通過使用含有金屬顆粒的導電性膏在基板上印刷電極或電路圖案之后，進行加熱燒制使導電性膏中含有的金屬顆粒燒結(jié)而進行，根據(jù)加熱燒制溫度可分類為燒制型膏和聚合物型膏。近年來，該加熱燒制溫度處于低溫化的趨勢。

燒制型膏一般在陶瓷基板中使用，以金屬顆粒和玻璃料、溶劑等作為主要成分，其加熱燒制溫度為約500℃以上。另一方面，聚合物型膏在膜配線板或?qū)щ娦哉辰觿┑戎惺褂?，由金屬顆粒分散在樹脂、固化劑、有機溶劑、分散劑等中而得到的膏形成，利用絲網(wǎng)印刷等將該導電性膏在基板上形成規(guī)定的導體圖案，在直到250℃左右的溫度進行加熱燒制而使用。

作為上述金屬顆粒，可以使用銅粉以及銀粉，特別地，在膜配線板的電路形成所使用的絲網(wǎng)印刷用導電膏中，使用銀作為導電顆粒。銀雖然有容易發(fā)生遷移的缺點，但是與具有相同程度的電阻率的銅相比難以氧化，因此容易處理，被廣泛地利用。

近年來，導電性膏的加熱燒制溫度處于低溫化的趨勢。例如，作為電子器件的安裝基板，一般能夠加熱至300℃左右，耐熱性優(yōu)異，因此，使用聚酰亞胺制的柔性基板，但是昂貴，因此，最近，研究了使用更便宜的PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）基板或PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）基板作為代替材料。但是，PET基板或PEN基板與聚酰亞胺制的柔性基板相比較，耐熱性低，特別地，膜配線板中使用的PET膜基板需要在150℃以下進行加熱燒制。

另外，如果能夠在低于200℃的溫度進行加熱燒制，那么也能夠在聚碳酸酯或紙等的基板上形成電極或電路圖案，可期待各種電極材料等的用途擴展。

作為能夠進行這樣的低溫燒制的導電性膏的原料的金屬顆粒，納米量級的銀微顆粒受到期待。作為其理由，是因為：當金屬顆粒的大小達到納米量級時，表面活性變高，與金屬塊相比，熔點遠遠降低，因此，能夠在低的溫度使其燒結(jié)。

另外，納米量級的銀微顆粒，也作為利用了能夠在低溫燒結(jié)并且當一次燒結(jié)時可維持耐熱性這樣的、以往的焊料沒有的性質(zhì)的無鉛焊料代替材料受到期待。

到目前為止，作為電子器件的配線材料或電極材料的銀微顆粒，以及能夠低溫燒制的銀微顆粒，提出了亞微米尺寸到微米尺寸的銀微顆粒，已知有：對微晶直徑相對于BET比表面積之比進行了限定的球狀銀粉（專利文獻1）；對平均粒徑、微晶直徑和平均粒徑相對于微晶直徑之比進行了限定的銀微顆粒（專利文獻2）；對振實密度、激光衍射法平均粒徑和比表面積進行了限定的銀粉（專利文獻3）；一次顆粒的平均粒徑為0.05～1.0μm且微晶直徑為20～150nm的銀微顆粒的制造方法（專利文獻4）；平均粒徑為0.1μm以上且小于1μm、并且粒度分布陡峭且分散性高的球狀銀粉（專利文獻5）；一次顆粒直徑為0.07～4.5μm且微晶直徑為20nm以上的高結(jié)晶銀粉（專利文獻6）；含有對銀反應(yīng)工序的溫度范圍進行了限定的、一次顆粒直徑在1～100nm范圍的微小銀顆粒的組合物（專利文獻7）等。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2005-330529號公報

專利文獻2:日本特開2006-183072號公報

專利文獻3:日本特開2007-131950號公報

專利文獻4:日本特開2008-31526號公報

專利文獻5:日本特開2010-70793號公報

專利文獻6:日本特開2007-16258號公報

專利文獻7:日本特開2009-120949號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

上述專利文獻1至專利文獻6中公開的銀微顆粒，均限定了平均粒徑和微晶直徑、BET比表面積值等，但是均未考慮通過X射線衍射得到的米勒指數(shù)（111）和（200）的微晶直徑之比[微晶直徑D_X（111）／微晶直徑D_X（200）]，如后述比較例所示，在上述微晶直徑D_X（111）／微晶直徑D_X（200）]小于1.40的情況下，難以得到具有良好的低溫燒結(jié)性的銀微顆粒。另外，在微晶直徑D_X（111）超過20nm的情況下，銀微顆粒的微晶直徑大，因此，銀微顆粒內(nèi)部的反應(yīng)性變低，對低溫燒結(jié)不利。