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JP2005019398A - Conductive paste, circuit board, solar cell, and ceramic chip electronic component - Google Patents

Conductive paste, circuit board, solar cell, and ceramic chip electronic component Download PDF

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JP2005019398A
JP2005019398A JP2004167681A JP2004167681A JP2005019398A JP 2005019398 A JP2005019398 A JP 2005019398A JP 2004167681 A JP2004167681 A JP 2004167681A JP 2004167681 A JP2004167681 A JP 2004167681A JP 2005019398 A JP2005019398 A JP 2005019398A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermosetting conductive paste that can forme an electroconductive film having excellent conductivity and adhesive property. <P>SOLUTION: The conductive paste comprises a conductive powder, a binder resin containing a phthalic acid glycidyl ester type epoxy resin, wherein the phthalic acid glycidyl ester type epoxy resin is one or two kinds selected from a group consisting of a phthalic acid glycidyl ester, dihydro phthalic acid glycidyl ester, tetrahydro phthalic acid glycidyl ester, and hexahydro phthalic acid glycidyl ester. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、回路基板や電子部品の導体又は電極用、あるいは電磁波シールド用として導電性及び接着性の優れた導電膜を形成することができ、更には導電性接着剤としても利用され得る、加熱硬化型の導電性ペースト、及びこの導電性ペーストを用いて形成された回路基板、太陽電池、チップ型セラミック電子部品に関するものである。   The present invention can form a conductive film excellent in conductivity and adhesiveness for a conductor or electrode of a circuit board or electronic component, or for electromagnetic wave shielding, and further can be used as a conductive adhesive. The present invention relates to a curable conductive paste, and a circuit board, a solar cell, and a chip-type ceramic electronic component formed using the conductive paste.

導電性粉末をバインダ樹脂、硬化剤、及び必要に応じて溶剤、触媒その他の添加剤を含む樹脂組成物中に分散させてなる導電性ペーストは、印刷等の手段で基体に塗布され、100〜300℃程度の温度で熱処理されることにより、樹脂を硬化させ、導電性の被膜が形成される。   A conductive paste in which a conductive powder is dispersed in a resin composition containing a binder resin, a curing agent, and, if necessary, a solvent, a catalyst, and other additives, is applied to the substrate by means of printing or the like. By heat-treating at a temperature of about 300 ° C., the resin is cured and a conductive film is formed.

バインダ樹脂としては、通常、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂などが使用されている。   As the binder resin, an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, an alkyd resin, an unsaturated polyester resin, an acrylic resin, an epoxy-modified acrylic resin, or the like is usually used.

このような樹脂系の熱硬化型導電性ペーストは、一般に、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を含む導体回路の形成、抵抗器やコンデンサ等の各種電子部品及び各種表示素子の電極の形成、電磁波シールド用導電性被膜の形成などに用いられるほか、半導体素子や電子部品を接着したり基板に実装するための導電性接着剤として用いられている。また近年は、太陽電池の電極、特にアモルファスシリコン半導体を用いた高温処理のできない太陽電池の電極を形成する場合や、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、積層セラミックアクチュエータ等のチップ型セラミック電子部品の外部電極を形成する場合にも、熱硬化型導電性ペーストが使用される。   Such resin-based thermosetting conductive pastes are generally used to form printed circuit board jumper circuits and conductor circuits including through-hole conductors, resistors, capacitors, and other electronic components and display elements. In addition to being used for forming a conductive film for electromagnetic wave shielding, it is used as a conductive adhesive for bonding semiconductor elements and electronic components or mounting them on a substrate. Also, in recent years, when forming electrodes for solar cells, particularly those for solar cells that cannot be processed at high temperatures using amorphous silicon semiconductors, or outside chip-type ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors, multilayer ceramic inductors, multilayer ceramic actuators, etc. Also when forming an electrode, a thermosetting conductive paste is used.

特開平6−267784JP-A-6-267784 特開平6−37340JP-A-6-37340

一般に、導電性ペーストには、硬化性、導電性、接着性、耐熱性、耐水性、耐環境性、また用途によっては、はんだ付け性、はんだ耐熱性、スクリーン印刷等の塗布手段に応じた塗布適性等も要求される。   In general, conductive paste is applied according to application methods such as curability, conductivity, adhesiveness, heat resistance, water resistance, environment resistance, and depending on the application, solderability, solder heat resistance, screen printing, etc. Aptitude is also required.

また近年、回路基板や電子部品の小型化、高密度化の要求から、導体回路を、より膜厚が薄い、微細なパターンで形成する場合でも、良好な導通性が維持されるよう、高い導電性を示すものが要求されている。それ故、例えば、太陽電池のグリッド電極を形成する場合、低抵抗化のために、導電性ペーストにより形成された導体膜の表面に、更に、はんだ層を形成するのが普通であり、工程が煩雑となっている。また、いまだ多くはんだに含まれている鉛の毒性が問題視されていることからも、より導電性の高い導電性ペーストを用いることにより、はんだ層被覆工程を省略することが望まれている。   In recent years, due to the demand for miniaturization and higher density of circuit boards and electronic components, high conductivity is required so that good conductivity is maintained even when a conductor circuit is formed with a finer pattern with a thinner film thickness. Something that shows sex is required. Therefore, for example, when forming a grid electrode of a solar cell, a solder layer is usually formed on the surface of a conductor film formed of a conductive paste in order to reduce resistance. It is complicated. Moreover, since the toxicity of lead contained in solder is still regarded as a problem, it is desired to omit the solder layer coating step by using a conductive paste having higher conductivity.

しかしながら、従来の熱硬化型導電性ペーストは、導電性を改善する目的で導電性粉末の量を増加させると、樹脂の比率が減少するため接着性が大きく低下する。このため、導電性と接着性のいずれもが優れたものを得ることは難しく、導電性の向上には限界があった。例えば、市販の導電性ペーストでは、比抵抗が10-3Ω・cmオーダーから低くてもせいぜい3×10-5Ω・cm程度であり、それ以下、例えば2×10-5Ω・cm程度のものや、特に10-6Ω・cmオーダーの高導電性のものは得られていない。 However, in the conventional thermosetting conductive paste, when the amount of the conductive powder is increased for the purpose of improving the conductivity, the adhesive ratio is greatly lowered because the ratio of the resin is decreased. For this reason, it is difficult to obtain a material having excellent conductivity and adhesiveness, and there is a limit to improving the conductivity. For example, in the case of a commercially available conductive paste, the specific resistance is about 3 × 10 −5 Ω · cm at the lowest from the order of 10 −3 Ω · cm, and below that, for example, about 2 × 10 −5 Ω · cm. In particular, those having high conductivity of the order of 10 −6 Ω · cm have not been obtained.

更に、積層セラミックコンデンサなどのチップ型セラミック電子部品の外部電極は、従来、部品素体にガラスを含む金属電極を高温で焼付けて形成されていたが、機械的衝撃により剥離やクラックが発生しやすいという問題がある。このため、耐衝撃性の優れた樹脂系の導電性ペーストを焼付け電極上に被覆し、加熱硬化させるか、または直接素体に樹脂系の導電性ペーストを塗布し、加熱硬化させて外部電極とする試みがなされている。しかし、焼付け電極に代わりうる、導電性、接着性、はんだ付け性、耐めっき性のすべてにおいて優れた熱硬化型導電性ペーストは、得られていないのが現状である。   Further, external electrodes of chip-type ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors have been conventionally formed by baking a metal electrode containing glass on a component body at a high temperature, but peeling and cracking are likely to occur due to mechanical impact. There is a problem. For this reason, a resin-based conductive paste with excellent impact resistance is coated on the baked electrode and heat-cured, or the resin-based conductive paste is directly applied to the element body and heat-cured to form an external electrode. Attempts have been made. However, the present condition is that a thermosetting conductive paste excellent in all of conductivity, adhesiveness, solderability, and plating resistance, which can replace the baked electrode, has not been obtained.

本発明の目的は、特に、導電性、接着性の優れた導電膜を形成し得る熱硬化型導電性ペーストを提供することを目的とする。また、必要に応じて適切な塗布性、耐熱性、耐水性、耐環境性、はんだ付け性、はんだ耐熱性をもたせることができ、種々の用途に用い得る導電性ペーストを提供することをさらなる目的とする。   An object of the present invention is to provide a thermosetting conductive paste capable of forming a conductive film having excellent conductivity and adhesion. Further, it is a further object to provide a conductive paste that can have appropriate coating properties, heat resistance, water resistance, environmental resistance, solderability, solder heat resistance, and can be used for various applications as required. And

本発明者等は、導電性ペーストについての鋭意研究を続けてきた。その結果、後述する組成物を用いることによって、上記目的が達成できることを見いだし、本発明を完成するに至った。   The present inventors have continued intensive studies on the conductive paste. As a result, it was found that the above-described object can be achieved by using a composition described later, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明に係る導電性ペーストは、少なくとも、導電性粉末と、フタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂を含むバインダ樹脂と、を含有する導電性ペーストであって、このフタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂が、次式1で表されるフタル酸のグリシジルエステル、次式2で表されるジヒドロフタル酸のグリシジルエステル、次式3で表されるテトラヒドロフタル酸のグリシジルエステル、または次式4で表されるヘキサヒドロフタル酸のグリシジルエステルからなる群より選ばれた1種または2種以上であることを特徴とするものである。   That is, the conductive paste according to the present invention is a conductive paste containing at least a conductive powder and a binder resin containing a phthalic acid-based glycidyl ester type epoxy resin, and this phthalic acid-based glycidyl ester type epoxy. The resin is a glycidyl ester of phthalic acid represented by the following formula 1, a glycidyl ester of dihydrophthalic acid represented by the following formula 2, a glycidyl ester of tetrahydrophthalic acid represented by the following formula 3, or a formula 4 And one or more selected from the group consisting of glycidyl esters of hexahydrophthalic acid.

Figure 2005019398
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本発明に係る導電性ペーストは、導電性粉末100重量部に対して、バインダ樹脂が5〜50重量部配合されていることが好ましい。   The conductive paste according to the present invention preferably contains 5 to 50 parts by weight of binder resin with respect to 100 parts by weight of conductive powder.

本発明に係る導電性ペーストは、更に硬化剤を配合しても良く、また、前記式1ないし式4において、R及びRの少なくとも一方がCH、C、C又はCであることが好ましい。 The conductive paste according to the present invention may further contain a curing agent, and in Formulas 1 to 4, at least one of R 1 and R 2 is CH 3 , C 2 H 5 , C 3 H 7. or it is preferably C 4 H 9.

また、本発明に係る導電性ペーストは、フタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂が、ジメチルグリシジルフタレート、メチルグリシジル・グリシジルフタレート、ジエチルグリシジルフタレート、ジプロピルグリシジルフタレート、ジブチルグリシジルフタレートからなる群より選ばれた1種または2種以上であることが好ましく、ジグリシジルフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルメチルテトラヒドロフタレートからなる群より選ばれた1種または2種以上であることが好ましい。   In the conductive paste according to the present invention, the phthalic acid glycidyl ester type epoxy resin is selected from the group consisting of dimethyl glycidyl phthalate, methyl glycidyl glycidyl phthalate, diethyl glycidyl phthalate, dipropyl glycidyl phthalate, and dibutyl glycidyl phthalate. It is preferably 1 type or 2 types or more, and preferably 1 type or 2 types or more selected from the group consisting of diglycidyl phthalate, diglycidyl hexahydrophthalate, diglycidyl tetrahydrophthalate, diglycidyl methyl tetrahydrophthalate. .

さらに、本発明に係る導電性ペーストは、バインダ樹脂として更に他の樹脂を含んでも良い。   Furthermore, the conductive paste according to the present invention may further contain another resin as a binder resin.

本発明に係る熱硬化型導電性ペーストによれば、導電性、接着性の優れた導電膜を形成することができる。 According to the thermosetting conductive paste according to the present invention, a conductive film having excellent conductivity and adhesion can be formed.

導電性粉末としては、銀、金、白金、パラジウム等の金属の粉末や、これらの金属を含む合金、例えば銀−銅合金、銀−パラジウム−銅合金の粉末が使用される。また、金属、金属化合物、ガラス、セラミック、カーボン等の無機質粉末や、樹脂等の有機質粉末の表面に、これらの金属又は合金を被覆したものを用いることもできる。特に比抵抗の低い銀系の導電性粉末、即ち銀粉末、銀を主成分とする合金粉末や銀被覆粉末が望ましい。これらの導電性粉末は、2種以上を混合して使用してもよい。形状は、球状、フレーク状、樹枝状、繊維状など特に制限はない。導電性粉末は、従来法により種々の脂肪酸類やカップリング剤などで表面処理して用いることもできる。 As the conductive powder, powders of metals such as silver, gold, platinum and palladium, and alloys containing these metals, such as silver-copper alloys and silver-palladium-copper alloys, are used. Moreover, what coat | covered these metals or alloys on the surface of inorganic powders, such as a metal, a metal compound, glass, a ceramic, carbon, and organic powders, such as resin, can also be used. In particular, a silver-based conductive powder having a low specific resistance, that is, a silver powder, an alloy powder containing silver as a main component, or a silver-coated powder is desirable. These conductive powders may be used as a mixture of two or more. The shape is not particularly limited, such as spherical, flaky, dendritic or fibrous. The conductive powder can also be used after being surface-treated with various fatty acids or a coupling agent by a conventional method.

フタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂としては、前記式1〜4で示されるような、フタル酸、及び水素添加フタル酸即ちジヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸の、グリシジルエステル又はアルキルグリシジルエステルが挙げられる(以下これらを総称して単に「フタル酸系エステル型エポキシ樹脂」という。)前記フタル酸、水素添加フタル酸は、メチルテトラヒドロフタル酸等のアルキル置換体であってもよく、本発明でいうフタル酸系エステル型エポキシ樹脂は、これらアルキルフタル酸又はアルキル水素添加フタル酸のグリシジルエステルを含むものである。なお、前記フタル酸又は水素添加フタル酸の2個のカルボキシル基の位置は、−オルト位(フタル酸)、−メタ位(イソフタル酸)、−パラ位(テレフタル酸)のいずれであってもよい。   As the phthalic acid-based glycidyl ester type epoxy resin, glycidyl ester or alkyl glycidyl of phthalic acid and hydrogenated phthalic acid, that is, dihydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid as represented by the above formulas 1 to 4 Examples of the phthalic acid and hydrogenated phthalic acid may be alkyl-substituted products such as methyltetrahydrophthalic acid. The phthalic acid ester type epoxy resin as referred to in the invention contains glycidyl ester of these alkyl phthalic acid or alkyl hydrogenated phthalic acid. The position of the two carboxyl groups of the phthalic acid or hydrogenated phthalic acid may be any of -ortho position (phthalic acid), -meta position (isophthalic acid), and -para position (terephthalic acid). .

比較的入手しやすいフタル酸系エステル型エポキシ樹脂としては、ジグリシジルフタレート、ジメチルグリシジルフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルメチルテトラヒドロフタレートなどがある。   Examples of phthalic acid ester type epoxy resins that are relatively easily available include diglycidyl phthalate, dimethyl glycidyl phthalate, diglycidyl hexahydrophthalate, diglycidyl tetrahydrophthalate, and diglycidyl methyl tetrahydrophthalate.

従来、導電性ペーストに使用されているエポキシ樹脂は、ほとんどがビスフェノール型などのグリシジルエーテル型のものであり、これらは導電性粉末の配合比率を増すと接着性が大きく低下するので、良好な接着性を保ったまま導電性を向上させることができなかったが、本発明のように、フタル酸系エステル型エポキシ樹脂を用いた場合、驚くべきことに、導電性粉末の配合比率を増加させても接着性の低下を極めて小さく抑えることができる。従って、このようなフタル酸系エステル型エポキシ樹脂をバインダ樹脂として用いることにより、接着性、塗布性等導電性ペーストとしての他の特性を損なうことなく、極めて導電性の高い導電膜が形成される。   Conventionally, most epoxy resins used in conductive pastes are of glycidyl ether type such as bisphenol type, and the adhesiveness is greatly reduced when the blending ratio of the conductive powder is increased. However, when the phthalic acid ester type epoxy resin was used as in the present invention, surprisingly, the blending ratio of the conductive powder was increased. Also, the decrease in adhesiveness can be suppressed to a very small level. Therefore, by using such a phthalic acid ester type epoxy resin as a binder resin, a conductive film having extremely high conductivity can be formed without impairing other characteristics as a conductive paste such as adhesiveness and coatability. .

本発明によれば、比抵抗値が2×10-5Ω・cm以下の導電膜が形成でき、更には1×10-5Ω・cmより小さい比抵抗値を有する高導電性の導電膜も形成することが可能になる。 According to the present invention, a conductive film having a specific resistance value of 2 × 10 −5 Ω · cm or less can be formed, and a highly conductive conductive film having a specific resistance value smaller than 1 × 10 −5 Ω · cm is also provided. It becomes possible to form.

特に、前記式1〜4において、グリシジル基の置換基R、Rの少なくとも一方がメチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である場合、極めて優れた導電性向上効果が得られる。好ましくは、ジメチルグリシジルフタレート、メチルグリシジル・グリシジルフタレート、ジエチルグリシジルフタレート、ジプロピルグリシジルフタレート、ジブチルグリシジルフタレートなどが使用される。 In particular, in Formulas 1 to 4, when at least one of the substituents R 1 and R 2 of the glycidyl group is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group, an extremely excellent conductivity improving effect is obtained. Preferably, dimethyl glycidyl phthalate, methyl glycidyl glycidyl phthalate, diethyl glycidyl phthalate, dipropyl glycidyl phthalate, dibutyl glycidyl phthalate or the like is used.

これらのフタル酸系エステル型エポキシ樹脂は、通常低分子量の単量体であるが、あらかじめ反応させて重合度の低い重合体にしたものを用いてもよい。   These phthalic acid ester type epoxy resins are usually low molecular weight monomers, but those obtained by reacting in advance into a polymer having a low degree of polymerization may be used.

用途及び要求される特性に応じて、バインダ樹脂として、更に他の樹脂成分を配合してもよい。他の樹脂成分としては、例えばブチラール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、アクリルスチレン樹脂、変性アクリル樹脂、グリシジルメタクリレート、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ビニル樹脂、セルロース誘導体など種々の熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂が挙げられる。フタル酸系エステル型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、グリシジルアミン型樹脂、脂環族エポキシ樹脂等を併用してもよい。フタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂と他の樹脂との混合比率は、重量比で100:0〜40:60程度が望ましい。他の樹脂がこれより多いと、導電性向上効果が得られにくい。   Depending on the application and required characteristics, other resin components may be further blended as the binder resin. Examples of other resin components include butyral resin, acrylic resin, methacrylic resin, acrylic styrene resin, modified acrylic resin, glycidyl methacrylate, melamine resin, alkyd resin, polyester resin, phenoxy resin, urethane resin, phenol resin, vinyl resin, cellulose Examples include various thermosetting resins such as derivatives and thermoplastic resins. Epoxy resins other than phthalic acid ester type epoxy resins, for example, bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, novolac epoxy resins, glycidylamine type resins, alicyclic epoxy resins and the like may be used in combination. The mixing ratio of the phthalic acid-based glycidyl ester type epoxy resin and the other resin is desirably about 100: 0 to 40:60 by weight. When there are more other resins than this, it is difficult to obtain the effect of improving conductivity.

バインダ樹脂の配合割合は、導電性粉末100重量部に対して5〜50重量部である。50重量部を越えると抵抗値が高くなり、又5重量部より少ないと硬化膜強度が低下することに起因して抵抗値が増大する。最適範囲は、導電性粉末100重量部に対して5〜30重量部である。   The blending ratio of the binder resin is 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive powder. When the amount exceeds 50 parts by weight, the resistance value increases. When the amount is less than 5 parts by weight, the resistance value increases due to a decrease in the strength of the cured film. The optimum range is 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive powder.

本発明の導電性ペーストには、所望により硬化剤を配合してもよい。硬化剤としては通常エポキシ樹脂組成物に用いられる、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール樹脂系硬化剤などが使用される。特に酸無水物系硬化剤が好ましい。必要に応じて2種以上の硬化剤を混合して使用してもよい。配合量は、バインダ樹脂100重量部に対して1〜100重量部程度である。硬化促進剤を併用してもよい。   If desired, the conductive paste of the present invention may contain a curing agent. As the curing agent, an acid anhydride-based curing agent, an amine-based curing agent, a phenol resin-based curing agent and the like that are usually used in an epoxy resin composition are used. Particularly preferred are acid anhydride curing agents. You may mix and use 2 or more types of hardening | curing agents as needed. A compounding quantity is about 1-100 weight part with respect to 100 weight part of binder resin. A curing accelerator may be used in combination.

フタル酸系エステル型エポキシ樹脂が常温で液状の場合は、溶剤を用いることは必須ではないが、ペーストの塗布性等を調節するために、必要に応じて溶剤が配合される。溶剤としては、例えばアルコール系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、炭化水素系溶剤、脂肪酸系溶剤、反応性希釈剤など、公知のものが使用される。   When the phthalic acid ester type epoxy resin is in a liquid state at room temperature, it is not essential to use a solvent, but a solvent is blended as necessary in order to adjust the coating property of the paste. As the solvent, for example, known solvents such as alcohol solvents, ester solvents, ether solvents, ketone solvents, hydrocarbon solvents, fatty acid solvents, reactive diluents and the like are used.

この他、通常必要に応じて配合される添加剤、例えば界面活性剤、消泡剤、可塑剤、揺変剤、分散剤、無機フィラーなどを適宜添加してもよい。これらにより、塗布性や形成される導電膜の耐熱性、耐水性、耐環境性、可撓性、はんだ付け性、はんだ耐熱性等の特性を適切に調整することができ、種々の用途に適用することが可能となる。   In addition, additives that are usually blended as necessary, for example, surfactants, antifoaming agents, plasticizers, thixotropic agents, dispersants, inorganic fillers and the like may be added as appropriate. By these, the properties such as heat resistance, water resistance, environmental resistance, flexibility, solderability, solder heat resistance, etc. of the coating property and the conductive film to be formed can be adjusted appropriately and applied to various applications. It becomes possible to do.

前記導電性ペーストは、スクリーン印刷、転写印刷、ディッピング、刷毛塗り、ディスペンサーを用いた塗布等、種々の手段で基体に塗布される。基体としては、プリント配線板等の樹脂の他、セラミック、ガラス、シリコン半導体や化合物半導体等、種々のものが使用できる。本発明の導電性ペーストは、適度な可撓性を有するので、フレキシブル基板にも対応可能である。またこれらの基体上に形成された導体回路、誘電体、抵抗体の上に塗布することにより、電極、接着剤、回路保護等の目的で用いることもできる。   The conductive paste is applied to the substrate by various means such as screen printing, transfer printing, dipping, brush coating, and application using a dispenser. As the substrate, in addition to a resin such as a printed wiring board, various materials such as ceramic, glass, silicon semiconductor, and compound semiconductor can be used. Since the electrically conductive paste of this invention has moderate flexibility, it can respond also to a flexible substrate. Moreover, it can also be used for the purpose of an electrode, an adhesive agent, circuit protection, etc. by apply | coating on the conductor circuit, dielectric material, and resistor which were formed on these base | substrates.

基体等上に塗布された前記導電性ペーストを、公知の方法で加熱処理し、樹脂(導電性ペースト)を硬化させることにより、導電膜が得られる。最適な熱処理条件は、樹脂や硬化剤の組合せにより異なるが、250℃以下、好ましくは100℃〜200℃の温度で行う。   The conductive paste applied on the substrate or the like is heat-treated by a known method to cure the resin (conductive paste), thereby obtaining a conductive film. The optimum heat treatment condition varies depending on the combination of the resin and the curing agent, but is performed at a temperature of 250 ° C. or lower, preferably 100 ° C. to 200 ° C.

本発明の導電性ペースト及びこれを用いた導電膜は、様々な用途に使用することができる。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、アディティブ回路等への使用、タッチパネルの導体回路への使用、抵抗端子への使用、電磁波シールドとしての使用、電子部品同士の接着や、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などが挙げられる。   The electrically conductive paste of this invention and the electrically conductive film using the same can be used for various uses. Typical application examples include use for printed circuit board jumper circuits, through-hole conductors, additive circuits, etc., use for touch panel conductor circuits, use for resistance terminals, use as electromagnetic shielding, Examples thereof include adhesion and use as a conductive adhesive for mounting a semiconductor element or electronic component on a substrate.

また、本発明の導電性ペーストは、太陽電池の裏面電極、表面電極、集電電極として使用するのに適している。   Moreover, the conductive paste of the present invention is suitable for use as a back electrode, a surface electrode, or a collecting electrode of a solar cell.

例えば、アモルファスシリコンを用いた太陽電池の場合には、高温処理ができないため、一般に、樹脂系の銀ペーストを、低温(例えば100℃〜300℃程度)で熱処理して、樹脂を含む銀電極を形成し、更に、その表面をはんだで被覆することによって比抵抗を低下させたグリッド(集電)電極が使用されている(前出の特許文献2他)。本発明の導電性ペーストを用いて電極を形成した場合、それ単独で従来のはんだ被覆銀電極よりも比抵抗の小さい電極が得られる。すなわち、本発明の導電性ペーストを使用することにより、はんだによる被覆が不要で、且つ高導電性を有する高性能な硬化型電極を得ることができる。これにより、電極形成の工程が簡略化され、しかも鉛はんだの使用による環境汚染の問題がない。   For example, in the case of a solar cell using amorphous silicon, a high temperature treatment cannot be performed. Therefore, generally, a resin-based silver paste is heat-treated at a low temperature (for example, about 100 ° C. to 300 ° C.) to form a silver electrode containing a resin. A grid (current collecting) electrode that is formed and further has a specific resistance lowered by covering the surface thereof with solder is used (Patent Document 2 and others described above). When an electrode is formed using the conductive paste of the present invention, an electrode having a specific resistance smaller than that of a conventional solder-coated silver electrode can be obtained. That is, by using the conductive paste of the present invention, it is possible to obtain a high-performance curable electrode that does not require solder coating and has high conductivity. Thereby, the process of electrode formation is simplified, and there is no problem of environmental contamination due to the use of lead solder.

また、高温処理可能な太陽電池の場合には、一般に、高温焼成タイプの銀電極の表面をはんだで被覆するグリッド電極が使用されている。本発明の導電性ペーストを熱処理して得られる導電膜は、はんだよりも低抵抗であるので、従来のはんだ被覆銀電極の、はんだ部分の代替として使用することによって、より高性能な高温焼成型電極を得ることができる。   In the case of a solar cell capable of high-temperature processing, a grid electrode is generally used in which the surface of a high-temperature firing type silver electrode is covered with solder. Since the conductive film obtained by heat-treating the conductive paste of the present invention has a lower resistance than the solder, it can be used as a substitute for the solder portion of the conventional solder-coated silver electrode, so that a higher-performance high-temperature fired mold An electrode can be obtained.

また、本発明の導電性ペーストは、加熱処理して硬化されることにより、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、積層セラミックアクチュエータ等のチップ型セラミック電子部品の外部電極として使用することもできる。   In addition, the conductive paste of the present invention can be used as an external electrode of a chip-type ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor, a multilayer ceramic inductor, or a multilayer ceramic actuator by being cured by heat treatment.

例えば、従来のチップ型セラミック電子部品の外部電極は、部品素体に高温焼成型電極を焼き付け、その上に熱硬化型導電性ペーストを被覆する方法や、直接素体に熱硬化型導電性ペーストを塗布し加熱硬化させる方法によって形成され、必要により、はんだめっきが施されている。本発明の導電性ペーストは、従来の熱硬化型導電性ペーストの代替として使用することができる。   For example, external electrodes of conventional chip-type ceramic electronic components can be obtained by baking a high-temperature firing type electrode on a component body and coating a thermosetting conductive paste on the component body, or a thermosetting conductive paste directly on the body. Is formed by a method of applying and heat-curing, and solder plating is applied if necessary. The conductive paste of the present invention can be used as an alternative to a conventional thermosetting conductive paste.

また、チップ型セラミック電子部品の基板への実装には、従来はんだが使用されているが、これに代えて本発明の導電性ペーストを導電性接着剤として使用しても良い。   Further, solder is conventionally used for mounting a chip-type ceramic electronic component on a substrate, but instead of this, the conductive paste of the present invention may be used as a conductive adhesive.

なお、上述の用途は例示であり、本発明の導電性ペーストは、係る用途に限定されるものではなく、導電性及び接着性が要求される様々な用途に使用可能である。   In addition, the above-mentioned use is an illustration, The electroconductive paste of this invention is not limited to the use which concerns, It can be used for the various uses by which electroconductivity and adhesiveness are requested | required.

実施例1〜16(表1に示す)及び比較例1〜4(表2に示す)の導電性ペーストを用いて、比抵抗値の測定試験及びクロスカット試験を行った。   Using the conductive pastes of Examples 1 to 16 (shown in Table 1) and Comparative Examples 1 to 4 (shown in Table 2), specific resistance measurement tests and cross-cut tests were performed.

まず、表1及び表2に示される各成分を混合し、3本ロールミルで混練して導電性ペーストを製造した。配合量は全て重量部である。なお、フレーク状銀粉末としては比表面積約1m /g、平均粒径8μmのものを、球状銀粉末としては比表面積約0.8m /gのものを、また硬化剤としては酸無水物系硬化剤(表中、硬化剤(i))とフェノール樹脂系硬化剤(同硬化剤(ii))を用いた。また、表中の各成分の数値は、導電性粉末(フレーク状銀粉末、球状銀粉末)100重量部に対する各成分の重量部を表している。 First, each component shown in Table 1 and Table 2 was mixed and kneaded with a three-roll mill to produce a conductive paste. All compounding amounts are parts by weight. The flaky silver powder has a specific surface area of about 1 m 2 / g and an average particle size of 8 μm, the spherical silver powder has a specific surface area of about 0.8 m 2 / g, and the curing agent is an acid anhydride. System curing agent (in the table, curing agent (i)) and phenol resin curing agent (same curing agent (ii)) were used. Moreover, the numerical value of each component in a table | surface represents the weight part of each component with respect to 100 weight part of electroconductive powders (flaky silver powder, spherical silver powder).

得られた組成物を、ガラス基板上に、硬化膜の膜厚が20μmとなるように10mm×10mmの正方形パターンに塗布し、180℃の温度で30分間加熱処理を行い、樹脂を硬化させた。硬化被膜の比抵抗値を表1及び表2に併せて示す。   The obtained composition was applied to a 10 mm × 10 mm square pattern on a glass substrate so that the thickness of the cured film was 20 μm, and was heat-treated at a temperature of 180 ° C. for 30 minutes to cure the resin. . The specific resistance values of the cured coating are also shown in Tables 1 and 2.

次に各組成物を銅箔/紙フェノール樹脂基板上に正方形パターンに塗布し、180℃の温度で30分間加熱処理を行い、樹脂を硬化させた。硬化被膜に、カッターナイフで1mm間隔の格子状に切れ目を入れ、セロハンテープを貼り付け、引き剥がすクロスカット試験を行った。引き剥がした後の膜を観察し、膜の剥れがほとんどないものを○、全く剥れがないものを◎、下地の銅箔が見えるものを×とし、結果を表1及び表2に併示した。   Next, each composition was applied in a square pattern on a copper foil / paper phenolic resin substrate and subjected to a heat treatment at a temperature of 180 ° C. for 30 minutes to cure the resin. A cross-cut test was performed on the cured coating by cutting into 1 mm-interval grids with a cutter knife, applying a cellophane tape, and peeling it off. The film after peeling was observed. The film with almost no film peeling was marked with ◯, the film with no peeling was marked with ◎, and the film with the underlying copper foil visible was marked with x, and the results are shown in Tables 1 and 2. Indicated.

実施例で使用したその他の材料は、
ジメチルグリシジルフタレート:大日本インキ(株)製エピクロン200
ジグリシジルヘキサヒドロフタレート(i):ジャパンエポキシレジン(株)製エピコート190p
ジグリシジルヘキサヒドロフタレート(ii):ジャパンエポキシレジン(株)製エピコート191p
ビスフェノールA型エポキシ樹脂:ジャパンエポキシレジン(株)製エピコート828
ビスフェノールF型エポキシ樹脂:ジャパンエポキシレジン(株)製エピコート807
グリシジルメタクリレート(低分子量):平均分子量 約2,000
グリシジルメタクリレート(高分子量):平均分子量 約20,000
である。
Other materials used in the examples are:
Dimethyl glycidyl phthalate: Epicron 200 manufactured by Dainippon Ink, Inc.
Diglycidyl hexahydrophthalate (i): Epicoat 190p manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
Diglycidyl hexahydrophthalate (ii): Epicoat 191p manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
Bisphenol A type epoxy resin: Epicoat 828 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
Bisphenol F type epoxy resin: Epicoat 807 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
Glycidyl methacrylate (low molecular weight): Average molecular weight 2,000
Glycidyl methacrylate (high molecular weight): Average molecular weight 20,000
It is.

Figure 2005019398
Figure 2005019398

Figure 2005019398
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表1及び表2に示されるように、実施例は比較例に比べて比抵抗値が小さく、且つクロスカット試験の結果も良好であり、本発明の顕著な効果が確認された。

As shown in Table 1 and Table 2, the specific resistance value of the example was smaller than that of the comparative example, and the result of the cross-cut test was also good, confirming the remarkable effects of the present invention.

Claims (10)

少なくとも、導電性粉末と、フタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂を含むバインダ樹脂と、を含有する導電性ペーストであって、
前記フタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂が、次式1で表されるフタル酸のグリシジルエステル、次式2で表されるジヒドロフタル酸のグリシジルエステル、次式3で表されるテトラヒドロフタル酸のグリシジルエステル、または次式4で表されるヘキサヒドロフタル酸のグリシジルエステルからなる群より選ばれた1種または2種以上である導電性ペースト。
Figure 2005019398
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Figure 2005019398
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A conductive paste containing at least conductive powder and a binder resin containing a phthalic acid-based glycidyl ester type epoxy resin,
The phthalic acid-based glycidyl ester type epoxy resin is glycidyl ester of phthalic acid represented by the following formula 1, glycidyl ester of dihydrophthalic acid represented by the following formula 2, and glycidyl tetrahydrophthalic acid represented by the following formula 3. A conductive paste that is one or more selected from the group consisting of esters or glycidyl esters of hexahydrophthalic acid represented by the following formula 4.
Figure 2005019398
Figure 2005019398
Figure 2005019398
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前記導電性粉末100重量部に対して、前記バインダ樹脂が5〜50重量部配合されている、請求項1に記載された導電性ペースト。   The conductive paste according to claim 1, wherein 5 to 50 parts by weight of the binder resin is blended with 100 parts by weight of the conductive powder. 更に硬化剤を配合してなる、請求項1又は2に記載された導電性ペースト。   The conductive paste according to claim 1 or 2, further comprising a curing agent. 前記式1ないし式4において、R及びRの少なくとも一方がCH、C、C又はCである、請求項1ないし3のいずれかに記載された導電性ペースト。 The conductivity according to any one of claims 1 to 3, wherein in formulas 1 to 4, at least one of R 1 and R 2 is CH 3 , C 2 H 5 , C 3 H 7 or C 4 H 9. Sex paste. 前記フタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂が、ジメチルグリシジルフタレート、メチルグリシジル・グリシジルフタレート、ジエチルグリシジルフタレート、ジプロピルグリシジルフタレート、ジブチルグリシジルフタレートからなる群より選ばれた1種または2種以上である、請求項4に記載された導電性ペースト。   The phthalic acid-based glycidyl ester type epoxy resin is one or more selected from the group consisting of dimethyl glycidyl phthalate, methyl glycidyl glycidyl phthalate, diethyl glycidyl phthalate, dipropyl glycidyl phthalate, and dibutyl glycidyl phthalate, Item 5. A conductive paste according to Item 4. 前記フタル酸系グリシジルエステル型エポキシ樹脂が、ジグリシジルフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルメチルテトラヒドロフタレートからなる群より選ばれた1種または2種以上である、請求項1ないし3のいずれかに記載された導電性ペースト。   The phthalic acid-based glycidyl ester type epoxy resin is one or more selected from the group consisting of diglycidyl phthalate, diglycidyl hexahydrophthalate, diglycidyl tetrahydrophthalate, and diglycidyl methyl tetrahydrophthalate. The electrically conductive paste as described in any one of thru | or 3. 前記バインダ樹脂として更に他の樹脂を含む、請求項1ないし6のいずれかに記載された導電性ペースト。   The conductive paste according to claim 1, further comprising another resin as the binder resin. 請求項1ないし7のいずれかに記載された導電性ペーストを基体に塗布し、熱処理して得られた、比抵抗2×10-5Ω・cm以下の導電膜を備えた回路基板。 A circuit board provided with a conductive film having a specific resistance of 2 × 10 −5 Ω · cm or less, obtained by applying the conductive paste according to claim 1 to a substrate and heat-treating the substrate. 請求項1ないし7のいずれかに記載された導電性ペーストを用いて形成した電極を備えた太陽電池。   The solar cell provided with the electrode formed using the electrically conductive paste in any one of Claim 1 thru | or 7. 請求項1ないし7のいずれかに記載された導電性ペーストを用いて形成した電極を備えたチップ型セラミック電子部品。

A chip-type ceramic electronic component comprising an electrode formed using the conductive paste according to claim 1.

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