[发明专利]银微颗粒以及含有该银微颗粒的导电性膏、导电性膜和电子器件

说明书

技术领域

本发明涉及适合作为能够低温烧制的导电性膏的原料使用的、平均粒径为100nm以上或平均粒径小于100nm的银微颗粒以及含有该银微颗粒的导电性膏、导电性膜和电子器件。

背景技术

电子器件的电极或电路图案的形成，通过使用含有金属颗粒的导电性膏在基板上印刷电极或电路图案之后，进行加热烧制使导电性膏中含有的金属颗粒烧结而进行，根据加热烧制温度可分类为烧制型膏和聚合物型膏。近年来，该加热烧制温度处于低温化的趋势。

烧制型膏一般在陶瓷基板中使用，以金属颗粒和玻璃料、溶剂等作为主要成分，其加热烧制温度为约500℃以上。另一方面，聚合物型膏在膜配线板或导电性粘接剂等中使用，由金属颗粒分散在树脂、固化剂、有机溶剂、分散剂等中而得到的膏形成，利用丝网印刷等将该导电性膏在基板上形成规定的导体图案，在直到250℃左右的温度进行加热烧制而使用。

作为上述金属颗粒，可以使用铜粉以及银粉，特别地，在膜配线板的电路形成所使用的丝网印刷用导电膏中，使用银作为导电颗粒。银虽然有容易发生迁移的缺点，但是与具有相同程度的电阻率的铜相比难以氧化，因此容易处理，被广泛地利用。

近年来，导电性膏的加热烧制温度处于低温化的趋势。例如，作为电子器件的安装基板，一般能够加热至300℃左右，耐热性优异，因此，使用聚酰亚胺制的柔性基板，但是昂贵，因此，最近，研究了使用更便宜的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）基板或PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）基板作为代替材料。但是，PET基板或PEN基板与聚酰亚胺制的柔性基板相比较，耐热性低，特别地，膜配线板中使用的PET膜基板需要在150℃以下进行加热烧制。

另外，如果能够在低于200℃的温度进行加热烧制，那么也能够在聚碳酸酯或纸等的基板上形成电极或电路图案，可期待各种电极材料等的用途扩展。

作为能够进行这样的低温烧制的导电性膏的原料的金属颗粒，纳米量级的银微颗粒受到期待。作为其理由，是因为：当金属颗粒的大小达到纳米量级时，表面活性变高，与金属块相比，熔点远远降低，因此，能够在低的温度使其烧结。

另外，纳米量级的银微颗粒，也作为利用了能够在低温烧结并且当一次烧结时可维持耐热性这样的、以往的焊料没有的性质的无铅焊料代替材料受到期待。

到目前为止，作为电子器件的配线材料或电极材料的银微颗粒，以及能够低温烧制的银微颗粒，提出了亚微米尺寸到微米尺寸的银微颗粒，已知有：对微晶直径相对于BET比表面积之比进行了限定的球状银粉（专利文献1）；对平均粒径、微晶直径和平均粒径相对于微晶直径之比进行了限定的银微颗粒（专利文献2）；对振实密度、激光衍射法平均粒径和比表面积进行了限定的银粉（专利文献3）；一次颗粒的平均粒径为0.05～1.0μm且微晶直径为20～150nm的银微颗粒的制造方法（专利文献4）；平均粒径为0.1μm以上且小于1μm、并且粒度分布陡峭且分散性高的球状银粉（专利文献5）；一次颗粒直径为0.07～4.5μm且微晶直径为20nm以上的高结晶银粉（专利文献6）；含有对银反应工序的温度范围进行了限定的、一次颗粒直径在1～100nm范围的微小银颗粒的组合物（专利文献7）等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2005-330529号公报

专利文献2:日本特开2006-183072号公报

专利文献3:日本特开2007-131950号公报

专利文献4:日本特开2008-31526号公报

专利文献5:日本特开2010-70793号公报

专利文献6:日本特开2007-16258号公报

专利文献7:日本特开2009-120949号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

上述专利文献1至专利文献6中公开的银微颗粒，均限定了平均粒径和微晶直径、BET比表面积值等，但是均未考虑通过X射线衍射得到的米勒指数（111）和（200）的微晶直径之比[微晶直径D_X（111）／微晶直径D_X（200）]，如后述比较例所示，在上述微晶直径D_X（111）／微晶直径D_X（200）]小于1.40的情况下，难以得到具有良好的低温烧结性的银微颗粒。另外，在微晶直径D_X（111）超过20nm的情况下，银微颗粒的微晶直径大，因此，银微颗粒内部的反应性变低，对低温烧结不利。