[发明专利]银微粒及其制造方法、以及含有该银微粒的导电性糊、导电性膜和电子器件

说明书

技术领域

本发明涉及低温烧结性优异的平均粒径为30～120nm的银微粒及其制造方法、以及含有该银微粒的导电性糊、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糊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糊中所含的金属颗粒烧结来进行。近年来，该加热烧制温度存在低温化的趋势。

例如，作为电子器件的安装基板，一般而言，为了能够加热到300℃左右、耐热性优异，使用聚酰亚胺制柔性基板，但是由于价格昂贵，最近，作为代替材料研究着更低价的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板和PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)基板。但是，PET基板和PEN基板与聚酰亚胺制柔性基板相比，耐热性低，特别是用于膜布线板的PET膜基板需要在150℃以下进行加热烧制。

另外，只要能够在低于200℃的温度进行加热烧制，在聚碳酸酯或纸等基板上形成电极或电路图案也成为可能，能够期待各种电极材料等的用途扩展。

作为这样的能够实现低温烧制的导电性糊的原料的金属颗粒，可以期待纳米级的银微粒。理由是由于金属颗粒的大小为纳米级时，表面活性高，熔点与金属块相比大幅降低，因此，能够以低的温度进行烧结。另外，与铜等其它导电性颗粒相比，银微粒虽然存在着价格昂贵、在金属颗粒中容易引起迁移的缺点，但是与具有同等程度电阻率的铜相比，不易氧化，因此容易操作。

另外，纳米级的银微粒能够在低温烧结，并且，一旦烧结则维持耐热性，利用这些现有的焊料所不具备的性质，能够期待作为无铅的焊料代替材料。

目前作为稳定高效地制造分散性优异的微细的银颗粒的方法，提出了在卤化物离子的存在下将银离子还原的方法(专利文献1)、树脂型糊的固化加热温度时的收缩率高的含有卤素的银粉以及简单且廉价地得到该含有卤素的银粉的制造方法(专利文献2)。另外，作为用于使低温(600℃前后)下的烧结进行、制造优异延展性的烧结部件的金属粉末，已知在金属粉末的表面含有5～2000ppm的卤素或卤化物(专利文献3)。

另外，通过将从反应到干燥的全部工序控制在30℃以下，作为能够实现低温烧制的导电性糊等的原料，已知平均粒径为30～100nm的多晶化的银颗粒(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－274423号公报

专利文献2：日本特开2010－77493号公报

专利文献3：日本特开2005－325411号公报

专利文献4：日本特开2011－80094号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述专利文献1中，公开了在卤化物离子的存在下将银离子还原的方法，但是在专利文献1记载的制造方法中，如后述的比较例所示，由于卤化物的添加量少，生成的银微粒形成分散体系，后续的洗净不充分，因此，不能使得到的银微粒的碳量为0.25重量％以下，难以得到低温烧结性优异的银微粒。

另外，在专利文献2中，公开了含有卤素的银粉，但是，由于添加卤化物的时期在银的还原反应之后，与在还原反应时形成氯化银使其不溶化的情况相比，所含的卤素容易脱离或者离子化，特别是作为用于本发明的电极或电路图案的形成的导电性糊和导电性膜的用途中所使用的银微粒，卤素简单地以离子化的状态附着在颗粒表面，故而不优选。

在专利文献3中，公开了在金属粉末的表面含有5～2000ppm的卤素或卤化物，但是，专利文献3中记载的金属粉末是将金属粉末加压成型制作压粉体，以500～900℃烧结使用的，卤素的添加目的在于降低烧结部件的延展性和尺寸收缩，因此，与上述同样，特别是作为用于本发明的电极或电路图案的形成的导电性糊和导电性膜的用途中所使用的银微粒，卤素简单地以离子化的状态附着在颗粒表面，故而不优选。

在专利文献4中，公开了通过将从反应到干燥的全部工序控制在30℃以下，作为能够实现低温烧制的导电性糊等的原料的平均粒径为30～100nm的多晶化的银颗粒。但是如后述的比较例所示，由于未添加卤化物，因而生成的银微粒形成分散体系，后续的洗净不充分，因此，不能使所得到的银微粒的碳量为0.25重量％以下，难以得到低温烧结性优异的银微粒。并且，干燥温度也需要控制在30℃以下，因此，在工业上不利。

因此，本发明的技术课题在于提供一种低温烧结性优异的平均粒径为30～120nm的银微粒和高效地制造该银微粒的方法。

用于解决课题的手段

上述技术课题能够通过如下所述的本发明实现。