银微粒子分散体、银微粒子及其制造方法及接合用组合物技术

本发明专利技术提供一种银微粒子分散体、银微粒子及其制造方法及接合用组合物。本发明专利技术的银微粒子分散体包含银微粒子、碳数为5以下的短链胺及高极性溶剂，短链胺的分配系数logP为‑1.0～1.4。本发明专利技术的银微粒子兼具对各种溶剂(特别是高极性溶剂)的优异的分散性与低温烧结性；本发明专利技术银微粒子分散体中的银微粒子均匀地分散于各种溶剂(特别是高极性溶剂)中且具有低温烧结性。

Silver micro particle dispersion, silver micro particle and manufacturing method thereof

The present invention provides a silver particle uniformly dispersed in various solvents (especially high polar solvent) with the low temperature sintering of silver particle dispersion, both of various kinds of solvents (especially high polar solvent) excellent dispersion and low temperature sintering of silver particles, using dispersion the same and its manufacturing method. The invention features silver particle dispersion that contains silver particles, carbon number is below 5 short chain amines and high polar solvent, the distribution coefficient of logP short chain amines for 1 ~ 1.4.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种银微粒子分散于各种溶剂中而成的银微粒子分散体、可分散于各种溶剂的银微粒子及其制造方法，所述银微粒子分散体可广泛用作用以形成半导体集成电路等的配线或电极图案的导电性油墨、或用以将电子零件进行低温接合的接合用组合物等。
技术介绍
近年来，利用金属微粒子、特别是银微粒子的低温烧结性的导电性油墨(例如专利文献1(日本专利特开2013-185213号公报))或接合用组合物(例如专利文献2(日本专利特开2004-107728号公报))受到关注。与此同时，所述用途中所用的银微粒子的开发取得了积极地进展，并提出了各种银微粒子及其制造方法。例如在专利文献3(日本专利特开2013-142173号公报)中提出了银纳米粒子的制造方法，其包括：制备胺混合液，关于包含脂肪族烃基及一个氨基、且所述脂肪族烃基的碳总数为6以上的脂肪族烃单胺(A)，与包含脂肪族烃基及一个氨基、且所述脂肪族烃基的碳总数为5以下的脂肪族烃单胺(B)，以胺(A)与胺(B)的合计为基准，以5摩尔％以上且小于20摩尔％的比例包含胺(A)，且以超过80摩尔％且95摩尔％以下的比例包含胺(B)；将银化合物与所述胺混合液混合，而生成包含银化合物及胺的络合化合物；将络合化合物加热使其热分解，而形成银纳米粒子。在所述专利文献3的银纳米粒子的制造方法中，通过使用包含碳总数6以上的脂肪族烃单胺(A)与碳总数5以下的脂肪族烃单胺(B)的胺混合液，而可实现银纳米粒子的适当的稳定化。另外，在专利文献4(日本专利特开2014-31542号公报)中提出了银微粒子的制造方法，其特征在于包含：第一步骤，将通过加热而分解而可生成金属银的银化合物、烷基胺及对水具有溶解度的至少一种醇化合物混合，而生成包含所述银化合物与烷基胺的络合化合物；第二步骤，将所述络合化合物加热分解，而生成由包含烷基胺的保护膜被覆的银微粒子。在仅使用烷基胺作为银微粒子的被覆分子时，难以形成络合化合物，并且络合化合物的形成需要长时间的情况多，但在所述专利文献4的银微粒子的制造方法中，在将通过加热而分解而可生成金属银的银化合物、与烷基胺混合而生成络合化合物时，通过添加对水具有溶解性的醇化合物，而促进络合化合物的生成，不论烷基胺的种类均可效率佳地生成络合化合物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2013-185213号公报专利文献2：日本专利特开2004-107728号公报专利文献3：日本专利特开2013-142173号公报专利文献4：日本专利特开2014-31542号公报
技术实现思路
专利技术解决的课题然而，在所述专利文献3的银纳米粒子的制造方法中，为了银纳米粒子的分散性与络合物形成，而必须并用碳数6以上的胺与碳数5以下的胺，因此，作为高沸点低极性成分的长中链胺的存在具有对极性溶剂的分散性差的问题点。另外，在所述专利文献4的银微粒子的制造方法中，为了促进络合物的形成而必须添加醇等低分子有机化合物，虽然所得的银微粒子良好地分散于以辛烷为主溶剂的低极性溶剂中，但存在对高极性溶剂的分散性差的问题点。鉴于如以上的状况，本专利技术的目的在于提供一种银微粒子均匀地分散于各种溶剂(特别是高极性溶剂)而成的具有低温烧结性的银微粒子分散体、兼具对各种溶剂(特别是高极性溶剂)优异的分散性与低温烧结性的银微粒子及其制造方法。解决课题的技术手段本专利技术人为了达成所述目的而对附着在银微粒子的表面的至少一部分的胺的种类等反复进行努力研究，结果发现，使所述胺的分配系数等最佳化等对达成所述目的极为有效，从而完成了本专利技术。即，第一本专利技术提供一种银微粒子分散体，其特征在于包含：银微粒子；碳数为5以下的短链胺；以及高极性溶剂，所述短链胺的分配系数logP为-1.0～1.4。胺的一分子内的氨基具有相对较高的极性，容易产生因氢键引起的相互作用，但所述官能基以外的部分具有相对较低的极性。而且，氨基分别容易表现出碱性的性质。因此，若胺定域(附着)在银微粒子的表面的至少一部分(即，若被覆银微粒子的表面的至少一部分)，则可使有机成分与无机粒子充分地亲和，并可防止银微粒子彼此的凝聚(提高分散性)。即，胺由于官能基以适度的强度吸附在银微粒子的表面，妨碍银微粒子彼此的相互接触，因此有助于保管状态下的银微粒子的稳定性。另外认为，因加热而自银微粒子的表面移动和/或挥发，由此会促进银微粒子彼此的融着。通过将构成本专利技术的银微粒子分散体的胺设为碳数为5以下的短链胺，可通过加热而容易地除去附着在银微粒子的表面的至少一部分的胺，并可确保银微粒子的良好的低温烧结性(例如100℃～350℃时的烧结性)。另外，将短链胺的分配系数logP设为-1.0～1.4的原因是，若分配系数logP为-1.0以下，则短链胺的极性过高，因此银的还原急速地进行而难以进行对银微粒子生成的控制，若分配系数logP为1.5以上，则配位在银上的胺的极性低，因此难以分散于高极性溶剂中。在本专利技术中，分配系数logP是指使用正辛醇与水作为溶剂的辛醇/水分配系数，分别求出辛醇中的浓度Co与水中的浓度Cw，算出浓度比P＝Co/Cw的常用对数logP作为分配系数。因此，分配系数logP是指表示银微粒子在哪个范围的极性溶剂中能否分散的一个指标。分配系数logP的测定方法并无特别限定，例如可利用烧瓶振荡法、高效液相色谱法(HighPerformanceLiquidChromatography，HPLC)及使用定量性结构活性相关算法的计算等求出，但优选使用在国立生物工学信息中心等的网站中所公布的文献值。本专利技术的银微粒子分散体优选为还包含用以使银微粒子分散的具有酸价的分散剂。此处，所谓“具有酸价的分散剂”，包括吸附基或官能基不具有胺价或羟基价等的所有分散剂。通过使用所述分散剂，而可提高溶剂中的银微粒子的分散稳定性。所述分散剂的酸价优选为5～200，另外优选为所述分散剂具有源自磷酸的官能基。“具有酸价的分散剂”优选的理由并不明确，但本专利技术人等人认为，不但利用对金属的吸附作用，而且通过与短链胺进行相互作用，而能以更致密的形态吸附，从而具有低温烧结性且表现出高的分散性。若分散剂的酸价为5以上，则因酸碱相互作用而开始引起向金属物的吸附，所述金属物与胺配位并且粒子表面变为碱性，若分散剂的酸价为200以下，则不过度地具有吸附点，因此以适宜的形态吸附。另外，通过分散剂具有源自磷酸的官能基，而磷P经由氧O与金属M相互作用且彼此拉近，因此对与金属或金属化合物的吸附最有效果，并能以必要最小限度的吸附量获得适宜的分散性。此处，所谓酸价，以将试样1g中所含的酸性成分中和所需要的氢氧化钾的mg数表示。作为酸价的测定法，可列举：指示剂法(对萘酚苯指示剂)或电位差滴定法。·ISO6618-1997：利用指示剂滴定法的中和价试验法→与指示剂滴定法(酸价)对应·ISO6619-1988：电位差滴定法(酸价)→与电位差滴定法(酸价)对应另外，在本专利技术的银微粒子分散体中，作为溶剂，可使用各种溶剂、特别是高极性溶剂。所谓高极性溶剂，通常是指水或碳数短的醇等难以与如己烷或甲苯般的低极性溶剂相容的，但在本专利技术中更优选为使用碳数1～6的醇。作为高极性溶剂，通过设为碳数1～6的醇，而可避免使用低极性溶剂时的不良情况，例如在树脂上层叠银微粒子分散体时溶剂进入基底的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银微粒子分散体，其特征在于，包含：银微粒子；碳数为5以下的短链胺；以及高极性溶剂，所述短链胺的分配系数logP为‑1.0～1.4。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.11 JP 2014-120398;2014.11.25 JP 2014-238101.一种银微粒子分散体，其特征在于，包含：银微粒子；碳数为5以下的短链胺；以及高极性溶剂，所述短链胺的分配系数logP为-1.0～1.4。2.根据权利要求1所述的银微粒子分散体，其特征在于，还包含用以使银微粒子分散的具有酸价的分散剂。3.根据权利要求1或2所述的银微粒子分散体，其特征在于，还包含具有酸价的保护分散剂。4.根据权利要求1至3中任一项所述的银微粒子分散体，其特征在于，所述短链胺为烷氧基胺。5.根据权利要求1至4中任一项所述的银微粒子分散体，其特征在于，所述高极性溶剂为碳数1～6的醇。6.根据权利要求1至5中任一项所述的银微粒子分散体，其特征在于，所述高极性溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或正丙醇。7.根据权利要求2至6中任一项所述的银微粒子分散体，其特征在于，所述分散剂的所述酸价为5～200。8.根据权利要求2至7中任一项所述的银微粒子分散体，其特征在于，所述分散剂具有源自磷酸的官能基。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：新谷祐树，外村卓也，
申请(专利权)人：阪东化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP