大陽日酸が導電性ペースト・インク用途、表面改質銅ナノ粒子の開発に成功

有機溶媒中に均一分散可能

　大陽日酸は、導電性ペースト・インク用途に向けて、有機溶媒中に均一分散可能な表面改質銅ナノ粒子の開発に成功した。今後、顧客への紹介およびサンプル提供をおこない、評価の結果を踏まえて、銅ナノ粒子の本格的な事業化を検討する。

　銅ナノ粒子は、導電性が高く比較的安価であり、イオンマイグレーション（^※1）耐性が高いことから、導電性インクや導電性ペーストのフィラーとして用途開発が行われており、パワー半導体の接合材やMLCC等の小型電子部品の電極材料用途などでのニーズが高まっている。

　導電性インクや導電性ペーストを用いて平滑な電極薄膜や微細な配線を形成するためには、フィラーがインクやペースト中に均一分散している必要があり、有機溶媒中に均一分散可能な銅ナノ粒子が求められていた。

　大陽日酸は、独自開発した酸素燃焼による金属ナノ粒子の合成技術（^※2）を有しており、本プロセスで合成した銅ナノ粒子は、平均粒径が 100nm で高純度、高結晶性という特徴があるが、有機溶媒中で凝集が発生しやすく均一分散が困難であるという課題があった。

　今回、開発に成功した表面改質銅ナノ粒子は、次のような従来品からの改善点と特徴を持つ。

有機溶媒との親和性が高まったことで、粒度分布が従来品よりも小粒径側にシフトした。SEM 像からも粒子が平滑に密な状態で積層していることがわかり、分散性が大幅に改善した。(図 1、図 2)
一定温度(25℃及び 40℃)大気下で 1 か月間静置しても酸素濃度が変化せず、酸化耐性が改善した。（図 3）
焼結温度が高温側にシフトして、焼結ひずみに影響を与える収縮挙動が緩慢となることを確認した。（図 4）
焼結後の導電性は、従来の銅ナノ粒子と同等レベル。(図 5)

　この表面改質銅ナノ粒子により均一に分散した銅ペーストが作成できるようになることに加えて、従来もっている高結晶性と併せて、母材と同時焼成する場合に焼結ひずみを抑制した金属焼結膜を形成できるため、小型電子部品の電極薄膜やセラミック基板の微細配線に向けたペースト・インク用フィラーとして応用が期待できる。

※1 イオンマイグレーション：湿度が多い環境で電圧を印加した場合、電極間をイオン化した金属が移動し短絡が生じる現状
※2 2014 年１月 14 日付ニュースリリース「酸素燃焼による画期的な金属ナノ粒子合成技術を開発」