JPH01128306A - 導電体材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は転写法、特に熱転写法によってセラミック生シ
ート上に形成する電極として用いるのに好適な導電体材
料に関する。

〔従来の技術〕

電子部品用の多層セラミック基板や積層セラミックコン
デンサなどの積層セラミック電子部品を製造する際に用
いられるセラミック生シート上には電極を形成する必要
があるがその形成方法として第２図に示すものが知られ
ている。先ず準備段階として、電極用の導電体材料とセ
ラミック生シート用のスラリーを製造する。導電体材料
としては一般の厚膜ハイブリッドＩＣに使用されるスク
リーン印刷用の電極ペーストとほぼ同じ組成かまたはそ
れらを転用したものを用いる。特に印刷性を損わないよ
うにするため、これらペース））こは同一系統のビヒク
ルを使用するものが多く、エチルセルロース、ポリビニ
ルブチラール、アクリル位（脂等をターピネオール、ブ
チルカルピトール、ブチルカルピトールアセテート、セ
ルソルブ等の高沸点溶済に溶解したものが使われる。一
方セラミック生シート用のスラリーとしては、セラミッ
ク原材料の金属酸化物例えばＡ　ｂｕｓ　、　Ｔ　１０
２　。

ＢａＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯｓ　、ＭｇＯ１Ｎ　ｂｔ　ｏ
５、ＺｎＯ等の粉末をポリビニルブチラール、ポリビニ
ルアルコール、アクリル樹脂等の溶解している浴媒の中
に均一に分散させたも°のが使われる。このスラリーを
第２図ａに示す金属板又は有機フィルムなどの支持体１
上にキヤステング法によって塗布し数十ミクロン乃至数
百ミクロンの厚さのセラミック生シート２を成膜する（
同図ｂ）。次にこの成膜したセラミック生シートを乾燥
して支持体１から剥離し所定形状に切断しく同図Ｃ）、
このセラミック生シート２上に前もって準備された電極
ペーストをスクリーン印刷法やその他の方法によって印
刷して電極３を形成する（同図ｄ）。

また、従来の他の方法として第３図に示すものも知られ
ている。この場合においてもスラリー、支持体、電極ペ
ーストを前もって熟備しておくことは第２図の従来例と
同じである。先づ支持体１上に電極ペーストをスクリー
ン印刷法等により印刷して電極３を形成する（第３図ａ
、ｂ）。次にこの電極３を乾燥してその上にスラリーを
キャテング法によって数十ミクロン乃至数百ミクロンの
厚さのセラミック生シート２を成膜する（同図Ｃ）。次
いでこのセラミック生シートを乾燥して支持体１から剥
離する（同図ｄ）。

これらの従来技術による電極形成方法では電極は印刷さ
れたままの状態であるため、この電極中には印刷時の巻
き込みによる気泡４が第４図に示す如く導電ペーストの
金属粒子５間に多く含まれているので金属粒子の充填密
度が低い。このため焼成等の工程を経て最終的に出来上
ったセラミック多層基板は電極とセラミック基板間でデ
ラミネーションを起し易かった。また充填密度が低いこ
とから導体回路の電気特性例えば導電率が悪くなるとい
う問題もあった。

また、第２図に示した方法では、セラミック生シート上
に電極ペーストを印刷するものであるため、セラミック
生シートを電極ペーストの印刷前に乾燥して、溶剤を揮
散させておいてもその上に溶剤を含んだ電極ペーストを
印刷するので、電極ペースト中の溶剤がセラミック生シ
ートの中へ入り込んでその部分を浸蝕する。そのため、
セラミック生シートが膨潤したりクラックを発生したり
することが多かった。第３図に示す従来例においても乾
燥した電極上に溶剤を含んだスラリーを塗布するので同
様な問題が発生し易く、このような従来の技術によるセ
ラミック多層基板は信頼性に乏しく製品の歩留りが悪か
った。

そのため出願人は、上記欠点を除去するようなものとし
てあらかじめ成膜したセラミック生シートと、これとは
別に形成した電極とを共に乾燥して含有していた溶剤を
揮散させた後に重ね合わせて熱圧着することにより電極
をセラミック生シート上に転写する。いわゆる熱転写法
による電極形成方法を提案した（特願昭６２−２０８８
４６）。

以下この方法を第５図を用いて説明する。

同図ａ及びａ′に示す１及び１′はそれぞれセラミック
生シートや電極を成膜するために用意される支持体であ
る。セラミック生シート２は従来と同じ方法即ちスラリ
ーをキヤステング法により支持体１上に塗布することに
より数十ミクロン乃至数百ミクロンの厚さに均一に成膜
される（同図ｂ）。

一方支持体１′には電極ペーストを公知のスフ１フーン
印刷法により所定のパターンに印刷して電極３を形成す
る（同図ｂ／＞。これらセラミック生シート２及び電極
３はそれぞれ４０℃〜ω℃、５０℃〜７０℃程度の温度
で乾燥して中に含まれている溶剤を揮散せる。次に同図
Ｃに示す如くセラミック生シート上に電極３を重ね合わ
せて支持体１′上から加熱しながら圧着する。このよう
にすると熱は支持体ｌ′から電極３．セラミック生シー
ト２へと伝わり、圧力と合いまりて電極３はセラミック
生シート２に固着される。一方、支持体１′と電極３と
の接合面は電極３とセラミック生シート２の接合面より
高温状態にあるため電極３中に含まれる樹脂が溶解して
いる。そのためにこの面は剥離し易くなる。このような
状態で支持体１′を剥離すると電極３をセラミック生シ
ート２上に転写することができる（同図ｄ）。

以上第５図に説明した電極形成方法によれば、電極とセ
ラミック生シートを共に乾燥してから重ね合わせて熱圧
着するものであるため、熱圧着時にはセラミック生シー
トと電極中に含まれていた溶剤は揮散していて熱圧着時
に溶剤の浸透による浸蝕、再溶解が起ることがなく、従
ってこの浸畝貴溶解に起因する１１ｔ極、導体回路の断
線や基板の欠け、膨潤等の変形問題を防止することがで
きる。

また、第５図の方法では熱圧着するようにしているので
導電ペーストの印刷時に不可避的に電極内に巻き込まれ
た気泡を熱圧着時に電極外部へ追い出すことができ、電
極３は第４図に示すものより金属粒子の充填密度の高い
ち密なものとなり、その結果焼結性がよくなり電気特性
が向上するとともにデラミネーション等の発生も防止で
きる。

〔従来技術の問題点〕

しかし、第５図に示した従来例においては、使用する電
極用導電体材料は一般のスクリーン印刷・用電極ペース
トであるため、１３０℃以下では軟化しに＜＜、熱圧着
するためにはさらに温度を上げなければならなかった。

温度を上げれば熱圧着は可能となるが、セラミック生シ
ートが熱変形を起こしやすいという問題があった。

〔問題を解決するための手段〕

上記問題を解決するため本発明においては、電極用導電
体材料を、銀、パラジウム、白金、および金のうち１ａ
［以上の貴金属粉末と融点が沁乃至関℃のワックスと、
軟化点が閣乃至８０℃の分散剤とを含む、いわゆるホッ
トメルト型として低温で熱転写できるようにした。

〔作用〕

上記手段による導電体材料は５０乃至８０℃の温度で熔
解するが、溶剤を含んでいないため電極を成膜した時に
室温においても直ちに固化する。また熱転写する場合に
は加熱源を低くすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の導電体材料について評細に説明する。

本発明の導電体材料は、＠、パラジウム、白金および金
のうち１種以上の貴金属粉末と融点が５０乃至８０℃の
ワックスと軟化点が刃乃至８０℃の分散剤とを含むこと
を特徴とするものである。

このような４電体材料の作成にあたっては、まず、銀、
パラジウム、白金、金等の貢金鵬粉の単体または混合粉
に、心安に応じてセラミック生シートへの接着剤として
金属酸化物１例えば酸化鋼、酸化ビスマス、酸化マンガ
ン等またはガラス粉末を添加したものをＶ型混合機また
はそれに代る粉体温合装置を便、用して粉体を混合する
。

次にホットメルト型導電体材料とするための融点５０乃
至８０℃のノルマンパラフィン類、マイクロワックス類
と、金属粉末、金属酸化物粉末、ガラス粉末の分散剤と
してのステアリン酸、ソルビタン酸モノステアレートと
を加熱熔融し均一に混合してホットメルト型バインダー
を作る。

そして前記の混合された貴金属粉末、金属酸化物粉末を
この熔融したホットメルト型ノ（インダー中に均一に分
散させて電極用導電体材料を作成する。第１表は本発明
による導電体材料の組成配合例である。

第１表 ここで、バインダーとしてのワックス類は特に熱転写用
として適合させるためには次のような特性が要求される
。

（１）支持体（有機フィルム、金属板、紙等）にほどよ
く密着し、又剥離可能なこと。

（２）支持体の柔軟性に追従し、ワレ、剥離がないこと
。

（３）熱転写時において８０乃至８０℃で熔融すること
。

（４）室温において、ベタツキがなく、銀、ノくラジウ
ムの転移がないこと。

本発明者はこれらの特性を満足させるために、パラフィ
ンワックスとマイクロワックスの混合割合を第１表に示
すようにしたものである。なお、この場合、用いたパラ
フィンワックスとマイクロワックスの特性を第２表に示
す。

以下余白 第２表 そして、このようにして作成した導電体材料を用いてセ
ラミック生シート上に電極を形成する方法を第６図及び
第７図を用いて説明する。第６図ａ及びａ′に示す１及
び１′はそれぞれセラミック生シート及び電極を成膜す
るために用意される支持体である。セラミック生シート
は従来と則し方法即ちスラリーをキヤステング法により
支持体１上に塗布することにより、数十ミクロン乃室数
百ミクロンの厚さに均一に成膜される（同図ｂ）。その
後セラミック生シート２は４０℃〜ω℃程度の温度で乾
燥して中に含まれている溶剤を揮散せる。

一方、支持体１′には本発明によるホットメルト型導電
体材料を公知のホットメルトコーテング法により所定の
膜厚に成膜して電極３を形成する（同図ｂ’）。

以下、この電極３の形成方法を第７図を用いてもう少し
詳しく説明する。第７図はこの電極形成に用いるロール
コータを示し、９はホットメルト型の導電体材料１０を
入れた容器でその温度は約１２０℃程度に保たれている
。導電体材料１０は１例として、銀、パラジウム、白金
、金のうち１種または２棟以上を混合した貴金属粉末と
、融点が８０乃至８０℃のワックス（マイクロワックス
、パラフィンワックス）と軟化点が駒乃至８０℃の分散
剤（ソルビタン酸モノステアレート等）から構成される
無溶剤の導電体材料であり、容器９中で熔解している。

１１及び１２はローラであり、矢印Ａ方向に回転するよ
うになっている。ローラ１１に巻回された支持体１′は
このローラ回転によって矢印Ｂ方向に送られ、同時にロ
ーラ１２も回転する。ロー２１２の外周面の一部は熔解
した導電体材料中に没しているので、ローラの回転によ
って導電体材料はローラ１２の外周面を介して支持体１
′上に塗布される０なお１３は塗布厚の調整用ドクター
ロールである。

この方法によると導電体材料は前述したようにワックス
によって熔解しているいわゆるホットメルト型であるた
め、支持体１′上に塗布されると室温中においても急速
に固化するう 次に第６図Ｃに示す如くセラミック生シート上に電極３
を重ね合わせて支持体１′上から約１００℃に加熱した
金型６で圧着する。金型６は加熱部７を有し、またセラ
ミック生シート上に転写すべき電極形状に応じたパター
ン部８が突設されている。

このようにすると熱は支持体１′から電極３、セラミッ
ク生シート２へと伝わり、圧力と合いまって電極３は金
型のパターン部８の形状の通りセラミック生シート上に
固着される。このとき支持体ｌ′と電極３との接合面温
度は電極３とセラミック生シート２との接合面温度より
高く、しかも電極３中に含まれるワックスが丁度熔解す
る程度にしである。そのためにこの面は剥離し易くなる
。このような状態で支持体１′を剥離すると電極３をセ
ラミック生シート２上に転写することができる（同図ｄ
）。

第１図は、本発明の導電体材料を用いて熱転写法により
作成された電極の断面図であり、電極３中には気泡など
による空隙はなく、導電体である金属粒子５の充填密度
が高く、ち密な構造となっており、また電極３の一部が
セラミック生シート内に埋め込まれた状態になっている
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の導電体材料は。

ホットメルト型バインダー内に貴金属粉末等を均一に分
散させたものであり、バインダーの融点。

軟化点を駒乃主８０℃に設定しであるので低い温度で熱
転写が可能となる。またこのため熱転写時にセラミック
生シートが熱変形を起すことがない。

また本発明の４１１．体材料は溶剤を含まないホットメ
ルト型であるため電極の成膜はホットメルトコーテング
法によって行なうので成膜時に巻き込まれる気泡の量は
スクリーン印刷時に巻き込まれる気泡の量に比較して極
めて少なく、且つ微量の気泡が巻き込まれていても熱圧
着時には電極外に追い出され、熱転写されたＸ極の充填
密度はち密１こなる。その結果、焼結性がよくなり電気
特性が向上するとともに、デラミネーション等の発生も
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の導電体材料を用いて熱転写法により形
成した電極の概略断面図、第２図及び第３図は従来のセ
ラミック生シート上への電極形成方法の説明図、第４図
は第２図及び第３図の方法で形成した電極の概略断面図
、第５図は熱転写法による電極形成方法の説明図、第６
図は本発明の導電体材料を用いて熱転写法ｌこより電極
を形成する方法の説明図、第７図は本発明の導電体材料
を用いた電極の成膜法の説明図である。 １．１′・・・支持体 ２・・・セラミック生シート ３・・・電極 ５・・・全極粒子 ６・・・加熱金型 特許出願人　アルプス電気株式会社 第　１　図 弗　２　図　　　弗　３　口 第　５Ｉ２Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 銀、パラジウム、白金および金のうち１種以上の貴金属
   粉末と融点が５０乃至８０℃のワックスと軟化点が５０
   乃至８０℃の分散剤とを含むことを特徴とする導電体材
   料。