JPH03176904A - 導電性ペースト - Google Patents

導電性ペースト

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JPH03176904A
JPH03176904A JP31485789A JP31485789A JPH03176904A JP H03176904 A JPH03176904 A JP H03176904A JP 31485789 A JP31485789 A JP 31485789A JP 31485789 A JP31485789 A JP 31485789A JP H03176904 A JPH03176904 A JP H03176904A
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JP
Japan
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powder
weight
parts
conductive paste
oxidation
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Pending
Application number
JP31485789A
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English (en)
Inventor
Shinobu Takagi
忍 高木
Takasumi Shimizu
孝純 清水
Tamotsu Nishinakagawa
西中川 保
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks

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  • Conductive Materials (AREA)

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、導電性ペーストに関し、詳しくは導電粉末と
してCu粉末を用いた大気焼成可能な導電性ペーストに
関する。
(従来の技術) 一般に、導電性ペーストは、導体回路、セラミックコン
デンザの電極、電I波シールド材プラズマデイスプレー
の電極等に用いられ、特にDC型プラズマデイスプレー
用の電極としての用途が有望視されている。
例えばプラズマデイスプレーは、ガラス製のバックプレ
ート基板上に電極(陰極)をプリント形成する一方、カ
バープレートの側に陰極に対向させ透明電極を形成し、
両電極間に電圧を印加して放電させ発色させるものであ
り、これはNi等の金属導電性ペーストをバックプレー
ト基板上にスクリーン印刷して厚膜形成し、その後これ
を乾燥した後、大気焼成して電極を形成する。
この種の導電性ペーストにおいては、その製造時、大気
焼成して電極等を形成するどきNiが酸化されて導電性
を消失しやすいので、従来のベースト組成中にBを含有
させてNiの酸化を防止することが考えら打ている。そ
の−例が特公昭55−51285号および特公昭60−
16041号公報に開示されている。このうち前者のも
のはNiおよびBを(N13’B)a  (Ni3Sl
)b (’)組成物の形で含有するものであり、後者の
ものはNi粉末中にB粉末を添加させた形態のもので、
何れもBの選択的酸化反応によってNiの酸化反応を防
止するものである。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、これら従来の導電性ペーストは、その製
造法および特性の点で次のような問題を有している。
すなわち、前者の特公昭55−51285号公報に記載
のものの場合、(N 13B) a  (N 13Si
)bの組成物を製造するにはNiにBを添加して溶解し
凝固させた後粉砕する必要があり、このときBρ比重が
Niに比べて約1/4と軽いために均一な組成物の製造
が困難であり、しがも粉砕して粒状粉末にするために製
造コストが高(なるのに加えて、粉末形状は角ばった形
状となり、ペーストを基板上に印刷形成する際の印刷性
が悪い。
また後者の特公昭60−16041号に記載のものの場
合、Bが比較的多量に添加されるために(Bの添加量は
4〜50%)、酸化生成したB20、が表面にガラス状
に浮上し、これら多量のB2O3が不純物となって電気
抵抗値を増大させるという問題がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、本発明が解決しようとする課題は、Niに代え
て相対的に安価なCuを用い、流動性、成形性、印刷性
に優れ、かつ大気焼成可能で、導電性の高い導電性組成
物を製造可能な導電性ペーストを提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、
その要旨とするところは、Cu粉末、B粉末、ボウ酸ま
たはホウ酸塩粉末、ガラスフリットおよび有機ビヒクル
よりなる導電性ペーストであって、その組成が、(イ)
前記B粉末はCu粉末とB粉末の合計重量100重量部
に対し3.5〜3.9重量部、(ロ)前記ホウ酸または
ホウ酸塩粉末はCu粉末とB粉末の杏計重量100重量
部に対し2.0〜50.0重量部、(ハ)前記ガラスフ
リットはCu粉末とB粉末の合計重量100重量部に対
し10〜30重量部であることを特徴とする。
本発明による導電性ペーストは、Cu粉末を主成分に用
いているのでNi粉末を用いた場合に比べ製造コストは
安価になり、またB粉末の含有量をCu粉末とB粉末の
合計重量100部に対し3゜5〜3.9重量部の範囲に
しその分Cu粉末を多くしているため導電性が向上する
。したがって、プラズマデイスプレーの電極形成に本発
明を適用した場合に画像の鮮明度が良好となる。
Cu粉末の平均粒径は1〜30μmとするのが望ましく
、さらに好ましくは5〜20μmの範囲にする。これは
、平均粒径1μm未満とすると、Cu粒子の表面積が相
対的に太き(なり、Cuの酸化反応が促進されやすく電
気抵抗値が大きくなりやすいためであり、平均粒径30
μm以下としたのは、30 g mを超えると導電性ペ
ーストの流動性が悪くなり、印刷性および充填性が低下
するからである。
B粉末を添加するのは、Cuの酸化防止のためであり、
そのためにはB粉末とCu粉末の合計重量100重量部
に対しB粉末は少なくとも3.5重量部が必要であり、
3.9重量部を超えると、その分Cuの含有量が低下し
抵抗値が高くなるので、B粉末は3.5〜3.9重量部
の範囲にする。
すなわち、Bは高温において後述するように選択的に酸
化されてB2O3になるが、このB2O3の融点は57
7℃程度に低いため、B量が多いとペーストを焼成温度
600〜620℃程度で大気焼成したとき選択的に酸化
されたB203が表面に浮上してキラキラ光った状態と
なり、これが電極特性を低下させ、プラズマデイスプレ
ーにおいて画像鮮明度を低下させる原因となる。この画
像鮮明度を低下させる境界域は、Bの添加量が4゜0重
量部であり、これより多いと電極表面へのB2O3の浮
上が顕著となって表面がキラキラ光った状態となるから
である。反対にBの添加量がこれより少ないと電極表面
におりるキラキラ感が消失し、B2O3の浮上が認めら
れず、プラズマデイスプレーの画像鮮明度が高くなる。
またBの原料粉末形態は、アモルファス粉末であるのが
望ましく、もしくは平均粒径50LLm以下の粉末であ
るのが望ましい。平均粒径50 Ht、 mを超えると
、導電性ペーストの流動性、印刷性等が低下するためで
ある。
ホウ酸またはホウ酸塩粉末は、Cu粉末とB粉末の合計
重量100重量部に対し20〜50重量部の範囲にする
。ホウ酸またはホウ酸塩粉末を添加するのは温度300
〜500℃の範囲でガラス質を形成しCuの酸化を効果
的に抑制するためであり、そのためには少なくとも2.
0重量部が必要となる。また50重量部を超えると、B
201のガラス膜状となり絶縁体を構成しベースI・の
抵抗値が増大するからである。
ホウ酸は、例えば、300°Cで次式に示す反応が促進
される。
2H3BO2□→B203+3H20 ここに、■ホウ酸にはオルトホウ酸(H3BO。
)、メタホウ酸(HBO2)、四ボウ酸(H□B4O7
)を含む。また、■ホウ酸塩は、一般式%式% 5/2.4に相当するそれぞれオルトホウ酸塩、ニホウ
酸塩、メタホウ酸塩、四ホウ酸塩、五ホウ酸塩、へホウ
酸塩などがある。例えば、Co B 407 、CuB
4O? 、Na2B407 、Li2B4O、,2Zn
0 ・3B203 ・3.5H20、K2 B40? 
 ’ 4■]10.CaB4O? ・6H20、MnB
a 0?  −8820等である。
ガラスフリットは、Cu粉末とB粉末の合計重量100
重量部に対し、]O〜30重量部の範囲にするのが望ま
しい。ガラスフリットを添加するの(J、焼成時に温度
400〜600℃の範囲でガラスフリットがガラス状化
してCu粉末の周囲に保護層を形成しCuの酸化防止の
役割を果たすからであり、そのためにはガラスフリット
が10重量部以上必要となる。ガラスフリットが多過ぎ
るど、ガラス膜状の絶縁物を作り易(、導電性が低下す
るから、30重量部以内にする。
有機ビヒクルは、導電性ペーストの流動性を確保するた
めに加えるものである。
前述した組成の導電性ペーストは、大気中つまり酸化性
雰囲気中で焼成可能である。また温度は最高600℃の
温度で焼成可能である。
次に、前記導電性ペーストが大気焼成されるとき、前記
各種の添加物によりCuの酸化がどのように防止される
のかについて第1図に基づいて説明する。第1図に示す
矢印の範囲の添加物は、主どしてその温度範囲にて酸化
防止効果が働くことを示している。
予備焼成後の焼成時、温度を室温から次第に上昇してい
くと、まず常温から約350℃までの範囲C」、有機ビ
ヒクルがCuの酸化を防止する。そして300℃から3
50℃の範囲においては、有機ビヒクルによるCu酸化
防止が(動(とともに、ホウ酸またはホウ酸塩粉末がガ
ラス質に変化することに伴いCuの周囲にガラス質層を
作ってCuの酸化が防止される。350°Cから400
℃の範囲になると、ホウ酸またはホウ酸塩粉末のB2O
3へのガラス質化によりCuの酸化が防止される。
400℃から550°Cの範囲になると、さらにガラス
フリットがホウケイ酸ガラスを造ることによりCuの酸
化が防止される。550°Cを超えるとBが選択的に酸
化されるのに伴いCuの酸化が抑制される。600℃付
近においてはこのBの働きが顕著に作用し、Cuの酸化
が効果的に抑制される。
これらの有機ビヒクル、ホウ酸またはホウ酸塩粉末、ガ
ラスフリット、Bがそれぞれ所定の温度域において効果
的にCuの酸化防止を図る。これにより、大気中600
°C付、近の温度においても、酸化抑制効果が顕著に作
用し電動性を保持しつつ焼成可能になる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について説明する。
 0 導電性ペーストの原料としては、平均粒径10゜4μm
の球状Cu扮粉末、アモルファスB粉末と、ホウ酸また
はホウ酸塩粉末と、これにガラスフリットを加え、さら
に有機ビヒクルとしてエチルセルロースをテルピネオー
ルに溶解したものを使用した。これらを3本ロールミル
を用いて混練した後、#200スクリーンを用いて線幅
0.5mm×長さ100mmの線をアルミナ基板上に印
刷した。これを120℃で10分乾燥した後、600〜
650°Cで15〜20分大気焼成した。焼成後の膜厚
の平均値は50μmであった。
得られた焼成部の表面状態を観察し、その焼成部の色相
から表面酸化状態を観察したところ、焼成部の色相は第
1表に示す通りであった。焼成部の比抵抗値について測
定したところ、その結果は第1表に示すとおりであった
(以下、余白。) ■ 第1表において、実施例1〜10においては、焼成部の
比抵抗値が2]Xl0−’Ωcm以下となり、導電性が
高いことが判明した。
これに対し、比較例1〜4はBの含有量は本発明の範囲
から逸脱するものであり、比較例5および比較例6はボ
ウ酸またはホウ酸塩粉末を含有しない等の理由により、
比抵抗値が極めて大きいかあるい(j測定不能(50Ω
cmより抵抗大)という結果となった。また比較例7お
よび8は、それぞれ焼成温度が620℃、650°Cと
高温であったこと等により比抵抗値が大となった。これ
は、高温において酸化が過度に促進されたものと推定さ
れる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の導電性ペース1へにJ:
 A1ば、流動性、充填性、印刷性が良好なペーストで
あり、高温の大気焼成時にも酸化防止効果が適正に働く
ので、得られる導電体は電気抵抗値が小さいだけでなく
、基板との同時焼成が可能になり、簡単な生産工程によ
り良好な導電体が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は導電性ペーストに添加する各種添加物の酸化防
止効果を説明するための説明図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 Cu粉末、B粉末、ホウ酸またはホウ酸塩粉末、ガラス
    フリットおよび有機ビヒクルよりなる導電性ペーストで
    あって、その組成が、 (イ)前記B粉末は、Cu粉末とB粉末の合計重量10
    0重量部に対し3.5〜3.9重量部、(ロ)前記ホウ
    酸またはホウ酸塩粉末は、Cu粉末とB粉末の合計重量
    100重量部に対し2.0〜50.0重量部、 (ハ)前記ガラスフリットは、Cu粉末とB粉末の合計
    重量100重量部に対し10〜30重量部であることを
    特徴とする導電性ペースト。
JP31485789A 1989-12-04 1989-12-04 導電性ペースト Pending JPH03176904A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08203330A (ja) * 1995-01-23 1996-08-09 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト
JP2019032993A (ja) * 2017-08-08 2019-02-28 住友金属鉱山株式会社 厚膜導体形成用組成物および厚膜導体の製造方法
JPWO2022054775A1 (ja) * 2020-09-10 2022-03-17

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US5618470A (en) * 1995-01-23 1997-04-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electrically conductive paste
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