JPH03176905A - 導電性ペースト - Google Patents

導電性ペースト

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JPH03176905A
JPH03176905A JP31485889A JP31485889A JPH03176905A JP H03176905 A JPH03176905 A JP H03176905A JP 31485889 A JP31485889 A JP 31485889A JP 31485889 A JP31485889 A JP 31485889A JP H03176905 A JPH03176905 A JP H03176905A
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JP
Japan
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powder
weight
parts
conductive paste
temperature
Prior art date
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JP31485889A
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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1〜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
デンサの電極、電磁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ときNiが酸化されて導電性
を消失しやすいので、従来のペースト組成中にBを含有
させてNiの酸化を防止することが考えられている。そ
の−例が特公昭5551285号および特公昭6C)−
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(Nia B)a  (Ni3Si
)bの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) s  (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Bの比重が
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、しかも粉砕して粒状粉末にするために製
造コストが高くなるのに加えて、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B2O3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、かつ比較的高温の700℃付近にて大気焼成可
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、Si粉末
、B2O3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Si粉末は、
Cu粉末とB粉末の合計重量100重量部に対し2.0
〜20.0重量部、(ハ)前記B2O3粉末は、Cu粉
末とB粉末の合計重量100重量部に対し2.0〜30
.0重量部、(ニ)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
いているので製造コストはNi扮粉末用いた場合に比べ
安価なものとなり、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5〜207x m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
が相対的に大きくなり、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
30μm以下としたのけ、30μm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B20.になるが、このB20−の融点は57
7℃程度に低いため、B量が多いとベース1へを焼成温
度600〜620 ”C程度で大気焼成したとき選択的
に酸化されたBi O3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B2
O3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
電極表面におけ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
(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50μm以下の粉
末であるのが望ましい。平均粒径50 It 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。
Si粉末は、Cu粉末とB粉末の合計重量100重量部
に対し2.0〜20.0重量部の範囲にするのが望まし
い。Si粉末を添加するのは、温度600°C以上でガ
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20.0重量部を超えると、Si酸化物がガラス
膜状となり絶縁体を構成しペーストの電気抵抗値が増大
するからである。Si粉末の平均粒径ば、50μm以下
にするのが望ましい。これは流動性、充填性および印刷
性等を向上させるためである。
B 20 a粉末は、Cu粉末とB粉末の合計重量10
0重量部に対し2.0〜30.0重量部の範囲にするの
が望ましい。B2O3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(とも2.
0重量部が必要となる。また30.0重量部を超えると
、B2O3がガラス膜状となり絶縁体を構成しペースト
の電気抵抗値が増大するからである。B 203粉末の
平均粒径は、ペーストの流動性、充填性および印刷性等
を向上させるため50μm以下にするのが望ましい。
ガラスフリットは、軟化点温度400〜600℃のもの
で、Cu粉末とB粉末の合計重量100重量部に対し、
10〜30重量部の範囲にするのが望ましい。ガラスフ
リットは、焼成時に温度400〜600℃の範囲でガラ
スフリッ1−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と、ガラス膜状の絶縁物を作
り易く、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700℃付
近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図中の矢
印で示す範囲の添加物は、主と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
(と、まず常温から約350℃までの範囲は、有機ビヒ
クルがCuの酸化を防止する。そして300℃から35
0℃の範囲においては、有機ビヒクルによるCu酸化防
止が働くとともに、B2O3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
が防止サレル。350℃から400℃の範囲になると、
B2O3のガラス質化によりCuの酸化が防止さレル。
400℃から550℃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を超えると選択的にBが酸
化されるのに伴いCuの酸化が抑制される。600℃(
”l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。650℃を超え700 ’
C付近ではSLが酸化され易(これに伴いCuの酸化が
抑制される。
これらペースト中の添加物つまり有機ビヒクル、B2O
3,ガラスフリット、B、Siが、それぞ 0 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、大気中の比較的高温の700″C付近に
おいても、酸化抑制効果が顕著に作用し導電性を保持し
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。
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、アモルファ
スSi粉末ど、平均粒径50μm以下のB2O3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0.5mmX長さ
100mmの線をアルミナ基板上に印刷した。これを1
20℃で10分乾燥した後、600〜800℃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。) 1 第1表において、実施例1〜9においては、焼成部の比
抵抗が15X]O−’Ωcm以下となり、導電性が高い
値となった。
これに対し、比較例1および比較例2はStを含まず本
発明のSiの範囲から逸脱するものであり、比較例3は
B2O3を含有しない等の理由により、比抵抗値が極め
て大きいかあるいは測定不能(500cmより抵抗大)
という結果となった。
また比較例4および比較例5は、それぞれ焼成温度が7
50℃、800℃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トによれば
、流動性、充填性、印刷性が良好なペーストであり、比
較的高温にて大気焼成時の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(、
基板との同時焼成が可能になり、極めて簡単な生産」−
程により良好な導電性をもつ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、Si粉末、B_2O_3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Si
    粉末は、Cu粉末とB粉末の合計重量100重量部に対
    し2.0〜20.0重量部、(ハ)前記B_2O_3粉
    末は、Cu粉末とB粉末の合計重量100重量部に対し
    2.0〜30.0重量部、 (ニ)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。
JP31485889A 1989-12-04 1989-12-04 導電性ペースト Pending JPH03176905A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06349316A (ja) * 1993-06-11 1994-12-22 Tdk Corp 導電ペースト
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JP2015011979A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 大研化学工業株式会社 大気雰囲気焼成用導電性ペースト及びその製造方法
JP2017535024A (ja) * 2014-08-28 2017-11-24 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーE.I.Du Pont De Nemours And Company 銅含有導電性ペースト、及び銅含有導電性ペーストから作製された電極
US10672922B2 (en) 2014-08-28 2020-06-02 Dupont Electronics, Inc. Solar cells with copper electrodes

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US10325693B2 (en) 2014-08-28 2019-06-18 E I Du Pont De Nemours And Company Copper-containing conductive pastes and electrodes made therefrom
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