JPH0320907A - 導電ペースト - 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、電子部品等に用いられる導電（抵抗）ペース
トに関するものである． 〈従来の技術〉 Ｃｕ−Ｎ＋合金は全率固溶型合金であり、従来から腐食
に対する抵抗が強いことが知られている．物理的な特徴
としては、第１図に示すように電気抵抗が純Ｃｕで１．
５６／７Ω・ＣＩ，純Ｎｉｌｌ．５＃Ω・ＣＩであり、
約５０％Ｎｉｌｌｌ戒で最大値約５０μΩ・値をとる山
形状曲線となる．また、電気抵抗の温度係数が非常に小
さく、＆ＩＩｒｌｊ．５０％付近では０．００００４以
下となる．さらに、熱電位差が大きいこともこの合金の
特徴でありその起電力の温度係数も一定である．そこで
この合金は、これらの特徴を生かして耐食・耐熱材料な
どに広く用いられており、またＮｉ４０〜５０％合金は
電気的な特性を利用して線材、板材として電気抵抗線、
熱電対線など電気材料に広く使用されている． 以上のことから、この合金の電気的特性（電気抵抗をＭ
戒により調整できる．またその温度係数が小さい．）を
利用すれば電子部品材料への応用が望め、特に厚膜ハイ
ブリフトＩＣに使用される抵抗ペーストの電気抵抗体（
導電性）粉末としての利用が期待できる． しかしながら、従来銅−ニッケル合金粉末はアトマイズ
法により製造するため微細なものでも平均粒径が数十一
もあり、抵抗（導電）ペーストの導電性粉末としては粒
径が大きすぎ、使用できなかった．従来はＲｕｎｇ系の
酸化物が一般に用いられているが、これは非導電性のガ
ラス粉末を添加し抵抗値を調整する必要があり、また抵
抗の温度係数が５０〜１５０　Ｐ／”ｃと大きかった．
ところで、ハイブリッドＩＣの導体（抵抗体）部はペー
ストを使用し、スクリーン印刷により幅１５０〜２５０
一程度、膜厚ｌＯ〜２５ｕとするのが一般的である．こ
の際ペーストの導電性（抵抗体）粉末は粒径０．ｌ＝１
０４程度のものを用い、印刷用のスクリーンとしては２
００〜３２５メッシュ程度のものを使用する．導電性（
抵抗体）粉末が上記に示した以上の大きさであると、ｌ
！厚及び膜幅が不均一となるため、電気抵抗が変動し抵
抗ペーストの信頼性が低下する．また、ハイブリッドＩ
Ｃのように膜を積層印刷する場合、膜厚の不均一（表面
の凹凸）は上層膜の断線等を引き起こす．一方、粒径が
細かくなり過ぎるとペースト化時に粒同士の凝集が問題
となる他、ペースト化に通常より大量の有Ｉｌａ溶剤等
が必要となり、ペーストとして要求される所定の粘度が
得られずスクリーン印刷が困難となる． 従って、−ａ的に０．１〜ｌＯ一程度の粒径の粉末がペ
ースト用フィラーとして好ましいとされていさらに、近
年電子部品の小型化に伴いそれに対応できるような微細
パターン（膜幅５０〜１００μｍ程度）、あるいは薄膜
を形戊し得る導電（抵抗）ペースト用フィラーが要求さ
れている． 〈発明が解決しようとずるｉＢ＞ 本発明は以上の背景に鑑みてなされたもので、電気抵抗
の温度係数が小さく、かつ平滑で繊細な印刷パターンが
得られる導電（抵抗）ペーストを提供することを目的と
するものである．また他の目的は、ペーストの抵抗値の
調整の容易な導電ペーストを提供するものである．く課
題を解決するための手段〉 本発明は、０．０５〜５ｐｍの平均粒径を有する銅−ニ
ッケル合金超微粉をフイラーとすることを特徴とする導
電ペーストである． 〈作　用〉 本発明では、ニッケルー銅合金超微わ〕の平均粒径をＯ
ｏ０５〜５−の範囲に限定される，　０．０５ｐｍ未満
だとスクリーン印刷が困難になるからであり、方５ｐｍ
超では平滑で繊細な印刷パターンが得られなくなるから
である． 次に、以上のような平均粒径を有するニッケルー洞合金
超微粉の製造方法について述べる．このような超微粉は
、気相化学反応法、ガス中蒸発法等により製造可能であ
る． 気相化学反応法においては粒子の生成は次のように考え
られている。金属ハロゲン化物等容易気化金属化合物の
葎気と還元ガス（１１１等）が接触した瞬間に、金属原
子またはクラスターのモノマーが生成し、モノマーの衝
突・凝集により超微粒子が生成される．この際異種の金
属原子が２種以上存在すると、それらが互いに衝突・ｉ
＊ｆ！し、合金組成の超微粒子が生威され、さらに、超
微粒子同士の合体により粒子成長が起こる． また、ガス中蒸発法においてもクラスターが形成され、
その衝突・凝集により超微粒子が生成されるというその
機構は同じであると考えられる．このように異種の金属
が原子レベルで混合するため、均一な合金が得られると
考えられる．本発明に気相化学反応法を用いる場合には
、塩化第一銅、塩化ニッケルをそれぞれ５００〜１００
０゜Ｃで蒸発させ、２種の蒸気を混合し、水素ガスをこ
の混合ガスに吹き込み、７５０−１０５０゜Ｃで両蒸気
を還元することが望ましい．これによりＣｕ−Ｎｉ合金
超微粉が生成され、その粒度および＆［ｌ戊は蒸発・反
応条件を制御することにより変えることができる． また本発明に、ガス中蒸発法を用いる場合にはニッケル
と銅を不活性ガス中で加熱蒸発することにより所望のＣ
ｕ−Ｎｉ合金超微ム）が得られる．加熱方法としては誘
導加熱、プラズマ加熱等が採用でき、む｝末の粒度は雰
囲気の圧力を変える等により制御できる． 次に気相化学反応法による具体的な粉末製造例を示す． （粉末製造例１） 塩化第一ｉＲ２０ｇをアルゴンガス４　１　／　ａｍの
気流中で９５０’Ｃに加熱することにより蒸発させ、ま
た塩化ニッケル２０ｇをアルゴンガス４　１　／　ｍｌ
μｍの気流中で８５０’Ｃに加熱することで蒸発させ、
これら２種の蒸気を混合し９５０゜Ｃで水素２Ｑ／ｍと
反応させた．得られた粉末のＸ線回折を第２図に示す．
第２図（ａ）には得られた粉末そのもののＸ線回折を、
（ｂ）には合金であることを明白にするため、純Ｃｕ，
純Ｎｉ扮を混合したものの結果を示す．得られた粉末は
明らかに合金となっていることがわかる．第３図は得ら
れた粉末の粒子形状を示す透過電顕像である．得られた
粉末のＮｌ含有量は２７．０％で、その平均粒径は０．
２−であった． なお平均粒径の測定は粉末の比表面積及び比重を測定し
て、それより換算して求めた．以下同じである． （わ｝末製造例２） 塩化第一ｗ４２０ｇをアルゴンガス４１２／ｍの気流中
で９５０℃、塩化ニッケル３０ｇをアルゴンガス４１　
／　ｗｅの気流中で９５０℃にそれぞれ加熱することに
より蒸発させ、これら２種の蒸気を混合後、水素２１／
幽で反応・還元させた．得られた粉末の＞１回折を第４
図に示す．なおＮｌ含有量は５８．４％で、平均粒径は
０　．　２　４であった．（粉末製造例３） 塩化第一１ｉ２０ｇをアルゴンガス１　１　／　ａＩμ
ｍの気流中で９５０゜Ｃに加熱、塩化ニッケル２０ｇを
アルゴンガスｌｆｆｉ／一の気流中で９００゜Ｃに加熱
することにより蒸発させ、これら２種の蒸気を混合後、
水素１１／ｍで反応・還元させた．得られた粉末のＸ線
回折を第５図に示す．なおＮｉ含有量は３８．４％で、
その平均粒径は０．４５ｎであった． 以上のように種々の平均粒径の超微粉及び種々の＆ｌＩ
ＴＩｉ．のＣｕ一旧合金超微粉が容易に得られることが
分かる， 次にこれらＣｕ−Ｎｉ合金超微粉をフィラーとしたペー
ストを用い、導体路を形成した実施例により本発明をさ
らに詳細に説明する． 〈実施例〉 実施例ｌ 平均粒径０．５μｍの銅−ニッケル超微粉（Ｎ＋４０％
）をペースト化し基板に導体路を印刷・乾燥・焼或後、
シート抵抗を測定した．まず、ペースト化には銅−ニッ
ケル超微粉２０ｇに対し、ＰｂＯ　　ＳｉＯ重ＬＯｓガ
ラス（粒径５μ）を３ｇ、エチルセルロース０．５ｇ，
テレピオネール２ｇを混合した．基仮にスクリーン印刷
後、ｌサイクル１５分、ピーク温度１５０’ＣＸ１０分
で乾燥し、続いてｌサイクル６０分、ピーク温度９５０
’ＣＸ１０分、窒素雰囲気中で焼成した．シート抵抗測
定は幅ｌＩＩＩ１×長さ１０ｍ＋バクーンにおいて実施
した． その結果、７５ｍΩ／口が得られた．また、電気抵抗の
温度係数は５Ｐｌ’Ｃが得られた．またこのペーストに
よれば基板に１００μｍの線幅のファインパターンをス
クリーン印刷により容易に形戒できた． 実施例２ 平均粒径０．５ｐｗＩの銅−ニッケル合金超微わ｝のＮ
Ｉ量１０％、２０％、３０％のものについて、実施例１
と同じ方法でペースト化し、基板に導体路を印刷焼或後
、シート抵抗を測定した．その結果、第６図に示すよう
に、組戒により抵抗値を変化させることができた． 実施例３ 平均粒径０．５ｐｍの銅−ニッケル超微粉（ＮｉｌＯ％
、２０％、３０％、４５％）のそれぞれ１５ｇにガラス
フリット（　ｐｂｏ　　Ｓｉｎｇ　　Ｂ，Ｏ，系）を１
０ｇ（粒径５ｔｌＴａ）、エチルセルロース０．６　ｇ
　，テレピオネール２ｇを混合しペースト化を行った．
基板に導体路をスクリーン印刷後、実施例１と同じ方法
で焼成し、シート抵抗測定を行った．その結果、第７図
に示すような抵抗の合金＆［ｌ戒影響が得られた．比較
例ｌ 市販の銅−ニッケル合金粉（　　３２５ｍｅｓｈ　，　
Ｃｕ４０ＮＩ）を用いて、実施例！と同じ方法でペース
ト化した．基板に導体路をスクリーン印刷を実施したと
ころ、目詰まりが生じ印刷が困難であった。

かろうじて印刷ができたものを焼威し、パターンを形威
したが膜には凹凸があり膜厚不均一であった． 〈発明の効果〉 本発明によれば、ペースト剤を用いて導体路をスクリー
ン印刷したとき平滑で繊細な導体路が得られる． 本発明の導電ペーストを用いることにより、電子部品等
の導体路に適した所望の抵抗を有ずる、平滑で繊細な微
細パターンの形戒が容易になった．

【図面の簡単な説明】

第１図はＣｕ−Ｎｉ合金のＮｉ含有率に対する熱起電力
、電気抵抗及び温度係数の変化を示すグラフ、第２図（
ａ）は本発明のＣｕ−Ｎｉ合金超微粉の、（ｂ）は本発
明Ｃｕ−Ｎｉ合金超微粉に純Ｃｕ粉と純Ｎ１粉を混合し
た粉末のそれぞれＸ線回折強度を示すグラフ、第３図は
本発明のＣｕ−Ｎ！合金超微粉の粒子形状を示す透過電
顕像、第４図、第５図はそれぞれ本発明のＣｕ−Ｎｉ合
金超微粉のχ線回折強度を示すグラフ、第６図、第７図
はそれぞれ本発明の導電ペーストで形戊されたパターン
のＮｉ含有費に対する電気抵抗の変化を示すグラフであ
る．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　０．０５〜５μｍの平均粒径を有する銅−ニッケル合
   金超微粉をフィラーとすることを特徴とする導電ペース
   ト。