JPS62119277A - 厚膜用印刷ペ−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、スクリーン印刷によって形成される導電パタ
ーン、抵抗パターン、誘導体パターン、絶縁パターン用
の厚膜用印刷ペーストに関ずろ。

〔発明の背景〕

スクリーン印刷で形成される各種厚膜回路は広い分野で
利用されており、用途に応じた厚膜用印刷ペーストを使
い分けることによって、導電体、抵抗体、誘電体、絶縁
体が形成される。これ等印刷ペーストは、厚膜素子主材
料並びに必要に応じ加えられる添加物と、有機ビヒクル
とを混練することによってペースト状のものに作製され
、スクリーン印刷技術によって基板上、或いは基板上の
回路素子・絶縁層の上に、選択的にパターン付けされる
。上記厚膜素子主材料としては、Ａｕ。

Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｕ、　　Ｎｉ等の金属粉末、ＲｕＯ２゜
ＰｄＯ等の金属酸化物粉末、ＢａＴｉＯ３等の誘電体粉
末、結晶化ガラス等のガラス粉末が挙げられ、これ等を
用いた厚膜用印刷ペーストは公知である。

ところで、上述した各厚膜用印刷ペーストは、その粘度
が経時的に変化しないことが望ましく、経時的に粘度が
変化した場合、印刷精度が劣化するという重要問題が発
生する。この粘度変化は、主として有機ビヒクル中の溶
剤の蒸発に起因し、このため、印刷工程中に粘度変化の
極力小さな有機ビヒクルの開発が望まれている。

〔従来技術およびその問題点〕

即ち、従来の有機ビヒクルは、バインダーとして、エチ
ルセルロースに代表されるセルロース系の化合物、ポリ
メタアクリレート等のアクリル系の化合物等を用い、こ
れを、α−テルピネオール、ｎ−ブチルカルピトールア
セテート等からなる溶剤に溶かして形成したものが一般
的であったが、これ等の有機ビヒクルは、短時間で粘度
が変化し、溶剤の蒸発によって粘度が増大するため、ス
クリーン印刷工程での膜厚の変化等の印刷精度の低下を
来たし、また、時としてメンシュの目づまりが生じる等
の問題が発生した。

これは、α−テルピネオール、ｎ−ブチルカルピトール
アセテートで代表される従来の有機ビヒクル用の溶剤は
、前者はその沸点が２１８℃で、後者のそれは２１７℃
と共に常温よりも相当に高い数字であるが、この程度の
沸点であっても常温での蒸気圧が相当に高いため蒸発が
生じるためと考えられるためである。

〔発明の目的〕

従って、本発明が解決しようとする課題は、上述の従来
技術の欠点を解消、即ち粘度変化の少い有機ビヒクルを
用いた厚膜用印刷ペーストの実現にあり、もって、長時
間の連続印刷時にも膜厚変動の少い、長期安定性に優れ
た印刷ペーストを提供することをその目的とする。

〔発明の概要・作用〕

本発明者等は種々検討の結果、金属粉末、金属酸化物粉
末、誘電体粉末およびガラス粉末のうち１種、又はこれ
らの２種以上の混合物を、有機ビヒクルと混練してなる
厚膜用印刷ペーストにおいて、前記有機ビヒクルの溶剤
として、沸点が高くかつ常温での蒸気圧が小さい溶剤で
ある、ジブチルフタレート、ジエチルフタレートのうち
少くとも１種を単独、或いは少くとも１種を主成分とし
てなるものを用いた厚膜用６１刷ペーストによって、上
記した目的を達成することを見出した。

即ち、ジブチルフタレートおよびジエチルフタレートは
、前記したα−テルピネオール、ｎ−ブチルカルピトー
ルアセテートに較べて、沸点が更に高く、且つ常温での
蒸気圧も小さい上、各種バインダーを溶解し、また、印
刷後の乾燥工程でも容易に乾燥可能である。

〔発明の実施例〕

発明者等は、前記したα−テルピネオール、ｎ−ブチル
カルピトールアセテートよりも沸点カ高く、バインダー
の溶解性に優れたものを種々検討し、た。即ち、沸点が
高いと常温での蒸気圧は小さくなり、蒸発速度が遅くな
って前述した粘度変化（粘度の増大）を抑えることが期
待できるからである。しかしながら、沸点が相当以上に
高くなり常温での蒸気圧があまりに小さくなると、通常
、１２０〜１５０℃で１０〜２０分行なわれる印刷後の
乾燥工程では、印刷されたパターンの乾燥が極めて困難
になる。また、溶剤として各種バインダーを溶かす溶解
性にも優れていなくてはいけたい。特に発明者等は、窒
素雰囲気等の不活性ガス人 雰囲゛年で焼成を行なうＣｕペースト用等の１１機ビヒ
クル、即ち、不活性ガス雰囲気中で分解可能なバインダ
ーを溶かすこともできる溶剤であることも考慮した。こ
のような各観点から種々の溶剤を比較・検討した結果、
ジアルキルフタル酸系のジブチルフタレートとジエチル
フタレートが、極めて特性に優れた好適なものであるこ
とを見出した。

このジブチルフタレートとジエチルフタレート、および
比較のための参考例としての前述したα−テルピネオー
ルの、沸点、融点および蒸発のバロメータ値としての蒸
気圧１０ｍｍＨｇにおける蒸気圧温度を示すと下記の表
−１の通りである。

（表−１） 上記ジエチルフタレートおよびジブチルフタレートは、
各々単独で溶剤として用いられることは勿論、ジエチル
フタレートとジブチルフタレートとを混合して溶剤とし
て用いろことができる。更には、ジエチルフタレートと
ジブチルフタレートの一種又は２種を主成分として溶剤
全体の略５５ｗｔ％以上、望ましくは５Ｑｗｔ％以上を
、この両者のうち一方もＬ　＜は両者の混合液とし、他
を従来用いられている、α−テルピネオール、ｒｌ　−
ブチルカルピトール、ｎ−ブチルカルピトールアセテー
ト、パインオイル、ヒマシ油等にしても良い。

上述のようにジエチルフタレート、ジブチルフタレート
を、１種単独もしくは２種混合したもの、或いは両者の
うちの少くとも一方を生成分とする溶剤に対し、バイン
ダーが溶解される。バインダ１″こ −と溶剤との本船マ略１：９とされる。

バインダーとしては、エチルセルロース、メチルセルロ
ース、ニトロセルロース等のセルロース系の合成化合物
、ｒｌ−ブチルメタクリレート、インブチルメタクリレ
ート、エチルメタクリレート等のアクリル系の合成化合
物、或いはポリスチロール等の他の合成化合物、ロジン
等の天然樹脂等等を用いることができ、これらを１種ま
たは２種以上混合してバインダーとし、前記溶剤に溶解
し７て有機ビヒクルを作成する。

このようにして作成した有機ビヒクルは、金属粉末、金
属酸化物粉末、誘電体粉末およびガラス粉末のうちの１
種又はこれらの２種以上の混合物と充分に混練して、用
途に応じた厚膜ペーストとされ、スクリーン印刷で所望
パターンに形成される。

（実験例−１） 有機ビヒクルのバインダーとして、不活性ガス雰囲気中
での分解性に優れた、■１−ブチルメタクリレート、イ
ンブチルメタクリレート、エチルメタクリレートのうち
の１種又は２種以上の混合物を用い、溶剤として表−２
に示すように、ジエチルフタレートおよび／またはジブ
チルフタレートのうちの少くとも１種を含んだものを種
々作成し、これを重量化、バインダー：溶剤＝１：９の
比率で混ぜ、有機ビヒクルを作成した。このバインダー
の溶解は、８０〜９０℃に加熱して還元冷却器をつけて
行なった。

平均粒径０．７７μｍの（ｕ粉末５０，９、酸化ビスマ
ス〔住友金属鉱山■製）３．５ｇ、ホウケイ酸ガラスフ
リット〔旭硝子■製、ＡＳＦ１３４０〕１１に対し、上
述の各有機ビヒクル７．６：ｌを加えて、ロールミルに
て充分に混練して（Ｕペーストを作成した。

このように形成された各Ｃｕペーストの初期粘度をブル
ックフィールド型粘度計で測定すると共に、各Ｃｕペー
ストを１０９ずつとって、平滑な絶縁基板上に４の角に
均一に延ばして塗付・被着し、これを２５℃、７５％Ｒ
Ｈで４時間放置した後、これをヘラ等で採集して混練し
、同じくブルックフィールド型粘度計でその粘度を測定
し、前記初期粘度との対比において粘度変化を調べた。

この結果は、次の表−２に示す通りである。

該表−２において、◎印は粘度変化率が０〜５係、○印
は同じく５〜１０％、Δ印は１０〜２０襲、Ｘ印は２０
％以上をそれぞれ示しており、◎印、○印は、粘度変化
で見ると実用上高い評価ができる。また、上記表−２か
ら明らかなように、ジエチルフタレート、ジブチルフタ
レートに加える他の溶剤としては、α−テルピネオール
が適しており、この場合溶剤全体に対し４０Ｗｔ１以下
で（表−２）・・・・・・溶剤成分と粘度変化あると充
分に粘度変化が抑えられることが確認された。また、乾
燥性の点でも、１２０〜１５０℃で１０〜２０分の乾燥
工程で、上述した◎印、○印は何れも十分な乾燥性を示
した。なお、該実験例ではＣｕペーストに適用している
ので、乾燥時の酸化防止のため出来るだけ低い温度、例
えば１２０℃で乾燥する場合、この低温乾燥性と粘度変
化とを勘案すると、衣−２の中では、溶剤としてジエチ
ルフタレート単独のものが最モ適している。

（実験例−２） バインダーとしてエチルセルロース又ハｎ　−ブチルメ
タクリレートを用い、溶剤として、ジエチルフタレート
単独、ジブチルフタレート単独、ジエチルフタレート５
０ｗｔ％とジブチルフタレート５Ｑｗｔ％の混合液の３
種を用い、バインダーと溶剤とを重量比１：９で混ぜ、
前記実験例−１と同一手法で有機ビヒクルを６種類作成
した。

そして、平均粒径２μｍの結晶化ガラスフリット〔旭硝
子■裂、ＡＳＦ−１６００１８０，９に対し、上記各有
機ビヒクルを３５９加えて、ロールミルにて充分混練し
て、６種類のガラス絶縁ペーストを作成した。

これを実験例−１と同一手法で粘度変化を測定・評価し
た結果、総べて極めて粘度変化の少い良好なデータが得
られた。また、乾燥性の点でも問題はなかった。

（実験例−３） バインダーとしてイソブチルメタクリレートを用い、溶
剤として、ジエチルフタレート単独、ジブチルフタレー
ト単独、ジエチルフタレート５０ｗｔ％とジブチルフタ
レート５０ｗｔ％の混合液の３種を用意し、バインダー
と溶剤との重量比１：９で混ぜ、実験例１と同一手法で
有機ビヒクルを３種類作成した。

そして、平均粒径２μｍの銀粉末６０．９、平均粒径０
．１μｍのパラジウム粉末１５ｇ、酸化ビスマス４．５
Ｉ、ホウケイ酸鉛ガラスフリット〔旭硝子■製、ＡＳ　
Ｆ−１３７０〕５．５ｇに対し、上記各有機ビヒクルを
４８Ｆ加えて、充分に混練して３種類のＡｇ−Ｐｄペー
ストを作成した。

これを実験例−１と同一手法で評価した結果、総べて粘
度変化が極めて少いことが確認され、乾燥性も保証され
た。

（実験例−４） バインダーとして、ｎ−ブチルメタクリレートを用い、
溶剤として実験例−２，３で用いたと同じ３種を用意し
、これと同一混合比・同一手法で３種類の有機ビヒクル
を作成した。

そして、平均粒径（）、５μｍの酸化ルテニウム４６．
５　＃とホウケイ酸鉛ガラスフリント〔旭硝子■製、Ａ
ＳＦ−１３８０１５３，５，９の混合物に、上記有機ビ
ヒクル４８ｇを加えて充分に混練し、３種類のＲｕＯ２
系抵抗ペーストを作成した。

これを実験例−１と同様の手法で評価したところ、総べ
て粘度変化の少い良好な結果を示した。

また、乾燥性でも問題のないことが確認された。

（実験例−５） バインダーとして、エチルメタクリレートを用い、溶剤
として実験例２，３．４で用いたと同じ３種を用意し、
これと同一混合比・同一手法で３種類の有機ビヒクルを
作成した。

そして、平均粒径１．５／Ｊｍのチタン酸バリウム粉末
９３．５＆と、平均粒径１１ｚｍのビスマス酸ガラスフ
リット６．５．！７の混合物に対し、上記各有機ビヒク
ルを５８ｇ加えて充分に混練し、３種類のＢａＴｉＯ３
系の誘電体ペーストを作成した。

これを、実験例−１と同一手法で評価したところ、総べ
て粘度変化の少い良好な結果を示し、乾燥性の点でも問
題がないことが確認された。

なお、上述した実験例においては、４時間数直後の粘度
変化で評価しているが、３０時間放置後でも、略同様の
良好な粘度変化の少さを示すことも実験例−１の一部の
ペーストの３０時間放置実験で確認できた。なお、また
本発明は、以上記述した以外のバインダーを用い、また
、実験例以外の他のペーストにも適用し得ることは勿論
である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、印刷工程中における粘度
変化の少い厚膜用ペーストが提供でき、長時間連続印刷
を行なっても膜厚変動が少く、印刷精度の高いペースト
を提供でき、経時的に安定した信頼性の高いペーストの
実現は、その価値産業的に多大である。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　金属粉末、金属酸化物粉末、誘導体粉末およびガラス
   粉末のうち１種、又はこれらの２種以上の混合物を、有
   機ビヒクルと混練してなる厚膜用印刷ペーストにおいて
   、前記有機ビヒクルの溶剤として、沸点が高くかつ常温
   での蒸気圧が小さい溶剤である、ジブチルフタレート、
   ジエチルフタレートのうち少くとも１種を単独、或いは
   少くとも１種を主成分としてなるものを用いたことを特
   徴とする厚膜印刷用ペースト。