JPS63215580A - セラミツクのメタライズ方法、およびこれに使用するメタライズ用接着シ−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 本発明はセラミックのメタライズ方法およびセラミック
焼結体−Ｌヘメタライズを行うための金属粉末シートに
関するものである。

」氷韮術およびその問題点 従来からセラミックのメタライズは良く行われており１
例えばその一つに圧電素子等のセラミック焼結体上に電
極を形成する技術があり、金属粉を含有する導体ペース
トを用いて、セラミック焼結体１にスクリーン印刷した
後焼き付ける方法が主流であった。しかし、この方法の
問題貞としては次の点が指摘されている。

（１）　導体ペーストの乾燥時間が長いため生産効率が
悪い。

（２）　曲面や凹凸等の異形断面を有する焼結体上への
スクリーン印刷が困難である。

（３）　使用する導体ペーストとしてはスクリーン印刷
特性が良好であることが要求されるが、その調整が容易
でなく、材料の種類や配合等に制約がある。

また、スクリーン印刷法以外では、スプレー塗布、ディ
ッピング、刷毛塗り等の各種の方法も提案されているが
、塗布厚みにムラが生じること、歩留りが悪いこと、生
産性が低い笠の欠点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、上記従来技術の各
問題点を回避することである。さらに詳しくはセラミッ
ク焼結体上へのメタライジングを容易かつ、高歩留りで
行うことが可能であると共に、さらにその自動化をも可
能となしうるようなメタライング方法並びにこれに使用
するメタライジング用シートを提供することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 この発明台は上記の目的を達成するために鋭意検討した
結果、金属粉末および有機バインダーを主成分とするグ
リーンシートの片面に常温で感圧接着性を有する樹脂層
を設（プ、この接着性を利用してセラミック焼結体に圧
着し、次いで焼成しメタライジングを行うことにより、
上記従来のメタライズ方法に見られた諸種の問題点をこ
とごとく回避できるものであることを知り、この発明を
完成するに至った。

すなわち、この発明は金属粉および有機バインダーを主
成分とする金属粉末シートの片面に感圧接着剤層を設け
たメタライジング用接着シート並びにこのシートを用い
るメタライジング方法に係るものである。

発明の作用並びに構成 このように、この発明においては、金属粉末と有機バイ
ンダーを主成分とする金属粉末シートを感圧接着剤を利
用してセラミック焼結体に圧着するために、従来の如き
印刷法やスプレー法等の方法を採用する必要がなく、従
ってこれらの方法に起因した諸種の問題がことごとく回
避される。寸なわら、導体ペーストの乾燥が不用なため
、生産効率が高く、しかも曲面や凹凸を有する焼結体の
メタライジングも容易である。

また、スクリーン印刷性を考慮する必要がむく、材料の
種類、配合の選択の自由度が大きい。さらに感圧接着剤
層を利用しているため、微弱な力で圧着でき、脆弱な焼
結体に対しても適用できる。

しかも上記感圧接着剤層の熱分解温度が、上記金属粉末
シートを構成している樹脂バインダーより高い熱分解温
度を有しているものを使用すると、焼成過程において、
金属粉末シートを構成している樹脂バインダーが２１４
失してもなお、密着性が良好なため金属粉末の剥離が生
じない。

本発明において、金属粉末としてはＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ　
、Ａ！］　−Ｐｔ　、Ａ（＋　−Ｐｄ　−Ｐｔ　１Ａｕ
　。

△ｕ　−ｐｔ　、ＡＩ　、Ｎｉ　、Ｃｕ　、、Ｐｔなど
公知の金属の粉末を用いることができる。

一方、樹脂バインダーとしては炭化水素系樹脂、ビニル
系樹脂、アセタール系樹脂、アクル系樹脂、スチロール
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂等の
合成高分子や繊維素樹脂等の半合成高分子を用いること
ができるが、熱分解が容易なことから炭化水素系樹脂、
アクリル系樹脂、アセタール系樹脂、繊維素系樹脂が好
ましく中でもアクル系樹脂が特に好ましい。而して、そ
の配合量は金属粉の比重、粒度によって異なるが、金属
粉末１００重吊部に対して１〜３０重量部の範囲にある
ことが好ましく、配合量が多いと、ガスぬ番プが悪くな
るため発泡の原因となり、少ないと金属粉末シートの強
度が低下するため作業性が著しく悪くなる。

また、本発明においては、セラミック焼結体と金属粉末
との接着性を向上させるため０．５〜５Ｑｖｏ１％のガ
ラスフリットを添加してもよい。

ガラスフリットとしてはホウケイ酸ソーダ系、ホウケイ
酸塩素等公知のものを使用できる。さらに金属粉末シー
トの作製にあたり、金属粉末の分散を容易にし、表面平
滑性が良好でかつ密度の高いシートを得るために分散剤
を添加しても良い。分散剤としては通常の界面活性剤、
脂肪酸、脂肪酸エステル、魚油、アクリル系オリゴマー
等を必要に応じて用いることができる。この際の分散剤
の使用量は、金属粉１００重量部に対して０．０１〜１
０重量部好ましくは０．１〜２ｆ１１部程度である。

上記の組成物に適当な溶剤、消泡剤等の添加剤を加え通
常の方法例えばドクターブレード法等により金属粉末シ
ートを作製することができる。すなわち、金属粉末、樹
脂バインダー、溶剤および必要に応じて分散剤、消泡剤
等の添加剤をボールミル、３本ロール等の分散機を用い
混合し、ドクターブレードによりキャスティングするこ
とにより金属粉末シートを得ることができる。金属粉末
シートの厚みは通常５〜２５０μ僧、好ましくは１０〜
１５０μ爾程度である。

本発明においては金属粉末シートに感圧接着剤層を設け
るものであるが、焼成後に良好な密着性を得るためには
、積層時において金属粉末シートとセラミック焼結体と
が十分密着している必要があるのは勿論のこと、焼成時
においても粉末シート中の樹脂バインダーが消失する以
前に粉末シートが剥離しないことが肝要である。従って
、感圧接着剤層の熱分解温度は金属粉末シートを構成す
る樹脂バインダーの熱分解温度より高く設定することが
好ましい。感圧接着剤層を使用しない場合や、感圧接着
剤層の熱分解温度が樹脂バインダーの熱分解温度より低
い場合には、金属粉末がセラミック焼結体から、捲れ上
がる等剥離したり、エツジ部分が収縮したりするばあが
ある。従って、好ましくは、（メタ）アクリル酸ブチル
、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルの如き（メタ
）アクリル酸エステルを主成分としたアクリル系感圧接
着剤もしくは、ブチルゴム等を主成分としたゴム系感圧
接着剤を用いるのが良い。これらの感圧接着剤の熱分解
湿度を高くするための手段としてはアクリル酸、メタク
リル酸、アクリルアミド等の極性モノマーと前記の（メ
タ）アクリル酸エステルとを共重合する方法、フェノー
ル樹脂等の熱分解性の悪い樹脂をブレンドする方法など
が挙げられる。感圧接着剤層を金属粉末シートに設ける
には、感圧接着剤溶液を離型処理した紙、ポリエチレン
テレフタレートフィルム等の離型ライナー上にロールコ
ータ−等を用いて塗工して乾燥しこれを転写する方法が
一般的であるが、必ずしもこの方法に限定されるもので
はなく、例えばスプレー等で噴霧するなどしてもよい。

感圧接着剤層の厚みはあまり簿いものであると接着力が
低く、あまり厚いものであると熱分解ガスの発生量が多
くなるため十分な密着性が得られない。従って１〜１０
０μ慣の範囲にあるのが好ましい。

上記の手段によって作製された接着シートのセラミック
ス焼結体への圧着は、感圧接着剤層があるため容易に行
うことができる。例えばローラー等を用いて、気泡が入
らないようにすれば、良い。

また熱ロール、熱プレス等を用い、加熱加圧することに
より、さらに良好な密着性が得られる。

セラミック焼結体としてはアルミナ、ベリリア、ステア
タイト、フォルステライト、ジルコニア、チタン酸バリ
ウム、チタン酸ジルコン酸鉛等の公知のものを用いるこ
とができる。

本発明法により、得られる金属粉末層形成セラミック焼
結体は、高温下で焼成処理すると、樹脂バインダーおよ
び感圧接着剤等の有機物が熱分解して消失し、金属粉末
とセラミック焼結体の接合強度が大きく、かつ金属粉末
のはがれ、断線、位置のズレ等がみられず、高品質のメ
タライジングを行うことができる。

なお、上記の焼成工程での加熱潤度は、使用する金属粉
末、ガラスフリットの優類によって適宜に決められるが
、通常５００〜１０００℃程度の範囲で上記各粉末の種
類に応じて適宜設定すればよい。焼成時の雰囲気は、上
記各金属粉末の種類により、酸化性ガス雰囲気か、非酸
化性ガス雰囲気とするかをきめればよく、たとえばＡＱ
粉末やＰｔ粉末を用いる場合であれば酸化性ガス雰囲気
を採用でき、Ｃｕ粉末を用いる場合には窒素ガスをもち
いるなどして、非酸化性ガス雰囲気とすればよい。

本発明法により得られるメタライジングされたセラミッ
ク焼結体は、例えば電極層形成セラミック焼結体として
右利に使用でき、その他各種の分野に応じて使用される
。

発明の効果 以上のようにこの発明によるメタライジング用接着シー
トを用いることにより、セラミック焼結体のメタライズ
を行うに当り、予めシート化されているので、導体ペー
ストを用いた場合と異なり、乾燥時間が不要なので生産
効率が高く、かつスクリーン印剛性を考慮する必要がな
く材料の選択の自由度が大きい。また、感圧接着剤層を
設けているので、微弱な力でも容易に良好な密着性が得
られ、曲面や凹凸等の異形断面を有するセラミック焼結
体表面への貼付も容易である。さらに感圧接着剤層の熱
分解温度を、金属粉末シートに用いる樹脂バインダーの
熱分ｗ１．温度より高く設定しておけば、以下に述べる
利点が発揮される。すなわち第一に感圧接着剤層が熱分
解し始める温度において、金属粉末シートの樹脂バイン
ダーは既にその大部分が消失してしまっており、金属粉
末シートは通気性を有する状態となっている。従って感
圧接着剤層が熱分解することにより発生した分解ガスは
上記金属粉末層を容易に通過できるため、焼成工程にお
いて、金属粉末シートにふくれ等が生じることがなく、
金属粉末のはがれ、欠陥等が生じなくなる。第二に感圧
接着剤層の分解が進み、接着力が失われる温度において
上記金属粉末シートが粉末化しているために、これによ
り、金属粉末シートの樹脂バインダーが残存している場
合に生じる金属粉末シート層の捲れ上がり、収縮等の位
置のズレを防止できる。このように従来の印刷法、スプ
レー法等において不可避とされていた諸種の問題をこと
ごとく解消でき、剥がれ、位置のズレ等がない高品質の
電極形成を行うことができる。

実　　施　　例 以下にこの発明の実施例を記載してより具体的に説明す
る。

実施例１ 平均粒子径、１．２μｍの銀粉末／１７０ｇ、軟化温度
６２５℃のホウケイ酸ソーダ系ガラス粉末３０ｇ、ポリ
メタクリル酸ブチル３５ｇ　（熱分解終了温度３５０℃
）、フタル酸ジブチル８ｇ、トルエン１６（Ｍ、エタノ
ール２５（ｌからなる組成物をボールミル中で混合し、
ドクターブレードにより乾燥厚み５０μｍとなるように
成形し、乾燥して金属粉末シートを得た。次に厚み２０
μｍのポリアクリル酸ブチルを主成分としたアクリル系
粘着剤（熱分解終了温度５６０℃）を上記金属粉末シー
トにラミネートし、電極形成用接着シートとした。

セラミック焼結体としてはチタン酸ジルコン酸鉛（以下
ＰＺＴという）を用い上記の電極形成用接着シートを圧
着し、焼成を行った。焼成は大気中で行い、４００℃で
６０分間脱バインダーを行った模、１０℃／ｌ１ｌｉｎ
で７００℃まで昇温し、４０分間保持した後炉冷した。

形成された電極は位置のズレ、剥がれ等のない良好なも
のであった。

実施例２ 平均粒子径０．２μｍの銀−パラジウム合金粉末４５０
ｇ、軟化温度４３０℃のホウケイ酸鉛系ガラス粉末５０
ｇ、ポリメタクリル酸ブチル３５ｇ　（熱分解終了温度
３５０℃）フタル酸ジオクチル８ｇ、ソルビタンステア
レート１ｇ１トルエン１１０ｇ、メチルエチルケトン７
５ｇからなる組成物をボールミル中で混合し、ドクター
ブレード法により乾燥厚み２０μｍとなるように成形し
、乾燥して金属粉末シートを得た。次に厚み１０μ−の
ポリアクリル酸ブチルを主成分としたアクリル系粘着剤
（熱分解終了温度４１０℃）を上記金属粉末シートにラ
ミネートし、電極形成用接着シートとした。

セラミック焼結体としては純度９６％のアルミナ基板を
用い上記の電極形成用接着シートを圧着し焼成を行った
。焼成は大気中で行い３５０℃で６０分間脱バインダー
を行った後１０℃／ｍｔｎで５２０℃まで昇温し、４０
分間保持した後炉冷した。形成された電極は位置のズレ
、剥がれ等のない良好なものであった。

（以　上）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属粉末および有機バインダーを主成分とするグ
   リーンシートの片面に感圧接着剤層を設けた接着シート
   をセラミック上に圧着し、次いで焼成することを特徴と
   するセラミックのメタライズ方法。
2. （２）金属粉末および有機バインダーを主成分とするグ
   リーンシートの少なくとも片面に、感圧接着剤層を設け
   たものであるメタライズ用接着シート。
3. （３）感圧接着剤層が有機バインダーより高温で熱分解
   するものである特許請求の範囲第２項に記載のメタライ
   ズ用接着シート。