JPS6025289A - Gold conductive paste - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金を主成分とする導電性ペーストに係り、詳
しくば膜厚が薄くても極めて平滑で緻密な金の導電性膜
を印刷焼成することのできる全導電性ペーストに関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a conductive paste containing gold as a main component, and more specifically, a fully conductive paste that can print and bake an extremely smooth and dense conductive gold film even if the film thickness is thin. It concerns sex paste.

近年、主としてサーマルヘッドの分野に於いては、Ｉ’
＋％！像度を上げる為に発熱体を載せる電極として、従
来から使用されてきた金導体の極細線の電極のピンチは
更に８ｉｌｌ密化の為６０〜８０μピツチのものが要求
されている。In recent years, mainly in the field of thermal heads, I'
+%! As electrodes on which heating elements are placed to increase image resolution, the electrodes made of ultrafine gold conductors, which have been conventionally used, are now required to have a pitch of 60 to 80 microns in order to further increase the density to 8ill.

′前記金導体の極細線の電極は、３０〜５０μという細
さであり、金ペーストで形成するには、スクリーン印刷
法では４０〜５０μが限度であり、４０μ以下の電極を
厚膜導電ペース１で形成する場合、エツチング法が用い
られている。'The ultra-fine wire electrode of the gold conductor has a thickness of 30 to 50μ, and in order to form it with gold paste, the screen printing method has a limit of 40 to 50μ. In this case, an etching method is used.

エツチング法によって金導体の電極を形成するには、一
般に金ペーストを必要なパターンを形成するに足りる広
さに印刷し、ホトレジストをかけた後必要なパターンを
焼付け、現像し、然る後不要な金膜をエツチングで取り
除いている。このエツチング法の場合、パターン精度の
問題があって、金の膜厚は極力薄い方が良い。一方３０
〜４０μの極細線の電極を形成する際、１０μ程度のピ
ンホールが有ると、その分だけ局部的に電極が細くなり
、使用中に溶断すると云う致命的な欠陥となる場合があ
る。従って、膜厚がより薄く緻密な膜を得る為に通常２
〜３回に分けて印刷焼成を行っている。To form gold conductor electrodes using the etching method, gold paste is generally printed in a wide enough area to form the required pattern, then photoresist is applied, the required pattern is baked and developed, and then the unnecessary patterns are removed. The gold film is removed by etching. In the case of this etching method, there is a problem with pattern accuracy, so it is better to make the gold film as thin as possible. On the other hand, 30
When forming an electrode with an ultra-thin wire of ~40μ, if there is a pinhole of about 10μ, the electrode becomes locally thinner by that amount, which may cause a fatal defect such as melting during use. Therefore, in order to obtain a thinner and denser film, it is usually necessary to
~Printing and baking are carried out in three parts.

しかしこの場合、例えば焼成膜厚３μを３回に分けて印
刷焼成すると、１回の焼成膜厚を１μ程度にしなければ
ならない為、ペーストに対し１０〜５０ｗ　ｔ％の溶剤
を加えることが一般的であるが、インクとしての粘りが
落ちる為、固形分の沈降や凝集が起り易く、また印刷の
周りが）ぢんだ状態になリ、インクの取扱いが非當に困
難である等の問題がある。However, in this case, for example, if a 3μ thick film is printed and fired three times, the thickness of each fired film must be about 1μ, so it is common to add 10 to 50wt% of solvent to the paste. However, because the viscosity of the ink decreases, solid content tends to settle and agglomerate, and the area around the printing area becomes compressed, making it extremely difficult to handle the ink. be.

本発明は斯かる問題を解決すべくなされたものであり、
適当な粘度を持ち焼成膜厚カリ＋Ｖくとも極めて”Ｉ’
　？ｉ’ｔでピンボールの少ない緻密な金の導電性膜を
印刷焼成することのできる全導電性ペーストを提供する
ことを目的とする。The present invention has been made to solve such problems,
Appropriate viscosity and firing film thickness +V but extremely “I”
? It is an object of the present invention to provide a fully conductive paste that can be printed and fired to form a dense gold conductive film with few pinballs.

本発明の全導電性ペーストは、平均粒１早０．５〜１．
５μの金粉に、ガラスフリット１〜２ｗｔ％と有機ビヒ
クル１６〜５０ｉｎ　ｔ％を添加しζ成るものである。The total conductive paste of the present invention has an average particle size of 0.5 to 1.
It is made by adding 1 to 2 wt% of glass frit and 16 to 50 int% of organic vehicle to 5μ gold powder.

本発明の全導電性ペーストに於いて、金粉の平均粒径を
０．５〜１．５μとした理由は、０．５μ未満だと金粉
の凝集力が強い為にペースト化が困難であり、しかも高
温におけるペースト股の発泡現象が顕著になる為であり
、また１、５μを超えると金粉の焼結が十分に進まない
為、緻密な膜が１！ｔられないからである。In the fully conductive paste of the present invention, the reason why the average particle size of the gold powder is set to 0.5 to 1.5μ is that if it is less than 0.5μ, the cohesive force of the gold powder is strong, making it difficult to form into a paste. Moreover, the foaming phenomenon of the paste crotch becomes noticeable at high temperatures, and if the thickness exceeds 1.5μ, the sintering of the gold powder does not proceed sufficiently, resulting in a dense film. This is because it cannot be ignored.

ガラスフリットを１〜２ｗｔ％添加する理由ば、１ｗｔ
％未満では膜の緻密さは良（なるものの基板への密着力
が極端に低下し、また２ｗＬ％を超えると基板への密着
力は良くなるもののガラスフリットの体積が増加するこ
とにより膜が緻密でなくなりピンホールが増大するから
である。The reason for adding 1 to 2 wt% of glass frit is 1 wt.
If it is less than 2wL%, the film will have good density (although the adhesion to the substrate will be extremely reduced), and if it exceeds 2wL%, the adhesion to the substrate will be good but the film will become denser due to the increase in the volume of the glass frit. This is because the number of pinholes increases.

有機ビヒクルを１６〜５０ｗｔ％とした理由は、印刷す
るのに適当な２０〜３０万Ｃｌｌ５位の粘度を持ち且つ
１回の印刷焼成で４μ以下の膜厚を形成する為で、１６
ｗｔ％未満では１回の印刷焼成で形成できる膜厚が厚（
なり、５０ｗ　ｔ％を超えると主成分である金粉の量が
減少し、且つ粘度が低下して均一な薄い膜厚の金導電性
膜を得ることが困難となるものである。The reason why the organic vehicle was set at 16 to 50 wt% is that it has a viscosity of about 200,000 to 300,000 Cl5, which is suitable for printing, and forms a film thickness of 4 μ or less in one printing and baking process.
If it is less than wt%, the film thickness that can be formed by one printing and baking process will be too thick (
If it exceeds 50 wt%, the amount of gold powder, which is the main component, decreases and the viscosity decreases, making it difficult to obtain a gold conductive film with a uniform thin thickness.

さて、本発明による全導電性ペーストの特性を明らかに
する為に、先ず金粉の粒径との関係について述べる。Now, in order to clarify the characteristics of the fully conductive paste according to the present invention, first, the relationship with the particle size of the gold powder will be described.

下記の表−１に示す平均粒径の金わ）８’Ｏｗｔ％、ガ
ラスフリット　１．８ｗＬ％９重量比でエチルセルロー
ス（レジン）：ターピネオール（溶剤）−１５から成る
有機ビヒクル１８．２ｗｔ％の全導電性ペースト（粘度
３５±５万ｃｐｓ　＞を、スクリーンメソシュ＃４００
でセラミックス基板に印刷し、焼成温度９００・Ｃで金
導電性膜を得た。この金導電性膜の導体抵抗１表面粗さ
、密着力、緻密さを下記の条件で測定或いは判定し、さ
らに発泡現象の有無を調べて総合判定したところ下記の
表−１に示すような結　１果を得た。　１ 測定及び判定条件　１ 導体抵抗＝６７３０，２００μライン、膜厚３μで測　
１１゜　１ 表面粗さ二カットオフ０．０８．　Ｌ−２，５ａｍ、　
２０００倍にて測定。A total of 18.2 wt% of an organic vehicle consisting of ethyl cellulose (resin): terpineol (solvent)-15 in a weight ratio of 8'Owt% gold powder with the average particle size shown in Table 1 below, and 1.8wL% glass frit. Conductive paste (viscosity 35±50,000 cps>), screen mesh #400
A gold conductive film was obtained by printing on a ceramic substrate at a firing temperature of 900°C. The conductor resistance 1 surface roughness, adhesion, and density of this gold conductive film were measured or judged under the following conditions, and the presence or absence of a bubbling phenomenon was further investigated and a comprehensive judgment was made. The results are shown in Table 1 below. I got 1 fruit. 1 Measurement and judgment conditions 1 Conductor resistance = 6730, measured at 200μ line, film thickness 3μ
11゜ 1 Surface roughness 2 cutoff 0.08. L-2,5am,
Measured at 2000x magnification.

Ｖ（イ着力　：１ｎｌｎ−３ｎ４０％ハンダでのピール
ナスト２鰭ロ密着力の判定（０〜１ｋｇＸ。V (Adhesion strength: Judgment of adhesion strength between two Peel Nast fins with 1nln-3n40% solder (0 to 1kgX).

１〜２　ｋｇ△、２〜３　ｋｇ○とする。）緻ｍさ　：
３μ厚でのパークライトによる透過光で判定（Ｘ１００
）。1-2 kg△, 2-3 kg○. ) Detailedness:
Judging by the light transmitted by a park light with a thickness of 3μ (X100
).

（以−ト余白） 表−１ 「 − ］− □ ［ｌ 上記の表−１の総合判定で判るように、平均粒径０．５
〜１．５μの金粉を主成分とする全導電性ペーストによ
り得られた金導電性膜は、導体抵抗が小さく、表面粗さ
がｉ［Ｉかく、密着力が大きく、組織が緻密で発泡の無
い優れたものである。(The following margin) Table-1 "-]- □ [l As seen from the overall judgment in Table-1 above, the average particle size is 0.5
The gold conductive film obtained from a fully conductive paste containing ~1.5μ gold powder as its main component has a low conductor resistance, a surface roughness of i[I, high adhesion, a dense structure, and no foaming. There is nothing better.

さらに本発明による全導電性ペーストの特性を明らかに
する為にガラスフクツ１−量との関係について述べる。Furthermore, in order to clarify the characteristics of the fully conductive paste according to the present invention, the relationship with the amount of glass paste will be described.

下記の表−２に示す量のガラスフリットと、平均粒径０
．８μの金粉８０±１ｗｔ％１重量比でエチルセルロー
ス（レジン）：ターピネオール（溶剤）−１：５から成
る有機ビヒクル１８±２ｗｔ％の全導電性ペースト（粘
度３５±５万Ｃ１）Ｓ　）を、スクリーンメソシュ＃４
００でセラミックス基板に印刷し、焼成温度９００℃で
全導電性膜を得た。この全導電性膜の緻密さ、密着力を
前記と同じ条件で判定し、総合判定したところ下記の表
−２に示すような結果、をｉｌ　ノこ　。Glass frit in the amount shown in Table 2 below and an average particle size of 0
．． A total conductive paste (viscosity 350,000±50,000 C1) of 18±2 wt% of organic vehicle consisting of ethyl cellulose (resin): terpineol (solvent) - 1:5 (viscosity: 350,000±50,000 C1) was screened with 8μ gold powder (80±1 wt% of 1 weight ratio). Mesos #4
A fully conductive film was obtained by printing on a ceramic substrate at a temperature of 0.00°C and firing at a temperature of 900°C. The density and adhesion of this total conductive film were judged under the same conditions as above, and the overall judgment was as shown in Table 2 below.

表−２ 上記の表−２の総合判定で判るようにガラスフリノｌ　
１．２ｗｔ％及び２ｗｔ％を含有する全導電性ペースト
により得られた全導電性膜は、組織が緻密で、密着力の
大きい優れたものである。Table-2 As can be seen from the overall judgment in Table-2 above, glass frino l
The fully conductive films obtained with the fully conductive pastes containing 1.2 wt% and 2 wt% have a dense structure and excellent adhesion.

さらにまた本発明による全導電性ペーストの特性を明ら
かにする為に有機ビヒクルｈ１との関係について述べる
。Furthermore, in order to clarify the characteristics of the fully conductive paste according to the present invention, the relationship with the organic vehicle h1 will be described.

下記の表−３に示す量のエチルセルロース（レジンとし
て）とターピネオール（ン容剤とし°ζ）がら成る有機
ビヒクルと平均粒径０．８μの金粉及び２ｗｔ％のガラ
スフリットの全導電性ペースト（粘度２５万ｃｐｓ　＞
をスクリーンメツシュ＃４０ｏてセラミックス基板に２
０Ｘ　２０＋＋ｕｓ口のパターンを印刷し、焼成温度９
００℃で全導電性膜を得た。この全導電性膜の膜厚を測
定したところ、 下記の表−３に示すような結果を得た。A fully conductive paste (viscosity 250,000 cps >
Screen mesh #40o and attach it to the ceramic substrate 2
Print the pattern of 0X 20++us and set the firing temperature to 9
A fully conductive film was obtained at 00°C. When the thickness of this total conductive film was measured, the results shown in Table 3 below were obtained.

表−３ 上記の表−３で判るように有機ビヒクル１６〜５゜ｗＬ
％を含有する全導電性ペーストによりｉＵられた全導電
性膜はその）膜厚が４μ以−トの薄いものである。Table-3 As shown in Table-3 above, organic vehicle 16-5゜wL
The fully conductive film formed by the fully conductive paste containing % of the total conductive paste has a thickness of 4 μm or less.

尚、上記有機ビヒクルのレジンとしてエチルセルロース
を使用したが、これに限るものではなく、メタアクリ酸
ブチルポリマーのようなアクリル系樹脂も使用できる。Although ethyl cellulose is used as the resin for the organic vehicle, it is not limited thereto, and acrylic resins such as butyl methacrylate polymer can also be used.

また有機ビヒクルのレジンと溶剤の重量比は、粘性の関
係からｌ：６〜１：３が々ｒましい。Further, the weight ratio of the organic vehicle resin to the solvent is preferably 1:6 to 1:3 from the viewpoint of viscosity.

さらにペーストの密着力を上げるのにＯ０１〜０．５ｗ
Ｌ％程度の（／　ｕ　２０　・や０．３〜２　ｗｔ％Ｌ
３ｉ、０．３の添加も有効である。Furthermore, to increase the adhesion of the paste, O01~0.5w
About L% (/ u 20 ・or 0.3 to 2 wt%L
Addition of 3i, 0.3 is also effective.

以上で明らかなように本発明の平均粒径０．５〜１．５
μの金１５〕に、ガラスフリット１〜２ｎＬ％と有機ビ
ヒクル１６〜５０ｗ　ｔ％を添加して成る全導電性ベー
ストは、適当な粘度を持ち焼成膜厚が薄くとも極めて平
ｆ′１１でピンボールの少ない緻密なしかも密着力が高
く、その上導体抵抗の小さい全導電性膜を印刷焼成する
ことができるので、従来の全導電性ペーストにと、って
代わることのできる画期的なものと言える。As is clear from the above, the average particle size of the present invention is 0.5 to 1.5.
A fully conductive base material made by adding 1 to 2 nL% of glass frit and 16 to 50 wt% of organic vehicle to gold 15] has an appropriate viscosity, and even if the fired film thickness is thin, it has a very flat f'11 and pinpoint. It is an epoch-making product that can replace the conventional fully conductive paste because it can print and fire a fully conductive film with fewer balls, high adhesion, and low conductor resistance. I can say that.

出願人　田中マソセイ株式会社Applicant Tanaka Masosei Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 平均粒径０．５〜１．５μの金粉に、ガラスフリノ１−
１〜２ｗＬ％と有機ビヒクル１６〜５０ｗｔ％を添加し
て成る全導電性ペースト０Gold powder with an average particle size of 0.5 to 1.5μ, glass frino
Total conductive paste with addition of 1-2wL% and organic vehicle 16-50wt%