KR100499700B1 - Conductive thick-film paste composition and conductive circuit and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도전성 후막 페이스트 조성물 및 도전성 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비중 차이에 의한 분리 현상이 발생하지 않으며, 절연성 기판과의 접촉성이 우수한 도전성 후막 페이스트 조성물 및 도전성 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive thick film paste composition and a conductive circuit, and more particularly, to a conductive thick film paste composition and a conductive circuit excellent in contact with an insulating substrate without separation phenomenon caused by a specific gravity difference.

본 발명은, 도전성 후막 페이스트 조성물에 있어서, 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말이 55 ~ 100 중량 % 첨가되고, 글라스 프릿(glass frit)과 유기 바인더를 합한 것이 0 ~ 45 중량 % 첨가되며, 그 합이 100 중량 %가 되는 것을 특징으로 하는 도전성 후막 페이스트 조성물을 제공한다.In the present invention, in the conductive thick film paste composition, 55 to 100% by weight of molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is added, and 0 to 45% by weight of the glass frit and the organic binder are added. Provided is a conductive thick film paste composition, characterized in that 100% by weight.

Description

도전성 후막 페이스트 조성물 및 도전성 회로와 그 제조 방법{conductive thick-film paste composition and conductive circuit and manufacturing method thereof}Conductive thick-film paste composition and conductive circuit and manufacturing method

본 발명은 도전성 후막 페이스트 조성물 및 도전성 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비중 차이에 의한 분리 현상이 발생하지 않으며, 절연성 기판과의 접촉성이 우수한 도전성 후막 페이스트 조성물 및 도전성 회로에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive thick film paste composition and a conductive circuit, and more particularly, to a conductive thick film paste composition and a conductive circuit excellent in contact with an insulating substrate without separation phenomenon caused by a specific gravity difference.

오늘날 휴대전화 및 PC를 중심으로 하는 정보통신 산업은 급격한 신장세를 나타내고 있으며, 그 발전 방향은 고속화, 다기능화,무선화(모바일화)가 강조되는 추세이다. 이러한 경향에 대응하기 위하여 정보통신 부품들의 고기능화 및 집적화의 필요성이 점점 더 부각되고 있다. 무게와 부피를 일정하게 유지하면서도 종래에 비해 향상된 기능성, 신뢰성, 집적도를 확보하기 위해서는 필연적으로 극한적인 소재 및 성형기술을 기반으로 하는 후막 적층 기술을 필요로 하게 된다. Today, the information and telecommunications industry centering on mobile phones and PCs is showing rapid growth, and the development direction is emphasized on high speed, multifunction, and wireless (mobile). In order to cope with this tendency, the necessity of high functionalization and integration of information and communication components is increasing. In order to maintain the weight and volume while maintaining improved functionality, reliability, and integration compared to the conventional art, a thick film lamination technology based on extreme materials and molding technologies is inevitably required.

이러한 후막 적층 기술에 필요한 기술 중의 하나인 도전성 후막 페이스트는 절연성 기판 위에 각종 회로를 구성하는 목적으로 사용된다. 이런 도전성 후막 페이스트는 비표면적이 큰 금속분말의 산화를 해결하기 어려운 문제 때문에, 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등의 귀금속을 주로 한 것, 몰리브덴(Mo), 망간(Mn), 텅스텐(W) 등의 고융점 금속을 이용한 것, 저온 발열을 위한 탄소계 등 도전성을 갖는 금속 및 탄소계가 주로 사용되어 왔다. The conductive thick film paste which is one of the techniques required for such a thick film lamination technique is used for the purpose of constructing various circuits on an insulating substrate. Such conductive thick film pastes are mainly made of precious metals such as silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), and molybdenum (Mo) because of the difficulty in solving oxidation of metal powders having a large specific surface area. ), A metal using a high melting point metal such as manganese (Mn), tungsten (W), and a carbon-based conductive metal such as carbon-based for low temperature heat generation have been mainly used.

최근에는 반도체 기판의 열처리를 위한 기판 가열용으로 질화알루미늄(AlN)이나 탄화물, 질화물 세라믹을 주재료로 한 세라믹 히터가 일부 사용되고 있으며, 저온 발열을 위한 이산화루테늄(RuO2)을 주성분으로 한 세라믹 후막 히터도 개발되어 있다.Recently, ceramic thick film heater as a main component ruthenium dioxide (RuO 2) for the aluminum nitride (AlN) or a carbide, and a ceramic heater of a nitride ceramic as a main material portion is used, low-temperature heating for the substrate is heated for the heat treatment of the semiconductor substrate Is also developed.

그러나 종래의 도전성 후막 페이스트의 재료 중 귀금속을 주로 한 것은 가격이 비싸고, 사용온도가 300 ~ 400 ℃ 부근이므로 상대적으로 낮다는 문제점이 있다. 그리고 고용점 금속을 사용하는 경우에는 회로 패턴을 인쇄한 후 소결하는 과정에서 금속의 산화를 방지하기 위하여 산소가 없고, 수소가 존재하는 환원분위기를 조성해야 하므로 고가의 고온 환원로가 필요하며, 작업조건도 어려운 문제점이 있다. 또한 탄소를 이용한 후막 발열체는 사용 온도범위가 낮아서 용도가 제한적이라는 문제가 있다. 그리고 탄화물과 질화물 세라믹스는 원자 간 결합이 강하여 고온에서 확산이 잘 일어나지 않으므로 소결이 어렵고, 소결을 위하여 불활성 분위기를 사용해야 하는 이유 등으로 가격이 비싼 단점이 있다. However, the noble metal mainly made of the conventional conductive thick film paste is expensive, and there is a problem that the use temperature is relatively low because it is around 300 ~ 400 ℃. In the case of using solid solution metals, expensive high-temperature reduction furnaces are required because they must form a reducing atmosphere without oxygen and hydrogen in order to prevent oxidation of the metal during the sintering process after printing the circuit pattern. The condition also has a difficult problem. In addition, there is a problem that the thick film heating element using carbon has a limited use temperature range. In addition, carbides and nitride ceramics have strong disadvantages of high atomic bonding, so diffusion is difficult to occur at high temperature, and thus, sintering is difficult, and the reason is that the inert atmosphere for sintering is expensive.

특히, 도전성 후막 페이스트로 가장 많이 사용되는 텅스텐은 수소를 사용하는 고온의 환원로가 필요한 문제뿐만 아니라, 발열체로서 사용하는 경우에는 1000℃ 근처에서 산화가 일어나서 고온에서 계속 사용하면 회로가 단락되는 현상이 발생하므로 고온에서의 사용이 어려운 문제점과, 텅스텐의 비중이 글라스 프릿의 비중보다 매우 커서 페이스트 상태에서 보관하면 비중 차이에 의한 텡스텐과 글라스 프릿이 분리되는 분리 현상이 발생하여 보관성이 떨어지는 문제점, 텅스텐과 절연성 기판과의 접촉성이 떨어져서 공정상에 불량을 야기하는 문제 등이 있다. In particular, tungsten, which is most commonly used as a conductive thick film paste, requires not only a high-temperature reduction furnace using hydrogen, but also an oxidation occurs near 1000 ° C. when used as a heating element. It is difficult to use at high temperature, and the specific gravity of tungsten is much greater than the specific gravity of glass frit. Therefore, when stored in paste state, separation of tungsten and glass frit occurs due to the difference in specific gravity. There is a problem that the contact between the tungsten and the insulating substrate is poor, causing a defect in the process.

본 발명의 목적은 비중 차이에 의한 분리 현상이 발생하지 않고, 소결이 용이한 도전성 후막 페이스트 조성물을 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide a conductive thick film paste composition that does not occur a separation phenomenon due to the difference in specific gravity and is easy to sinter.

본 발명의 또 다른 목적은 대기 분위기에서 소결이 가능하고, 1200℃ 고온으로 사용이 가능하며, 절연성 기판과의 접착성이 우수한 도전성 회로를 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide a conductive circuit which can be sintered in an air atmosphere, can be used at a high temperature of 1200 ° C., and has excellent adhesion to an insulating substrate.

본 발명의 또 다른 목적은 대기 분위기에서 소결이 가능하고, 1200℃ 고온으로 사용이 가능하며, 절연성 기판과의 접착성이 우수한 도전성 회로 제조방법을 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a conductive circuit which can be sintered in an air atmosphere, can be used at a high temperature of 1200 ° C., and has excellent adhesion to an insulating substrate.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 도전성 후막 페이스트 조성물에 있어서, 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말이 55 ~ 100 중량 % 첨가되고, 글라스 프릿(glass frit)과 유기 바인더를 합한 것이 0 ~ 45 중량 % 첨가되며, 그 합이 100 중량 %가 되는 것을 특징으로 하는 도전성 후막 페이스트 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, in the conductive thick film paste composition, 55 to 100% by weight of molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is added, and the glass frit and the organic binder combined are 0 to 45% by weight. % Is added, and the sum is 100% by weight to provide a conductive thick film paste composition.

또한 본 발명은, 도전성 회로에 있어서, 절연성 기판; 상기 절연성 기판 상에 전술한 도전성 후막 페이스트 조성물을 인쇄하여 형성되는 회로부; 상기 회로부의 양 단에 상기 회로부와 연결되어 구성되며, 상기 회로부에 전류를 공급하는 단자부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 회로를 제공한다.The present invention also provides a conductive circuit comprising: an insulating substrate; A circuit portion formed by printing the aforementioned conductive thick film paste composition on the insulating substrate; A terminal unit connected to the circuit unit at both ends of the circuit unit and configured to supply current to the circuit unit; It provides a conductive circuit comprising a.

또한 본 발명은, 도전성 회로 제조방법에 있어서, a) 절연성 기판 상에 전술한 도전성 후막 페이스트 조성물을 소정 패턴으로 인쇄하여 회로부를 인쇄하는 단계; b) 형성된 회로부를 건조하여 유기용매를 제거하는 단계; c) 건조된 회로부를 고온에서 열처리하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 회로 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for manufacturing a conductive circuit comprising the steps of: a) printing a circuit portion by printing the aforementioned conductive thick film paste composition on a insulating substrate in a predetermined pattern; b) drying the formed circuit part to remove the organic solvent; c) heat treating the dried circuit at a high temperature; It provides a conductive circuit manufacturing method comprising a.

이하에서는 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

먼저 본 발명에 따른 도전성 후막 페이스트 조성물의 실시예를 설명한다. First, the Example of the conductive thick film paste composition which concerns on this invention is described.

본 발명에 따른 도전성 후막 페이스트 조성물은 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말과 글라스 프릿(glass frit) 및 유기바인더를 혼합하여 형성된다.The conductive thick film paste composition according to the present invention is formed by mixing molybdenum silicide (MoSi 2 ) powder, glass frit, and an organic binder.

본 실시예에 따른 도전성 후막 페이스트 조성물의 조성은 다음과 같다. 먼저 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말은 전체 도전성 후막 페이스트 조성물의 중량 중 약 55 ~ 95% 로 첨가된다. 이규화 몰리브덴 분말이 55 %보다 적은 양이 첨가될 경우 도전성 회로의 도전성이 상실되며, 95% 이상이 첨가되는 경우에는 제조된 페이스트를 가지고 기판에 인쇄를 할 수가 없는 문제점이 있다. 그리고 1600℃ 이상의 고온에서 소결이 필요한 이규화 몰리브덴(MoSi2) 후막 페이스트를 저온에서 형성시키기 위하여 첨가하는 글라스 프릿 및 유기바인더는 두 가지를 더해서 전체 도전성 후막 페이스트 조성물 중량의 5 ~ 45% 정도의 비율로 첨가된다. 글라스 프릿 및 유기 바인더의 양이 45% 이상인 경우에는 회로의 도전성이 상실되며, 5% 미만인 경우에는 스크린 프린팅시 전사가 불가능하다. 그리고 도전성 후막 페이스트 조성물이 사용되는 용도에 따라서는 분산제(dispersant), 가소제(plasicizer), 소포제(defoanmer), 접착성 부여제, 중합금지제 등이 더 첨가될 수도 있으며, 특수한 용도를 위해서는 계면활성제가 다양하게 첨가될수도 있다.The composition of the conductive thick film paste composition according to the present embodiment is as follows. First, molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is added at about 55-95% of the weight of the total conductive thick film paste composition. If the amount of molybdenum disulfide powder is less than 55% is added, the conductivity of the conductive circuit is lost, if more than 95% is added there is a problem that can not be printed on the substrate with the prepared paste. The glass frit and organic binder added to form molybdenum disulfide (MoSi 2 ) thick film paste requiring sintering at a high temperature of 1600 ° C. or higher at a low temperature are added at a ratio of about 5 to 45% of the total weight of the conductive thick film paste composition. Is added. If the amount of the glass frit and the organic binder is 45% or more, the conductivity of the circuit is lost, and if it is less than 5%, transfer is impossible during screen printing. Depending on the use of the conductive thick film paste composition, a dispersant, a plasticizer, a defoanmer, an adhesion imparting agent, a polymerization inhibitor, or the like may be further added. It may be added variously.

본 실시예에 따른 도전성 후막 페이스트 조성물에 첨가되는 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말은 그 입경이 1 ~ 20㎛ 범위 내인 것이 바람직하다. 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말의 입경이 1㎛보다 작거나 30㎛보다 큰 경우에도 후막 코팅이 불가능한 것은 아니지만, 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말의 입경이 1㎛보다 작은 경우에는 제조된 도전성 후막 페이스트 조성물로 회로패턴을 인쇄한 후 소성하는 과정에서 규소(Si)의 산화로 인한 이규화 몰리브덴(MoSi2)의 분해 반응이 진행되어 도전성 후막의 저항이 증가하거나 국부적인 저항 증가로 인한 회로의 단락 현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말의 입경이 20㎛ 보다 큰 경우에는 제조된 도전성 후막 페이스트 조성물로 회로 패턴을 인쇄하는 작업 과정에서 스크린 프린팅시 전사가 자유롭지 못한 단점이 있다.The molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder added to the conductive thick film paste composition according to the present embodiment preferably has a particle size in the range of 1 to 20 μm. Although the thick film coating is not impossible even when the particle size of the molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is smaller than 1 μm or larger than 30 μm, the conductive thick film paste composition prepared when the particle size of the molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is smaller than 1 μm. After the furnace circuit pattern is printed and fired, the decomposition reaction of molybdenum silicide (MoSi 2 ) due to the oxidation of silicon (Si) proceeds, resulting in an increase in the resistance of the conductive thick film or a short circuit of the circuit due to a local resistance increase. There is a problem. In addition, when the particle size of the molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is larger than 20㎛, there is a disadvantage that the transfer is not free during screen printing in the process of printing the circuit pattern with the prepared thick film paste composition.

다음으로 글라스 프릿은 이규화 몰리브덴(MoSi2) 표면에 형성되는 이산화규소(SiO2)층과 반응하거나 이를 파괴시키지 않는 성분으로 구성되어야 하므로, 이산화규소(SiO2)를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 사용하는 글라스 프릿의 조성은 다음과 같다.Next, since the glass frit should be composed of a component that does not react with or destroy the silicon dioxide (SiO 2 ) layer formed on the surface of molybdenum disulfide (MoSi 2 ), it is preferable to have silicon dioxide (SiO 2 ) as a main component. The composition of the glass frit used in the present embodiment is as follows.

구성 성분Component 함량(중량분%)Content (% by weight) SiO2 SiO 2 60 ~ 9060 to 90 Al2O3 Al 2 O 3 0 ~ 200 to 20 CaOCaO 0 ~ 200 to 20 TiO2 TiO 2 0 ~ 100 to 10 기타Etc 0 ~ 100 to 10

다음으로 유기 바인더는 고형성분과 유기용매로 이루어진다. 본 발명에서는 고형성분으로, 셀룰로즈(cellulose) 종류인, 메틸셀룰로즈(methylcellulose), 에틸셀룰로즈(ethylcellulose),니트로셀룰로즈(nitrocellulose),카복시셀룰로즈(carboxycellulose) 등을 사용하거나 이들의 혼합물을 사용할 수도 있다. Next, the organic binder consists of a solid component and an organic solvent. In the present invention, as the solid component, cellulose, methylcellulose, ethylcellulose, nitrocellulose, carboxycellulose, or the like may be used or a mixture thereof.

그리고 분산과 용액의 점도 조절을 위하여 고형성분에 첨가하는 유기 용매로는 테피네올(tepineol), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 텍사놀(texanol), 이소부틸 알코올(isobutyl alcohol), 부틸 칼비톨(butyl calbitol), 시클로핵사논(cyclohexanone), 시클로펜타논(cyclopentanone) 등 중에서 어느 하나를 단독으로 사용하거나 이들 중 일부 또는 전부를 선택하여 혼합한 것을 사용할 수 있다. Organic solvents added to solid components for dispersion and viscosity control of solutions include tepineol, ethylene glycol, texanol, isobutyl alcohol and butyl carbitol. butyl calbitol), cyclohexanone, cyclopentanone, etc. may be used alone, or some or all of them may be selected and mixed.

본 실시예에서 사용하는 유기 바인더의 조성은 다음과 같다. The composition of the organic binder used in the present Example is as follows.

구성성분Ingredient 함량(wt%)Content (wt%) 메틸셀룰로즈Methylcellulose 5 ~ 205 to 20 에틸렌 글리콜Ethylene glycol 1 ~ 51 to 5 폴리비닐 알코올Polyvinyl alcohol 1 ~ 51 to 5 첨가제additive 3 ~ 103 to 10 용매menstruum 70 ~ 8570-85

이하에서는 본 발명에 따른 도전성 후막 페이스트 조성물 제조방법의 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a method for preparing a conductive thick film paste composition according to the present invention will be described.

먼저 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말을 제조하여야 한다.First, molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder should be prepared.

우선 몰리브덴(Mo)과 규소(Si)를 혼합하여 이규화 몰리브덴(MoSi2)을 합성하는데, 본 실시예에서 몰르브덴(Mo)과 규소(Si)를 혼합하는 혼합비는 몰리브덴(Mo)을 50 ~ 70%, 규소(Si)를 30 ~ 50 %로 하여 혼합하는 것이 바람직하다. 이규화 몰리브덴(MoSi2)을 합성하는 방법에는 여러가지가 있으나, 본 실시예에서는 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말을 자전연소 고온 합성법(SHS : Self-propagating High temperature Synthesis)을 이용하여 합성한다. 자전연소 고온 합성법에 의하여 이규화 몰리브덴(MoSi2)을 합성하면, 합성과정에서 시료 자체의 높은 반응열을 이용하므로 생산단가 절감, 에너지 절감 및 생산성 향상 등의 많은 장점이 있기 때문이다.First, molybdenum (Mo) and silicon (Si) are mixed to synthesize molybdenum disulfide (MoSi 2 ). In this embodiment, the mixing ratio of molybdenum (Mo) and silicon (Si) is 50 to 70 It is preferable to make% and silicon (Si) into 30 to 50%, and to mix. There are various methods of synthesizing molybdenum disulfide (MoSi 2 ), but in the present embodiment, molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is synthesized using a self-propagating high temperature synthesis (SHS) method. When molybdenum silicide (MoSi 2 ) is synthesized by high-temperature combustion combustion method, since the high reaction heat of the sample itself is used in the synthesis process, there are many advantages such as production cost reduction, energy saving, and productivity improvement.

그리고 나서 합성된 이규화 몰리브덴(MoSi2)을 분쇄하여 미세한 분말로 만든다. 이때 분쇄된 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말의 입경은 1 ~ 20 ㎛ 정도가 되는 것이 바람직하다.Then, the synthesized molybdenum disulfide (MoSi 2 ) is ground to a fine powder. At this time, the particle size of the pulverized molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is preferably about 1 ~ 20 ㎛.

다음으로 준비된 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말을 글라스 프릿 및 유기 바인더와 혼합한다. 이때 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말과 글라스 프릿 및 유기 바인더의 조성 비율은, 중량 비율로 하여 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말이 55 ~ 100 % 이고, 글라스 프릿 및 유기 바인더가 0 ~ 45 % 인 것이 바람직하다.Next, the prepared molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is mixed with a glass frit and an organic binder. At this time, the composition ratio of the molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder and the glass frit and the organic binder is a weight ratio of 55 to 100% molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder, 0 to 45% of the glass frit and the organic binder. Do.

그리고 나서 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말과 글라스 프릿 및 유기 바인더가 잘 혼합되고 분산되도록 혼합 공정을 실시한다. 혼합 공정에는 3-roll mill, homogenizer, mixer 등의 혼합장치를 사용한다. 혼합 공정이 완료되면 도전성 후막 페이스트 조성물이 완성되는데, 완성되는 도전성 후막 페이스트 조성물의 점도는 그 사용 목적과 인쇄 방법에 따라 적절히 조절되어야 한다. 본 실시예에서는 도전성 후막 페이스트 조성물의 점도가 100,000 ~ 300,000cpoise가 되도록 한다.Then, the mixing process is performed so that the molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder, the glass frit, and the organic binder are well mixed and dispersed. In the mixing process, a mixing device such as a 3-roll mill, homogenizer, or mixer is used. When the mixing process is completed, the conductive thick film paste composition is completed. The viscosity of the finished conductive thick film paste composition should be appropriately adjusted according to the purpose of use and the printing method. In this embodiment, the conductive thick film paste composition has a viscosity of 100,000 to 300,000 cpoise.

다음으로는 상술한 방법에 의하여 제조된 도전성 후막 페이스트 조성물을 사용하여 제조되는 도전성 회로의 실시예를 설명한다. Next, the Example of the conductive circuit manufactured using the conductive thick film paste composition manufactured by the method mentioned above is demonstrated.

본 발명에 따른 도전성 회로는 기판에 상술한 도전성 후막 페이스트조성물을 사용하여 회로부를 소정 패턴으로 인쇄하고 소성하여 형성된다. 이때 상기 기판은 절연성 기판이어야 하며, 특히 세라믹 기판인 것이 바람직하다. 그리고 기판에 형성된 회로부의 양 단에는 회로부에 전류를 도입하기 위한 단자부가 형성된다. 도전성 회로가 발열용으로 사용되는 경우에는 회로부 중 단자부와 연결되는 접점 부분을 다른 부분 보다 넓게 형성시킬 필요가 있는데, 본 실시예에서는 단자부와 연결되는 접점 부근에는 회로부의 다른 부분보다 단면적이 3 ~ 4 배 정도 넓게 되도록 형성시킨다. The conductive circuit according to the present invention is formed by printing and firing a circuit portion in a predetermined pattern using the above-described conductive thick film paste composition on a substrate. In this case, the substrate should be an insulating substrate, and particularly preferably a ceramic substrate. Terminal portions for introducing a current into the circuit portion are formed at both ends of the circuit portion formed on the substrate. In the case where the conductive circuit is used for heat generation, it is necessary to form a contact portion connected to the terminal portion of the circuit portion wider than other portions. In this embodiment, the cross-sectional area of the circuit portion is 3 to 4 than other portions of the circuit portion near the contact portion connected to the terminal portion. Make it about twice as wide.

본 실시예에 따른 도전성 회로는 전류가 공급되는 경우 온도가 최고 1500℃ 까지 상승하기 때문에, 이러한 고온에서는 회로부에 연결되어 있는 금속 단자가 녹거나 손상될 수 있고, 단자가 녹거나 손상되면 도전성 회로에 단락이 발생하거나 안정상의 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 회로부 중 접점 부분의 단면적을 확장시킴으로써 저항값을 다른 부분보다 낮추어서 접점 부분의 온도가 단자부로 형성된 금속의 녹는점 보다 낮아지도록 하는 것이다. In the conductive circuit according to the present embodiment, since the temperature rises up to 1500 ° C. when a current is supplied, the metal terminal connected to the circuit part may melt or be damaged at such a high temperature. Short circuits or stability problems may occur. Therefore, by expanding the cross-sectional area of the contact portion of the circuit portion, the resistance value is lowered than other portions so that the temperature of the contact portion is lower than the melting point of the metal formed as the terminal portion.

접점 부분의 단면적을 넓히는 방법으로는 인쇄된 회로의 넓이를 다른 부분보다 넓게 하거나, 회로의 두께를 두껍게 하거나, 이 두가지 방법을 동시에 적용하는 방법 등이 가능하다. As a method of widening the cross-sectional area of the contact portion, the width of the printed circuit may be wider than other portions, the thickness of the circuit may be thick, or the two methods may be applied simultaneously.

이때 도전성 후막 페이스트 조성물로 형성된 도전성 회로의 저항값은 후막의 두께, 첨가된 글라스 프릿의 양 및 열처리 온도에 따라 달라질 수 있지만, 대체적으로 0.3Ω mm2/m 정도의 값을 가진다.In this case, the resistance value of the conductive circuit formed of the conductive thick film paste composition may vary depending on the thickness of the thick film, the amount of glass frit added, and the heat treatment temperature, but generally has a value of about 0.3 Ω mm 2 / m.

이하에서는 본 발명에 따른 도전성 회로의 제조방법의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, an embodiment of the manufacturing method of the conductive circuit according to the present invention will be described in detail.

먼저 상술한 도전성 후막 페이스트 조성물 제조방법에 의하여 제조된 도전성 후막 페이스트 조성물을 준비하고, 준비된 도전성 후막 페이스트 조성물을 사용하여 절연성 기판에 회로부를 원하는 패턴으로 인쇄한다. 이때 절연성 기판에 회로부를 인쇄하는 방법으로는 스크린 프린팅(screen printing), 디핑(dipping), 스프레이 코팅(spray coating) 등의 방법이 있다. 본 실시예에서는 스크린 프린팅 방법을 사용한다. First, the conductive thick film paste composition prepared by the above-described conductive thick film paste composition manufacturing method is prepared, and the circuit portion is printed on the insulating substrate using a prepared conductive thick film paste composition in a desired pattern. In this case, a method of printing a circuit portion on an insulating substrate includes screen printing, dipping, spray coating, and the like. In this embodiment, a screen printing method is used.

다음으로 인쇄된 회로부를 건조시킨다. 이때 건조 공정은 도전성 후막 페이스트 조성물 제조시 첨가된 유기 용매가 증발되도록 하기 위함이며, 그 건조 정도는 크게 문제되지 않는다. Next, the printed circuit part is dried. At this time, the drying step is to allow the organic solvent added during the preparation of the conductive thick film paste composition to evaporate, the degree of drying is not a problem.

회로부가 어느 정도 건조되면, 다음으로 열처리 공정을 거친다. 본 실시예에서는 이 열처리 공정이, 이규화 몰리브덴의 소결을 위하여 환원분위기에서 실시하는 1차 열처리와, 이규화 몰리브덴에 안정적인 산화 피막을 형성시키기 위한 2차 열처리의 두 단계로 나누어 실시된다. 먼저 회로부를 환원 분위기에서 1차적으로 열처리 한다. 즉, 수소(H2), 아르곤(Ar), 질소(N2) 등의 가스로 채워진 챔버 안에서 이규화 몰리브덴(MoSi2)의 산화를 방지하면서 열처리를 실시한다. 따라서 1차 열처리로는 분위기와 가스를 조절할 수 있는 밀폐된 상태의 열처리로나 튜브로 또는 연속식 열처리로 등이 가능하다. 그리고 나서 대기 분위기에서 2차적으로 열처리한다. 이때는 열처리 환경이 대기 분위기이므로 대기 중의 산소와 이규화 몰리브덴(MoSi2)이 반응하여 도전성 회로의 표면에 이산화규소(SiO2) 막이 형성된다. 따라서 2차 열처리로는 대기 분위기가 유지되는 박스 열처리로 또는 연속식 열처리로를 사용할 수 있다. 본 실시예에서의 열처리 공정은, 1, 2차 열처리 공히, 공정 온도를 1,000 ~ 1,700℃ 로 하는 것이 바람직하다.When the circuit part is dried to some extent, the heat treatment step is then performed. In this embodiment, this heat treatment step is carried out in two stages: primary heat treatment performed in a reducing atmosphere for sintering molybdenum silicide and secondary heat treatment for forming a stable oxide film on molybdenum silicide. First, the circuit part is primarily heat treated in a reducing atmosphere. That is, heat treatment is performed while preventing the oxidation of molybdenum disulfide (MoSi 2 ) in a chamber filled with gas such as hydrogen (H 2 ), argon (Ar), nitrogen (N 2 ), and the like. Therefore, the primary heat treatment furnace may be a closed heat treatment furnace, a tube furnace, or a continuous heat treatment furnace that can control the atmosphere and gas. Then, the second heat treatment is performed in an atmospheric atmosphere. At this time, since the heat treatment environment is an atmospheric atmosphere, oxygen in the atmosphere and molybdenum disulfide (MoSi 2 ) react to form a silicon dioxide (SiO 2 ) film on the surface of the conductive circuit. Therefore, the secondary heat treatment furnace may be a box heat treatment furnace or a continuous heat treatment furnace in which the atmospheric atmosphere is maintained. In the heat treatment step of the present embodiment, it is preferable that the process temperature is 1,000 to 1,700 ° C in both the first and second heat treatments.

이렇게 하여 1, 2차 열처리 공정이 완료되면 도전성 회로가 완성된다. In this manner, the conductive circuit is completed when the first and second heat treatment processes are completed.

본 발명에 의한 도전성 후막 페이스트 조성물은 글라스 프릿과 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말의 비중 차이가 작으므로 양자의 비중 차이에 의한 분리 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.Since the conductive thick film paste composition according to the present invention has a small difference in specific gravity between the glass frit and molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder, there is an advantage in that the separation phenomenon due to the difference in specific gravity does not occur.

또한 본 발명에 따른 도전성 회로는 종래의 도전성 회로에 비하여 높은 온도를 낼 수 있으며, 그 표면에 형성되어 있는 얇은 산화막으로 인하여 절연성 기판과의 접합성이 좋아서, 절연성 기판과 쉽게 분리되지 않는 장점이 있다. In addition, the conductive circuit according to the present invention can exhibit a higher temperature than the conventional conductive circuit, and due to the thin oxide film formed on the surface thereof has a good bonding property with the insulating substrate, there is an advantage that it is not easily separated from the insulating substrate.

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Claims (12)

도전성 후막 페이스트 조성물에 있어서, In the conductive thick film paste composition, 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말이 55 ~ 95 중량 % 첨가되고, 글라스 프릿(glass frit)과 유기 바인더를 합한 것이 5 ~ 45 중량 % 첨가되며, 그 합이 100 중량 %가 되는 것을 특징으로 하는 도전성 후막 페이스트 조성물.A conductive thick film characterized in that molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder is added in an amount of 55 to 95% by weight, and a glass frit and an organic binder are added in an amount of 5 to 45% by weight, and the sum is 100% by weight. Paste composition. 제1항에 있어서, 상기 이규화 몰리브덴(MoSi2) 분말은,The method of claim 1, wherein the molybdenum disulfide (MoSi 2 ) powder, 그 입경이 1 ~ 20 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 도전성 후막 페이스트 조성물.The particle size is 1-20 micrometers, The conductive thick film paste composition characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 도전성 후막 페이스트 조성물에는,The said conductive thick film paste composition of Claim 1, 분산제(dispersant), 가소제(plasicizer), 소포제(defoamer), 접착성 부여제, 중합금지제 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 도전성 후막 페이스트 조성물.A conductive thick film paste composition, wherein any one or more selected from a dispersant, a plasticizer, a defoamer, an adhesion imparting agent, and a polymerization inhibitor are further added. 제3항에 있어서, 상기 도전성 후막 페이스트 조성물에는,The conductive thick film paste composition of claim 3, wherein 계면활성제가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 도전성 후막 페이스트 조성물.A conductive thick film paste composition, further comprising a surfactant. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 글라스 프릿은,The glass frit according to any one of claims 1 to 4, wherein 60~90중량%의 이산화규소(SiO2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 후막 페이스트 조성물.A conductive thick film paste composition comprising 60 to 90% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ). 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 바인더는,The organic binder according to any one of claims 1 to 4, wherein 메틸셀룰로즈(methylcellulose), 에틸셀룰로즈(ethylcellulose), 니트로셀룰로즈(nitrocellulose), 카복시셀룰로즈(carboxycellulose) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개로 이루어지는 고형성분;Solid components consisting of any one or more selected from methyl cellulose, ethyl cellulose, nitro cellulose, and carboxycellulose; 테피네올(tepineol), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 텍사놀(texanol), 이소부틸 알코올(isobutyl alcohol), 부틸 칼비톨(butyl calbitol), 시클로헥사논(cyclo hexanone), 시클로펜타논(cyclopentanone) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개로 이루어지는 유기용매;Tepineol, ethylene glycol, texanol, isobutyl alcohol, butyl calbitol, cyclohexanone, cyclopentanone Any one or more organic solvents selected from among them; 를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 후막 페이스트 조성물.A conductive thick film paste composition which is formed by mixing. 도전성 회로에 있어서, In the conductive circuit, 절연성 기판;Insulating substrates; 상기 절연성 기판 상에 제1항의 도전성 후막 페이스트 조성물을 인쇄하여 형성되는 회로부;A circuit portion formed by printing the conductive thick film paste composition of claim 1 on the insulating substrate; 상기 회로부의 양 단에 상기 회로부와 연결되어 구성되며, 상기 회로부에 전류를 공급하는 단자부;A terminal unit connected to the circuit unit at both ends of the circuit unit and configured to supply current to the circuit unit; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 회로.A conductive circuit comprising a. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 회로부 중 상기 단자부와 연결되는 부분은 다른 회로부보다 단면적이 3 ~ 4 배 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 회로. Conductive circuit, characterized in that the portion of the circuit portion connected to the terminal portion is formed 3 to 4 times wider than the other circuit portion. 도전성 회로 제조방법에 있어서, In the conductive circuit manufacturing method, a) 절연성 기판 상에 제1항의 도전성 후막 페이스트 조성물을 소정 패턴으로 인쇄하여 회로부를 인쇄하는 단계;a) printing the circuit portion by printing the conductive thick film paste composition of claim 1 in a predetermined pattern on an insulating substrate; b) 형성된 회로부를 건조하여 유기용매를 제거하는 단계;b) drying the formed circuit part to remove the organic solvent; c) 건조된 회로부를 고온에서 열처리하는 단계;c) heat treating the dried circuit at a high temperature; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 회로 제조방법.Conductive circuit manufacturing method comprising a. 제9항에 있어서, a) 단계는,The method of claim 9, wherein step a) comprises: 스크린 프린팅, 디핑(dipping), 스프레이 코팅 중에서 선택되는 어느 하나의 방법에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 회로 제조방법.A conductive circuit manufacturing method, characterized in that it is made by any one method selected from screen printing, dipping (dipping), spray coating. 제9항에 있어서, 상기 c)단계는,The method of claim 9, wherein step c) 1차적으로 환원성 분위기에서 열처리하는 제1 열처리 단계와 제1 열처리 단계를 수행한 후, 2차적으로 대기 분위기에서 열처리하는 제2 열처리 단계를 거치는 2단계 열처리인 것을 특징으로 하는 도전성 회로 제조방법.A conductive circuit manufacturing method, characterized in that the first heat treatment step and the first heat treatment step to perform the first heat treatment step in the reducing atmosphere, and then the second heat treatment to undergo a second heat treatment step of the second heat treatment in the air atmosphere. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 제1 열처리 단계는 환원로에 수소(H2), 아르곤(Ar), 질소(N2) 중에서 선택되는 어느 한가지 또는 두가지 이상의 가스를 채운 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 도전성 회로 제조방법.The first heat treatment step is a conductive circuit manufacturing method characterized in that is carried out in the state of filling any one or two or more gases selected from hydrogen (H 2 ), argon (Ar), nitrogen (N 2 ).
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