(57)【要約】【課題】高解像度の印刷パターンが得られ、かつ良好な導電性を付与できる導電ペーストを提供することを目的とする。【解決手段】表面に金属膜１２を設けた球状のガラスフリット１１からなる第１の導電性フィラー１０と、球状の金属からなる第２の導電性フィラー２３と、有機系ビヒクルとを主成分とする混合物から構成され、第１の導電性フィラー１０と第２の導電性フィラー２３の総含有量は、導電ペースト１００重量％に対して８５重量％以上とし、第２の導電性フィラー２３である球状の金属は、一次粒子の平均粒径が０．００３ｍｍ以下の球状金属粉体とした構成である。【選択図】図２
2011192441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状のガラスフリットの表面に金属膜を設けた第１の導電性フィラーと、球状の金属からなる第２の導電性フィラーと、有機系ビヒクルとを含むことを特徴とする導電ペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路の電極を形成するための導電ペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表される電子機器は、薄型化や小型化の進化が著しく、それに伴い、電気配線の高密度化・高精細化に対する要求が高まり、高密度・高精細な電極形成方法がいろいろ提案されている。
【０００３】
中でも、導電性フィラーとガラスフリットを含む導電ペーストを用いてスクリーン印刷法で電極パターンを印刷し、その後、焼成して電極を形成する厚膜印刷法が、広く用いられている。なぜなら、この圧膜印刷法は、めっき法やスパッタ法などの乾式法に比べて製造プロセスや設備が簡便だからである。
【０００４】
しかし、一般に、圧膜印刷法は、乾式法と比較して電極パターンの解像度が低く、しかも電極幅を極小化すると、導電性フィラー間の接触点が少なくなり、電極の電気抵抗が高くなるという問題があった。
【０００５】
そこで、この問題を解決するために、導電性フィラーを球状にするとともに鱗片状の金属粉末を添加した導電ペーストが提案されている。このような構成によると、導電ペーストがスクリーン版のメッシュ開口部をスムーズに通過できるようになる。したがって、メッシュの細かなスクリーン版を適用できるので、解像度の高い電極パターンを印刷することが可能となる。また、鱗片状の金属粉を添加することによって、導電性フィラー間の接触点が多くなるので、焼結後における電極の電気抵抗を低下させることができる。
【０００６】
なお、このような構成は、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７９８９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の導電ペーストでは、電気抵抗の問題は改善されるもののメッシュの細かなスクリーン版を使用できず、解像度を向上させるという問題は依然として解決されていなかった。これは、解像度を上げるためにメッシュの細かなスクリーン版を用いると、鱗片状の金属粉末がスクリーン版の開口部に目詰まりを起こすからである。
【０００９】
本発明は上記問題を解決し、良好な導電性を発現し、かつ、スクリーン印刷法においても高い解像性を発現できる導電ペーストを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、球状のガラスフリットの表面に金属膜を設けた第１の導電性フィラーと、球状の金属からなる第２の導電性フィラーと、有機系ビヒクルとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により、導電ペーストの焼成時に、第１の導電性フィラーのガラスフリットが溶融して、ガラスフリットの表面に設けた金属膜が破砕する。この破砕した金属膜は、互いに隣接する第２の導電性フィラーの間に介在するので、隣接する第２の導電性フィラーどうしの電気的な接続点が多くなる。したがって、焼結後の電極パターンの電気抵抗を低下させることができる。
【００１２】
また、第１および第２の導電性フィラーを球状にすることにより、スクリーン印刷法による成膜時において、スクリーン版の開口部（メッシュ）の通過が容易になるので、メッシュの細かなスクリーン版の適用が可能となり、高解像度のスクリーン印刷が実現できる。
【００１３】
すなわち、本発明によれば、良好な導電性と、高解像度のスクリーン印刷とを同時に可能とする導電ペーストを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施の形態における導電性ペーストに用いる第１の導電性フィラーの断面図
【図２】同第１の導電性フィラーの球状のガラスフリットの溶融前後を示す断面図
【図３】同導電ペーストの焼成後を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、一実施の形態における導電性ペーストに用いる第１の導電性フィラーの断面図、図２は、同第１の導電性フィラーの球状のガラスフリットの溶融前後を示す断面図、図３は同導電ペーストの焼成前後を示す断面図である。
【００１７】
本発明の導電ペーストは、図１〜図３に示すように、表面に金属膜１２を設けた球状のガラスフリット１１からなる第１の導電性フィラー１０と、球状の金属からなる第２の導電性フィラー２３と、有機系ビヒクルとを主成分とする混合物から構成されている。第１の導電性フィラー１０と第２の導電性フィラー２３の総含有量は、導電ペースト１００重量％に対して８５重量％以上である。第２の導電性フィラー２３である球状の金属は、一次粒子の平均粒径が０．００３ｍｍ以下の球状金属粉体で構成されている。
【００１８】
この球状金属粉体は、導電性の高い球状金属粉体であればいずれでも適用できる。好ましくは銀を主成分とする球状銀系粉体が有用である。
【００１９】
本実施の形態に用いられる球状のガラスフリット１１は、融点が６００℃以下、望ましくは４００〜６００℃で溶融可能なものであればいずれでも適用できる。図２（ａ）は、第１の導電性フィラー１０の溶融前の状態を示す断面図であり、図２（ｂ）は、第１の導電性フィラー１０の溶融後の状態を示す断面図である。ガラスフリット１１が溶融すると、図２（ｂ）に示すようになる。
【００２０】
このような第１の導電性フィラー１０を構成する球状のガラスフリット１１の材料としては、硼珪酸鉛ガラス、硼珪酸ビスマスガラス等が挙げられる。球状のガラスフリット１１の粒径は、一次粒子の平均粒径が０．００５ｍｍ以下のものを用いる。この球状のガラスフリット１１の表面には金属膜１２を形成するが、この形成方法としては、スパッタ法、めっき法、蒸着法などが適用できる。中でも、スパッタ法や蒸着法などの乾式法が望ましい。
【００２１】
本実施の形態に用いられる金属膜１２の材料としては、一般によく知られている導電性の高い金属であればいずれも適用できるが、中でも銀が好適である。
【００２２】
金属膜１２の膜厚は、導電ペーストの焼成工程で、球状のガラスフリット１１が溶融したときに破砕しやすい厚さであればよい。用いる金属の破砕特性により、膜厚は異なるが、例えば、銀を用いた場合は、０．０００５〜０．００３ｍｍにすればよい。
【００２３】
このような第１の導電性フィラー１０と第２の導電性フィラー２３を用いた場合、導電ペーストの焼成時に、図２（ｂ）において、球状のガラスフリット１１が溶融して破砕した金属膜１２が、図３に示すように、球形金属粉体である第２の導電性フィラー２３の間に介在する。すなわち、第２の導電性フィラー２３どうしの電気的な接触点が増加し、導電性の良好な焼結体が得られる。
【００２４】
本実施の形態において用いる有機系ビヒクルは、樹脂と溶剤との混合物である。この有機系ビヒクルとしては、第１の導電性フィラー１０と、第２の導電性フィラー２３とが均一に分散混合され、かつ沈降しづらい分散安定性に優れるものがよい。このような樹脂としては、ニトロセルロース、エチルセルロース、カルボキメチルセルロース等のセルロース系樹脂；アクリル系樹脂；ブチラール系樹脂；フェノール樹脂；アルキッド樹脂；ロジンエステル樹脂等、あるいはこれら樹脂の混合物が挙げられる。以上に説明した樹脂を溶剤に溶解したものを有機系ビヒクルとしている。
【００２５】
溶剤としては、樹脂が可溶のものであればよく、例えば、Ｎ−メチルー２−ピロリドン、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、コエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ターピネオール、フタル酸ジエチル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、あるいは、これらの溶剤を２種以上混合した混合用材が挙げられる。
【００２６】
以上に説明した導電ペーストを用いてスクリーン印刷法でガラスやセラミックなどの基板上に配線電極を形成するには、導電ペーストからなる配線パターンを基板上に印刷したのち、基板を例えば４００〜６００℃に加熱して導電ペーストを焼成することによって得られる。本発明の導電ペーストを用いることにより、配線幅が０．０３〜０．２０ｍｍ、配線間隔が０．０５ｍｍの高解像度の配線電極を基板上に形成することができる。
【実施例１】
【００２７】
（導電ペーストの調製）
エチルセルロースをαテルピネオールに溶解させた有機系ビヒクルに、一次粒子の平均粒径が０．００５ｍｍの球状銀粉体を第１の導電性フィラー１０として加えて回転攪拌脱泡機を用いて混合する。さらに、表面に厚さ０．００３ｍｍの銀を成膜した硼珪酸鉛ガラスからなる球状のガラスフリット１１を第２の導電性フィラー２３として加えて混合したものを３本ロールミルに通した後、目開き０．０５ｍｍのステンレス製フィルタを用いて濾過して導電ペーストを調製した。なお、球状銀粉体と球状のガラスフリット１１との合計含有率は、導電ペースト１００重量％に対して８５重量％とした。
【００２８】
ここで、球状銀粉体と球状のガラスフリット１１との配合比を以下のように変えたＡ、Ｂ、Ｃ３種類の導電ペーストを用意した。
（Ａ）球状銀粉体：球状のガラスフリット＝７０：１５
（Ｂ）球状銀粉体：球状のガラスフリット＝６０：２５
（Ｃ）球状銀粉体：球状のガラスフリット＝５０：３５
【００２９】
（スクリーン印刷と焼成）
用意した３種類の導電性ペーストを、ガラス基板（旭硝子（株）製の「ＰＤ２００」基板）の上に、スクリーン印刷法にて配線間隔０．０５ｍｍ、配線幅が０．０２〜０．２０ｍｍの範囲において０．０２ｍｍ間隔の配線パターンを印刷した。
【００３０】
次に、配線パターンを印刷したガラス基板を恒温槽に入れ、１５０℃で３０分加熱して溶剤を揮発させた後に、６００℃の焼結炉に移して３０分間加熱焼結した。焼結後の配線電極の電気抵抗を測定した。
【００３１】
その結果、Ａ、Ｂ、Ｃ３種類の導電ペーストで形成した配線電極は、いずれも配線幅が０．０３ｍｍの良好な解像度が得られた。
【００３２】
（比較例）
本発明の導電ペーストと、従来の導電ペーストとを比較するために、以下に示す組成からなる導電ペースト（Ｄ）を実施例１と同様の調整方法で作成したのち、それを用いて実施例１と同様の方法で基板上に配線電極を形成した。なお、有機系ビヒクルは実施例１と同様のものを用いた。また、球状銀粉体とガラスフリットと鱗片状銀粉体の合計含有率は、導電性ペースト１００重量％に対して８５重量％とした。
（Ｄ）球状銀粉体：ガラスフリット：鱗片状銀粉体（平均粒径０．０３ｍｍ）＝６０：１５：１０
【００３３】
導電ペーストＤを用いて作成した配線電極の解像度を測定したところ、配線幅０．０７ｍｍ以上では解像するが、それ以下の配線幅ではつぶれて解像していなかった。また、配線電極の電気抵抗を測定したところ、実施例１の導電ペースト（Ａ、Ｂ，Ｃ）で作成したものと比較して３０％低かった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、電子機器に用いる電気回路の電極材料として有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    第１の導電性フィラー
１１    ガラスフリット
１２    金属膜
２３    第２の導電性フィラー
【図１】
2011192441.tif 000003
【図２】
2011192441.tif 000004
【図３】
2011192441.tif 000005