(57)【要約】【課題】  鉛を実質的に含有せず、低温でも焼成可能であり、不活性雰囲気や還元性雰囲気で焼成した場合でも安定して優れた特性の得られる導体を形成することのできる導電性ペーストを提供する。【解決手段】  導電性粉末とガラスフリットと有機ビヒクルとを含む導電性ペースト（太陽電池素子の電極形成に用いられるものを除く）であって、前記ガラスフリットが、実質的に鉛成分を含まず、且つ、テルルを網目形成成分とするテルル系ガラスフリットであることを特徴とする導電性ペースト。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粉末とガラスフリットと有機ビヒクルとを含む導電性ペースト（太陽電池電極形成に用いられるものを除く）であって、
前記ガラスフリットが、実質的に鉛成分を含まず、且つ、テルルを網目形成成分とするテルル系ガラスフリットであることを特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】
前記テルル系ガラスフリットが、テルルを酸化物換算で２５〜９０モル％含むことを特徴とする請求項１記載の導電性ペースト。
【請求項３】
前記テルル系ガラスフリットが、テルルを酸化物換算で３０〜９０モル％含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
前記テルル系ガラスフリットが、タングステン、モリブデンの何れか一種以上を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記テルル系ガラスフリットが、タングステン、モリブデンの何れか一種以上を酸化物換算で５〜６０モル％含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記テルル系ガラスフリットが酸化物換算で以下の成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の導電性ペースト。
テルル：２５〜９０モル％
タングステン、モリブデンの何れか一種以上：５〜６０モル％
亜鉛：０〜５０モル％
ビスマス：０〜２５モル％
アルミニウム：０〜２５モル％
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の配線導体や、電子部品の電極導体（以下、単に「導体」という）の形成に使用される導電性ペーストに関し、特には、低温で焼成する場合においても良好に導体を形成できる導電性ペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プラズマディスプレイパネルやエレクトロルミネッセンスパネル等の電子材料基板に形成される配線導体や、チップ抵抗や積層電子部品等の電子部品に形成される電極導体は、通常、以下のようにして形成される。
【０００３】
導電性粉末及びガラス等の無機結合剤粉末を必要に応じてその他の添加剤と共にビヒクルに分散させて導電性ペーストを作製し、これを、導体を形成する対象物（以下「基体」という）に対してディッピング、刷毛塗り、スクリーン印刷等種々の方法により所望のパターンで塗布し、乾燥させる。その後、例えば６００〜１２００℃といった高温で焼成し、ビヒクルを飛散させることによって基体上に所望パターンの導体が形成される。この導体上には、必要に応じてニッケルめっきや、スズ若しくはその合金からなるめっき層が形成されることもある。
【０００４】
従来、導電性ペーストの導電性粉末としては、パラジウムや銀−パラジウム、白金等の貴金属の他、ニッケル、銅、コバルトといった卑金属も用いられており、特に後者の場合、焼成時に酸化し易いため、窒素や水素−窒素等の不活性雰囲気中もしくは還元性雰囲気中で焼成が行われる。そのため、特に卑金属粉末を使用する導電性ペーストには、不活性雰囲気や還元性雰囲気で焼成しても安定な非還元性ガラスを用いる必要がある。
【０００５】
近年、環境問題に対する意識の高まりもあって、鉛を使用しない導電性ペーストの開発が求められている。
【０００６】
また、その一方で、プラズマディスプレイパネル等の製造工程において、汎用のガラス基板に対して導体を形成するために、２５０〜６００℃といった低温でも焼成することのできる導電性ペーストの開発も望まれている。
【０００７】
低温で焼成できるガラスの一つとしてテルル系ガラスが知られている。しかしながら、テルル系ガラスは、過去、蛍光表示管の封着用途（特許文献１）や光ファイバ材料用途（特許文献２）としての検討は頻繁になされていたが、過去、導体形成用途としては殆ど検討されてきておらず、ダイボンディング用においてガラス組成としてテルル以外にも多量の鉛を必須とする例が幾つか散見される程度であった（特許文献３，４）。
【０００８】
先に本出願人は、このテルル系ガラスについて詳細な検討を行い、太陽電池素子の電極を形成する導電性ペーストにテルル系ガラスを使用した場合に、良好な結果が得られることを確認している（特願２００９−２４７２２０参照）。
【０００９】
本発明者等はこのテルル系ガラスを含む導電性ペーストについて更に検討を行った結果、太陽電池素子の電極形成以外の用途においても良好な結果が得られることを見出し、本発明を完成するに到ったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−０２９８３４号公報
【特許文献２】特開２００７−００８８０２号公報
【特許文献３】特開平０２−２９３３４４号公報
【特許文献４】特開平０４−２７０１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
すなわち、本発明は太陽電池素子の電極形成以外の用途に用いられる導電性ペーストであって、鉛を実質的に含有せず、低温焼成が可能であり、不活性雰囲気や還元性雰囲気で焼成した場合でも安定して優れた特性の得られる導体を形成することのできる導電性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】
【００１２】
本発明は以下の構成よりなる。
（１）導電性粉末とガラスフリットと有機ビヒクルとを含む導電性ペースト（太陽電池素子の電極形成に用いられるものを除く）であって、前記ガラスフリットが、実質的に鉛成分を含まず、且つ、テルルを網目形成成分とするテルル系ガラスフリットであることを特徴とする導電性ペースト。
（２）前記テルル系ガラスフリットが、テルルを酸化物換算で２５〜９０モル％含むことを特徴とする前記（１）記載の導電性ペースト。
（３）前記テルル系ガラスフリットが、テルルを酸化物換算で３０〜９０モル％含むことを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の導電性ペースト。
（４）前記テルル系ガラスフリットが、タングステン、モリブデンの何れか一種以上を含むことを特徴とする前記（１）乃至（３）の何れかに記載の導電性ペースト。
（５）前記テルル系ガラスフリットが、タングステン、モリブデンの何れか一種以上を酸化物換算で５〜６０モル％含むことを特徴とする前記（１）乃至（４）の何れかに記載の導電性ペースト。
（６）前記テルル系ガラスフリットが酸化物換算で以下の成分を含むことを特徴とする前記（１）に記載の導電性ペースト。
【００１３】
テルル：２５〜９０モル％
タングステン、モリブデンの何れか一種以上：５〜６０モル％
亜鉛：０〜５０モル％
ビスマス：０〜２５モル％
アルミニウム：０〜２５モル％
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鉛を含有せず、低温で焼成可能な導電性ペーストを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の導電性ペーストの一実施形態について説明する。但し、本発明の範囲は以下に限定されるものではない。
【００１６】
本発明の導電性ペーストは、導電性粉末及びガラスフリットを有機ビヒクルに分散させたものである。以下、各成分について説明する。
【００１７】
導電性粉末としては銀、金、白金、パラジウムといった貴金属粉末の他、銅、ニッケル、コバルトといった卑金属粉末から選ばれる一種以上を用いることができ、その形状は、球状、フレーク状、樹枝状等、従来用いられるものが使用可能である。特に限定はないが平均粒径は０．１〜１０μｍのものが好ましく、また二種以上の金属からなる合金粉末や複合粉末、金属の種類、平均粒径、粒度分布、形状等の異なる二種以上の混合粉末を用いても良い。
【００１８】
本発明の導電性ペーストにおいては、ガラスフリットとして、テルルを網目形成成分とするテルル系ガラスを使用する。
【００１９】
本発明で使用されるテルル系ガラスにおいて、テルルは単独ではガラス化しないがガラスの主要構造を形成する網目形成成分であり、その好ましい含有量はガラスフリット全体に対して酸化物換算で２５〜９０モル％である。２５モル％未満或いは９０モル％を越えるとガラス形成が困難となる。更に好ましくは３０〜９０モル％であり、最も好ましくは４０〜８０モル％である。
【００２０】
本発明で使用されるテルル系ガラスにおいては、テルルが網目形成成分としてガラスのネットワークを形成しているが、テルル以外にガラスネットワークの形成を補う成分として、タングステン、モリブデンの何れか一種以上を含むことが望ましい。
【００２１】
タングステンとモリブデンは共にテルル系ガラスのガラス化範囲の拡大と安定化に寄与する。酸化物換算で５モル％未満或いは６０モル％より多いとガラス形成が困難となる。それ故、好ましいタングステン、モリブデンの含有量は５〜６０モル％であり、更に好ましくは１０〜５０モル％である。
【００２２】
本発明で使用されるテルル系ガラスにおいて好ましくは、更に亜鉛、ビスマス、アルミニウムの何れか一種以上を含み、特にこれらはタングステン及び／又はモリブデンと組み合わせて含まれることが望ましい。
【００２３】
亜鉛はガラス化範囲の拡大と安定化に寄与するが、酸化物換算で５０モル％より多く含まれるとガラス形成が困難となる。それ故、好ましい含有量は５〜３０モル％である。
【００２４】
ビスマスはガラス化範囲の拡大と化学的耐久性の向上に寄与するが、酸化物換算で２５モル％より多く含まれると結晶相を晶出しやすくなりガラスの安定性を損なう。好ましい含有量は０．５〜２２モル％である。
【００２５】
アルミニウムはガラスの化学的耐久性の向上に寄与するが、酸化物換算で２５モル％を越えると添加の効果が顕著でなくなってくる。好ましい含有量は２〜２０モル％である。
【００２６】
本発明で使用されるテルル系ガラスは、ガラスとしての特性を調整するため、更にカリウム、リチウム、ナトリウムといったアルカリ金属元素、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムといったアルカリ土類金属元素、ジスプロシウム、イットリウム、ニオブ、ランタン、銀、ジルコニウム、チタン、硼素、ゲルマニウム、リン、タンタル、バナジウムといった元素を含んでいても良く、それらの酸化物換算での含有量は好ましくは合計で５０モル％以下である。
【００２７】
本発明に係るテルル系ガラスの軟化点に特に限定はないが、低温での焼成を良好に行えるようにするためには、５５０℃以下であることが望ましい。
【００２８】
なお後述の実施例では、代表的乃至好適なテルル系ガラスの一例として、テルル−タングステン−ビスマス系ガラス並びにテルル−モリブデン−ビスマス系ガラスを挙げて説明したが、本発明で使用できるテルル系ガラスはこれらに限定されるものではなく、例えば前出の特願２００９−２４７２２０に記載されている各種のテルル系ガラスを使用することができる。
【００２９】
本発明において導電性ペーストには、テルル系ガラスフリットの他に、導電性ペーストとしての特性を調整するため、テルル系以外のガラスフリットを併用しても良い。テルル系以外のガラスフリットとしては、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系等、公知のガラスの中から、適宜、テルル系ガラスと組み合わせることができるが、好ましくはＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系ガラスと併用することが望ましい。
【００３０】
本発明の導電性ペーストに含まれるガラスフリットの含有量は、導電性ペーストにおいて通常含まれ得る量で構わないが、一例として、導電性粒子１００重量部に対し、０．１〜１０重量部であることが好ましい。ガラスフリットの含有量が導電性粉末１００重量部に対して、０．１重量部より少ないと基体との密着性、電極強度が極めて弱くなる。また１０重量部を超えると、電極表面にガラス浮きを生じたり、導電性が低下するといった問題が生じる。
【００３１】
また特に限定はないが、本発明の導電性ペーストに配合されるガラスフリットとしては、平均粒径は０．５〜５．０μｍであることが望ましい。
【００３２】
なお、本発明で使用されるテルル系ガラスフリットは実質的に鉛成分を含まないものであり、具体的には、鉛含有量は１０００ｐｐｍ以下である。
【００３３】
本発明の導電性ペーストには、その他必要により、本発明の効果を損なわない範囲で、添加剤として通常添加され得る可塑剤、粘度調整剤、界面活性剤、酸化剤、金属酸化物、金属有機化合物等を適宜配合することができる。
【００３４】
本発明の導電性ペーストは、前述した導電性粉末、ガラスフリット、適宜添加剤と共に有機ビヒクルと混合され、スクリーン印刷その他の印刷方法に適したレオロジーのペースト、塗料、またはインク状とされる。
【００３５】
有機ビヒクルとしては特に限定はなく、導電性ペーストのビヒクルとして通常使用されている有機バインダーや溶剤等が適宜選択して配合される。例えば有機バインダーとしては、セルロース類、アクリル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、ロジンエステル等が、また溶剤としてはアルコール系、エーテル系、エステル系、炭化水素系等の有機溶剤や水、これらの混合溶剤が挙げられる。ここで有機ビヒクルの配合量は特に限定されるものではなく、導電性粉末、ガラスフリットなどの無機成分をペースト中に保持し得る適切な量で、塗布方法等に応じて適宜調整されるが、通常、導電性粉末１００重量部に対して５〜４０重量部程度である。
【００３６】
本発明の導電性ペーストは、プラズマディスプレイパネルやエレクトロルミネッセンスパネル等の電子材料基板に形成される配線導体の他、チップ抵抗や積層電子部品等の電子部品に形成される電極導体等、汎用的に導体形成に用いることができ、特には２５０〜６００℃といった低温で焼成する導体形成に好適に用いることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔試料１〜７の作製〕
銀粉末１００重量部とガラスフリット２重量部とを、エチルセルロース及び溶剤からなる有機ビヒクル８重量部中に分散させて、試料１〜７の導電性ペーストを調製した。表中、ガラス組成の各成分はいずれも酸化物換算でのモル％で示されている。
【００３８】
続いて各試料１〜７を、それぞれ５枚づつ、５ｍｍ×５ｍｍの正方形パターンで焼成膜厚が２０μｍになるようにアルミナ基板上に印刷し、乾燥後、大気中でピーク温度４００℃、５００℃、６００℃で焼成した。
【００３９】
こうして得られた導体パターンの比抵抗を四端子法で測定し、平均した結果を表１に併記する。
〔試料８〜１４の作製〕
導電性粉末として銅粉末を用いた以外は同様にして試料８〜１４を調整した。その後、焼成を１％の水素を含むアルゴンガス中で行った以外は同様にして導体パターンを形成し、比抵抗を測定した。結果を表１に併記する。
【００４０】
【表１】
2012099453.tif 000002
【００４１】
表１に示される通り、テルル系ガラスフリットを用いた導電性ペーストは、実質的に鉛成分を含まないにも拘わらず、低温で焼成することができ、良好な導電性を得ることができる。