JP2001250422A

JP2001250422A - 凹版印刷用導電性ペースト

Info

Publication number: JP2001250422A
Application number: JP2000063577A
Authority: JP
Inventors: Fumiya Adachi; 史哉足立
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、凹版印刷によっても高精細か
つ高精度な電極ラインを形成できる導電性ペーストを提
供することにある。【解決手段】本発明の凹版印刷用導電性ペーストは、導
電性粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルと、を含
有し、導電性粉末は、凝集率が６．０％以下、タップ密
度が３．０ｇ／ｃｍ³以上、平均粒径（Ｄ₅₀）が０．３
〜３．０μｍ、比表面積が０．３〜２．５ｍ²／ｇの範
囲内にある略球状の粉末からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品ならびに
画像表示装置の電極回路形成に好適に用いられる凹版印
刷用導電性ペーストに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の凹版印刷を図２（ａ）に示して、
説明する。まず、中央部に凹部が形成された凹版１ａを
備える凹版印刷装置１と、主に導電性粉末とガラスフリ
ットと有機ビヒクルとからなる従来より一般的な導電性
ペースト１２と、基板３とを準備する。次に、凹版１ａ
の内側に導電性ペースト１２を充填する。次に、図２
（ａ）に示すように、凹版１ａの凹部に充填された導電
性ペースト１２と基板３とが接するように凹版１ａを基
板３に押し付ける。次に、図２（ｂ）に示すように、凹
版１ａを基板３から取り除くことにより、凹版１ａの凹
部に充填されていた導電性ペースト１２の一部が基板３
上に転写されて電極ライン１２ａが形成され、同時に残
部１２ｂが凹版１ａの凹部内に残留する。

【０００３】また、特開平１１−５８９２２号公報に
は、凹版印刷の一形態であるオフセット印刷により電極
配線を形成する印刷方法について記載があり、使用され
る導電性ペーストとしては、有機金属レジネートが挙げ
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の凹版印刷は、比
較的容易に電極ラインを印刷することが可能な手法であ
るが、フィラーとなる導電性粉末が均一に分散しにくい
ために、図２（ｂ）に示すように、転写後の電極ライン
１２ａの形状が均一にならないという問題がある。すな
わち、導電性ペースト１２中の導電性粉末が均一に分散
していない場合、導電性ペースト１２内の内部結合状態
が不均等となり、結合が弱い部分から破壊されるため、
電極ライン１２ａと残部１２ｂとの境界が不均一に分断
され、したがって転写後の電極ライン１２ａの形状が不
均一となる。

【０００５】また、導電性ペーストとして有機金属レジ
ネートを用いることで高精細な電極ラインを形成するこ
とができるが、電子部品ならびに表示装置の回路を形成
する上で、信頼性の確保と低コスト化を同時に実現する
ためには、有機金属レジネートはコストがかかり過ぎる
という問題がある。

【０００６】また、厚膜ペーストによる電極形成方法と
してスクリーン印刷法、フォトリソ工法があるが、スク
リーン印刷は、連続印刷時の精度に不安があり、またフ
ォトリソ工法はコストを要するため好ましくない。

【０００７】本発明の目的は、上述の問題点を解消すべ
くなされたもので、凹版印刷によっても高精細かつ高精
度な電極ラインを形成できる導電性ペーストを提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の凹版印刷用導電性ペーストは、導電性粉末
と、ガラスフリットと、有機ビヒクルと、を含有し、導
電性粉末は、凝集率が６．０％以下、タップ密度が３．
０ｇ／ｃｍ³以上、平均粒径（Ｄ₅₀）が０．３〜３．０
μｍ、比表面積が０．３〜２．５ｍ²／ｇの範囲内にあ
る略球状の粉末からなることを特徴とする。

【０００９】また、本発明の凹版印刷用導電性ペースト
におけるガラスフリットの平均粒径（Ｄ₅₀）は、２．５
μｍ以下であることを特徴とする。

【００１０】また、本発明の凹版印刷用導電性ペースト
におけるガラスフリットの添加量は、導電性ペースト１
００重量％のうち２〜８重量％であることを特徴とす
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の導電性ペーストを用いた
凹版印刷を図１（ａ）に示して、説明する。まず、中央
部に凹部が形成された凹版１ａを備える凹版印刷装置１
と、本発明の導電性ペースト２と、基板３とを準備す
る。次に、凹版１ａの内側に導電性ペースト２を充填す
る。このとき、導電性ペースト２中の導電性粉末が均一
に分散しているために、凹版１ａの凹部の隅々まで導電
性粉末が充填される。

【００１２】次に、図１（ａ）に示すように、凹版１ａ
の凹部に充填された導電性ペースト２と基板３とが接す
るように凹版１ａを基板３に押し付ける。次に、図１
（ｂ）に示すように、凹版１ａを基板３から取り除くこ
とにより、凹版１ａの凹部に充填されていた導電性ペー
スト２が基板３上に転写されて電極ライン２ａが形成さ
れ、同時に残部２ｂが凹版１ａの凹部内に残留する。こ
のとき、導電性ペースト２中の導電性粉末が均一に分散
しているため、導電性ペースト１２内の内部結合状態が
均等となり、電極ライン１２ａと残部１２ｂとの境界が
均一に分断され、したがって転写後の電極ライン１２ａ
の形状が均一となる。

【００１３】本発明の導電性ペーストに用いる導電性粉
末は、凝集率が６．０％以下であることを要する。すな
わち、凝集率が６．０％を超えると、導電性ペーストの
製造時に凝集構造が十分に解砕されず、導電性ペースト
中の２次粒子による見かけの粒径が大きくなり、凹版の
細部に導電性粉末が充填されなくなり、転写される電極
ラインの形状は不均一となる傾向がある。

【００１４】また、本発明の導電性ペーストに用いる導
電性粉末は、タップ密度が３．０ｇ／ｃｍ³以上である
ことを要する。すなわち、タップ密度が３．０ｇ／ｃｍ
³未満であると粒子の凝集度が増すため、凹版印刷の工
程時において凹版の細部に導電性ペースト中の導電性粉
末が充填されなくなり、印刷される電極ラインの形状は
不均一となる傾向がある。

【００１５】また、本発明の導電性ペーストに用いる導
電性粉末は、平均粒径（Ｄ₅₀）が０．３〜３．０μｍの
範囲であることを要する。すなわち、平均粒径（Ｄ₅₀）
が０．３μｍを下回ると、導電性粉末の１次粒子が凝集
し、微粒であるが故にその凝集構造は強固であるため、
導電性ペーストの製造時に凝集構造が十分に解砕され
ず、導電性ペースト中の２次粒子による見かけの粒径が
大きくなり、凹版の細部に導電性粉末が充填されなくな
る傾向がある。また、平均粒径（Ｄ₅₀）が３．０μｍを
超えると、凹版印刷の工程時において凹版の細部に導電
性ペースト中の導電性粉末が充填されなくなり、印刷さ
れる電極ラインの形状は不均一となる傾向がある。

【００１６】また、本発明の導電性ペーストに用いる導
電性粉末は、比表面積が０．３〜２．５ｍ²／ｇの範囲
であることを要する。すなわち、比表面積が０．３ｍ²
／ｇを下回ると、平均粒径が過大となるため、凹版印刷
の工程時において凹版の細部に導電性ペースト中の導電
性粉末が充填されなくなり、印刷される電極ラインの形
状は不均一となる傾向がある。また、比表面積が２．５
ｍ²／ｇを超えると、平均粒径が過小となるため、導電
性粉末の１次粒子が凝集し、微粒であるが故にその凝集
構造は強固であるため、導電性ペーストの製造時に凝集
構造が十分に解砕されず、導電性ペースト中の２次粒子
による見かけの粒径が大きくなり、凹版の細部に導電性
粉末が充填されなくなる傾向がある。

【００１７】本発明の導電性ペーストに用いるガラスフ
リットは、特に限定はしないが、例えばＢ−Ｓｉ−Ｂｉ
−Ｏ系ガラス、Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｏ系ガラス、Ｂ−Ｓｉ
−Ｂａ−Ｏ系ガラス、Ｂ−Ｓｉ−Ｐｂ−Ｏ系ガラス等を
適宜選択して用いることができる。

【００１８】また、本発明の導電性ペーストに用いるガ
ラスフリットの平均粒径（Ｄ₅₀）は、２．５μｍ以下で
あることが好ましい。一般にガラスフリットは不定形で
あるため、粒径が大きくなると表面粗さが悪化するた
め、印刷される電極ラインの形状は不均一となる傾向が
ある。また、ガラス粒子の形状に起因する問題は球状の
ガラス粉末を用いることで多少解決できるが、球状のガ
ラス微粉末を用いると生産コストが高くなる。これに対
して、本発明は平均粒径（Ｄ₅₀）が２．５μｍ以下のガ
ラスフリットを用いることにより、凹版印刷の工程時に
おいて凹版の細部にまで導電性ペースト中の導電性粉末
が充填され、印刷される電極ラインの形状は均一とな
る。

【００１９】また、本発明の導電性ペーストに用いるガ
ラスフリットの添加量は、導電性ペースト１００重量％
に対して２〜８重量％であることが好ましい。すなわ
ち、添加量が２重量％以上であれば、印刷された電極ラ
インの基板に対する密着性をより確保することができ
る。また、添加量が８重量％以下であれば、焼成後の電
極の表面に過剰のガラスが浮き出すことがないため、は
んだ濡れ性を確保することができる。

【００２０】本発明の導電性ペーストに用いる有機ビヒ
クルは、特に限定はしないが、例えばオフセット印刷な
らびに水無し印刷のインキにおいて一般的に用いられて
いる、脂肪族炭化水素系溶剤もしくは芳香族炭化水素系
溶剤に、植物油、加工油、鉱物油等の油、および天然樹
脂、ロジン変性フェノール樹脂、石油樹脂、アルキド樹
脂、環化ゴム等の樹脂を溶解させたものを適宜選択して
用いることができる。また、必要に応じて、ワックス、
ドライヤ、分散剤、ミスティング防止剤、皮張り防止剤
等の添加剤を適宜添加することができる。

【００２１】

【実施例】まず、表１に示すように、粉末形状・タップ
密度・平均粒径・比表面積の夫々異なる銀粉末を準備
し、これらをそれぞれ試料１ないし１４の銀粉末とし
た。

【００２２】なお、粉末形状は平均円形度が９０％以上
の粉末を「球状」とし、その他観察された形状に基づき
「塊状」「鱗片状」とした。平均円形度は、粒子投影像
の面積に相当する円の周囲長をその投影像の周囲長で除
した比とした。また、凝集率は、凝集個数が５個以上の
粒子数を全粒子数で除した割合とした。以上の測定に際
しては、シスメックス社製フロー式粒子分析装置（ＦＰ
ＩＡ−２０００）を用いた。

【００２３】次に、試料１ないし１４の銀粉末をそれぞ
れ６７重量部、Ｂ−Ｓｉ−Ｂｉ−Ｏ系ガラスフリット３
重量部、ビヒクル（ＳＰ−２１５：サカタインクス製）
３０重量部を混練し、３本ロールで分散して、試料１な
いし１４の導電性ペーストを作製した。

【００２４】次に、試料１ないし１４の導電性ペースト
を、幅５０μｍ×深さ２０μｍの王部を有する直線パタ
ーンの凹版の凹部に充填し、これをガラス基板に印刷し
て、試料１ないし１４の電極ラインを形成した。

【００２５】そこで、試料１ないし１４の導電性ペース
トの凹版への充填性、ならびに試料１ないし１４の電極
ラインの形状を観察した。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１から明らかであるように、凝集率が
６．０％以下、タップ密度が３．０ｇ／ｃｍ³以上、平
均粒径（Ｄ₅₀）が０．３〜３．０μｍ、比表面積が０．
３〜２．５ｍ²／ｇで、粉末形状が球状である銀粉末を
用いた試料のうち、試料１〜４，１０は、何れも充填性
に優れ、印刷形状は均一であった。

【００２８】また同様に、上述の凝集率・タップ密度・
平均粒径・比表面積・粉末形状の条件を満たすが、平均
粒径（Ｄ₅₀）が３．０μｍであった試料５は、上記最も
優れる試料１〜４，１０と比べると充填性がやや劣った
が、印刷形状は均一であって実用に耐える範囲内である
ことから本発明の範囲内となった。

【００２９】また同様に、上述の凝集率・タップ密度・
平均粒径・比表面積・粉末形状の条件を満たすが、凝集
率が６．０％であった試料８は、上記最も優れる試料１
〜４，１０と比べるとやや充填性が劣ったが、印刷形状
は均一であって実用に耐える範囲内であることから本発
明の範囲内となった。

【００３０】これに対して、上述の凝集率・タップ密度
・平均粒径・比表面積・粉末形状の条件を満たさない試
料６，７，９，１１〜１４は、凹版の細部にまで導電性
ペースト中の導電粉末が充填されず、転写形状も大きく
劣り実用的ではなかった。特に、塊状の銀粉末を用いた
試料１３は充填性が悪く、鱗片状の銀粉末を用いた試料
１４にいたっては、凹部へ全く充填できなかった。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の導電性ペースト
は、導電性粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクル
と、を含有し、前記導電性粉末は、凝集率が６．０％以
下、タップ密度が３．０ｇ／ｃｍ³以上、平均粒径（Ｄ
₅₀）が０．３〜３．０μｍ、比表面積が０．３〜２．５
ｍ²／ｇの範囲内にある略球状の粉末からなることを特
徴とすることで、凹版印刷という比較的容易な印刷方法
によっても高精細かつ高精度な電極ラインを形成するこ
とができ、形成される電極の信頼性の確保と低コスト化
を同時に実現することができる。

【００３２】また、本発明の導電性ペーストは、導電性
ペースト中のガラスフリットの平均粒径（Ｄ₅₀）が２．
５μｍ以下であることを特徴とすることで、安価な不定
形状のガラス粉末によっても高精細かつ高精度な電極ラ
インを形成することができ、形成される電極の低コスト
化をより一層実現することができる。

【００３３】また、本発明の導電性ペーストは、導電性
ペースト中のガラスフリットの添加量が導電性ペースト
１００重量％のうち２．０〜８．０重量％であることを
特徴とすることで、印刷された電極ラインの基板に対す
る密着性をより確保し、同時に焼成後の電極の表面に過
剰のガラスが浮き出すことがないため、十分なはんだ濡
れ性を確保した高精細かつ高精度な電極ラインを形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一つの実施形態の凹版印刷を説明
する断面図であり、（ａ）は、転写時の凹版、導電ペー
ストならびに基板の断面図であり、（ｂ）は転写後の電
極ライン形状の説明図である。

【図２】従来の凹版印刷を説明する断面図であり、
（ａ）は、転写時の凹版、導電ペーストならびに基板の
断面図であり、（ｂ）は転写後の電極ライン形状の説明
図である。

【符号の説明】

１凹版印刷装置１ａ凹版２導電性ペースト

Claims

【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、を含有し、前記導電性粉末は、凝集率が
６．０％以下、タップ密度が３．０ｇ／ｃｍ³以上、平
均粒径（Ｄ₅₀）が０．３〜３．０μｍ、比表面積が０．
３〜２．５ｍ²／ｇの範囲内にある略球状の粉末からな
ることを特徴とする凹版印刷用導電性ペースト。
【請求項２】前記ガラスフリットの平均粒径（Ｄ₅₀）
は、２．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に
記載の凹版印刷用電極ペースト。
【請求項３】前記ガラスフリットの添加量は、導電性
ペースト１００重量％のうち２．０〜８．０重量％であ
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の凹
版印刷用電極ペースト。