JP2002117720A

JP2002117720A - 金属ペースト

Info

Publication number: JP2002117720A
Application number: JP2000308703A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kitamura; 昌広北村; Hideki Takamatsu; 秀機高松; Toshie Yamazaki; 敏栄山崎; Kenichi Suzuki; 憲一鈴木
Original assignee: Namics Corp
Current assignee: Namics Corp
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-04-19
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: JP4739495B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板との密着性に優れ、低温で焼成すること
ができ、かつ、焼成時に腐食性の高い排ガスを発生する
ことのない金属ペーストを提供する。【解決手段】高価な特殊金属の有機金属化合物のみな
らず、汎用性が高く安価な、常温で固体である、周期律
表３族〜１５族に属する金属の有機金属化合物の１種以
上と、脂肪族環状エーテル、具体的にはエポキシ環誘導
体またはオキセタン環誘導体とを配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属ペーストに関
し、詳しくは、低温で焼成することができ、焼成時に腐
食性の高い排ガスを発生することのない、基板との密着
性に優れた金属ペーストに関する。

【０００２】

【従来の技術】金属は、その種類に応じて固有の特徴的
な性能、たとえば、導電性、抵抗性、半導電性、透明
性、イオン性、耐蝕性、摩擦性、遮光性、着色性および
／または金属光沢性等を有する。この場合、金属の固有
の性能を活用するために、単一の金属で部品全体を作製
する方法があるが、一般には、金属を部品の一部、とく
に部品の表面に金属膜として存在させて金属の有する機
能を発揮させる場合が多い。また、金属固有の性能を金
属膜として利用する方が、取り扱いが容易であり、経済
的である。

【０００３】たとえばセラミック等の基板上に、所要の
機能を発揮する単独の金属または合金の金属膜を種々の
手段により形成して、電子材料、電子機器、機械材料等
の表面処理、コーティング、防磁、装飾、触媒、殺菌な
どの好ましい機能を発揮させている。またかかる金属膜
は、医薬・農薬等の分野にも利用されつつある。

【０００４】基板上に金属膜を形成する従来の技術とし
て、（１）溶液中の金属イオンを反応析出させる金属メ
ッキ法、（２）高真空を利用するスパッタ法等の物理的
蒸着法（ＰＶＤ法）、（３）高温と反応ガスを必要とす
る化学的蒸着法（ＣＶＤ法）、（４）金属インクを塗布
して焼成する厚膜ペースト法、などが公知である。

【０００５】（１）の方法は、亜鉛、錫、アルミニウム
などの金属イオンを含む溶液中で、たとえば冷延鋼板の
表面にこれらの金属を電解析出させるメッキ鋼板が代表
的であり、自動車用または家電製品用に多量に使用され
ている。この方法は、大量生産に適する反面、工業的に
は、表面を被覆する金属膜の種類が限定されており、多
様な組成を有する金属膜の成膜および少量の部品の成膜
には適していない。（２）、（３）の方法は、基板に対
して密着性の高い金属膜を成膜できる利点はあるが、Ｐ
ＶＤ法は、高価な高真空・大型装置を必要とし、また、
バッチ式の生産方式のため量産ができないので、製造コ
ストが高くなるという問題を、またＣＶＤ法は、基板自
体も高温度に曝されるので、基板の材質変化を避けるこ
とが困難であるという問題を有する。これに対して、
（４）の厚膜ペースト法は、（１）〜（３）の方法に比
較すると金属膜の密着性が小さいものの、各種の金属ペ
ーストを基板上に塗布・焼成するだけで製造できる。大
規模な設備を必要とすることなく、簡便な工程と装置で
連続的に成膜できるので、生産性が高く安価であるとい
うメリットがあり、広く活用されている。

【０００６】しかしながら、厚膜ペースト法は、各種の
金属を微粒子にして溶媒に分散させた不均一な粘性液体
であるペーストを使用している。このため、基板に塗布
して焼成するだけでは、金属粒子が基板に接触した状態
の金属膜となり、均一な膜が形成されないという問題が
あった。そのため、電子業界で多用されている銀−パラ
ジウム合金含有ペーストの場合には、ペーストを塗布し
た後、約９５０℃の高温で焼成し、金属微粒子を溶融さ
せることにより、均一な金属膜を形成している。したが
って、従来の厚膜ペースト法では、基板として、セラミ
ック基板や金属板のような高融点の材料しか使用できな
いという問題があった。また、高温で溶融・焼成を行う
ので、高熱に耐える大型焼成炉と周辺施設、および大き
なエネルギを必要とするという問題があった。

【０００７】そこで、ペーストの焼成温度をより低温に
することができれば、設備費の低減、エネルギの節約に
より、低コスト化を図ることが可能になる。また、軟化
点が低いガラスやプラスチック等の安価な汎用基板にも
応用が可能になる。そこで、こうした従来の厚膜ペース
ト法の問題を解決するために、特開平３−１８４８９０
号公報に、無機の金属粒子をいったん有機金属化合物に
変換し溶媒中に均一に溶解させてから塗布・焼成して、
均一な金属薄膜を得る有機金属（ＭＯ）法が開示されて
いる。たとえば、金元素の場合、イオウを含有する金の
有機金属化合物を用いたペースト法は、金の微粒子を練
込んだ厚膜ペースト法よりも、金の使用量が約７分の１
の少量で、同等の性能を発揮する均一な金膜を形成する
ことができる。このため、金の金属膜を使用する分野で
は、従来の厚膜ペースト法からＭＯ法に置き換えられつ
つある。

【０００８】しかしながら、ＭＯ法は、厚膜ペースト法
に比較して、コストが上昇するので、ＭＯ法による金の
成膜はサーマルプリントヘッド等のごく一部の分野にし
か使用されていない。また、イオウ金属化合物を使用す
るため、焼成時にＳＯ_xを含む排ガスを排出するという
問題も生じる。

【０００９】そこで、ＭＯ法を改良するため、特開平１
０−７２６７３号公報に、常温で固体の、安価な金属の
有機金属化合物を、安価なアミノ化合物に配合した金属
ペーストが開示されている。この発明は、常温で固体の
有機金属化合物にアミノ化合物を加えて攪拌という簡便
な手段により、有機金属用インクとして直接ペースト化
できる。さらに、金属ペーストに有機酸や有機アルコー
ルを加えると、一般に不安定な有機金属化合物を安定化
させ、溶解性や印刷性を向上させることも可能である。
また、この発明では、金属ペーストを、９０℃〜５５０
℃、好ましくは１１０〜３５０℃の低温で焼成すること
を可能にしている。しかしながら、このアミノ化合物を
配合した金属ペーストも、アミノ化合物の毒性と腐食に
対する問題、および焼成時にＮＯ_xが発生することによ
る臭気の問題があることから、改良の余地が残されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、低
温で焼成することができる金属ペーストの発明がいくつ
か提案されているものの、コストの問題、腐食の問題、
焼成時の排ガスの問題がある。そこで、本発明は、基板
との密着性に優れ、低温で焼成することができ、かつ、
焼成時に腐食性の高い排ガスを発生することのない金属
ペーストを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、本発
明の発明者は、高価な特殊金属の有機金属化合物のみな
らず、汎用性が高く安価な、常温で固体である有機金属
化合物を、３員または４員の脂肪族環状エーテル、具体
的にはエポキシ環誘導体またはオキセタン環誘導体と配
合することにより、基板に塗布できる粘性を有し、ま
た、低温焼成においても、基板上に安定な金属膜を成膜
することができる金属ペーストの発明を完成するに至っ
た。

【００１２】すなわち、本発明は、常温で固体である、
周期律表３族〜１５族に属する金属の有機金属化合物の
１種以上と、３員または４員の脂肪族環状エーテル化合
物、すなわちオキセタン環誘導体またはエポキシ環誘導
体を含む金属ペーストである。

【００１３】とくに、オキセタン環誘導体またはエポキ
シ環誘導体エポキシ環を溶剤または溶剤の一部として添
加すると、有機金属化合物の溶解度を高めことができ、
さらに印刷性を向上させることができる。また本発明の
金属ペーストは、基板に塗布して１５０〜５５０℃、好
ましくは２００〜３００℃の低温で焼成しても、密着性
の高い金属膜を成膜することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明における、周期律表３族〜
１５族に属する金属とは、具体的には、チタン、ジルコ
ニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリ
ブデン、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウ
ム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、
カドミウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛、アンチ
モン、ビスマス等が含まれる。

【００１５】有機金属化合物とは、たとえば有機酸金属
塩であり、常温で固体の、カプリル酸金属塩、シクロヘ
キサンカルボン酸金属塩、ギ酸金属塩、酢酸金属塩、シ
ュウ酸金属塩、シクロヘキサンプロピオン酸金属塩等が
あげられる。

【００１６】また、有機酸金属塩の具体例としては、カ
プリル酸ニッケル、カプリル酸銅、カプリル酸ビスマ
ス、カプリル酸アンチモン、カプリル酸錫、カプリル酸
コバルト、カプリル酸銀、カプリル酸インジウム、カプ
リル酸パラジウム、カプリル酸ロジウム、カプリル酸白
金、カプリル酸ルテニウム等のカプリル酸金属塩、シク
ロヘキサンカルボン酸ルテニウム、シクロヘキサンカル
ボン酸白金、シクロヘキサンカルボン酸パラジウム等の
シクロヘキサンカルボン酸金属塩、ギ酸パラジウム、ギ
酸インジウム、ギ酸スズ、ギ酸アンチモン、ギ酸銀、ギ
酸ルテニウム等のギ酸金属塩、酢酸パラジウム、酢酸ロ
ジウム、酢酸銀、酢酸コバルト、酢酸鉛、酢酸銅、酢酸
インジウム、酢酸スズ、酢酸アンチモン、酢酸ルテニウ
ム、酢酸カドミウム、酢酸タリウム、酢酸ビスマス、酢
酸クロム、酢酸マンガン、酢酸鉄、酢酸ニッケル、酢酸
亜鉛、酢酸モリブデン等の酢酸金属塩、シュウ酸パラジ
ウム、シュウ酸ロジウム、シュウ酸銀、シュウ酸コバル
ト、シュウ酸鉛、シュウ酸銅、シュウ酸インジウム、シ
ュウ酸スズ、シュウ酸アンチモン、シュウ酸ルテニウ
ム、シュウ酸カドミウム、シュウ酸タリウム、シュウ酸
ビスマス、シュウ酸クロム、シュウ酸マンガン、シュウ
酸鉄、シュウ酸ニッケル、シュウ酸亜鉛、シュウ酸モリ
ブデン等のシュウ酸金属塩、シクロヘキサンプロピオン
酸ルテニウム、安息香酸パラジウム、安息香酸銀等があ
げられる。とくに、カプリル酸ニッケル、カプリル酸
銅、カプリル酸ビスマス、カプリル酸アンチモン、カプ
リル酸錫、カプリル酸コバルト、カプリル酸銀、カプリ
ル酸インジウム、カプリル酸パラジウム、カプリル酸ロ
ジウム、カプリル酸白金、カプリル酸ルテニウム、シク
ロヘキサンカルボン酸ルテニウム、シクロヘキサンカル
ボン酸白金、シクロヘキサンカルボン酸パラジウムが好
ましい。

【００１７】上記の有機金属化合物は、１種類でもよ
く、また２種以上の有機金属化合物を組み合わせてもよ
い。とくに、導電性、抵抗性、半導電性、透明性、イオ
ン性、耐蝕性、摩擦性、遮光性、着色性、金属光沢性等
の複数の性能を併せ持つ金属ペーストを製造するために
は、固有の性能を有する金属を含有させることが有効で
ある。また、上記の有機金属化合物は、水和物であって
もよい。

【００１８】本発明に使用することができるオキセタン
環誘導体は、たとえば１,３−ジオール誘導体、カルボ
ニル基を有する化合物とビニル化合物、エポキシ化合物
から合成される。具体的には、有機金属化合物を塗布し
うる粘性を示す、３−エチル−３−（２−エチルヘキシ
ルオキシメチル）オキセタン、３−エチル−３−（ヒド
ロキシメチル）オキセタン、３−エチル−３−〔（フェ
ノキシ）メチル〕オキセタン、３−エチル−３−（ヘキ
シルオキシメチル）オキセタン、１,４−ビス〔（１−
エチル−３−オキセタニル）メトキシ〕ベンゼン、１,
４−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）
メチル〕ベンゼン、３−エチル−３−（オキセタニルメ
チル）エーテル、３，３−ビスクロロメチルオキセタ
ン、があげられる。

【００１９】本発明に使用できるエポキシ環誘導体は、
有機金属化合物を塗布しうる粘性を示すペーストになし
得るものであり、たとえば、１，２−エポキシ−３−ク
ロロプロパン、１，２−エポキシシクロヘキサン、１，
２−エポキシシクロペンタン、１，２−エポキシ−１，
２−ジメチルシクロペンタン、１，２−エポキシブタ
ン、１，２−エポキシ−２−メチルプロパン、２，３−
エポキシ−１−プロパノール、２，３−エポキシプロピ
オン酸、２，３−エポキシスクアレン、９，１０−エポ
キシステアリン酸、９，１０−エポキシオクタデカン
酸、１２，１３−エポキシオレイン酸、ビニルシクロヘ
キセンジオキサイド、スチレンオキサイド、アリシクル
ジエポキシカルボン酸があげられる。

【００２０】上記のオキセタン環誘導体またはエポキシ
環誘導体は、通常液体状の化合物が使用されるが、ペー
スト化し得るものであるならば、固体状のものであって
もよい。本発明のオキセタン環誘導体またはエポキシ環
誘導体は、有機金属化合物と配位結合し、その反応の結
果として、有機金属化合物は、オキセタン環誘導体また
はエポキシ環誘導体と相溶状態を呈し、それによって適
当な粘性のペーストとなると考えられるからである。

【００２１】有機金属化合物に対するオキセタン環誘導
体またはエポキシ環誘導体の配合比率は、有機金属化合
物１００部に対し、オキセタン環誘導体またはエポキシ
環誘導体を２０部〜１００部配合することができる。こ
のとき、有機金属化合物とオキセタン環誘導体またはエ
ポキシ環誘導体を混合し、常温から８０℃に加熱・保持
して数時間攪拌することにより、均一な金属ペーストを
得ることができる。

【００２２】本願発明のオキセタン環誘導体またはエポ
キシ環誘導体は、溶剤として十分な機能を有するが、滑
らかで伸展性に富むペーストを得て印刷性を高めるため
に、上記金属ペーストに、さらに、アルコール類、ケト
ン類、エーテル類を添加することができる。これらの任
意に添加する有機溶媒により、印刷性の向上、さらには
保存安定性の向上を図ることができ、薄くて均一な金属
膜を形成することが可能となる。

【００２３】上記アルコール類としては、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチル
アルコール、ペンチルアルコール等が挙げられ、とくに
エチルアルコールが好ましい。

【００２４】上記ケトン類としては、脂肪族または芳香
族のケトンを使用することができる。より具体的には、
アセトン、エチルメチルケトン、２−ペンタノン、３−
ペンタノン、３−メチル−２−ブタノン、２−ヘキサノ
ン、３−ヘキサノン、メチルブチルケトン、３−メチル
−２−ペンタノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、
４−ヘプタノン、アミルメチルケトン、エチルブチルケ
トン、２，４−ジメチル−３−ペンタノン、２−オクタ
ノン、３−オクタノン、４−オクタノン、２，５−ジメ
チル−３−ヘキサノン、シクロヘキサノン、メチルシク
ロヘキサノン、アセチルアセトン、２，３−ブタンジオ
ン、２，３−ペンタンジオン、３，４−ヘキサンジオ
ン、２，５−ヘキサンジオン、シクロヘキサンジオン、
アセトフェノン等のケトンをあげることができる。

【００２５】上記エーテル類としては、脂肪族または芳
香族のエーテルを使用することができる。より具体的に
は、４−メトキシ−２−ブタノン、４−エトキシ−２−
ブタノン、４−メトキシ−２−ブタノン、２−メトキシ
−２−メチル−４−ペンタノン、エチレングリコールジ
メチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテ
ル、エチレングリコールジプロピルエーテル、プロピレ
ングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール
ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエー
テル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロ
ピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリ
コールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロ
ピルエーテル、アセトンジエチルアセタール、２，２−
ジメトキシプロパン、アニソール、ジメトキシベンゼン
等のエーテルをあげることができる。

【００２６】アルコール類、ケトン類またはエーテル類
の添加割合は、有機金属化合物１モルに対して０．１〜
４モル添加されていることが好ましい。なお、アルコー
ル類、ケトン類またはエーテル類を１種以上、組み合わ
せて金属ペーストに添加することもできる。

【００２７】また、金属ペーストに含まれる有機金属化
合物の有機基の分子量が大きくなると、金属膜生成に際
して高温焼成が必要となる。したがって、焼成温度を低
温化するためには、有機基の分子量を小さくすることが
必要となる。その一方、有機基の分子量を小さくする
と、ペーストの流動性が減少して、印刷性や成膜性が悪
くなる傾向が認められる。そこで、本発明の金属ペース
トに、有機酸を加えると、焼成温度の低温化を図りなが
ら印刷性や成膜性を向上させることができる。また、不
安定な有機金属化合物は、有機酸の添加により、安定性
や溶解性を向上させることができ、焼成温度や分解温度
を変えることができ、焼成膜を均一化して成膜性を向上
させることが可能になる。さらに、それぞれの目的と用
途によって、任意に添加する有機溶媒の種類を変更する
ことにより、焼成温度を調節し、各種の性能の金属膜を
形成することができる。

【００２８】この目的に添加する有機酸としては、下記
一般式〔Ａ〕Ｒ¹−（ＣＯＯＲ²）_n：〔Ａ〕（式中、Ｒ¹およびＲ²は水素原子または置換されてい
てもよい炭素数１〜２０の鎖状炭化水素もしくは炭素数
３〜２０の環状炭化水素であり、ｎは１〜３である（但
し、Ｒ¹ が水素原子のときｎは１である））で表される
脂肪族または芳香族のモノ、ジまたはトリカルボン酸を
使用することができる。また、脂肪族または芳香族のモ
ノまたはジカルボン酸は、低級アルキル基等の置換基で
置換されていてもよい。

【００２９】具体的な脂肪族または芳香族のモノまたは
ジカルボン酸としては、ギ酸、シュウ酸、酢酸、プロピ
オン酸、ブチル酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸、
カプリル酸、２−エチルヘキサン酸、シクロヘキサン
酸、シクロヘキサプロピオン酸、シクロヘキサン酢酸、
ノナン酸、リンゴ酸、グルタミン酸、ロイシン酸、ヒド
ロキシピバリン酸、ピバリン酸、グルタル酸、アジピン
酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ピメリン酸、コルク
酸、エチルブチル酸、安息香酸、フェニル酢酸、フェニ
ルプロピオン酸、ヒドロキシ安息香酸等があげられる。
これらの有機酸は、有機金属化合物１モルに対して０．
１〜５モル添加されていることが好ましい。

【００３０】本発明の金属ペーストは、ペーストの伸展
性と印刷性の向上のために、上記したようにアルコール
類を添加することができる。さらに、金属ペーストの安
定性と溶解性や印刷性を向上させるために、脂肪族また
は芳香族のモノまたは多価アルコールを添加することが
できる。この目的の脂肪族または芳香族のモノまたは多
価アルコールとしては、下記一般式〔Ｂ〕Ｒ³−（ＯＨ）_n：〔Ｂ〕（式中、Ｒ³は、置換されていてもよい炭素数１〜２０
の鎖状炭化水素または炭素数３〜２０の環状炭化水素で
あり、ｎは１〜４である）で表わされる脂肪族または芳
香族のモノまたは多価アルコールを使用することが好ま
しい。

【００３１】一般式〔Ｂ〕で表わされる脂肪族又芳香族
のモノまたは多価アルコールとしては、ネロール、シト
ロネロール、ヒドロキシネロール、ヒドロキシシトロネ
ロール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチ
ルアルコール、ヘキシルアルコール、エチルヘキシルア
ルコール、デシルアルコール、ベンジルアルコール、ヒ
ドロキシベンジルアルコール、フェニルエチルアルコー
ル、フェニルプロピルアルコール、ジヒドロキシベンゼ
ン、シクロヘキシルアルコール、エチルシクロヘキシル
アルコール、ブチルシクロヘキシルアルコール、メトキ
シベンジルアルコール、ピペロニルアルコール、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、１，２−ブタン
ジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオー
ル等があげられる。

【００３２】また、一般式〔Ｂ〕で表わされる脂肪族ま
たは芳香族のモノまたは多価アルコールと有機酸とのエ
ステルを使用することができる。具体的には、安息香酸
メチル、ヒドロキシ安息香酸エチル、２−エチルヘキサ
ン酸エチル、酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、リノ
ール酸メチル等があげられる。さらにまた、一般式
〔Ｂ〕で表わされる脂肪族または芳香族のモノまたは多
価アルコールのエーテル化合物も使用することができ
る。具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエ
チレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロ
ピルエーテル、ジエチレングリコール、ジプロピレング
リコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、１
−ブトキシ−２−プロパノール等があげられる。

【００３３】さらに、金属ペーストの安定性、溶解性、
印刷性の向上の目的で添加することができる脂肪族また
は芳香族のモノまたは多価アルコールは、下記一般式
〔Ｃ〕で表わされるシアノ置換基を有していてもよい。（ＮＣ）_m−Ｒ⁴−（ＯＨ）_n：〔Ｃ〕（式中、Ｒ⁴ は炭素数１〜７の鎖状炭化水素または炭素
数３〜８の環状炭化水素であり、ｎは１〜３であり、ｍ
は１または２である（但し、Ｒ⁷が炭素数１のとき、ｎ
＋ｍは１〜４であり、炭素数２以上のとき、ｎ＋ｍは１
〜６である）。）

【００３４】一般式〔Ｃ〕で表わされるシアノ置換基を
有する脂肪族または芳香族のモノまたは多価アルコール
としては、ラクトニトリル、ヒドロキシアセトニトリ
ル、エチレンシアノヒドリン、アセトンシアノヒドリン
等があげられる。このシアノ基置換のアルコールの添加
により、有機金属化合物が安定化し、透明なペースト状
態を安定に維持することができるので、たとえば室温
で、約４年以上保存することができる。

【００３５】上記した一般式〔Ｂ〕、〔Ｃ〕で表わされ
る脂肪族または芳香族のモノまたは多価アルコールの添
加は、有機金属化合物１モルに対して０．１〜５モルで
あることが好ましい。また、これらのモノまたは多価ア
ルコールと脂肪族または芳香族のモノまたはジカルボン
酸を、合せて添加することもできる。

【００３６】なお、有機金属化合物とオキセタン環誘導
体またはエポキシ環誘導体の組み合わせによっては、混
合に際して結晶化する場合がある。この場合は、２種以
上のオキセタン環誘導体またはエポキシ環誘導体を混合
させると、ペースト化することができる。

【００３７】本発明の金属ペーストは、所望の基板上に
塗布して、焼成することにより金属膜を形成することが
できる。焼成により、所望により加えた溶媒類が低温域
でまず分離し、そして、オキセタン環誘導体またはエポ
キシ環誘導体の配位が分解し、高温域で金属に直接結合
した有機基が分断されて金属膜が形成される。このと
き、分子量の小さい有機基は、分子量の大きい有機基よ
りも低温で分解し易いので、分子量の小さな有機基を有
する有機金属化合物が、低温焼成で密着性の高い金属膜
を得るために有利である。

【００３８】焼成温度は、１５０〜５５０℃、好ましく
は２００〜３００℃である。この温度は、金属ペースト
中の金属の融点以上の温度に加熱して焼成する従来の厚
膜ペースト法と比較して、焼成温度を著しく下げること
が可能になる。そのため、金属ペーストを塗布できる基
板は、従来の高融点の基板、たとえばセラミック、金属
に限定されず、フィルム状、シート状の低融点の基板、
たとえば汎用のガラス、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、
紙等を用いることができる。

【００３９】さらに、本発明の金属ペーストは、これま
で、単一の金属または合金が使用されてきた、導電材
料、抵抗材料、伝熱材料、保温材料、光または電磁波の
反射材料または吸収材料、耐蝕材料、耐磨耗材料、触媒
用材料、金属光沢用材料、着色用材料、装飾用材料また
は抗菌材料等に使用することができる。

【００４０】

【実施例】以下に本発明の実施例を述べる。実施例１容量１００mlの反応フラスコに、カプリル酸ニッケル３
４重量部とビニルシクロヘキセンジオキサイド１５重量
部を混合し、５０℃で、４時間攪拌して、有機ニッケル
含有ペーストを得た。つぎに、このペースト１０重量部
をエチルアルコール１０重量部で希釈した。そして、こ
の希釈した有機金属ペーストを、インクジェットプリン
ターを用いて、６０℃に加熱したセラミックスグリーン
シートに吐出した。このときの印刷幅は２００μm、付
着厚みは２μmであった。この印刷したシートを５層積
層し、その後、１５０℃で加圧プレスした。さらに、２
００℃の窒素ガス雰囲気下で２０分間保持した後、酸素
を２０００ppm導入した窒素雰囲気下で３００℃まで昇
温した後、窒素雰囲気下で９００℃まで昇温し、１０分
間保持した。こうして得た厚さ約０．４μｍのニッケル
電極は、電極切れを起こすことのない電極であった。

【００４１】実施例２容量１００mlの反応フラスコに、シクロヘキサンカルボ
ン酸ルテニウム１０重量部とアリシクルジエポキシカル
ボキシレート１０重量部を混合し、５０℃で、４時間攪
拌して、有機ルテニウム含有ペーストを得た。つぎに、
このルテニウム含有ペースト１０重量部にトリメトキシ
プロピルシラン０．１重量部を添加した。これを銀の電
極が形成されたアルミナ基板上にスクリーン印刷し、大
気中で温度３００℃にて焼成した。得られた抵抗体の比
抵抗は１ｘ１０^-3Ωcmであった。

【００４２】実施例３容量１リッターの反応フラスコに、カプリル酸錫６８重
量部とビニルシクロヘキセンジオキサイド１５重量部を
混合し、６０℃で、５時間攪拌して、有機錫含有ペース
トを得た。つぎに、この錫含有ペースト１０重量部にト
リメトキシプロピルシラン０．１重量部を添加した。こ
れを銀の電極が形成されたアルミナ基板上にスクリーン
印刷し、大気中で温度３００℃にて焼成した。得られた
抵抗体の比抵抗は５ｘ１０^-3Ωcmであった。

【００４３】実施例４実施例２および３で得た抵抗体を、大きさ３．２ｘ１．
６mmのアルミナ基板に形成した。これらの抵抗体を抵抗
値３０ｋΩ、５０ｋΩになるようにレーザ切断し、その
上に、エポキシ樹脂系のオーバーコート樹脂を印刷し、
１５０℃で１０分間仮硬化させ、さらに捺印インクを印
刷した後、２００℃で３０分間硬化処理した。得られた
抵抗器の抵抗値は、各々３０ｋΩ、５０ｋΩであり、抵
抗値の変化はなかった。

【００４４】実施例５容量１００mlの反応フラスコに、シクロヘキサンカルボ
ン酸白金塩シクロヘキサンジオール配位化合物１０重量
部と３−エチル−（フェノキシ）メチルオキセタン１０
重量部を混合し、３０℃で、８時間攪拌して、有機白金
含有ペーストを得た。また、容量１リッターの反応フラ
スコに、カプリル酸銅３５重量部とスチレンオキサイド
２５重量部を混合し、５０℃で、４時間攪拌して、有機
銅含有ペーストを得た。つぎに、これらの白金含有ペー
スト、銅含有ペースト各々１０重量部にトリメトキシプ
ロピルシラン０．１重量部を添加し、それぞれガラス基
板に線幅３００μm、長さ５cmにスクリーン印刷した。
そして、白金含有ペーストは３００℃の大気中で、銅含
有ペーストは３００℃の窒素ガス雰囲気中で焼成した。
得られた配線の比抵抗は、白金含有ペーストでは２ｘ１
０^-5Ωcm、銅含有ペーストでは２．5ｘ１０^-6Ωcmであ
った。

【００４５】実施例６容量１００mlの反応フラスコに、酢酸銀１０重量部とス
チレンオキサイド２重量部、酢酸銀１０重量部とビニル
シクロヘキセンジオキサイド８重量部を混合し、各々を
４０℃で、８時間攪拌して、有機銀含有ペーストＡ、Ｂ
を得た（各々実施例６Ａ、６Ｂという）。つぎに、これ
らの有機銀含有ペースト１重量部、ビスフェノールＡ型
液状エポキシ樹脂１０重量部、レゾール型フェノール樹
脂１０重量部、平均粒径５μｍの鱗片状の銀粉末８０重
量部、イミダゾール０．５重量部、ジエチレングリコー
ルモノブチルエーテル１０重量部を、自動乳鉢を用いて
混合した。この混合物をニッケル内部電極の多層セラミ
ックチップコンデンサの端子電極に使用し、２５０℃で
１５分間、硬化処理した。

【００４６】比較例また、比較例１として、有機銀ペーストを含まない以外
は、実施例６と同様にして、ニッケル内部電極の多層セ
ラミックチップコンデンサの端子電極を作製した。

【００４７】実施例６Ａ、６Ｂおよび比較例１のコンデ
ンサ特性を表１に示す。ここでコンデンサの設計値は１
００pFである。また、コンデンサ容量、誘電正接（ｔａ
ｎδ）は、１kHzで測定した。表１から明らかなよう
に、有機銀ペーストを含むコンデンサ（実施例６Ａ、６
Ｂ）は、それを含まないコンデンサ（比較例１）に比較
して、コンデンサ容量が大きく、また誘電正接に優れて
いる。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】本発明は、常温で固体である周期律表３
族〜１５族に属する金属の有機金属化合物に、溶剤とし
てオキセタン環誘導体またはエポキシ環誘導体を配合し
て、塗布しうる粘性を示すペースト状とした金属ペース
トを特徴とする。このため、本発明は、特殊な化合物や
合成法を使用する必要がなく、攪拌という簡便な手段に
よって、有機金属化合物を容易にペースト化できるとい
う効果を有する。

【００５０】さらに、本発明の金属ペーストは、低温、
たとえば９０〜５５０℃で焼成でき、各種の金属膜を得
ることができる。そのため、セラミック基板や金属材料
の基板のような高融点材料のみならず、軟化点の低い安
価な各種の基板、たとえばガラス、プラスチックフィル
ム、紙等にも、各種の金属または合金の金属膜を成膜す
ることができるという効果を有する。また、低温で焼成
するので、高温で焼成する従来法に比較して、金属の表
面が酸化されにくく、たとえば導電性の高い金属膜が得
ることができる効果を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎敏栄新潟県新潟市濁川3993番地ナミックス株式会社内 (72)発明者鈴木憲一新潟県新潟市濁川3993番地ナミックス株式会社内Ｆターム(参考） 5G301 DA22 DA42 DA57 DD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】常温で固体である周期律表３族〜１５族
に属する有機金属化合物１種以上および脂肪族環状エー
テル化合物を含む金属ペースト。
【請求項２】前記脂肪族環状エーテル化合物がオキセ
タン環誘導体またはエポキシ環誘導体である請求項１記
載の金属ペースト。
【請求項３】前記オキセタン環誘導体が、３−エチル
−３−（２−エチルヘキシルオキシメチル）オキセタ
ン、３−エチル−３−（ヒドロキシメチル）オキセタ
ン、３−エチル−３−〔（フェノキシ）メチル〕オキセ
タン、３−エチル−３−（ヘキシルオキシメチル）オキ
セタン、１,４−ビス〔（１−エチル−３−オキセタニ
ル）メトキシ〕ベンゼン、１,４−ビス〔（３−エチル
−３−オキセタニルメトキシ）メチル〕ベンゼン、３−
エチル−３−（オキセタニルメチル）エーテル、また
は、３，３−ビスクロロメチルオキセタンである請求項
２記載の金属ペースト。
【請求項４】前記エポキシ環誘導体が、１，２−エポ
キシ−３−クロロプロパン、１，２−エポキシシクロヘ
キサン、１，２−エポキシシクロペンタン、１，２−エ
ポキシ−１，２−ジメチルシクロペンタン、１，２−エ
ポキシブタン、１，２−エポキシ−２−メチルプロパ
ン、２，３−エポキシ−１−プロパノール、２，３−エ
ポキシプロピオン酸、２，３−エポキシスクアレン、
９，１０−エポキシステアリン酸、９，１０−エポキシ
オクタデカン酸、１２，１３−エポキシオレイン酸、ビ
ニルシクロヘキセンジオキサイド、スチレンオキサイ
ド、またはアリシクルジエポキシカルボン酸である請求
項２記載の金属ペースト。
【請求項５】前記周期律表３族〜１５族に属する金属
が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、
Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ
ｂ、Ｂｉである請求項１〜４のいずれか１項記載の金属
ペースト。
【請求項６】前記有機金属化合物が、カプリル酸金属
塩、シクロヘキサンカルボン酸金属塩、ギ酸金属塩、酢
酸金属塩、シュウ酸金属塩、またはシクロプロピオン酸
金属塩である請求項１〜５のいずれか１項記載の金属ペ
ースト。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項記載の金属
ペーストを塗布してなる電気部品または電子部品。