JP2003297147A - 金属含有組成物、導電性塗膜形成セラミック、その製造方法 - Google Patents
金属含有組成物、導電性塗膜形成セラミック、その製造方法Info
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Abstract
性が改善され、密着性に優れた導電性塗膜形成セラミッ
ク、その製造方法、及びそれに使用する金属含有組成物
を提供すること 【解決手段】 焼成して導電体となる金属含有組成物で
あって、金属とクラウン化合物の錯体、及び粘度調節剤
からなる金属含有組成物、該金属含有組成物をセラミッ
クシートの面に塗布し、焼成する導電性塗膜形成セラミ
ックの製造方法。
Description
として用いられる導電性塗膜を形成させるための金属含
有組成物、特にセラミック上に導電性塗膜を形成させる
ための金属含有組成物に関するものである。
合は、湿式法、乾式法、導電性金属ペースト塗布法を用
いている。具体的には、湿式法にはメッキによる形成法
が例示され、乾式法にはスパッタリングによる形成法が
例示される。メッキによる形成法では、まず、セラミッ
クに無電解メッキを行って導電性塗膜を形成させた後、
電解メッキを行って導電性金属を均一に付着させる。し
かし、この方法では、無電解銀メッキ液が不安定でメッ
キ層が付着し難いという問題点を持っている。また、ス
パッタリングによる形成法では、真空を必要とするため
に、装置が高価であり、製品を量産し難いなどの問題点
がある。
ーストを使用してスクリーン印刷で電極、配線等のパタ
ーンを画き、焼成して電極、配線を形成するが、近年、
配線間距離が短くなり、製品の歩留まりが低下すること
が問題となっている。これらの問題点を解決するため、
ペーストにしたときに分散性のよい金属粉末を製造する
方法が特開平7−207307号公報に開示されてい
る。また、金属粉末に、該金属粉末とキレート錯体を形
成する少量の有機窒素化合物を含有させる方法が特開平
5−242726号公報に開示されている。しかし、こ
れらの技術では、導電性金属ペースト内の金属粉末の分
散性を大きく改善するには不十分であり、その結果、セ
ラミック上に印刷される膜厚の不均一性のために、間隔
が狭い電極や配線の信頼性を十分改良されるにはいたっ
ていない。
後のセラミック上の塗膜の厚みの不均一性が改善され、
密着性に優れた導電性塗膜形成セラミック、その製造方
法、及びそれに使用する金属含有組成物を提供すること
である。
解決するため、鋭意検討した結果、特定の金属化合物を
含むクラウン化合物を用いることによって、上記問題点
を解決し得る知見を得、本発明を完成した。
なる金属含有組成物であって、金属とクラウン化合物の
錯体、及び粘度調節剤からなる金属含有組成物を提供す
る。本発明の第2は、金属が銀であることを特徴とする
本発明の第1記載の金属含有組成物を提供する。本発明
の第3は、クラウン化合物が、環状ポリエーテル環状ポ
リアミン、環状ポリチオエーテルから選択される少なく
とも1種類の化合物であることを特徴とする、本発明の
第1記載の金属含有組成物を提供する。本発明の第4
は、粘度調節剤としてセルロース系化合物を、さらに含
有することを特徴とする本発明の第1記載の金属含有組
成物を提供する。本発明の第5は、セルロース系化合物
が、エチルセルロース、カルボキシルメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシルプロピ
ルセルロース、アンモニウムセルロースから選択される
少なくとも1種類の化合物であることを特徴とする本発
明の第4記載の金属含有組成物を提供する。本発明の第
6は、導電性ペースト用である本発明の第1〜5のいず
れかに記載の金属含有組成物を提供する。本発明の第7
は、本発明の第1〜6のいずれかに記載の金属含有組成
物をセラミックシートの面に塗布し、焼成することを特
徴とする導電性塗膜形成セラミックの製造方法を提供す
る。本発明の第8は、空気中で焼成することを特徴とす
る本発明の第7に記載の導電性塗膜形成セラミックの製
造方法を提供する。本発明の第9は、本発明の第7又は
8に記載の導電性塗膜形成セラミックの製造方法により
得られた導電性塗膜形成セラミックを提供する。本発明
の第10は、形成された導電性塗膜が電極及び/又は配
線である本発明の第9に記載の導電性塗膜形成セラミッ
クを提供する。
する。本発明において、焼成して導電体を与える金属含
有組成物は、金属とクラウン化合物の錯体、及び粘度調
節剤を含むものである。錯体を形成する金属は、金属も
しくは金属イオンであり、両者を特に区別する必要がな
い場合は金属と総称する。
属塩;金属錯体;酸素、窒素、硫黄原子を介して金属と
有機物が結合している金属化合物などが挙げられる。金
属化合物に用いられる金属としては、具体的にはパラジ
ウム、金、銀、銅等の貴金属、ニッケル、コバルト、ア
ルミニウム等の卑金属などが挙げられる。このうち好ま
しくは、銀である。上記金属化合物としては、具体的に
は、硝酸銀などの金属硝酸塩、硫酸銀などの金属硫酸
塩、酢酸銀などの金属酢酸塩等が挙げられる。
ラウンエーテル、脂環族クラウンエーテル、芳香族クラ
ウンエーテル、ヘテロ環族クラウンエーテル、環状ポリ
エーテルエステルクラウンエーテルなどの環状ポリエー
テル;アジリジン環状オリゴマー;環状ポリアミン;環
状ポリスルフィドなどの環状ポリチアエーテル;二環性
のビス(クラウンエーテル)やクリプタンドなどが挙げ
られる。金属化合物の金属カチオンを包接できるもので
あればこれらの化合物に限定されるものではない。
り、具体的には、アルキレンオキシド環状オリゴマーで
ある。さらに好ましくは、12-クラウン-4-エーテル(1,
4,7,10-テトラオキサシクロドデカン)、15-クラウン-5
-エーテル(1,4,7,10,13-ペンタオキサシクロヘプタデ
カン)、18-クラウン-6-エーテル(1,4,7,10,13,16-ヘ
キサオキサシクロオクタデカン)、24-クラウン-8-エー
テル(1,4,7,10,13,16,19,22-オクタオキサシクロテト
ラコサン)である。これらは、イオノホアとしてのクラ
ウン化合物の空孔径と金属の径やイオン価数、対イオン
の種類や数等により選択される。クラウン化合物は、二
種以上を混合して使用することもできる。
に対して、1モル〜1.2モル、好ましくは、1.02
モル〜1.1モルの範囲で使用される。
ン化合物の錯体を得るためには、必要に応じて錯体形成
用有機溶媒が使用できる。錯体形成用有機溶媒として
は、芳香族炭化水素系化合物、脂肪族炭化水素系化合
物、アルコール系化合物、ケトン系化合物、エステル系
化合物、テルペン系化合物の溶剤からなる群から選ばれ
る一種または二種以上の溶媒が単独または混合溶媒とし
て使用される。具体的には、トルエン、キシレン;ヘキ
サン、へプタン、ケロシン;メタノール、エチルアルコ
ール、2−プロパノール、n−ブタノール;酢酸エチ
ル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
節するために添加され、上記錯体形成用有機溶媒に溶解
し、粘度を調節できるものでれば、特に限定されず、合
成及び天然物由来の各種ポリマーやオリゴマー等が挙げ
られる。粘度調節剤としては、具体的には、セルロース
系化合物が挙げられ、有機溶媒に可溶なアンモニウムセ
ルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、エチ
ルヒドロキシエチルセルロースなどが挙げられる。好ま
しくは、焼成時に腐食性ガスのアンモニアを放出しない
エチルセルロースである。セルロース系化合物は、金属
化合物100重量部に対して、通常1〜90重量部、好
ましくは3〜70重量部の範囲で使用することが出来
る。なお、粘度調節剤はペーストの粘度調節剤としての
役割の他に、金属とクラウン化合物の錯体の分散剤、セ
ラミック板に対しての塗布時及び塗布後の密着向上剤と
しての役割もあるものと考えられる。
用できるが、中でも芳香族炭化水素系化合物、脂肪族炭
化水素系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合
物、エステル系化合物、テルペン系化合物の溶剤からな
る群から選ばれる一種または二種以上の溶媒が単独また
は混合溶媒として使用される。具体的には、トルエン、
キシレン;ヘキサン、へプタン、ケロシン;メタノー
ル、エチルアルコール、2−プロパノール、n−ブタノ
ール;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル;テルペ
ンアルコール、テルペンアルデヒド、テルピネオールな
どであるが、金属化合物を溶解させる特性を有するもの
であればこれらの例示に限定されるものではない。該有
機溶媒の使用量は、金属化合物の種類やセルロース系化
合物などの使用により特に限定されるものではないが、
セラミック上にペーストを、所定の厚み、形状に印刷で
きる粘度を与える範囲であればよく、さらには、セラミ
ックの全面に所定の厚みの膜を吹き付けることができる
粘度を与える範囲でもよい。
クの製造方法は、特に限定されるものではないが、典型
的な製造方法としては、未焼成、未焼結のセラミック
板、あるいは焼結済みのセラミック板等にスクリーン印
刷法、インクジェット法等により所定パターンで配線や
電極の形成を目的とする印刷を行い、必要に応じて有機
溶媒を除去後、該シートを加熱し、焼成する方法が挙げ
られる。未焼成、未焼結のセラミック体と焼結済みのセ
ラミック体を本発明ではセラミック体という。上記セラ
ミック体としては、特に制限はなく、公知のものや市販
品が使用され、板状でも、箱状でも、立体成形体でもよ
い。この結果、金属の焼結体である薄膜状の塗膜が、セ
ラミック体上に形成される。焼成条件は、通常は、金属
化合物の金属、有機化合物の種類などにより、さらに金
属の触媒作用などもあって異なるが、焼成雰囲気として
は、加熱のみでも配位子の脱離や基の分解等により金属
を生じる場合もあり、このような場合には空気中でも可
能であり、また還元雰囲気下、例えば水素の存在下に焼
成を行うこともできる。しかし、本発明の特徴の一つと
して、水素のような危険なガス雰囲気下で焼成しなくて
も安全な空気下で焼成することにより、密着性に優れた
導電性被膜を形成させることが出来る。
線等として用いられる導電性塗膜を形成させるための金
属含有組成物、特にセラミック上に導電性塗膜を形成さ
せるための金属含有組成物であり、導電性ペーストとし
て使用できる。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。使用
した原料及び、焼成後の導電性被膜の評価方法は次のと
おりである。 12-クラウン-4-エーテル(表1で12-cr-4-eと略記す
る):東京化成製、試薬1級品。 15-クラウン-5-エーテル(表1で15-cr-5-eと略記す
る):アルドリッチ社製、試薬1級品。 18-クラウン-6-エーテル(表1で18-cr-6-eと略記す
る):東京化成製、試薬1級品。 エチルセルロース(表1でSTD−45と略記する):
ダウケミカル社製、日新化成(販売)、エトセルSTD
−45。 通電性:簡易型テスター(KAISE製、Digital Mult
imeter SK-8511)を用いて抵抗値を測定した。 導電性被膜の密着性:セロテープ(登録商標)剥離(セ
ロテープを密着させた後、一気に剥がす試験方法)によ
る。
7,10,13,16-ヘキサオキサシクロオクタデカン)55.
0g(0.208モル)をエチルアルコール400ml
に溶解させた後、硝酸銀34g(0.2モル)を添加し
て激しく撹拌し、硝酸銀を溶解させて銀錯体溶液を調製
した。この溶液200gに、粘度調整用に、エチルセル
ロースSTD−45を5wt%溶解させたエチルアルコ
ール溶液100gを加えて撹拌し、ディッピング用の銀
錯体溶液を調製した。この溶液にセラミック板(市販ア
ルミナ系セラミック板で平均孔径1〜2μm、表面粗さ
Ra0.4μm(JISB0601,1982年))を
ディッピングして、塗膜を形成させ、200℃、空気中
で乾燥させた。その後、空気存在下400℃で15分焼
成して、膜厚50μmの導電性被膜の形成されたセラミ
ック板を得た。セラミック板上に形成した膜はクリーム
色をしており、簡易型テスターで通電性を測定した結
果、抵抗値は0を示した。また、この導電性被膜の密着
性評価結果では、剥がれることなく、通電性を保持して
いた。
に、12-クラウン-4-エーテル(1,4,7,10-テトラオキサ
シクロドデカン)36.7g(0.208モル)を使用
した以外は、実施例1と同様にして銀錯体溶液を調製
し、セラミック板に塗膜を形成させ、乾燥後、空気存在
下で焼成した。セラミック板上に形成した膜はクリーム
色をしており、通電性を測定した結果、抵抗値が0であ
った。また、この導電性被膜の密着性の評価結果では、
剥がれることなく、通電性を保持していた。
に、15-クラウン-5-エーテル(1,4,7,10,13-ペンタオキ
サシクロヘプタデカン)46.03g(0.208モ
ル)を使用し、粘度調節用に、エチルセルロースを5w
t%溶解させたテルピネオール溶液を用いた以外は、実
施例1と同様にして銀錯体溶液を調製し、セラミック板
に塗膜を形成させ、乾燥後、空気存在下で焼成した。セ
ラミック板上に形成した膜はクリーム色をしており、通
電性を測定した結果、抵抗値が0であった。また、この
導電性被膜の密着性の評価結果では、剥がれることな
く、通電性を保持していた。
0g(0.208モル)をエチルアルコール400ml
に溶解させた後、硝酸銀34g(0.2モル)を添加し
て激しく撹拌して硝酸銀を溶解させた。この溶液にセラ
ミック板をディッピングして塗膜を形成させ、200℃
の空気中で乾燥させた。その後、空気存在下、400℃
で15分焼成した。セラミック板上に形成した膜はクリ
ーム色をしていた。通電性を簡易型テスターを用いて測
定した結果、通電性を示さなかった。
ラミック板に塗布し、空気下等で焼成することによって
導電性の電極、配線を形成することができる。
Claims (10)
- 【請求項1】 焼成して導電体となる金属含有組成物で
あって、金属とクラウン化合物の錯体、及び粘度調節剤
からなる金属含有組成物。 - 【請求項2】 金属が銀であることを特徴とする請求項
1記載の金属含有組成物。 - 【請求項3】 クラウン化合物が、環状ポリエーテル環
状ポリアミン、環状ポリチオエーテルから選択される少
なくとも1種類の化合物であることを特徴とする、請求
項1記載の金属含有組成物。 - 【請求項4】 粘度調節剤としてセルロース系化合物
を、さらに含有することを特徴とする請求項1記載の金
属含有組成物。 - 【請求項5】 セルロース系化合物が、エチルセルロー
ス、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシルプロピルセルロース、アンモ
ニウムセルロースから選択される少なくとも1種類の化
合物であることを特徴とする、請求項4記載の金属含有
組成物。 - 【請求項6】 導電性ペースト用である請求項1〜5の
いずれかに記載の金属含有組成物。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の金属含
有組成物をセラミックシートの面に塗布し、焼成するこ
とを特徴とする導電性塗膜形成セラミックの製造方法。 - 【請求項8】 空気中で焼成することを特徴とする請求
項7に記載の導電性塗膜形成セラミックの製造方法。 - 【請求項9】 請求項7又は8に記載の導電性塗膜形成
セラミックの製造方法により得られた導電性塗膜形成セ
ラミック。 - 【請求項10】 形成された導電性塗膜が電極及び/又
は配線である請求項9に記載の導電性塗膜形成セラミッ
ク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002095041A JP2003297147A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 金属含有組成物、導電性塗膜形成セラミック、その製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002095041A JP2003297147A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 金属含有組成物、導電性塗膜形成セラミック、その製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003297147A true JP2003297147A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=29387124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002095041A Pending JP2003297147A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 金属含有組成物、導電性塗膜形成セラミック、その製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003297147A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010119787A1 (ja) * | 2009-04-14 | 2010-10-21 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 導体層形成用組成物及び導体基板、並びに導体基板の製造方法 |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095041A patent/JP2003297147A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010119787A1 (ja) * | 2009-04-14 | 2010-10-21 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 導体層形成用組成物及び導体基板、並びに導体基板の製造方法 |
CN102396037A (zh) * | 2009-04-14 | 2012-03-28 | 旭化成电子材料株式会社 | 导体层形成用组合物及导体基板、以及导体基板的制造方法 |
CN102396037B (zh) * | 2009-04-14 | 2012-11-21 | 旭化成电子材料株式会社 | 导体层形成用组合物及导体基板、以及导体基板的制造方法 |
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