JP2014106204A - Preparation condition evaluation device for conductive paste - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preparation condition evaluation device for conductive paste capable of efficiently compounding two or more kinds of paste with high reliability by utilizing a combinatorial technique.SOLUTION: There is provided a preparation condition evaluation device for conductive paste including: a sampling part which uses the compounding ratio of two or more kinds of paste sample for forming conductive paste as at least one parameter, and samples the two or more kinds of paste sample at a plurality of compounding ratios at a predetermined sampling position while changing the parameter in a plurality of ways; a pressure mixing part which prepares a conductive paste by mixing the two or more kinds of sampled paste sample under a pressure condition; a burning part which forms a plurality of burnt bodies by burning the plurality of prepared conductive pastes; an electric conductivity measurement part which measures electric conductivity of the plurality of burnt bodies; and an evaluation part which evaluates preparation conditions of the plurality of conductive pastes from the compounding ratios and measurement results of the electric conductivity.

Description

本発明は、導電性ペーストの調製条件評価装置に関する。より詳細には、本発明は、電極等の導電性物質を形成するために用いられる導電性ペーストの調製条件を評価する評価装置に関する。   The present invention relates to a preparation condition evaluation apparatus for conductive paste. More specifically, the present invention relates to an evaluation apparatus that evaluates the preparation conditions of a conductive paste used to form a conductive substance such as an electrode.

電池部材や電子デバイス等の製造に用いられるIC回路形成材料、電極形成材料、抵抗体形成材料、導電性接着剤、電磁波シールド材料等として、従来より、導電性ペーストが広く利用されている。かかる導電性ペーストを、印刷等の手法により基板等の表面に供給し、焼成することで、所定の機能および特性を有する導電性膜を得ることができる。近年では、電池部材および電子デバイス等の性能と品質の向上に伴い、この導電性ペーストについても、焼成後に得られる導電性膜の電気伝導率あるいは抵抗率等の特性を厳しく管理することが求められている。例えば、電極形成用の導電性ペーストの場合、焼成して得られる導電性膜の電気伝導率は、対象とする製品ごとに、あるいはペーストの使用部位ごとに所定の値が設定されており、さらにその電気伝導率についても、例えば±0.01Ω・cm程度の精度が求められている。   Conventionally, a conductive paste has been widely used as an IC circuit forming material, an electrode forming material, a resistor forming material, a conductive adhesive, an electromagnetic wave shielding material and the like used for manufacturing battery members and electronic devices. By supplying such a conductive paste to the surface of a substrate or the like by a technique such as printing and baking, a conductive film having a predetermined function and characteristics can be obtained. In recent years, along with improvements in performance and quality of battery members and electronic devices, it has been required to strictly control the characteristics such as the electrical conductivity or resistivity of the conductive film obtained after firing for this conductive paste. ing. For example, in the case of a conductive paste for electrode formation, the electrical conductivity of the conductive film obtained by firing is set to a predetermined value for each target product or for each use site of the paste. The electrical conductivity is also required to have an accuracy of about ± 0.01 Ω · cm, for example.

導電性ペーストは、一般的に、その目的に応じた機能および特性を有する導電性粒子がバインダと共に溶媒に分散されて調製されている。例えば、所望の電気伝導率あるいは抵抗率(以下、特に言及のない限り、「電気伝導率あるいは抵抗率」を単に「電気伝導率」という。)に応じて導電性粒子を選択し、1種の導電性粒子を単独であるいは2種以上の導電性粒子を混合して用いるなどしている。このような導電性ペーストに関する電気伝導率等の特性の調整は、その都度、導電性粒子を選択してバインダと溶媒とを混合することで行うことも可能であるが、効率の面から、実際には特性が既知の基本となる数種類の導電性ペーストを調合することで目的の性能のペーストを得るようにすることが多い。   In general, the conductive paste is prepared by dispersing conductive particles having functions and characteristics according to the purpose in a solvent together with a binder. For example, conductive particles are selected according to desired electrical conductivity or resistivity (hereinafter, unless otherwise specified, “electrical conductivity or resistivity” is simply referred to as “electrical conductivity”). The conductive particles are used alone or in combination of two or more kinds of conductive particles. It is possible to adjust the characteristics such as electrical conductivity of the conductive paste by selecting conductive particles and mixing a binder and a solvent each time. In many cases, a paste having a desired performance is obtained by preparing several types of basic conductive pastes with known properties.

この基本となるペースト試料(すなわち、所望の導電性ペーストを調製するための、配合前の個々のペースト状試料をいう。以下同じ。)の配合割合は、通常、例えば以下の通りの手順を経て決定される。すなわち、まず、基本となる複数のペースト試料を幾通りかの配合で混合し、ローラーで混練して複数の導電性ペーストを調製する。次いで、この導電性ペーストを基板に印刷して焼成し、複数の導電性膜を作製する。そして、作製した導電性膜について、目的の特性を備えているかの特性評価を行うことで、その特性を実現するに最適な基本となるペースト試料の配合割合を決定する。ここで、調製される導電性ペーストは、原料の製造条件やペーストの製造方法のわずかな違いによりその特性に大きな影響を受けることがあり得る。そのため、上記のような導電性ペーストの配合割合の調製は、例えば、一日に一度は行う必須の工程とされている。そしてこの導電性ペーストの配合割合の決定は、ほぼ全ての工程が手作業により行われている。   The blending ratio of this basic paste sample (that is, an individual paste-like sample before blending for preparing a desired conductive paste; the same shall apply hereinafter) is usually through, for example, the following procedure. It is determined. That is, first, a plurality of basic paste samples are mixed in several combinations and kneaded with a roller to prepare a plurality of conductive pastes. Next, this conductive paste is printed on a substrate and baked to produce a plurality of conductive films. Then, by evaluating the characteristics of the produced conductive film to determine whether it has the desired characteristics, the blending ratio of the paste sample that is the most suitable for realizing the characteristics is determined. Here, the prepared conductive paste may be greatly affected by its characteristics due to slight differences in raw material production conditions and paste production methods. Therefore, the preparation of the blending ratio of the conductive paste as described above is an essential process that is performed once a day, for example. And the determination of the blending ratio of this conductive paste is carried out by almost all steps manually.

特開2002−033283号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-033283 特表2003−531370号公報Special table 2003-53370 gazette 特開2001−219052号公報JP 2001-219052 A 特開2003−083855号公報JP 2003-083855 A 特開2008−246328号公報JP 2008-246328 A 特許第4009712号Patent No. 4009712 特開2003−215069号公報JP 2003-215069 A

ところで、医薬品等に代表される有機材料の分野においては、薬効成分等の網羅的探索を目的としてコンビナトリアル手法が活用されてきた。そして近年では、無機固体材料および金属材料の分野においても、新規材料の探索の手法としてコンビナトリアル手法を利用することが提案されてきている(例えば、特許文献1〜5参照)。無機固体材料および金属材料の分野においてもコンビナトリアル手法を採用することで、多成分かつ様々な量比の原料の組み合わせから特異な機能を発現する材料組成の網羅的な探索を、短時間で、かつ自動的に、行うことが可能とされている。   By the way, in the field of organic materials represented by pharmaceuticals and the like, combinatorial techniques have been utilized for the purpose of exhaustive search for medicinal ingredients and the like. In recent years, in the fields of inorganic solid materials and metal materials, it has been proposed to use a combinatorial technique as a technique for searching for new materials (see, for example, Patent Documents 1 to 5). By adopting combinatorial methods also in the fields of inorganic solid materials and metal materials, a comprehensive search for material compositions that express unique functions from combinations of raw materials in various components and various quantitative ratios can be performed in a short time, and It is possible to do this automatically.

しかしながら、導電性ペーストは、例えば25℃での粘度が3〜2000Pa・sの高粘性の懸濁物であり得ること、またペースト中に含まれる導電性粒子が経時的に沈降して懸濁状態を常に均一に保てない状態となり得ること等から、コンビナトリアル手法を利用して誤差の少ないサンプリングを自動的に行うことは比較的困難であった。そして何よりも、このような高粘性の試料については、サンプリング後の試料を均一に混合することが非常に困難となっていた。そのため、サンプリング誤差等により目的の配合割合とは異なる割合でペースト試料が配合された場合や、均一な混合が実現されていない場合には、配合割合のずれた導電性ペーストについて電気伝導率等の特性の測定を行うこととなり、正しい評価を行うことができない可能性があった。一方、誤差の少ないサンプリングを自動的に実施するには、例えばサンプリング速度を十分に低減したり、サンプリング中にサンプリング量を重量計等の複数の機能で監視してその場でサンプリング量の補正を行うなどする必要があり、コンビナトリアル手法であっても時間を要するものとならざるを得なかった。   However, the conductive paste can be, for example, a highly viscous suspension having a viscosity of 3 to 2000 Pa · s at 25 ° C., and the conductive particles contained in the paste settle down over time to be in a suspended state. Therefore, it is relatively difficult to automatically perform sampling with few errors by using a combinatorial method. Above all, for such a highly viscous sample, it has been very difficult to uniformly mix the sample after sampling. Therefore, when the paste sample is blended at a ratio different from the target blending ratio due to sampling error or when uniform mixing is not realized, the electrical conductivity etc. It was necessary to measure the characteristics, and there was a possibility that correct evaluation could not be performed. On the other hand, in order to automatically perform sampling with few errors, for example, the sampling rate is reduced sufficiently, or the sampling amount is monitored by a plurality of functions such as a weigh scale during sampling, and the sampling amount is corrected on the spot. It was necessary to do so, and even the combinatorial method had to take time.

一方で、手作業による基本のペースト試料の配合割合の決定手法は、作業に長時間を要し、また、ある程度まとまった量でサンプル調製を行うことから廃棄ロスも増大するため、時間的およびコストの面で改善すべき課題があった。また、一つ一つの作業を人の手により進めているため、人為的な誤差の発生が避けられないという問題もあった。かかる誤差を抑制するには、さらに長時間かつ慎重な作業を行わなければならなかった。したがって、現実的に評価できる数の条件が限られていることから、得られる導電性膜の特性を管理できる幅が比較的粗いものになってしまうという問題もあった。   On the other hand, the method of determining the basic paste sample mixing ratio by hand requires a long time for the work, and also increases the waste loss because the sample is prepared in a certain amount. There was a problem that should be improved. Another problem is that human error is unavoidable because each work is carried out manually. In order to suppress such an error, it was necessary to perform a longer and careful work. Therefore, since the number of conditions that can be practically evaluated is limited, there is a problem that the range in which the characteristics of the obtained conductive film can be managed becomes relatively rough.

本発明は、上述したような従来の問題を解決すべく創出されたものであり、その目的とするところは、2種類以上のペースト試料を配合してなる導電性ペーストの調製条件を、より短時間で精度よく評価することができる導電性ペーストの調製条件評価装置を提供することを課題としている。   The present invention has been created to solve the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to shorten the preparation conditions of a conductive paste formed by blending two or more types of paste samples. It is an object of the present invention to provide an apparatus for evaluating preparation conditions for conductive paste that can be accurately evaluated over time.

ここに開示する導電性ペーストの調製条件評価装置(以下、単に「評価装置」などと略して言う場合もある。)は、導電性物質を作製するための導電性ペーストの調製条件を評価する装置である。かかる評価装置は、導電性ペーストを構成するための2種類以上のペースト試料の配合割合を少なくとも一つのパラメータとし、該パラメータを複数通りに変化させて上記2種類以上のペースト試料を上記複数の配合割合で所定のサンプリング位置に採取するサンプリング部と、上記サンプリングされた2種類以上のペースト試料を加圧条件下で混合して導電性ペーストを調製する加圧混合部と、上記調製された複数の導電性ペーストを焼成して複数の焼成体を形成する焼成部と、上記複数の焼成体の電気伝導率を測定する電気伝導率測定部と、上記配合割合と上記電気伝導率の測定結果との関係から、上記複数の導電性ペーストの調製条件を評価する評価部と、を備えることを特徴とする。   The conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein (hereinafter sometimes simply referred to as “evaluation apparatus”) is an apparatus for evaluating the preparation conditions of a conductive paste for producing a conductive substance. It is. Such an evaluation apparatus uses, as at least one parameter, a blending ratio of two or more types of paste samples for constituting a conductive paste, and changes the parameters in a plurality of ways so that the two or more types of paste samples are blended into the plurality of blends. A sampling unit for sampling at a predetermined sampling position at a rate; a pressure mixing unit for preparing a conductive paste by mixing two or more sampled paste samples under pressure; and a plurality of the prepared plurality A firing part for firing a conductive paste to form a plurality of fired bodies, an electrical conductivity measuring part for measuring electrical conductivity of the fired bodies, and a blending ratio and a measurement result of the electrical conductivity. From the relationship, an evaluation unit that evaluates the preparation conditions of the plurality of conductive pastes is provided.

上記のサンプリング部においては、コンビナトリアル手法にしたがって、導電性ペーストの構成材料であるペースト試料の配合割合を少なくとも一つのパラメータとし、このパラメータを変化させて様々な組成の導電性ペーストを配合する。しかしながら、この種の導電性ペースト、すなわちペースト試料は非常に高粘性であって、例えば、非接触の手法による均一な混合は極めて困難であった。また、接触の手法による混合、例えば何らかの混合器具等による機械的な撹拌等の手法によると均一な混合が可能とはなるものの、例えば、この場合はペースト試料の配合数に相当する数の混合器具を用意したり、かかる混合器具に適した量のペースト試料をサンプリングする必要があり、設備的にも、ペースト試料の廃棄ロスの面でも、好ましいとは言えなかった。
これに対し、ここに開示される調製条件評価装置によると、サンプリングされた2種類以上のペースト試料を、加圧混合部において加圧条件下で混合するようにしている。すなわち、高粘性のペースト試料に圧力を付加することにより、非接触での均一な混合を可能としている。したがって、均質な導電性ペーストの調製を行うことができ、調製条件をより高精度に評価することができる。また、非接触での混合が可能なため、配合ごとに撹拌器具等を新たに用意あるいは洗浄等する必要がなく、ペースト試料の廃棄ロスも抑制することができる。さらには、一度に複数のペースト試料の混合も可能とされる。したがって、効率よく導電性ペーストの調製条件を評価することができる。
In the sampling unit, according to a combinatorial method, the blending ratio of the paste sample which is a constituent material of the conductive paste is set as at least one parameter, and the conductive paste having various compositions is blended by changing this parameter. However, this type of conductive paste, that is, a paste sample, has a very high viscosity. For example, uniform mixing by a non-contact method is extremely difficult. In addition, although mixing by a contact method, for example, mechanical stirring using a mixing device or the like, uniform mixing is possible, for example, in this case, the number of mixing devices corresponding to the number of paste samples blended It is necessary to sample a paste sample in an amount suitable for such a mixing device, and it is not preferable in terms of equipment and disposal loss of the paste sample.
On the other hand, according to the preparation condition evaluation apparatus disclosed here, two or more kinds of sampled paste samples are mixed in a pressure mixing unit under pressure conditions. In other words, non-contact and uniform mixing is possible by applying pressure to a highly viscous paste sample. Therefore, a homogeneous conductive paste can be prepared, and the preparation conditions can be evaluated with higher accuracy. Moreover, since non-contact mixing is possible, it is not necessary to newly prepare or wash a stirring device or the like for each blending, and it is possible to suppress the waste loss of the paste sample. Furthermore, it is possible to mix a plurality of paste samples at a time. Therefore, the preparation conditions of the conductive paste can be evaluated efficiently.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様において、上記ペースト試料は、導電性粒子と、バインダと、溶媒とを含み、25℃、10rpmでの粘度が3Pa・s〜2000Pa・sであることを特徴としている。
導電性ペーストを調製するのに用いるペースト試料の構成は様々であり、粘性の低いものから高いものまで存在する。ここに開示される調製条件評価装置は、上記のとおりの範囲の比較的粘性の高いペースト試料を用いる場合に適用することで、その効果が如何なく発揮できるために好ましい。ペースト試料の粘度は、その用途にもよるが3Pa・s以上であってよく、例えば、10Pa・s以上、特に50Pa・s以上、さらには100Pa・s以上のものとすることができる。ペースト試料の粘度の上限については一概には言えないが、おおよその目安として2000Pa・s程度以下とすることができる。
In a preferred embodiment of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the paste sample includes conductive particles, a binder, and a solvent, and has a viscosity at 25 ° C. and 10 rpm of 3 Pa · s to 2000 Pa ·. It is characterized by being s.
The composition of the paste sample used to prepare the conductive paste varies, and there are low viscosity to high viscosity. The preparation condition evaluation apparatus disclosed here is preferable because the effect can be exerted without any limitation by applying it to a paste sample having a relatively high viscosity in the range as described above. The viscosity of the paste sample may be 3 Pa · s or more, depending on the application, for example, 10 Pa · s or more, particularly 50 Pa · s or more, and further 100 Pa · s or more. Although the upper limit of the viscosity of the paste sample cannot be generally stated, it can be set to about 2000 Pa · s or less as an approximate guide.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様において、上記サンプリング部は、上記複数の導電性ペーストのそれぞれを10g以下の量で調製可能に構成されていることを特徴としている。
かかる構成によると、サンプリングされる高粘性のペースト試料を非接触で混合することができるため、例えば、調製される一つの導電性ペーストの量を10g以下と少量にした場合であっても十分精度よく調製条件の評価を行うことができる。より限定的には、かかる導電性ペーストは、例えば、1g以下の量に調製することができる。また、導電性ペーストは、たとえ粘性の高いペーストであっても厳密なサンプリング精度を考慮せずに試験や分析等に必要な量だけ調製すればよく、導電性ペーストの廃棄ロスを低減することができる。
In a preferred aspect of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the sampling unit is configured to be capable of preparing each of the plurality of conductive pastes in an amount of 10 g or less.
According to such a configuration, since the sample of highly viscous paste to be sampled can be mixed in a non-contact manner, for example, even when the amount of one conductive paste to be prepared is as small as 10 g or less, it is sufficiently accurate. The preparation conditions can be evaluated well. More specifically, such a conductive paste can be prepared in an amount of 1 g or less, for example. In addition, even if the conductive paste is a highly viscous paste, it is sufficient to prepare only the amount necessary for testing and analysis without considering strict sampling accuracy, and the waste loss of the conductive paste can be reduced. it can.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様において、上記加圧混合部は、0.05MPa〜1MPaの加圧条件下で混合することを特徴としている。
かかる構成によると、加圧混合部においてより均一な混合が実現でき、調製される導電性ペースト、延いては、焼成により得られる焼成体の特性等のバラつきを低減させることができる。
In a preferred embodiment of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the pressure mixing unit is characterized by mixing under a pressure condition of 0.05 MPa to 1 MPa.
According to such a configuration, more uniform mixing can be realized in the pressure mixing unit, and variations in the characteristics and the like of the prepared conductive paste, and thus the fired body obtained by firing can be reduced.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様において、上記電気伝導率測定部は、上記複数の焼成体に対する測定を、1回の測定操作で同時に測定可能に構成されていることを特徴としている。
かかる電気伝導率測定部は、例えば基板上に複数設定された試料位置に形成される焼成体の電気伝導率をすべて同時に測れるように、電気伝導率を測定する機能が複数備えられている。例えば、基板上の各試料位置と対応する位置に電気伝導率を測定する装置がそれぞれ配設されている。これにより、瞬時に複数の焼成体の電気伝導度を測定し、調製条件の評価をより短時間で行うことが可能となる。
In a preferred aspect of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the electrical conductivity measurement unit is configured to be able to simultaneously measure the plurality of fired bodies by a single measurement operation. It is characterized by.
Such an electrical conductivity measuring unit is provided with a plurality of functions for measuring electrical conductivity so that, for example, all electrical conductivities of fired bodies formed at a plurality of sample positions set on the substrate can be measured simultaneously. For example, an apparatus for measuring electrical conductivity is disposed at a position corresponding to each sample position on the substrate. Thereby, the electrical conductivity of a plurality of fired bodies can be measured instantaneously, and the preparation conditions can be evaluated in a shorter time.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様において、上記加圧混合部は、さらに超音波発生機能を備えていることを特徴としている。
かかる構成によると、上記の通りの高粘性のペースト試料の混合を、より一層均一に、より短時間で行うことができ、より精度の高い導電性ペーストの調製条件の評価を行うことができる。
In a preferred aspect of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the pressure mixing unit further includes an ultrasonic wave generation function.
According to such a configuration, the high-viscosity paste sample as described above can be mixed more uniformly and in a shorter time, and the preparation conditions of the conductive paste with higher accuracy can be evaluated.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様において、上記電気伝導率測定部は、上記複数の焼成体の電気伝導率を500℃以上の高温で測定可能に構成されていることを特徴としている。
導電性ペーストは、その焼成体の用途に応じて、例えば、低温領域(例えば−20℃程度)から500℃以上の高温領域等の様々な温度域で使用され得る。より具体的には、例えば、固体酸化物形燃料電池(SOFC)は動作温度が500℃〜1000℃程度と比較的高い。かかる構成の調製条件評価装置によると、電気伝導率測定部は500℃以上(例えば、500℃〜1000℃程度)の高温での電気伝導率の測定を可能としている。これにより、例えば、焼成体の用途がSOFCの構成部材であって、500℃以上の高温で使用される場合等には、その使用状況における特性を評価することができる。
In a preferred embodiment of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the electrical conductivity measurement unit is configured to be able to measure the electrical conductivity of the plurality of fired bodies at a high temperature of 500 ° C. or higher. It is characterized by.
The conductive paste can be used in various temperature ranges such as a low temperature region (for example, about −20 ° C.) to a high temperature region of 500 ° C. or higher depending on the application of the fired body. More specifically, for example, a solid oxide fuel cell (SOFC) has a relatively high operating temperature of about 500 ° C. to 1000 ° C. According to the preparation condition evaluation apparatus having such a configuration, the electrical conductivity measurement unit can measure electrical conductivity at a high temperature of 500 ° C. or higher (for example, about 500 ° C. to 1000 ° C.). Thereby, for example, when the use of the fired body is a component of SOFC and it is used at a high temperature of 500 ° C. or higher, the characteristics in the usage situation can be evaluated.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様において、上記サンプリング位置が基板の表面に多数設けられた試料位置に設定されており、上記加圧混合部は、上記基板上の試料位置を全て同時に気密に封止して、上記サンプリングされた2種類以上のペースト試料を加圧混合することを特徴としている。
加圧混合部は、上記のとおり非接触での混合を可能としているため、ペースト試料のサンプリング位置が制限されない。そのため、例えば、ペースト試料を焼成用の基板上に直接サンプリングし、サンプリングされたペースト試料を基板上で全て同時に混合することが可能とされる。これにより、ペースト試料の廃棄ロスを低減し、更に効率よく導電性ペーストの調製条件を評価することができる。
In a preferred embodiment of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the sampling position is set to a sample position provided on the surface of the substrate, and the pressure mixing unit is a sample on the substrate. All the positions are hermetically sealed at the same time, and the sampled two or more types of paste samples are pressure-mixed.
Since the pressure mixing unit enables non-contact mixing as described above, the sampling position of the paste sample is not limited. Therefore, for example, the paste sample can be directly sampled on the substrate for baking, and the sampled paste sample can be mixed on the substrate all at the same time. Thereby, the disposal loss of a paste sample can be reduced and the preparation conditions of a conductive paste can be evaluated more efficiently.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様においては、さらに、移送部を備えるとともに、上記サンプリング位置が、多数個用意されたサンプリング容器の各々に設定されており、上記加圧混合部は、上記サンプリング容器を気密に封止して、該封止したサンプリング容器内にサンプリングされた2種類以上のペースト試料を加圧混合し、上記移送部は、該サンプリング容器内に調製された導電性ペーストを基板の表面に多数設けられた試料位置に移送することを特徴としている。
かかる構成によると、より高粘性のペースト試料をより高圧の加圧条件下で加圧混合する場合においても、ペースト試料の飛散等とこれに伴う組成のずれ等の問題が生じることなく、均一な混合を行うことが可能とされる。
In a preferable aspect of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the apparatus further includes a transfer unit, and the sampling position is set in each of a large number of prepared sampling containers. The mixing unit hermetically seals the sampling container, pressurizes and mixes two or more types of paste samples sampled in the sealed sampling container, and the transfer unit is prepared in the sampling container. The conductive paste is transferred to sample positions provided in large numbers on the surface of the substrate.
According to such a configuration, even when a highly viscous paste sample is mixed under pressure under a higher pressure, it is uniform without causing problems such as scattering of the paste sample and the accompanying compositional deviation. Mixing can be performed.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様においては、さらに、上記複数の焼成体の組成分析を行う組成分析部を備え、上記評価部では、上記焼成体の各々について、上記2種類以上のペースト試料の配合割合を上記組成分析の結果に基づき補正し、該補正後の配合割合と上記電気伝導率の測定結果との関係から、上記複数の導電性ペーストの調製条件を評価することを特徴としている。
上記サンプリング部として、従来より用いられているコンビナトリアル試料調製装置等を利用すると、当該装置によっては高粘性のペースト試料の正確なサンプリングが困難となる場合があり、実際には目的の組成の導電性ペーストおよび焼成体が得られていないという事態が生じ得る。また、サンプリングの精度を上げるためにその場でサンプリング量を監視したり補正したりする場合には、サンプリング時間の長大化を招くものとなってしまう。
かかる構成によると、形成される焼成体(例えば、導電性膜)について、電気伝導率の測定と組成分析とが行える構成とされている。そのため、たとえ焼成体の配合割合が設定していた値からランダムに外れた場合であっても、実際の組成を基に配合割合を補正することができる。したがって、実際のサンプリング組成に基づいて精度よく導電性ペーストの調製条件を評価することができる。
In a preferable aspect of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the electroconductive paste preparation condition evaluation apparatus further includes a composition analysis unit that performs composition analysis of the plurality of fired bodies. The blending ratio of two or more types of paste samples is corrected based on the result of the composition analysis, and the preparation conditions for the plurality of conductive pastes are evaluated from the relationship between the blending ratio after the correction and the measurement result of the electrical conductivity. It is characterized by doing.
If a conventionally used combinatorial sample preparation device or the like is used as the sampling unit, accurate sampling of a highly viscous paste sample may be difficult depending on the device. A situation may occur in which a paste and a fired body are not obtained. In addition, if the sampling amount is monitored or corrected on the spot in order to improve the sampling accuracy, the sampling time will be lengthened.
According to this structure, it is set as the structure which can perform an electrical conductivity measurement and a composition analysis about the sintered body (for example, electroconductive film) formed. Therefore, even if the blending ratio of the fired body is randomly deviated from the set value, the blending ratio can be corrected based on the actual composition. Therefore, the preparation conditions of the conductive paste can be accurately evaluated based on the actual sampling composition.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様においては、さらに複数の焼成体の熱膨張率を測定する熱膨張率測定部を備え、上記評価部は、上記熱膨張率の測定結果を含めて上記複数の導電性ペーストの調製条件を評価することを特徴としている。
導電性ペーストは、典型的には、セラミックス材料や金属材料、さらにはこれらの複合材料などの様々な材料を基材とし、この基材上に塗布し、導電性膜の積層構造を形成することで使用されている。例えば、かかる積層構造の製造において、反り等の変形を生じないよう熱膨張率を管理することは重要である。上記の構成によると、導電性ペーストを焼成して得られる焼成物について、上記のとおりの電気伝導率に加え熱膨張率をも含めて導電性ペーストの調製条件を評価することができる。したがって、より所望の特性および機能を備える導電性ペーストの調製条件の評価を行うことが可能とされる。
In a preferred embodiment of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the apparatus further comprises a thermal expansion coefficient measurement unit that measures the thermal expansion coefficient of a plurality of fired bodies, and the evaluation unit measures the thermal expansion coefficient. Including the results, the preparation conditions of the plurality of conductive pastes are evaluated.
The conductive paste is typically made of various materials such as ceramic materials, metal materials, and composite materials thereof, and is coated on the substrate to form a laminated structure of conductive films. Used in. For example, in manufacturing such a laminated structure, it is important to manage the coefficient of thermal expansion so that deformation such as warpage does not occur. According to said structure, about the baked product obtained by baking an electroconductive paste, the preparation conditions of an electroconductive paste can be evaluated including a thermal expansion coefficient in addition to the above electrical conductivity. Therefore, it is possible to evaluate the preparation conditions of a conductive paste having more desired characteristics and functions.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様においては、上記熱膨張率測定部は、酸化雰囲気および還元雰囲気における上記焼成体の熱膨張率を測定する機能を備え、上記評価部は、上記焼成体の酸化雰囲気および還元雰囲気における熱膨張率の測定結果から次式(1)で定義される還元膨張率を算出するとともに、上記還元膨張率を含めて上記複数の導電性ペーストの調製条件を評価することを特徴としている。   In a preferred embodiment of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the thermal expansion coefficient measurement unit has a function of measuring the thermal expansion coefficient of the fired body in an oxidizing atmosphere and a reducing atmosphere, and the evaluation unit Calculates the reductive expansion coefficient defined by the following equation (1) from the measurement results of the thermal expansion coefficient in the oxidizing atmosphere and the reducing atmosphere of the fired body, and includes the reductive expansion coefficient of the plurality of conductive pastes. It is characterized by evaluating preparation conditions.

還元膨張率は、上記式(1)で表されるとおり、酸化雰囲気(例えば、大気雰囲気)と還元雰囲気とにおける熱膨張状態の差を、酸化雰囲気における熱膨張状態を基準として表した値である。例えば、SOFCは複数の無機固体材料が例えば層状に接合された複雑な構造を有しており、また、動作温度が高いため、起動および停止等の際に温度勾配が生じると熱膨張差により各材料の界面に応力が発生する。また、SOFCは、固体電解質膜を挟んでカソードが還元雰囲気、アノードが酸化雰囲気となるため、上記式(1)で示される還元膨張率が大きいと製品に反り等をもたらし得る。そのため、SOFCの開発において還元膨張率は無視することのできない特性である。ここに開示される評価装置によると、例えば、SOFC用途の導電性ペースト等のように還元膨張率が重要な評価指標とされる場合に、この還元膨張率を考慮して導電性ペーストの調製条件の評価を行うことができる。なお、還元膨張率は、例えば室温(典型的には25℃)を基準とすると、室温状態が1で表され、一般的には温度が高くなるほど値が1より大きくなる。かかる還元膨張率は、1に近い値であるか、接合される材料同士で近似した値であることが好ましい。   The reductive expansion coefficient is a value representing the difference in thermal expansion state between the oxidizing atmosphere (for example, the air atmosphere) and the reducing atmosphere as represented by the above formula (1) with reference to the thermal expansion state in the oxidizing atmosphere. . For example, SOFC has a complicated structure in which a plurality of inorganic solid materials are joined in layers, for example, and since the operating temperature is high, if a temperature gradient occurs during start-up and stop, etc. Stress is generated at the interface of the material. In addition, since the SOFC has a reducing atmosphere and the anode has an oxidizing atmosphere with the solid electrolyte membrane sandwiched therebetween, the product can be warped if the reduction expansion coefficient represented by the above formula (1) is large. Therefore, the reduction expansion coefficient is a characteristic that cannot be ignored in the development of SOFC. According to the evaluation apparatus disclosed herein, for example, when the reductive expansion coefficient is an important evaluation index, such as a conductive paste for SOFC applications, the conditions for preparing the conductive paste in consideration of this reductive expansion coefficient Can be evaluated. For example, when the room temperature state (typically 25 ° C.) is used as a reference, the reductive expansion coefficient is represented by a room temperature state of 1, and generally increases as the temperature increases. Such a reduction expansion coefficient is preferably a value close to 1 or a value approximated between materials to be joined.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様において、上記熱膨張率測定部は、測定雰囲気の制御と、少なくとも室温から1200℃の高温までの領域における結晶構造解析が可能であって、上記評価部は、測定温度範囲における格子定数の変化に基づき上記還元膨張率を算出し、該還元膨張率を含めて上記複数の導電性ペーストの調製条件を評価することを特徴としている。そして、かかる熱膨張率測定部としては、X線回折分析装置を含むことを好ましい態様としている。
無機固体材料の熱膨張率の測定は、一般的には、熱機械分析装置(TMA)等による測定が行われているが、この測定方法はコンビナトリアル手法により用意される極少量の焼成体試料に適用することは難しい。これに対し、結晶構造解析により求められる格子定数から還元膨張率を求める手法によると、コンビナトリアル手法による微小な焼成体試料(いわゆる、ライブラリー状の試料)であっても、酸化雰囲気および還元雰囲気における所定の温度範囲で結晶構造解析を行うことで、複数の焼成体について連続的かつ迅速に高精度で還元膨張率を算出することができる。かかる結晶構造解析の手法としては、例えば、代表的には、X線や中性子線を用いた結晶構造解析法が知られている。ここに開示される調製条件評価装置においては、上記結晶構造解析が可能な機能としてより汎用的なX線回折分析装置を用いるのを好ましい態様としている。
In a preferred embodiment of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the thermal expansion coefficient measuring unit is capable of controlling the measurement atmosphere and analyzing the crystal structure in a region from at least room temperature to 1200 ° C. The evaluation unit calculates the reduction expansion coefficient based on a change in lattice constant in the measurement temperature range, and evaluates the preparation conditions of the plurality of conductive pastes including the reduction expansion coefficient. And as this thermal expansion coefficient measurement part, it is set as the preferable aspect that an X-ray diffraction analyzer is included.
In general, the thermal expansion coefficient of an inorganic solid material is measured by a thermomechanical analyzer (TMA) or the like. This measurement method is applied to a very small amount of fired body sample prepared by a combinatorial technique. It is difficult to apply. On the other hand, according to the technique for obtaining the reduction expansion coefficient from the lattice constant obtained by the crystal structure analysis, even a small fired body sample (so-called library-like sample) by the combinatorial technique can be used in an oxidizing atmosphere and a reducing atmosphere. By performing the crystal structure analysis in a predetermined temperature range, it is possible to calculate the reduction expansion coefficient continuously and quickly with high accuracy for a plurality of fired bodies. As such a crystal structure analysis technique, for example, a crystal structure analysis method using an X-ray or a neutron beam is typically known. In the preparation condition evaluation apparatus disclosed here, it is preferable to use a more general-purpose X-ray diffraction analyzer as a function capable of performing the crystal structure analysis.

ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の好ましい態様において、上記焼成部は、焼成温度を少なくとも一つのパラメータとし、該パラメータを変化させて上記複数の導電性ペーストを焼成し、上記評価部は、上記複数の導電性ペーストの調製条件として上記焼成温度のパラメータを含めて評価することを特徴としている。
かかる構成によると、焼成体試料の組成のみならず、焼成温度を含む焼成条件をも評価の対象として導電性ペーストの調製条件を評価することができる。
In a preferred embodiment of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein, the baking section sets the baking temperature as at least one parameter, changes the parameter, and fires the plurality of conductive pastes, and evaluates the evaluation. The section is characterized by evaluating the baking temperature parameters as preparation conditions for the plurality of conductive pastes.
According to such a configuration, not only the composition of the fired body sample but also the firing conditions including the firing temperature can be evaluated for the preparation conditions of the conductive paste.

本発明の一実施形態に係る導電性ペーストの調製条件評価装置の構成を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the structure of the preparation condition evaluation apparatus of the electrically conductive paste which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の導電性ペーストの調製条件評価装置により導電性ペーストの調製条件を評価した場合のフローの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the flow at the time of evaluating the preparation conditions of an electrically conductive paste with the preparation condition evaluation apparatus of the electrically conductive paste of this invention. 本発明の一実施形態に係る加圧混合部の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the pressurization mixing part which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る加圧混合部の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the pressure mixing part which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電気伝導率測定装置の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the electrical conductivity measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る電気伝導率測定装置の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the electrical conductivity measuring apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 実施例において作成した導電性物質の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the electroconductive substance created in the Example.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項(例えば、導電性ペーストの調製条件評価装置を構築する各構成要素の特徴)以外の事項であって、本発明の実施に必要な事柄(例えば、評価装置を構成する各構成要素の作製方法、作動方法および作動条件等)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. It should be noted that matters other than matters specifically mentioned in the present specification (for example, characteristics of each component constituting the preparation condition evaluation apparatus for conductive paste), matters necessary for the implementation of the present invention (for example, A manufacturing method, an operation method, an operation condition, and the like of each component constituting the evaluation apparatus) can be grasped as a design matter of a person skilled in the art based on the conventional technology in the field. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field.

図1は、ここに開示される一実施形態としての導電性ペーストの調製条件評価装置の構成を概念的に示している。また、図2は、本評価装置により導電性ペーストの調製条件を評価する際のフローの一例を示した図である。以下、図2に示したフローに沿って、ここに開示される導電性ペーストの評価装置について詳しく説明する。
この評価装置500は、大略的に、制御部100、試料調整部200、計測部300から構成されており、これらのいずれかの部位に本評価装置500の主要な構成要素が配設されている。図1に示した例において、制御部100には評価部40が入力部10と共に備えられ、試料調整部200にはサンプリング部20と加圧混合部22と焼成部24とが備えられ、計測部300には電気伝導率測定部30と、組成分析部32とが備えられている。なお、本評価装置はかかる構成に限定されることなく、例えば一例として、入力部10および評価部40が試料作製部200および計測部300にそれぞれ配設されて、相互にデータを送受信可能とする態様や、試料作製部200における焼成部24が計測部300における試験・分析部の一部の機能を担う等の、様々な態様を考慮することができる。
FIG. 1 conceptually shows the configuration of a conductive paste preparation condition evaluation apparatus as an embodiment disclosed herein. Moreover, FIG. 2 is a figure which showed an example of the flow at the time of evaluating the preparation conditions of an electrically conductive paste by this evaluation apparatus. The conductive paste evaluation apparatus disclosed herein will be described in detail below along the flow shown in FIG.
The evaluation apparatus 500 is generally composed of a control unit 100, a sample adjustment unit 200, and a measurement unit 300, and main components of the evaluation apparatus 500 are arranged at any one of these parts. . In the example illustrated in FIG. 1, the control unit 100 includes the evaluation unit 40 together with the input unit 10, and the sample adjustment unit 200 includes the sampling unit 20, the pressure mixing unit 22, and the baking unit 24, and the measurement unit 300 includes an electrical conductivity measuring unit 30 and a composition analyzing unit 32. The evaluation apparatus is not limited to such a configuration. For example, the input unit 10 and the evaluation unit 40 are provided in the sample preparation unit 200 and the measurement unit 300, respectively, so that data can be transmitted and received between them. Various modes such as the mode and the firing unit 24 in the sample preparation unit 200 may play a part of the function of the test / analysis unit in the measurement unit 300 may be considered.

以上の評価装置500は、2種類以上のペースト試料を混合し、焼成して得られる焼成体である導電性膜が、所望の機能を備えるよう、この2種類以上のペースト試料の配合割合を評価するものである。
ここで使用されるペースト試料は、導電性ペーストを構成するための基本となるペースト状(スラリー状、インク状を包含する。)の材料であって、このペースト試料を最適な配合割合で混合することで所望の機能および特性を示す導電性ペーストを構築するようにしている。かかるペースト試料の構成および特性は特に制限なく、例えば、目的の導電性ペーストの構成の一部となるよう構成することができる。かかる試料ペーストは、基本的には、導電性粒子と、バインダと、溶媒とを含んでいる。このようなペースト試料の構成について、以下にその代表的なものを例示して説明する。
The above evaluation apparatus 500 evaluates the blending ratio of the two or more types of paste samples so that the conductive film, which is a fired body obtained by mixing and baking two or more types of paste samples, has a desired function. To do.
The paste sample used here is a paste-like material (including slurry-like and ink-like) that is the basis for constituting a conductive paste, and this paste sample is mixed at an optimum blending ratio. Thus, a conductive paste exhibiting desired functions and characteristics is constructed. The configuration and characteristics of the paste sample are not particularly limited. For example, the paste sample can be configured to be a part of the configuration of the target conductive paste. Such sample paste basically includes conductive particles, a binder, and a solvent. The configuration of such a paste sample will be described below by exemplifying typical ones.

導電性粒子は、導電性ペーストを焼成した後に得られる焼成体(典型的には導電性膜)の導電性を担う物質である。かかる導電性粒子の種類等については特に制限はなく、目的の導電性ペーストに従来用いられている各種の導電性粒子を特に制限なく用いることができる。目的とする導電性ペーストは、電極形成用、印刷回路用、接合用、抵抗体用、異方導電性インク用等の様々な導電性ペーストであってよく、かかる導電性粒子の一例としては、金(Au),銀(Ag),銅(Cu),白金(Pt),パラジウム(Pd),ルテニウム(Ru),ロジウム(Rh),イリジウム(Ir),オスミウム(Os),ニッケル(Ni)およびアルミニウム(Al)等の金属およびそれらの合金、カーボンブラック等の炭素質材料、LaSrCoFeO系酸化物(例えばLaSrCoFeO)、LaMnO系酸化物(例えばLaSrGaMgO)、LaFeO系酸化物(例えばLaSrFeO)、LaCoO系酸化物(例えばLaSrCoO)等として表わされる遷移金属ペロブスカイト型酸化物に代表される導電性セラミックス等が例示される。
粒子の形状や粒径に厳密な制限はなく、例えば、代表的には、平均粒径が数nm〜数μm程度、例えば、10nm〜10μm程度の範囲のものから用途等に応じて選択される平均粒径を有する粒子を用いることができる。なお、本明細書における「平均粒径」とは、平均粒径がおおよそ0.5μm以上となる範囲では、レーザ散乱・回折法に基づく粒度分布測定装置により測定された粒度分布における積算値50%での粒径(50%体積平均粒子径;以下、D50と略記する場合もある。)として求めることができ、平均粒径がおおよそ0.5μm程度以下の範囲では、電子顕微鏡等の観察手段により観察される観察像内の複数の粒子の円相当径に基づき作成された粒度分布における積算値50%での粒径として求めることができる。なお、これらの平均粒径の算出手法を適用する粒径範囲に厳密な臨界はなく、採用する装置の精度等に応じて算出方法を適宜選択することができる。
The conductive particles are a substance responsible for the conductivity of a fired body (typically a conductive film) obtained after firing the conductive paste. There is no restriction | limiting in particular about the kind etc. of this electroconductive particle, The various electroconductive particle conventionally used for the target electroconductive paste can be especially used without a restriction | limiting. The target conductive paste may be various conductive pastes for electrode formation, printed circuit, bonding, resistor, anisotropic conductive ink, etc., as an example of such conductive particles, Gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), iridium (Ir), osmium (Os), nickel (Ni) and Metals such as aluminum (Al) and alloys thereof, carbonaceous materials such as carbon black, LaSrCoFeO 3 -based oxides (eg LaSrCoFeO 3 ), LaMnO 3 -based oxides (eg LaSrGaMgO 3 ), LaFeO 3 -based oxides (eg LaSrFeOO) 3), a transition metal perovskite acids represented as LaCoO 3 type oxide (e.g., LaSrCoO 3) or the like Conductive ceramics typified by the object is illustrated.
There are no strict restrictions on the shape and particle diameter of the particles, and typically, for example, the average particle diameter is selected from a range of several nm to several μm, for example, about 10 nm to 10 μm, depending on the application. Particles having an average particle size can be used. In the present specification, the “average particle size” means an integrated value of 50% in the particle size distribution measured by a particle size distribution measuring apparatus based on the laser scattering / diffraction method in the range where the average particle size is approximately 0.5 μm or more. In the range where the average particle diameter is about 0.5 μm or less, it can be obtained by observation means such as an electron microscope. It can be determined as the particle diameter at an integrated value of 50% in the particle size distribution created based on the equivalent circle diameter of a plurality of particles in the observed image to be observed. Note that there is no strict criticality in the particle size range to which these average particle size calculation methods are applied, and the calculation method can be appropriately selected according to the accuracy of the apparatus to be employed.

導電性ペーストの他の構成成分として、上記導体性粒子を分散させておくビヒクルとも呼ばれる媒質が挙げられる。かかる媒質は、典型的には、バインダおよび溶媒とから構成されている。かかるビヒクルは導電性粒子を適切に分散させ得るものであればよく、従来の導体ペーストに用いられているものを特に制限なく使用することができる。
かかるバインダとしては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、セルロース系高分子、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等をベースとするものが挙げられる。また、導電性ペーストの基材への固着能(バインダ機能)を担う成分として、あるいは固着性および耐久性等の他の機能を担う成分として、ガラスフリットを含んでいても良い。
As another component of the conductive paste, there is a medium called a vehicle in which the conductive particles are dispersed. Such a medium is typically composed of a binder and a solvent. Any vehicle can be used as long as it can disperse the conductive particles appropriately, and those used in conventional conductor pastes can be used without particular limitation.
Examples of the binder include those based on acrylic resin, epoxy resin, phenol resin, alkyd resin, cellulosic polymer, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, and the like. Further, a glass frit may be included as a component responsible for the ability of the conductive paste to adhere to the substrate (binder function) or as a component responsible for other functions such as adhesion and durability.

また溶媒としては、例えば、エチルセルロース等のセルロース系高分子、エチレングリコールおよびジエチレングリコール誘導体、トルエン、キシレン、ミネラルスピリット、ブチルカルビトール、ターピネオール等の高沸点有機溶媒又はこれらの二種以上の組み合わせを構成成分として含む有機ビヒクルを用いることができる。
その他、ペースト試料には、導電性ペーストを構成するに良好な粘性および塗膜(基材に対する付着膜)形成能等の所望の特性を付与し得る各種の添加剤が、必要に応じて含まれていても良い。かかる添加剤の一例をあげると、界面活性剤、消泡剤、可塑剤、増粘剤、酸化防止剤、分散剤、種々の光重合性化合物および光重合開始剤、重合禁止剤や、セラミック基材との密着性向上を目的としたシリコン系、チタネート系およびアルミニウム系等の各種カップリング剤等が挙げられる。
Examples of the solvent include cellulose polymers such as ethyl cellulose, ethylene glycol and diethylene glycol derivatives, high-boiling organic solvents such as toluene, xylene, mineral spirits, butyl carbitol, and terpineol, or combinations of two or more thereof. An organic vehicle can be used.
In addition, the paste sample contains various additives that can give desired properties such as good viscosity and ability to form a coating film (attached film to the base material) to constitute the conductive paste, if necessary. May be. Examples of such additives include surfactants, antifoaming agents, plasticizers, thickeners, antioxidants, dispersants, various photopolymerizable compounds and photopolymerization initiators, polymerization inhibitors, and ceramic groups. Various coupling agents such as silicon-based, titanate-based, and aluminum-based materials for the purpose of improving adhesion to the material can be mentioned.

以上のペースト試料は、例えば、目的とする導電性ペーストと同一の組成ないしはその一部となる組成を有するものとすることができる。具体的には、例えば、ペースト試料の組成を導電性ペーストと同一にする場合には、例えば、その濃度を適宜変更して2種以上の濃度のペースト試料を用意することができる。ペースト試料の組成を導電性ペーストと異ならせる場合には、例えば、目的の導電性ペーストの構成成分を2以上のパートに分け、そのパートを含む2種以上のペースト試料を用意することができる。   The above paste sample can have, for example, the same composition as the intended conductive paste or a composition that is a part thereof. Specifically, for example, when the composition of the paste sample is the same as that of the conductive paste, for example, it is possible to prepare paste samples having two or more kinds of concentrations by appropriately changing the concentration. When the composition of the paste sample is different from that of the conductive paste, for example, the constituents of the target conductive paste can be divided into two or more parts, and two or more types of paste samples including the parts can be prepared.

これらのペースト試料は、非ビンガム流動を示す粘塑性流体であって、高粘性に調整され得る。かかる粘度は、使用するサンプリング部20の性能に因るため一義的に示すことはできないが、一般的には3Pa・s以上のものを考慮することができ、例えば10Pa・s以上とすることができる。ここに開示される評価装置においては、粘度は、10Pa・s〜2000Pa・s程度の比較的粘性の高いペースト試料に適用することで、その効果を明瞭に得ることができるために好ましい。さらに限定的には、ペースト試料の粘度は50Pa・s〜1500Pa・s程度、例えば、100Pa・s〜1000Pa・s程度であるのが好ましい。
なお、導電性ペーストの粘度は、粘塑性流体の粘度計測が可能な粘度計あるいはレオメータにより計測することが可能である。本明細書における粘度は、HBTタイプのブルックフィールド型粘度計を用い、25℃において10rpmの条件で計測される値を示している。
These paste samples are viscoplastic fluids that exhibit non-Bingham flow and can be adjusted to high viscosity. Such viscosity cannot be uniquely indicated because it depends on the performance of the sampling unit 20 to be used. However, generally, a viscosity of 3 Pa · s or more can be considered, for example, 10 Pa · s or more. it can. In the evaluation apparatus disclosed herein, the viscosity is preferable because the effect can be clearly obtained by applying it to a paste sample having a relatively high viscosity of about 10 Pa · s to 2000 Pa · s. More specifically, the viscosity of the paste sample is preferably about 50 Pa · s to 1500 Pa · s, for example, about 100 Pa · s to 1000 Pa · s.
The viscosity of the conductive paste can be measured with a viscometer or rheometer capable of measuring the viscosity of the viscoplastic fluid. The viscosity in the present specification is a value measured using a Brookfield viscometer of the HBT type under the condition of 10 rpm at 25 ° C.

この実施形態の評価装置500においては、先ず、ステップS10に示したように、入力部10において、サンプリング部20、加圧混合部22および焼成部24の動作条件の設定を行う。
サンプリング部20の設定としては、コンビナトリアル手法に基づき試料調製に際して必要な条件の入力を行えばよい。例えば、2種類以上の基本となるペースト試料の配合割合を決定する。かかる配合割合は、評価に必要な数および組成範囲の導電性ペーストが調製できるよう、該必要数および必要組成範囲の複数の配合割合を決定する。ここで、例えば一つのペースト試料の配合割合を少なくとも一つのパラメータとし、これを連続的にあるいは離散的に変化させることで、残りのペースト試料の配合割合(残りの基本となるペースト試料の合計の配合割合であり得る。)を決定するのが好ましい。残りの基本となるペースト試料が複数となる場合は、さらにそれらの配合割合を設定することができる。たとえば、一部のペースト試料の配合割合のみを変化させて残りの一部のペースト試料の配合割合は一定にしても良いし、すべてのペースト試料の配合割合を網羅的に変化させるようにしても良い。用意する導電性ペーストの数(すなわち、配合割合の数、調製する導電性ペーストの組成の数であり得る。)については特に制限されないが、5種類以上であることが好ましく、例えば8種類以上であることがより好ましい。例えば、10種類以上とすることや、30種類以上とすること等も可能である。
In the evaluation apparatus 500 of this embodiment, first, as shown in step S <b> 10, the operating conditions of the sampling unit 20, the pressure mixing unit 22, and the baking unit 24 are set in the input unit 10.
As the setting of the sampling unit 20, it is only necessary to input conditions necessary for sample preparation based on a combinatorial technique. For example, the blending ratio of two or more basic paste samples is determined. Such a blending ratio determines the necessary number and a plurality of blending ratios of the necessary composition range so that the necessary number and composition range of conductive paste can be prepared. Here, for example, the blending ratio of one paste sample is set as at least one parameter, and the ratio is continuously or discretely changed, whereby the blending ratio of the remaining paste sample (the total of the remaining basic paste samples is calculated). It may be a blending ratio). When there are a plurality of remaining basic paste samples, their blending ratio can be further set. For example, only the proportion of some paste samples may be changed and the proportion of the remaining part of paste samples may be constant, or the proportion of all paste samples may be changed comprehensively. good. The number of conductive pastes to be prepared (that is, the number of blending ratios and the number of compositions of the conductive paste to be prepared) is not particularly limited, but is preferably 5 or more, for example, 8 or more More preferably. For example, it is possible to use 10 or more types, 30 or more types, and the like.

加圧混合部22の設定としては、例えば、加圧混合のための器具の種類、混合時の印加圧力、加圧時間、加圧ガス種等の条件の設定を行うことができる。かかる加圧混合条件は、サンプリングされた複数のペースト試料を個々に加圧混合する場合や、いくつか(例えば全部)をまとめて加圧混合する場合など、その加圧混合の形態によって条件を変化させてもよい。加圧混合部22は、従来公知の振動や超音波などによる撹拌機能を併設することができ、かかる振動や超音波などによる撹拌の条件を同時に設定するようにしても良い。
焼成部24の設定としては、例えば、焼成における昇温速度、焼成温度、焼成時間、焼成雰囲気等の条件の設定を行うことができる。かかる焼成条件は、コンビナトリアル手法に基づき変化させても良いし、全ての導電性ペーストについて一定の条件に設定するようにしても良い。さらには、導電性ペーストの焼成に加えて、付加的にヒートサイクルを施すよう設定しても良い。
かかる入力部10としては、所定の情報出入力機能および演算処理機能等を備えるコンピュータ、パーソナルコンピュータ(PC)等を好適に用いることができる。以上の入力部10において入力された情報は、試料作製部200のサンプリング部20、加圧混合部22および焼成部24に送られる。本評価装置における情報(各種の信号を含む。以下同じ。)の送受信は、有線通信で行っても良いし、無線通信で行っても良い(以下同じ)。
As the setting of the pressurizing and mixing unit 22, for example, conditions such as the type of equipment for pressurizing and mixing, the applied pressure at the time of mixing, the pressurizing time, and the type of pressurized gas can be set. Such pressure mixing conditions vary depending on the type of pressure mixing, such as when pressure-mixing a plurality of sampled paste samples individually or when several (for example, all) are pressure-mixed together. You may let them. The pressure mixing unit 22 can be provided with a conventionally known stirring function using vibration, ultrasonic waves, or the like, and the conditions for stirring using such vibrations or ultrasonic waves may be set simultaneously.
As setting of the baking part 24, conditions, such as the temperature increase rate in baking, baking temperature, baking time, baking atmosphere, can be set, for example. Such firing conditions may be changed based on a combinatorial method, or may be set to constant conditions for all conductive pastes. Furthermore, in addition to baking of the conductive paste, it may be set to additionally perform a heat cycle.
As the input unit 10, a computer, a personal computer (PC), or the like having a predetermined information input / output function and an arithmetic processing function can be suitably used. The information input in the input unit 10 is sent to the sampling unit 20, the pressure mixing unit 22, and the baking unit 24 of the sample preparation unit 200. Transmission and reception of information (including various signals; the same applies hereinafter) in the evaluation apparatus may be performed by wired communication or wireless communication (hereinafter the same).

試料作製部200においては、ステップS20に示したように、入力部10において入力された調製条件等の情報に基づき、2種類以上のペースト試料を複数の配合割合で所定のサンプリング位置に採取し、ステップS22で示したように、これらサンプリングされたペースト試料を加圧混合して複数の配合割合(すなわち、複数の組成)の導電性ペーストを基板上に調製する。その後、ステップS24で示したように、基板上の導電性ペーストを焼成して焼成体を形成する。この試料作製部200で形成される焼成体が、評価の対象物である導電体(典型的には、導電性膜)となる。   In the sample preparation unit 200, as shown in step S20, based on information such as preparation conditions input in the input unit 10, two or more types of paste samples are collected at a predetermined sampling position at a plurality of blending ratios, As shown in step S22, these sampled paste samples are mixed under pressure to prepare a conductive paste having a plurality of blending ratios (that is, a plurality of compositions) on the substrate. Thereafter, as shown in step S24, the conductive paste on the substrate is fired to form a fired body. The fired body formed by the sample preparation unit 200 becomes a conductor (typically a conductive film) that is an object to be evaluated.

サンプリング部20は、コンビナトリアル手法に基づいて組成の異なる複数の導電性ペーストをサンプリングする。具体的には、上記の入力部10で決定された配合割合に従って、各ペースト試料をサンプリングする。ペースト試料は、所定のサンプリング位置にサンプリングされる。このサンプリング位置は厳密には制限されないものの、典型的には、加圧混合容器か、あるいは、基板上の所定の試料位置であり得る。サンプリングされた各ペースト試料は、本質的には、分散等の作用のみにより全体が均一に混ざり合うことはない。   The sampling unit 20 samples a plurality of conductive pastes having different compositions based on a combinatorial technique. Specifically, each paste sample is sampled according to the blending ratio determined by the input unit 10 described above. The paste sample is sampled at a predetermined sampling position. Although this sampling location is not strictly limited, it can typically be a pressurized mixing vessel or a predetermined sample location on the substrate. Essentially, the sampled paste samples are not uniformly mixed as a whole only by the action of dispersion or the like.

加圧混合容器としては、例えば、加圧混合条件における圧力範囲で耐圧性を有する耐圧容器(例えば、ステンレス等の金属製、強化ガラス製、強化樹脂製等の試験管、アンプル等であり得る。)等を考慮することができる。
基板としては、所定の試料配設位置が用意されている平板状のライブラリプレートを用いることができる。かかる基板は、試料が配設される表面の全面が平滑なものであっても良いし、この試料配設位置に合わせて窪みが設けられたものであっても良い。基板の材質については特に制限はなく、例えば、導電性ペーストとの反応が生じない材質のものや、導電性ペーストと所望の反応が生じる材質のもの、あるいは、かかる導電性ペーストの実際の使用において塗布対象となる材質のもの等から任意に構成することができる。
The pressure mixing container may be, for example, a pressure resistant container having pressure resistance in a pressure range under pressure mixing conditions (for example, a test tube made of metal such as stainless steel, tempered glass, or reinforced resin, an ampule, or the like. ) Etc. can be considered.
As the substrate, a flat library plate having a predetermined sample arrangement position can be used. Such a substrate may have a smooth entire surface on which the sample is disposed, or may be provided with a depression in accordance with the sample disposition position. There is no particular limitation on the material of the substrate, for example, a material that does not react with the conductive paste, a material that causes a desired reaction with the conductive paste, or the actual use of such a conductive paste. It can be arbitrarily configured from a material to be applied.

ここで、サンプリング部20は、例えば、導電性ペーストの調製量を10g以下(例えば、1g以下)の量として調製可能とされていることが好ましい。本評価装置は、後で詳しく説明するが、たとえサンプリングに誤差やバラつき等が生じても配合割合を補正し得るため、一つの導電性ペーストの量を10g以下と少量にした場合であっても十分精度よく導電性ペーストの調製条件の評価を行うことができる。そのため、サンプリングは、厳密な精度管理を考慮せずに必要な量のみ調製すればよく、導電性ペーストの廃棄ロスを低減することができる。   Here, it is preferable that the sampling unit 20 be prepared so that the amount of conductive paste prepared is, for example, 10 g or less (for example, 1 g or less). Although this evaluation apparatus will be described in detail later, even if an error or variation in sampling occurs, the blending ratio can be corrected. Therefore, even if the amount of one conductive paste is as small as 10 g or less. The preparation conditions of the conductive paste can be evaluated with sufficient accuracy. Therefore, only a necessary amount of sampling is prepared without considering strict accuracy control, and the waste loss of the conductive paste can be reduced.

かかるサンプリング部20は、例えば、コンビナトリアル手法に基づいたサンプリングを行うことのできる各種の自動湿式試料作製装置、サンプリング装置等を利用すること等で実現することができる。自動湿式試料作製装置およびサンプリング装置としては、液体ないしはスラリー状の湿式試料を扱うことのできるものであって、上記の粘性を有するペースト試料を1g以下(例えば、10mg〜1g程度)でサンプリングできるものであれば、構成等は特に制限されず、各種のものを利用することができる。このような装置の好ましい一例として、ピペットとこれに接続されるシリンジポンプによるペースト試料の吸引および排出によりサンプリングを行うものが例示される。具体的には、例えば、特許文献6に開示される秤量混合装置および化学反応処理装置等を例示することができる。   The sampling unit 20 can be realized, for example, by using various automatic wet sample preparation apparatuses and sampling apparatuses that can perform sampling based on a combinatorial technique. As an automatic wet sample preparation device and a sampling device, a liquid or slurry wet sample can be handled, and a paste sample having the above viscosity can be sampled at 1 g or less (for example, about 10 mg to 1 g). If so, the configuration and the like are not particularly limited, and various types can be used. A preferable example of such an apparatus is one that performs sampling by sucking and discharging a paste sample by a pipette and a syringe pump connected to the pipette. Specifically, for example, a weighing and mixing device and a chemical reaction processing device disclosed in Patent Document 6 can be exemplified.

加圧混合部22は、サンプリング部によりサンプリングされた2種以上の基本のペースト試料を加圧条件下で混合することで、組成の異なる複数の導電性ペーストを調製するよう構成されている。この加圧混合は、具体的には、加圧混合容器あるいは基板上の所定の試料位置にサンプリングされた互いに混じり合っていないペースト試料を、主として加圧雰囲気下に置くことで混合させるものである。例えば、圧縮空気を送り込むことで急激に加圧することや、ペースト試料に全体的または局所的に加圧すること等により、高粘性のペースト試料に流動を生じさせ、均一な撹拌を実現する。
なお、かかる加圧混合は、試料の組成ずれを防ぐために、ペースト試料に対して非接触で行われるのが好ましい。かかる非接触での加圧混合を実現する装置としては、例えば、有効吐出し圧力が0.05MPa〜1MPa程度を実現し得るブロワやコンプレッサ等の圧縮機を備えるものが好ましい例として示される。このような加圧混合部22には、印加圧力が所定の圧力を超えた場合に、該圧力を開放する安全弁等の機構が備えられていても良い。なお、圧縮機による空気の吹き込み(加圧)は、連続的に行っても良く、また、圧縮機の間欠運転により断続的に(パルス的に)行うようにしても良い。パルス的に加圧を行う場合は、例えば、加圧と加圧の間に印加した圧力を減圧(解放)するようにしても良い。パルス的な加圧は、一例として、0.01秒間〜1秒間程度の加圧を、繰り返し周波数を0.1秒〜10秒程度として行うことが例示される。
The pressure mixing unit 22 is configured to prepare a plurality of conductive pastes having different compositions by mixing two or more basic paste samples sampled by the sampling unit under pressure conditions. More specifically, this pressure mixing is performed by placing paste samples, which are not mixed with each other, sampled at a predetermined sample position on the pressure mixing container or the substrate, mainly in a pressurized atmosphere. . For example, by applying compressed air abruptly or by applying pressure to the paste sample as a whole or locally, a flow is generated in the highly viscous paste sample to achieve uniform stirring.
Such pressure mixing is preferably performed in a non-contact manner with respect to the paste sample in order to prevent compositional deviation of the sample. As a device for realizing such non-contact pressure mixing, for example, a device including a compressor such as a blower or a compressor capable of realizing an effective discharge pressure of about 0.05 MPa to 1 MPa is shown as a preferable example. Such a pressure mixing unit 22 may be provided with a mechanism such as a safety valve that releases the pressure when the applied pressure exceeds a predetermined pressure. The air blowing (pressurization) by the compressor may be performed continuously or intermittently (pulsed) by intermittent operation of the compressor. When pressurizing in pulses, for example, the pressure applied between pressurizations may be reduced (released). As an example of the pulsed pressurization, pressurization for about 0.01 seconds to 1 second is performed and the repetition frequency is set to about 0.1 seconds to 10 seconds.

ここで、加圧混合を加圧混合容器内で行う場合、加圧混合部は、例えば、上記の耐圧容器と、上記の圧縮機等に連結可能な蓋部材とで構成することができる。
図3は、加圧混合容器(耐圧容器)221にサンプリングされたペースト試料50を加圧混合するための加圧混合部22を例示した模式図である。ここで、加圧混合容器221は、例えば、ペースト試料50のサンプリング量に対して十分な容量(例えば、3倍〜10倍程度のヘッドスペース)を有している。また、蓋部材222は、この耐圧容器221を気密に封止可能な構成であるとともに、耐圧チューブ等を介して圧縮機223等に連結可能とされており、封止状態の耐圧容器221内を加圧することができる。なお、気密状態は、例えば、蓋部材222の内面であって耐圧容器221と当接する部位にパッキン(図示せず)を配しておき、蓋部材222を耐圧容器221の開口部にパッキンを介して当接させることで実現することができる。かかる気密状態は、例えば、耐圧容器221に対して蓋部材222を押圧した状態を保つことで気密を維持するようにしても良いし、例えば、ワンタッチで装着および取り外しが可能とされる蓋部材222を装着することにより実現するようにしても良い。ワンタッチで着脱可能な蓋部材222としては、スナップキャップタイプ、あるいは、ゴム栓タイプの蓋部材222を利用することができる。また、蓋部材222は、圧縮機223に繋がる耐圧チューブ等を着脱可能とする連結部(図示せず)を備えていてもよい。さらに、蓋部材222は、耐圧容器221の内圧が所定の圧力を超えた場合に、該内圧を外部に開放する安全弁(図示せず)を備えていても良い。なお、加圧混合容器221内で加圧混合を行う場合は、移送手段により、混合して得られた導電性ペースト51を基板上の所定の試料位置に供給する。かかる移送手段は上記のサンプリング部20を利用しても良いし、上記のサンプリング部20とは別の、試料の採取および吐出が可能な試料供給装置を用いても良い。
Here, when performing pressure mixing in a pressure mixing container, a pressure mixing part can be comprised by said lid | cover pressure container and a lid member connectable with said compressor etc., for example.
FIG. 3 is a schematic view illustrating the pressure mixing unit 22 for pressure mixing the paste sample 50 sampled in the pressure mixing container (pressure container) 221. Here, the pressurized mixing container 221 has a sufficient capacity (for example, about 3 to 10 times the head space) with respect to the sampling amount of the paste sample 50, for example. The lid member 222 is configured to be able to hermetically seal the pressure vessel 221 and can be connected to the compressor 223 or the like via a pressure tube or the like. Can be pressurized. In the airtight state, for example, a packing (not shown) is disposed on the inner surface of the lid member 222 and in contact with the pressure vessel 221, and the lid member 222 is inserted into the opening of the pressure vessel 221 via the packing. This can be realized by bringing them into contact with each other. For example, the airtight state may be maintained by keeping the lid member 222 pressed against the pressure vessel 221. For example, the lid member 222 that can be attached and detached with one touch. You may make it implement | achieve by mounting | wearing. As the lid member 222 that can be attached and detached with one touch, a snap cap type or a rubber plug type lid member 222 can be used. The lid member 222 may include a connecting portion (not shown) that allows a pressure-resistant tube or the like connected to the compressor 223 to be detachable. Further, the lid member 222 may include a safety valve (not shown) that opens the internal pressure to the outside when the internal pressure of the pressure-resistant container 221 exceeds a predetermined pressure. When pressure mixing is performed in the pressure mixing container 221, the conductive paste 51 obtained by mixing is supplied to a predetermined sample position on the substrate by the transfer means. The transfer means may use the sampling unit 20 described above, or may use a sample supply device that can collect and discharge a sample, which is different from the sampling unit 20 described above.

また、加圧混合を基板上にサンプリングされた全てのペースト試料に対して同時に行う場合、加圧混合部は、例えば、所定の空間を以て基板の上面を覆う蓋部材と、耐圧チューブ等を介してこの蓋部材に連結される上記の圧縮機等により構成することができる。
図4は、基板224上の全てのペースト試料50を同時に加圧混合する加圧混合部22を例示した図である。図4の例では、例えば、蓋部材222は、基板224の平面形状に対応した形状を有する無底の筐状体である。蓋部材222の上面には、圧縮機223等に連結される耐圧チューブ225が配設されている。蓋部材222の内面には、基板222の周縁部と当接する領域にパッキン部材(図示せず)が配設されている。なお、基板222の周縁部に溝を設けて耐熱性のOリング(図示せず)を装着するようにしても良い。このような蓋部材222を基板224に被せ、蓋部材222の内面を基板224の周縁部に当接させながら略垂直上方から下方に摺動させて、蓋部材222の内部に基板224を嵌める。かかる状態で蓋部材222の内部にエアを送るなどして加圧すると、パッキン部材またはOリングのシール作用が機能して、基板224と蓋部材222とで形成される空間を高圧に維持することができる。かかる蓋部材222は、基板224と蓋部材222とで形成される空間の圧力が所定の圧力を超えた場合に、当該圧力を外部に開放する安全弁(図示せず)を備えていても良い。また、圧縮機223と蓋部材222とを連通する耐圧チューブ225が途中で分岐され、蓋部材222の複数の箇所(例えば、基板224の各試料位置の上方)において圧縮機223に連結される構成であっても良い。なお、蓋部材222と基板224とは、図4に例示したような嵌め合わせにより気密を維持する形態に限定されない。例えば、筐状の蓋部材222の開口端にパッキン等のシール部材を配設し、蓋部材222を基板224の上面にシール部材を介して当接させ、押圧することで、気密を維持する構成としても良い。
In addition, when performing pressure mixing on all paste samples sampled on the substrate at the same time, the pressure mixing unit includes, for example, a lid member that covers the upper surface of the substrate with a predetermined space, a pressure tube, and the like. It can be configured by the above-described compressor connected to the lid member.
FIG. 4 is a diagram illustrating the pressure mixing unit 22 that simultaneously presses and mixes all paste samples 50 on the substrate 224. In the example of FIG. 4, for example, the lid member 222 is a bottomless casing having a shape corresponding to the planar shape of the substrate 224. A pressure-resistant tube 225 connected to the compressor 223 and the like is disposed on the upper surface of the lid member 222. On the inner surface of the lid member 222, a packing member (not shown) is disposed in a region in contact with the peripheral edge of the substrate 222. Note that a groove may be provided in the peripheral edge of the substrate 222 and a heat-resistant O-ring (not shown) may be attached. Such a lid member 222 is placed on the substrate 224, and the substrate 224 is fitted inside the lid member 222 by sliding the cover member 222 from the upper side to the lower side while abutting the inner surface of the lid member 222 against the peripheral edge of the substrate 224. When pressure is applied by sending air into the lid member 222 in such a state, the sealing action of the packing member or the O-ring functions to maintain the space formed by the substrate 224 and the lid member 222 at a high pressure. Can do. The lid member 222 may include a safety valve (not shown) that opens the pressure to the outside when the pressure in the space formed by the substrate 224 and the lid member 222 exceeds a predetermined pressure. In addition, a pressure-resistant tube 225 that communicates between the compressor 223 and the lid member 222 is branched in the middle, and is connected to the compressor 223 at a plurality of locations on the lid member 222 (for example, above each sample position on the substrate 224). It may be. Note that the lid member 222 and the substrate 224 are not limited to a form in which airtightness is maintained by fitting as illustrated in FIG. For example, a seal member such as packing is disposed at the opening end of the housing-like lid member 222, and the lid member 222 is brought into contact with the upper surface of the substrate 224 via the seal member and pressed to maintain airtightness. It is also good.

加圧混合の時間については、ペースト試料の粘度やサンプリング量、空気の吐出の態様等にもよるため一概には言えないが、概ね数分間〜数十分間程度とすることができる。
これにより、サンプリングされたペースト試料を、非接触で均一に混合することが可能となる。
なお、加圧混合部22は、上記の通りの加圧による混合以外に、加圧混合を促進する手段として、補助的に他の撹拌機能(図示せず)が併設されていても良い。かかる補助的な撹拌機能としては、例えば、振動を付与する振動撹拌機能や、超音波を付与する超音波撹拌機能や、電磁誘導によりペースト試料中の導電性粒子自体に流動を発生させる電磁誘導撹拌機能などが例示される。なお、電磁誘導撹拌機能を備える場合については、加圧混合容器または基板に水冷管等の冷却機構が備えられていても良い。
これにより、より短時間で均一な攪拌が可能となり、組成のずれ等の少ない導電性ペーストの調製が可能とされる。また、かかる加圧混合は、ペースト試料と混合機器等との接触が無いため、試料ロスが少なく、メンテナンスが容易等の利点がもたらされる。
The pressure mixing time cannot be generally described because it depends on the viscosity of the paste sample, the sampling amount, the mode of air discharge, etc., but can be approximately several minutes to several tens of minutes.
Thereby, the sampled paste sample can be uniformly mixed in a non-contact manner.
In addition to the mixing by pressurization as described above, the pressurizing and mixing unit 22 may be additionally provided with another stirring function (not shown) as a means for promoting pressurization and mixing. Examples of such auxiliary agitation functions include a vibration agitation function that imparts vibration, an ultrasonic agitation function that imparts ultrasonic waves, and electromagnetic induction agitation that generates a flow in the conductive particles themselves in the paste sample by electromagnetic induction. Examples include functions. When the electromagnetic induction stirring function is provided, a cooling mechanism such as a water-cooled tube may be provided on the pressurized mixing container or the substrate.
As a result, uniform stirring can be achieved in a shorter time, and a conductive paste with little compositional deviation can be prepared. In addition, such pressure mixing has advantages such as less sample loss and easy maintenance because there is no contact between the paste sample and the mixing device.

焼成部24は、上記で用意された導電性ペーストを焼成し、基板上の所定の位置に焼成体を形成する。かかる焼成部24は、公知の各種の加熱装置等を用いることができる。加熱装置としては、例えば、具体的には、高周波誘導コイル等を用いたマッフル炉や、トンネル式加熱炉、レーザ加熱装置、局所加熱装置等が例示される。基板上の全ての導電性ペーストの焼成条件を揃え、焼成雰囲気や焼成温度の制御を正確に行うためには、マッフル炉等の密閉式の加熱装置を用いるのが好適である。また、トンネル式加熱炉等を採用すると、多数の基板を連続的に加熱でき、また、加熱の温度履歴等を変化させやすい点で好ましい。さらに、同一の基板上の導電性ペーストの加熱条件を変更する場合等には、例えば、レーザ加熱装置やセラミックス発熱体等による局所的な加熱を可能とする加熱装置を採用することが考慮される。
このようにして調製される組成の異なる焼成体は、焼成条件についても変化させることができる。
The firing unit 24 fires the conductive paste prepared above, and forms a fired body at a predetermined position on the substrate. The firing unit 24 may use various known heating devices. Specific examples of the heating device include a muffle furnace using a high frequency induction coil, a tunnel heating furnace, a laser heating device, a local heating device, and the like. In order to make the firing conditions of all the conductive pastes on the substrate uniform and accurately control the firing atmosphere and firing temperature, it is preferable to use a closed heating device such as a muffle furnace. In addition, it is preferable to employ a tunnel heating furnace or the like because a large number of substrates can be continuously heated and the temperature history of heating is easily changed. Furthermore, when changing the heating conditions of the conductive paste on the same substrate, for example, it is considered to employ a heating device that enables local heating by a laser heating device, a ceramic heating element, or the like. .
The fired bodies having different compositions prepared in this manner can be changed in terms of firing conditions.

その後、計測部300において、ステップS30〜S36に示したように、上記で形成された組成の異なる焼成体について、例えば制御部100からの情報に基づき、自動的に所望の機能の試験および分析等を行うことができる。この図1に例示した評価装置500の場合、例えば、計測部300に電気伝導率測定部30、組成分析部32、結晶構造解析部34および熱膨張率測定部36が備えられており、例えば、焼成体の電気伝導率(抵抗率)、組成、結晶性、熱膨張率(あるいは還元膨張率)等の測定および分析を行うことができる。この試験、分析は、必要に応じて、制御部100と情報を送受信しながら実施することができる。   Thereafter, in the measurement unit 300, as shown in steps S30 to S36, for the fired bodies having different compositions formed as described above, for example, based on information from the control unit 100, a desired function test and analysis are automatically performed. It can be performed. In the case of the evaluation apparatus 500 illustrated in FIG. 1, for example, the measurement unit 300 includes an electrical conductivity measurement unit 30, a composition analysis unit 32, a crystal structure analysis unit 34, and a thermal expansion coefficient measurement unit 36. Measurement and analysis of the electrical conductivity (resistivity), composition, crystallinity, thermal expansion coefficient (or reduction expansion coefficient) and the like of the fired body can be performed. This test and analysis can be performed while transmitting / receiving information to / from the control unit 100 as necessary.

電気伝導率測定部30は、上記で用意された複数の焼成体(導電性膜)の電気伝導率(抵抗率)を、例えば制御部100からの情報に基づき、自動的に測定することができる。即ち、電気伝導率測定手段30に送られてきた複数の焼成体(導電性膜)を例えば基板ごと所定の測定位置に設置し、各焼成体の電気伝導率(抵抗率)の測定を行うことができる。電気伝導率の測定は、例えば、四探針法、二端子法、四端子法等による電気伝導率の測定機能を有する装置により実現することができる。電気伝導率の測定においては、複数の焼成体を一つずつ順に測定するようにしてもよいが、例えば、基板上に形成された焼成体の全ての電気伝導率を一度に測定する構成とされているのがより好ましい。   The electrical conductivity measuring unit 30 can automatically measure the electrical conductivity (resistivity) of the plurality of fired bodies (conductive films) prepared above based on information from the control unit 100, for example. . That is, a plurality of fired bodies (conductive films) sent to the electrical conductivity measuring means 30 are installed at a predetermined measurement position together with, for example, the substrate, and the electrical conductivity (resistivity) of each fired body is measured. Can do. The measurement of electric conductivity can be realized by an apparatus having a function of measuring electric conductivity by, for example, a four-probe method, a two-terminal method, a four-terminal method, or the like. In the measurement of electrical conductivity, a plurality of fired bodies may be measured one by one in order.For example, the electrical conductivity of all the fired bodies formed on the substrate is measured at a time. More preferably.

かかる複数の焼成体の電気伝導率の測定を一度に行うには、例えば、電気伝導率測定部30として、上記の基板の試料位置にそれぞれ対応するように、複数の電気伝導率測定機能が配設されている電気伝導率測定装置301を用いるのが好ましい例として示される。図5は、複数の電気伝導率測定機能302が配設されている電気伝導率測定装置301を概念的に説明する図である(図5では電気伝導率測定機能302の一部を省略して示している。)。この電気伝導率測定機能302は、例えば、四探針法プローブより構成されていることで、焼成体52が微小な薄膜状等であっても、基板222上に形成された全ての試料(焼成体52)の電気伝導率を同時かつ瞬時に測定可能とすることができる。また、例えば、各々の電気伝導率測定機能302における四本の探針の先端が各々の針軸方向で移動可能とされていることで、四探針法プローブを試料(焼成体52)に押し当てるだけで試料(焼成体52)表面の凹凸や試料ごとの表面高さの違い等を探針の移動により吸収でき、すべての試料(焼成体52)の電気伝導率の測定を同時かつ瞬時に行うことができる。かかるプローブ303の先端部の移動は、具体的には、例えば図6(a)に示したように、プローブ303が針軸方向でスライドすることにより、あるいは、図6(b)に示したように、プローブ303の微小な湾曲により、実現することができる。さらに、この電気伝導率測定部30が、マッフル炉等の温度および測定雰囲気の制御を可能とする機能を備えることで、例えば、高温環境における電気伝導率の測定を行うことが可能とされる。この電気伝導率測定部30において測定された電気伝導率の情報は評価部40に送られる。   In order to measure the electrical conductivity of the plurality of fired bodies at once, for example, the electrical conductivity measurement unit 30 has a plurality of electrical conductivity measurement functions arranged so as to correspond to the sample positions on the substrate. It is shown as a preferred example that the installed electrical conductivity measuring device 301 is used. FIG. 5 is a diagram for conceptually explaining an electrical conductivity measuring device 301 in which a plurality of electrical conductivity measuring functions 302 are arranged (a part of the electrical conductivity measuring function 302 is omitted in FIG. 5). Is shown.) This electrical conductivity measurement function 302 is constituted by, for example, a four-probe probe, so that all samples (fired) formed on the substrate 222 even if the fired body 52 is in the form of a fine thin film or the like. The electrical conductivity of the body 52) can be measured simultaneously and instantaneously. Further, for example, the tips of the four probes in each electric conductivity measuring function 302 are movable in the respective needle axis directions, so that the four-probe method probe is pushed onto the sample (fired body 52). By simply touching, the unevenness of the surface of the sample (fired body 52) and the difference in surface height of each sample can be absorbed by the movement of the probe, and all the samples (fired body 52) can be measured simultaneously and instantaneously. It can be carried out. Specifically, the movement of the tip of the probe 303 is caused by, for example, the probe 303 sliding in the needle axis direction as shown in FIG. 6A or as shown in FIG. 6B. In addition, this can be realized by the minute curvature of the probe 303. Furthermore, the electrical conductivity measuring unit 30 includes a function that enables control of the temperature and measurement atmosphere of a muffle furnace or the like, so that, for example, electrical conductivity can be measured in a high temperature environment. Information on the electrical conductivity measured by the electrical conductivity measurement unit 30 is sent to the evaluation unit 40.

組成分析部32は、上記で用意された複数の焼成体(導電性膜)の化学組成を、例えば制御部100からの情報に基づき、自動的に測定する。化学組成の分析は、例えば、蛍光X線分析法による分析機能を有する蛍光X線分析装置や、X線光電子分光法、二次イオン質量分析法等の固体無機物の組成分析を非破壊で行える分析手法による分析装置等を好ましく採用することができる。なお、蛍光X線分析装置としては、例えば、エネルギー分散型のものと波長分散型のもののいずれを用いるようにしても良い。組成分析においては、例えば、複数の焼成体が形成されている基板を水平方向で移動させることで測定対象の焼成体を測定位置に移動させるようにし、全ての焼成体について順次自動的に組成分析を行うようにしてもよい。なお、用いる組成分析部32の構成によっては、組成分析の手順および手法はかかる例示に限定されることはない。組成分析部32における組成分析の結果は、評価部40に送られる。   The composition analysis unit 32 automatically measures the chemical composition of the plurality of fired bodies (conductive films) prepared above based on information from the control unit 100, for example. Analysis of chemical composition is, for example, analysis capable of non-destructive composition analysis of solid inorganic substances such as X-ray fluorescence analyzers having an analysis function by X-ray fluorescence analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, secondary ion mass spectrometry, etc. An analysis apparatus or the like based on a technique can be preferably employed. As the fluorescent X-ray analyzer, for example, either an energy dispersion type or a wavelength dispersion type may be used. In composition analysis, for example, a substrate on which a plurality of fired bodies are formed is moved in the horizontal direction so that the fired body to be measured is moved to the measurement position, and all the fired bodies are automatically and sequentially analyzed. May be performed. Note that, depending on the configuration of the composition analysis unit 32 to be used, the composition analysis procedure and method are not limited to this example. The result of the composition analysis in the composition analysis unit 32 is sent to the evaluation unit 40.

結晶構造解析部34は、上記で用意された複数の焼成体(導電性膜)の結晶構造に関する情報を、例えば制御部100からの情報に基づき、自動的に解析可能としている。結晶構造の解析は、例えば、X線回折分析法による分析機能を有するX線回折分析装置等を用いることで好適に実現することができる。かかるX線回折分析においても、例えば、複数の焼成体が形成されている基板を水平方向で移動させることで測定対象の焼成体を測定位置に移動させるようにし、全ての焼成体について順次自動的に組成分析を行うことができる。なお、用いる結晶構造解析部34の構成によっては、組成分析の手順および手法はかかる例示に限定されることはない。結晶構造解析部34における組成分析の結果は、評価部40に送られる。   The crystal structure analysis unit 34 can automatically analyze information on the crystal structures of the plurality of fired bodies (conductive films) prepared above based on information from the control unit 100, for example. The analysis of the crystal structure can be suitably realized by using, for example, an X-ray diffraction analyzer having an analysis function by an X-ray diffraction analysis method. In such X-ray diffraction analysis, for example, the substrate on which a plurality of fired bodies are formed is moved in the horizontal direction so that the fired body to be measured is moved to the measurement position. The composition analysis can be performed. Note that, depending on the configuration of the crystal structure analysis unit 34 used, the composition analysis procedure and method are not limited to such examples. The result of the composition analysis in the crystal structure analysis unit 34 is sent to the evaluation unit 40.

熱膨張率測定部36は、上記で用意された複数の焼成体(導電性膜)の熱膨張率あるいは還元膨張率を、例えば制御部100からの情報に基づき、自動的に測定する。熱膨張率は、線熱膨張率と体積熱膨張率のいずれであっても良い。かかる熱膨張率測定部36は、例えば、光干渉法、X線回折法、望遠測微法等の精密絶対測定手法による測定機能を有する装置を採用することで好適に実現することができる。かかる測定は、例えば、所定の温度範囲で、所定の測定雰囲気で測定可能であることが望ましい。例えば、測定雰囲気を酸化雰囲気と還元雰囲気の二通りとし、各々の測定雰囲気における室温から500℃以上程度の所望の測定温度範囲の熱膨張率を測定することにより、その差である還元膨張率を後述の評価部40において算出することが可能となる。還元膨張率は、例えば、上記の式(1)により算出することができる。例えば、熱膨張率測定部36としてX線回折分析装置を採用する場合は、かかる熱膨張率測定部36と上記の結晶構造解析部34として同一のX線回折分析装置を用いるようにしても良い。X線回折法による熱膨張率の測定は、結晶格子の格子間隔(すなわち格子定数)の温度変化をX線の回折角の変化として読み取り、熱膨張率を算出するものである。また、X線回折法は結晶性試料であれば他の測定方法では測定が困難なごく僅かな量の試料についても測定を行うことが出来るため、かかるコンビナトリアル手法により作成される焼成体の熱膨張率の測定に適用するのは好ましい。かかる熱膨張率測定部36における熱膨張率の測定結果は、評価部40に送られる。   The thermal expansion coefficient measurement unit 36 automatically measures the thermal expansion coefficient or the reduction expansion coefficient of the plurality of fired bodies (conductive films) prepared above based on information from the control unit 100, for example. The thermal expansion coefficient may be either a linear thermal expansion coefficient or a volume thermal expansion coefficient. Such a coefficient of thermal expansion measurement unit 36 can be suitably realized by employing a device having a measurement function based on a precise absolute measurement method such as an optical interference method, an X-ray diffraction method, a telephotometry method, or the like. It is desirable that such measurement can be performed in a predetermined measurement atmosphere within a predetermined temperature range, for example. For example, two types of measurement atmospheres, an oxidizing atmosphere and a reducing atmosphere, are measured, and a thermal expansion coefficient in a desired measurement temperature range from room temperature to about 500 ° C. or more in each measurement atmosphere is measured. It can be calculated in the evaluation unit 40 described later. The reductive expansion coefficient can be calculated by, for example, the above equation (1). For example, when an X-ray diffraction analyzer is employed as the thermal expansion coefficient measuring unit 36, the same X-ray diffraction analyzer may be used as the thermal expansion coefficient measuring unit 36 and the crystal structure analyzing unit 34. . The measurement of the coefficient of thermal expansion by the X-ray diffraction method is to calculate the coefficient of thermal expansion by reading the temperature change of the lattice spacing (ie, lattice constant) of the crystal lattice as the change of the diffraction angle of X-ray. In addition, since the X-ray diffraction method can measure even a very small amount of sample that is difficult to measure with other measurement methods if it is a crystalline sample, the thermal expansion of the fired body produced by such a combinatorial method It is preferable to apply to the measurement of rate. The measurement result of the thermal expansion coefficient in the thermal expansion coefficient measurement unit 36 is sent to the evaluation unit 40.

評価部40では、以上の通り計測部300から送られた情報と、入力部10において設定した導電性ペーストの配合との関係性を解析し、所望の機能又は特性を実現し得る導電性ペーストの組成を算出することができる。かかる解析は、公知の解析ソフトを用いて実施することができる。例えば、各試験・分析装置等に付属の解析ソフトであってよい。
なお、かかる装置500が組成分析部32を備える場合には、評価部40では、組成分析部32から送られた組成分析の結果を基にして実際のペースト試料の配合割合を算出し、この算出値を入力部10において設定した配合割合に代えて解析に用いる(すなわち、補正する)ようにしてもよい。導電性ペーストの調製においては、試料調製部200による導電性ペーストの調製の精度よりも、組成分析部32による導電性ペーストの組成分析の精度の方が、より高くなる可能性があるからである。そして補正後の導電性ペーストの配合と、上記で試験・分析を行った機能又は特性との関係性を解析することで、所望の機能又は特性を実現し得る導電性ペーストのより精確な配合割合(あるいは配合範囲)を算出し、評価することができる。
かかる補正値の解析への導入は、常に評価に反映させるようにしても良いし、例えば、入力部10で設定した基本のペースト試料の配合割合と補正値との差が、あらかじめ設定しておいた閾値より大きい場合に、予め入力部10において設定した配合割合を補正値に置き換えて補正するようにしてもよい。
In the evaluation unit 40, the relationship between the information sent from the measurement unit 300 as described above and the composition of the conductive paste set in the input unit 10 is analyzed, and the conductive paste that can realize a desired function or characteristic is analyzed. The composition can be calculated. Such analysis can be performed using known analysis software. For example, it may be analysis software attached to each test / analysis apparatus.
When the apparatus 500 includes the composition analysis unit 32, the evaluation unit 40 calculates the blending ratio of the actual paste sample based on the result of the composition analysis sent from the composition analysis unit 32. The value may be used for analysis (that is, corrected) instead of the blending ratio set in the input unit 10. This is because in the preparation of the conductive paste, the accuracy of the composition analysis of the conductive paste by the composition analysis unit 32 may be higher than the accuracy of the preparation of the conductive paste by the sample preparation unit 200. . Then, by analyzing the relationship between the corrected conductive paste composition and the function or characteristic tested and analyzed above, a more accurate blending ratio of the conductive paste that can realize the desired function or characteristic. (Or blending range) can be calculated and evaluated.
The introduction of the correction value into the analysis may always be reflected in the evaluation. For example, the difference between the basic paste sample blending ratio set in the input unit 10 and the correction value is set in advance. If it is larger than the threshold value, the blending ratio set in advance in the input unit 10 may be replaced with a correction value for correction.

また、計測部300から送られた焼成体の機能(特性であり得る)に関する情報は、例えば、上記の焼成体の電気伝導率(抵抗率)、結晶性、熱膨張率、還元膨張率等が例示されるが、これらの機能ごとに予め閾値等を設け、この閾値で示される範囲内の焼成体を「可」と評価し、この閾値で示される範囲外の焼成体を「不可」と評価すること等が例示される。かかる評価は、例えば、「可」「不可」の2段階に限定されることなく、複数の段階を設けるなどしてより詳細に評価することもできる。そしてこの評価結果と焼成体の配合割合とを関連付け、より望ましい特性を備える焼成体を形成可能な導電性ペーストの配合割合を決定することができる。
以上の各機能の評価結果と焼成体の配合割合との関係は、例えば、組成マップ上に表すこともできる。例えば、ガラス組成と、接触角との関係を示すマップを作製すること等も可能である。これにより導電性ペーストの配合割合と、かかる配合割合により達成される焼成体の機能との関係を視覚的に明確に評価することができる。
The information regarding the function (which may be a characteristic) of the fired body sent from the measurement unit 300 includes, for example, the electrical conductivity (resistivity), crystallinity, thermal expansion coefficient, reduction expansion coefficient, and the like of the fired body. Although a threshold is set for each of these functions in advance, a fired body within the range indicated by this threshold is evaluated as “OK”, and a fired body outside the range indicated by this threshold is evaluated as “impossible”. This is exemplified. For example, the evaluation is not limited to two stages “permitted” and “impossible”, but can be performed in more detail by providing a plurality of stages. Then, the evaluation result and the blending ratio of the fired body can be correlated to determine the blending ratio of the conductive paste capable of forming a fired body having more desirable characteristics.
The relationship between the evaluation results of the above functions and the blending ratio of the fired body can be expressed, for example, on a composition map. For example, it is possible to create a map showing the relationship between the glass composition and the contact angle. Thereby, the relationship between the blending ratio of the conductive paste and the function of the fired body achieved by the blending ratio can be visually and clearly evaluated.

なお、焼成体の機能評価は、上記に例示した機能の試験および分析等に限定されることなく、その他の公知あるいは今後開発されるであろう各種の測定装置によって行うことができる。また、複数の測定機能が一つの測定部に複合化された測定部が備えられていても良い。計測部300に備えられる各種機能および特性の評価分析部としては、例えば、焼成体の誘電率の測定を行う誘電率測定部や、レーザーラマン分光光度計等を備えるレーザーラマン分析部等が備えられ、各焼成体の誘電率や分子構造の評価等を配合割合の決定に考慮することができる。
また、計測部300に設けられた複数の測定および/または分析装置の間には、本質的に、焼成体(試料)を基板ごと自動的に移送可能な移送手段を備えることができる。かかる移送手段としては、例えば、リフトやロボットアーム等の移送物を上下方向に移送可能な垂直移送手段、ローラコンベアやベルトコンベア等の移送物を水平方向に移送可能な水平移送手段、および、移送物の移動に基づきこれらの移送手段の動作を制御する制御手段を備える等した、公知の各種の搬送システム等を採用することができる。しかしながら、自動的に移送可能な移送手段の設置には比較的広いスペースが必要となるため、場合によって、かかる移送手段としては、必ずしも自動的に(機械的に)実施されるものに限らず、人の手による移送を利用するようにしても良い。
以下、本発明に関する実施例を説明するが、本発明を以下の実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
Note that the functional evaluation of the fired body can be performed by other various measuring devices that are known or will be developed in the future, without being limited to the test and analysis of the functions exemplified above. Further, a measurement unit in which a plurality of measurement functions are combined into one measurement unit may be provided. Examples of the evaluation and analysis unit for various functions and characteristics provided in the measurement unit 300 include a dielectric constant measurement unit that measures the dielectric constant of a fired body, a laser Raman analysis unit that includes a laser Raman spectrophotometer, and the like. Evaluation of the dielectric constant and molecular structure of each fired body can be taken into consideration in determining the blending ratio.
In addition, a transfer means that can automatically transfer the fired body (sample) together with the substrate can be provided between a plurality of measurement and / or analysis apparatuses provided in the measurement unit 300. Examples of such transfer means include vertical transfer means capable of transferring a transfer object such as a lift and a robot arm in the vertical direction, horizontal transfer means capable of transferring a transfer object such as a roller conveyor and a belt conveyor in the horizontal direction, and transfer. Various well-known transport systems including a control unit that controls the operation of these transfer units based on the movement of the object can be employed. However, since a relatively large space is required for installation of the transfer means that can be automatically transferred, in some cases, such a transfer means is not necessarily automatically (mechanically) implemented, You may make it utilize the transfer by a human hand.
EXAMPLES Examples relating to the present invention will be described below, but the present invention is not intended to be limited to those shown in the following examples.

[実施態様1]
以下に説明する導電性ペーストの調製条件評価装置を用いて、電気伝導率の異なる2種類のペースト試料Aおよびペースト試料Bから、所定の抵抗率を有する導電性ペースト(いわゆる抵抗ペースト)を調製するためのペースト試料AおよびBの配合割合を調べた。本実施形態で用いた導電性ペーストの調製条件評価装置は、ペースト試料AおよびBを所定の配合割合で基板上の所定のサンプリング位置にサンプリングするサンプリング部と、基板を上方から覆い全てのサンプリング位置を同時に加圧してサンプリングした試料を混合して複数の導電性ペーストを調製する加圧混合部と、調製した導電性ペーストを基板ごと所定の焼成条件で焼成する焼成部と、焼成後の複数の焼成体の抵抗率(電気伝導率)を測定する電気伝導率測定部と、複数の焼成体の組成分析を行う組成分析部と、各部から受け取った情報からペースト試料AおよびBの配合割合を評価する評価部を備えている。
[Embodiment 1]
A conductive paste (so-called resistive paste) having a predetermined resistivity is prepared from two types of paste samples A and B having different electrical conductivities using a conductive paste preparation condition evaluation apparatus described below. Therefore, the blending ratios of paste samples A and B were examined. The conductive paste preparation condition evaluation apparatus used in the present embodiment includes a sampling unit that samples paste samples A and B at a predetermined mixing ratio at a predetermined sampling position on the substrate, and covers all the sampling positions from above the substrate. A pressure mixing unit for preparing a plurality of conductive pastes by mixing samples sampled by simultaneously pressing, a baking unit for baking the prepared conductive paste together with the substrate under predetermined baking conditions, and a plurality of post-baking units An electrical conductivity measurement unit that measures the resistivity (electrical conductivity) of the fired body, a composition analysis unit that performs composition analysis of a plurality of fired bodies, and an evaluation of the blending ratio of paste samples A and B from information received from each part An evaluation unit is provided.

なお、ペースト試料AおよびBとしては、電子デバイスの抵抗体形成用のペーストであって、導電性を有する酸化ルテニウム(RuO)粉末とバインダとしてのガラス粉末とを、溶媒としてのテルピネオールに分散させたものを用意した。ペースト試料Aとペースト試料Bとは、RuO粉末とガラス粉末の配合等を調整することで、予め異なる抵抗率に調製されている。なお、これらのペースト試料AおよびBの粘性を測定したところ、25℃、10rpmにおいてそれぞれ100Pa・sと120Pa・sであった。 The paste samples A and B are pastes for forming resistors for electronic devices, in which conductive ruthenium oxide (RuO 2 ) powder and glass powder as a binder are dispersed in terpineol as a solvent. I prepared something. Paste sample A and paste sample B are prepared to have different resistivities in advance by adjusting the composition of RuO 2 powder and glass powder. When the viscosity of these paste samples A and B was measured, they were 100 Pa · s and 120 Pa · s at 25 ° C. and 10 rpm, respectively.

[サンプリング部]
サンプリング部としては、コンビナトリアル手法に基づき、複数の液体試料を所定の量ずつ採取し、所定のサンプリング位置に配置することができる自動サンプリング装置が備えられている。この装置では、ピペットとこれに連続するシリンジポンプとを用いる圧力制御法によりペースト試料の吸引および吐出を行う。本実施形態では、ペースト試料AおよびBの配合割合をパラメータとし、このパラメータを一定の割合で変化させることで、下記の表1に示した9通りの配合となるよう各試料のサンプリングを行った。ピペットは、異なるペースト試料をサンプリングする前に、自動的に新しいものに交換される。
[Sampling part]
The sampling unit is equipped with an automatic sampling device capable of collecting a plurality of liquid samples by a predetermined amount and placing them at a predetermined sampling position based on a combinatorial method. In this apparatus, a paste sample is sucked and discharged by a pressure control method using a pipette and a syringe pump continuous with the pipette. In this embodiment, the blending ratio of paste samples A and B was used as a parameter, and by changing this parameter at a constant ratio, each sample was sampled so as to have the nine blends shown in Table 1 below. . The pipette is automatically replaced with a new one before sampling a different paste sample.

この実施形態では、サンプリングは、基板上の所定の試料位置に各試料をサンプリングするようにした。基板としては、アルミナ製であって、平板状基板の表面の所定の試料位置に球面状の凹みが設けられたものを用いた。また、この例では、基板上には6×6の格子状に試料位置が設定されており、この所定の試料位置に、サンプリングされたペースト試料が所定の順で吐出される。ペースト試料AおよびBは、ピペットにて各々10mg〜100mg程度の所定の量が自動的に採取され、この基板上に設定された所定の試料位置に吐出される。このようにして2種類の抵抗ペーストから9通りの配合で基板上に試料を採取するのに要した時間は約10分間であった。   In this embodiment, each sample is sampled at a predetermined sample position on the substrate. As the substrate, a substrate made of alumina and having a spherical recess at a predetermined sample position on the surface of the flat substrate was used. In this example, the sample positions are set in a 6 × 6 lattice pattern on the substrate, and the sampled paste samples are discharged in a predetermined order to the predetermined sample positions. As for the paste samples A and B, a predetermined amount of about 10 mg to 100 mg is automatically collected by a pipette and discharged to a predetermined sample position set on the substrate. Thus, it took about 10 minutes to take a sample on the substrate with nine combinations of two types of resistance paste.

[加圧混合部]
加圧混合部は、図4に示したように、空間をもって基板224の上面を覆う無底筐状の蓋部材222と、この蓋部材222の上面に耐圧チューブ225により連結された高圧ポンプ(図示せず)とを備えている。この蓋部材222は内部がポリテトラフルオロエチレン(PTFE)でコーティングされており、基板224の周縁部に対して摺動しながら装着されるとともに、加圧時には蓋内部が高圧となった場合でも基板224との気密を保ち、高圧状態を維持することが可能である。本実施形態では、基板224に蓋部材222を取り付けた後、蓋内部がおよそ0.2MPaとなるように断続的に10分間加圧することで、基板224上の全てのサンプリング試料50の混合を同時に行い、9通りの組成の導電性ペースト(抵抗ペースト)51を調製した。調製された導電性ペースト51は、基板ごと焼成部に送られる。
[Pressure mixing section]
As shown in FIG. 4, the pressure mixing unit includes a bottomless housing-like lid member 222 that covers the upper surface of the substrate 224 with a space, and a high-pressure pump (Fig. 4) connected to the upper surface of the lid member 222 by a pressure-resistant tube 225. Not shown). The inside of the lid member 222 is coated with polytetrafluoroethylene (PTFE) and is mounted while sliding against the peripheral edge of the substrate 224, and even when the inside of the lid is at a high pressure during pressurization. It is possible to maintain airtightness with 224 and maintain a high pressure state. In the present embodiment, after the lid member 222 is attached to the substrate 224, all the sampling samples 50 on the substrate 224 are mixed simultaneously by applying pressure intermittently for 10 minutes so that the inside of the lid becomes approximately 0.2 MPa. A conductive paste (resistive paste) 51 having nine compositions was prepared. The prepared conductive paste 51 is sent to the firing section together with the substrate.

[焼成部]
焼成部としては、焼成条件をすべて自動で制御可能な焼成炉が備えられている。この実施形態では、9通りの導電性ペーストを基板ごと空気雰囲気中で、800℃で焼成することで、焼成体としての9通りの組成の抵抗体試料を得た。得られた抵抗体試料は、空冷後、組成分析部に送られる。
[Baking part]
As a baking part, the baking furnace which can control all the baking conditions automatically is provided. In this embodiment, nine types of conductive pastes were fired at 800 ° C. together with the substrate in an air atmosphere to obtain resistor samples having nine compositions as a fired body. The obtained resistor sample is sent to the composition analysis unit after air cooling.

[組成分析部]
組成分析部としては、基板を所定の測定位置に自動的に移動可能な基板ホルダを備えたエネルギー分散型微少部蛍光X線分析装置が備えられている。本実施形態では、この蛍光X線分析装置により抵抗体試料中のルテニウム(Ru)の濃度(質量%)を調べた。各抵抗体試料のRu濃度に関する情報は、評価部に送られる。参考のために、各抵抗体試料のRu濃度の測定結果を表1に示した。組成分析を終えた抵抗体試料は、基板ごと、電気伝導率(体積抵抗率)測定部に送られる。
[Composition Analysis Department]
As the composition analysis unit, an energy dispersive microscopic X-ray fluorescence analyzer equipped with a substrate holder capable of automatically moving the substrate to a predetermined measurement position is provided. In the present embodiment, the concentration (mass%) of ruthenium (Ru) in the resistor sample was examined using this fluorescent X-ray analyzer. Information on the Ru concentration of each resistor sample is sent to the evaluation unit. For reference, the measurement results of the Ru concentration of each resistor sample are shown in Table 1. The resistor sample for which the composition analysis has been completed is sent to the electrical conductivity (volume resistivity) measuring unit together with the substrate.

[電気伝導率測定部]
電気伝導率測定部としては、図5に示したような、上記の基板の試料位置にそれぞれ対応するように、複数(この場合は36個)の電気伝導率測定機能302が配設されている電気伝導率測定装置301を用いた。この電気伝導率測定装置301は、四探針法プローブにより、微小な薄膜状の試料等であっても、基板上に形成された全ての試料の抵抗率(電気伝導率)を全て同時に測定することができる。また、四本の探針(プローブ303)の各々が独立して針軸方向でスライド可能とされており、四探針法プローブを試料に押し当てるだけで試料表面の凹凸や試料ごとの表面高さの違い等を吸収して、正確な抵抗率(電気伝導率)の測定が瞬時に可能とされる。さらに、測定部はマッフル炉内にも設置されており、最高1400℃程度の高温における電気伝導率の測定を可能としている。この電気伝導率測定装置により、25℃における抵抗体試料の体積抵抗率を測定し、その情報は評価部に送られる。参考のために、各抵抗体試料の体積抵抗率の測定結果を表1に示した。なお、表中、ペースト試料Aとペースト試料Bの配合割合は、それぞれ、ペーストA,ペーストBとした欄に示した。
[Electric conductivity measurement unit]
As the electrical conductivity measurement unit, a plurality (36 in this case) of electrical conductivity measurement functions 302 are arranged so as to correspond to the sample positions on the substrate as shown in FIG. An electrical conductivity measuring device 301 was used. This electrical conductivity measuring device 301 simultaneously measures the resistivity (electrical conductivity) of all the samples formed on the substrate, even with a minute thin film sample or the like, using a four-probe probe. be able to. In addition, each of the four probes (probes 303) can be independently slid in the direction of the needle axis. By simply pressing the four-probe method probe against the sample, the unevenness of the sample surface and the surface height of each sample Absorbing the difference, the accurate resistivity (electric conductivity) can be measured instantly. Furthermore, the measuring unit is also installed in the muffle furnace, and can measure the electrical conductivity at a high temperature of about 1400 ° C. at the maximum. With this electrical conductivity measuring device, the volume resistivity of the resistor sample at 25 ° C. is measured, and the information is sent to the evaluation section. For reference, the measurement results of the volume resistivity of each resistor sample are shown in Table 1. In the table, the blending ratios of paste sample A and paste sample B are shown in the columns of paste A and paste B, respectively.

[評価部]
評価部においては、以上のとおり組成分析部および電気伝導率測定部から送られた測定結果から、抵抗体試料の組成(Ru含有量)と体積抵抗率との関係を求めた。この関係は、抵抗ペーストの調製に用いたRuO粉末やガラス粉末のロットの違い等により完全な線形性を示すことは極めて稀であるが、この実施形態では比較的相関性の高い線形性を示すことが確認できた。すなわち、設定条件である配合割合を、Ru含有量から算出される配合割合(補正後)に置き換えて、体積抵抗率との関係を評価することで、より信頼性の高い評価を行うことができる。
また以上の測定結果についても、この抵抗ペーストの調製条件の評価を実施する日の天候等の影響を受けて微妙に変化するため、その日ごとの調製が欠かせない。この補正後の配合割合と体積抵抗率との関係から、例えば、この日、体積抵抗率が1.20Ω・cmの抵抗ペーストを調製するには、ペースト試料Aおよびペースト試料Bを(A)53.8:(B)46.2の割合で混合すればよいことがわかった。
また、本評価装置を利用した場合に各工程に要した時間を下記の表2に示した。また、参考のために、従来の手作業による抵抗ペーストの調製条件の評価に要する時間についても、併せて表2に示した。
[Evaluation Department]
In the evaluation part, the relationship between the composition of the resistor sample (Ru content) and the volume resistivity was obtained from the measurement results sent from the composition analysis part and the electrical conductivity measurement part as described above. Although it is extremely rare for this relationship to show complete linearity due to differences in the lots of RuO 2 powder and glass powder used in the preparation of the resistance paste, in this embodiment, linearity having a relatively high correlation is exhibited. It was confirmed that That is, a more reliable evaluation can be performed by replacing the blending ratio, which is a setting condition, with a blending ratio calculated after the Ru content (after correction) and evaluating the relationship with the volume resistivity. .
Further, the above measurement results also change delicately under the influence of the weather and the like of the day when the resistance paste preparation conditions are evaluated, and thus preparation for each day is indispensable. From this relationship between the corrected blending ratio and volume resistivity, for example, to prepare a resistance paste having a volume resistivity of 1.20 Ω · cm on this day, paste sample A and paste sample B are prepared as (A) 53 .8: (B) It was found that mixing at a ratio of 46.2 was sufficient.
Table 2 below shows the time required for each process when this evaluation apparatus is used. For reference, Table 2 also shows the time required for evaluating the conventional resistance paste preparation conditions.

以上のようにここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置を用いれば、従来では導電性ペーストの調製条件の最適化評価を一配合ずつあるいは一サンプルずつ成膜し分析または試験することで時間を費やしてしまっていたところを、複数サンプル同時に成膜し、複数サンプル同時または連続的に分析または試験することで所要時間を大幅に短縮できることが確認できた。また、サンプル作成に用いる基本のペーストも、従来は人の手による秤量・混合等の誤差を小さく抑えて調製可能な量だけ使用する必要があり、廃棄ロスも多量となってしまっていたが、かかる評価装置によると少量でも誤差を小さく抑えてサンプルを作製することが可能となり、廃棄ロスも削減することができた。これにより、例えば毎日の導電性ペーストの調製条件を最適化するための膨大な試験時間およびコストを低減することができる。   As described above, by using the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed here, conventionally, the optimization evaluation of the conductive paste preparation conditions can be performed by film-forming one sample at a time or one sample at a time. It was confirmed that the time required can be greatly shortened by depositing multiple samples at the same time and analyzing or testing multiple samples simultaneously or continuously. In addition, the basic paste used for sample preparation must be used only in an amount that can be prepared with small errors such as weighing and mixing by human hands. According to such an evaluation apparatus, it was possible to produce a sample with a small amount of error even with a small amount, and the loss of disposal could be reduced. Thereby, for example, the enormous test time and cost for optimizing the daily preparation conditions of the conductive paste can be reduced.

この例では、2種類の導電性ペーストとしていずれもRu系の抵抗ペーストを用いるようにしているが、導電性ペーストとしては導電性粒子の成分および組成が異なるものを用いても良いし、2種類以上、例えば3種類や4種類の導電性ペーストを配合するようにしても良い。
また、形成された複数種の抵抗体の評価内容は、組成分析および抵抗率の測定に限定されず、その他の評価を行っても良い。
In this example, Ru-type resistive pastes are used as the two types of conductive pastes. However, as the conductive pastes, those having different components and compositions of conductive particles may be used. As described above, for example, three or four kinds of conductive pastes may be blended.
Moreover, the evaluation content of the formed multiple types of resistors is not limited to composition analysis and resistivity measurement, and other evaluations may be performed.

[実施態様2]
本実施形態では、サンプリングされたペースト試料の混合を、(a)上記実施態様1と同様の加圧混合による混合装置で混合した場合と、(b)汎用の超音波照射による混合装置で混合した場合とで、得られる導電性ペーストの性状の違いを評価した。
すなわち、本実施形態2では、(a)加圧混合装置により混合する場合は、上記実施態様1と同様の導電性ペーストの調製条件評価装置を用いた。混合部では、基板上に直接サンプリングしたペースト試料を一度に加圧混合し、基板ごと焼成部、組成分析部および電気伝導率測定部に送られ、焼成および各種の分析に供した。
また、(b)超音波混合装置により混合する場合は、上記実施態様1の装置から混合部とサンプリング位置の構成を変更して、その他は同様の装置を用いた。すなわち、(b)超音波混合を行う場合は、所定のサンプリング位置に並べられたステンレス製の管状のサンプリング容器(φ10mm×t50mm)内に順に試料のサンプリングを行うようにした。混合部としては超音波ホモジナイザーを用い、各サンプリング容器に30分間超音波を照射することで、サンプリングされたペースト試料の混合を行った。混合されたペースト試料は、再度サンプリング装置を利用して、実施態様1で用いたのと同様の基板上の所定の試料位置に順に供給した。その後は、上記(a)と同様に、基板ごと焼成部、組成分析部および電気伝導率測定部に送られ、焼成および各種の分析に供した。
[Embodiment 2]
In the present embodiment, the sampled paste sample is mixed (a) with a mixing device by pressure mixing similar to that of the first embodiment, and (b) with a mixing device by general-purpose ultrasonic irradiation. The difference in properties of the obtained conductive paste was evaluated depending on the case.
That is, in the second embodiment, when the (a) pressure mixing device is used for mixing, the same conductive paste preparation condition evaluation device as that in the first embodiment is used. In the mixing section, the paste sample sampled directly on the substrate was pressure-mixed at a time and sent to the firing section, composition analysis section and electrical conductivity measurement section together with the substrate for firing and various analyses.
Moreover, (b) When mixing with an ultrasonic mixing apparatus, the structure of the mixing part and the sampling position was changed from the apparatus of the said Embodiment 1, and others used the same apparatus. That is, (b) when performing ultrasonic mixing, the samples were sequentially sampled in a stainless steel tubular sampling container (φ10 mm × t50 mm) arranged at a predetermined sampling position. An ultrasonic homogenizer was used as the mixing unit, and the sampled paste samples were mixed by irradiating each sampling container with ultrasonic waves for 30 minutes. The mixed paste sample was again supplied in sequence to a predetermined sample position on the substrate similar to that used in Embodiment 1 by using the sampling device again. Thereafter, in the same manner as in (a) above, the entire substrate was sent to the firing section, composition analysis section, and electrical conductivity measurement section for firing and various analyses.

なお、導電性ペーストは、上記実施態様1で用いたのと同じペースト試料Aおよびペースト試料Bを用いて、ペースト試料AおよびBの配合割合を(A)53.8:(B)46.2で一定としてサンプリングを行った。また、上記(a)(b)の異なる混合装置により混合することで、各混合装置で10サンプルずつの導電性ペーストを調整した。
導電性ペーストを焼成して得た焼成体について組成分析および体積抵抗率を測定した結果は、評価部に送られる。組成分析部および電気伝導率測定部から評価部に送られた測定結果を、下記の表3に示した。
The conductive paste is the same paste sample A and paste sample B as used in the first embodiment, and the blending ratio of the paste samples A and B is (A) 53.8: (B) 46.2. Sampling was performed at a constant. Moreover, the conductive paste of 10 samples was adjusted with each mixing apparatus by mixing with the mixing apparatus from which said (a) (b) differs.
The result of measuring the composition analysis and volume resistivity of the fired body obtained by firing the conductive paste is sent to the evaluation section. The measurement results sent from the composition analysis unit and the electrical conductivity measurement unit to the evaluation unit are shown in Table 3 below.

表3に示したように、(a)加圧混合装置により混合して得られた焼成体は、(b)超音波混合装置により混合して得られた焼成体よりも、体積抵抗率および組成共にバラつきが大幅に小さく抑えられることがわかった。すなわち、混合部として(a)加圧混合装置を備える導電性ペーストの調製条件評価装置によると、高粘性のペースト試料をより均一に混合することが可能であり、導電性ペーストの調製条件をより精度良く評価できることが確認された。   As shown in Table 3, (a) a fired body obtained by mixing with a pressure mixing device has a higher volume resistivity and composition than a fired body obtained by mixing with (b) an ultrasonic mixing device. It was found that the variation was significantly reduced in both cases. That is, according to the conductive paste preparation condition evaluation apparatus provided with (a) a pressure mixing device as a mixing unit, it is possible to mix a highly viscous paste sample more uniformly, and the conductive paste preparation conditions are more It was confirmed that it can be evaluated with high accuracy.

[実施態様3]
本実施形態では、上記実施態様2と同様の加圧混合による混合装置(a)を備えた導電性ペーストの調製条件評価装置を用い、上記実施態様2と同様に、ペースト試料Aおよびペースト試料Bを用いて、ペースト試料AおよびBの配合割合を(A)53.8:(B)46.2で一定として導電性ペーストの調製を行った。なお、導電性ペーストの混合に際しては、加圧混合の圧力条件を下記の表4に示す通りに変化させ、各圧力条件で10サンプルずつの導電性ペーストを調整した。
導電性ペーストを焼成して得た焼成体について体積抵抗率を測定した結果から、各加圧条件における体積抵抗率の標準偏差(サンプル数10)を求め、下記の表4に示した。
[Embodiment 3]
In this embodiment, a paste sample A and a paste sample B are used in the same manner as in the above embodiment 2, using the conductive paste preparation condition evaluation apparatus provided with the mixing device (a) by pressure mixing as in the above embodiment 2. The conductive paste was prepared with the blending ratio of paste samples A and B being constant at (A) 53.8: (B) 46.2. In mixing the conductive paste, the pressure conditions of the pressure mixing were changed as shown in Table 4 below, and 10 samples of the conductive paste were prepared under each pressure condition.
From the result of measuring the volume resistivity of the fired body obtained by firing the conductive paste, the standard deviation (10 samples) of the volume resistivity under each pressure condition was determined and shown in Table 4 below.

表4に示した通り、圧力条件を2MPaとすると圧が高すぎるため、より堅牢な加圧混合装置を用意する必要があるが、圧力条件が1MPa以下の範囲では超音波照射による混合に比較して均一でバラつきの無い混合を行えることが確認された。特に、圧力条件が0.01MPa〜1MPaの範囲では、よりバラつきの無い均一な混合が行えることがわかった。   As shown in Table 4, when the pressure condition is 2 MPa, the pressure is too high, so it is necessary to prepare a more robust pressure mixing device. However, in the range where the pressure condition is 1 MPa or less, compared with mixing by ultrasonic irradiation. It was confirmed that uniform and non-uniform mixing was possible. In particular, it was found that uniform mixing without variation can be performed when the pressure condition is in the range of 0.01 MPa to 1 MPa.

[実施態様4]
以下に説明する導電性ペーストの調製条件評価装置を用いて、電気伝導率の異なる2種類のペースト試料Cおよびペースト試料Dから、所定の特性(電気伝導率、結晶構造、還元膨張率)を有する導電性ペーストを調製するためのペースト試料CおよびDの配合割合を調べた。本実施態様4で用いた導電性ペーストの調製条件評価装置は、上記実施態様1の装置から加圧混合部を変更するとともに、サンプリング位置を設定し直し、その他は同様の装置を用いた。
[Embodiment 4]
Using the conductive paste preparation condition evaluation apparatus described below, it has predetermined characteristics (electric conductivity, crystal structure, reduction expansion coefficient) from two types of paste samples C and D having different electric conductivities. The blending ratio of paste samples C and D for preparing the conductive paste was examined. The conductive paste preparation condition evaluation apparatus used in Embodiment 4 changed the pressure mixing unit from the apparatus in Embodiment 1 above, reset the sampling position, and otherwise used the same apparatus.

[サンプリング部]
サンプリング部としては、コンビナトリアル手法に基づき、複数の液体試料を所定の量ずつ採取し、所定のサンプリング位置に配置することができる自動サンプリング装置が備えられている。この装置では、ピペットとこれに連続するシリンジポンプとを用いる圧力制御法によりペースト試料の吸引および吐出を行う。本実施態様では、ペースト試料CおよびDの配合割合をパラメータとし、このパラメータを一定の割合で変化させることで、下記の表5に示した9通りの配合となるよう各試料のサンプリングを行った。
[Sampling part]
The sampling unit is equipped with an automatic sampling device capable of collecting a plurality of liquid samples by a predetermined amount and placing them at a predetermined sampling position based on a combinatorial method. In this apparatus, a paste sample is sucked and discharged by a pressure control method using a pipette and a syringe pump continuous with the pipette. In this embodiment, the blending ratio of paste samples C and D was used as a parameter, and by changing this parameter at a constant ratio, each sample was sampled so as to have the nine blends shown in Table 5 below. .

なお、ペースト試料CおよびDとしては、固体酸化物形燃料電池における電極形成用のペーストであって、ペーストCは導電性酸化物としてLaSrCoFeOを含み、ペーストDは導電性酸化物としてLaSrTiFeOを含み、これをバインダとしてのガラス粉末と共に溶媒としてのテルピネオールに分散させたものを用いた。ペースト試料Cとペースト試料Dとは、予め異なる電気伝導率に調製されている。これらのペースト試料CおよびDの粘性を測定したところ、それぞれ130Pa・sと150Pa・sであった。
この実施態様では、サンプリングは、所定のサンプリング位置に並べられたステンレス製の管状のアンプル(φ10mm×t50mm)を耐圧容器として用い、この容器内にペースト試料CおよびDを順にサンプリングするようにした。ペースト試料CおよびDは、ピペットにて各々50mg〜100mg程度の所定の量が自動的に採取され、所定のサンプリング容器内に吐出される。このようにして2種類の抵抗ペーストから9通りの配合でサンプリング容器内に試料を採取するのに要した時間は約10分間であった。
As the paste samples C and D, a paste for electrode formation in the solid oxide fuel cell, the paste C includes LaSrCoFeO 3 as the conductive oxide, the paste D LaSrTiFeO 3 as conductive oxide In addition, a glass powder as a binder and dispersed in terpineol as a solvent were used. Paste sample C and paste sample D are prepared in advance with different electrical conductivities. When the viscosity of these paste samples C and D was measured, they were 130 Pa · s and 150 Pa · s, respectively.
In this embodiment, stainless steel tubular ampules (φ10 mm × t50 mm) arranged at a predetermined sampling position are used as a pressure resistant container, and the paste samples C and D are sequentially sampled in the container. As for the paste samples C and D, a predetermined amount of about 50 mg to 100 mg is automatically collected by a pipette and discharged into a predetermined sampling container. Thus, it took about 10 minutes to collect samples from the two types of resistance pastes in the sampling container in nine combinations.

[加圧混合部]
加圧混合部としては、図3に示したのと類似の構成の加圧混合装置を用いた。すなわち、上記の耐圧容器221の開口部に、PTFE製の蓋部材222を押し当てることで自動的に容器221内を気密に封止する。この蓋部材222には、コンプレッサ223に繋がる耐圧チューブ225と連結可能な連結部(図示せず)が備えられており、この連結部と耐圧チューブ225とはワンタッチで連結可能とされている。本実施態様では、耐圧容器221に蓋をした後、容器内部を0.5MPaに断続的に1分間の加圧を行うことで、容器内にサンプリングされた試料ペースト50の混合を行った。9通りのサンプリング試料を一つずつ順に加圧混合して、9通りの導電性ペースト51を調製した。
[Pressure mixing section]
As the pressure mixing unit, a pressure mixing device having a configuration similar to that shown in FIG. 3 was used. That is, the inside of the container 221 is automatically hermetically sealed by pressing the PTFE lid member 222 against the opening of the pressure container 221. The lid member 222 is provided with a connecting portion (not shown) that can be connected to the pressure-resistant tube 225 connected to the compressor 223, and the connecting portion and the pressure-resistant tube 225 can be connected with one touch. In this embodiment, after the pressure vessel 221 was covered, the sample paste 50 sampled in the vessel was mixed by intermittently pressurizing the inside of the vessel to 0.5 MPa for 1 minute. Nine kinds of sampling samples were sequentially pressure-mixed one by one to prepare nine kinds of conductive paste 51.

調製された導電性ペーストは、再びサンプリング部の自動サンプリング装置により所定量を採取し、基板上の所定の試料位置に吐出することで、基板上に導電性ペーストを配置させた。なお、基板としては、8mol%イットリア安定化ジルコニア(8YSZ)製の、平板状基板の表面の所定の試料位置に球面状の凹みが設けられたものを用いた。この例では、基板上には6個×6列の格子状に試料位置が設定されており、この所定の試料位置に、採取された調製後の導電性ペーストが所定の順で吐出される。導電性ペーストは、ピペットにて各々約50mg程度が自動的に採取され、この基板上に設定された所定の試料位置に吐出された。その後、導電性ペーストは、基板ごと焼成部に送られる。   A predetermined amount of the prepared conductive paste was again collected by an automatic sampling device of the sampling unit, and discharged to a predetermined sample position on the substrate, thereby arranging the conductive paste on the substrate. As the substrate, a substrate made of 8 mol% yttria-stabilized zirconia (8YSZ) and having a spherical recess at a predetermined sample position on the surface of the flat substrate was used. In this example, sample positions are set in a 6 × 6 grid on the substrate, and the collected prepared conductive paste is ejected to the predetermined sample positions in a predetermined order. About 50 mg each of the conductive paste was automatically collected with a pipette and discharged to a predetermined sample position set on the substrate. Thereafter, the conductive paste is sent to the firing section together with the substrate.

[焼成部]
焼成部としては、焼成条件をすべて自動で制御可能な焼成炉が備えられている。この実施態様では、9通りの導電性ペーストを、基板ごと空気雰囲気中で、1000℃で焼成することで、焼成体としての9通りの組成の電極膜試料を得た。得られた焼成体は、空冷後、還元膨張率測定部に送られる。図7に、基板上に作製した電極膜試料の一部を示した。図7は、基板上に6個×6列の格子状に設けられた試料位置のうちの、一列分に形成された電極膜試料の様子を示している。
[Baking part]
As a baking part, the baking furnace which can control all the baking conditions automatically is provided. In this embodiment, nine types of conductive paste were fired at 1000 ° C. in the air atmosphere together with the substrate, thereby obtaining electrode film samples having nine types of compositions as a fired body. The obtained fired body is air-cooled and then sent to the reduction expansion coefficient measurement unit. FIG. 7 shows a part of the electrode film sample produced on the substrate. FIG. 7 shows the state of the electrode film sample formed in one row among the sample positions provided in a 6 × 6 row grid pattern on the substrate.

[還元膨張率測定部]
還元膨張率測定部としては、基板を所定の測定位置に自動的に移動可能な基板ホルダと、所望の雰囲気条件で複数の電極膜試料のX線回折分析を連続的に行うことのできるX線回折分析装置が備えられている。本実施態様では、このX線回折装置により、室温と1273Kの高温での電極膜試料の単位結晶格子の大きさ(すなわち、結晶格子定数a、b、c)に関するデータを計測して評価部に送り、評価部において、これらの値から算出される単位格子の体積変化から、室温から1273Kにかけての体積熱膨張係数を求めた。また、上記の電極膜試料の単位結晶格子の大きさを、酸化(大気)雰囲気および還元雰囲気の両方で求め、酸化(大気)雰囲気における熱膨張体積を基準とした場合の、還元雰囲気における熱膨張体積の増加具合を、還元膨張率として求めた。すなわち、かかる還元膨張率は、上記の式(1)により表される。参考のために、各電極膜試料について得られた還元膨張率を下記の表5に示した。X線回折分析を終えた電極膜試料は、基板ごと、電気伝導率測定部に送られる。
[Reduction expansion coefficient measurement unit]
The reduction expansion coefficient measurement unit includes a substrate holder that can automatically move the substrate to a predetermined measurement position, and an X-ray that can continuously perform X-ray diffraction analysis of a plurality of electrode film samples under desired atmospheric conditions. A diffraction analyzer is provided. In this embodiment, this X-ray diffractometer measures the data related to the unit crystal lattice size (that is, the crystal lattice constants a, b, c) of the electrode film sample at room temperature and 1273 K, and uses it for the evaluation unit. In the feeding and evaluation section, the volumetric thermal expansion coefficient from room temperature to 1273K was determined from the volume change of the unit cell calculated from these values. In addition, the size of the unit crystal lattice of the above electrode film sample is obtained in both the oxidizing (atmospheric) atmosphere and the reducing atmosphere, and the thermal expansion in the reducing atmosphere is based on the thermal expansion volume in the oxidizing (atmospheric) atmosphere. The degree of increase in volume was determined as the reduction expansion coefficient. That is, this reduction expansion coefficient is expressed by the above formula (1). For reference, the reduction expansion coefficient obtained for each electrode film sample is shown in Table 5 below. The electrode film sample that has been subjected to the X-ray diffraction analysis is sent to the electrical conductivity measuring unit together with the substrate.

[電気伝導率測定部]
電気伝導率測定部としては、上記の実施態様1で用いたのと同じ電気伝導率測定装置が備えられている。この実施態様では、かかる電気伝導率測定装置により800℃における電極膜試料の高温電気伝導率を測定し、その情報を評価部に送った。参考のために、各電極膜試料の高温電気伝導率の測定結果を下記の表5に示した。なお、表中、電極膜試料における導電性ペーストCと導電性ペーストDの配合割合は、それぞれ、ペーストC,ペーストDとした欄に示した。
[Electric conductivity measurement unit]
As the electrical conductivity measuring unit, the same electrical conductivity measuring device as that used in the first embodiment is provided. In this embodiment, the high-temperature electrical conductivity of the electrode film sample at 800 ° C. was measured by such an electrical conductivity measurement device, and the information was sent to the evaluation unit. For reference, the measurement results of the high temperature electrical conductivity of each electrode film sample are shown in Table 5 below. In the table, the blending ratios of the conductive paste C and the conductive paste D in the electrode film sample are shown in the columns of paste C and paste D, respectively.

[評価部]
以上のとおり電気伝導率測定部および還元膨張率測定部から送られた測定結果から、電極膜試料の配合と、高温電気伝導率および還元膨張率との関係を求めた。
電極膜試料の配合と高温電気伝導率との関係は、導電性ペーストの調製に用いた各材料粉末のロットの違い等により完全な線形性を示すことは極めて稀であるが、この実施態様では比較的相関のみられる線形性を示すことが確認できた。すなわち、この導電性ペーストの調製条件評価装置によると、高粘度のペースト試料を所望の配合割合でサンプリングし、均一に混合できていることが確認できた。
また、還元膨張率測定部から送られた格子定数のデータから還元膨張率を算出し、還元膨張率−高温導電率の関係を求めた。電極膜の特性として、高温での電気伝導率は高い方が好ましいが、還元膨張率は小さい方が好ましい。表5の結果から、例えば、高温導電率が100S/cm以上で、還元膨張率が0.1%以下の導電ペーストを調製するには、ペーストCおよびペーストDを(C)50:(D)50の割合で混合すればよいことがわかった。また、電極膜試料の配合と還元膨張率の間にも、指数関数的な相関関係がみられ、所望の還元膨張率を有する電極膜の作製を目的としたペーストの調製条件の評価を行えることも確認できた。
[Evaluation Department]
As described above, from the measurement results sent from the electrical conductivity measurement unit and the reduction expansion coefficient measurement unit, the relationship between the composition of the electrode film sample and the high temperature electrical conductivity and the reduction expansion coefficient was determined.
The relationship between the composition of the electrode film sample and the high-temperature electrical conductivity rarely shows perfect linearity due to the difference in lot of each material powder used for the preparation of the conductive paste, but in this embodiment, It was confirmed that the linearity was relatively correlated. That is, according to this conductive paste preparation condition evaluation apparatus, it was confirmed that a high-viscosity paste sample was sampled at a desired blending ratio and uniformly mixed.
Moreover, the reduction expansion coefficient was calculated from the lattice constant data sent from the reduction expansion coefficient measurement unit, and the relationship between the reduction expansion coefficient and the high temperature conductivity was obtained. As the characteristics of the electrode film, it is preferable that the electrical conductivity at high temperature is high, but it is preferable that the reduction expansion coefficient is small. From the results in Table 5, for example, in order to prepare a conductive paste having a high-temperature conductivity of 100 S / cm or more and a reduction expansion coefficient of 0.1% or less, paste C and paste D are obtained by (C) 50: (D) It has been found that mixing at a ratio of 50 is sufficient. In addition, there is an exponential correlation between the composition of the electrode film sample and the reduction expansion coefficient, and the preparation conditions of the paste for the purpose of producing an electrode film having a desired reduction expansion coefficient can be evaluated. Was also confirmed.

また以上の測定結果についても、この導電性ペーストの調製条件評価を実施する日の天候等の影響を受けて微妙に変化するため、その日ごとの調製が欠かせない。この補正後の配合割合と高温導電率との関係から、例えば、この日、高温導電率が120S/cmの抵抗ペーストを調製するには、ペースト試料Cおよびペースト試料Dを(C)55:(D)45の割合で混合すればよいことがわかった。
以上のとおり、本評価装置を利用した場合に各工程に要した時間を下記の表6に示した。参考のために、従来の手作業による導電性ペーストの調製条件の評価に要する時間についても、併せて表6に示した。
Further, the above measurement results also change delicately under the influence of the weather and the like on the day of conducting the evaluation of the preparation conditions of the conductive paste, so that the preparation for each day is indispensable. From this relationship between the corrected blending ratio and the high temperature conductivity, for example, in order to prepare a resistance paste having a high temperature conductivity of 120 S / cm on this day, paste sample C and paste sample D are (C) 55 :( D) It has been found that mixing at a ratio of 45 is sufficient.
As described above, the time required for each step when this evaluation apparatus is used is shown in Table 6 below. For reference, Table 6 also shows the time required for evaluating the conditions for preparing a conductive paste by a conventional manual operation.

以上のようにここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置を用いれば、従来では導電性ペーストの調製条件の最適化評価を一配合ずつあるいは一サンプルずつ成膜し分析または試験することで時間を費やしてしまっていたところを、複数サンプル同時に成膜し、複数サンプル同時または連続的に分析または試験することで、所要時間を大幅に短縮することができた。還元膨張率の測定は、X線回折分析装置を利用することにより、極微小のサンプルでも高精度に測定が行えることが確認できた。また、サンプル作成に用いる基本のペーストも、従来は人の手による秤量・混合等の誤差を小さく抑えるためにある程度まとまった量を調製する必要があり廃棄ロスも多量となってしまっていたが、かかる評価装置によると少量でも誤差を小さく抑えてサンプルを作製することが可能となり、廃棄ロスも削減することができた。これにより、例えば毎日の導電性ペーストの調製条件を最適化するための膨大な試験時間およびコストを低減することができる。   As described above, by using the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed here, conventionally, the optimization evaluation of the conductive paste preparation conditions can be performed by film-forming one sample at a time or one sample at a time. Where time was spent, multiple samples were deposited simultaneously, and multiple samples were analyzed or tested simultaneously or continuously, so the time required could be greatly reduced. It was confirmed that the measurement of the reduction expansion coefficient can be performed with high accuracy even with a very small sample by using an X-ray diffraction analyzer. In addition, the basic paste used for sample preparation has conventionally had to be prepared in a certain amount in order to minimize errors such as weighing and mixing by human hands, resulting in a large amount of waste loss. According to such an evaluation apparatus, it was possible to produce a sample with a small amount of error even with a small amount, and the loss of disposal could be reduced. Thereby, for example, the enormous test time and cost for optimizing the daily preparation conditions of the conductive paste can be reduced.

[実施態様5]
本実施態様では、サンプリングされたペースト試料の混合を、(a)上記実施態様4と同様の加圧混合による混合装置で混合した場合と、(b)従来より一般的に採用されている超音波照射による混合装置で混合した場合とで、得られる導電性ペーストの性状の違いを評価した。
すなわち、本実施態様5では、(a)加圧混合装置により混合する場合は、上記実施態様1と同様の導電性ペーストの調製条件評価装置を用いた。混合部では、基板上に直接サンプリングしたペースト試料を一度に加圧混合し、基板ごと焼成部、電気伝導率測定部および還元膨張率測定部に送られ、焼成および各種の分析に供した。
また、(b)超音波混合装置により混合する場合は、上記実施態様1の装置から混合部とサンプリング位置の構成を変更して、その他は同様の装置を用いた。すなわち、(b)超音波混合を行う場合は、所定のサンプリング位置に並べられたステンレス製の管状のサンプリング容器(φ10mm×t50mm)内に順に試料のサンプリングを行うようにした。混合部としては超音波ホモジナイザーを用い、各サンプリング容器に○○分間超音波を照射することで、サンプリングされたペースト試料の混合を行った。混合されたペースト試料は、再度サンプリング装置を利用して、実施態様1で用いたのと同様の基板上の所定の試料位置に順に供給した。その後は、上記(a)と同様に、基板ごと焼成部電気伝導率測定部および還元膨張率測定部に送られ、焼成および各種の分析に供した。
[Embodiment 5]
In this embodiment, the sampled paste sample is mixed (a) with a mixing apparatus using pressure mixing similar to that in the above-described embodiment 4, and (b) ultrasonic waves that are generally employed conventionally. The difference in the properties of the obtained conductive paste was evaluated when it was mixed with a mixing device by irradiation.
That is, in this Embodiment 5, when mixing with the (a) pressurization mixing apparatus, the same conductive paste preparation condition evaluation apparatus as the said Embodiment 1 was used. In the mixing part, paste samples sampled directly on the substrate were pressure-mixed at once and sent to the firing part, electrical conductivity measurement part and reduction expansion coefficient measurement part together with the substrate for firing and various analyses.
Moreover, (b) When mixing with an ultrasonic mixing apparatus, the structure of the mixing part and the sampling position was changed from the apparatus of the said Embodiment 1, and others used the same apparatus. That is, (b) when performing ultrasonic mixing, the samples were sequentially sampled in a stainless steel tubular sampling container (φ10 mm × t50 mm) arranged at a predetermined sampling position. An ultrasonic homogenizer was used as the mixing unit, and the sampled paste samples were mixed by irradiating each sampling container with ultrasonic waves for XX minutes. The mixed paste sample was again supplied in sequence to a predetermined sample position on the substrate similar to that used in Embodiment 1 by using the sampling device again. Thereafter, in the same manner as in the above (a), the whole substrate was sent to the firing part electrical conductivity measurement part and the reduction expansion coefficient measurement part, and subjected to firing and various analyses.

なお、導電性ペーストは、上記実施態様4で用いたのと同じペースト試料Cおよびペースト試料Dを用いて、ペースト試料CおよびDの配合割合を(C)70:(D)30で一定としてサンプリングを行った。また、上記(a)(b)の異なる混合装置により混合することで、各混合装置で10サンプルずつの導電性ペーストを調整した。
導電性ペーストを焼成して得た焼成体について、800℃における電気伝導率(高温導電率)および還元膨張率を測定した結果は、評価部に送られる。電気伝導率測定部および還元膨張率測定部から評価部に送られた測定結果を、下記の表7に示した。
Note that the conductive paste is sampled by using the same paste sample C and paste sample D as those used in Embodiment 4 above, with the blending ratio of the paste samples C and D being constant at (C) 70: (D) 30. Went. Moreover, the conductive paste of 10 samples was adjusted with each mixing apparatus by mixing with the mixing apparatus from which said (a) (b) differs.
The result of measuring the electrical conductivity (high temperature conductivity) at 800 ° C. and the reduction expansion coefficient of the fired body obtained by firing the conductive paste is sent to the evaluation section. The measurement results sent from the electrical conductivity measurement unit and the reduction expansion coefficient measurement unit to the evaluation unit are shown in Table 7 below.

表7に示したように、(a)加圧混合装置により混合して得られた焼成体は、(b)超音波混合装置により混合して得られた焼成体よりも、電気伝導率および還元膨張率共にバラつきが大幅に小さく抑えられることがわかった。すなわち、混合部として(a)加圧混合装置を備える導電性ペーストの調製条件評価装置によると、高粘性のペースト試料をより均一に混合することが可能であり、導電性ペーストの調製条件をより精度良く評価できることが確認された。   As shown in Table 7, (a) the fired body obtained by mixing with the pressure mixing device is more electrically conductive and reduced than the fired body obtained by mixing with the (b) ultrasonic mixing device. It was found that the variation in the expansion rate can be greatly reduced. That is, according to the conductive paste preparation condition evaluation apparatus provided with (a) a pressure mixing device as a mixing unit, it is possible to mix a highly viscous paste sample more uniformly, and the conductive paste preparation conditions are more It was confirmed that it can be evaluated with high accuracy.

以上、本発明を好適な実施態様により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、ここに開示される導電性ペーストの調製条件評価装置の評価対象は、上記に例示されたようなSOFCの電極材料や、電子デバイスの抵抗材料に限定されることなく、例えば、各種の微小電気機械システム(MEMS:Micro-Electro-Mechanical System)や積層セラミックコンデンサ(MLCC:Multi-Layer Ceramic Capacitor)等におけるプリント配線用の電極ペーストおよび導電性接着材等の調製条件の評価にも適用することができる。また、この評価装置は、評価の対象となる導電性ペーストに含まれる導電性粒子が上記のRuOや遷移金属ペロブスカイト型酸化物に限定されることはなく、他の種々の成分からなる導電性粒子をふくむ導電性ペーストに適用することができる。また、導電性ペーストとしては2種類のものを配合することに限定されず、例えば3種類や4種類以上の導電性ペーストの配合割合を評価するようにしても良い。形成された導電性膜を評価するために、上記に具体的に開示された分析部以外の、他の試験、分析または評価部が備えられて良いことはいうまでもない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by the preferred embodiment, such description is not a limitation matter and can be variously modified | changed naturally. For example, the evaluation object of the conductive paste preparation condition evaluation apparatus disclosed herein is not limited to the SOFC electrode material and the resistance material of the electronic device as exemplified above. Applicable to evaluation of preparation conditions for electrode paste and conductive adhesive for printed wiring in electro-mechanical systems (MEMS) and multilayer ceramic capacitors (MLCC) Can do. Further, in this evaluation apparatus, the conductive particles contained in the conductive paste to be evaluated are not limited to the above RuO 2 or transition metal perovskite type oxides, and the conductive particles composed of various other components It can be applied to a conductive paste containing particles. Moreover, it is not limited to mix | blending two types as a conductive paste, For example, you may make it evaluate the mixing | blending ratio of three types or four or more types of conductive paste. In order to evaluate the formed conductive film, it goes without saying that other tests, analysis or evaluation units other than the analysis unit specifically disclosed above may be provided.

10 入力部
20 サンプリング部
22 加圧混合部
24 焼成部
30 電気伝導率測定部
32 組成分析部
34 結晶構造解析部
36 熱膨張率測定部
40 評価部
50 ペースト試料
51 導電性ペースト
52 焼成体
100 制御部
200 試料調製部
221 加圧混合容器(耐圧容器)
222 蓋部材
223 圧縮機(コンプレッサ)
224 基板
225 耐圧チューブ
300 計測部
301 電気伝導率測定装置
302,302a,302b 電気伝導率測定機能
303 プローブ
500 導電性ペーストの調製条件評価装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Input part 20 Sampling part 22 Pressurization mixing part 24 Firing part 30 Electrical conductivity measurement part 32 Composition analysis part 34 Crystal structure analysis part 36 Thermal expansion coefficient measurement part 40 Evaluation part 50 Paste sample 51 Conductive paste 52 Firing body 100 Control 200 Sample preparation unit 221 Pressurized mixing vessel (pressure vessel)
222 Lid member 223 Compressor
224 Substrate 225 Pressure tube 300 Measuring unit 301 Conductivity measuring device 302, 302a, 302b Conductivity measuring function 303 Probe 500 Preparation condition evaluation device for conductive paste

Claims (15)

導電性物質を作製するための導電性ペーストの調製条件を評価する装置であって、
導電性ペーストを構成するための2種類以上のペースト試料の配合割合を少なくとも一つのパラメータとし、該パラメータを複数通りに変化させて前記2種類以上のペースト試料を前記複数の配合割合で所定のサンプリング位置に採取するサンプリング部と、
前記サンプリングされた2種類以上のペースト試料を加圧条件下で混合して導電性ペーストを調製する加圧混合部と、
前記調製された複数の導電性ペーストを焼成して複数の焼成体を形成する焼成部と、
前記複数の焼成体の電気伝導率を測定する電気伝導率測定部と、
前記配合割合と前記電気伝導率の測定結果との関係から、前記複数の導電性ペーストの調製条件を評価する評価部と、
を備える、導電性ペーストの調製条件評価装置。
An apparatus for evaluating preparation conditions of a conductive paste for producing a conductive substance,
A blending ratio of two or more types of paste samples for constituting a conductive paste is set as at least one parameter, and the parameters are changed in a plurality of ways, and the two or more types of paste samples are sampled at a plurality of blending ratios. A sampling unit to collect at a position;
A pressure mixing section for preparing a conductive paste by mixing two or more sampled paste samples under pressure conditions;
A fired portion for firing the prepared plurality of conductive pastes to form a plurality of fired bodies;
An electrical conductivity measurement unit for measuring electrical conductivity of the plurality of fired bodies;
From the relationship between the blending ratio and the measurement result of the electrical conductivity, an evaluation unit for evaluating the preparation conditions of the plurality of conductive pastes,
A preparation condition evaluation apparatus for conductive paste, comprising:
前記ペースト試料は、導電性粒子と、バインダと、溶媒とを含み、
25℃、10rpmでの粘度が3Pa・s〜2000Pa・sである、請求項1に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。
The paste sample includes conductive particles, a binder, and a solvent,
2. The conductive paste preparation condition evaluation apparatus according to claim 1, wherein the viscosity at 25 ° C. and 10 rpm is 3 Pa · s to 2000 Pa · s.
前記サンプリング部は、前記複数の導電性ペーストのそれぞれを10g以下の量で調製可能に構成されている、請求項1または2に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。   The said sampling part is a preparation condition evaluation apparatus of the electrically conductive paste of Claim 1 or 2 comprised so that preparation of each of these some electrically conductive pastes in the quantity of 10 g or less is possible. 前記加圧混合部は、0.05MPa〜1MPaの加圧条件下で混合する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。   The said pressure mixing part is a preparation condition evaluation apparatus of the electrically conductive paste of any one of Claims 1-3 mixed on the pressurization conditions of 0.05 Mpa-1 Mpa. 前記電気伝導率測定部は、前記複数の焼成体に対する測定を、1回の測定操作で同時に測定可能に構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。   The said electrical conductivity measurement part is preparation of the electrically conductive paste of any one of Claims 1-4 comprised so that the measurement with respect to these several sintered compact can be measured simultaneously by one measurement operation. Condition evaluation device. 前記加圧混合部は、さらに超音波発生機能を備えている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。   The said pressure mixing part is a preparation condition evaluation apparatus of the electrically conductive paste of any one of Claims 1-5 further provided with the ultrasonic wave generation | occurrence | production function. 前記電気伝導率測定部は、前記複数の焼成体の電気伝導率を500℃以上の高温で測定可能に構成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。   The said electrical conductivity measurement part is preparation of the electrically conductive paste of any one of Claims 1-6 comprised so that the electrical conductivity of these baking bodies can be measured at high temperature of 500 degreeC or more. Condition evaluation device. 前記サンプリング位置が基板の表面に多数設けられた試料位置に設定されており、
前記加圧混合部は、前記基板上の試料位置を全て同時に気密に封止して、前記サンプリングされた2種類以上のペースト試料を加圧混合する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。
The sampling position is set to a sample position provided in large numbers on the surface of the substrate,
8. The pressure mixing unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the sample positions on the substrate are all hermetically sealed at the same time, and the two or more kinds of sampled paste samples are pressure-mixed. The preparation conditions evaluation apparatus of the electroconductive paste of description.
さらに、移送部を備えるとともに、
前記サンプリング位置が、多数個用意されたサンプリング容器の各々に設定されており、
前記加圧混合部は、前記サンプリング容器を気密に封止して、該封止したサンプリング容器内にサンプリングされた2種類以上のペースト試料を加圧混合し、
前記移送部は、該サンプリング容器内に調製された導電性ペーストを基板の表面に多数設けられた試料位置に移送する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。
In addition, with a transfer unit,
The sampling position is set in each of a large number of sampling containers prepared,
The pressure mixing unit hermetically seals the sampling container, pressurizes and mixes two or more types of paste samples sampled in the sealed sampling container,
The said transfer part transfers the electrically conductive paste prepared in this sampling container to the sample position provided in large numbers on the surface of the board | substrate, The preparation conditions of the electrically conductive paste of any one of Claims 1-7 Evaluation device.
さらに、前記複数の焼成体の組成分析を行う組成分析部を備え、
前記評価部では、前記焼成体の各々について、前記2種類以上のペースト試料の配合割合を前記組成分析の結果に基づき補正し、該補正後の配合割合と前記電気伝導率の測定結果との関係から、前記複数の導電性ペーストの調製条件を評価する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。
Furthermore, a composition analysis unit that performs composition analysis of the plurality of fired bodies is provided,
In the evaluation unit, for each of the fired bodies, the blending ratio of the two or more types of paste samples is corrected based on the result of the composition analysis, and the relationship between the blending ratio after the correction and the measurement result of the electrical conductivity is corrected. The preparation condition evaluation apparatus of the conductive paste according to any one of claims 1 to 9, wherein the preparation conditions of the plurality of conductive pastes are evaluated.
さらに複数の焼成体の熱膨張率を測定する熱膨張率測定部を備え、
前記評価部は、前記熱膨張率の測定結果を含めて前記複数の導電性ペーストの調製条件を評価する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。
Furthermore, a thermal expansion coefficient measuring unit for measuring the thermal expansion coefficient of a plurality of fired bodies is provided,
The said evaluation part is a preparation condition evaluation apparatus of the conductive paste of any one of Claims 1-10 which evaluates the preparation conditions of these conductive paste including the measurement result of the said thermal expansion coefficient.
前記熱膨張率測定部は、酸化雰囲気および還元雰囲気における前記焼成体の熱膨張率を測定する機能を備え、
前記評価部は、前記焼成体の酸化雰囲気および還元雰囲気における熱膨張率の測定結果から次式(1):
で定義される還元膨張率を算出するとともに、
前記還元膨張率を含めて前記複数の導電性ペーストの調製条件を評価する、請求項11に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。
The thermal expansion coefficient measuring unit has a function of measuring the thermal expansion coefficient of the fired body in an oxidizing atmosphere and a reducing atmosphere,
The evaluation unit calculates the following formula (1) from the measurement result of the coefficient of thermal expansion of the fired body in an oxidizing atmosphere and a reducing atmosphere:
While calculating the reduction expansion coefficient defined by
The conductive paste preparation condition evaluation apparatus according to claim 11, wherein the preparation conditions of the plurality of conductive pastes including the reduction expansion coefficient are evaluated.
前記熱膨張率測定部は、測定雰囲気の制御と、少なくとも室温から1200℃の高温までの領域における結晶構造解析が可能であって、
前記評価部は、測定温度範囲における格子定数の変化に基づき前記還元膨張率を算出し、該還元膨張率を含めて前記複数の導電性ペーストの調製条件を評価する、請求項12に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。
The coefficient of thermal expansion measurement unit is capable of controlling the measurement atmosphere and analyzing the crystal structure in the region from at least room temperature to 1200 ° C,
The conductivity evaluation unit according to claim 12, wherein the evaluation unit calculates the reduction expansion coefficient based on a change in lattice constant in a measurement temperature range, and evaluates the preparation conditions of the plurality of conductive pastes including the reduction expansion coefficient. For evaluating the preparation conditions of adhesive paste.
前記熱膨張率測定部は、X線回折分析装置を含む、請求項11〜13のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。   The said thermal expansion coefficient measurement part is a preparation condition evaluation apparatus of the conductive paste of any one of Claims 11-13 containing an X-ray diffraction analyzer. 前記焼成部は、焼成温度を少なくとも一つのパラメータとし、該パラメータを変化させて前記複数の導電性ペーストを焼成し、
前記評価部は、前記複数の導電性ペーストの調製条件として前記焼成温度のパラメータを含めて評価する、請求項1〜14のいずれか1項に記載の導電性ペーストの調製条件評価装置。
The firing part has a firing temperature as at least one parameter, changes the parameter, and fires the plurality of conductive pastes,
The said evaluation part is a preparation condition evaluation apparatus of the conductive paste of any one of Claims 1-14 evaluated including the parameter of the said baking temperature as preparation conditions of these electroconductive paste.
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