JP5699933B2 - ガラス組成物およびそれを用いた導電性ペースト組成物、電極配線部材と電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス組成物に係わり、特に５００〜６００℃程度の温度で軟化・溶融し、かつ環境安全性の高いガラス組成物に関する。また、本発明は、そのガラス組成物を用いた導電性ペースト組成物、電極配線部材と電子部品に関する。

太陽電池パネル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル等の電子部品には、パネルの略全面にわたって電極配線部材が形成されている。そのような電極配線部材は、金属粒子とガラス粉末と樹脂バインダーと溶剤とを含む導電性ペーストをシリコン基板やガラス基板上に塗布し焼成することによって形成される。このとき、導電性ペースト中のガラス粉末の軟化点以上に加熱することで、該ガラス粉末が軟化流動し緻密な電極配線部材が形成されるとともに、ガラス基板やシリコン基板等に強固に密着する。

例えば、太陽電池パネルでは、発電した電力を取り出すために、受光面側に受光面電極配線部材が形成され、裏面側には集電電極配線部材と出力電極配線部材とが形成されている。ここで、受光面電極配線部材と出力電極配線部材とには銀の電極配線が利用され、集電電極配線部材にはアルミニウムの電極配線が利用されるのが一般的である。ただし、しばしばこれらの電極配線部材には鉛を含有するガラス組成物が含まれていた。

一方、近年、環境保護に対する意識が世界的に高まり、鉛や水銀を含む材料の使用が回避されている。欧州においては、電子・電気機器における特定有害物質の使用制限についての欧州連合（ＥＵ）による指令（ＲｏＨＳ指令）が施行されている。そのようなＲｏＨＳ指令に対応するため、鉛を含有しない電極配線部材用ガラス組成物が種々提案されている。例えば、特許文献１（特表２００８−５４３０８０）や特許文献２（特開２００７−５９３８０）では、酸化ビスマスを主成分とするガラス組成物が開示されている。また、特許文献３（特開平７−６９６７２）では、酸化スズを主成分とするガラス組成物が開示され、特許文献４（特開２００４−２５０２７６）では、酸化バナジウムを主成分とするガラス組成物が開示されている。

特表２００８−５４３０８０号公報 特開２００７−５９３８０号公報 特開平７−６９６７２号公報 特開２００４−２５０２７６号公報

前述したように、電気電子機器業界では世界的にグリーン調達・グリーン設計の流れが強く、より安全な材料が望まれている。日本の電子機器業界団体は、アメリカやヨーロッパの業界団体と連携し、ジョイント・インダストリー・ガイドライン（Ｊｏｉｎｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｄｅｃｌａｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ： ＪＩＧ）を発行している。ＲｏＨＳ指令において現在使用可能とされている鉛フリーのビスマス系ガラスやバナジウム系ガラスにおけるビスマスやアンチモンは、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＢに含まれている。

なお、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡに挙げられている物質は、アスベスト類、一部のアゾ染料・顔料、カドミウム／カドミウム化合物、六価クロム／六価クロム化合物、鉛／鉛化合物、水銀／水銀化合物、オゾン層破壊物質（ＣＦＣｓ、ＨＣＦＣｓ、ＨＢＦＣｓ、四塩化炭素等）、ポリ臭化ビフェニル類（ＰＢＢ類）、ポリ臭化ジフェニルエーテル類（ＰＢＤＥ類）、ポリ塩化ビフェニル類（ＰＣＢ類）、ポリ塩化ナフタレン（塩素原子数が３以上）、放射線物質、一部の短鎖型塩化パラフィン、トリブチルスズ（ＴＢＴ）、トリフェニルスズ（ＴＰＴ）、酸化トリブチルスズ（ＴＢＴＯ）等である。

また、レベルＢに挙げられている物質としては、ビスマス／ビスマス化合物、アンチモン／アンチモン化合物、ヒ素／ヒ素化合物、ベリリウム／ベリリウム化合物、臭素系難燃剤（ＰＢＢ類またはＰＢＤＥ類を除く）、ニッケル、一部のフタル酸エステル、セレン／セレン化合物、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等である。

特許文献１（特表２００８−５４３０８０）や特許文献２（特開２００７−５９３８０）に開示されているガラス組成物は、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＢに含まれる酸化ビスマスを主成分としている。一方、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡやレベルＢに含まれていないスズを主成分とするガラス組成物（特許文献３、特開平７−６９６７２参照）は、水分が吸着すると主成分である酸化第一スズ（ＳｎＯ）が腐食されて基板との密着性が低下し信頼性の高い電極配線部材が得られない場合がある。この原因は、ガラス骨格を形成している酸化第一スズ（ＳｎＯ）が酸化され酸化第二スズ（ＳｎＯ_２）が生成するためと言われている。また、酸化バナジウムと酸化テルルを主成分とするガラス組成物（特許文献４、特開２００４−２５０２７６参照）では、テルルが希少金属であるためコストの観点において課題がある。

以上の背景技術を鑑み、太陽電池パネルや画像表示装置等の電子部品に使用されている従来の低温軟化性のガラス組成物と同等以上の性能を有し、かつ環境保護を進めていくためには、これまで以上の対策が必要である。従って、本発明の目的は、太陽電池パネルや画像表示装置等の電子部品における電極配線部材として好適に用いるために、大気中５００〜６００℃程度の比較的低温での焼成を可能とし、かつＪＩＧの調査対象物質である鉛やビスマスやアンチモン等を含まないガラス組成物およびそれを用いた電極配線部材と電子部品を提供することにある。

（１）本発明の１つの態様に係るガラス組成物は、遷移金属とリンとを含み、前記遷移金属がタングステン、鉄、マンガンのうちのいずれか１種以上とバナジウムであるガラス組成物であって、前記ガラス組成物は、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢに挙げられている物質を含有せず、軟化点が５５０℃以下であることを特徴とする。

なお、本発明における上記ＪＩＧ調査対象物質は、２００７年に改定・発行されたＪＩＧ−１０１Ａの和訳版によるものと定義する（下記の非特許文献１参照）。また、上記「ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢに挙げられている物質を含有せず」とは、ＪＩＧ−１０１Ａの和訳版における「しきい値レベル（報告レベル）」に対応し、該レベルに該当しない範囲で含有することを容認するものとする。

電気・電子機器製品に関する含有化学物質情報開示 ｈｔｔｐ：／／２１０．２５４．２１５．７３／ｊｅｉｔａ＿ｅｐｓ／ｇｒｅｅｎ／ｇｒｅｅｎｄａｔａ／ＪＩＧ２００６０１／ＪＩＧ＿Ｊａｐａｎｅｓｅ０６０１０５．ｐｄｆ。

（２）本発明のもう１つの態様に係るガラス組成物は、遷移金属とリンとを含むガラス組成物であって、前記遷移金属としてバナジウムを含み更に鉄および／またはマンガンを含み、かつそれら含有成分の酸化物換算における質量比率の数値が下記式（１）の関係を満たし、三酸化鉄と二酸化マンガンとの合計が５〜１５質量％であり、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢに挙げられている物質を含有しないことを特徴とする。

ここで、［ ］は括弧内の酸化物に換算した質量比率（単位：質量％）の数値を意味する。

（３）本発明の更にもう１つの態様に係るガラス組成物は、該ガラス組成物の平均組成が、酸化物換算で、五酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）を２５質量％以上６０質量％以下、五酸化リン（Ｐ_２Ｏ_５）を１２質量％以上３０質量％以下、三酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を０質量％以上１５質量％以下、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）を０質量％以上１５質量％以下、三酸化タングステン（ＷＯ_３）を０質量％以上４０質量％以下、酸化バリウム（ＢａＯ）を０質量％以上３０質量％以下、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０質量％以上２０質量％以下含み、前記三酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）と前記二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）との合計が５質量％以上１５質量％以下であり、前記酸化バリウム（ＢａＯ）と前記酸化亜鉛（ＺｎＯ）との合計が０質量％以上３０質量％以下であり、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢに挙げられている物質を含有しないことを特徴とする。

また、上記の本発明の態様（１）〜（３）に係るガラス組成物に対して、以下のような改良や変更を加えることができる。
（ｉ）前記ガラス組成物の粉末と金属粒子とビヒクルとを含有する導電性ペースト組成物である。なお、本発明において「ペースト組成物」とは、液状混合物の形態を意味するものとする。
（ｉｉ）前記ガラス組成物と金属粒子とを含有する電極配線部材である。なお、本発明において「電極配線部材」とは、上記ペースト組成物を塗布・焼成して固化した状態を意味するものとする。
（ｉｉｉ）前記金属粒子は、銀、銅、アルミニウム、またはそれらの１つを主成分とする合金からなる。
（ｉｖ）金属粒子とガラス相とを含む電極配線部材が形成された電子部品であって、前記電極配線部材に含有される前記ガラス相が前記ガラス組成物からなる。
（ｖ）前記電子部品は、画像表示装置、太陽電池パネル、セラミック実装基板である。

本発明によれば、太陽電池パネルや画像表示装置等の電子部品における電極配線部材として好適に用いるために、５００〜６００℃程度の比較的低温で軟化・溶融し、大気中での焼成においても電極配線部材中の金属粒子の酸化を防止できるガラス組成物を提供することができる。さらに、本発明に係るガラス組成物およびそれを用いた導電性ペースト組成物や電極配線部材や電子部品は、ＲｏＨＳ指令対応であることはもとよりＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢをも含まないことから、環境信頼性が高い利点がある。また、本発明のガラス組成物は、電極配線部材や電子部品以外の用途の製品にも応用でき、環境・安全規制に好適な製品を提供することができる。

ガラス組成物のＤＴＡ測定で得られるＤＴＡカーブの１例である。 太陽電池パネルの１例を示す模式図であり、（ａ）は受光面の平面模式図、（ｂ）は裏面の平面模式図、（ｃ）は（ａ）中のＡ−Ａ線における断面模式図である。 プラズマディスプレイパネルの１例を示す断面模式図である。 ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）の多層配線基板（５層）の焼成前の構造例を示す断面模式図である。 本発明に係る多層配線基板を焼成する温度スケジュールの１例である。

はじめに、ガラスを構成する元素について概説する。全元素の約１／６の１６元素（具体的には、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｆ、Ｆｅ、Ｋ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｏ、Ｐ、Ｐｂ、Ｓｉ、およびＺｎ）が、主として酸化物の形でガラスを形成することが知られている。Ｓｕｎによると、それらの酸化物は大きく３種類に分類することができるとされている（Ｋ． Ｈ． Ｓｕｎ： Ｊ． Ａｍ． Ｃｅｒａｍ． Ｓｏｃ．， ３０ （１９４７） ２７７）。１つは、単独で網目構造を形成する網目形成酸化物（ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、ＧｅＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３等）である。もう１つは、前記網目形成酸化物が作る網目構造中に入り込んでガラスの性質に影響を及ぼす修飾酸化物（ＭｇＯ、Ｐｂ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯ等）である。もう１つは、単独では網目構造を形成できてないが、網目形成酸化物が作る網目構造の一部を置換する中間酸化物（ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＰｂＯ等）である。

一般的に、軟化点が５５０℃以下のガラスを製造しようとする場合、網目形成酸化物としてはＢ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、Ｖ_２Ｏ_５のいずれかが用いられてきた。従来から、網目形成酸化物がＢ_２Ｏ_３の場合はＰｂＯやＢｉ_２Ｏ_３が添加され、網目形成酸化物がＰ_２Ｏ_３の場合はＳｎＯやＶ_２Ｏ_５が添加され、網目形成酸化物がＶ_２Ｏ_５の場合はＴｅＯ_２が添加されることが多かった。

本発明においては、環境・安全規制の観点や材料の可採年数の観点などを考慮して、主原料の網目形成酸化物としてＶ_２Ｏ_５とＰ_２Ｏ_５を選択した。なお、内藤等は、Ｖ_２Ｏ_５−Ｐ_２Ｏ_５系ガラスのＶ_２Ｏ_５／Ｐ_２Ｏ_５比について報告している（Ｎａｉｔｏｈ： Ｊ． Ｃｅｒａｍ． Ｓｏｃ． Ｊｐｎ． Ｉｎｔｅｒ． Ｅｄ． Ｖｏｌ９７ （１９８９） ８２２）。該報告によると、Ｖ_２Ｏ_５／Ｐ_２Ｏ_５の比率を増大させるにつれてガラスの軟化点が低下するが、比率の増大に伴ってガラスが結晶化しやすくなり耐水性が劣化する難点がある。

以下、本発明に係る実施形態を説明する。ただし、本発明はここで取り上げた実施形態に限定されることはなく、適宜組み合わせてもよい。

（ガラスの平均組成）
本発明に係るガラス組成物の組成について説明する。本発明に係るガラス組成物は、遷移金属とリンとを含み、前記遷移金属がタングステン、鉄、マンガンのうちのいずれか１種以上とバナジウムであるガラス組成物であって、前記ガラス組成物は、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢに挙げられている物質を含有しないことを特徴とする。

また、本発明に係るガラス組成物は、遷移金属とリンとを含むガラス組成物であって、前記遷移金属としてバナジウムを含み更に鉄および／またはマンガンを含み、かつそれら含有成分の酸化物換算による質量比率おいて、五酸化バナジウムと五酸化リンの質量比率の数値の比（［Ｖ_２Ｏ_５］／［Ｐ_２Ｏ_５］）を３倍にした値よりも三酸化鉄の質量比率の数値と二酸化マンガンの質量比率の数値とを合計した値（［Ｆｅ_２Ｏ_３］＋［ＭｎＯ_２］）の方が大きく、［Ｆｅ_２Ｏ_３］＋［ＭｎＯ_２］が５〜１５質量％であり、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢに挙げられている物質を含有しないことを特徴とする。

より具体的には、本ガラス組成物の平均組成は、酸化物換算で、Ｖ_２Ｏ_５を２５〜６０質量％、Ｐ_２Ｏ_５を１２〜３０質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３を０〜１５質量％、ＭｎＯ_２を０〜１５質量％、ＷＯ_３を０〜４０質量％、ＢａＯを０〜３０質量％、ＺｎＯを０〜２０質量％含み、Ｆｅ_２Ｏ_３とＭｎＯ_２との合計が５〜１５質量％であり、ＢａＯとＺｎＯとの合計が０〜３０質量％であり、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢに挙げられている物質を含有しないことを特徴とする。

前述したように、Ｖ_２Ｏ_５（五酸化バナジウム）とＰ_２Ｏ_５（五酸化リン）は、本ガラス組成物の骨格を形成する物質である。Ｖ_２Ｏ_５の配合量は２５質量％以上６０質量％以下の範囲が好ましい。Ｖ_２Ｏ_５配合量が２５質量％未満では、ガラス軟化点を低温化させる効果が不十分である。Ｖ_２Ｏ_５の配合量が６０質量％を超えるとガラスが結晶化し易くなり比抵抗が低くなる傾向がある。また、ガラス組成物の耐湿性が低下する傾向がある。一方、Ｐ_２Ｏ_５の配合量は１２質量％以上３０質量％以下の範囲が好ましい。Ｐ_２Ｏ_５の配合量が１２質量％未満ではガラスが結晶化し易い傾向があり、該配合量が３０質量％を超えるとガラスの軟化点が高温化する傾向がある。

五酸化バナジウムと五酸化リンの質量比率の数値の比（［Ｖ_２Ｏ_５］／［Ｐ_２Ｏ_５］）を３倍にした値が「１５」を超えると（すなわち、［Ｖ_２Ｏ_５］／［Ｐ_２Ｏ_５］＞５となると）、電極配線部材の形成時（焼成時）にガラスが結晶化しやすい傾向がある。逆に、五酸化バナジウムと五酸化リンと質量比率の数値の比（［Ｖ_２Ｏ_５］／［Ｐ_２Ｏ_５］）を３倍にした値が「１．５」より小さくなると（すなわち、［Ｖ_２Ｏ_５］／［Ｐ_２Ｏ_５］＜０．５となると）、ガラス組成物の軟化点が高温化し、電極配線部材の形成時（焼成時）に溶融せず基板との密着性が低下する傾向がある。

Ｆｅ_２Ｏ_３（三酸化鉄）とＭｎＯ_２（二酸化マンガン）は、Ｖ−Ｐ系ガラスにおいて耐湿性を向上させる成分である。Ｆｅ_２Ｏ_３とＭｎＯ_２の合計配合量は、５質量％以上１５質量％以下が好ましく、５質量％以上１０質量％以下がより好ましい。Ｆｅ_２Ｏ_３とＭｎＯ_２の合計配合量が５質量％未満では良好な耐湿性が得られない傾向がある。また、合計配合量が１５質量％を越えると焼成時にガラスが結晶化し易くなる傾向がある。なお、Ｆｅ_２Ｏ_３とＭｎＯ_２のそれぞれは、０質量％以上１５質量％以下の範囲が好ましい。

ＷＯ_３（三酸化タングステン）は、Ｖ−Ｐ系ガラスにおいて修飾成分（修飾酸化物）である。ＷＯ_３の配合量は０質量％以上４０質量％以下の範囲が好ましく、０質量％以上２５質量％以下がより好ましい。ＷＯ_３の配合量が４０質量％を超えると、ガラス組成物の軟化点が高温化し、電極配線部材の形成時（焼成時）に溶融せず基板との密着性が低下する傾向がある。

ＢａＯ（酸化バリウム）とＺｎＯ（酸化亜鉛）も修飾成分（修飾酸化物）であり、ガラスの耐湿性を向上させる。ＢａＯの配合量は０質量％以上３０質量％以下の範囲が好ましい。ＢａＯの配合量が３０質量％を超えると、ガラス組成物の軟化点が高温化する傾向がある。ＺｎＯの配合量は０質量％以上２０質量％以下の範囲が好ましい。ＺｎＯの配合量が２０質量％を超えると、ガラスが結晶化し易くなる傾向がある。また、ＢａＯとＺｎＯとを合計した配合量は０質量％以上３０質量％以下の範囲が好ましい。ＢａＯとＺｎＯとの合計配合量が３０質量％を超えると軟化点が高温化するもしくはガラスが結晶化し易くなる傾向がある。

以上説明してきたように、本発明に係るガラス組成物は、ＲｏＨＳ指令に対応可能であり、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢをも含まない、もしくは少量に抑えることが可能であることから、従来のガラス組成物よりも環境に対してより影響の少ない材料であると言える。また、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢはガラス組成物中に含有されないことが好ましい。なお、本発明に係るガラス組成物は、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡやレベルＢに含まれない範囲で上記以外の遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属等も必要に応じて添加することができる。

（ガラス組成物の軟化点）
本発明に係るガラス組成物は、軟化点が５５０℃以下であることを特徴とする。そのように規定するのは次の理由による。ＰＤＰ等の電極配線部材の形成プロセスでは、通常、５℃／ｍｉｎ程度で昇温され、５５０〜６００℃の温度で３０分間〜２時間程度保持する焼成が行われる。一方、太陽電池パネルでは、８００℃程度の高温まで昇温されるが保持時間が短い焼成である（例えば、数秒間〜数十秒間程度）。そのため、ガラス組成物の軟化点が５５０℃より高くなると、所定の時間内に十分な流動性が得られずに密着性不足になる場合がある。よって、軟化点を５５０℃以下とすることが好ましい。

（電極配線部材）
電極配線部材として本発明に係るガラス組成物を使用する場合、該電極配線部材に混合する金属粒子（主導電材）の材質に特段の限定はないが、銀、銅、アルミニウム、またはそれらの１つを主成分とする合金を用いることは好ましい。また、該ガラス組成物中に粉末形状のフィラーを分散配合させることは好ましい。それらの配合割合は、ガラス組成物の含有量が０．５体積％以上１５体積％以下であり、金属粒子の含有量が６５体積％以上９９．５体積％以下であり、フィラーの含有量が２０体積％以下であることが好ましい。なお、この配合割合に限定されることはなく、要求される導電性や用途によって適宜選択できる。

（導電性ペースト組成物）
本発明に係る電極配線部材を電子部品（例えば、太陽電池セル）に形成する際には、本発明に係るガラス組成物の粉末と主導電材である金属粒子（例えば、アルミニウム含有粒子、銅含有粒子、リン含有銅合金粒子、銀被覆銅粒子、表面処理された銅粒子、アルミニウム粒子、銅粒子、銀粒子）とを混合させた粉末に溶剤、樹脂、ビヒクル及びその他の添加物を更に混合した液状のペースト材（導電性ペースト組成物）を使用することが好ましい。なお、銀粒子を用いる場合は、バナジン酸銀の生成による導電性の低下の影響が少ない配合量で用いることが好ましい。

本発明に係る導電性ペースト組成物の製造方法として特に制限はない。ガラス組成物の粉末、金属粒子、溶剤、樹脂、および必要に応じて添加される添加材（後述するその他の成分）を通常用いられる分散・混合方法を用いて、分散・混合することで製造することができる。

（金属粒子としてのアルミニウム粒子・アルミニウム含有粒子）
本発明に係る導電性ペースト組成物や電極配線部材に含有される金属粒子の例として、アルミニウム系の粒子を用いた場合について以下に説明する。本発明において用いるアルミニウム粒子やアルミニウム含有粒子に特段の限定はなく、純アルミニウムやアルミニウム合金を用いることができる。アルミニウム含有粒子は、その組成として、鉛（Ｐｂ）、珪素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム （Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ガリウム（Ｇａ）、ニッケル（Ｎｉ）およびホウ素（Ｂ）の少なくとも１種の元素が環境・安全規制の観点で許容の範囲内において添加されたアルミニウム合金、または、不可避不純物元素の含有量を限定したアルミニウムも含む。

上記のアルミニウム粒子やアルミニウム含有粒子は、公知の方法によって製造されたものを使用することができる。例えば、所定の組成を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を調製し、これを鋳造して得られた鋳塊を適切に均質化処理する。その後、この鋳塊に熱間圧延と冷間圧延を施すことにより、アルミニウム板を得ることができる。なお、上記の冷間圧延工程の途中で、１５０℃以上４００℃以下の範囲内で中間焼鈍処理を施してもよい。これを機械的に粉末化させる方法（スタンプミル法、ボールミル法など）や、地金から溶湯して直接粉末化させる方法（アトマイズ法）などを用いて粒子化する。

（金属粒子の大きさ・形状）
金属粒子の粒子径として特に制限はないが、粒度分布の累積分布における５０％径（しばしば「Ｄ５０％」や「メジアン径」と称される）として、０．４〜１０μｍであることが好ましく、１〜７μｍであることがより好ましい。０．４μｍ以上とすることで金属粒子の耐酸化性がより効果的に向上する。また、１０μｍ以下であることで電極中における金属粒子同士の接触面積が大きくなり、電気抵抗率がより効果的に低下する。なお、金属粒子の粒子径は、例えば、マイクロトラック粒度分布測定装置（日機装社製、ＭＴ３３００型）を用いて測定することができる。さらに、金属粒子の形状としても特に制限はなく、略球状、扁平状、ブロック状、板状、および鱗片状等のいずれであってもよい。耐酸化性および低電気抵抗化の観点から、略球状、扁平状、または板状であることが好ましい。

（導電性ペースト組成物中の溶剤・樹脂）
本発明に係る導電性ペースト組成物は、溶剤の少なくとも１種と樹脂の少なくとも１種とを含む。これにより本発明の導電性ペースト組成物の液物性（例えば、粘度、表面張力等）を、シリコン基板に付与する際の付与方法に応じて必要とされる液物性に調整することができる。

前記溶剤としては、例えば、次のようなものを利用することができる。
ヘキサン、シクロヘキサン、トルエンなどの炭化水素系溶剤。
ジクロロエチレン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼンなどの塩素化炭化水素系溶剤。
テトラヒドロフラン、フラン、テトラヒドロピラン、ピラン、ジオキサン、１，３−ジオキソラン、トリオキサンなどの環状エーテル系溶剤。
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤。
ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶剤。
アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤。
エタノール、２−プロパノール、１−ブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール系溶剤。
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノプロピオレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノブチレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、２，２，４−トリエチル−１，３−ペンタンジオールモノアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどの多価アルコールのエステル系溶剤。
ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールジエチルエーテルなとの多価アルコールのエーテル系溶剤。
α−テルピネン、α−テルピネオール、ミルセン、アロオシメン、リモネン、ジペンテン、α−ピネン、β−ピネン、ターピネオール、カルボン、オシメン、フェランドレンなどのテルペン系溶剤。
上記の各種溶剤の混合物。

なお、本発明に係る導電性ペースト組成物を基板（例えばシリコン基板）上に塗布する際の塗布性や印刷性の観点から、多価アルコールのエステル系溶剤、テルペン系溶剤、および多価アルコールのエーテル系溶剤から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、多価アルコールのエステル系溶剤およびテルペン系溶剤から選ばれる少なくとも１種であることがより好ましい。前記溶剤は１種単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

前記樹脂としては焼成によって熱分解されうる樹脂であれば、当該技術分野において通常用いられる樹脂を利用することができる。具体的には、セルロース系樹脂（例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ニトロセルロースなど）、ポリビニルアルコール類樹脂、ポリビニルピロリドン類樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体樹脂、ポリビニルブチラール等のブチラール樹脂、アルキド樹脂（例えば、フェノール変性アルキド樹脂、ひまし油脂肪酸変性アルキド樹脂）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ロジンエステル樹脂などを挙げることができる。

なお、電極配線部材を形成するための焼成時における樹脂の焼失性の観点から、セルロース系樹脂および／またはアクリル樹脂が好ましく、セルロース系樹脂がより好ましい。前記樹脂は１種単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明の導電性ペースト組成物において、前記溶剤と前記樹脂の含有量は、使用する溶剤および樹脂の種類に応じて所望の液物性がえられるように適宜選択することができる。例えば、溶剤と樹脂の総含有量が、導電性ペースト組成物の全質量に対して３質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上２５質量％以下であることがより好ましく、７質量％以上２０質量％以下であることがさらに好ましい。溶剤と樹脂の総含有量が前記範囲内であることにより、導電性ペースト組成物を基板上に塗布する際の制御性が良好になり、所望の幅および厚さを有する電極配線部材をより容易に形成することができる。

（導電性ペースト組成物中のその他の成分）
本発明の導電性ペースト組成物は、上述した成分に加え、必要に応じて当該技術分野で通常用いられるその他の成分を更に含むことができる。その他の成分としては、例えば、可塑剤、分散剤、界面活性剤、無機結合剤、金属酸化物、セラミック、有機金属化合物等を挙げることができる。

（導電性ペースト組成物の塗布方法・電極配線部材の形成方法）
本発明の導電性ペースト組成物を基板（例えばシリコン基板）上に所望のパターンで塗布し、乾燥させた後に大気中（言い換えると、酸素が存在する雰囲気中）で焼成することで、電気抵抗率の低い電極配線部材（例えば、太陽電池電極）を形成することができる。導電性ペースト組成物を基板上に塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷、インクジェット法、ディスペンサー法等を挙げることができるが、生産性の観点からスクリーン印刷による塗布であることが好ましい。

本発明の導電性ペースト組成物をスクリーン印刷によって塗布する場合、液物性として２５℃で８０〜１０００Ｐａ・ｓの範囲に粘度を調整することが好ましい。なお、導電性ペースト組成物の粘度は、例えば、ブルックフィールドＨＢＴ粘度計を用いて測定することができる。

本発明の導電性ペースト組成物を用いて電極配線部材を形成する際の熱処理条件（焼成条件）としては、当該技術分野で通常用いられる熱処理条件を適用することができる。従来の熱処理温度（焼成温度）としては８００〜９００℃であるが、本発明の導電性ペースト組成物を用いる場合には、従来よりも低温の熱処理条件を適用することができ、例えば、６００〜８５０℃の熱処理温度で良好な特性を有する電極配線部材を形成することができる。また、熱処理時間は、熱処理温度等に応じて適宜選択することができるが、生産性の観点から、例えば、１〜２０秒が好適な範囲である。

以下、本発明に係る実施形態を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明はここで取り上げた実施例に限定されることはなく、適宜組み合わせてもよい。

［ガラス組成物に関する検討］
（ガラス組成物の作製）
後述する表１に示す組成を有するガラス組成物（ガラス試料Ｎｏ．１−１〜１−３７）を作製した。表１の組成は、各成分の酸化物換算における質量比率で表示してある。いずれのガラス組成物ともＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢを含まず、バナジウム（Ｖ）とリン（Ｐ）とタングステン（Ｗ）を主成分とした組成を有する。また、副成分として、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、バリウム（Ｂａ）を含有する。原料化合物としては、五酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）、五酸化リン（Ｐ_２Ｏ_５）、三酸化タングステン（ＷＯ_３）、三酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ_３）を用いた。なお、バリウムや鉄の原料としてリン酸バリウム（Ｂａ_３（ＰＯ_４）_２）やリン酸鉄（ＦｅＰＯ_４）を用いることもできる。その場合には、Ｐ_２Ｏ_５の量を調整する。

ガラス組成物の作製は、以下の手順で行った。原料化合物を表１の組成となるように配合・混合した混合粉末３００ｇを白金ルツボに入れ、電気炉を用いて５〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１１００℃まで加熱し２時間保持した。保持中は均一なガラスとするために攪拌した。次に、白金ルツボを電気炉から取り出し、予め２００〜３００℃に加熱しておいたステンレス板上に流し込んだ。その後、スタンプミルを用い粉砕してガラス組成物の粉末を作製した。

（ガラス組成物の特性測定・評価）
作製したガラス組成物の軟化点および結晶化温度は、次のようにして測定した。示差熱分析（ＤＴＡ）装置（株式会社リガク製、型式：ＴＧ８１２０）を用いて、標準試料をα−アルミナとし、標準試料・供試材の質量をそれぞれ１００ｍｇとし、大気雰囲気中で昇温速度を５℃／ｍｉｎとして測定した。図１は、ガラス組成物のＤＴＡ測定で得られるＤＴＡカーブの１例である。図１に示すように、ＤＴＡカーブにおける第２吸熱ピークのピーク温度をガラス組成物の軟化点と定義し、結晶化に伴う発熱ピークの開始温度（接線法による温度）をガラス組成物の結晶化温度と定義した。測定結果を表１に併記する。

作製したガラス組成物の基板に対する密着性は、次のようにして評価した。粉砕したガラス組成物の粉末０．５ｇをシリコン基板上に載せ、大気中８００℃まで加熱し３０秒間保持した後、室温まで冷却した。熱処理によってガラス組成物の粉末は溶融・固化し、シリコン基板上にガラス膜を形成していた。熱処理したガラス膜の表面状態を目視で観察するとともに、シリコン基板への密着性をピール試験で評価した。ピール試験は、市販のセロハンテープを熱処理したガラス膜に付着させ、該セロハンテープを引き剥がすことで行った。熱処理したガラス膜の表面が綺麗な光沢を示しピール試験において剥離しなかった場合を「合格」、熱処理したガラス膜の表面が（軽度の結晶化と考えられる）鈍い光沢を示していたがピール試験において剥離しなかった場合を「不十分」、熱処理によりガラス膜が結晶化した場合およびピール試験において剥離した場合を「不合格」と表記した。測定結果を表１に併記する。

作製したガラス組成物の耐湿性は、次のようにして評価した。耐湿性評価用サンプルは、上記の密着性評価と同じ方法で作製した。用意した耐湿性評価用サンプルを温度８５℃、湿度８５％の環境下で３日間保持する耐湿性試験を行い、変化の様子を目視で評価した。外観に殆ど変化が見られなかった場合は「合格」とし、わずかに失透し表面の光沢が鈍くなった場合は「不十分」とし、明らかな変化が見られた場合（例えば、サンプルの表面に変色や溶出が見られた場合）は「不合格」とした。測定結果を表１に併記する。

上記の各測定・試験結果を受けてガラス組成物の総合評価を行った。総合評価は、軟化点が５５０℃以下でかつ密着性と耐湿性がともに「合格」であるものを「優秀」と表記し、軟化点が５５０℃以下でかつ密着性か耐湿性のどちらか一方のみが「不十分」で他方が「合格」であるものを「合格」と表記し、軟化点が５５０℃以下であるが密着性と耐湿性がともに「不十分」であるものを「不十分」と表記し、軟化点が５５０℃より大きいか、密着性か耐湿性のどちらかに「不合格」のあるものを「不合格」とした。測定結果を表１に併記する。

表１に示したように、ガラス試料Ｎｏ．１−２、１−３、１−５、１−８〜１−１４、１−１６〜１−２５、１−２７、１−２８、１−３１、１−３２、１−３６のガラス組成物は、本発明に係るガラス組成物であり（「実施例」と表記）、その組成が「Ｖ_２Ｏ_５とＰ_２Ｏ_５の質量比率の数値の比（［Ｖ_２Ｏ_５］／［Ｐ_２Ｏ_５］）を３倍にした値よりもＦｅ_２Ｏ_３の質量比率の数値とＭｎＯ_２の質量比率の数値の和（［Ｆｅ_２Ｏ_３］＋［ＭｎＯ_２］）の値の方が大きく、Ｆｅ_２Ｏ_３とＭｎＯ_２との合計配合量が５〜１５質量％であり、ＷＯ_３の配合量が０〜４０質量％の範囲内であり、ＺｎＯとＢａＯとの合計配合量が０〜３０質量％」となっている。これらのガラス組成物は、軟化点が５５０℃以下を示し、良好な密着性と良好な耐湿性（少なくとも一方の評価が「合格」）とを有しており、総合評価で「優秀」または「合格」であった。

上記に対し、本発明に規定する組成から外れるガラス試料Ｎｏ．１−１、１−４、１−６、１−７、１−１５、１−２６、１−２９、１−３０、１−３３〜１−３５、１−３７のガラス組成物（「比較例」と表記）は、密着性と耐湿性がともに「不十分」で総合評価「不十分」か、密着性または耐湿性において「不合格」の評価になっている。すなわち、電極配線部材に用いるガラス組成物として不適当と考えられる。

［電極配線部材に関する検討］
（導電性ペーストの作製）
導電性ペーストに含有させる金属粒子として平均粒径約２μｍの銀粉末を用意し、ガラス組成物として実施例１で良好な結果が得られたガラス試料Ｎｏ．１−１１の粉末を用意した。これらの粉末を後述する表２に示す体積比率で混合し、さらにバインダー樹脂と溶剤とを添加・混錬して導電性ペースト（試料Ｎｏ．２−１〜２−７）を作製した。バインダー樹脂にはエチルセルロースを用い、溶剤にはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを用いた。

（電極配線部材の形成）
上記で作製した導電性ペーストを用い、耐熱ガラス基板上にスクリーン印刷法により電極配線を塗布した。その後、大気中５５０℃で３０分間保持する熱処理を施し、幅１００μｍ、長さ５０ｍｍ、厚み５μｍの銀厚膜の電極配線部材を形成した。

（電極配線部材の比抵抗の測定と密着性の評価）
形成した電極配線部材に対し、室温で通常の四端子法により比抵抗を測定した。また、形成した電極配線部材の密着性をピール試験にて評価した。ピール試験は、市販のセロハンテープを形成した電極配線部材に付着させ、該セロハンテープを引き剥がすことで行った。評価基準としては、銀粒子がほとんど全て剥がれたものを「粗悪」とし、銀粒子の一部が剥がれ電極配線部材の一部が断線状態となったものを「不合格」とし、銀粒子が前記セロハンテープに薄く付着したが電極配線部材は断線状態にならなかったものを「合格」とし、全く剥がれなかったものを「優秀」と表記した。比抵抗およびピール試験の結果を表２に併記する。

表２に示したように、比抵抗の観点では、ガラス組成物の含有量が３０体積％以下（銀粒子の含有量が７０体積％以上）の場合において、形成した電極配線部材の比抵抗が１０^−３Ω・ｃｍ以下となり充分に低い値となった。一方、密着性の観点では、ガラス組成物の含有量が１０体積％以上（銀粒子の含有量が９０体積％以下）の場合に良好な（強固な）密着性が得られた。従って、ガラス組成物の含有量を１０〜３０体積％とし、金属粒子の含有量を７０〜９０体積％とすることにより、低い比抵抗と強固な密着性を併せ持つ電極配線部材が得られることが判った。

次に、導電性ペーストに含有させる金属粒子として平均粒径約２μｍの銅粉末を用意し、上記と同様の検討を行った。ガラス組成物にはガラス試料Ｎｏ．１−１１の粉末を用い、バインダー樹脂にはニトロセルロースを用い、溶剤にはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを用いて導電性ペーストを作製した。銅粉末を含有した導電性ペーストを用い、耐熱ガラス基板上にスクリーン印刷法により電極配線を塗布した。その後、窒素雰囲気中６００℃で３０分間保持する熱処理を施し、幅１００μｍ、長さ５０ｍｍ、厚み５μｍの銅厚膜の電極配線部材を形成した。

形成した銅厚膜の電極配線部材に対して比抵抗測定と密着性評価を行ったところ、銀厚膜の電極配線部材と同様の結果（ガラス組成物の含有量を１０〜３０体積％とし、金属粒子の含有量を７０〜９０体積％とするのが好ましい）が得られた。この検討から、本発明に係る電極配線部材は、銀以外の金属粒子を用いても低い比抵抗と強固な密着性を併せ持つことが確認された。

［太陽電池パネルへの適用に関する検討］
本実施例では、本発明に係る電子部品として太陽電池パネルへ適用した例について説明する。図２は、太陽電池パネルの１例を示す模式図であり、（ａ）は受光面の平面模式図、（ｂ）は裏面の平面模式図、（ｃ）は（ａ）中のＡ−Ａ線における断面模式図である。以下、図２を参照しながら説明する。

太陽電池パネル１００の半導体基板１０には、通常、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板などが使用される。この半導体基板１０は、ホウ素等を含有しｐ型半導体となる。受光面側は、太陽光の反射を抑制するためにエッチング等により凹凸が形成される。また、受光面には、リン等をドーピングしサブミクロンオーダーの厚みでｎ型半導体の拡散層１１を生成させるとともに、ｐ型バルク部分との境界にｐｎ接合部を形成する。さらに、受光面上には、窒化シリコン等の反射防止層１２が蒸着法などによって厚さ１００ｎｍ程度で形成される。

次に、受光面に形成される受光面電極配線部材１３と、裏面に形成される集電電極配線部材１４および出力電極配線部材１５の形成について説明する。通常、受光面電極配線部材１３および出力電極配線部材１５の形成には、ガラス粉末と銀粒子とを含む導電性ペーストが使用され、集電電極配線部材１４の形成には、ガラス粉末とアルミニウム粒子とを含む導電性ペーストが使用されている。それぞれの導電性ペーストは、スクリーン印刷法などにて半導体基板１０の表面上に塗布される。

導電性ペーストを乾燥させた後、大気中５００〜８００℃程度で焼成され、それぞれの電極配線部材が形成される。その際、受光面では、受光面電極配線部材１３に含まれるガラス組成物と反射防止層１２とが反応して、受光面電極配線部材１３と拡散層１１との電気的接続が形成される。また、裏面では、集電電極配線部材１４中のアルミニウム成分が半導体基板１０の裏面内部に拡散して、裏面表層領域に電極成分拡散層１６を形成する。電極成分拡散層１６が形成されることにより、集電電極配線部材１４と半導体基板１０とが強固に接着し、半導体基板１０と集電電極配線部材１４および出力電極配線部材１５との間でオーミックコンタクトを得ることができる。

（太陽電池パネルの作製）
本発明に係る太陽電池パネルを作製した。まず、平均粒径約５μｍのアルミニウム粉末とガラス試料Ｎｏ．１−１１の粉末とを用いて集電電極配線部材用の導電性ペーストを作製した。このとき、アルミニウム粉末の配合比率を９９体積％、ガラス組成物の配合比率を１体積％とし、バインダー樹脂にはアクリルを用い、溶剤にはα−テルピネオールを用いた。受光面電極配線部材用および出力電極配線部材用の導電性ペーストには、実施例２で検討した試料Ｎｏ．２−３の導電性ペーストを用意した。また、受光面に拡散層１１と反射防止層１２を形成した半導体基板１０を用意した。なお、太陽電池パネルの集電電極配線部材用の導電性ペーストに関しては、上述したように、電極成分拡散層を介して集電電極配線部材と半導体基板とが接着されることから、該導電性ペーストに含まれるガラス組成物の配合比率が低くても密着性に問題は生じない。

次に、集電電極配線部材用の導電性ペーストを用い、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示したように半導体基板１０の裏面にスクリーン印刷で塗布し、乾燥後、連続式赤外線加熱炉にて大気中で８５０℃まで加熱した。８５０℃での保持時間は５秒間とした。これにより、半導体基板１０の裏面に集電電極配線部材１４を形成した。

次に、試料Ｎｏ．２−３の導電性ペーストを用い、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示したように半導体基板１０の受光面と上記で集電電極配線部材１４を形成した裏面に対して、スクリーン印刷で塗布し、乾燥した後に赤外線急速加熱炉にて大気中で７５０℃まで加熱した。７５０℃での保持時間は１分間とした。これにより、受光面電極配線部材１３と出力電極配線部材１５とを形成した。

（太陽電池パネルの試験評価）
上記で作製した太陽電池パネルに対し、各種の試験評価を行った。受光面では、受光面電極配線部材１３と半導体基板１０とが電気的に接続されていることを確認した。また、裏面では、電極成分拡散層１６が形成され、半導体基板１０と集電電極配線部材１４および出力電極配線部材１５との間にオーミックコンタクトが得られていることを確認した。

次に、作製した太陽電池パネルに対し、温度８５℃、相対湿度８５％の高温高湿試験を１００時間実施した。その結果、電極配線部材の配線抵抗や半導体基板との接触抵抗が大きくなるようなことはなかった。さらに、作製した太陽電池パネルにおける発電効率を試験評価したところ、電極配線部材としてＰｂ系ガラス相と銀粒子を使用した従来の太陽電池パネルと略同じ発電効率が得られた。

以上のことから、本発明に係る電極配線部材は、太陽電池パネルの電極配線部材へ適用できることが確認された。なお、太陽電池パネルの構造としては、バックコンタクトタイプの太陽電池パネルでもよい。また、太陽電池パネル以外の電子部品の電極配線部材にも有効に活用できるものである。

［プラズマディスプレイパネルへの適用に関する検討］
本実施例では、本発明に係る電子部品としてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）へ適用した例について説明する。図３は、プラズマディスプレイパネルの１例を示す断面模式図である。以下、図３を参照しながら説明する。

はじめに、一般的なプラズマディスプレイパネルについて説明する。プラズマディスプレイパネル２００は、前面板２０と背面板２１とが１００〜１５０μｍの間隙をもって対向させて配置され、各基板（前面板２０と背面板２１）の間隙は隔壁２２で維持されている。前面板２０と背面板２１との周縁部は封着材料２３で気密に封止され、パネル内部に希ガスが充填されている。

前面板２０上には表示電極２８が形成され、表示電極２８上に誘電体層３２が形成され、誘電体層３２上に放電から表示電極２８等を保護するための保護層３４（例えば、ＭｇＯの蒸着膜）が形成されている。また、背面板２１上にはアドレス電極２９が形成され、アドレス電極２９上に誘電体層３３が形成され、誘電体層３３上にセル２４を構成するための隔壁２２が設けられている。この隔壁２２は、少なくともガラス組成物とフィラーとを含む材料を５００〜６００℃で焼結した構造体よりなり、通常、ストライプ状あるいはボックス状の構造体である。また、背面板２１のアドレス電極２９は、前面板２０の表示電極２８に対して直交するように形成されている。

隔壁２２により区切られた微小空間（セル２４）には蛍光体が充填されている。セル２４中の蛍光体は、蛍光体用のペーストをセル２４に充填し４５０〜５００℃で焼成することによって形成される。赤色蛍光体２５が充填されたセルと緑色蛍光体２６が充填されたセルと青色蛍光体２７が充填されたセルとの３色のセルで１画素が構成される。各画素は、表示電極２８とアドレス電極２９に掛かる信号に応じて種々の色を発光する。

封着材料２３は、ディスペンサー法や印刷法等により前面板２０または背面板２１のどちらか一方の周縁部に事前に塗布される。塗布された封着材料２３は、蛍光体２５〜２７の焼成と同時に仮焼成されることもある。塗布された封着材料を仮焼成することによって、ガラス封着部の気泡を著しく低減することができ、信頼性の高い（すなわち気密性の高い）ガラス封着部が得られるためである。

前面板２０と背面板２１との封着は、別々に作製した前面板２０と背面板２１とを正確に位置合わせしながら対抗させて配置し、４２０〜５００℃に加熱して行われる。このとき、加熱しながらセル２４内部のガスを排気して替わりに希ガスを封入し、電子部品としてのプラズマディスプレイパネルが完成する。なお、封着材料の仮焼成時やガラス封着時に、封着材料２３が表示電極２８やアドレス電極２９と直接的に接触することがあるが、電極配線部材と封着材料とが化学反応しないように構成されていることが肝要である。

プラズマディスプレイパネルのセル２４を点灯（発光）するには、点灯させたいセル２４の表示電極２８とアドレス電極２９との間に電圧を印加してセル２４内にアドレス放電を行い、希ガスをプラズマ状態に励起してセル内に壁電荷を蓄積する。次に、表示電極対に一定の電圧を印加することで、壁電荷が蓄積されたセルのみに表示放電が起こり紫外線３０を発生させる。そして、この紫外線３０を利用して蛍光体２５〜２７を発光させてことで、画像情報が表示される。

ここにおいて、表示電極２８やアドレス電極２９としては、良好な電気的性質と製造中の耐酸化性を考慮して銀厚膜の電極配線部材が従来から使用されている。表示電極２８およびアドレス電極２９の形成は、スパッタリング法によっても可能であるが、製造コスト低減のためには印刷法が有利である。なお、誘電体層３２，３３は、通常、印刷法で形成される。また、印刷法で形成される表示電極２８、アドレス電極２９、誘電体層３２，３３は、酸化雰囲気中４５０〜６２０℃の温度範囲で焼成されることが一般的である。

銀厚膜の電極配線部材は銀がマイグレーション現象を起こし易いという問題があるとともに材料コストが高いという問題がある。それらの問題を解決するためには、銀厚膜の電極配線部材から銅厚膜の電極配線部材への変更が好ましい。しかしながら、銅厚膜の電極配線部材へ変更するためには、酸化雰囲気中での焼成時に銅が酸化されて電極配線部材の比抵抗が増大しないこと、電極配線部材と誘電体層とが化学反応しないこと、さらに形成した電極配線部材の近傍に空隙（気泡等）が発生して誘電体層の電気的耐圧性が低下しないこと等の条件を満たす必要がある。

（プラズマディスプレイパネルの作製）
本発明に係るプラズマディスプレイパネルを作製した。まず、前述の実施例２で検討した銅の導電性ペーストを用い、スクリーン印刷法によって前面板２０と背面板２１の全面に塗布し、大気中１５０℃で乾燥した。フォトリソグラフィによって塗布膜の余分な箇所を除去して電極配線をパターニングし、その後、大気中６００℃で３０分間焼成して表示電極２８とアドレス電極２９を形成した。

次に、ブラックマトリックス３１や誘電体層３２，３３をそれぞれ塗布し、大気中６１０℃で３０分間焼成した。このようにして作製した前面板２０と背面板２１を対抗させて配置し、外縁部をガラス封着して図２に示したような構造を有するプラズマディスプレイパネルを作製した。

（プラズマディスプレイパネルの評価）
本発明に係る導電性ペースト（銅粒子含有）を用いて形成した電極配線部材（表示電極２８とアドレス電極２９）は、焼成をしても酸化による変色は確認されなかった。また、表示電極２８と誘電体層３２との界面部や、アドレス電極２９と誘電体層３３の界面部に空隙の発生も認められず、外観上良好な状態でプラズマディスプレイパネルを作製することができた。

続いて、作製したプラズマディスプレイパネルの点灯実験を行った。表示電極２８およびアドレス電極２９の比抵抗が増加することは無かった。また、電気的耐圧性が低下することもなくパネルを点灯することができた。さらに、銀厚膜の電極配線部材のようなマイグレーション現象も生じず、その他特に支障があるような点は認められなかった。以上のことから、本発明の銅粒子を含有する導電性ペーストは、プラズマディスプレイパネルの電極配線部材として適用できることが確認された。また、高価な銀厚膜の電極配線部材の代替となり得るので、コスト低減にも大きく貢献できる。

［多層配線基板への適用に関する検討］
本実施例では、本発明に係る電子部品として多層配線基板へ適用した例について説明する。図４は、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）の多層配線基板（５層）の焼成前の構造例を示す断面模式図である。図４に示すように、多層配線基板３００は配線（配線用導電性ペースト４０）が三次元的に形成されている配線基板である。以下、図４を参照しながら説明する。

多層配線基板の製造は、通常、次のような手順で行われる。まず、ガラス粉末とセラミックス粉末とバインダーとを含むグリーンシート４１を用意し、所望の位置に貫通孔４２を開ける。貫通孔４２の開いたグリーンシート４１に対し、配線用導電性ペースト４０を所望の配線パターンに印刷法で塗布するとともに、貫通孔４２にも充填する。必要に応じて、グリーンシート４１の裏面にも配線用導電性ペースト４０を印刷法にて塗布する。グリーンシート４１の裏面に塗布する場合には、表面に塗布した配線用導電性ペースト４０を乾燥させてから行う。

所定の配線パターンを形成した複数のグリーンシート４１を積層し、一体で焼成することによりＬＴＣＣの多層配線基板が製造される。なお、焼成条件としては、大気中で９００℃前後の温度が一般的である。また、配線用導電性ペーストとしては、良好な電気的性質と製造中の耐酸化性を考慮して銀の導電性ペーストが通常使用されている。

マイグレーション現象の対策に有利でしかも安価な銅の導電性ペーストを使用した検討も行われている。しかしながら、銅粒子の酸化防止を目的として窒素雰囲気中で焼成されるため、導電性ペースト４０やグリーンシート４１中のバインダーの焼成除去（脱バインダー）が上手くいかず、緻密な多層配線基板を得ることが難しかった。

また、銅を用いた従来の導電性ペーストにおいては、焼成中にグリーンシート４１と導電性ペースト４０とが接する部分でガラス相が軟化・流動しやすく銅粒子が酸化され、電極配線部材の比抵抗が増大する問題があった。さらに、ガラス相との電極配線部材の化学反応により該界面部に空隙が発生することがあった。

（多層配線基板の作製）
本発明に係る多層配線基板を作製した。配線用導電性ペースト４０としては、前述の実施例２で検討した銅の導電性ペーストを用い、上述と同様の手順で図４に示すような多層配線の積層体を形成して、図５に示す温度スケジュールで焼成した。図５は、本発明に係る多層配線基板を焼成する温度スケジュールの１例である。図５に示すように、室温から７００℃までの昇温過程は大気中とし、７００〜９００℃の温度範囲（６０分間保持を含む）を窒素雰囲気中とし、７００℃から室温までの降温過程を再び大気中とした。なお、焼成の温度スケジュールは、図５に限定されるものではない。

（多層配線基板の評価）
作製した多層配線基板において電極配線部材の比抵抗を測定したところ、設計通りの値が得られた。これは、配線用導電性ペーストの金属粒子が酸化されなかったことを示している。次に、作製した多層配線基板の断面観察を行った。その結果、作製した多層配線基板は十分緻密に焼成されていた。これは、７００℃までの昇降過程において略完全に脱バインダーが完了していたためと考えられた。また、ガラス相と電極配線部材との化学反応による界面近傍での空隙も発生していないことが確認された。以上のことから、本発明の導電性ペーストは、多層配線基板の電極配線部材として適用できることが確認された。

以上のことから、本発明に係るガラス組成物およびそれを用いた電極配線部材は、ＲｏＨＳ指令対応であることはもとよりＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢをも含まない、もしくは少量に抑えることができることからグリーン設計が可能であり、かつ低い比抵抗と強固な密着性を併せ持つ電極配線部材が得られることが実証された。

１００…太陽電池パネル、１０…半導体基板、１１…拡散層、１２…反射防止層、１３…受光面電極配線部材、１４…集電電極配線部材、１５…出力電極配線部材、１６…電極成分拡散層、２００…プラズマディスプレイパネル、２０…前面板、２１…背面板、２２…隔壁、２３…封着材料、２４…セル、２５…赤色蛍光体、２６…緑色蛍光体、２７…青色蛍光体、２８…表示電極、２９…アドレス電極、３０…紫外線、３１…ブラックマトリックス、３２，３３…誘電体層、３４…保護層、３００…多層配線基板、４０…配線用導電性ペースト、４１…グリーンシート、４２…貫通孔。

Claims (14)

1. 遷移金属とリンとを含むガラス組成物であって、
   前記ガラス組成物は、前記遷移金属としてバナジウムを含み更に鉄および／またはマンガンを含み、かつそれら含有成分の酸化物換算における質量比率の数値が下記式（１）の関係を満たし、三酸化鉄と二酸化マンガンとの合計が５〜１５質量％であり、
   前記ガラス組成物の成分としてバリウムおよび／または亜鉛を更に含む場合は、該成分の酸化物換算における含有量が酸化バリウムと酸化亜鉛との合計で３０質量％以下であり、
   ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢに挙げられている物質を含有しないことを特徴とするガラス組成物。
   

   
2. ガラス組成物の平均組成が、酸化物換算で、五酸化バナジウムを２５〜６０質量％、五酸化リンを１２〜３０質量％、三酸化鉄を０〜１５質量％、二酸化マンガンを０〜１５質量％、三酸化タングステンを０〜４０質量％、酸化バリウムを０〜３０質量％、酸化亜鉛を０〜２０質量％含み、前記三酸化鉄と前記二酸化マンガンとの合計が５〜１５質量％であり、前記酸化バリウムと前記酸化亜鉛との合計が０〜３０質量％であり、ＪＩＧ調査対象物質のレベルＡおよびレベルＢに挙げられている物質を含有しないことを特徴とするガラス組成物。
3. 請求項１に記載のガラス組成物の粉末と金属粒子とビヒクルとを含有することを特徴とする導電性ペースト組成物。
4. 請求項３に記載の導電性ペースト組成物において、
   前記金属粒子は、銀、銅、アルミニウム、またはそれらの１つを主成分とする合金からなることを特徴とする導電性ペースト組成物。
5. 請求項２に記載のガラス組成物の粉末と金属粒子とビヒクルとを含有することを特徴とする導電性ペースト組成物。
6. 請求項５に記載の導電性ペースト組成物において、
   前記金属粒子は、銀、銅、アルミニウム、またはそれらの１つを主成分とする合金からなることを特徴とする導電性ペースト組成物。
7. 請求項１に記載のガラス組成物と金属粒子とを含有することを特徴とする電極配線部材。
8. 請求項７に記載の電極配線部材において、
   前記金属粒子は、銀、銅、アルミニウム、またはそれらの１つを主成分とする合金からなることを特徴とする電極配線部材。
9. 請求項２に記載のガラス組成物と金属粒子とを含有することを特徴とする電極配線部材。
10. 請求項９に記載の電極配線部材において、
    前記金属粒子は、銀、銅、アルミニウム、またはそれらの１つを主成分とする合金からなることを特徴とする電極配線部材。
11. 金属粒子とガラス相とを含む電極配線部材が形成された電子部品であって、前記電極配線部材に含有される前記ガラス相が請求項１に記載のガラス組成物からなることを特徴とする電子部品。
12. 請求項１１に記載の電子部品において、前記電子部品は、画像表示装置、太陽電池パネル、セラミック実装基板であることを特徴とする電子部品。
13. 金属粒子とガラス相とを含む電極配線部材が形成された電子部品であって、前記電極配線部材に含有される前記ガラス相が請求項２に記載のガラス組成物からなることを特徴とする電子部品。
14. 請求項１３に記載の電子部品において、前記電子部品は、画像表示装置、太陽電池パネル、セラミック実装基板であることを特徴とする電子部品。

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