JPH0822714A - 導電ペーストおよびそれを用いた半導体セラミック部品 - Google Patents
導電ペーストおよびそれを用いた半導体セラミック部品Info
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- JPH0822714A JPH0822714A JP6157342A JP15734294A JPH0822714A JP H0822714 A JPH0822714 A JP H0822714A JP 6157342 A JP6157342 A JP 6157342A JP 15734294 A JP15734294 A JP 15734294A JP H0822714 A JPH0822714 A JP H0822714A
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- semiconductor ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体セラミック素子に塗布、焼き付けたとき
に、良好なオーミック接触性を示し、かつ、耐湿性に優
れた電極を形成することができる導電ペースト、および
それを用いた半導体セラミック部品を提供する。 【構成】アルミニウム粉末と、硼珪酸バリウムおよび硼
珪酸カルシウムのうちより選ばれた少なくとも１種類を
主成分とするガラスフリットとを含有し、前記アルミニ
ウム粉末に対するガラスフリットの量は５〜４０ｗｔ％
である。
に、良好なオーミック接触性を示し、かつ、耐湿性に優
れた電極を形成することができる導電ペースト、および
それを用いた半導体セラミック部品を提供する。 【構成】アルミニウム粉末と、硼珪酸バリウムおよび硼
珪酸カルシウムのうちより選ばれた少なくとも１種類を
主成分とするガラスフリットとを含有し、前記アルミニ
ウム粉末に対するガラスフリットの量は５〜４０ｗｔ％
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、正特性サーミスタ等の
半導体セラミック部品のオーミック性電極形成に用いる
導電ペースト、およびそれを用いた半導体セラミック部
品に関する。
半導体セラミック部品のオーミック性電極形成に用いる
導電ペースト、およびそれを用いた半導体セラミック部
品に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体セラミック、たとえば、チタン酸
バリウム系等のペロブスカイト型半導体セラミック、酸
化亜鉛系半導体セラミック、酸化鉄系半導体セラミック
等、各種の半導体セラミック素子の電極材料としては、
オーミック接触性を示す電極材料が用いられる。
バリウム系等のペロブスカイト型半導体セラミック、酸
化亜鉛系半導体セラミック、酸化鉄系半導体セラミック
等、各種の半導体セラミック素子の電極材料としては、
オーミック接触性を示す電極材料が用いられる。
【０００３】このようなオーミック接触性を示す電極材
料には、たとえば、Ｉｎ−Ｇａ合金、ニッケルの無電解
めっき、オーミック性導電ペースト等がある。そして、
オーミック性導電ペーストとしては、一般に、Ｚｎ，Ａ
ｌ，Ｎｉ等の非金属元素の粉末を導電成分とし、これに
低融点の硼珪酸鉛系ガラスフリットまたは硼珪酸亜鉛系
ガラスフリットを添加したものが用いられていた。
料には、たとえば、Ｉｎ−Ｇａ合金、ニッケルの無電解
めっき、オーミック性導電ペースト等がある。そして、
オーミック性導電ペーストとしては、一般に、Ｚｎ，Ａ
ｌ，Ｎｉ等の非金属元素の粉末を導電成分とし、これに
低融点の硼珪酸鉛系ガラスフリットまたは硼珪酸亜鉛系
ガラスフリットを添加したものが用いられていた。
【０００４】導電ペーストの場合、具体的には、まず、
Ｚｎ、Ａｌ、Ｎｉ等の非金属元素の粉末と硼珪酸鉛系ガ
ラスフリット粉末または硼珪酸亜鉛系ガラスフリット粉
末を、バインダとしての樹脂を有機溶剤に溶解した有機
ビヒクルに分散させた導電ペーストを準備する。その
後、この導電ペーストを半導体セラミック素子に塗布・
乾燥後、焼付けして有機物を除去し、導電成分とガラス
フリットからなるオーミック接触性の電極を形成した。
Ｚｎ、Ａｌ、Ｎｉ等の非金属元素の粉末と硼珪酸鉛系ガ
ラスフリット粉末または硼珪酸亜鉛系ガラスフリット粉
末を、バインダとしての樹脂を有機溶剤に溶解した有機
ビヒクルに分散させた導電ペーストを準備する。その
後、この導電ペーストを半導体セラミック素子に塗布・
乾燥後、焼付けして有機物を除去し、導電成分とガラス
フリットからなるオーミック接触性の電極を形成した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
導電ペーストを用いたオーミック接触性の電極は、たと
えば半導体セラミック部品の１つである正特性サーミス
タの電極として用いたとき、以下のような問題点を有し
ていた。
導電ペーストを用いたオーミック接触性の電極は、たと
えば半導体セラミック部品の１つである正特性サーミス
タの電極として用いたとき、以下のような問題点を有し
ていた。
【０００６】まず、従来の電極中のガラス成分として硼
珪酸鉛系ガラスフリットを用いたオーミック接触性の電
極は耐湿性に劣るため、電極表面に酸化物等の高抵抗層
が生じやすかった。このため、ヒータ用正特性サーミス
タのように正特性サーミスタ素子の電極に金属端子を圧
接する構造を取る場合、この電極と金属端子との間に生
じる高抵抗層のために正特性サーミスタの信頼性が低下
した。
珪酸鉛系ガラスフリットを用いたオーミック接触性の電
極は耐湿性に劣るため、電極表面に酸化物等の高抵抗層
が生じやすかった。このため、ヒータ用正特性サーミス
タのように正特性サーミスタ素子の電極に金属端子を圧
接する構造を取る場合、この電極と金属端子との間に生
じる高抵抗層のために正特性サーミスタの信頼性が低下
した。
【０００７】また、従来の電極はポーラスであり、吸湿
により電極と正特性サーミスタ素子のオーミック接触界
面の抵抗値が上昇しやすく、やはり信頼性が低下した。
により電極と正特性サーミスタ素子のオーミック接触界
面の抵抗値が上昇しやすく、やはり信頼性が低下した。
【０００８】さらに、電極中のガラス成分として硼珪酸
亜鉛系ガラスフリットを用いた場合、正特性サーミスタ
素子と反応し、正特性サーミスタ素子の抵抗値が下が
り、ヒータ用正特性サーミスタの電気−熱変換効率が低
下した。
亜鉛系ガラスフリットを用いた場合、正特性サーミスタ
素子と反応し、正特性サーミスタ素子の抵抗値が下が
り、ヒータ用正特性サーミスタの電気−熱変換効率が低
下した。
【０００９】そこで、本発明の目的は、半導体セラミッ
ク素子に塗布、焼き付けたときに、良好なオーミック接
触性を示し、かつ、耐湿性に優れた電極を形成すること
ができる導電ペースト、およびそれを用いた半導体セラ
ミック部品を提供することにある。
ク素子に塗布、焼き付けたときに、良好なオーミック接
触性を示し、かつ、耐湿性に優れた電極を形成すること
ができる導電ペースト、およびそれを用いた半導体セラ
ミック部品を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の導電性ペーストは、アルミニウム粉末と、
硼珪酸バリウムおよび硼珪酸カルシウムのうちより選ば
れた少なくとも１種類を主成分とするガラスフリットと
を含有し、前記アルミニウム粉末に対する該ガラスフリ
ットの量は５〜４０ｗｔ％であることを特徴とする。
め、本発明の導電性ペーストは、アルミニウム粉末と、
硼珪酸バリウムおよび硼珪酸カルシウムのうちより選ば
れた少なくとも１種類を主成分とするガラスフリットと
を含有し、前記アルミニウム粉末に対する該ガラスフリ
ットの量は５〜４０ｗｔ％であることを特徴とする。
【００１１】また、本発明の半導体セラミック部品は、
半導体セラミック素子に、アルミニウムと、硼珪酸バリ
ウムおよび硼珪酸カルシウムのうちより選ばれた少なく
とも１種類を主成分とするガラスフリットとを含む電極
が形成され、前記アルミニウム粉末に対する該ガラスフ
リットの量は５〜４０ｗｔ％であることを特徴とする。
半導体セラミック素子に、アルミニウムと、硼珪酸バリ
ウムおよび硼珪酸カルシウムのうちより選ばれた少なく
とも１種類を主成分とするガラスフリットとを含む電極
が形成され、前記アルミニウム粉末に対する該ガラスフ
リットの量は５〜４０ｗｔ％であることを特徴とする。
【００１２】そして、半導体セラミック素子は、正特性
サーミスタ素子であることを特徴とする。
サーミスタ素子であることを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明の導電ペーストで電極を形成することに
より、半導体セラミック素子にオーミック接触する導電
成分としてのアルミニウムと、硼珪酸バリウムおよび硼
珪酸カルシウムのうちより選ばれた少なくとも１種類を
主成分とするガラスを含有した電極が得られる。
より、半導体セラミック素子にオーミック接触する導電
成分としてのアルミニウムと、硼珪酸バリウムおよび硼
珪酸カルシウムのうちより選ばれた少なくとも１種類を
主成分とするガラスを含有した電極が得られる。
【００１４】そして、この電極は、半導体セラミック素
子にオーミック接触し、耐湿性に優れる。また、この電
極と半導体セラミック素子との間で、このセラミック素
子の抵抗値を低下させるような反応は起きない。
子にオーミック接触し、耐湿性に優れる。また、この電
極と半導体セラミック素子との間で、このセラミック素
子の抵抗値を低下させるような反応は起きない。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の導電ペーストおよびそれを用
いた半導体セラミック部品の実施例を、正特性サーミス
タを例として説明する。
いた半導体セラミック部品の実施例を、正特性サーミス
タを例として説明する。
【００１６】まず、導電ペーストの電極材料成分とし
て、平均粒径１０μｍのアルミニウム粉末、同じく平均
粒径１０μｍの４種類のガラスフリット、すなわち硼珪
酸バリウム、硼珪酸カルシウム、硼珪酸鉛あるいは硼珪
酸亜鉛からなるガラスフリットを用意した。
て、平均粒径１０μｍのアルミニウム粉末、同じく平均
粒径１０μｍの４種類のガラスフリット、すなわち硼珪
酸バリウム、硼珪酸カルシウム、硼珪酸鉛あるいは硼珪
酸亜鉛からなるガラスフリットを用意した。
【００１７】次に、このアルミニウム粉末に対して表１
に示す種類および量のガラスフリットを添加し、この混
合粉末８０重量％に、有機ビヒクル２０重量％の割合で
混合し、三本ロールで混練、分散して導電ペーストを得
た。なお、ガラスフリットの添加量は、アルミニウム粉
末全量を１００重量％としたときの添加重量％である。
また、有機ビヒクルとしては、エチルセルロースをα−
テルピネオールに溶解したものを用いた。
に示す種類および量のガラスフリットを添加し、この混
合粉末８０重量％に、有機ビヒクル２０重量％の割合で
混合し、三本ロールで混練、分散して導電ペーストを得
た。なお、ガラスフリットの添加量は、アルミニウム粉
末全量を１００重量％としたときの添加重量％である。
また、有機ビヒクルとしては、エチルセルロースをα−
テルピネオールに溶解したものを用いた。
【００１８】
【表１】
【００１９】一方、直径１３ｍｍの円板状のチタン酸バ
リウム系半導体セラミックを、正特性サーミスタ素子と
して公知の方法により準備した。
リウム系半導体セラミックを、正特性サーミスタ素子と
して公知の方法により準備した。
【００２０】次に、この正特性サーミスタ素子の両面
に、それぞれ、表１に示した配合比で調整した導電ペー
ストをスクリーン印刷法で塗布し、空気中６００℃で３
０分間焼き付けて電極を形成し、正特性サーミスタ素子
を完成させた。
に、それぞれ、表１に示した配合比で調整した導電ペー
ストをスクリーン印刷法で塗布し、空気中６００℃で３
０分間焼き付けて電極を形成し、正特性サーミスタ素子
を完成させた。
【００２１】その後、これら各試料の２５℃における両
電極間の抵抗値を抵抗測定器で初期抵抗値として測定し
た。このとき、上記導電ペーストを焼き付けずに、正特
性サーミスタ素子の両面にオーミック接触するＩｎ−Ｇ
ａ合金を擦り付けて電極を形成し、この正特性サーミス
タ素子自体の抵抗値も測定した。これらの結果を表１に
示す。なお、同表において、＊印は本発明の範囲外のも
のである。
電極間の抵抗値を抵抗測定器で初期抵抗値として測定し
た。このとき、上記導電ペーストを焼き付けずに、正特
性サーミスタ素子の両面にオーミック接触するＩｎ−Ｇ
ａ合金を擦り付けて電極を形成し、この正特性サーミス
タ素子自体の抵抗値も測定した。これらの結果を表１に
示す。なお、同表において、＊印は本発明の範囲外のも
のである。
【００２２】次に、これら導電ペーストを用いて電極を
形成した試料について、１２１℃、２ａｔｍ、２０時間
の条件下で、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）を行
なった。その後、これら試料の電極表面を倍率５〜１０
倍の実体顕微鏡で観察して、電極表面の酸化の有無を確
認するとともに、２５℃での両電極間の抵抗値を抵抗測
定器で測定し、初期抵抗値を基準とした抵抗変化率を求
めた。これらの結果を表１に示す。
形成した試料について、１２１℃、２ａｔｍ、２０時間
の条件下で、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）を行
なった。その後、これら試料の電極表面を倍率５〜１０
倍の実体顕微鏡で観察して、電極表面の酸化の有無を確
認するとともに、２５℃での両電極間の抵抗値を抵抗測
定器で測定し、初期抵抗値を基準とした抵抗変化率を求
めた。これらの結果を表１に示す。
【００２３】表１に示す通り、本発明の導電ペーストを
用いて電極を形成した正特性サーミスタ（試料Ｎｏ．２
〜５、試料Ｎｏ．８〜１０、試料Ｎｏ．１２）は、その
初期の抵抗値はＩｎ−Ｇａを電極として求めた正特性サ
ーミスタ素子自体の抵抗値にほぼ近い値を示し、反応に
より正特性サーミスタ素子の抵抗値が低下することもな
く、オーミック接触をしている。また、ＰＣＴ試験後に
おいて、電極表面に酸化膜は認められず、試験後の抵抗
値の変化率は、＋２〜＋５３％と安定している。
用いて電極を形成した正特性サーミスタ（試料Ｎｏ．２
〜５、試料Ｎｏ．８〜１０、試料Ｎｏ．１２）は、その
初期の抵抗値はＩｎ−Ｇａを電極として求めた正特性サ
ーミスタ素子自体の抵抗値にほぼ近い値を示し、反応に
より正特性サーミスタ素子の抵抗値が低下することもな
く、オーミック接触をしている。また、ＰＣＴ試験後に
おいて、電極表面に酸化膜は認められず、試験後の抵抗
値の変化率は、＋２〜＋５３％と安定している。
【００２４】これに対して、従来の硼珪酸鉛ガラスフリ
ットを添加したもの（試料Ｎｏ．１３）は、ＰＣＴ試験
により電極表面に酸化膜が発生し、抵抗値の変化率が＋
１５０％にも達している。また、硼珪酸亜鉛ガラスフリ
ットを添加したもの（試料Ｎｏ．１４）は、正特性サー
ミスタ素子とガラスフリットが反応して、初期抵抗値が
正特性サーミスタ素子自体の抵抗値に比べて約１／２に
低下している。
ットを添加したもの（試料Ｎｏ．１３）は、ＰＣＴ試験
により電極表面に酸化膜が発生し、抵抗値の変化率が＋
１５０％にも達している。また、硼珪酸亜鉛ガラスフリ
ットを添加したもの（試料Ｎｏ．１４）は、正特性サー
ミスタ素子とガラスフリットが反応して、初期抵抗値が
正特性サーミスタ素子自体の抵抗値に比べて約１／２に
低下している。
【００２５】次に、硼珪酸バリウム、硼珪酸カルシウム
のガラスフリット添加量をアルミニウム粉末に対して５
〜４０ｗｔ％とした理由を説明する。
のガラスフリット添加量をアルミニウム粉末に対して５
〜４０ｗｔ％とした理由を説明する。
【００２６】試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．７に示すよ
うに、ガラスフリット量が５ｗｔ％未満になると、電極
の耐湿性が悪くなって、ＰＣＴ試験後に電極表面に酸化
膜が発生するとともに抵抗値が大幅にアップして好まし
くない。一方、試料Ｎｏ．６および試料Ｎｏ．１１に示
すように、ガラスフリット量が４０ｗｔ％を超えると、
アルミニウム粒子間の接続がガラスフリット成分により
妨げられ、形成した電極の導電性が低下し、両電極間の
抵抗値が増加して好ましくない。
うに、ガラスフリット量が５ｗｔ％未満になると、電極
の耐湿性が悪くなって、ＰＣＴ試験後に電極表面に酸化
膜が発生するとともに抵抗値が大幅にアップして好まし
くない。一方、試料Ｎｏ．６および試料Ｎｏ．１１に示
すように、ガラスフリット量が４０ｗｔ％を超えると、
アルミニウム粒子間の接続がガラスフリット成分により
妨げられ、形成した電極の導電性が低下し、両電極間の
抵抗値が増加して好ましくない。
【００２７】以上に示した通り、本発明の導電ペースト
を用いて正特性サーミスタ素子の電極を形成することに
より、良好なオーミック接触性を示し、耐湿性に優れた
電極を得ることができる。
を用いて正特性サーミスタ素子の電極を形成することに
より、良好なオーミック接触性を示し、耐湿性に優れた
電極を得ることができる。
【００２８】なお、上記実施例においては、半導体セラ
ミック部品として、チタン酸バリウム系半導体セラミッ
クを用いた正特性サーミスタの場合について説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではない。即
ち、他のペロブスカイト型半導体セラミック、酸化亜鉛
系半導体セラミック、酸化鉄系半導体セラミック等の半
導体セラミック部品においても、同様の効果が得られ
る。
ミック部品として、チタン酸バリウム系半導体セラミッ
クを用いた正特性サーミスタの場合について説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではない。即
ち、他のペロブスカイト型半導体セラミック、酸化亜鉛
系半導体セラミック、酸化鉄系半導体セラミック等の半
導体セラミック部品においても、同様の効果が得られ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
導電性ペーストは、半導体セラミック素子にオーミック
接触する導電成分としてのアルミニウム粉末と、硼珪酸
バリウムおよび硼珪酸カルシウムのうちより選ばれた少
なくとも１種類を主成分とするガラスフリットを含有し
たものである。
導電性ペーストは、半導体セラミック素子にオーミック
接触する導電成分としてのアルミニウム粉末と、硼珪酸
バリウムおよび硼珪酸カルシウムのうちより選ばれた少
なくとも１種類を主成分とするガラスフリットを含有し
たものである。
【００３０】この導電ペーストを用いることにより、良
好なオーミック接触性を示し、かつ、耐湿性に優れた電
極を、半導体セラミック素子に形成することができる。
好なオーミック接触性を示し、かつ、耐湿性に優れた電
極を、半導体セラミック素子に形成することができる。
【００３１】そして、この電極により、良好なオーミッ
ク接触性を有し、半導体セラミック素子および電極の抵
抗値変化の少ない信頼性の高い半導体セラミック部品を
得ることができる。
ク接触性を有し、半導体セラミック素子および電極の抵
抗値変化の少ない信頼性の高い半導体セラミック部品を
得ることができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウム粉末と、硼珪酸バリウムお
よび硼珪酸カルシウムのうちより選ばれた少なくとも１
種類を主成分とするガラスフリットとを含有し、前記ア
ルミニウム粉末に対する該ガラスフリットの量は５〜４
０ｗｔ％であることを特徴とする導電ペースト。 - 【請求項２】 半導体セラミック素子に、アルミニウム
と、硼珪酸バリウムおよび硼珪酸カルシウムのうちより
選ばれた少なくとも１種類を主成分とするガラスフリッ
トとを含む電極が形成され、前記アルミニウム粉末に対
する該ガラスフリットの量は５〜４０ｗｔ％であること
を特徴とする半導体セラミック部品。 - 【請求項３】 半導体セラミック素子は、正特性サーミ
スタ素子であることを特徴とする請求項２記載の半導体
セラミック部品。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157342A JPH0822714A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 導電ペーストおよびそれを用いた半導体セラミック部品 |
| US08/499,725 US5562972A (en) | 1994-07-08 | 1995-07-07 | Conductive paste and semiconductor ceramic components using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157342A JPH0822714A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 導電ペーストおよびそれを用いた半導体セラミック部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822714A true JPH0822714A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15647594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6157342A Pending JPH0822714A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 導電ペーストおよびそれを用いた半導体セラミック部品 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5562972A (ja) |
| JP (1) | JPH0822714A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001160327A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-06-12 | Dmc 2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag | 導電性被膜の製造法および該被膜を備えた支持体 |
| JP2014123604A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Hitachi Metals Ltd | Ｐｔｃ素子及び発熱モジュール |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5858893A (en) * | 1997-08-12 | 1999-01-12 | Motorola Inc. | Ceramic composition with low dielectric constant and method of making same |
| TW487742B (en) | 1999-05-10 | 2002-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrode for PTC thermistor, manufacture thereof, and PTC thermistor |
| US7824579B2 (en) * | 2005-06-07 | 2010-11-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Aluminum thick film composition(s), electrode(s), semiconductor device(s) and methods of making thereof |
| KR102097321B1 (ko) * | 2017-11-07 | 2020-04-06 | 삼성전기주식회사 | 카메라 모듈 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3203815A (en) * | 1962-12-21 | 1965-08-31 | North American Aviation Inc | High-temperature protective coating for metals |
| US3772043A (en) * | 1970-09-04 | 1973-11-13 | Rockwell International Corp | Cermet protective coating glass frit |
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Also Published As
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