JPS6210552B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は中性または弱い還元性雰囲気内で焼成
され、能動相と、受動相のガラス質部分と、バイ
ンダーとを有し、このバインダーは焼成中に完全
に除去されるようにしたスクリーン印刷インクに
関するものである。本発明はさらにこのインクに
よりスクリーン印刷を行い、中性または弱い還元
性の雰囲気内で焼成して得た少くとも１つの層を
有する電気部品にも関するものである。 本発明は微小構造電子技術分野に用いられ、特
に一般に酸化アルミニウムの基板上にスクリーン
印刷によつて製造する部品、例えばハイブリツド
回路（導体、抵抗、コンデンサを有する変換器、
フイルタ等の回路網）その他に使用される。 これらのスクリーン印刷インクは金、銀、パラ
ジウムの如き貴金属が存在するが、工業的に良く
使用されており、かかる金属能動相を用いるので
製品が比較的に高価となつていた。 本発明はこのような貴金属を用いることなく、
窒素または弱い還元性の雰囲気内で焼成するよう
なインクを得ることを目的とする。 英国特許第1489031号には銅を基体とするスク
リーン印刷インクが記載されており、ドイツ国公
開特許第2755935号には汎用性（コンパチブル）
な絶縁スクリーン印刷インクが記載され、未出版
のフランス特許出願78−14004号にはスクリーン
印刷によつて作つてコンパチブルな抵抗が記載さ
れている。 これらのインクを製造するには、ガラスの粉末
を導電性粒子あるいは誘電性のセラミツクスの粉
末に混ぜ、かかる混合物を、バインダーの中に懸
濁させ、次にスクリーン印刷後、中性または弱い
還元性の雰囲気内で焼成する。しかしこの方法で
は焼成雰囲気の性質のために、バインダーをスク
リーン印刷の層から完全に除去できないうえ、中
性または弱い還元性の雰囲気内で焼成して得られ
た層の固有の性質に悪影響を与える汚染残留物を
生じる。 この欠点をなくすために、本発明のインクに
は、焼成過程で低原子価の物質に還元できる１つ
または２以上の金属酸化物を含め、前述のバイン
ダーの中に少量分散させる。 このようにすると、これらの金属酸化物はバイ
ンダーに対して酸化剤として作用する。このため
バインダーは炭化することなく除去することがで
きる。これらの金属酸化物は低原子価に還元さ
れ、またその電気特性を変えることなくガラス質
相の中に混入される。これは特に、誘電損失、絶
縁抵抗という観点から絶縁材料として有利であ
る。 前の特許ではセリウムまたはプラセオジウムの
酸化物を含むガラスあるいはセラミツクスが記載
されている。同様に1971年９月28日の米国特許第
3609483号には、セリウム酸化物を含む厚い層に
なつているコンデンサに用いるスクリーン印刷ペ
ーストが記載されている。しかしこのスクリーン
印刷ペーストは、誘電性の基礎化合物中のチタン
酸バリウムの置換分として使われるもので、バイ
ンダーの酸化剤として、バインダー中に分散させ
るものではない。同様に1972年８月８日米国特許
第3682766号には、前述のセラミツクスの基礎元
素としてプラセオジウムの酸化物を含む、セラミ
ツクス材料が記載されている。 また、1971年６月11日、日本出願の優先権主張
にかかる英国特許第1349163号には、半導体元素
のエネルギー散逸の原因となるアルカリ金属イオ
ンの移動性を減少させることができる遷移元素の
酸化物を後に付加する保護ガラスが記載されてい
る。しかしこれらの酸化物は、酸化雰囲気内で、
焼成すると、異つたいくつかの酸化程度にわたり
還元される。これらが同時に存在することにより
ガラスは電気的に伝導性となる。これは本発明の
ような目的に用いる材料としては致命的欠陥であ
る。 本発明の一実施例においては、酸化物は、酸化
程度の強いセリウムそしてプラセオジウムの酸化
物から選ぶ。バインダーの中に、プラセオジウム
の酸化物Pr₆O₁₁、PrO₂あるいはこれらの混合物
を１ないし10％の間の体積比で加えるのが望まし
い。これはガラスの中で容易に溶融するからであ
る。 本発明の実施例を以下に説明する。 スクリーン印刷インクの一般的製造法に従つ
て、能動相を構成する活性化合物である例えば金
属（Cu、Ni、……）、金属化合物（MeB₆、…
…）、あるいは誘電性の化合物（Al₂O₃、……）
をミクロン単位の平均粒度を有する粉末状態にし
て用意する。一方、受動相を構成する受動的化合
物は、例えば金属酸化物からなるガラスで、中性
または弱い還元性の雰囲気内で焼成しやすいもの
であり、これも粉末の状態にする。 前述の特許の中で記した適当なガラスは亜鉛の
ボロシリケートあるいはカルシウムのボロアルミ
ネートでできている。バインダーの成分は溶剤中
の樹脂溶液、例えばテオピネオール中のエチルセ
ルロースで、溶質が完全に溶けたかどうか混合液
が適当な粘性をもつかどうかを確認しながらつく
られる。バインダー、能動相、受動相を、スクリ
ーン印刷インクを得るために、剪断力の強い速さ
でよく混ぜ合わせる。 本発明によるこのインクには、製造工程の任意
の段階で加えることのできる１または２以上の還
元性の金属酸化物の微量（10体積％まで）を包含
させる。特に酸化物は、バインダー中でいちばん
先に分散するセリウムまたはプラセオジウムのよ
うな周期律表のＡ属の金属酸化物から選択す
る。 前述のドイツ公開特許第2755935号に記載され
ているような誘電性のスクリーン印刷ペーストを
得るための一例においては、酸化アルミニウムの
粉末45体積％を次の組成（体積％）を有するガラ
ス粉末55体積％と混合する。 ZnO 20％＞ SiO₂ 40％＜ B₂O₃ 15％＞モル％ Al₂O₃ ５％＜ CaO ５％＞ SrO 15％＜ 次でこの混合物をバインダー、例えばエチルセ
ルロースを含むテルピネオール中に分散させる。
所望のパターンを基板にスクリーン印刷した後、
10^-3体積％（10ppm）の割合で酸素が残留してい
るチツ素の雰囲気内でこれを焼成する。焼成によ
り得られた層はある程度のもろさと、有機汚染に
よりガラスの湿潤性が少ないためにできた多孔性
の性質を示した。これに対し、前記混合物に酸化
物、例えばPrO₂とPr₆O₁₁の混合物を２％添加す
ると、層の結合力と密度が再元可能に改善され
た。酸素の残留濃度が低い場合には、酸化物の割
合を増加すれば十分である。次表は、プラセオジ
ウムの酸化物の添加をした時としない時に得られ
る層の電気特性を示す。

【表】 非酸化雰囲気内で焼成する他の形式のスクリー
ン印刷インクに対しても同じ効果が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 能動相と、受動相のガラス質部分と、バイン
   ダーとを有し、このバインダーが焼成中に完全に
   除去されるよう中性または弱い還元性雰囲気内で
   焼成されるスクリーン印刷インクにおいて、本イ
   ンクは更に、高度に酸化されている酸化セリウム
   および酸化プラセオジウムより選ばれた金属酸化
   物の１種または２種以上を有し、この金属酸化物
   は前記バインダー中に少量分散されていることを
   特徴とするスクリーン印刷インク。 ２ 酸化プラセオジウムPr₆O₁₁、PrO₂またはこ
   れらの混合物を体積で１〜10％の間の量含有する
   特許請求の範囲第１項記載のスクリーン印刷イン
   ク。