KR102567122B1 - 스크린-프린팅된 전극 구조를 위한 개선된 귀금속 페이스트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 전도체 배열(electrical conductor arrangement)을 생성하기 위한 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 관한 것으로서, 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물은 백금 및/또는 팔라듐을 포함하여 미립자 귀금속, 금속 옥사이드, 및 유기 결합제 및/또는 용매를 포함하고, 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속 옥사이드의 비율은 백금과 금속 옥사이드의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 15 중량%이다. 적합한 스크린-프린팅 페이스트 조성물은 기판 상에의 적용, 후속적인 건조 및 베이킹(baking)에 의해 복합 생성물(composite product)을 형성하도록 가공될 수 있으며, 이러한 복합 생성물은 예를 들어, 입자 센서 또는 가열 장치에 사용될 수 있다. 생성된 입자 센서 및 가열 장치는 고온에서 기판으로의 개선된 접착력 및 전도성을 특징으로 하고, 상이한 생성 배치에서 전기 저항의 매우 양호한 재현성을 실증하였다.
Description
본 발명은 전기 전도체 배열(electrical conductor arrangement)을 생성하기 위한 개선된 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 관한 것이며, 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물은 미립자 귀금속, 금속 옥사이드 및/또는 신속한 결합제 및/또는 용매를 기반으로 하고, 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속 옥사이드의 비율은 귀금속과 금속 옥사이드의 총 중량을 기준으로 5 내지 15 중량%이다. 더욱이, 본 발명은 명시된 스크린-프린팅 페이스트 조성물을 사용하여 전기 전도체 배열을 생성하는 방법, 세라믹 기판 및 상기 방법에 따라 생성된 전기 전도체 배열로부터 제조되는 복합 생성물, 뿐만 아니라 (매연(soot)) 입자 센서 및 가열 장치에 관한 것이다.
디젤 입자 필터의 경우, 입자 방출은 특히 차량의 경우 차량 운행 동안 법적 규제에 따라 모니터링되어야 한다. 더욱이, 저효율의 연료-절감 재생 사이클의 경우 높은 시스템 신뢰성을 보장하기 위해 그리고 비용-효과적인 필터 물질을 사용할 수 있기 위해 재생 모니터링(regeneration monitoring)을 위한 디젤 입자 필터의 도로 예측이 필요하다.
이에 대한 하나의 옵션은, 배기 가스에 자유롭게 노출되는 적어도 2개의 전극을 갖는 전극 시스템을 갖는 저항적(resistive) 입자 센서에 의해 부여되며, 그 위에서 또는 그 사이에서 검출되는 입자, 일반적으로 매연 입자는 적용되는 전기장의 영향 하에 증착되고 저항 및/또는 임피던스 변화를 유발한다. 오늘날, 이러한 저항적 입자 센서는 일반적으로 백금으로부터 생성된다.
기판 상에서 전극의 접착력을 개선하고 백금 함량과 따라서 비용을 감소시키기 위해, 입자 검출용 전극은 대체로, 예를 들어, 알루미늄 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 이트륨 옥사이드, 세륨 옥사이드, 특히 알파-알루미늄 옥사이드를 포함하는 백금-세라믹 혼합물로부터 생성된다. 그러나, 이러한 유형의 전극은 일반적으로, 매우 다공성인 구조, 따라서 특히 배기 가스에 접근 가능한 큰 표면을 가진다. 이는, 대략 800℃의 온도로부터 백금이 점점 산화되어 (PtO2)를 형성하고 부식(erode)되며, 이는 센서 특징의 점차적인 손상의 결과를 갖는다는 단점과 관련이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, DE 10 2008 041 707 A1에서 백금-유리 혼합물로부터 상응하는 전극을 생성하는 것이 제안되었으며, 상기 백금 및 유리는 전극에서 균질하게 존재하고, 상기 유리는 ≥ 1000℃의 융합 온도를 가진다. 이러한 전극 구조로 인해, 전극 내부의 공극 및 중간 공간은 최소화될 수 있고, 백금 상에서의 산화적 공격은 상당히 더 어려워진다. 게다가, 전극은 스크린-프린팅 방법을 사용하여 생성될 수 있으며, 물질들의 혼합물이 세라믹 기판 상에 적용되며, 상기 물질들의 혼합물로부터 전극이 형성된다. 그 후에, 혼합물을 유리 전구체의 융합 온도보다 높은 온도까지 후속해서 가열함으로써 전극이 생성된다.
DE 10 2008 041 707 A1에서, SiO2/B2O3/Al2O3를 기반으로 하는 유리는 예시적인 유리 조성물로서 기재되어 있으며, 상기 조성물에 추가의 금속 옥사이드, 예컨대 칼슘 옥사이드, 아연 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 지르코늄 옥사이드 및 바륨 옥사이드가 보충될 수 있다. 그러나, 붕소 이온이 백금 독소로서 작용하므로, 이러한 유리의 단점은 유의한 비율의 B2O3이다. 이는 생성되는 전도체 트랙(track)의 고온에서 안정성의 손상을 유발한다.
DE 198 42 276 A1은 세라믹을 금속으로 웰딩(welding)시키기 위한 페이스트를 기재하고 있으며, 이때 백금 입자, 금속 옥사이드 예컨대 알루미늄 옥사이드, 실리콘 디옥사이드 및 바륨 옥사이드, 및 유기 결합제 및 가소제가 사용된다. DE 198 42 276 A1에 기재된 조성물은 상대적으로 고함량의 옥사이드 물질(백금 금속 옥사이드의 총량을 기준으로 20 중량% 초과)을 가지며, 이는 입자 검출기에 불충분한 전도성을 초래한다.
US 2015/0203694 A1은 전도성의 두꺼운 필름을 형성하기 위한 페이스트를 기재하고 있으며, 이는 백금 분말을 전도성-부여 구성분으로서 함유한다. 백금 외에도, US 2015/0203694 A1에 기재된 필름 페이스트는 7% 이하의 "프릿티드 유리(fritted glass)" 및 0 내지 3%의 무기 옥사이드를 함유할 수 있다. 예로서 언급된 프릿티드 유리 물질은 상대적으로 높은 비율의 B2O3(대략 35%)를 가진다.
KR 20130107766은 5 내지 20 중량% 무기 결합제, 0.5 내지 20 중량% 유기 결합제 및 4.5 내지 20 중량% 유기 용매를 갖는 전극-페이스트 조성물을 개시한다. 9% 내지 22% 범위의 B2O3의 함량을 갖는 특정 유리 분말은 무기 결합제로서 기재되어 있으며, 이는 베이스(base) 물질로서 Bi2O3 또는 PbO를 기반으로 한다(즉, 이 물질은 유리에서 가장 큰 성분을 형성함).
전도성 프린트를 생성하기 위한 기지의 스크린-프린팅 페이스트의 하나의 문제점은 특히 증가된 온도에서 종종 불충분한 기판 접착력으로 구성되며, 이는 전기 전도체 배열, 특히 이로부터 생성되는 입자 센서의 바람직하지 못하게 낮은 내구성을 유발한다. 이러한 배경에 대해, 본 발명의 목적은 전기 전도체 배열을 생성하기 위한 개선된 스크린-프린팅 페이스트를 제안하는 것으로 구성되었으며, 이는 세라믹 기판 상에 적용 후 그리고 열 처리 후, 전극 또는 전도체 구조물을 전달하며, 이는 심지어 고온에서 세라믹 기판 상에 신뢰할 만하게 그리고 지속적으로 접착된다.
따라서, 제1 양태에 따르면, 본 발명은 전기 전도체 배열을 생성하기 위한 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 관한 것으로서, 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물은 백금 또는 팔라듐을 포함하여 미립자 귀금속, 금속 옥사이드, 및 유기 결합제 및/또는 용매를 포함하고, 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속 옥사이드의 비율은 백금과 금속 옥사이드의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 15 중량%이다.
금속 옥사이드의 총 중량을 기준으로, 8 내지 15 중량%, 더 바람직하게는 10 내지 14 중량%, 더욱 더 바람직하게는 11 내지 13 중량%, 더욱 더 바람직하게는 대략 12 중량%의, 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속 옥사이드의 비율은 특히 유익한 것으로 명시될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 용어 "귀금속"은 금속 Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au 및 Hg를 지칭한다.
이 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 사용되는 미립자 귀금속은 임의의 관련 제한을 받지 않으며, 단, 귀금속은 산소 접촉의 경우, 심지어 고온(> 750℃)에서 가능한 한 안정해서, 이로부터 생성되는 전기 전도체 배열의 안정성을 보장해야 한다. 특히 이러한 요건을 충족시키는 귀금속은 백금, 백금과 다른 귀금속으로부터 제조되는 합금, 특히 로듐 또는 은/팔라듐 합금이다. 비합금(unalloyed) 백금은 백금/로듐으로부터 제조되는 언급된 합금과 비교하여, 외부 옥사이드 층이 심지어 고온에서 형성되지 않아(백금/로듐, 로듐 옥사이드 스킨(skin)의 경우에), 미립자 귀금속이 바람직하게는 본 발명의 맥락에서 (비합금) 백금 형태로 존재한다는 점에서 이점을 갖는다. 본 발명의 맥락에서, 적어도 99%, 바람직하게는 적어도 99.5%의 순도를 갖는 백금은 "비합금" 백금이라고 한다.
미립자 귀금속의 모양 역시 임의의 관련된 제한을 받지 않으며; 결과적으로, 구체 입자, 타원체(spheroidal) 입자, 소판(platelet)-모양 입자 등을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 바람직하게는, 미립자 귀금속은 구체 모양으로 존재한다.
귀금속의 입자 크기는 스크린-프린팅 페이스트 조성물이 사용되어야 하는 적용에 좌우된다. 즉, 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 존재하는 입자의 최대 직경은 상기 조성물로부터 생성되는 전도체 구조의 두께보다는 더 작지만 가능한 한 가장 큰 정도여야 한다. 0.05 내지 10 μm, 바람직하게는 0.1 내지 5 μm, 특히 바람직하게는 0.3 내지 2 μm 의 범위가 특히 적합한 평균 입자 크기 D50으로서 명시된다. 이 경우, 입자 크기는 통상 전자-현미경 이미지 분석으로 결정된다.
본 발명의 맥락에서, 하기 특성을 갖는 백금 분말은 미립자 귀금속으로서 매우 특히 바람직하다: 백금 비율: ≥ 99.7%, 비표면적(BET): 0.8 - 1.2 m2/g, 입자 크기 분포: D10: 0.2 - 0.5 μm, D50: 0.4 - 1.0 μm, D90: ≤ 2.5 μm 및 분말 밀도: 9.0 - 11.5 g/cm3.
본 출원의 맥락에서, 산소를 반대 이온(counterion)으로서 함유하는 금속 또는 준금속(metalloid), 예컨대 실리콘의 옥사이드를 "금속 옥사이드"라고 한다. 본 발명의 맥락에서, 금속 옥사이드는 바람직하게는 임의의 보론(boron) 옥사이드, 예컨대 B2O3를 포함하지 않지만, 이들이 백금에 대해 촉매 독소(poison)를 이루므로 이전에 언급된 바와 같이 스크린-프린팅 페이스트 조성물로부터 생성되는 전기 전도체 배열의 기능성을 손상시킬 수 있다. 결과적으로, 금속 옥사이드 내 보론 옥사이드의 함량은 바람직하게는 ≤ 2 중량%, 특히 바람직하게는 ≤ 1 중량%이어야 하며, 중량 비율은 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속 옥사이드의 총 중량에 관한 것이다. 금속 옥사이드가 불가피한 오염물을 제외하고 임의의 보론 옥사이드를 함유하지 않는다면 매우 특히 바람직하다.
금속 옥사이드 또는 이의 혼합물은 통상, 이들이 1000℃ 내지 대략 1400℃ 범위의 온도에서 연화(soften)되어, 균일한 유리체(glass body)를 형성하기 위한 "소결(sintering)"이 이 온도 범위에서 가능하게 하도록 선택된다. 본 발명의 맥락에서, SiO2, Al2O3 및 BaO를 기반으로 하는 혼합물은 특히 이에 대한 방편인 것으로 입증되었다. 이들 혼합물에 대해, 이들이 SiO2, Al2O3 및 BaO를 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속성 옥사이드의 총량을 기준으로, 적어도 60 중량%, 바람직하게는 적어도 70 중량%, 더 바람직하게는 적어도 80 중량%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 90 중량%의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명이 기반을 두는 조사의 맥락에서, 스크린-프린팅 페이스트 조성물의 금속 옥사이드 내 BaO의 함량이 상대적으로 높은 것이 유리한 것으로 제시되었다. 그러므로, 이 비율은 바람직하게는 20 중량% 초과, 특히 30 중량% 초과, 매우 특히 바람직하게는 35 중량% 초과이다. BaO의 더욱 더 바람직한 비율은 바람직하게는 40 내지 50 중량%, 특히 40 내지 49 중량%, 더욱 더 바람직하게는 42 내지 48 중량%, 가장 바람직하게는 대략 45 중량%이다.
SiO2, Al2O3 및 BaO를 기준으로 한 혼합물 내 SiO2의 비율은 통상 33 내지 43 중량%, 바람직하게는 33 내지 42 중량%, 더 바람직하게는 35 내지 41 중량%, 특히 대략 38 중량%여야 한다. 10 내지 20 중량%, 바람직하게는 12 내지 18 중량%, 특히 대략 15 중량%의 비율은 Al2O3의 적합한 비율로서 명시될 수 있다. 이들 데이터에서, "중량%"는 각각의 경우 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속 옥사이드의 총 중량에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 대해, 상기 조성물이 가능 한 최소 비율의 추가의 옥사이드 성분(즉, SiO2, Al2O3 및 BaO와 상이함)을 함유하는 것이 더욱 바람직하며, 이러한 추가의 옥사이드 성분에 대해 ≤ 2 중량%, 바람직하게는 ≤ 1 중량%의 적합한 중량 비율이 명시될 수 있다.
적합한 가공성을 달성하기 위해, 추가의 첨가제, 예컨대 유기 결합제, 용매, 가소제 등이 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 첨가될 수 있다. 특히 적합한 유기 결합제에 대한 예로서, 에틸 셀룰로스가 특히 언급될 수 있으나, 대안적으로는, 결합제, 예컨대 폴리비닐 부티랄, 하이드록시 셀룰로스, 예컨대 하이드록시프로필 셀룰로스 및/또는 단쇄(바람직하게는 C1 - C4) 알코올의 폴리메타크릴레이트가 또한 사용될 수 있다. 적합한 점도를 부여하기 위해, 유기 용매가 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 첨가될 수 있다. 이러한 맥락에서 적합한 유기 용매는 에스테르 알코올 및 테르펜, 예컨대 알파- 또는 베타-테르피네올 또는 이들과 다른 용매, 예컨대 케로센, 디부틸 세바케이트, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 헥실렌 글리콜, 디옥틸 세바케이트, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트(텍사놀(texanol)) 또는 고-비등점 알코올, 예컨대 2-(2-부톡시에톡시)에탄올과의 혼합물이다. 본 발명에 따른 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 매우 특히 바람직한 용매는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트이다.
적합한 가소제는 프탈레이트계 가소제, 예컨대 특히 디부틸 프탈레이트 또는 디옥틸 프탈레이트를 함유한다.
추가의 양태에서, 본 발명은 세라믹 기판 상에서 전기 전도체 배열을 생성하는 방법에 관한 것으로서,
상기 방법은
- 이전에 기재된 바와 같은 스크린-프린팅 페이스트 조성물을 세라믹 기판 상에 적용하는 단계,
- 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물을 건조하고 후속적으로 베이킹하여, 전기 전도체 배열을 생성시키는 단계
를 포함한다.
스크린-프린팅 페이스트 조성물의 적용은 통상 스크린-프린팅 기술을 사용하여 수행된다.
이 방법의 맥락에서, 건조는 통상적으로, 건조 단계 내에서 적용된 조성물로부터 적당한 비율의 용매가 제거되는 방식으로 수행되어야 한다. 특히 60℃ 초과, 특히 80℃ 초과의 온도가 건조에 적합한 것으로 입증되었다. 적어도 30분, 바람직하게는 대략 60분 내지 90분의 범위가 건조에 적합한 기간으로서 명시될 수 있다.
하기 코스를 갖는 건조 프로파일은 특히 적합한 것으로 입증되었다:
건조 오븐의 온도는 실온으로부터 35℃까지 증가되고 그 온도에서 10분 동안 유지된다. 후속적으로, 온도는 83℃까지 증가되고 그 온도에서 20분 동안 유지된다. 후속적으로, 온도는 156℃까지 증가되고 그 온도에서 30분 동안 유지된다.
스크린-프린팅 페이스트 조성물의 후속적인 베이킹은, 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 여전히 함유되어 있는 유기 구성분이 분해되어 기체성 생성물을 형성하는 온도에서 수행되어, 귀금속 입자 및 금속 옥사이드의 균일한 복합물이 형성된다. 게다가, 베이킹 동안 온도는 금속 옥사이드 혼합물의 융합점 이상이어서, 이는 (적어도 부분적으로) 융합되고 귀금속 입자의 공극 및 중간 공간을 충전시키며; 그 결과, 귀금속 상에서의 산화 공정은 증가된 온도에서 억제된다.
적어도 900℃, 바람직하게는 1000℃ 내지 1400℃, 매우 특히 바람직하게는 대략 1200℃(즉, ±100℃ 및 바람직하게는 ±50℃)의 온도는 베이킹에 적합한 것으로 명시될 수 있다.
베이킹을 위해, 금속 옥사이드는 바람직하게는, 이들의 혼합물의 융합점이 기판이 소결되는 온도보다 낮도록 선택된다. 바람직한 구현예의 맥락에서, 건조된 스크린-프린팅 페이스트 조성물 및 기판은 베이킹 동안 금속 옥사이드 혼합물의 융합점 이상이지만 기판의 소결 온도 이하인 온도까지 가열된다.
스크린-프린팅 기술을 사용하여 세라믹 기판 상에 적용된 스크린-프린팅 페이스트는 베이킹 후, 극초단 펄스 레이저(ultrashort pulse laser)에 의해 구조화되어, 예를 들어 특히 100 μm 미만의 반도체-트랙 공간, 날카로운 엣지(edge) 또는 미세한 구조를 실현시킬 수 있다.
본 발명의 추가의 양태는 세라믹 기판 및 전기 전도체 배열을 포함하는 복합 생성물에 관한 것이며, 이는 이전에 기재된 방법에 따라 수득될 수 있다.
대안적으로, 본 발명은 또한, 세라믹 기판 및 상기 세라믹 기판의 적어도 하나의 면(side) 상의 전기 전도체 배열을 포함하는 복합 생성물에 관한 것으로서, 상기 전기 전도체 배열은 미립자, 바람직하게는 구체의 백금 및/또는 팔라듐을 포함하는 귀금속, 및 금속 옥사이드를 기반으로 하고, 상기 금속 옥사이드의 비율은 상기 전기 전도체 배열의 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 15 중량%까지 이룬다.
본 발명에 따른 방법과 관련되어 이전에 나열된 동일한 사양은 이러한 복합 생성물에 바람직한 배치인 것으로 간주되어야 한다. 특히, 결과적으로, 전기 전도체 배열 내의 금속 옥사이드가 실리콘 옥사이드(SiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3) 및 바륨 옥사이드(BaO)를 함유하는 것이 바람직하며, 전기 전도체 배열 내 금속 옥사이드의 총량을 기준으로, 적어도 60 중량%, 더 바람직하게는 적어도 70 중량%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 80 중량%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 90 중량%의 비율이 이들 옥사이드에 바람직한 비율로서 명시될 수 있다.
더욱이, 이러한 복합 생성물에 대해, 특히 전기 전도체 배열 내의 금속 옥사이드가 SiO2, Al2O3 및 BaO를 전기 전도체 배열 내 금속 옥사이드의 총량을 기준으로 35 - 41 중량% SiO2, 12 - 18 중량% Al2O3 및 42 - 48 중량% BaO의 비율로 포함하고, 금속 옥사이드 내 모든 추가의 옥사이드 성분의 비율이 ≤ 2 중량%인 것이 바람직하다.
마지막으로, 이러한 복합 생성물에 대해, 미립자 귀금속이 구체 백금을 기준으로 하는 것이 바람직하며, 하기 특성을 갖는 백금 분말이 특히 적합한 것으로 명시될 수 있다: 백금 비율: ≥ 99.7%, 비표면적(BET): 0.8 - 1.2 m2/g, 입자 크기 분포: D10: 0.2 - 0.5 μm, D50: 0.4 - 1.0 μm, D90: ≤ 2.5 μm 및 분말 밀도: 9.0 - 11.5 g/cm3.
모든 이전에 명시된 복합 생성물에 대해, 세라믹 기판이 알루미늄 옥사이드를 포함하거나 이로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 추가의 양태는 입자 센서에 관한 것이며, 상기 입자 센서는 이전에 기재된 바와 같은 복합 생성물을 포함하며, 전기 전도체 배열은 서로 이격되는 적어도 2개의 전극을 가진다. 이들 전극에 대해, 이들은 2개의 인터록킹 콤(interlocking comb) 전극으로서 존재하는 것이 바람직하다.
더욱이, 전극을 재생시키기 위해, 본 발명에 따른 입자 센서는 가열 장치를 가질 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 입자 센서는 온도 측정 장치를 가질 수 있다. 이 경우, 가열 장치 및/또는 온도 측정 장치는 하나 이상의 절연층 및/또는 기판층을 통해 바이어스(vias)에 의해 접촉될 수 있다.
본 발명의 추가의 양태는 궁극적으로는, 가열 장치에 관한 것이며, 상기 가열 장치는 이전에 기재된 바와 같은 복합 생성물을 포함한다.
하기 이점은 특히 이전에 언급된 본 발명에 의해 실현될 수 있다:
· 세라믹 기판, 특히 Al2O3로의 베이킹된 귀금속 페이스트의 접착이 개선된다.
· 상응하는 귀금속 페이스트로부터 생성되는 센서, 예를 들어, 배기 트레인(exhaust train)에서의 매연 센서의 고온 적용 또는 가열기의 경우, 전극이 기판으로부터 분리될 가능성은 최소화된다.
· 귀금속 페이스트는 베이킹 후 매끄러워지고, 표면은 금속성 광택을 가지며, 즉, 적용된 층은 매우 압착되고 다공성이 아니다. 그러므로, 적용된 층은 높은 전도성을 가지고 더욱 안정하다.
· 고-용융 금속-옥사이드 조성물은 매연 입자 필터의 연소(burn-off) 온도(대략 750℃)에서 귀금속 층의 융합을 유발하지 않는다.
· 베이킹된 페이스트의 전기 저항은 다양한 생성 배치에서 매우 양호하게 재생될 수 있다.
하기에서, 본 발명은 몇몇 예시적인 실시예를 기반으로 기재되며, 이러한 실시예는 임의의 형태로 본 출원의 보호 범위에 대해 한정적인 것으로 간주되어서는 안된다.
실시예
실시예 1:
100 내지 85 중량% 범위의 백금-입자 함량 및 0 내지 15 중량% 범위의 유리-형성 금속 옥사이드의 함량을 갖는 조성물(상기 조성물 내 금속 옥사이드와 백금 입자의 총량을 기준으로 함)을 이의 접착력 및 전기 전도성에 대해 조사하였다. 유리-형성 금속 옥사이드의 조성물은 45 중량% BaO, 38 중량% SiO2, 15 중량% Al2O3 및 2 중량% 추가의 옥사이드 성분이었다. 이 경우, 15 중량%의 유리-형성 금속 옥사이드의 함량에 대해 매우 양호한 접착력이 제시되었다. 시트 저항은 유리-형성 금속 옥사이드의 증가하는 함량에 따라 증가하였다.
대조적으로, 동일한 백금 분말을 기반으로 하는 다른 페이스트(Tanaka TR-708EZ9 또는 TR-708HSC)의 경우, 만족할 만하지 않은 접착력이 상응하는 접착력 시험에서 제시되었다.
이들 조사의 결과는 표 1에서 재현된다:
| 고형분 함량을 기준으로 한 유리-형성 금속 옥사이드의 비율(중량%) | 접착력 | 전기 전도성 |
| 0 | -- | ++++ |
| 5 | - | +++ |
| 10 | + | ++ |
| 15 | ++ | + |
실시예 2:
백금 분말의 총 중량을 기준으로 12 중량% 비율의 금속 옥사이드(실시예 1에 명시된 바와 같음)와 유리-형성 금속 옥사이드의 다양한 혼합물을 페이스트로 제형화하였다. 상기 페이스트는 대략 15 중량%의 비율로 에틸 셀룰로스 및 텍사놀을 결합제 및 용매로서 추가로 함유하였다.
후속적으로, 상기 페이스트를 알루미늄 기판 상에 스크린 프린팅에 의해 적용하며, 건조하고, 후속적으로 1200℃에서 베이킹하였다.
이러한 방식으로 생성된 전극을 전기 저항 및 열 팽창에 대해 시험하였다. 사용된 페이스트의 가공성을 마찬가지로 평가하였다. 이들 조사의 결과를 표 2에 나열한다:
| 번호 | 유리 조성물 [중량%] | ||||||
| BaO | SiO2 | Al2O3 | 나머지 | 전기 저항 | 열 팽창 | 가공성 | |
| 1 | 45 | 38 | 15 | 2 | ++ | ++ | + |
| 2 | 42 | 36 | 20 | 2 | +++ | -- | -- |
| 3 | 48 | 40 | 10 | 2 | --- | -- | ++ |
| 4 | 41 | 43 | 14 | 2 | -- | + | + |
| 5 | 49 | 33 | 16 | 2 | + | + | - |
| 6 | 50 | 34 | 14 | 2 | -- | + | + |
| 7 | 40 | 42 | 16 | 2 | + | + | - |
+, ++ 및 +++는 적용에 특히 적합한 특성을 표지하며, -, -- 및 ---는 여전히 허용 가능하지만 만족할 만하지 않은 특성을 표지한다.
조성물 번호 1은 전기 저항, 열 팽창 및 가공성의 가장 유리한 조합을 전달하였다.
번호 1 내지 7에 따른 조성물로부터 이의 조성이 상당히 상이한 혼합물은 충분히 양호하게 용융될 수 없었거나, 너무 낮은 전기 저항을 가졌거나, 매연 센서로서 적용하기에 만족할 만하지 않은 용융점을 가졌다.
Claims (15)
- 전기 전도체 배열(electrical conductor arrangement)을 생성하기 위한 스크린-프린팅 페이스트 조성물로서, 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물은
- 백금, 팔라듐, 또는 백금 및 팔라듐의 혼합물을 포함하는 미립자 귀금속,
- 금속 옥사이드, 및
- 유기 결합제, 용매, 또는 유기 결합제 및 용매의 혼합물
을 포함하고,
상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속 옥사이드의 비율은 미립자 귀금속과 금속 옥사이드의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 15 중량%이며,
상기 금속 옥사이드는 SiO2, Al2O3 및 BaO를 포함하고, 상기 금속 옥사이드 내 보론 옥사이드의 함량은 ≤ 2 중량%인, 스크린-프린팅 페이스트 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 미립자 귀금속은 백금, 백금 합금, 또는 백금 및 백금 합금의 혼합물의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는, 스크린-프린팅 페이스트 조성물. - 제2항에 있어서,
상기 미립자 백금은 하기 특성을 갖는 구체(spherical) 백금 분말의 형태로 스크린-프린팅 페이스트 조성물에 존재하는 것을 특징으로 하는, 스크린-프린팅 페이스트 조성물:
백금 비율: ≥ 99.7%
비표면적(BET): 0.8 m2/g 내지 1.2 m2/g
입자 크기 분포:
D10: 0.2 μm 내지 0.5 μm
D50: 0.4 μm 내지 1.0 μm
D90: ≤ 2.5 μm
분말 밀도: 9.0 g/cm3 내지 11.5 g/cm3. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
SiO2, Al2O3 및 BaO는 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물에서 적어도 80 중량%의 금속 옥사이드 비율을 이루는 것을 특징으로 하는, 스크린-프린팅 페이스트 조성물. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 옥사이드는 SiO2, Al2O3 및 BaO를 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속 옥사이드의 총 중량을 기준으로, 35 내지 41 중량% SiO2, 12 내지 18 중량% Al2O3 및 42 내지 48 중량% BaO의 비율로 포함하고,
상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물 내 금속 옥사이드에 대한 모든 추가의 옥사이드(oxidic) 성분의 총 비율은 2 중량% 이하인 것을 특징으로 하는, 스크린-프린팅 페이스트 조성물. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 결합제는 에틸 셀룰로스, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트, 또는 에틸 셀룰로스 및 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트의 혼합물을 용매로서 포함하는 것을 특징으로 하는, 스크린-프린팅 페이스트 조성물. - 세라믹 기판 상에서 전기 전도체 배열을 생성하는 방법으로서,
상기 방법은
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 스크린-프린팅 페이스트 조성물을 세라믹 기판 상에 적용하는 단계,
- 상기 스크린-프린팅 페이스트 조성물을 건조하고 후속적으로 베이킹(baking)하여, 전기 전도체 배열을 생성시키는 단계
를 포함하는, 세라믹 기판 상에서 전기 전도체 배열을 생성하는 방법. - 세라믹 기판 및 제7항에 따른 방법에 따라 수득될 수 있는 전기 전도체 배열을 포함하는 복합 생성물(composite product).
- 세라믹 기판 및 상기 세라믹 기판의 적어도 하나의 면(side) 상의 전기 전도체 배열을 포함하는 복합 생성물로서,
상기 전기 전도체 배열은 백금, 팔라듐, 또는 백금 및 팔라듐의 혼합물을 포함하는 미립자 귀금속, 및 금속 옥사이드를 기반으로 하고,
상기 금속 옥사이드의 비율은 상기 전기 전도체 배열의 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 15 중량%까지 이루는 것이며,
상기 금속 옥사이드는 SiO2, Al2O3 및 BaO를 포함하고, 상기 금속 옥사이드 내 보론 옥사이드의 함량은 ≤ 2 중량%인, 복합 생성물. - 제9항에 있어서,
상기 세라믹 기판은 알루미늄 옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복합 생성물. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 전기 전도체 배열 내 금속 옥사이드는 실리콘(silicon) 옥사이드, 알루미늄 옥사이드 및 바륨 옥사이드를, 상기 전기 전도체 배열 내 금속 옥사이드의 적어도 80 중량%의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는, 복합 생성물. - 제11항에 있어서,
상기 전기 전도체 배열 내 금속 옥사이드는 SiO2, Al2O3 및 BaO를 상기 전기 전도체 배열 내 금속 옥사이드의 총 중량을 기준으로, 35 내지 41 중량% SiO2, 12 내지 18 중량% Al2O3 및 42 내지 48 중량% BaO의 비율로 포함하고,
상기 금속 옥사이드에 대한 모든 추가의 옥사이드 성분의 총 비율은 2 중량% 이하인 것을 특징으로 하는, 복합 생성물. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 미립자 백금은 하기 특성을 갖는 Pt 분말을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는, 복합 생성물:
백금 비율: ≥ 99.7%
비표면적(BET): 0.8 내지 1.2 m2/g
입자 크기 분포:
D10: 0.2 내지 0.5 μm
D50: 0.4 내지 1.0 μm
D90: ≤ 2.5 μm
분말 밀도: 9.0 내지 11.5 g/cm3. - 제9항 또는 제10항에 따른 복합 생성물을 포함하는 입자 센서로서,
전기 전도체 배열은 서로 이격되어 있는 적어도 2개의 전극을 포함하는, 입자 센서. - 가열 장치로서,
제9항 또는 제10항에 따른 복합 생성물을 포함하는, 가열 장치.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012012960A (ja) | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nippon Soken Inc | 粒子状物質検出センサ |
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Family Cites Families (22)
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|---|---|---|---|---|
| GB641205A (en) | 1948-07-27 | 1950-08-09 | Johnson Matthey Co Ltd | Improvements in and relating to the decoration of heat-resisting bases, such as glass, earthenware and china |
| US3233019A (en) | 1962-08-07 | 1966-02-01 | Du Pont | Process of multiple neck drawing while simultaneously infusing modifying agent |
| US3854957A (en) * | 1973-08-28 | 1974-12-17 | Du Pont | Metallizations comprising nickel oxide |
| US4416932A (en) * | 1981-08-03 | 1983-11-22 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductor compositions |
| US4394171A (en) | 1981-08-03 | 1983-07-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductor compositions |
| US4450671A (en) * | 1982-06-01 | 1984-05-29 | Deere & Company | Combine harvester with modified feeder house |
| JPH01317183A (ja) | 1987-03-04 | 1989-12-21 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 低熱膨張基板用メタライズ組成物 |
| US4963187A (en) * | 1987-03-04 | 1990-10-16 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Metallizing paste for circuit board having low thermal expansion coefficient |
| US5345212A (en) * | 1993-07-07 | 1994-09-06 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Power surge resistor with palladium and silver composition |
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| DE19842276A1 (de) | 1998-09-16 | 2000-03-30 | Bosch Gmbh Robert | Paste zum Verschweißen von Keramiken mit Metallen und Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung |
| JP3534684B2 (ja) | 2000-07-10 | 2004-06-07 | Ｔｄｋ株式会社 | 導電ペーストおよび外部電極とその製造方法 |
| JP2006108530A (ja) | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Koa Corp | 抵抗ペーストおよびそれを使用した低温焼成ガラスセラミックス回路基板 |
| US8193707B2 (en) * | 2007-11-06 | 2012-06-05 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Conductive composition for black bus electrode, and front panel of plasma display panel |
| US20090211626A1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-08-27 | Hideki Akimoto | Conductive paste and grid electrode for silicon solar cells |
| DE102008041707A1 (de) | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Robert Bosch Gmbh | Elektrode für einen resistiven Partikelsensor |
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| US9783874B2 (en) * | 2011-06-30 | 2017-10-10 | E I Du Pont De Nemours And Company | Thick film paste and use thereof |
| US20130004659A1 (en) | 2011-06-30 | 2013-01-03 | E I Du Pont De Nemours And Company | Thick film paste and use thereof |
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| US9997653B2 (en) * | 2015-10-12 | 2018-06-12 | E I Du Pont De Nemours And Company | Back-contact solar cell and method for manufacturing the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012012960A (ja) | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nippon Soken Inc | 粒子状物質検出センサ |
| JP2016100243A (ja) | 2014-11-25 | 2016-05-30 | メタローテクノロジーズジャパン株式会社 | 電極形成用の導電性ペースト |
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