KR19990064990A - 후막 전극 페이스트 조성물 - Google Patents

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송재인
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Abstract

본 발명은 산화납(PbO) 30~60wt%, 산화규소(SiO2) 5~30wt%, 보론옥사이드(B2O3) 1~30wt%, 그리고 첨가제인 산화비스무트(Bi2O3) 1~20wt%로 조성된 글라스프릿과 도전성 금속 분말, 유기비이클로 조성되며 이로 인하여 밀착력, 납땜성이 개선되고, 하이브리드(Hybrid) IC, 세라믹 기판을 사용하는 칩 저항기 등에 사용될 수 있는 후막 전극 페이스트 조성물에 관한 것이다.

Description

후막 전극 페이스트 조성물
본 발명은 전자 공업에 사용되는 후막 전극에 관련되는 것으로 특히 하이브리드(Hybrid) IC, 세라믹 기판을 사용하는 칩 저항기 등에 사용되는 후막 전극 페이스트 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 세라믹 기판에 사용되는 후막 전극 페이스트는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등 전기 전도성이 좋은 도전성 금속 분말과 글라스프릿을 유기 바인더에 분산시켜서 제조한다. 이 제조된 후막 전극 페이스트를 스크린 프린팅 방법으로 건조 공정을 통하여 용매와 유기 바인더를 휘발시키고 난 뒤 소성 공정을 통하여 전극을 형성한다. 전극을 형성할 때는 세라믹 기판과 도전성 후막 사이에 접착렬을 유지시켜 준다. 그래서 글라스프릿은 세라믹 기판과 전극 사이의 밀착력을 제공하여 주고 납땜성을 용이하게 하여 준다. 현재 일반적으로 사용하고 있는 글라스프릿은 납-보로실리케이트 계열 유리, 보로실리케이트 계열 유리 등이 있다.
그러나 이들 중 하나를 선택하여 후막 전극용 페이스트를 제조하여 전극을 형성할 경우 밀착력이 우수하지 못하여 세라믹 기판과 전극 사이가 떨어지거나 전극 끊김 현상이 발생하고, 세라믹 기판과의 열팽창 계수의 차이에 의해 소성시 세라믹 기판이 깨지는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 인출된 것으로서, 세라믹 기판에 사용되는 글라스프릿을 개발하여 세라믹 기판 및 HIC(Hybrid IC)에 사용되는 도전성 후막 페이스트의 밀착력과 납땜성이 개선된 페이스트 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 세라믹 기판에서 후막 전극 페이스트의 인쇄 패턴에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 글라스프릿은 산화납(PbO), 산화규소(SiO2), 보론옥사이드(B2O3)를 주성분으로 하고 산화비스무스(Bi2O3)를 첨가제로 함유한 것을 특징으로 한다.
상기의 산화납(PbO)은 열팽창계수 및 연화점을 조절하기 위함이고, 상기 산화규소(SiO2)는 가교 결합을 형성하여 유리를 구성하는 성분이며, 만일 3wt%이하가 첨가될 경우 충분한 가교 결합이 형성되지 못하여 연화 온도가 급격히 낮아진다. 상기 보론옥사이드(B2O3)는 글라스프릿에 유동성을 주며 만일 2wt% 미만이 첨가될 경우 연화 온도가 증가하여 소성시 문제가 발생한다. 상기 산화비스무스(Bi2O3)는 납땜성 및 기판과의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 따라서, 본 발명은 산화납(PbO) 30~60wt%, 산화규소(SiO2) 5~30wt%, 보론옥사이드(B2O3) 1~30wt%, 그리고 첨가제인 산화비스무스(Bi2O3) 1~20wt%가 포함된 글라스프릿을 발명하였다.
본 발명의 글라스프릿은 산화납(PbO), 산화규소(SiO2), 보론옥사이드(B2O3), 산화비스무스(Bi2O3)의 원재료의 질량 측정 후 30분~2시간동안 완전히 혼합하여 알루미나 도가니에 투입후 1200~1400℃에 1~3시간동안 유지하여 완전히 용융 상태에서 꺼내어 물에 부어 급냉을 시킨 다음 볼밀이나 바이브로밀 등을 사용하여 분쇄하여 평균 입경 10㎛이하에서 사용한다.
본 발명의 글라스프릿의 실시예는 다음과 같다. 다음의 조성비는 조성물 100wt%에 대한 각 성분의 혼합 비율을 나타낸다.
실시예 1-1
산화납(PbO) 30wt%, 산화규소(SiO2) 30wt%, 보론옥사이드(B2O3) 20wt%, 산화비스무스(Bi2O3) 20wt%로 조성된 글라스프릿 1.
실시예 1-2
산화납(PbO) 30wt%, 산화규소(SiO2) 20wt%, 보론옥사이드(B2O3) 30wt%, 산화비스무스(Bi2O3) 20wt%로 조성된 글라스프릿 2.
실시예 1-3
산화납(PbO) 40wt%, 산화규소(SiO2) 20wt%, 보론옥사이드(B2O3) 20wt%, 산화비스무스(Bi2O3) 20wt%로 조성된 글라스프릿 3.
실시예 1-4
산화납(PbO) 40wt%, 산화규소(SiO2) 30wt%, 보론옥사이드(B2O3) 10wt%, 산화비스무스(Bi2O3) 20wt%로 조성된 글라스프릿 4.
실시예 1-5
산화납(PbO) 50wt%, 산화규소(SiO2) 20wt%, 보론옥사이드(B2O3) 10wt%, 산화비스무스(Bi2O3) 20wt%로 조성된 글라스프릿 5.
실시예 1-6
산화납(PbO) 50wt%, 산화규소(SiO2) 30wt%, 보론옥사이드(B2O3) 10wt%, 산화비스무스(Bi2O3) 10wt%로 조성된 글라스프릿 6.
실시예 1-7
산화납(PbO) 60wt%, 산화규소(SiO2) 20wt%, 보론옥사이드(B2O3) 10wt%, 산화비스무스(Bi2O3) 10wt%로 조성된 글라스프릿 7.
실시예 1-8
산화납(PbO) 60wt%, 산화규소(SiO2) 30wt%, 보론옥사이드(B2O3) 10wt%로 조성된 글라스프릿 8.
상기의 글라스프릿 2~10wt%, 도전성 금속 분말인 은(Ag) 2~10wt% , 유기 비이클 16~36wt%로 도전성 후막 전극 페이스트 조성물을 제조하였다.
도1에 도시된 바와 같은 세라믹 기판에 후막 전극 페이스트를 스크린 프린팅하여 800℃에서 소성후 폭 0.2mm의 알루미늄선을 납땜 연결하여 일정 속도로 잡아 당겨서 1Kg중 이상이면 양호하다고 판단하였다. 그리하여 실시예2-1, 실시예2-2, 실시예2-15, 실시예2-16을 제외하고는 양호한 특성 결과를 보였다. 또한, 선 저항도 역시 도1에 도시된 것과 같은 패턴으로 인쇄하여 측정한 결과 실시예2-16을 제외하고는 양호한 결과를 보였다.세라믹 기판과 도전성 후막 전극 사이의 들뜸 현상은 실시예2-16을 제외하고는 생기지 않았다.
본 발명에 의한 상기 페이스트 조성물의 실시예는 다음과 같다. 이때의 기재된 조성비는 페이스트 조성물 100wt%에 대한 각 성분의 혼합 비율을 나타낸다.
실시예 2-1
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 1(실시예1-1) 2wt%, 유기비이클 34wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-2
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 1(실시예1-1) 4wt%, 유기비이클 32wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-3
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 1(실시예1-1) 10wt%, 유기비이클 26wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-4
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 2(실시예1-2) 2wt%, 유기비이클 34wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-5
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 2(실시예1-2) 4wt%, 유기비이클 32wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-6
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 2(실시예1-2) 6wt%, 유기비이클 30wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-7
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 3(실시예1-3) 2wt%, 유기비이클 34wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-8
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 3(실시예1-3) 4wt%, 유기비이클 32wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-9
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 3(실시예1-3) 6wt%, 유기비이클 30wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-10
총중량 중 은분말 64wt%, 글라스프릿 4(실시예1-4) 2wt%, 유기비이클 34wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-11
총중량 중 은분말 72wt%, 글라스프릿 5(실시예1-5) 4wt%, 유기비이클 24wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-12
총중량 중 은분말 72wt%, 글라스프릿 6(실시예1-6) 4wt%, 유기비이클 24wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-13
총중량 중 은분말 72wt%, 글라스프릿 7(실시예1-7) 2wt%, 유기비이클 26wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-14
총중량 중 은분말 72wt%, 글라스프릿 7(실시예1-7) 4wt%, 유기비이클 24wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-15
총중량 중 은분말 72wt%, 글라스프릿 8(실시예1-8) 2wt%, 유기비이클 26wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 2-16
총중량 중 은분말 72wt%, 글라스프릿 8(실시예1-8) 10wt%, 유기비이클 18wt%의 조성으로 제조된 페이스트.
실시예 PbO(wt%) SiO2(wt%) B2O3(wt%) Bi2O3(wt%)
글라스프릿 1 30 30 20 20
글라스프릿 2 30 20 30 20
글라스프릿 3 40 20 20 20
글라스프릿 4 40 30 10 20
글라스프릿 5 50 20 10 20
글라스프릿 6 50 30 10 10
글라스프릿 7 60 20 10 10
글라스프릿 8 60 30 10 0
실시예 은분말(wt%) 글라스프릿종류 글라스중량(wt%) 유기비이클(wt%)
1 64 1 2 34
2 64 1 4 32
3 64 1 10 26
4 64 2 2 34
5 64 2 4 32
6 64 2 6 30
7 64 3 2 34
8 64 3 4 32
9 64 3 6 30
10 64 4 2 34
11 72 5 4 24
12 72 6 4 24
13 72 7 2 26
14 72 7 4 24
15 72 8 2 26
16 72 8 10 18
본 발명에 의한 세라믹 기판 및 HIC(Hybrid IC)에 사용되는 도전성 후막 전극 페이스트는 밀착력과 납땜성이 개선되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 도전성 금속 분말, 유기비이클 및 글라스프릿으로 이루어진 페이스트 조성물에 있어서, 글라스프릿은 산화납(PbO) 30~60wt%, 산화규소(SiO2) 5~30wt%, 보론옥사이드(B2O3) 1~30wt%, 산화비스무스(Bi2O3) 1~20wt%로 조성된 것을 특징으로 하는 후막 전극 페이스트 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 페이스트 조성물은 도전성 금속 분말 63~75wt%, 유기비이클 16~36wt%, 글라스프릿 2~10wt%로 이루어진 것을 특징으로 하는 후막 전극 페이스트 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100351230B1 (ko) * 2000-06-09 2002-09-05 대주정밀화학 주식회사 전극용 도전 페이스트 조성물
CN114049982A (zh) * 2021-11-23 2022-02-15 无锡帝科电子材料股份有限公司 一种陶瓷滤波器用导电银浆及其制备方法
CN114049982B (zh) * 2021-11-23 2024-06-07 无锡帝科电子材料股份有限公司 一种陶瓷滤波器用导电银浆及其制备方法

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