KR20040030199A

KR20040030199A - 도전성 페이스트 및 전극 패턴의 형성방법

Info

Publication number: KR20040030199A
Application number: KR1020030023404A
Authority: KR
Inventors: 아다치후미야
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-04-09
Also published as: US6866800B2; US20030201426A1; FR2839064A1; JP3767514B2; KR100533579B1; JP2003323815A; DE10319106A1

Abstract

본 발명은 양호한 솔더의 젖음성을 나타내고, 접합 강도가 저하되지 않으며, 높은 비저항값을 갖는 전극을 형성할 수 있는 도전성 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 은분말과, 유리프릿과, 유기 비이클을 포함하는 도전성 페이스트로서, 상기 은분말 중의 50중량% 이상은, 입자 직경이 4.5㎛∼7㎛이고, 결정 입자 직경이 100nm 이상인 은분말이다.

Description

도전성 페이스트 및 전극 패턴의 형성방법 {Method for producing a conductive paste and an electrode pattern}

본 발명은 도전성 페이스트에 관한 것으로, 특히 유리기판 상에 인쇄·소성됨으로써 자동차 윈도우의 방담(防曇)용 열선 등으로서 바람직하게 사용되는 도전성 페이스트에 관한 것이다.

종래의 자동차 윈도우의 방담용 열선은 내후성 및 가격의 관점에서, 은을 사용한 도전성 페이스트를 인쇄·도포하고, 소결함으로써 형성되어 왔다. 그러나, 자동차 윈도우의 유리 사이즈는 차종에 따라 규격이 다양하기 때문에, 유리 사이즈에관계없이 형성된 각 열선 사이의 저항값을 일정하게 하는 것이 필요하다. 그 때문에, 열선의 비저항값을 조정하는 것이 요구되고 있다.

이 비저항값의 범위는, 대형차에 탑재되는 저저항 사양의 열선에서는 2∼3μΩ·cm, 소형차에 탑재되는 고저항 사양의 열선에서는 10∼20μΩ·cm의 넓은 범위로 이루어져 있다. 이러한 열선의 비저항값은 도전성 페이스트 중의 유리프릿의 증량, 또는 저항값 조정제의 첨가 등에 의해 조정되고 있다. 상기 저항값 조정제는 상기 도전성 페이스트의 은의 소결 정도를 억제함으로써 비저항값을 조정하는 것으로서, 은과 고용(固溶)하지 않는 금속 또는 산화물 등으로 이루어진다. 상기 저항값 조정제는 특히 고저항 사양의 열선의 형성 시에 이용된다.

그런데, 상기와 같이 유리프릿을 증량한 경우, 또는 저항값 조정제의 첨가에 의해 열선의 비저항값을 조정한 경우에 첨가량이 과잉이 되면, 상기 유리프릿 또는 저항값 조정제가 형성된 열선의 표면(소성면)에 편석(偏析)된다. 이 열선의 표면에 편석된 유리프릿 또는 저항값 조정제는, 열선에 있어서의 솔더의 젖음성을 현저하게 저해하기 때문에, 열선과 열선에 접속되는 리드선 등과의 접합 강도가 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 양호한 솔더의 젖음성을 나타내고, 접합 강도가 저하되지 않으며, 높은 비저항값을 갖는 전극을 형성할 수 있는 도전성 페이스트, 및 전극 패턴의 형성방법을 제공하는 것에 있다.

도 1은 도전성 페이스트에 있어서의 은분말의 입자 직경과, 이 도전성 페이스트를 소결하여 형성한 전극의 접합 강도와의 관계를 나타내는 그래프.

도 2는 도전성 페이스트에 첨가한 알루미나와, 이 도전성 페이스트를 소결하여 형성한 전극의 비저항값 및 솔더의 젖음성과의 관계를 나타내는 그래프.

도 3은 도전성 페이스트에 포함되는 고결정질의 은분말의 배합량과, 이 도전성 페이스트를 소결하여 형성한 전극의 접합 강도와의 관계를 나타내는 그래프.

즉, 본 발명은 은분말과, 유리프릿과, 유기 비이클을 포함하는 도전성 페이스트로서, 상기 은분말 중의 50중량% 이상은, 입자 직경이 4.5㎛∼7㎛이고, 결정 입자 직경이 100nm 이상인 도전성 페이스트에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 은분말과, 유리프릿과, 유기 비이클을 포함하고, 상기 은분말 중의 50중량% 이상은, 입자 직경이 4.5㎛∼7㎛이고, 결정 입자 직경이 100nm 이상의 은분말인, 도전성 페이스트를 준비하는 공정과, 상기 도전성 페이스트를 기판 상에 소정 패턴으로 인쇄하는 공정과, 상기 도전성 페이스트를 소성하여, 상기 기판 상의 소정 형상의 전극 패턴을 형성하는 공정을 구비하는 전극 패턴의 형성방법을 제공하는 것이다.

결정 입자 직경이 100nm 이상의 은분말, 이른바 고결정질의 은분말은 결정 입자 직경이 100nm 미만의 은분말과 비교하여 소결의 진행이 느리기 때문에, 성긴 소결 구조를 취한다. 그 때문에, 이 도전성 페이스트를 이용하여 형성된 소결체(전극 패턴)를 고저항화할 수 있다. 또한, 이러한 은분말은 소결의 진행이 느리기 때문에, 소결체 중에는 빈구멍이 형성되는데, 이 빈구멍에 용융된 유리프릿 등이 체류하기 때문에, 유리프릿 등의 전극 표면으로의 편석이 방지되고, 이것과 동시에 빈구멍에 유리가 충전된다.

즉, 본 발명에 따르면, 소결 후의 전극 패턴 표면에 유리 등이 편석되는 것을 억제할 수 있고, 그 결과, 전극 표면의 솔더의 젖음성을 확보할 수 있으며, 전극 내부의 응집력도 향상시킬 수 있다. 즉, 솔더링성이 양호하며, 충분한 접합 강도를 갖는 전극 패턴을 형성할 수 있다.

(발명의 실시형태)

본 발명에 있어서의 도전성 페이스트는 은분말, 유리프릿, 유기 비이클을 포함한다. 이 도전성 페이스트는 유리기판 상, 또는 유리기판 표면에 형성된 세라믹 컬러층 상에 인쇄·소성하여 얻어지는 도전성 필라멘트(디프로스터(defroster)용 전극), 버스바, 또는 AM, FM 라디오, TV, GPS 등의 안테나로서 바람직하게 사용되는 것이다. 특히, 바람직하게는 자동차 윈도우의 방담 열선을 형성하기 위하여 사용된다.

상기 은분말은 고결정질의 은분말을 포함한다. 이 고결정질의 은분말은 결정 입자 직경이 100nm 이상이고, 입자 직경이 4.5㎛∼7㎛이다. 이 고결정질의 은분말의 형상은 특별히 한정되는 것은 없으며, 예를 들면 구형상, 덩어리 형상, 부정(不定) 형상 등을 들 수 있다.

여기에서, "입자 직경"은 레이저 산란식의 입자도 분포계로 측정한 평균 입자 직경(D50)을 가리킨다. 또한, "결정 입자 직경"은 100nm 미만인 경우는 Ag(111)면, (222)면의 반가폭(半價幅)으로부터 계산한 결과이고, 100nm 이상인 경우는 TEM 관찰에 의해 실측을 행한 결과이다.

그리고, 상기 은분말은 그 중의 50중량%∼100중량%가 고결정질의 은분말이다. 이 경우, 예를 들면 첨가제로서 금속 산화물로 이루어지는 저항 조정제를 첨가함으로써, 이 도전성 페이스트로 형성되는 전극을 원하는 비저항으로 조정하였다 하더라도, 상기 전극의 솔더의 젖음성을 충분히 확보할 수 있다. 그러나, 고결정질의 은분말이 50중량% 미만인 경우에는, 저항 조정제가 도전성 페이스트로 형성되는 전극의 표면에 편석되기 때문에, 솔더의 젖음성을 확보할 수 없다. 또한, 도전성 페이스트에 저항 조정제 등의 첨가제를 첨가하지 않은 경우에는, 은분말에 있어서의 고결정질의 은분말을 75중량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 상기 첨가제에는 저항 조정제 외에, 내습(耐濕) 신뢰성 향상, 외관 상 문제가 되는 전극 이면에 있어서의 발색성 향상 등의 목적으로, 다양한 무기 금속 산화물을 사용하여도 된다.

또한, 상기 고결정질의 은분말의 입자 직경이 4.5㎛ 이상인 것은, 입자 직경이 이것보다 작아지면 분말의 입자가 미세해져서, 고결정 은분말 고유의 소성 억제 효과를 기대할 수 없기 때문이다. 또한, 결정 입자 직경이 100nm 이상인 것은, 이 크기 미만의 결정 입자 직경에서는 소성 억제 효과를 거의 얻을 수 없기 때문이다. 이렇게 소성 억제 효과가 저감된 경우, 상기 도전성 페이스트로 형성되는 전극의 비저항값을 상승시키는 것이 곤란하다.

한편, 상기 고결정질의 은분말의 입자 직경이 7㎛ 이하인 것은, 입자 직경이 이것보다 커지면, 도전성 페이스트의 소결이 느려지고, 소성 온도 조건(600℃∼700℃)에서 충분한 소결이 얻어지지 않게 되기 때문이고, 빈구멍의 용적이 커져서 유리에 의해 충분히 충전할 수 없게 되어 내부 응집력이 저하되어 접합 강도가 작아지기 때문이다.

고결정질의 은분말로서는, 결정 입자 직경이 100nm 이상의 다결정 은분말부터 단결정 입자로 이루어지는 단결정 은분말까지를 이용할 수 있다. 즉, 결정 입자 직경은 최대 4.5㎛∼7㎛의 것을 이용할 수 있다. 단, 고결정질 은분말의 결정 입자직경은 200∼4000nm, 더욱 바람직하게는 300∼3000nm이다. 또한, 입자 직경은 4.8∼6.5㎛, 더욱 바람직하게는 5.0∼6.0㎛이다. 또한, 도전성 페이스트 중의 은분말의 함유량은 40∼90중량%, 더욱 바람직하게는 60∼80중량%이다.

본 발명에 있어서의 유리프릿은, 기판이 되는 유리의 연화점보다 낮은 온도에서 연화 유동을 개시하는 유리프릿인 것이 바람직하다. 특히, 유리기판으로서 일반적으로 이용되는 소다라임실리카 유리의 연화점(약 730℃)보다 낮은 온도에서 연화 유동을 개시하는 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 이 유리프릿에는, 특별히 한정되지는 않지만, 일반적으로 붕규산납계, 붕규산비스무트계의 저연화점 유리가 바람직하게 사용된다. 도전성 페이스트 중의 유리프릿의 함유량은 1∼20중량%, 더욱 바람직하게는 3∼10중량%이다.

본 발명에 있어서의 유기 비이클은, 바인더 기능을 갖는 유기질 수지를 용매에 용해한 것이며, 도전성 페이스트에 인쇄성을 부여할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 유기질 수지로서는, 예를 들면 에틸셀룰로오스 수지, 니트로셀룰로오스 수지, 알키드 수지, 아크릴 수지, 스티렌 수지 및 페놀 수지로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 유기질 수지를 이용할 수 있다. 또한, 상기 용매로서는, 예를 들면 α-테르피네올, 부틸카르비톨 및 부틸카르비톨아세테이트에서 선택된 하나 이상의 용매를 이용할 수 있다. 도전성 페이스트 중의 유기 비이클의 함유량은 5∼40중량%, 더욱 바람직하게는 10∼30중량%이다.

본 발명의 도전성 페이스트는 부가적으로 저항값 조정제를 포함하는 경우가 있다.

일반적으로 저항값 조정제는, 산화물 및 소성에 의해 산화물이 되는 것이 많고, 솔더의 젖음성을 저해하는 재료가 많다. 상기와 같이 결정 입자 직경이 큰 은분말, 즉 소결의 진행이 느린 은분말을 이용함으로써, 저항값 조정제(소결 억제제)의 첨가를 매우 줄일 수 있다. 또한, 입자 성장이 억제되고, 전극 내부에 빈구멍부를 확보할 수 있기 때문에, 유리프릿 및 산화물 등을 빈구멍에 체류시킬 수 있다. 그 때문에, 상기 저항값 조정제(소결 억제제)의 소성면으로의 편석을 방지할 수 있고, 양호한 솔더링성을 확보한 후에 형성된 전극의 비저항값 조정이 가능해진다.

또한, 상기 도전성 페이스트에는 저항 조정 이외의 목적, 예를 들면 내습 신뢰성 향상, 외관상 문제가 되는 전극 이면에 있어서의 발색성 향상 등의 목적으로, 금속 산화물을 첨가하는 경우가 있다.

종래, 이들의 금속 산화물은, 전극을 형성하였을 때에 전극의 전극 표면(소성면)에 편석되어 솔더의 젖음성을 저해하기 때문에, 첨가량을 제한해야 했다. 그러나, 본 발명의 도전성 페이스트를 이용하여 전극을 형성함으로써, 전극 내부의 빈구멍부에 상기 금속 산화물을 체류시킬 수 있기 때문에, 소성면으로의 상기 금속 산화물의 편석을 방지할 수 있고, 솔더의 젖음성을 확보할 수 있다. 따라서, 상기 도전성 페이스트에는 이들 첨가제를 충분히 첨가할 수 있기 때문에, 형성되는 전극의 품질을 안정화할 수 있다.

또한, 저항값 조정제(소결 억제제)에 의해 비저항값이 조정된 전극은, 은입자 사이에 그들의 첨가제가 개재되어, 은끼리의 네킹을 현저하게 저해하기 때문에, 접합 강도 시험의 파괴부는 은전극 내부의 응집 파괴가 되어 접합 강도도 저하된다. 한편, 본 발명의 도전성 페이스트를 사용한 경우, 적절한 네킹과 유리의 응집력에 의해, 내부 강도는 향상된다. 그 때문에, 본 발명의 도전성 페이스트를 이용하여 전극을 형성한 기판에 있어서, 접합 파괴 모드가 기판의 응집 파괴 모드로 이행하여, 접합 강도도 향상된다.

본 발명에 있어서, 도전성 페이스트에 있어서의 은분말로서, 입자 직경 4.5㎛∼7㎛, 결정 입자 직경 100nm 이상의 고결정질 은분말과 이것 이외의 은분말(이하, 저결정질 은분말로 칭하는 경우가 있다)을 혼합한 은분말을 이용하는 경우, 저결정질 은분말로서는, 입자 직경 1∼2㎛, 결정 입자 직경 20∼60nm의 은분말을 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 저결정질 은분말의 입자 직경이 2㎛를 초과하면, 도전성 페이스트에 있어서의 은분말 전체의 충전성이 손상되고, 도전성 페이스트의 인쇄 형상에 영향을 주는 경우가 있다. 또한, 입자 직경 1㎛를 하회하면, 원하는 저항값이 얻어지지 않는 경우가 있다. 고결정질 은분말은 50중량% 이상을 점유하고 있는 것이 필요한데, 고결정질 은분말과 저결정질 은분말의 배합 비율은 중량비로, 고결정질 은분말 : 결정질 은분말 = 50∼90 : 50∼10, 더욱 바람직하게는 60∼80 : 40∼20이다.

<실시예>

이하, 실시예에 의해 특히 디프로스터용 전극으로서 본 발명의 도전성 페이스트를 이용한 경우를 예로 들어 상세하게 설명한다.

본 실시예에서는 도전성 페이스트를 은분말, Pb-B-Si-O계 유리, 및 에틸셀룰로오스를 α-테르피네올에 용해한 유기 비이클을 혼합하여, 3개의 롤로 분산 처리함으로써 제작하였다. 이 때의 상기 도전성 페이스트는 은분말 70중량%, Pb-B-Si-O계 유리 5중량%, 유기 비이클 25중량%의 비율로 배합하였다. 이하, 상기 배합의 도전성 페이스트에 있어서의 기본 배합으로 한다.

본 실시예에 있어서의 평가는, 디프로스터용 전극의 중요 기능인 비저항값, 단자의 접합 강도, 및 솔더의 젖음성에 대하여 실시하였다. 이하에 평가 방법에 대하여 설명한다.

비저항값에 대해서는 이하와 같이 하여 구하였다.

비저항값(ρ)은 라인 길이 200mm, 라인 폭 0.4mm인 비저항 측정용 패턴을 이용하여, 슬라이드 유리기판(소다라임 유리, 260mm×760mm×1.4mm)에 상기 도전성 페이스트를 인쇄한 후, 600℃에서 1분간(in-out 5분)의 조건에서 소성하여 전극을 형성하고, 전극의 라인 저항값과 막두께를 측정하여 그 값을 다음 식에 대입함으로써 산출하였다.

ρ(μΩ·cm) = [막두께(㎛)×라인 저항값(Ω)×W(0.4mm)/L(200mm)]×100

라인 저항값은 저항 측정 장치로서 멀티메타(HEWLETT PACKARD 제품)를 이용하여 측정하였다. 막두께는 막두께 측정 장치로서 접촉식 막두께 측정계 Surfcom(TOKYO SEIMITSU 제품)을 이용하여 측정하였다. 그리고, 상기 식에 대입하는 라인 저항값 및 막두께에 대해서는, 각 시료마다 5회 측정한 측정값의 평균값을 이용하였다.

단자의 접합 강도에 대해서는 이하와 같이 하여 구하였다.

우선, 상기와 같이 하여 제작한 도전성 페이스트를 슬라이드 유리기판(소다라임 유리, 260mm×760mm×1.4mm)의 표면에, 한변이 2mm인 정방형 패턴을 인쇄하고, 150℃에서 10분간 건조한 후, 600℃에서 1분간(in-out 5분)의 조건에서 소성하여 전극을 형성하였다.

그리고나서, 전극이 형성된 슬라이드 유리기판을 150℃로 가열한 플레이트 상에 실장하고, 전극 상에 리드 단자를 솔더링하였다.

리드 단자로서는 직경이 0.6mm인 L자형 솔더 코팅된 동선을 사용하였다. 솔더로서 Sn-Pb-Ag계의 솔더를 이용하고, 프럭스로서 로진을 이소프로필알콜에 용해한 프럭스를 이용하였다.

그리고, 리드 단자를 오토그래프(시마즈 제품)로 잡아당겨서, 전극으로부터 리드 단자가 박리되는 강도를 단자의 접합 강도로서 구하였다. 이 단자의 접합 강도는 10N 이상이 실용 강도이다.

솔더의 젖음성에 대해서는 이하와 같이 하여 판정하였다.

상기와 같이 하여 제작한 도전성 페이스트를, 슬라이드 유리기판(소다라임 유리, 100mm×100mm×1.4mm)에 5mmφ의 원형 패턴으로 인쇄하여, 150℃에서 10분간 건조한 후, 600℃에서 1분간(in-out 5분)의 조건에서 소성함으로써 전극을 형성하였다. 그 후, 상기 전극면을 프럭스로 청정화하고, Sn-Pb-Ag계의 솔더 통에 2∼3초 딥(dip) 처리하였다. 그리고, 딥 처리한 전극면의 외관을 눈으로 관찰하여 솔더의 젖음성에 대한 양부(良否)를 판정하였다. 판정 기준은 전극 부분의 면적을 솔더가 100% 피복하면(젖어 있다면) 양호, 일부라도 젖어 있지 않은 부분이 있으면 불량으로 하였다.

[실시예 1]

본 실시예에서는 도전성 페이스트에 있어서의 은분말의 입자 직경과 결정 입자 직경을 변화시키고, 그 도전성 페이스트를 이용하여 형성한 전극의 비저항값을 측정하였다.

표 1에 나타낸 입자 직경과 결정 입자 직경과의 관계에 있는 은분말을 이용하여, 상기한 기본 배합으로 도전성 페이스트를 제작하였다.

그리고, 이 도전성 페이스트를 이용하여 상기의 방법으로 비저항값을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 입자 직경이 3㎛의 은분말을 이용한 도전성 페이스트에서는, 결정 입자 직경의 크기에 따라 비저항값이 현저하게 커지는 것은 아니였다. 즉, 상기 입자 직경의 크기에서는 소정의 소성 조건 하에서 결정 입자 직경의 크기가 상기 도전성 페이스트로 형성되는 전극의 소결성에 큰 영향을 주는 것이 아니라는 것을 알 수 있다.

이에 비해, 입자 직경이 4.5㎛ 이상의 은분말을 사용한 도전성 페이스트에서는, 100nm 이상의 결정 입자 직경에서 비저항값이 현저하게 커졌다. 이 비저항값의 변화는, 그 도전성 페이스트로 형성된 전극이 소정의 소성 조건에 있어서 소결이 늦고 성긴 구조가 되기 때문이다. 또한, 특히 입자 직경 7㎛의 은분말을 사용한 도전성 페이스트에서는, 저항값 조정제를 첨가하지 않고 고저항 사양의 최저 기준인 12μΩ·cm를 만족하는 전극을 형성할 수 있었다.

[실시예 2]

본 실시예에서는 도전성 페이스트의 은분말에 있어서 결정 입자 직경을 300nm으로 고정하고, 입자 직경을 변화시켜서 상기의 방법으로 접합 강도를 측정하였다. 도전성 페이스트에 있어서의 배합은 상기한 기본 배합으로 하였다. 도전성 페이스트의 은분말에 있어서의 결정 입자 직경 300nm의 분말에 대하여, 입자 직경과 접합 강도와의 관계를 비교한 결과를 도 1에 나타낸다.

도 1로부터 알 수 있듯이, 상기 도전성 페이스트로 형성한 전극은, 은분말의 입자 직경이 7㎛까지는 실용 강도인 10N/2mm□ 이상의 접합 강도를 확보하고 있다. 그러나, 은분말의 입자 직경이 8㎛에서 접합 강도의 저하가 나타나고 있다. 접합 강도가 저하된 전극의 접합 파괴 모드는 은전극 내의 응집 파괴였다. 이것은 도전성 페이스트를 소성 피크 온도 600℃∼700℃에서 소성함으로써, 형성되는 전극의 구조에 있어서, 입자 사이의 네킹점의 감소와 유리에 의한 빈구멍의 충전성이 불충분하게 되어, 전극 내부 강도가 저하되기 때문이라고 추정된다.

이상, 실시예 1 및 실시예 2로부터, 도전성 페이스트의 은분말에 있어서의 결정 입자 직경을 100nm 이상으로 하고, 또한 상기 은분말의 입자 직경을 4.5㎛ 이상, 7㎛ 이하로 함으로써, 높은 비저항값 및 충분한 접합 강도를 갖는 전극이 얻어지는 도전성 페이스트를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

[실시예 3]

도전성 페이스트의 은분말에 있어서의 결정 입자 직경이 다른 은분말의 배합을 변화시켜서, 비저항값 및 산화물 첨가에 대한 솔더의 젖음성의 평가를 실시하였다.

은분말에는, 입자 직경이 4.5㎛이고 결정 입자 직경이 60nm인 은분말과, 입자 직경이 4.5㎛이고 결정 입자 직경이 300nm인 은분말(고결정질의 은분말)을 이용하여, 각각 단독 및 중량비로 25/75, 50/50, 75/25의 비율로 배합한 분말을 준비하였다. 이들 은분말을 이용한 상기한 기준 배합에, 저항값 조정제로서의 알루미나(Al₂O₃) 분말을 은분말에 대한 체적비로 알루미나/은 : 1/20, 2/20, 4/20이 되도록 배합하고, 3개의 롤에 의한 분산 처리로 도전성 페이스트를 제작하였다. 이 도전성 페이스트를 이용하여, 상기 방법에 의해 비저항값 및 솔더의 젖음성의 평가를 실시하였다. 그 결과를 도 2에 나타낸다.

도 2로부터 알 수 있듯이, 고결정질의 은분말을 75중량% 이상 배합한 은분말을 이용한 도전성 페이스트에서는, 저항값 조정제를 첨가하지 않고, 고저항 사양에 필요한 비저항값 수준 10μΩ·cm 이상의 영역에서도 솔더의 젖음성이 확보되어 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 저항값 조정제를 첨가하더라도, 고저항품에 요구되는 비저항 영역에서 솔더의 젖음성이 확보되어 있다는 것을 알 수 있다.

또한, 고결정질의 은분말을 50중량% 이상 배합한 은분말을 이용한 도전성 페이스트에서는, 저항값 조정제를 첨가함으로써 고저항 사양에 필요한 비저항값 수준 10μΩ·cm 이상의 영역에서도 솔더의 젖음성이 확보되어 있다는 것을 알 수 있다.

한편, 결정성이 낮은 은분말을 많이 포함하는 은분말을 이용한 도전성 페이스트에서는, 솔더의 젖음성을 확보할 수 있는 한계까지 알루미나를 첨가하여도 비저항값은 상기 수준에 달하지 않는다는 것을 알 수 있다.

[실시예 4]

실시예 3에 나타낸 도전성 페이스트에 있어서, 저항값 조정제로서의 알루미나를 알루미나/은 체적비로 4/20이 되도록 첨가한 도전성 페이스트를 제작하였다. 이 도전성 페이스트를 이용하여 형성한 전극에 대하여, 상기의 방법에 의해 접합 강도를 평가하였다. 그 결과를 도 3에 나타낸다.

도 3으로부터 알 수 있듯이, 고결정질의 은분말을 은분말의 50중량% 이상 포함하는 도전성 페이스트를 이용하여 형성한 전극은, 전극의 접합 강도가 평균 15N/2mm□ 이상이고, 실용 강도인 10N/2mm□를 상회하는 결과가 얻어졌다.

이에 비해, 결정성이 낮은 은분말을 많이 포함하는 은분말(고결정질의 은분말이 0중량%, 25중량% 포함하는 은분말)을 이용한 도전성 페이스트를 이용하여 형성한 전극은, 전극의 접합 강도가 실용 강도를 하회하는 결과가 얻어졌다.

이상, 실시예 3 및 실시예 4로부터, 도전성 페이스트의 은분말에 있어서 고결정질의 은분말이 전체 은분말에 대하여 50중량% 이상 포함됨으로써, 높은 비저항값 및 충분한 접합 강도를 갖는 전극이 얻어지는 도전성 페이스트를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 고결정질의 은분말을 이용한 도전성 페이스트를 이용하면, 저항값 조정제의 사용을 매우 억제함으로써 솔더의 젖음성을 충분히 확보할 수 있고, 또한 솔더의 젖음성을 저해할 가능성이 있는 첨가제 등도, 종래에는 솔더의 젖음성과의 밸런스를 얻기 위하여 첨가량을 억제하였지만, 소결이 억제됨으로써 전극 내부의 빈구멍에 그들이 가둬지고, 소성면으로의 편석을 저감할 수 있기 때문에, 첨가량을 증량할 수 있고, 솔더의 젖음성 이외의 품질의 안정화에도 기여할 수 있는 자동차 리어 윈도우의 방담용 등에 적절한 도전성 페이스트를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 자동차 리어 윈도우의 방담용에 바람직하게 이용되는 도전성 페이스트이지만, 이들은 저저항값 사양, 고저항값 사양 외에, 그 중간 저항이 필요한 경우가 있으며, 본 발명에 의해 얻어지는 하한 비저항값 7μΩ·cm 레벨도 종래 제품에서는 솔더의 젖음성이 불충분한 경우가 많으며, 그 대체 사양으로서도 활용할 수 있다.

Claims

은분말과, 유리프릿과, 유기 비이클을 포함하는 도전성 페이스트로서,

상기 은분말 중의 50중량% 이상은, 입자 직경이 4.5㎛∼7㎛이고, 결정 입자 직경이 100nm 이상의 은분말인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
제1항에 있어서, 금속 산화물로 이루어지는 저항 조정제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
제1항에 있어서, 자동차 윈도우의 방담(防曇) 열선을 형성하기 위하여 이용되는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.
은분말과, 유리프릿과, 유기 비이클을 포함하고, 상기 은분말 중의 50중량% 이상은, 입자 직경이 4.5㎛∼7㎛이고, 결정 입자 직경이 100nm 이상의 은분말인, 도전성 페이스트를 준비하는 공정과,

상기 도전성 페이스트를 기판 상에 소정 패턴으로 인쇄하는 공정과,

상기 도전성 페이스트를 소성하여, 상기 기판 상의 소정 형상의 전극 패턴을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 패턴의 형성방법.
제4항에 있어서, 상기 소성을 600∼700℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 전극 패턴의 형성방법.
제4항에 있어서, 상기 기판을 유리기판으로 하는 것을 특징으로 하는 전극 패턴의 형성방법.