KR20040088391A - 전자 회로에 사용하기 위한 전도체 조성물 - Google Patents
전자 회로에 사용하기 위한 전도체 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040088391A KR20040088391A KR1020040022519A KR20040022519A KR20040088391A KR 20040088391 A KR20040088391 A KR 20040088391A KR 1020040022519 A KR1020040022519 A KR 1020040022519A KR 20040022519 A KR20040022519 A KR 20040022519A KR 20040088391 A KR20040088391 A KR 20040088391A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- borosilicate
- lead
- composition
- bismuth
- cadmium
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 33
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 claims abstract description 31
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- UDRRLPGVCZOTQW-UHFFFAOYSA-N bismuth lead Chemical compound [Pb].[Bi] UDRRLPGVCZOTQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- GABQNAFEZZDSCM-RMKNXTFCSA-N Cinnamyl anthranilate Chemical compound NC1=CC=CC=C1C(=O)OC\C=C\C1=CC=CC=C1 GABQNAFEZZDSCM-RMKNXTFCSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- KKCMQBCXXPZGTI-UHFFFAOYSA-N cadmium sodium Chemical compound [Na].[Cd] KKCMQBCXXPZGTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- ZPPSOOVFTBGHBI-UHFFFAOYSA-N lead(2+);oxido(oxo)borane Chemical compound [Pb+2].[O-]B=O.[O-]B=O ZPPSOOVFTBGHBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 4
- DQUIAMCJEJUUJC-UHFFFAOYSA-N dibismuth;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Bi+3].[Bi+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O DQUIAMCJEJUUJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract 3
- ZFZQOKHLXAVJIF-UHFFFAOYSA-N zinc;boric acid;dihydroxy(dioxido)silane Chemical compound [Zn+2].OB(O)O.O[Si](O)([O-])[O-] ZFZQOKHLXAVJIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 17
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 10
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 4
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 4
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 4
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 4
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 4
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- RBNWAMSGVWEHFP-UHFFFAOYSA-N trans-p-Menthane-1,8-diol Chemical compound CC(C)(O)C1CCC(C)(O)CC1 RBNWAMSGVWEHFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WUOACPNHFRMFPN-VIFPVBQESA-N (R)-(+)-alpha-terpineol Chemical compound CC1=CC[C@H](C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-VIFPVBQESA-N 0.000 description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- RUJPNZNXGCHGID-UHFFFAOYSA-N beta-terpineol Chemical compound CC(=C)C1CCC(C)(O)CC1 RUJPNZNXGCHGID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 Bismuth silicates Chemical class 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N Propionic acid Chemical class CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004141 dimensional analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000013020 final formulation Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003605 opacifier Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 description 1
- 239000010665 pine oil Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
- F16B39/02—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down
- F16B39/10—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by a plate, spring, wire or ring immovable with regard to the bolt or object and mainly perpendicular to the axis of the bolt
- F16B39/101—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by a plate, spring, wire or ring immovable with regard to the bolt or object and mainly perpendicular to the axis of the bolt with a plate, spring, wire or ring holding two or more nuts or bolt heads which are mainly in the same plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
- H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/923—Physical dimension
- Y10S428/924—Composite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
- Y10T428/24893—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including particulate material
- Y10T428/24909—Free metal or mineral containing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
본 발명은 기판 상의 전기전도성 패턴의 제조에 있어서 전도성 및 저항율은 유지한 채로 단면적 및 폭을 감소시키기 위해 사용되는, 액상 비히클 (b)에 분산된 전기전도성 재료의 미분 입자 (a) 50 내지 95 중량%을 주성분으로 포함하는 전도체 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전도체 조성물, 및 마이크로전자 회로에서의 부품, 특히 가열 소자 제조에서의 이의 용도에 관한 것이다. 이 조성물은 가열된 창문, 예를 들면 자동차 글레이징, 특히 자동차 백라이트에서의 흐림제거 소자의 제조에서 특별한 용도를 갖는다.
후막 전도체의 하이브리드 마이크로전자 회로에서의 부품으로서의 용도는 전자업계에 잘 알려져 있다. 패턴화된 전기전도층의 중요한 적용 분야는 자동차 산업인데, 특히 창문에 영구 부착되서 전원 공급시 열을 발생시킬 수 있는 전기전도성 격자에 의해 서리제거 및(또는) 흐림제거될 수 있는 창문 제조에 사용된다. 전도성 격자는 일반적으로 (보통은 수직으로 배치되어 있는) 창문의 대향 측면에 있는 2개의 "부스바(bus-bars)" 사이에 창문의 한 면에 걸쳐서 일정하게 (보통은 수평으로) 이격되어 있는 일련의 트랙 (또는 "핫-라인(hot-lines)")을 포함한다. 트랙 및 부스바는 보통 동일한 조성물로 제조된다. 전도체 조성물은 또한 인쇄 회로 및 가열 소자, 대개는 예를 들어 온수 가열 기기에서의 베이스 플레이트를 비롯하여 기타 여러가지 용도로 사용될 수 있다. 전자공학 및 전기 산업에서는 일반적으로 저비용 가열 소자, 특히 스크린-프린트성 가열 소자가 요구된다.
이러한 부품 제조를 위한 통상적인 조성물은 페이스트형 고체-액체 분산액 형태를 가지며, 고체상은 액상 비히클에 분산된 귀금속 또는 귀금속 합금 또는 그의 혼합물 및 무기 결합제의 미분 입자를 포함한다. 무기 결합제는 전형적으로 유리 또는 유리 형성 재료, 예를 들면 납 실리케이트이며, 조성물 내에서 또한 조성물과 그 조성물이 코팅되는 기판 사이에서 결합제로서 기능한다. 환경적인 면을 고려하여, 납-함유 결합제는 점점 사용되지 않고 있으며, 현재에는 아연 또는 비스무트 보로실리케이트와 같은 무연(lead-free) 결합제가 종종 이용되고 있다. 통상적인 조성물에서는 프릿(frit)으로도 알려져 있는 무기 결합제가 주요 성분으로 고려된다.
조성물의 특성을 변경시키기 위해 추가의 재료를 소량 (일반적으로는 조성물의 약 3 중량% 미만) 첨가할 수 있으며, 여기에는 염색제, 레올로지 변형제, 저항율 변형제, 부착 증진제 및 소결 변형제가 포함된다.
상기 조성물의 점조도 및 레올로지는 스크린-프린팅, 브러슁, 침지, 압출, 분무 등을 포함할 수 있는 특별한 도포 방법으로 조정된다. 전형적으로, 스크린-프린팅법이 조성물을 도포하는 데 이용된다. 페이스트는 보통 불활성 기판에 도포되어 패턴화층을 형성한다. 후막 전도체 층은 보통 건조된 후, 보통은 약 400 내지 700 ℃, 전형적으로는 600 내지 700 ℃의 온도에서 소성됨으로써 액상 비히클은 휘발 또는 연소되고, 무기 결합제 및 금속 성분들은 소결 또는 용융된다. 직접 습식-소성법, 즉 후막층이 소성 전에 건조되지 않는 방법도 패턴층을 생성하는 데 사용되어 왔다.
자동차 백라이트 제조에 있어서는, 전형적으로 백라이트 겉면 둘레에 에나멜층이 코팅되는데, 이는 보통 부스바가 프린팅되는 영역내이다. 본원에 사용되는 용어 "에나멜"이란 전도체 조성물이 도포되는 기판 표면 (전형적으로는 유리) 또는 그의 일부분에 도포된 층을 말한다. 에나멜은 보통은 충전제 및(또는) 불투명화제 및(또는) 착색제가 첨가된, 유기 캐리어 비히클 중의 분말 형태의 유리 또는 유리 형성 프릿 또는 (본원에서 기재된) 결합제의 분산액이다. 에나멜은 백라이트 겉면 둘레에 암흑화 밴드를 제공하기 위해 전형적으로 흑색으로 착색된다. 이는 주로 차에 백라이트를 접착시키는 데 사용되는 접착제에 있어서 태양에 의한 UV 공격을 보호하기 위한 것이지만, 미용이나 장식 목적으로도 수행된다. 에나멜의 유리 분말은 기판 표면에 부착되는 필름을 형성하기 위해 백라이트의 소성 온도에서 연화 및 유동되게 설계된다. 에나멜의 레올로지 특성은 우선 백라이트의 소정의 소성 온도에 좌우하여 결정된다.
실제로, 전도성 패턴을 소결시키기 위한 소성은 원하는 형태로 조형하기 위한 백라이트의 소성 및 에나멜의 소결을 위한 소성과 동일한 제조 단계에서 수행된다. 따라서, 제조 과정은
(i) 에나멜 조성물을 유리 기판에 전형적으로 스크린-프린팅 기술에 의해 프린팅한 후, 조성물을 UV선으로 경화시키거나 약 100 내지 200 ℃에서 건조하여 용매를 제거하는 단계;
(ii) 전도체 조성물을 프린팅하고, 임의로 건조하여 용매를 제거하는 단계; 및
(iii) 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라, 코팅된 유리 기판을 소성하여 층을 소결시켜 백라이트를 형성시키고, 임의로 신속한 냉각 단계에 의해 강화 유리 기판을 제조하는 단계를 포함한다.
또한, 전도성 패턴을 전자 회로의 기타 부품들, 예컨대 전원, 저항기 및 축전기 네트워크, 저항기, 트림 전위차계, 칩 저항기 및 칩 캐리어에 접속시킬 필요가 있다. 이는 일반적으로, 보통 패턴의 부스바 영역에 있는 전도층에 바로 인접해서 또는 그 위에 납땜된, 전형적으로 구리를 포함하는 금속 클립을 사용하여 이루어진다. 클립이 전도층 위에 납땝되는 경우에는, 전도성 패턴 자체에 직접 또는 패턴 상에 오버프린트된 ("오버-프린트") 납땝가능한 조성물 상에서 부착이 이루어진다. 오버-프린트는 일반적으로 "클립 영역(clip area)"으로 불리우는 영역인, 금속 클립이 납땜에 의해 부착되는 전도성 패턴의 영역에만 도포된다. 전기전도층 상으로의 납땜 능력은 오버-프린트에 대한 요건이 필요하지 않게 되므로 가열 소자의 제조에서는 중요한 파라미터이다. 그러나, 페이스트를 기판 상에 결합시키는 데 중요한 성분인 무기 결합제는 납땜 습윤성(solder wetting)을 저해할 수 있으며, 그 결과 납땜된 금속 클립이 전도층에 불량하게 부착된다. 높은 기판 부착력 및 높은 납땜성 (또는 전도성 패턴에 대한 금속 클립의 부착력)의 요건은 종종 동시에 충족되기가 어렵다. 전도성 패턴 중 가장 큰 응력을 받는 곳이 이 부분이므로 클립 영역에서의 높은 기판 부착력을 보장하는 것은 매우 중요하다.
특히 전도성 패턴을 형성하는 전도성 스트립의 폭을 감소시킴으로써 자동차 백라이트에서 전도성 패턴이 보이는 정도를 감소시키는 것이 요망된다. 전형적으로, 전도성 스트립의 폭은 통상적인 흐림제거 소자에서는 약 1 mm이다. 또한, 높은 전도성 및 낮은 저항율을 유지하는 것도 요망된다. 그러나, 유리 백라이트 표면에서의 전도성 패턴의 높이를 크게 증가시키는 것은 요망되지 않으며, 통상적인 백라이트에서는 전형적으로 약 10 ㎛이다. 따라서, 전도성은 유지한 채로 단면적은 감소시키는 것이 요망되며, 이를 달성하는 한가지 방법이 전도성 패턴에서 재료의 소성 밀도를 증가시키는 것이다.
그러나, 전도성 패턴 제조에 적합한 전도성 페이스트의 경우 고체 농도에 대한 상한이 있다. 분산액 중 고체량이 이 한계를 초과하는 경우, 이 페이스트는 패턴 제조에 사용되는 공정에서 취급하기가 어렵게 된다. 더욱이, 전도성 성분과 프릿 성분을 통상적인 분율로 포함하는 조성물에서 고체 분획을 증가시키면 백라이트 제조의 소성 단계 중에 에나멜의 균열이 유발되는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 목적은 전기전도성 패턴, 특히 기판에 대한 부착력이 양호하고, 상기한 단점 중 한가지 이상, 특히 에나멜-코팅된 기판상에서의 에나멜 균열이 없거나 최소화된, 폭이 보다 좁은 트랙을 갖는 패턴의 제조에 적합한 경제적인 전기전도성 코팅 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 전기전도성 패턴, 특히 에나멜의 균열은 최소화되면서 기판에 대한 부착력은 양호하며, 높은 전도성 및 낮은 저항율을 나타내는, 폭이 보다 좁은 트랙을 갖는 패턴의 제조에 적합한 경제적인 전기전도성 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은 전기전도성 패턴 제조에 사용하기 적합한, 액상 비히클 중에 분산된 전기전도성 재료의 미분 입자를 포함하는 조성물을 제공하는 것으로, 상기 조성물 중의 무기 결합제는 조성물 중 총 고체의 1.0% 미만, 바람직하게는 0.8% 미만, 바람직하게는 0.5% 미만, 바람직하게는 0.3% 미만, 바람직하게는 0.1% 미만으로 존재하며, 상기 조성물에 존재하지 않는 것이 바람직하다.
특히 에나멜-코팅된 기판에 대한 양호한 부착력을 달성하기 위해 전도체 조성물에 무기 결합제를 사용할 필요가 없으며, 무기 결합제 양의 감소가 에나멜의 균열을 일으키지 않거나 최소화시킨다는 것을 예기치 않게 알게되었다. 이러한 조성물은 높은 전도성 및 낮은 저항율은 유지한 채로 표면적 및 폭이 감소된 트랙을 갖는 전도성 패턴을 제조하는 데 적합하다.
본원에 기재된 조성물은 예를 들어 스트린-프린팅법에 의해 기재 상에 후막 전도성 패턴을 형성하는 페이스트 조성물로 사용하기에 적합하다. 본 발명의 조성물은 특히 자동차 산업에서 사용되는 창문에 부착된 전기전도성 격자에 의해 서리제거 및(또는) 흐림제거될 수 있는 창문 제조 성분으로서의 특별한 용도를 갖는다.
본원에서 사용되는 용어 "미분"이란, 입자가 325-메쉬 스크린 (미국 표준 체 스케일)을 통과하기에 충분히 미세한 것을 의미하는 것이다. 50% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 실질적으로 모든 입자가 0.01 내지 20 ㎛의 크기 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 바람직하게, 실질적으로 모든 입자의 최대크기는 약 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 약 5 ㎛ 이하이다.
본원에서 사용되는 용어 "무기 결합제"란 소결시 기판, 예를 들면 유리 (강화 및 합판 유리 포함), 에나멜, 에나멜-코팅 유리, 세라믹, 알루미나 또는 금속 기판에 금속을 결합시키는 작용을 하는 임의의 재료를 말한다. 조성물이 소정 온도 (전형적으로는 400 내지 700 ℃, 특히 580 내지 680 ℃)에서 소성되어 소결, 습윤 및 기판에 부착될 수 있도록 하기 위해 결합제의 연화점은 일반적으로 약 350 내지 620 ℃이다. 무기 결합제의 예로는 납 보레이트; 납 실리케이트; 납 보로실리케이트; 카드뮴 보레이트; 납 카드뮴 보로실리케이트; 아연 보로실리케이트; 나트륨 카드뮴 보로실리케이트; 비스무트 실리케이트; 비스무트 보로실리케이트; 비스무트 납 실리케이트; 비스무트 납 보로실리케이트; 아연, 코발트, 구리, 니켈, 망간 또는 철과 같은 금속의 산화물 또는 산화물 전구체가 포함된다.
전기전도성 입자는 본 발명의 조성물 제조에 적합한 임의의 형태일 수 있다. 예를 들어, 전기전도성 금속 입자는 금속 분말 또는 금속 플레이크 또는 이들의 블렌드 형태일 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 금속 입자는 분말과 플레이크의 블렌드이다. 금속 분말 또는 플레이크의 입자 크기는 기술상 효율성 측면에서 그 자체가 엄격히 결정적인 것은 아니다. 그러나, 큰 입자가 작은 입자에 비해 느린 속도로 소결한다는 점에서 입자 크기는 금속의 소결 특성에 영향을 미친다. 당업계에서 알려진 바대로 상이한 크기 및(또는) 분율의 분말 및(또는) 플레이크의 블렌드를 사용하여 소성 중에 전도체 배합물의 소결 특성을 조절할 수 있다. 그러나, 금속 입자는 보통은 스크린 프린팅법인 그의 도포 방법에 적합한 크기여야 한다. 따라서, 금속 입자는 일반적으로 약 20 ㎛ 이하, 바람직하게는 약 10 ㎛ 미만이어야 한다. 최소 입자 크기는 보통 약 0.1 ㎛이다.
전기전도성 재료에 사용되는 금속은 전형적으로 은, 금, 백금 및 팔라듐 중에서 선택된다. 이 금속은 단독으로 또는 소성시에 합금을 형성하는 혼합물로서 사용될 수 있다. 통상적인 금속 혼합물로는 백금/금, 팔라듐/은, 백금/은, 백금/팔라듐/금 및 백금/팔라듐/은이 있다. 전기전도성 재료는 또한 주석, 알루미늄, 아연, 구리, 코발트, 니켈, 철 및 비스무트와 같은 다른 금속을, 금속성 입자의 형태로, 또는 그러한 금속(들)을 함유하는 합금 입자의 형태로, 또는 가열 작용 하에서 실질적으로 금속으로 전환될 수 있는 유도체의 형태로 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 금속은 은 (임의로는 팔라듐과 혼합됨), 백금 및(또는) 금 중에서 선택되며, 바람직하게는 은 및 은/팔라듐 중에서 선택된다. 전기전도성 재료에 바람직한 금속은 은이다. 따라서, 전기전도성 성분은 90 중량％ 이상, 바람직하게는 95 중량％ 이상, 바람직하게는 98 중량％ 이상, 바람직하게는 99 중량％ 이상의 은을 포함하는 것이 바람직하고, 실질적으로 모든 전기전도성 성분이 은인 것이 바람직하다. 조성물이 1.0 ㎛보다 큰 은 입자를 50 중량％ 이상 함유하는 것이 바람직하다.
입자 크기는 일반적으로 약 20 ㎛ 이하이어야 하며, 바람직하게는 10 ㎛ 미만이다. 입자는 구형 또는 또는 회전타원체, 또는 플레이크 또는 분말 형태의 불규칙 형태, 또는 임의의 적합한 다른 형태일 수 있다.
전기전도성 재료의 기판으로의 전달을 용이하게 하기 위해, 전기전도성 재료를 액상 비히클에 분산시켜 반-유체 페이스트를 형성하며, 이는 이후에 원하는 회로 패턴으로 프린팅된다. 액상 비히클은 유기 매질이거나 수성계일 수 있다. 액상 비히클이 유기 매질인 것이 바람직하다. 임의의 적합한 불활성 액체가 유기 매질로서 사용될 수 있다. 액상 비히클은 고체와 기판의 허용가능한 습윤성, 페이스트 중 입자의 비교적 안정한 분산성, 양호한 프린팅 성능, 혹독한 취급을 견디기에 충분한 건조 필름 강도, 및 양호한 소성 특성을 제공해야 한다. 증점제, 안정화제 및(또는) 기타 통상적인 첨가제가 첨가되거나 첨가되지 않은 다양한 유기 액체가 본 발명의 조성물을 제조하는 데 사용하기 적합하다. 사용가능한 유기 액체의 예로는 알코올 (글리콜 포함); 아세테이트, 프로피오네이트 및 프탈레이트 (예, 디부틸 프탈레이트)와 같은 상기 알코올의 에스테르; 송유와 같은 테르펜 및 테르핀올 등; 저급 알코올의 폴리메타크릴레이트와 같은 수지의 용액; 또는 송유 및 디에틸렌 글리콜의 모노부틸 에테르와 같은 용매 중의 에틸 셀룰로오스 용액이 있다. 비히클은 휘발성 액체를 함유하여 기판으로의 도포 후에 신속한 경화를 촉진시킬 수도 있다.
바람직한 유기 매질은 임의로 예를 들어 디부틸 프탈레이트와 또는 디에틸렌 글리콜의 모노부틸 에테르 (부틸 카르비톨 (Carbitol)(상표명)로서 판매)와 배합된, 테르핀올 중의 에틸 셀룰로오스 (전형적으로, 9 대 1의 비)로 이루어진 증점제의 배합물을 기재로 한다. 추가의 바람직한 유기 매질은 에틸 셀룰로오스 수지, 및 알파-테르핀올, 베타-테르핀올 및 감마-테르핀올의 용매 혼합물 (전형적으로 8 내지 15％의 베타-테르핀올 및 감마-테르핀올을 함유하는 85 내지 92％의 알파-테르핀올)을 기재로 한다.
본원에 기재된 조성물은 부가적으로 당업계에 공지된 첨가제, 예를 들어 착색제 및 염색제, 레올로지 변형제, 금속성 저항율 변형제, 부착 증진제, 소결 억제제, 미가공 상태 변형제 및 계면활성제 등을 추가로 포함할 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 전기전도성 재료는 본 발명의 조성물을 제조하는 데 사용된 고상 재료의 95％ 이상, 바람직하게는 96％ 이상, 바람직하게는 97％ 이상, 바람직하게는 98％ 이상, 더욱 바람직하게는 99％ 이상을 차지하며, 실질적으로 모든 부분을 차지하는 것이 바람직하다.
분산액 중 액상 비히클 대 고체의 비는, 부분적으로는 원하는 최종 배합물의 점도에 의해 결정되며, 이 점도는 다시 시스템의 프린팅 요건에 의해 결정된다. 양호한 피복율를 달성하기 위해서는 분산액은 통상적으로 약 50 내지 약 95 중량％, 바람직하게는 약 70 내지 약 95 중량％, 더욱 바람직하게는 약 80 내지 약 95 중량％, 더욱 바람직하게는 약 85 내지 약 95 중량％의 고체를 함유하며, 약 5 내지 50 중량％의 액상 비히클을 함유할 것이다.
본원에 기재된 조성물을 제조함에 있어서, 미립자 고체를 액상 비히클과 혼합하고, 적합한 장치 (예를 들어, 3-롤 밀 또는 분말-혼합기)에 의해 당업계에 공지된 통상적인 기술에 따라 분산시켜 현탁액을 형성한다. 결과 조성물의 점도는, 예를 들어 브룩필드 (Brookfield) HBT 점도계에서 유틸리티 컵 및 14번 스핀들을 이용하여 10 rpm 및 25 ℃에서 측정시, 4 초-1의 전단 속도에서 일반적으로 약 10내지 500 Paㆍs의 범위, 바람직하게는 약 10 내지 200 Paㆍs의 범위, 더욱 바람직하게는 약 15 내지 100 Paㆍs의 범위이다. 본원에 기재된 조성물을 제조하는 일반적인 절차는 아래에 기재한다.
페이스트 성분들의 중량을 용기 내에 함께 칭량한다. 이어서, 이 성분들을 기계적 혼합기에 의해 격렬하게 혼합하여 균일한 블렌드를 형성하고; 이 블렌드를 3-롤 밀과 같은 분산 장치를 통과시켜, 예를 들어 스크린-프린팅에 의해 기판에 도포하기 적합한 점조도 및 레올로지를 갖는 페이스트형 조성물을 생성하기에 양호한 입자 분산액을 얻는다. 헤그만 (Hegman) 게이지를 사용하여 페이스트 중 입자 분산액의 상태를 측정한다. 이 기기는 한쪽 말단에서는 깊이가 25 ㎛ (1 mil)이고 다른쪽 말단에서는 깊이가 제로가 되도록 사면을 형성하는 블록 강철 채널로 구성되어 있다. 블레이드를 사용하여 채널의 길이를 따라 페이스트를 끌어 내린다. 응집체의 직경이 채널의 깊이보다 큰 곳에서 스크래치가 나타난다. 만족할만한 분산액은 4번째로 큰 스크래치 지점이 전형적으로 1 내지 18 ㎛일 것이다. 채널의 절반이 잘 분산된 페이스트로 커버되지 않은 지점은 전형적으로 3 내지 8 ㎛이다. 4번째 스크래치 측정치가 20 ㎛를 넘고, "절반-채널" 측정치가 10 ㎛를 넘는 경우 현탁액의 분산 상태가 불량함을 나타낸다.
이어서, 당업계 공지의 종래 기술을 이용하여, 전형적으로 스크린 프린팅 방법에 의해 상기 조성물을 약 20 내지 60 ㎛, 바람직하게는 약 35 내지 50 ㎛의 습윤 두께로 기판에 도포한다. 본원에 기재된 조성물은 자동 프린터 또는 수동 프린터를 이용하여 종래의 방식으로 기판에 프린팅할 수 있다. 45 yarn/㎝ 이상, 바람직하게는 77 yarn/㎝ 이상의 스크린을 이용한 자동 스크린 프린팅 기술을 채용하는 것이 바람직하다. 임의로, 프린팅된 패턴을 소성 전에 200 ℃ 미만, 바람직하게는 약 150 ℃에서 약 30초 내지 약 15분의 기간 동안 건조시킬 수 있다. 입자를 소결시키기 위한 소성은, 약 200 ℃ 내지 500 ℃에서, 이어서 약 30초 내지 약 15분의 기간 동안 지속되는, 약 500 내지 1000 ℃, 바람직하게는 약 600 내지 850 ℃의 최대 온도 기간에서 비히클을 연소시키는 온도 프로파일을 갖춘 환기 벨트 컨베이어 퍼니스에서 수행하는 것이 바람직하다. 이 과정 이후에 냉각 사이클, 임의로는 제어된 냉각 사이클을 수행하여, 과다 소결, 중간 온도에서의 원치않는 화학반응, 또는 지나치게 신속한 냉각에 의해 발생할 수 있는 기판 균열을 방지한다. 전체 소성 절차는 약 2 내지 60분의 기간에 걸쳐 진행될 것이며, 여기서 약 1 내지 25분은 소성 온도에 도달하는 시간이고 약 10초 내지 약 10분은 소성 온도에서의 유지 시간이며 약 5초 내지 25분은 냉각 시간이다. 강화 유리 기판의 제조에 있어서, 일반적으로 전체 소성 절차가 약 2 내지 5분의 기간 (여기서, 약 1 내지 4분은 소성 온도에 도달하는 시간이며, 이후에 신속하게 냉각시킴)에 걸쳐 진행되는 제어된 냉각 사이클이 이용된다.
소성 후에 후막의 전형적인 두께는 약 3 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 바람직하게는 약 8 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 15 ㎛이며, 전형적으로는 약 10 ㎛이다. 소성 후 전도성 패턴에 있는 개별 트랙의 전형적인 폭은 1 ㎜ 이하, 바람직하게는 400 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 300 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 250 ㎛ 이하이다.
본원에 기재된 조성물은 주로 자동차 글레이징, 특히 백라이트에서의 안개제거 소자 또는 서리제거 소자와 같은 창문의 가열 소자의 제조에 사용하려는 것이다. 창문에서 서리를 신속하게 제거하기 위해서는 회로가 낮은 전압 (전형적으로 12 볼트)의 전력 공급원으로부터 다량의 전력을 공급할 수 있어야 한다. 그러한 전력 공급원의 경우, 전도성 패턴의 저항율 요건은 일반적으로 약 1.5 내지 약 15 μΩ㎝, 바람직하게는 약 1.5 내지 약 4 μΩ㎝의 범위이다.
또한, 본 발명의 조성물은 프린팅된 에어리얼이나 안테나와 같이 창문에 다른 전도성 기능을 도입시키는 데 사용될 수도 있다. 코팅 조성물은 일반적으로 인쇄 회로 및 가열 소자를 비롯한 다양한 다른 분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 조성물은 온수 가열 기기의 베이스 플레이트로서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 측면에 따라 전기전도성 패턴을 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은
(i) 기판을 제공하는 단계;
(ii) 상기 기판의 적어도 일부분에 에나멜층을 제공하고, 임의로는 에나멜을 본원에 기재된 바와 같이 경화 또는 건조시키는 단계;
(iii) 상기 에나멜에, 액상 비히클에 분산된 전기전도성 재료의 미분 입자를 포함하는 전기전도성 조성물을 도포하고 (여기서, 상기 조성물 중의 무기 결합제는 조성물 중 총 고체의 1.0％ 미만, 바람직하게는 0.8％ 미만, 바람직하게는 0.5％ 미만, 바람직하게는 0.3％ 미만, 바람직하게는 0.1％ 미만으로 존재하며, 상기 조성물에 존재하지 않는 것이 바람직하다), 임의로는 상기 전도성 조성물을 건조시키는 단계; 및
(iv) 코팅된 기판을 소성시키는 단계
를 포함한다.
상기 에나멜 및(또는) 상기 전기전도성 조성물을 침착시키는 방법은 스크린-프린팅 방법이 바람직하다.
기판은 전형적으로 유리와 같은 강성 기판이다. 소성 방법은 강화 유리의 제조를 위한 속성 냉각 단계를 임의로 포함할 수 있다.
본 발명의 추가 측면에 따라, 적어도 일부분에 에나멜층을 갖고 상기 에나멜 층의 적어도 일부분에 전기전도성 패턴을 갖는 기판이 제공되며, 상기 전기전도성 패턴은 전도성 조성물로부터 형성되며, 상기 전도성 조성물은 액상 비히클에 분산된 전기전도성 재료의 미분 입자를 포함하고, 상기 조성물 중의 무기 결합제는 조성물 중 총 고체의 1.0％ 미만, 바람직하게는 0.8％ 미만, 바람직하게는 0.5％ 미만, 바람직하게는 0.3％ 미만, 바람직하게는 0.1％ 미만으로 존재하며, 상기 조성물에 존재하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 추가 측면에 따라, 본원에 기재된 전도성 조성물의 전기전도성 패턴 제조에 있어서의 용도가 제공된다.
다음 절차를 이용하여 본원에 기재된 조성물을 평가하였다.
부착력
구리 클립 (Quality Product Gen. Eng. (Wickwar), UK로부터 얻음)을 350 내지 380 ℃의 납땜 인두 온도에서 70/27/3 Pb/Sn/Ag 납땜 합금을 이용하여 유리 기판 상의 소성된 전도성 패턴 (치수 10.2 ㎝ x 5.1 ㎝ x 3 ㎜)에 납땜하였다. 소량의 약활성 로진 플럭스, 예를 들면 알파 (ALPHA) 615-25 (등록상표) (Alpha Metals Limited, Croydon, U.K.)를 사용하여 납땜 습윤성을 향상시키고 부품 조립 중에 납땜 및 클립을 그 자리에 유지할 수 있는데, 이 경우에 플럭스는 새로운 플럭스 박막을 함유하는 얕은 접시를 사용하여 납땜에 도포된다. 부착력은 샤틸론 (Chattillon)(등록상표) 인장 시험기 모델 USTM 상에서 1분 당 0.75 ±0.1 인치 (1분 당 1.91 ±0.25 ㎝)의 인장 속도로 측정되었으며 인장 강도는 부착 파괴시에 기록되었다. 8개 샘플에 대한 부착 파괴의 평균 값이 측정되었다. 부착력은 바람직하게는 10 ㎏을 넘고, 더욱 바람직하게는 15 ㎏을 넘고, 더욱 바람직하게는 20 ㎏을 넘어야 한다.
저항 및 저항율
유리 기판 상의 소성된 전도성 패턴 (치수 10.2 ㎝ x 5.1 ㎝ x 3 ㎜)의 저항은 1 내지 900 Ω에 사용하기 위해 보정된 젠래드 (GenRad) 모델 1657 RLC 브릿지 또는 등가물을 사용하여 측정하였다. 전도층의 두께는 서프-분석기 (surf-analyzer)와 같은 두께 측정 장치를 사용하여 측정된다 (예를 들면, 스프링 부하된 철필을 사용하여 기판 표면을 2차원적으로 분석하는 접촉 측정 장치인 TALYSURF; 임의의 높이 변화는 철필을 편향시킬 것이며 이 변화는 챠트 기록기와 같은 기록기 상에 등록되고; 기저선과 평균 높이의 차이가 프린트 두께이다). 패턴의 저항은 전도성 트랙이 납땜 패드를 만나는 지점에 프로브 팁을 놓아서 측정하였다. 층의 벌크 저항율 (두께-표준화됨)은 패턴에 대해 측정된 저항을 패턴에서의 사각형의수로 나눔으로써 결정되며, 여기서 사각형의 수는 트랙의 폭으로 나누어진 전도성 트랙의 길이이다. 저항율 값은 표준화된 두께 (본원에서는 10 ㎛)에서 mΩ/□로서 얻어지며, 본원에서는 μΩ㎝의 단위로 제시된다.
입자 크기
제조 중의 페이스트의 분산 상태는 ASTM D1210-79에 따라 큰 헤그만 타입 파인니스 오브 그라인드 게이지(fineness of grind guage)를 사용하여 측정된다. 전도성 입자의 입자 크기 분포는 마이크로트랙 (Microtrac)(상표명) II 입자 크기 분석기 모델 7997 (Leeds and Northrop)을 사용하여 측정되고, d50 값 (즉, 입자의 50％가 해당 값 미만인 크기)이 계산된다.
본 발명은 이제 다음 실시예를 참고로 설명될 것이다. 실시예가 본 발명을 제한하지 않으며 세부 사항이 본 발명의 영역에서 벗어나지 않고 변형될 수 있음을 이해할 것이다.
<실시예>
본원에 상기한 방법을 이용하여 전도성 패턴을 제조하였다. 은 입자는 66％의 불규칙형 은 입자 (d50 = 5.4 내지 11 ㎛), 11％의 구형 은 입자 (d50 = 0.4 내지 0.9 ㎛) 및 11％의 플레이크 은 입자 (d50 = 약 2.0 ㎛)의 혼합물이었다. 사용된 결합제는 Bi2O3(69.82％), B2O3(8.38％), SiO2(7.11％), CaO (0.53％), ZnO (12.03％) 및 Al2O3(2.13％)를 포함하는 조성물이었다. 액상 비히클은 레올로지 조정을 위해 주로 디에틸렌 글리콜의 모노부틸 에테르 (부틸 카르비톨 (Carbitol)(상표명)로서 판매)와 배합된 테르핀올 중의 에틸 셀룰로오스 (9 대 1의 비)이었다. 기판은 세르덱 (Cerdec) 14252 에나멜 (Cerdec, NL; Ferro (Holland) BV, NL)로 코팅된 유리 기판이었다. 모든 부분은 피크 소성 온도가 660 ℃인 벨트 퍼니스를 통과시켜 소성하였으며, 이 샘플은 피크 온도에서 약 72초 동안 두었다. 퍼니스에서의 총 통과 시간은 약 21분이었다. 소성된 필름 두께는 하기 표 1에 나타낸다.
| 실시예 1 | 비교예 1 | |
| 은 함량 (％) | 94 | 88 |
| 결합제 함량 (％) | 0 | 4 |
| 유기물 함량 (％) | 6 | 8 |
| 소성된 필름 두께 (㎛) | 40 | 35 |
| 저항 (μΩ㎝) | 0.91 | 1.05 |
| 저항율 (mΩ/□) | 3.64 | 3.68 |
| 부착력 (kg) | 34.5 | 32 |
| 에나멜 균열 | 균열되지 않음 | 균열됨 |
본 발명의 전기전도성 코팅 조성물을 사용함으로써 기판에 대한 부착력이 양호하고, 에나멜-코팅된 기판상에서의 에나멜 균열이 유발되지 않거나 최소화되며, 폭이 보다 좁은 트랙을 갖는 전기전도성 패턴을 제조할 수 있다.
Claims (6)
- 전도성 및 저항율은 유지한 채로 단면적 및 폭을 감소시키기 위한 기판 상의 전기전도성 패턴 제조에 사용하기 위한, 액상 비히클 (b)에 분산된 전기전도성 재료의 미분 입자 (a) 50 내지 95 중량%을 주성분으로 포함하는 전도체 조성물.
- 액상 비히클 (c) 중에 분산된,전기전도성 재료의 미분 입자 (a);납 보레이트, 납 실리케이트, 납 보로실리케이트, 카드뮴 보레이트, 납 카드뮴 보로실리케이트, 아연 보로실리케이트, 나트륨 카드뮴 보로실리케이트, 비스무트 실리케이트, 비스무트 보로실리케이트, 비스무트 납 실리케이트, 비스무트 납 보로실리케이트, 금속의 산화물 또는 산화물 전구체 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 무기 결합제 (b)를 포함하며,총 조성물은 고체를 50 내지 95 중량% 함유하며, 상기 무기 결합제는 조성물중 총 고체의 1.0% 미만으로 존재하는 전도체 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기전도성 재료가 은, 금, 백금 또는 팔라듐 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 조성물.
- (i) 기판을 제공하는 단계;(ii) 상기 기판의 적어도 일부분에 에나멜 층을 제공하는 단계;(iii) 상기 에나멜 상에 제1항 또는 제2항의 전도체 조성물을 도포하는 단계; 및(iv) 코팅된 기판을 소성시키는 단계를 포함하는, 전기전도성 패턴의 제조 방법.
- 적어도 일부분에 에나멜 층을 가지며,상기 에나멜의 적어도 일부분에 전기전도성 패턴이 있으며,상기 전기전도성 패턴은 액상 비히클 (c) 중에 분산된, 전기전도성 재료의 미분 입자 (a); 납 보레이트, 납 실리케이트, 납 보로실리케이트, 카드뮴 보레이트, 납 카드뮴 보로실리케이트, 아연 보로실리케이트, 나트륨 카드뮴 보로실리케이트, 비스무트 실리케이트, 비스무트 보로실리케이트, 비스무트 납 실리케이트, 비스무트 납 보로실리케이트, 금속의 산화물 또는 산화물 전구체 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 무기 결합제 (b)를 포함하며, 상기 무기 결합제는 조성물 중 총 고체의 0 내지 1.0%로 존재하는 전도체 조성물로부터 형성되는 것인 제품.
- 제4항에 있어서, (iii) 단계에서 제3항의 전도체 조성물을 도포하는 것인 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB0307547.0A GB0307547D0 (en) | 2003-04-01 | 2003-04-01 | Conductor composition V |
| GB0307547.0 | 2003-04-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040088391A true KR20040088391A (ko) | 2004-10-16 |
| KR100603486B1 KR100603486B1 (ko) | 2006-07-24 |
Family
ID=9955991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040022519A KR100603486B1 (ko) | 2003-04-01 | 2004-04-01 | 전자 회로에 사용하기 위한 전도체 조성물 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US7470380B2 (ko) |
| EP (1) | EP1465209B1 (ko) |
| JP (1) | JP2004311438A (ko) |
| KR (1) | KR100603486B1 (ko) |
| CN (1) | CN100358053C (ko) |
| DE (1) | DE602004009237T2 (ko) |
| GB (1) | GB0307547D0 (ko) |
| TW (1) | TWI346672B (ko) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112005001527B4 (de) * | 2004-07-06 | 2019-10-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Elektrisch leitfähige Paste und eine elektrisch leitfähige Paste aufweisendes keramisches Elektronikbauelment |
| US7556748B2 (en) | 2005-04-14 | 2009-07-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method of manufacture of semiconductor device and conductive compositions used therein |
| US8895899B2 (en) * | 2007-10-26 | 2014-11-25 | Philippe Marquet | Glazing comprising a network of conducting wires |
| JP2011524068A (ja) * | 2008-05-28 | 2011-08-25 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 光電池の導体に使用されるサブミクロン粒子を含む組成物 |
| EP2664503B1 (en) | 2011-01-14 | 2018-03-07 | Asahi Glass Company, Limited | A method for producing a windowpane for vehicles |
| KR101962499B1 (ko) | 2011-10-28 | 2019-03-26 | 코닝 인코포레이티드 | 적외선 반사도를 갖는 유리 제품 및 이의 제조방법 |
| CA2813551C (en) | 2012-04-20 | 2018-10-30 | Goodrich Corporation | Printed heating element |
| US9351398B2 (en) * | 2013-04-04 | 2016-05-24 | GM Global Technology Operations LLC | Thick film conductive inks for electronic devices |
| CN104658633A (zh) * | 2013-11-20 | 2015-05-27 | 湖南利德电子浆料有限公司 | 一种汽车玻璃热线用导电铜浆的配方及制备方法 |
| WO2016176096A1 (en) | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Corning Incorporated | Electrically conductive articles with discrete metallic silver layers and methods for making same |
| EP3278959B1 (de) * | 2016-08-01 | 2019-02-13 | ROPEX Industrie-Elektronik GmbH | Heizanordnung |
| JP6740995B2 (ja) * | 2017-06-30 | 2020-08-19 | 株式会社デンソー | 電気抵抗体、ハニカム構造体、および、電気加熱式触媒装置 |
Family Cites Families (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3583931A (en) | 1969-11-26 | 1971-06-08 | Du Pont | Oxides of cubic crystal structure containing bismuth and at least one of ruthenium and iridium |
| US4366094A (en) | 1981-02-02 | 1982-12-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Conductor compositions |
| US4381945A (en) * | 1981-08-03 | 1983-05-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductor compositions |
| US4510179A (en) | 1981-08-18 | 1985-04-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrode on heat-resisting and isolating substrate and the manufacturing process for it |
| US4459166A (en) * | 1982-03-08 | 1984-07-10 | Johnson Matthey Inc. | Method of bonding an electronic device to a ceramic substrate |
| US4446059A (en) | 1982-04-15 | 1984-05-01 | E. I. Du Pont De Nemours & Co. | Conductor compositions |
| JPS6166303A (ja) | 1984-09-06 | 1986-04-05 | 太陽誘電株式会社 | 配線基板の製造方法 |
| DE3770507D1 (de) | 1986-03-31 | 1991-07-11 | Hitachi Chemical Co Ltd | Verfahren zur metallisierung von glasoberflaechen. |
| WO1992003030A1 (en) | 1990-07-31 | 1992-02-20 | Nfe Co., Ltd. | Method of forming electrodes |
| US5162062A (en) | 1991-06-17 | 1992-11-10 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for making multilayer electronic circuits |
| US5242623A (en) * | 1991-08-13 | 1993-09-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Screen-printable thick film paste composition |
| US5302557A (en) | 1991-12-03 | 1994-04-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Automotive glass thick film conductor paste |
| US5296413A (en) * | 1991-12-03 | 1994-03-22 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Automotive glass thick film conductor paste |
| JPH05235497A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Murata Mfg Co Ltd | 銅導電性ペースト |
| JPH0640821A (ja) | 1992-07-24 | 1994-02-15 | Toshiba Silicone Co Ltd | 防カビ性ポリオルガノシロキサン組成物 |
| US5376596A (en) * | 1992-08-06 | 1994-12-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Conductive paste |
| US5378408A (en) | 1993-07-29 | 1995-01-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Lead-free thick film paste composition |
| JPH07302510A (ja) | 1994-05-10 | 1995-11-14 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 導電ペースト組成物 |
| JP3541070B2 (ja) | 1994-11-15 | 2004-07-07 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 自動車ガラスの厚膜導電体ペースト |
| JPH08148787A (ja) | 1994-11-21 | 1996-06-07 | Sumitomo Kinzoku Ceramics:Kk | 厚膜ペースト |
| US5518663A (en) | 1994-12-06 | 1996-05-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductor compositions with improved adhesion |
| JPH08186049A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Du Pont Kk | 多層コンデンサー用端子電極組成物 |
| GB9518033D0 (en) | 1995-09-05 | 1995-11-08 | Cookson Matthey Ceramics Plc | Composition |
| JPH09139112A (ja) | 1995-11-16 | 1997-05-27 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 厚膜導体組成物 |
| US5670089A (en) | 1995-12-07 | 1997-09-23 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Conductive paste for MLC termination |
| JP3209089B2 (ja) * | 1996-05-09 | 2001-09-17 | 昭栄化学工業株式会社 | 導電性ペースト |
| DE19647044A1 (de) | 1996-11-14 | 1998-05-20 | Degussa | Paste für Einbrennschichten |
| EP0895252A1 (en) | 1997-07-29 | 1999-02-03 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film silver termination composition |
| JP2000048642A (ja) | 1998-07-24 | 2000-02-18 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペースト及びガラス回路基板 |
| JP3484983B2 (ja) | 1998-07-28 | 2004-01-06 | 株式会社村田製作所 | 導電性ペースト及びガラス回路基板 |
| JP3571957B2 (ja) * | 1999-03-30 | 2004-09-29 | 松下電器産業株式会社 | 導体ペーストおよびセラミック多層基板の製造方法 |
| GB9923882D0 (en) | 1999-10-08 | 1999-12-08 | Du Pont | Chemical composition |
| US6787068B1 (en) * | 1999-10-08 | 2004-09-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Conductor composition |
| US6228288B1 (en) * | 2000-04-27 | 2001-05-08 | Cts Corporation | Electrically conductive compositions and films for position sensors |
| 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 |
| GB0108888D0 (en) | 2001-04-09 | 2001-05-30 | Du Pont | Conductor composition IV |
| GB0108887D0 (en) | 2001-04-09 | 2001-05-30 | Du Pont | Conductor composition III |
| GB0108886D0 (en) | 2001-04-09 | 2001-05-30 | Du Pont | Conductor composition II |
| US20030178057A1 (en) * | 2001-10-24 | 2003-09-25 | Shuichi Fujii | Solar cell, manufacturing method thereof and electrode material |
| US7074349B2 (en) * | 2003-01-24 | 2006-07-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Terminal electrode compositions for multilayer ceramic capacitors |
| US7138347B2 (en) * | 2003-08-14 | 2006-11-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick-film conductor paste for automotive glass |
| US7731868B2 (en) * | 2007-04-12 | 2010-06-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductive composition and process for use in the manufacture of semiconductor device |
-
2003
- 2003-04-01 GB GBGB0307547.0A patent/GB0307547D0/en not_active Ceased
-
2004
- 2004-03-23 US US10/806,556 patent/US7470380B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-01 KR KR1020040022519A patent/KR100603486B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-04-01 JP JP2004109409A patent/JP2004311438A/ja active Pending
- 2004-04-01 CN CNB2004100352350A patent/CN100358053C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-01 TW TW093109112A patent/TWI346672B/zh not_active IP Right Cessation
- 2004-04-01 DE DE602004009237T patent/DE602004009237T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-01 EP EP04251991A patent/EP1465209B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2008
- 2008-11-24 US US12/276,943 patent/US20090098350A1/en not_active Abandoned
-
2011
- 2011-05-24 US US13/114,394 patent/US8257618B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100603486B1 (ko) | 2006-07-24 |
| DE602004009237D1 (de) | 2007-11-15 |
| US8257618B2 (en) | 2012-09-04 |
| EP1465209B1 (en) | 2007-10-03 |
| US20110220852A1 (en) | 2011-09-15 |
| EP1465209A1 (en) | 2004-10-06 |
| US7470380B2 (en) | 2008-12-30 |
| US20040222407A1 (en) | 2004-11-11 |
| US20090098350A1 (en) | 2009-04-16 |
| TW200500403A (en) | 2005-01-01 |
| GB0307547D0 (en) | 2003-05-07 |
| CN1536587A (zh) | 2004-10-13 |
| CN100358053C (zh) | 2007-12-26 |
| DE602004009237T2 (de) | 2008-07-10 |
| TWI346672B (en) | 2011-08-11 |
| JP2004311438A (ja) | 2004-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8257618B2 (en) | Conductor composition V | |
| US7914709B2 (en) | Conductor compositions and the use thereof | |
| US7935168B2 (en) | Use of conductor compositions in electronic circuits | |
| US7189343B2 (en) | Use of conductor compositions in electronic circuits | |
| KR100558827B1 (ko) | 전자 회로에서의 전도체 조성물의 용도 | |
| US6787068B1 (en) | Conductor composition | |
| KR100668548B1 (ko) | 전도체 조성물 및 그의 용도 | |
| EP1218891B1 (en) | Conductor composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120620 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |