KR20180051219A - Electrical conductive paste - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 면상 발열체 제조를 위한 도전성 페이스트에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive paste for producing a surface heating element.
전류를 흘려서 열을 발생시키는 전기 저항체를 발열체라 한다. 발열체는 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 최근에는 면의 형태를 가지는 면상 발열체가 다양한 분야에 사용되고 있다. 면상 발열체는 종래 열선보다 열효율이 높고, 전자파 발생량이 적다는 장점이 있다.An electric resistor that generates heat by flowing a current is called a heating element. The heating element can be made in various forms. In recent years, surface heating elements having a surface shape have been used in various fields. The planar heating element has an advantage that the thermal efficiency is higher than that of the conventional heat ray, and the amount of generated electromagnetic waves is smaller.
면상 발열체는 기판 위에 도전성 페이스트를 인쇄한 후 소결시킴으로써 제조된다. 도전성 재료를 면상 발열체로 제조하기 위해서는, 도전성 재료가 기판 위에서 소결시키기에 적합한 재료이어야 한다.An area heating element is manufactured by printing a conductive paste on a substrate and then sintering. In order to make the conductive material from a planar heating element, the conductive material must be a material suitable for sintering on the substrate.
발열체의 재료로 금속계 물질 또는 세라믹 재료가 사용된다.A metal material or a ceramic material is used as the material of the heating element.
금속계 물질의 경우, 기본적으로 비저항 값이 작기 때문에 높은 효율의 발열체를 제조할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 금속계 물질은 소결 시 그 부피변화가 거의 없기 때문에, 기판과의 수축률 차이를 고려할 필요가 없어 면상 발열체로 제조하기가 용이하다는 장점이 있다.In the case of the metal-based material, since the resistivity value is basically small, it is advantageous to produce a high-efficiency heating element. In addition, since the metal-based material has almost no change in volume at the time of sintering, there is no need to take into account the difference in shrinkage rate with respect to the substrate, which is advantageous in that it can be easily manufactured by the surface heating element.
다만, 금속계 물질은 온도 상승과 함께 저항이 점점 증가한다. 금속계 물질을 포함하는 발열체를 낮은 온도(500℃ 이하)로 발열시키는 경우, 상술한 비저항 상승은 크게 문제가 되지 않는다. 하지만, 발열체의 발열 온도가 높아질수록 비저항 상승은 발열체의 효율을 저하시키는 주된 요인이 된다. 따라서, 금속계 물질은 500℃ 이하의 온도로 발열되는 발열체에 사용된다.However, the resistance of metallic materials increases with temperature rise. When the heating element including the metal-based material is heated at a low temperature (500 DEG C or less), the aforementioned resistivity rise is not a serious problem. However, as the exothermic temperature of the exothermic body becomes higher, the resistivity increase becomes a main factor for lowering the efficiency of the exothermic body. Therefore, the metal-based material is used for a heating element that generates heat at a temperature of 500 DEG C or lower.
한편, 도전성 세라믹 재료는 900℃를 넘는 고온에서도 비저항 값 변화가 거의 없다는 장점이 있다. 하지만, 도전성 세라믹 재료는 금속 도체보다 비저항 값이 높기 때문에, 도전성 세라믹 재료를 포함하는 발열체를 낮은 온도로 발열시키는 경우, 금속 도체를 포함하는 발열체보다 그 효율이 떨어진다. 따라서, 세라믹 재료는 900℃ 이상의 온도로 발열되는 발열체에 사용된다.On the other hand, the conductive ceramic material has an advantage that the specific resistance value hardly changes even at a high temperature exceeding 900 캜. However, since the conductive ceramic material has a higher resistivity value than the metal conductor, when the heating element including the conductive ceramic material is heated at a low temperature, the efficiency is lower than that of the heating element including the metal conductor. Therefore, the ceramic material is used for a heating element that generates heat at a temperature of 900 DEG C or higher.
한편, 세라믹 재료만으로 이루어지는 발열체는 그 발열 온도가 매우 높고, 이를 제조하기 위한 소결 온도 또한 매우 높기 때문에, 면상 발열체 제조 시 소결체와 기판 간의 화학반응이 문제된다. 이로 인하여, 종래 도전성 세라믹 재료는 기판 위에서 소결되지 않고, 세라믹 재료 단독으로 소결되어 왔다. 이에, 세라믹 재료는 면상 발열체가 아니라 일정한 부피를 가지는(예를 들어 봉 형태의 발열체) 발열체로 활용되어 왔다.On the other hand, a heating element made only of a ceramic material has a very high heat generation temperature and a very high sintering temperature for producing the same, so that a chemical reaction between the sintered body and the substrate is problematic in manufacturing the surface heating element. Due to this, the conventional conductive ceramic material has not been sintered on the substrate, and the ceramic material has been sintered alone. Therefore, the ceramic material has not been used as a planar heating element but has been utilized as a heating element having a certain volume (for example, a heating element in the form of a rod).
상술한 바와 같이, 금속계 물질 및 세라믹 재료 각각은 500 내지 900℃의 온도에서 발열되는 면상 발열체 재료로 활용되기에 부적합하다. 구체적으로, 500 내지 900℃의 온도에서, 금속계 물질은 비저항 증가로 인하여 효율이 좋지 않고, 세라믹 재료는 높은 비저항으로 효율이 좋지 않으며, 면 형태의 발열체로 제조하기 부적합하다.As described above, each of the metal-based material and the ceramic material is unsuitable for use as a planar heating element material that generates heat at a temperature of 500 to 900 캜. Specifically, at a temperature of 500 to 900 DEG C, the metal-based material is not efficient due to an increase in resistivity, and the ceramic material has a high resistivity and inefficiency, and is unsuitable for producing a surface heating element.
이로 인하여, 종래에는 500 내지 900℃의 온도에서 높은 효율로 발열 되는 면상 발열체 재료가 없는 실정이다.As a result, there is no conventional planar heating element material that generates heat at a high efficiency at a temperature of 500 to 900 ° C.
본 발명은 전술한 문제를 해결하고자, 본 발명은 500 내지 900℃의 온도에서 발열되는 면상 발열체 제조를 위한 도전성 페이스트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above-described problems, the present invention aims to provide a conductive paste for producing a planar heating element which is heated at a temperature of 500 to 900 캜.
또한, 본 발명은 면상 발열체를 제조함에 있어서, 소결온도를 낮출 수 있는 도전성 페이스트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a conductive paste capable of lowering the sintering temperature in the production of a planar heating element.
또한, 본 발명은 면상 발열체를 제조함에 있어서, 발열체 표면에서의 crack발생을 억제하고, 발열체와 다른 물질 간의 화학반응을 억제할 수 있는 도전성 페이스트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a conductive paste capable of suppressing cracking on the surface of a heating element and suppressing a chemical reaction between the heating element and another material in the production of the surface heating element.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 도전성 세라믹 파우더, 금속계 파우더 및 소결 조제를 포함하는 도전성 페이스트를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a conductive paste including a conductive ceramic powder, a metal powder, and a sintering auxiliary agent.
일 실시 예에 있어서, 상기 도전성 세라믹 파우더는 Lanthanum Cobaltite(LC), Lanthanum Strontium Chromite(LSC), Lanthanum strontium manganite(LSM), Lanthanum Strontium Cobalt Ferrite(LSCF), Lanthanum manganite(LMO), Lithium Manganese Nickel Oxide (LMNO) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the conductive ceramic powder is selected from the group consisting of Lanthanum Cobaltite (LC), Lanthanum Strontium Chromite (LSC), Lanthanum strontium manganite (LSM), Lanthanum Strontium Cobalt Ferrite (LSCF), Lanthanum manganite (LMO), Lithium Manganese Nickel Oxide LMNO). ≪ / RTI >
일 실시 예에 있어서, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 상기 도전성 세라믹 파우더의 함량은 20 내지 70 wt%일 수 있다.In one embodiment, the content of the conductive ceramic powder may be 20 to 70 wt% based on the total mass of the conductive paste.
일 실시 예에 있어서, 상기 금속계 파우더는 Ag, Ag-Pd, RuO2, Pt, Cu, Zn, Ag-Pt 및 Ni 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the metal-based powder may be composed of at least one of Ag, Ag-Pd, RuO 2, Pt, Cu, Zn, Ag-Pt and Ni.
일 실시 예에 있어서, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 상기 금속계 파우더의 함량은 20 내지 70 wt%일 수 있다.In one embodiment, the amount of the metal-based powder may be 20 to 70 wt% based on the total mass of the conductive paste.
일 실시 예에 있어서, 상기 소결 조제는, Li2CO3, Li2O, V2O5, Na2CO3, CuO, B2O3 및 Bi2O3 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the sintering aid may be composed of at least one of Li 2 CO 3 , Li 2 O, V 2 O 5 , Na 2 CO 3 , CuO, B 2 O 3 and Bi 2 O 3 .
일 실시 예에 있어서, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 상기 소결 조제의 함량은 0.1 내지 10 wt%일 수 있다.In one embodiment, the content of the sintering auxiliary may be 0.1 to 10 wt% based on the total mass of the conductive paste.
일 실시 예에 있어서, 상기 소결 조제는, 제1 및 제2소결 조제의 혼합물로 이루어질 수 있고, 상기 소결 조제의 용융 온도는 상기 제1소결 조제의 용융 온도와 상기 제2소결 조제의 용융 온도 사이일 수 있다.In one embodiment, the sintering aids may be composed of a mixture of the first and second sintering aids, and the melting temperature of the sintering aids is between the melting temperature of the first sintering aids and the melting temperature of the second sintering aids Lt; / RTI >
일 실시 예에 있어서, 상기 금속계 파우더는 단일 원소로 이루어지는 금속계 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 상기 도전성 세라믹 파우더의 함량은 30.0 내지 37.5wt%이고, 상기 금속계 파우더의 함량은 35.0 내지 45.0wt%이고, 상기 소결 조제의 함량은 2.0 내지 10.0wt%일 수 있다.In one embodiment, the metal-based powder is made of a metallic material consisting of a single element, and the conductive ceramic powder is contained in an amount of 30.0 to 37.5 wt% based on the total mass of the conductive paste, The content of the sintering auxiliary agent may be 35.0 to 45.0 wt%, and the content of the sintering auxiliary agent may be 2.0 to 10.0 wt%.
일 실시 예에 있어서, 상기 금속계 파우더는 금속 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 상기 도전성 세라믹 파우더의 함량은 20.0 내지 25.0wt%이고, 상기 금속계 파우더의 함량은 45.0 내지 55.0wt%이고, 상기 소결 조제의 함량은 2.0 내지 10.0wt%일 수 있다.In one embodiment, the metal-based powder is made of a metal alloy, wherein the conductive ceramic powder is 20.0 to 25.0 wt% based on the total weight of the conductive paste, and the metal-based powder is 45.0 To 55.0 wt%, and the content of the sintering auxiliary agent may be 2.0 wt% to 10.0 wt%.
일 실시 예에 있어서, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 상기 도전성 세라믹 파우더의 함량은 30.0 내지 35.0wt%이고, 상기 금속계 파우더의 함량은 35.0 내지 45.0wt%인 것을 특징으로 하고, 상기 소결 조제는 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 3.0 내지 4.0wt%의 CuO, 0.5 내지 0.7wt%의 V2O5로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the content of the conductive ceramic powder is 30.0 to 35.0 wt% based on the total mass of the conductive paste, and the content of the metal-based powder is 35.0 to 45.0 wt% Based on the total mass of the conductive paste, 3.0 to 4.0 wt% of CuO, and 0.5 to 0.7 wt% of V 2 O 5 .
본 발명에 따르면, 500 내지 900℃의 온도에서 안정적으로, 균일하게 발열 될 수 있는 면상 발열체를 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, it becomes possible to provide a planar heating element which can stably and uniformly generate heat at a temperature of 500 to 900 ° C.
도 1은 종래 면상 발열체의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 면상 발열체의 단면도이다.
도 3a는 Glass Frit을 포함하는 도전성 페이스트를 사용하여 제조된 발열층의 사진이다.
도 3b는 도 3a를 확대한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 도전성 페이스트를 사용하여 제조된 발열층의 사진이다.
도 5는 Glass Frit을 포함하는 도전성 페이스트 및 본 발명에 따른 도전성 페이스트 각각을 사용하여 제조된 발열층을 비교한 사진이다.
도 6a는 도 1에서 설명한 면상 발열체의 사진이다.
도 6b는 도 2에서 설명한 면상 발열체의 사진이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a conventional planar heating element.
2 is a sectional view of a planar heating element according to an embodiment of the present invention.
3A is a photograph of a heating layer made using a conductive paste containing Glass Frit.
FIG. 3B is an enlarged photograph of FIG. 3A.
4 is a photograph of a heating layer made using the conductive paste according to the present invention.
Fig. 5 is a photograph showing a comparison between a conductive paste containing Glass Frit and a heat-generating layer produced using each of the conductive pastes according to the present invention.
6A is a photograph of the planar heating element described in Fig.
6B is a photograph of the planar heating element shown in Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
본 발명에 따른 도전성 페이스트는 도전성 세라믹 파우더, 금속계 파우더 및 소결 조제(Sintering Agent)를 포함하여 이루어진다.The conductive paste according to the present invention comprises a conductive ceramic powder, a metal-based powder, and a sintering agent.
본 발명에 따른 도전성 페이스트는 도전성 세라믹 및 금속계 물질 각각의 장점을 살림과 동시에, 도전성 세라믹 및 금속계 물질 각각의 서로의 단점을 보완할 수 있도록 한다.The conductive paste according to the present invention makes it possible to complement the disadvantages of each of the conductive ceramic and the metal-based material while maintaining the advantages of each of the conductive ceramic and the metal-based material.
한편, 본 발명에 따른 면상 발열체에 포함된 발열층은 기판 위에 상기 도전성 페이스트를 인쇄한 후, 소결시킴으로써 제조될 수 있다. 소결 온도가 높을 경우, 소결체 간의 화학반응을 억제하기 어렵고, 제조 비용이 높아진다.On the other hand, the heat generating layer included in the planar heating element according to the present invention can be manufactured by printing the conductive paste on a substrate, followed by sintering. When the sintering temperature is high, it is difficult to suppress the chemical reaction between the sintered bodies and the manufacturing cost is increased.
종래 금속계 물질만으로 이루어지는 면상 발열체의 경우, 소결 온도 자체가 낮기 때문에 소결 온도를 낮추기 위한 물질을 사용할 필요가 없었으며, 소결체 간의 화학반응을 억제할 필요가 없었다.Since the sintering temperature itself is low in the case of the surface heating element made of only the metal-based material, there is no need to use a material for lowering the sintering temperature and it is not necessary to suppress the chemical reaction between the sintering body.
한편, 종래 도전성 세라믹 재료는 발열 온도가 매우 높기 때문에 면상 발열체로 활용되지 않았고, 소결체와 기판 간의 화학 반응을 고려할 필요가 없었다. On the other hand, conventional conductive ceramic materials are not utilized as planar heating elements because the heat generation temperature is very high, and there is no need to consider the chemical reaction between the sintered body and the substrate.
한편, 종래에는 도전성 세라믹 재료의 소결 온도를 낮추기 위해 Glass Frit이 사용되었으나, Glass Frit은 다양한 원소로 구성되어 있기 때문에, 기판 위에서 소결 시킬 경우, Glass Frit과 기판 간의 화학 반응이 문제된다.Conventionally, glass frit is used to lower the sintering temperature of the conductive ceramic material. However, because the glass frit is composed of various elements, there is a problem in chemical reaction between the glass frit and the substrate when sintered on the substrate.
상술한 문제를 해결 하기 위해, 본 발명에 따른 도전성 페이스트는 Glass Frit과는 다른 저온 소결 조제를 포함한다.In order to solve the above-mentioned problems, the conductive paste according to the present invention includes a low-temperature sintering auxiliary agent different from the glass frit.
이하에서는, 본 발명에 따른 도전성 페이스트에 포함된 구성요소들 각각에 대하여 설명한다. 구체적으로, 본 명세서에서는 도전성 페이스트를 이용하여 제조된 발열층의 물리적 성질을 도전성 페이스트에 포함된 물질의 종류 및 함량과 연관 지어 설명한다.Hereinafter, each of the constituent elements included in the conductive paste according to the present invention will be described. Specifically, in this specification, the physical properties of the heat generating layer manufactured using the conductive paste will be described in relation to the kind and content of the substance contained in the conductive paste.
한편, 본 발명에 따른 도전성 페이스트는 500 내지 900℃에서 발열되는 면상 발열체 제조에 사용된다. 이를 위해, 본 발명에 따른 도전성 페이스트는 600 내지 1000℃에서 소결될 수 있어야 하고, 본 발명에 따른 도전성 페이스트로 제조된 발열층의 표면 경도는 9H 이상(연필경도 시험기 측정 결과)이어야 하며, 발열층의 비저항은 1.0×10- 4Ω/cm 이하이어야 한다. 본 명세서에서, 별도의 언급이 없는 한 도전성 세라믹 파우더, 금속계 파우더 및 소결 조제의 함량은 상술한 조건을 충족시키기 위한 함량이다.Meanwhile, the conductive paste according to the present invention is used in the production of a planar heating element that generates heat at 500 to 900 ° C. For this, the conductive paste according to the present invention should be able to be sintered at 600 to 1000 ° C., and the surface hardness of the heat generating layer made of the conductive paste according to the present invention should be 9H or more (as a result of pencil hardness tester measurement) a specific resistance of 1.0 × 10 - should be more than 4 Ω / cm. In this specification, the contents of the conductive ceramic powder, the metal-based powder and the sintering auxiliary agent are contents so as to satisfy the above-mentioned conditions, unless otherwise specified.
도전성 세라믹은 고온 발열을 위한 도전성 입자 역할을 한다. 도전성 세라믹은 spinel 구조를 가지므로, 면상 발열체의 발열 시 온도 상승에 따른 저항 값 상승을 억제하며, 면상 발열체에 포함된 금속계 파우더의 positive temperature coefficient(PTC) 특성을 억제한다.Conductive ceramics serve as conductive particles for high-temperature heating. Since the conductive ceramic has a spinel structure, it suppresses the increase of the resistance value due to the temperature rise in the heating of the surface heating element and suppresses the positive temperature coefficient (PTC) characteristic of the metal powder contained in the surface heating element.
도전성 세라믹 파우더는 Lanthanum Cobaltite(LC), Lanthanum Strontium Chromite(LSC), Lanthanum strontium manganite(LSM), Lanthanum Strontium Cobalt Ferrite(LSCF), Lanthanum manganite(LMO), Lithium Manganese Nickel Oxide (LMNO) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 도전성 세라믹 파우더는 도전성을 가지는 모든 세라믹 재료로 이루어질 수 있다. The conductive ceramic powder may comprise at least one of Lanthanum Cobaltite (LC), Lanthanum Strontium Chromite (LSC), Lanthanum strontium manganite (LSM), Lanthanum Strontium Cobalt Ferrite (LSCF), Lanthanum manganite (LMO), Lithium Manganese Nickel Oxide have. However, the present invention is not limited to this, and the conductive ceramic powder may be made of any ceramic material having conductivity.
도전성 페이스트에서 도전성 세라믹 파우더의 함량이 증가할수록, 고온으로 발열되는 발열층의 효율은 증가하나, 저온으로 발열되는 발열층의 효율은 감소한다. 따라서, 면상 발열체의 주 발열 온도에 따라, 도전성 세라믹 파우더의 함량이 달라질 수 있다.As the content of the conductive ceramic powder increases in the conductive paste, the efficiency of the heating layer that generates heat at a high temperature increases, but the efficiency of the heating layer that generates heat at a low temperature decreases. Therefore, the content of the conductive ceramic powder may be varied depending on the main heating temperature of the planar heating element.
한편, 도전성 세라믹 파우더의 함량은 소결 온도 및 면상 발열층의 표면 경도에 영향을 준다. 구체적으로, 도전성 세라믹 파우더의 함량의 증가할수록, 소결 온도가 상승하고, 소결이 잘되지 않는 경향성이 나타난다. 또한, 도전성 세라믹 파우더의 함량의 증가할수록, 소결 후 표면 경도가 감소한다.On the other hand, the content of the conductive ceramic powder affects the sintering temperature and the surface hardness of the plane heating layer. Specifically, as the content of the conductive ceramic powder is increased, the sintering temperature rises and the tendency of sintering is not good. Further, as the content of the conductive ceramic powder increases, the surface hardness after sintering decreases.
상술한 바에 따르면, 도전성 세라믹 파우더의 함량은 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로 20 내지 70 wt%임이 바람직하다. 다만, 이에 한정되지 않고, 면상 발열체의 주 발열 온도가 높아질수록, 도전성 세라믹 파우더의 함량은 더 증가할 수 있다.According to the above description, the content of the conductive ceramic powder is preferably 20 to 70 wt% based on the total mass of the conductive paste. However, the present invention is not limited to this, and the higher the main heat generating temperature of the planar heating element, the more the content of the conductive ceramic powder can be increased.
한편, 도전성 세라믹 파우더는 소결 시, 그 부피가 수축된다. 이로 인하여, 도전성 페이스트는 소결 시 수축된다. 도전성 페이스트를 기판 위에 인쇄한 후, 소결시키는 경우, 기판 역시 그 부피가 수축된다. 즉, 도전성 페이스트와 기판은 소결 시 그 부피가 수축된다.On the other hand, when the conductive ceramic powder is sintered, its volume shrinks. As a result, the conductive paste shrinks during sintering. When the conductive paste is printed on the substrate and then sintered, the volume of the substrate also shrinks. That is, the volume of the conductive paste and the substrate is shrunk during sintering.
소결에 따른 도전성 페이스트 및 기판 각각의 수축률 차이는 발열층과 기판간의 결합력에 큰 영향을 준다. 구체적으로, 도전성 페이스트와 기판의 수축률 차이가 클수록 결합력이 감소한다. 발열층과 기판 간의 결합력을 증가시키기 위해서는, 도전성 페이스트와 기판의 수축률이 유사하여야 한다.The difference in shrinkage rate of each of the conductive paste and the substrate due to sintering greatly affects the bonding force between the heating layer and the substrate. Specifically, the greater the difference in shrinkage ratio between the conductive paste and the substrate, the smaller the bonding force. In order to increase the bonding force between the heating layer and the substrate, the shrinkage ratio of the conductive paste and the substrate should be similar.
도전성 세라믹 파우더의 함량 및 종류는 도전성 페이스트의 수축률에 영향을 주기 때문에, 기판에 수축률에 따라 도전성 세라믹 파우더의 함량 또는 종류가 달라져야 한다.Since the content and type of the conductive ceramic powder affect the shrinkage percentage of the conductive paste, the content or type of the conductive ceramic powder must be changed according to the shrinkage rate of the substrate.
한편, 금속계 파우더는 면상 발열체의 저항을 낮추기 위해 사용된다. 구체적으로, 도전성 세라믹은 비교적 높은 비저항을 가지기 때문에, 면상 발열체의 저항 값이 상승할 수 있다. 금속계 파우더는 도전성 세라믹보다 낮은 비저항을 가지므로, 발열체의 저항 값을 낮출 수 있다.On the other hand, the metal-based powder is used to lower the resistance of the surface heating element. Specifically, since the conductive ceramic has a relatively high resistivity, the resistance value of the surface heating element can be increased. Since the metal-based powder has a lower resistivity than that of the conductive ceramic, the resistance value of the heating element can be lowered.
금속계 파우더는 금속, 금속 산화물 및 합금 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 금속계 파우더는 Ag, Ag-Pd, RuO2, Pt, Cu, Zn, Ag-Pt 및 Ni 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.The metal-based powder may be composed of at least one of a metal, a metal oxide, and an alloy. For example, the metal-based powder may be composed of at least one of Ag, Ag-Pd, RuO 2, Pt, Cu, Zn, Ag-Pt and Ni. However, the present invention is not limited thereto.
도전성 페이스트에서 금속계 파우더의 함량이 증가할수록, 저온으로 발열되는 면상 발열체의 효율은 증가하나, 고온으로 발열되는 면상 발열체의 효율은 감소한다. 따라서, 면상 발열체의 주 발열 온도에 따라, 금속계 파우더의 함량이 달라질 수 있다.As the content of the metal-based powder increases in the conductive paste, the efficiency of the planar heating element that generates heat at a low temperature increases, but the efficiency of the planar heating element that generates heat at a high temperature decreases. Therefore, the content of the metal-based powder may be varied depending on the main heat generation temperature of the area heating element.
한편, 발열층에 포함된 금속계 물질은 고온에서 산화된다. 금속계 물질이 산화됨에 따라 발열층의 비저항 값이 변할 수 있으며, 이는 면상 발열체의 효율에 좋지 않은 영향을 준다. 후술할 오버글레이즈 층을 이용하여, 금속계 물질의 산화를 억제할 수는 있지만, 면상 발열체의 사용을 반복함에 따라 금속계 물질은 일부가 산화된다. 이 때문에, 금속계 파우더의 함량이 지나치게 높은 경우, 금속계 물질 산화에 따른 비저항 변화로 인하여 발열체의 효율이 감소한다.On the other hand, the metal-based material contained in the heating layer is oxidized at a high temperature. As the metal-based material is oxidized, the specific resistance value of the heating layer may be changed, which adversely affects the efficiency of the surface heating element. Although the oxidation of the metal-based material can be suppressed by using the overglaze layer to be described later, the metal-based material is partially oxidized as the use of the surface heating element is repeated. Therefore, when the content of the metal-based powder is excessively high, the efficiency of the heating element is reduced due to the change in specific resistance due to oxidation of the metal-based material.
한편, Ag-Pd 및 Ag-Pt와 같은 금속 합금은 단일 원소로 이루어지는 금속계 물질보다 산화에 대한 저항성이 높다. 또한, 금속 합금은 온도 증가에 따른 저항 증가량이 단일 원소로 이루어지는 금속계 물질보다 작다. 이 때문에, 금속 합금을 사용할 경우, 단일 원소로 이루어지는 금속계 물질을 사용할 때보다 금속계 파우더의 함량이 높아질 수 있다. On the other hand, metal alloys such as Ag-Pd and Ag-Pt are more resistant to oxidation than metal-based materials composed of single elements. In addition, the increase in the resistance of the metal alloy with increasing temperature is smaller than that of the metal-based material composed of a single element. Therefore, when the metal alloy is used, the content of the metal powder can be higher than when using the metal-based material consisting of a single element.
금속계 파우더의 함량은 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로 20 내지 70wt%일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 면상 발열체의 주 발열 온도가 낮아질수록, 금속계 파우더의 함량은 더 증가할 수 있다.The content of the metal-based powder may be 20 to 70 wt% based on the total mass of the conductive paste. However, the present invention is not limited to this, and the lower the main heat generation temperature of the surface heating element, the more the content of the metal-based powder can be increased.
소결 조제는 세라믹 파우더의 높은 소결 온도를 낮추고, 세라믹 파우더 및 금속계 파우더를 응집시켜, 발열체 자체의 표면 경도 및 발열체와 기판과의 접착력을 높인다. 또한, 소결 조제는 소결과정에서 일어날 수 있는 기판 또는 절연층과 면상 발열체 간의 화학반응을 억제한다. 즉, 면상 발열체에서 소결 조제의 함량이 높아질수록, 발열체는 높은 강도를 가지며, 기판과 안정적으로 결합한다. The sintering aid reduces the high sintering temperature of the ceramic powder and agglomerates the ceramic powder and the metal powder to increase the surface hardness of the heating element itself and the adhesion between the heating element and the substrate. In addition, the sintering aids inhibit the chemical reaction between the substrate or the insulating layer and the planar heating element that may occur during the sintering process. That is, the higher the content of the sintering assistant in the planar heating element, the higher the strength of the heating element and the stable bonding with the substrate.
구체적으로, 본 발명에 따른 면상 발열체의 발열 온도는 500 내지 900℃이므로, 도전성 페이스트의 소결은 600 내지 1000℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 소결 조제는 상기 소결 온도에서 온전히 소결이 이루어지도록 하는 역할을 한다.Specifically, since the heat generating temperature of the planar heating element according to the present invention is 500 to 900 ° C, it is preferable that the conductive paste is sintered at a temperature of 600 to 1000 ° C. The sintering aid serves to complete sintering at the sintering temperature.
이를 위해, 소결 조제는 Li2CO3, V2O5, Na2CO3, CuO, B2O3 및 Bi2O3 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.For this purpose, the sintering aid may be composed of at least one of Li 2 CO 3 , V 2 O 5 , Na 2 CO 3 , CuO, B 2 O 3 and Bi 2 O 3 .
한편, 면상 발열체에서 소결 조제의 함량이 증가할수록 면상 발열체의 저항 값이 증가한다. 이로 인하여, 소결 조제의 함량이 증가할수록 면상 발열체의 효율이 떨어지는 문제가 있다.On the other hand, as the content of the sintering assistant increases in the surface heating element, the resistance value of the surface heating element increases. As a result, there is a problem that the efficiency of the surface heating element deteriorates as the content of the sintering auxiliary increases.
이에, 소결 조제의 함량은 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로 0.1 내지 10 wt%일 수 있다. Therefore, the content of the sintering auxiliary agent may be 0.1 to 10 wt% based on the total mass of the conductive paste.
소결 조제의 함량이 0.1wt%미만인 경우, 600 내지 1000℃의 온도에서 소결이 온전히 되지 않을 수 있으며, 소결되더라도 발열층이 일정 수준 이상의 표면 경도를 가지지 못한다.If the content of the sintering aid is less than 0.1 wt%, the sintering may not be completed at a temperature of 600 to 1000 캜, and even if the sintering is performed, the exothermic layer does not have a surface hardness higher than a certain level.
여기서, 발열층의 표면 경도 측정을 위해 연필경도 시험기가 사용될 수 있다. 면상 발열체가 제품으로 활용되기 위해서는 발열층의 표면 경도가 9H 이상이어야 한다. 소결 조제의 함량이 0.1wt% 미만인 경우, 발열층의 표면 경도는 1H이하로 측정되었으며, 소결 조제의 함량이 0.1wt% 내지 10wt%인 경우, 발열층의 표면 경도는 9H 이상으로 측정되었다.Here, a pencil hardness tester can be used for measuring the surface hardness of the heat generating layer. In order for the surface heating element to be used as a product, the surface hardness of the heating layer should be 9H or more. When the content of the sintering assistant is less than 0.1 wt%, the surface hardness of the exothermic layer is measured to be not more than 1H. When the content of the sintering assistant is 0.1 wt% to 10 wt%, the surface hardness of the exothermic layer is measured to be 9H or more.
한편, 소결 조제의 함량이 10wt%를 초과하는 경우, 발열층의 비저항이 지나치게 상승하여 발열체의 효율이 떨어진다. 또한, 소결 시 소결 조제는 그 부피가 수축되는데, 소결 조제의 함량이 10wt%를 초과하는 경우 소결 조제의 수축에 의한 영향이 커져, 기판과 발열층 간의 결합력을 저하되고, 발열층의 표면 경도가 감소한다.On the other hand, when the content of the sintering auxiliary exceeds 10 wt%, the specific resistance of the exothermic layer excessively rises and the efficiency of the exothermic body deteriorates. When the content of the sintering aid exceeds 10 wt%, the sintering assistant has a large effect due to the shrinkage, and the bonding force between the substrate and the heat-generating layer is lowered, and the surface hardness of the heat- .
한편, 소결 조제는 소결 과정에서 용융되어 세라믹 파우더 및 금속계 파우더를 응집시킨다. 이 때문에, 도전성 페이스트의 소결은 소결 조제의 녹는점보다 높은 온도에서 진행되어야 하며, 면상 발열체의 발열 온도는 소결 조제의 녹는점보다 낮아야 한다. On the other hand, the sintering auxiliary agent is melted in the sintering process to coagulate the ceramic powder and the metal-based powder. Therefore, the sintering of the conductive paste should proceed at a higher temperature than the melting point of the sintering auxiliary, and the exothermic temperature of the surface heating element should be lower than the melting point of the sintering auxiliary.
하기 표 1과 같이, 소결 조제는 그 종류에 따라 녹는점이 상이하다. As shown in Table 1 below, the sintering aids differ in melting point depending on their types.
소결 조제는 서로 다른 종류의 화합물로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2소결 조제의 혼합물로 이루질 수 있다. 이때, 소결조제의 용융 온도는 상기 제1소결 조제의 용융 온도와 상기 제2소결 조제의 용융 온도 사이일 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 소결 조제의 녹는점을 조절함으로써, 소결 온도를 조절할 수 있게 된다.The sintering aids may be composed of different kinds of compounds. Specifically, it may be a mixture of the first and second sintering aids. At this time, the melting temperature of the sintering auxiliary may be between the melting temperature of the first sintering auxiliary and the melting temperature of the second sintering auxiliary. Thus, the present invention can control the sintering temperature by controlling the melting point of the sintering aid.
한편, 도전성 페이스트는 상술한 구성요소들을 혼합하기 위한 적어도 하나의 용매를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 용매는 도전성 페이스트의 소결과정에서 제거된다.On the other hand, the conductive paste may comprise at least one solvent for mixing the above-mentioned components. Here, the solvent is removed during sintering of the conductive paste.
예를 들어, 상기 용매는 Ethylene carbonate(EC)와 Texanol Ester Alcohol(texanol)의 혼합물로 이루어질 수 있다.For example, the solvent may be a mixture of Ethylene carbonate (EC) and Texanol Ester Alcohol (texanol).
이하에서는, 발열온도가 700 내지 800℃인 면상 발열체를 제조하기 위한 도전성 페이스트에 사용된 소재들의 조성에 대하여 설명한다. 발열층의 발열 온도가 700 내지 800℃인 경우, 소결은 800℃를 초과하는 온도에서 이루어져야 하며, 바람직하게는 약 850℃의 온도에서 이루어져야 한다.Hereinafter, the composition of the materials used in the conductive paste for producing the planar heating element having the heating temperature of 700 to 800 ° C will be described. When the exothermic temperature of the exothermic layer is 700 to 800 ° C, sintering should be performed at a temperature exceeding 800 ° C, preferably at a temperature of about 850 ° C.
한편, 발열층의 비저항 값은 일정 수준 이하이어야 한다. 구체적으로, 700 내지 800℃의 온도에서 높은 발열 효율로 발열되기 위해서는, 발열층의 비저항은 1.0×10-4Ω/cm 이하가 되어야 한다.On the other hand, the specific resistance value of the heat generating layer should be a certain level or less. Specifically, in order to generate heat at a high heating efficiency at a temperature of 700 to 800 ° C, the specific resistance of the heating layer should be 1.0 × 10 -4 Ω / cm or less.
약 850℃의 온도에서 소결이 이루어지고, 발열층의 비저항이 1.0×10- 4Ω/cm 이하가 되고, 발열층의 표면 경도가 9H 이상이 되도록, 도전성 페이스트는 하기와 같이 구성될 수 있다.Getting the sintering carried out at a temperature of about 850 ℃, the specific resistance of the heat generating layer 1.0 × 10 - is a 4 Ω / cm or less, the surface hardness of the heat generating layer is at least 9H, conductive paste may be configured as follows.
실시 예1에 있어서, 도전성 페이스트는, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 30.0 내지 35.0wt%의 Lanthanum Strontium Chromite(LSC), 35.0 내지 45.0wt%의 Ag, 2.0 내지 10.0wt%의 Li2O, 20.0 내지 25.0wt%의 용매로 이루어질 수 있다. 여기서, 용매는 texanol 및 EC이다.The conductive paste according to Example 1 was prepared by mixing 30.0 to 35.0 wt% of Lanthanum Strontium Chromite (LSC), 35.0 to 45.0 wt% of Ag, 2.0 to 10.0 wt% of Li 2 O , And 20.0 to 25.0 wt% of a solvent. Here, the solvents are texanol and EC.
상기 조성에서, LSC의 함량이 30.0wt% 미만인 경우, 500 내지 900℃ 에서 발열체의 비저항이 1.0×10- 4Ω/cm를 초과한다. 한편, LSC의 함량이 35.0wt%를 초과하는 경우, 온도에 상관없이 발열체의 비저항이 1.0×10- 4Ω/cm 을 초과하며, 850℃에서 소결이 잘 이루어지지 않는다.In the above composition, when the content of the LSC is less than 30.0wt%, the specific resistance of the heating element at 500 to 900 ℃ 1.0 × 10 - in excess of 4 Ω / cm. On the other hand, if the content of the LSC exceeds 35.0wt%, the specific resistance of the heating element regardless of the temperature of 1.0 × 10 - and than the 4 Ω / cm, does not sinter well done at 850 ℃.
한편, 상기 조성에서, Ag 의 함량이 35.0wt% 미만인 경우, 온도에 상관없이 발열체의 비저항이 1.0×10- 4Ω/cm를 초과한다. 한편, Ag 의 함량이 45.0wt%를 초과하는 경우, 500 내지 900℃ 에서 발열체의 비저항이 1.0×10-4Ω/cm를 초과한다.On the other hand, in the above composition, when the content of Ag is less than 35.0 wt%, the specific resistance of the heating element exceeds 1.0 x 10 < -4 > On the other hand, in excess of when the content of Ag exceeds 45.0wt%, the specific resistance of the heating element 500 to about 1.0 × 10 -4 Ω / cm at 900 ℃.
한편, 상기 조성에서, Li2O의 함량이 2.0wt% 미만인 경우, 발열층의 표면 경도가 9H미만이 되며, 850℃에서 소결이 잘 이루어지지 않는다. 한편, Li2O의 함량이 10.0wt%를 초과하는 경우, 온도에 상관없이 발열체의 비저항이 1.0×10- 4Ω/cm를 초과한다.On the other hand, in the above composition, when the content of Li 2 O is less than 2.0 wt%, the surface hardness of the exothermic layer becomes less than 9H, and sintering is not performed well at 850 ° C. On the other hand, if the content of Li 2 O exceeds 10.0wt%, the specific resistance of the heating element regardless of the temperature of 1.0 × 10 - in excess of 4 Ω / cm.
실시 예2에 있어서, 도전성 페이스트는, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 20.0 내지 25.0wt%의 Lanthanum Strontium Chromite(LSC), 45.0 내지 55.0wt%의 Ag-Pd, 2.0 내지 10.0wt%의 Li2O, 20.0 내지 25.0wt%의 용매로 이루어질 수 있다. 여기서, 용매는 texanol 및 EC이다.The conductive paste of Example 2 was prepared by mixing 20.0 to 25.0 wt% of Lanthanum Strontium Chromite (LSC), 45.0 to 55.0 wt% of Ag-Pd, 2.0 to 10.0 wt% of Li 2 O, 20.0 to 25.0 wt% of a solvent. Here, the solvents are texanol and EC.
실시 예1과 2를 비교하면, 실시 예2는 금속 합금을 사용하였기 때문에, 도전성 세라믹 파우더의 함량이 감소하고, 금속계 물질의 함량이 증가하였다. 실시 예 1 및 2에 따른 발열층의 비저항은 1.0×10-4Ω/cm이하 이었다.Comparing Examples 1 and 2, since the metal alloy was used in Example 2, the content of the conductive ceramic powder was decreased and the content of the metal-based material was increased. The specific resistance of the heating layer according to Examples 1 and 2 was 1.0 10 -4 ? / Cm or less.
실시 예3에 있어서, 도전성 페이스트는, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 20.0 내지 25.0wt%의 Lanthanum Strontium Chromite(LSC), 45.0 내지 55.0wt%의 Ag-Pd, 1.0 내지 2.0wt%의 Li2CO3, 18.8 내지 29.1wt%의 용매로 이루어질 수 있다. 여기서, 용매는 texanol 및 EC이다.The conductive paste of Example 3 was prepared by mixing 20.0 to 25.0 wt% of Lanthanum Strontium Chromite (LSC), 45.0 to 55.0 wt% of Ag-Pd, 1.0 to 2.0 wt% of Li 2 CO 3 , and 18.8 to 29.1 wt% of a solvent. Here, the solvents are texanol and EC.
실시 예4에 있어서, 도전성 페이스트는, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 32.5 내지 37.5wt%의 Lanthanum Strontium Chromite(LSC), 35.0 내지 45.0wt%의 Ag, 2.0 내지 3.0wt%의 V2O5, 20.0 내지 25.0wt%의 용매로 이루어질 수 있다. 여기서, 용매는 texanol 및 EC이다.In Example 4, the conductive paste is a mixture of 32.5 to 37.5 wt% of Lanthanum Strontium Chromite (LSC), 35.0 to 45.0 wt% of Ag, 2.0 to 3.0 wt% of V 2 O 5 , 20.0 to 25.0 wt% of a solvent. Here, the solvents are texanol and EC.
실시 예3 및 4와 같이, Li2CO3및 V2O5을 사용하는 경우, Li2O보다 적은 양을 사용하더라도, 9H 이상의 표면 경도를 가지는 발열층을 얻을 수 있었다.As in Examples 3 and 4, in the case of using Li 2 CO 3 and V 2 O 5 , a heat generating layer having a surface hardness of 9H or more could be obtained even when an amount less than Li 2 O was used.
실시 예5에 있어서, 도전성 페이스트는, 상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 30.0 내지 35.0wt%의 Lanthanum strontium manganite(LSM), 35.0 내지 45.0wt%의 Ag, 3.0 내지 4.0wt%의 CuO, 0.5 내지 0.7wt%의 V2O5, 20.0 내지 26.0wt%의 용매로 이루어질 수 있다. 여기서, 용매는 texanol 및 EC이다.The conductive paste according to example 5, wherein the conductive paste contains 30.0 to 35.0 wt% of Lanthanum strontium manganite (LSM), 35.0 to 45.0 wt% of Ag, 3.0 to 4.0 wt% of CuO, 0.5 To 0.7 wt% of V 2 O 5 , and 20.0 to 26.0 wt% of the solvent. Here, the solvents are texanol and EC.
실시 예5와 같이, 소결 조제를 혼합하여 사용하는 경우, CuO의 녹는점이1326℃에도 불구하고, 850℃에서 소결시킬 수 있게 된다. 여기서, CuO의 함량이 4.0wt%를 초과하거나, V2O5의 함량이 0.5wt% 미만인 경우, 소결 온도가 850℃보다 높아져 기판과 발열층의 화학반응이 문제가 된다. 한편, CuO의 함량이 3.0wt% 미만이거나, V2O5의 함량이 0.7wt% 을 초과하는 경우, 소결 조제가 발열층의 발열온도보다 낮은 온도에서 용융되기 때문에 발열층이 제기능을 하지 못하게 된다.When the sintering aids are mixed and used as in the case of Example 5, the melting point of CuO can be sintered at 850 占 폚 in spite of 1326 占 폚. Here, when the content of CuO exceeds 4.0 wt% or the content of V 2 O 5 is less than 0.5 wt%, the sintering temperature becomes higher than 850 DEG C, and a chemical reaction between the substrate and the heating layer becomes a problem. On the other hand, when the content of CuO is less than 3.0 wt% or the content of V 2 O 5 is more than 0.7 wt%, the sintering assistant is melted at a temperature lower than the exothermic temperature of the exothermic layer, do.
한편, 상기 실시 예 1에서 설명한 바와 같이, 도전성 세라믹 파우더, 금속계 물질 및 소결 조제가 상기 실시 예 2 내지 5의 함량 범위를 벗어나는 경우, 9H 이상의 표면 경도, 1.0×10- 4Ω/cm 이하의 비저항을 가지는 발열층을 제조할 수 없으며, 850℃에서 소결을 수행할 수 없게 된다.On the other hand, as the conductive ceramic powder, a metal-based material and a sintering aid is the second embodiment to the case outside of the content range of 5, 9H or more of the surface hardness, 1.0 × 10 described in Example 1 - 4 Ω / cm resistivity of less than Can not be produced, and sintering can not be performed at 850 ° C.
이하에서는, 본 발명에 따른 면상 발열체에 대하여 설명하기에 앞서 종래 면상 발열체의 구조에 대하여 설명한다.Hereinafter, before describing the planar heating element according to the present invention, the structure of the planar heating element will be described.
도 1은 종래 면상 발열체의 단면을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a conventional planar heating element.
종래, 면상 발열체(100)는 기판(110), 발열층(120) 및 오버글레이즈 층(130)을 포함하여 이루어진다.Conventionally, the planar heating element 100 includes a substrate 110, a heating layer 120, and an overglaze layer 130.
기판(110)은 발열층(120)으로 흐르는 전류가 누설되지 않도록 비저항이 높은 물질로 이루어져야 한다. 예를 들어, 기판(110)은 글래스로 이루어질 수 있으며, 면상 발열체의 용도에 따라, 비저항이 높은 금속계 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 기판(110)으로 사용될 수 있는 소재는 이에 한정되지 않는다.The substrate 110 must be made of a material having a high resistivity so that the current flowing to the heating layer 120 is not leaked. For example, the substrate 110 may be made of glass, and may be made of a metal-based material having a high resistivity, depending on the application of the surface heating element. However, the material that can be used for the substrate 110 is not limited thereto.
종래 면상 발열체의 발열층(120)은 기판(110)과 접하도록 배치 된다. 발열층(120)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 발열층(120)은 발열 온도에 따라 서로 다른 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 발열층(120)은 1 내지 200 ㎛로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.The heating layer 120 of the conventional planar heating element is disposed in contact with the substrate 110. The heating layer 120 may be formed of a conductive material. The heating layer 120 may have different thicknesses depending on the heating temperature. For example, the heating layer 120 may be formed to a thickness of 1 to 200 mu m. However, the present invention is not limited thereto.
한편, 종래 면상 발열체는 오버글레이즈 층(130)을 포함한다. 오버글레이즈 층(130)은 발열층(120)의 산화를 막도록 발열층(120)을 덮는다. 특히, 오버글레이즈 층(130)은 발열층(120)이 금속계 물질로 이루어지는 경우, 금속계 물질의 산화를 막도록 이루어진다. On the other hand, the conventional planar heating element includes the overglaze layer 130. The overglaze layer 130 covers the heating layer 120 to prevent oxidation of the heating layer 120. In particular, the over-glaze layer 130 is formed to prevent the oxidation of the metal-based material when the heating layer 120 is made of a metal-based material.
한편, 상기 발열층(120)이 도전성 세라믹 재료로만 이루어지는 경우, 발열층(120)이 산화되는 문제점이 발생되지 않기 때문에 상술한 오버글레이즈 층(130)은 불필요하다.On the other hand, when the heating layer 120 is made of a conductive ceramic material, the overglaze layer 130 is not necessary because the heating layer 120 is not oxidized.
한편, 기판(110)의 비저항은 면상 발열체의 온도가 증가할수록 감소할 수 있다. 이에 따라, 일정 온도 이상에서는 기판이 절연 특성을 잃어버리게 되고, 기판으로 흐르는 누설 전류가 발생한다. 이는 면상 발열체의 수명을 단축시키는 요인이 된다.On the other hand, the resistivity of the substrate 110 may decrease as the temperature of the surface heating element increases. Accordingly, at a certain temperature or higher, the substrate loses the insulating property and a leakage current flows to the substrate. This shortens the lifetime of the surface heating element.
발열 온도가 500℃ 이하에서는 기판으로 흐르는 누설 전류의 문제가 발생되지 않았다. 하지만, 본 발명에 따른 면상 발열체는 발열 온도가 500 내지 900℃이기 때문에, 기판으로 흐르는 누설 전류의 문제가 발생하며, 발열층에 포함된 금속계 재료가 산화되는 문제도 발생한다.The problem of the leakage current flowing to the substrate does not occur at the heat generation temperature of 500 DEG C or less. However, since the planar heating element according to the present invention has a heating temperature of 500 to 900 ° C, there is a problem of leakage current flowing to the substrate, and the metal material contained in the heating layer is oxidized.
이하에서는, 상술한 문제들을 해결하기 위한 면상 발열체에 대하여 설명한다.Hereinafter, a planar heating element for solving the above problems will be described.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 면상 발열체의 단면도이다.2 is a sectional view of a planar heating element according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 면상 발열체(200)는 기판(210), 발열층(220), 오버글레이즈 층(230), 절연층(240)을 포함하여 이루어진다.The planar heating element 200 according to the present invention includes a substrate 210, a heating layer 220, an overglaze layer 230, and an insulating layer 240.
기판(210)은 종래 면상 발열체(100)에 사용되는 기판과 마찬가지로, 기판으로 흐르는 전류가 누설되지 않도록 비저항이 높은 물질로 이루어진다. 예를 들어, 기판의 비저항은 2kΩ/cm일 수 있다. 기판을 이루는 재질은 종래 면상 발열체(100)에 포함된 기판과 동일할 수 있다.Like the substrate used in the conventional planar heating element 100, the substrate 210 is made of a material having a high specific resistance so that current flowing to the substrate is not leaked. For example, the resistivity of the substrate can be 2 k? / Cm. The material constituting the substrate may be the same as the substrate included in the conventional planar heating element 100.
절연층(240)은 기판 위에 배치될 수 있다. 절연층은 면상 발열체의 온도가 올라감에 따라 기판(210)으로 흐르는 누설전류가 발생되는 것을 방지한다. 절연층은 SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2 및 ZnO 중 적어도 하나로 구성된 복합 세라믹으로 이루어질 수 있다. The insulating layer 240 may be disposed on the substrate. The insulating layer prevents leakage current flowing to the substrate 210 from occurring as the temperature of the surface heating element increases. The insulating layer may be composed of a composite ceramic composed of at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 and ZnO.
절연층은 한 종류의 물질만으로 구성될 수도 있고, 혼합물 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The insulating layer may be composed of only one kind of material, or may be formed of a mixture or a multilayer structure.
절연층을 혼합물로 구성하는 경우, 한 종류의 물질만으로 구성하는 경우와 비교할 때, 소결 온도를 낮추고, 소결 시 수축률을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 절연층(240)을 SiO2 및 Al2O3의 혼합물로 구성하는 경우, Al2O3만으로 구성한 경우와 비교할 때, 소결 온도가 더 낮으며, 소결 후 절연층(240)과 기판(210) 사이의 결합력이 증가한다.When the insulating layer is composed of a mixture, the sintering temperature can be lowered and the shrinkage ratio in sintering can be reduced as compared with the case where the insulating layer is composed of only one kind of material. For example, when the insulating layer 240 is made of a mixture of SiO 2 and Al 2 O 3 , the sintering temperature is lower than that of Al 2 O 3 alone. After the sintering, the insulating layer 240 and The bonding force between the substrates 210 increases.
따라서, 절연층(240)은 복수의 서로 다른 물질들의 혼합물로 이루어지는 것이 더욱 좋다. 구체적으로, 절연층(240)은 850℃ 이상의 온도에서 소결되고, 기판과 소결 시 수축률이 유사한 조성으로 이루어져야 한다.Therefore, it is preferable that the insulating layer 240 is made of a mixture of a plurality of different materials. Specifically, the insulating layer 240 should be sintered at a temperature of 850 DEG C or higher and have a similar shrinkage percentage with the substrate.
예를 들어, 절연층(240)은 50 내지 80 wt% 의 Al2O3, 5 내지 30 wt%의 SiO2, 5 내지 30 wt%의 ZrO2, 5 내지 20 wt%의 TiO2, 5 내지 20 wt%의 ZnO 로 이루어질 수 있다. 여기서, SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2 및 ZnO 중 적어도 하나가 상기 함량의 범위를 벗어나는 경우, 절연층(240)은 850℃의 온도에서 소결되기 어려우며, 소결 후 절연층(240)이 기판(210)으로부터 박리될 수 있다.For example, insulating layer 240 may comprise 50 to 80 wt% Al 2 O 3 , 5 to 30 wt% SiO 2 , 5 to 30 wt% ZrO 2 , 5 to 20 wt% TiO 2 , 20 wt% of ZnO. If at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 and ZnO is out of the above range, the insulating layer 240 is difficult to sinter at a temperature of 850 ° C. After the sintering, the insulating layer 240 ) Can be peeled off from the substrate 210.
한편, 500 내지 900℃에서 발생되는 누설전류를 억제하기 위해서, 절연층(240)은 100kΩ/cm이상의 비저항 값을 가져야 한다. 예를 들어, 50 내지 80 wt% 의 Al2O3, 5 내지 30 wt%의 SiO2, 5 내지 30 wt%의 ZrO2, 5 내지 20 wt%의 TiO2, 5 내지 20 wt%의 ZnO 로 이루어지는 절연층은 300kΩ/cm의 비저항 값을 가진다. 따라서, 상술한 조성으로 이루어지는 절연층(240) 누설전류를 억제할 수 있게 된다.On the other hand, in order to suppress the leakage current generated at 500 to 900 캜, the insulating layer 240 should have a resistivity value of 100 k? / Cm or more. For example, Al 2 O 3 , 5 to 30 wt% SiO 2 , 5 to 30 wt% ZrO 2 , 5 to 20 wt% TiO 2 , and 5 to 20 wt% ZnO The insulating layer formed has a resistivity of 300 k? / Cm. Therefore, leakage current of the insulating layer 240 having the above composition can be suppressed.
한편, 절연층(240)은 기판과 발열층(220)을 절연시킬 뿐 아니라, 발열층(220)에서 발열되는 열을 면상 발열체 전체로 고르게 전달하는 역할을 한다. 이를 통해, 면상 발열체에서 발생되는 국부 발열 문제를 해결할 수 있게 된다.The insulating layer 240 not only insulates the substrate from the heating layer 220, but also serves to uniformly transfer the heat generated in the heating layer 220 to the entire surface heating element. This makes it possible to solve the problem of local heat generated in the surface heating element.
보다 구체적으로, 절연층(240)은 1 내지 150㎛의 두께로 형성될 수 있다. 절연층(240)은 1㎛의 두께부터 절연기능 및 국부발열 억제기능을 가진다. 절연층(240)이 1㎛ 미만의 두께로 형성되는 경우, 절연기능을 하지 못하며, 국부발열을 억제할 수 없다.More specifically, the insulating layer 240 may be formed to a thickness of 1 to 150 mu m. The insulating layer 240 has an insulating function and a local exothermic suppression function from a thickness of 1 mu m. When the insulating layer 240 is formed to a thickness of less than 1 占 퐉, the insulating layer 240 does not function and can not suppress localized heat generation.
한편, 절연층(240)이 10㎛ 이상의 두께로 형성되는 경우, 누설전류 및 국부발열 억제효과가 월등히 상승하며, 100 내지 150㎛의 두께에서 그 효과가 최대가 된다.On the other hand, when the insulating layer 240 is formed to a thickness of 10 mu m or more, the effect of suppressing the leakage current and the local heat generation remarkably increases, and the effect becomes maximum at a thickness of 100 to 150 mu m.
한편, 절연층(240)을 150㎛ 이상으로 형성하는 경우, 소결이 어려우며, 소결이 이루어지더라도, 박리나 균열이 발생될 가능성이 높아진다.On the other hand, when the insulating layer 240 is formed to have a thickness of 150 mu m or more, sintering is difficult, and even if sintering is performed, there is a high possibility that peeling or cracking will occur.
절연층을 30㎛ 미만으로 형성하는 경우, Sreen Printing 방식으로 단층의 절연층을 인쇄할 수 있다. 절연층을 30 내지 50㎛으로 형성하는 경우, Sreen Printing 방식으로 복수 회 인쇄하여 다층의 절연층을 형성할 수 있다. 이때, 절연층을 이루는 층 각각은 서로 다른 소재로 이루어질 수 있다.When the insulating layer is formed to be less than 30 mu m, a single-layer insulating layer can be printed by the Sreen Printing method. When the insulating layer is formed to have a thickness of 30 to 50 占 퐉, a multilayer insulating layer can be formed by printing a plurality of times by the Sreen Printing method. At this time, each of the layers constituting the insulating layer may be made of different materials.
한편, 절연층을 50 내지 80㎛으로 형성하는 경우, Bar coating 방식으로 단층 또는 다층의 절연층을 형성할 수 있다. 이때, 절연층을 이루는 층 각각은 서로 다른 소재로 이루어질 수 있다.On the other hand, when the insulating layer is formed to have a thickness of 50 to 80 탆, a single layer or a multilayer insulating layer can be formed by a bar coating method. At this time, each of the layers constituting the insulating layer may be made of different materials.
상술한 바와 같이, 절연층(240)은 복수의 층들로 이루어지는 경우, 두 가지 이점이 있을 수 있다. As described above, when the insulating layer 240 is composed of a plurality of layers, there are two advantages.
첫 번째로, 절연층(240)의 두께를 크게 하고자 하는 경우, 유용하게 활용될 있다. 구체적으로, 소결시키고자 하는 층의 두께가 두꺼울수록 소결이 불 균일하게 일어나거나, 소결이 완전히 일어나지 못할 가능성이 커진다. 복수 회의 반복적인 소결을 통해 다층 구조의 절연층을 형성하는 경우, 절연층의 두께가 커지더라도 균일하고 높은 강도를 가질 수 있게 된다.First, when it is desired to increase the thickness of the insulating layer 240, it is useful. Specifically, the greater the thickness of the layer to be sintered, the greater the possibility that the sintering will occur unevenly or the sintering will not occur completely. When an insulating layer having a multilayer structure is formed through a plurality of repetitive sintering steps, even if the thickness of the insulating layer is increased, uniform and high strength can be obtained.
두 번째로, 물질 간 반응성을 고려하여, 절연층과 기판 또는 절연층과 발열층 간의 화학반응을 억제할 수 있다. 구체적으로, 절연층은 기판과 발열층 사이에 배치된다. 이러한 경우, 절연층은 소결 도중 기판과 반응할 수 있으며, 발열층과 반응할 수 있다. 절연층을 서로 다른 소재로 이루어지는 다층구조로 형성하는 경우, 기판 및 발열층과의 반응을 효과적으로 억제할 수 있다.Second, the chemical reaction between the insulating layer and the substrate or between the insulating layer and the heating layer can be suppressed in consideration of the intermaterial reactivity. Specifically, the insulating layer is disposed between the substrate and the heating layer. In this case, the insulating layer can react with the substrate during sintering and react with the exothermic layer. When the insulating layer is formed into a multilayer structure made of different materials, the reaction with the substrate and the heating layer can be effectively suppressed.
예를 들어, 절연층을 두 개의 층으로 구성하고, 두 개의 층 중 기판과 접하는 층은 기판을 구성하는 물질과의 반응성이 적은 물질로 구성하고, 발열층과 접하는 층은 발열층을 구성하는 물질과의 반응성이 적은 물질로 구성할 수 있다. 이를 통해, 기판 및 발열층과의 화학반응을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.For example, the insulating layer is composed of two layers, and the layer in contact with the substrate of the two layers is made of a material having low reactivity with the material constituting the substrate, and the layer in contact with the heating layer is made of a material And the like. As a result, the chemical reaction with the substrate and the heating layer can be effectively suppressed.
한편, 절연층을 100 ㎛이상으로 형성하는 경우, 절연층을 별도의 sheet에 형성한 후, 기판(240) 위에 라미네이트 할 수 있다.On the other hand, when the insulating layer is formed to have a thickness of 100 탆 or more, the insulating layer may be formed on a separate sheet and then laminated on the substrate 240.
상술한 절연층을 형성하는 방식은 본 발명을 실시하기 위한 일 실시 예일 뿐이며 이에 한정되지 않는다.The method of forming the above-described insulating layer is only one embodiment of the present invention, but is not limited thereto.
발열층(220)은 절연층(240) 위에 배치될 수 있다. 발열층(220)은 상술한 도전성 페이스트을 이루는 소재들로 이루어질 수 있다. 여기서, 도전성 페이스트에 포함된 적어도 한 종류의 용매는 소결과정에서 제거된다. 따라서, 발열층(220)을 이루는 물질은 도전성 세라믹, 금속계 물질 및 소결 조제이다.The heating layer 220 may be disposed on the insulating layer 240. The heating layer 220 may be made of the materials constituting the conductive paste described above. Here, at least one kind of solvent contained in the conductive paste is removed in the sintering process. Therefore, the material constituting the heating layer 220 is a conductive ceramic, a metal-based material, and a sintering auxiliary agent.
발열층(220)의 두께는 면상 발열체의 발열온도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 발열층(220)은 1 내지 200㎛의 두께로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The thickness of the heating layer 220 may vary depending on the heating temperature of the planar heating elements. For example, the heating layer 220 may be formed to a thickness of 1 to 200 탆, but is not limited thereto.
한편, 발열층(220)의 발열온도는 500 내지 900℃일 수 있다.On the other hand, the heating temperature of the heating layer 220 may be 500 to 900 ° C.
한편, 오버글레이즈 층(230)은 발열층(220)에 포함된 금속계 물질의 산화를 방지하도록, 발열층(220)을 덮는다.On the other hand, the overglaze layer 230 covers the heating layer 220 to prevent oxidation of the metal-based material contained in the heating layer 220.
오버글레이즈 층(230)은 SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2 및 ZnO 중 적어도 하나로 구성된 복합 세라믹과 상기 소결 조제 및 Glass Frit 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 오버글레이즈 층(230)은 50 내지 80 wt%의 복합 세라믹과 20 내지 50 wt%의 Glass Frit으로 이루어질 수 있다.The overglaze layer 230 may be composed of any one of the composite ceramic composed of at least one of SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 and ZnO, the sintering aid and the glass frit. For example, the overglaze layer 230 may comprise 50 to 80 wt% of composite ceramic and 20 to 50 wt% of glass frit.
한편, 오버글레이즈 층(230)은 절연층(240)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.On the other hand, the overglaze layer 230 may be formed of the same material as the insulating layer 240.
이하에서는, 실시 예 및 실험 예들을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만, 후술할 실시 예 및 실험 예들에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Experimental Examples. However, the scope and contents of the present invention are not construed to be limited or limited by the following Examples and Experimental Examples.
하기 표 2 내지 4와 같은 조성으로 이루어지는 도전성 페이스트를 이용하여 면상 발열체를 제조하고, 비저항이 1.0×10- 4Ω/cm 이하인지 여부와 표면 경도가 9H 이상인지 여부를 측정하였다. 측정 결과는 표 5에 나타내었다.Table 2-4 Manufacturing the planar heating element using a conductive paste made of a composition, such as the specific resistance is 1.0 × 10 - if the surface hardness that the 4 Ω / cm or less was determined whether or not the above 9H. The measurement results are shown in Table 5.
한편, 소결 조제 대신 Glass Frit을 포함하는 면상 발열체를 제조하였다. On the other hand, instead of the sintering auxiliary, an area heating element including Glass Frit was produced.
도 3a는 Glass Frit을 포함하는 도전성 페이스트를 사용하여 제조된 발열층의 사진이고, 도 3b는 도 3a를 확대한 사진이다.FIG. 3A is a photograph of a heating layer manufactured using a conductive paste including Glass Frit, and FIG. 3B is an enlarged photograph of FIG. 3A.
도 3a를 참조하면, 발열체 표면에 crack이 발생된 것을 확인할 수 있다. 이는 발열층의 단선 요인이 된다.Referring to FIG. 3A, it can be seen that a crack is generated on the surface of the heating element. This is a cause of disconnection of the heating layer.
한편, 도 3b를 참조하면, 표면의 일부가 절연층과 반응하여 변색된 것을 확인할 수 있다. 이는, 발열층의 저항 상승의 요인이 되며, crack 발생 요인이 된다.Meanwhile, referring to FIG. 3B, it can be confirmed that a part of the surface reacts with the insulating layer and is discolored. This causes a rise in the resistance of the heat generating layer and causes cracks.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 도전성 페이스트를 사용하여 제조된 발열층의 사진이다.FIG. 4 is a photograph of a heating layer manufactured using the conductive paste according to the present invention.
도 4를 참조하면, 발열층에 crack이 발생되지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be confirmed that cracks are not generated in the heat generating layer.
한편, 도 5는 Glass Frit을 포함하는 도전성 페이스트 및 본 발명에 따른 도전성 페이스트 각각을 사용하여 제조된 발열층을 비교한 사진이다.On the other hand, FIG. 5 is a photograph showing a comparison between a conductive paste including Glass Frit and a heat generating layer produced using each of the conductive pastes according to the present invention.
도 5의 왼쪽 사진은 Glass Frit을 포함하는 도전성 페이스트를 사용하여 제조된 발열층의 사진이다. 도 5의 왼쪽 사진을 참조하면, 절연층(흰색층) 위에 발열층(회색층)이 형성된 것을 확인할 수 있고, 발열층의 일부분에 얼룩이 있는 것을 확인할 수 있다. 상기 얼룩은 발열층과 절연층 간의 화학반응으로 인하여 형성된 것이다. The photograph on the left side of FIG. 5 is a photograph of a heating layer made using a conductive paste containing Glass Frit. Referring to the left photograph of FIG. 5, it can be confirmed that a heat generating layer (gray layer) is formed on the insulating layer (white layer), and that a part of the heat generating layer is uneven. The unevenness is formed by the chemical reaction between the heating layer and the insulating layer.
한편, 도 5의 오른쪽 사진은 본 발명에 따른 도전성 페이스트를 사용하여 제조된 발열층의 사진이다. 도 5의 오른쪽 사진을 참조하면, 절연층(흰색층) 위에 발열층(회색층)이 형성된 것을 확인할 수 있고, 어떠한 얼룩도 발견할 수 없다. 이를 통해, 발열체는 소결과정에서 절연층과 화학반응을 일으키지 않았다는 것을 확인할 수 있다.On the right side of FIG. 5 is a photograph of a heat generating layer produced using the conductive paste according to the present invention. 5, it can be confirmed that a heating layer (gray layer) is formed on the insulating layer (white layer), and no blemish can be found. As a result, it can be seen that the heating element did not cause a chemical reaction with the insulating layer during the sintering process.
한편, 도 1 및 2에서 설명한 면상 발열체를 제조하였다.On the other hand, the planar heating elements described in Figs. 1 and 2 were produced.
도 6a는 도 1에서 설명한 면상 발열체의 사진이다. 도 6a를 참조하면, 면상 발열체에서 국부적으로 온도가 높게 발열하는 것을 확인할 수 있다.6A is a photograph of the planar heating element described in Fig. Referring to FIG. 6A, it can be confirmed that the surface heat is locally heated at a high temperature.
한편, 도 6b는 도 2에서 설명한 면상 발열체의 사진이다. 도 6b를 참조하면, 면상 발열체의 대부분의 영역에서 균일하게 발열 되는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, FIG. 6B is a photograph of the planar heating element described with reference to FIG. Referring to FIG. 6B, it can be confirmed that heat is uniformly generated in most areas of the area heating element.
도 6a 및 6b를 비교하면, 절연층 및 오버글레이즈 층을 포함하는 면상 발열체는 오버글레이즈 층 만을 포함하는 면상 발열체보다 균일하게 발열 되는 것을 확인할 수 있다.6A and 6B, it can be seen that the planar heating element including the insulating layer and the overglaze layer generates heat more uniformly than the planar heating element including only the overglaze layer.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.In addition, the above detailed description should not be construed in all aspects as limiting and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (11)
금속계 파우더; 및
소결 조제를 포함하는 도전성 페이스트.Conductive ceramic powder;
Metal based powder; And
A conductive paste containing a sintering auxiliary agent.
상기 도전성 세라믹 파우더는 Lanthanum Cobaltite(LC), Lanthanum Strontium Chromite(LSC), Lanthanum strontium manganite(LSM), Lanthanum Strontium Cobalt Ferrite(LSCF), Lanthanum manganite(LMO), Lithium Manganese Nickel Oxide (LMNO) 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
Wherein the conductive ceramic powder comprises at least one of Lanthanum Cobaltite (LC), Lanthanum Strontium Chromite (LSC), Lanthanum strontium manganite (LSM), Lanthanum Strontium Cobalt Ferrite (LSCF), Lanthanum manganite (LMO), Lithium Manganese Nickel Oxide And a conductive paste.
상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로,
상기 도전성 세라믹 파우더의 함량은 20 내지 70wt%인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
Based on the total mass of the conductive paste,
Wherein the content of the conductive ceramic powder is 20 to 70 wt%.
상기 금속계 파우더는 Ag, Ag-Pd, RuO2, Pt, Cu, Zn, Ag-Pt 및 Ni 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
The metal-based powder is a conductive paste of Ag, Ag-Pd, RuO 2 , Pt, Cu, Zn, characterized by having at least one of Ag-Pt, and Ni.
상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로,
상기 금속계 파우더의 함량은 20 내지 70wt%인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
Based on the total mass of the conductive paste,
And the content of the metal-based powder is 20 to 70 wt%.
상기 소결 조제는,
Li2CO3, Li2O, V2O5, Na2CO3, CuO, B2O3 및 Bi2O3 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
The above-
Wherein the conductive paste comprises at least one of Li 2 CO 3 , Li 2 O, V 2 O 5 , Na 2 CO 3 , CuO, B 2 O 3 and Bi 2 O 3 .
상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로,
상기 소결 조제의 함량은 0.1 내지 10wt%인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
Based on the total mass of the conductive paste,
Wherein the content of the sintering auxiliary agent is 0.1 to 10 wt%.
상기 소결 조제는,
제1 및 제2소결 조제의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하고,
상기 소결 조제의 용융 온도는 상기 제1소결 조제의 용융 온도와 상기 제2소결 조제의 용융 온도 사이인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
The above-
And a mixture of the first and second sintering aids,
Wherein the melting temperature of the sintering auxiliary agent is between the melting temperature of the first sintering auxiliary agent and the melting temperature of the second sintering auxiliary agent.
상기 금속계 파우더는 단일 원소로 이루어지는 금속계 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하고,
상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로,
상기 도전성 세라믹 파우더의 함량은 30.0 내지 37.5wt%이고, 상기 금속계 파우더의 함량은 35.0 내지 45.0wt%이고, 상기 소결 조제의 함량은 2.0 내지 10.0wt%인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
The metal-based powder is characterized by being made of a metal-based material composed of a single element,
Based on the total mass of the conductive paste,
Wherein the content of the conductive ceramic powder is 30.0 to 37.5 wt%, the content of the metal-based powder is 35.0 to 45.0 wt%, and the content of the sintering auxiliary is 2.0 to 10.0 wt%.
상기 금속계 파우더는 금속 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하고,
상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로,
상기 도전성 세라믹 파우더의 함량은 20.0 내지 25.0wt%이고, 상기 금속계 파우더의 함량은 45.0 내지 55.0wt%이고, 상기 소결 조제의 함량은 2.0 내지 10.0wt%인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
Wherein the metal-based powder is made of a metal alloy,
Based on the total mass of the conductive paste,
Wherein the content of the conductive ceramic powder is 20.0 to 25.0 wt%, the content of the metal-based powder is 45.0 to 55.0 wt%, and the content of the sintering auxiliary is 2.0 to 10.0 wt%.
상기 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로,
상기 도전성 세라믹 파우더의 함량은 30.0 내지 35.0wt%이고, 상기 금속계 파우더의 함량은 35.0 내지 45.0wt%인 것을 특징으로 하고,
상기 소결 조제는 도전성 페이스트의 전체 질량을 기준으로, 3.0 내지 4.0wt%의 CuO, 0.5 내지 0.7wt%의 V2O5로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트.The method according to claim 1,
Based on the total mass of the conductive paste,
The content of the conductive ceramic powder is 30.0 to 35.0 wt%, and the content of the metal-based powder is 35.0 to 45.0 wt%
Wherein the sintering auxiliary agent comprises 3.0 to 4.0 wt% of CuO and 0.5 to 0.7 wt% of V 2 O 5 based on the total mass of the conductive paste.
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