KR20200037688A - Electrode material for semiconductor magnetic composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 자기 조성물에 전극을 형성한 세라믹 면상발열 소자용 전극 재료에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode material for a ceramic planar heating element in which an electrode is formed on a semiconductor magnetic composition.
BaTiO3로 대표되는 페롭스카이트계 조성물은 PTC(Positive Temperature Coefficient) 특성을 나타내는 재료로써, 큐리점(Curie Point) 이상의 고온이 되면 급격하게 저항값이 증대하여 열을 방생하게 되는 특성을 지닌 소자이다. 이러한 PTC 특성을 갖는 반도체 자기 조성물 전극이 형성되어 Module화 되어 전기자동차, 난방기기 등 다양한 분야에 응용되고 있다.The perovskite-based composition represented by BaTiO 3 is a material exhibiting PTC (Positive Temperature Coefficient) characteristics, and is a device having a characteristic of rapidly generating resistance to heat when the temperature is higher than the Curie Point. A semiconductor magnetic composition electrode having such PTC characteristics is formed and moduled, and is applied to various fields such as electric vehicles and heating devices.
특허문헌 1에는 PTC 소자에 전극을 형성하는 방법으로 스퍼터링, 증착, 전해 석출, 화학석출 등의 방법으로 제작함을 명시하고 있다.
특허문헌 2에는 BaTiO3계 조성물을 주성분으로 하여 Ba의 일부가 알칼리 금속, Bi, 및 희토류로 치환되고, Ba와 Ti의 몰비가 0.990에서 0.999 사이인것을 특징으로 하는 PTC소자 조성물이 기재되어 있다, 이에 전극 처리로, 도금, 스퍼터링, 전극 베이킹 등에 의해 외부전극을 형성하고, 이에의해 PTC 써미스터가 얻어짐을 기재하고 있다. 구체적인 실시예로 건식 도금을 실시하며 NiCr/NiCu/Ag의 3중 구조의 외부전극을 형성하고 있다.
일반적으로 전극 형성 방법은 도금법, 스퍼터링, 증착 등의 방법들이 많이 사용되나 이러한 방법들은 PTC소자와 전극 사이 게면의 저항을 낮출 수 있는 장접이 있으나 고가의 장비 및 공정 관리로 인해 많은 비용이 들게 된다. In general, the electrode forming method is used a lot of methods such as plating, sputtering, evaporation, but these methods have a long distance to lower the resistance of the surface between the PTC element and the electrode, but are expensive due to expensive equipment and process management.
보다 저렴한 방법으로 전극을 형성할 수 있는 방법으로 금속 분말과 각종 첨가제를 고점도의 페이스트로 제조 한후 인쇄를 통해 소자에 도포하고, 열처리를 통해 전극을 형성하는 방법이 있다. As a method for forming an electrode in a more inexpensive method, there is a method of manufacturing a metal powder and various additives with a high-viscosity paste, and then applying it to a device through printing and forming an electrode through heat treatment.
특허문헌 3에서는 BaTiO3 소결체를 제조하는데 있어 Ba 대신 Na 또는 K를 일부 대체하고, Ti 대신 V, Nb, Ta를 일부 대체함으로써 PTC소자의 특성을 개선하고, 이의 전극재료로 Ag-Zn 혼합 Paste를 사용함으로서 PTC 써머스터 소자를 제조하는 방법이 게시되어 있다.In Patent Document 3, in manufacturing the BaTiO 3 sintered body, Na or K is partially substituted for Ba, and V, Nb, and Ta are partially substituted for Ti to improve the characteristics of the PTC device, and Ag-Zn mixed paste is used as its electrode material. A method of manufacturing a PTC thermistor element by use has been published.
하지만 PTC소자용 전극 재료로 Ag등의 고가의 귀금속 재료를 사용하는 것은 PTC소자의 가격을 상승시켜 비용저감에 방해가 된다.However, the use of expensive noble metal materials such as Ag as the electrode material for the PTC device increases the price of the PTC device, which hinders cost reduction.
특허문헌 4에서는 이를 개선하기 위하여 Aluminum 분말에 질화 붕소, 그리고 글라스 프릿으로 이루어지는 전극 페이스트가 게시되어 있다. 이렇게 제조된 전극 페이스트를 공기중에서 850∼900℃에서 소결함으로써 세라믹 기재와 오믹콘택을 갖는 전극을 형성하는 것으로 되어 있다. In Patent Document 4, to improve this, an electrode paste made of boron nitride and glass frit is published in aluminum powder. The electrode paste thus prepared is sintered in air at 850 to 900 ° C to form an electrode having a ceramic substrate and ohmic contact.
본 발명은 스퍼터링등의 고가의 장비를 사용하지 않고, Ag와 같은 고가의 귀금속 분말을 사용하지 않으면서, BaTiO3와 같은 페롭스카이트구조의 PTC소자용 전극 페이스트를 적용함에 있어, 전기적 특성이 우수하고 소성 공정 온도범위가 넓어 제조 신뢰성 향상을 기할 수 있는 전극 재료를 제공하고자 한다.The present invention does not use expensive equipment such as sputtering, and does not use expensive noble metal powders such as Ag, and applies an electrode paste for a PTC device having a perovskite structure such as BaTiO 3 , which has excellent electrical properties. And it is intended to provide an electrode material capable of improving manufacturing reliability due to a wide temperature range of the firing process.
본 발명은 BaTiO3계 페롭스카이트 구조를 갖는 PTC소자의 전극 재료 조성에 있어, 금속성분은 Aluminum을 주성분으로 하고, 적어도 Boron과 Zinc성분, 그리고 글라스프릿이 포함되어 있는 전극 재료로써 PTC소자와의 접촉저항이 낮고, 전극형성 온도 범위가 넓은 전극 재료이다.In the present invention, in the electrode material composition of a PTC device having a BaTiO 3 based perovskite structure, the metal component is aluminum as a main component, and at least a Boron and Zinc component, and an electrode material containing glass frit are used as an electrode material. It is an electrode material with low contact resistance and a wide electrode formation temperature range.
본 발명의 전극 페이스트는 BaTiO3계 페롭스카이트 구조인 PTC 소자에 전극을 인쇄한 후 인쇄 및 소성 후 전극두께는 5∼30㎛ 두께로 형성되고, 전극 저항은 10∼20mΩ/□범위에 형성되며, 전극 형성 후 소자저항이 2,000∼5,000Ω인 PTC 소자용 전극 페이스트이다.The electrode paste of the present invention is formed after printing and firing an electrode on a PTC device having a BaTiO 3 based perovskite structure, and the electrode thickness is formed in a thickness of 5 to 30 μm, and the electrode resistance is formed in a range of 10 to 20 mΩ / □. , It is an electrode paste for PTC devices having an element resistance of 2,000 to 5,000 Ω after electrode formation.
본 발명의 상기 전극재료는 알루미늄을 주 원료로 하여 첨가제로 Boron, Zinc, 그리고 글라스 프릿의 합계를 100으로 하여 알루미늄을 40질량%이상 포함하고, Boron은 1질량% 이상 20질량% 이하, 그리고 Zinc는 1질량% 이상 20질량% 이하, 글라스 프릿은 3질량% 이상 20질량%이하로 포함하는 것으로 할 수 있다.The electrode material of the present invention contains 40 mass% or more of aluminum by adding the total of Boron, Zinc, and glass frit as additives using aluminum as the main raw material, and Boron is 1 mass% or more and 20 mass% or less, and Zinc Is 1% by mass or more and 20% by mass or less, and the glass frit may be 3% by mass or more and 20% by mass or less.
본 발명의 전극재료는 스크린 인쇄를 통해전극을 형성하고, 이를 200℃ 내외에서 건조를 통해 용제를 제거 한 후 700℃이상 850℃이하의 온도에서 소성을 진행함으로써 전극이 형성된다.In the electrode material of the present invention, an electrode is formed by forming an electrode through screen printing, removing the solvent through drying at 200 ° C. or higher, and then calcining at a temperature of 700 ° C. or more and 850 ° C. or less.
본 발명의 상기 PTC 소자용 전극 재료는 소성공정을 통하여 계면저항이 작은 PTC 소자를 제공할 수 있고, 소성 공정 중 온도산포에 의해 처리 온도 범위가 넓어도 균일한 소자정항을 얻게되어 생산성 및 효율이 우수한 PTC소자를 제공할 수 있다.The electrode material for the PTC device of the present invention can provide a PTC device with a small interfacial resistance through a firing process, and a uniform device constant is obtained even when the treatment temperature range is wide due to temperature dispersion during the firing process, resulting in productivity and efficiency. It is possible to provide an excellent PTC device.
PTC소자에 본 발명의 전극재료가 형성되어 있는 SEM ImageSEM image of the electrode material of the present invention formed on a PTC device
본 발명은 Aluminum 분말을 주성분으로 하고, 여기에 Boron과 Zinc를 조합하여 저저항 구현을 위한 요소를 구성하고, 여기에 글라스프릿을 사용함으로써 전극의 밀착력 및 소성안정성을 부여하는 것으로 인해 전극 조성물이 구성된다. The present invention is composed of an aluminum powder as a main component, and by combining Boron and Zinc to form an element for realizing low resistance, and by using glass frit, the electrode composition is formed by imparting adhesion and plastic stability of the electrode. do.
본발명에 있어 Aluminum 분말은 평균입도 1㎛ 이상 10㎛ 이하의 분말을 사용하게 된다. 알루미늄 분말의 평균입도가 1㎛ 이하의 입자를 사용하게 되면 높은 비표면적으로 인해 페이스트 제조 시 점도 상승을 초래하게 되고, 소성 공정 중 과용융으로 인해 표면에 작은 Bump 돌기가 형성되게 되어 PTC소자의 모듈 제조 시 단자와의 접촉저항이 커져 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 평균 입도가 10㎛ 이상의 알루미늄 분말을 사용하게 되면 전극 사이의 공극이 커져 저항이 커질 뿐만 아니라 전극 두께 상승 및 표면 불균일을 초래하게 되어 적합하지 않다. 바람직하게는 ALuminum 분말의 평균입도가 2㎛ 이상 6㎛ 이하가 적당하다.In the present invention, the aluminum powder is a powder having an average particle size of 1 μm or more and 10 μm or less. When particles with an average particle size of 1 µm or less are used, the viscosity increases during paste production due to the high specific surface area, and small bump bumps are formed on the surface due to over-melting during the firing process, resulting in the module of the PTC device. In manufacturing, the contact resistance with the terminal increases, which may decrease the efficiency. When an aluminum powder having an average particle size of 10 µm or more is used, the gap between the electrodes becomes large, resulting in an increase in resistance as well as an increase in electrode thickness and surface unevenness, which is not suitable. Preferably, the average particle size of ALuminum powder is 2 μm or more and 6 μm or less.
본 발명에서 전극재료는 Aluminum 분말, Boron 분말, Zinc 분말, 글라스 프릿 분말 합을 100질량%로 했을때 Aluminum 분말이 40% 이상 95% 이하가 좋다. Aluminum 분말이 40% 이하를 사용하게 되면 첨가되는 Boron, Zinc, Glass Frit 함량이 높아져 저항이 높아지게 되고, Aluminum 분말의 함량이 95% 이상이 되게 되면 본 발명의 주요 목적인 PTC소자와 전극간의 계면저항이 상승하고, 밀착력이 떨어지게 되며, 소성 온도 마진이 적어져 품질저하를 초래하게 된다.In the present invention, the electrode material is aluminum powder, Boron powder, Zinc powder, glass frit powder when the sum of 100% by mass, the aluminum powder is preferably 40% or more and 95% or less. When the aluminum powder is used at 40% or less, the added boron, zinc, and glass frit content increases to increase the resistance, and when the aluminum powder content reaches 95% or more, the interfacial resistance between the PTC device and the electrode, which is the main object of the present invention, It rises, the adhesion decreases, and the firing temperature margin decreases, leading to a decrease in quality.
전극 소재에 포함되는 Boron은 Aluminum, Boron, Znic, 글라스프릿함계를 100질량%로 했을때, 1질량% 이상, 20 질량%이하가 좋다, Boron의 함량이 1% 이하로 첨가되게 되면 제조된 전극의 면저항이 상승하여 소자의 전기적 특성 저하를 초래하게 되고, Boron의 함량이 20% 이상 첨가되게 되면 전극 표면에 산화막이 형성되어 접촉저항을 증가시키는 경향이 있어 20% 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 Boron의 함량이 1%질량% 이상, 10 질량% 이하가 바람직 하다. 첨가되는 Boron 공급원은 Boron Powder와 Boron Oxide, Boron Nitrate 등을 들수 잇으며, 이중 가장 적합한 첨가제는 Boron 분말과 Boron Oxide 분말이다.Boron included in the electrode material is aluminum, Boron, Znic, when the glass frit system is 100% by mass, 1% by mass or more and 20% by mass or less is good. When the Boron content is added to 1% or less, the manufactured electrode The sheet resistance of the film increases, leading to deterioration of the electrical properties of the device. When the Boron content is added to 20% or more, an oxide film is formed on the electrode surface and tends to increase the contact resistance, so 20% or less is preferable. More preferably, the Boron content is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less. Boron sources added include Boron Powder, Boron Oxide, and Boron Nitrate. The most suitable additives are Boron powder and Boron Oxide powder.
또한 전극 소재에 포함되는 Zinc는 Aluminum, Boron, Znic, 글라스프릿함계를 100질량%로 했을때, 1질량% 이상, 20 질량%이하가 좋다. Zinc 성분을 추가하게 되면 PTC소자와 전극간 Ohmic Contact을 원활히 해 주는 효과를 보이며, 이로인해 소정 후 균일한 소자저항 산포가 구현 가능하여 소성 공정 마진을 넓힐 수 있어 PTC소자의 생산 안정성에 도움을 주는 역할을 한다. Zinc 함량이 1% 이하로 첨가되게 되면 PTC소자와 전극간 접촉저항을 낮추는데 효과가 없으며, 20%이상 첨사되게 되면 전극이 PTC소자 깊숙히 침투하게 되어 Short가 발생하게 된다. 더욱 바람직하게는 1질량% 이상 15질량% 이하가 바람직하다.In addition, the zinc included in the electrode material is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less when the aluminum, boron, zinc, and glass frit system are 100% by mass. When Zinc is added, it shows the effect of smoothing the ohmic contact between the PTC device and the electrode, and as a result, it is possible to realize uniform device resistance distribution after a predetermined time, thereby broadening the firing process margin, which helps production stability of the PTC device. Plays a role. When the zinc content is added to 1% or less, it has no effect in lowering the contact resistance between the PTC device and the electrode, and when it is added more than 20%, the electrode penetrates deeply into the PTC device and short occurs. More preferably, 1 mass% or more and 15 mass% or less are preferable.
전극 소재에 포함되는 글라스프릿은 PbO-SiO2-Al2O3-B2O3-ZnO 계 Glass Frit이며, 1질량% 이상 20질량% 이하가 바람직 하다. 글라스 프릿 함량이 1질량% 이하가 첨가되게 되면 전극의 강도가 약해져 PTC소자로 부터 쉽게 박리되어 내 스크래치성이 약하게 되고, 글라스프릿 함량이 20% 이상이 되게 되면 도막 강도는 우수하나 전기저항이 크게 상승하여 전기적 특성 저하를 초래하게 된다.The glass frit included in the electrode material is PbO-SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 -ZnO-based glass frit, preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less. When the content of the glass frit is 1% by mass or less, the strength of the electrode is weakened, and it is easily peeled off from the PTC element, resulting in weak scratch resistance. It rises, leading to a decrease in electrical properties.
상기 글라스프릿의 전이온도(Tg)는 300℃ 이상, 550℃이하가 바람직하다. 글℃라스 프릿의 전이온도가 300℃ 이하가 되게되면 전극 재료인 Aluminum 보다 글라스 프릿이 먼저 용융되면서 용융된 글라스프릿이 뭉쳐지게 되고, 이로 인해 국부적인 저항 상승구간이 발생하면서 전체적인 저항 균일성 저하로 인한 전극의 품질 저하를 초래하게 된다. 또한 글라스 프릿의 전이온도가 550℃이상이 되게 되면 전극 소성 공정 중 글라스 프릿이 제대로 용융되지 않아 도막 강도가 저하되고, 용융되지 않은 글라스 프릿으로 인한 내부 공극이 발생하게 되어 전기적 특성 저하를 초래하게 된다.The transition temperature (Tg) of the glass frit is preferably 300 ° C or higher and 550 ° C or lower. When the transition temperature of glass frit becomes 300 ℃ or less, the glass frit melts first than aluminum, which is an electrode material, and the melted glass frit clumps. As a result, a local resistance rise section occurs and the overall resistance uniformity decreases. This results in deterioration of the electrode quality. In addition, when the transition temperature of the glass frit becomes 550 ° C or higher, the glass frit is not properly melted during the electrode firing process, and the coating film strength is lowered, and internal voids are generated due to the unmelted glass frit, resulting in deterioration of electrical properties. .
상기 글라스 프릿은 PbO-SiO2-Al2O3-B2O3-ZnO 계에 추가적으로 SrO, AgO, CuO, V2O5, K2O, Li2O, Na2O 등이 추가 될 수 있다.In the glass frit, SrO, AgO, CuO, V 2 O 5 , K 2 O, Li 2 O, Na 2 O, etc. may be additionally added to the PbO-SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 -ZnO system. have.
페이스트 제조를 위해 사용되는 용제는 b.p 180℃ 이상, 300℃ 이하가 적당하다. 용제의 b.p가 180℃ 이하이면 스크린 인쇄도중 페이스트가 스크린 마스크에서 건조되어 마스크 막힘 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 인쇄 불량을 초래할 수 있다. 용제의 b.p.가 300℃ 이상이 되게되면 스크린 인쇄 후 고온에서 건조를 해야 되는 문제가 있다. The solvent used for the preparation of the paste is suitably b.p 180 ° C or higher and 300 ° C or lower. If the b.p of the solvent is 180 ° C. or less, the paste may dry on the screen mask during screen printing, which may cause clogging of the mask, which may cause printing defects. When the b.p. of the solvent becomes 300 ° C or higher, there is a problem in that it must be dried at high temperature after screen printing.
상기 용제는 트리프로필렌글리콜 메틸에테르, 디프로필렌글리콜 n-프로필에테르, 디프로필렌글리콜 n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜 n-부틸에테르, 프로필렌글리콜 페닐에테르, 디에틸렌글리콜 에틸에테르, 디에틸렌글리콜 n-부틸에테르, 디에틸렌글리콜 헥실에테르, 에틸렌글리콜헥 실에테르, 트리에틸렌글리콜 메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 에틸에테르, 트리에틸렌글리콜 n-부틸에테르 및 에틸렌글리콜 페닐에테르, 터피놀, Texanol로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.The solvent is tripropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol n-propyl ether, dipropylene glycol n-butyl ether, tripropylene glycol n-butyl ether, propylene glycol phenyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol n-
비중이 다른 Aluminum, Boron, Zinc, 글라스 프릿의 원활한 분산 홉합을 위해서 분산제로 계면활성제를 사용해야만 한다. 분산제 함량은 Aluminum, Boron, Zinc, 글라스 프릿을 100 질량%에 대하여 0.1질량% 이상 10질량% 이하가 바람직하다. 분산제 함량이 0.1질량% 이하가 되게 되면 첨가되는 분산제의 효과 발휘가 미비하여 분산 안정성 저하를 초래하게 되고, 분산제 함량이 10질량% 이상 첨가되게 되면 응집이 발생하게 되어 분산안정성이 저하되게 된다.For the smooth dispersion hop of aluminum, boron, zinc and glass frits with different specific gravity, surfactants must be used as dispersants. The dispersant content is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less with respect to 100% by mass of aluminum, boron, zinc, or glass frit. When the content of the dispersant is 0.1% by mass or less, the effect of the added dispersant is insufficient, resulting in a decrease in dispersion stability, and when the content of the dispersant is added by 10% by mass or more, aggregation occurs and dispersion stability is reduced.
상기 분산제로서는 계면활성제를 이용할 수 있고, 상기의 계면활성제로는, 비이온성 계면활성제, 고분자 계면활성제 및 양이온성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다As the dispersant, a surfactant may be used, and as the surfactant, one or two or more selected from the group consisting of nonionic surfactants, polymer surfactants, and cationic surfactants may be mixed and used.
상기 계면활성제의 상품명으로 하이퍼머(hypermer) KD(Uniqema 제조), AKM 0531(일본유지㈜ 제조), KP(신에쯔가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사 제조),아사히가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조) 및 PB 821(아지노모또㈜ 제조) BYK-9077, BYK-185, BYK-2150(BYK사) 등을 들 수 있다.Hypermer KD (manufactured by Uniqema), AKM 0531 (manufactured by Nippon Oil Industries, Ltd.), KP (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), polyflow (POLYFLOW) (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) Manufacturing), EFTOP (manufactured by Tochem Products), Asahi guard, Surflon (above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), SOLSPERSE (manufactured by Genecca), EFKA ( EFKA Chemicals) and PB 821 (manufactured by Ajinomoto Corporation) BYK-9077, BYK-185, BYK-2150 (BYK).
상기 전극 재료의 페이스트화를 위해서는 고분자 수지를 사용할 수 있다. 고분자 수지로는 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 에틸셀룰로오스, 로진, 페놀수지, 아크릴 수지 등을 들 수 있다. 고분자 수지의 함량은 유기 비히클 용액 총 중량에 대하여 1~25 중량%, 바람직하게는 5~25 중량%가 좋다. 고분자수지의 첨가량이 1 중량% 미만일 경우 페이스트의 인쇄성 및 분산 안정성이 저하되고, 25 중량%를 초과할 경우에는 페이스트가 인쇄되지 않는 문제를 초래 할 수 있다.A polymer resin may be used for pasting the electrode material. Examples of the polymer resin include polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, ethyl cellulose, rosin, phenol resin, and acrylic resin. The content of the polymer resin is preferably 1 to 25% by weight, preferably 5 to 25% by weight relative to the total weight of the organic vehicle solution. When the amount of the polymer resin added is less than 1% by weight, the printability and dispersion stability of the paste decreases, and when it exceeds 25% by weight, the paste may not be printed.
23mm x 19.5mm x 2.2T 크기의 BaTiO3 페롭스카이트 구조의 PTC 소자에 상기 전극 페이스트를 스크린 프린트를 이용하여 양면을 인쇄 한 후 200℃에서 2분간 건조 한후 이를 700℃ 에서 850℃ 사이의 온도에서 소성을 진행한다. 최고온도에서의 체류시간은 5분 이상 1시간 이하가 적당하다. 더욱 바람직하게는 10분이상 30분이하가 바람직하다After printing the electrode paste on both sides of a PTC device having a BaTiO3 perovskite structure of 23mm x 19.5mm x 2.2T using screen printing, drying it at 200 ° C for 2 minutes, and then calcining it at a temperature between 700 ° C and 850 ° C. To proceed. The residence time at the highest temperature is suitably 5 minutes or more and 1 hour or less. More preferably, it is preferably 10 minutes or more and 30 minutes or less.
소성 후 전극 두께는 5㎛이상 40㎛ 이하가 적당하다. 전극 두께가 5㎛이하이면 전극 박리가 발생하기 쉽고, 충분한 양의 전극 재료가 도포되지 않아 전기적 특성 저하를 초래하기 쉽고, 전극 두께가 40㎛ 이상이면 전극 비용이 상승하게 되어 경제적으로 좋지 못하다. 바람직하게는 10㎛ 이상 35㎛ 이하가 적당하다. The thickness of the electrode after firing is preferably 5 µm or more and 40 µm or less. If the electrode thickness is 5 µm or less, electrode peeling is likely to occur, and a sufficient amount of electrode material is not applied to easily cause electrical properties to deteriorate. If the electrode thickness is 40 µm or more, the electrode cost is increased, which is not economically good. Preferably, 10 µm or more and 35 µm or less are suitable.
제조된 전극 이형성된 PTC소자는 4-point Probe를 이용하여 면저항을 측정하고, 소자 양단에 형성되어 잇는 전극을 저항 측정기를 이용하여 저항을 측정한다.The manufactured electrode-formed PTC device measures sheet resistance using a 4-point probe, and measures the resistance of the electrode formed on both ends of the device using a resistance meter.
실시예 1Example 1
평균입경이 4㎛인 구형 Aluminum 분말 입자 80질량부로 하여 여기에 Boron 분말을 5질량부, Zinc 분말을 7질량부, 글라스프릿을 8질량부를 첨가하고, 여기에 분산제와 유기바인데, 유기용제를 첨가하여 전극 페이스트를 제조하였다. 80 mass parts of spherical aluminum powder particles having an average particle diameter of 4 µm were added to 5 parts by mass of Boron powder, 7 parts by mass of Zinc powder, and 8 parts by mass of glass frit. The electrode paste was prepared by addition.
제조된 페이스트를 23mm x 19.5mm x 2.2T크기의 BaTiO3조성의 PTC소자의 양면에 인쇄, 건조 한 후 750℃에서 20분간 소성을 진행하여 전극이 형성된 PTC소자를 제조하였다. After printing and drying the prepared paste on both sides of a 23mm x 19.5mm x 2.2T sized PTC device of BaTiO3 composition, baking was performed at 750 ° C for 20 minutes to prepare a PTC device with electrodes.
이렇게 제조된 PTC 소자의 양면에 형성된 전극의 면저항을 4-point probe로 측정하고, HIOKI 멀티미터를 이용하여 PTC소자의 저항을 측정하였다.The sheet resistance of the electrodes formed on both surfaces of the thus manufactured PTC device was measured with a 4-point probe, and the resistance of the PTC device was measured using a HIOKI multimeter.
실시예 2∼9는 상기 실시예 1에서 Aluminum 분말 크기, Boron 함량, Zinc 함량 및 글라스 프릿의 함량을 변경해 가며 실시 하였다. 이에 얻어진 평가 결과를 표 1에 나타낸다.Examples 2 to 9 were carried out by changing the aluminum powder size, boron content, zinc content and glass frit content in Example 1 above. Table 1 shows the evaluation results thus obtained.
(질량%)Al ratio
(mass%)
(질량%)Boron rate
(mass%)
(질량%)Zinc ratio
(mass%)
(질량%)Glass frit ratio
(mass%)
(mΩ/□)Sheet resistance
(mΩ / □)
(kΩ)Device resistance
(kΩ)
실시 예 10∼13은 Aluminum 입자 크기에 따른 전극 재료를 평가한 결과이다. 전체적인 조성은 실시 예 1의 조성을 기준으로 하고, Aluminum의 평균 입자크기에 따른 전극재료를 평가하여 표2에 나타내었다. Examples 10-13 are the results of evaluating the electrode material according to the aluminum particle size. The overall composition is based on the composition of Example 1, and the electrode materials according to the average particle size of Aluminum are evaluated and are shown in Table 2.
실시 예 14∼18은 글라스프릿의 전이온도에 따른 소자특성을 평가한 결과이다. 전체적이 조성은 실시 예 1의 조성을 기준으로 하고, 글라스프릿의 전이온도(Tg) 에 다른 전극재료 평가하여 표 3에 나타내었다.Examples 14 to 18 are results of evaluating device characteristics according to the transition temperature of glass frit. The overall composition is based on the composition of Example 1 and is evaluated in Table 3 by evaluating different electrode materials at the transition temperature (Tg) of the glass frit.
본 발명은 전기자동차 및 난방용 난방 모듈에 사용되는 PTC소자의 전극 재료로서 기존에 사용되었던 고가의 Ag 페이스트를 대체하여 PTC소자 및 난방용 모듈의 가격 경쟁력 확보네 도움될것으로 기대된다.The present invention is expected to help secure the price competitiveness of the PTC element and the heating module by replacing the expensive Ag paste previously used as the electrode material of the PTC element used in the heating module for electric vehicles and heating.
1 : 알루미늄 전극
2: BaTiO3 PTC 소자1: Aluminum electrode
2: BaTiO3 PTC device
Claims (6)
상기 전극 재료는 Aluminum을 주성분으로 하고, Boron, Zinc 및 글라스프릿을 포함하고 있는 전극 재료.
As an electrode material of a semiconductor magnetic composition having a BaTiO 3 type perovskite structure
The electrode material is an electrode material containing aluminum as a main component, and includes Boron, Zinc, and glass frit.
Aluminum 분말은 평균 입도 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 자기 조성물의 전극 재료.
In claim 1,
Aluminum powder is an electrode material of a semiconductor magnetic composition, characterized in that the average particle size of 1㎛ to 10㎛.
상기 전극 재료는 Aluminum, Boron, Zinc, 글라스프릿의 합계를 100질량%로 하여, Boron을 1질량% 이상 20질량% 이하로 포함하는 조성을 특징으로 하는 반도체 자기 조성물의 전극 재료.
The method according to claim 1,
The electrode material is an electrode material of a semiconductor magnetic composition, characterized in that the composition containing a total of 100% by mass of aluminum, boron, zinc, and glass frit, and boron in an amount of 1% by mass or more and 20% by mass or less.
상기 전극 재료는 Aluminum, Boron, Zinc, 글라스프릿의 합계를 100질량%로 하여, Zinc 분말을 1질량% 이상 20 질량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 자기 조성물의 전극 재료.
The method according to claim 1,
The electrode material is an electrode material of a semiconductor magnetic composition, characterized in that the sum of aluminum, boron, zinc, and glass frit is 100% by mass, and the zinc powder is 1% by mass or more and 20% by mass or less.
글라스프릿은 PbO-SiO2-Al2O3-B2O3-ZnO계인 것을 특징으로 하고, 전이온도(Tg)가 300℃ 이상 550℃ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 자기 조성물의 전극 재료.
The method according to claim 1,
Glass frit is PbO-SiO 2 -Al 2 O 3 -B 2 O 3 -ZnO-based, characterized in that the transition temperature (Tg) of 300 ℃ to 550 ℃ or less electrode material of the semiconductor magnetic composition.
상기 전극 재료는 Aluminum, Boron, Zinc, 글라스프릿의 합계를 100질량%로 하여, 글라스프릿이 1질량% 이상 20질량% 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 자기 조성물의 전극 재료.
The method according to claim 1,
The electrode material is an electrode material of a semiconductor magnetic composition, characterized in that the total of aluminum, boron, zinc, and glass frit is 100% by mass, and the glass frit is 1% by mass or more and 20% by mass or less.
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH03233805A (en) | 1990-02-08 | 1991-10-17 | Nichicon Corp | Electrode of electronic part |
| KR101289808B1 (en) | 2008-12-12 | 2013-07-26 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Semiconductor ceramic and positive temperature coefficient thermistor |
| KR101644412B1 (en) | 2013-10-03 | 2016-08-01 | 티디케이가부시기가이샤 | Semiconductor ceramic composition and ptc thermistor |
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2018
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03233805A (en) | 1990-02-08 | 1991-10-17 | Nichicon Corp | Electrode of electronic part |
| KR101289808B1 (en) | 2008-12-12 | 2013-07-26 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Semiconductor ceramic and positive temperature coefficient thermistor |
| KR101644412B1 (en) | 2013-10-03 | 2016-08-01 | 티디케이가부시기가이샤 | Semiconductor ceramic composition and ptc thermistor |
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