[发明专利]导体图案印刷墨

说明书

技术领域

本发明涉及导体图案印刷用墨(ink for printing a conductorpattern)。

背景技术

已提出使用包含金属颗粒如金、银、铜、铂等的纳米颗粒的印刷墨的各种导体图案印刷技术。例如，日本特开专利公布2008-283181公开了一种导体图案印刷技术，其中通过在基膜上印刷含金属颗粒的墨并将该印刷墨的基膜感应加热而在回路基板上形成布线图案。此外，日本特开专利公布2007-121173公开了一种印刷技术，其中通过喷墨印刷法在固体电解质基板上印刷含铂颗粒的墨从而形成气体传感器元件的中间电极层。

发明内容

在如日本特开专利公布2007-121173所公开的使用包含金属颗粒的印刷墨通过喷墨印刷法形成导体图案的情况下，需要将印刷墨的粘度控制为相对低的水平，从而印刷墨能够从喷墨头(喷墨喷嘴)有利地排出。然而，当印刷墨的粘度低时，发生在印刷墨中金属颗粒的沉降。这导致由于在印刷墨中金属颗粒的偏的(biased)分散而恶化导体图案的导通性能。为了改进金属颗粒在印刷墨中的分散性的目的，可以想到降低金属颗粒的粒径并由此降低金属颗粒的重量。然而，当降低金属颗粒的粒径时，导体图案在烧制期间经历过度收缩并且由于金属颗粒的过度烧结而开裂。这也导致导体图案的导通特性的恶化，并且在一些情况下，导致导体图案的断裂(breakage)。

因此，本发明的目的在于提供不导致导体图案的导通特性恶化和导体图案的断裂的导体图案印刷用墨。

根据本发明的一方面，提供一种导体图案印刷用墨，其包括：铂颗粒，其中70％以上的所述铂颗粒具有0.05至0.5μm的粒径。

从以下描述，本发明的其它目的和特征也将变得可以理解。

附图说明

图1为示出根据本发明一个实施方案的导体图案印刷墨中的铂颗粒的粒径分布的示意图。

图2为示出根据本发明一个实施方案的导体图案印刷墨的铂粒径分布的测量结果的详细示意图。

图3为用根据本发明一个实施方案的导体图案印刷墨印刷导体图案的传感器元件的分解透视图。

图4为实施例1的导体图案的电子显微照片。

图5为实施例2的导体图案的电子显微照片。

图6为比较例1的导体图案的电子显微照片。

图7为比较例2的导体图案的电子显微照片。

具体实施方式

以下将详细地描述本发明。

将根据本发明一个实施方案的导体图案印刷墨(下文中仅称为“印刷墨”)设计为用于在基板上通过喷墨印刷法印刷导体图案。作为基板，可使用在1100℃以上的高温下烧制的陶瓷基板等。

在本实施方案中，印刷墨由铂(Pt)颗粒、粘结剂、分散剂、溶剂等制备，其特征在于，如图1所示，70％以上的铂颗粒具有0.05至0.5μm的粒径。举例来说，在本实施方案中，如图2所示，将具有小于0.05μm粒径的铂颗粒的比例设定为0.0％；将具有大于0.5μm粒径的铂颗粒的比例设定为11.0％。

如果尺寸超过0.5μm的铂颗粒的比例过高，则由于铂颗粒的沉降导致难以将铂颗粒分散在溶剂中。另一方面，如果尺寸小于0.05μm的铂颗粒的比例过高，则铂颗粒在高温烧制期间经历过度烧结，由此导致印刷的导体图案的开裂或断裂。

当将铂颗粒的粒径分布控制在上述范围内时，可以防止铂颗粒在印刷墨中沉降以及防止在烧制期间过度烧结。因此印刷墨可适用于喷墨印刷法。即使当将印刷墨的粘度控制为对于用于喷墨印刷法相对低的水平时，也可用该印刷墨印刷导体图案而不导致导体图案的导通特性的恶化和导体图案的断裂。

该印刷墨特别适用于将印刷的导体图案和基板同时进行高温烧制的情况。在低温条件下将导体图案烧制或干燥的情况下，即使铂颗粒的尺寸小，也不可能由于铂颗粒的烧结而导致导体图案开裂或断裂。在高温条件下将导体图案与基板同时烧制的情况下，当尺寸小于0.05μm的铂颗粒的比例变高时，可能由于铂颗粒的过度烧结导致导体图案开裂或断裂。然而，上述粒径分布控制使得即使在此高温烧制期间也可以防止铂颗粒过度烧结和确保铂颗粒的有效分散以及确保适用于喷墨印刷法的印刷墨的相对低的粘度。

优选地，铂颗粒的粒径分布的宽度尽可能地小。特别优选在印刷墨中包含的所有铂颗粒的粒径在0.1至0.4μm的范围内。