Title:
Leitende Paste und elektronisches Bauteil, das mit einer daraus gebildetenElektrodenverdrahtung versehen ist
Kind Code:
B4


Abstract:

Elektronisches Bauteil, das mit einer Elektrodenverdrahtung ausgestattet ist, wobei die Elektrodenverdrahtung aufweist:
eine Phase leitenden Glases, die Übergangsmetalle und Phosphor enthält;
Metallpartikel; und
keine der durch die Richtlinie RoHS 1(2002/95/EG) verbotenen Substanzen, wobei:
jedes der in der Phase leitenden Glases enthaltenen Übergangsmetalle in dem Zustand vorliegt, in dem es mehrere Oxidationszahlen aufweist; und
der Anteil der Atome, die für jedes der Übergangsmetalle die größte Oxidationszahl aufweisen, eine Beziehung erfüllt, die durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird: {V5+}+{W6+}+{Mo6+}+{Fe3+}+{Mn4+}{V}+{W}+{Mo}+{Fe}+{Mn}>0,5embedded imageembedded image




Inventors:
Aoyagi, Takuya (Ibaraki, Hitachi-shi, JP)
Naito, Takashi (Ibaraki, Hitachi, JP)
Yamamoto, Hiroki (Ibaraki, Hitachi-shi, JP)
Kato, Takahiko (Hitachi-shi, JP)
Application Number:
DE112009004970T
Publication Date:
05/03/2018
Filing Date:
03/27/2009
Assignee:
Hitachi, Ltd. (Tokyo, JP)



Foreign References:
200500896792005-04-28
EP18875832008-02-13
JPH195170A
JP2000036220A2000-02-02
JP2007294633A2007-11-08
JP2008251324A2008-10-16
JP2007070127A2007-03-22
JP2008159917A2008-07-10
JPH8138969A
JPH0195170A1989-04-13
JPH08138969A1996-05-31
Attorney, Agent or Firm:
Beetz & Partner mbB Patent- und Rechtsanwälte, 80538, München, DE
Claims:
Elektronisches Bauteil, das mit einer Elektrodenverdrahtung ausgestattet ist, wobei die Elektrodenverdrahtung aufweist:
eine Phase leitenden Glases, die Übergangsmetalle und Phosphor enthält;
Metallpartikel; und
keine der durch die Richtlinie RoHS 1(2002/95/EG) verbotenen Substanzen, wobei:
jedes der in der Phase leitenden Glases enthaltenen Übergangsmetalle in dem Zustand vorliegt, in dem es mehrere Oxidationszahlen aufweist; und
der Anteil der Atome, die für jedes der Übergangsmetalle die größte Oxidationszahl aufweisen, eine Beziehung erfüllt, die durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird: {V5+}+{W6+}+{Mo6+}+{Fe3+}+{Mn4+}{V}+{W}+{Mo}+{Fe}+{Mn}>0,5embedded image

Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, wobei:
die Phase leitenden Glases hauptsächlich aus Vanadium und Phosphor besteht; und
die Massenanteile der Bestandteile bezüglich Oxiden eine Beziehung erfüllen, die durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt wird: 2×[V2O5][P2O5]([Sb2O3]+[Fe2O3]+[MnO2]+[Bi2O3])0embedded image

Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Metallpartikel aus Silber, Kupfer, Aluminium oder einer Legierung auf der Basis von einem dieser Metalle bestehen.

Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei auf der Basis des Gesamtvolumens der Elektrodenverdrahtung die Metallpartikel nicht weniger als 90,0 % und nicht mehr als 99,7 Volumen-% darstellen und die Phase leitenden Glases nicht weniger als 0,3 % und nicht mehr als 10,0 Volumen-% darstellt.

Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Metallpartikel aus einer ersten Gruppe von Partikeln, von denen etwa 95 Volumen-% eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 0,5 µm und weniger als 1,5 µm aufweisen, und einer zweiten Gruppe von Partikeln, von denen etwa 95 Volumen-% eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 1,5 µm und weniger als 8 µm aufweisen, bestehen.

Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Metallpartikel kugelförmige Partikel und plattenartige Partikel umfassen.

Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Metallpartikel zur Elektrodenverdrahtung zusammengesintert wurden.

Leitende Paste, die aufweist:
Partikel leitenden Glases, die Übergangsmetalle und Phosphor enthalten;
Metallpartikel;
ein Bindeharz;
ein Lösungsmittel; und
keine der durch die Richtlinie RoHS 1(2002/95/EG) verbotenen Substanzen,
wobei:
jedes der in den Partikeln leitenden Glases enthaltenen Übergangsmetalle in dem Zustand vorhanden ist, in dem es mehrere Oxidationszahlen aufweist; und
der Anteil der Atome, die für jedes der Übergangsmetalle die größte Oxidationszahl aufweisen, eine Beziehung erfüllt, die durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird: {V5+}+{W6+}+{Mo6+}+{Fe3+}+{Mn4+}{V}+{W}+{Mo}+{Fe}+{Mn}>0,5embedded image

Leitende Paste nach Anspruch 8, wobei:
die Partikel leitenden Glases hauptsächlich aus Vanadium und Phosphor bestehen; und
die Massenanteile der Bestandteile bezüglich Oxiden eine Beziehung erfüllen, die durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt wird: 2×[V2O5][P2O5]([Sb2O3]+[Fe2O3]+[MnO2]+[Bi2O3])0embedded image

Leitende Paste nach entweder Anspruch 8 oder 9, wobei die Partikel leitenden Glases Barium enthalten.

Leitende Paste nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Metallpartikel aus Silber, Kupfer, Aluminium oder einer Legierung auf der Basis von einem dieser Metalle bestehen.

Leitende Paste nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Metallpartikel aus einer erste Gruppe von Partikeln, von denen etwa 95 Volumen-% eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 0,5 µm und weniger als 1,5 µm aufweisen, und einer zweiten Gruppe von Partikeln, von denen etwa 95 Volumen-% eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 1,5 µm und weniger als 8 µm aufweisen, bestehen.

Leitende Paste nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Metallpartikel kugelförmige Partikel und plattenartige Partikel umfassen.

Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das elektronische Bauteil ein Solarpaneel, eine Plasmaanzeigetafel oder ein keramisches Montagesubstrat ist.

Elektronisches Bauteil nach Anspruch 14, wobei das elektronische Bauteil ein Solarpaneel ist und der Glasübergangspunkt der Glasphase nicht niedriger als 400°C und nicht höher als 520°C ist.

Description:
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf leitende Pasten, die beim Ausbilden einer Elektrodenverdrahtung nützlich sind, und insbesondere auf eine leitende Paste, die eine oxidative Verschlechterung der Elektrodenverdrahtung verhindert, selbst wenn sie in einer oxidierenden Atmosphäre gebrannt wird, und ein elektronisches Teil, das mit daraus ausgebildeten Elektrodenverdrahtungen ausgestattet ist.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Ein elektronisches Teil wie z. B. ein Solarpaneel, eine Plasmaanzeigetafel (PDP) und eine Flüssigkristallanzeigetafel (LCD-Tafel) weist Elektrodenverdrahtungen auf, die auf der im Wesentlichen gesamten Oberfläche davon ausgebildet sind. Eine solche Elektrodenverdrahtung wird durch Aufbringen einer leitenden Paste, die Metallpartikel, ein Glaspulver, ein Harzbindemittel und ein Lösungsmittel enthält, auf ein Glassubstrat, ein Siliziumsubstrat oder dergleichen und danach Brennen des belegten Substrats unter Verwendung eines elektrischen Ofens, eines Lasers oder dergleichen ausgebildet. An diesem Punkt wird das belegte Substrat auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt des Glaspulvers, das in der leitenden Paste enthalten ist, erhitzt, so dass das Glaspulver erweicht und fließt, um enge Elektrodenverdrahtungen auszubilden, und an dem Substrat aus Glas, Silizium oder dergleichen sicher haftet.

Der Herstellungsprozess von elektronischen Teilen wie z. B. Solarpaneelen und PDPs beinhaltet beispielsweise das Brennen bei hohen Temperaturen im Bereich von etwa 600 °C bis etwa 800 °C in einer oxidierenden Atmosphäre wie z. B. Luft. Folglich wird eine Silberelektrodenverdrahtung (Ag-Elektrodenverdrahtung), die selbst in diesem Brennprozess nicht oxidiert, häufig als Elektrodenverdrahtungen verwendet. Während es mit seinen ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften sehr zuverlässig ist, hat Silber den Vorteil, dass es leicht zu den Elektrodenverdrahtungen geformt wird. Es bestehen jedoch Probleme, die mit der Verwendung von Silber verbunden sind: hohe Materialkosten, Anfälligkeit für Migration usw.

Andererseits beinhaltet ein Wärmebehandlungsprozess im Herstellungsprozess von elektronischen Teilen wie z. B. hochintegrierten Schaltungen (LSI) und LCD-Tafeln kein Aussetzen einer stark oxidierenden Atmosphäre. Daher werden reines Kupfer (Cu) und reines Aluminium (Al) häufig als Elektrodenverdrahtungsmaterial für solche Teile verwendet. Kupfer und Aluminium weisen auch ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und den Vorteil, dass sie im Vergleich zu Silber überwältigend preiswert sind, auf. Da sie in einer Wärmebehandlung in einer oxidierenden Atmosphäre leicht oxidieren, gab es jedoch leider Begrenzungen für ihre Verwendung als Elektrodenverdrahtungsmaterial.

Angesichts des vorstehend erwähnten wurde vorgeschlagen, eine gewisse Art von Antioxidationsbehandlung durchzuführen, um das Brennen einer leitenden Paste, die Kupfer oder Aluminium als leitende Komponente enthält, in einer oxidierenden Atmosphäre zu ermöglichen. Beispielsweise offenbart die Patentliteratur 1 (JP 2000 - 36 220 A) eine leitende Paste, die ein Kupferpulver und eine Glasfritte enthält, wobei die Glasfritte hauptsächlich aus Boroxid (B2O3), Wismutoxid (Bi2O3), Zinkoxid (ZnO) und einem Alkalimetallsalz oder Erdalkalimetallsalz einer Phosphorsäure besteht.

Die Patentliteratur 2 (JP 2008 - 159 917 A) offenbart eine leitende Paste für photoelektrische Umwandlungselemente. Die leitende Paste enthält ein Metallpulver, das hauptsächlich aus Al besteht, und ein Glaspulver mit einem Glasübergangspunkt im Bereich zwischen 280 °C und 430 °C. In der leitenden Paste der Patentliteratur 2 stellt PbO (Bleioxid) auch mehr als oder gleich 70 Gewichts-% auf der Basis des Gesamtgewichts des Glaspulvers dar und das Glaspulver enthält mindestens ein Oxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SiO2 (Siliziumoxid), B2O3, Bi2O3 und ZnO besteht.

Die Patentliteratur 3 (JP 2007 - 70 127 A) mit dem Ziel der Bereitstellung eines Pbfreien leitenden Bondmaterials zum Befestigen eines Abstandhalters in einer Anzeigetafel einer Bildanzeigevorrichtung offenbart ein leitendes Element, das ein Glas auf Phosphor-basis enthält, das mindestens ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vanadium (V), Niob (Nb), Wolfram (W), Molybdän (Mo) und Eisen (Fe) besteht, und Metallpartikel aus Silber oder Kupfer enthält, wobei das mindestens eine Element zwei Wertigkeiten aufweist. Im leitenden Element der Patentliteratur 3 stellen auch die Metallpartikel von Silber oder Kupfer nicht weniger als 10 % und nicht mehr als 50 Volumen-% dar.

  • Patentliteratur 1: JP 2000 - 36 220 A
  • Patentliteratur 2: JP 2008 - 159 917 A
  • Patentliteratur 3: JP 2007 - 70 127 A

VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME

Es wird angenommen, dass die in der Patentliteratur 1 beschriebene leitende Paste die Oxidation des Kupferpulvers verhindert, wenn es nicht nur in einer neutralen Atmosphäre, sondern auch in einer schwach oxidierenden Atmosphäre gebrannt wird. Es wird jedoch als schwierig betrachtet, dass die leitende Paste der Patentliteratur 1 die Oxidation des Kupferpulvers in einer stark oxidierenden Atmosphäre wie im Fall des Brennens in Luft bei hoher Temperatur verhindert.

Unterdessen hat sich in der Industrie von elektrischen und elektronischen Vorrichtungen der globale Trend in Richtung der umweltfreundlichen Beschaffung und umweltfreundlichen Konstruktion in den letzten Jahren intensiviert und es besteht ein Bedarf an sichereren Materialien. In Europa ist beispielsweise eine Richtlinie hinsichtlich der Einschränkung der Verwendung von festgelegten gefährlichen Substanzen in elektronischen und elektrischen Vorrichtungen (die RoHS-Richtlinie) in Kraft. Leider kann die in der Patentliteratur 2 beschriebene leitende Paste die RoHS-Richtlinie nicht erfüllen, da ihr Glaspulver PbO enthält.

Das in der Patentliteratur 3 beschriebene leitende Element, das bleifrei (Pb-frei) ist, kann die RoHS-Richtlinie erfüllen, und da es eine relativ kleine Menge an Metallpartikeln enthält, wird die Meinung vertreten, dass es gute elektrische Leitungseigenschaften aufweist, während es die Benetzbarkeit des Glases aufrechterhält. Es wird jedoch keine spezielle Sorgfalt hinsichtlich des Leitungsmechanismus aufgrund der Oxidationszahl (des Oxidationszustandes) eines Übergangsmetalls und des Korrosionsschutzmechanismus für die Metallpartikel im Glaspulver angewendet und die Metallpartikel im leitenden Element können oxidiert werden.

Angesichts des vorstehend beschriebenen Standes der Technik sind weitere Maßnahmen erforderlich, um die Verwendung von Kupferpartikeln und Aluminiumpartikeln als äquivalente Ersatzstoffe für herkömmlich verwendete Silberpartikel als Elektrodenverdrahtungsmaterial für elektronische Teile zu ermöglichen, die einem Brennen bei hoher Temperatur (z. B. bei etwa 600 °C bis 800 °C) in einer oxidierenden Atmosphäre wie z. B. Luft im Herstellungsprozess unterzogen werden.

Die JP H08 - 138 969 A beschreibt die Herstellung einer elektronischen Komponente. 1 zeigt als Beispiel einen Kondensator in SMD-Ausführung. Für die Kontaktierung des Bauelements werden in der Druckschrift (1) Sintermassen leitfähigen Glases beschrieben, die V2O5 enthalten können.

Die JP 2008 - 251 324 A beschreibt eine leitende Paste, die V2O5 enthalten kann.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Folglich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine leitende Paste mit Oxidationsbeständigkeit zu schaffen, die ermöglicht, dass die Paste einem Hochtemperaturprozess standhält, der in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt wird, und ein elektronisches Teil zu schaffen, das mit Elektrodenverdrahtungen ausgestattet ist, die aus der leitenden Paste ausgebildet sind.

MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME

Die obige Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

(I) Um das vorstehend erwähnte Ziel zu erreichen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein elektronisches Bauteil geschaffen, das mit einer Elektrodenverdrahtung ausgestattet ist, wobei die Elektrodenverdrahtung umfasst: eine Phase leitenden Glases, die Übergangsmetalle und Phosphor enthält; Metallpartikel; und keine der durch die RoHS-Richtlinie verbotenen Substanzen, wobei: jedes der Übergangsmetalle, das in der Phase leitenden Glases enthalten sind, in dem Zustand vorliegt, in dem es mehrere Oxidationszahlen aufweist; und der Anteil der Atome, die die größte Oxidationszahl für jedes der Übergangsmetalle aufweisen, eine Beziehung erfüllt, die durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird: {V5+}+{W6+}+{Mo6+}+{Fe3+}+{Mn4+}{V}+{W}+{Mo}+{Fe}+{Mn}>0,5embedded imagewobei Klammern { } die gemessene Konzentration des eingeschlossenen Ions oder Atoms angeben (Einheit: Mol/l).

(II) Um das vorstehend erwähnte Ziel zu erreichen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein elektronisches Bauteil geschaffen, das mit einer Elektrodenverdrahtung ausgestattet ist, wobei die Elektrodenverdrahtung umfasst: eine Phase leitenden Glases; Metallpartikel; und keine der durch die RoHS-Richtlinie verbotenen Substanzen, wobei die Phase leitenden Glases hauptsächlich aus Vanadium und Phosphor besteht und die Massenanteile der Bestandteile bezüglich Oxiden eine Beziehung erfüllen, die durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt wird: 2×[V2O5][P2O5]([Sb2O3]+[Fe2O3]+[MnO2]+[Bi2O3])0embedded imagewobei Klammern [ ] den Massenanteil des eingeschlossenen Oxids angeben (Einheit: Massen-%).

Hierbei sind die durch die RoHS-Richtlinie verbotenen Substanzen als die Substanzen definiert, die durch die Regelungen für gefährliche Substanzen, die von der EU (Europäischen Union) am 1. Juli 2006 durchgesetzt wurden, verboten sind. Der vorstehend erwähnte Ausdruck "umfassen keine der durch die RoHS-Richtlinie verbotenen Subtanzen" bedeutet auch, dass es annehmbar ist, dass sie die durch die RoHS-Richtlinie verbotenen Substanzen in einer Menge von weniger als oder gleich einem festgelegten Wert umfassen.

Um das vorstehend erwähnte Ziel zu erreichen, können außerdem die folgendem Modifikationen und Änderungen an den obigen Aspekten (I) und (II) der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden:

  1. (i) Die Metallpartikel bestehen aus Silber, Kupfer, Aluminium oder einer Legierung auf der Basis von einem dieser Metalle;
  2. (ii) Auf der Basis des Gesamtvolumens der Elektrodenverdrahtung stellen die Metallpartikel nicht weniger als 90,0 % und nicht mehr als 99,7 Volumen-% dar und die Phase leitenden Glases stellt nicht weniger als 0,3 % und nicht mehr als 10,0 Volumen-% dar;
  3. (iii) Die Metallpartikel bestehen aus einer ersten Gruppe von Partikeln, von denen etwa 95 Volumen-% eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 0,5 µm und weniger als 1,5 µm aufweisen, und einer zweiten Gruppe von Partikeln, von denen etwa 95 Volumen-% eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 1,5 µm und weniger als 8 µm aufweisen;
  4. (iv) Die Metallpartikel umfassen kugelförmige Partikel und plattenartige Partikel;
  5. (v) Die Metallpartikel in der Elektrodenverdrahtung wurden zusammengesintert;
  6. (vi) Das elektronische Bauteil ist ein Solarpaneel, eine Plasmaanzeigetafel oder ein keramisches Montagesubstrat; und
  7. (vii) Das elektronische Bauteil ist ein Solarpaneel und der Glasübergangspunkt der Glasphase ist nicht niedriger als 400 °C und nicht höher als 520 °C.

(III) Um das vorstehend erwähnte Ziel zu erreichen, wird auch gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine leitende Paste geschaffen, die umfasst: Partikel leitenden Glases, die Übergangsmetalle und Phosphor enthalten; Metallpartikel; ein Bindeharz; ein Lösungsmittel; und keine der durch die RoHS-Richtlinie verbotenen Substanzen, wobei: jedes der in den Partikeln leitenden Glases enthaltenen Übergangsmetalle in dem Zustand vorhanden ist, indem es mehrere Oxidationszahlen aufweist; und der Anteil der Atome, die die größte Oxidationszahl für jedes der Übergangsmetalle aufweisen, eine Beziehung erfüllt, die durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird: {V5+}+{W6+}+{Mo6+}+{Fe3+}+{Mn4+}{V}+{W}+{Fe}+{Mn}>0,5embedded imagewobei Klammern { } die gemessene Konzentration des eingeschlossenen Ions oder Atoms angeben (Einheit: Mol/l).

(IV) Um das vorstehend erwähnte Ziel zu erreichen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung überdies eine leitende Paste geschaffen, die umfasst: Partikel leitenden Glases; Metallpartikel; ein Bindeharz; ein Lösungsmittel; und keine der durch die RoHS-Richtlinie verbotenen Substanzen, wobei: die Partikel leitenden Glases hauptsächlich aus Vanadium und Phosphor bestehen; und die Massenanteile der Bestandteile bezüglich Oxiden eine Beziehung erfüllen, die durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt wird: 2×[V2O5][P2O5]([Sb2O3]+[Fe2O3]+[MnO2]+[Bi2O3])3embedded image
wobei Klammern [ ] den Massenanteil des eingeschlossenen Oxids angeben (Einheit: Massen-%).

Um das vorstehend erwähnte Ziel zu erreichen, können außerdem die folgenden Modifikationen und Änderungen an den obigen Aspekten (III) und (IV) der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden:

  • (viii) Die Partikel leitenden Glases enthalten Barium;
  • (ix) Die Metallpartikel bestehen aus Silber, Kupfer, Aluminium oder einer Legierung auf der Basis von einem dieser Metalle;
  • (x) Die Metallpartikel bestehen aus einer ersten Gruppe von Partikeln, von denen etwa 95 Volumen-% eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 0,5 µm und weniger als 1,5 µm aufweisen, und einer zweiten Gruppe von Partikeln, von denen etwa 95 Volumen-% eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 1,5 µm und weniger als 8 µm aufweisen; und
  • (xi) Die Metallpartikel umfassen kugelförmige Partikel und plattenartige Partikel.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem elektronischen Bauteil, das mit Elektrodenverdrahtungen ausgestattet ist (z. B. ein Solarpaneel, eine Plasmaanzeigetafel (PDP), ein keramisches Montagesubstrat, eine hochintegrierte Schaltung (LSI) usw.), der Elektrodenverdrahtung eine Oxidationsbeständigkeit verliehen werden. Folglich wird die Elektrodenverdrahtung nicht oxidiert, wenn sie einem Brennen bei hoher Temperatur (z. B. bei etwa 600 °C bis 800 °C) in einer oxidierenden Atmosphäre wie z. B. Luft im Prozess der Herstellung des elektronischen Bauteils unterzogen wird, was es möglich macht, den elektrischen Widerstand der Elektrodenverdrahtung zu verringern. Dies ermöglicht auch die Verwendung von kostengünstigen Metallpartikeln wie z. B. Kupferpartikeln und Aluminiumpartikeln als Elektrodenverdrahtungsmaterial und folglich das Ausbilden einer Elektrodenverdrahtung mit niedrigen Kosten (d. h. das Schaffen von kostengünstigen elektronischen Bauteilen).

Figurenliste

  • 1 ist eine schematische Darstellung, die ein typisches SEM-Beobachtungsbild einer Mikrostruktur einer ausgebildeten Elektrodenverdrahtung zeigt.
  • 2 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem spezifischen elektrischen Widerstand einer aus leitendem Glas der Glasprobe Nr. 9 ausgebildeten Elektrodenverdrahtung und der Brenntemperatur zeigt.
  • 3 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem spezifischen elektrischen Widerstand einer Elektrodenverdrahtung und dem Volumenanteil von leitendem Glas zeigt.
  • 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Zusammensetzungsverhältnis von Metallpartikeln mit verschiedenen mittleren Partikelgrößen und dem spezifischen elektrischen Widerstand einer Elektrodenverdrahtung zeigt.
  • 5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Zusammensetzungsverhältnis von Metallpartikeln mit verschiedenen Partikelformen und dem spezifischen elektrischen Widerstand einer Elektrodenverdrahtung zeigt.
  • 6(a) ist eine schematische Darstellung, die eine planare Ansicht einer beispielhaften Lichtempfangsoberfläche eines Solarpaneels zeigt.
  • 6(b) ist eine schematische Darstellung, die eine planare Ansicht einer beispielhaften Rückseitenfläche eines Solarpaneels zeigt.
  • 6(c) ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht aus der Linie A-A in 6(a) zeigt.
  • 7 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Solarpaneels vom Rückseitenelektrodentyp zeigt.
  • 8 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Glasübergangspunkt von leitendem Glas und der Menge an Verzerrung eines Halbleitersubstratszeigt.
  • 9 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Plasmaanzeigetafel zeigt.
  • 10 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Struktur einer mehrlagigen Leiterplatte (5-lagig) aus LTCC (bei niedriger Temperatur eingebrannte Keramik) vor dem Brennen zeigt.
  • 11 ist ein beispielhafter Temperaturzeitplan zum Brennen einer mehrlagigen Leiterplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist eine beispielhafte DTA-Kurve, die mittels der DTA-Messung einer Glaszusammensetzung erhalten wird.

Bezugszeichenliste

10
ELEKTRODENVERDRAHTUNG;
11
METALLPARTIKEL;
12
PHASE LEITENDEN GLASES;
60
SOLARPANEEL;
61
HALBLEITERSUBSTRAT;
62
DIFFUSIONSSCHICHT;
63
ANTIREFLEXSCHICHT;
64
LICHTEMPFANGSOBERFLÄCHEN-ELEKTRODENVERDRAHTUNG;
64'
ELEKTRODENVERDRAHTUNG;
65
SAMMELELEKTRODENVERDRAHTUNG;
66
AUSGANGSELEKTRODENVERDRAHTUNG;
67
ELEKTRODENKOMPONENTEN-DIFFUSIONSSCHICHT;
68
PASSIVIERUNGSFILM;
70
SOLARPANEEL VOM RÜCKSEITENELEKTRODENTYP;
800
PLASMAANZEIGETAFEL;
801
FRONTPLATTE;
802
RÜCKENPLATTE;
803
TRENNWAND;
804
DICHTUNGSMATERIAL;
805
ZELLE;
806
ROTER LEUCHTSTOFF;
807
GRÜNER LEUCHTSTOFF;
808
BLAUER LEUCHTSTOFF;
809
ANZEIGEELEKTRODE;
810
ADRESSENELEKTRODE;
811
ULTRAVIOLETTLICHT;
812, 813
DIELEKTRISCHE SCHICHT;
814
SCHUTZSCHICHT;
815
SCHWARZE MATRIX;
90
MEHRLAGIGE LEITERPLATTE;
91
LEITENDE VERDRAHTUNGSPASTE;
92
UNGEBRANNTE PLATTE; UND
93
DURCHGANGSLOCH.

BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf spezifische Beispiele beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Beispiele begrenzt ist und geeignete Kombinationen implementiert werden können.

AUSFÜHRUNGSFORM 1(Herstellung von Partikeln leitenden Glases)

Partikel leitenden Glases (Glasprobe Nr. 1-38) mit der in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung wurden hergestellt. Die Zusammensetzungen von Tabelle 1 sind im Massenanteil jedes Bestandteils bezüglich Oxiden gezeigt. Jede von diesen Proben von leitendem Glas enthielt kein Blei (Pb), das eine durch die RoHS-Richtlinie verbotene Substanz ist, und hatte eine Zusammensetzung auf der Basis von Vanadium (V), Phosphor (P) und Barium (Ba). Als Ausgangsmaterialien wurden Vanadiumpentoxid (V2O5) , Phosphorpentoxid (P2O5), Bariumcarbonat (BaCO3), Lithiumcarbonat (Li2CO3), Natriumcarbonat (Na2CO3), Kaliumcarbonat (K2CO3), Antimontrioxid (Sb2O3), Mangandioxid (MnO2), Dieisentrioxid (Fe2O3), Wismuttrioxid (Bi2O3), Zinkoxid (ZnO), Wolframtrioxid (WO3), Telluroxid (TeO2), Kupferoxid (CuO), Molybdäntrioxid (MoO3) und Boroxid (B2O3) verwendet. Im Fall der Verwendung von Bariumphosphat (Ba(PO3)2) als Rohmaterial für Barium wird die Menge an P2O5 eingestellt. Außerdem kann als Rohmaterial für Antimon Antimontetroxid (Sb2O4) verwendet werden und als Rohmaterialien für Mangan und Eisen können Manganoxid (MnO), Eisenoxid (FeO) und Trieisentetroxid (Fe3O4) verwendet werden.

Jede der Proben von Partikeln leitenden Glases wurde in den folgenden Prozeduren hergestellt. Die Ausgangsmaterialien wurden derart zusammengesetzt und vermischt, dass das resultierende Pulvergemisch eine in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung hatte. Das Pulvergemisch wurde in einen Platintiegel gegeben und unter Verwendung eines elektrischen Ofens auf 1000 °C bis 1100 °C erhitzt und bei der Temperatur für zwei Stunden gehalten. Während der Halteperiode wurde das geschmolzene Pulvergemisch gerührt, um homogenes Glas zu erhalten. Als nächstes wurde der Platintiegel aus dem elektrischen Ofen entnommen und das Gemisch wurde auf eine Edelstahlplatte gegossen, die vorher auf 200 °C bis 300 °C erhitzt worden war. Dann wurde das Gemisch unter Verwendung eines Stampfwerksvermahlen, um Partikel leitenden Glases auszubilden. Außerdem wurden kommerziell erhältliches Glas auf Pb-Basis und kommerziell erhältliches Glas auf Bi-Basis separat als Vergleichsbeispiel 1 bzw. Vergleichsbeispiel 2 hergestellt. Tabelle 1

Glasprobe Nr.Glaszusammensetzung (Massen-%)Erweichungspunkt (°C)Spezifischer elektrischer Widerstand der ElektrodenverdrahtungIonenanteilV2O5P2O5Sb2O3MnO2Fe2O3Bi2O3Li2ONa2OK2OBaOZnOWO3TeO2CuOMoO3B2O31801010-ο0,782652555383ο0,6536021154395Δ0,4845820175378Δ0,45555251010428Δ0,4265522419442ο0,5575420215413Δ0,4085420521446ο0,6295420125456Θ0,731040251051010457Δ0,3611402711023152437Δ0,3312402510231055434Δ0,391340253121010452ο0,56143226813101010460Δ0,361585,5851,5-ο0,8616801010-ο0,7417808102-ο0,7718788104-Δ0,721940251010105455Δ0,392040255101010451Δ0,462140253101012455ο0,5522303010101010514Δ0,342340255101010465x0,362440251010105460x0,35259082-ο0,862685,581,55-ο0,822785510-ο0,84285024,125,9441Θ0,65294521,723,310415Θ0,65304525101010443Θ0,60314521,723,355445ο0,643240252510466Δ0,58334030101010487Θ0,57342030201020575Θ0,603515351215203588Θ0,57364031520202603Θ0,60374031520202560Θ0,5638401031520102580ο0,54Vergleichsbeispiel 1PbO: 50, B2O3: 15, SiO2: 15, TiO2: 5, ZnO: 10, Al2O3: 5 (Massen-%)522x-vergleichsbeispiel 2Bi3O3: 50, B2O3: 20, SiO2: 5, SaO: 15, ZnO: 10 (Massen-%)489x-

(Herstellung von leitender Paste)

Als Metallpartikel, die in einer leitenden Paste enthalten sein sollen, wurden Legierungspartikel mit 92 Massen-% Kupfer und 8 Massen-% Aluminium hergestellt. Die Rohmaterialien wurden derart vermischt, dass das resultierende Gemisch diese Zusammensetzung hatte, und miteinander verschmolzen. Aus der resultierenden Legierung wurden kugelförmige Partikel einer 92Cu-8Al-Legierung durch Wasserzerstäubung hergestellt. Die durch Wasserzerstäubung erhaltenen Legierungspartikel wurden unter Verwendung eines Siebs (Öffnung: 8 µm) klassiert und kugelförmige Metallpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 8 µm wurden hergestellt (d. h. Partikel mit einer Partikelgröße von größer als oder gleich 8 µm wurden entfernt).

Die so erhaltenen kugelförmigen Metallpartikel wurden mit jeder der Proben von leitendem Glaspulver mit den in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen derart vermischt, dass die kugelförmigen Metallpartikel 90 Volumen-% darstellten und das leitende Glaspulver 10 Volumen-% darstellte. Dann wurden ein Bindeharz und ein Lösungsmittel zum Pulvergemisch zugegeben und das Gemisch wurde geknetet, um eine leitende Paste zu bilden. Ethylcellulose wurde als Bindeharz verwendet und Butylcarbitolacetat wurde als Lösungsmittel verwendet.

(Ausbildung einer Elektrodenverdrahtung)

Jede der so ausgebildeten leitenden Pasten wurde auf ein polykristallines Siliziumsubstrat, das für Solarpaneele und dergleichen verwendet wird, durch Siebdrucken aufgebracht. Dann wurde jedes Substrat für mehrere Minuten bei 150 °C getrocknet und einer Wärmebehandlung bei 700 °C bis 800 °C, die in der Luft durchgeführt wurde, für eine Zeitdauer von mehreren Sekunden bis mehreren zehn Minuten unterzogen, um eine Elektrodenverdrahtung auszubilden. Jeder gebrannte Film (jede Elektrodenverdrahtungsprobe) war etwa 20 µm dick.

(Messung der charakteristischen Temperatur von leitendem Glas)

Die charakteristische Temperatur jeder so hergestellten Probe von leitendem Glas wurde in den folgenden Prozeduren gemessen. Die Messung wurde in der Umgebungsluft mit einer Temperaturerhöhungsrate von 5 °C/min unter Verwendung einer Differentialthermoanalyse-Vorrichtung (DTA-Vorrichtung) (ein Produkt von Sinku-Riko, Inc., Modell: DT-1500) durchgeführt, wobei eine Standardprobe von α-Aluminiumoxid und ein Probenmaterial jeweils 1 g waren.

12 ist eine beispielhafte DTA-Kurve, die mittels der DTA-Messung einer Glaszusammensetzung erhalten wurde. In der DTA-Kurve von 12 wurde die Anfangstemperatur des ersten endothermen Peaks (durch das Tangentenverfahren erhalten) als Übergangspunkt der Glaszusammensetzung definiert; die Peaktemperatur des ersten endothermen Peaks (durch das Tangentenverfahren erhalten) wurde als Verformungspunkt der Glaszusammensetzung definiert; und die Peaktemperatur des zweiten endothermen Peaks (durch das Tangentenverfahren erhalten) wurde als Erweichungspunkt der Glaszusammensetzung definiert. Die Messergebnisse des Erweichungspunkts sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Messergebnisse des Übergangspunkts und des Verformungspunkts sind in der nachstehenden Tabelle 5 gezeigt.

(Messung des spezifischen elektrischen Widerstandes der Elektrodenverdrahtung)

Der spezifische elektrische Widerstand jeder Elektrodenverdrahtungsprobe, die in den vorstehend beschriebenen Prozeduren ausgebildet wurde, wurde durch das herkömmliche Vier-Sonden-Widerstandsverfahren bei Raumtemperatur gemessen. Proben mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 1 x 10-4Ω·cm wurden als "Θ" bewertet, was "gut" bedeutet; jene mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von nicht weniger als 1 × 10-4Ω·cm und weniger als 1 × 10-3Ω·cm wurden als "O" bewertet, was "bestanden" bedeutet; jene mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von nicht weniger als 1 × 10-3Ω·cm und weniger als 1 × 10-2Ω·cm wurden als "Δ" bewertet, was "durchgefallen" bedeutet; und jene mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von mehr als oder gleich 1 × 10-2Ω·cm wurden als "x" bewertet, was "schlecht" bedeutet, da eine Elektrodenverdrahtung mit einem solchen hohen spezifischen Widerstand unbrauchbar ist. Die Messergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

(Anteilsmessung von Ionen in leitendem Glas)

Um den Oxidationszahlzustand jedes in jeder Probe von leitendem Glas enthaltenen Übergangsmetalls herauszufinden, wurde jedes Übergangsmetall im hergestellten leitenden Glas durch Redoxtitrimetrie gemäß JIS-G1221, JIS-G1220, JIS-G1218, JIS-H1353 und JIS-G1213 gemessen. Der Gesamtbetrag der gemessenen Konzentrationen von fünfwertigem Vanadium (V5+), sechswertigem Wolfram (W6+), sechswertigem Molybdän (Mo6+), dreiwertigem Eisen (Fe3+) und vierwertigem Mangan (Mn4+) wurde durch den Gesamtbetrag der Konzentrationen von Vanadium, Wolfram, Molybdän, Eisen und Mangan in der Probe dividiert, um den Anteil der Atome zu erhalten, die die größte Oxidationszahl für jedes Übergangsmetall aufweisen (nachstehend als "Ionenanteil" bezeichnet). Hier wird ein Ionenanteil durch die folgende Gleichung (1') ausgedrückt: Ionenanteil={V5+}+{W6+}+{Mo6+}+{Fe3+}+{Mn4+}{V}+{W}+{Mo}+{Fe}+{Mn}embedded imagewobei Klammern { } die gemessene Konzentration des eingeschlossenen Ions oder Atoms angeben (Einheit: Mol/l).

(Untersuchung)

Auf der Basis der in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse wurden Proben von leitendem Glas, die für Elektrodenverdrahtungsproben verwendet wurden, mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von "Θ" oder "O" untersucht. Als Ergebnis zeigte keine der Elektrodenverdrahtungsproben irgendwelche Anzeichen von Oxidation von Metallpartikeln und es wurde bestätigt, dass jede von ihnen eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit aufwies.

Überdies wurde eine Beziehung zwischen dem spezifischen elektrischen Widerstand der Elektrodenverdrahtung und dem vorstehend erwähnten Ionenanteil untersucht, und es wurde festgestellt, dass Glaszusammensetzungen, die für Elektrodenverdrahtungsproben verwendet wurden, die einen ausgezeichneten spezifischen elektrischen Widerstand aufwiesen ("Θ" oder "O"), die Beziehung erfüllten, die durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird: {V5+}+{W6+}+{Mo6+}+{Fe3+}+{Mn4+}{V}+{W}+{Mo}+{Fe}+{Mn}>0,5embedded image

Hier ist eine bevorzugte Beziehung "Ionenanteil > 0,55" und eine bevorzugtere Beziehung ist "Ionenanteil > 0,6".

Außerdem zeigte eine Untersuchung einer Beziehung zwischen dem spezifischen elektrischen Widerstand der Elektrodenverdrahtung und dem vorstehend erwähnten Ionenanteil auch auf, dass bezüglich Oxiden die Massenanteile der Bestandteile von Glaszusammensetzungen, die für Elektrodenverdrahtungsproben verwendet wurden, die einen ausgezeichneten spezifischen elektrischen Widerstand aufwiesen ("Θ" oder "O"), die Beziehung erfüllten, die durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt wird: 2×[V2O5][P2O5]([Sb2O3]+[Fe2O3]+[MnO2]+[Bi2O3])0embedded imagewobei Klammern [ ] den Massenanteil des eingeschlossenen Oxids angeben (Einheit: Massen-%).

Selbst innerhalb des Bereichs, in dem die obige Gleichung (2) erfüllt war, wenn leitendes Glas, das irgendeines von Tellur (Te), das ein Schwermetall ist, Lithium (Li), Natrium (Na) und Kalium (K), die Alkalimetallelemente sind, enthielt, verwendet wurde, gab es Fälle, in denen der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenverdrahtung zunahm. Als Ergebnis einer genauen Untersuchung wurde festgestellt, dass bezüglich Oxiden ein bevorzugter Tellurgehalt weniger als oder gleich 5 Massen-% war, ein bevorzugter Gesamtgehalt an Natrium und Kalium weniger als oder gleich 5 Massen-% war und ein bevorzugter Lithiumgehalt weniger als oder gleich 2 Massen-% war. Es wurde auch festgestellt, dass Proben von leitendem Glas, die eine größere Menge an Barium (z. B. 15 Massen-% oder mehr bezüglich Bariumoxiden) enthielten, chemisch stabiler waren.

Wie durch die Ergebnisse der Glasproben Nr. 36-38 gezeigt, wiesen außerdem leitendes Glas auf Wolfram-Phosphor-Basis, leitendes Glas auf Molybdän-Phosphor-Basis und leitendes Glas auf Wolfram-Eisen-Phosphor-Basis, die kein Vanadium enthielten, alle einen ausgezeichneten spezifischen elektrischen Widerstand auf. Dies deutet darauf hin, dass leitendes Glas mit einem Oxidationsbeständigkeitseffekt auf Metallpartikel nicht auf Glas auf Vanadium-Phosphor-Basis begrenzt ist, sondern es Glas auf Wolfram-Phosphor-Basis, Glas auf Molybdän-Phosphor-Basis oder Glas auf Wolfram-Eisen-Phosphor-Basis sein kann, die elektronenleitend sind.

Mikrostrukturen von jeder Elektrodenverdrahtungsprobe wurden unter Verwendung eines Analysators zur energiedispersiven-Rasterelektronenmikroskop-Röntgenspektroskopie (SEM-EDX) beobachtet. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein typisches SEM-Beobachtungsbild einer Mikrostruktur einer ausgebildeten Elektrodenverdrahtung zeigt. Wie in 1 gezeigt, war die Elektrodenverdrahtung 10, die ausgezeichnete Eigenschaften des spezifischen elektrischen Widerstandes aufwies, zu einer dichten Struktur gebrannt worden, wobei die Oberflächen von Metallpartikeln 11 gleichmäßig mit einer Glasphase 12 benetzt waren.

Das leitende Glas der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes enthaltene Übergangsmetall in dem Zustand vorliegt, in dem es mehrere Oxidationszahlen in der Glasphase aufweist, und dass der Anteil der Atome des Übergangsmetalls, die die größte Oxidationszahl aufweisen, größer als jener der Atome des Übergangsmetalls ist, die die anderen Oxidationszahlen aufweisen. Im Fall von leitendem Glas auf Vanadium-Phosphor-Basis ist beispielsweise der Anteil von V5+, das in der Glasphase vorhanden ist, größer als jener von V4+, was dem Glas Elektronenleitendkeit durch Elektronensprungleitung und den Metallpartikeln Korrosionsschutzeigenschaften (Oxidationsbeständigkeit) verleiht.

Andererseits wurde in dem Fall, in dem die obige Gleichung (1) nicht erfüllt war, beobachtet, dass eine Oxidation der Metallpartikel in der Elektrodenverdrahtung in Gang war. Dies kann folgendermaßen betrachtet werden. In einer Glasphase der Elektrodenverdrahtung nimmt, obwohl die Glasphase Elektronenleitendkeit aufweist, selbst wenn die Gleichung (1) nicht erfüllt ist, die Anzahl von positiven Löchern, die zur Leitendkeit beitragen, im Vergleich zu dem Fall zu, in dem die Gleichung (1) erfüllt ist. Wenn die Anzahl von positiven Löchern in der Glasphase zunimmt, verbinden sich die positiven Löcher mit Elektronen in den Metallpartikeln und die Metallpartikel werden ionisiert, was die Oxidation fördert. Je höher die Brenntemperatur war, desto merklicher trat auch dieses Phänomen auf. Dies kann der erhöhten Ladungsträgermobilität der Elektronen und positiven Löcher in der Glasphase unter erhöhter Temperatur zugeschrieben werden.

In jeder der aus Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 ausgebildeten Elektrodenverdrahtungsproben wurden auch die Metallpartikel der 92Cu-8Al-Legierung oxidiert und das Metall, die Pb-Komponente oder die Bi-Komponente, in der Glasphase wurde reduziert und im Metallzustand in der Nähe der Korngrenzen der Partikel ausgeschieden. Folglich wiesen die aus Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 ausgebildeten Elektrodenverdrahtungsproben keinen ausgezeichneten spezifischen elektrischen Widerstand auf.

AUSFÜHRUNGSFORM 2(Herstellung einer leitenden Paste)

Als Metallpartikel, die in einer leitenden Paste enthalten sein sollen, wurde ein reines Aluminiumpulver mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 3 µm hergestellt. Die Metallpartikel wurden mit einem leitenden Glaspulver der Glasprobe Nr. 9 vermischt, die in der Ausführungsform 1 ausgezeichnete Ergebnisse aufwies, so dass die Metallpartikel 99,5 Volumen-% darstellten und das leitende Glaspulver 0,5 Volumen-% darstellte. Dann wurden ein Bindeharz und ein Lösungsmittel zum Pulvergemisch zugegeben und das Gemisch wurde unter Bildung einer leitenden Paste geknetet. Wie in der Ausführungsform 1 wurde Ethylcellulose als Bindeharz verwendet und Butylcarbitolacetat wurde als Lösungsmittel verwendet. Leitende Pasten, die aus Glaspulvern von Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 ausgebildet wurden, wurden auch hergestellt.

(Herstellung einer Elektrodenverdrahtung und Messung des spezifischen elektrischen Widerstandes)

Eine Elektrodenverdrahtung wurde in denselben Prozeduren wie jenen in der Ausführungsform 1 ausgebildet. Diesmal wurden Elektrodenverdrahtungsproben unter verschiedenen Brenntemperaturbedingungen hergestellt. Der spezifische elektrische Widerstand jeder so ausgebildeten Elektrodenverdrahtungsprobe wurde durch das herkömmliche Vier-Sonden-Widerstandsverfahren bei Raumtemperatur gemessen.

(Untersuchung und Ergebnisse)

2 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem spezifischen elektrischen Widerstand der aus dem leitenden Glas der Glasprobe Nr. 9 ausgebildeten Elektrodenverdrahtung und der Brenntemperatur zeigt. Wie aus 2 zu sehen ist, wurde bei jeder Brenntemperatur ein spezifischer elektrischer Widerstand von weniger als 1 × 10-4Ω·cm erhalten und bei Temperaturen, die höher als oder gleich 740 °C sind, wurde insbesondere ein beachtlich niedriger spezifischer elektrischer Widerstand von weniger als 5 × 10-6Ω·CM erhalten. Die Ergebnisse von Röntgenbeugungsmessungen (XRD-Messungen) und SEM-EDX-Analysen, die an den Elektrodenverdrahtungsproben durchgeführt wurden, deuteten auch darauf hin, dass jede Elektrodenverdrahtungsprobe bei jeder Brenntemperatur zu einer dichten Struktur wie der in 1 gezeigten gesintert worden war, und es bestand kein Anzeichen von Ausscheidung einer von Vanadium abgeleiteten Kristallphase oder lokaler Segregation von Vanadium.

Andererseits wurden in den aus Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 ausgebildeten Elektrodenverdrahtungsproben die Metallpartikel von reinem Aluminium oxidiert und Metalle wie z. B. die Pb-Komponente und die Bi-Komponente in der Glasphase wurden reduziert und im Metallzustand in der Nähe der Korngrenzen der Partikel ausgeschieden. Folglich wiesen die aus Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 ausgebildeten Elektrodenverdrahtungsproben keinen ausgezeichneten spezifischen elektrischen Widerstand auf.

Wie vorstehend beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung selbst in dem Fall, in dem reines Aluminium, das ein leicht oxidierbares Basismetall ist, als Material für die Metallpartikel verwendet wird, die in einer leitenden Paste enthalten sein sollen, die in einer oxidierenden Atmosphäre gebrannt werden soll, die Oxidation der Metallpartikel beim Ausbilden einer Elektrodenverdrahtung verhindert werden, was die Ausbildung einer Elektrodenverdrahtung mit einem niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand ermöglicht. Dies bedeutet, dass bei der Herstellung einer leitenden Paste kein Bedarf besteht, dem in die leitende Paste zu mischenden Metallpartikelmaterial irgendeine spezielle Begrenzung aufzuerlegen, und dass verschiedene Metallpartikelmaterialien in Abhängigkeit von der Anwendung des elektronischen Bauteils verwendet werden können.

AUSFÜHRUNGSFORM 3[Untersuchung von Volumenanteilen von Metallpartikeln und leitendem Glas in einer Elektrodenverdrahtung]

Als nächstes wurden die Volumenanteile von Metallpartikeln und eines leitenden Glases in einer Elektrodenverdrahtung untersucht. Dasselbe reine Aluminiumpulver und leitende Glaspulver der Glasprobe Nr. 9 wie die in der Ausführungsform 2 verwendeten wurden in den in Tabelle 2 gezeigten Volumenanteilen zusammengesetzt. Dann wurden dasselbe Bindeharz und Lösungsmittel wie jene in der Ausführungsform 1 zum Pulvergemisch zugegeben und das Gemisch wurde unter Bildung von Proben von leitenden Pasten (Proben Nr. A1-A9) geknetet. Elektrodenverdrahtungsproben wurden aus diesen Proben von leitenden Pasten unter denselben Bedingungen wie jenen in der Ausführungsform 1 ausgebildet.

Die Haftfestigkeit jeder Elektrodenverdrahtungsprobe wurde durch einen Schältest bewertet, in dem ein kommerziell erhältliches Cellophanklebeband an jeder Elektrodenprobe befestigt und dann von ihr abgezogen wurde. Die Bewertungskriterien waren wie folgt: wenn sich fast alle der Aluminiumpartikel abschälten, wurden die Proben als "X" bewertet, was "schlecht" bedeutet; wenn ein Teil der Aluminiumpartikel sich abschälte und ein Teil der Elektrodenverdrahtung brach, wurden die Proben als "Δ" bewertet, was "durchgefallen" bedeutet; wenn die Aluminiumpartikel dünn an dem Cellophanklebeband hafteten, aber die Elektrodenverdrahtung nicht brach, wurden die Proben als "O" bewertet, was "bestanden" bedeutet; und wenn die Aluminiumpartikel sich überhaupt nicht abschälten, wurden die Proben als "Θ" bewertet, was "gut" bedeutet. Die Schältestergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

Probe Nr.Aluminiumanteil (Vol.-%)Glasanteil (Vol.-%)SchältestergebnisA199,90,1XA299,70,3ΔA399,50,5OA4991OA5973OA6955OA7928ΘA89010ΘA98812Θ

Wie aus Tabelle 2 zu sehen ist, ist ein bevorzugter Anteil von leitendem Glas größer als oder gleich 0,3 Volumen-% (d. h. ein bevorzugter Anteil von Metallpartikeln ist geringer als oder gleich 99,7 Volumen-%). Bevorzugter ist ein Anteil von leitendem Glas größer als oder gleich 0,5 Volumen-% und noch bevorzugter größer als oder gleich 8 Volumen-%.

Außerdem wurde der spezifische elektrische Widerstand jeder Elektrodenverdrahtungsprobe in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 gemessen. 3 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem spezifischen elektrischen Widerstand der Elektrodenverdrahtung und dem Volumenanteil von leitendem Glas zeigt. Wie in 3 gezeigt, wiesen Elektrodenverdrahtungsproben, die weniger als oder gleich 12 Volumen-% an leitendem Glas enthielten, einen ausgezeichneten spezifischen elektrischen Widerstand auf. Mit anderen Worten, es wurde festgestellt, dass ein ausgezeichneter spezifischer elektrischer Widerstand (d. h. ein niedriger spezifischer elektrischer Widerstand) erhalten werden kann, wenn die Elektrodenverdrahtung nicht weniger als 88 % und nicht mehr als 99,7 Volumen-% Metallpartikel und nicht weniger als 0,3 % und nicht mehr als 12 Volumen-% einer Phase leitenden Glases enthält.

AUSFÜHRUNGSFORM 4[Untersuchung der Partikelgröße von Metallpartikeln in einer Elektrodenverdrahtung]

Als nächstes wurde die Partikelgröße von Metallpartikeln, die in der Elektrodenverdrahtung enthalten sind, untersucht. Zuerst wurde dasselbe Kupfer-Aluminium-Legierungspulver wie das in der Ausführungsform 1 verwendete (92Cu-8Al-Pulver, Partikelgröße: geringer als 8 µm) hergestellt. Das Pulver wurde unter Verwendung eines Siebs (Öffnung: 1,5 µm) klassiert (d. h. Partikel mit einer Partikelgröße von größer als oder gleich 1,5 µm wurden entfernt), um kugelförmige Metallpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1,5 µm (nachstehend als "erste Gruppe von Partikeln" bezeichnet) und kugelförmige Metallpartikel mit einer Partikelgröße von nicht weniger als 1,5 µm und weniger als 8 µm (nachstehend als "zweite Gruppe von Partikeln" bezeichnet) zu erhalten.

Eine Partikelgrößenmessung wurde an jeder der klassierten ersten und zweiten Gruppe von Partikeln unter Verwendung eines Laserbeugungs-Partikelgrößenverteilungs-Messinstruments (ein Produkt von NIKKISO CO., LTD., Modell: MT3300, Lösungsmittelbrechungsindex: 1,333) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die erste Gruppe von Partikeln eine mittlere Partikelgröße von etwa 1 µm aufwies, wobei etwa 95 Volumen-% davon eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 0,5 µm und weniger als 1,5 µm aufwiesen, und dass die zweite Gruppe von Partikeln eine mittlere Partikelgröße von etwa 5 µm aufwies, wobei etwa 95 Volumen-% davon eine Partikelgröße im Bereich von nicht weniger als 1,5 µm und weniger als 8 µm aufwiesen.

Die erste und die zweite Gruppe von Partikeln wurden in den in Tabelle 3 gezeigten Massenanteilen zusammengesetzt (Einheit: Massen-%) und wie in der Ausführungsform 1 mit einem leitenden Glaspulver der Glasprobe Nr. 9 derart vermischt, dass die Metallpartikel 90 Volumen-% darstellten und das leitende Glaspulver 10 Volumen-% darstellte. Dann wurden ein Bindeharz und ein Lösungsmittel zum Pulvergemisch zugegeben und das Gemisch wurde unter Bildung von Proben von leitenden Pasten (Proben Nr. B1-B5) geknetet. Elektrodenverdrahtungsproben wurden aus diesen Proben von leitenden Pasten unter denselben Bedingungen wie jenen in der Ausführungsform 1 ausgebildet. Tabelle 3

Probe Nr.Zusammensetzungsverhältnis von Partikeln mit verschiedenen Partikelgrößen (Massen-%)Erste Gruppe von PartikelnZweite Gruppe von PartikelnB10100B22575B35050B47525B51000

(Untersuchung und Ergebnisse)

Die Ergebnisse von Röntgenbeugungsmessungen (XRD-Messungen) und SEM-EDX-Analysen, die an den Elektrodenverdrahtungsproben durchgeführt wurden, deuteten darauf hin, dass jede Elektrodenverdrahtungsprobe in eine dichte Struktur wie die in 1 gezeigte gesintert worden war, und es bestand kein Anzeichen von Ausscheidung einer von Vanadium abgeleiteten Kristallphase oder von lokaler Segregation von Vanadium. Es wurde auch beobachtet, dass die Mikrostrukturen der Elektrodenverdrahtungsproben B2-B4 dichter gepackt waren als jene der anderen Proben (Probe Nr. B1 und B5).

Der spezifische elektrische Widerstand jeder Elektrodenverdrahtungsprobe wurde in derselben Weise wie in der Ausführungsform 1 gemessen. 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Zusammensetzungsverhältnis von Metallpartikeln mit verschiedenen mittleren Partikelgrößen und dem spezifischen elektrischen Widerstand der Elektrodenverdrahtung zeigt. Wie aus 4 zu sehen ist, wurde bei jedem Zusammensetzungsverhältnis ein ausgezeichneter spezifischer elektrischer Widerstand von weniger als 1 × 10-4Ω·cm erhalten, und wenn der Gehalt der ersten Gruppe von Partikeln innerhalb des Bereichs von 15 bis 90 Massen-% lag (d. h. der Gehalt der zweiten Gruppe von Partikeln 85 bis 10 Massen-% war), wurde insbesondere ein beachtlich niedriger spezifischer elektrischer Widerstand von weniger als oder gleich 5 × 10-5Ω·cm erhalten. Es kann auch gesagt werden, dass der Gehalt der ersten Gruppe von Partikeln innerhalb des Bereichs von 25 bis 75 Massen-% (d. h. der Gehalt der zweiten Gruppe von Partikeln innerhalb des Bereichs von 75 bis 25 Massen-%) bevorzugter ist, da ein noch niedrigerer spezifischer elektrischer Widerstand erhalten wurde.

Die vorliegende Ausführungsform zeigte auf, dass eine leitende Paste, die eine Kombination von Gruppen von Metallpartikeln mit verschiedenen mittleren Partikelgrößen enthält, und eine daraus ausgebildete Elektrodenverdrahtung niedrigere spezifische elektrische Widerstände aufwiesen als jene einer leitenden Paste, die eine einzelne Gruppe von Partikeln enthält, und einer daraus ausgebildeten Elektrodenverdrahtung.

AUSFÜHRUNGSFORM 5[Untersuchung der Form von Metallpartikeln in der Elektrodenverdrahtung]

Die Form der Metallpartikel in der Elektrodenverdrahtung wurde untersucht. Zuerst wurde ein Kupfer-Aluminium-Legierungspulver (92Cu-8Al-Pulver, Partikelgröße: kleiner als 8 µm) wie in der Ausführungsform 4 hergestellt und dann unter Verwendung eines Siebs (Öffnung: 1,5 µm) klassiert (d. h. Partikel mit einer Partikelgröße von größer als oder gleich 1,5 µm wurden entfernt), um kugelförmige Metallpartikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1,5 µm ("eine erste Gruppe von Partikeln") zu erhalten. Als nächstes wurde die erste Gruppe von Partikeln in zwei Untergruppen unterteilt und eine der zwei Untergruppen wurde unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels als Dispersionslösungsmittel kugelvermahlen, um plattenartige Metallpartikel auszubilden. Um ihre Oberfläche zu reinigen und ihre Wärmestabilität sicherzustellen, wurden die plattenartigen Metallpartikel dann bei 700 °C in einer reduzierenden Atmosphäre ausgeglüht und eine dritte Gruppe von Partikeln wurde dadurch hergestellt.

Die erste und die dritte Gruppe von Partikeln wurden in den in Tabelle 4 gezeigten Massenanteilen zusammengesetzt (Einheit: Massen-%) und wie in der Ausführungsform 1 mit einem leitenden Glaspulver der Glasprobe Nr. 9 derart vermischt, dass die Metallpartikel 90 Volumen-% darstellten und das leitende Glaspulver 10 Volumen-% darstellte. Dann wurden ein Bindeharz und ein Lösungsmittel zum Pulvergemisch zugegeben und das Gemisch wurde unter Bildung von Proben von leitenden Pasten geknetet (Probe Nr. C1-C5). Elektrodenverdrahtungsproben wurden aus diesen Proben von leitenden Pasten unter denselben Bedingungen wie jenen in der Ausführungsform 1 ausgebildet. Tabelle 4

Probe Nr.Zusammensetzungsverhältnis von Partikeln mit verschiedenen Partikelgrößen (Massen-%)Erste Gruppe von PartikelnDritte Gruppe von PartikelnC10100C22575C35050C47525C51000

(Untersuchung und Ergebnisse)

Die Ergebnisse von Röntgenbeugungsmessungen (XRD-Messungen) und SEM-EDX-Analysen, die an den Elektrodenverdrahtungsproben durchgeführt wurden, deuteten darauf hin, dass jede Elektrodenverdrahtungsprobe zu einer dichten Struktur wie der in 1 gezeigten gesintert worden war, und es bestand kein Anzeichen von Ausscheidung einer von Vanadium abgeleiteten Kristallphase oder lokaler Segregation von Vanadium. Es wurde auch beobachtet, dass die Mikrostrukturen der Elektrodenverdrahtungsroben C1-C3 dichter gepackt waren als jene der anderen Proben (Probe Nr. C4 und C5).

Der spezifische elektrische Widerstand jeder Elektrodenverdrahtungsprobe wurde in derselben Weise wie in der Ausführungsform 1 gemessen. 5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Zusammensetzungsverhältnis von Metallpartikeln mit verschiedenen Partikelformen und dem spezifischen elektrischen Widerstand der Elektrodenverdrahtung zeigt. Wie aus 5 zu sehen ist, wurde bei jedem Zusammensetzungsverhältnis ein ausgezeichneter spezifischer elektrischer Widerstand von weniger als 1 × 10-4Ω·cm erhalten, und wenn der Gehalt der dritten Gruppe von Partikeln mehr als oder gleich 50 Massen-% war (d. h. der Gehalt der ersten Gruppe von Partikeln geringer als oder gleich 50 Massen-% war), insbesondere ein beachtlich niedriger spezifischer elektrischer Widerstand von weniger als oder gleich 5 × 10-5Ω·cm erhalten wurde. Es kann auch gesagt werden, dass der Gehalt der dritten Gruppe von Partikeln von mehr als oder gleich 75 Massen-% (d. h. der Gehalt der ersten Gruppe von Partikeln von weniger als oder gleich 25 Massen-%) bevorzugter ist, da ein noch niedrigerer spezifischer elektrischer Widerstand erhalten wurde.

Die vorliegende Ausführungsform zeigte auf, dass der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenverdrahtung unter Verwendung einer Kombination von kugelförmigen Metallpartikeln und plattenartigen Metallpartikeln oder nur plattenartigen Partikeln als Metallpartikel, die in einer leitenden Paste enthalten sein sollen, und einer aus der Paste ausgebildeten Elektrödenverdrahtung im Vergleich zu jenem einer unter Verwendung von nur kugelförmigen Metallpartikeln hergestellten Elektrodenverdrahtung verringert werden kann.

AUSFÜHRUNGSFORM 6[Untersuchung der Anwendung auf Solarpaneele]

In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Solarpaneelanwendung des elektronischen Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6(a) ist eine schematische Darstellung, die eine planare Ansicht einer beispielhaften Lichtempfangsoberfläche eines Solarpaneels zeigt; 6(b) ist eine schematische Darstellung, die eine planare Ansicht einer beispielhaften Rückenoberfläche eines Solarpaneels zeigt; und 6(c) ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht aus der Linie A-A in 6(a) zeigt. Die Beschreibung wird nachstehend mit Bezug auf 6(a) bis 6(c) vorgelegt.

Normalerweise wird ein einkristallines Siliziumsubstrat oder ein polykristallines Siliziumsubstrat für das Halbleitersubstrat 61 eines Solarpaneels 60 verwendet. Dieses Halbleitersubstrat 61 enthält Bor oder dergleichen, damit es als Halbleiter vom p-Typ dient. Um Reflexionen von Sonnenlicht zu dämpfen, werden Konkavitäten und Konvexitäten auf der Lichtempfangsoberfläche durch Ätzen oder dergleichen ausgebildet. Auf der Seite der Lichtempfangsoberfläche wird auch eine Diffusionsschicht 62, die ein Halbleiter vom n-Typ ist, mit einer Dicke in der Größenordnung von Submikrometer durch Dotieren von Phosphor oder dergleichen ausgebildet und ein p-n-Übergang wird an der Grenze mit dem Volumenabschnitt vom p-Typ ausgebildet. Überdies wird eine Antireflexschicht 63 mit einer Dicke von etwa 100 nm aus Siliziumnitrid oder dergleichen auf der Lichtempfangsoberfläche durch Dampfabscheidung oder dergleichen ausgebildet.

Als nächstes wird die Ausbildung der Lichtempfangsoberflächen-Elektrodenverdrahtung 64 auf der Lichtempfangsoberfläche und einer Sammelelektrodenverdrahtung 65 und Aüsgangselektrodenverdrahtung 66 auf der Rückseite beschrieben. Normalerweise wird eine leitende Paste, die ein Glaspulver und Silberpartikel enthält, zum Ausbilden der Lichtempfangsoberflächen-Elektrodenverdrahtung 64 und der Ausgangselektrodenverdrahtung 66 verwendet und eine leitende Paste, die ein Glaspulver und Aluminiumpartikel enthält, wird zum Ausbilden der Sammelelektrodenverdrahtung 65 verwendet. Jede der Pasten wird auf die Oberfläche des Halbleitersubstrats 61 durch Siebdrucken oder dergleichen aufgebracht.

Jede aufgebrachte leitende Paste wird getrocknet und dann in der Luft bei etwa 500 bis 800 °C gebrannt, um eine Elektrodenverdrahtung auszubilden. An diesem Punkt reagiert auf der Lichtempfangsoberflächenseite die in der Lichtempfangselektrodenverdrahtung 64 enthaltene Glaszusammensetzung mit der Antireflexschicht 63 unter Bildung einer elektrischen Verbindung zwischen der Lichtempfangsoberflächen-Elektrodenverdrahtung 64 und der Diffusionsschicht 62. Unterdessen diffundiert auf der Rückseite die Aluminiumkomponente in der Sammelelektrodenverdrahtung 65 in die Rückseite des Halbleitersubstrats 61 unter Bildung einer Elektrodenkomponenten-Diffusionsschicht 67 im Oberflächenbereich der Rückseite. Durch diese Ausbildung der Elektrodenkomponenten-Diffusionsschicht 67 kann ein ohmscher Kontakt zwischen dem Halbleitersubstrat 61 und der Sammelelektrodenverdrahtung 65 und der Ausgangselektrodenverdrahtung 66 erhalten werden.

In einem Solarpaneel wurden herkömmlich Aluminiumpartikel als leitendes Hauptmaterial für die Sammelelektrodenverdrahtung verwendet. Leider werden jedoch die Oberflächenbereiche von Aluminiumpartikeln im Brennprozess in der Luft oxidiert, was gewöhnlich den elektrischen Widerstand erhöht, wie vorstehend beschrieben. Im Fall des Brennens einer herkömmlichen leitenden Paste, die eine niedrig schmelzende Glaszusammensetzung auf Bleibasis oder Wismutbasis und Aluminiumpartikel enthält, wird auch die Bleikomponente oder Wismutkomponente im Glas reduziert und kann als Metallpartikel von Blei oder Wismut zwischen den Aluminiumpartikeln segregieren. In diesem Fall hemmen die segregierten Partikel die Verbindung zwischen den Aluminiumpartikeln. Diese und weitere Faktoren erhöhen gewöhnlich den elektrischen Widerstand der Sammelelektrodenverdrahtung.

(Herstellung eines Solarpaneels)

Ein Solarpaneel gemäß der vorliegenden Erfindung wurde hergestellt. Zuerst wurde ein Halbleitersubstrat 61 mit einer Diffusionsschicht 62 und einer Antireflexschicht 63, die auf der Lichtempfangsoberflächenseite davon ausgebildet waren, hergestellt. Als nächstes wurde eine leitende Paste der Probe Nr. A4, die in der Ausführungsform 3 untersucht wurde, auf die Rückseite des Halbleitersubstrats 61 durch Siebdrucken aufgebracht, wie in 6(b) und 6(c)gezeigt. Nachdem sie getrocknet war, wurde die leitende Paste unter Verwendung eines schnellen Infrarotheizofens auf 600 °C erhitzt und bei der Temperatur für drei Minuten in der Luft gehalten, um die Sammelelektrodenverdrahtung 65 auf der Rückseite des Halbleitersubstrats 61 auszubilden.

Als nächstes wurde eine leitende Paste der Probe Nr. B3, die in der Ausführungsform 4 untersucht wurde, auf die Lichtempfangsoberflächenseite und die Rückseite, auf der die Sammelelektrodenverdrahtung 65 wie vorstehend beschrieben ausgebildet worden war, des Halbleitersubstrats 61 durch Siebdrucken aufgebracht, wie in 6(a) bis 6(c) gezeigt. Nachdem sie getrocknet war, wurde die leitende Paste unter Verwendung eines schnellen Infrarotheizofens auf 750 °C erhitzt und bei der Temperatur für eine Minute in der Luft gehalten, um die Lichtempfangsoberflächen-Elektrodenverdrahtung 64 und Ausgangselektrodenverdrahtung 66 auszubilden.

Außerdem wurde ein weiteres Solarpaneel separat in denselben Prozeduren wie den vorstehend beschriebenen hergestellt, außer dass die leitenden Pasten auf 800 °C erhitzt und bei der Temperatur für drei Sekunden in der Luft gehalten wurden.

Überdies wurde ein Solarpaneel vom Rückseitenelektrodentyp (Rückseitenkontakttyp) mit einer Elektrodenverdrahtung entsprechend der Lichtempfangsoberflächen-Elektrodenverdrahtung 64, die auf der Rückseite davon ausgebildet war, separat hergestellt. 7 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Solarpaneels vom Rückseitenelektrodentyp zeigt. Bei der Herstellung des Solarpaneels vom Rückseitenelektrodentyp wird zuerst ein Halbleitersubstrat 61 mit Diffusionsschichten 62 und 67 und einem Passivierungsfilm 68, die auf der Rückseite davon ausgebildet sind, und einer Antireflexschicht 63, die auf der Lichtempfangsoberflächenseite davon ausgebildet ist, hergestellt. Dann wurde eine leitende Paste auf die Rückseite aufgebracht und in derselben Weise wie vorstehend beschrieben gebrannt, um eine Elektrodenverdrahtung 64' (entsprechend der Lichtempfangsoberflächen-Elektrodenverdrahtung 64) und eine Ausgangselektroden-verdrahtung 66 auszubilden, wodurch das Solarpaneel 70 vom Rückseitenelektrodentyp hergestellt wurde.

(Tests und Bewertungen von Solarpaneelen)

Verschiedene Tests wurden an den Solarpaneelen durchgeführt, die wie vorstehend beschrieben hergestellt wurden, und Bewertungen wurden vorgenommen. Bei dem Paneel von 6(a) bis 6(c) wurde bestätigt, dass die Lichtempfangselektrodenverdrahtung 64 und das Halbleitersubstrat 61 auf der Lichtempfangsoberflächenseite elektrisch verbunden waren. Es wurde auch bestätigt, dass eine Elektrodenkomponenten-Diffusionsschicht 67 ausgebildet worden war und ein ohmscher Kontakt zwischen dem Halbleitersubstrat 61 und der Sammelelektrodenverdrahtung 65 und zwischen dem Halbleitersubstrat 61 und der Ausgangselektrodenverdrahtung 66 auf der Rückseite erhalten worden war. Diese wurden ebenso im Solarpaneel vom Rückseitenelektrodentyp bestätigt.

Als nächstes wurde ein Test bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit an jedem der hergestellten Solarpaneele bei einer Temperatur von 85 °C und einer relativen Feuchtigkeit von 85 % für 1000 Stunden durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass keine Erhöhung des Verdrahtungswiderstandes der Elektrodenverdrahtung oder des Kontaktwiderstandes mit dem Halbleitersubstrat bestand. Überdies wurde die Leistungserzeugungseffizienz jedes Solarpaneels getestet und bewertet, und es wurde festgestellt, dass jedes Paneel eine Leistungserzeugungseffizienz aufwies, die größer als oder äquivalent zu jener eines herkömmlichen Solarpaneels, das unter Verwendung einer Glasphase auf Pb-Basis und von Silberpartikeln hergestellt wurde, war.

Folglich kann gesagt werden, dass die leitende Paste gemäß der vorliegenden Erfindung eine Oxidationsbeständigkeit aufweist, die ermöglicht, dass die leitende Paste einem Hochtemperaturprozess standhält, der in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt wird, und in verschiedenen Solarpaneelen verwendet werden kann, indem geeignete Wärmebehandlungsbedingungen in Abhängigkeit von der Struktur ausgewählt werden. Das elektronische Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch unter Verwendung einer kostengünstigen Elektrodenverdrahtung wie z. B. einer Kupferelektrodenverdrahtung und Aluminiumelektrodenverdrahtung als Ersatz für eine herkömmliche teure Silberelektrodenverdrahtung hergestellt werden, was folglich zur Kostenverringerung beiträgt. Da die aus der leitenden Paste gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Elektrodenverdrahtung keine der durch die RoHS-Richtlinie verbotenen Substanzen (z. B. Pb) enthält, ist sie überdies umweltfreundlich.

AUSFÜHRUNGSFORM 7[Untersuchung der Verzerrung eines Solarpaneels]

In der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Beziehung zwischen der Sammelelektrodenverdrahtung 65, die auf der Rückseite eines Solarpaneels ausgebildet ist, und der Verzerrung eines Halbleitersubstrats 61 untersucht. Ein reines Aluminiumpulver mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 3 µm wurde als Metallpartikel verwendet, die in einer leitenden Paste enthalten sein sollen, um die Sammelelektrodenverdrahtung 65 auszubilden. Proben von leitendem Glas, deren spezifische elektrische Widerstände in der Ausführungsform 1 als "Θ" oder "O" bewertet wurden, wurden auch als leitendes Glaspulver verwendet, das in der leitenden Paste enthalten sein sollte. Die charakteristischen Temperaturen der Proben von leitendem Glas sind in Tabelle 5 gezeigt. Die charakteristischen Temperaturen der Proben von leitendem Glas wurden in der Ausführungsform 1 gemessen. Tabelle 5

Glasprobe Nr.Charakteristische Temperatur (°C)Übergangs-punktVerformungs-punktErweichungs-punkt1267281-23353523836380405442836739044693754004561337541245215238252-16290307-17256273-2137339045525221236-26232248-27257273-28375394441293483694153035338144331373396445333904194873448050657535488520588364524856033742044956038433455585

Die leitende Paste für die Sammelelektrodenverdrahtung 65 wurde hergestellt durch: Mischen der Metallpartikel und des leitenden Glaspulvers derart, dass die Metallpartikel 99,5 Volumen-% darstellten und das leitende Glaspulver 0,5 Volumen-% darstellte; Zugeben eines Bindeharzes und eines Lösungsmittels zum Pulvergemisch; und Kneten des resultierenden Gemisches. Das Bindeharz und das Lösungsmittel waren dieselben wie die in der Ausführungsform 1 verwendeten. Solarpaneele wurden in derselben Weise wie in der Ausführungsform 6 hergestellt.

Die Menge an Verzerrung des Halbleitersubstrats 61 wurde für jedes Solarpaneel gemessen. Die Menge an Verzerrung des Halbleitersubstrats 61 wurde durch Messen der Höhe von einer horizontalen Ebene, in der das Solarpaneel 60 angeordnet war, bis zum höchsten Abschnitt des Halbleitersubstrats 61 bewertet. Hierbei waren die Abmessungen des Halbleitersubstrats 61 150 mm x 150 mm x 160 µm. Außerdem wurde die Leistungserzeugungseffizienz von jedem der hergestellten Solarpaneele getestet und bewertet.

(Untersuchung und Ergebnisse)

8 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Glasübergangspunkt von leitendem Glas und der Menge an Verzerrung eines Halbleitersubstrats zeigt. Wie in 8 gezeigt, wurde festgestellt, dass, wenn der Übergangspunkt des leitenden Glases zunimmt, die Menge an Verzerrung des Halbleitersubstrats 61 abnahm. Im Allgemeinen wird bei einem Solarpaneel gesagt, dass die annehmbare Menge an Verzerrung etwa 2 mm ist. Unter Berücksichtigung der in 8 gezeigten Ergebnisse kann gesagt werden, dass ein bevorzugter Übergangspunkt von leitendem Glas, das in einer leitenden Paste für die Sammelelektrodenverdrahtung verwendet wird, höher als oder gleich 400 °C ist.

Obwohl in Tabelle 5 oder 8 nicht gezeigt, war außerdem, wenn leitendes Glas mit einem Übergangspunkt von über 520 °C verwendet wurde, die Haftung zwischen der Sammelelektrodenverdrahtung und dem Halbleitersubstrat nicht gut und sie lösten sich voneinander. Folglich ist ein bevorzugter Übergangspunkt von leitendem Glas, das in einer leitenden Paste für die Sammelelektrodenverdrahtung verwendet wird, nicht geringer als 400 °C und nicht höher als 520 °C.

Hinsichtlich der Leistungserzeugungseffizienz eines Solarpaneels galt unterdessen, je kleiner die Menge an Verzerrung des Halbleitersubstrats war, desto höher war die Leistungserzeugungseffizienz. Mit anderen Worten, es kann gesagt werden, dass ein bevorzugter Übergangspunkt von leitendem Glas, das in einer leitenden Paste für eine Sammelelektrodenverdrahtung verwendet wird, auch hinsichtlich der Leistungserzeugungseffizienz nicht geringer als 400 °C und nicht höher als 520 °C ist.

AUSFÜHRUNGSFORM 8[Untersuchung der Anwendung auf Plasmaanzeigetafeln]

In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Plasmaanzeigetafelanwendung (PDP-Anwendung) des elektronischen Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 9 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Plasmaanzeigetafel zeigt. Die Beschreibung wird nachstehend mit Bezug auf 9 vorgelegt.

Zuerst wird eine übliche Plasmaanzeigetafel beschrieben. Eine Plasmaanzeigetafel 800 ist mit einer Frontplatte 801 und einer Rückenplatte 802, die einander mit einem Spalt von 100 bis 150 µm dazwischen zugewandt sind, versehen. Der Spalt zwischen den Substraten (der Frontplatte 801 und der Rückenplatte 802) wird durch Trennwände 803 aufrechterhalten. Der Umfang der Frontplatte 801 und der Rückenplatte 802 ist durch ein Dichtungsmaterial 804 luftdicht abgedichtet und das Innere der Tafel ist mit einem Edelgas gefüllt.

Anzeigeelektroden 809 sind auf der Frontplatte 801 ausgebildet; eine dielektrische Schicht 812 ist auf den Anzeigeelektroden 809 ausgebildet; und eine Schutzschicht 814 (z. B. ein abgeschiedener Film aus MgO (Magnesiumoxid)) zum Schützen der Anzeigeelektroden 809 und dergleichen vor einer elektrischen Entladung ist auf der dielektrischen Schicht 812 ausgebildet. Außerdem sind Adressenelektroden 810 auf der Rückenplatte 802 ausgebildet; eine dielektrische Schicht 813 ist auf den Adressenelektroden 810 ausgebildet; und die Trennwände 803 zum Bilden von Zellen 805 sind auf der dielektrischen Schicht 813 vorgesehen. Diese Trennwände 803 bestehen aus Strukturen, normalerweise Streifenstrukturen oder Kastenstrukturen, die durch Sintern eines Materials, das mindestens eine Glaszusammensetzung und einen Füllstoff enthält, bei 500 bis 600 °C hergestellt werden. Die Adressenelektroden 810 auf der Rückenplatte 802 sind auch derart ausgebildet, dass sie zu den Anzeigeelektroden 809 auf der Fronplatte 801 orthogonal sind.

Jeder der mikroskopischen Räume (der Zellen 805), die durch die Trennwände 803 getrennt sind, ist mit einem Leuchtstoff gefüllt. Der Leuchtstoff in jeder Zelle 805 wird durch Füllen einer Leuchtstoffpaste in die Zelle und Brennen der Leuchtstoffpaste bei 450 bis 500 °C gebildet. Drei Farbzellen, die eine mit rotem Leuchtstoff 806 gefüllte Zelle, eine mit grünem Leuchtstoff 807 gefüllte Zelle und eine mit blauem Leuchtstoff 808 gefüllte Zelle sind, bilden ein Pixel. Jedes Pixel emittiert verschiedenfarbiges Licht in Abhängigkeit von den durch die Anzeigeelektroden 809 und die Adressenelektroden 810 empfangenen Signalen.

Das Dichtungsmaterial 804 wird auf den Umfang entweder der Frontplatte 801 oder der Rückenplatte 802 im Voraus mittels des Verteilerverfahrens, des Druckverfahrens oder dergleichen aufgebracht. Das aufgebrachte Dichtungsmaterial 804 kann zur gleichen Zeit wie das Brennen der Leuchtstoffe 806 bis 808 kalziniert werden. Durch Kalzinieren des aufgebrachten Dichtungsmaterials können Lunker signifikant verringert werden und folglich kann ein zuverlässiger (d. h. hermetischer) Glasdichtungsabschnitt erhalten werden.

Die Frontplatte 801 und die Rückenplatte 802 werden durch genaues Positionieren und Anordnen der separat hergestellten Frontplatte 801 und Rückenplatte 802 derart, dass sie einander zugewandt sind, und Erhitzen derselben auf 420 bis 500 °C abgedichtet. Während dieses Heizprozesses wird das Gas in jeder der Zellen 805 ausgelassen und das Edelgas wird stattdessen in die Zelle gefüllt, was ein Plasmaanzeigefeld als elektronisches Bauteil vollendet. Während das Dichtungsmaterial 804 mit den Anzeigeelektroden 809 und/oder den Adressenelektroden 810 während des Kalzinierungsprozesses des Dichtungsmaterials und/oder des Glasabdichtungsprozesses in direkten Kontakt kommen kann, ist es unerlässlich, dass die Elektrodenverdrahtungsmaterialien und das Dichtungsmaterial derart zusammengesetzt sind, dass sie nicht chemisch miteinander reagieren.

Um zu veranlassen, dass die Zellen 805 der Plasmaanzeigetafel leuchten (Licht emittieren), wird eine Spannung zwischen den Anzeigeelektroden 809 und den Adressenelektroden 810 der zu beleuchtenden Zellen 805 angelegt, um eine Adressenentladung zu bewirken, die das Edelgas in den Plasmazustand anregt und Wandladungen in den Zellen 805 ansammelt. Dann wird eine bestimmte Spannung an Paare von Anzeigeelektroden angelegt, die eine Anzeigeentladung nur in den Zellen mit angesammelten Wandladungen verursachen, um Ultraviolettlicht 811 zu erzeugen. Unter Verwendung dieses Ultraviolettlichts 811 leuchten die Leuchtstoffe 806 bis 808, um Bildinformationen anzuzeigen.

Als Anzeigeelektroden 809 und Adressenelektroden 810 wurde hier eine Elektrodenverdrahtung, die aus einem dicken Silberfilm ausgebildet ist, unter Berücksichtigung seiner ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften und Oxidationsbeständigkeit während des Herstellungsprozesses herkömmlich verwendet. Obwohl die Anzeigeelektroden 809 und die Adressenelektroden 810 durch das Sputterverfahren ausgebildet werden können, wird das Druckverfahren vorteilhafterweise zur Herstellungskostenverringerung verwendet. Die dielektrischen Schichten 812 und 813 werden auch normalerweise durch das Druckverfahren ausgebildet. Die Anzeigeelektroden 809, die Adressenelektroden 810 und die dielektrischen Schichten 812 und 813 werden üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von 450 bis 620 °C in einer oxidierenden Atmosphäre gebrannt.

Wie vorher beschrieben, bestehen Probleme, die mit der Verwendung einer aus einem dicken Silberfilm ausgebildeten Elektrodenverdrahtung verbunden sind, insofern, als Silber für ein Migrationsphänomen anfällig ist und teuer ist. Um diese Probleme zu lösen, ist es bevorzugt, dass die aus einem dicken Silberfilm ausgebildete Elektrodenverdrahtung in eine aus einem dicken Kupferfilm ausgebildete Elektrodenverdrahtung getauscht wird. Vor dem Wechseln zur Elektrodenverdrahtung, die aus einem dicken Kupferfilm ausgebildet ist, müssen jedoch einige Bedingungen erfüllt werden: dass das Kupfer während des Brennprozesses, der in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt wird, nicht oxidiert wird, so dass der spezifische Widerstand der Elektrodenverdrahtung nicht erhöht wird; dass die Elektrodenverdrahtung mit den dielektrischen Schichten nicht chemisch reagiert; und dass keine Lücken (Lunker) in der Nähe der ausgebildeten Elektrodenverdrahtung auftreten, so dass die Spannungsfestigkeit nicht verringert wird; usw.

(Herstellung einer Plasmaanzeigetafel)

Eine Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung wurde hergestellt. Zuerst wurde die vorstehend erwähnte leitende Paste B5, die in der Ausführungsform 4 untersucht wurde, auf die ganze Oberfläche einer Frontplatte 801 und einer Rückenplatte 802 durch Siebdrucken aufgebracht und bei 150 °C in der Luft getrocknet. Als nächstes wurden überschüssige Abschnitte der aufgebrachten Filme durch Photolithographie entfernt und die Elektrodenverdrahtung wurde strukturiert. Dann wurde die strukturierte Elektrodenverdrahtung bei 600 °C in der Luft für 30 Minuten gebrannt, um Anzeigeelektroden 809 auf der Frontplatte 801 und Adressenelektroden 810 auf der Rückenplatte 802 auszubilden.

Als nächstes wurden eine schwarze Matrix 815 und dielektrische Schichten 812 und 813 auf die Platten aufgebracht und bei 610 °C in der Luft für 30 Minuten gebrannt. Die so hergestellte Frontplatte 801 und Rückenplatte 802 wurden derart angeordnet, dass sie einander zugewandt waren, und der Umfang davon wurde glasversiegelt, um eine Plasmaanzeigetafel mit einer in 9 gezeigten Struktur herzustellen.

(Bewertung der Plasmaanzeigetafel)

Keine Änderung der Farbe aufgrund von Oxidation während des Brennprozesses wurde in der Elektrodenverdrahtung (den Anzeigeelektroden 809 und den Adressenelektroden 810), die aus der leitenden Paste gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet war, beobachtet. Es wurde auch kein Auftreten von Lücken an der Grenzfläche zwischen den Anzeigeelektroden 809 und der dielektrischen Schicht 812 oder der Grenzfläche zwischen den Adressenelektroden 810 und der dielektrischen Schicht 813 beobachtet. Folglich war die so hergestellte Plasmaanzeigetafel visuell in einem guten Zustand.

Als nächstes wurde ein Beleuchtungsexperiment an der hergestellten Plasmaanzeigetafel durchgeführt. Die spezifischen elektrischen Widerstände der Anzeigeelektroden 809 und der Adressenelektroden 810 nahmen nicht zu. Die Spannungsfestigkeit nahm auch nicht ab, als die Tafel beleuchtet wurde. Überdies trat kein Migrationsphänomen auf, wie es bei einer aus einem dicken Silberfilm ausgebildeten Elektrodenverdrahtung der Fall gewesen wäre, und keine anderen Probleme wurden beobachtet. Abschließend wurde bestätigt, dass die leitende Paste der vorliegenden Erfindung auf eine Elektrodenverdrahtung einer Plasmaanzeigetafel anwendbar war. Mit anderen Worten, da sie als Ersatz für eine aus einem teuren dicken Silberfilm ausgebildete Elektrodenverdrahtung dienen kann, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die leitende Paste der Erfindung erheblich zur Kostenverringerung beitragen.

AUSFÜHRUNGSFORM 9[Untersuchung der Anwendung auf mehrlagige Leiterplatten]

In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Anwendung des elektronischen Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine mehrlagige Leiterplatte beschrieben. 10 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Struktur einer mehrlagigen Leiterplatte (5-lagig) aus LTCC (bei niedriger Temperatur eingebrannte Keramik) vor dem Brennen zeigt. Wie in 10 gezeigt, ist eine mehrlagige Leiterplatte 90 eine Leiterplatte mit einer Verdrahtung (einer leitenden Verdrahtungspaste 91), die dreidimensional ausgebildet ist. Die Beschreibung wird nachstehend mit Bezug auf 10 vorgelegt.

Eine mehrlagige Leiterplatte wird normalerweise in den folgenden Prozeduren hergestellt. Zuerst werden ungebrannte Platten 92, die ein Glaspulver, ein Keramikpulver und ein Bindemittel enthalten, hergestellt und Durchgangslöcher 93 werden an gewünschten Stellen in sie gebohrt. Eine leitende Verdrahtungspaste 91 wird auf jede der ungebrannten Platten 92 mit Durchgangslöchern 93 in irgendeinem gewünschten Verdrahtungsmuster durch das Druckverfahren aufgebracht und auch in die Durchgangslöcher 93 gefüllt. Die leitende Verdrahtungspaste 91 wird auf die Rückseite jeder ungebrannten Platte 92 durch das Druckverfahren nach Bedarf aufgebracht. In dem Fall, in dem die leitende Verdrahtungspaste 91 auf die Rückseite jeder ungebrannten Platte 92 aufgebracht wird, wird die auf die Vorderseite der Platte aufgebrachte leitende Paste 91 vorher getrocknet.

Die ungebrannten Platten 92 mit einem vorbestimmten Verdrahtungsmuster werden laminiert und einteilig gebrannt, um eine LTCC-Mehrlagen-Leiterplatte auszubilden. Hier wird der Brennprozess üblicherweise bei etwa 900 °C in der Luft durchgeführt. Als leitende Verdrahtungspaste wird auch üblicherweise eine leitende Paste aus Silber unter Berücksichtigung ihrer ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften und Oxidationsbeständigkeit während des Herstellungsprozesses verwendet.

Die Verwendung einer leitenden Paste aus Kupfer, die beim Verhindern eines Migrationsphänomens vorteilhaft ist und kostengünstig ist, wurde auch untersucht. Da der Brennprozess in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird, um die Oxidation von Kupferpartikeln zu verhindern, kann jedoch das Bindemittel in der leitenden Paste 91 und den ungebrannten Platten 92 durch Brennen nicht sehr gut entfernt (entbindert) werden und folglich war es schwierig, eine dichte mehrlagige Leiterplatte zu erhalten.

In einer herkömmlichen leitenden Paste aus Kupfer erweicht auch die Glasphase leicht und fließt an Abschnitten, an denen die ungebrannten Platten 92 mit der leitenden Paste 91 in Kontakt stehen, und Kupferpartikel werden oxidiert, was zu einem erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand der Elektrodenverdrahtung führt. Aufgrund der chemischen Reaktion mit der Glasphase können überdies Lücken an der Grenzfläche auftreten.

(Herstellung einer mehrlagigen Leiterplatte)

Eine mehrlagige Leiterplatte gemäß der vorliegenden Erfindung wurde hergestellt. Zuerst wurde ein laminierter Körper mit einer mehrlagigen Verdrahtung, wie in 10 gezeigt, unter Verwendung der in der Ausführungsform 4 untersuchten leitenden Paste B5 als leitende Verdrahtungspaste 91 in denselben Prozeduren wie den vorstehend beschriebenen ausgebildet und gemäß dem in 11 gezeigten Temperaturzeitplan gebrannt. 11 ist ein beispielhafter Temperaturzeitplan zum Brennen einer mehrlagigen Leiterplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 11 gezeigt, wurde der Brennprozess in Luft während des Temperaturanstiegsprozesses bei Temperaturen im Bereich von Raumtemperatur bis zu 700 °C; in einer Stickstoffatmosphäre bei Temperaturen im Bereich von 700 bis 900 °C (einschließlich einer Halteperiode von 60 Minuten); und wieder in der Luft während des Temperaturabfallprozesses bei Temperaturen im Bereich von 700 °C bis auf Raumtemperatur durchgeführt. Hierbei soll der Temperaturzeitplan nicht als auf den in 11 gezeigten begrenzt betrachtet werden.

(Bewertung der mehrlagigen Leiterplatte)

Der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenverdrahtung der hergestellten mehrlagigen Leiterplatte wurde gemessen und ein Wert, wie geplant, wurde erhalten. Dies deutet darauf hin, dass die Metallpartikel in der leitenden Verdrahtungspaste nicht oxidiert wurden. Als nächstes wurde der Querschnitt der hergestellten mehrlagigen Leiterplatte beobachtet und es wurde festgestellt, dass die hergestellte mehrlagige Leiterplatte zu einer Struktur gebrannt worden war, die dicht genug gepackt war. Es wurde betrachtet, dass dies daran liegt, dass eine Entbinderung fast vollkommen im Temperaturanstiegsprozess vollendet wurde. Es wurde auch bestätigt, dass keine Lücken in der Nähe der Grenzfläche zwischen der Glasphase und der Elektrodenverdrahtung aufgrund der chemischen Reaktion dazwischen auftrat. Abschließend wurde bestätigt, dass die leitende Paste der vorliegenden Erfindung auf eine Elektrodenverdrahtung einer mehrlagigen Leiterplatte anwendbar war. Mit anderen Worten, gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da sie als Ersatz für eine aus einem teuren dicken Silberfilm ausgebildete Elektrodenverdrahtung dienen kann, die leitende Paste der Erfindung erheblich zur Kostenverringerung beitragen.

AUSFÜHRUNGSFORM 10[Untersuchung einer aus Silberpartikeln ausgebildeten leitenden Paste]

In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel einer leitenden Paste, die unter Verwendung eines reinen Silberpulvers als Metallpartikel, die in der leitenden Paste enthalten sein sollen, hergestellt wurde, die auf ein Solarpaneel als Paste zum Ausbilden einer Lichtempfangsoberflächen-Elektrodenverdrahtung in derselben Weise wie in der Ausführungsform 6 aufgebracht wird, beschrieben. Ein reines Silberpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 1 µm wurde als Metallpartikel hergestellt, die in einer leitenden Paste enthalten sein sollen, und wie in der Ausführungsform 1 mit einem leitenden Glaspulver der Glasprobe Nr. 9 derart vermischt, dass die Metallpartikel 90 Volumen-% darstellten und das leitende Glaspulver 10 Volumen-% darstellte. Dann wurden ein Bindeharz und ein Lösungsmittel zum Pulvergemisch zugegeben und das Gemisch wurde unter Bildung einer leitenden Paste geknetet. Ein Solarpaneel wurde unter Verwendung der so hergestellten leitenden Paste unter denselben Bedingungen wie jenen in der Ausführungsform 6 hergestellt.

(Untersuchung und Ergebnisse)

Wie in der Ausführungsform 6 wurden verschiedene Tests an dem wie vorstehend beschrieben hergestellten Solarpaneel durchgeführt und Bewertungen wurden vorgenommen. Es wurde bestätigt, dass die Lichtempfangselektrodenverdrahtung 64 und das Halbleitersubstrat 61 auf der Lichtempfangsoberflächenseite des Solarpaneels elektrisch verbunden waren. Es wurde auch bestätigt, dass eine Elektrodenkomponenten-Diffusionsschicht 67 ausgebildet worden war und ein ohmscher Kontakt zwischen dem Halbleitersubstrat 61 und der Sammelelektrodenverdrahtung 65 und zwischen dem Halbleitersubstrat 61 und der Ausgangselektrodenverdrahtung 66 auf der Rückseite des Solarpaneels erhalten worden war.

Als nächstes wurde ein Test bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit an dem hergestellten Solarpaneel bei einer Temperatur von 85 °C und einer relativen Feuchtigkeit von 85 % für 1000 Stunden durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass keine Erhöhung des Verdrahtungswiderstandes der Elektrodenverdrahtung oder des Kontaktwiderstandes mit dem Halbleitersubstrat bestand. Überdies wurde die Leistungserzeugungseffizienz des hergestellten Solarpaneels getestet und bewertet und es wurde festgestellt, dass das Paneel eine Leistungserzeugungseffizienz aufwies, die zu jener eines herkömmlichen Solarpaneels, das unter Verwendung einer Glasphase auf Pb-Basis und von Silberpartikeln hergestellt wurde, äquivalent war.

Die vorliegende Ausführungsform zeigte auf, dass die leitende Paste der vorliegenden Erfindung nützlich war und auf ein Solarpaneel selbst im herkömmlichen Fall der Herstellung einer Elektrodenverdrahtung unter Verwendung von Silberpartikeln als Metallpartikel, die in einer leitenden Paste enthalten sein sollten, und einer aus der Paste ausgebildeten Elektrodenverdrahtung anwendbar war. Da sie keine der durch die RoHS-Richtlinie verbotenen Substanzen (z. B. Pb) enthält, kann die leitende Paste der vorliegenden Erfindung überdies zum Schutz der Umwelt beitragen.