DE19902125A1

DE19902125A1 - Isolierpastenzusammensetzung und Leiterfähigkeitspastenzusammensetzung und Leiterplatte, welche selbige verwendet

Info

Publication number: DE19902125A1
Application number: DE19902125A
Authority: DE
Inventors: Kengo Oka; Takashi Nagasaka; Yuji Ootani; Kazumasa Naito; Masayuki Miyairi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 1999-07-22
Also published as: JPH11214829A; US6174462B1; JP3941201B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Isolierpasten zusammensetzung und eine Leitfähigkeitspastenzusammenset zung für eine Leiterplatte.

Eine Dickfilmleiterplatte ist als eine Leiterplatte be kannt, welche ein zum Beispiel aus Aluminiumoxid gebildetes isolierendes Substrat umfaßt, mit einer darauf gedruckten und gebackenen bzw. eingebrannten oder ausgehärteten Leit fähigkeitspastenzusammensetzung. Die Leitfähigkeitspasten zusammensetzung umfaßt leitfähige Metallpulverhauptbestand teile aus Silber und Palladium (Pd) oder einem Edelmetall wie Platin und ein anorganisches Bindemittel wie eine Glas fritte, welche in einem organischen Trägermedium (vehicle) dispergiert sind.

Seit kurzem besteht eine hohe Nachfrage nach einer Lei terplatte mit einer hohen Dichte, kompakten Abmessungen und einer Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen. Bei zum Beispiel einer IC-Leiterplatte für ein Kraftfahrzeug wird in Betracht gezogen, daß eine hohe Integration aufgrund der Verwendung von Hybridschaltungen gefordert ist, und daß die Installation der Platte, welche in einer Fahrzeugkabine in stalliert worden ist, in einem Motorraum erforderlich ist.

Es ist folglich erforderlich, daß auf einem isolieren den Substrat ausgebildete Verdrahtungsteile höhere Bestän digkeitscharakteristiken als in der Vergangenheit besitzen.

Auch wenn zum Beispiel eine Spannung zwischen den Verdrah tungsteilen, welche einen engen Verdrahtungsabstand zwi schen sich besitzen, angelegt wird und die Platte über ei nen längeren Zeitraum einer Außenumgebung ausgesetzt wird, sollte sich die Isolationseigenschaft zwischen den Verdrah tungsteilen nicht verschlechtern.

Es ist jedoch allgemein bekannt, daß wenn das Verdrah tungsteil unter Verwendung einer Leitfähigkeitspaste, wel che Silber enthält, auf einem isolierenden Substrat gebil det wird, das in dem Verdrahtungsteil enthaltene Silber beim Anlegen einer Spannung in der Gegenwart von Wasser oder Wasserdampf ionisiert wird und von einem positiven Elektrodenabschnitt zu einem negativen Elektrodenabschnitt wandert, was Dendriten aus Silber erzeugt, und die soge nannte Migration von Silber tritt sehr wahrscheinlich auf, was zu einer Verschlechterung der Isoliereigenschaft zwi schen den Verdrahtungsteilen führt. Es wurde daher eine Dichtungsstruktur verwendet, um die Migration von Silber zu verhindern.

Die Erfinder fanden jedoch ein Phänomen, bei dem der Isolationswiderstand beim Anlegen einer Spannung unter ei ner Atmosphäre von hoher Temperatur auch dann verringert wird, wenn Wasser oder Wasserdampf abwesend sind. Das Phä nomen wird nachfolgend unter Bezug auf die Ergebnisse von Experimenten, die von den Erfindern durchgeführt wurden, beschrieben.

Das Phänomen kann wie folgt zusammengefaßt werden. Wenn zum Beispiel Verdrahtungsteile, welche Silber enthalten, auf einem isolierenden Substrat mit einem engen Abstand da zwischen von ungefähr 100 µm angeordnet werden, eine Span nung von ungefähr 16 V (der maximale Standard für elektri sche Vorrichtungen, die in Kraftfahrzeugen installiert wer den) zwischen den Verdrahtungsteilen angelegt wird und die ses einer Hochtemperaturatmosphäre von ungefähr 150°C aus gesetzt wird, wird der Isolierwiderstand zwischen den Ver drahtungsteilen im Laufe der Zeit stark verringert und es tritt schließlich ein Isolationsfehler dazwischen auf.

Das Phänomen tritt auf unter einer Atmosphäre, in der kein Wasser vorhanden ist, wie bei einer Temperatur von 100°C oder höher oder in einem Vakuum. Ferner, wenn die Verdrahtungsteile im wesentlichen im Zustand eines Kurz schlusses vorliegen, werden zwischen den Verdrahtungsteilen keine Dendriten aus Silber beobachtet, welche bei der Bil dung der Migration in Gegenwart von Wasser beobachtet wer den müssen, und bei dem Phänomen wird ebenfalls keine Po larität beobachtet (d. h., das Phänomen tritt unabhängig von der Polarität eines positiven Elektrodenteils und eines ne gativen Elektrodenteils auf). Es kann somit festgehalten werden, daß dies ein neu gefundenes Phänomen ist, welches von der Migration, die in Gegenwart von Wasser stattfindet, verschieden ist. Ein solches Phänomen wird nachfolgend als ein Hochtemperatur-Leckverlustphänomen bezeichnet.

Obwohl der Mechanismus des Phänomens nicht vollständig geklärt ist, ist die Zusammenfassung gemäß den Untersuchun gen der Erfinder wie folgt.

Üblicherweise werden Verdrahtungsteile auf einer allge meinen Dickfilmleiterplatte erhalten durch ein Drucken ei ner Leitfähigkeitspastenzusammensetzung auf ein isolieren des Substrat, wie einem aus Aluminiumoxid gebildeten kera mischen Substrat, gefolgt von einem Backen. Die Leitfähig keitspastenzusammensetzung umfaßt leitfähige Metallpulver, welche Silber enthalten, und ein anorganisches Bindemittel wie Glasfritte, welche in einem organischen Trägermedium dispergiert sind. Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung wird im allgemeinen bei einer Temperatur von 800°C bis 900°C gebacken. Während des Backens verdampfen Teile des Silbers und des anorganischen Bindemittels von den durch das Drucken auf dem isolierenden Substrat ausgebildeten Verdrahtungsteilen, und sie sind als ein Reaktionsprodukt, welches Silber enthält, an dem isolierenden Substrat ange lagert. Da das Reaktionsprodukt im allgemeinen in einer ex trem dünnen Form vorhanden ist, wird es im allgemeinen nicht beobachtet. Das Reaktionsprodukt besitzt eine Isoliereigenschaft, welche gleich der des darunter liegen den isolierenden Substrats ist.

Wenn jedoch eine Spannung zwischen den Verdrahtungstei len, zwischen denen das Reaktionsprodukt vorhanden ist, an gelegt wird und diese einer Hochtemperaturatmosphäre ohne dem Einfluß eines Wasseranteils (welche nachfolgend als ei ne Hochtemperaturatmosphäre bezeichnet wird) ausgesetzt wird, wird das in dem Reaktionsprodukt enthaltene Silber einen leitfähigen Zustand bekommen, und die Isoliereigen schaft zwischen den Verdrahtungsteilen wird im Laufe der Zeit verringert.

Der oben zusammengefaßte Mechanismus des Hochtempera tur-Leckverlustphänomens wurde durch einige folgende Veri fizierungsexperimente (Verifizierungsexperiment A und Ve rifizierungsexperiment B) geklärt.

Das Verifizierungsexperiment A wird nachfolgend be schrieben. Es wurde eine Leiterplatte hergestellt, auf wel cher Verdrahtungsteile mit einer Vielzahl an voneinander verschiedenen Verdrahtungsabständen unter Verwendung einer allgemeinen Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, durch Drucken und Backen auf einem aus Aluminiumoxid gebildeten Keramiksubstrat ausgebildet wur den. Es wurde eine Spannung zwischen den Verdrahtungsteilen angelegt, und sie wurde einer Hochtemperaturatmosphäre aus gesetzt. In dem Verifizierungsexperiment A hatte die zwi schen den Verdrahtungsteilen angelegte Spannung einen Wert (zum Beispiel 60 V), welcher, um die Reaktion zu verstär ken, höher war als die Spannung, die im allgemeinen ange legt wird.

Wie in Fig. 1 aufgezeigt, zeigte sich, daß der Iso lierwiderstandswert zwischen den Verdrahtungsteilen unter der Hochtemperaturatmosphäre im Laufe der Zeit verringert wurde. Fig. 1 ist ein Graph, welcher das Verhältnis zwi schen der Verweilzeit unter einer Hochtemperaturatmosphäre und dem Isolierwiderstandswert (Log10X, Einheit: Ω) auf zeigt. Bei den Auftragungsmarkierungen in der Figur stehen weiße Kreise und schwarze Kreise für den Fall der Tempera tur von 125°C, weiße Dreiecke und schwarze Dreiecke für den Fall der Temperatur von 150°C, weiße Kreise und weiße Drei ecke für den Fall eines Verdrahtungsabstands von 100 µm und schwarze Kreise und schwarze Dreiecke für den Fall eines Verdrahtungsabstands von 50 µm.

Bei diesen Fällen wurde eine Änderung der Erscheinung, wie die bekannten Dendrite von Silber, die durch einen Was sergehalt erzeugt werden, bei den Verdrahtungsteilen, zwi schen denen sich der Isolierwiderstandswert verringert, nicht beobachtet. Es zeigte sich daher, daß das Phänomen eine Natur besaß, die von Bedingungen wie dem Verdrahtungs abstand, der angelegten Spannung und der Umgebungstempera tur beeinflußt werden.

Ferner wurde die Zeit, bei der der Isolierwiderstands wert sich auf 100 MΩ erniedrigt, als eine Isolierfehler zeit in Abhängigkeit von der elektrischen Feldstärke, wel che aus der zwischen den Verdrahtungsteilen angelegten Spannung erhalten werden konnte, untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 aufgezeigt. Fig. 2 ist ein Graph, welcher das Verhältnis zwischen der elektrischen Feldstärke und der Isolierfehlerzeit aufzeigt. Bei den Auftragungsmarkierungen in der Figur stehen Kreise für den Fall einer Temperatur von 150°C und Dreiecke für den Fall einer Temperatur von 125°C.

Es zeigte sich aus den Ergebnissen des Verifizierungs experiments A, welche in den Fig. 1 und 2 aufgezeigt sind, daß die Verschlechterung der Isoliereigenschaft zwi schen den Verdrahtungsteilen vom Verdrahtungsabstand und der elektrischen Feldstärke, die durch die angelegte Span nung bestimmt ist, abhängt und weiter beschleunigt wird, je höher die Umgebungstemperatur ist.

Es wurde eine ausführliche Betrachtung durchgeführt, um den Grund der Verschlechterung der Isoliereigenschaft zu untersuchen.

Unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM) wurde hinsichtlich den Verdrahtungsteilen, zwischen denen die Isolierverschlechterung beobachtet wurde, und deren Um gebung vor und nach der Isolierverschlechterung keine Ände rung der Erscheinung beobachtet. Ferner wurden die an der selben Stelle vorhandenen Substanzen mittels eines Elektro nensonden-Mikroanalysators (EPMA) untersucht, welcher mit einem wellenlängendispersiven Röntgenanalysator ausgestat tet war, es wurde jedoch kein Unterschied vor und nach der Isolierverschlechterung beobachtet.

Nach der Isolierverschlechterung wurden jedoch Teile des Silbers und des anorganischen Bindemittels der Zusam mensetzungen der Leitfähigkeitspaste, welche als solche nicht in dem keramischen Substrat enthalten waren, auf dem keramischen Substrat beobachtet. Sie waren in der Umgebung der Verdrahtungsteile vorhanden, und umso näher an den Ver drahtungsteilen, desto größer war deren Menge.

Der spezifische Zustand, mit dem sie vorhanden waren, wurde mittels eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) untersucht. Als Ergebnis wurde bestätigt, wie in Fig. 3 aufgezeigt, daß feine Silberteilchen A3 in dem Teil der Glassubstanz A2 vorhanden sind, die an den Grenzen der Aluminiumoxidteilchen A1 vorhanden ist.

Der Grund für das Obige wird wie folgt abgeschätzt. In der Umgebung der Verdrahtungsteile, die durch Drucken und Backen der Leitfähigkeitspaste ausgebildet werden, werden Teile des Silbers und des anorganischen Bindemittels ver dampft und an das keramische Substrat angelagert, wenn die Leitfähigkeitspaste gebacken wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die an den Grenzen der Aluminiumoxidteilchen des kerami schen Aluminiumoxidsubstrats vorhandene Glassubstanz er weicht und das verdampfte Material neigt dazu, absorbiert zu werden.

Es ist natürlich so, daß wenn ein keramisches Substrat, auf dem keine Leitfähigkeitspaste aufgedruckt und gebacken ist, auf die gleiche Weise beobachtet wird, daß die Anlage rung der Zusammensetzungen der Leitfähigkeitspaste, wie Silberteilchen, nicht beobachtet wird. Es zeigte sich so mit, daß Teile des Silbers und des anorganischen Bindemit tels, welche in der Leitfähigkeitspaste enthalten sind, auf irgendeine Weise zu dem Hochtemperatur-Leckverlustphänomen beitragen.

Das folgende Verifizierungsexperiment (Verifizierungs experiment B) wurde durchgeführt, um den Grund zu untersuchen, weswegen Teile des Silbers und des anorgani schen Bindemittels in der Umgebung der Verdrahtungsteile vorhanden sind. Als ein Ergebnis wurde bestätigt, daß eine Substanz, welche durch Umsetzen des organischen Bindemit tels und des Silbers (nachfolgend abgekürzt als Reaktions produkt bezeichnet) erzeugt wird, an dem Substrat angela gert ist, wenn die Leitfähigkeitspaste gebacken wird, und durch das in dem Reaktionsprodukt enthaltene Silber wird dessen elektrisches Leiten verursacht.

Als ein erster Schritt des Verifizierungsexperiments B wird das Verifizierungsexperiment B1 beschrieben, wobei ei ne Platte α, eine Platte β und eine Platte γ verwendet wer den.

Die Platte α ist eine allgemeine Leiterplatte, bei der die Verschlechterung einer Isoliereigenschaft bei den Ver drahtungsteilen auftritt. Die Platte β wurde auf die fol gende Weise hergestellt. Durch Drucken und Backen einer Leitfähigkeitspaste, welche Silber enthält, auf einem iso lierenden Substrat wurden Verdrahtungsteile gebildet, und es wurde auf der Oberfläche des isolierenden Substrats zwi schen den Verdrahtungsteilen parallel zu den Verdrahtungs teilen mittels eines Schneideverfahrens unter Verwendung eines Lasers, welcher im allgemeinen zur Einstellung des Widerstands eines Dickfilmwiderstands verwendet wird (nachfolgend als das Laserschneiden abgekürzt), eine Rille ausgebildet, um auf diese Weise das zwischen den Verdrah tungsteilen vorhandene Reaktionsprodukt mechanisch zu ent fernen.

Die Platte γ wurde hergestellt, indem zuerst eine Rille auf der Oberfläche des isolierenden Substrats zwischen den Verdrahtungsteilen auf dieselbe Weise wie oben beschrieben unter Verwendung des Laserschneidens ausgebildet wurde und dann die Verdrahtungsteile durch Drucken und Backen aus gebildet wurden.

Es wurde eine Spannung zwischen den Verdrahtungsteilen von jeder der Platte α, der Platte β und der Platte γ ange legt, und sie wurden einer Hochtemperaturatmosphäre ausge setzt. Als Ergebnis zeigte sich, daß die Isoliereigenschaft lediglich bei der Platte α und der Platte γ verschlechtert wurden.

Aus dem Obigen wird verständlich, daß in der Umgebung von Verdrahtungsteilen, die durch Drucken und Backen einer Leitfähigkeitspaste, welche Silber enthält, auf einem iso lierenden Substrat ausgebildet werden, ein Teil der Leit fähigkeitspastenzusammensetzung an dem isolierenden Substrat angelagert ist, um die Isoliereigenschaft zwischen den Verdrahtungsteilen unter den bestimmten Bedingungen zu verschlechtern. Das heißt, aus dem Verifizierungsexperiment B1 wurde deutlich, daß ein Teil der Leitfähigkeitspasten zusammensetzung durch das Backen an dem isolierenden Substrat angelagert wird.

Als den zweiten Schritt des Verifizierungsexperiments B wird nachfolgend das Verifizierungsexperiment B2 unter Be zug auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben, wobei eine Platte δ und eine Platte ε verwendet wurden.

Die Platte δ wurde gebildet durch ein isolierendes Substrat b1 und einer dicken Leitfähigkeitspaste a1, welche auf im wesentlichen die gesamte Oberfläche des Substrats b1 gedruckt ist, wie in Fig. 4 aufgezeigt. Wie in Fig. 5 auf gezeigt, wurde die Platte ε durch ein isolierendes Substrat f1 und Goldverdrahtungsteile e1, welche unter Verwendung eines Goldmaterials darauf ausgebildet sind, gebildet, wo durch bestätigt wurde, daß keine Isolierverschlechterung verursacht wurde.

Die Platte δ und die Platte ε wurden auf eine solche Weise angeordnet, daß sie aneinander gegenüberstehen, mit Hilfe eines Abstandhalters c1, welcher dazwischengestellt wurde, um einen beliebigen Spalt d1 auszubilden, wie in Fig. 6 aufgezeigt, und sie wurden bei einer Temperatur zum Backen der Leitfähigkeitspaste a1 gebacken. Es wurde eine Oberfläche h des isolierenden Substrats f1 zwischen den Goldverdrahtungsteilen e1 der Platte ε mittels einer EPMA- Vorrichtung beobachtet, und es zeigte sich, daß Teile des Silbers und des anorganischen Bindemittels, welche die Zu sammensetzungen der Leitfähigkeitspaste a1 waren, auf der Oberfläche h1 vorhanden waren.

Die Verteilung des Silbers und des anorganischen Bin demittels war im wesentlichen gleich der Leitfähigkeits paste a1, welche auf das isolierende Substrat b1 gedruckt ist, d. h. der gesamten Oberfläche der Platte δ. Es wurde eine Spannung zwischen den Goldverdrahtungsteilen e1 in ei nem derartigen Zustand angelegt, und es zeigte sich, daß die Isoliereigenschaft zwischen den Goldverdrahtungsteilen e1 unter einer Hochtemperaturatmosphäre verringert war.

Es kann folglich behauptet werden, daß Teile des Sil bers und des anorganischen Bindemittels aus der allgemeinen Leitfähigkeitspaste, welche Silber enthält, während des Backens verdampft und verstreut werden, d. h. in dem Veri fizierungsexperiment B2 werden sie von der Platte δ über den Spalt d1 zu der Platte ε verteilt, und sie werden an der Oberfläche des umgebenden isolierenden Substrats als ein Reaktionsprodukt angelagert. Das heißt, der Weg der Anlagerung der Teile des Silbers und des anorganischen Bin demittels während des Backens der Leitfähigkeitspaste wurde durch das Verifizierungsexperiment B2 gefunden.

Als den dritten Schritt des Verifizierungsexperiments B wird das Verifizierungsexperiment B3, welches die Platte δ und die Platte ε verwendet, unter Bezug auf die Fig. 7A und 7B beschrieben.

Die Platte δ und die Platte ε wurden auf eine solche Weise angeordnet, daß sie sich gegenüberstehen, mit Hilfe eines Abstandhalters c2 zur Ausbildung eines beliebigen Spalts g1, wie in Fig. 7A aufgezeigt. Ferner wurden die Platte δ und die Platte ε auf eine solche Weise angeordnet, daß sie gegenüberstehen, mit Hilfe eines Abstandhalters c3 zur Ausbildung eines beliebigen Spalts g2, der geringer ist als der Spalt g1, wie in Fig. 7B aufgezeigt. Als Folge davon konnte die Ausbreitungsdistanz des Reaktionsprodukts zwischen den in den Fig. 7A und 7B aufgezeigten Vorrich tungen verändert werden, und es konnte ebenfalls die Menge des an die Platte ε angelagerten Reaktionsprodukts dazwi schen verändert werden.

Das heißt, durch Verändern des Abstands g1, g2 zwischen den Platten δ, ε konnte die Menge des an der Platte ε ange lagerten Silbers verändert werden. Je größer der Abstand g zwischen den Platten δ, ε war, desto geringer war die ange lagerte Menge an Silber. Es wurde eine Spannung zwischen den Verdrahtungsteilen e1 einer jeden der in den Fig. 7A und 7B aufgezeigten Vorrichtungen unter einer Hochtempera turatmosphäre angelegt. Als Ergebnis zeigte sich, daß Un terschiede hinsichtlich der Isolierverschlechterung in Ab hängigkeit von der abgelagerten Menge an Silber auftraten, wie in Fig. 8 aufgezeigt. Fig. 8 ist ein Graph, welcher das Verhältnis zwischen der angelagerten Menge an Silber und der Isolierfehlerzeit aufzeigt.

Anhand des Verifizierungsexperiments B3 kann behauptet werden, daß das Auftreten des Phänomens von der Menge an Silber abhängt, die als das Reaktionsprodukt in der Umge bung der Verdrahtungsteile existiert, und wenn die angela gerte Menge an Silber größer ist, wird die Isolierver schlechterung gefördert.

Es wurde daher aus dem Verifizierungsexperiment B be stätigt, daß das in der Umgebung der Verdrahtungsteile vor handene Reaktionsprodukt während des Backens der Leitfähig keitspaste in die Luft verteilt und an dem isolierenden Substrat angelagert wird, und die Isolierverschlechterung durch das in dem Reaktionsprodukt enthaltene Silber, wel ches durch Anlegen einer Spannung unter einer Hochtempera turatmosphäre leitend wird, verursacht wird.

Das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen würde aus den folgenden Gründen nicht gefunden werden. Bei der herkömmli chen Leiterplatte wurde eine Dichtungsstruktur verwendet, um die Migration von Silber unter einer Atmosphäre, welche Wasser oder Wasserdampf enthält, zu verhindern. Das Reak tionsprodukt, welches das Hochtemperatur-Leckverlustphäno men verursacht, wird normalerweise nicht beobachtet, und die Erscheinung der Platte ist nicht verändert, sogar wenn Silber des Reaktionsprodukts leitfähig wird, um einen Kurz schluß zu bilden.

Aus dem Obigen kann geschlußfolgert werden, daß es in hohem Maße möglich ist, daß die Isolierfehler, von denen man annimmt, daß sie durch die Migration von Silber verur sacht werden, eine bestimmte Anzahl an Fällen des Hochtem peratur-Leckverlustphänomens enthalten.

Aus dem Obigen läßt sich ebenfalls annehmen, daß auf grund dessen, daß die Substanz (Reaktionsprodukt), als ein Faktor des Hochtemperatur-Leckverlustphänomens, während des Backens auch unter den Bedingungen ohne Wasser gebildet wird und sich an dem isolierenden Substrat anlagert, es auch durch eine Dichtungsstruktur zum Verhindern der Migration von Silber schwierig ist, das Auftreten dieses Phänomens zu verhindern.

Die Erfindung wurde im Hinblick auf das von den Erfin dern gefundene Hochtemperatur-Leckverlustphänomen durchge führt. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Iso lierverschlechterung zwischen Verdrahtungsteilen, welche unabhängig von der Gegenwart oder Abwesenheit von Wasser oder Wasserdampf auftritt, wenn eine Spannung zwischen den Verdrahtungsteilen, die Silber enthalten, in einer Leiter platte unter einer Hochtemperaturatmosphäre angelegt wird, geeignet zu unterdrücken.

Um nicht zu bewirken, daß Silber, welches in einem Reaktionsprodukt enthalten ist, beim Anlegen einer Spannung unter einer Hochtemperaturatmosphäre leitfähig wird, sogar wenn das Reaktionsprodukt (eine durch eine chemische Reak tion eines anorganischen Bindemittels und Silber gebildete Substanz) in der Umgebung der Verdrahtungsteile durch ein Backen der Leitfähigkeitspaste gebildet wird, richteten die Erfinder ihr Augenmerk darauf, ein Material zur Verfügung zu stellen, welches verhindert, daß das Reaktionsprodukt zwischen den Verdrahtungsteilen leitfähig ist, d. h. ein Leitfähigkeitsunterdrückungsmittel.

Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf der obi gen Betrachtung gemacht und betrifft eine Leiterplatte, um fassend Verdrahtungsteile, welche Silber enthalten, und ein Leitfähigkeitsunterdrückungsmittel, welches zwischen den Verdrahtungsteilen vorgesehen ist, um zu verhindern, daß das zwischen den Verdrahtungsteilen angelagerte Silber leitfähig ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird aufgrund der Tat sache, daß das Leitfähigkeitsunterdrückungsmittel zwischen den Verdrahtungsteilen vorhanden ist, auch dann, wenn das Reaktionsprodukt zwischen den Verdrahtungsteilen angelagert ist, das in dem Reaktionsprodukt enthaltene Silber nicht leitfähig. Daher kann die Isolierverschlechterung zwischen den Verdrahtungsteilen geeignet unterdrückt werden, welche für gewöhnlich auftritt, wenn eine Spannung zwischen den Verdrahtungsteilen, die Silber enthalten, auf der Leiter platte unter einer Hochtemperaturatmosphäre angelegt wird, unabhängig davon, ob Wasser oder Wasserdampf anwesend oder abwesend sind. Das heißt, daß Hochtemperatur-Leckverlust phänomen kann geeignet unterdrückt werden.

Wenn das Leitfähigkeitsunterdrückungsmittel zwischen den Verdrahtungsteilen zur Verfügung gestellt wird, muß es gut an dem isolierenden Substrat, wie einem Aluminiumoxid substrat, anhaften. Um eine solche gute Anhaftung zu rea lisieren, ist es bevorzugt, eine Isolierpastenzusammenset zung zu verwenden, welche mittels einer anorganischen Fest stoffkomponente gebildet wird, die das Leitfähigkeitsunter drückungsmittel enthält. In diesem Fall kann die Isolier pastenzusammensetzung durch Drucken, Backen usw. gut an dem isolierenden Substrat angehaftet werden.

Als ein Ergebnis des Experiments und der Untersuchung zur Findung eines geeigneten Materials für das Leitfähig keitsunterdrückungsmittel zeigte es sich, daß eine Kalium verbindung bevorzugt ist. Es wird daher bevorzugt, daß eine Kaliumverbindung als das Leitfähigkeitsunterdrückungsmittel verwendet wird.

Die Leiterplatte wird erhalten, wenn, wie oben be schrieben, die Verdrahtungsteile durch Drucken und Backen einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, auf einem isolierenden Substrat ausgebildet wer den. Zu diesem Zeitpunkt kann eine Kaliumverbindung zwi schen den Verdrahtungsteilen vorhanden sein, indem eine Isolierpastenzusammensetzung, welche die Kaliumverbindung enthält, durch Drucken usw. aufbeschichtet wird, gefolgt von einer Wärmebehandlung der Leitfähigkeitspastenzusammen setzung, wie einem Backen. Durch Beschichten (wie z. B. Drucken) und Backen der Leitfähigkeitspastenzusammenset zung, wird, wie oben beschrieben, ein Reaktionsprodukt gebildet.

Gleichzeitig wird die zuvor zur Verfügung gestellte und zwischen den Verdrahtungsteilen vorhandene Kaliumverbindung durch die Wärmebehandlung zu einem Kaliumoxid oder Glas, welches dieses enthält, (nachfolgend als Kaliumoxide be zeichnet). Sie sind in dem aus der Leitfähigkeitspasten zusammensetzung gebildeten Reaktionsprodukt zwischen den Verdrahtungsteilen vorhanden und unterdrücken den Vorgang des Leitfähig-Werdens von Silber beim Anlegen einer Span nung zwischen den Verdrahtungsteilen unter einer Hochtempe raturatmosphäre. Es kann daher das Hochtemperatur-Leckver lustphänomen gut unterdrückt werden.

Als ein Ergebnis einer weiteren Untersuchung zeigte sich, daß das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen geeignet unterdrückt werden kann, sogar wenn eine Kaliumverbindung in einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung enthalten ist, welche Verdrahtungsteile auf einer Leiterplatte durch Bak ken ausbildet. Es ist daher bevorzugt, daß eine Kaliumver bindung in einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung ent halten ist, welche erhalten wird durch Dispergieren eines leitfähigen Metallpulvers, welches Silber enthält, und ei nes anorganischen Bindemittels in einem organischen Träger medium.

Unter Verwendung einer solchen Leitfähigkeitspasten zusammensetzung ist, obwohl das Reaktionsprodukt, welches Silber enthält, in der Umgebung der Verdrahtungsteile ange lagert ist, welche durch Beschichten (wie z. B. Drucken) und Backen der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung auf einem isolierenden Substrat gebildet sind, die Kaliumverbindung, welche in der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung enthalten ist, durch Verdampfen während des Backens ebenfalls in dem Reaktionsprodukt in der Form des Kaliumoxids vorhanden. Es kann daher das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen geeignet unterdrückt werden, indem unter Verwendung der oben be schriebenen Leitfähigkeitspastenzusammensetzung der Erfin dung ein Isolierfehler zwischen den Verdrahtungsteilen verhindert wird.

Die oben beschriebene Erfindung basiert auf dem Kon zept, daß sogar wenn das Reaktionsprodukt durch Backen in der Umgebung der Verdrahtungsteile vorhanden ist, Silber, welches in dem Reaktionsprodukt vorhanden ist, beim Anlegen einer Spannung unter einer Hochtemperaturatmosphäre durch die Kaliumverbindung, die zwischen den Verdrahtungsteilen vorhanden ist, daran gehindert wird, leitfähig zu werden.

Die Erfinder führten ferner folgende Untersuchung und Experiment durch. Ein Pastenmaterial, welches kein anorga nisches Bindemittel enthielt, wurde unter Verwendung einer allgemeinen Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthielt, hergestellt, und es wurden Verdrahtungs teile durch Drucken und Backen des nichtanorganischen Bin demittels auf einem keramischen Aluminiumoxidsubstrat aus gebildet. Mittels einer SEM-Vorrichtung wurde bestätigt, daß Silberteilchen in einem isolierten Zustand in der Umge bung der Verdrahtungsteile vorhanden waren. Wenn eine Span nung zwischen den Verdrahtungsteilen unter einer Hochtempe raturatmosphäre angelegt wurde, wurde die Isoliereigen schaft zwischen den Verdrahtungsteilen nicht verschlech tert.

Es zeigte sich ebenfalls, daß das Silberpulver als eine Komponente der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung durch Backen an dem isolierenden Substrat angelagert und vorhan den war; es bei einer Backtemperatur von 700°C zu verdamp fen begann; und seine angelagerte Menge plötzlich zunahm, wenn die Backtemperatur ungefähr 800°C oder höher wurde.

Anhand des Obigen läßt sich feststellen, daß bei den Verdrahtungsteilen, welche durch Drucken und Backen der Leitfähigkeitspaste, welcher Silber enthält, gebildet wer den, das Silber enthaltende Reaktionsprodukt, welches in der Umgebung der Verdrahtungsteile angelagert ist, um die Isolierverschlechterung zu verursachen, ohne dem anorgani schen Bindemittel nicht gebildet wird.

Daher wird das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen, das heißt, die Bildung des Reaktionsprodukts und die Bildung einer Leitfähigkeit des Silbers, in großem Maße beeinflußt durch die Zusammensetzung des anorganischen Bindemittels in der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, des Mischungsver hältnisses des anorganischen Bindemittels relativ zu dem Silberpulver und der Zusammensetzung des verwendeten iso lierenden Substrats. Ferner werden zusätzlich zu dem Obigen durch die Dichte und die Backbedingungen der Leitfähig keitspastenzusammensetzung, die auf dem isolierenden Substrat gebildet wird, die angelagerte Menge des Reak tionsprodukts und ihr Zustand des Leitfähig-Werdens eben falls beeinflußt.

Daher wurden im Hinblick auf die Möglichkeit einer Un terdrückung der Bildung des Reaktionsprodukts selbst, wel ches die Isolierverschlechterung verursacht, Experimente und Untersuchungen durchgeführt, bezüglich des anorgani schen Bindemittels, des isolierenden Substrats und der Backbedingungen der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche erhalten wird durch Dispergieren eines leitfähigen Metallpulvers, welche Silber enthält, und eines anorgani schen Bindemittels in einem organischen Trägermedium.

Als ein Ergebnis wurde bestätigt, daß es ein anorgani sches Bindemittel gibt, welches die Bildung des Reaktions produkts, das die Isolierverschlechterung verursacht, un terdrücken kann. Das heißt, wenn eine Substanz, welche das Verdampfen von Silber unterdrückt, als das anorganische Bindemittel in der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung ver wendet wird, welche erhalten wird durch Dispergieren eines leitfähigen Metallpulvers, welches Silber enthält, und ei nes anorganischen Bindemittels in einem organischen Träger medium, kann die Bildung des Reaktionsprodukts, welches bewirkt, daß das Silber leitfähig wird, unterdrückt werden, und somit kann das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen ge eignet verhindert werden. Als solches kann ein anorgani sches Bindemittel, eine Glasfritte und eine Glasfritten mischung verwendet werden.

Ferner kann das anorganische Bindemittel ein Bismutoxid sein. Das Bismutoxid verdampft während des Backens der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung und ist in dem Reak tionsprodukt, welches an dem isolierenden Substrat angela gert ist, vorhanden. Wenn das Bismutoxid in dem Reaktions produkt vorhanden ist, ist es schwierig, daß das Reaktions produkt leitfähig wird, und je größer die Menge des Bismut oxids ist, desto schwieriger ist es, daß es leitfähig wird. Das anorganische Bindemittel kann eine Mischung aus einer Glasfritte und einem Bismutoxid sein.

Basierend auf dem wie oben beschriebenen Wissen über das Pastenmaterial mit einem nichtanorganischen Bindemittel kann eine Leitfähigkeitspastenzusammensetzung verwendet werden, welche kein anorganisches Bindemittel zur Bildung des Reaktionsprodukts enthält, welches bewirkt, daß das Silber darin leitfähig wird. Das heißt, es kann eine Leit fähigkeitspastenzusammensetzung, welche ein leitfähiges Metallpulver, das Silber enthält, und ein organisches Trä germedium umfaßt, ohne der Miteinbeziehung eines anorgani schen Bindemittels gebildet werden.

Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung wird auf ein Substrat gedruckt und das organische Trägermedium wird durch eine Trocknungsbehandlung (bei ungefähr von 100°C bis 150°C) verdampft, gefolgt von einem Backen. Daher beginnt lediglich Silber während des Backens zu verdampfen und wird an das isolierende Substrat in der Form von isoliertem Sil ber angelagert. Auch wenn eine Spannung zwischen den Ver drahtungsteilen unter einer Hochtemperaturatmosphäre ange legt wird, wobei Silber in der isolierten Form vorhanden ist, wird das Silber nicht leitfähig. Es kann folglich eine Leiterplatte mit einer guten Isoliereigenschaft zwischen den Verdrahtungsteilen erhalten werden.

Da das Auftreten des Hochtemperatur-Leckverlustphäno mens von dem Abstand zwischen den Verdrahtungsteilen ab hängt (siehe Fig. 1), wird ferner angenommen, daß dies be einflußt wird durch die Ausbreitungsdistanz des Silbers usw. von der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung. Als ein Ergebnis einer weiteren Untersuchung in diesem Zusammenhang wurde gefunden, daß die Ausbreitungsdistanz des Silbers un gefähr 200 µm beträgt. Es wird daher angenommen, daß das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen auftritt, wenn der Ab stand zwischen den Verdrahtungsteilen ungefähr 400 µm oder weniger beträgt. Zum Beispiel beträgt bei der allgemeinen Leiterplatte wie einer Hybrid-IC-Platte der Abstand zwi schen den Verdrahtungsteilen im allgemeinen 500 µm oder weniger, wobei das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen dazu neigt, aufzutreten. Es ist daher wirksam, die oben be schriebene Isolierpastenzusammensetzung und die Leitfähig keitspastenzusammensetzung bei der Leiterplatte, bei wel cher der Abstand zwischen den Verdrahtungsteilen 500 µm oder weniger beträgt, zu verwenden.

Das Silberpulver als eine Komponente der Leitfähig keitspastenzusammensetzung beginnt bei einer Backtemperatur von 700°C oder höher zu verdampfen, und dessen an das Substrat angelagerte Menge nimmt bei ungefähr 800°C oder höher plötzlich zu. Es ist somit wirksam, die oben be schriebene Isolierpastenzusammensetzung und die Leitfähig keitspastenzusammensetzung in einer Leiterplatte mit Ver drahtungsteilen zu verwenden, welche auf eine Temperatur von 700°C oder höher erhitzt wird.

Ferner haben die Erfinder bestätigt, daß das Hochtempe ratur-Leckverlustphänomen gerne dann auftritt, wenn das Substrat, das Verdrahtungsteile besitzt, die Silber enthal ten, ein Aluminiumoxidsubstrat ist.

Basierend auf der Kenntnis des Abstands zwischen den Verdrahtungsteilen, den Backbedingungen der Leitfähig keitspastenzusammensetzung und der Zusammensetzung des ver wendeten isolierenden Substrats ist es bevorzugt, die Iso lierpastenzusammensetzung, die Leitfähigkeitspastenzusam mensetzung, die Leiterplatte, das Verfahren zur Verwendung der Isolierpastenzusammensetzung, das Verfahren zur Verwen dung der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung und das Ver fahren zur Herstellung einer Leiterplatte, welche geeignet das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen unterdrücken kann, anzuwenden.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfin dung ergeben sich aufgrund der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Graph, welcher das Verhältnis zwischen der abgelaufenen Zeit unter einer Hochtempera turatmosphäre und einem Isolierwiderstandswert zwischen Verdrahtungsteilen aufzeigt;

Fig. 2 einen Graph, welcher das Verhältnis zwischen der an die Verdrahtungsteile angelegten elek trischen Feldstärke und der Isolierfehlerzeit aufzeigt;

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Ansicht, welche auf der Betrachtung der Umgebung der Verdrah tungsteile auf einem isolierenden Substrat mit tels TEM basiert;

Fig. 4 eine schematische Ansicht, welche ein Substrat δ in dem Verifizierungsexperiment B2 aufzeigt;

Fig. 5 eine schematische Ansicht, welche ein Substrat ε in dem Verifizierungsexperiment B3 aufzeigt;

Fig. 6 eine schematische Ansicht, welche einen Zustand aufzeigt, bei dem das Substrat δ und das Substrat ε sich gegenüberstehen;

Fig. 7A und 7B schematische Ansichten, welche Zustände aufzeigen, bei denen die Substratabstände zwi schen dem Substrat δ und dem Substrat ε vari iert werden;

Fig. 8 einen Graph, welcher ein Verhältnis zwischen einer angelagerten Menge an Silber und der Isolierfehlerzeit in dem Verifizierungsexperi ment B3 aufzeigt;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht, welche den Aufbau ei ner Leiterplatte gemäß einer ersten Ausfüh rungsform aufzeigt;

Fig. 10A bis 10C erläuternde Ansichten, welche ein Bei spiel des Verfahrens zur Herstellung der Lei terplatte unter Verwendung der Isolierpasten zusammensetzung gemäß der ersten Ausführungs form aufzeigen;

Fig. 11A bis 11D erläuternde Ansichten, welche ein ande res Beispiel des Verfahrens zur Herstellung der Leiterplatte unter Verwendung der Isolier pastenzusammensetzung gemäß der ersten Ausfüh rungsform aufzeigen;

Fig. 12 eine Tabelle, welche Verbindungen aufzeigt, die in Leitfähigkeitspastenzusammensetzungen gemäß einer zweiten Ausführungsform verwendet werden;

Fig. 13 eine Tabelle, welche Mischungsverhältnisse und verschiedene Charakteristiken der Proben 1 bis 15 zusammen mit den Leitfähigkeitspastenzusam mensetzungen in der zweiten Ausführungsform aufzeigt;

Fig. 14 eine Tabelle, welche Mischungsverhältnisse und verschiedene Charakteristiken der Proben 16 bis 31 zusammen mit den Leitfähigkeitspastenzusam mensetzungen in der zweiten Ausführungsform aufzeigt;

Fig. 15 eine Tabelle, welche Mischungsverhältnisse und Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken der Leitfähigkeitspastenzusammensetzungen gemäß ei ner dritten Ausführungsform aufzeigt;

Fig. 16 einen Graph, welcher ein Verhältnis zwischen einem Gewichtsverhältnis des Glasanteils und einem Verhältnis bezüglich des Vorkommens von Isolierfehlern und ein Verhältnis zwischen dem Gewichtsverhältnis des Glasanteils und einem Widerstandswert zwischen den Verdrahtungsteilen aufzeigt;

Fig. 17 eine Tabelle, welche Mischungsverhältnisse und verschiedene Eigenschaften der Leitfähigkeits pastenzusammensetzungen in der vierten Ausfüh rungsform aufzeigt; und

Fig. 18 eine Tabelle, welche Mischungsverhältnisse und verschiedene Eigenschaften der Leitfähigkeits pastenzusammensetzungen in der fünften Ausfüh rungsform aufzeigt.

Erste Ausführungsform

Diese Ausführungsform betrifft eine Isolierpastenzusam mensetzung, welche dadurch charakterisiert ist, daß eine Kaliumverbindung in einer Menge von 5 Gewichtsanteilen bis 30 Gewichtsanteilen berechnet als Kaliumoxid in Relation zu 100 Gewichtsanteilen eines anorganischen Feststoffanteils enthalten ist. Diese Ausführungsform kann angewendet werden auf eine Leiterplatte, welche Verdrahtungsteile umfaßt, die Silber enthalten und auf einem Substrat ausgebildet sind, zwischen denen ein Abstand von 500 µm oder weniger besteht, eine Leiterplatte, welche Verdrahtungsteile umfaßt, die Silber enthalten und auf einem Substrat ausgebildet sind, die auf 700°C oder höher erhitzt wird, und dergleichen. Es ist insbesondere dann wirksam, wenn die Isolierpastenzusam mensetzung dieser Ausführungsform auf die Leiterplatte an gewendet wird, die ein Aluminiumoxidsubstrat verwendet.

Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht der Leiterplatte gemäß der ersten Ausführungsform auf. Die Zahl 10 bezeich net eine Leiterplatte, 1 bezeichnet ein Aluminiumoxid substrat, welches eine elektrisch isolierende Eigenschaft besitzt und eine Glassubstanz und Aluminiumoxidpulver um faßt, und 2 bezeichnet Verdrahtungsteile (Dickfilmver drahtungsteile) in der Form einer Vielzahl an Streifen, welche Silber enthalten und auf dem Substrat 1 ausgebildet sind. Die Verdrahtungsteile 2 sind mit dazwischen einem Verdrahtungsabstand L1 (zum Beispiel 100 µm) angeordnet und erstrecken sich in der zum Papier senkrechten Richtung. In dieser Ausführungsform ist zwischen den Verdrahtungsteilen 2 auf dem Substrat 1 ein Kaliumoxid oder Glas, welches dieses enthält (nachfolgend wird auf Kaliumoxid Bezug genommen), vorhanden.

Die Leiterplatte 10 wird durch Ausbilden der Verdrah tungsteile 2 auf dem Substrat 1 erhalten. Die Verdrahtungs teile 2 werden durch Drucken und Backen einer Leitfähig keitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, gebil det. Da Kaliumoxide in dem Reaktionsprodukt vorhanden sind, welches während des Backens der Leitfähigkeitspastenzusam mensetzung zwischen den Verdrahtungsteilen 2 gebildet wird, wird das Reaktionsprodukt daran gehindert, leitfähig zu sein. Als ein Ergebnis kann eine Leiterplatte mit einer ho hen Isoliereigenschaft zwischen den Verdrahtungsteilen 2 erhalten werden, und das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen kann geeignet unterdrückt werden.

Als die Kaliumverbindung können Kaliumoxid, Kalium gluconat, Kaliumhydroxid, Kaliumcitrat und Kaliumhydrogen tartrat verwendet werden.

Die Kaliumverbindung wird auf eine solche Weise ge mischt, daß deren Menge von 5 Gewichtsanteilen bis 30 Gewichtsanteilen in Einheiten von Kaliumoxid in Relation zu 100 Gewichtsanteilen des anorganischen Feststoffanteils beträgt, um auf diese Weise die Isolierpastenzusammenset zung dieser ersten Ausführungsform herzustellen. Als ein Ergebnis der Untersuchungen mit Hinblick auf die Menge der Kaliumverbindung wurde festgestellt, daß wenn die Menge der Kaliumverbindung weniger als 5 Gewichtsanteile beträgt, die Unterdrückung der Leitfähigkeit von Silber nicht in ausrei chendem Maße erreicht wird, und wenn sie 30 Gewichtsanteile übersteigt, die Haftungseigenschaft zwischen der Isolier pastenzusammensetzung und dem isolierenden Substrat unzu reichend wird.

Die Fig. 10A bis 10C sind erläuternde Ansichten, welche ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Leiterplatte unter Verwendung der Isolierpastenzusammenset zung der ersten Ausführungsform aufzeigen.

Die Isolierpastenzusammensetzung 3 wird vor dem Drucken einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung 2 auf das Substrat 1 angewendet. Als ein Ergebnis kann die Kalium verbindung an zumindest dem Abschnitt zwischen den Verdrah tungsteilen 2 auf dem Substrat 1 vorhanden sein. Zu diesem Zeitpunkt kann die Kaliumverbindung durch Maskieren nur an dem Abschnitt zwischen den Verdrahtungsteilen vorhanden sein.

Wenn die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung gedruckt und gebacken wird, wird ein Reaktionsprodukt gebildet und zwischen den Verdrahtungsteilen 2 ebenso wie auf den Ver drahtungsteilen 2 verteilt. Gleichzeitig wird die Kalium verbindung, welche zuvor angewendet und zwischen den Ver drahtungsteilen 2 vorhanden ist, durch das Backen (zum Bei spiel bei 700°C oder höher) zu Kaliumoxiden und ist eben falls in dem Reaktionsprodukt, welches durch die Leitfähig keitspastenzusammensetzung gebildet wird, vorhanden, um auf diese Weise das Reaktionsprodukt daran zu hindern, leit fähig zu sein.

Vor dem Drucken und Backen der Leitfähigkeitspasten zusammensetzung kann die Isolierpastenzusammensetzung 3 einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um die Kaliumver bindung in den Zustand von Kaliumoxiden überzuführen.

Während in den später beschriebenen Fig. 10A-10C und 11A-11D die resultierende Isolierpastenzusammensetzung 3 der Einfachheit halber in der Form eines Films dargestellt ist, ist die Kaliumverbindung in der Form von Granalien auf dem Substrat 1 dispergiert, da die flüchtigen Komponenten in der Isolierpastenzusammensetzung beim Backen verdampfen.

Die Anwendung und die Wärmebehandlung der Isolier pastenzusammensetzung können wie oben beschriebenen in Be zug auf das Drucken und Backen der Leitfähigkeitspastenzu sammensetzung jederzeit durchgeführt werden. Die Fig. 11A bis 11D zeigen ein anderes Beispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Leiterplatte unter Verwendung der Iso lierpastenzusammensetzung der ersten Ausführungsform.

Wie in den Fig. 11A bis 11D aufgezeigt, wird nach dem Drucken einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung 2 auf ein Substrat 1 eine Isolierpastenzusammensetzung 3 auf min destens Abschnitte zwischen den Verdrahtungsteilen 2 aufbe schichtet (gedruckt). Dann werden die beiden Pasten gleich zeitig gebacken. Alternativ dazu kann die Leitfähigkeits pastenzusammensetzung auf das Substrat 1 gedruckt und ge backen werden, um die Verdrahtungsteile 2 auszubilden, und dann kann die Isolierpastenzusammensetzung 3 aufbeschichtet (gedruckt) und gebacken werden, so daß das Kaliumoxid zwi schen den Verdrahtungsteilen 2 vorhanden ist. In beiden Verfahren kann das Kaliumoxid in dem Reaktionsprodukt vor handen sein und das Reaktionsprodukt daran hindern, leit fähig zu sein.

Die Kaliumverbindung oder die Kaliumoxide, welche zwi schen den Verdrahtungsteilen 2 bereitgestellt werden, kön nen in der Form verwendet werden, in der sie in einem Lö sungsmittel gelöst sind. Es kann zum Beispiel eine Kalium hydroxidlösung verwendet werden.

Der anorganische Feststoffanteil kann eine Glassubstanz sein, welche eine Zusammensetzungskomponente des kerami schen Substrats ist. Das keramische Substrat wird im allge meinen erhalten durch Dispergieren von Aluminiumoxidpulver und einer Glassubstanz in einem Lösungsmittel und dem For men zu einer Plattenform, gefolgt von einem Sintern bei 800°C bis 1200°C. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kaliumver bindung zu Kaliumoxiden, und die Kaliumoxide sind in der Glassubstanz enthalten, welche an den Aluminiumoxidgrenzen und im Oberflächenbereich des Substrats 1 vorhanden ist. Die Glassubstanz wird bei der Backtemperatur der Leitfähig keitspastenzusammensetzung etwas erweicht. Wenn die Leit fähigkeitspastenzusammensetzung auf das Substrat gedruckt und gebacken wird, ist das während des Backens gebildete Reaktionsprodukt als eine angelagerte Schicht auf dem Substrat 1 vorhanden, in dem Zustand, in dem die Kalium oxide in der Glassubstanz enthalten sind. Das Reaktionspro dukt, welches die Kaliumoxide enthält, wird daran gehindert leitfähig zu sein, wodurch eine in hohem Maße zuverlässige Leiterplatte erhalten wird und das Hochtemperatur-Leckver lustphänomen geeignet unterdrückt werden kann.

Zweite Ausführungsform

In dieser zweiten Ausführungsform ist eine Kaliumver bindung enthalten in einer Leitfähigkeitspastenzusammenset zung (Dickfilmleitfähigkeitspaste) zum Ausbilden mittels Backen von Verdrahtungsteilen in der Form eines Dickfilms (Dickfilmverdrahtungsteile) einer Leiterplatte. Das heißt, die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung (Dickfilmleitfähig keitspaste), welche erhalten wird durch Dispergieren eines leitfähigen Metallpulvers, das Silber enthält, und eines anorganischen Bindemittels in einem organischen Trägermedium, enthält ferner die Kaliumverbindung. Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung dieser Ausführungsform wird geeignet für die Leiterplatten verwendet, welche gleich denen sind, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind.

Das heißt, die Leiterplatte der zweiten Ausführungsform besitzt denselben Aufbau wie die in Fig. 9 aufgezeigte. Die Dickfilmleitfähigkeitspaste, welche mindestens Silber als ein leitfähiges Metall und eine Kaliumverbindung umfaßt, wird auf ein elektrisch isolierendes Substrat 1, welches durch eine Glassubstanz und Aluminiumoxidpulver gebildet ist, gedruckt und gebacken. Somit werden auf dem Substrat 1 Verdrahtungsteile 2 ausgebildet, um eine Leiterplatte 10 zu erhalten. Die in der Dickfilmleitfähigkeitspaste enthaltene Kaliumverbindung wird während des Backens der Leitfähig keitspaste zusammen mit dem Silber und dem anorganischen Bindemittel verdampft. Sie ist in dem Reaktionsprodukt als die Kaliumoxide vorhanden.

Es wird daher das Reaktionsprodukt, welches Silber ent hält, in der Umgebung der Verdrahtungsteile 2 angelagert, und die Kaliumoxide sind in dem Reaktionsprodukt vorhanden. Die in dem Reaktionsprodukt vorhandenen Kaliumoxide besit zen eine Wirkungsweise, welche verhindert, daß das Reak tionsprodukt leitfähig ist. Daher kann das Hochtemperatur- Leckverlustphänomen unterdrückt werden. Je größer die Menge der Kaliumoxide in dem Reaktionsprodukt ist, desto größer ist der Effekt, der verhindert, daß das Reaktionsprodukt leitfähig ist.

Als das leitfähige Metallpulver kann in der Dickfilm leitfähigkeitspaste verwendetes Silberpulver verwendet wer den. Das Silberpulver kann, falls notwendig, Palladium, Platin, Gold, Kupfer usw. enthalten. Es kann ein Pulver verwendet werden, in welchem Silber und die oben beschrie benen Metalle zuvor in der Form einer Legierung ausgebildet sind.

Das im allgemeinen verwendete Silberpulver besitzt ei nen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 µm bis 7 µm und eine spezifische Oberfläche von 0,5 m²/g bis 3 m²/g, und das Pulver aus Palladium, Platin und dergleichen besitzt einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 µm bis 1 µm und eine spezifische Oberfläche von 10 m²/g bis 40 m²/g.

Die Kaliumverbindung zur Bildung von Kaliumoxid, oder einer Glassubstanz, die Kaliumoxid enthält, während des Backens der Dickfilmleitfähigkeitspaste, kann Kaliumoxid, Kaliumcarbonat und dergleichen sein, und es kann auch eine organische Kaliumverbindung wie Kaliumgluconat verwendet werden. Die Kaliumverbindung kann beim Vermischen in der Form von Kaliumoxid vorliegen oder kann ein Vorläufer sein, welcher während des Backens der Dickfilmleitfähigkeitspaste Kaliumoxid bildet.

Die notwendige Mischmenge der Kaliumverbindung ist extrem gering. Sie kann direkt als Kaliumoxid in die Dickfilmleitfähigkeitspaste gemischt und dispergiert wer den. Alternativ dazu kann sie als ein Bestandteil der Glas fritte in das anorganische Bindemittel gemischt werden. Die Mischmenge von 0,01 Gewichtsanteilen oder mehr in Einheiten von Kaliumoxid relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfä higen Metallpulvers kann einen Isolierfehler zwischen den Verdrahtungsteilen 2 verhindern. Bei Berücksichtigung der Lotcharakteristiken beträgt die Mischmenge der Kaliumver bindung vorzugsweise von 0,01 Gewichtsanteilen bis 0,4 Ge wichtsanteilen in Einheiten von Kaliumoxid relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers. Ein Teil der vermischten Kaliumverbindung verbleibt während des Bak kens der Leitfähigkeitspaste in der Form von Glas zusammen mit dem anorganischen Bindemittel in dem leitfähigen Film, welcher als die Verdrahtungsteile fungiert. Wenn eine große Menge an Kaliumoxid in der Form von Glas in dem leitfähigen Film verbleibt, beeinflußt es die Lotcharakteristiken des leitfähigen Films. Es wurde bestätigt, daß wenn die Misch menge der Kaliumverbindung 0,4 Gewichtsanteile übersteigt, das Kaliumoxid, wenn auch allmählich, die Lotcharakteristi ken des leitfähigen Films nachteilig beeinflußt.

Wenn die Kaliumverbindung als die organische Metall verbindung verwendet wird, kann sie in einem Lösungsmittel des organischen Trägermediums gelöst sein oder kann an der Oberfläche des leitfähigen Metallpulvers wie Silber angela gert sein.

In der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung dieser zwei ten Ausführungsform können eine Bismutverbindung, eine Rutheniumverbindung und eine Nickelverbindung zur Verbesse rung der Lotcharakteristiken verwendet werden.

Die Bismutverbindung kann Bismutoxid oder ein Vorläufer zur Ausbildung von Bismutoxid beim Backen sein. Ferner kann eine organische Verbindung wie Bismutoctylat verwendet wer den. Sie kann als eine Komponente der Glasfritte in dem an organischen Bindemittel vermischt sein. Als Bismutoxidpul ver kann Dibismutpentoxid, welches zu einer mittleren Teil chengröße von 1 µm bis 4 µm pulverisiert ist, verwendet werden. Die vermischte Bismutverbindung ist in dem Reak tionsprodukt ähnlich wie die Kaliumverbindung vorhanden und weist einen Effekt auf, der verhindert, daß das Reaktions produkt leitfähig ist. Wenn eine überschüssige Menge der Bismutverbindung zugegeben wird, beeinflußt diese ver gleichbar zu der Kaliumverbindung die Lotcharakteristiken des leitfähigen Films.

Der Gehalt der Bismutverbindung beträgt vorzugsweise von 0,1 Gewichtsanteilen bis 20 Gewichtsanteilen in Einhei ten von Bismutoxid relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers, um sowohl die Hochtemperatur- Leckverlustcharakteristiken (Leistungsfähigkeit zur Unter drückung des Hochtemperatur-Leckverlustphänomens) als auch die Lotcharakteristiken zu erreichen.

Das anorganische Bindemittel kann aus solchen ausge wählt werden, welche für die Dickfilmleitfähigkeitspaste verwendet wurden, unter Berücksichtigung der Kombination aus herkömmlichen anorganischen Bindemitteln, welche nach dem Backen verschiedene notwendige Charakteristiken in dem leitfähigen Film erzielen können.

In einigen Fällen werden die Lotcharakteristiken des leitfähigen Films nach dem Backen verbessert, wenn als das anorganische Bindemittelpulver der Dickfilmleitfähig keitspaste ein Borsilicatglas der Zinkoxidreihe mit einem großen Zinkanteil, eine Vanadiumverbindung, eine Kupfer verbindung, eine Manganverbindung oder eine Chromverbindung verwendet werden. Eine solche Zusammensetzung besitzt je doch gleichzeitig eine Tendenz zur Verschlechterung der Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken. Sie werden da her in Bezug auf die Lotcharakteristiken vorzugsweise so lange zugemischt, solange die Hochtemperatur-Leckverlust charakteristiken ausreichend sind.

Als die Rutheniumverbindung können Rutheniumoxid und ein Vorläufer, wie Rutheniumoctylat, welcher während des Backens der Dickfilmleitfähigkeitspaste Rutheniumoxid bil det, verwendet werden. Als Rutheniumoxidpulver kann Ruthe niumdioxidpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1 µm bis 10 µm und einer spezifischen Oberfläche von 10 m²/g bis 50 m²/g verwendet werden.

Als die Nickelverbindung können Nickeloxidpulver und ein Vorläufer, wie Nickelmetallpulver, welcher während des Backens der Dickfilmleitfähigkeitspaste Nickeloxid bildet, verwendet werden. Als das Nickelmetallpulver kann Nickel pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 µm bis 2 µm und einer spezifischen Oberfläche von 10 m²/g bis 20 m²/g verwendet werden.

Das Vermischen einer geeigneten Menge der Ruthenium verbindung verbessert im extremen Maße die Lotcharakte ristiken, insbesondere die Löteigenschaft. Wenn dessen Mischmenge erhöht wird, steigt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Isolierfehlers, jedoch werden die Lotcharak teristiken verbessert, was den Isolierfehler überlagert. Wenn sie jedoch in einer überschüssigen Menge (mehr als 3 Gewichtsanteile in Einheiten von Rutheniumoxid relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers) ver mischt wird, wird sie auf der Oberfläche des leitfähigen Films in Abhängigkeit von den Backbedingungen der Dickfilm leitfähigkeitspaste abgelagert, wodurch die Löteigenschaft verschlechtert wird.

Das Vermischen einer geeigneten Menge der Nickelverbin dung verbessert die Lotcharakteristiken, insbesondere das Haftvermögen des Lots. Wenn sie in einer überschüssigen Menge (mehr als 3 Gewichtsanteile in Einheiten von Nickel oxid relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Me tallpulvers) vermischt wird, werden die Löteigenschaft und die Isoliereigenschaft allmählich verschlechtert, jedoch ist das Ausmaß gering.

Wenn die vermischten Mengen der Rutheniumverbindung und der Nickelverbindung weniger als 0,01 Gewichtsanteile in Einheiten der entsprechenden Oxide relativ zu 100 Gewichts anteilen des leitfähigen Metallpulvers betragen, können sie nicht ihr Zweck des Vermischens (eine Verbesserung der Lotcharakteristiken) erreichen. Daher reichen die Anteile der Rutheniumverbindung und der Nickelverbindung vorzugs weise von 0,01 Gewichtsanteile bis 3 Gewichtsanteile in Einheiten der entsprechenden Oxide relativ zu 100 Gewichts anteilen des leitfähigen Metallpulvers.

Als das organische Trägermedium können solche verwendet werden, welche in der Dickfilmleitfähigkeitspaste verwendet wurden, in welcher zum Beispiel ein Harz wie Ethylcellulose in einem organischen Lösungsmittel wie Terpineol und Butylcarbitol gelöst ist. Die Mischmenge des organischen Trägermediums kann unter Berücksichtigung der Viskosität und der Fließfähigkeit der Paste bestimmt werden, um ein geeignetes Drucken zu erreichen.

Gemäß dieser zweiten Ausführungsform werden die neu ge fundenen Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken er füllt, unter Beibehaltung der verschiedenen Charakteristi ken, die für die herkömmliche Dickfilmleitfähigkeitspaste notwendig sind. Sie hat daher eine Wirkung zur Erhöhung der mechanischen und elektrischen Zuverlässigkeit der Dickfilm leiterplatte.

Spezifische Beispiele, welche die Wirkungen der oben beschriebenen Additive aufzeigen, werden nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 12 bis 14 beschrieben. Diese Bei spiele zeigen lediglich die Wirkungen der oben beschriebe nen Additive als eine qualitative Tendenz auf, und deren bevorzugte Anteile sollten unter Berücksichtigung der Kom ponenten der verschiedenen Leitfähigkeitspastenzusammenset zungen quantitativ bestimmt werden.

Fig. 12 ist eine Tabelle, welche die in den Leitfähig keitspastenzusammensetzungen der Beispiele verwendeten Verbindungen aufzeigt. In der Tabelle entsprechen die Bis mutverbindungen A und B, die Kaliumverbindungen A bis C und die Glasfritten A bis E den Verbindungen der in den rechten Spalten aufgezeigten Mischungen. Die Kaliumverbindung C ist eine kaliumhaltige Glasfritte, in welcher K₂O in einer Glasfritte enthalten ist. Die Einheit der Zahlen in Klam mern für die Glasfritten A bis E ist Gewichtsprozent.

Die Mischungsverhältnisse und die verschiedenen Charak teristiken der Leitfähigkeitspastenzusammensetzungen der spezifischen Beispiele sind in Fig. 13 (Proben 1 bis 15) und Fig. 14 (Proben 16 bis 31) aufgezeigt. In beiden Figu ren bedeutet Ru-Oxid Rutheniumoxid und V-Oxid bedeutet Vanadiumoxid. In den Figuren bedeutet das Symbol den Wert einschließlich der Menge der in der Glasfritte enthal tenen Kaliumverbindung.

In einem organischen Trägermedium, in welchem ein Ethylcelluloseharz in Terpineol aufgelöst ist, wurden Silb er, Palladium (Pd) oder Platin als ein leitfähiges Metall pulver und die Bismutverbindung, die Kaliumverbindung, die Glasfritte und die verschiedenen anorganischen Bindemittel pulver, welche in der Tabelle der Fig. 12 aufgezeigt sind, mit den in den Tabellen der Fig. 13 und 14 aufgezeigten Mischungsverhältnissen vermischt, gefolgt von einem Kneten und Dispergieren, um 31 Arten von Dickfilmleitfähigkeits pasten der Proben 1 bis 31 herzustellen. Die Proben 1, 3 und 30 sind Leitfähigkeitspastenzusammensetzungen, welche keine Kaliumverbindung enthalten und welche als Vergleichs beispiele verwendet werden.

Die resultierenden Dickfilmleitfähigkeitspasten wurden auf ein 96% Al₂O₃-Isoliersubstrat gedruckt und getrocknet und zweimal während 10 Minuten unter Verwendung eines För derbandofens bei 850°C (Spitzenwert) gebacken, um Dickfilm leiterplatten herzustellen, welche mit einem leitfähigen Film mit einer Filmdicke von 9 µm bis 13 µm ausgestattet sind. Es wurde ein Sieb mit 325 mesh mit einer Gesamtdicke von 75 µm verwendet.

Auf der Oberfläche des leitfähigen Films einer jeden der auf diese Weise hergestellten Dickfilmleiterplatten wurde ein Kolophoniumflußmittel aufbeschichtet und es wurde darauf ein Lotball mit einem Durchmesser von 1 mm plaziert, welcher aus einem Lot aus 2Ag/62Sn/36Pb bestand. Dann wurde die Leiterplatte einer Lotwiederverflüssigung während 15 Sekunden bei 230°C ausgesetzt und es wurde die Höhe des ge schmolzenen und verteilten Lotballs gemessen, welche als der Index für die Benetzbarkeit mit Lot genommen wurde.

Nachdem ein anderer Satz von Dickfilmleiterplatten in ein Kolophoniumharz getaucht worden war, wurden diese wäh rend 5 Sekunden in ein Lot aus 2Ag/62Sn/36Pb bei 250°C ge taucht. Auf jeder davon wurde mittels eines Lötkolbens ein lotbeschichteter Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,6 mm auf einen Fleck von 2 × 2 mm gelötet. Diese wurden dann während 1000 Stunden in einen Inkubator bei 150°C gegeben und es wurde die Haftfestigkeit mittels eines Ablö seversuchs gemessen, welche als der Index der Lothaft festigkeit genommen wurde.

Zwischen den sich gegenüberstehenden Elektroden (Elektrodenabstand: 100 µm, Länge der sich gegenüberstehen den Elektroden: 20 mm) eines anderen Satzes an Dickfilmlei terplatten wurde eine DC-Spannung von 16 V angelegt, und diese wurden während 1000 Stunden in einen Inkubator bei 150°C gegeben. Proben, welche einen Widerstand von 100 MΩ zwischen den sich gegenüberstehenden Elektroden aufwiesen, wurden als akzeptabel angesehen, und das Akzeptanzverhält nis (%) wurde als der Index der Hochtemperatur-Leckverlust charakteristiken genommen.

Die Ergebnisse sind auch in den Fig. 13 und 14 auf gezeigt. In den Figuren ist die Lotbenetzbarkeit (Einheit: mm) umso besser, je geringer sie ist, und ist die Lothaftfestigkeit (Einheit: kg/2 mm) umso besser, je größer sie ist.

Aus dem Vergleich der Proben 1 und 3 (Vergleichsbeispiele) mit der Probe 2 wird deutlich, daß die Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken in großem Maße durch das Vorhandensein und Fehlen der Kaliumverbin dung (100% für Probe 2 gegenüber 20% und 50% für die Proben 1 und 3) verändert werden.

Aus dem Vergleich der Proben 4, 5, 6, 7 und 8 wird deutlich, daß wenn die Menge der enthaltenen Kaliumverbin dung erhöht wird, die Hochtemperatur-Leckverlustcharakte ristiken verbessert werden, jedoch die Lotcharakteristiken verschlechtert werden. Aus dem Vergleich der Proben 6, 9 und 10 wird deutlich, daß die Hochtemperatur-Leckverlust charakteristiken unabhängig von der Art der Kaliumverbin dung gut sind und die Lotcharakteristiken bei diesen Proben keine signifikante Änderung aufweisen.

Aus dem Vergleich der Proben 6 und 11 wird deutlich, daß die Art der zugegebenen Bismutverbindung keine Bezie hung zu den Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken und den Lotcharakteristiken besitzt. Aus dem Vergleich der Pro ben 6, 12, 13 und 14 wird deutlich, daß die Art der enthal tenen Glasfritte keine Beziehung zu den Hochtemperatur- Leckverlustcharakteristiken und den Lotcharakteristiken besitzt. Aus dem Vergleich der Proben 15, 16 und 17 wird deutlich, daß die Art des leitfähigen Metallpulvers keine Beziehung zu den Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken und den Lotcharakteristiken besitzt.

Aus dem Vergleich der Proben 18, 19, 20 und 21 wird deutlich, daß wenn die Menge der Bismutverbindung zu groß ist, die Lotbenetzbarkeit verschlechtert wird. Aus dem Vergleich der Proben 19, 22, 23, 24 und 25 wird deutlich, daß wenn die Menge an Rutheniumoxid größer wird, die Lot haftfestigkeit verbessert wird, jedoch wenn dessen Menge zu groß ist, die Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken verschlechtert werden.

Aus dem Vergleich der Proben 19, 26, 27, 28 und 29 wird deutlich, daß wenn die Menge an Nickeloxid größer wird, die Lothaftfestigkeit verbessert ist.

Aus dem Vergleich der Probe 30 (Vergleichsbeispiel) mit der Probe 31 wird deutlich, daß sogar bei der Dickfilmleit fähigkeitspaste, welche Vanadiumoxid enthält, das dazu neigt, einen Leckverlust zu verursachen, die Hochtempera tur-Leckverlustcharakteristiken gut sein können, wenn die Leitfähigkeitspaste die Kaliumverbindung enthält.

Unter Verwendung der oben beschriebenen Proben wurden für die verschiedenen Komponenten, aus welchen das anorga nische Bindemittel besteht, das zu der Dickfilmleitfähig keitspaste gegeben wird, im Hinblick auf die Unterdrückung des Isolierfehlers und der Verhinderung der Verringerung der Lotcharakteristiken Untersuchungen durchgeführt. Als ein Ergebnis wurde die folgende Schlußfolgerung erhalten.

Das anorganische Bindemittel enthält vorzugsweise min destens eine Glasfritte, welche zusammengesetzt ist aus ei nem Glas, umfassend B₂O₃ von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-%, SiO₂ von 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%, Al₂O₃ von 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%, CaO von 15 Gew.-% bis 30 Gew.-% und MgO von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-%, und/oder einem Glas umfassend B₂O₃ von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, SiO₂ von 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%, PbO von 40 Gew.-% bis 70 Gew.-% und ZnO von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%.

Unter den verschiedenen Oxiden und Glasfritten, welche als das anorganische Bindemittel in der herkömmlichen all gemeinen Leitfähigkeitspastenzusammensetzung verwendet wer den, gibt es einige Beispiele, die Substanzen enthalten, welche in dem während des Backens der Leitfähigkeitspasten zusammensetzung gebildeten Reaktionsprodukt vorhanden sind und dazu neigen, leitfähig zu sein (wie V, W, Mn, Mo, Cu und Zn).

Die oben beschriebenen Glasfritten enthalten keine der artigen Substanzen, von denen jede in dem Reaktionsprodukt vorhanden ist und dazu neigt, leitfähig zu sein, oder sogar wenn sie diese enthalten, ist deren Menge extrem gering. Der Isolierfehler wird daher kaum auftreten, und die für die allgemeine Leitfähigkeitspastenzusammensetzung notwen digen Charakteristiken wie die Lotcharakteristiken (Hafteigenschaft) können in zufriedenstellendem Maße erhal ten werden.

Unter den oben beschriebenen Glasfritten ist B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO-Glas ein amorphes Glas mit einem Erweichungspunkt zwischen 700°C und 900°C, welches kaum einen Isolierfehler verursacht. Bei einer Verwendung dieser Glasfritte zusammen mit der oben beschriebenen Bismutverbindung, der Rutheniumverbindung oder der Nickelverbindung können die Lotcharakteristiken sichergestellt werden.

Unter den oben beschriebenen Glasfritten ist B₂O₃-SiO₂-PbO-ZnO-Glas ein amorphes Glas mit einem Erweichungspunkt zwischen 400°C und 600°C, welches schwerlich einen Isolier fehler verursacht. Es besitzt ähnlich zu den oben beschrie benen Kaliumoxiden (K₂O) ebenfalls einen Effekt zur Inhi bierung eines Isolierfehlers. Ferner weist dieses Glas selbst bestimmte Lotcharakteristiken auf.

Wenn das Verhältnis der Zinkkomponente in den Glasfrit ten erhöht wird, werden die Lotcharakteristiken weiter ver bessert, jedoch besteht die Neigung zum Auftreten des Iso lierfehlers. In dem Fall, in dem die Kaliumverbindung ver mischt wird, wird der Effekt zur Unterdrückung des Isolier fehlers hoch, wenn dessen Mischungsverhältnis groß ist, je doch werden, wenn auch allmählich, die Lotcharakteristiken, insbesondere die Löteigenschaft, verschlechtert. Im Hin blick auf diese Punkte sind die Verhältnisse der Elemente, welche die oben beschriebenen Glasarten bilden, bevorzugt.

Durch eine weitere Zugabe der Rutheniumverbindung und der Nickelverbindung zu der Leitfähigkeitspastenzusammen setzung, welche die Glasfritte verwendet, die zur Unter drückung des Isolierfehlers in der Lage ist, können ferner ausgezeichnete Lotcharakteristiken erhalten werden.

Ferner kann durch Vermischen des organischen Bindemit tels, der Bismutverbindung, der Rutheniumverbindung und der Nickelverbindung in geeigneten Verhältnissen eine Leitfä higkeitspastenzusammensetzung erhalten werden, welche unter den allgemeinen Backbedingungen für die allgemeine Leiter platte geeignet ist. Das heißt, es kann eine Leitfähig keitspastenzusammensetzung erhalten werden, die auf einem Aluminiumoxidsubstrat, welches im allgemeinen bei der Dickfilmleiterplatte verwendet wird, ausgebildet ist, deren Backtemperatur von ungefähr 800°C bis 900°C reicht, und welche so optimiert ist, daß sowohl die Lotcharakteristiken als auch die Isoliereigenschaften ausgezeichnet sind.

Eine solche Leitfähigkeitspastenzusammensetzung kann erhalten werden durch Dispergieren eines leitfähigen Me tallpulvers, welches Silber enthält, und eines anorgani schen Bindemittels in einem organischen Trägermedium. Das anorganische Bindemittel kann erhalten werden durch Dis pergieren einer Glasfritte von 2 Gewichtsanteilen bis 8 Gewichtsanteilen, umfassend zwei Arten von Glas, Bismutoxid von 4 Gewichtsanteilen bis 12 Gewichtsanteilen, Ruthenium oxid von 0,4 Gewichtsanteilen bis 1,6 Gewichtsanteilen und Nickeloxid von 0,1 Gewichtsanteilen bis 0,4 Gewichtsantei len in dem organischen Trägermedium, in Relation zu dem leitfähigen Metallpulver mit 100 Gewichtsanteilen.

Unter den beiden Arten an Glas ist die erste Art an Glas zusammengesetzt aus B₂O₃ von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-%, SiO₂ von 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%, Al₂O₃ von 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%, CaO von 15 Gew.-% bis 30 Gew.-% und MgO von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-%, und ist die zweite Glasart zusam mengesetzt aus B₂O₃ von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, SiO₂ von 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%, PbO von 40 Gew.-% bis 70 Gew.-%, ZnO von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% und K₂O von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-%.

Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung mit den oben beschriebenen Charakteristiken kann hergestellt werden un ter Verwendung eines anorganischen Bindemittels, welches erhalten wird durch Dispergieren einer Glasfritte von 0,1 Gewichtsanteilen bis 2 Gewichtsanteilen, wobei die Glas fritte SiO₂ von 40 Gew.-% bis 70 Gew.-%, ZnO von 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, Al₂O₃ von 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, CaO von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% und K₂O von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% umfaßt, Bismutoxid von 0,1 Gewichtsanteilen bis 6 Gewichtsanteilen und mindestens eines von Kupferoxid und Manganoxid von 0,1 Gewichtsanteilen bis 2 Gewichtsanteilen in dem organischen Trägermedium, in Relation zu 100 Ge wichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers.

In der wie oben beschriebenen Leitfähigkeitspasten zusammensetzung erzielt das K₂O in der Glasfritte in dem anorganischen Bindemittel die Funktion der Kaliumverbin dung, um so den Isolierfehler zu unterdrücken.

Dritte Ausführungsform

In der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausfüh rungsform wird das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen auf eine solche Weise geeignet unterdrückt, daß sogar wenn das Reaktionsprodukt (die aus der chemischen Reaktion des anor ganischen Bindemittels und Silber resultierende Substanz) in der Umgebung der Verdrahtungsteile durch das Backen der Leitfähigkeitspaste vorhanden ist, das in dem Reaktionspro dukt enthaltene Silber bei dem Anlegen einer Spannung unter einer Hochtemperaturatmosphäre daran gehindert wird, lei tend zu werden.

In dieser dritten Ausführungsform wird das Hochtempera tur-Leckverlustphänomen durch Verwenden einer Leitfähig keitspastenzusammensetzung, welche keine Komponente ent hält, die dazu neigt, die Leitung in dem anorganischen Bin demittel zu verursachen, geeignet unterdrückt. Die Leitfä higkeitspaste gemäß dieser dritten Ausführungsform wird ebenfalls für die gleiche Leiterplatte wie in der ersten und zweiten Ausführungsform bevorzugt.

Da die Leiterplatte gemäß dieser dritten Ausführungs form denselben Aufbau besitzt wie die in Fig. 9 aufge zeigte, ist das Kaliumoxid daher nicht zwischen den Ver drahtungsteilen 2 vorhanden. Die Leitfähigkeitspastenzu sammensetzung dieser dritten Ausführungsform wird gebildet durch Dispergieren eines leitfähigen Metallpulvers, welches Silber enthält, und eines anorganischen Bindemittels, welches aus einer nachfolgend beschriebenen Glasfritte be steht, in einem organischen Trägermedium. Die Verdrahtungs teile 2 werden auf dem elektrisch isolierenden Substrat 1, welches aus einer Glassubstanz und Aluminiumoxidpulver be steht, durch Drucken und Backen (zum Beispiel 700°C oder höher) der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung gebildet, um auf diese Weise die Leiterplatte 10 zu erhalten.

Das anorganische Bindemittel ist zusammengesetzt aus der Glasfritte, welche weder eine Verbindung enthält, die mindestens ein Element einschließt, welches dazu neigt, die Leitung zu verursachen, wie V, Cr, Mo, Mn, W, Cu und Zn, noch einen Vorläufer der Verbindung, der das Element ent hält, das dazu neigt, die Leitung zu verursachen.

Die Glasfritte verdampft während des Backens der Leit fähigkeitspaste und wird als das Reaktionsprodukt auf dem Substrat angelagert. Das Reaktionsprodukt kann jedoch kaum die Leitung verursachen, sogar wenn eine Spannung zwischen den Verdrahtungsteilen 2 und einer Hochtemperaturatmosphäre angelegt wird. Somit kann der Isolierfehler zwischen den Verdrahtungsteilen verhindert werden und das Hochtempera tur-Leckverlustphänomen kann geeignet unterdrückt werden.

Als das leitfähige Metallpulver kann in der herkömmli chen Leitfähigkeitspaste verwendetes Silberpulver verwendet werden. Ferner kann das Silberpulver nur Silber umfassen und kann, falls notwendig, Palladium, Platin, Gold und Kup fer enthalten. Als das Silberpulver kann ein Pulver verwen det werden, welches zuvor zu einer Legierung aus Silber und den oben erwähnten Metallen gemacht wurde.

Das allgemein verwendete Silberpulver besitzt einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 µm bis 7 µm und eine spezifische Oberfläche von 0,5 m²/g bis 3 m²/g. Das Pulver aus Palladium, Platin oder dergleichen besitzt einen mitt leren Teilchendurchmesser von 0,1 µm bis 1 µm und eine spezifische Oberfläche von 10 m²/g bis 40 m²/g.

Als die in dem anorganischen Bindemittel enthaltene Glasfritte können ein bei hoher Temperatur erweichendes Glas der B-Si-Al-Ca-Reihe und ein Glas der B-Si-Pb-Reihe verwendet werden, wobei beide einen Erweichungspunkt zwi schen 700°C bis 950°C besitzen. Diese Glasarten können eine Verdampfung von Silber in der wie oben beschriebenen Dickfilmleitfähigkeitspaste unterdrücken.

Als das erstere Glas kann ein Glas mit einer Zusammen setzung aus B₂O₃(10)-SiO₂(50)-Al₂O₃(15)-CaO(25) (die Ein heit der Zahlen in Klammern ist Gewichtsprozent) verwendet werden. Als das letztere Glas kann ein Glas mit einer Zu sammensetzung aus B₂O₃(10)-SiO₂(15)-PbO(75) (die Einheit der Zahlen in Klammern ist Gewichtsprozent) verwendet wer den. Das Glas kann zu einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 µm bis 10 µm pulverisiert sein. Die Mischmenge des Glases sollte so eingestellt sein, daß sie hinsichtlich der verschiedenen notwendigen Charakteristiken des leitfähigen Films nach dem Backen optimiert ist.

Da eine Temperatur, bei der das bei hoher Temperatur erweichende Glas der B-Si-Al-Ca-Reihe erweicht, hoch ist, wenn die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung gebacken wird, ist deren Dampfdruck notwendigerweise gering. Als ein Er gebnis ist die angelagerte Menge des Reaktionsprodukts auf dem Substrat, welches während des Backens der Leitfähig keitspaste verdampft und mit Silber chemisch reagiert, verringert. Es kann somit eine hohe Isoliereigenschaft zwi schen den Verdrahtungsteilen erhalten werden. Im Hinblick auf deren Zweck der Zugabe besitzen die meisten der allge mein als das Material der Dickfilmleitfähigkeitspaste ver wendeten Glasfritten einen Erweichungspunkt zwischen 400°C bis 700°C.

Da die Glasfritte der B-Si-Pb-Reihe eine relativ nied rige Erweichungstemperatur besitzt, ist sie geneigt, wäh rend des Backens der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung zu verdampfen. Daher wird der Anteil der Glasfritte in dem Reaktionsprodukt hoch, wodurch es schwierig wird, die Lei tung des Reaktionsprodukts zu verursachen. Die Glasfritte wird bei einer Temperatur unterhalb einer Temperatur, bei der Silber stark verdampft (ungefähr 800°C), erweicht und geschmolzen. Daher bedeckt die geschmolzene Glasfritte ei nen Teil oder einen Großteil des Silberpulvers, um so die freiliegende Oberfläche des Silbers zu verringern und die Verdampfungsmenge des Silbers zu bremsen. Als Folge davon wird die Menge des als das Reaktionsprodukt angelagerten Silbers verringert, um es zu erschweren, daß die Leitung des Reaktionsprodukts verursacht wird.

Das anorganische Bindemittel kann eine Mischung aus den beiden oben beschriebenen Glasfritten sein.

Es kann ein anderes anorganisches Bindemittel erhalten werden durch eine Auswahl von Kombinationen, welche für die verschiedenen Charakteristiken geeignet sind, die für den leitfähigen Film nach dem Backen notwendig sind, aus sol chen, welche in den Dickfilmleitfähigkeitspasten verwendet wurden.

Als das organische Trägermedium kann zum Beispiel ein Harz wie Ethylcellulose, das in einem organischen Lösungs mittel wie Terpineol und Butylcarbitol gelöst ist, verwen det werden, das heißt, solche, welche in den herkömmlichen Dickfilmleitfähigkeitspasten verwendet wurden. Die Misch menge des organischen Trägermediums kann unter Berücksich tigung der Viskosität und der Fließfähigkeit der Paste ge wählt werden, um deren Drucken geeignet zu erreichen.

Spezifische Beispiele der dritten Ausführungsform wer den nachfolgend unter Bezug auf Fig. 15 beschrieben, jedoch ist diese Ausführungsform nicht auf solche Beispiele be schränkt. Fig. 15 ist eine Tabelle, welche die Mischungs verhältnisse und die Hochtemperatur-Leckverlustcharakteri stiken der Leitfähigkeitspastenzusammensetzungen gemäß der spezifischen Beispiele aufzeigt. Die Zahlen in Klammern für die Glasfritten A und B zeigen Mischungsverhältnisse der entsprechenden Verbindungen auf, und die Einheiten davon sind in Gewichtsprozent angegeben. Die Erweichungspunkte der Gla 21815 00070 552 001000280000000200012000285912170400040 0002019902125 00004 21696sfritten A und B sind 790°C bzw. 380°C.

In einem organischen Trägermedium, welches durch Auflö sen einer Ethylcelluloseharzes in Terpineol erhalten wurde, wurden das leitfähige Metallpulver, die Glasfritte und das andere anorganische Bindemittelpulver mit den in Fig. 15 aufgezeigten Mischungsverhältnissen vermischt, gefolgt von einem Kneten und Dispergieren, um fünf Arten an Dickfilm leitfähigkeitspasten für die Proben 40 bis 44 herzustellen.

Die auf diese Weise hergestellten Dickfilmleitfähig keitspasten werden auf ein 96% Al₂O₃-Isoliersubstrat ge druckt und getrocknet und zweimal während 10 Minuten unter Verwendung eines Förderbandofens bei 850°C (Spitzenwert) gebacken, um Dickfilmleiterplatten herzustellen, welche mit einem leitfähigen Film mit einer Filmdicke von 9 µm bis 13 µm ausgestattet sind. Es wurde ein Sieb mit 325 mesh mit der Gesamtdicke von 75 µm verwendet.

Zwischen den gegenüberliegenden Elektrodenteilen (Elektrodenabstand: 100 µm, Länge der sich gegenüberstehen den Elektroden: 20 mm) der hergestellten Dickfilmleiter platte wurde eine Spannung von DC 16 V angelegt, und sie wurde während 1000 Stunden in einen Inkubator bei 150°C ge geben. Proben, welche einen Widerstandswert zwischen den Elektroden von 100 MΩ aufwiesen, wurden als akzeptabel an gesehen, und das Akzeptanzverhältnis (%) wurde als der In dex der Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken genom men.

Wie in Fig. 15 aufgezeigt, wiesen die Dickfilmleiter platten, welche unter Verwendung der Proben 40 bis 44 her gestellt wurden, gute Hochtemperatur-Leckverlustcharakteri stiken auf.

Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung dieser dritten Ausführungsform kann eine solche wie in der zweiten Ausfüh rungsform beschriebene sein, zu der die Kaliumverbindung gegeben wird. In diesem Fall kann der Effekt der Kalium verbindung zusätzlich zu den Effekten dieser dritten Aus führungsform erhalten werden.

Vierte Ausführungsform

In der vierten Ausführungsform wird die Menge an wäh rend des Backens der Leitfähigkeitspaste verdampfendem Sil ber reduziert, indem der Gehalt an Silber in der Leitfähig keitspastenzusammensetzung verringert wird, um so geeignet das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen zu unterdrücken. Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung dieser dritten Ausfüh rungsform ist ebenfalls auf die in der ersten bis dritten Ausführungsform beschriebene Leiterplatte anwendbar.

Während die Leiterplatte gemäß dieser dritten Ausfüh rungsform denselben Aufbau besitzt wie der in Fig. 9, ist das Kaliumoxid nicht zwischen den Verdrahtungsteilen 2 vor handen. Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung dieser dritten Ausführungsform wird durch Dispergieren eines leit fähigen Metallpulvers, welches Silber enthält, und eines anorganischen Bindemittels, welches aus mindestens einer Glasfritte und einem Bismutoxid zusammengesetzt ist, in ei nem organischen Trägermedium mit einem nachfolgend be schriebenen vorherbestimmten Verhältnis gebildet.

Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung wird auf ein elektrisch isolierendes Substrat 1, welches aus einer Glas substanz und Aluminiumoxidpulver zusammengesetzt ist, ge druckt und gebacken (zum Beispiel 700°C oder höher), um Verdrahtungsteile 2 zu bilden, um auf diese Weise eine Lei terplatte 10 zu erhalten.

Das leitfähige Metallpulver und das anorganische Bin demittel werden vorzugsweise so gemischt, daß der Gehalt des anorganischen Bindemittels 45 Gewichtsanteile oder mehr in Relation zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metall pulvers beträgt. Wenn es mehr als 45 Gewichtsanteile sind, wird die Menge an auf dem isolierenden Substrat angelager ten Silber groß, und der Isolierfehler zwischen den Ver drahtungsteilen kann nicht verhindert werden. Der Grund da für ist in Fig. 16 aufgezeigt.

In Fig. 16 zeigt die Abszisse den Gewichtsanteil (Gew.-%) an Glas, was den Anteil des anorganischen Binde mittels, welches mindestens aus einer Glasfritte und einem Bismutoxid zusammengesetzt ist, anzeigt, in Relation zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers, die linke Ordinate zeigt den Gesamtfehleranteil (%), welcher den An teil des Vorkommens von Isolierfehlern aufgrund des Hoch temperatur-Leckverlustphänomens anzeigt, und die rechte Ordinate zeigt den Widerstand (mΩ/) der Verdrahtungs teile, welche durch Backen der Leitfähigkeitspastenzusam mensetzung gebildet wurden.

Aus Fig. 16 wird deutlich, daß wenn der Gehalt des an organischen Bindemittels 45 Gewichtsanteile oder mehr be trägt, der Gesamtfehleranteil null sein kann und das Hoch temperatur-Leckverlustphänomen geeignet unterdrückt werden kann. Wenn er weniger als 45 Gewichtsanteile beträgt, wird die Menge an auf dem isolierenden Substrat angelagertem Silber groß. Daher kann der Isolierfehler zwischen den Ver drahtungsteilen nicht in ausreichendem Maße verhindert wer den.

Wenn er 100 Gewichtsanteile oder weniger beträgt, kön nen 5 mΩ/ erreicht werden, was ein wünschenswerter Wert für den Verdrahtungswiderstand in der allgemeinen Leiter platte darstellt. Wenn daher der Gehalt des anorganischen Bindemittels vorzugsweise von 45 Gewichtsanteilen bis 100 Gewichtsanteilen in Relation zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers beträgt, kann sowohl die Verhin derung des Isolierfehlers zwischen den Verdrahtungsteilen als auch die guten Widerstandscharakteristiken der Verdrah tungsteile erreicht werden.

Wenn er mehr als 100 Gewichtsanteile beträgt, können die Verdrahtungsteile nicht ihre Funktion aufweisen, da der Widerstand der Verdrahtungsteile extrem hoch wird, oder es wird deren Löteigenschaft verschlechtert. Es gibt einige Fälle, bei denen die maximale Zugabemenge des anorganischen Bindemittels weniger als 100 Gewichtsanteile beträgt, in Abhängigkeit von der Art oder Zusammensetzung des verwende ten leitfähigen Metallpulvers und der Zusammensetzung des anorganischen Bindemittels. Daher sollte der Anteil des an organischen Bindemittels für jede der Dickfilmleitfähig keitspastenzusammensetzungen optimiert werden.

Als das leitfähige Metallpulver kann ein in der her kömmlichen Leitfähigkeitspaste verwendetes Silberpulver verwendet werden, und es kann aus nur Silber bestehen und kann, falls notwendig, Palladium, Platin, Gold und Kupfer enthalten. Es kann ein Pulver verwendet werden, welches zu vor zu einer Legierung aus Silber und den oben beschriebe nen Metallen gemacht wurde.

Das allgemein verwendete Silberpulver besitzt einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 µm bis 7 µm und eine spezifische Oberfläche von 0,5 m²/g bis 3 m²/g. Das Pulver von Palladium, Platin oder dergleichen besitzt einen mitt leren Teilchendurchmesser von 0,1 µm bis 1 µm und eine spezifische Oberfläche von 10 m²/g bis 40 m²/g.

Als die Glasfritte kann ein Borsilicatbleiglas verwen det werden, welches in den herkömmlichen, Dickfilmleitfähig keitspasten verwendet wurde, und es können Glasfritten ei ner beliebigen Zusammensetzung verwendet werden, welche ei nen Erweichungspunkt von ungefähr 800°C oder weniger besit zen. Als das Glasfrittenpulver können die oben erwähnten zu einer mittleren Teilchengröße von 1 µm bis 10 µm pulveri sierten Glasfritten verwendet werden. Durch Verwenden von irgendeiner dieser Glasfritten kann die Inhibierung der Silberverdampfung durch ihr Schmelzen erreicht werden.

Als das Bismutoxidpulver kann Dibismutpentoxid verwen det werden, welches zu einer mittleren Teilchengröße von 1 µm bis 4 µm pulverisiert wurde. Da das Bismutoxid eine gute Affinität zu Silberpulver besitzt und bei einer Back temperatur von ungefähr 800°C geschmolzen ist, können die gleichen Effekte wie bei der Glasfritte erhalten werden.

Als das organische Trägermedium können solche verwendet werden, welche in den herkömmlichen Dickfilmleitfähig keitspasten verwendet wurden, wie ein Harz, z. B. Ethylcel lulose, das in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Terpi neol oder Butylcarbitol, gelöst ist. Die Mischmenge des organischen Trägermediums kann unter Berücksichtigung der Viskosität und der Fließfähigkeit der Paste gewählt werden, um das Drucken der Paste geeignet zu erreichen.

Spezifische Beispiele der vierten Ausführungsform wer den nachfolgend unter Bezug auf Fig. 17 beschrieben, jedoch ist diese Ausführungsform nicht auf solche Beispiele be schränkt. Fig. 17 ist eine Tabelle, welche die Mischungs verhältnisse und die verschiedenen später beschriebenen Charakteristiken (Widerstände und Hochtemperatur-Leckver lustcharakteristiken) der Leitfähigkeitspastenzusammenset zungen gemäß der spezifischen Beispiele aufzeigt. Die Zif fern in Klammern für die Glasfritten A und B zeigen Mi schungsverhältnisse der Elemente für die Glasfritten auf, und deren Einheit ist Gewichtsprozent.

In einem organischen Trägermedium, welches durch Auflö sen eines Ethylcelluloseharzes in Terpineol erhalten wurde, wurden das leitfähige Metallpulver, die Glasfritte und das Bismutoxidpulver mit den in Fig. 17 aufgezeigten Verhält nissen gemischt, gefolgt von einem Kneten und Dispergieren, um Dickfilmleitfähigkeitspasten für die Proben 50 bis 56 herzustellen.

Die auf diese Weise hergestellten Dickfilmleitfähig keitspasten wurden auf ein 96% Al₂O₃-Isoliersubstrat ge druckt und getrocknet und zweimal während 10 Minuten unter Verwendung eines Förderbandofens bei 850°C (Spitzenwert) gebacken, um Dickfilmleiterplatten herzustellen, welche mit einem leitfähigen Film mit einer Filmdicke von 9 µm bis 13 µm versehen sind. Es wurde ein Sieb mit 325 mesh mit ei ner Gesamtdicke von 75 µm verwendet.

Die Widerstandswerte (Einheit: mΩ/) der leitfähigen Verdrahtungsteile auf der somit hergestellten Dickfilmlei terplatte wurden gemessen.

Es wurde ferner zwischen den sich gegenüberstehenden Elektrodenteilen (Elektrodenabstand: 100 µm, Länge der sich gegenüberstehenden Elektroden: 20 mm) eines anderen Satzes von Dickfilmleiterplatten eine DC-Spannung von 16 V ange legt, und diese wurden während 1000 Stunden in einen Inku bator bei 150°C gegeben. Proben, welche einen Widerstand zwischen den Elektroden von 100 MΩ aufwiesen, wurden als akzeptabel angesehen, und das Akzeptanzverhältnis (%) wurde als der Index für die Hochtemperatur-Leckverlustcharakteri stiken genommen.

Die Widerstandswerte (Einheit: mΩ/) und die Ergebnis se der Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken sind in Fig. 17 zusammengefaßt. In Fig. 17 weist die unter Verwen dung der Proben 50 bis 56 hergestellte Dickfilmleiterplatte einen guten Widerstandswert und Hochtemperatur-Leckverlust charakteristiken auf.

Da die Probe 54 Silber-Pd (Palladium), dem ein hoher Widerstand eigen ist, als das leitfähige Metallpulver ver wendet, ist der Widerstandswert der Verdrahtungsteile höher als bei den anderen. Dies liegt jedoch nicht außerhalb des Konzepts der vorliegenden Ausführungsform. Wenn Silber oder Silber-Platin in der Probe 54 verwendet werden, kann der Widerstandswert der Verdrahtungsteile das gleiche Niveau wie die anderen Proben besitzen.

Die in der zweiten Ausführungsform beschriebene Kalium verbindung kann zu den Leitfähigkeitspastenzusammenset zungen gemäß der vierten Ausführungsform gegeben werden. In diesem Fall können zusätzlich zu den Wirkungen der vierten Ausführungsform die Wirkungen der oben beschriebenen Kali umverbindung erhalten werden. Ferner kann das organische Bindemittel eine Mischung aus einer Glasfritte und einem Bismutoxid sein.

Fünfte Ausführungsform

Die fünfte Ausführungsform stellt eine Leitfähig keitspastenzusammensetzung zur Verfügung, welche kein anor ganisches Bindemittel enthält, welches das Reaktionsprodukt bildet, das zusammen mit Silber die Leitung verursacht. Die Leitfähigkeitspaste dieser fünften Ausführungsform ist ebenfalls für die in der ersten bis vierten Ausführungsform beschriebene Leiterplatte anwendbar.

Während die Leiterplatte gemäß dieser fünften Ausfüh rungsform denselben Aufbau wie die in Fig. 9 besitzt, ist das Kaliumoxid nicht zwischen den Verdrahtungsteilen 2 vor handen. Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung dieser fünften Ausführungsform (Dickfilmleitfähigkeitspaste) um faßt leitfähige Metallpulver, welche Silber enthalten, und ein organisches Trägermedium, enthält jedoch kein anorgani sches Bindemittel.

Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung wird auf ein elektrisch isolierendes Substrat 1, welches zusammengesetzt ist aus einer Glassubstanz und Aluminiumoxidpulver, ge druckt und gebacken (zum Beispiel 700°C oder höher), um Verdrahtungsteile 2 zu bilden, um auf diese Weise eine Lei terplatte 10 zu erhalten.

Die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung wird auf das Substrat 1 gedruckt, und das organische Trägermedium wird durch eine Trocknungsbehandlung (bei einer Temperatur von 100°C bis 150°C) verdampft, gefolgt von einem Backen. Daher beginnt lediglich Silber während des Backens der Leitfähig keitspaste zu verdampfen und wird an dem isolierenden Substrat 1 in der Form von isoliertem Silber angelagert. Sogar wenn eine Spannung zwischen den Verdrahtungsteilen unter einer Hochtemperaturatmosphäre angelegt wird, wird das Silber nicht leitfähig, da zwischen den Verdrahtungs teilen lediglich das isolierte Silber vorhanden ist. Es kann folglich eine Leiterplatte mit einer guten Isolierei genschaft zwischen den Verdrahtungsteilen erhalten werden.

Als das leitfähige Metallpulver kann ein in den her kömmlichen Leitfähigkeitspasten verwendetes Silberpulver verwendet werden, und es kann nur Silber umfassen und kann, falls notwendig, Palladium, Platin, Gold und Kupfer enthal ten. Als das leitfähige Metallpulver kann ein Pulver ver wendet werden, welches zuvor zu einer Legierung aus Silber und den oben beschriebenen Metallen gemacht wurde.

Das im allgemeinen verwendete Silberpulver besitzt ei nen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 µm bis 7 µm und eine spezifische Oberfläche von 0,5 m²/g bis 3 m²/g. Das Pulver von Palladium, Platin oder dergleichen besitzt einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 µm bis 1 µm und eine spezifische Oberfläche von 10 m²/g bis 40 m²/g.

Abhängig von der Zusammensetzung und der Pulverform des leitfähigen Metallpulvers, welches Silber enthält, und des sen Backbedingungen wird die Leitfähigkeitspastenzusammen setzung in einigen Fällen hinsichtlich des Haftvermögens in Bezug auf das isolierende Substrat als einem darunterlie genden Substrat unzureichend. Es wird folglich bevorzugt, der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung eine Substanz zur Unterstützung der Haftfestigkeit zuzugeben, um so die Hafteigenschaft in Bezug auf das isolierende Substrat si cherzustellen.

Als das Mittel zur Unterstützung der Haftfestigkeit kann mindestens eines von Bismutoxid, Kupferoxid, Zinkoxid, Manganoxid, Titanoxid, Siliciumoxid, Chromoxid und Nickel oxid verwendet werden.

Wenn die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung gebacken wird, schmilzt jedes dieser Oxide bei einer Temperatur un terhalb der Backtemperatur (zum Beispiel ungefähr 800°C) und wandert zu der Grenze mit dem isolierenden Substrat. Die gewanderten Oxide reagieren bei einer hohen Temperatur chemisch mit der Glassubstanz, welche das isolierende Substrat bildet. Die Hafteigenschaft der Verdrahtungsteile in Bezug auf das isolierende Substrat kann durch die Reak tion verbessert werden. Seine Zugabemenge kann eine geringe Menge sein, welche das Isoliervermögen zwischen den Ver drahtungsteilen nicht beeinflußt.

Als das Bismutoxidpulver kann speziell Dibismutpentoxid verwendet werden, welches zu einem mittleren Teilchendurch messer von 1 µm bis 4 µm pulverisiert wurde. Als das Kup feroxidpulver kann Kupfersuboxid verwendet werden, welches zu einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 µm bis 3 µm pulverisiert wurde. Ferner können Mangandioxid, Nickeloxid, Zinkoxid, Dichromtrioxid, Titandioxid und Siliciumdioxid verwendet werden, welche zu einem mittleren Teilchendurch messer von 0,1 µm bis 3 µm pulverisiert wurden.

Als das organische Trägermedium können solche verwendet werden, welche in den Dickfilmleitfähigkeitspasten verwen det wurden, wie ein Harz, z. B. Ethylcellulose, das in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Terpineol oder Butylcar bitol, aufgelöst ist. Die Mischmenge des organischen Trä germediums kann unter Berücksichtigung der Viskosität und der Fließfähigkeit der Paste gewählt werden, um das Drucken der Paste geeignet zu erreichen.

Spezifische Beispiele der fünften Ausführungsform wer den nachfolgend unter Bezug auf Fig. 18 beschrieben, jedoch ist diese Ausführungsform nicht auf solche Beispiele be schränkt. Fig. 18 ist eine Tabelle, welche die Mischungs verhältnisse und die verschiedenen Charakteristiken, welche nachfolgend beschrieben werden (Widerstände und Hochtempe ratur-Leckverlustcharakteristiken), der Leitfähigkeits pastenzusammensetzungen gemäß der spezifischen Beispiele aufzeigt.

In einem organischen Trägermedium, welches erhalten wurde durch Auflösen eines Ethylcelluloseharzes in Terpi neol, wurden das leitfähige Metallpulver und Dibismutpent oxid, Kupfersuboxid, Mangandioxid, Nickeloxid, Zinkoxid, Dichromtrioxid, Titandioxid und Siliciumdioxid, welche die Substanz zur Unterstützung der Haftfestigkeit darstellen, mit den in Fig. 18 aufgezeigten Verhältnissen vermischt, gefolgt von einem Kneten und Dispergieren, um Dickfilmleit fähigkeitspastenzusammensetzungen für die Proben 63 bis 70 herzustellen.

Die somit hergestellten Dickfilmleitfähigkeitspasten wurden auf ein 96% Al₂O₃-Isoliersubstrat gedruckt und ge trocknet und zweimal während 10 Minuten unter Verwendung eines Förderbandofens bei 850°C (Spitzenwert) gebacken, um Dickfilmleiterplatten herzustellen, welche mit einem leit fähigen Film mit einer Filmdicke von 9 µm bis 13 µm verse hen sind. Es wurde ein Sieb mit 325 mesh mit einer Gesamt dicke von 75 µm verwendet.

Nachdem die somit hergestellten Dickfilmleiterplatten in ein Kolophoniumflußmittel getaucht worden waren, wurden sie während 5 Sekunden bei 250°C in ein Lot aus 2Ag/62Sn/36Pb getaucht, und es wurde ein lotüberzogener Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,6 mm mittels eines Lötkolbens auf einen Fleck von 2 × 2 mm gelötet. Es wurde dann die Haftfestigkeit mittels eines Ablöseversuchs ge messen, welche als der Index der Lothaftfestigkeit (Einheit: kg/2 mm) genommen wurde.

Zwischen den sich gegenüberstehenden Elektroden (Elektrodenabstand: 100 µm, Länge der sich gegenüberstehen den Elektroden: 20 mm) eines anderen Satzes von Dickfilm leiterplatten wurde eine DC-Spannung von 16 V angelegt, und diese wurden während 1000 Stunden in einen Inkubator bei 150°C gegeben. Proben, die einen Widerstand von 100 MΩ zwischen den Elektroden aufwiesen, wurden als akzeptabel angesehen, und das Akzeptanzverhältnis wurde als der Index der Hochtemperatur-Leckverlustcharakteristiken genommen.

Wie in Fig. 18 aufgezeigt, weisen die als die Proben 60 bis 70 hergestellten Dickfilmleiterplatten gute Hochtempe ratur-Leckverlustcharakteristiken auf, und die Dickfilmlei terplatten der Proben 63 bis 70 zeigen durch die Substanz zur Unterstützung der Haftfestigkeit ein bestimmtes Niveau der Lothaftfestigkeit auf.

Sogar wenn die Substanz zur Unterstützung der Haft festigkeit nicht verwendet wird, können solche, die eine geringe Lothaftfestigkeit aufweisen, durch eine solche Weise auf dem Substrat angeordnet und fixiert werden, daß die gebildeten Verdrahtungsteile mit einem Versiegelungs mittel usw. bedeckt werden.

Die in der zweiten Ausführungsform beschriebene Kalium verbindung kann zu der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung dieser fünften Ausführungsform gegeben werden. In diesem Fall können zusätzlich zu den Wirkungen dieser fünften Aus führungsform die oben beschriebenen Wirkungen der Kalium verbindung erhalten werden.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Leiter platte (10), umfassend Verdrahtungsteile (2), welche Silber enthalten, auf einem Substrat (1) und ein Leitfähigkeits unterdrückungsmittel wie eine Kaliumverbindung, welche zwi schen den Verdrahtungsteilen zur Verfügung gestellt wird, um das Silber, welches an dem Substrat (1) zwischen den Verdrahtungsteilen (2) angelagert ist, daran zu hindern, leitfähig zu sein. Damit kann die Isolierverschlechterung zwischen den Verdrahtungsteilen (2) geeignet unterdrückt werden, welche für gewöhnlich auftritt, wenn eine Spannung zwischen den Verdrahtungsteilen (2), welche Silber enthal ten, auf dem Substrat (1) unter einer Hochtemperaturat mosphäre angelegt wird, unabhängig davon, ob Wasser oder Wasserdampf anwesend oder abwesend sind. Das heißt, das Hochtemperatur-Leckverlustphänomen kann geeignet unter drückt werden.

Claims

1. Leiterplatte, umfassend:
ein Substrat (1);
auf dem Substrat ausgebildete Verdrahtungsteile (2), die Silber enthalten; und
ein Leitfähigkeitsunterdrückungsmittel, das zwischen den Verdrahtungsteilen zur Verfügung gestellt wird, um zu verhindern, daß das auf dem Substrat zwischen den Verdrahtungsteilen angelagerte Silber leitfähig ist.

2. Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei das Leitfähigkeits unterdrückungsmittel eine Kaliumverbindung ist.

3. Isolierpastenzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kaliumverbindung enthält.

4. Isolierpastenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Kaliumverbindung mit 5-30 Gewichtsanteilen in Einheiten eines Oxids davon relativ zu 100 Gewichtsanteilen einer in der Isolierpastenzusammensetzung enthaltenen anor ganischen Feststoffkomponente enthalten ist.

5. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, umfassend:
ein organisches Trägermedium;
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes leitfähiges Metallpulver, das Silber enthält; und
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes an organisches Bindemittel, wobei die Leitfähigkeits pastenzusammensetzung ferner eine Kaliumverbindung enthält.

6. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei die Kaliumverbindung entweder ein Kaliumoxid oder ein Vorläufer des Kaliumoxids ist.

7. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei der Vorläufer des Kaliumoxids eine organische Kaliumverbindung ist.

8. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das anorganische Bindemittel eine Glasfritte ent hält und das Kaliumoxid als eine Komponente der Glas fritte enthalten ist.

9. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei ein Gehalt der Kaliumverbindung 0,01-0,4 Ge wichtsanteile in Einheiten eines Kaliumoxids relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers be trägt.

10. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 5, welche ferner eine Bismutverbindung umfaßt.

11. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei die Bismutverbindung entweder ein Bismutoxid oder ein Vorläufer des Bismutoxids ist.

12. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei ein Gehalt der Bismutverbindung 0,1-20 Gewichts anteile in Einheiten eines Bismutoxids relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers beträgt.

13. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das anorganische Bindemittel eine Glasfritte ent hält, die gebildet wird aus einem Glas, das zusammenge setzt ist aus 3-10 Gew.-% an B₂O₃, 40-60 Gew.-% an SiO₂, 10-20 Gew.-% an Al₂O₃, 15-30 Gew.-% an CaO und 0,5-5 Gew.-% an MgO, und/oder einem Glas, das zusammen gesetzt ist aus 5-15 Gew.-% an B₂O₃, 10-20 Gew.-% an SiO₂, 40-70 Gew.-% an PbO und 10-30 Gew.-% an ZnO.

14. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 13, wobei das anorganische Bindemittel mindestens eine Verbindung enthält, ausgewählt aus einer Rutheniumver bindung und einer Nickelverbindung.

15. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 14, wobei jede der Rutheniumverbindung und der Nickelver bindung entweder ein Oxid davon oder ein Vorläufer des Oxids ist.

16. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 14, wobei ein Gehalt von jeder der Rutheniumverbindung und der Nickelverbindung 0,01-3 Gewichtsanteile in Einhei ten eines Oxids davon relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers beträgt.

17. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, umfassend:
ein organisches Trägermedium;
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes leitfähiges Metallpulver, das Silber enthält; und
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes an organisches Bindemittel, wobei das anorganische Bindemittel relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers folgendes enthält:
2-8 Gewichtsanteile einer Glasfritte, die gebil det wird aus sowohl einem Glas, das zusammenge setzt ist aus 3-10 Gew.-% an B₂O₃, 40-60 Gew.-% an SiO₂, 10-20 Gew.-% an Al₂O₃, 15-30 Gew.-% an CaO und 0,5-5 Gew.-% an MgO, als auch einem Glas, das zusammengesetzt ist aus 5-15 Gew.-% an B₂O₃, 10-20 Gew.-% an SiO₂, 40-70 Gew.-% an PbO, 10-30 Gew.-% an ZnO und 0,5-5 Gew.-% an K₂O,
4-12 Gewichtsanteile eines Bismutoxids,
0,4-1,6 Gewichtsanteile eines Rutheniumoxids, und
0,1-0,4 Gewichtsanteile eines Nickeloxids.

18. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 17, wobei das leitfähige Metallpulver entweder Silber oder eine Mischung aus Silber und Platin umfaßt.

19. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, umfassend:
ein organisches Trägermedium;
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes leitfähiges Metallpulver, das Silber enthält; und
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes an organisches Bindemittel, wobei das anorganische Bindemittel relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers folgendes enthält:
0,1-2 Gewichtsanteile einer Glasfritte, die ge bildet wird aus einem Glas, das zusammengesetzt ist aus 40-70 Gew.-% an SiO₂, 5-20 Gew.-% an ZnO, 5-20 Gew.-% an Al₂O₃, 10-30 Gew.-% an CaO und 0,5-15 Gew.-% an K₂O,
0,1-6 Gewichtsanteile eines Bismutoxids, und
0,1-2 Gewichtsanteile an einem Kupferoxid und/oder einem Manganoxid.

20. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, umfassend:
ein organisches Trägermedium;
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes leitfähiges Metallpulver, das Silber enthält; und
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes an organisches Bindemittel, wobei das anorganische Bindemittel gebildet ist aus einer Substanz zum Un terdrücken des Verdampfens des in dem leitfähigen Metallpulver enthaltenen Silbers.

21. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 20, wobei das anorganische Bindemittel eine bei hoher Tem peratur erweichende Glasfritte mit einem Erweichungs punkt von zwischen 700°C und 950°C ist.

22. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 21, wobei die bei hoher Temperatur erweichende Glasfritte von der B-Si-Al-Ca-Reihe ist.

23. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 20, wobei das anorganische Bindemittel eine Glasfritte der B-Si-Pb-Reihe ist.

24. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, umfassend:
ein organisches Trägermedium;
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes leitfähiges Metallpulver, das Silber enthält; und
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes an organisches Bindemittel, wobei das anorganische Bindemittel eine Mischung aus einer Glasfritte der B-Si-Al-Ca-Reihe und einer Glasfritte der B-Si-Pb-Reihe ist.

25. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, umfassend:
ein organisches Trägermedium;
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes leitfähiges Metallpulver, das Silber enthält; und
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes an organisches Bindemittel, wobei das anorganische Bindemittel gebildet ist aus einer Glasfritte und/oder einem Bismutoxid, und wobei ein Gehalt da von 45 Gewichtsanteile oder mehr, relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers beträgt.

26. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 25, wobei Gehalt des anorganischen Bindemittel 45-100 Ge wichtsanteile relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leit fähigen Metallpulvers beträgt.

27. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, umfassend:
ein organisches Trägermedium; und
ein in dem organischen Trägermedium dispergiertes leitfähiges Metallpulver, das Silber enthält;
wobei die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung kein anorganisches Bindemittel enthält.

28. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 27, welche ferner umfaßt:
ein Mittel zur Unterstützung der Haftfestigkeit, um die Hafteigenschaft in Bezug auf ein Substrat, auf welches die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung ange wendet wird, sicherzustellen.

29. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 28, wobei das Mittel zur Unterstützung der Haftfestigkeit mindestens eines ist von einem Bismutoxid, einem Kupferoxid, einem Zinkoxid, einem Manganoxid, einem Titanoxid, einem Siliciumoxid, einem Chromoxid und einem Nickeloxid.

30. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach einem der An sprüche 20, 24, 25 und 27, welche ferner eine Kalium verbindung umfaßt.

31. Isolierpastenzusammensetzung, die für eine Leiterplatte verwendet wird, in der Verdrahtungsteile (2), welche Silber enthalten, auf einem Substrat (1) zur Verfügung gestellt werden, wobei die Isolierpastenzusammensetzung folgendes umfaßt:
eine die Leitfähigkeit unterdrückende Substanz, um zu verhindern, daß das an dem Substrat zwischen den Ver drahtungsteilen angelagerte Silber leitend ist.

32. Isolierpastenzusammensetzung nach Anspruch 31, wobei die die Leitfähigkeit unterdrückende Substanz eine Ka liumverbindung ist.

33. Isolierpastenzusammensetzung nach Anspruch 32, wobei die Kaliumverbindung mit 5-30 Gewichtsanteilen in Ein heiten eines Kaliumoxids relativ zu 100 Gewichtsanteilen einer in der Isolierpastenzusam mensetzung enthaltenen anorganischen Feststoffkomponen te enthalten ist.

34. Isolierpastenzusammensetzung nach Anspruch 31, wobei der Abstand zwischen den Verdrahtungsteilen (2) 500 µm oder weniger beträgt.

35. Isolierpastenzusammensetzung nach Anspruch 34, wobei das Substrat (1) einen Abschnitt besitzt, der auf eine Temperatur von 700°C oder mehr erhitzt wird.

36. Isolierpastenzusammensetzung nach Anspruch 31, wobei das Substrat (1) ein Aluminiumoxidsubstrat ist.

37. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, die zur Ausbildung von Verdrahtungsteilen (2), welche Silber enthalten, auf einem Substrat (1) verwendet wird, wobei die Leit fähigkeitspastenzusammensetzung folgendes umfaßt:
eine die Leitfähigkeit unterdrückende Substanz, um zu verhindern, daß das an dem Substrat zwischen den Ver drahtungsteilen angelagerte Silber leitend ist.

38. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 37, wobei die die Leitfähigkeit unterdrückende Substanz ei ne Kaliumverbindung ist, welche enthalten ist in einem organischen Trägermedium, in dem ein leitfähiges Me tallpulver, welches Silber enthält, und ein anorgani sches Bindemittel dispergiert sind.

39. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach einem der An sprüche 20, 25 und 27, wobei die Leitfähigkeitspasten zusammensetzung zur Ausbildung von Verdrahtungstei len (2), welche Silber enthalten, auf einem Substrat (1) verwendet wird.

40. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 37, wobei der Abstand zwischen den Verdrahtungsteilen (2) 500 µm oder weniger beträgt.

41. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 40, wobei das Substrat (1) einen Abschnitt besitzt, der auf eine Temperatur von 700°C oder mehr erhitzt wird.

42. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 37, wobei das Substrat (1) ein Aluminiumoxidsubstrat ist.

43. Leitfähigkeitspastenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung zwischen auf einem Substrat (1) ausgebildeten Verdrahtungstei len (2), welche Silber enthalten, angewendet wird.

44. Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei ein Abstand zwi schen den Verdrahtungsteilen (2) 590 µm oder weniger beträgt.

45. Leiterplatte nach Anspruch 44, wobei das Substrat (1) einen Abschnitt besitzt, der auf eine Temperatur von 700°C oder mehr erhitzt wird.

46. Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei das Substrat (1) ein Aluminiumoxidsubstrat ist.

47. Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte, bei der Verdrahtungsteile (2), welche Silber enthalten, auf ei nem isolierenden Substrat (1) ausgebildet sind, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte um faßt:
Herstellen des isolierenden Substrats (1);
Anwenden und Sintern einer Isolierpastenzusammenset zung (3), welche eine Kaliumverbindung enthält, auf das isolierende Substrat, so daß die Kaliumverbin dung auf dem isolierenden Substrat zwischen den Verdrahtungsteilen vorhanden ist; und
Ausbilden der Verdrahtungsteile (2) auf dem isolie renden Substrat durch Anwenden und Sintern einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, auf Stellen, an denen die Verdrahtungs teile gebildet werden sollen.

48. Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte, bei der Verdrahtungsteile (2), welche Silber enthalten, auf ei nem isolierenden Substrat (1) ausgebildet sind, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte um faßt:
Herstellen des isolierenden Substrats (1);
Anwenden einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, auf Stellen auf dem isolie renden Substrat, an denen die Verdrahtungsteile gebildet werden sollen;
Anwenden einer Isolierpastenzusammensetzung (3), wel che eine Kaliumverbindung enthält, auf das isolie rende Substrat zwischen den Verdrahtungsteilen; und
Sintern der Leitfähigkeitspastenzusammensetzung und der Isolierpastenzusammensetzung, so daß Verdrah tungsteile (2) auf dem isolierenden Substrat aus gebildet werden und die Kaliumverbindung auf dem isolierenden Substrat zwischen den Verdrahtungstei len vorhanden ist.

49. Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte, bei der Verdrahtungsteile (2), welche Silber enthalten, auf ei nem isolierenden Substrat (1) ausgebildet sind, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte um faßt:
Herstellen des isolierenden Substrats (1);
Ausbilden der Verdrahtungsteile (2) auf dem isolie renden Substrat durch Anwenden und Sintern einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, auf Stellen, an denen die Verdrahtungs teile gebildet werden sollen; und
Anwenden und Sintern einer Isolierpastenzusammenset zung (3), welche eine Kaliumverbindung enthält, auf dem isolierenden Substrat an Stellen zwischen den Verdrahtungsteilen, so daß die Kaliumverbindung zwischen den Verdrahtungsteilen vorhanden ist.

50. Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte, bei der Verdrahtungsteile (2), welche Silber enthalten, auf ei nem isolierenden Substrat (1) ausgebildet sind, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte um faßt:
Herstellen des isolierenden Substrats (1);
Ausbilden der Verdrahtungsteile (2) auf dem isolie renden Substrat durch Anwenden und Sintern einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, auf Stellen, an denen die Verdrahtungsteile gebildet werden sollen;
wobei die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung gebil det wird durch Dispergieren eines leitfähigen Me tallpulvers, welches Silber enthält, und eines an organischen Bindemittels, welches in einem organi schen Trägermedium dispergiert ist und ferner eine Kaliumverbindung enthält.

51. Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte, bei der Verdrahtungsteile (2), welche Silber enthalten, auf ei nem isolierenden Substrat (1) ausgebildet sind, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte um faßt:
Herstellen des isolierenden Substrats (1); und
Ausbilden der Verdrahtungsteile (2) auf dem isolie renden Substrat durch Anwenden und Sintern einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, auf Stellen, an denen die Verdrahtungs teile gebildet werden sollen;
wobei die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung gebil det wird durch Dispergieren eines leitfähigen Me tallpulvers, welches Silber enthält, und eines an organischen Bindemittels, welches in einem organi schen Trägermedium dispergiert ist, und wobei das anorganische Bindemittel gebildet wird durch eine Substanz zum Unterdrücken der Verdampfung des in dem leitfähigen Metallpulver enthaltenen Silbers.

52. Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte, bei der Verdrahtungsteile (2), welche Silber enthalten, auf ei nem isolierenden Substrat (1) ausgebildet sind, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte um faßt:
Herstellen des isolierenden Substrats (1); und
Ausbilden der Verdrahtungsteile (2) auf dem isolie renden Substrat durch Anwenden und Sintern einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, auf Stellen, an denen die Verdrahtungs teile gebildet werden sollen;
wobei die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung gebil det wird durch Dispergieren eines leitfähigen Me tallpulvers, welches Silber enthält, und eines an organischen Bindemittels, welches in einem organi schen Trägermedium dispergiert ist, und wobei das anorganische Bindemittel gebildet wird durch minde stens einer Komponente, ausgewählt aus einer Glas fritte und einem Bismutoxid, und wobei ein Gehalt davon 45 Gewichtsanteile oder mehr relativ zu 100 Gewichtsanteilen des leitfähigen Metallpulvers beträgt.

53. Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte, bei der Verdrahtungsteile (2), welche Silber enthalten, auf ei nem isolierenden Substrat (1) ausgebildet sind, wobei das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte um faßt:
Herstellen des isolierenden Substrats (1); und
Ausbilden der Verdrahtungsteile (2) auf dem isolie renden Substrat durch Anwenden und Sintern einer Leitfähigkeitspastenzusammensetzung, welche Silber enthält, auf Stellen, an denen die Verdrahtungs teile gebildet werden sollen;
wobei die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung gebil det wird durch Dispergieren eines leitfähigen Me tallpulvers, welches Silber enthält, das in einem organischen Trägermedium dispergiert ist, und wobei die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung kein anor ganisches Bindemittel enthält.

54. Herstellungsverfahren nach Anspruch 53, wobei die Leit fähigkeitspastenzusammensetzung ferner ein Mittel zur Unterstützung der Haftfestigkeit enthält, um die Haft eigenschaft im Hinblick auf das isolierende Substrat, auf welches die Leitfähigkeitspastenzusammensetzung an gewendet wird, sicherzustellen.

55. Herstellungsverfahren nach Anspruch 54, wobei das Mit tel zur Unterstützung der Haftfestigkeit mindestens ei nes ist von einem Bismutoxid, einem Kupferoxid, einem Zinkoxid, einem Manganoxid, einem Titanoxid, einem Siliciumoxid, einem Chromoxid und einem Nickeloxid.

56. Herstellungsverfahren nach Anspruch 53, wobei die Leit fähigkeitspastenzusammensetzung ferner eine Kaliumver bindung umfaßt.

57. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 47-53, wobei ein Abstand zwischen den Verdrahtungsteilen (2) 500 µm oder weniger beträgt.

58. Herstellungsverfahren nach Anspruch 57, wobei das iso lierende Substrat (1) einen Abschnitt besitzt, der auf eine Temperatur von 700°C oder mehr erhitzt wird.

59. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 47-53, wobei das isolierende Substrat (1) ein Aluminiumoxid substrat ist.