JP2000182435A - Conductive paste and ceramic electronic component - Google Patents

Conductive paste and ceramic electronic component

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JP2000182435A
JP2000182435A JP10356256A JP35625698A JP2000182435A JP 2000182435 A JP2000182435 A JP 2000182435A JP 10356256 A JP10356256 A JP 10356256A JP 35625698 A JP35625698 A JP 35625698A JP 2000182435 A JP2000182435 A JP 2000182435A
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JP
Japan
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conductive paste
glass frit
adhesive strength
metal powder
improved
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JP10356256A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Matsumoto
修次 松本
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance conductivity and ensure sufficient adhesive strength to a substrate by specifying a contact angle of glass frit to be a specified value or lower with respect to a metal plate of the same kind as that of a metal powder. SOLUTION: Glass frit whose contact angle to a metal plate of the same kind as metal powder is 30 degrees or less, when viscosity is 104 Pa.s. Liquid phase sintering of the metal powder is accelerated, the sintered body is made dense, and the conductivity and adhesive strength of a conductive film itself after sintering are enhanced. Superior conductivity and sufficient adhesive strength for various substrates are ensured. Since conductive paste is printed on an insulating ceramic substrate and a conductor pattern is formed through sintering, adhesive strength on the interface between a glass component layer and a conductor component layer in the conductor pattern is improved. Adhesive strength of the conductive paste with the insulating ceramic substrate is improved, reliability is improved, wiring resistance is decreased, and high frequency characteristics are improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属粉末とガラス
フリットと有機ビヒクルとを混合してなる導電性ペース
ト、並びに、この導電性ペーストを用いたセラミック電
子部品に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive paste obtained by mixing a metal powder, a glass frit, and an organic vehicle, and a ceramic electronic component using the conductive paste.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、導電性ペーストをスクリーン印
刷法や直接描画法によってガラスやセラミック等からな
る絶縁性基板上に塗布した後、これを焼成して、電極や
配線パターン等の所望の導体パターンを形成する技術、
即ち、厚膜技術が広く実用化されている。ここで用いら
れる導電性ペーストは、焼成温度によって、800度か
ら950度近傍で焼成する高温焼成タイプのものと、7
50度以下、600度近傍で焼成する中温焼成タイプの
ものとに分類できる。
2. Description of the Related Art In general, a conductive paste is applied on an insulating substrate made of glass, ceramic, or the like by a screen printing method or a direct drawing method, and then baked to obtain a desired conductive pattern such as an electrode or a wiring pattern. Technology to form the
That is, the thick film technology has been widely put to practical use. Depending on the firing temperature, the conductive paste used here is a high-temperature firing type that fires at around 800 to 950 degrees,
It can be classified as a medium temperature firing type firing at 50 degrees or less and near 600 degrees.

【0003】高温焼成タイプの導電性ペーストは、優れ
た導体特性、特に高導電性や基板との高密着性が得られ
るものの、高温で焼成するので印刷抵抗体や誘電体等に
熱的ダメージを与えてしまうという欠点がある。これに
対して、中温焼成タイプのものは、通常の印刷抵抗体や
誘電体をそのまま使用して回路形成ができるという長所
を有する反面、導体特性が高温焼成タイプのものに比較
して劣るという短所を有している。
[0003] High-temperature sintering type conductive pastes provide excellent conductive properties, especially high conductivity and high adhesion to substrates, but because they are baked at high temperatures, they can cause thermal damage to printed resistors and dielectrics. There is a disadvantage of giving. On the other hand, the medium temperature firing type has the advantage that a circuit can be formed by using a normal printed resistor or dielectric as it is, but has the disadvantage that the conductor characteristics are inferior to the high temperature firing type. have.

【0004】一般に、中温焼成タイプの導電性ペースト
は、金属粉末とガラスフリットとを有機ビビクル中に分
散させてなるものである。ここで、金属粉末は、焼成時
に焼結することにより導体層を形成し、ガラスフリット
は、金属粉末からなる導体層を基板に接着させる作用を
有している。また、有機ビヒクルは、これらの粉末を印
刷可能なペースト状にするための有機媒体として作用し
ている。
In general, a medium-temperature firing type conductive paste is obtained by dispersing metal powder and glass frit in an organic vehicle. Here, the metal powder forms a conductor layer by sintering at the time of firing, and the glass frit has an effect of bonding the conductor layer made of the metal powder to the substrate. The organic vehicle also acts as an organic medium for converting these powders into a printable paste.

【0005】ガラスフリットによる基板への密着作用は
ガラスボンド作用と呼ばれ、導電性ペーストの焼成時に
は、ガラスフリットは溶融して基板との界面に移動し、
焼成後の厚膜導体と基板とを密着させる。従って、焼成
後は、厚膜の上層部に金属成分が多く、下層部になるほ
どガラス成分が多くなり、ガラス成分が基板表面上から
金属粒子の間に手を伸ばしたような形になって、導体層
と基板とを機械的に結合させることになる(以下、厚膜
における金属成分の多い上層部分を導体成分層、ガラス
成分(ガラスフリット)の多い下層部分をガラス成分層
とする。但し、導体成分層とガラス成分層との間に明確
な境界があるわけではない)。
[0005] The adhesion action of the glass frit to the substrate is called a glass bonding action. When the conductive paste is fired, the glass frit melts and moves to the interface with the substrate.
The fired thick film conductor is brought into close contact with the substrate. Therefore, after firing, there are many metal components in the upper layer portion of the thick film, and the glass component increases in the lower layer portion, so that the glass component reaches out between the metal particles from above the substrate surface, The conductor layer and the substrate are mechanically coupled to each other (hereinafter, the upper portion of the thick film having a large amount of metal component is referred to as a conductor component layer, and the lower portion having a large amount of glass component (glass frit) is referred to as a glass component layer. There is no clear boundary between the conductor component layer and the glass component layer).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】近年、厚膜回路基板の
技術分野では、基板に対する高密度化や多機能化の要求
が高まっており、また、焼成温度に関しては、印刷抵抗
体や誘電体に熱的ダメージを極力小さくするため、中温
焼成が望まれている。
In recent years, in the technical field of thick-film circuit boards, there has been an increasing demand for higher density and multi-functionality of the boards. In order to minimize thermal damage, medium-temperature firing is desired.

【0007】しかしながら、従来のガラスフリットを使
用した導電性ペーストは、基板と導体ペーストとの濡れ
性を重要視しているため、ガラス成分層と導体成分層と
の界面における接合強度が弱くなる傾向にあり、また、
ガラスフリットが金属粒子同士の焼結の妨げとなり、焼
結後の厚膜自体の強度や導電性を低下させる要因になっ
ている。
However, in the conventional conductive paste using glass frit, since the wettability between the substrate and the conductive paste is regarded as important, the bonding strength at the interface between the glass component layer and the conductive component layer tends to be weak. And also
The glass frit hinders the sintering of the metal particles and causes a reduction in the strength and conductivity of the thick film itself after sintering.

【0008】本発明は、上述した実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、優れた導電性を有すると共
に、基板に対して十分な接着強度を確保できる導電性ペ
ースト、及び、それを用いたセラミック電子部品を提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has as its object to provide a conductive paste having excellent conductivity and sufficient adhesive strength to a substrate. And a ceramic electronic component using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、金属粉
末とガラスフリットと有機ビヒクルとを混合してなる導
電性ペーストにおいて、前記ガラスフリットの接触角
が、粘度104Pa・sのとき、前記金属粉末と同種の
金属板に対して、30度以下であることを特徴とする導
電性ペーストに係るものである。
That is, the present invention relates to a conductive paste obtained by mixing a metal powder, a glass frit and an organic vehicle, wherein the contact angle of the glass frit is 10 4 Pa · s. The conductive paste according to claim 1, wherein the angle is 30 degrees or less with respect to a metal plate of the same kind as the metal powder.

【0010】また、本発明の導電性ペーストは、前記金
属粉末の平均粒径が0.5〜10μmの範囲にあること
を特徴とする。
The conductive paste according to the present invention is characterized in that the metal powder has an average particle size in a range of 0.5 to 10 μm.

【0011】また、本発明の導電性ペーストは、前記ガ
ラスフリットの含有量が、前記導電性ペースト全量に対
して、2〜15重量%の範囲にあることを特徴とする。
The conductive paste of the present invention is characterized in that the content of the glass frit is in the range of 2 to 15% by weight based on the total amount of the conductive paste.

【0012】また、本発明の導電性ペーストは、前記金
属粉末が銅、銀、金、白金、パラジウムからなる群より
選ばれる少なくとも1種、或いは、その合金であること
を特徴とする。
The conductive paste of the present invention is characterized in that the metal powder is at least one selected from the group consisting of copper, silver, gold, platinum and palladium, or an alloy thereof.

【0013】また、本発明は、絶縁性セラミック基板上
に印刷された請求項1乃至4のいずれかに記載の導電性
ペーストを焼成することによって、所望の導体パターン
を形成してなることを特徴とするセラミック電子部品を
提供するものである。
Further, the present invention is characterized in that a desired conductive pattern is formed by firing the conductive paste according to any one of claims 1 to 4 printed on an insulating ceramic substrate. And a ceramic electronic component.

【0014】本発明の導電性ペーストによれば、前記金
属粉末と同種の金属板との接触角が、粘度104Pa・
sのとき、30度以下であるガラスフリットを含有して
いるので、金属粉末の液相焼結が促進されてその焼結体
がより緻密になり、焼結後の導電膜自体の導電性及び密
着強度が向上する。従って、優れた導電性を有し、種々
の基板に対して十分な接着強度を確保した導電性ペース
トが得られる。
According to the conductive paste of the present invention, the contact angle between the metal powder and the same kind of metal plate has a viscosity of 10 4 Pa ·
In the case of s, the glass powder contains glass frit of 30 degrees or less, so that the liquid phase sintering of the metal powder is promoted and the sintered body becomes more dense, and the conductivity of the conductive film itself after sintering and The adhesion strength is improved. Therefore, a conductive paste having excellent conductivity and securing sufficient adhesive strength to various substrates can be obtained.

【0015】また、本発明のセラミック電子部品によれ
ば、本発明の導電性ペーストが絶縁性セラミック基板上
に印刷され、これが焼成後に導体パターンとされている
ので、この導体パターンにおけるガラス成分層と導体成
分層との界面の接合強度が向上し、従って、導電性ペー
ストと絶縁性セラミック基板との接合強度が向上して信
頼性の高いセラミック電子部品が得られる。また、前記
導体パターンは導電性に優れた導体パターンであるので
高周波特性に優れたセラミック電子部品が得られる。
Further, according to the ceramic electronic component of the present invention, the conductive paste of the present invention is printed on an insulating ceramic substrate and is formed into a conductor pattern after firing. The bonding strength at the interface with the conductor component layer is improved, and thus the bonding strength between the conductive paste and the insulating ceramic substrate is improved, and a highly reliable ceramic electronic component is obtained. Further, since the conductor pattern is a conductor pattern having excellent conductivity, a ceramic electronic component having excellent high-frequency characteristics can be obtained.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明に係る導電性ペーストは、
金属粉末及びガラスフリットを有機ビヒクルに分散する
ことによって作製されたものであって、前記ガラスフリ
ットが、粘度104Pa・sにおける金属板との接触角
が30度以下であることを特徴としている。なお、前記
金属板としては、例えば、前記金属粉末が銅粉末のとき
は銅板を用い、前記金属粉末が銀粉末のときは銀板を用
いるといったように、前記金属粉末と同種の金属板を用
いる。また、粘度104Pa・sというのは、この程度
の粘度のときが最もガラスフリットによる接触角の差が
出るために設定した値である。例えば、ガラスフリット
の粘度が104Pa・sより大きい場合は、ガラスフリ
ットによる接触角の差が現れるのに時間がかかり、10
4Pa・s未満の場合は、金属板が一気に濡れてしま
い、ガラスフリットによる接触角の差が現われにくくな
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The conductive paste according to the present invention comprises:
It is produced by dispersing metal powder and glass frit in an organic vehicle, wherein the glass frit has a contact angle with a metal plate at a viscosity of 10 4 Pa · s of 30 degrees or less. . As the metal plate, for example, when the metal powder is a copper powder, a copper plate is used, and when the metal powder is a silver powder, a silver plate is used. . The viscosity of 10 4 Pa · s is a value set so that the difference in the contact angle due to the glass frit occurs most at such a viscosity. For example, when the viscosity of the glass frit is greater than 10 4 Pa · s, it takes time for the difference in the contact angle due to the glass frit to appear, and
If it is less than 4 Pa · s, the metal plate will be wet at a stretch and the difference in the contact angle due to the glass frit will hardly appear.

【0017】ここで、図1に示すように、前記接触角の
小さなガラスフリットを用いると配線抵抗が小さくなる
傾向にある。これに対して、前記接触角が30度を超え
るガラスフリットを用いる場合、特に3.0mΩ/□を
超える配線抵抗を示すことになる。このことから、前記
接触角が30度以下であると、導体パターンの焼結性が
向上して優れた導電性が得られることが分かる。
Here, as shown in FIG. 1, when a glass frit having a small contact angle is used, the wiring resistance tends to decrease. On the other hand, when a glass frit having a contact angle of more than 30 degrees is used, a wiring resistance of more than 3.0 mΩ / □ is exhibited. From this, it is understood that when the contact angle is 30 degrees or less, the sinterability of the conductor pattern is improved and excellent conductivity is obtained.

【0018】また、前記接触角が30度を超えるガラス
フリットを用いると、初期接着強度や熱エージング後の
接着強度が小さくなる。これに対して、前記接触角が3
0度以下のガラスフリットを用いる場合、初期接着強度
が大きく、また、熱エージングによる接着強度の低下が
少ない。即ち、十分な接着強度が経時的に確保される。
When a glass frit having a contact angle of more than 30 degrees is used, the initial adhesive strength and the adhesive strength after heat aging are reduced. On the other hand, when the contact angle is 3
When a glass frit of 0 ° or less is used, the initial adhesive strength is large, and the decrease in adhesive strength due to heat aging is small. That is, sufficient adhesive strength is secured with time.

【0019】但し、図1は、金属粉末として銅粉末及び
酸化銅粉末を用いた場合であるが、金属粉末の種類、含
有量、ガラスフリットの含有量、有機ビヒクルの種類、
含有量等を種々変化させた場合であっても、前記接触角
が30度以下であるガラスフリットを用いれば、実質的
に同等の効果が得られる。
FIG. 1 shows the case where copper powder and copper oxide powder are used as the metal powder. The type and content of the metal powder, the content of the glass frit, the type of the organic vehicle,
Even when the content and the like are variously changed, substantially the same effect can be obtained by using a glass frit having the contact angle of 30 degrees or less.

【0020】なお、本発明の導電性ペーストにおいて
は、前記金属粉末の平均粒径が0.5μm〜10μmの
範囲にあり、また、前記ガラスフリットが導電性ペース
ト全量に対して2〜15重量%の範囲にあることが好ま
しい。
In the conductive paste of the present invention, the average particle size of the metal powder is in the range of 0.5 μm to 10 μm, and the glass frit is 2 to 15% by weight based on the total amount of the conductive paste. Is preferably within the range.

【0021】平均粒径が0.5μm未満の金属粉末はか
さ密度が低く、ペースト化に多量の有機ビヒクルを必要
とすることがあり、他方、平均粒径が10μmを超える
金属粉末を用いた場合は、通常の焼成条件では、焼結性
の十分な導体パターンの形成が困難となるうえ、印刷性
の点でも微細配線の形成が困難になることがある。
A metal powder having an average particle size of less than 0.5 μm has a low bulk density and may require a large amount of an organic vehicle for pasting, while a metal powder having an average particle size of more than 10 μm is used. Under normal firing conditions, it is difficult to form a conductive pattern with sufficient sinterability, and it may be difficult to form fine wiring from the viewpoint of printability.

【0022】また、ガラスフリットの添加量が導電性ペ
ースト全量中の2重量%未満では、ガラスフリットによ
る上述した効果が少なく、他方、ガラスフリットの添加
量が15重量%を超えると、半田付け性や導電性が劣化
する傾向にある。
When the amount of glass frit is less than 2% by weight of the total amount of the conductive paste, the above-mentioned effects of the glass frit are small. On the other hand, when the amount of glass frit exceeds 15% by weight, the solderability is poor. And the conductivity tends to deteriorate.

【0023】さらに、前記金属粉末としては、銅、銀、
金、白金、パラジウムからなる群より選ばれる少なくと
も1種、或いは、銀−パラジウム合金等の合金を適宜用
いることが望ましい。即ち、前記金属板も金属粉末の種
類に対応した金属板を用いればよい。
Further, as the metal powder, copper, silver,
It is desirable to use at least one selected from the group consisting of gold, platinum and palladium, or an alloy such as a silver-palladium alloy. That is, the metal plate may be a metal plate corresponding to the type of the metal powder.

【0024】次に、図2及び図3を参照に、本発明のセ
ラミック電子部品の一例を説明する。
Next, an example of the ceramic electronic component of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0025】まず、図2に示すように、本発明のセラミ
ック電子部品はチップ積層コンデンサに適用することが
可能である。
First, as shown in FIG. 2, the ceramic electronic component of the present invention can be applied to a chip multilayer capacitor.

【0026】チップ積層コンデンサ1は、誘電体セラミ
ック層2内に複数の内部電極3を有しており、内部電極
3は対向する外部電極4に交互に導通している。また、
チップ積層コンデンサ1は、例えば、セラミックグリー
ンシート上に本発明の導電性ペーストをスクリーン印刷
して内部電極パターンを形成し、得られたセラミックグ
リーンシートを積層、圧着し、所定の条件下で焼成した
後、さらに、本発明の導電性ペーストを用いて浸漬法に
より外部電極パターンを形成、焼き付けることによって
形成される。
The multilayer chip capacitor 1 has a plurality of internal electrodes 3 in a dielectric ceramic layer 2, and the internal electrodes 3 are alternately connected to external electrodes 4 facing each other. Also,
The chip multilayer capacitor 1 is formed, for example, by screen-printing the conductive paste of the present invention on a ceramic green sheet to form an internal electrode pattern, laminating and pressing the resulting ceramic green sheet, and firing under predetermined conditions. Thereafter, an external electrode pattern is formed by an immersion method using the conductive paste of the present invention, and is baked.

【0027】チップ積層コンデンサ1によれば、内部電
極3及び外部電極4を形成するために本発明の導電性ペ
ーストが用いられているので、内部電極3及び外部電極
4におけるガラス成分層と導体成分層との界面の接合強
度が向上し、従って、内部電極3又は外部電極4とセラ
ミック層2との接合強度が向上して、信頼性の高いチッ
プ積層コンデンサ1が得られる。また、金属粉末の液相
焼結が促進されるので、得られる焼結体が緻密になり、
従って、各電極自体の導電性が向上して高周波特性に優
れたチップ積層コンデンサ1が得られる。
According to the chip multilayer capacitor 1, since the conductive paste of the present invention is used to form the internal electrode 3 and the external electrode 4, the glass component layer and the conductive component in the internal electrode 3 and the external electrode 4 are used. The bonding strength at the interface with the layer is improved, and therefore, the bonding strength between the internal electrode 3 or the external electrode 4 and the ceramic layer 2 is improved, and the highly reliable chip multilayer capacitor 1 is obtained. In addition, since the liquid phase sintering of the metal powder is promoted, the obtained sintered body becomes dense,
Accordingly, the conductivity of each electrode itself is improved, and the chip multilayer capacitor 1 excellent in high frequency characteristics can be obtained.

【0028】また、本発明のセラミック電子部品は、図
3に示すように、厚膜回路基板に適用することも可能で
ある。
Further, the ceramic electronic component of the present invention can be applied to a thick film circuit board as shown in FIG.

【0029】厚膜回路基板5は、内部にビアホールや電
極等を有するセラミック基板6上に、印刷抵抗体7を有
している。さらに、印刷抵抗体7は厚膜導体8によって
ビアホールや内部電極、他の受動部品や実装部品等に接
続されており、印刷抵抗体7及び厚膜導体8上には、保
護用ガラス膜9が形成されている。
The thick film circuit board 5 has a printed resistor 7 on a ceramic substrate 6 having via holes, electrodes and the like inside. Further, the printed resistor 7 is connected to via holes, internal electrodes, other passive components and mounted components by a thick film conductor 8, and a protective glass film 9 is formed on the printed resistor 7 and the thick film conductor 8. Is formed.

【0030】厚膜回路基板5によれば、厚膜導体8を形
成するために本発明の導電性ペーストが用いられている
ので、厚膜導体8におけるガラス成分層と導体成分層と
の界面の接合強度が向上し、従って、厚膜導体8とセラ
ミック基板6との接合強度が向上して信頼性の高い厚膜
回路基板5が得られる。また、上述したように、金属粉
末の液相焼結が促進されるので得られる焼結体が緻密に
なり、従って、厚膜導体自体の導電性が向上して高周波
特性に優れた厚膜回路基板5が形成される。
According to the thick film circuit board 5, since the conductive paste of the present invention is used to form the thick film conductor 8, the interface between the glass component layer and the conductor component layer in the thick film conductor 8 is formed. The bonding strength is improved, and therefore, the bonding strength between the thick film conductor 8 and the ceramic substrate 6 is improved, and the highly reliable thick film circuit board 5 can be obtained. Further, as described above, since the liquid phase sintering of the metal powder is promoted, the obtained sintered body becomes dense, and therefore, the conductivity of the thick film conductor itself is improved and the thick film circuit excellent in high frequency characteristics is provided. The substrate 5 is formed.

【0031】但し、本発明のセラミック電子部品は、チ
ップ積層コンデンサや厚膜印刷基板に限定されるもので
はなく、例えば、チップLCフィルタ、チップコイル、
チップアンテナ等の電子部品、さらには、ハイブリッド
IC用基板やパッケージ等の種々のセラミック電子部品
に適用可能である。即ち、本発明の導電性ペーストは、
例えば、チップLCフィルタにおけるコンデンサパター
ン、コイルパターン、内層配線等の内部電極形成や接続
端子用の外部電極形成、さらには、ワイヤボンディング
用電極パッドや半田付け用電極パッド、表層配線等の種
々の導体パターンの形成に用いることができる。
However, the ceramic electronic component of the present invention is not limited to a chip laminated capacitor and a thick film printed board, but may be, for example, a chip LC filter, a chip coil,
The present invention can be applied to electronic components such as a chip antenna and various ceramic electronic components such as a hybrid IC substrate and a package. That is, the conductive paste of the present invention,
For example, the formation of internal electrodes such as a capacitor pattern, a coil pattern, and inner layer wiring in a chip LC filter and the formation of external electrodes for connection terminals, and various conductors such as electrode pads for wire bonding, electrode pads for soldering, and surface wiring. It can be used for forming patterns.

【0032】なお、本発明の導電性ペースト及び本発明
のセラミック電子部品において、前記接触角は、図4に
示すように、銅板等の金属板11上にガラスフリット1
0をのせ、そのガラスフリット10の粘度が104Pa
・sとなる温度で30分間放置した後の接触角αとす
る。
In the conductive paste of the present invention and the ceramic electronic component of the present invention, the contact angle is, as shown in FIG. 4, the glass frit 1 on a metal plate 11 such as a copper plate.
0, and the viscosity of the glass frit 10 is 10 4 Pa
The contact angle α after being left at s for 30 minutes.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明に係る導電性ペーストを具体的
な実施例に従い説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the conductive paste according to the present invention will be described with reference to specific examples.

【0034】下記表1に示すように、ガラス粘度が10
4Pa・sにおいて銅板との接触角αがそれぞれ異なる
3種類のガラスフリットを用意した。なお、具体的に
は、実施例2によるガラスフリットの組成は、PbO:
88.5モル%、Al23:1.5モル%、SiO2
1モル%、B23:6モル%、ZnO:3モル%であ
り、比較例1によるガラスフリットの組成は、Si
2:40モル%、B23:50モル%、K2O:10モ
ル%であり、比較例3によるガラスフリットの組成は、
SiO2:60モル%、B23:10モル%、Li2O:
15モル%、Na2O:15モル%である。
As shown in Table 1 below, the glass viscosity was 10
Three types of glass frit having different contact angles α with the copper plate at 4 Pa · s were prepared. Note that, specifically, the composition of the glass frit according to Example 2 was PbO:
88.5 mol%, Al 2 O 3 : 1.5 mol%, SiO 2 :
1 mol%, B 2 O 3 : 6 mol%, ZnO: 3 mol%, and the composition of the glass frit according to Comparative Example 1 was Si
O 2 : 40 mol%, B 2 O 3 : 50 mol%, K 2 O: 10 mol%, and the composition of the glass frit according to Comparative Example 3 is:
SiO 2 : 60 mol%, B 2 O 3 : 10 mol%, Li 2 O:
15 mol%, Na 2 O: from 15 mol%.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】表1に示したガラスフリットと金属粉末と
して銅粉末(Cu)、酸化銅粉末(CuO)と有機ビヒ
クルとを以下の比率で混合、混練することによって、導
電性ペーストを作成した。なお、有機ビヒクルとしては
エチルセルロース系樹脂、アルキッド系樹脂又はアクリ
ル系樹脂等をテルピネオール系溶剤やアルコール系溶剤
で溶解したものを使用した。
A conductive paste was prepared by mixing and kneading the glass frit shown in Table 1, copper powder (Cu) as a metal powder, copper oxide powder (CuO) and an organic vehicle at the following ratios and kneading. As the organic vehicle, a solution prepared by dissolving an ethyl cellulose-based resin, an alkyd-based resin, an acrylic resin, or the like with a terpineol-based solvent or an alcohol-based solvent was used.

【0037】 銅粉末 76重量部 ガラスフリット 7重量部 酸化銅粉末 3重量部 有機ビヒクル 14重量部 次いで、得られた導電性ペーストを絶縁性アルミナ基板
上にスクリーン印刷法によって塗布し、150℃で10
分間乾燥させた。その後、N2雰囲気下で最高600℃
で1時間にわたって焼成することにより、絶縁性アルミ
ナ基板上に厚膜導体を形成した。
76 parts by weight of copper powder 7 parts by weight of glass frit 3 parts by weight of copper oxide powder 14 parts by weight of organic vehicle Then, the obtained conductive paste is applied on an insulating alumina substrate by a screen printing method,
Dried for minutes. Then, up to 600 ° C under N 2 atmosphere
For 1 hour to form a thick film conductor on the insulating alumina substrate.

【0038】このようにして得られた厚膜導体の配線抵
抗、初期接着強度、及び、熱エージング後の接着強度を
それぞれ測定、評価した。その結果を下記表2に示す。
The wiring resistance, initial adhesive strength, and adhesive strength after heat aging of the thick film conductor thus obtained were measured and evaluated. The results are shown in Table 2 below.

【0039】なお、表2における配線抵抗(mΩ/□)
は、長さ(L)及び幅(W)が100:1の寸法関係
(L/W=100/1)を有するパターンとされた厚膜
導体上の2点を周知の4端子法によって測定した上での
膜厚換算によって求めたシート抵抗値である。また、接
着強度(Kgf)は、導電性ペーストの焼き付けによっ
て形成された厚膜導体に対してリード線を半田付け接続
した後、このリード線を引っ張ることによって求められ
る数値である。そこで、本実施例においては、235±
5℃に温度調整された銀(Ag)2%入りの共晶半田中
に2mm×2mmの大きさを有する厚膜導体を5±1秒
間だけ浸漬し、かつ、この厚膜導体に対して、リード線
である直径0.8mmの錫メッキ銅線を半田付け接続し
た後、このリード線を引っ張り試験機によって20cm
/分の速度で引っ張ることによって測定された接着強度
を示している。
The wiring resistance in Table 2 (mΩ / □)
Was measured at two points on a patterned thick film conductor having a dimensional relationship (L / W = 100/1) in which length (L) and width (W) were 100: 1 by a well-known four-terminal method. It is a sheet resistance value obtained by the above film thickness conversion. The adhesive strength (Kgf) is a numerical value obtained by connecting a lead wire to a thick film conductor formed by baking a conductive paste by soldering, and then pulling the lead wire. Therefore, in this embodiment, 235 ±
A thick film conductor having a size of 2 mm × 2 mm is immersed in eutectic solder containing 2% of silver (Ag) adjusted to 5 ° C. for 5 ± 1 second, and the thick film conductor is After soldering and connecting a tin-plated copper wire having a diameter of 0.8 mm, which was a lead wire, the lead wire was stretched to 20 cm by a tensile tester.
2 shows the bond strength measured by pulling at a rate of / min.

【0040】さらに、表2においては、上述の接着強度
に関して、初期接着強度及び熱エージング後の接着強度
の双方を示しているが、初期接着強度は、上述のリード
線の半田付け直後の接着強度を示し、他方、熱エージン
グ後の接着強度は、150℃の温度下で1000時間に
わたるエージング処理を施した後の接着強度を示してい
る。
Further, Table 2 shows both the initial adhesive strength and the adhesive strength after heat aging for the above-mentioned adhesive strength. The initial adhesive strength is the adhesive strength immediately after the above-described soldering of the lead wire. On the other hand, the adhesive strength after thermal aging indicates the adhesive strength after an aging treatment at a temperature of 150 ° C. for 1000 hours.

【0041】また、この表2において、配線抵抗、初期
接着強度及び熱エージング後の強度のそれぞれについて
判定結果を示したが、配線抵抗については、3.0mΩ
/□を判定基準値とし、これ以下の場合を「○」、これ
を超える場合に「×」と表示した。また、初期接着強度
については、3.0Kgfを判定基準値とし、これ以上
のときに「○」、これ未満のときに「×」と表示した。
また、熱エージング後の接着強度については、1.0K
gfを判定基準値とし、これ以上のときに「○」、これ
未満のときに「×」と表示した。
In Table 2, the results of the determination are shown for each of the wiring resistance, the initial adhesive strength, and the strength after thermal aging. The wiring resistance was 3.0 mΩ.
/ □ was used as a criterion value, and when it was less than this value, it was indicated by “」 ”, and when it exceeded this value, it was indicated by“ × ”. As for the initial adhesive strength, 3.0 Kgf was used as a criterion value, and when it was higher than this value, “○” was displayed, and when it was lower than this value, “×” was displayed.
The adhesive strength after heat aging was 1.0 K
The gf was used as a criterion value, and when it was more than this, “「 ”was displayed, and when it was less than this,“ × ”was displayed.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】表2によれば、配線抵抗については、接触
角が小さいガラスフリットを用いた場合ほど低くなり、
実施例1〜3のように接触角が30度以下であるとき
3.0mΩ/□以下の配線抵抗を示すことが分かる。こ
れに対して比較例1〜3では、配線抵抗4.0mΩ/
□、6.0mΩ/□のように、配線抵抗3.0mΩ/□
を超える値が示された。このことから、実施例1〜3
は、比較例1〜3に比べて、厚膜導体の焼結性が向上し
て導電性が向上したことが分かる。
According to Table 2, the wiring resistance becomes lower as the glass frit having a smaller contact angle is used.
It can be seen that when the contact angle is 30 degrees or less as in Examples 1 to 3, the wiring resistance is 3.0 mΩ / □ or less. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the wiring resistance was 4.0 mΩ /
□, 6.0mΩ / □, wiring resistance 3.0mΩ / □
Values were exceeded. From this, Examples 1 to 3
Indicates that the sinterability of the thick film conductor is improved and the conductivity is improved as compared with Comparative Examples 1 to 3.

【0044】また、表2から分かるように、初期接着強
度については、用いられたガラスフリットにおける接触
角が小さくなるほど接着強度が大きくなる傾向が見られ
るものの、実施例1及び比較例1についても、3.0K
gf以上の十分な接着強度を示した。これに対して、比
較例1及び比較例3の熱エージング後の接着強度がそれ
ぞれ0.7Kgf、0.2Kgfにまで低下しているに
もかかわらず、実施例1に係るガラスフリットを含有す
る導電性ペーストを用いて形成された厚膜導体では、
1.0Kgf以上の接着強度が確保されている。
As can be seen from Table 2, the initial adhesive strength tends to increase as the contact angle of the used glass frit decreases, but also in Example 1 and Comparative Example 1. 3.0K
It showed a sufficient adhesive strength of gf or more. On the other hand, although the adhesive strength after heat aging of Comparative Examples 1 and 3 was reduced to 0.7 kgf and 0.2 kgf, respectively, the conductive material containing the glass frit according to Example 1 was used. In thick film conductors formed using conductive paste,
Adhesive strength of 1.0 kgf or more is secured.

【0045】なお、上記の実施例では、導電性ペースト
による厚膜導体をアルミナ基板上に形成したが、その他
の絶縁性基板、例えばBaO−Al23−SiO2系の
低温焼結ガラスセラミック基板上に形成した場合でも、
実質的に同等の結果が得られた。
In the above embodiment, a thick film conductor made of a conductive paste is formed on an alumina substrate. However, other insulating substrates, for example, a BaO—Al 2 O 3 —SiO 2 low-temperature sintered glass ceramic Even when formed on a substrate,
Substantially equivalent results were obtained.

【0046】以上、本実施例による導電性ペーストによ
れば、粘度104Pa・sのとき、銅板との接触角が3
0度以下であるガラスフリットを含有しているので、比
較的低い温度での焼成(即ち中温焼成)においても、優
れた導電性を有し、基板に対する十分な接着強度、特
に、熱エージング後における十分な接着強度を確保でき
た。
As described above, according to the conductive paste of this embodiment, when the viscosity is 10 4 Pa · s, the contact angle with the copper plate is 3
Since it contains a glass frit having a temperature of 0 ° or less, it has excellent conductivity even in firing at a relatively low temperature (that is, firing at a medium temperature), and has a sufficient adhesive strength to a substrate, particularly after heat aging. Sufficient adhesive strength was secured.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の導電性ペーストによれば、粘度
104Pa・sのときの金属板との接触角が30度以下
であるガラスフリットを含有しているので、金属粉末の
液相焼結が促進され、金属粉末の焼結体がより緻密にな
り、焼結後の導電膜自体の導電性及び密着強度が向上す
る。従って、優れた導電性を有し、種々の基板に対して
十分な接着強度を確保した導電性ペーストが得られる。
According to the conductive paste of the present invention, since the glass paste contains a glass frit having a contact angle of 30 ° or less with a metal plate at a viscosity of 10 4 Pa · s, the liquid phase of the metal powder is reduced. Sintering is promoted, the sintered body of the metal powder becomes denser, and the conductivity and adhesion strength of the conductive film itself after sintering are improved. Therefore, a conductive paste having excellent conductivity and securing sufficient adhesive strength to various substrates can be obtained.

【0048】本発明のセラミック電子部品によれば、各
種導体パターンの形成に本発明の導電性ペーストが用い
られているので、ガラス成分層と導体成分層との界面に
おける接合強度が向上し、従って、導電性ペーストと絶
縁性基板との接合強度が向上して、信頼性の高いセラミ
ック電子部品が得られる。また、電極パターンにおける
配線抵抗が小さくなるので、高周波特性に優れたセラミ
ック電子部品が得られる。
According to the ceramic electronic component of the present invention, since the conductive paste of the present invention is used for forming various conductor patterns, the bonding strength at the interface between the glass component layer and the conductor component layer is improved, and In addition, the bonding strength between the conductive paste and the insulating substrate is improved, and a highly reliable ceramic electronic component can be obtained. Further, since the wiring resistance in the electrode pattern is reduced, a ceramic electronic component having excellent high frequency characteristics can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ガラスフリットの接触角による配線抵抗及び接
着強度の変化を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing changes in wiring resistance and adhesive strength depending on the contact angle of a glass frit.

【図2】本発明のセラミック電子部品によるチップ積層
コンデンサの概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a chip multilayer capacitor using the ceramic electronic component of the present invention.

【図3】本発明のセラミック電子部品による厚膜回路基
板の一部断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a thick-film circuit board using the ceramic electronic component of the present invention.

【図4】本発明におけるガラスフリットの接触角を説明
するための断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a contact angle of a glass frit in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…チップ積層コンデンサ、 2…セラミック層、 3…内部電極、 4…外部電極、 5…厚膜回路基板、 6…セラミック基板、 7…印刷抵抗体、 8…厚膜導体、 9…保護用ガラス膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chip laminated capacitor, 2 ... Ceramic layer, 3 ... Internal electrode, 4 ... External electrode, 5 ... Thick film circuit board, 6 ... Ceramic substrate, 7 ... Printed resistor, 8 ... Thick film conductor, 9 ... Protective glass film

フロントページの続き Fターム(参考) 4E351 AA07 BB01 BB03 BB05 BB09 BB31 CC11 CC12 CC31 CC33 DD04 DD05 DD06 DD20 DD21 DD33 DD52 EE02 EE03 EE10 EE11 EE12 EE13 GG01 GG06 GG16 4G062 AA08 BB04 CC10 DA02 DB03 DC03 DD01 DE03 DF07 EA01 EA10 EB01 EC01 ED01 EE01 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM28 MM34 NN24 PP12 PP13 5G301 DA03 DA05 DA06 DA11 DA12 DA34 DD01 Continued on the front page F term (reference) 4E351 AA07 BB01 BB03 BB05 BB09 BB31 CC11 CC12 CC31 CC33 DD04 DD05 DD06 DD20 DD21 DD33 DD52 EE02 EE03 EE10 EE11 EE12 EE13 GG01 GG06 GG16 4G062 AA08 BB04 CC10 DA01 DB03 DC03 DB01 ED01 EE01 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 KK01 KK03 KK03 JJ03 KK03 JJ03 KK03 DA06 DA11 DA12 DA34 DD01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属粉末とガラスフリットと有機ビヒク
ルとを混合してなる導電性ペーストにおいて、 前記ガラスフリットの接触角が、粘度104Pa・sの
とき、前記金属粉末と同種の金属板に対して、30度以
下であることを特徴とする、導電性ペースト。
1. A conductive paste obtained by mixing a metal powder, a glass frit, and an organic vehicle, wherein a contact angle of the glass frit is 10 4 Pa · s, and a metal plate of the same kind as the metal powder is formed. On the other hand, the conductive paste has a temperature of 30 degrees or less.
【請求項2】 前記金属粉末の平均粒径が0.5〜10
μmの範囲にあることを特徴とする、請求項1に記載の
導電性ペースト。
2. The metal powder has an average particle size of 0.5 to 10.
The conductive paste according to claim 1, wherein the conductive paste is in a range of μm.
【請求項3】 前記ガラスフリットの含有量が、前記導
電性ペースト全量に対して、2〜15重量%の範囲にあ
ることを特徴とする、請求項1又は2に記載の導電性ペ
ースト。
3. The conductive paste according to claim 1, wherein the content of the glass frit is in a range of 2 to 15% by weight based on the total amount of the conductive paste.
【請求項4】 前記金属粉末が、銅、銀、金、白金、パ
ラジウムからなる群より選ばれる少なくとも1種、或い
は、その合金であることを特徴とする、請求項1乃至3
のいずれかに記載の導電性ペースト。
4. The method according to claim 1, wherein the metal powder is at least one selected from the group consisting of copper, silver, gold, platinum, and palladium, or an alloy thereof.
The conductive paste according to any one of the above.
【請求項5】 絶縁性セラミック基板上に印刷された請
求項1乃至4のいずれかに記載の導電性ペーストを焼成
することによって、所望の導体パターンを形成してなる
ことを特徴とする、セラミック電子部品。
5. A ceramic, wherein a desired conductive pattern is formed by firing the conductive paste according to claim 1 printed on an insulating ceramic substrate. Electronic components.
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