JP2001307547A - 導電性組成物およびそれを用いた印刷回路板 - Google Patents

導電性組成物およびそれを用いた印刷回路板

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた導電性を有するとともに、基板に対し
て十分な接着強度を備えた導電性ペーストを提供するこ
と。 【解決手段】 銅粉末、ガラス粉末および有機ビヒクル
を含む導電性ペーストにおいて、この銅粉末は、（１）
酸素含有量が１〜３重量％であって、平均粒径が０．９
〜１．５μｍの銅粉末Ａを５０〜９０重量％の割合で含
み、かつ、（２）酸素含有量が０．２〜３重量％であっ
て、平均粒径が０．６μｍ以下の銅粉末Ｂを１０〜５０
重量％の割合で含むことを特徴とする導電性ペースト。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅粉末を主成分と
し、ガラス粉末を含有する導電性組成物、およびそれを
用いた印刷回路板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、ハイブリッドＩＣ等の印刷回路板
においては、銅粉末や銀粉末を主成分とする導電性ペー
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、所望の回路パターン（厚膜導体）を形成す
る技術、すなわち厚膜印刷技術が広く実用化されてい
る。
【０００３】ここで、導電性ペーストは、焼成温度によ
って、８００℃から９５０℃程度で焼成可能な高温焼成
タイプのものと、７５０℃以下、特に６００℃度近傍で
焼成可能な中温焼成タイプのものとに分類することがで
きる。
【０００４】高温焼成タイプの導電性ペーストは、導体
特性（特に導電性）や基板との接着性に優れた回路パタ
ーンを形成することが可能になる一方、高温焼成を必要
とするため、先に形成された印刷抵抗体や誘電体等に熱
的ダメージを与えてしまうことがある。これに対して、
中温焼成タイプのものは、比較的低温で焼成することが
可能であり、先に形成された印刷抵抗体や誘電体に対す
る熱的ダメージをほとんど与えることなく、回路パター
ン形成ができるという長所を有する反面、導体特性や基
板との接着強度が高温焼成タイプのものに比べてやや劣
ることがある。
【０００５】一般に、中温焼成用の導電性ペーストは、
金属粉末とガラス粉末を有機ビビクル中に分散させてな
るものであり、金属粉末は焼成時に焼結することによっ
て金属の焼結体を形成する。また、ガラス粉末は液相と
なって、金属の焼結性を向上させるとともに、この厚膜
導体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に粘性調節するた
めの液状媒体として作用する。
【０００６】ガラス粉末による基板への密着作用はガラ
スボンド作用と呼ばれるものであり、導電性ペーストの
焼成時には、ガラス粉末が溶融して基板との界面に移動
し、金属の焼結体と基板とを密着させる。したがって、
その焼成後は、厚膜導体の上層部分に金属成分が多く、
下層部分になるほどガラス成分が多くなり、あたかもガ
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、基板と厚膜導体とを機械的に結合す
る役割を果たしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年、導電性ペースト
においては、銅粉末を主成分とする導電性ペーストが広
く利用されつつある。これは、銅粉末は、銀粉末や銀−
パラジウム粉末に比べて安価であることに加え、配線抵
抗が小さく、また、マイグレーション特性にも優れてい
るからである。
【０００８】ところで、銅粉末を主成分とする導電性ペ
ーストは、銅粉末が酸化され易いため、その焼成雰囲気
を酸素濃度５ｐｐｍ以下の非酸化性雰囲気にすることが
必要である。しかしながら、一般に、銅粉末とガラスと
の濡れは酸素を介在して起こると言われており、焼成時
の酸素濃度が５ｐｐｍ以下の場合は、銅粉末と溶融した
ガラスとの濡れ性が低く、ガラスが銅粒子同士の焼結の
妨げとなり、焼結後の厚膜導体自体の強度やその導電性
を低下させる要因となることがある。
【０００９】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と
もに、基板に対して十分な接着強度を確保できる導電性
組成物、ならびに、この導電性組成物を用いて回路パタ
ーンを形成した印刷回路板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、銅
粉末およびガラス粉末を含有する導電性組成物であっ
て、前記銅粉末は、（１）酸素含有量が１〜３重量％で
あって、平均粒径が０．９〜１．５μｍの銅粉末Ａを５
０〜９０重量％の割合で含み、かつ、（２）酸素含有量
が０．２〜３重量％であって、平均粒径が０．６μｍ以
下の銅粉末Ｂを１０〜５０重量％の割合で含むことを特
徴とする導電性組成物に係るものである。
【００１１】本発明の導電性組成物によれば、銅粉末Ａ
および銅粉末Ｂにおける所定量の酸素を介在して、銅粉
末とガラスとの濡れ性が向上するため、ガラスによる銅
粉末の液相焼結が円滑に促進され、得られる厚膜導体が
緻密になり、その導電性および基板に対する接着強度が
大きく向上する。これと同時に、比較的平均粒径の小さ
な銅粉末Ｂを所定の割合で含有しているため、厚膜導体
の緻密化を十分に達成でき、厚膜導体の導電性および接
着強度がより向上する。
【００１２】なお、銅粉末Ａにおける酸素含有量が１重
量％未満であると、ガラスによる銅粉末の液相焼結が円
滑に進行しないため、十分な接着強度を得ることができ
ず、他方、３重量％を超えると、導体抵抗が大きくなる
他、ハンダ付け性が低下する。また、銅粉末Ａの平均粒
径が０．９μｍ未満であるとかさ密度が低くなり、ペー
スト化のためには多量の有機ビヒクルが必要となってし
まう。他方、その平均粒径が１．５μｍを超えると焼結
性が劣化する。
【００１３】また、銅粉末Ｂにおける酸素含有量が０．
２重量％未満であると、銅粉末Ａの場合と同様に、ガラ
スによる銅粉末の液相焼結が円滑に進行しないため、十
分な接着強度が得られず、他方、３重量％を超えると、
やはり導体抵抗が大きくなる。また、銅粉末Ｂの平均粒
径が０．６μｍを超えると、銅粉末Ａと銅粉末Ｂとの粒
子混合による充填率向上の効果が十分に得られないた
め、緻密で接着強度の高い厚膜導体が得られない。
【００１４】さらに、銅粉末Ａと銅粉末Ｂとからなる銅
粉末において、銅粉末Ａの割合が５０重量％未満である
と（すなわち銅粉末Ｂの割合が５０重量％を超える
と）、銅粉末全体としてのかさ密度が低下することにな
り、他方、銅粉末Ａの割合が９０重量％を超えると（す
なわち銅粉末Ｂの割合が１０重量％未満であると）、銅
粉末Ａと銅粉末Ｂとの粒子混合による充填率向上の効果
が十分に得られなず、接着強度の高い厚膜導体が得られ
ない。
【００１５】また、本発明において、銅粉末Ａや銅粉末
Ｂの酸素含有量とは、銅粉末全体に対する酸素の重量％
を意味し、例えば、１５０℃程度のオーブンに所定時間
放置することによってその含有量を増加させることがで
き、また、水素雰囲気中で還元処理することによって、
その含有量を低下させることができる。また、銅粉末に
おける酸素含有量は、例えば、ＪＩＳ Ｈ１０６７に示
されているように、不活性ガス融解−赤外吸収法等によ
って分析することができる。
【００１６】また、本発明は、基板に所定の回路パター
ンが配設された印刷回路板であって、前記回路パターン
の少なくとも一部が、本発明の導電性組成物によって形
成されていることを特徴とする印刷回路板を提供するも
のである。
【００１７】本発明の印刷回路板によれば、本発明の導
電性組成物を用いて回路パターンが形成されているの
で、優れた導電性を有するとともに基板に対して十分な
接着強度を有する回路パターンを備えた印刷回路板を得
ることができる。また、本発明の導電性組成物は比較的
低温で焼成（焼き付け）できるため、印刷回路板におけ
る他の回路素子に熱的ダメージを与えること無く、各種
特性が良好で、信頼性に優れた印刷回路板を得ることが
できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の導電性組成物を詳
細に説明する。
【００１９】本発明の導電性組成物において、銅粉末Ａ
の酸素含有量、平均粒径は、ぞれぞれ１．５〜２．５重
量％、１．０〜１．２μｍが望ましい。また、銅粉末Ｂ
の酸素含有量、平均粒径は、ぞれぞれ１．０〜２．０重
量％、０．３〜０．５μｍが望ましい。さらに、銅粉末
Ａの配合割合は６０〜８０重量％、銅粉末Ｂの配合割合
は２０〜４０重量％が望ましい。酸素含有量、平均粒
径、配合比率をこのような範囲内にすることによって、
導電性と接着強度とをバランス良く向上させることがで
きる。
【００２０】また、本発明の導電性組成物において、ガ
ラス粉末は、実質的にＰｂ成分を含まず、Ｂｉ2Ｏ3、Ｚ
ｎＯのうち少なくとも一方を含有したホウ珪酸系ガラス
であることが望ましい。つまり、ガラス粉末は、Ｂｉ2
Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス粉末、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−
ＳｉＯ2系ガラス粉末、あるいは、Ｂｉ2Ｏ3−ＺｎＯ−
Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス粉末であることが望ましい。
これらのガラス粉末は、鉛を含有していないので環境へ
の負荷が小さい上、銅粉末に対する濡れ性が優れるた
め、銅粉末の液相焼結を円滑に促進させ、得られる厚膜
導体の緻密化、高接着強度化を達成できる。
【００２１】特に、上記のガラス粉末は、ｘＢｉ2Ｏ3−
ｙＢ2Ｏ3−ｚＳｉＯ2（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モ
ル％）で表される組成のガラス成分を含有しており、か
つ、その組成比（ｘ，ｙ，ｚ）が、添付の図１に示す３
元組成図において、点Ａ（１５，３５，５０）、点Ｂ
（２５，６０，１５）、点Ｃ（４５，４０，１５）およ
び点Ｄ（４５，２０，３５）で囲まれた領域内にあるこ
とが望ましい。
【００２２】このような組成比のＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−Ｓ
ｉＯ2系ガラス粉末は、ガラス軟化点の上昇や、導電性
組成物の焼成（焼き付け）途中でのガラスの結晶化を抑
制し、液相としての作用を十分に奏させることができ、
銅粉末の焼結性を向上させることができる。したがっ
て、鉛系ガラスを用いることなく、焼成温度（焼き付け
温度）を低下させることが可能であり、７００℃以下、
特に６００℃度程度の中温焼成で、接着強度が高く、緻
密な厚膜導体を形成することができる。
【００２３】なお、ｘＢｉ2Ｏ3−ｙＢ2Ｏ3−ｚＳｉＯ2
（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％）で表される組成
のガラス成分において、その組成比（ｘ，ｙ，ｚ）は、
（２５，３０，４５）、（２５，５５，２０）、（３
５，５０，１５）および（３５，２５，４０）で囲まれ
た領域内にあることが、焼結製および接着強度をさらに
向上できることから、より望ましい。
【００２４】また、本発明の導電性組成物において、ガ
ラス粉末は、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸
化物を含んでいてもよい。その場合、アルカリ金属酸化
物は、ガラス粉末全量に対して１０モル％以下、アルカ
リ土類金属酸化物は、ガラス粉末全量に対して２０モル
％以下が望ましい。これによって、ガラスの軟化点を低
下させ、ガラスによる液相焼結をより円滑に促進させる
ことができる。
【００２５】また、本発明の導電性組成物において、ガ
ラス粉末は、導電性組成物全量に対して２〜１５重量％
の割合で含まれていることが望ましい。さらに望ましく
は、６〜１０重量％である。すなわち、ガラス粉末の含
有量を、導電性組成物全量に対して２〜１５重量％とす
ることにより、導電性が良好で、基板に対して十分な接
着強度を有する厚膜導体を形成することできる。なお、
ガラス粉末の含有量が２重量％未満であると、基板との
接着強度がやや不十分になることがあり、他方、１５重
量％を超えると、はんだ付け性が低下することがある。
【００２６】また、ガラス粉末の平均粒径は０．１〜１
μｍの範囲であることが望ましい。このような平均粒径
を有したガラス粉末を用いることにより、銅粉末とガラ
ス粉末との反応性を改善して、銅粉末の焼結性を向上さ
せることができる。さらに、焼成後の厚膜導体中にポア
等が形成されるのを抑え、その導電性や接着強度を向上
させると同時に、熱エージングに対する強度劣化を抑制
することもできる。なお、ガラス粉末の平均粒径は０．
４〜０．７μｍがさらに望ましい。
【００２７】さらに、本発明の導電性組成物において、
前記導電性組成物は、さらにバインダ樹脂および溶剤か
らなる有機ビヒクルを含有し、その焼成温度が７００℃
以下であることが望ましい。すなわち、上述した構成要
件を満たすことにより、７００℃以下、さらには６００
℃以下で十分に焼結可能な導電性ペーストが得られ、例
えば、厚膜抵抗体等を備えたセラミック基板上に回路パ
ターンを形成する場合であっても、厚膜抵抗体等に熱的
ダメージを実質的に与えることなく、導電性が良好で、
基板に対して十分な接着強度を有する厚膜導体を形成す
ることができる。
【００２８】なお、本発明の導電性組成物を、バインダ
樹脂および溶剤を含む導電性ペーストとする場合、バイ
ンダ樹脂としては、エチルセルロース系樹脂、アルキッ
ド系樹脂、アクリル系樹脂等を好適に使用することがで
き、また、溶剤として、テルピネオール系溶剤やアルコ
ール系溶剤を好適に用いることができる。
【００２９】次に、本発明の印刷回路板を望ましい実施
の形態に基づいて説明する。
【００３０】図２に示すように、印刷回路板１１は、ア
ルミナや低温焼成セラミックからなるベース基板１と、
その上下両主面側に設けられ、非晶質ガラス、結晶化ガ
ラス、ガラスセラミック混合物等からなる第１の絶縁層
４ａおよび４ｂと、第１の絶縁層４ａおよび４ｂ上に設
けられ、同じく非晶質ガラス、結晶化ガラス、ガラスセ
ラミック混合物等からなる第２の絶縁層（保護層）８ａ
および８ｂとを備えている。
【００３１】そして、ベース基板１の上下両主面（つま
り、ベース基板１と第１の絶縁層４ａおよび４ｂとの境
界面）には、Ａｇ等を主成分とする第１の回路パターン
３ａおよび３ｂがそれぞれ設けられており、第１の回路
パターン３ａおよび３ｂの一部は、ベース基板１に設け
られたビアホール２を介して電気的に接続されている。
なお、第１の回路パターン３ａおよび３ｂは配線や電極
を含むものである。
【００３２】また、第１の絶縁層４ａおよび４ｂには、
ビアホール５ａおよび５ｂがそれぞれ設けらており、さ
らに、第１の絶縁層４ａおよび４ｂの表面（つまり、第
１の絶縁層４ａおよび４ｂと第２の絶縁層８ａおよび８
ｂとの境界面）には、ＲｕＯ 2等からなる厚膜抵抗体６
ａおよび６ｂが形成されている。厚膜抵抗体６ａおよび
６ｂは、ビアホール５ａおよび５ｂ、ならびに、第１の
絶縁層４ａおよび４ｂ上に形成された第２の回路パター
ン７ａおよび７ｂを介して、第１の回路パターン３ａお
よび３ｂの一部に電気的に接続されている。なお、第２
の回路パターン７ａおよび７ｂは、本発明による導電性
ペーストによって形成されたものであり、配線や電極を
含むものである。
【００３３】さらに、印刷回路板１１においては、第２
の絶縁層８ａの表面（つまり、印刷回路板１１の一方主
面）に、チップ型コイル、チップ型コンデンサ、チップ
型抵抗体等の実装部品１０が搭載されており、実装部品
１０はハンダ９を介して第２の回路パターン７ａに電気
的に接続されている。
【００３４】次に、上記の印刷回路板１１の製造方法を
説明する。
【００３５】まず、ベース基板１を準備する。ここで、
ベース基板１としては、例えば厚み０．５ｍｍ程度のア
ルミナ焼成板や低温焼成セラミックによる焼結板等を用
いることができる。次に、ベース基板１に、レーザやパ
ンチング等によってビアホール用孔を形成した後、ビア
ホール用孔にＡｇ等を主成分とする導電性ペーストを充
填し、これを空気中、８５０℃程度で焼成することによ
り、ベース基板１中にビアホール２を形成する。次い
で、ベース基板１の両主面にＡｇ等を主成分とする導電
性ペーストをスクリーン印刷した後、空気中、８５０℃
程度で焼成することにより、その一部がビアホール２に
接続した第１の回路パターン３ａおよび３ｂを形成す
る。
【００３６】次いで、非晶質ガラス、結晶化ガラス、ガ
ラスセラミック等を主成分とした絶縁性ペーストをスク
リーン印刷した後、所定位置に形成されたビアホール用
孔にＡｇ等を主成分とする導電性ペーストを充填し、こ
れを空気中、８５０℃程度で焼成することにより、ビア
ホール５ａおよび５ｂを有する第１の絶縁層４ａおよび
４ｂを形成する。
【００３７】そして、第１の絶縁層４ａおよび４ｂの表
面に、ＲｕＯ2等を主成分とする抵抗体ペーストをスク
リーン印刷し、これを空気中、８５０℃程度で焼成する
ことにより、厚膜抵抗体６ａおよび６ｂを形成する。次
いで、第１の絶縁層４ａおよび４ｂの表面に、その一部
が厚膜抵抗体６ａおよび６ｂと接続するように、本発明
による導電性ペーストをスクリーン印刷し、これを非酸
化性雰囲気（例えば窒素雰囲気）中にて、６００℃程度
で焼成することにより、第２の回路パターン７ａおよび
７ｂを形成する。
【００３８】そして、第１の絶縁層４ａおよび４ｂの表
面に絶縁性ペーストをスクリーン印刷した後、空気中に
て、５００℃程度で焼成することにより、第２の絶縁層
８ａおよび８ｂを形成する。さらに、第２の絶縁層８ａ
上の所定位置にハンダ（例えば、クリームハンダ）９を
設けた後、実装部品１０を搭載し、これをリフローする
ことにより、実装部品１０を第２の回路パターン７ａに
接続させる。
【００３９】すなわち、上述した印刷回路板１１によれ
ば、本発明による導電性ペーストを用いて第２の回路パ
ターン７ａおよび７ｂを形成しているので、これを６０
０℃程度で焼成することができ、したがって、厚膜抵抗
体６ａおよび６ｂに熱的ダメージを実質的に与えること
なく、信頼性の高い印刷回路板を製造することができ
る。
【００４０】以上、本発明の印刷回路板を印刷回路板１
１について説明したが、本発明の印刷回路板は上述した
例に限定されるものではなく、例えば、ハイブリッドＩ
Ｃ等の機能モジュールや、半導体デバイス等を実施する
機能パッケージ等にも用いることができ、より具体的に
は、片面印刷回路基板、プリント回路板、フレキシブル
基板、セラミック多層基板等に広く用いることができ
る。
【００４１】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。
【００４２】まず、銅粉末およびガラス粉末に有機ビヒ
クルを加え、これを混練することによって、下記表１に
示す組成の導電性ペーストを調製した。このなお、有機
ビヒクルとしては、アクリル樹脂２０重量部にテルピネ
オール８０重量部を添加、混合してなるものを用いた。
【００４３】次いで、表１の試料番号１〜１８で示した
導電性ペーストをアルミナ基板上にスクリーン印刷法に
よって膜厚２０μｍに塗布した後、１５０℃で１０分間
乾燥させた。そして、Ｎ2雰囲気下（酸素濃度０．５ｐ
ｐｍ以下）で６００〜７００℃、１時間にわたって焼成
することにより、アルミナ基板上に導電性ペーストによ
る所定の厚膜導体（回路パターン）を形成した。
【００４４】このようにして得られた厚膜導体の配線抵
抗、初期接着強度および熱エージング後の接着強度を測
定した。その測定結果を、導電性ペーストの組成と共
に、下記表１に示す。
【００４５】なお、表１において、配線抵抗（ｍΩ／
□）は、長さ（Ｌ）および幅（Ｗ）が１００：１の寸法
関係（Ｌ／Ｗ＝１００／１）を有する回路パターンとさ
れた厚膜導体上の２点を４端子法によって測定した上で
の膜厚換算にしたがって求めたシート抵抗値である。ま
た、表１における接着強度（Ｎ）は、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。ここでは、２３
５±５℃に温度調整された銀（Ａｇ）２％入りの共晶ハ
ンダ中に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リード
線である直径０．８ｍｍの錫メッキ銅線をハンダ付け接
続した後、このリード線を引っ張り試験機によって２０
ｍｍ／分の速度で引っ張ることによって測定した値を示
している。
【００４６】また、表１においては、上述の接着強度に
関して、初期接着強度およ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
のはんだ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。
【００４７】また、表１において、配線抵抗、初期接着
強度およ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○とし、これを
超える場合に×とした。また、初期接着強度について
は、３０Ｎを判定基準値とし、これ以上のときを○と
し、これ未満のときを×とした。さらに、熱エージング
後の接着強度については、１０Ｎを判定基準値とし、こ
れ以上のときを○とし、これ未満のときを×とした。
【００４８】また、表１において、ガラス種類の「１」
は、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス（Ｂｉ2Ｏ3：
Ｂ2Ｏ3：ＳｉＯ2＝３０：４０：３０モル％）であり、
ガラス種類の「２」は、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガ
ラス（ＺｎＯ：Ｂ2Ｏ3：ＳｉＯ2＝５０：３０：２０モ
ル％）である。
【００４９】
【表１】
【００５０】表１から分かるように、試料番号８の導電
性ペーストを用いた場合、銅粉末Ａの割合が多すぎる
（銅粉末Ｂの割合が少なすぎる）ため、初期接着強度に
は優れるものの、配線抵抗が増大し、熱エージング後の
接着強度が低下してしまった。他方、試料番号１８の導
電性ぺーストでは、銅粉末Ａの割合が少なすぎるため
（銅粉末Ｂの割合が多すぎる）ため、配線抵抗および初
期接着強度は優れるものの、熱エージング後の接着強度
が低下してしまった。
【００５１】また、試料番号９および試料番号１３の導
電性ペーストを用いた場合、銅粉末Ａにおける酸素含有
量が少なすぎるため、６００℃程度の焼成温度では緻密
な厚膜導体を形成することができず、配線抵抗が増大
し、さらに、初期接着強度、熱エージング後の接着強度
共に劣化してしまった。他方、試料番号１０の導電性ペ
ーストを用いた場合、銅粉末Ａにおける酸素含有量が多
すぎるため、初期接着強度、熱エージング後の接着強度
共に劣化してしまった。
【００５２】また、試料番号１１の導電性ペーストを用
いた場合、銅粉末Ａの平均粒径が大きすぎるため、初期
接着強度および熱エージング後の接着強度が低下してし
まった。他方、試料番号１２の導電性ペーストを用いた
場合、銅粉末Ａの平均粒径が小さすぎるため、初期接着
強度には優れていたものの、熱エージング後の接着強度
が低下してしまった。
【００５３】また、試料番号１５の導電性ペーストを用
いた場合、銅粉末Ｂの平均粒径が大きすぎるため、初期
接着強度には優れていたものの、熱エージング後の接着
強度が低下してしまった。
【００５４】また、試料番号１６の導電性ペーストを用
いた場合、銅粉末Ｂにおける酸素含有量が少なすぎるた
め、６００℃程度の焼成温度では緻密な厚膜導体を形成
することができず、配線抵抗が増大し、さらに、初期接
着強度、熱エージング後の接着強度共に劣化してしまっ
た。他方、試料番号１７の導電性ペーストを用いた場
合、銅粉末Ｂにおける酸素含有量が多すぎるため、初期
接着強度、熱エージング後の接着強度共に劣化してしま
った。
【００５５】これに対して、試料番号１〜７、１４で表
される導電性ペーストを用いた場合、配線抵抗が３．０
ｍΩ／□以下と小さく導電性に優れた回路パターンを形
成することができ、かつ、初期接着強度３０Ｎ以上、熱
エージング後の接着強度１０Ｎ以上と接着強度の優れた
回路パターンを形成することができた。
【００５６】なお、ガラス粉末の添加量を１重量％とし
た以外は試料番号２と同様の組成を有する導電性ペース
トを用いた場合、導電性ペースト中のガラス粉末量が少
なすぎるため、基板との接着強度がやや低下してしまっ
た。他方、ガラス粉末の添加量を１６重量％とした以外
は試料番号２と同様の組成を有する導電性ペーストを用
いた場合、導電性ペースト中のガラス粉末量が多すぎる
ため、ハンダ付け性がやや低下する傾向にあった。
【００５７】すなわち、酸素量が１．０重量％以上、
３．０％重量以下で、平均粒径が０．９μｍ以上、１．
５μｍ以下である銅粉末Ａを銅粉末全体に対して５０重
量％以上、９０重量％以下の割合とし、かつ、酸素量が
０．２重量％以上、３重量％以下で、平均粒径が０．６
μｍ以下の銅粉末Ｂを銅粉末全体に対して５０重量％以
下、１０重量％以上とした導電性ペーストによれば、低
酸素濃度による焼成でも、銅粉末とガラスとの濡れ性を
向上させ、銅粉末の焼結性が改善し、焼結膜自体の強度
の向上および熱エージングに対する強度劣化を抑制する
ことができた。
【００５８】
【発明の効果】本発明の導電性組成物によれば、銅粉末
およびガラス粉末を含有する導電性組成物であって、こ
の銅粉末は、（１）酸素含有量が１〜３重量％であっ
て、平均粒径が０．９〜１．５μｍの銅粉末Ａを５０〜
９０重量％の割合で含み、かつ、（２）酸素含有量が
０．２〜３重量％であって、平均粒径が０．６μｍ以下
の銅粉末Ｂを１０〜５０重量％の割合で含むので、銅粉
末Ａおよび銅粉末Ｂにおける所定量の酸素を介在して、
銅粉末とガラスとの濡れ性が向上し、銅粉末の液相焼結
が円滑に促進され、得られる厚膜導体が緻密になり、そ
の導電性および接着強度が大きく向上する。これと同時
に、比較的平均粒径の小さな銅粉末Ｂを所定の割合で含
有しているため、厚膜導体の緻密化を十分に達成でき、
厚膜導体の導電性および接着強度をより向上できる。
【００５９】また、本発明の印刷回路板によれば、基板
に所定の回路パターンが配設された印刷回路板であっ
て、前記回路パターンの少なくとも一部は、本発明の導
電性組成物によって形成されているので、優れた導電性
を有するとともに、基板に対して十分な接着強度を有す
る回路パターンを備えた印刷回路板を得ることができ
る。また、本発明の導電性組成物は比較的低温で焼成で
きるため、印刷回路板自体や他の回路素子に熱的ダメー
ジを与えること無く、各種特性が良好で、信頼性に優れ
た印刷回路板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガ
ラスの望ましい組成比を表す３元組成図である。
【図２】本発明による印刷回路板の概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・ベース基板 ２、５ａ、５ｂ・・・ビアホール ３ａ、３ｂ・・・第１の回路パターン ４ａ、４ｂ・・・第１の絶縁層 ６ａ、６ｂ・・・厚膜抵抗体 ７ａ、７ｂ・・・第２の回路パターン ８ａ、８ｂ・・・第２の絶縁層 ９・・・ハンダ １０・・・実装部品 １１・・・印刷回路板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０９Ｄ 5/24 Ｃ０９Ｄ 5/24 7/12 7/12 Ｚ 201/00 201/00 Ｆターム(参考） 4E351 BB01 BB31 DD04 DD45 DD52 EE02 GG16 4J002 AB021 AB031 BG001 CF011 DA076 DL007 FD116 FD117 GQ00 4J038 BA091 CG001 DD121 HA066 HA476 HA486 JA19 KA06 KA20 PA19 PB09 PC03 5G301 DA06 DA34 DA36 DA37 DA38 DA42 DD01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 銅粉末およびガラス粉末を含有する導電
    性組成物であって、前記銅粉末は、（１）酸素含有量が
    １〜３重量％であって、平均粒径が０．９〜１．５μｍ
    の銅粉末Ａを５０〜９０重量％の割合で含み、かつ、
    （２）酸素含有量が０．２〜３重量％であって、平均粒
    径が０．６μｍ以下の銅粉末Ｂを１０〜５０重量％の割
    合で含むことを特徴とする、導電性組成物。
  2. 【請求項２】 前記ガラス粉末は、実質的に鉛成分を含
    まず、Ｂｉ2Ｏ3、ＺｎＯのうち少なくとも一方を含有し
    たホウ珪酸系ガラスであることを特徴とする、請求項１
    に記載の導電性組成物。
  3. 【請求項３】 前記ガラス粉末は、ｘＢｉ2Ｏ3−ｙＢ2
    Ｏ3−ｚＳｉＯ2（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％）
    で表される組成のガラス成分を含有しており、かつ、そ
    の組成比（ｘ，ｙ，ｚ）が、添付の図１に示す３元組成
    図において、点Ａ（１５，３５，５０）、点Ｂ（２５，
    ６０，１５）、点Ｃ（４５，４０，１５）および点Ｄ
    （４５，２０，３５）で囲まれた領域内にあることを特
    徴とする、請求項１または２に記載の導電性組成物。
  4. 【請求項４】 前記ガラス粉末は、前記導電性組成物の
    全量に対して２〜１５重量％の割合で含まれていること
    を特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の導電
    性組成物。
  5. 【請求項５】 前記ガラス粉末の平均粒径は０．１〜１
    μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１乃至４の
    いずれかに記載の導電性組成物。
  6. 【請求項６】 前記導電性組成物は、さらにバインダ樹
    脂および溶剤からなる有機ビヒクルを含有し、その焼成
    温度が７００℃以下であることを特徴とする、請求項１
    乃至５のいずれかに記載の導電性組成物。
  7. 【請求項７】 基板に所定の回路パターンが配設された
    印刷回路板であって、前記回路パターンの少なくとも一
    部が、請求項１乃至６のいずれかに記載の導電性組成物
    によって形成されていることを特徴とする、印刷回路
    板。
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