JP2010532586A - セラミック基板用導体ペーストおよび電気回路 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書において、導電性金属粉末は、銀、パラジウムまたはこれらの混合物を含有する。好ましくは、導電性金属粉末は、少なくとも、銀粉末とパラジウム粉末の混合物、銀/パラジウム共沈粉末または銀−パラジウム合金粉末を含む。これらの2つ以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、銀/パラジウム共沈粉末または銀−パラジウム粉末を、銀粉末と混合してもよい。共沈粉末の例を挙げると、(1)銀粒子とパラジウム粒子が一緒に凝集したもの、および(2)二重層が、コアである銀またはパラジウムのいずれかにより形成されたものがある。(1)の共沈粉末を製造する方法の一例は、銀塩およびパラジウム塩の水溶液を一緒に還元して、直径約0.02〜0.06μmの銀粉末およびパラジウム粉末を生成して、これらの微粉を、所定の組成比で一緒に凝集し、見かけの直径が0.1μm以下の粒子を形成する方法である。(2)の共沈粉末を製造する方法の一例は、銀をまず還元して粒子を生成してから、パラジウムを還元して、銀粒子の表面にパラジウムを沈殿させ、コアとして銀により二重層を形成する方法である。
Bi2O3−SiO2−B2O3タイプのガラス粉末をガラス粉末として用いる。「Bi2O3−SiO2−B2O3タイプのガラス粉末」とは、少なくともBi2O3、SiO2およびB2O3をその組成として含有するガラスを意味する。
SiO2:0.5〜8重量%、
B2O3:3〜10重量%、
ZnO:0〜8重量%、
Al2O3:0〜3重量%、
TiO2:0〜3重量%、
Li2O、Na2O、K2Oおよびこれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ金属酸化物:0〜5重量%、
MgO、CaO、BaO、SrOおよびこれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ土類金属酸化物:0〜5重量%。
有機溶媒の種類は特に限定されない。有機溶媒としては、これらに限られるものではないが、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、酢酸ブチルカルビトール、テキサノール、オクタノール、2−エチルヘキサノールおよびミネラルスピリットが例示される。
ペーストはさらに、ガラス軟化点調整剤を含有していてもよい。ガラス軟化点調整剤を添加することにより、ガラス粉末の軟化点を下げることができる。かかるガラス軟化点調整剤としては、Cu2O3、CuO、P2O5、SnO2、アルカリ金属ハロゲン化物およびアルカリ土類金属ハロゲン化物が例示される。これらの2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
増粘剤および/または安定剤および/またはその他一般的な添加剤(例えば、焼結助剤等)を、本発明の導電ペーストに添加してもよい。その他の一般的な添加剤としては、分散剤および粘度調整剤が例示される。かかる添加剤の量は、最終的に必要とされる導体ペーストの特性に応じて決まる。添加剤の量は、当業者であれば、適宜、決めることができる。複数の添加剤を添加してよい。
表1に示した各試料についての組成比に従って、導体ペーストを調製した。各試料は、試料の成分を容器へ秤量し、攪拌器を用いて一緒に混合し、3本ロールミルを用いて分散することにより調製した。
上述したとおりにして調製した導体ペーストを、AlNまたはAl2O3基板上に、スクリーンマスク(ステンレス鋼、300メッシュ、乳剤厚15μm)を用いて印刷し、焼成後の厚さが、13〜16μmとなるようにした。
(A)AlNまたはAl2O3基板と導体フィルムとの間の接着強度
(i)初期接着強度の測定
各実施例で作製した基板の導体フィルムを、10秒間、240℃で、Sn/Ag/Cu=95.75/3.5/0.75の組成の鉛フリーのはんだに浸漬した。錫めっき銅線を、2mm2の銀導体フィルム上に、鉛フリーのはんだを用いて取り付け、銅線を、基板に対して垂直に立たせ、はんだ付け直後の初期接着強度を、引張り試験機を用いて測定した。結果を表2に示す。
上記(i)に記載したはんだ付けを行った実施例3および4(2種類の試料、すなわち、550℃で焼成または600℃で焼成)の試料については、150℃で500時間放置した後の接着強度および−40℃/125℃の100熱サイクル後の接着強度を測定した。結果を表3に示す。
Claims (12)
- a)銀およびパラジウムを含む導電性金属粉末と、
b)ガラス粉末と、
c)有機溶媒と
を含むセラミック基板用導体ペーストであって、前記導電性金属粉末の平均粒径が1.2μm以下であり、前記ガラス粉末がBi2O3−SiO2−B2O3タイプのガラス粉末であり、前記ガラス粉末の含量が前記ペーストの重量に基づいて1〜6重量%の範囲内である、導体ペースト。 - 前記導電性金属粉末が、銀粉末とパラジウム粉末の混合物、銀/パラジウム共沈粉末、銀−パラジウム合金粉末、銀粉末の混合物、銀/パラジウム共沈粉末、および銀粉末と銀−パラジウム合金粉末の混合物からなる群から選択される請求項1に記載の導体ペースト。
- 前記導電性金属粉末が、単分散粒子を含む請求項1に記載の導体ペースト。
- 前記パラジウムの含量が、銀およびパラジウムの総重量に基づいて、0.1〜7重量%の範囲内である請求項1に記載の導体ペースト。
- 導電性金属粉末として、前記ペーストの重量に基づいて、0.1〜10重量%の金または白金をさらに含む請求項1に記載の導体ペースト。
- 前記ガラス粉末の転移点が360〜450℃、軟化点が400〜530℃である請求項1に記載の導体ペースト。
- 前記ガラス粉末の組成が、
Bi2O3:65〜90重量%、
SiO2:0.5〜8重量%、
B2O3:3〜10重量%、
ZnO:0〜8重量%、
Al2O3:0〜3重量%、
TiO2:0〜3重量%、
Li2O、Na2O、K2Oおよびこれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ金属酸化物:0〜5重量%、
MgO、CaO、BaO、SrOおよびこれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ土類金属酸化物:0〜5重量%
である請求項1に記載の導体ペースト。 - 前記導電性金属粉末の含量が、前記ペーストの重量に基づいて、60〜92重量%の範囲内である請求項1に記載の導体ペースト。
- Cu2O3、CuO、P2O5、SnO2、アルカリ金属ハロゲン化物およびアルカリ土類金属ハロゲン化物からなる群から選択されるガラス軟化点調整剤をさらに含む請求項1に記載の導体ペースト。
- セラミック基板上に、a)銀およびパラジウムを含む導電性金属粉末と、b)ガラス粉末と、c)有機溶媒とを含む導体ペーストであって、前記導電性金属粉末の平均粒径が1.2μm以下で、前記ガラス粉末がBi2O3−SiO2−B2O3タイプのガラス粉末であり、前記ガラス粉末の含量が前記ペーストの重量に基づいて1〜6重量%の範囲内である、導体ペーストを塗布する工程と、
前記セラミック基板上に塗布された前記導体ペーストを650℃以下で焼成する工程と
を含む導体フィルムの製造方法。 - 前記導電性金属粉末が、銀粉末とパラジウム粉末の混合物、銀/パラジウム共沈粉末、銀−パラジウム合金粉末、銀粉末の混合物、銀/パラジウム共沈粉末、および銀粉末と銀−パラジウム合金粉末の混合物からなる群から選択される請求項10に記載の導体フィルムの製造方法。
- 請求項10に記載の製造方法を用いて得られた導体フィルムを含む回路を有する電気回路基板。
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