JP2013045499A - 電極用銅ペースト。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微細銅粉を主体とし、金属或はこれ等の酸化物、ガラスフリット、ビビクルで構成された銅導電性ペーストに、更に、多くの気孔率を有する炭化珪素及び多孔質セラミックス等を添加することで、微細銅粉との、結合を強め銅導電性ペーストとして素子との密着強度を向上させる。
【選択図】図2
Description
然し、銅焼付け電極は一般には800℃以上の高温で焼付けをして、電極を緻密化する
必要がある。この焼結緻密化が不十分な場合は、電極への半田の浸漬がおこり、特性の不具合や、密着強度の低下の原因になっていた。
銅導電性ペーストに要求される特性の中では、密着強度が常に問題となる項目である。
金属ペーストの密着強度を高めるために金属酸化物を添加しているものも有るが、金属粉が、銀、パラジュウム等の高価な金属が主体である。
(例えば、特許文献1参照)
銅ペーストとしては、有機金属を添加剤として、対応しているものも開示されている。
(例えば、特許文献2参照)
更に、之までは、素子に電極を形成するのは、誘電体が主体であったが、
近年電子部品は回路基板に表面実装されるようになって、磁性体にも素体に電極を形成する必要性が出てきた。然し、インダクターは、コンデンサーの様に積層状態が難しく、小型ドラムコアーに巻線という形で供給されている。それは、フェライトコアーに直に銀ペーストを焼き付けると、電気特性、特に、Q値が20〜30%程度、減少することが知られている。その為、積層の形は難しく、ドラムコアーの電極に関しても、銀電極では、Q値が減少するため、電極の面積を狭くせざるを得ない状態である。即ち、ドラムコアーの鍔の部分に、銀ペーストで全面電極を形成すると、電気的特性、特にQ値が極端に低下する。その為、部分的な電極形成となり、回路基板との接合面積が減り密着強度も充分に得られていないのが現状である。そこで、一般的には樹脂製のベースを使用することで、対応している。 (例えば特許文献2、3参照)
密着強度の問題は解決されていないのが実情である。この2〜3年先行技術の開示は無い。特に、フェライトコアーの電極用としては、未だ、銅導電ペーストは開発されていない。面実装用インダクターでは、上記、先行技術の様に、樹脂ベースを使用しているが、面実装の概念からは外れている。直付けの方法で面実装することが出来る、又、一般のセラミック素子の電極として、密着強度の強い銅導電性ペーストの提供を課題とする。
何よりも、従来から最大の懸案でであった銅導電性ペーストの強度が向上したことは
今後の電極形成に於いて、セラミック基板、LED回路基板等に大いに利用されると期待される。
素子、微細銅粉、炭化珪素が上手く繋がりあう事を確認し、銅導電ペーストに
炭化珪素を添加することで、塗布、焼付け後の銅電極の密着強度が向上する事を知得した。即ち、気孔の内部に、微細銅粉は入り込み炭化珪素が楔の役目をするものと思われる。炭化珪素の気孔率は、40%位までの間、任意に、変えることも出来る。
炭化珪素の添加量は0.02〜5.0重量部の範囲、添加できるが、0.02重量部以下では、効果が確認できず、5.0重量部以上では、銅粉末の特性を阻害することになって半田付けの不具合が生じることになる。他の多孔質セラミックにおいても同様である。
今回、本発明の銅導電性ペーストをフェライトドラムコアーの電極として焼き付けた場合はQ値の減少を抑えることが出来た、これは、銅は,非磁性であり、銅導電性ペーストに、強磁性物質を含まないことに関連があると推察される。銀電極の場合、成分としてニッケル、コバルト等、強磁性体を多くの場合含んでいる。そのため、電極面積を狭く塗布する状態で、回路基板との接合面積が減り密着強度も充分に得られていないのが現状である。
銅の場合は非磁性であることが磁気回路的に有意である。
この状態では直接の面実装では、基板との密着の状態が完全ではない。
強度的に不安がある。
この様に、銅ペーストであれば、全面電極も可能で、強度的にも優れているが、更に
本発明による、炭化珪素の添加によって、密着強度は強くなっている。
図2はLED電球用、酸化アルミニュウム基板に、本発明の銅導電性ペーストで電極回路を焼き付けた物である。
これ等を3本ミルを用いて混錬した後、外形9.85mmφ厚さ1.9mmのNTCサーミスタ素子にスクリーン印刷によって、外形8mmφの電極を印刷し130℃で30分乾燥した後、窒素雰囲気中450℃、480℃、500℃で、夫々焼き付けた。得られた銅電極に外形0.6mmφの錫引き銅線のリード線を半田付けし、リード線の引っ張り強度を測定した。その結果は第1表の通りであった。
これ等を3本ミルを用いて混錬した後、外形8.0X8.0mm、高さ3.8mm(コイル幅2.0)のインダクター用フェライトコアーの鍔面にスクリーン印刷によって、鍔面一面に銅ペーストでの電極を印刷し130℃で30分乾燥した後、窒素雰囲気中500℃、550℃、600℃で、夫々焼き付けた。得られた銅電極に外形(0.06mm)φの(UTP)のリード線を半田付けし、リード線の引っ張り強度を測定した。その結果は第2表の通りであった。
2 電極 (Agペースト)
3 電極( Cuペースト)
近年電子部品は回路基板に表面実装されるようになって、磁性体にも素体に電極を形成する必要性が出てきた。然し、インダクターは、コンデンサーの様に積層状態が難しく、小型ドラムコアーに巻線という形で供給されている。それは、フェライトコアーに直に銀ペーストを焼き付けると、電気特性、特に、Q値が20〜30%程度、減少することが知られている。その為、積層の形は難しく、ドラムコアーの電極に関しても、銀電極では、Q値が減少するため、電極の面積を狭くせざるを得ない状態である。即ち、ドラムコアーの鍔の部分に、銀ペーストで全面電極を形成すると、電気的特性、特にQ値が極端に低下する。その為、部分的な電極形成となり、回路基板との接合面積が減り密着強度も充分に得られていないのが現状である。そこで、一般的には樹脂製のベースを使用することで、対応している。 (例えば特許文献3参照)
(例えば、特許文献1参照)
銅ペーストとしては、有機金属を添加剤として、対応しているものも開示されている。
(例えば、特許文献2参照)
何よりも、従来から最大の懸案でであった電極用銅ペーストの強度が向上したことは今後の電極形成に於いて、セラミック基板、LED回路基板等に大いに利用されると期待される。
多孔質炭化珪素の添加量は0.02〜5.0重量部の範囲、添加できるが、0.02重量部以下では、効果が確認できず、5.0重量部以上では、銅粉末の特性を阻害することになって半田付けの不具合が生じることになる。他の多孔質セラミックにおいても同様である。
この状態では直接の面実装では、基板との密着の状態が完全ではない。
強度的に不安がある。
図2はLED電球用、酸化アルミニュウム基板に、本発明の電極用銅ペーストで電極回路を焼き付けた物である。
これ等を3本ミルを用いて混錬した後、外形8.0X8.0mm、高さ3.8mm(コイル幅2.0)のインダクター用フェライトコアーの鍔面にスクリーン印刷によって、鍔面一面に銅ペーストでの電極を印刷し130℃で30分乾燥した後、窒素雰囲気中500℃、550℃、600℃で、夫々焼き付けた。得られた銅電極に外形(0.06mm)φの(UTP)のリード線を半田付けし、リード線の引っ張り強度を測定した。その結果は第2表の通りであった。
2 電極 (Agペースト)
3 電極( Cuペースト)
Claims (2)
- 微細銅粉を主体とし、金属或はこれ等の酸化物、ガラスフリット、ビビクル、で構成された銅導電性ペーストにおいて、更に、炭化珪素、或いは多孔質セラミックスを、添加することを特徴とした銅導電性ペースト。
- 多孔質セラミックスが、アルミナ、ジルコニアである請求項1記載の銅導電性ペースト。
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JP2011180020A JP4933674B1 (ja) | 2011-08-20 | 2011-08-20 | 電極用銅ペースト。 |
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