JP2014154547A - 基板上で銅導体を形成する方法における銅ペースト組成物およびその使用 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、銅粉末、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、ルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分、ならびに有機媒体を含む銅厚膜ペースト組成物ペーストに関する。また本発明は、基板上に銅導体を製造するための銅厚膜ペースト組成物を使用する方法を提供する。典型的な基板は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムおよび窒化ケイ素からなる群から選択される。
【選択図】図1
Description
a)30〜95重量%の銅粉末、
b)0.5〜10重量%の、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、
c)ルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分であって、CuO2の当量によって表される銅厚膜ペースト組成物に含有されるルテニウムをベースとする粉末および酸化銅の重量%による量が、図1の点A−Eによって定義される領域内に含まれ、ルテニウムをベースとする粉末が、Ru、RuO2、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、Li2RuO3、Li原子がAl、Ga、K、Ca、Mn、Fe、Mg、H、Na、Cr、Co、Ni、V、Cu、Zn、TiまたはZr原子と少なくとも部分的に交換されたイオン交換Li2RuO3、式(MxBi2−x)(M’yM”2−y)O7−zに相当する化合物(式中、Mは、イットリウム、タリウム、インジウム、カドミウム、鉛、銅および希土類元素からなる群から選択され、M’は、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンからなる群から選択され、M”は、ルテニウムおよびルテニウムとイリジウムとの混合物からなる群から選択され、xは0〜2であるが、Mが一価銅である場合はx=1であり、yは0〜0.5であるが、M’がロジウム、または、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンの2種以上である場合はyは0〜1であり、そしてzは0〜1であるが、Mが二価鉛またはカドミウムならびにそれらの混合物および前駆体である場合は約x/2に少なくとも等しい)からなる群から選択され、酸化銅粉末が、Cu2OおよびCuOならびにそれらの混合物からなる群から選択される成分、ならびに
d)溶媒および樹脂を含む有機媒体であって、銅粉末、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、ならびにルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分が有機媒体内で分散される有機媒体
を含む銅厚膜ペースト組成物を提供する。
a)基板を提供するステップと、
b)組成物の全重量に基づく重量%で、
i)30〜95重量%の銅粉末、
ii)0.5〜10重量%の、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、
iii)ルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分であって、CuO2の当量によって表される銅厚膜ペースト組成物に含有されるルテニウムをベースとする粉末および酸化銅の重量%による量が、図1の点A−Eによって定義される領域内に含まれ、ルテニウムをベースとする粉末が、Ru、RuO2、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、Li2RuO3、Li原子がAl、Ga、K、Ca、Mn、Fe、Mg、H、Na、Cr、Co、Ni、V、Cu、Zn、TiまたはZr原子と少なくとも部分的に交換されたイオン交換Li2RuO3、式(MxBi2−x)(M’yM”2−y)O7−zに相当する化合物(式中、Mは、イットリウム、タリウム、インジウム、カドミウム、鉛、銅および希土類元素からなる群から選択され、M’は、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンからなる群から選択され、M”は、ルテニウムおよびルテニウムとイリジウムとの混合物からなる群から選択され、xは0〜2であるが、Mが一価銅である場合はx=1であり、yは0〜0.5であるが、M’がロジウム、または、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンの2種以上である場合はyは0〜1であり、そしてzは0〜1であるが、Mが二価鉛またはカドミウムならびにそれらの混合物および前駆体である場合は約x/2に少なくとも等しい)からなる群から選択され、酸化銅粉末が、Cu2OおよびCuOならびにそれらの混合物からなる群から選択される成分、ならびに
iv)溶媒および樹脂を含む有機媒体であって、銅粉末、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、ならびにルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分が分散される有機媒体
を含む銅厚膜ペースト組成物を提供するステップと、
c)基板に銅厚膜ペーストの層を塗布するステップと、
d)銅厚膜ペースト組成物の層を乾燥させ、溶媒を揮発させ、そして乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層を形成するステップと、
e)乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層を焼成して、樹脂を揮発させ、そして乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層の密度を高め、それによって銅導体を形成するステップと
を含む基板上で銅導体を製造する方法を提供する。
f)溶媒および樹脂を含む有機媒体に分散された30〜95重量%銅粉末を含む厚膜ペーストオーバープリント組成物の層を、ステップe)で形成された銅導体に塗布するステップと、
g)厚膜ペーストオーバープリントの層を乾燥して、溶媒を揮発させ、そして乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの層を形成するステップと、
h)乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの層を焼成して、樹脂を揮発させ、そして乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの密度を高めるステップと
をさらに含む。
a)基板を提供するステップと、
b)組成物の全重量に基づく重量%で、
i)30〜95重量%の銅粉末、
ii)0.5〜10重量%の、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、
iii)ルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分であって、CuO2の当量によって表される銅厚膜ペースト組成物に含有されるルテニウムをベースとする粉末および酸化銅の重量%による量が、図1の点A−Eによって定義される領域内に含まれ、ルテニウムをベースとする粉末が、Ru、RuO2、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、Li2RuO3、Li原子がAl、Ga、K、Ca、Mn、Fe、Mg、H、Na、Cr、Co、Ni、V、Cu、Zn、TiまたはZr原子と少なくとも部分的に交換されたイオン交換Li2RuO3、式(MxBi2−x)(M’yM”2−y)O7−zに相当する化合物(式中、Mは、イットリウム、タリウム、インジウム、カドミウム、鉛、銅および希土類元素からなる群から選択され、M’は、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンからなる群から選択され、M”は、ルテニウムおよびルテニウムとイリジウムとの混合物からなる群から選択され、xは0〜2であるが、Mが一価銅である場合はx=1であり、yは0〜0.5であるが、M’がロジウム、または、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンの2種以上である場合はyは0〜1であり、そしてzは0〜1であるが、Mが二価鉛またはカドミウムならびにそれらの混合物および前駆体である場合は約x/2に少なくとも等しい)からなる群から選択され、酸化銅粉末が、Cu2OおよびCuOならびにそれらの混合物からなる群から選択される成分、ならびに
iv)溶媒および樹脂を含む有機媒体であって、銅粉末、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、ならびにルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分が分散される有機媒体
を含む銅厚膜ペーストを提供するステップと、
c)基板に銅厚膜ペーストの層を塗布するステップと、
d)銅厚膜ペースト組成物の層を乾燥させ、溶媒を揮発させ、そして乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層を形成するステップと、
e)溶媒および樹脂を含む有機媒体に分散された30〜95重量%銅粉末を含む厚膜ペーストオーバープリント組成物を、ステップd)で形成された乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層に塗布するステップと、
f)厚膜ペーストオーバープリントの層を乾燥させ、溶媒を揮発させ、そして乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの層を形成するステップと、
g)乾燥した銅厚膜ペーストの層および乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの層を焼成して、銅厚膜ペーストの層中の樹脂および厚膜ペーストオーバープリントの層中の樹脂を揮発させ、そして乾燥した銅厚膜ペーストおよび乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの密度を高め、それによって銅オーバープリントを有する銅導体を形成するステップと
を含む基板上に銅オーバープリントを有する銅導体組成物を製造する方法を提供する。
スクリーン印刷に適切な銅粉末は、当該技術において周知である。典型的に、325メッシュスクリーンで印刷時に10〜20ミクロンの焼成された膜厚が達成され、好ましい粉末は、20ミクロン未満、好ましくは10ミクロン未満の最大粒径を有する。焼成の間の厚膜層からの有機樹脂の除去は、窒素焼成の場合、銀をベースとする導体の空気焼成ほど容易ではなく、約1ミクロン未満の平均粒径を有する銅粉末は、焼成サイクルの非常に初期に焼結し得、混入した有機残渣からブリスター形成がもたらされる。したがって、好ましい銅粉末は、約1〜5ミクロンの平均粒径を有する。
本発明の銅厚膜ペースト組成物を形成する際に、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まない様々なホウケイ酸塩ガラスフリットが有用である。一実施形態において、銅厚膜ペースト組成物は、銅厚膜ペースト組成物の全重量に基づく重量%で、0.5〜10重量%のPbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリットを含有する。もう1つの実施形態において、銅厚膜ペースト組成物は、銅厚膜ペースト組成物の全重量に基づく重量%で、1〜5重量%のPbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリットを含有する。
ルテニウムをベースとする粉末は、Ru、RuO2、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、Li2RuO3、Li原子がAl、Ga、K、Ca、Mn、Fe、Mg、H、Na、Cr、Co、Ni、V、Cu、Zn、TiまたはZr原子と少なくとも部分的に交換されたイオン交換Li2RuO3、式(MxBi2−x)(M’yM”2−y)O7−zに相当する化合物(式中、Mは、イットリウム、タリウム、インジウム、カドミウム、鉛、銅および希土類元素からなる群から選択され、M’は、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンからなる群から選択され、M”は、ルテニウムおよびルテニウムとイリジウムとの混合物からなる群から選択され、xは0〜2であるが、Mが一価銅である場合はx=1であり、yは0〜0.5であるが、M’がロジウム、または、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンの1種以上である場合はyは0〜1であり、そしてzは0〜1であるが、Mが二価鉛またはカドミウムならびにそれらの混合物および前駆体である場合は約x/2に少なくとも等しい)からなる群から選択される。一実施形態において、ルテニウムをベースとする粉末はRuO2粉末である。RuO2の表面積は、約5〜100m2/gであることができる。一実施形態において、範囲は約10〜50m2/gである。
ペースト中のCu2Oの当量=(銅粉末の酸素%)×(ペースト中のCu粉末%)×(143.08/16)+(ペースト中のCu2O%)+(ペースト中のCuO%)×(143.08/79.54)
銅厚膜ペースト組成物は、有機媒体を含む。有機媒体は、有機溶媒中の有機ポリマーの溶液である。スクリーン印刷に使用される有機媒体は当該技術で周知である。
銅厚膜ペースト組成物は、所望の量の銅粉末、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、ならびにルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分を、所望の量の有機媒体に分散することによって調製する。成分を強力に混合し、均一なブレンドを形成する。3本ロールミルなどの分散装置にブレンドを通過させ、粒子の良好な分散を達成する。ペースト中の粒子の分散状態を決定するために、Hegmanゲージを使用する。この器具は、一端が深さ25ミクロン(1ミル)であり、他の端部で深さ0まで傾斜をつけられた鋼ブロック中の溝からなる。溝に沿ってペーストを導くためにブレードを使用する。凝集体の直径が溝の深さより大きい場合は、溝にかき傷が現れる。満足な分散系は、典型的に、10〜18ミクロンの第4のかき傷点を与える。溝の半分が十分に分散されたペーストでカバーされない点は、典型的に、2〜8ミクロンの間にある。>20ミクロンの第4のかき傷測定および>10ミクロンの「半分の溝」測定は、不十分に分散された懸濁液を示す。
幅0.020インチの200スクエアラインを使用して、オーバープリントを印刷する前に焼成された銅導体組成物の抵抗を測定した。4線式構造のLCRメーター(Agilent Tech)で線抵抗を測定し、そして表面形状測定装置(KLA−Tencor、Model AS−500)で焼成された厚さを測定された。シート抵抗は、導体トラックのスクエアあたりで算出され、1/厚さ依存性を使用して、10ミクロンの焼成された厚さに標準化した。10ミクロンの焼成された厚さにおけるミリオーム/スクエアの単位は、マイクロオーム−cmとして報告されるバルク抵抗の単位と同様である。バルクCu抵抗は、20℃で1.678マイクロオーム−cmとして引用され、そして、基層が可能な限りバルク値に近いことが好ましい。実際には、約10ミリオーム/スクエア/10ミクロン未満、より好ましくは約5ミリオーム/スクエア/10ミクロン未満の抵抗が好ましい。
基板への焼成された銅導体の接着力は、オーバープリントを塗布して焼成した後に測定した。オーバープリントは、パターン化銅導体よりも均一にはんだ付け可能な表面を提供する。接着力は、1分あたり2インチの引張速度で、90℃の引きはがし構造で、Instron Model 1122引張試験機を使用して測定された。20ゲージのスズめっき済ワイヤーを、Alpha 611 fluxを使用して、245℃で96.5Sn/3.0Ag/0.5Cuはんだ中で10秒間のはんだ浸漬によって、オーバープリント上で80ミル×80ミルパッドに接着した。はんだ付けし、室温で一晩中平衡させた後、初期接着力を測定した。Blue M Stabil−Therm(登録商標)オーブン中、240時間150℃で一部を老化することによって、老化接着力を測定した。老化後、ワイヤーを引っ張る前に、試験部分を空気中で数時間平衡させた。それぞれ12個のパッドを、初期接着力および老化接着力試験のために引っ張った。ほとんどの塗布に対して、少なくとも18ニュートン、そして好ましくは25ニュートン以上の平均引きはがし力が必要であると考えられる。
比較実験I
比較実験Iにおいて、86重量%の銅粉末(Fukudaから3.5ミクロン球状粉末)を、3重量%の表1のフリットA、アルカリ/アルカリ土属亜鉛アルミノホウケイ酸塩ガラス、および11重量%の有機媒体と混合した。銅粉末は、0.15%の酸素含有量を有した。有機媒体は、texanol溶媒とT200 Aqualonエチルセルロース樹脂(Ashland,Inc.)との混合物であった。ペーストをロールミル粉砕し、そして追加的なtexanolで希釈することによって、必要に応じて10rpmで約150〜200Pa.sの粘度に調節した(Brookfield HAT、14スピンドル、粘度試験のための6R小試料アダプター)。そのように形成された銅厚膜ペースト組成物は、ルテニウムをベースとする粉末または酸化銅粉末を含有しなかった。ペーストに含まれる全酸化銅は、Cu2Oとして表される銅粉末1.2重量%によって含まれた。銅厚膜ペースト組成物を、1インチ×1インチ×0.025インチのAlN基板(Saint−Gobain 170 W/m−K)上へ印刷した。次いで、これを10分間130〜150℃で乾燥し、10分間850℃のピーク温度で窒素雰囲気中ベルト炉で焼成した。ベルト炉を通るドアツードア時間は、約1時間であった。焼成された銅導体層の焼成された厚さは、約14ミクロンであった。抵抗を上記のとおり測定し、10ミクロンの焼成された厚さに標準化された2.7ミリオーム/スクエアであった。
RuO2、Cu2Oまたは両方ともが表IIIで示される量でペーストに添加されたことを除き、比較実験Iと同様に実施例1〜5を実行した。銅粉末、ガラスフリット、添加された酸化銅およびルテニウム化合物の合計が各実施例に関して89重量%であるように銅粉末の量を調節した。
RuO2およびCu2Oを表IVに示す量でペーストに添加したことを除き、比較実験Iと同様に実施例6〜11を実行した。
各実施例において特定の例外がある条件で、比較実験Iと同様に実施例12〜17を実行した。表Vに示すように、銅粉末、ガラスフリット、添加された酸化銅およびルテニウム化合物の合計が各実施例に対して89重量%であるように銅粉末の量を調節した。
RuO2の代わりに他のルテニウム化合物を使用したことを除き、比較実験1と同様に実施例18および19を実行した。実施例18ではルテニウム酸銅ビスマス(Cu0.5Bi1.5Ru2O6.75)を使用し、そして実施例19ではルテニウム酸リチウム(Li2RuO3)を使用した。それぞれ、初期の接着力は34Nと31Nであった、そして、それぞれ、240時間の老化した接着力は22Nと27Nであった
特定の例外を除き、比較実験Iと同様に比較実験II〜VIを実行した。
Claims (10)
- 銅膜厚ペースト組成物が、
a)30〜95重量%の銅粉末、
b)0.5〜10重量%の、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、
c)ルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分であって、CuO2の当量によって表される銅厚膜ペースト組成物に含有されるルテニウムをベースとする粉末および酸化銅の重量%による量が、図1の点A−Eによって定義される領域内に含まれ、前記ルテニウムをベースとする粉末が、Ru、RuO2、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、Li2RuO3、Li原子がAl、Ga、K、Ca、Mn、Fe、Mg、H、Na、Cr、Co、Ni、V、Cu、Zn、TiまたはZr原子と少なくとも部分的に交換されたイオン交換Li2RuO3、式(MxBi2−x)(M’yM”2−y)O7−zに相当する化合物(式中、Mは、イットリウム、タリウム、インジウム、カドミウム、鉛、銅および希土類元素からなる群から選択され、M’は、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンからなる群から選択され、M”は、ルテニウムおよびルテニウムとイリジウムとの混合物からなる群から選択され、Mが一価銅である場合はx=1であるという条件でxは0〜2であり、M’がロジウム、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンの1種以上である場合はyは0〜1であるという条件でyは0〜0.5であり、そしてMが二価鉛、カドミウムならびにそれらの混合物および前駆体である場合は約x/2に少なくとも等しいという条件でzは0〜1である)からなる群から選択され、前記酸化銅粉末が、Cu2OおよびCuOならびにそれらの混合物からなる群から選択され、前記重量%が前記銅厚膜ペースト組成物の全重量に基づいている、成分、ならびに
d)溶媒および樹脂を含む有機媒体、を含み、
前記銅粉末、前記Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、ならびにルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される前記成分が前記有機媒体に分散されれている、銅厚膜ペースト組成物。 - 前記Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラス粉末が、アルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス粉末、アルカリ土類亜鉛アルミノホウケイ酸塩ガラス粉末、およびアルカリ/アルカリ土類亜鉛アルミノホウケイ酸塩ガラス粉末からなる群から選択される、請求項1に記載の銅厚膜ペースト組成物。
- 前記Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラス粉末が、2〜10モル%の(Na2O+K2O+Li2O)、0.5〜5モル%のAl2O3、10〜30モル%のB2O3および40〜85モル%のSiO2を含むアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス粉末である、請求項2に記載の銅厚膜ペースト組成物。
- 前記Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラス粉末が、15〜40モル%の(BaO+ZnO+CaO+SrO)、1〜6モル%のAl2O3、6〜25モル%のB2O3、および40〜70モル%のSiO2を含むアルカリ土類亜鉛アルミノホウケイ酸塩ガラス粉末であり、前記ZnOの含有量が5〜40モル%である、請求項2に記載の銅厚膜ペースト組成物。
- 前記Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラス粉末が、3〜15モル%の(Na2O+K2O+Li2O)、10〜50モル%の(BaO+ZnO+CaO+SrO)、10〜35モル%のB2O3、0.1〜8モル%のAl2O3、および10〜55モル%のSiO2を含むアルカリ/アルカリ土類亜鉛アルミノホウケイ酸塩ガラス粉末であり、前記ZnOの含有量が5〜40モル%である、請求項2に記載の銅厚膜ペースト組成物。
- 基板上で銅導体を製造する方法であって、
a)基板を提供するステップと、
b)銅厚膜ペースト組成物を提供するステップであって、前記銅厚膜ペースト組成物が、
i)30〜95重量%の銅粉末、
ii)0.5〜10重量%の、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、
iii)ルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分であって、CuO2の当量によって表される銅厚膜ペースト組成物に含有されるルテニウムをベースとする粉末および酸化銅の重量%による量が、図1の点A−Eによって定義される領域内に含まれ、前記ルテニウムをベースとする粉末が、Ru、RuO2、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、Li2RuO3、Li原子がAl、Ga、K、Ca、Mn、Fe、Mg、H、Na、Cr、Co、Ni、V、Cu、Zn、TiまたはZr原子と少なくとも部分的に交換されたイオン交換Li2RuO3、式(MxBi2−x)(M’yM”2−y)O7−zに相当する化合物(式中、Mは、イットリウム、タリウム、インジウム、カドミウム、鉛、銅および希土類元素からなる群から選択され、M’は、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンからなる群から選択され、M”は、ルテニウムおよびルテニウムとイリジウムとの混合物からなる群から選択され、Mが一価銅である場合はx=1であるという条件でxは0〜2であり、M’がロジウム、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンの1種以上である場合はyは0〜1であるという条件でyは0〜0.5であり、そしてMが二価鉛、カドミウムならびにそれらの混合物および前駆体である場合は約x/2に少なくとも等しいという条件でzは0〜1である)からなる群から選択され、前記酸化銅粉末が、Cu2OおよびCuOならびにそれらの混合物からなる群から選択され、前記重量%が前記銅厚膜ペースト組成物の全重量に基づいている、成分、ならびに
iv)溶媒および樹脂を含む有機媒体、を含み、
前記銅粉末、前記Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、ならびにルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される前記成分が前記有機媒体に分散されている、ステップと、
c)前記基板に前記銅厚膜ペースト組成物の層を塗布するステップと、
d)前記銅厚膜ペースト組成物の層を乾燥して、前記溶媒を揮発させ、そして乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層を形成するステップと、
e)前記乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層を焼成して、前記樹脂を揮発させ、そして前記乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層の密度を高めることによって、銅導体を形成するステップと
を含む、基板上で銅導体を製造する方法。 - 前記Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラス粉末が、アルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス粉末、アルカリ土類亜鉛アルミノホウケイ酸塩ガラス粉末、およびアルカリ/アルカリ土類亜鉛アルミノホウケイ酸塩ガラス粉末からなる群から選択される、請求項6に記載の方法。
- 前記基板が、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムおよび窒化ケイ素からなる群から選択される、請求項6に記載の方法。
- f)厚膜ペーストオーバープリント組成物の層を、ステップe)で形成された前記銅導体に塗布するステップであって、前記厚膜ペーストオーバープリント組成物が、溶媒および樹脂を含む有機媒体に分散された30〜95重量%銅粉末を含む、ステップと、
g)前記厚膜ペーストオーバープリントの層を乾燥して、前記溶媒を揮発させ、そして乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの層を形成するステップと、
h)前記乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの層を焼成して、前記樹脂を揮発させ、そして前記乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの層の密度を高めるステップと、
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 基板上で銅導体を製造する方法であって、
a)基板を提供するステップと、
b)銅厚膜ペースト組成物を提供するステップであって、前記銅厚膜ペースト組成物が、
i)30〜95重量%の銅粉末、
ii)0.5〜10重量%の、Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、
iii)ルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される成分であって、CuO2の当量によって表される銅厚膜ペースト組成物に含有されるルテニウムをベースとする粉末および酸化銅の重量%による量が、図1の点A−Eによって定義される領域内に含まれ、前記ルテニウムをベースとする粉末が、Ru、RuO2、CaRuO3、SrRuO3、BaRuO3、Li2RuO3、Li原子がAl、Ga、K、Ca、Mn、Fe、Mg、H、Na、Cr、Co、Ni、V、Cu、Zn、TiまたはZr原子と少なくとも部分的に交換されたイオン交換Li2RuO3、式(MxBi2−x)(M’yM”2−y)O7−zに相当する化合物(式中、Mは、イットリウム、タリウム、インジウム、カドミウム、鉛、銅および希土類元素からなる群から選択され、M’は、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンからなる群から選択され、M”は、ルテニウムおよびルテニウムとイリジウムとの混合物からなる群から選択され、Mが一価銅である場合はx=1であるという条件でxは0〜2であり、M’がロジウム、白金、チタン、クロム、ロジウムおよびアンチモンの1種以上である場合はyは0〜1であるという条件でyは0〜0.5であり、そしてMが二価鉛、カドミウムならびにそれらの混合物および前駆体である場合は約x/2に少なくとも等しいという条件でzは0〜1である)からなる群から選択され、前記酸化銅粉末が、Cu2OおよびCuOならびにそれらの混合物からなる群から選択され、前記重量%が前記銅厚膜ペースト組成物の全重量に基づいている、成分、ならびに
iv)溶媒および樹脂を含む有機媒体、を含み、
前記銅粉末、前記Pbを含まず、Biを含まず、Cdを含まないホウケイ酸塩ガラスフリット、ならびにルテニウムをベースとする粉末、酸化銅粉末およびそれらの混合物からなる群から選択される前記成分が前記有機媒体に分散されている、ステップと、
c)前記基板に前記銅厚膜ペーストの層を塗布するステップと、
d)前記銅厚膜ペースト組成物の層を乾燥して、前記溶媒を揮発させ、そして乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層を形成するステップと、
e)厚膜ペーストオーバープリント組成物を、ステップe)で形成された前記乾燥した銅厚膜ペースト組成物の層に塗布するステップであって、前記厚膜ペーストオーバープリント組成物が、溶媒および樹脂を含む有機媒体に分散された30〜95重量%銅粉末を含む、ステップと、
f)前記厚膜ペーストオーバープリントの層を乾燥して、前記溶媒を揮発させ、そして乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの層を形成するステップと、
g)前記乾燥した銅厚膜ペーストの層および前記乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの層を焼成して、前記銅厚膜ペーストの層中の前記樹脂および前記厚膜ペーストオーバープリントの層中の前記樹脂を揮発させ、そして前記乾燥した銅厚膜ペーストおよび前記乾燥した厚膜ペーストオーバープリントの密度を高ることによって、銅オーバープリントを有する銅導体を形成するステップと
を含む、基板上に銅導体を製造する方法。
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