JP2019175664A - Conductive paste and burned body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線パターン及び電極パターン等を形成するための導電性ペースト及びその焼成体に関する。具体的には、本発明は、配線パターン及び電極パターンのビアホール充填用の導電性ペースト及びその焼成体に関する。 The present invention relates to a conductive paste for forming a wiring pattern, an electrode pattern, and the like, and a fired body thereof. Specifically, the present invention relates to a conductive paste for filling via holes in wiring patterns and electrode patterns, and a fired body thereof.
導電性ペーストは、プリント配線板の配線パターン及び電極パターン等の導体パターンの形成、及び電子部品の電極の形成等に用いられている。プリント配線板の配線パターン及び電極パターンでは、プリント配線板の表面と裏面との電気的接続のため、プリント配線板に形成された貫通孔(ビアホール)が形成される場合がある。ビアホールには、導電性ペーストが充填されることにより、プリント配線板の表面と裏面との電気的接続を得ることができる。 The conductive paste is used for forming a conductive pattern such as a wiring pattern and an electrode pattern of a printed wiring board, and forming an electrode of an electronic component. In the wiring pattern and the electrode pattern of the printed wiring board, a through hole (via hole) formed in the printed wiring board may be formed for electrical connection between the front surface and the back surface of the printed wiring board. By filling the via hole with the conductive paste, electrical connection between the front surface and the back surface of the printed wiring board can be obtained.
特許文献1には、銀粉末からなる導電成分と、アルミニウム粉末からなる熱収縮抑制剤とを有機ビヒクル中に分散させてなることを特徴とする導電性ペーストが記載されている。さらに特許文献1には、安価なアルミニウム粉末を熱収縮抑制剤として添加することにより、焼成後にビア導体とビアホール内壁との間に空隙が発生せず、ビア導体に窪みが生成しにくい導電性ペーストを提供することができることが記載されている。 Patent Document 1 describes a conductive paste comprising a conductive component made of silver powder and a heat shrinkage inhibitor made of aluminum powder dispersed in an organic vehicle. Furthermore, in Patent Document 1, by adding inexpensive aluminum powder as a heat shrinkage inhibitor, no conductive gap is formed between the via conductor and the inner wall of the via hole after firing, and the conductive paste is less likely to form a depression in the via conductor. It is described that can be provided.
プリント配線板の配線パターン及び電極パターンでは、プリント配線板の絶縁基板、例えばアルミナ基板及び窒化アルミニウム基板のようなセラミック基板の表面と裏面との電気的接続のため、絶縁基板に形成されたビアホールが、導電性ペーストで充填される。 In the wiring pattern and electrode pattern of the printed wiring board, via holes formed in the insulating substrate are used for electrical connection between the front and back surfaces of the insulating substrate of the printed wiring board, for example, a ceramic substrate such as an alumina substrate and an aluminum nitride substrate. And filled with conductive paste.
例えば、図1aに断面模式図として示すように、プリント配線板の基板10には、ビアホール12が形成されている。図1bに示すように、ビアホール12の内部に導電性ペーストを充填し、焼成することにより、ビアホール内部に導電性の焼成体20を形成することができる。図1cに示すように、プリント配線板では、基板の表面及び裏面に、さらに表面配線22及び裏面配線24を形成する。表面配線22及び裏面配線24は、それぞれビアホール内部の焼成体20と接触することにより、電気的接続を得ることができる。 For example, as shown in FIG. 1 a as a schematic cross-sectional view, a via hole 12 is formed in the substrate 10 of the printed wiring board. As shown in FIG. 1 b, a conductive fired body 20 can be formed inside the via hole by filling the via hole 12 with a conductive paste and firing it. As shown in FIG. 1c, in the printed wiring board, the front surface wiring 22 and the back surface wiring 24 are further formed on the front surface and the back surface of the substrate. The front surface wiring 22 and the back surface wiring 24 can be electrically connected by being in contact with the fired body 20 inside the via hole.
絶縁基板がセラミック基板の場合には、熱による基板の体積変化が少ない。したがって、セラミック基板10のビアホール12の形状は、大きく変化しない。一方、ビアホール12に充填された導電性ペーストは、乾燥及び/又は焼成により、その体積が収縮する傾向がある。そのため、ビアホール12に充填された導電性ペーストが焼成される際に、ビアホールの側面から剥離する可能性がある。図1dに、ビアホール12内部の焼成体20bが、ビアホール12の側面から剥離する様子を模式的に示す。その場合、ビアホール12内部の焼成体20bによる表面配線22と、裏面配線24との電気的接続が不安定になったり、電気的接続が断たれたりすることがある。また、ビアホール12内部の焼成体20bが凹むことによって、ビアホールの表面及び裏面に凹みが生じる可能性がある。この場合にも、ビアホール内部の焼成体20bと、表面配線22及び裏面配線24との間で、電気的接続が不安定になったり、電気的接続が断たれたりすることがある。 When the insulating substrate is a ceramic substrate, the volume change of the substrate due to heat is small. Therefore, the shape of the via hole 12 of the ceramic substrate 10 does not change greatly. On the other hand, the volume of the conductive paste filled in the via hole 12 tends to shrink due to drying and / or firing. Therefore, when the conductive paste filled in the via hole 12 is baked, it may be peeled off from the side surface of the via hole. FIG. 1 d schematically shows how the fired body 20 b inside the via hole 12 is peeled off from the side surface of the via hole 12. In that case, the electrical connection between the front surface wiring 22 and the back surface wiring 24 by the fired body 20b inside the via hole 12 may become unstable or the electrical connection may be broken. Further, when the fired body 20b inside the via hole 12 is recessed, the surface of the via hole and the back surface may be recessed. Also in this case, the electrical connection may become unstable or the electrical connection may be broken between the fired body 20b inside the via hole and the front surface wiring 22 and the back surface wiring 24.
ビアホールの充填に用いられる導電性ペーストとして、焼成後の収縮を低減するために、銀と、パラジウム又は白金とを主成分とする金属成分を含む導電性ペーストを用いることが提案されている。しかしながら、パラジウム及び白金の比抵抗(電気抵抗率)は高いので、ビアの抵抗値が高くなるという問題が生じることになる。 As a conductive paste used for filling a via hole, it has been proposed to use a conductive paste containing a metal component mainly composed of silver and palladium or platinum in order to reduce shrinkage after firing. However, since the specific resistance (electrical resistivity) of palladium and platinum is high, there arises a problem that the resistance value of the via becomes high.
そこで本発明は、ビアホールに充填したときに、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することのできる、ビアホール充填用の導電性ペーストを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a conductive paste for filling a via hole, which can reduce the problem of peeling from the side surface of the via hole when the via hole is filled.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(構成1)
本発明の構成1は、(A)タップ密度が4.5g/cm3以上の導電性フィラーと、(B)融点が200℃〜700℃の金属粉とを含むことを特徴とするビアホール充填用導電性ペーストである。
(Configuration 1)
Configuration 1 of the present invention includes (A) a conductive filler having a tap density of 4.5 g / cm 3 or more, and (B) a metal powder having a melting point of 200 ° C. to 700 ° C. It is a conductive paste.
本発明の構成1のビアホール充填用導電性ペーストを用いるならば、ビアホールに充填したときに、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することができる。 If the conductive paste for filling a via hole according to Configuration 1 of the present invention is used, it is possible to reduce the problem of peeling from the side surface of the via hole when the via hole is filled.
(構成2)
本発明の構成2は、(C)線膨張係数αが、60×10−7/℃以下のガラスフリットをさらに含む構成1の導電性ペーストである。
(Configuration 2)
Configuration 2 of the present invention is the conductive paste of Configuration 1 further including (C) a glass frit having a linear expansion coefficient α of 60 × 10 −7 / ° C. or less.
本発明の構成2によれば、導電性ペーストが所定の範囲の低い線膨張係数αを有することにより、ビアホールに充填したときに、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することを、より確実にできる。 According to Configuration 2 of the present invention, the conductive paste has a low linear expansion coefficient α in a predetermined range, so that it is more reliable to reduce the problem of peeling from the side surface of the via hole when filling the via hole. Can be.
(構成3)
本発明の構成3は、(C)ガラスフリットが、亜鉛系ガラスフリットである構成2の導電性ペーストである。
(Configuration 3)
Configuration 3 of the present invention is the conductive paste according to Configuration 2 in which (C) the glass frit is a zinc-based glass frit.
本発明の構成3のように、(C)ガラスフリットとして亜鉛系ガラスフリットを用いることにより、ビアホールの側面と、ビアホール内の導電性ペーストの焼成体との間で、安定した密着強度を得ることができる。 As in configuration 3 of the present invention, (C) by using a zinc-based glass frit as the glass frit, a stable adhesion strength is obtained between the side surface of the via hole and the fired body of the conductive paste in the via hole. Can do.
(構成4)
本発明の構成4は、(A)導電性フィラーが、銀粒子である構成1から3のいずれかの導電性ペーストである。
(Configuration 4)
Configuration 4 of the present invention is the conductive paste according to any one of Configurations 1 to 3, wherein (A) the conductive filler is silver particles.
本発明の構成4によれば、銀粒子の比抵抗は低いので、電気抵抗の低いビアホールを形成することができる。 According to Configuration 4 of the present invention, since the specific resistance of silver particles is low, a via hole having a low electrical resistance can be formed.
(構成5)
本発明の構成5は、構成1〜4のいずれかの導電性ペーストの焼成体である。
(Configuration 5)
Configuration 5 of the present invention is a fired body of the conductive paste according to any one of Configurations 1 to 4.
本発明の構成5によれば、ビアホール充填用に所定の導電性ペーストの焼成体を用いることにより、焼成体が、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することができる。 According to Configuration 5 of the present invention, by using a fired body of a predetermined conductive paste for filling via holes, it is possible to reduce the problem that the fired body peels from the side surfaces of the via holes.
本発明によれば、ビアホールに充填したときに、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することのできる、ビアホール充填用の導電性ペーストを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the conductive paste for via hole filling which can reduce the malfunction which peels from the side surface of a via hole when it fills a via hole can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is a form at the time of actualizing this invention, Comprising: This invention is not limited within the range.
本発明のビアホール充填用導電性ペーストは、(A)タップ密度が4.5g/cm3以上の導電性フィラーと、(B)融点が200℃〜700℃の金属粉とを含む。本発明の導電性ペーストは、さらに所定のガラスフリットを含むことができる。本発明のビアホール充填用導電性ペーストを用いることにより、ビアホールに充填したときに、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することができる。 The conductive paste for filling via holes of the present invention includes (A) a conductive filler having a tap density of 4.5 g / cm 3 or more, and (B) a metal powder having a melting point of 200 ° C. to 700 ° C. The conductive paste of the present invention can further contain a predetermined glass frit. By using the conductive paste for filling via holes of the present invention, it is possible to reduce the problem of peeling from the side surfaces of the via holes when filling the via holes.
以下、本発明の導電性ペーストについて、詳細に説明する。 Hereinafter, the conductive paste of the present invention will be described in detail.
<(A)導電性フィラー>
本発明のビアホール充填用導電性ペーストは、(A)タップ密度が4.5g/cm3以上の導電性フィラーを含む。なお、タップ密度は、5g/cm3以上であることが好ましい。また、タップ密度の上限は、特に制限はないものの、導電性フィラーの材料によって異なる。実用的な点から、例えば、導電性フィラーが銀の場合のタップ密度の上限は、10g/cm3以下であることが好ましく、8g/cm3以下であることがより好ましく、7g/cm3以下であることがさらに好ましい。
<(A) Conductive filler>
The via hole filling conductive paste of the present invention includes (A) a conductive filler having a tap density of 4.5 g / cm 3 or more. The tap density is preferably 5 g / cm 3 or more. The upper limit of the tap density is not particularly limited, but varies depending on the material of the conductive filler. From a practical point, for example, the upper limit of the tap density when the conductive filler is silver, is preferably 10 g / cm 3 or less, more preferably 8 g / cm 3 or less, 7 g / cm 3 or less More preferably.
タップ密度は、次のように測定することができる。すなわち、所定のメスシリンダに、所定重量の導電性フィラーを入れ、タッピング装置で所定回数、タップした後の導電性フィラーの容量を測定することにより、タップ密度を求めることができる。所定のメスシリンダとしては10ml用のものを用いることができる。また、導電性フィラーの所定重量とは、10gであることができる。また、タップ条件として、高さ20mmで、100回/分のタップ速度により、400回タップするという条件を用いることができる。タップ密度測定装置として、例えば、蔵持科学器械製作所製のKRS‐406を用いることができる。本明細書において、タップ密度とは、上述の条件により測定した値とすることができる。 The tap density can be measured as follows. That is, a tap density can be obtained by putting a predetermined weight of conductive filler in a predetermined graduated cylinder and measuring the capacity of the conductive filler after tapping a predetermined number of times with a tapping device. As the predetermined measuring cylinder, one for 10 ml can be used. Further, the predetermined weight of the conductive filler can be 10 g. Further, as a tap condition, a condition of tapping 400 times at a tap speed of 100 times / min at a height of 20 mm can be used. As the tap density measuring device, for example, KRS-406 manufactured by Kuramochi Scientific Instruments can be used. In this specification, the tap density can be a value measured under the above-described conditions.
導電性フィラーの材料は、特に制限されないが、金属粒子を用いることができる。金属粒子の金属の種類としては、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、スズ(Sn)及びこれらの合金等であることができる。なお、導電性フィラーは、上述の金属材料によって無機材料をコーティングしたものを用いることができる。導電性フィラーは、1種類を単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。 The material of the conductive filler is not particularly limited, but metal particles can be used. Examples of the metal type of the metal particles include silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), tin (Sn), and alloys thereof. be able to. Note that the conductive filler may be one in which an inorganic material is coated with the above metal material. The conductive filler may be used alone or in combination of two or more.
本発明の導電性ペーストは、(A)導電性フィラーが、銀(Ag)粒子であることが好ましい。銀粒子の比抵抗は比較的低いので、(A)導電性フィラーが、銀粒子であることにより、電気抵抗の低いビアホールを形成することができる。 In the conductive paste of the present invention, (A) the conductive filler is preferably silver (Ag) particles. Since the specific resistance of the silver particles is relatively low, a via hole having a low electric resistance can be formed because the conductive filler (A) is silver particles.
導電性フィラーの粒子の形状は、特に限定されず、球状、及びフレーク状(リン片状)等が挙げられる。焼成時に発生するガスが抜けやすい観点から、導電性フィラーの形状は、球状であることが好ましい。 The shape of the particles of the conductive filler is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape and a flake shape (flaky shape). The shape of the conductive filler is preferably spherical from the viewpoint of easily releasing the gas generated during firing.
導電性フィラーの粒径は、好ましくは0.1〜10μm、より好ましくは1〜8μm、さらに好ましくは1〜5μmである。導電性フィラーのBET比表面積は、好ましくは0.1〜5.0m2/g、より好ましくは0.1〜1.5m2/gであり、さらに好ましくは0.1〜0.7m2/gである。 The particle size of the conductive filler is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 1 to 8 μm, and still more preferably 1 to 5 μm. BET specific surface area of the conductive filler is preferably 0.1~5.0m 2 / g, more preferably 0.1~1.5m 2 / g, more preferably 0.1~0.7m 2 / g.
一般的に、微小粒子の寸法は一定の分布を有するので、すべての導電性フィラーが上記の粒子寸法である必要はなく、全粒子の積算値50%の粒子寸法(平均粒径D50)が上記の粒子寸法の範囲であることが好ましい。本明細書に記載されている導電性フィラー以外の粒子及び粉末の寸法についても同様である。なお、平均粒径D50は、マイクロトラック法(レーザー回折散乱法)によって粒度分布測定を行い、粒度分布測定の結果からD50値を得ることにより求めることができる。 In general, since the size of the fine particles has a certain distribution, it is not necessary that all the conductive fillers have the above-mentioned particle size, and the particle size (average particle size D50) of the integrated value 50% of all particles is the above-mentioned. It is preferable that the particle size is within a range. The same applies to the dimensions of particles and powders other than the conductive filler described in this specification. The average particle size D50 can be obtained by performing particle size distribution measurement by the microtrack method (laser diffraction scattering method) and obtaining the D50 value from the result of particle size distribution measurement.
<(B)金属粉>
本発明のビアホール充填用導電性ペーストは、(B)融点が200℃〜700℃の金属粉を含む。
<(B) Metal powder>
The conductive paste for filling a via hole of the present invention includes (B) a metal powder having a melting point of 200 ° C to 700 ° C.
金属粉の材料は、融点が200℃〜700℃の金属からなる粉末であれば、特に制限なく用いることができる。金属粉の材料としては、アルミニウム(Al)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)及びそれらの合金、並びにそれらの金属とシリコン(Si)との合金を用いることができる。低い融点及び取り扱い性の点から、金属粉として、アルミニウム(Al)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)又はアルミニウム(Al)とシリコン(Si)との合金を用いることが好ましい。 The material of the metal powder can be used without particular limitation as long as it is a powder made of a metal having a melting point of 200 ° C. to 700 ° C. As a material for the metal powder, aluminum (Al), tin (Sn), zinc (Zn), bismuth (Bi) and alloys thereof, and alloys of these metals and silicon (Si) can be used. From the viewpoint of a low melting point and handleability, it is preferable to use aluminum (Al), tin (Sn), zinc (Zn), bismuth (Bi), or an alloy of aluminum (Al) and silicon (Si) as the metal powder. .
金属粉は、アルミニウムとシリコンとの合金(AlSi合金)の金属粉であることがさらに好ましい。AlSi合金中のアルミニウムの含有量は、50〜95重量%であることが好ましく、70〜93重量%であることがより好ましく、80〜90重量%であることがさらに好ましく、85〜90重量%であることが特に好ましい。AlSi合金は、本発明の効果を妨げない範囲で他の金属を含むことができる。しかしながら、本発明の効果を確実にするために、AlSi合金は、不可避的に混入する他の金属を除き、上述の含有量の範囲のアルミニウム及びシリコンのみからなることが好ましい。 More preferably, the metal powder is a metal powder of an alloy of aluminum and silicon (AlSi alloy). The content of aluminum in the AlSi alloy is preferably 50 to 95% by weight, more preferably 70 to 93% by weight, still more preferably 80 to 90% by weight, and 85 to 90% by weight. It is particularly preferred that The AlSi alloy can contain other metals as long as the effects of the present invention are not hindered. However, in order to ensure the effect of the present invention, it is preferable that the AlSi alloy is composed only of aluminum and silicon in the above-mentioned content ranges except for other metals inevitably mixed.
金属粉を構成する粒子の形状は、特に限定されず、不定形、球状、及びフレーク状(リン片状)等が挙げられる。 The shape of the particles constituting the metal powder is not particularly limited, and examples thereof include an indefinite shape, a spherical shape, and a flake shape (flaky shape).
金属粉を構成する粒子の粒径(平均粒径D50)は、好ましくは0.1〜10μm、より好ましくは0.5〜8μm、さらに好ましくは1〜5μmである。 The particle size (average particle size D50) of the particles constituting the metal powder is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.5 to 8 μm, and still more preferably 1 to 5 μm.
本発明の導電性ペーストにおいて、(B)金属粉の含有量は、(A)導電性フィラー100重量部に対して好ましくは0.01〜20重量部であり、より好ましくは0.05〜10重量部であり、さらに好ましくは0.1〜5重量部であり、特に好ましくは0.1〜1重量部である。 In the conductive paste of the present invention, the content of (B) metal powder is preferably 0.01 to 20 parts by weight, more preferably 0.05 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A) conductive filler. Parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight, and particularly preferably 0.1 to 1 part by weight.
<(C)ガラスフリット>
本発明のビアホール充填用導電性ペーストは、上述の所定の(A)導電性フィラー及び(B)金属粉に加えて、(C)ガラスフリットをさらに含むことができる。ただし、(C)ガラスフリットは任意成分である。したがって、本発明の導電性ペーストは、ガラスフリットを含まないことができる。ガラスフリットは絶縁体であることから、低い電気抵抗のビアを得るためには、ビアホール充填用導電性ペーストは、ガラスフリットを含まないことが好ましい。ただし、ビアホールの側面と、ビアホール内の導電性ペーストの焼成体との間で、より安定した高い密着強度を得るためには、ビアホール充填用導電性ペーストが、ガラスフリットを含むことが好ましい。
<(C) Glass frit>
The conductive paste for filling via holes of the present invention can further contain (C) glass frit in addition to the above-mentioned predetermined (A) conductive filler and (B) metal powder. However, (C) glass frit is an optional component. Therefore, the conductive paste of the present invention can contain no glass frit. Since the glass frit is an insulator, it is preferable that the conductive paste for filling the via hole does not contain the glass frit in order to obtain a via having a low electric resistance. However, in order to obtain more stable and high adhesion strength between the side surface of the via hole and the sintered body of the conductive paste in the via hole, the via hole filling conductive paste preferably contains glass frit.
本発明の導電性ペーストがガラスフリットをさらに含む場合、ガラスフリットは、線膨張係数αが、60×10−7/℃以下であることが好ましく、50×10−7/℃以下であることがより好ましい。本発明の導電性ペーストが、所定の範囲の低い線膨張係数αを有することにより、ビアホールに充填したときに、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することを、より確実にできる。 When the conductive paste of the present invention further contains glass frit, the glass frit preferably has a linear expansion coefficient α of 60 × 10 −7 / ° C. or less, and preferably 50 × 10 −7 / ° C. or less. More preferred. Since the conductive paste of the present invention has a low linear expansion coefficient α in a predetermined range, it is possible to more reliably reduce the problem of peeling from the side surface of the via hole when the via hole is filled.
本発明の導電性ペーストに含まれるガラスフリットの材料は、所定の線膨張係数αを有する限り、特に限定されない。所定の線膨張係数αを有するガラスフリットとして、例えば、亜鉛系ガラスフリット及びアルミニウム系ガラスフリットを挙げることができる。亜鉛系ガラスフリットは、ガラスフリット100質量部に対してZnOを30質量%以上80質量%以下含むガラスフリットであり、好ましくは40質量%以上70質量%以下含む。亜鉛系ガラスフリットは、その他成分として、SiO2、B2O3、Bi2O3、Li2O、Al2O3、及びZrO2等の酸化物を含んでいてもよい。アルミニウム系ガラスフリットは、ガラスフリット100質量部に対してAl2O3を5質量%以上50質量%以下含むガラスフリットであり、好ましくは5質量%以上30質量%以下含む。アルミニウム系ガラスフリットは、その他成分として、SiO2、B2O3、Bi2O3、ZnO、BaO、及びCaO等の酸化物を含んでいてもよい。 The material of the glass frit contained in the conductive paste of the present invention is not particularly limited as long as it has a predetermined linear expansion coefficient α. Examples of the glass frit having a predetermined linear expansion coefficient α include zinc-based glass frit and aluminum-based glass frit. The zinc-based glass frit is a glass frit containing 30% by mass to 80% by mass of ZnO with respect to 100 parts by mass of the glass frit, preferably 40% by mass to 70% by mass. The zinc-based glass frit may contain oxides such as SiO 2 , B 2 O 3 , Bi 2 O 3 , Li 2 O, Al 2 O 3 , and ZrO 2 as other components. The aluminum-based glass frit is a glass frit containing 5% by mass or more and 50% by mass or less of Al 2 O 3 with respect to 100 parts by mass of the glass frit, preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less. The aluminum-based glass frit may contain oxides such as SiO 2 , B 2 O 3 , Bi 2 O 3 , ZnO, BaO, and CaO as other components.
本発明の導電性ペーストに含まれるガラスフリットとしては、所定の亜鉛系ガラスフリットであることが好ましい。これは、アルミニウム系ガラスフリットに比べ亜鉛系ガラスフリットの方が融点が低いことによる。亜鉛系ガラスフリットの成分組成は、SiO2−B2O3−ZnOであり、ZnO含有率が40〜70重量%であることが好ましい。このような亜鉛系ガラスフリットを用いると、導電性ペーストの線膨張係数αを著しく小さくできる。これにより、導電性ペーストとセラミック基板との焼成収縮率の差が小さくなるため、ビアホールの側面と、ビアホール内の導電性ペーストの焼成体との間で、剥離も生じず、より安定した高い密着強度を得ることができる。 The glass frit contained in the conductive paste of the present invention is preferably a predetermined zinc-based glass frit. This is because the melting point of the zinc-based glass frit is lower than that of the aluminum-based glass frit. The component composition of the zinc-based glass frit is SiO 2 —B 2 O 3 —ZnO, and the ZnO content is preferably 40 to 70% by weight. When such a zinc-based glass frit is used, the linear expansion coefficient α of the conductive paste can be remarkably reduced. This reduces the difference in firing shrinkage between the conductive paste and the ceramic substrate, so that there is no separation between the side surface of the via hole and the fired body of the conductive paste in the via hole, and more stable and high adhesion. Strength can be obtained.
ガラスフリットの粒子の形状は、特に限定されず、例えば球状、又は不定形等のものを用いることができる。 The shape of the glass frit particles is not particularly limited, and for example, a spherical shape or an irregular shape can be used.
ガラスフリットの軟化点は、好ましくは300℃以上、より好ましくは400℃以上850℃以下である。さらに好ましくは400℃以上700℃以下である。ガラスフリットの軟化点が低いことにより、Agの焼結が促進され、抵抗値が低くなり、セラミックとの密着強度も向上する。ガラスフリットの軟化点は、熱重量測定装置(例えば、BRUKER AXS社製、TG−DTA2000SA)を用いて測定することができる。 The softening point of the glass frit is preferably 300 ° C. or higher, more preferably 400 ° C. or higher and 850 ° C. or lower. More preferably, it is 400 degreeC or more and 700 degrees C or less. Since the softening point of the glass frit is low, the sintering of Ag is promoted, the resistance value is lowered, and the adhesion strength with the ceramic is also improved. The softening point of the glass frit can be measured using a thermogravimetric measuring device (for example, TG-DTA2000SA manufactured by BRUKER AXS).
ガラスフリットの粒径(平均粒径D50)は、好ましくは0.1〜20μm、より好ましくは0.2〜10μm、最も好ましくは0.5〜5μmである。 The particle size (average particle size D50) of the glass frit is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.2 to 10 μm, and most preferably 0.5 to 5 μm.
本発明の導電性ペーストにおいて、(C)ガラスフリットの含有量は、(A)導電性フィラー100重量部に対して、好ましくは0.01〜5重量部であり、より好ましくは0.05〜3重量部であり、さらに好ましくは0.1〜1重量部である。 In the conductive paste of the present invention, the content of (C) glass frit is preferably 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.05 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A) conductive filler. 3 parts by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight.
<樹脂成分>
本発明の導電性ペーストは、樹脂成分を含むことができる。樹脂成分は、導電性ペースト中において(A)導電性フィラー及び(B)金属粉をつなぎあわせるものである。なお樹脂成分は、導電性ペーストの焼成時に焼失する。樹脂成分としては、特に限定するものではないが、例えば、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いることができる。
<Resin component>
The conductive paste of the present invention can contain a resin component. The resin component joins (A) the conductive filler and (B) the metal powder in the conductive paste. The resin component is burned off when the conductive paste is fired. Although it does not specifically limit as a resin component, For example, a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used.
熱可塑性樹脂としては、例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、及びヒドロキシプロピルセルロース等を挙げることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ビニルエステル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、及びポリイミド樹脂等を挙げることができる。これらの樹脂は、樹脂成分として、単独で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。本発明の導電性ペーストに含まれる樹脂成分として、エチルセルロース樹脂を好ましく用いることができる。 Examples of the thermoplastic resin include cellulose resins such as ethyl cellulose and nitrocellulose, acrylic resins, alkyd resins, saturated polyester resins, butyral resins, polyvinyl alcohol, and hydroxypropyl cellulose. Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, urethane resins, vinyl ester resins, silicone resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins, and polyimide resins. These resins may be used alone as a resin component, or two or more kinds may be mixed and used. As the resin component contained in the conductive paste of the present invention, an ethyl cellulose resin can be preferably used.
本発明の導電性ペーストにおいて、樹脂成分の含有量は、(A)導電性フィラー100重量部に対して、好ましくは0.2〜30重量部であり、より好ましくは、0.5〜5重量部である。導電性ペースト中の樹脂成分の含有量が上記の範囲内の場合、導電性ペーストの基板への印刷性が向上し、微細なパターンを高精度に形成することができる。 In the conductive paste of the present invention, the content of the resin component is preferably 0.2 to 30 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the (A) conductive filler. Part. When the content of the resin component in the conductive paste is within the above range, the printability of the conductive paste on the substrate is improved, and a fine pattern can be formed with high accuracy.
<その他成分>
本発明の導電性ペーストは、粘度調整等のために、溶媒を含有してもよい。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコール(IPA)等のアルコール類、酢酸エチレン等の有機酸類、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等のN−アルキルピロリドン類、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)等のアミド類、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン類、テルピネオール(TEL)、ブチルカルビトール(BC)並びにブチルカルビトールアセテート(BCA)等が挙げられる。
<Other ingredients>
The conductive paste of the present invention may contain a solvent for viscosity adjustment and the like. Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol (IPA), organic acids such as ethylene acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and the like. N-alkylpyrrolidones, amides such as N, N-dimethylformamide (DMF), ketones such as methyl ethyl ketone (MEK), terpineol (TEL), butyl carbitol (BC) and butyl carbitol acetate (BCA) Can be mentioned.
溶媒の含有量は、特に限定されない。導電性ペーストを適切な粘度に溶媒の含有量を調整するができる。一般的には、適切な粘度の導電性ペーストを得るために、溶媒の含有量は、(A)導電性フィラー100重量部に対して、好ましくは1〜50重量部、より好ましくは2〜20重量部、さらに好ましくは5〜10重量部である。 The content of the solvent is not particularly limited. The content of the solvent can be adjusted to an appropriate viscosity for the conductive paste. In general, in order to obtain a conductive paste having an appropriate viscosity, the content of the solvent is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 2 to 20 parts per 100 parts by weight of the (A) conductive filler. Part by weight, more preferably 5 to 10 parts by weight.
本発明の導電性ペーストの粘度は、好ましくは50〜700Pa・s(せん断速度:4.0sec−1)であり、より好ましくは100〜300Pa・s(せん断速度:4.0sec−1)である。導電性ペーストの粘度がこの範囲に調整されることによって、導電性ペーストのセラミック基板上のビアホールへの印刷性及び/又は作業性が良好になり、導電性ペーストを均一にセラミック基板上のビアホールへ印刷することが可能になる。 The viscosity of the conductive paste of the present invention is preferably 50 to 700 Pa · s (shear rate: 4.0 sec −1 ), more preferably 100 to 300 Pa · s (shear rate: 4.0 sec −1 ). . By adjusting the viscosity of the conductive paste to this range, the printability and / or workability of the conductive paste to the via hole on the ceramic substrate is improved, and the conductive paste is uniformly transferred to the via hole on the ceramic substrate. It becomes possible to print.
本発明の導電性ペーストは、その他の添加剤、例えば、分散剤、レオロジー調整剤、及び/又は顔料などを含有してもよい。 The conductive paste of the present invention may contain other additives such as a dispersant, a rheology modifier, and / or a pigment.
本発明の導電性ペーストは、さらに、可塑剤、及び/又は消泡剤などを含有してもよい。 The conductive paste of the present invention may further contain a plasticizer and / or an antifoaming agent.
本発明の導電性ペーストは、上記の各成分を、例えば、ライカイ機、ポットミル、三本ロールミル、回転式混合機、又は二軸ミキサー等を用いて混合することで製造することができる。 The conductive paste of the present invention can be produced by mixing the above-described components using, for example, a likai machine, a pot mill, a three-roll mill, a rotary mixer, or a twin screw mixer.
本発明の導電性ペーストは、一般的な導電性ペーストの用途、例えば、電子部品の回路の形成や電極の形成、電子部品の基板への接合、スルーホール実装、ビア埋め用、及びヒートシンクの形成等に用いることが可能である。例えば、プリント配線板の導体回路の形成に用いることができる。本発明の導電性ペーストをビアホールに充填したときに、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することができる。したがって、本発明の導電性ペーストは、ビアホール充填用として、特に好ましく用いることができる。 The conductive paste of the present invention is used for general conductive pastes, for example, formation of electronic component circuits and electrodes, bonding of electronic components to a substrate, through-hole mounting, via filling, and heat sink formation. Etc. can be used. For example, it can be used for forming a conductor circuit of a printed wiring board. When the via paste is filled with the conductive paste of the present invention, the problem of peeling from the side surface of the via hole can be reduced. Therefore, the conductive paste of the present invention can be particularly preferably used for filling via holes.
本発明の導電性ペーストは、ビアホール充填用として、下記のように用いることができる。すなわち、まず、上記実施形態の導電性ペーストを、例えばセラミック基板(例えば、アルミナ基板、又は窒化アルミニウム基板)のビアホールが形成された部分に塗布する。塗布方法は任意であり、例えば、ディスペンス、ジェットディスペンス、孔版印刷、スクリーン印刷、ピン転写、又はスタンピングなどの公知の方法を用いて塗布することができる。簡便性の観点から、塗布方法はスクリーン印刷であることが好ましい。 The conductive paste of the present invention can be used for filling via holes as follows. That is, first, the conductive paste of the above-described embodiment is applied to a portion of a ceramic substrate (for example, an alumina substrate or an aluminum nitride substrate) where via holes are formed. The application method is arbitrary, and can be applied using a known method such as dispensing, jet dispensing, stencil printing, screen printing, pin transfer, or stamping. From the viewpoint of simplicity, the coating method is preferably screen printing.
アルミナ基板、又は窒化アルミニウム基板上の所定の場所に導電性ペーストを塗布した後、基板を焼成炉等に投入する。そして、基板上に塗布された導電性ペーストを、500〜1000℃、より好ましくは600〜1000℃、さらに好ましくは600〜900℃で焼成する。これにより、導電性ペーストに含まれる導電性フィラーが焼結し、金属粉は酸化し、導電性ペーストに含まれる溶剤成分は300℃以下で蒸発し、樹脂成分は400℃〜600℃で焼失し、ビアホールの内部に導電性ペーストの焼成体を形成する。得られた焼成体は、ビアホールの側面との密着性を確保することができるので、焼成体が、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することができる。 After applying a conductive paste to a predetermined place on an alumina substrate or an aluminum nitride substrate, the substrate is put into a firing furnace or the like. And the electrically conductive paste apply | coated on the board | substrate is baked at 500-1000 degreeC, More preferably, it is 600-1000 degreeC, More preferably, it is 600-900 degreeC. Thereby, the conductive filler contained in the conductive paste is sintered, the metal powder is oxidized, the solvent component contained in the conductive paste is evaporated at 300 ° C. or less, and the resin component is burned out at 400 ° C. to 600 ° C. Then, a fired body of the conductive paste is formed inside the via hole. Since the obtained fired body can ensure adhesion to the side surface of the via hole, the problem that the fired body peels from the side surface of the via hole can be reduced.
本発明の導電性ペーストの焼成体が、ビアホールの側面との密着性を確保することの理由は、次のように推論することができる。ただし、本発明はこの推論に拘束されるものではない。 The reason why the fired body of the conductive paste of the present invention ensures adhesion to the side surface of the via hole can be inferred as follows. However, the present invention is not limited to this reasoning.
本発明の導電性ペーストの焼成体には、所定の(A)導電性フィラー、及び所定の(B)金属粉を含む。導電性フィラーのタップ密度は高いので、焼成の際の熱収縮を抑制することができると考えられる。また、導電性フィラーのタップ密度は高いことにより、ビアホール内の焼結体の比抵抗を下げることにも寄与していると考えられる。また、本発明の導電性ペーストに含まれる所定の金属粉は、融点で溶融し、焼成の際に酸化して、酸化物を形成し、体積膨張すると考えられる。そのため、仮に導電性フィラーの体積が熱収縮したとしても、金属粉が存在することにより、焼成体の体積変化を抑制することができると考えられる。この結果、焼成の際に形成したビアホールの側面との密着性を損なうことなく、焼成工程を終了することができるものと考えられる。このため、(B)金属粉の材料は、融点が200℃〜700℃の金属からなる粉末であるが、融点が600℃以下であると、焼成の際の体積膨張がより早く起こるため好ましい。また、導電性ペーストに含まれる樹脂成分の焼失後に(B)金属粉の体積膨張が起こることが好ましいことを考慮すると、金属粉の材料は、融点が450℃〜600℃の金属からなる粉末であることが特に好ましい。 The fired body of the conductive paste of the present invention contains a predetermined (A) conductive filler and a predetermined (B) metal powder. Since the tap density of the conductive filler is high, it is considered that heat shrinkage during firing can be suppressed. Moreover, it is considered that the high tap density of the conductive filler contributes to lowering the specific resistance of the sintered body in the via hole. In addition, it is considered that the predetermined metal powder contained in the conductive paste of the present invention melts at the melting point, oxidizes during firing, forms an oxide, and expands in volume. Therefore, even if the volume of the conductive filler is thermally contracted, it is considered that the volume change of the fired body can be suppressed by the presence of the metal powder. As a result, it is considered that the firing step can be completed without impairing the adhesion with the side surface of the via hole formed during firing. For this reason, the material of the metal powder (B) is a powder made of a metal having a melting point of 200 ° C. to 700 ° C., but a melting point of 600 ° C. or less is preferable because volume expansion during firing occurs faster. Moreover, considering that it is preferable that the volume expansion of the metal powder (B) occurs after the resin component contained in the conductive paste is burned out, the material of the metal powder is a powder made of a metal having a melting point of 450 ° C. to 600 ° C. It is particularly preferred.
また、本発明の導電性ペーストが、所定の(C)ガラスフリットを含む場合には、ガラスフリットによりビアホールの側面との密着性を補助することができるものと考えられる。 Further, when the conductive paste of the present invention contains a predetermined (C) glass frit, it is considered that the glass frit can assist the adhesion with the side surface of the via hole.
以上述べたことから、本発明の導電性ペーストを用いれば、焼成工程において、焼成体がビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することができるものといえる。ただし、本発明は、上述の推論に拘束されるものではない。 From the foregoing, it can be said that the use of the conductive paste of the present invention can reduce the problem that the fired body is peeled off from the side surface of the via hole in the firing step. However, the present invention is not limited to the above reasoning.
以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[導電性ペーストの製造]
表2〜4に、実施例及び比較例の材料の配合を示す。表2〜4に示される配合割合は、(A)導電性フィラー100重量部に対する重量部である。
[Manufacture of conductive paste]
Tables 2 to 4 show the blending of the materials of Examples and Comparative Examples. The compounding ratio shown by Tables 2-4 is a weight part with respect to 100 weight part of (A) electroconductive filler.
<(A)導電性フィラー>
(A)導電性フィラーとして、下記の銀粒子A1、A2及びA3の3種類を、表2〜4に示す配合で用いた。
銀粒子A1: タップ密度6.7g/cm3の銀粒子(平均粒子径D50:3μm、粒子形状:球状)
銀粒子A2: タップ密度5.3g/cm3の銀粒子(平均粒子径D50:5μm、粒子形状:球状)
銀粒子A3: タップ密度4.1g/cm3の銀粒子(平均粒子径D50:1μm、粒子形状:球状)
<(A) Conductive filler>
(A) As a conductive filler, the following three types of silver particles A1, A2 and A3 were used in the formulations shown in Tables 2 to 4.
Silver particles A1: Silver particles with a tap density of 6.7 g / cm 3 (average particle diameter D50: 3 μm, particle shape: spherical)
Silver particle A2: Silver particle having a tap density of 5.3 g / cm 3 (average particle diameter D50: 5 μm, particle shape: spherical)
Silver particle A3: Silver particle having a tap density of 4.1 g / cm 3 (average particle diameter D50: 1 μm, particle shape: spherical)
銀粒子A1、A2及びA3のタップ密度は、次のようにして測定した。すなわち、メスシリンダ(10ml用)に、10gの銀粒子を入れ、タッピング装置で400回、タップした。なお、タップは、高さ20mmで、100回/分のタップ速度により行った。タップした後、銀粒子の容量を、メスシリンダの目盛を読み取ることにより、測定した。銀粒子の仕込み量及びタップした後の容量から、タップ密度を得た。測定には、タップ密度測定装置として、蔵持科学器械製作所製のKRS‐406を用いた。 The tap density of the silver particles A1, A2 and A3 was measured as follows. That is, 10 g of silver particles was put into a measuring cylinder (for 10 ml) and tapped 400 times with a tapping device. The tap was performed at a tap speed of 100 times / minute with a height of 20 mm. After tapping, the capacity of the silver particles was measured by reading the scale of the graduated cylinder. The tap density was obtained from the charged amount of silver particles and the capacity after tapping. For the measurement, KRS-406 manufactured by Kuramotsu Scientific Instruments was used as a tap density measuring device.
<(B)金属粉>
(B)金属粉として、表1に示す金属粉B1〜B6の6種類を、表2〜4に示す配合で用いた。
<(B) Metal powder>
(B) Six types of metal powders B1 to B6 shown in Table 1 were used as metal powders in the formulations shown in Tables 2 to 4.
<(C)ガラスフリット>
ガラスフリットとして、下記のガラスフリットC1〜C4の4種類を、表2〜4に示す配合で用いた。
ガラスフリットC1: 亜鉛系ガラスフリット(成分組成:SiO2−B2O3−ZnO、ZnO含有率:50〜60重量%、線膨張係数α:40×10−7/℃、平均粒径1.1μm、軟化点635℃)
ガラスフリットC2: 亜鉛系ガラスフリット(成分組成:SiO2−B2O3−ZnO、ZnO含有率:60〜70重量%、線膨張係数α:40×10−7/℃、平均粒径2μm、軟化点660℃)
ガラスフリットC3: アルミニウム系ガラスフリット(成分組成:SiO2−B2O3−Al2O3、Al2O3、含有率:5〜30重量%、線膨張係数α:51×10−7/℃、平均粒径2μm、軟化点775℃)
ガラスフリットC4: アルミニウム系ガラスフリット(成分組成:SiO2−B2O3−Al2O3、Al2O3、含有率:5〜30重量%、線膨張係数α:53×10−7/℃、平均粒径2μm、軟化点800℃)
<(C) Glass frit>
As the glass frit, the following four types of glass frit C1 to C4 were used in the formulations shown in Tables 2 to 4.
Glass frit C1: Zinc-based glass frit (component composition: SiO 2 —B 2 O 3 —ZnO, ZnO content: 50 to 60% by weight, linear expansion coefficient α: 40 × 10 −7 / ° C., average particle size 1. 1μm, softening point 635 ° C)
Glass frit C2: Zinc-based glass frit (component composition: SiO 2 —B 2 O 3 —ZnO, ZnO content: 60 to 70 wt%, linear expansion coefficient α: 40 × 10 −7 / ° C., average particle diameter 2 μm, (Softening point 660 ° C)
Glass frit C3: Aluminum-based glass frit (component composition: SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 , Al 2 O 3 , content: 5 to 30% by weight, linear expansion coefficient α: 51 × 10 −7 / ℃, average particle size 2μm, softening point 775 ℃)
Glass frit C4: Aluminum-based glass frit (component composition: SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 , Al 2 O 3 , content: 5 to 30% by weight, linear expansion coefficient α: 53 × 10 −7 / ℃, average particle size 2μm, softening point 800 ℃)
<樹脂成分>
実施例及び比較例の導電性ペーストには、樹脂成分として、エチルセルロース樹脂(ダウ・ケミカル製、製品名:エトセル(STD−45))を配合した。表2〜4に、エチルセルロース樹脂の配合量を示す。
<Resin component>
In the conductive pastes of Examples and Comparative Examples, ethyl cellulose resin (manufactured by Dow Chemical, product name: Etcel (STD-45)) was blended as a resin component. In Tables 2-4, the compounding quantity of ethylcellulose resin is shown.
<溶剤>
本発明の実施例及び比較例の導電性ペーストには、溶剤として、ブチルカルビトール(大伸化学株式会社製、製品名:ブチルカルビトール)を配合した。表2〜4に、ブチルカルビトールの配合量を示す。
<Solvent>
The conductive pastes of Examples and Comparative Examples of the present invention were mixed with butyl carbitol (manufactured by Daishin Chemical Co., Ltd., product name: butyl carbitol) as a solvent. Tables 2 to 4 show the blending amounts of butyl carbitol.
次に、上述の所定の重量割合の材料を、プラネタリーミキサーで混合し、さらに三本ロールミルで分散し、ペースト化することによって、実施例及び比較例の導電性ペーストを製造した。得られた実施例及び比較例の導電性ペーストの粘度は、110〜150Pa・s(せん断速度:4.0sec−1)だった。いずれも、ビアホールへの導電性ペーストの印刷が可能な粘度だった。 Next, the conductive pastes of Examples and Comparative Examples were manufactured by mixing the materials of the above-described predetermined weight ratio with a planetary mixer, further dispersing with a three-roll mill, and forming a paste. The viscosity of the obtained conductive pastes of Examples and Comparative Examples was 110 to 150 Pa · s (shear rate: 4.0 sec −1 ). In all cases, the viscosity was such that the conductive paste could be printed in the via hole.
[配線の比抵抗の測定]
実施例及び比較例の導電性ペーストを焼成して得られた導電膜の比抵抗(電気抵抗率)を測定した。この比抵抗は、導電性ペーストをビアホールに埋め込み焼成したときの焼成体の比抵抗と同様の値だといえる。
[Measurement of wiring resistivity]
The specific resistance (electric resistivity) of the conductive films obtained by firing the conductive pastes of Examples and Comparative Examples was measured. This specific resistance can be said to be the same value as the specific resistance of the fired body when the conductive paste is embedded and fired in the via hole.
実施例及び比較例の比抵抗は、以下の手順で測定した。すなわち、幅20mm、長さ20mm、厚さ1mmのアルミナ基板を準備した。この基板上に、325メッシュのステンレス製スクリーンを用いて、図2に示すような導電性ペーストからなるパターンを印刷した。 The specific resistances of the examples and comparative examples were measured by the following procedure. That is, an alumina substrate having a width of 20 mm, a length of 20 mm, and a thickness of 1 mm was prepared. A pattern made of a conductive paste as shown in FIG. 2 was printed on this substrate using a 325 mesh stainless steel screen.
次に、基板上に塗布した実施例及び比較例の導電性ペーストからなるパターンを、850℃で10分間キープ、トータル焼成時間60分で焼成し、比抵抗測定用試料を得た。具体的には、所定のパターンを表面に印刷した基板を、焼成炉(光洋サーモシステム株式会社製 メッシュベルト式連続炉)を用いて、大気中で上述の条件により焼成した。焼成後の導電膜パターンの膜厚を測定した。 Next, the patterns made of the conductive pastes of Examples and Comparative Examples applied on the substrate were baked at 850 ° C. for 10 minutes and the total baking time was 60 minutes to obtain a sample for measuring specific resistance. Specifically, a substrate having a predetermined pattern printed on its surface was baked under the above conditions in the atmosphere using a baking furnace (mesh belt type continuous furnace manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd.). The film thickness of the conductive film pattern after firing was measured.
実施例及び比較例の導電性ペーストを加熱して得られた、比抵抗測定用試料の導電膜パターン(図2参照)の電気抵抗を、東陽テクニカ社製マルチメーター2001型を用いて、4端子法で測定した。得られた電気抵抗値と、電気抵抗値を測定したパターン形状及び膜厚とから、導電膜の比抵抗を算出した。表2〜4の「配線の比抵抗」欄に、実施例及び比較例の導電性ペーストの導電膜パターンの測定結果を示す。 The electric resistance of the conductive film pattern (see FIG. 2) of the specific resistance measurement sample obtained by heating the conductive pastes of the example and the comparative example is 4 terminals using a multimeter type 2001 manufactured by Toyo Corporation. Measured by the method. The specific resistance of the conductive film was calculated from the obtained electric resistance value and the pattern shape and film thickness obtained by measuring the electric resistance value. The measurement results of the conductive film patterns of the conductive pastes of Examples and Comparative Examples are shown in the “specific resistance of wiring” column of Tables 2 to 4.
なお、比抵抗測定用試料として、同じ条件のものを4個作製し、測定値は4個の平均値として求めた。比抵抗が、4.5μΩ・cm以下の場合には、その導電性ペーストをビアホール充填用として使用することが許容できる。比抵抗が、4.0μΩ・cm以下の場合には、その導電性ペーストをビアホール充填用として、良好に使用することができる。比抵抗が、3.5μΩ・cm以下の場合には、その導電性ペーストをビアホール充填用として、特に良好に使用することができる。比抵抗が、3.0μΩ・cm以下の場合には、その導電性ペーストをビアホール充填用として、極めて良好に使用することができる。 Note that four samples with the same conditions were prepared as specific resistance measurement samples, and the measured values were obtained as an average value of the four samples. When the specific resistance is 4.5 μΩ · cm or less, it is acceptable to use the conductive paste for filling via holes. When the specific resistance is 4.0 μΩ · cm or less, the conductive paste can be favorably used for filling via holes. When the specific resistance is 3.5 μΩ · cm or less, the conductive paste can be used particularly well for filling via holes. When the specific resistance is 3.0 μΩ · cm or less, the conductive paste can be used extremely well for filling via holes.
表2〜4から明らかなように、本発明の実施例1〜15の導電性ペーストを用いて形成した導電膜の比抵抗は、2.4μΩ・cm(実施例7)〜3.5μΩ・cm(実施例9)の範囲だった。したがって、本発明の実施例の導電性ペーストは、ビアホール充填用として、特に良好に使用することができる比抵抗の値だといえる。なお、表4から明らかなように、比較例1〜4の導電性ペーストを用いて形成した導電膜の比抵抗も、すべて3.5μΩ・cm以下だった。したがって、比較例1〜4の導電性ペーストも、比抵抗の点では問題がないといえる。 As is apparent from Tables 2 to 4, the specific resistance of the conductive films formed using the conductive pastes of Examples 1 to 15 of the present invention is 2.4 μΩ · cm (Example 7) to 3.5 μΩ · cm. It was the range of (Example 9). Therefore, it can be said that the conductive paste of the example of the present invention has a specific resistance value that can be used particularly well for filling via holes. As is clear from Table 4, the specific resistances of the conductive films formed using the conductive pastes of Comparative Examples 1 to 4 were all 3.5 μΩ · cm or less. Therefore, it can be said that the conductive pastes of Comparative Examples 1 to 4 have no problem in terms of specific resistance.
[ビア埋め後の剥がれの有無]
実施例及び比較例の導電性ペーストを、厚さ270μmのセラミック基板の貫通孔(ビアホール、直径250μm)に、スクリーン印刷法により充填した。ビアホールに充填した導電性ペーストを、850℃で10分間キープ、トータル焼成時間60分で焼成することにより、ビアホール内に焼成体を形成した。具体的には、所定のパターンを表面に印刷した基板を、焼成炉(光洋サーモシステム株式会社製 メッシュベルト式連続炉)を用いて、大気中で上述の温度及び加熱時間の条件により焼成した。
[Presence of peeling after via filling]
The through-holes (via holes, diameter 250 μm) of the ceramic substrate having a thickness of 270 μm were filled with the conductive pastes of Examples and Comparative Examples by screen printing. The conductive paste filled in the via hole was kept at 850 ° C. for 10 minutes and fired for a total firing time of 60 minutes, thereby forming a fired body in the via hole. Specifically, a substrate having a predetermined pattern printed on the surface thereof was baked in the atmosphere under the above-described temperature and heating time conditions using a baking furnace (mesh belt type continuous furnace manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd.).
焼成体のビアホール側面からの剥がれの様子を観察するために、ビアホールのほぼ中心の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により、250倍の倍率で観察した。図3に、焼成体のビアホール側面からの剥がれの様子を観察するための、ビアホールの断面のSEM写真の一例を示す。一部でも焼成体がビアホール側面からの剥がれている場合(図3の右の写真のような場合)には、表2〜4の「ビア埋め後の剥がれの有無」欄に「有」と記載した。焼成体がビアホール側面からの剥がれていることが観察されなかった場合(図3の左の写真のような場合)には、「ビア埋め後の剥がれの有無」欄に「無」と記載した。 In order to observe the state of peeling of the fired body from the side surface of the via hole, a cross section at the substantially center of the via hole was observed with a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 250 times. FIG. 3 shows an example of a SEM photograph of the cross section of the via hole for observing the state of peeling of the fired body from the side surface of the via hole. If any part of the fired body is peeled off from the side of the via hole (as shown in the photo on the right in Fig. 3), enter "Yes" in the "Presence of peeling after filling via" column in Tables 2-4. did. When it was not observed that the fired body was peeled off from the side surface of the via hole (as shown in the left photograph of FIG. 3), “None” was entered in the “Presence or absence of peeling after via filling” column.
表2〜4から明らかなように、本発明の実施例1〜15の導電性ペーストを用いて形成したビアホールの焼成体では、ビアホール側面からの剥がれていることが観察されなかった。したがって、本発明の導電性ペーストを用いることにより、ビアホールに充填したときに、ビアホールの側面から剥離するという不具合を低減することができるといえる。 As is clear from Tables 2 to 4, in the fired body of the via hole formed using the conductive pastes of Examples 1 to 15 of the present invention, no peeling from the side surface of the via hole was observed. Therefore, it can be said that the use of the conductive paste of the present invention can reduce the problem of peeling from the side surface of the via hole when the via hole is filled.
一方、表4から明らかなように、比較例1〜4の導電性ペーストを用いて形成したビアホールの焼成体では、少なくとも一部がビアホール側面からの剥がれていることが観察された。したがって、比較例1〜4の導電性ペーストを用いた場合には、ビアホールに充填したときに、ビアホールの側面から剥離するという不具合を発生する恐れが高いといえる。 On the other hand, as is clear from Table 4, it was observed that at least a part of the fired body of the via hole formed using the conductive pastes of Comparative Examples 1 to 4 was peeled from the side surface of the via hole. Therefore, when the conductive pastes of Comparative Examples 1 to 4 are used, it can be said that there is a high possibility that a problem of peeling from the side surface of the via hole occurs when the via hole is filled.
10 基板
12 ビアホール
20、20b 焼成体
22 表面配線
24 裏面配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate 12 Via hole 20, 20b Fired body 22 Front surface wiring 24 Back surface wiring
Claims (5)
(B)融点が200℃〜700℃の金属粉と
を含むことを特徴とするビアホール充填用導電性ペースト。 (A) a conductive filler having a tap density of 4.5 g / cm 3 or more;
(B) A conductive paste for filling via holes, comprising metal powder having a melting point of 200 ° C. to 700 ° C.
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