JP2020017423A - 導電性ペースト - Google Patents
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Abstract
Description
図13は、チップ抵抗器100の断面構造の一例を示す。チップ抵抗器100は、矩形のアルミナ基板102を有しており、アルミナ基板102の上面には、抵抗体104と、抵抗体104から電気を取り出すための取り出し電極106が形成されている。また、アルミナ基板102の下面には、チップ抵抗器100を基板へ実装するための下面電極108が形成されている。さらに、アルミナ基板102の端面には、取り出し電極106と下面電極108とを接続するための接続電極110が形成されている。取り出し電極106及び下面電極108は、アルミナ基板102の上面及び下面に導電性ペーストを印刷によって塗布した後に焼成することでそれぞれ形成される。取り出し電極106、下面電極108、及び接続電極110の上には、ニッケルめっき膜112及びスズめっき膜114が形成されるのが一般的である。
(1)(A)銀粉と、(B)ガラスフリットと、(C)シリカフィラーと、(D)熱可塑性樹脂と、を含有し、
前記(B)ガラスフリットは、SiO2とTiO2を含み、
前記(B)ガラスフリットに含まれるSiO2と、前記(C)シリカフィラーに含まれるSiO2の質量比率が、1:(0.25〜1.6)であり、
前記(B)ガラスフリットの含有量は、前記(A)銀粉100質量部に対して20質量部未満であることを特徴とする、導電性ペースト。
本発明の実施形態に係る導電性ペーストは、(A)銀粉と、(B)ガラスフリットと、(C)シリカフィラーと、(D)熱可塑性樹脂と、を含有する。(B)ガラスフリットは、SiO2とTiO2を含む。(B)ガラスフリットに含まれるSiO2と、(C)シリカフィラーに含まれるSiO2の質量比率は、1:(0.25〜1.6)である。(B)ガラスフリットの含有量は、(A)銀粉100質量部に対して20質量部未満である。
本実施形態の導電性ペーストは、導電性粒子として(A)銀粉を含む。銀粉としては、銀または銀を含む合金からなる粉末を用いることができる。銀粉粒子の形状は、特に限定されず、例えば、球状、粒状、フレーク状、あるいは鱗片状の銀粉粒子を用いることが可能である。
本実施形態の導電性ペーストは、(B)ガラスフリットを含有する。(B)ガラスフリットは、SiO2及びTiO2を含む。導電性ペーストが(B)ガラスフリットを含有することによって、導電性ペーストを焼成して得られる電極の基板への密着強度が向上する。ガラスフリットは、特に限定されるものではないが、好ましくは軟化点300℃以上、より好ましくは軟化点400〜900℃、さらに好ましくは軟化点500〜800℃のガラスフリットを用いることができる。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。
本実施形態の導電性ペーストは、(C)シリカフィラーを含有する。シリカフィラーは、例えば、半導体封止材料として市販されている球状シリカ(SiO2)粒子を用いることができる。シリカフィラーの形状は、球状以外の形状であってもよい。シリカフィラーの製造方法は特に制限されるものではなく、溶射法などの公知の方法によって製造されたシリカフィラーを用いることができる。シリカフィラーの平均粒径は、20nm以上5μm以下であることが好ましい。ここでいう平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により得られる体積基準メジアン径(d50)を意味する。
本実施形態の導電性ペーストは、(D)熱可塑性樹脂を含有する。熱可塑性樹脂は、導電性ペースト中において銀粉同士をつなぎあわせるものであり、かつ、導電性ペーストの焼成時に焼失するものであればよい。
これらの樹脂は、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。
導電性ペースト中の熱可塑性樹脂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塗布性が向上し、微細な電極を高精度に形成することができる。一方、熱可塑性樹脂の含有量が上記の範囲を超えると、導電性ペースト中に含まれる熱可塑性樹脂の量が多すぎるため、微細な電極を高精度に形成することができず、かつ焼成後に得られる電極の緻密性が低下し、抵抗値も上昇する場合がある。
本実施形態の導電性ペーストは、(E)溶剤を含んでもよい。
溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、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、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)等の環状カーボネート類、及び水等が挙げられる。
溶剤の含有量は、特に限定されないが、(A)銀粉100質量部に対して、好ましくは1〜100質量部、より好ましくは5〜60質量部である。
まず、導電性ペーストを基板上に塗布する。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、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。
[導電性ペーストの調製]
以下の(A)〜(F)成分を、以下の表1〜2に示す割合で混合して導電性ペーストを調製した。なお、表1〜2に示す各成分の割合は、全て質量部で示している。
(A1)球状銀粉、平均粒径5μm
(A2)フレーク状銀粉、平均粒径3.5μm
(B1)ホウケイ酸チタン系ガラスフリット(成分組成:SiO2−B2O3−Na2O−TiO2系)、軟化点570℃、平均粒径1.4μm
(B2)ホウケイ酸バリウム系ガラスフリット(成分組成:SiO2−B2O3−BaO系)、軟化点570℃、平均粒径1.2μm
(C1)球状シリカ(SiO2)粉末、平均粒径0.3μm
(C2)球状シリカ(SiO2)粉末、平均粒径2μm
(D1)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−200))
(D2)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−300))
(D3)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−4))
(D4)アクリル樹脂
(藤倉化成製、製品名:LS−701、Tg 17℃、分子量 9.0万)
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)
調製した導電性ペーストを用いて、以下の手順により、試験片を作製した。
まず、20mm×20mm×1mm(t)のアルミナ基板上に、スクリーン印刷によって導電性ペーストを塗布した。これにより、一辺が1.5mmの角パッド形状からなるパターンを、アルミナ基板上に20個形成した。パターンの形成には、ステンレス製の250メッシュのマスクを用いた。つぎに、熱風式乾燥機を用いて、150℃で10分間、導電性ペーストを乾燥させた。導電性ペーストを乾燥させた後、焼成炉を用いて、導電性ペーストを焼成した。焼成温度は850℃で10分間キープ、トータル焼成時間60分である。
アルミナ基板上に形成された角パッドパターンのシート抵抗を測定した。なお、シート抵抗は、試料を温度25℃、相対湿度65%の恒温・恒湿雰囲気下に30分間静置した後、テスターを用いて4端子法にて測定した。シート抵抗の測定結果を、表1及び表2に示す。
アルミナ基板上に形成された角パッドパターンの表面を、2000倍及び500倍の倍率でSEMによって撮影した。撮影したSEM写真を、図1〜図6に示す。
上記で作製した試験片を、pH=1の酸性の溶液中に5時間浸漬させた後、室温で乾燥させた。その後、試験片にテープを貼着し、そのテープを引きはがした。テープを引きはがした後にアルミナ基板上に残存している角パッドパターンをカメラで撮影した。また、引きはがしたテープの貼着面の状態をカメラで撮影した。アルミナ基板上に残存している角パッドパターンの写真を、図7〜9に示す。引き剥がしたテープの貼着面の写真を、図10〜12に示す。
Claims (8)
- (A)銀粉と、
(B)ガラスフリットと、
(C)シリカフィラーと、
(D)熱可塑性樹脂と、を含有し、
前記(B)ガラスフリットは、SiO2とTiO2を含み、
前記(B)ガラスフリットに含まれるSiO2と、前記(C)シリカフィラーに含まれるSiO2の質量比率が、1:(0.25〜1.6)であり、
前記(B)ガラスフリットの含有量は、前記(A)銀粉100質量部に対して20質量部未満であることを特徴とする、導電性ペースト。 - 前記(B)ガラスフリットは、ZnO、BaO、Na2O、CaO及びAl2O3からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載の導電性ペースト。
- 前記(B)ガラスフリットは、ZnO、BaO、Na2O及びAl2O3を含む、請求項1に記載の導電性ペースト。
- 前記(C)シリカフィラーの粒径が、20nm以上5μm以下である、請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の導電性ペースト。
- さらに、(E)溶剤を含む、請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の導電性ペースト。
- 請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載の導電性ペーストを焼成して得られる電極。
- シート抵抗が4mΩ/□以下である、請求項6に記載の電極。
- 請求項6または請求項7に記載の電極を有するチップ抵抗器。
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