JP2632325B2 - 電気回路基板 - Google Patents

電気回路基板

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JP2632325B2 JP62264799A JP26479987A JP2632325B2 JP 2632325 B2 JP2632325 B2 JP 2632325B2 JP 62264799 A JP62264799 A JP 62264799A JP 26479987 A JP26479987 A JP 26479987A JP 2632325 B2 JP2632325 B2 JP 2632325B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ガラス又は低温焼成セラミック基板上に導
体組成物による印刷が行われかつ焼成された電気回路基
板に関する。
(従来技術とその問題点) 従来の厚膜配線板においては、絶縁基板として96%ア
ルミナ板が一般的に使用され、市販の導体ペーストの多
くは、該アルミナ基板への適用を前提として金属粉、ガ
ラスフリットの質及び量を選択するようにしている。そ
して前記導体ペーストを焼成することにより導体組成膜
が形成される。その際、ガラスフリットを含有する無機
結合剤が使用され、該ガラスフリットの多くは前記導体
組成膜中に残るが、その一部は前記アルミナ基板中へ拡
散し、前記導体組成膜と前記アルミナ基板とが両者中に
存在するガラスフリットにより良好な密着性を示すこと
になる。
一方最近ガラス又は、低温焼成セラミックで形成され
た基体に多層配線用絶縁ペーストや導体ペーストを適用
するケースが多くなっている。これらの基体として用い
られるガラスは一般の板ガラスであり、又前記低温焼成
セラミックは、アルミナ、ムライト、コージェライト、
スピネル、窒化アルミニウム、窒化珪素等から成る結晶
性セラミックに、フラックス成分としてPbO−SiO2−Al2
O3−B2O3系、B2O3−SiO2系、LiO2−Al2O3−SiO2−B2O3
系、MgO−Al2O3−SiO2−B2O3系、CaO−Al2O3−SiO2−B2
O3系等のガラスフリットを用いて600〜1200℃で焼成す
ることにより得るようにしている。
しかしこれらの場合に上記したガラスフリットを含有
する無機結合剤を使用するとハンダ濡れ性が著しく低下
する。
(発明の目的) 本発明は、最近その使用が増大しているガラス又は低
温焼成セラミック基体上に使用される導体のハンダ濡れ
性、電気道通性を低下させることなく、かつ導体と基体
間に十分な密着性を与えることのできる導体ペーストを
被覆し、焼成した電気回路基板を提供することを目的と
する。
(問題点を解決するための手段) 本発明の第1は、銀粉と、ロジウム粉及び/又は有機
ロジウム化合物からなる金属導体粉が、ビヒクル中に分
散されかつ、ガラスフリットを実質的に含有しない導体
ペーストをガラス又は低温焼成セラミック基板上に焼成
し被覆してなることを特徴とする電気回路基板であり、
第2は、焼成を1000℃を越えない温度で行うことを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の電気回路基板、第
3は、道体ペースト中に対する割合で金属導体粉は、ロ
ジウム粉及び/又は有機ロジウム化合物がロジウム換算
値で0.1〜10重量%、及び残部が銀であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項または第2項に記載の電気回
路基板、第4は、銀粉と、白金粉とロジウム粉及び/又
は有機ロジウム化合物からなる金属導体粉が、ビヒクル
中に分散されかつ、ガラスフリットを実質的に含有しな
い導体ペーストをガラス又は低温焼成セラミック基体上
に焼成し被覆してなることを特徴とする電気回路基板、
第5は、焼成を1000℃を越えない温度で行うことを特徴
とする特許請求の範囲第4項に記載の電気回路基板、第
6は、導体ペースト中に対する割合で金属導体粉は、ロ
ジウム粉及び/又は有機ロジウム化合物がロジウム換算
値で0.1〜10重量%、白金が0〜40重量%(但し0%を
含まず)及び残部が銀であることを特徴とする特許請求
の範囲第4項または第5項に記載の電気回路基板であ
る。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明における導体ペーストは、微細に分割された銀
粉、又は銀粉及び白金粉を必須成分とし、この他にロジ
ウム粉及び有機ロジウム化合物の両者又は一方を分散状
態でビヒクル中に含有し、ガラスフリットを実質的に含
有していない。その金属導体成分の比率は、導体ペース
ト中で白金0〜40重量%、ロジウム0.1〜10重量%及び
残部銀よりなる。使用する銀の平均粒径は0.5〜7μ
m、比表面積0.5〜3m2/g、白金の平均粒径は、0.1〜1
μm、比表面積10〜40m2/g、ロジウムの平均粒径は、0.
1〜1μm、比表面積10〜120m2/gである。又、使用でき
る有機ロジウム化合物としては、環式テルペン含硫黄ロ
ジウム化合物等のいわゆるロジウムレジネートがある。
又本発明で使用するガラス又は低温焼成セラミック基
体は、ガラスを主成分とする任意の基体を意味し、従来
のアルミナ基板を含まない。
前記金属性粉末をビヒクル中に分散させこれを前記ガ
ラス又は低温焼成セラミック基体上へ塗布し、次いで、
1000℃を越えない温度、好ましくは約760〜930℃、更に
望ましくは約900℃前後で約5〜30分焼成して導体組成
膜が被覆された回路基板とする。なお該焼成は複数回繰
り返してもよい。
このように製造された本発明の回路基板は、十分満足
できるハンダ濡れ性と、導体組成膜と回路基板の良好な
密着性を有している。導体ペースト中にガラスフリット
を含有すると、焼結にともないガラス又は低温焼成セラ
ミック成分が導体中へ拡散し、その結果導体表面におい
てガラスが過剰となりハンダ濡れ性が著しく低下するの
である。そのため本発明においては、ガラスフリットの
導体ペーストへの添加をできるだけ少なく、つまり実質
的に含有させないようにし、かつ導体ペースト中にロジ
ウムを含有させることにより良好な基板への密着性とハ
ンダ濡れ性を合わせ持つことを可能としているのであ
る。
なお、本発明の特許請求の範囲第4項において白金粉
を含有させているのは、銀粉単独よりも耐ハンダ性を良
好にする場合に添加する。
以下実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する
が、該実施例は本発明を限定するものではない。
(実施例) エチルセルロース樹脂をターピネオールに溶解したビ
ヒクル中に、微細に分割された金属粉を第1表に示す配
合比(実施例1〜8)で混合し、混練分散した導体ペー
ストを特開昭60−260465号に開示した低温焼成セラミッ
ク基板上に印刷し、コンベア炉中900℃における7分間
の焼成を2回繰り返し、導体組成膜厚10〜14μmの電気
回路を形成した。
該電気回路をロジウムフラックス中に浸漬し、220℃
の2%銀入り塩−錫共晶ハンダに5秒間浸漬し、5×5m
mパッドでのハンダ濡れ性を目視した。その後2×2mmパ
ッドにハンダ鏝で直径0.6mmの錫めっきをハンダ付け
し、150℃のオーブン中に300時間放置後ピールテストに
より密着強度を測定し第1表の結果を得た。
同様にロジウム粉を含まず、そしてガラスフリットを
含む導体ペースト(比較例1〜3)及びロジウム粉もガ
ラスフリットも含まない導体ペースト(比較例4,5)を
使用して電気回路を形成し、ハンダ濡れ性及び密着強度
を測定した。その結果を第1表に示す。
第1表から明らかな通り、本実施例によるガラスフリ
ットを含まない導体組成膜はハンダ濡れ性が良好であ
り、更に150℃で300時間オーブン中に放置した後の導体
組成膜と基板間の密着強度も高かった。但しロジウム粉
の比率0.1%未満及び10%以上では密着強度が著しく劣
り、ハンダ濡れ性についても0.1%未満では不良であっ
た。
なお、ロジウムレジネートを含む導体ペースト(実施
例7及び8)については、同量のロジウム粉を含む導体
ペースト(実施例1及び3)と比較して密着強度が若干
低いものの十分な密着強度が確保された。
これらの結果に対する明確な理由付けは未だ行われて
いないが、本実施例の導体ペーストに含まれるロジウム
が銀粉又は銀及び白金粉との焼結を抑制して焼成後の導
体組成膜は多孔質度の高い膜となる。この結果基体から
のガラスの拡散が見掛け上抑制されハンダ濡れ性を劣化
させずに十分な密着強度が確保されるものと考えられ
る。
比較例6及び7の導体ペーストでは、ロジウムが0.1
%未満であると、ロジウム添加の効果が少なく焼結が十
分抑制されずにハンダ濡れ性を著しく劣化させ、かつ十
分な密着強度を確保することができない。又ロジウムの
添加量が10%を越えると焼結が抑制されすぎて焼結後の
導体組成膜の膜質が脆くなり、密着強度が弱くなるもの
と考えられる。
一方比較例1〜5の導体ペーストではロジウムの添加
がないため、導体組成膜のハンダ濡れ性が劣化し、密着
強度も不十分となっている。
(発明の効果) 本発明では、金属性粉末つまり銀粉とロジウム粉及び
/又は有機ロジウム化合物、あるいは銀粉及び白金粉と
ロジウム粉及び/又は有機ロジウム化合物とから成る金
属性粉末をビヒクル中に分散して成る導体ペーストをガ
ラス又は低温焼成セラミックから成る回路基板上に被覆
するにあたり前記導体ペースト中にハンダ濡れ性及び電
気導通性を低下させる無機結合剤のガラスを実質的に含
ませないようにしている。
これにより、従来の回路基板と異なり導体ペースト中
に実質的にガラスを含ませなくとも、回路基板中のガラ
スが焼成時に導体ペースト中へ拡散して両者間に十分な
密着強度が確保され、しかも導体組成膜がガラスを実質
的に含まないため、回路基板のハンダ濡れ性が著しく改
善される。更に白金粉を含有することにより、耐ハンダ
性を改善することもできる。
従って本発明の電気回路基板は従来のガラス又は低温
焼成セラミック基体の回路基板と比較しての性能の目安
となるハンダ濡れ性、密着強度及び電気導通性が遥かに
改善された画期的な電気回路期板を提供できる。
フロントページの続き (72)発明者 野田 邦治 愛知県名古屋市緑区鳴海町字伝治山3番 地 鳴海技術研究所内 審査官 岡田 和加子 (56)参考文献 特開 昭63−283184(JP,A) 特開 昭60−44904(JP,A) 特開 昭60−182187(JP,A) 特公 昭55−24275(JP,B2)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銀粉と、ロジウム粉及び/又は有機ロジウ
    ム化合物からなる金属導体粉が、ビヒクル中に分散され
    かつ、ガラスフリットを実質的に含有しない導体ペース
    トをガラス又は低温焼成セラミック基板上に焼成し被覆
    してなることを特徴とする電気回路基板。
  2. 【請求項2】焼成を1000℃を越えない温度で行うことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電気回路基
    板。
  3. 【請求項3】導体ペースト中に対する割合で金属導体粉
    は、ロジウム粉及び/又は有機ロジウム化合物がロジウ
    ム換算値で0.1〜10重量%、及び残部が銀であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
    電気回路基板。
  4. 【請求項4】銀粉と、白金粉とロジウム粉及び/又は有
    機ロジウム化合物からなる金属導体粉が、ビヒクル中に
    分散されかつ、ガラスフリットを実質的に含有しない導
    体ペーストをガラス又は低温焼成セラミック基板上に焼
    成し被覆してなることを特徴とする電気回路基板。
  5. 【請求項5】焼成を1000℃を越えない温度で行うことを
    特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の電気回路基
    板。
  6. 【請求項6】導体ペースト中に対する割合で金属導体粉
    は、ロジウム粉及び/又は有機ロジウム化合物がロジウ
    ム換算値で0.1〜10重量%、白金が0〜40重量%(但し
    0%を含まず)及び残部が銀であることを特徴とする特
    許請求の範囲第4項または第5項に記載の電気回路基
    板。
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