JP6051631B2 - 感光性ガラスペーストの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ガラスペーストの製造方法に関し、詳しくは、ガラス粉末、無機フィラー粉末を含有する感光性ガラスペーストの製造方法に関する。
例えば、絶縁層を介して内部電極が配設された構造を有する積層チップ部品などの積層型電子部品を製造するにあたって、フォトリソグラフィーを適用して、絶縁層にビアホールを形成したりすることを可能にするため、感光性ガラスペーストが用いられる場合がある。
ところで、近年、電子部品の小型化に伴って、導体配線の微細化や絶縁層の薄層化が進み、導体配線や絶縁層の形成に用いられるペースト(導体ペーストや絶縁ペーストなど)の高分散性が求められている。
特にフォトリソグラフィーにより積層チップ部品などの積層型電子部品を製造する場合には、微細な導体配線や、絶縁層への微小なビアホールの形成を、露光・現像工程を経て形成させなければならず、ペーストの分散性がより重要になってきている。
そして、そのような感光性ガラスペーストとして、主成分ガラス、焼結助剤ガラス、セラミック骨材を含む無機成分と、感光性有機成分とを含有し、焼結助剤ガラスの軟化点が600℃以上であり、無機成分中の焼結助剤ガラスの含有割合が、無機成分比率で5〜10体積%であって、焼結助剤ガラスの800℃におけるセラミック骨材に対する接触角が、主成分ガラスの800℃におけるセラミック骨材に対する接触角よりも小さくなるようにした感光性ガラスペーストが提案されている(特許文献1参照)。
この特許文献1の実施例によれば、感光性ガラスペーストは、ガラス粉末とフィラー(強度向上などを目的とするセラミック骨材)を含有する無機粉末と、ポリマー、モノマー、光重合開始剤、溶剤、有機染料、分散剤、消泡剤などを所定の割合で配合することにより調製されている。
上述のように、特許文献1の感光性ガラスペーストにおいては、分散剤を用いて分散性を向上させるようにしているが、感光性ガラスペーストを構成するすべての材料を一括して配合し、撹拌・混錬するような一般的なペーストの製造方法では、分散剤の無機粉末への吸着が不十分になるため、凝集粉が残存することを回避して、ガラス粉末やフィラーを含有する無機粉末を十分に分散させることは容易ではない。
そして、その結果、現像性が悪くなり、フォトリソグラフィーにより形成されるビアホールがいびつな形状(例えば、歪んだ円形)となって、導体の充填不良を引き起こしやすくなるという問題点がある。
また、感光性ガラスペーストに凝集粉が存在していると、以下のような不具合を生じる。
(a)絶縁層にビアホールを形成する際に、凝集粉がビアホールを塞いで充填不良を引き起こす。
(b)導体配線(例えばAg配線)付近に凝集粉が存在すると、導体配線の厚み不足や線幅不足により電気特性が不安定になったり、オープン不良が起こったりする。
(c)積層チップ部品の強度は、通常、絶縁層の強度で決まるが、感光性ガラスペーストに凝集粉が存在していると、形成される絶縁層の強度が弱くなるため、積層チップ部品の強度が低下し、割れや欠けを生じやすくなる。
国際公開第2008/093669号パンフレット
本発明は、上記課題を解決するものであり、含まれるガラス粉末や無機フィラーの分散性が良好で、現像性に優れ、積層チップ部品の絶縁層などの形成に用いることにより、導体のオープン不良などがなく、かつ、強度の大きい積層型電子部品を得ることが可能な感光性ガラスペーストの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の感光性ガラスペーストの製造方法は、
ガラス粉末と、無機フィラー粉末とを含有する感光性ガラスペーストの製造方法であって、
(a)ガラス粉末と、
(b)前記ガラス粉末を分散させるのに有効な分散剤Aと、
(c)光重合するモノマー、酸性基を有するポリマー、光重合開始剤、および溶剤を含有するワニスAと、
を混合して第1のペーストを作製する工程と、
(a’)無機フィラー粉末と、
(b’)前記無機フィラー粉末を分散させるのに有効な、前記分散剤Aとは異なる分散剤Bと、
(c’)光重合するモノマー、酸性基を有するポリマー、光重合開始剤、および溶剤を含有するワニスBと、
を混合して第2のペーストを作製する工程と、
前記第1のペーストと、前記第2のペーストとを混合する工程とを備え、
前記第1のペーストに含まれるガラス粉末の総表面積と、前記第2のペーストに含まれる無機フィラー粉末の総表面積の合計に対する、前記第1のペーストに含まれるガラス粉末の総表面積の割合をX%とした場合に、
前記第1のペーストに含まれる前記ワニスAの量を、前記第1のペーストに含まれる前記ワニスAと前記第2のペーストに含まれる前記ワニスBの総量のX±10重量%の範囲とすること
を特徴としている。
また、本発明の感光性ガラスペーストの製造方法においては、前記分散剤Aがカルボン酸のアミドアミン塩であり、前記分散剤Bがポリアマイドであることが好ましい。
なお、第1のペーストに用いられるワニスAと、第2のペーストに用いられるワニスBは、異なる組成のものであってもよく、また、同一の組成のものであってもよい。
また、本発明の感光性ガラスペーストの製造方法においては、前記ガラス粉末がSiO2を80重量%以上含有するホウケイ酸ガラス粉末であり、前記無機フィラー粉末がアルミナ粉末であることが好ましい。
ガラス粉末としてSiO2を80重量%以上含有するホウケイ酸ガラス粉末を用い、無機フィラー粉末としてアルミナ粉末を用いることにより、焼結性が良好で、安定に優れた感光性ガラスペーストを得ることが可能になる。
すなわち、ガラス粉末としてSiO2を80重量%以上含有するホウケイ酸ガラス粉末を用いることにより良好な焼結性を確保することが可能になり、また、無機フィラー粉末としてアルミナ粉末を用いることにより、電気特性に影響を及ぼしにくい感光性ガラスペーストを得ることが可能になる。
本発明の感光性ガラスペーストの製造方法は、上述のように、ガラス粉末と、ガラス粉末を分散させるのに有効な分散剤Aと、ワニスAとが配合された第1のペースト(ガラス粉末ペースト)と、無機フィラー粉末と、無機フィラー粉末を分散させるのに有効な、分散剤Aとは異なる分散剤Bと、ワニスBとが配合された第2のペースト(無機フィラー粉末ペースト)を別々に作製した後、第1のペーストと、第2のペーストとを混合するようにしているので、第1のペーストにおいて、分散剤Aによりガラス粉末を確実に分散させ、第2のペーストにおいて、分散剤Bにより無機フィラー粉末を確実に分散させることが可能になる。
また、分散剤Aがガラス粉末の表面に吸着されることにより、ガラス粉末が保護される。その結果、ワニスAに含まれる酸性基を有するポリマーによるガラス粉末のエッチングが抑制され、現像性を向上させることが可能になる。
なお、ガラス粉末を分散させるのに有効な分散剤Aと、無機フィラー粉末(例えばセラミック粉末)を分散させるのに有効な分散剤Bを用意していても、従来のように、ガラス粉末と無機フィラー粉末を混合し、これに分散剤Aと分散剤Bを同時に添加した場合には、ガラス粉末への分散剤Aの吸着が無機フィラー粉末によって阻害され、無機フィラー粉末への分散剤Bの吸着がガラス粉末によって阻害される場合があり、また、分散剤Aと分散剤Bとが結合して分散効果が減少したりする場合があって、ガラス粉末および無機フィラー粉末が十分に分散した感光性ガラスペーストを得ることは困難である。
さらに、第1のペーストに含まれるガラス粉末の総表面積と、第2のペーストに含まれる無機フィラー粉末の総表面積の合計に対する、第1のペーストに含まれるガラス粉末の総表面積の割合をX%とした場合に、第1のペーストに含まれるワニスAの量を、第1のペーストに含まれるワニスAと第2のペーストに含まれるワニスBの総量のX±10重量%の範囲としているので、第1のペースト、および第2のペーストにおいて、ガラス粉末、および無機フィラー粉末に分散剤が十分吸着し、高い分散状態を得ることが可能になる。
なお、第1のペーストに含まれるワニスAの量を、第1のペーストに含まれるワニスAと第2のペーストに含まれるワニスBの総量のX±10重量%の範囲としたのは、第1のペーストに含まれるワニスAの量が、(X−10)重量%未満になると、第1のペーストに含まれるガラス粉末に十分に分散剤が吸着しなくなって、分散不足となり、また、ワニスAの量が、(X+10)重量%を超えると、第2のペーストに含まれる無機フィラー粉末に十分に分散剤が吸着しなくなって、分散不足となり、好ましくないことによる。
本発明の感光性ガラスペーストの製造方法により製造される感光性ガラスペーストは、含まれるガラス粉末や無機フィラーの分散性が良好で、現像性に優れており、積層チップ部品の絶縁層などの形成に用いることにより、ガラス粉末や無機フィラー粉末の凝集粉に起因する導体のオープン不良などがなく、かつ、強度も大きくて信頼性の高い積層チップ部品を得ることができる。
上述したように、本発明の感光性ガラスペーストの製造方法においては、前記分散剤Aがカルボン酸のアミドアミン塩であり、前記分散剤Bがポリアマイドであることが好ましい。
例えば、SiO 2 を含むガラス粉末は、表面のシラノール基により酸性を示すものが一般的である。そのため、分散剤Aとして塩基性の強いカルボン酸のアミドアミン塩を用いることにより、ガラス粉末の表面に分散剤Aを確実に吸着させることができる。
一方、無機フィラー粉末として、例えば、アルミナ粉末のようなセラミック粉末を用いた場合、セラミック粉末の表面は塩基性を示す。そのため、分散剤Bとして酸性の強いポリアマイドを用いることにより、セラミック粉末の表面に分散剤Bを確実に吸着させることができる。
すなわち、酸・塩基反応により、SiO 2 を含むガラス粉末の表面に分散剤Aが確実に吸着され、無機フィラー粉末の表面に分散剤Bが確実に吸着される。 そして、分散剤Aおよび分散剤Bの効果によってガラス粉末および無機フィラー粉末の分散性が向上することにより、十分に特性の安定した感光性ガラスペーストを得ることが可能になる。
以下に本発明の実施の形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
なお、この実施形態では、後述のように、本発明の要件を備えた実施例1〜3の感光性ガラスペースト、および、本発明の要件を備えていない比較例1〜3の感光性ガラスペーストを作製し、その特性を調べた。
[実施例1の感光性ガラスペーストの作製]
<1>第1のペースト(ガラス粉末ペースト)の作製
感光性ガラスペーストを構成する材料として、下記のガラス粉末、分散剤A、およびワニスAを用意した。
(1)ガラス粉末
ガラス粉末として、比表面積が13.3m2/gで、SiO2を80重量%以上含むホウケイ酸系ガラス粉末(旭硝子(株)製 FO−128)を用意した。
このホウケイ酸系ガラス粉末は、表面が酸性を示すものである。
(2)分散剤A
分散剤Aとして、高分子ポリカルボン酸のアミドアミン塩(楠本化成(株)製 ED−216)を用意した。この高分子ポリカルボン酸のアミドアミン塩は、塩基性の強い物質である。
上述のように、ホウケイ酸系ガラス粉末は、表面が酸性を示ものであることから、分散剤Aとして塩基性の強い高分子ポリカルボン酸のアミドアミン塩を用いることにより、ホウケイ酸系ガラス粉末の表面に分散剤Aを確実に吸着させることができる。
(3)ワニスA
ワニスAを調製するため、以下の(a)〜(e)の各材料を用意した。
(a)アクリルポリマー
アクリルポリマーとして、酸性のメタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体を用意した。
(b)モノマー
モノマーとして、2重結合を有するエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートを用意した。
(c)光重合開始剤
光重合開始剤として、2,4−ジエチルチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイドの混合物を用意した。
(d)消泡剤
消泡剤として、アクリル系消泡剤を用意した。
(e)溶剤
溶剤として、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルを用意した。
上記の材料を以下の割合で配合した。
(a)アクリルポリマー :25.9重量%
(b)モノマー :28.1重量%
(c)光重合開始剤 : 5.3重量%
(d)消泡剤 : 1.0重量%
(e)溶剤 :39.7重量%
そして、配合した材料をプラネタリーミキサーで30分間撹拌し、これを3本ロールミルに4回通して混錬することにより、ワニスAを得た。
(4)ガラス粉末と分散剤AとワニスAの混合
上述のようにして用意したガラス粉末、分散剤A、およびワニスAを、
ガラス粉末 :35.0重量部
分散剤A : 0.2重量部
ワニスA :31.3重量部
の割合で配合した。
次に、配合した材料をプラネタリーミキサーに投入し、30分間撹拌した後、3本ロールミルに4回通して均質に混錬することにより、第1のペースト(ガラス粉末ペースト)を得た。
<2>第2のペースト(無機フィラー粉末ペースト)の作製
感光性ガラスペーストを構成する材料として、下記の無機フィラー粉末、分散剤B、ワニスB、および染料を用意した。
(1)無機フィラー粉末
無機フィラー粉末として、比表面積が8.0m2/gのα−アルミナ粉末(住友化学(株)製 AES−11)を用意した。
この無機フィラー粉末は、表面が塩基性を示すものである。
(2)分散剤B
分散剤Bとして、ポリアマイド(楠本化成(株)製ディスパロン3900EF)を用意した。このポリアマイドは酸性の強い物質である。
上述のように、無機フィラー粉末(α−アルミナ粉末)は、表面が塩基性を示すものであることから、分散剤Bとして酸性の強いポリアマイドを用いることにより、無機フィラー粉末の表面に分散剤Bを確実に吸着させることができる。
(3)ワニスB
ワニスBとしては、上述の第1のペースト(ガラス粉末ペースト)の作製に用いたワニスAと同じワニスを用いた。なお、ワニスBは、ワニスAとは異なる構成材料からなるものや、構成材料は同じでも組成の異なるものを用いることも可能である。
(4)染料
染料として、染料として黄色染料(オリエント化学(株)製 oil yellow 129)を用意した。
(5)ガラス粉末と分散剤BとワニスB(=A)と染料の混合
上述のようにして用意した無機フィラー粉末、分散剤B、ワニスB(=ワニスA、および染料を、
無機フィラー粉末(アルミナ粉末) :21.4重量部
分散剤B : 0.4重量部
ワニスB(=ワニスA) :11.5重量部
染料 : 0.2重量部
の割合で配合した。
次に、配合した材料をプラネタリーミキサーに投入し、30分間撹拌した後、3本ロールミルに4回通して均質に混錬することにより、第2のペースト(無機フィラー粉末ペースト)を得た。
なお、この実施例1では、第1のペーストと第2のペーストを後述の<3>の工程に示す割合で混合する際に、第1のペーストに含まれるガラス粉末の総表面積と、第2のペーストに含まれる無機フィラー粉末の総表面積の合計に対する、ガラス粉末の総表面積の割合をX(%)とした場合に、第1のペーストに含まれるワニスAの量の、第1のペーストに含まれるワニスAと第2のペーストに含まれるワニスBの総量に対する割合が、Xとほぼ同じ比率となるように、第1のペーストおよび第2のペーストを調製した。
すなわち、この実施例1の感光性ガラスペーストにおいては、第1のペーストに含まれるガラス粉末の総表面積と、第2のペーストに含まれる無機フィラー粉末の総表面積の合計に対する、ガラス粉末の総表面積の割合(X)は、{(13.3×35.0)/(13.3×35.0+8.0×21.4)}×100=73.1%であり、第1のペーストに含まれるワニスAの量の、第1のペーストに含まれるワニスAと第2のペーストに含まれるワニスBの総量に対する割合は、{(31.3/(31.3+11.5)}×100=73.1%となる。
<3>第1のペーストと第2のペーストの混合
第1のペースト(ガラス粉末ペースト)を66.5重量部、第2のペースト(無機フィラー粉末ペースト)を33.5重量部の割合でプラネタリーミキサーに投入し、15分間撹拌した後、3本ロールミルに1回通して混錬することにより、本発明の要件を備えた感光性ガラスペースト(実施例1にかかる感光性ガラスペースト)を得た。
また、第1のペーストと第2のペーストを混合することにより得られる実施例1にかかる感光性ガラスペーストの組成を表1に示す。
Figure 0006051631
また、第1のペーストの組成と第2のペーストの組成を表2に示す。
[実施例2の感光性ガラスペーストの作製]
実施例1のガラス粉末ペーストでは、第1のペーストに含まれるワニスAの量の、第1のペーストに含まれるワニスAと第2のペーストに含まれるワニスB(=ワニスA)の総量に対する割合は、{(31.3/(31.3+11.5)}×100=73.1%としたが、この実施例2では、その割合が63.1%となるようにし、その他は、上記実施例1の感光性ガラスペーストの場合と同じ条件で、実施例2の感光性ガラスペーストを作製した。
すなわち、この実施例2では、第1のペースト(ガラス粉末ペースト)として、ガラス粉末を35.0重量部、分散剤Aを0.2重量部、ワニスAを27.0重量部、含有するガラス粉末ペーストを作製した。
また、第2のペースト(無機フィラー粉末ペースト)として、アルミナ粉末を21.4重量部、分散剤Bを0.4重量部、ワニスB(=A)を15.8重量部、染料を0.2重量部含有する無機フィラー粉末ペーストを作製した。
そして、このようにして作製した第1のペーストと第2のペーストを、重量比62.2重量部、37.8重量部の割合で混合して、本発明の要件を備えた感光性ガラスペースト(実施例2にかかる感光性ガラスペースト)を得た。
なお、第1のペーストの組成と第2のペーストの組成を表2に示す。
また、第1のペーストと第2のペーストを混合することにより得られる実施例2にかかる感光性ガラスペーストの組成は、表1に示した実施例1にかかる感光性ガラスペーストの組成と同じである。
[実施例3の感光性ガラスペーストの作製]
この実施例3では、感光性ガラスペーストを構成する第1のペーストに含まれるワニスAの量の、第1のペーストに含まれるワニスAと第2のペーストに含まれるワニスB(=ワニスA)の総量に対する割合が、82.9%となるようにし、その他は、上記実施例1の感光性ガラスペーストの場合と同じ条件で、実施例3の感光性ガラスペーストを作製した。
すなわち、この実施例3では、第1のペースト(ガラス粉末ペースト)として、ガラス粉末を35.0重量部、分散剤Aを0.2重量部、ワニスAを35.5重量部含有するガラス粉末ペーストを作製した。
また、第2のペースト(無機フィラー粉末ペースト)として、アルミナ粉末を21.4重量部、分散剤Bを0.4重量部、ワニスB(=A)を7.3重量部、染料を0.2重量部含有する無機フィラー粉末ペーストを作製した。
そして、このようにして作製した第1のペーストと第2のペーストを、重量比70.7重量部、29.3重量部の割合で混合して、本発明の要件を備えた感光性ガラスペースト(実施例3にかかる感光性ガラスペースト)を得た。
第1のペーストの組成と第2のペーストの組成を表2に示す。
なお、第1のペーストと第2のペーストを混合することにより得られる実施例3にかかる感光性ガラスペーストの組成は、表1に示した実施例1にかかる感光性ガラスペーストの組成と同じである。
[比較例1の感光性ガラスペーストの作製]
この比較例1では、感光性ガラスペーストを構成する第1のペーストに含まれるワニスAの量の、第1のペーストに含まれるワニスAと第2のペーストに含まれるワニスB(=ワニスA)の総量に対する割合が、57.9%となるようにし、その他は、上記実施例1の感光性ガラスペーストの場合と同じ条件で、感光性ガラスペースト(本発明の要件を満たさない比較例1の感光性ガラスペースト)を作製した。
すなわち、この比較例1では、第1のペースト(ガラス粉末ペースト)として、ガラス粉末を35.0重量部、分散剤Aを0.2重量部、ワニスAを24.8重量部含有するガラス粉末ペーストを作製した。
また、第2のペースト(無機フィラー粉末ペースト)として、アルミナ粉末を21.4重量部、分散剤Bを0.4重量部、ワニスB(=A)を18.0重量部、染料を0.2重量部含有する無機フィラー粉末ペーストを作製した。
そして、このようにして作製した第1のペーストと第2のペーストを、重量比60.0重量部、40.0重量部の割合で混合して、本発明の要件を満たさない感光性ガラスペースト(比較例1の感光性ガラスペースト)を得た。
第1のペーストの組成と第2のペーストの組成を表2に併せて示す。
なお、第1のペーストと第2のペーストを混合することにより得られる比較例1にかかる感光性ガラスペーストの組成は、表1に示した実施例1にかかる感光性ガラスペーストの組成と同じである。
[比較例2の感光性ガラスペーストの作製]
この比較例2では、感光性ガラスペーストを構成する第1のペーストに含まれるワニスAの量の、第1のペーストに含まれるワニスAと第2のペーストに含まれるワニスB(=ワニスA)の総量に対する割合が、88.1%となるようにし、その他は、上記実施例1の感光性ガラスペーストの場合と同じ条件で、感光性ガラスペースト(本発明の要件を満たさない比較例2の感光性ガラスペースト)を作製した。
すなわち、この比較例2では、第1のペースト(ガラス粉末ペースト)として、ガラス粉末を35.0重量部、分散剤Aを0.2重量部、ワニスAを37.7重量部含有するガラス粉末ペーストを作製した。
また、第2のペースト(無機フィラー粉末ペースト)として、アルミナ粉末を21.4重量部、分散剤Bを0.4重量部、ワニスB(=A)を5.1重量部、染料を0.2重量部含有する無機フィラー粉末ペーストを作製した。
そして、このようにして作製した第1のペーストと第2のペーストを、重量比72.9重量部、27.1重量部の割合で混合して、本発明の要件を満たさない感光性ガラスペースト(比較例2の感光性ガラスペースト)を得た。
第1のペーストの組成と第2のペーストの組成を表2に併せて示す。
なお、第1のペーストと第2のペーストを混合することにより得られる比較例2にかかる感光性ガラスペーストの組成は、表1に示した実施例1にかかる感光性ガラスペーストの組成と同じである。
[比較例3の感光性ガラスペーストの作製]
上記実施例1〜3において用いた、ガラス粉末、無機フィラー粉末(アルミナ粉末)、分散剤A、分散剤B、およびワニスAの構成成分((a)アクリルポリマー、(b)モノマー、(c)光重合開始剤、(d)消泡剤、(e)溶剤)を、上記実施例1の感光性ガラスペーストと同じ組成(表1に示す組成)となるように、
ガラス粉末 :35.0重量部
無機フィラー粉末 :21.4重量部
分散剤A : 0.2重量部
分散剤B : 0.4重量部
染料 : 0.2重量部
ワニスAの構成成分
(a)アクリルポリマー :11.1重量部
(b)モノマー :12.0重量部
(c)光重合開始剤 : 2.3重量部
(d)消泡剤 : 0.4重量部
(e)溶剤 :17.0重量部
の割合で秤取し、これを一括してプラネタリーミキサーに投入し、30分間撹拌した後、3本ロールミルに4回通して混錬することにより、感光性ガラスペースト(本発明の要件を満たさない比較例3の感光性ガラスペースト)を作製した。
なお、ワニスAの構成成分の、感光性ガラスペースト全体に対する割合は、上記実施例1の感光性ガラスペーストと同じく、42.8重量%となる。
すなわち、この比較例3の感光性ガラスペーストは、本発明の感光性ガラスペーストのように、第1のペーストと第2のペーストをそれぞれ作製した後、混合するという、本発明に必須の工程を経ずに製造された、本発明の要件を満たさない感光性ガラスペーストである。
[特性の評価]
<1>ガラス粉末および無機フィラー粉末の凝集状態の観察
上述のようにして作製した実施例1〜3、および、比較例1〜3の各感光性ガラスペーストを、0.5milのドクターブレードで塗布し、金属顕微鏡で透過光を当てて観察した。対物レンズ50倍で3視野内に存在する無機粉末(ガラス粉末および無機フィラー粉末)が凝集した凝集粉のサイズを測定し、最大サイズを記録した。
<2>特性評価用の配線回路チップの作製と、その強度(チップ強度)および直流抵抗の測定
(1)特性評価用の配線回路チップの作製
以下に説明する方法で特性評価用の配線回路チップを作製した。
1)PETフィルム上に、スクリーン印刷により上述のようにして作製した感光性ガラスペーストを印刷し、乾燥した後、全面露光する。これを数回繰り返し、厚み約150μmの、外層となるガラス層を得る。
2)次に、このガラス層(外層)上に、感光性Agペーストを、10μm程度の膜厚となるようにスクリーン印刷し、乾燥する。
3)そして、感光性Agペースト層を露光、現像処理して1層目のコイルパターンを形成する。
4)さらに、形成したコイルパターン上から、感光性ガラスペーストを15μm程度の膜厚となるように全面にスクリーン印刷し、乾燥する。それから、選択的に露光・現像処理して所定の箇所にビアホールを形成する。
5)再度、感光性Agペーストを10μm程度の膜厚となるように全面にスクリーン印刷し、乾燥する。
6)続いて、感光性Agペーストを選択的に露光・現像処理して2層目のコイルパターンを形成する。
7)さらに、感光性ガラスペーストの全面印刷・乾燥・全面露光を必要回数繰り返して、外層を形成する。
これにより内部に2層の導体層(電極層)が配設され、上下両側に外層が配設されたマザー配線回路板を得る。
8)次に、マザー配線回路板を、ダイサーを用いて約1mm□のチップ形状に分割した後、PETフィルムを分離しする。そして、脱バインダーを行った後、焼成を行う。これにより、2層の導体層(電極層)が内部に配設された構造を有する特性評価用の配線回路チップを得る。
(2)配線回路チップの強度および直流抵抗の測定
上記の実施例1〜3および比較例1〜3の各感光性ガラスペーストを用いて作製した、2層の導体層を含む特性評価用の配線回路チップのそれぞれについて、以下の方法で、割れや欠けの発生しにくさを示す強度(チップ強度)、および配線回路チップの直流抵抗値を調べた。
1)チップ強度の評価方法
配線回路チップ50個を押し込み量10μmとしてマウンターで実装し、割れ・欠けが発生した個数を記録した。
2)配線回路チップの直流抵抗値の測定
配線回路チップ50個について、その直流抵抗値を測定し、平均値を記録した。
<3>特性の評価結果
1)凝集粉の最大サイズ20μm以上、
2)マウント試験での割れ・欠けの割合5個/50個(サンプル数)以上、
3)直流抵抗0.15Ω以上
の各項目のいずれにも該当しなかった試料は特性が良好であると判定し、いずれか1つにでも該当した試料は特性が不良であると判定した。
その結果を表2に併せて示す。
Figure 0006051631
上述の実施例1〜3の各試料は、凝集状態を評価した結果、10μm以上の凝集粉の存在は認められなかった。
また、上述の実施例1〜3の各試料は、チップの強度は高く、マウント試験で割れ・欠けを発生した試料はなかった。
さらに、上述の実施例1〜3の各試料の場合、抵抗値の評価でも、直流抵抗0.15Ω以上のものはなく、安定して低い値が得られた。
一方、上述の比較例1〜3の各試料の場合、上記1),2),3)のいずれの項目についても、好ましくない結果となり、特性が不良であると判定された。
すなわち、凝集が発生している比較例1〜3の各感光性ガラスペーストの場合、凝集物が起点となって割れ・欠けが発生したり、凝集物により配線切れが発生するなどの不具合が発生することが確認できた。
以上の結果から、本発明の要件を満たす方法で作製した感光性ガラスペーストは、ガラス粉末および無機フィラー粉末の分散性が良好で、高品質を備えていることが確認された。
なお、上記実施形態の方法で製造された感光性ガラスペーストが優れた特性を備えているのは、
(a)第1のペーストに、酸性を示すガラス粉末(ホウケイ酸系ガラス粉末)と、塩基性の強い分散剤A(カルボン酸のアミドアミン塩)を用い、酸・塩基反応により、ガラス粉末の表面に分散剤Aが確実に吸着されるようにし、かつ、第2のペーストに、表面が塩基性を示す無機フィラー粉末(アルミナ粉末)と、酸性の強い分散剤B(ポリアマイド)を用い、酸・塩基反応により、無機フィラー粉末の表面に分散剤Bが確実に吸着されるようにしていること、
(b)第1のペースト(ガラス粉末ペースト)と第2のペースト(無機フィラー粉末ペースト)を別々に作製するようにしていること、
(c)ガラス粉末の総表面積と、上記無機フィラー粉末の総表面積の合計に対する、上記ガラス粉末の総表面積の割合をX%とした場合に、ワニスAの量を、ワニスAとワニスBの総量のX±10重量%の範囲としていること
により、無機粉末(ガラス粉末および無機フィラー粉末)の分散性が極めて高くなり、かつ、無機粉末の表面が分散剤により保護されて現像性が向上することによる。
なお、上記実施形態では、本発明の感光性ガラスペーストを用いて、特性測定用の配線回路チップを作製したが、本発明の感光性ガラスペーストは、積層コイル部品や、多層基板、多層LC複合部品などの種々の積層チップ部品に適用することが可能である。
本発明はさらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、ガラス粉末や無機フィラー粉末の種類、分散剤AおよびBの種類、ワニスAおよびBの構成などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

Claims (3)

  1. ガラス粉末と、無機フィラー粉末とを含有する感光性ガラスペーストの製造方法であって、
    (a)ガラス粉末と、
    (b)前記ガラス粉末を分散させるのに有効な分散剤Aと、
    (c)光重合するモノマー、酸性基を有するポリマー、光重合開始剤、および溶剤を含有するワニスAと、
    を混合して第1のペーストを作製する工程と、
    (a’)無機フィラー粉末と、
    (b’)前記無機フィラー粉末を分散させるのに有効な、前記分散剤Aとは異なる分散剤Bと、
    (c’)光重合するモノマー、酸性基を有するポリマー、光重合開始剤、および溶剤を含有するワニスBと、
    を混合して第2のペーストを作製する工程と、
    前記第1のペーストと、前記第2のペーストとを混合する工程とを備え、
    前記第1のペーストに含まれるガラス粉末の総表面積と、前記第2のペーストに含まれる無機フィラー粉末の総表面積の合計に対する、前記第1のペーストに含まれるガラス粉末の総表面積の割合をX%とした場合に、
    前記第1のペーストに含まれる前記ワニスAの量を、前記第1のペーストに含まれる前記ワニスAと前記第2のペーストに含まれる前記ワニスBの総量のX±10重量%の範囲とすること
    を特徴とする感光性ガラスペーストの製造方法。
  2. 前記分散剤Aがカルボン酸のアミドアミン塩であり、前記分散剤Bがポリアマイドであることを特徴とする請求項1記載の感光性ガラスペーストの製造方法。
  3. 前記ガラス粉末がSiO2を80重量%以上含有するホウケイ酸ガラス粉末であり、前記無機フィラー粉末がアルミナ粉末であることを特徴とする請求項1または2記載の感光性ガラスペーストの製造方法。
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