JP7132591B2 - 導電性ペースト及び焼成体 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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)
(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。
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℃)
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。
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。
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。
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。
12 ビアホール
20、20b 焼成体
22 表面配線
24 裏面配線
Claims (5)
- ビアホールの内部に焼成体を形成するためのビアホール充填用導電性ペーストであって、
(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
を含み、
(A)導電性フィラーが、金属粒子であり、金属粒子の金属が、銀、金、ニッケル、パラジウム、白金、スズ又はこれらの合金であることを特徴とするビアホール充填用導電性ペースト。 - (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請求項1に記載の導電性ペースト。
- (C)ガラスフリットが、亜鉛系ガラスフリットである請求項2に記載の導電性ペースト。
- (A)導電性フィラーが、銀粒子である請求項1から3のいずれか1項に記載の導電性ペースト。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の導電性ペーストの焼成体。
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