JPH01184205A

JPH01184205A - 可塑性を有する金属グリーンワイヤー及びその製造方法

Info

Publication number: JPH01184205A
Application number: JP839788A
Authority: JP
Inventors: Yozo Nishimoto; 西本　洋三; Masashi Wakata; 若田　昌志
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1989-07-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は可撓性を有する金属グリーンワイヤー及びその
製造法に関する。詳しくは、本発明は、粉末金属の焼結
体を得るための賦形可能な細線状の前駆体及びその製造
法に関するものである。

（従来の技術）従来、基板表面を２次元的に利用して発展してきたＩＣ
基板は、電子回路の小型化、軽量化、薄、型化、高機能
化の要求に伴い、近年特に高密度実装の要請、すなわぢ
単位体積当りの回路密度を上げる要請が高まっている。

回路の高密度化は多層化することによって実現され、具
体的には、厚膜印刷法、薄膜法、グリーンシート法など
の方法が知られている。これらの方法のうち、セラミッ
クグリーンシート積層基板の回路形成は、導体、或は抵
抗体となる金属粉末を含むペーストを、グリーンシート
表面にスクリーン印刷した後、十数百度の還元雰囲気中
で焼成するごとによって行われている。

本発明の金属グリーンワイヤーは、従来存在していなか
ったもので、該グリーンシートのスクリーン印刷に代わ
る新規な回路形成の導体、抵抗体の前駆体を提供せんと
するものである。

（発明が解決しようとする問題点）スクリーン印刷における問題点としては、第１に、室温
等の影響でペーストの粘度が変化することによって種々
の問題を引き起こす。特にペーストが増粘した場合は、
スクリーンの剥離が悪くなりボイドやピンホールを生じ
、更に膜厚の変化を来すため回路の抵抗値を均一にする
ことが困難となる。逆に、粘度が低くなり過ぎると、ペ
ーストかにじんだり、流れたりして解像度が悪くなる。

また、揮発性の高い溶剤を用いたペーストを使用すると
、スクリーンの目づまりを引き起こし、やばりボイドや
ピンボールの原因となる。第２に、ペーストの粘度を一
定に保ってもスクリーンとグリーンシートのセツティン
グが微妙であるため、セツティングの良否によっても上
記同様の不良を生じることがある。第３に、ペーストで
あるため不純物が付着することによって、断線あるいは
歩留の悪化、品質の低下をきたす。

上記問題点を解決するためには、例えば金属ワイヤーを
グリーンシート上に配線することによって回路を形成す
ることが考えられるが、グリーンシートの焼成に際して
、熱収縮率の違いがらクラックを生じたり、あるいは剥
離するという問題がある。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、上記の問題点を鑑み鋭意研究の結果、金
属粉末を有機質バインダーと混合・混練し、細線状に成
形し、金属ワイヤーと同様の方法で基板上に配線し、し
かる後脱炭素、焼結の処理を行うことにより、問題点を
解決できることに思い至った。すなわち、導体、抵抗体
の回路を形成せんとする金属の粉末を、有機質バインダ
ー、可塑剤、溶剤と共に混合、混練し、均一な混練物を
得た後、押し出し成形によって所望の線径の細線を得る
。得られた細線は、有機質バインダーと可塑剤の作用に
より、常温で十分可撓性を有しており、グリーンシート
上に容易に配線することができる。該ワイヤーは常温で
は互いに接着することもなく、周囲のゴミ、異物等の付
着もなく、スクリーン印刷における異物付着による問題
を解決することが可能となった。

アルミナグリーンシートにおける熱収縮は、脱炭素処理
による樹脂成分及び可塑剤、溶剤の逸散による収縮と、
アルミナ粉末の粒度に依存する焼結焼成収縮に大別され
る。本発明の金属グリーンワイヤー中の樹脂及び可塑剤
・溶剤の組成をグリーンシートと同様な組成にすること
により脱炭素処理による収縮の違いをなくし、アルミナ
粉末と同様な粒度分布を有する金属粉末を使用すること
によって、焼結焼成収縮の違いをなくすことができた。

その結果、これまで金属ワイヤーでは避は得られなかっ
たクラックや剥離の問題を解決するに至った。

本発明者らは、上記グリーンワイヤーを得るために鋭意
研究の結果、成形した金属グリーンワイヤーが軟らか過
ぎると、アルミナグリーンシートではさんで圧着する時
つぶされて線幅が広がり、隣接回路とブリッジングを起
こし、回路形成の目的を果たさないので、適当な硬さが
必要であることに思い至った。一方、所望の硬さに成形
せんとし、成形前の組成を可塑剤、溶剤を少なくして成
形する製造法によると、押し出し速度が極端に遅（なり
、生産効率が著しく悪くなり、コストが高くなるという
問題がある。そごで、本発明者らは生産性向上のために
、更に研究を重ねた結果、押し出し速度を速くするため
の蒸気圧の低い可塑剤又は溶剤と、所望の硬さを得るた
めの蒸気圧の高い可塑剤又は溶剤を適当量配合し、しか
る後に混合・混練、成形を行い、更に蒸気圧の低い可塑
剤又は溶剤及び蒸気圧の高い可塑剤又は溶剤の一部か全
部を乾燥除去する製造法によって、最終的に得られる金
属グリーンワイヤーの硬さを変えることなく、生産性を
飛躍的に向上することに成功した。

（実施例）次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例　１゜タングステン粉末　　　　　７８．２重量％ポリビニル
ブチラール樹脂　　４．１可塑剤　　　　　　　　　　　１．２ｎ−ブタノール（溶剤）　　　　１６．５上記配合をヘ
ンシェルミキサーを用いて充分に混合した後、７０℃前
後に加熱したロールで１５分間バンク混練を行い、ｎ−
ブタノールを多く残した状態のままプランジャー型押し
出し成形機を用いて０．３０ｍｍφの細線に加工した後
、８０°Ｃで１５時間延伸しなからｎ−ブタノールを飛
散させ０．２５ｍｍφのタングステン金属グリーンワイ
ヤーを得た。

実施例　２゜銅粉末　　　　　　　　　　７９．６重量％ポリビニル
ブチラール樹脂　　９．１ステアリン酸エステル　　　　０．　１可塑剤　　　　
　　　　　　　２．７キシレン　　　　　　　　　　８．５上記配合をヘンシェルミキサーを用いて充分に混合した
後、７０℃前後に加熱したロールで１５分間バンク混練
を行い、キシレンを多く残した状態のままプランジャー
型押し出し成形機を用いて０．３０ｍｍφの細線に加工
した後、８０℃で１５時間延伸しながらキシレンを飛散
させ０．２５ｍｍφの銅金属グリーンワイヤーを得た。

比較例　１゜タングステン粉末　　　　　７７．９重量％ポリビニル
ブチラール樹脂　　８．７可塑剤　　　　　　　　　　　４．３ステアリン酸エステル　　　　０．４ｎ−ブタノール（溶剤）８．７上記配合をヘンシェルミキサーを用いて充分に混合した
後、９０°Ｃ前後に加熱したロールで溶剤が完全に飛散
するまで混練し、プランジャー型押し出し成形機を用い
て０．２５ｍｍφのタングステン金属グリーンワイヤー
を得た。

且敦例　２゜タングステン粉末　　　　　８９．２重量％ポリビニル
ブチラール樹脂　　４．７可塑剤　　　　　　　　　　　１．４ｎ−ブタノール（溶剤）４．７上記配合を比較例１と同様にして０．２５ｍｍφのタン
グステン金属グリーンワイヤーを得た。

本発明により得られた金属グリーンワイヤーの結果を表
−１に示す。

表−１（発明の効果）比較例１では、可塑剤の量が多すぎたために成形速度は
比較的速いものの、アルミナグリーンシートに厚着した
時につぶれてしまい、隣接回路と接着する可能性が高い
。比較例２は圧着時につぶされはしなかったものの、押
し出し速度が極めて遅く、生産性が著しく落ちる。実施
例１によると圧着時につぶされることもなく、押し出し
速度が著しく速くなった。このように、溶剤を含んだ状
態で成形した後、溶剤を乾燥除去することによって、飛
躍的に生産性を向上することができたのである。

本発明のワイヤーのグリーン強度を配合等で調整し、Ｃ
ＡＤシステム等の自動書描画装置に供することにより、
配線切れや位置ずれによるプリント基板の不良を著しく
低減することが出来る。また不良低減にともない、低コ
スト化を図ることが出来る。

本発明の金属グリーンワイヤーは、金属粉末の粒度配合
を調整することによって焼成後の電気比抵抗を多少操作
することが可能である。さらに、ＬＳＩなどの実装密度
の向上にともないプリント基板の集積化が進むにつれて
、導線配線長が長くなるので、導線の比抵抗の低下が要
求されている。

本発明による金属グリーンワイヤーは基板となる材質と
金属グリーンワイヤーに使用する金属粉末の種類によっ
て、それらの要求に答えることが可能である。また、焼
結温度の違いを利用した様々なプリント基板の作成が可
能であり、グリーンシート及びグリーンワイヤーの双方
が可撓性を有することから、複雑な形状に成形すること
も可能である。

さらに本発明によればフィラーとして金属のみならず、
多くの焼結性粉体の賦形可能な前駆体ワイヤーを作るこ
とが出来る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属粉末、有機質バインダー、可塑剤その他の添
加剤からなる混合物と溶剤を混練した後、細線状に成形
して成ることを特徴とする可撓性を有する金属グリーン
ワイヤー。
（２）請求項（１）において、該金属粉末は、金、銀、
銅、白金、パラジウム、タングステン、モリブデン、レ
ニウム、ニッケル、ロジウム、マンガン、コバルトから
成る群から選ばれた一つ又はそれ以上であることを特徴
とする可撓性を有する金属グリーンワイヤー。
（３）請求項（１）において、該有機バインダーは、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチ
レンオキサイド、アルギン酸、メチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルメチルセルロース、エチルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン
、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラールから成
る群から選ばれた一つ又はそれ以上であることを特徴と
する可撓性を有する金属グリーンワイヤー。
（４）金属粉末、有機バインダー、可塑剤から成る混合
物と溶剤とを混練した後、溶剤を含んだ状態で細線状に
成形し、その後可塑剤の沸点以下の温度で乾燥して溶剤
を除去することを特徴とする可撓性を有する金属グリー
ンワイヤーの製造法。
（５）請求項（４）において、溶剤の量は０〜５０重量
％（好ましくは３〜２０重量％）であることを特徴とす
る可撓性を有する金属グリーンワイヤーの製造法。