JPH01196192A - 導体ペースト - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、銅粉を導電粒子とした導体ペーストに関する
。

（従来の技術） ガラス、セラミック等の基体に、スクリーン印刷法、直
接描画法等で塗布、焼成し、導体被膜を形成する導体ペ
ーストには種々のものがあるが、近年、導体としての特
性面から、導電粒子として銅粉を用いた、いわゆる銅導
体ペーストが注目されている。

この銅導体ペーストは、焼成温度により９００℃近傍で
焼成する高温焼成タイプと、６００℃近傍で焼成する中
温焼成タイプとに区別され、高温焼成タイプは導体とし
ての性能（導電性、基体との密着性）に優れるものの、
印刷抵抗体として優れたものが得られない欠点がある。

これに対して、中温焼成タイプは性能面では高温焼成ペ
ーストにやや劣るものの、現行の印刷抵抗体をそのまま
使用して回路形成をすることができるため、バランスの
とれた製品を安価に得ることが可能であるという利点を
有している。

どころが中温焼成の銅導体ペース１へは、高温焼成のも
のに比較して基体との密着性に劣る短所がある。

すなわち、高温焼成ペーストでは、基体と反応性のある
金属酸化物（酸化ビスマス、酸化銅等）を添加して、密
着性改善を図る技術が確立しているが、中温焼成の銅導
体ペーストにこれを適用すると、焼成温度の差により充
分な反応が生ぜず、所望の密着性向上が１ｑられないの
みならず、副作用として導電性の低下を招く欠点があっ
た。

本発明者等はこれら諸問題の解決を目的として鋭意検討
した結果、表面の酸化状態および粒径が、それぞれ異な
る２種の銅粉を、特定の比率で混合することにより、上
記した諸欠点のない銅導体ペーストが得られることを見
出し、本発明を完成するに至った。

（発明が解決しようとする課題〉 上述したように、中温焼成の銅導体ペーストでは、密着
性を向上させるために、基体と反応性のある金属酸化物
（酸化ビスマス、酸化銅等）を添加すると、焼成温度の
差により充分な反応が生ぜず、所望の密着性向上が得ら
れないのみならず、副作用として導電性の低下を招く欠
点があった。

本発明は、上記欠点を解消すべく成されたちので、充分
な導電性を有するとともに、基体との密着性に優れた中
温焼成タイプの銅導体ペース１〜を提供することを目的
とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の導体ペーストは、銅粉を導電粒子とする導体ペ
ーストにおいて、前記銅粉が、銅粉の表面酸化の程度が
０２％以上２％以下の範囲で、かつ平均粒径が１．２μ
ｍ以上である銅粉Ａの３０重量％以上６０重１％以下と
、銅粉の表面酸化の程度が０．５％未満で、かつ平均粒
径が０．９μｍ未満である銅粉Ｂの７０重量％以下４０
重量％以上とを配合したものからなり、かつ焼成温度が
７００℃以下であることを特徴とするものである。

本発明の銅導体ペーストの銅粉は、上記特性を具備する
ものであれば、公知の各種銅粉が使用可能である。製造
方法、粒子の形状等に特に制限はないが、スクリーン印
刷性の面からは、球状に近い粒子であることが好ましい
。

銅粉の表面酸化の程度は、銅粉をアルゴン−水素等量混
合ガス中で２７５℃、５時間加熱還元した後の、加熱前
に対する重量減（以下、重量減と称す）を測定し、この
値の元の小母に対する１００分率を以て表したものであ
る。

また、銅粉の平均粒径は、レーザー回折法により求めた
平均粒径により表したものである。

一般に、この種の銅粉は平均粒径付近をピークとして正
規分布またはこれに類似した分布を有する各種のものが
市販されているが、本発明においては、前述した平均粒
径を有し、所定の分布を有するものが使用される。

なお、本発明においては通常、前述したＡ、８２種の銅
粉を混合して使用されるが、１０％程度までであれば、
Ａ１Ｂ以外の銅粉を併用することもできる。

本発明の銅導体ペーストは、銅粉、ガラス粉、有機バイ
ンダー、溶剤、その他添加剤を混合して調製される。

本発明に使用されるガラス粉としては、公知の各種のガ
ラス粉が使用可能である。このガラス粉は、ガラスフリ
ットとも言われるもので、所望する温度域で溶融し、銅
粉どうし、あるいは銅粉と基体とを強固に固着させるも
のであれば、組成、粒径、配合量等は特に制限されない
。たとえば、ＰｂＯ−８２０３−８ｉ０２ガラスをベー
スとして、各種の金属を添加したものが使用可能である
。

本発明に使用される有機バインダーとしては、公知の各
種の有機バインダーが使用可能である。

この有機バインダーは、基体上への印刷時、導体ペース
トに適度の粘性を保たせ、かつ印刷性を発璃させるため
に加えるもので、焼成時に分解、揮散するものが好まし
い。このような有機バインダーの′例としては、たとえ
ばエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ニ
トロセルロース、ポリビニルアルコール、パラフィン、
アクリル系樹脂等が挙げられる。

本発明に使用される溶剤としては、公知の各種の溶剤が
使用可能である。このにうな溶剤の例としては、チルビ
ネオール、芳香族系溶剤、各種グリコール類、各種セロ
ソルブ類、各種カル上１ヘ一ル類、酢酸エステル類、フ
タル酸エステル類、二塩基酸エステル類等があげられる
。

本発明の銅導体ベース１〜の添加剤としては、公知の各
種の添加剤が使用可能である。このような添加剤の例と
しては、分散剤、酸化防止剤、粘度調整剤、安定剤等を
挙げることができ、また、場合によっては諸特性との兼
合いを勘案した上で、反応性金属酸化物を基体との密着
性向上剤として少量添加するにうにしてもよい。

本発明の銅導体ペーストは、上記した各成分を混合、混
練してペースト化した後、基体上に印刷または描画によ
り塗布し、溶剤を乾燥させ、焼成して導電被膜を得るも
のである。

上記ペースト化方法としては、公知の各種ペースト化方
法が使用可能である。このようなペースト化方法の例と
しては、たとえば各成分を混合後、ニーダ−１油漬機、
３木ロール等により混練する方法が挙げられる。

本発明の銅導体ペーストの印刷には、公知の各種印刷方
法が使用可能である。このような印刷方法の例としては
、スクリーン印刷法、メタルマスクによる印刷法、直接
描画法等が挙げられる。

さらに、本発明の銅導体ペーストの焼成方法としては、
公知の各種焼成方法が使用可能である。

焼成時の条件としては、銅導体の酸化防止のため窒素雰
囲気中で７００℃未満の範囲で焼成することが必要であ
り、また、印刷抵抗体へのダメージを軽減するためには
、焼成温度をより低く、できれば６４０’Ｃ未満とする
ことが好ましい。焼成炉の構造としては、ベルト炉、バ
ッチ炉のいずれも使用可能であるが、生産性、安定性の
点からベルト炉が好ましい。

（作用） 本発明の銅導体ペーストが、中温焼成タイプであるにも
拘らず、導電性と、基体との密着性とを共に満足できた
理由は、基体との密着を向上する作用を持つ金属酸化物
成分を、導電粒子と別に系内に添加することなく、導電
粒子である銅粉表面に薄く酸化物層を形成した２種の銅
粉を、一定量の範囲で混合した点にある。これによって
、比較的低い温度でも酸化物層が反応して、基体との密
着性を向上させ、しかも、高温焼成タイプにおけるよう
な絶縁性の未反応金属酸化物粒子が、系内に残存して導
電性を損なうことがないためであると考えられる。

（実施例） 以下、本発明を具体的実施例により説明する。

実施例１〜１３、比較例１〜１１ ［導体ペーストの調製］ 第１表の組成で調製した銅導体ペーストを、９６％アル
ミナ基板上にスクリーン印刷し、１２０℃で１０分間乾
燥して溶剤を除去した後、６００℃×４０分プロファイ
ルのベル１−炉くピーク時６００℃×１０分）で窒素雰
囲気下で焼成し、厚さ２０μｍの銅導体被膜を得た。

［性能試験１ これらの実施例および比較例について第１表に示す諸評
価を行った。

評価方法は以下の通りである。

導電性：導体抵抗値の測定により評価。方法は４端子法
抵抗測定により、線幅０．５ｍｍの銅導体被膜の抵抗値
を測定し、厚さ２０μｍ時のシート抵抗値に換算。

基板との密着性：　Ｄｕｐｏｎｔ法ビール強度の測定に
より評価。２ｍｍ角の銅導体被膜に、０．６ｍｍスズメ
ツキ銅線を、水平に半田デイツプ法（６０Ｓｎ／４０Ｐ
ｂ　ハンダ、２３０℃×３秒浸漬）により半田付は後、
スズメツキ銅線被膜端部より１ｍｍの位置で９０度曲げ
て基板と垂直とし、基板を固定した状態で引張り試験機
により、１０ｃｍ／分の速麿でスズメツキ銅線を引張り
、基板とスズメツキ銅線が剥離した際の剥離強度を測定
。

（以下余白） ［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように、本発明の銅導体ペ
ーストは、中温焼成タイプであるにも拘らず、充分な導
電性を有するとともに、基体との密着性に優れている。

したがって本発明によれば、現行の印刷抵抗体をそのま
ま使用して回路形成を行って、バランスのとれた製品を
安価に得ることが可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅粉を導電粒子とする導体ペーストにおいて、前
   記銅粉が、銅粉の表面酸化の程度が０．２％以上２％以
   下の範囲で、かつ平均粒径が１．２μｍ以上である銅粉
   Ａの３０重量％以上６０重量％以下と、銅粉の表面酸化
   の程度が０．５％未満で、かつ平均粒径が０．９μｍ未
   満である銅粉Ｂの７０重量％以下４０重量％以上とを配
   合したものからなり、かつ焼成温度が７００℃以下であ
   ることを特徴とする導体ぺースト。