JPH01313804A - 導電性ペースト - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、セラミック素地上に導電性ペーストを塗布し
、焼成された導体主面上に、メッキ膜を析出するのに好
適な導電性ペーストに関する。

［従来の技術］ 従来、セラミック素地上に導体膜を形成するのに使用さ
れる導電性ペーストとしては、ＡｕｌＡｇ１　Ｐｔ１　
Ｐｄ１　Ｃｕ等の貴金属粒子や、Ｎ１ｘ　　Ｚ　ｎ）　
　Ａ　１等の卑金属粉末等の導電粒子と、ガラスフリッ
トとを、ビヒクル中に分散させたものが知られている。

このような導電性ペーストは、セラミック基板、セラミ
ックコンデンサ、圧電体素子、抵抗体、インダクタ等の
電子部分に、スクリーン印刷、その他の方法等に依って
塗布された後、焼成され、導体膜として形成される。こ
の導体膜は、前記電子部品の電極或いは、配線導体とし
て使用されている。

前記導電性ペーストに使用される導電粒子のうち、Ａｕ
ｚ　　Ａｇｓ　　Ｐｔ等の導体材料は、高価であり１８
価格の変動が大きいことから、これに代わる導体材料と
して、卑金属若しくは、比較的安価なＣｕ等の粒子が使
用されている。

卑金属導電粒子を用いた導電性ペーストで形成された電
極は、電極中の導体金属が半田濡れ性が悪く、゛電極の
半田付は性が悪い。また、比較的安価な銅粒子を用いた
導電ペーストは、導体金属それ自体の半田濡れ性が良い
が、電極の表面が空気中の酸素に依って、酸化され易い
ため、そのままの状態で空気中に僅かな時間でも放置す
ると、導体表面が酸化されて半田付は性が直ぐ悪（なる
。このため、これら卑金属や銅等の導電粒子を用いたも
のでは、導体粒子の表面に予め、酸化を防止するような
金鴻膜、例えば、ニッケルメッキや半田メッキ等を施し
、表面の酸化防止と半田付は性の改善を図ることが行わ
れている。

更に、前記導電性ペーストを基板に塗布して焼成した時
の導電性ペーストの収縮率を制御する目的、セラミック
基板との接着強度を高める目的、及び焼成された後の導
体の膨張係数を、セラミック基板の膨張係数に近似させ
る目的のため、これら導電性ペーストに、セラミック基
材と同じ材質の粒子や、セラミック基材の一部を組成す
る材料粒子、或いはこれらとは別種の無機質粒子を混入
することが行われる。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来の導電性ペーストのように、その中に前記無機
質粒子を含有させた場合、これを焼成することにより形
成された導体膜の表面に、導電粒子と前記無機質粒子と
がランダムに露出する。

ところが、第２図に模式的に示すように、このような導
体ｉｔｏの表面にメッキ膜を形成しようとすると、導電
粒子１１の表面に形成されるメッキ膜１２の形成速度と
、無機質粒子１３の表面に形成されるメッキ膜１２の形
成速度との間に、大きな差が生じ、導電粒子１１の表面
に所望の厚みのメッキ膜１２が形成されても、無機質粒
子１３の表面には充分な厚みのメッキ膜１２が形成され
ないといったように、メッキｆｖ４１２の厚みに不均一
な状態が生じる。

このように、メッキ膜が不均一となった電子部品は、メ
ッキ膜にいわば無数のピンホールが生じた状態となり、
半田に対する密着強度が弱く、半田付は後に電子部品が
脱落してしまうといった問題があうた。

そこで本発明の目的は、メッキ浴に対して活性な表面を
存する無機質粒子を、導電ペースト中に含有させる事に
依って、前記従来の課題を解消することが可能な導電性
ペーストを提供する事にある。

［課題を解決するための手段］ すなわち、前記課題を解消する為、本発明において諧じ
た手段の要旨は、導電性粒子と無機質粒子とを、ビヒク
ル中に分融させた導電性ペーストに於いて、前記無機質
粒子が無電解メッキ浴の金属イオンに活性な表面を存す
る粒子から成る事を特徴とする導電性ペーストである。

［作　　　用コ 前記本発明による導電性ペーストでは、ビヒクル中に導
電粒子として、金属粒子に加え、無機質粒子が混合され
ているので、導電性ペースト中の前記無機質粒子が、導
電性ペーストを焼成した時の導電性ペーストの収縮率を
小さくし、セラミック基板と導電性ペースト間の応力を
小さくして密着強度を強くする。また、導電性ペースト
中の無改質粒子とセラミック基板等との反応によって接
着強度が高められと共に、焼成された後の導体の膨張係
数が基板の膨張係数に近似するため、焼成後のサーマル
シジックにも耐えられる。

こうした無機質粒子特存の作用に加え、これら無機質粒
子１３の表面が無電解メッキ浴の金属イオンに活性な表
面を存する粒子からなるため、この導電ペーストにより
形成された導体膜１０を無電解メッキ浴に浸漬すと、第
１図に模式的に示すように、無機質粒子の表面にも、金
属粒子の表面と同様に金属が析出し、メッキ膜１２が形
成される。これによって、導電性ペーストを焼き付けて
形成された前記導体膜１０に均一なメッキ膜１２を形成
することが可能となる。このため、半田による接着性が
良好な導体膜が得られる。

［実　施　例コ 次に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する
。

（実施例１） 次の組成を育する第一と第二の活性化溶液と、平均粒径
が１．０μｍのアルミナ粒子を用意した。

第−活性化溶液 水　　　　　　　　　　　　　　　　１０００ｍ　ｌ塩
化第二錫（ＳｎＣＩ２）２ｇ 塩酸（ＭＣＩ）　　　　　　４ｍｌ 第二活性化溶液 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＩＱＯＯｍ
　Ｉ塩化パラジウム（ＰｄＣｌａ）０．２ｇ塩ｒｍ（Ｍ
ＣＩ）　　　　　　　　２ｍｌまず、前記アルミナ粒子
を第一活性化溶液に浸漬し、室温で５分間攪拌し、濾別
と水中分散とを数回繰り返し、水が透明になった後、予
め５０℃の温度に保温された第二活性化溶液に５分間浸
漬し、濾別と水中分散とを数回繰り返した後、濾別され
た粒子を１２０℃の温度で乾燥して、表面が無電解メッ
キ浴の金属イオンに対して活性化された無機質粒子を得
た。

次に、別に用意したニッケル金団粒子（平均粒径３μｍ
）　　１０ｏ重量部に対して、前記アルミナ粒子を１０
重量部、エチルセルロースを１６重量部、ブチルカルピ
トールを４重量部の割合で配合し、これを括潰機で４時
間混練し、更にロールミルに依って１時間混練して、本
発明による導電性のペーストを製作した。

これとは別に、チタン酸バリウム系のｉｓ体セラミック
原料シートに、市販されている導電性ペーストを塗布し
、これをＭＨＩして圧着し、所定の大きさに裁断した後
焼成することにより、積層セラミックコンデンサチップ
を製作した。

この積層セラミックコンデンサチップの両端面には、前
記導電性ペーストに依る内部電極の端部が導出されてお
り、ここに前記本発明の導電性ペーストを約５０μｍの
厚さに塗布し、これを乾燥して非酸化雰囲気中で、９５
０℃の温度で１時間焼き付け、積面セラミックコンデン
サチップの外部電極を形成した。

このような積層セラミックコンデンサチップを前記ニッ
ケルメッキ浴に８０℃の温度で１５分間浸漬し、外部電
極の表面にニッケルメッキ膜を形成した。

更に市販の半田メッキ液を用いて、前記積層セラミック
コンデンサチップのニッケル膜上に、室温で陰極電流密
度Ｉ　Ａ／ｄａ”　として３０分間電解半田メッキを施
し、８μｍの厚さに半田メッキ膜を形成した。

この積層セラミックコンデンサチップをプリント配線基
板上の導体に５００個半田付けした。

そして、プッシュプルゲージで引張り荷重を読み取りな
がら、第３図に矢印で示す方向に最大５ｋｇの引張り荷
重を加えて、その間に配線基板から積層セラミックコン
デンサチップがｇ４Ｊ　Ｋｌするか否か、半田の密着強
度試験を実施した。

第１図において、■は配線基板、２はその上に形成され
た半田付はランド、３は積層セラミックコンデンサ、４
はその外部電極、５は外部電極４を前記半田付はランド
２に固着している半田、６はプッシュプルゲージのフッ
ク先端部である。

この結果、本実施例に於いて、５Ｋｇ以下の荷重で半田
が剥離したものは皆無であった。

（実施例２） 前記実施例１に於いて、前記第二活性化溶液に代えて、
次の組成を育する第二活性化溶液を用いた事以外は、同
実施例１と同様にして試験を実施した。

純水　　　　　　　　　１０００ｍ　ｌ塩化白金（Ｐ　
ｔ　Ｃ１２）　　０．１ｇ塩酸（ＨＣＩ）　　　　　４
ｍｌ その結果、５ｋｇ以下の荷重で半田が剥離したものは皆
無であった。

（実施例３） 前記実施例１に於いて、前記第二活性化溶液に代えて、
次の組成を有する第二活性化溶液を用いた事以外は、同
実施例１と同様にして試験を実施した。

純水　　　　　　　　　１０００ｍ　ｌ塩化金ＣＡｕＣ
ｌ２）　　　０．１ｇ 塩！（ＭＣＩ）　　　　　４ｍｌ その結果、５ｋｇ以下の荷重で半田が剥離したものは皆
無であった。

（実施例４） 前記実施例１．に於いて、ニッケル金属粒子に代えて、
銅粒子を用いた事、アルミナ粒子に代えてチタン酸バリ
ウムを用いた事、及び、導電ペーストにより形成された
積層セラミックコンデンサチップの外部電極、の表面に
、ニッケルメッキに代えて銅メッキを施した事以外は、
同実施例１と同様にして試験を実施した。その結果、５
ｋｇ以下の荷重で半田が剥離したものは皆無であった。

（比較例） 前記実施例１に於いて、導電性ペースト中のアルミナ粒
子の表面を活性化した粒子に代えて、導電性ペーストに
活性化されてないアルミナ粒子を加えた事以外は、実施
例１と同様にして試験を実施した。その結果、５Ｋｇ以
下の荷重で半田が剥離したものは、５００個中１ｚ個あ
った。

なお、前記各実施例に於いては、無機質粒子としてアル
ミナ、チタン酸バリウムを用いた例を示したが、本発明
において使用される無機質粒子は、これらに限るもので
はない。すなわち、これら無機質粒子の種類は、基板の
セラミック組成に依って選択されるべきもので、−船釣
には、セラミック組成に近似した組成が好ましく、その
添加ｍは各々の組成に於いて、適宜法められる。例えば
、熱膨張係数、硬化収縮率の大きさや半田付は性等を考
慮して決定される。一般には、導電性ペースト全重量に
対して１％〜３５％程度の量が添加される。

導電性ペースト中に混合される金属粒子は、Ｚ　ｎ１Ｃ
ｕｘ　　Ｎ　ｉｓ　　Ａ　Ｉ等が一般的である。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、導電性ペースト中
に、無機質粒子を合作させている。ので、導電性ペース
トを塗布し、焼成する時に導電性ペーストと基板との焼
成収縮を調整できるという、無機質粒子本来の効果がそ
のまま得られる。そしてこれと同時に、前記無機質粒子
の表面を無電解メッキ浴の金属イオンに対して活性化し
たので、導電性ペーストを焼成して得られた導体の表面
に均一な厚みのメッキを施すことができ、これによって
半田付は性が改善され、基板との密着性が良（、半田付
けした後に脱落するような事がなくなる。よって、半田
付けの信頼性が向上すると言う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の導電性ペーストを用いて形成された
導体膜上にメッキを施した状態を示す模式図、第２図は
、従来の導電性ペーストを用いて形成された導体膜上に
メッキを施した状態を示す模式図、第３図は、本発明の
実施例及びその比較例における半田付は部分の密着強度
試験の方法を示す説明斜視図である。 １０・・・導体膜　１１・・・導電粒子　１２・・・メ
ッキ膜　１３・・・無機質粒子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　導電性粒子と無機質粒子とを、ビヒクル中に分散させ
   た導電性ペーストに於いて、前記無機質粒子が無電解メ
   ッキ浴の金属イオンに活性な表面を有する粒子から成る
   事を特徴とする導電性ペースト。