JPH02105594A - 導体ペースト及び多層のセラミックス基板 - 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］ 本発明はグリーンシートに印刷しグリーンシートと同時
に焼成し導体を形成する導体ペースト等に関する。

［従来の技術］ 従来実用化されているセラミックス基板用銀−パラジウ
ム導体ペーストは予め焼成されたアルミナ等の基板を対
象としているため、グリーンシート上に印刷し、同時に
焼成すると導体にクラック、剥離を発生したり、はなは
だしい場合にはセラミックス基板に変形１反りなどが発
生するという欠点がある。

更には、導体のセラミックス基板への接着性が低下する
という欠点を有している。

［発明の解決しようとする課題］ 本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を解
消しようとするものであり、従来知られていなかった導
体ペースト等を新規に提供することを目的とするもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題を解決すべくなされたものであり
、導体を構成する成分として銀とバラジニウムを使用し
ているセラミックス基板用の導体ペーストにおいて、銀
−銅−タングステン複合粉末を添加することを特徴とす
るセラミックス基板用の導体ペーストを提供するもので
ある。

以下本発明の詳細な説明する。本発明は、銀−パラジュ
ウム導体ペーストに銀−銅−タングステンの複合粉末（
以下単に複合粉末というときもある。）を添加すること
によってセラミックス基板との接着性等を改善しようと
するものである。尚％は特に記載しない限り重量％とす
る。

本発明にかかる導体ペーストの成分を以下に述べる。

銀粉末及びパラジュウム粉末　　　７０〜９５％銀−銅
−タングステン複合粉末　０．０５〜ｌＯ％バインダー
ガラス　　　　　　　　　２〜２８％更に上記銀−銅−
タングステン複合粉末の成分割合を以下に述べる。

銅　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０
〜８０％タングステン　　　　　　　　　　　１〜５０
％銀　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１０〜６０％かかる成分について以下説明する。

本発明にかかる銀粉末及びパラジュウム粉末は導体を構
成する成分であり、必須の成分であって、本発明の導体
ペースト中の銀粉及びパラジュウム粉末の割合が少なす
ぎるとシート抵抗値が増大するため好ましくなく、そし
て、銀粉及びパラジュウム粉末の割合が多すぎると、相
対的に銀−銅−タングステン粉末やバインダーガラスの
添加量が少な（なり、以下に述べる欠点が生じるので好
ましくない。また銀粉末とバラジュウム粉末の成分割合
は本発明にかかる効果とは直接関係しない。好ましくは
７０〜９５％の範囲で本発明の導体ペーストの総量に対
して添加される。銀−銅−タングステン複合粉末は、本
発明の導体ペーストの総量に対して０．０５〜ｌＯ％添
加されることにより、導体のセラミックス基板への接着
強度を向上させ、かつ、導体のクラック、剥離等の欠陥
を防止する効果を有する。

複合粉末の添加量が、０．０５％未満ではその効果は少
なく、１０％より多いと、導体にクラック、剥離が発生
したり、半田濡れ性が低下するので好ましくない。望ま
しい範囲は１〜６％である。

バインダーガラスは、本発明の導体ペーストの総量に対
して２〜２８％添加され、２８％より多いと導体のシー
ト抵抗が大きくなって好ましくなく、２％より少ないと
セラミックス基板との活着が弱くなり好ましくない。

本発明に係る銀−銅−タングステン複合粉末中の銅成分
は、導体のセラミックス基板との接着力を向上させる効
果を有し、複合粉末中の割合が１０％未満ではその効果
が少なく、８０％を越えると、導体にクラック、剥離が
発生しやす（なるため好ましくない。望ましい範囲は、
３０〜６０％である。上記複合粉末中のタングステンは
、導体のクラック、剥離を防止する効果を有し、１％未
満ではその効果が少なく、５０％を越えると、半田濡れ
性が低下するので好ましくない。望ましい範囲は、５〜
３０％である。

上記複合粉末中の銀は、空気中での焼成時に銅粉末、タ
ングステン粉末の酸化を防止する効果を有すると共に、
銅粉末、タングステン粉末を導体成分の主体である銀、
バラジュウム粉末になじみやす（する効果を有する。

複合粉末中の銀の割合が１０％未満では、酸化を防止す
る効果が少なく、銅、タングステンが空気中での焼成時
に酸化されるため好ましくなく、６０％以上では相対的
に銅、タングステンの割合が少なくなるため好ましくな
い。望ましい範囲は２０〜４０％である。

かかる銀−銅−タングステン複合粉末は、例えば銀粉末
、銅粉末、タングステン粉末を所定の割合で秤量し、ア
ルミナ磁性乳鉢中等で混合し、窒素雰囲気中３００〜６
００℃の温度で数十分〜数時間焼成して得られる。使用
する銀粉末、銅粉末、タングステン粉末の粒径は特に限
定されないが、通常０．１−１０μｍ程度の粉末が使用
される。

本発明において多層のセラミックス基板は次のようにし
て製造される。アルミナ粉末、ガラスフリット等のセラ
ミックスの原料粉にブチラール樹脂、アクリル樹脂等の
有機バインダー、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチ
ル、フタル酸ブチル−ベンジル等の可塑剤、トルエン、
アルコール等の溶剤を添加し混練してスラリーを作製す
る。そして、該スラリーをシート状に成形し、いわゆる
グリーンシートが作成される。該グリーンシートにヴイ
アホール用等の穴を開け、表面に本発明の導体ペースト
を所定の回路に印刷する。

ヴイアホールには本発明の導体ペーストが満たされる。

次にこれらの印刷されたグリーンシートを所定の枚数重
ね合わせ、熱圧着により積層化し、１０００℃以下の温
度にて焼成して多層のセラミックス基板となる。このよ
うにして製造された多層のセラミックス基板は回路が絶
縁基板を介して多層に積重されたものとなる。

本発明にかかる複合粉末中の銅の作用機構は必ずしも明
確ではないが、銅が焼成時にセラミック基板中に拡散し
、導体とセラミックス基板との界面に強固な反応中間物
を生成するため導体のセラミックス基板との接着強度が
向上する効果を生ずるものと考えられる。

本発明にかかる複合粉末中のタングステンの作用機構は
必ずしも明確ではないが、導体の銀、パラジュウム粉末
の焼成収縮率とセラミックス基板の焼成収縮率のミスマ
ツチを緩和する働きをし、導体のクラックや剥離、変形
を防止する効果を生ずるものと考えられる。

更には、銀粉末は複合粉末、銅粉末、タングステン粉末
の周囲を覆い、焼成時の酸化を防止する作用を有する。

［実施例］ ■）、グリーンシート ＡｌｔＯｎ粉末６０％とＡｌａＯｓ−ＰｂＯ−３ｉＯｚ
−ＢｚＯａ−ＣａＯ系ガラスフリット４０％の混合物に
有機バインダー、可塑剤、溶剤等を添加し混練してスラ
リーを作成した。

次いでこのペーストをシートに成形し、乾燥することに
よりグリーンシートを作成した。

ｉｔ）、導体ペースト 銀粉末、パラジュウム粉末、銀−制御タングステン複合
粉末ガラスフリット（ＡｌｘＯｓ−ＳｉＯ□−ＢｚＯｎ
−ＢａＯ系）を［表−１］に示した割合で調合した。こ
れに印刷性を付与するためにエチルセルロース樹脂、ブ
チルカルピトールからなる有機ビヒクルを添加し、アル
ミナ磁性乳鉢中で１時間混合した後、三本ロールにて、
分散し、導体ペーストを作製した。

銀−制御タングステン複合粉末は予め銀粉末、銅粉末、
タングステン粉末を［表−１］に示した割合で秤量し、
アルミナ磁性乳鉢中で１時間混合粉砕した後、５００℃
の温度で１時間、窒素雰囲気中で焼成し、再びアルミナ
磁性乳鉢中で粉砕しておき使用した。

１ｉｉ）、試料の作製 グリーンシート上に［表−１］に示した組成の導体ペー
ストをスクリーン印刷し、２５μｍ厚みのペースト層を
形成した。

次いでこれを乾燥後、空気雰囲気中で１００”Ｃ／ｈｒ
の速度で昇温し、９００℃で２０分間焼成しセラミック
ス基板上に導体層を形成した。

このセラミックス基板について、導体の半田濡れ性、導
体のセラミックス基板への接着強度を示すビール強度、
導体のシート抵抗、導体の剥離、クラック、変形の有無
について評価し［表−１］の下段に示した。

［表−１］より明らかな如く、本発明の導体ペーストは
、半田濡れ性、ビール強度に優れ、シート抵抗も低く、
導体のクラック、剥離、変形等の欠陥のない優れた導体
ペーストである。

なお、各特性の評価方法は次の通りである。

【特性評価法］ ■）、剥離、クラック、変形等の欠陥 目視による外観検査 ｉｔ）、　　半田濡れ性 Ｓｎ　６３％、Ｐｂ　３５％、Ａｇ　２％半田。

２４０±５℃、５秒間デイツプ後 半田の濡れた面積割合を評価した。

１ｉｉ）、ビール強度試験 ０．８φすずメツキ軟銅線を銀−パラジｉｖ）　。

ニウム導体に半田付し、その銅線を垂直折り曲げ後、引
っ張り試験により評価した。

高温放置後、ビール強度試験 ０．８φすずメツキ銅線を導体に半田付後、１５０℃、
　１０００時間放置後、引張り試験により評価した。

シート抵抗 Ｙ、　Ｈ，Ｐ製デジタルマルチメーターにより測定評価
した。

［発明の効果］ 本発明の導体ペーストは、グリーンシート上に印刷し、
同時に焼成し、剥離、クラック、変形等の欠陥のない導
体を形成出来るだけでなく、導体とセラミックス基板と
の接着力が向上し、さらには、高温放置後においても接
着力が低下しにくいという信頼性に優れた効果を有し、
特に多層のセラミックス基板用導体ペーストとして機能
を発揮し、その工業的価値は多大である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．導体を構成する成分として銀とパラジュウムを使用
   しているセラミックス基板用の導体ペーストにおいて、
   銀−銅−タングステン複合粉末を添加することを特徴と
   するセラミックス基板用の導体ペースト。
2. ２．上記導体ペーストをグリーンシート上に印刷後、多
   層化して焼成してなる多層のセラミックス基板。