JPH02194137A - 導電性組成物 - 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、導電体に係わり、銅または銅合金粉末を主成
分とする導電性組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

例えばＩＣ基板用の導体回路またはセラミックコンデン
サー用の電極として用いる導電性組成物には銀粉末また
は銀−パラジウム、銀−プラチナ等の合金粉末、または
金粉末等の貴金属粉末が用いられ、これを焼成して電子
セラミックス部品が得られる。

近年、電子機器及び電子機器部品の小型化が要求されて
おり、電子セラミックス部品の高集積化。

薄層化が必要となっているが、前記貴金属粉末の導電性
組成物では、イオンマイグレーシラン、半田量われ等が
発生し易いため、その高集積化、薄層化に限界がある０
例えば、これにより製造される導体回路の最小パラメー
タ間隔は２５０μ−程度であり、この間隔を更に小さく
するべく、特公昭５９−２３９８号及び特公昭６０−２
７１３号の公報においては、銅粉末の導電性組成物を用
いて電子セラミックス部品の高集積化、薄層化が図られ
ている。銅はイオンマイグレーシランが発生しにくく、
インピーダンスが低く、半田耐熱性に優れるという性質
を有するため、銅又は銅合金粉末の導電性組成物を用い
ると前記パラメータ間隔を１００　ｐｍとすることが可
能になり、ハイブリッドＩＣの高密度実装が実現される
等の利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、銅は酸化し易く導電性、半田濡れ性が阻害さ
れ易いという欠点を有する。そこで銅の酸化を防ぐため
に電子セラミックス部品を製造する焼成雰囲気の０８濃
度を低下させ、例えばＮ８雰囲気で焼成すると、導電性
、半田濡れ性は良好となるが、銅とセラミック基板との
接着強度が低下し、電子セラミックス部品の品質が劣化
するという問題点がある。

本発明者は、銅または銅合金粉末にその酸化を緩和させ
るべく銅より熱力学的に酸化しゃすい金属粉末を添加し
た導電性組成物をセラミック基板に接着し、これを所定
の０２濃度を有する雰囲気で焼成したときの接着強度、
導電性、半田濡れ性を調べた結果、６０重量％以上の銅
または銅合金粉末にタングステン、モリブデン、ジルコ
ニウムのうち１種又は２種以上の金属粉末を１〜５重量
％添加した場合に接着強度、導電性、半田濡れ性が良好
となることを知見した。

本発明は斯かる知見に基づいてなされたものであり、銅
または銅合金粉末を主成分とする導電性組成物を所定の
Ｏｔ潮度を有する雰囲気で焼成しても前記接着強度及び
導電性、半田濡れ性が従来法よりも向上し、電子セラミ
ックス部品の高集積化、薄層化を実現させる導電性組成
物を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の導電性組成物は、６０重量％以上の銅又は銅合
金粉末に対してタングステン、モリブデン。

ジルコニウムのうち１種又は２種以上の金属粉末又は合
金粉末を１〜５重量％添加することを特徴とする。

〔作用〕

銅まは銅合金粉末に銅の酸化を緩和させるべくタングス
テン、モリブデン、ジルコニウムのうち１種または２種
以上の金属粉末または金属合金粉末を１重量％から５重
量％添加した導電性組成物を用いて電子セラミックス部
品を製造すると前記導電性組成物とセラミック基板との
接着強度及び電子セラミックス部品の導電性、半田濡れ
性が従来の導電性組成物を用いたものと比して向上し、
電子セラミックス部品の高集積化、薄層化が図られる。

〔実施例〕

以下、本発明の導電性組成物を焼成して電子セラミック
ス部品を製造した場合の実施例について具体的に説明す
る。

第４図は銅または銅合金粉末に対してアルミニウム（Ａ
ｆｆｉ）口、マグネシウム（Ｍｇ）■、タングステン（
−）・及びモリブデン（Ｍｏ）Ｏｌ並びにタングステン
、モリブデン及びジルコニウム（Ｚｒ’）Δ等の熱力学
的に銅より酸化しやすい金属粉末または金属合金粉末を
１〜２重量％添加して得た導電性組成物をセラミック基
板に接着させ、ｏ８雰囲気で焼成した後、シート抵抗値
を調べた結果を示すグラフである。

これによると、アルミニウム及びマグネシウムを添加し
た場合は添加しない場合よりもシート抵抗値が増加する
が、タングステン、モリブデン。

ジルコニウムを添加した場合はシート抵抗値は減少する
。これはアルミニウム及びマグネシウムは焼成過程にお
いて銅と合金化するため導電性が低下し、タングステン
、モリブデン、ジルコニウムは高融点物質なので銅と反
応しにくいため合金化することなく銅の酸化を緩和させ
ることができるので銅または銅合金粉末の導電性が維持
されるためである。

第５図はタングステン及びモリブデンの添加量を変化さ
せて前記同様シート抵抗値を調べた結果を示すグラフで
ある。これによると１、前記添加量１重量％〜５重量％
において、シート抵抗値が低く導電性についての最適領
域があることがわかる。

第６図は銅粉末の平均粒子径を変化させて前記同様シー
ト抵抗値を調べた結果を示すグラフである。これによる
と、銅の平均粒子径の最適領域はｌＯμ曽未満０．０５
−μ−以上であることがわかる。前記粒子径が１０＃ｌ
Ｉ以上では焼成不充分であり、０．０５μ■以下では充
填密度不充分なためシート抵抗が急激に上昇する。

本発明者は上記第４図〜第６図の結果に基づき以下に示
す表１の組成の導電性組成物を表２の条件で焼成して電
子セラミックス部品を得た。

表 表 表１において銅の粒径は５〜０．５　ｕｓ、ガラスフリ
ットは旧−Ｂ−Ｐｂ−０系であり、１０μ−以下に粉砕
されており、４００℃〜７００℃の低融点で焼結する０
表中Ｔ、は従来の導電性組成物であり８０重量％の前記
粒径の銅粉末に１５重量％のビヒクル及び５重量％のガ
ラスフリットを加えたものである。

またＴ、〜Ｔ４は本発明の導電性組成物であり、７８重
量％の前記粒径の銅粉末に対してＴ２にはタングステン
（Ｗ）　、　Ｔ　、にはモリブデン（Ｍｏ）　、　Ｔ、
にはジルコニウム（Ｚｒ）を各々２重量％添加したもの
に１５重量％のヒビクル及び５重量％の前記ガラスフリ
ットを加えた導電性組成物である０表２に示した焼成条
件は、焼成雰囲気中の酸素濃度をケース１では５０ｐｐ
ｍ、ケース２では１１００ｐｐ、ケース３では１１００
０ｐｐとし、各々の残部雰囲気をＮ２とし、焼成温度９
００°Ｃで１０分間焼成するというものである。

第１図は上述の条件で本発明及び従来の導電性組成物を
焼成して得た電子セラミックス部品のシート抵抗を、第
２図は同じく接着強度を、第３図は同じく半田濡れ性を
それぞれ縦軸に示し、酸素濃度を横軸に示したグラフで
ある。図中Ｏは従来の導電性組成物、・はＷを、ＯはＭ
ｏを、ΔはＺｒを添加した本発明の導電性組成物を示す
。第１図。

第２図、第３図から明らかなように本発明の導電性組成
物を用いたものは、酸素濃度にかかわらず、いずれも従
来の導電性組成物を用いたものと比べて、シート抵抗を
約６０％減少させ、接着強度を約１８％上昇させ、半田
濡れ性を約１８％上昇させる。

なお、本発明に用いるＷ＋　Ｍｏ、　Ｚｒの金属粉末の
粒径は１μＩ１１〜０．０１　ｕ−であることが望まし
い。

また成品の導電性を良好にするためには銅または銅合金
粉末は６０重重景以上にすることが望ましい。

更にまた、銅または銅合金粉末にタングステン。

モリブデン、ジルコニウムの金属粉末または合金粉末を
１種または２種以上どのような組み合わせで、１〜５重
量％添加しても上述と同様に良好な成品が得られる。

〔発明の効果〕

以上に詳述した如く、本発明の導電性組成物は導電性、
半田耐熱性に優れる銅粉末を主成分とし、銅の酸化を緩
和させるべく所定の金属粉末を添加しているので、これ
を用いて電子セラミックス部品を製造すると導電性組成
物とセラミック基板との接着強度及び電子セラミックス
部品の導電性。

半田濡れ性を従来法よりも向上させ、電子セラミックス
部品の高集積化、薄層化を実現させる電子セラミックス
部品が得られるという効果を奏する。

なお、本実施例においては電子セラミックス部品の電子
回路、電極への適用例について記したが、本発明は、銅
微粉末を用いる導電材料に広く適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及び従来法による導電性組成物を用いて
得た電子セラミックス部品のシート抵抗を示すグラフ、
第２図は同じく接着強度を示すグラフ、第３図は同じ（
半田濡れ性を示すグラフ、第４図は銅または銅合金粉末
に＾ｚ、　Ｍｇｌ　ｗ、　Ｍｏ１Ｚｒ等の金属または金
属合金粉末を添加した導電性組成物を用いて得た電子セ
ラミックス部品のシート抵抗を示すグラフ、第５図はＷ
及びＭｏの添加量の変化に伴う前記シート抵抗を示すグ
ラフ、第６図は銅粉末の平均粒子径の変化に伴う前記シ
ート抵抗を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．６０重量％以上の銅又は銅合金粉末に対してタング
   ステン，モリブデン，ジルコニウムのうち１種又は２種
   以上の金属粉末又は合金粉末を１〜５重量％添加するこ
   とを特徴とする導電性組成物。