JPH022244B2 - - Google Patents
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- JPH022244B2 JPH022244B2 JP4659983A JP4659983A JPH022244B2 JP H022244 B2 JPH022244 B2 JP H022244B2 JP 4659983 A JP4659983 A JP 4659983A JP 4659983 A JP4659983 A JP 4659983A JP H022244 B2 JPH022244 B2 JP H022244B2
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Landscapes
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は、誘電体層上に導電性の被膜を焼付形
成するための導電組成物に関する。 従来セラミツクやガラス、ホーロー引き鋼板等
の絶縁基板上に厚膜導体回路を形成するために、
銀、パラジウム等の貴金属導電粉末にガラス質フ
リツト、酸化ビスマス等の無機結合剤を加えて有
機ビヒクル中に分散させた導電組成物が広く使用
されている。 ところが、多層回路のように基板上に第１の導
電層を形成した上に層間絶縁等の目的でガラスペ
ーストやセラミツクペーストなどの厚膜誘電体ペ
ーストにより厚膜誘電体層を形成し、これを介し
て第２、第３の導電層を焼付けするような場合、
従来の導電組成物を用いると誘電体上に焼付した
導電被膜中の導電成分の半田への溶解性が大き
く、又リード線を半田付けした後のエージングに
よる下地ガラスとの接着強度の劣化が極めて大き
い。このため特に多層回路の上部導体として、リ
ード線や他の電子部品を半田によつて接続したり
する用途には実際上使用することができなかつ
た。又焼成膜に発泡や端部でのめくれが生ずるこ
とがあり、インターコネクシヨンのみを目的とす
る中間導体としても充分満足のいくものではなか
つた。更にガラス等厚膜誘電体層の上に焼付けす
るため、アルミナなどセラミツク基板上に適用し
た場合と異なり、焼成時に無機結合剤成分、特に
ガラス質フリツトが下地誘電体層にほとんど浸透
せずに導電被膜上に浮き上つてしまい、接着強度
や金線やアルミニウム線などのワイヤボンダビリ
テイも期待できない。ガラス浮きを防止するため
ガラス質フリツトの使用量を導電粉末の焼結に最
少限必要な量に制限するなど種々の試みがなされ
たが、接着強度が低下するなど他の特性が悪化
し、又耐半田溶解性もほとんど改善されなかつ
た。これまで多層回路の誘電体層上の上部導体用
として全ての点で優れた導電組成物は得られてい
ない。 本発明は導電組成物中にビスマス成分を従来に
比して極めて高率で含有させることにより、前記
の問題を解決したものである。 これまで導電組成物中のビスマスの使用量は常
識的にせいぜい導電粉末に対して10％程度、多く
ても15％までであり、それ以上多量に添加すると
比抵抗など導電被膜の電気特性が劣化したり、被
膜が脆くなるのが通例であり、又ガラス浮きを助
長して半田付け性が阻害されると考えられてき
た。ところが本発明者等の研究により、誘電体層
上に焼付する場合、ガラス質フリツトとビスマス
の配合量を一定範囲におけば、予想に反して比抵
抗、膜強度、半田付け性を全く損うことなく、耐
半田溶解性、エージング強度等の特性が改善され
ることが見出された。 即ち本発明は、銀とパラジウムからなる導電成
分100重量部と、酸化ビスマス及び／又は金属ビ
スマスをBi2O3換算で20〜70重量部と、ガラス質
フリツト0.1〜４重量部と有機ビヒクルとからな
る、誘電体層上に適用するための導電組成物であ
る。 本発明の特徴は、ガラス質フリツト量を低く抑
え、ビスマス成分を20〜70重量部と極めて多量に
配合することにある。この導電組成物を誘電体層
上に焼付けた被膜は、従来に比べて数段優れた耐
半田溶解性、エージング強度を有している。しか
も半田付け性は非常に良好で、被膜強度や比抵抗
にもほとんど悪影響がない。又発泡、めくれやガ
ラス浮きも防止され、ワイヤボンダビリテイが良
好となり金導体に匹敵する性能を示す。従つて誘
電体層上の導体として全ての要求特性を満たして
おり、多層回路においてインターコネクシヨン用
はもちろん、他の電子部品や半導体、リード線等
を接続する表層導体としても極めて好適に使用で
きる。 本発明において導電成分として用いる銀、パラ
ジウムは、銀粉末とパラジウム粉末の混合物で
も、又銀とパラジウムの合金粉末や被覆複合粉
末、これらの混合物でもよい。銀とパラジウムの
割合は特に制限されないが、通常用いられている
範囲、即ち銀／パラジウムの重量比が90／10〜
70／30の範囲が比抵抗、マイグレーシヨン特性の
点で実用的である。 ガラス質フリツトは、通常導電組成物に使用さ
れるいかなるものでもよい。特に流動性の小さい
非晶質又は結晶性のガラスが好ましい。 ビスマスは酸化物でも金属ビスマスでもほぼ同
等の効果を有する。 配合量は、重量で導電成分100部に対し、ガラ
ス質フリツトは0.1〜４部、ビスマス成分はBi2O3
換算で20〜70部使用する。ビスマス成分が20部よ
り少ないと半田溶解性が改善されず、接着強度も
弱い。70部を越えると、ビスマスの導電被膜から
のにじみが生ずると同時に塗料適性が悪化するの
で好ましくない。ガラス質フリツトは少ない方が
よいが、全く含まれないと接着強度が悪い。又４
部を越えて配合するとガラス浮きが大きく、更に
パターンがにじんだりするため使用できない。一
般にガラス質フリツトが多い場合はガラスが浮き
易いためビスマスを多く配合することが望まし
い。特にガラス質フリツト0.5〜２部、ビスマス
成分30〜50部の範囲が好適である。 有機ビヒクルは、通常当分野で使用されている
ものを適宜選択して用いる。 次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。実施例中、“部”は全て重量部である。 実施例 １ 平均粒径0.5μmの銀粉末 73部 平均粒径0.2μmのパラジウム粉末 27部 平均粒径2μmの珪酸アルミニウム系結晶性ガラ
ス質フリツト １部 ３〜10μmの酸化ビスマス 20部 エチルセルロースの25％テルピネオール溶液
15部 ジブチルフタレート ５部 ブチルカルビトールアセテート ５部 上記の組成物をロールミルで混練し、ペースト
状の導電組成物を得た。 実施例 ２ 実施例１において、酸化ビスマスを30部とする
以外は同様にしてペースト状の導電組成物を得
た。 実施例 ３ 実施例１において、酸化ビスマスを40部とする
以外は同様にしてペースト状の導電組成物を得
た。 実施例 ４ 実施例１において、酸化ビスマスを50部とする
以外は同様にしてペースト状の導電組成物を得
た。 実施例 ５ 実施例１において、酸化ビスマスを70部とする
以外は同様にしてペースト状の導電組成物を得
た。 実施例 ６ 実施例１において、ガラス質フリツトを0.5部、
酸化ビスマスを30部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 実施例 ７ 実施例１において、ガラス質フリツトを３部、
酸化ビスマスを50部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 実施例 ８ 実施例１において、酸化ビスマス20部に代えて
金属ビスマス36部を用いる以外は同様にして導電
組成物を得た。 比較例 １ 実施例１において、ガラス質フリツトを７部、
酸化ビスマスを10部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成分物を得た。 比較例 ２ 比較例１において、ガラス質フリツトを１部、
酸化ビスマスを10部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 比較例 ３ 比較例１において、ガラス質フリツトを５部、
酸化ビスマスを40部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 比較例 ４ 比較例１において、ガラス質フリツトを０部、
酸化ビスマスを40部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 比較試験は次のようにして行つた。 アルミナ基板上にクロスオーバー用ガラスペー
ストを塗布し、150℃で10分乾燥した後850℃で60
分焼成した。この上に同じガラスペーストを重ね
て塗布し、150℃で10分乾燥し、更にその上に実
施例及び比較例で製造された導電ペーストをそれ
ぞれスクリーン印刷し、150℃で10分乾燥した後、
850℃で60分焼成し、ガラス層上に導電被膜を形
成した。 得られた導電被膜について、比抵抗、接着強
度、エージング後の接着強度、半田濡れ性、耐半
田溶解性、ワイヤボンデイング性を試験し、結果
を表１に示した。 接着強度は、２mm平方の試験片にリード線を半
田付けし、引張り強度を測定した。エージングは
半田付け後150℃で100時間行つた。 半田濡れ性は、６mm平方のパツド上にフラツク
スをつけた直径２mmの銀入りSn−Pb半田ボール
を置き、230℃で30秒保持した後の電極面への拡
がりを測定した。半田ボールの拡がり径が大きい
ほど濡れが良いことを示す。 耐半田溶解性は、試験片を230℃のSn−Pb半田
浴に10秒間を１サイクルとして繰返し浸漬して幅
200μmの導体ラインの残存状態を観察し、ライン
がほとんど消失したときのサイクル数で示した。 ワイヤボンダビリテイは各試験片に径25μmの
金線を250℃で熱圧着し、サンプル100個中ミスボ
ンデイングした個数を示した。
成するための導電組成物に関する。 従来セラミツクやガラス、ホーロー引き鋼板等
の絶縁基板上に厚膜導体回路を形成するために、
銀、パラジウム等の貴金属導電粉末にガラス質フ
リツト、酸化ビスマス等の無機結合剤を加えて有
機ビヒクル中に分散させた導電組成物が広く使用
されている。 ところが、多層回路のように基板上に第１の導
電層を形成した上に層間絶縁等の目的でガラスペ
ーストやセラミツクペーストなどの厚膜誘電体ペ
ーストにより厚膜誘電体層を形成し、これを介し
て第２、第３の導電層を焼付けするような場合、
従来の導電組成物を用いると誘電体上に焼付した
導電被膜中の導電成分の半田への溶解性が大き
く、又リード線を半田付けした後のエージングに
よる下地ガラスとの接着強度の劣化が極めて大き
い。このため特に多層回路の上部導体として、リ
ード線や他の電子部品を半田によつて接続したり
する用途には実際上使用することができなかつ
た。又焼成膜に発泡や端部でのめくれが生ずるこ
とがあり、インターコネクシヨンのみを目的とす
る中間導体としても充分満足のいくものではなか
つた。更にガラス等厚膜誘電体層の上に焼付けす
るため、アルミナなどセラミツク基板上に適用し
た場合と異なり、焼成時に無機結合剤成分、特に
ガラス質フリツトが下地誘電体層にほとんど浸透
せずに導電被膜上に浮き上つてしまい、接着強度
や金線やアルミニウム線などのワイヤボンダビリ
テイも期待できない。ガラス浮きを防止するため
ガラス質フリツトの使用量を導電粉末の焼結に最
少限必要な量に制限するなど種々の試みがなされ
たが、接着強度が低下するなど他の特性が悪化
し、又耐半田溶解性もほとんど改善されなかつ
た。これまで多層回路の誘電体層上の上部導体用
として全ての点で優れた導電組成物は得られてい
ない。 本発明は導電組成物中にビスマス成分を従来に
比して極めて高率で含有させることにより、前記
の問題を解決したものである。 これまで導電組成物中のビスマスの使用量は常
識的にせいぜい導電粉末に対して10％程度、多く
ても15％までであり、それ以上多量に添加すると
比抵抗など導電被膜の電気特性が劣化したり、被
膜が脆くなるのが通例であり、又ガラス浮きを助
長して半田付け性が阻害されると考えられてき
た。ところが本発明者等の研究により、誘電体層
上に焼付する場合、ガラス質フリツトとビスマス
の配合量を一定範囲におけば、予想に反して比抵
抗、膜強度、半田付け性を全く損うことなく、耐
半田溶解性、エージング強度等の特性が改善され
ることが見出された。 即ち本発明は、銀とパラジウムからなる導電成
分100重量部と、酸化ビスマス及び／又は金属ビ
スマスをBi2O3換算で20〜70重量部と、ガラス質
フリツト0.1〜４重量部と有機ビヒクルとからな
る、誘電体層上に適用するための導電組成物であ
る。 本発明の特徴は、ガラス質フリツト量を低く抑
え、ビスマス成分を20〜70重量部と極めて多量に
配合することにある。この導電組成物を誘電体層
上に焼付けた被膜は、従来に比べて数段優れた耐
半田溶解性、エージング強度を有している。しか
も半田付け性は非常に良好で、被膜強度や比抵抗
にもほとんど悪影響がない。又発泡、めくれやガ
ラス浮きも防止され、ワイヤボンダビリテイが良
好となり金導体に匹敵する性能を示す。従つて誘
電体層上の導体として全ての要求特性を満たして
おり、多層回路においてインターコネクシヨン用
はもちろん、他の電子部品や半導体、リード線等
を接続する表層導体としても極めて好適に使用で
きる。 本発明において導電成分として用いる銀、パラ
ジウムは、銀粉末とパラジウム粉末の混合物で
も、又銀とパラジウムの合金粉末や被覆複合粉
末、これらの混合物でもよい。銀とパラジウムの
割合は特に制限されないが、通常用いられている
範囲、即ち銀／パラジウムの重量比が90／10〜
70／30の範囲が比抵抗、マイグレーシヨン特性の
点で実用的である。 ガラス質フリツトは、通常導電組成物に使用さ
れるいかなるものでもよい。特に流動性の小さい
非晶質又は結晶性のガラスが好ましい。 ビスマスは酸化物でも金属ビスマスでもほぼ同
等の効果を有する。 配合量は、重量で導電成分100部に対し、ガラ
ス質フリツトは0.1〜４部、ビスマス成分はBi2O3
換算で20〜70部使用する。ビスマス成分が20部よ
り少ないと半田溶解性が改善されず、接着強度も
弱い。70部を越えると、ビスマスの導電被膜から
のにじみが生ずると同時に塗料適性が悪化するの
で好ましくない。ガラス質フリツトは少ない方が
よいが、全く含まれないと接着強度が悪い。又４
部を越えて配合するとガラス浮きが大きく、更に
パターンがにじんだりするため使用できない。一
般にガラス質フリツトが多い場合はガラスが浮き
易いためビスマスを多く配合することが望まし
い。特にガラス質フリツト0.5〜２部、ビスマス
成分30〜50部の範囲が好適である。 有機ビヒクルは、通常当分野で使用されている
ものを適宜選択して用いる。 次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。実施例中、“部”は全て重量部である。 実施例 １ 平均粒径0.5μmの銀粉末 73部 平均粒径0.2μmのパラジウム粉末 27部 平均粒径2μmの珪酸アルミニウム系結晶性ガラ
ス質フリツト １部 ３〜10μmの酸化ビスマス 20部 エチルセルロースの25％テルピネオール溶液
15部 ジブチルフタレート ５部 ブチルカルビトールアセテート ５部 上記の組成物をロールミルで混練し、ペースト
状の導電組成物を得た。 実施例 ２ 実施例１において、酸化ビスマスを30部とする
以外は同様にしてペースト状の導電組成物を得
た。 実施例 ３ 実施例１において、酸化ビスマスを40部とする
以外は同様にしてペースト状の導電組成物を得
た。 実施例 ４ 実施例１において、酸化ビスマスを50部とする
以外は同様にしてペースト状の導電組成物を得
た。 実施例 ５ 実施例１において、酸化ビスマスを70部とする
以外は同様にしてペースト状の導電組成物を得
た。 実施例 ６ 実施例１において、ガラス質フリツトを0.5部、
酸化ビスマスを30部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 実施例 ７ 実施例１において、ガラス質フリツトを３部、
酸化ビスマスを50部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 実施例 ８ 実施例１において、酸化ビスマス20部に代えて
金属ビスマス36部を用いる以外は同様にして導電
組成物を得た。 比較例 １ 実施例１において、ガラス質フリツトを７部、
酸化ビスマスを10部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成分物を得た。 比較例 ２ 比較例１において、ガラス質フリツトを１部、
酸化ビスマスを10部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 比較例 ３ 比較例１において、ガラス質フリツトを５部、
酸化ビスマスを40部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 比較例 ４ 比較例１において、ガラス質フリツトを０部、
酸化ビスマスを40部とする以外は同様にしてペー
スト状の導電組成物を得た。 比較試験は次のようにして行つた。 アルミナ基板上にクロスオーバー用ガラスペー
ストを塗布し、150℃で10分乾燥した後850℃で60
分焼成した。この上に同じガラスペーストを重ね
て塗布し、150℃で10分乾燥し、更にその上に実
施例及び比較例で製造された導電ペーストをそれ
ぞれスクリーン印刷し、150℃で10分乾燥した後、
850℃で60分焼成し、ガラス層上に導電被膜を形
成した。 得られた導電被膜について、比抵抗、接着強
度、エージング後の接着強度、半田濡れ性、耐半
田溶解性、ワイヤボンデイング性を試験し、結果
を表１に示した。 接着強度は、２mm平方の試験片にリード線を半
田付けし、引張り強度を測定した。エージングは
半田付け後150℃で100時間行つた。 半田濡れ性は、６mm平方のパツド上にフラツク
スをつけた直径２mmの銀入りSn−Pb半田ボール
を置き、230℃で30秒保持した後の電極面への拡
がりを測定した。半田ボールの拡がり径が大きい
ほど濡れが良いことを示す。 耐半田溶解性は、試験片を230℃のSn−Pb半田
浴に10秒間を１サイクルとして繰返し浸漬して幅
200μmの導体ラインの残存状態を観察し、ライン
がほとんど消失したときのサイクル数で示した。 ワイヤボンダビリテイは各試験片に径25μmの
金線を250℃で熱圧着し、サンプル100個中ミスボ
ンデイングした個数を示した。
【表】
【表】
表１から明らかなように、本発明はガラスなど
の誘電体上に焼付けしたとき優れた半田付け性、
耐半田溶解性、エージング強度、ワイヤボンダビ
リテイを示すもので、特に複数の導体層、誘電体
層を積層する多層回路用の上部導体として極めて
有用である。なお実施例では全て誘電体層と共焼
成した例を示したが、誘電体層と個別に焼成した
場合も効果は全く変わらない。
の誘電体上に焼付けしたとき優れた半田付け性、
耐半田溶解性、エージング強度、ワイヤボンダビ
リテイを示すもので、特に複数の導体層、誘電体
層を積層する多層回路用の上部導体として極めて
有用である。なお実施例では全て誘電体層と共焼
成した例を示したが、誘電体層と個別に焼成した
場合も効果は全く変わらない。
Claims (1)
- １ 銀とパラジウムからなる導電成分100重量部
と、酸化ビスマス及び／又は金属ビスマスを
Bi2O3換算で20〜70重量部と、ガラス質フリツト
0.1〜４重量部と、有機ビヒクルとからなる、誘
電体層上に適用するための導電組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4659983A JPS59171406A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 導電組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4659983A JPS59171406A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 導電組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59171406A JPS59171406A (ja) | 1984-09-27 |
| JPH022244B2 true JPH022244B2 (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=12751760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4659983A Granted JPS59171406A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 導電組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59171406A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009193974A (ja) * | 2006-05-15 | 2009-08-27 | Alps Electric Co Ltd | 電子部品及びその製造方法 |
| JP6355949B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2018-07-11 | 株式会社タムラ製作所 | 金属接合材料 |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP4659983A patent/JPS59171406A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59171406A (ja) | 1984-09-27 |
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