JPH0289387A - 銅導体ペーストと多層セラミックス基板 - 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］ 本発明は銅導体ペーストと多層セラミックス基鈑に関す
るものである。

［従来の技術］ 多層セラミックス基板の製造において、導体ペーストと
して銅（Ｃｕ）ペーストを使用する場合、通常銅粉末と
ガラスフリットからなる銅導体ペーストは、空気中で焼
成すると酸化され導電性を失なうため、不活性雰囲気、
主に酸素濃度２０ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で、焼成さ
れる。

しかしながら、従来の銅導体ペーストをかかる雰囲気中
で焼成すると、該銅導体ペースト中の有機ビヒクルの除
去が不充分で炭素が残留し、ハンダ濡れ性やビール強度
に悪影響を及ぼしたり、はなはだしい場合には、銅導体
表面が風船の様に膨張するプリスタと呼ばれる現象が発
生し好ましくない。

また、上記銅導体ペースト中の有機ビヒクルの除去を容
易にするため、高酸素濃度中（数百ｐｐｍ　）で焼成し
た場合、残留炭素によるブリスタの発生は防止できるが
、銅導体表面は酸化されハンダ濡れ性が低下し好ましぐ
ないという難点があった。

［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銅
導体ペーストと多層セラミックス基板を新規に提供する
ことを目的とするものである６ ［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであり
、銅を含有している銅導体ペーストにおいて、金属水素
化物を添加することを特徴とする銅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０本発明は、多層セラミ
ックス基板の製造において使用する銅導体ペーストに、
金属水素化物を添加、含有′させて、酸素濃度数百ｐｐ
ｍの窒素雰囲気中で焼成しても、焼成後胴導体の表面が
酸化されず、上記銅導体ペースト中の有機ビヒクルの除
去を完全に行いせしめるものである。尚、％は特に記載
しない限り重量％を意味するものとする。

本発明に係る金属水素化物は、酸素濃度数百ｐｐｍの窒
素雰囲気中で焼成し、銅導体を形成する際、銅導体表面
を還元する作用のある金属水素化物であれば、特に限定
されない。

一般には、水素との結合力の弱い金属の水素化物、すな
わち水素を放出し易い金属水素化物が考えられるが、中
でもＣａＨｚ、　ＴｘＬ、　ＺｒＨｚ。

ＣｒＨが銅導体表面を還元するのに効果がある。

かかる金属水素化物は、単独で使用しても良く、２種以
上併用してもよい。

かかる金属水素化物は、該銅導体ペーストの総量中０．
０５〜１０％になるように添加するのが好ましい。

金属水素化物の添加量が０．０５％未満では、添加によ
る効果が少なく、他方ｌＯ％を越えると銅粉末の焼結性
が低下し、ビール強度の低下をまねくので好ましくない
。

金属水素化物の添加量は、上記範囲中０．５〜５％の範
囲がより望ましい。

本発明において金属水素化物の粒径は、特に限定されず
、０．５〜ｌＯμｍ程度のものが使用される。

本発明にかかる多層セラミックス基板はたとえば次のよ
うに製造される。アルミナ（Ａｌ□０３）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
スラリーを作成する。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ピアホール用等の穴を開け、表面に
本発明の銅導体ペーストを所定の回路に印刷する。この
時、ピアホールには該銅導体ペーストが満される０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
て製造された多層セラミックス基板は回路が絶縁基板を
介して多層に積層されたものとなる。

以上は、本発明に係る銅導体ペーストをグリーンシート
と同時焼成する場合について述べたが、焼成後のアルミ
ナ基板等の固化したセラミックス基板上に該銅導体ペー
ストを印刷した後、焼成し、セラミックス基板を得る方
法もある。

尚本発明は、多層セラミックスについて説明したが、単
層セラミックス基板、他のセラミックス電子部品を含む
ものとする。

［作用］ 本発明において銅導体ペーストに添加した金属水素化物
の作用機構は、必ずしも明確ではないが、焼成時に水素
ガスを放出し、銅導体表面の酸化層を還元する作用を示
すものと考えられる。

そのため、通常銅導体表面が酸化される高酸素濃度雰囲
気（酸素濃度数百ｐｐｍ　）で焼成した場合でも、銅導
体表面は酸化されずハンダ濡れ性の低下等の難点が生じ
ないと考えられる。

［実施例１ 実施例１ ｉ）銅導体ペースト 銅粉末、結晶化ガラスフリット、金属水素化物を１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、アルミナ磁製乳鉢中で１時
間混合した後三本ロールにて分散し、銅導体ペーストを
作製した。

結晶化ガラスフリットは、予めＡ１１Ｏｓ−Ｐｂｏ−Ｓ
ｉＯｘ−ＢｔＯｎ−ＣａＯ系ガラスフリット５０％、Ａ
ｌｔＯｎ粉末４０％、ＣｅＯ□粉末ｌＯ％をアルミナ磁
製乳鉢で粉砕兼混合し、９５０℃、１時間焼成し、これ
を更にアルミナ磁製乳鉢中で粉砕して使用した。

ｉｉ）試料の作製 焼成後の固化した９６％アルミナ基板上に［表−１］に
示した組成の銅導体ペーストをスクリーン印刷し、２５
μ厚みのペースト層を形成した。

次いでこれを乾燥後、［表−１１に示した酸素濃度の窒
素雰囲気中で８００〜３０００’Ｃ／ｈｒの速度で昇温
し、９００℃で２０分間焼成し上記アルミナ基板上に導
体層を形成した。

このアルミナ基板について、導体の半田濡れ性、導体の
アルミナ基板への接着強度を示すビール強度、導体のシ
ート抵抗、ブリスタ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
の銅導体ペーストは、半田濡れ性、ビール強度に優れ、
シート抵抗も低く、ブリスタ等の欠陥もない、優れた銅
導体ペーストである。

実施例２ １）グリーンシート ＡＩＪｉ粉末６０％とＡ１１０．−ＰｂＯ−５ｉＯｚ−
ＢｚＯｚ−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、溶剤を添加し混練してスラリー
を作成した０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。

ｉｉ）銅導体ペースト 銅粉末、結晶化ガラスフリット、金属水素化物を、［表
−２］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、アルミナ磁製乳鉢中で１
時間混合した後三本ロールにて分散し、銅導体ペースト
を作製した。

結晶化ガラスフリットは、予めＡ１．０．−ＰｂＯ−３
ｉＯａ−ＢａＯｓ−ＣａＯ系ガラスフリット５０％、Ａ
１ｚＯｓ粉末４０％、ＣｅＯ□粉末１０％をアルミナ磁
製乳鉢で粉砕兼混合し、９５０℃、１時間焼成し、これ
をアルミナ磁製乳鉢中で粉砕して使用した。

１ｉｉ１試料の作製 グリーンシート上に［表−２］に示した組成の銅導体ペ
ーストをスクリーン印刷し、２５μ厚みのペースト層を
形成した。

次いでこのグリーンシートを乾燥後、［表−２１に示し
た酸素濃度の窒素雰囲気中で７５〜ｂ 成しこのグリーンシートよりなる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
体の該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、ブリスタの有無について評価し、
［表−２］の下段に示した。［表−２］より明らかな如
く、本発明の銅ペーストは、半田濡れ性、ビール強度に
優れ、シート抵抗も低く、ブリスタ等の欠陥もない、優
れた銅導体ペーストである。

［表−１］ ［発明の効果］ 本発明の銅導体ペーストは該銅導体ペースト１１の有機
ビヒクルの除去を完全に行いせしめるように数百ｐｐｍ
程度の高酸素濃度中で焼成しても、銅導体の表面は酸化
されずハンダ濡れ性が低ドしない優れたセラミックス基
板を提供するものであり、電子業界に多大に貢献するも
のである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．銅を含有している銅導体ペーストにおいて、金属水
   素化物を添加することを特徴とする銅導体ペースト。
2. ２．上記銅導体ペーストを使用して焼成してなる多層セ
   ラミックス基板。