JPH0434808A

JPH0434808A - 導体ペースト用組成物

Info

Publication number: JPH0434808A
Application number: JP14102590A
Authority: JP
Inventors: Masataka Asano; 浅野　正孝; Kengo Kuma; 熊　兼吾
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1992-02-05

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）本発明は基板上に回路パターンを形成するための導体ペ
ースト用組成物に関する。

（従来技術）基板上に回路パターンを形成する導体ペーストとしては
、　　Ｃｕ、Ｎｉ、ＡＩ等の卑金属粉末、Ａｕ、Ａｇ、
Ｐｄ、ｐｔ等の貴金属粉末を機能材料としているのが一
般であり、これに無機バインダ、有機バインダ、有機溶
剤を加えて印刷可能な適宜粘度のペーストに形成されて
いる。

（発明が解決しようとする課、［１）ところで、近年基板上の回路パターンには配線密度の高
密度化が要諦されており、かかる高密度化に対処するに
は配線幅、配線間隔を可能なかぎり小さくすることが必
要であるが、上記した各導体ペーストによっては配線幅
、配線間隔共に１００μｍを下回ることは極めて難しい
。また、上記した各導体ペーストのうちＣｕ粉末を機能
材料とする導体ペーストは価格が低いこと、比教的配線
間隔を小さくし得ること等から注目されているが、なお
配線幅、配線間隔共に１００μｍ以下にすることは難し
いとともに、配線の接着強度も十分に高いとはいえない
。

従って、本発明の目的は、Ｃｕ粉末を機能材料とする導
体ペーストであって回路パターンの配線幅、配線間隔を
１００μｍ以下の小さなものにし得る導体ペーストを提
供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は導体ペースト用組成物であり　当鮪卸酸物はＣ
ｕ系粉末９０〜３０ｗｔ％およびＴｉ系粉末１０〜７０
％＋１％の組成を有する無機系混合粉末と感光性樹脂を
主要成分とし、同感光性樹脂が前記無機系混合粉末に対
して２０〜４０ｗｔ％含有していることを特徴とするも
のである。

本発明において、Ｃｕ系粉末とは金属銅、酸化銅、亜酸
化鋼、その他の銅の無機化合物の粉末、またはこれら粉
末の混合物を意味し、またＴｉ系粉末とは金属チタン、
水素化チタン、その他のチタンの無機化合物の粉末、ま
たはこれら粉末の混合物を意味する。また、　　Ｃｕ系
粉末９０〜３０ｗｔ％およびＴｉ系粉末１０〜７０ｖｔ
％はＣｕ換算およびＴｉ換算の値である。

本発明において、感光性樹脂としては印刷板の作製、複
写、グラフィックアート、プリント配線、その地元の照
射により物性を変化させて画像を形成し得る各種の樹脂
を使用し得るものであり、光化学反応的に分類すれば光
二量化型、光分解型。

光重合型、光還元型等を挙げることができる。これらの
感光性樹脂はネガ型、ポジ型のいずれであってもよい、
また、感光性樹脂の無機系混合粉末に対する重量％は、
無機系混合粉末をＣｕおよびＴｉに換算した値を１００
とした場合の値である。

（発明の作用・効果）本発明に係る導体ペースト用組成物はアクリル系バイン
ダー等の有機バインダー　テレビオネール等の有機溶剤
と共に混練されて、所望の粘度に調製されて導体ペース
トに形成される。

当該導体ペーストはセラミックのグリーンシート等基板
上にスクリーン印刷、ロールコータ印刷、スプレーによ
り塗布され、乾燥された後マスキングされ、露光および
現像（パターニング）に付されて所定の回路パターンに
形成され、その後基板と一体に焼成される。かかる回路
パターンは誘電体層と交互に多層に積層される。

しかして、当該導体ペーストは一般にセラミック製の基
板上に塗布されパターニングされて焼成されるが、導体
ペースト中のＴｉ系物質はセラミックの原料でもあって
基板とは親和性が極めて高いため、基板を構成する物質
と基板境界部にて恰も固溶層を形成し、回路パターンを
構成する各配線の基板に対する接着強度を著しく増大さ
せる。また、導体ペースト中の感光性樹脂は数μｍ−数
１０μ■という高解像力を有するため、パターニングに
て形成される各配線幅および配線間隔は１００μ動以下
となり、回路パターンにおける配線密度の高密度化を達
成することができる。

本発明の導体ペースト用組成物において、無機系混合粉
末中のＣｕ系粉末とＴｉ系粉末との割合はＣｕおよびＴ
ｉ換算で９０〜３０ｗｔ％：１０〜７０ｗｔ％であり、
Ｔｉ系粉末がこれより多くなるとセラミック質の基板に
対する応力が大きくなってクラックが発生して望ましく
なく、またＴｉ系粉末がこれより少くなると配線の基板
に対する接着強度が充分でないため望ましくない。Ｔｉ
系粉末の特に好ましい割合は２０〜５０ｗｔ％である。

また、本発明の導体ペースト用組成物において、感光性
樹脂の無機系混合粉末（ＣｕおよびＴｉ換算）に対する
割合は２０〜４０％ｉｔ％であり、感光性樹脂がこれよ
り多くなると焼成時の脱バインダーが困難となって望ま
しくなく、また感光性樹脂がこれより少くなるとパター
ニング時に充分な解像力が得られないため望ましくない
。

（発明の詳細な説明）本発明の導体ペースト用組成物においては、無機系混合
粉末中のＣｕ系粉末およびＴｉ系粉末の平均粒径を考慮
することが望ましい。Ｃｕ系粉末の平均粒径は１〜３μ
墓であり、平均粒径がこれより小さくなるとＣｕ系粉末
の酸化が促進され、また平均粒径がこれより大きくなる
と焼成後の表面が緻密構造とはなり難い。一方、Ｔｉ系
粉末の平均粒径は１０〜４５μ■であり、平均粒径がこ
れより小さくなると、経済的に不利であり、平均粒径が
これより大きくなると焼成後の表面が緻密構造とはなり
難い。

本発明の組成物を用いて形成された導体ペーストの塗布
に関しては、スクリーン印刷、ロールコータ印刷、スプ
レー等適宜の手段が採られるが、１回のパターニングに
おいては塗布膜の膜厚を２〜２０μ−を超えると露光時
の塗布膜への光の侵入が不充分となり、解像性が低下す
る。２０μ諷以上の厚みの回路パターンを得たい場合に
は、導体ペーストの塗布、露光、現像等パターニングを
数回繰返し行う。

導体ペーストの塗布膜のパターニングにおいて、露光量
は導体ペースト中の各成分の割合、感光性樹脂の種類お
よび無機系粉末の粒径により異なるが、作業性の面から
２０００〜７０００ｍＪ／ａｍ２程度が望ましい。また
、その後の現像に使用される現像液には各種の有機溶剤
、アルカリ水溶液等を挙げることができる。

パターニング後の焼成に関しては５００〜１０５０℃径
度が望ましく、焼成温度が５００℃以下では気泡の発生
が多くて充分に焼結できず、焼成温度が１０５０℃を超
えると銅が溶融し始めて均一でかつ緻密な回路パターン
が得ら九ない、特に望ましくは９００〜１０５０℃であ
る。焼成は真空中または不活性ガス中で行うのが望まし
いが、窒素ガス中で焼成する場合にはチタンが窒化され
て焼結が進行し難くなるため、かつ経済的にも真空中で
の焼成が特に望ましい。

（実施例）平均粒径２μ醜のＣｕ粉末と平均粒径２５μ鳳のＴｉ粉
末（Ｔｉ粉末の割合１０〜７０ｗｔ％）からなる無機質
粉末に、光重合可能なビニルモノマー、アクリロイル基
を光重合性不飽和基として主鎖中に有する不飽和ポリマ
ー　および光重合開始剤からなる感光性樹脂を３０ｗｔ
％添加してなる組成物を用い、当該組成物にアクリル系
バインダー、テレピネオールを主成分とする溶剤を添加
して混練し、粘度２２万ＣＰＳの導体ペーストを＊Ｓａ
ｔ、た。

かかる導体ペーストをアルミナを主体とするセラミック
質のグリーンシートである基板上に、スクリーン印刷機
（＃　３００スクリーン）を用いて１０μｍの厚さに塗
布し、基板とともに乾燥機にて８５℃で２０分間乾燥し
パターニングに供した。パターニングにおいてはライン
幅、ライン間隔共に８０μｍのパターンを有するマスク
と、縦横共に２Ｈの正方形のパターンを有するマスクを
それぞれ用いて、各基板上の塗布膜をマスキングして露
光条件５０００鳳Ｊ／ｃ１２にて露光した。次いで、１
．　１．　１−）リクロルエタンを現像液として用い、
この現像液を２５℃、噴射圧力２．５ｋｇ／ｃ＋ｅ２に
て各基板の塗布膜上に１分間噴射して、露光された部分
以外のペーストを除去した。得られた各基板を真空中で
９８０℃にて６０分間焼成し、下記試験用の試料とした
。

各試料のうち、ライン幅、ライン間隔共に８０μ腸のパ
ターンを有するマスクにてマスキングされたものについ
て、各配線の配線幅および配線間隔を測定した。各配線
幅、配線間隔共に８０±　２μ鳳の範囲にあることが確
認され、本発明にかかる組成物にて調製された導体ペー
ストを使用すれば、回路パターンにおける配線密度の高
密度化が達成されることは明らかである。

一方、縦横共に２Ｈの正方形のパターンを有するマスク
にてマスキングされたものについて、　２■角のパター
ンに直径０．８１の錫メツキ銅線を５ｎ６０／Ｐｂ４０
の組成の半田を用いて垂直に溶接し、２ｃｍ／■ｉｎの
条件で９０″　ビール強度を測定した。得られた結果を
添付図面にグラフとして示す。グラフに示す縦線は試料
２０個のバラツキであり、また縦線の中間点（丸印）は
試料２０個の平均値である。

なお、中間点４角印の縦線はＣｕ粉末のみからなる導体
ペーストを用いた試料のビール強度であり、かつ中間点
３角印の縦線はＣｕ粉末に対して感光性樹脂を３０ｗｔ
％含有する導体ペーストを用いた試料のビール強度であ
る。これらの結果から明らかな通りＣｕ粉末とＴｉ粉末
の混合割合が１０〜７０ｗｔ％、特に２０〜５０＠ｔ％
の場合にパターンの接着強度が高い。

【図面の簡単な説明】

図面は各試料におけるパターンのビール強度を示すグラ
フである。

Claims

【特許請求の範囲】

Ｃｕ系粉末をＣｕ換算で９０〜３０ｗｔ％およびＴｉ系
粉末をＴｉ換算で１０〜７０ｗｔ％の組成を有する無機
系混合粉末と感光性樹脂を主要成分とし、同感光性樹脂
が前記無機系混合粉末（ＣｕおよびＴｉ換算）に対して
２０〜４０ｗｔ％含有していることを特徴とする導体ペ
ースト用組成物。