JPH0470767B2

JPH0470767B2 -

Info

Publication number: JPH0470767B2
Application number: JP17807588A
Authority: JP
Inventors: Masa Yonezawa; Kaoru Nishizawa; Seiji Saito
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1992-11-11
Also published as: JPH0228913A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、セラミツク電子部品用導電性組成物
に関する。詳しくは、本発明は、セラミツク電子
部品用電極の形成に用いられる導電性組成物に関
する。〔従来の技術〕電子部品用電極を形成する場合、従来、Ag粉
末に対して８〜30重量％のPd粉末を含有させた
導電性ペーストを用い、Ag／Pdの焼き付け電極
として構成するのが一般的であつた。Ag粉末に
対してPd粉末を含有させる目的は、ハンダ付け
時のハンダ耐熱性を向上させ、銀食われを防止す
ることと、Agのマイグレーシヨンを防止するた
めである。ところが、セラミツク電子部品の中には、Pd
含有率が高くなると、導電性ペーストの焼き付け
時に、セラミツク素子に焼き付けクラツクを発生
させてしまうことがあつた。しかも、Pd粉末を
含有させる方法をとつても、ハンダ耐熱性が不充
分であり、ハンダ耐熱性を更に向上させるために
は、メツキ処理等の手段により、Ni等の金属層
を形成する必要があつた。 Ag、Pd、Ptを共に含有する導電性組成物とし
ては、ホウケイ酸系ガラスのガラスフリツトと酸
化ビスマスを含有するものとしては、公知である
（特開昭56−52805号）が、これは、ハンダ濡れ
性、密着性の向上を主な目的とするものあるが、
ガラスフリツト等の中に含まれているSiO₂及び
Bi₂O₃がPb系セラミツクス材料のPbOと化合し、
低融点ガラスを形成し表面にガラスが浮き、ハン
ダ付け性が不良になつたり、界面にガラス層を作
り、セラミツク素子との接合不良を起こすという
欠点を内在するものである。また、核粒子表面に
導電性材料をコーテイングした導電性粒子を導電
性ペーストとして利用するときに、その導電性材
料にPt、Pd、Agを含むものが公知である（特開
昭58−178903号）が、これも核粒子として酸化物
を用い、導電性ペーストを安価にし、ハンダ耐熱
性の向上を目的とするものであり、Pb系セラミ
ツクス材料において、ハンダ付け不良ならびにセ
ラミツク素子との接合不良を発生させるという問
題を有するものである。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明は、以上述べたセラミツク素子の焼き付
けクラツク及びハンダ耐熱性の問題点を除去し、
マイグレーシヨン抑制効果を有し、なお且つ、
PbO系セラミツクス材料にも適用可能な導電性組
成物を提供することを目的にする。〔問題点を解決するための手段〕本発明は、銀系導電性組成物において、銀、パ
ラジウム、白金からなる導電成分の成分比が、銀
80〜94重量％、パラジウム５〜15重量％、白金１
〜５重量％の割合の金属粉末を用い；無機物として、ZnO20〜50重量％、B₂O₃20〜
60重量％、PbO10〜50重量％からなるガラスフリ
ツトを全体に対して１〜５重量％添加し、金属粉
末とガラスフリツトに対して合計100重量％にな
るようにビヒクルを含有することを特徴とするセ
ラミツク電子部品用導電性組成物である。〔作用〕本発明の銀系セラミツク電子部品用導電性組成
物は、銀、パラジウム、白金からなり、パラジウ
ム成分を一部白金成分が置換することにより、パ
ラジウムによる銀マイグレーシヨン防止と、白金
によるハンダ耐熱性付与効果を有し、且つ、焼き
付けクラツク防止効果をも有するセラミツク電子
部品用導電性組成物を可能にしたものである。同
時に、ガラスフリツトにSiO₂及びBi₂O₃を含有し
ないものを用いることにより、ハンダ付け性劣化
を防止できる。従来の銀−パラジウム導電性ペーストでは、焼
き付けの際に、セラミツク素子に焼き付けクラツ
クを発生しがちであつたが、パラジウム含有率を
15重量％以下に抑えると発生しなくなつたとい
う、新規な知見に基づいて、本発明が為されたも
のである。また、銀のマイグレーシヨン防止のた
めに、パラジウム成分を単に削減することができ
ないものである。また、Pb系セラミツクス材料用の電極として
用いる場合には、含有するガラスフリツト等に含
まれるSiO₂、Bi₂O₃が、セラミツクス材料に含ま
れるPbOと化合して低融点ガラスを形成し、ハン
ダ付け性を劣化させる。そのため、本発明のセラ
ミツク電子部品用導電性組成物では、SiO₂及び
Bi₂O₃を含まないフリツト無機物からなるもので
ある。また、本発明により、白金の添加は、ハンダ耐
熱性に関して、パラジウム添加よりも著しい効果
を奏するものであることを発見したものである。
本発明は、以上のような知見に基づいて為された
ものである。本発明によるセラミツク電子部品用導電性組成
物は、以上のように、銀くわれを低減し、銀のマ
イグレーシヨンを抑え、且つセラミツク素子への
焼き付け時に焼き付けクラツクの生じない電極形
成用の導電性ペーストを提供するものである。本発明の組成物において、上記のように組成範
囲を限定した理由が次の通りである。パラジウムの添加量が５重量％未満では、得ら
れる導電性組成物のハンダ耐熱性が不充分とな
り、また、パラジウムの添加量が、15％を越える
と、セラミツク素子に導電性組成物を焼き付ける
ときに、焼き付けクラツクの発生率が多くなる。
そのため、実用的にパラジウムの添加量は、５〜
15重量％の範囲が好適である。これに対して、白金成分の添加量は、１重量％
未満では、ハンダ耐熱性が不十分であり、白金成
分の添加量が、５重量％を超えると、焼き付けク
ラツクの低減効果が少ない。そのために、白金成
分の添加量は、１〜５重量％の範囲が好適であ
る。ガラスフリツトを構成するZnOを20〜50重量％
に限定した理由は、20重量％未満では軟化点が低
くなり、良好なガラス−メタルマトリツクスを形
成し難くなり、50重量％を越えると粘度が高くな
り、且つ脆いガラスとなることによる。また、
B₂O₃を20〜40重量％の範囲に限定した理由は、
20重量％未満では、ガラス化範囲を越えてしま
い、40重量％を越えると、耐水性が低下するため
である。更に、PbOを10〜50重量％の範囲に限定
した理由は、10重量％未満では、粘度が高まり且
つ脆いガラスとなり、50重量％を越えると、軟化
点が低下し、良好なガラス−メタルマトリツクス
を形成し難くなるためである。このようなガラス
フリツトは、全体に対して、１〜５重量％の範囲
で含有するものにする。即ち、１重量％未満で
は、固着強度が低くなるし、５重量％を越えると
ハンダ付け性が低下するためである。次に、本発明のセラミツク電子部品用導電性組
成物について、比較例を含めて、その組成配合と
耐熱性を比較し、本発明の組成物配合の実施例を
説明するが、本発明は次の説明に限定されるもの
ではない。実施例１第１表に示す組成割合の金属粉末を76重量％、
B₂O₃54重量％、PbO23重量％、ZnO23重量％の
割合からなるガラスフリツトを２重量％混合し、
これらに対して、合計100重量％になるように、、
エチルセルロースの有機バインダーをブチルカル
ビトールアセテートの溶剤に溶解したビヒクルを
添加して、導電性ペーストを作成した。

【表】これらの導電性ペーストに対して、EIAJ（日本
電子機械工業会）規格RC−3402の規定に従つて、
ハンダに対する耐熱性を測定した。その結果を第
１図に示す。これより、本発明によるセラミツク電子部品用
導電性組成物にしたがう白金成分添加は、ハンダ
耐熱性に関して、パラジウム添加よりも著しい効
果を示すことが明らかにされた。実施例２次に、実施例１と同様、第２表に示す組成割合
の金属粉末を76重量％、実施例１で用いた同じガ
ラスフリツトを２重量％混合し、これらに対し
て、合計100重量％になるように、実施例１で用
いたと同じビヒクルを添加して、導電性ペースト
を作成した。このようにして作製した導電性ペー
ストを、セラミツク素子に適用し、750℃で焼成
し、焼き付けを行なつた。焼き付けた導電性パタ
ーンについて、顕微鏡により、焼き付けクラツク
を観測した。その得られた結果を第２表に示す。

【表】以上の結果から、白金成分をパラジウムと置換
して用いると、ハンダ耐熱性が、著しく向上する
ものであるが、一方、焼き付けクラツク発生を抑
制する効果は、それ程でなく、ただ、パラジウム
添加量を抑制すると、焼き付けクラツクを抑制で
きることが明らかにされた。〔発明の効果〕本発明のセラミツク電子部品用導電性組成物
は、その特定の組成、即ち、Pdの一部を置換し、
Pt成分を含有させることにより、セラミツク素
子への焼き付け時に生じる焼き付けクラツクを防
止し、同時に、ハンダ耐熱性を向上した導電性ペ
ーストを提供できること、また、同時に、銀マイ
グレーシヨンを防止できる導電性ペーストを提供
できたなどの技術的な効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のセラミツク電子部品用導電
性組成物ついて、ハンダ耐熱性を測定した結果を
示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１銀系導電性組成物において、銀、パラジウム、白金からなる導電成分の成分
比が、銀80〜94重量％、パラジウム５〜15重量
％、白金１〜５重量％の割合の金属粉末を用い；無機物として、ZnO20〜50重量％、B₂O₃20〜
60重量％、PbO10〜50重量％からなるガラスフリ
ツトを全体に対して１〜５重量％添加し、金属粉
末とガラスフリツトに対して合計100重量％にな
るようにビヒクルを含有することを特徴とするセ
ラミツク電子部品用導電性組成物。