JPH0528827A - 導電性ペースト - Google Patents
導電性ペーストInfo
- Publication number
- JPH0528827A JPH0528827A JP3207490A JP20749091A JPH0528827A JP H0528827 A JPH0528827 A JP H0528827A JP 3207490 A JP3207490 A JP 3207490A JP 20749091 A JP20749091 A JP 20749091A JP H0528827 A JPH0528827 A JP H0528827A
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- Japan
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- lithium carbonate
- copper
- adhesive strength
- conductive paste
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 例えばセラミック基体等の上に銅配線を形成
する場合などに用いる導電性ペーストに係り、接着強度
や半田濡れ性が共に優れたペーストを提供することを目
的とする。 【構成】 銅粉末、ガラス粉末および不活性充填剤を液
体ビヒクル中に分散させた導電性ペーストにおいて、上
記不活性充填剤として炭酸リチウムを用い、その炭酸リ
チウムと銅粉末およびガラス粉末の含有量は、それ等の
全固形物に対して、それぞれ炭酸リチウムが0.1〜
0.8重量%、ガラス粉末が0.5〜4.0重量%、残
部が銅粉末となるようにしたことを特徴とする。
する場合などに用いる導電性ペーストに係り、接着強度
や半田濡れ性が共に優れたペーストを提供することを目
的とする。 【構成】 銅粉末、ガラス粉末および不活性充填剤を液
体ビヒクル中に分散させた導電性ペーストにおいて、上
記不活性充填剤として炭酸リチウムを用い、その炭酸リ
チウムと銅粉末およびガラス粉末の含有量は、それ等の
全固形物に対して、それぞれ炭酸リチウムが0.1〜
0.8重量%、ガラス粉末が0.5〜4.0重量%、残
部が銅粉末となるようにしたことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばセラミック基体
等の上に銅配線を形成する場合などに用いる導電性ペー
ストに関する。
等の上に銅配線を形成する場合などに用いる導電性ペー
ストに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばセラミック基体上に銅配線
を形成するために、銅粉末を液体ビヒクル中に分散させ
た導電性ペースト(ペースト状組成物)を、スクリーン
印刷などの手法により所望のパターンでセラミック基体
上に塗布し、600〜900℃の不活性雰囲気中で焼成
することが行われている。上記のような導電性ペースト
としては、一般に、導電粉末として銅を80〜96重量
部、軟化点400〜700℃の硼珪酸鉛ガラス粉末2〜
10重量部、および/または酸化ビスマスや酸化銅粉末
などの不活性充填剤2〜15重量部の固形分を、液体ビ
ヒクル中に分散させたものが用いられている。また上記
のような液体ビヒクルとしては、、メタクリレート樹
脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂などをターピネオー
ル、トルエンなどの有機溶剤に溶かしたものが用いら
れ、印刷に適した粘性に調整される。
を形成するために、銅粉末を液体ビヒクル中に分散させ
た導電性ペースト(ペースト状組成物)を、スクリーン
印刷などの手法により所望のパターンでセラミック基体
上に塗布し、600〜900℃の不活性雰囲気中で焼成
することが行われている。上記のような導電性ペースト
としては、一般に、導電粉末として銅を80〜96重量
部、軟化点400〜700℃の硼珪酸鉛ガラス粉末2〜
10重量部、および/または酸化ビスマスや酸化銅粉末
などの不活性充填剤2〜15重量部の固形分を、液体ビ
ヒクル中に分散させたものが用いられている。また上記
のような液体ビヒクルとしては、、メタクリレート樹
脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂などをターピネオー
ル、トルエンなどの有機溶剤に溶かしたものが用いら
れ、印刷に適した粘性に調整される。
【0003】上記の導電性ペーストをセラミック基体等
に塗布して焼成すると、まず300〜600℃で樹脂の
熱分解が起こって塗膜から除去され、さらに温度が上昇
すると、銅粉末は焼結して導電性被膜を形成し、ガラス
粉末は軟化して導電性被膜とセラミック基体の界面に移
行し、両者を接着させる結合剤の役目を果たす。そのガ
ラス粉末による導電性被膜とセラミック基体の接着強度
は、ガラス粉末の含有量を増やすと増大するが、その反
面、導電性被膜の表面にもガラスが浮き出るので、半田
濡れ性が著しく低下する。そこで、上記の接着強度と半
田濡れ性の性能を両立させるために前記のようなペース
ト組成物中に不活性充填剤を含有させることが多い。上
記のような不活性充填剤としては、例えば酸化鉛、酸化
銅あるいは酸化ビスマスなどを用いるのが一般的であ
り、セラミック基体との反応による接着強度の強化ある
いは半田との反応による半田濡れ性の補助などに効力を
発揮する。
に塗布して焼成すると、まず300〜600℃で樹脂の
熱分解が起こって塗膜から除去され、さらに温度が上昇
すると、銅粉末は焼結して導電性被膜を形成し、ガラス
粉末は軟化して導電性被膜とセラミック基体の界面に移
行し、両者を接着させる結合剤の役目を果たす。そのガ
ラス粉末による導電性被膜とセラミック基体の接着強度
は、ガラス粉末の含有量を増やすと増大するが、その反
面、導電性被膜の表面にもガラスが浮き出るので、半田
濡れ性が著しく低下する。そこで、上記の接着強度と半
田濡れ性の性能を両立させるために前記のようなペース
ト組成物中に不活性充填剤を含有させることが多い。上
記のような不活性充填剤としては、例えば酸化鉛、酸化
銅あるいは酸化ビスマスなどを用いるのが一般的であ
り、セラミック基体との反応による接着強度の強化ある
いは半田との反応による半田濡れ性の補助などに効力を
発揮する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にペースト組成物中に添加した不活性充填剤の個々の成
分は、少量を焼成炉に投入した場合には問題なく作用す
ることが多いが、量産の場合には樹脂の熱分解の際に局
部的な還元状態が形成され、組成物中の酸化ビスマスお
よび酸化鉛が一部還元される。その結果、導電被膜の接
着強度あるいは半田濡れ性に不良が発生するばかりでな
く、還元されたビスマスおよび鉛が揮発して焼成炉内を
移動し排出口に至って冷却されて析出し、長い間には排
出口を塞いでしまうので、熱分解された樹脂の排出が不
充分もしくは不能となって基板を汚し、大量の不良を発
生する等のおそれがあった。
にペースト組成物中に添加した不活性充填剤の個々の成
分は、少量を焼成炉に投入した場合には問題なく作用す
ることが多いが、量産の場合には樹脂の熱分解の際に局
部的な還元状態が形成され、組成物中の酸化ビスマスお
よび酸化鉛が一部還元される。その結果、導電被膜の接
着強度あるいは半田濡れ性に不良が発生するばかりでな
く、還元されたビスマスおよび鉛が揮発して焼成炉内を
移動し排出口に至って冷却されて析出し、長い間には排
出口を塞いでしまうので、熱分解された樹脂の排出が不
充分もしくは不能となって基板を汚し、大量の不良を発
生する等のおそれがあった。
【0005】本発明は上記の問題点に鑑みて提案された
もので、上記のように還元されやすい酸化ビスマスや酸
化鉛等をペースト組成物中に含有させなくとも充分な接
着強度や半田濡れ性を維持させることのできる導電性ペ
ーストを提供することを目的とする。
もので、上記のように還元されやすい酸化ビスマスや酸
化鉛等をペースト組成物中に含有させなくとも充分な接
着強度や半田濡れ性を維持させることのできる導電性ペ
ーストを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による導電性ペーストは、以下の構成とした
ものである。即ち、銅粉末、ガラス粉末および不活性充
填剤を液体ビヒクル中に分散させた導電性ペーストにお
いて、上記不活性充填剤として炭酸リチウムを用い、そ
の炭酸リチウムと銅粉末およびガラス粉末の含有量は、
それ等の全固形物に対して、それぞれ炭酸リチウムが
0.1〜0.8重量%、ガラス粉末が0.5〜4.0重
量%、残部が銅粉末となるようにしたことを特徴とす
る。
めに本発明による導電性ペーストは、以下の構成とした
ものである。即ち、銅粉末、ガラス粉末および不活性充
填剤を液体ビヒクル中に分散させた導電性ペーストにお
いて、上記不活性充填剤として炭酸リチウムを用い、そ
の炭酸リチウムと銅粉末およびガラス粉末の含有量は、
それ等の全固形物に対して、それぞれ炭酸リチウムが
0.1〜0.8重量%、ガラス粉末が0.5〜4.0重
量%、残部が銅粉末となるようにしたことを特徴とす
る。
【0007】
【作用】前記従来の問題点に鑑み、本発明者は不活性充
填剤として種々の物質を検討した結果、炭酸リチウムを
添加すれば接着強度と半田濡れ性の両特性を格段に改善
できることを見い出した。そこで本発明においては、不
活性充填剤として炭酸リチウムを用いたもので、上記の
ように接着強度と半田濡れ性の両特性を格段に改善でき
るだけでなく、前記従来のように還元されやすい酸化ビ
スマスや酸化鉛等を用いないので、還元されたビスマス
や鉛が焼成炉の排出口に析出して排出口を塞いでしまう
等の前記の不具合を解消することが可能となる。
填剤として種々の物質を検討した結果、炭酸リチウムを
添加すれば接着強度と半田濡れ性の両特性を格段に改善
できることを見い出した。そこで本発明においては、不
活性充填剤として炭酸リチウムを用いたもので、上記の
ように接着強度と半田濡れ性の両特性を格段に改善でき
るだけでなく、前記従来のように還元されやすい酸化ビ
スマスや酸化鉛等を用いないので、還元されたビスマス
や鉛が焼成炉の排出口に析出して排出口を塞いでしまう
等の前記の不具合を解消することが可能となる。
【0008】なお上記の炭酸リチウムによる半田濡れ性
および接着強度の改善効果は共に、全固形物中の炭酸リ
チウムの含有量が0.1重量%以上から表れ、その添加
量に対する効果に極大値を持っている。その極大値は、
ガラスの添加量によって変化するが、概ね接着強度、半
田濡れ性共に炭酸リチウムの含有量が0.2〜0.5重
量%に存在する。しかし、炭酸リチウムの添加量があま
り多いと特性値はむしろ悪くなるので、最適の含有量は
0.1重量%から0.8重量%である。
および接着強度の改善効果は共に、全固形物中の炭酸リ
チウムの含有量が0.1重量%以上から表れ、その添加
量に対する効果に極大値を持っている。その極大値は、
ガラスの添加量によって変化するが、概ね接着強度、半
田濡れ性共に炭酸リチウムの含有量が0.2〜0.5重
量%に存在する。しかし、炭酸リチウムの添加量があま
り多いと特性値はむしろ悪くなるので、最適の含有量は
0.1重量%から0.8重量%である。
【0009】ガラス粉末としては、例えば硼珪酸ガラス
を利用することができ、種々のものが市販されている
が、これは通常酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化バリウ
ム、酸化カルシウム、アルミナなどを所定の組成に配合
し、これを900〜1600℃で熔融した後に急冷して
得られる。ガラスの性状は、軟化点400〜700℃
で、熱膨張率が用いるセラミック基体等にほぼ等しいも
のが好ましい。固形物中のガラス含有量は0.5〜4.
0重量%程度とすればよいが、ガラスの量が多くなるに
したがってセラミックの基体との接着強度は強くなり、
これに反して半田濡れ性は悪くなるので最適量を調整し
なければならない。最適量は、ガラスの種類によって異
なるが、一般的に1〜3%重量が好ましい。
を利用することができ、種々のものが市販されている
が、これは通常酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化バリウ
ム、酸化カルシウム、アルミナなどを所定の組成に配合
し、これを900〜1600℃で熔融した後に急冷して
得られる。ガラスの性状は、軟化点400〜700℃
で、熱膨張率が用いるセラミック基体等にほぼ等しいも
のが好ましい。固形物中のガラス含有量は0.5〜4.
0重量%程度とすればよいが、ガラスの量が多くなるに
したがってセラミックの基体との接着強度は強くなり、
これに反して半田濡れ性は悪くなるので最適量を調整し
なければならない。最適量は、ガラスの種類によって異
なるが、一般的に1〜3%重量が好ましい。
【0010】銅粉末は800〜900℃で充分に焼結す
る程度に細かくしたものを用いるのが望ましい。ただ
し、あまり細かすぎると液体ビヒクル中に分散させるの
が困難になり、また保存中に酸化されやすいので、好ま
しくは平均粒径0.5〜2μm程度のものを用いるのが
望ましい。
る程度に細かくしたものを用いるのが望ましい。ただ
し、あまり細かすぎると液体ビヒクル中に分散させるの
が困難になり、また保存中に酸化されやすいので、好ま
しくは平均粒径0.5〜2μm程度のものを用いるのが
望ましい。
【0011】銅粉末、ガラス粉末、不活性充填剤などの
固体粉末は液状ビヒクルと混練してペースト状組成物と
され、この組成物は150〜400メッシュのスクリー
ンによって円滑に通過し得る粒径のものとすればよく、
10ミクロン以上の粒子が殆どない平均粒径2ミクロン
以下のものが適している。
固体粉末は液状ビヒクルと混練してペースト状組成物と
され、この組成物は150〜400メッシュのスクリー
ンによって円滑に通過し得る粒径のものとすればよく、
10ミクロン以上の粒子が殆どない平均粒径2ミクロン
以下のものが適している。
【0012】液状ビヒクルとしては、例えばターピネオ
ール、ブチルカルビトール、トルエンなどの溶剤にエチ
ルセルロース、メタクリレート樹脂などを溶解したもの
を使用できる。またスクリーン印刷に好適なペーストと
するためには、液状ビヒクルは固体粉末100重量部に
対し、12〜25重量部程度とするのがよい。
ール、ブチルカルビトール、トルエンなどの溶剤にエチ
ルセルロース、メタクリレート樹脂などを溶解したもの
を使用できる。またスクリーン印刷に好適なペーストと
するためには、液状ビヒクルは固体粉末100重量部に
対し、12〜25重量部程度とするのがよい。
【0013】
【実施例】アトマイズした銅粉末を分級して、最大粒径
が7μm以下で平均粒径約1.7μmの粉末を調整し
た。炭酸リチウムおよびガラス量を種々変化させて、残
部銅粉とした固形分100重量部を液体ビヒクル13重
量部とともに混練してペースト状組成物とした。液体ビ
ヒクルにはブチルメタクリレート濃度22重量%のター
ピネオール溶液を用いた。用いたガラス粉末の組成は下
記表1の通りであり、軟化点677℃、熱膨張率は30
〜300℃までで、68×10-7/℃である。
が7μm以下で平均粒径約1.7μmの粉末を調整し
た。炭酸リチウムおよびガラス量を種々変化させて、残
部銅粉とした固形分100重量部を液体ビヒクル13重
量部とともに混練してペースト状組成物とした。液体ビ
ヒクルにはブチルメタクリレート濃度22重量%のター
ピネオール溶液を用いた。用いたガラス粉末の組成は下
記表1の通りであり、軟化点677℃、熱膨張率は30
〜300℃までで、68×10-7/℃である。
【0014】
【0015】上記ペースト状組成物をアルミナ基板上に
テスト用パターンでスクリーン印刷し、ピーク温度90
0℃、ピーク時間8分、全焼成サイクル60分のベルト
式焼成炉により窒素雰囲気中で焼成した。その雰囲気中
の酸素濃度は300〜600℃の昇温過程で15±5p
pm、その他の領域を3ppm以下とした。得られたテ
ストパターンの導電性被膜について次の様な接着強度と
半田濡れ性の試験を行った。 (イ)接着強度試験 2ミリ角のパターン上に0.65mmφのメッキ銅線を
37Pb/63Snの半田を用いて半田付けし、垂直方
向に引っ張って剥離し、剥離時の引張力を求めた。 (ロ)半田濡れ性試験 2ミリ角のパターン上にフラックス(タムラ化研製、X
A−100)を塗布して、該パターンを37Pb/63
Sn半田浴(230℃)に5秒間浸漬し、冷却後パター
ン上の濡れ面積比率を求めた。
テスト用パターンでスクリーン印刷し、ピーク温度90
0℃、ピーク時間8分、全焼成サイクル60分のベルト
式焼成炉により窒素雰囲気中で焼成した。その雰囲気中
の酸素濃度は300〜600℃の昇温過程で15±5p
pm、その他の領域を3ppm以下とした。得られたテ
ストパターンの導電性被膜について次の様な接着強度と
半田濡れ性の試験を行った。 (イ)接着強度試験 2ミリ角のパターン上に0.65mmφのメッキ銅線を
37Pb/63Snの半田を用いて半田付けし、垂直方
向に引っ張って剥離し、剥離時の引張力を求めた。 (ロ)半田濡れ性試験 2ミリ角のパターン上にフラックス(タムラ化研製、X
A−100)を塗布して、該パターンを37Pb/63
Sn半田浴(230℃)に5秒間浸漬し、冷却後パター
ン上の濡れ面積比率を求めた。
【0016】以上の結果を下記表2および表3にまとめ
て示す。なお下記表2の試験No.1〜8は本発明に基づ
く実施例によるものであり、表3の試験No.1〜9はそ
の比較例である。
て示す。なお下記表2の試験No.1〜8は本発明に基づ
く実施例によるものであり、表3の試験No.1〜9はそ
の比較例である。
【0017】
【0018】
【0019】上記の接着強度と半田濡れ性の試験結果
は、一般に接着強度4.0kg以上、半田濡れ性80%
以上の値が要求されるので、合格値には○印を、不合格
値には×印を付けた。
は、一般に接着強度4.0kg以上、半田濡れ性80%
以上の値が要求されるので、合格値には○印を、不合格
値には×印を付けた。
【0020】本発明による表2の試験No.1〜8は、上
記の特性を全て合格しているが、比較例における表3の
試験No.1〜9は何れかの特性が不合格である。特に、
表3の試験No.1〜3は、ガラスのみの添加では接着強
度、半田濡れ性共に優れた導電性被膜を得るのが困難で
あることを示している。また、表3の試験No.4〜97
は炭酸リチウムあるいはガラス量が少なすぎても多すぎ
ても接着強度あるいは半田濡れ性に不具合が発生するこ
とを示している。
記の特性を全て合格しているが、比較例における表3の
試験No.1〜9は何れかの特性が不合格である。特に、
表3の試験No.1〜3は、ガラスのみの添加では接着強
度、半田濡れ性共に優れた導電性被膜を得るのが困難で
あることを示している。また、表3の試験No.4〜97
は炭酸リチウムあるいはガラス量が少なすぎても多すぎ
ても接着強度あるいは半田濡れ性に不具合が発生するこ
とを示している。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、セラミック基体上等に
接着強度、半田濡れ性に優れた導電性被膜を形成するの
に適した導電性ペーストを提供することが可能となり、
前記従来のように接着強度あるいは半田濡れ性の不足に
よる不良の発生や、セラミック基体等の汚損による不良
の発生を未然に防止して、歩留りや生産性を大幅に向上
させることができる等の効果がある。
接着強度、半田濡れ性に優れた導電性被膜を形成するの
に適した導電性ペーストを提供することが可能となり、
前記従来のように接着強度あるいは半田濡れ性の不足に
よる不良の発生や、セラミック基体等の汚損による不良
の発生を未然に防止して、歩留りや生産性を大幅に向上
させることができる等の効果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 銅粉末、ガラス粉末および不活性充填剤
を液体ビヒクル中に分散させた導電性ペーストにおい
て、上記不活性充填剤として炭酸リチウムを用い、その
炭酸リチウムと銅粉末およびガラス粉末の含有量は、そ
れ等の全固形物に対して、それぞれ炭酸リチウムが0.
1〜0.8重量%、ガラス粉末が0.5〜4.0重量
%、残部が銅粉末となるようにしたことを特徴とする導
電性ペースト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3207490A JPH0528827A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 導電性ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3207490A JPH0528827A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 導電性ペースト |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0528827A true JPH0528827A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16540595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3207490A Withdrawn JPH0528827A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 導電性ペースト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0528827A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015152854A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 感光性樹脂組成物、感光性樹脂積層体及びレジストパターン形成方法 |
JP2016115873A (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 京都エレックス株式会社 | 太陽電池電極形成用導電性ペースト、並びに、これを用いた太陽電池素子および太陽電池モジュール |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3207490A patent/JPH0528827A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015152854A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 感光性樹脂組成物、感光性樹脂積層体及びレジストパターン形成方法 |
JP2016115873A (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 京都エレックス株式会社 | 太陽電池電極形成用導電性ペースト、並びに、これを用いた太陽電池素子および太陽電池モジュール |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |