JPH06169140A

JPH06169140A - 導体付きセラミックス基板

Info

Publication number: JPH06169140A
Application number: JP34151292A
Authority: JP
Inventors: Kazuko Tanaka; 和子田中; Keiichi Kawakami; 圭一川上; Eiji Ichikura; 栄治市倉
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1994-06-14

Abstract

(57)【要約】【目的】導体の抵抗値が低く、外観も良い商品価値の高
いセラミックス基板を得る。【構成】バナジウム、ヒ素、セリウム、鉄のうち少なく
とも１種類の酸化物を、導電性粉末に対して、それぞれ
金属単体で換算して０．２〜１２重量％含む導電性ペー
ストを、セラミックス基板、または未焼成のグリーンシ
ート上に塗布した後焼成したセラミックス基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導電性ペーストを用いた
導体付きセラミックス基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】銀は、パラジウム、白金、金、銅、ニッ
ケル、タングステン及びその合金と並び導電性を有する
材料として、この粉末を有機バインダーと必要に応じて
各種添加物を加え、ペースト化したものが低温焼成基板
用導電性材料として一般に用いられている。

【０００３】銀を用いた導電体は抵抗値が低く、かつ空
気中の焼成が可能であるという点で優れた特性をもって
いる。しかし、焼成中や電場中では、特に高湿度下にお
いて銀が基板中に拡散し、絶縁不良をおこすことがあ
る。従来はこの拡散を防ぐため銀をパラジウム、白金等
と合金化するという方法を採っていたが、このため導電
体の抵抗値が上がり性能の低下を招いていた。

【０００４】特に低温焼成多層基板にこれらの導体を使
用する場合は、ガラス中への銀の拡散が激しいため、問
題が大きかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
有する前述の欠点を解消することを目的とするものであ
り、従来知られていなかったセラミックス基板用銀系導
電性ペーストを用いたセラミックス基板を新規に提供す
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するべくなされたものであり、銀系の導電性粉末、ガ
ラスフリット、有機ビヒクルを含み、さらに、バナジウ
ム、ヒ素、セリウム、鉄のうち少なくとも１種類の酸化
物を、前記導電性粉末に対して、それぞれバナジウム、
ヒ素、セリウム、鉄に換算して０．２〜１２重量％含む
導電性ペーストを、セラミックス基板、または未焼成の
グリーンシート上に塗布した後焼成したことを特徴とす
る導体付きセラミックス基板を提供するものである。

【０００７】本発明における導電性粉末の主体は銀系粉
末であり、具体的には、銀、銀−パラジウム合金、及び
銀−白金合金からなる導電性粉末が望ましく使用され
る。これらは、導体抵抗値が低く抑えられ、かつ空気中
で焼成できる点で有利だからである。なお、合金につい
ては、銀を主体とするものが望ましく、また、銀−パラ
ジウム、銀−白金だけでなく第三成分を少量含むもので
あってもよい。

【０００８】導電性粉末の大きさは、概ね平均粒径０．
５〜１０μｍの範囲にあるものを用いることができ、特
に１〜５μｍの範囲にあるものが好ましい。この範囲で
特に良好な焼結性及びスクリーン印刷などにおける印刷
性が得られるからである。

【０００９】導電性粉末の導電性ペーストにおける配合
割合は、主体となる銀粉末の比表面積により異なるが概
ね７５〜９９重量％であり、８５〜９５重量％であるの
が好ましい。これ未満であると、焼結不足となり、導体
の抵抗値が増大するからである。

【００１０】また、導電性粉末の形状については、本発
明においては、特に限定されない。例えば、球状、フレ
ーク状など種々の形状の粉末を用いることができる。

【００１１】ガラスフリットは無機のバインダーとして
の機能を有し、その軟化点や焼成温度での粘度がペース
トの焼結性を大きく左右する。ガラスフリットとして
は、例えば、ホウケイ酸系フリット、鉛ホウケイ酸系フ
リットなどを好適に用いることができるが、これらに限
定されない。

【００１２】ガラスフリットの配合割合は、導電性粉末
に対して１〜１５重量％であるのが好ましく、特に２〜
８重量％であるのが好ましい。ガラスフリットが少ない
と焼結を促進させることができず、多すぎると導電体の
抵抗値が増大するおそれがあるからである。

【００１３】有機ビヒクルとしては、前述の無機の粉末
に適当な流動特性を持たせるために用いられる。具体的
には、例えば、ブチルカルビトールアセテートやテルピ
ネオールなどの沸点の高い溶剤にエチルセルロース、
（メタ）アクリル酸系ポリマーなどを溶解して、適宜粘
度を調整すればよい。その配合割合は、通常、導電性ペ
ースト全量に対して、３〜３０重量％、好ましくは７〜
２０重量％である。

【００１４】本発明における導電性ペーストは、バナジ
ウム、ヒ素、セリウム、鉄（３価）のうち少なくとも１
種類の酸化物をそれぞれＶ、Ａｓ、Ｃｅ、Ｆｅ重量に換
算して前記導電性粉末に対して０．２〜１２重量％含む
ことが好ましい。

【００１５】銀導体の基板への拡散過程は、銀が基板中
の陽イオンとイオン交換反応を起こして一価の陽イオン
となり、これが基板中に浸透するためであることが知ら
れている。この際、イオンがコロイド化し、発色、黄変
することもある。本発明における導電性ペーストによれ
ば、上記のような拡散現象を抑えた導体付きセラミック
ス基板を得ることができる。

【００１６】バナジウム、ヒ素、セリウム、鉄等の酸化
物の添加については、市販されている粉末をペースト組
成物中に添加するだけで十分な効果が得られる。緻密に
ペースト中に分散させるためにその粉末の粒径は小さい
方がよく、好ましくは５μｍ以下、特に好ましくは２．
５μｍ以下である。

【００１７】バナジウム、ヒ素、セリウム、鉄（３価）
等の酸化物の添加量としてはそれぞれＶ、Ａｓ、Ｃｅ、
Ｆｅ重量に換算して１２％以下が望ましい。多すぎると
導電性、半田濡れの低下を引き起こすおそれがある。ま
た、０．２％未満だと拡散抑止効果が顕著になりにく
い。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）平均粒径が２．５μｍであるような銀粉末
に、ホウケイ酸系のガラスフリットを銀粉末に対して
２．０重量％、粒径２μｍの表１に示した無機添加物を
それぞれ金属単体換算で銀粉末に対して１．０重量％
（Ｎｏ．９のみ２０重量％）加え、さらに有機バインダ
ーとして、エチルセルロースをα−テルピネオールに溶
解させたビヒクルをペースト全量に対して１５重量％加
えて自動乳鉢で一括混合し、さらに３本ロールで混合し
て、ペーストとした。

【００１９】また、平均粒径２．０μｍのアルミナ粒子
５２重量部、平均粒径２．５μｍの鉛ホウケイ酸ガラス
４８重量部、バインダーとしてポリビニルブチラール、
溶剤としてメチルエチルケトン、トルエン、ブタノール
を用いてスラリーとし、これをドクターブレード法によ
りセラミックグリーンシートに成形した。

【００２０】前述のペーストにより、このセラミックス
グリーンシート上に１００μｍ幅の導体を１００μｍ間
隔でスクリーン印刷し、焼成してセラミックス基板を作
製し、導体の抵抗値、導体パターン間の絶縁抵抗値、及
び導体周辺の黄変の様子を観察、測定したものを表１に
示す。Ｎｏ．２〜５では絶縁抵抗値は良好な値を示すと
ともに、黄変は発生しておらず、かつ抵抗値も低く抑え
られていた。Ｎｏ．６、７ではＮｏ．１との差はみられ
なかった。パラジウムの効果についてはＮｏ．８程度の
添加量では絶縁抵抗値の低下及び黄変は防止されず、Ｎ
ｏ．９ではかかる問題は見られなかったが抵抗値が他に
比べ高くなった。

【００２１】なお、表１の黄変に関する表示は次の通り
である。 ○：黄変せず ×：黄変

【００２２】（実施例２）表１のＮｏ．２の組成におい
て無機添加物Ｖ₂ Ｏ₃ の量のみ変化させて実施例１と同
様に作製したものの導体周辺の黄変と導体抵抗値を観
察、測定したものを表２に示す。

【００２３】Ｎｏ．１２〜１４では導体部分の導体抵抗
値、導体パターン間の絶縁抵抗値ともに良好な値を示
し、かつ黄変も発生しなかった。Ｎｏ．１５では導体パ
ターン間の絶縁抵抗値の低下は見られなかったが、導体
部分の抵抗値の増大が見られた。また、Ｎｏ．１１で
は、絶縁抵抗値の低下が見られると共に、導体周辺の黄
変が観察された。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】本発明は所定の銀系導電性ペーストを用
いることにより銀系導体周辺の銀等の拡散による絶縁抵
抗の低下、黄変が防止され、導体の抵抗値が低く、外観
も良い商品価値の高いセラミックス基板が得られる。さ
らに本発明は従来のペースト製造方法を全く変えること
なく効果が得られるため、量産性にも優れており、その
工業的価値は大である。しかもパラジウム等の貴金属を
用いる方法に比べ安価であり、また抵抗値も低く抑える
ことができる効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銀系の導電性粉末、ガラスフリット、有機
ビヒクルを含み、さらに、バナジウム、ヒ素、セリウ
ム、鉄のうち少なくとも１種類の酸化物を、前記導電性
粉末に対して、それぞれバナジウム、ヒ素、セリウム、
鉄で換算して０．２〜１２重量％含む導電性ペースト
を、セラミックス基板、または未焼成のグリーンシート
上に塗布した後焼成したことを特徴とする導体付きセラ
ミックス基板。