JPH06252524A - 導体付きセラミックス基板の製造方法 - Google Patents
導体付きセラミックス基板の製造方法Info
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- JPH06252524A JPH06252524A JP6285693A JP6285693A JPH06252524A JP H06252524 A JPH06252524 A JP H06252524A JP 6285693 A JP6285693 A JP 6285693A JP 6285693 A JP6285693 A JP 6285693A JP H06252524 A JPH06252524 A JP H06252524A
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- conductor
- antimony
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Abstract
(57)【要約】
【目的】銀導体周辺の銀の拡散による黄変が防止され、
抵抗値が低く、外観も良い商品価値の高いセラミック基
板を得る。 【構成】導電性ペーストに含まれる銀系導電性粉末は、
あらかじめ銀系導電性粉末に対してアンチモン換算で
０．１〜１２重量％のアンチモンの塩またはアンチモン
酸塩を、表面にコーティングしてあることを特徴とす
る。
抵抗値が低く、外観も良い商品価値の高いセラミック基
板を得る。 【構成】導電性ペーストに含まれる銀系導電性粉末は、
あらかじめ銀系導電性粉末に対してアンチモン換算で
０．１〜１２重量％のアンチモンの塩またはアンチモン
酸塩を、表面にコーティングしてあることを特徴とす
る。
Description
【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の製造方法に関するものであ
る。
導体付きセラミックス基板の製造方法に関するものであ
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多層
基板用などの導電性材料として一般に用いられている。
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多層
基板用などの導電性材料として一般に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】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、特
に高湿度下において銀が基板中に拡散・黄変し、絶縁・
外観不良を起こす。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。
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、特
に高湿度下において銀が基板中に拡散・黄変し、絶縁・
外観不良を起こす。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として使用する場
合、その組成上、ガラス中への銀の拡散が激しく対応が
困難であった。
合、その組成上、ガラス中への銀の拡散が激しく対応が
困難であった。
【０００５】このガラス中への銀の拡散はアンチモンに
より著しく抑制される。アンチモンを実際にペースト中
に添加する方法としては、例えば三酸化アンチモンをペ
ースト組成物として添加するだけで銀の拡散抑制に十分
な効果が得られている。しかし、三酸化アンチモンは溶
剤溶解性に乏しく、粉末をペースト組成物として添加す
るために、その分散性は問題があり、確実な抑制効果を
得るためには実際に必要な量より多めの添加を必要とし
ていた。このような導体成分以外の無機分の過剰添加
は、導体抵抗の増大、また半田濡れ性の低下を引き起こ
す原因となるため、より少量で効果の得られる添加方法
が望まれていた。
より著しく抑制される。アンチモンを実際にペースト中
に添加する方法としては、例えば三酸化アンチモンをペ
ースト組成物として添加するだけで銀の拡散抑制に十分
な効果が得られている。しかし、三酸化アンチモンは溶
剤溶解性に乏しく、粉末をペースト組成物として添加す
るために、その分散性は問題があり、確実な抑制効果を
得るためには実際に必要な量より多めの添加を必要とし
ていた。このような導体成分以外の無機分の過剰添加
は、導体抵抗の増大、また半田濡れ性の低下を引き起こ
す原因となるため、より少量で効果の得られる添加方法
が望まれていた。
【０００６】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。
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。
【０００７】
【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、銀系導電性粉末と、ガ
ラスフリットと、有機ビヒクルとからなる導電性ペース
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、焼成する導体付きセラミックス基板の製造
方法において、銀系導電性粉末は、あらかじめ銀系導電
性粉末に対してアンチモン換算で０．１〜１２重量％の
アンチモンの塩またはアンチモン酸塩を、表面にコーテ
ィングしてあることを特徴とする導体付きセラミックス
基板の製造方法を提供するものである。
決するべくなされたものであり、銀系導電性粉末と、ガ
ラスフリットと、有機ビヒクルとからなる導電性ペース
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、焼成する導体付きセラミックス基板の製造
方法において、銀系導電性粉末は、あらかじめ銀系導電
性粉末に対してアンチモン換算で０．１〜１２重量％の
アンチモンの塩またはアンチモン酸塩を、表面にコーテ
ィングしてあることを特徴とする導体付きセラミックス
基板の製造方法を提供するものである。
【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。なお、％
はすべて重量％を意味する。本発明の導電性粉末の主体
は銀系粉末である。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利
用される。これらは導体抵抗が低く抑えられ、かつ空気
中で焼成できる点において有利であるからである。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。
はすべて重量％を意味する。本発明の導電性粉末の主体
は銀系粉末である。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利
用される。これらは導体抵抗が低く抑えられ、かつ空気
中で焼成できる点において有利であるからである。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。
【０００９】粉末の形状は特に限定されず、球状、フレ
ーク状、またはこれらの混合物など種々の形状の粉末を
用いることができる。サイズは、０．５〜１０μｍの範
囲の物を用いることができ、特に良好な焼結性、スクリ
ーン印刷性を得るために１〜５μｍの範囲にあるものが
好ましい。
ーク状、またはこれらの混合物など種々の形状の粉末を
用いることができる。サイズは、０．５〜１０μｍの範
囲の物を用いることができ、特に良好な焼結性、スクリ
ーン印刷性を得るために１〜５μｍの範囲にあるものが
好ましい。
【００１０】導電性粉末の導体に於ける配合割合は概ね
７５〜９９重量％であり、８５〜９５重量％であるのが
好ましい。導電性粉末の割合が少ないと焼結不足とな
り、導体の抵抗値が増大するおそれがある。
７５〜９９重量％であり、８５〜９５重量％であるのが
好ましい。導電性粉末の割合が少ないと焼結不足とな
り、導体の抵抗値が増大するおそれがある。
【００１１】ガラスフリットは無機バインダーとして機
能し、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等を好
適に使用することができるが、これに限定されない。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。
能し、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等を好
適に使用することができるが、これに限定されない。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。
【００１２】有機ビヒクルは、前述の無機粉末に適当な
レオロジーをもたせるために用いられ、具体的には例え
ば、ブチルカルビトールアセテートやターピネオール等
の高沸点溶剤にエチルセルロース、アクリル系ポリマー
等を溶解したものを用いることができる。その配合割合
は導電性ペースト全量に対して３〜３０重量％、特に好
ましくは７〜１５重量％である。
レオロジーをもたせるために用いられ、具体的には例え
ば、ブチルカルビトールアセテートやターピネオール等
の高沸点溶剤にエチルセルロース、アクリル系ポリマー
等を溶解したものを用いることができる。その配合割合
は導電性ペースト全量に対して３〜３０重量％、特に好
ましくは７〜１５重量％である。
【００１３】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し、コロイド化し発色、黄
変するためであると考えられる。上記のような拡散現象
は、ペースト中にアンチモン化合物を添加することによ
って防ぐことができる。この銀拡散防止の機構としては
還元性のあるアンチモンが銀イオンと酸化還元反応を起
こして銀イオンを還元し、これの溶出を防ぐためであろ
うと考えられる。
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し、コロイド化し発色、黄
変するためであると考えられる。上記のような拡散現象
は、ペースト中にアンチモン化合物を添加することによ
って防ぐことができる。この銀拡散防止の機構としては
還元性のあるアンチモンが銀イオンと酸化還元反応を起
こして銀イオンを還元し、これの溶出を防ぐためであろ
うと考えられる。
【００１４】アンチモンの添加方法については本発明で
はアンチモンの塩及びアンチモン酸塩が水、アルコール
等の溶媒に溶解性があることを利用して、溶媒中におい
て、あらかじめ銀粒子上にコーティングする方法を採
る。この方法はアンチモンの分散性を高め、添加量を必
要最低限に抑える方法として有効である。
はアンチモンの塩及びアンチモン酸塩が水、アルコール
等の溶媒に溶解性があることを利用して、溶媒中におい
て、あらかじめ銀粒子上にコーティングする方法を採
る。この方法はアンチモンの分散性を高め、添加量を必
要最低限に抑える方法として有効である。
【００１５】アンチモンの塩としては塩化物、硫酸塩、
硝酸塩、しゅう酸塩、アセチルアセテート、アルコキシ
ド等の塩を用いることができる。アンチモン酸塩として
はナトリウム塩、カリウム塩のいずれも適宜用いること
ができる。また添加量としてはアンチモン換算で０．１
〜１２重量％が可能であるが、１重量％以下で安定して
充分な効果が得られる。１２重量％以上では導電性、半
田濡れの低下を引き起こし、好ましくない。また、０．
１重量％より少量だと抑制防止効果が顕著になりにく
い。
硝酸塩、しゅう酸塩、アセチルアセテート、アルコキシ
ド等の塩を用いることができる。アンチモン酸塩として
はナトリウム塩、カリウム塩のいずれも適宜用いること
ができる。また添加量としてはアンチモン換算で０．１
〜１２重量％が可能であるが、１重量％以下で安定して
充分な効果が得られる。１２重量％以上では導電性、半
田濡れの低下を引き起こし、好ましくない。また、０．
１重量％より少量だと抑制防止効果が顕著になりにく
い。
【００１６】
【実施例】アンチモン酸塩として、アンチモン酸ナトリ
ウムを、銀粒子に対してアンチモン換算で表１に示すよ
うな各量となるようにエタノール中に溶解し、これに平
均粒径が２．５μｍであるような銀粉末を加え、撹拌後
乾燥してコーティング粒子を得る。この粒子に、ガラス
フリットを銀粉末に対して２．０重量％、さらに有機バ
インダーとしてエチルセルロースをα−タルピネオール
に溶解させたビヒクルを銀に対して２０重量％加えて自
動乳鉢で一括混合し、さらに３本ロールで混合した後ペ
ーストとする。
ウムを、銀粒子に対してアンチモン換算で表１に示すよ
うな各量となるようにエタノール中に溶解し、これに平
均粒径が２．５μｍであるような銀粉末を加え、撹拌後
乾燥してコーティング粒子を得る。この粒子に、ガラス
フリットを銀粉末に対して２．０重量％、さらに有機バ
インダーとしてエチルセルロースをα−タルピネオール
に溶解させたビヒクルを銀に対して２０重量％加えて自
動乳鉢で一括混合し、さらに３本ロールで混合した後ペ
ーストとする。
【００１７】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
りセラミックスグリーンシートに成形した。前述のペー
ストを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、焼成した
後導体周辺の黄変の様子及び導体抵抗、絶縁抵抗値を観
察、測定したものを表１に示す。０．０５重量％では黄
変防止の効果が得られず、１５重量％では抵抗値の増大
が見られた。
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
りセラミックスグリーンシートに成形した。前述のペー
ストを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、焼成した
後導体周辺の黄変の様子及び導体抵抗、絶縁抵抗値を観
察、測定したものを表１に示す。０．０５重量％では黄
変防止の効果が得られず、１５重量％では抵抗値の増大
が見られた。
【００１８】同時にアンチモン成分として三酸化アンチ
モンを加えた銀ペーストを作成し比較した結果表２に示
す。０．１重量％以下の量においては効果が得られなか
った。
モンを加えた銀ペーストを作成し比較した結果表２に示
す。０．１重量％以下の量においては効果が得られなか
った。
【００１９】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
である。 ○：黄変せず ×：黄変
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】本発明の銀系導電性ペーストを用いるこ
とにより、銀導体周辺の銀の拡散による黄変が防止さ
れ、抵抗値が低く、外観も良い商品価値の高い製品が得
られる。この導電性ペーストは低温焼成多層基板に用い
るために非常に適したものである。
とにより、銀導体周辺の銀の拡散による黄変が防止さ
れ、抵抗値が低く、外観も良い商品価値の高い製品が得
られる。この導電性ペーストは低温焼成多層基板に用い
るために非常に適したものである。
【００２３】この方法は添加物を少量に抑えることがで
きるため、抵抗値を低く抑えることができる。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ため、その工業的価
値は大である。
きるため、抵抗値を低く抑えることができる。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ため、その工業的価
値は大である。
Claims (1)
- 【請求項１】銀系導電性粉末と、ガラスフリットと、有
機ビヒクルとからなる導電性ペーストを、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、焼成す
る導体付きセラミックス基板の製造方法において、銀系
導電性粉末は、あらかじめ銀系導電性粉末に対してアン
チモン換算で０．１〜１２重量％のアンチモンの塩また
はアンチモン酸塩を、表面にコーティングしてあること
を特徴とする導体付きセラミックス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285693A JPH06252524A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 導体付きセラミックス基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285693A JPH06252524A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 導体付きセラミックス基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06252524A true JPH06252524A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=13212368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6285693A Pending JPH06252524A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 導体付きセラミックス基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06252524A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1621525A2 (en) * | 2004-06-30 | 2006-02-01 | E.I. du Pont de Nemours and Company | Thick-film conductor paste |
| WO2016114118A1 (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 日本特殊陶業株式会社 | 回路基板およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP6285693A patent/JPH06252524A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1621525A2 (en) * | 2004-06-30 | 2006-02-01 | E.I. du Pont de Nemours and Company | Thick-film conductor paste |
| EP1621525A3 (en) * | 2004-06-30 | 2007-04-25 | E.I. du Pont de Nemours and Company | Thick-film conductor paste |
| WO2016114118A1 (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 日本特殊陶業株式会社 | 回路基板およびその製造方法 |
| WO2016114121A1 (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック基板の製造方法、セラミック基板及び銀系導体材料 |
| JPWO2016114119A1 (ja) * | 2015-01-13 | 2017-04-27 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック基板およびその製造方法 |
| JPWO2016114118A1 (ja) * | 2015-01-13 | 2017-04-27 | 日本特殊陶業株式会社 | 回路基板およびその製造方法 |
| JPWO2016114121A1 (ja) * | 2015-01-13 | 2017-04-27 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック基板の製造方法、セラミック基板及び銀系導体材料 |
| KR20170094433A (ko) | 2015-01-13 | 2017-08-17 | 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤 | 세라믹 기판 및 그 제조 방법 |
| KR20170094432A (ko) | 2015-01-13 | 2017-08-17 | 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤 | 세라믹 기판의 제조 방법, 세라믹 기판 및 은계 도체 재료 |
| CN107113976A (zh) * | 2015-01-13 | 2017-08-29 | 日本特殊陶业株式会社 | 陶瓷基板的制造方法、陶瓷基板和银系导体材料 |
| CN107113976B (zh) * | 2015-01-13 | 2019-07-23 | 日本特殊陶业株式会社 | 陶瓷基板的制造方法、陶瓷基板和银系导体材料 |
| US10375837B2 (en) | 2015-01-13 | 2019-08-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method of manufacturing a ceramic substrate |
| US10524365B2 (en) | 2015-01-13 | 2019-12-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic substrate |
| US10785879B2 (en) | 2015-01-13 | 2020-09-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Circuit board and production method therefor |
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