JPH06290634A - 低温焼成銅組成物 - Google Patents
低温焼成銅組成物Info
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- JPH06290634A JPH06290634A JP7384493A JP7384493A JPH06290634A JP H06290634 A JPH06290634 A JP H06290634A JP 7384493 A JP7384493 A JP 7384493A JP 7384493 A JP7384493 A JP 7384493A JP H06290634 A JPH06290634 A JP H06290634A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハンダ濡れ性に優れた導電性焼成被膜を与え
る低温焼成銅組成物を提供する。 【構成】 金属銅粉末からなる金属成分と低いガラス転
移点を有するガラスフリットを含む組成物に酸化タング
ステンが配合されてなる低温焼成銅組成物。 【効果】 ハンダ濡れ性および基材密着性に優れた導電
性の焼成被膜を容易かつ安全に形成できる。
る低温焼成銅組成物を提供する。 【構成】 金属銅粉末からなる金属成分と低いガラス転
移点を有するガラスフリットを含む組成物に酸化タング
ステンが配合されてなる低温焼成銅組成物。 【効果】 ハンダ濡れ性および基材密着性に優れた導電
性の焼成被膜を容易かつ安全に形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基材との密着性が良好で
ハンダ濡れ性に優れた導電性被膜、その製法および該被
膜を形成しうる低温焼成銅組成物に関する。
ハンダ濡れ性に優れた導電性被膜、その製法および該被
膜を形成しうる低温焼成銅組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気絶縁基板などの基材上に導電性の被
膜を形成して導体として利用することが広く行なわれて
いる。こうした導電性被膜を形成する方法の１つとし
て、金属銅を主成分としガラスフリットが配合された銅
ペーストを基材にスクリーン印刷などにより塗布したの
ち焼成する方法が知られている。
膜を形成して導体として利用することが広く行なわれて
いる。こうした導電性被膜を形成する方法の１つとし
て、金属銅を主成分としガラスフリットが配合された銅
ペーストを基材にスクリーン印刷などにより塗布したの
ち焼成する方法が知られている。
【０００３】銅ペーストを焼成する方法として高温焼成
法と低温焼成法があるが、高温焼成法では焼成を９００
〜１０００℃という高温で行なうため、基材にも耐熱性
が要求され、現実的にはアルミナ基材に限られている。
法と低温焼成法があるが、高温焼成法では焼成を９００
〜１０００℃という高温で行なうため、基材にも耐熱性
が要求され、現実的にはアルミナ基材に限られている。
【０００４】一方、５００〜８００℃で行なう低温焼成
法は基材の選定という点では有利であるが、ガラス成分
を多く含む組成であるため、えられる導電性被膜は殆ん
どハンダ付けできず実用上問題がある。ハンダ濡れ性を
改善するためにＣｄＯやＢｉ2 Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ3 を添加
する試みもあるが、それぞれ毒性の点、低融点であるた
めにパターンから滲み出す点、および揮発性であるため
に焼成炉や焼成被膜を汚染する点などの欠点がある。
法は基材の選定という点では有利であるが、ガラス成分
を多く含む組成であるため、えられる導電性被膜は殆ん
どハンダ付けできず実用上問題がある。ハンダ濡れ性を
改善するためにＣｄＯやＢｉ2 Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ3 を添加
する試みもあるが、それぞれ毒性の点、低融点であるた
めにパターンから滲み出す点、および揮発性であるため
に焼成炉や焼成被膜を汚染する点などの欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基材密着性
とハンダ濡れ性に優れた焼成被膜を与えかつ前記のよう
な焼成時の欠点のない低温焼成銅組成物を提供すること
を目的とする。
とハンダ濡れ性に優れた焼成被膜を与えかつ前記のよう
な焼成時の欠点のない低温焼成銅組成物を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の低温焼成銅組成
物は、金属銅粉末からなる金属成分と低いガラス転移点
を有するガラスフリットを含む組成物に酸化タングステ
ンが配合されてなるものに関する。
物は、金属銅粉末からなる金属成分と低いガラス転移点
を有するガラスフリットを含む組成物に酸化タングステ
ンが配合されてなるものに関する。
【０００７】本発明において、金属成分は導電性を焼成
被膜に与える成分であり、金属銅粉末単独でも、あるい
は金属銅粉末および銅と合金を形成しうる金属粉末の混
合物でもよい。銅と合金を形成しうる金属としては、た
とえば金、銀、ニッケルまたは亜鉛の少なくとも１種が
あげられ、その量は金属成分の４０重量％以下、特に５
〜４０重量％が好ましい。これらの銅以外の金属を配合
することにより導電性、接着性、ハンダ濡れ性、耐ハン
ダ喰われ性などがさらに改善される。
被膜に与える成分であり、金属銅粉末単独でも、あるい
は金属銅粉末および銅と合金を形成しうる金属粉末の混
合物でもよい。銅と合金を形成しうる金属としては、た
とえば金、銀、ニッケルまたは亜鉛の少なくとも１種が
あげられ、その量は金属成分の４０重量％以下、特に５
〜４０重量％が好ましい。これらの銅以外の金属を配合
することにより導電性、接着性、ハンダ濡れ性、耐ハン
ダ喰われ性などがさらに改善される。
【０００８】焼成被膜でバインダーとして働くガラスフ
リットは被膜と基材との密着性を確保する。本発明の組
成物は低温焼成法に適用するものであるから、ガラスフ
リットは少なくとも低温焼成時（６００〜７００℃）に
軟化あるいは溶融していることを要する。そのようなガ
ラスフリットとしては４００〜５００℃という低いガラ
ス転移点をもつものが好ましい。ガラス転移点が低すぎ
ると焼成時に流れてしまうことがあり、高すぎると焼成
が不充分となり基材との密着性が低下する傾向にある。
好ましいガラスフリットとしては、たとえば酸化鉛、酸
化亜鉛などを含有する硼硅酸鉛ガラス、硼珪酸亜鉛ガラ
ス、硼珪酸鉛亜鉛ガラスなどの低融点ガラスとして知ら
れているものがあげられる。ガラスフリットは金属成分
１００部（重量部。以下同様）に対して２〜４０部、好
ましくは５〜２０部配合され、この範囲内で特に優れた
密着性とハンダ濡れ性を焼成被膜に与える。
リットは被膜と基材との密着性を確保する。本発明の組
成物は低温焼成法に適用するものであるから、ガラスフ
リットは少なくとも低温焼成時（６００〜７００℃）に
軟化あるいは溶融していることを要する。そのようなガ
ラスフリットとしては４００〜５００℃という低いガラ
ス転移点をもつものが好ましい。ガラス転移点が低すぎ
ると焼成時に流れてしまうことがあり、高すぎると焼成
が不充分となり基材との密着性が低下する傾向にある。
好ましいガラスフリットとしては、たとえば酸化鉛、酸
化亜鉛などを含有する硼硅酸鉛ガラス、硼珪酸亜鉛ガラ
ス、硼珪酸鉛亜鉛ガラスなどの低融点ガラスとして知ら
れているものがあげられる。ガラスフリットは金属成分
１００部（重量部。以下同様）に対して２〜４０部、好
ましくは５〜２０部配合され、この範囲内で特に優れた
密着性とハンダ濡れ性を焼成被膜に与える。
【０００９】本発明の組成物には、焼成被膜のハンダ濡
れ性を改善するために酸化タングステンが配合される。
酸化タングステンは毒性はなく、焼成温度範囲での揮発
性は殆んどなく、融点も１４７３℃と高く、焼成処理お
よび焼成被膜に悪影響を与えることはない。酸化タング
ステンは金属成分１００部に対し、０．１〜５部、特に
０．２〜１．０部配合するのが好ましい。
れ性を改善するために酸化タングステンが配合される。
酸化タングステンは毒性はなく、焼成温度範囲での揮発
性は殆んどなく、融点も１４７３℃と高く、焼成処理お
よび焼成被膜に悪影響を与えることはない。酸化タング
ステンは金属成分１００部に対し、０．１〜５部、特に
０．２〜１．０部配合するのが好ましい。
【００１０】本発明の組成物は、通常、ペースト状とさ
れ基材に塗布される。ペースト化のためには有機ベヒク
ルが配合される。この有機ベヒクルとしては、たとえば
エチルセルロースのターピネオール溶液、アクリル酸エ
ステル樹脂のブチルカルビトール酢酸エステル溶液など
従来公知のものが使用でき、その量は金属成分１００部
に対し３０部程度、好ましい印刷適性粘度になるように
添加する。
れ基材に塗布される。ペースト化のためには有機ベヒク
ルが配合される。この有機ベヒクルとしては、たとえば
エチルセルロースのターピネオール溶液、アクリル酸エ
ステル樹脂のブチルカルビトール酢酸エステル溶液など
従来公知のものが使用でき、その量は金属成分１００部
に対し３０部程度、好ましい印刷適性粘度になるように
添加する。
【００１１】本発明の銅組成物は従来公知の方法により
塗布・焼成することができる。たとえば有機ベヒクルを
加えて混練してペースト化したのち、基材に塗布する。
焼成被膜をパターン化するばあいには、たとえばスクリ
ーン印刷法などにより基材に塗布すればよい。膜厚は通
常８μｍ〜５０μｍである。基材に塗布後、乾燥させ焼
成する。焼成はピーク温度６００〜７００℃という低温
でキープ時間２〜１０分間行なう。焼成雰囲気はチッ素
雰囲気が好ましく、また、有機ビヒクルを熱分解させる
ため、通常、酸素を２〜５０ｐｐｍ混入させてもよい。
塗布・焼成することができる。たとえば有機ベヒクルを
加えて混練してペースト化したのち、基材に塗布する。
焼成被膜をパターン化するばあいには、たとえばスクリ
ーン印刷法などにより基材に塗布すればよい。膜厚は通
常８μｍ〜５０μｍである。基材に塗布後、乾燥させ焼
成する。焼成はピーク温度６００〜７００℃という低温
でキープ時間２〜１０分間行なう。焼成雰囲気はチッ素
雰囲気が好ましく、また、有機ビヒクルを熱分解させる
ため、通常、酸素を２〜５０ｐｐｍ混入させてもよい。
【００１２】焼成後えられる被膜は導電性であり、基材
への密着性に優れ、ハンダ濡れ性も優れたものである。
への密着性に優れ、ハンダ濡れ性も優れたものである。
【００１３】基材としては焼成温度である６００〜７０
０℃の温度に耐えられるものであればよく、たとえばア
ルミナ、フェライト、窒化アルミニウム、ムライトのほ
か、ガラスセラミック系のマシナブルセラミックなどの
電気絶縁性の基材が広く使用できる。
０℃の温度に耐えられるものであればよく、たとえばア
ルミナ、フェライト、窒化アルミニウム、ムライトのほ
か、ガラスセラミック系のマシナブルセラミックなどの
電気絶縁性の基材が広く使用できる。
【００１４】つぎに本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限られるものではな
い。
が、本発明はかかる実施例のみに限られるものではな
い。
【００１５】実施例１ 表１に示す金属成分と酸化タングステン（ＷＯ3 ）とガ
ラス転移点４９０℃のガラスフリットとを表１に示す量
配合し、エチルセルロース溶液を加え、３本ロールミル
により粘度２５万ｃＰｓの銅ペーストをえた。この銅ペ
ーストをスクリーン印刷により９３％アルミナ基板に厚
さ３０μｍに印刷し、乾燥後、チッ素雰囲気（Ｏ2 を８
ｐｐｍ含有）中で７００℃にて１０分間焼成し、導電性
の焼成被膜をえた。
ラス転移点４９０℃のガラスフリットとを表１に示す量
配合し、エチルセルロース溶液を加え、３本ロールミル
により粘度２５万ｃＰｓの銅ペーストをえた。この銅ペ
ーストをスクリーン印刷により９３％アルミナ基板に厚
さ３０μｍに印刷し、乾燥後、チッ素雰囲気（Ｏ2 を８
ｐｐｍ含有）中で７００℃にて１０分間焼成し、導電性
の焼成被膜をえた。
【００１６】えられた焼成被膜のハンダ濡れ性および基
材への密着性をつぎの方法で調べた。
材への密着性をつぎの方法で調べた。
【００１７】結果を表１に示す。
【００１８】（ハンダ濡れ性）試料をフラックス（Ｒ５
００３、日本アルファメタルズ（株）製）に浸したの
ち、温度２３０±５℃の静止ハンダ槽（ＪＩＳ Ｚ ３
２３８ Ｈ６０Ａハンダ使用）中に１０±２秒間浸漬
し、ハンダによる試料表面の隠蔽率を調べる。
００３、日本アルファメタルズ（株）製）に浸したの
ち、温度２３０±５℃の静止ハンダ槽（ＪＩＳ Ｚ ３
２３８ Ｈ６０Ａハンダ使用）中に１０±２秒間浸漬
し、ハンダによる試料表面の隠蔽率を調べる。
【００１９】◎は隠蔽率９５％以上、○は隠蔽率９０％
以下ないし９５％未満、△は隠蔽率７０％以上ないし９
０％未満、×は隠蔽率７０％未満を示す。
以下ないし９５％未満、△は隠蔽率７０％以上ないし９
０％未満、×は隠蔽率７０％未満を示す。
【００２０】（密着性）試料をハンダ濡れ性評価の条件
で、予備ハンダ付けし、３１０±２０℃のハンダコテを
用いて測定箇所にφ０．６ｍｍのスズメッキ軟銅線を基
板と垂直にハンダ付けする。つぎに軟銅線を基板に対
し、垂直に引っ張り、剥離時の強度を記録する。引っ張
り速度は１０ｍｍ／ｍｉｎとする。測定箇所は２ｍｍ×
２ｍｍの正方形とする。
で、予備ハンダ付けし、３１０±２０℃のハンダコテを
用いて測定箇所にφ０．６ｍｍのスズメッキ軟銅線を基
板と垂直にハンダ付けする。つぎに軟銅線を基板に対
し、垂直に引っ張り、剥離時の強度を記録する。引っ張
り速度は１０ｍｍ／ｍｉｎとする。測定箇所は２ｍｍ×
２ｍｍの正方形とする。
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例２ ガラス転移点４１０℃または４９０℃のガラスフリット
を用いたほかは実施例１と同様にして表２に示す組成物
から粘度２５万ｃＰｓの銅ペーストを調製し、実施例１
と同様にして９６％アルミナ基板に厚さ２５μｍとなる
よう印刷し、乾燥後焼成（７００℃、キープ時間５分
間）して焼成被膜をえた。
を用いたほかは実施例１と同様にして表２に示す組成物
から粘度２５万ｃＰｓの銅ペーストを調製し、実施例１
と同様にして９６％アルミナ基板に厚さ２５μｍとなる
よう印刷し、乾燥後焼成（７００℃、キープ時間５分
間）して焼成被膜をえた。
【００２３】えられた焼成被膜のハンダ濡れ性と密着性
を実施例１と同様にして調べた。
を実施例１と同様にして調べた。
【００２４】結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】実施例３ ガラスフリットとしてガラス転移点４１０℃のものを用
い、金属成分および基材として表３に示すものを用い、
焼成温度を６００℃としたほかは実施例１と同様にして
表３に示す組成物から焼成被膜をえた。
い、金属成分および基材として表３に示すものを用い、
焼成温度を６００℃としたほかは実施例１と同様にして
表３に示す組成物から焼成被膜をえた。
【００２７】えられた焼成被膜のハンダ濡れ性と密着性
を実施例１と同様にして調べた。
を実施例１と同様にして調べた。
【００２８】結果を表３に示す。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【発明の効果】本発明の低温焼成銅組成物は、安全かつ
容易にハンダ濡れ性および基材密着性に優れた導電性の
焼成被膜を形成することができる。
容易にハンダ濡れ性および基材密着性に優れた導電性の
焼成被膜を形成することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】本発明の組成物は、通常、ペースト状とさ
れ基材に塗布される。ペースト化のためには有機ビヒク
ルが配合される。この有機ビヒクルとしては、たとえば
エチルセルロースのターピネオール溶液、アクリル酸エ
ステル樹脂のブチルカルビトール酢酸エステル溶液など
従来公知のものが使用でき、その量は金属成分１００部
に対し３０部程度、好ましい印刷適性粘度になるように
添加する。
れ基材に塗布される。ペースト化のためには有機ビヒク
ルが配合される。この有機ビヒクルとしては、たとえば
エチルセルロースのターピネオール溶液、アクリル酸エ
ステル樹脂のブチルカルビトール酢酸エステル溶液など
従来公知のものが使用でき、その量は金属成分１００部
に対し３０部程度、好ましい印刷適性粘度になるように
添加する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】本発明の銅組成物は従来公知の方法により
塗布・焼成することができる。たとえば有機ビヒクルを
加えて混練してペースト化したのち、基材に塗布する。
焼成被膜をパターン化するばあいには、たとえばスクリ
ーン印刷法などにより基材に塗布すればよい。膜厚は通
常８μｍ〜５０μｍである。基材に塗布後、乾燥させ焼
成する。焼成はピーク温度６００〜７００℃という低温
でキープ時間２〜１０分間行なう。焼成雰囲気はチッ素
雰囲気が好ましく、また、有機ビヒクルを熱分解させる
ため、通常、酸素を２〜５０ｐｐｍ混入させてもよい。
塗布・焼成することができる。たとえば有機ビヒクルを
加えて混練してペースト化したのち、基材に塗布する。
焼成被膜をパターン化するばあいには、たとえばスクリ
ーン印刷法などにより基材に塗布すればよい。膜厚は通
常８μｍ〜５０μｍである。基材に塗布後、乾燥させ焼
成する。焼成はピーク温度６００〜７００℃という低温
でキープ時間２〜１０分間行なう。焼成雰囲気はチッ素
雰囲気が好ましく、また、有機ビヒクルを熱分解させる
ため、通常、酸素を２〜５０ｐｐｍ混入させてもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 1/09 Ｚ 6921−4Ｅ 3/12 Ｂ 7511−4Ｅ
Claims (10)
- 【請求項１】 金属銅粉末からなる金属成分と低いガラ
ス転移点を有するガラスフリットを含む組成物に酸化タ
ングステンが配合されてなる低温焼成銅組成物。 - 【請求項２】 金属成分１００重量部、ガラス転移点が
４００〜５００℃のガラスフリット２〜４０重量部およ
び酸化タングステン０．１〜５重量部からなる請求項１
記載の組成物。 - 【請求項３】 金属成分が金属銅粉末である請求項１ま
たは２記載の組成物。 - 【請求項４】 金属成分が金属銅粉末および銅と合金を
形成しうる金属粉末とからなる請求項１または２記載の
組成物。 - 【請求項５】 金属成分が銅と合金を形成しうる金属粉
末を金属成分の５〜４０重量％含んでなる請求項４記載
の組成物。 - 【請求項６】 銅と合金を形成しうる金属が金、銀、ニ
ッケルまたは亜鉛の少なくとも１種である請求項４また
は５記載の組成物。 - 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５または６記載
の低温焼成銅組成物をチッ素雰囲気中で６００〜７００
℃にて焼成する導電性被膜の製法。 - 【請求項８】 酸素を２〜５０ｐｐｍ存在させる請求項
７記載の製法。 - 【請求項９】 低温焼成銅組成物を基材にスクリーン印
刷法により塗布してパターンを形成し、ついで焼成する
請求項７または８記載の製法。 - 【請求項１０】 請求項７、８または９記載の製法によ
り焼成してえられる導電性被膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073844A JP2537007B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 低温焼成用銅組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073844A JP2537007B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 低温焼成用銅組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06290634A true JPH06290634A (ja) | 1994-10-18 |
| JP2537007B2 JP2537007B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=13529863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5073844A Expired - Lifetime JP2537007B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 低温焼成用銅組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537007B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7276325B2 (en) | 2003-02-14 | 2007-10-02 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Electrode-forming composition for field emission type of display device, and method using such a composition |
| WO2016017239A1 (ja) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | 株式会社村田製作所 | 導電性ペースト、及びガラス物品 |
| WO2017006714A1 (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | 株式会社村田製作所 | 導電性ペースト、及びガラス物品 |
| JP2020111797A (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | Ｊｘ金属株式会社 | セラミックと導体の複合体の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6481106A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Sumitomo Metal Mining Co | Composition for forming conductive film |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5073844A patent/JP2537007B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6481106A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Sumitomo Metal Mining Co | Composition for forming conductive film |
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|---|---|---|---|---|
| US7276325B2 (en) | 2003-02-14 | 2007-10-02 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Electrode-forming composition for field emission type of display device, and method using such a composition |
| US7303854B2 (en) | 2003-02-14 | 2007-12-04 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Electrode-forming composition for field emission type of display device, and method using such a composition |
| WO2016017239A1 (ja) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | 株式会社村田製作所 | 導電性ペースト、及びガラス物品 |
| WO2017006714A1 (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | 株式会社村田製作所 | 導電性ペースト、及びガラス物品 |
| JP2020111797A (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | Ｊｘ金属株式会社 | セラミックと導体の複合体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2537007B2 (ja) | 1996-09-25 |
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