JPH0850806A - 厚膜導体用組成物 - Google Patents
厚膜導体用組成物Info
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- JPH0850806A JPH0850806A JP18475594A JP18475594A JPH0850806A JP H0850806 A JPH0850806 A JP H0850806A JP 18475594 A JP18475594 A JP 18475594A JP 18475594 A JP18475594 A JP 18475594A JP H0850806 A JPH0850806 A JP H0850806A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 同時焼成しても抵抗体にクラックを生じる恐
れのない厚膜導体用組成物を提供する。 【構成】 従来の組成物に更にＴａ2 Ｏ5 粉末及び／又
はＳｂ2 Ｏ3 粉末を０．０５〜３重量部又は焼成により
酸化物となるＴａ化合物及び／又はＳｂ化合物を酸化物
換算で０．０５〜３重量部含有せしめた。
れのない厚膜導体用組成物を提供する。 【構成】 従来の組成物に更にＴａ2 Ｏ5 粉末及び／又
はＳｂ2 Ｏ3 粉末を０．０５〜３重量部又は焼成により
酸化物となるＴａ化合物及び／又はＳｂ化合物を酸化物
換算で０．０５〜３重量部含有せしめた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は抵抗体膜と重ねて同時焼
成することが可能な導体膜形成用の組成物に関する。
成することが可能な導体膜形成用の組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】厚膜導体用組成物とは、導電性の粉末と
該粉末を基板に結合するガラス粉末及びＢｉ2 Ｏ3 粉末
とを有機質ビヒクルに分散せしめてペースト状としたも
ので、所望のパターンで耐熱性基体上にスクリーン印刷
等で塗布し、焼成して電極や回路を形成することができ
る。このような膜形成技術を厚膜技術と称している。
該粉末を基板に結合するガラス粉末及びＢｉ2 Ｏ3 粉末
とを有機質ビヒクルに分散せしめてペースト状としたも
ので、所望のパターンで耐熱性基体上にスクリーン印刷
等で塗布し、焼成して電極や回路を形成することができ
る。このような膜形成技術を厚膜技術と称している。
【０００３】導電性の粉末としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｐ
ｔ，Ｐｄ等の貴金属の外、Ｎｉ，Ｃｕ等を用いることも
あるが、空気中で焼成する場合は貴金属とするのが一般
的で、コストの点からＡｇ粉末を主成分とすることが多
い。
ｔ，Ｐｄ等の貴金属の外、Ｎｉ，Ｃｕ等を用いることも
あるが、空気中で焼成する場合は貴金属とするのが一般
的で、コストの点からＡｇ粉末を主成分とすることが多
い。
【０００４】Ａｇ粉末を主たる導電成分とする導体用組
成物は通常、導電粉末１００重量部に対して軟化点が５
００〜８００℃のガラス粉末を０．０５〜１０重量部、
Ｂｉ2 Ｏ3 粉末を０．３〜１０重量部、ＣｕＯ粉末及び
／又はＺｎＯ粉末を０．０５〜３重量部又は焼成により
酸化物となるＣｕ化合物及び／又はＺｎ化合物を酸化物
換算で０．０５〜３重量部、及び有機質ビヒクル１０〜
６０重量部の割合で配合し、均一に混練して得られる。
成物は通常、導電粉末１００重量部に対して軟化点が５
００〜８００℃のガラス粉末を０．０５〜１０重量部、
Ｂｉ2 Ｏ3 粉末を０．３〜１０重量部、ＣｕＯ粉末及び
／又はＺｎＯ粉末を０．０５〜３重量部又は焼成により
酸化物となるＣｕ化合物及び／又はＺｎ化合物を酸化物
換算で０．０５〜３重量部、及び有機質ビヒクル１０〜
６０重量部の割合で配合し、均一に混練して得られる。
【０００５】ＣｕＯ粉末及び／又はＺｎＯ粉末又はＣｕ
化合物及び／又はＺｎ化合物は導体膜と基体との接合強
度を改善するために添加される。又有機質ビヒクルはエ
チルセルロースを有機溶剤に溶解したものが一般的であ
る。
化合物及び／又はＺｎ化合物は導体膜と基体との接合強
度を改善するために添加される。又有機質ビヒクルはエ
チルセルロースを有機溶剤に溶解したものが一般的であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところでハイブリッド
ＩＣや抵抗ネットワーク等の厚膜回路は導体と共に抵抗
体も厚膜で形成され、厚膜抵抗体組成物には、ＲｕＯ2
やルテニウム酸鉛等の導電性粉末と、前記導体のガラス
よりも軟化点が幾分低いガラス粉末と、同様の有機質ビ
ヒクルとの混合物が用いられる。
ＩＣや抵抗ネットワーク等の厚膜回路は導体と共に抵抗
体も厚膜で形成され、厚膜抵抗体組成物には、ＲｕＯ2
やルテニウム酸鉛等の導電性粉末と、前記導体のガラス
よりも軟化点が幾分低いガラス粉末と、同様の有機質ビ
ヒクルとの混合物が用いられる。
【０００７】通常前記導体用組成物で電極や導電回路の
塗布膜を作り、これを一旦７５０〜９５０℃で焼成し、
次いで抵抗体用組成物で抵抗膜を塗布し、導体焼成温度
と同温度又はそれより低い温度で焼成する。
塗布膜を作り、これを一旦７５０〜９５０℃で焼成し、
次いで抵抗体用組成物で抵抗膜を塗布し、導体焼成温度
と同温度又はそれより低い温度で焼成する。
【０００８】このような厚膜回路の製造において導体と
抵抗体を同時に焼成できれば製造コストの節減になる。
このため従来種々の改善策が試みられてきたが、まだ満
足し得る技術が確立していない。この原因は導体膜の焼
結収縮が抵抗体膜にクラックを生じさせることにある。
一般に抵抗体クラックはガラスの少ない低抵抗体で発生
し易く、５００〜６００℃で起きている。この温度で抵
抗体のガラスがまだ十分軟化せず脆い状態にあるためと
考えられる。一度生じたクラックは焼結しても元に戻ら
ない。
抵抗体を同時に焼成できれば製造コストの節減になる。
このため従来種々の改善策が試みられてきたが、まだ満
足し得る技術が確立していない。この原因は導体膜の焼
結収縮が抵抗体膜にクラックを生じさせることにある。
一般に抵抗体クラックはガラスの少ない低抵抗体で発生
し易く、５００〜６００℃で起きている。この温度で抵
抗体のガラスがまだ十分軟化せず脆い状態にあるためと
考えられる。一度生じたクラックは焼結しても元に戻ら
ない。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みて試されたもので
あり、同時焼成しても抵抗体にクラックを生じる恐れの
ない厚膜導体用組成物を提供するものである。
あり、同時焼成しても抵抗体にクラックを生じる恐れの
ない厚膜導体用組成物を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明者は、導体膜の焼結を遅延させる物質を種々試み
た結果、Ｔａ2 Ｏ5 及び／又はＳｂ2 Ｏ3 が極めて効果
的であることを見出して本発明に到達した。即ち、本発
明の組成物は、上記従来の組成物に対し、更に導電粉末
１００重量部当たりＴａ2 Ｏ5 粉末及び／又はＳｂ2 Ｏ
3 粉末を０．０５〜３重量部又は焼成により酸化物とな
るＴａ化合物及び／又はＳｂ化合物を酸化物換算で０．
０５〜３重量部含有せしめた点に特徴がある。
本発明者は、導体膜の焼結を遅延させる物質を種々試み
た結果、Ｔａ2 Ｏ5 及び／又はＳｂ2 Ｏ3 が極めて効果
的であることを見出して本発明に到達した。即ち、本発
明の組成物は、上記従来の組成物に対し、更に導電粉末
１００重量部当たりＴａ2 Ｏ5 粉末及び／又はＳｂ2 Ｏ
3 粉末を０．０５〜３重量部又は焼成により酸化物とな
るＴａ化合物及び／又はＳｂ化合物を酸化物換算で０．
０５〜３重量部含有せしめた点に特徴がある。
【００１１】
【作用】導電粉末はＡｇ粉末のみでも良いが、Ｐｄ粉末
やＰｔ粉末を少量混合しても良い。Ａｇ粉末は平均粒径
０．０２〜０．３μｍの微粉末と平均粒径０．８〜１．
５μｍの粒状粉末及び平均粒径２〜５μｍのフレーク状
粉末を混合して用いるのが望ましく、配合割合はそれぞ
れ１０〜３０，２０〜５０，１０〜４０各重量％とする
のが良い。粒径の異なる３種のＡｇ粉末により導体の焼
成収縮開始温度が高温側へシフトするからである。
やＰｔ粉末を少量混合しても良い。Ａｇ粉末は平均粒径
０．０２〜０．３μｍの微粉末と平均粒径０．８〜１．
５μｍの粒状粉末及び平均粒径２〜５μｍのフレーク状
粉末を混合して用いるのが望ましく、配合割合はそれぞ
れ１０〜３０，２０〜５０，１０〜４０各重量％とする
のが良い。粒径の異なる３種のＡｇ粉末により導体の焼
成収縮開始温度が高温側へシフトするからである。
【００１２】このような導電粉末１００重量部に対して
ガラス粉末を、Ｂｉ2 Ｏ3 粉末、ＣｕＯ及び／又はＺｎ
Ｏはそれぞれ０．０５〜１０，０．３〜１０，０．０５
〜３各重量部配合される。ガラス粉末は軟化点が５００
〜８００℃のものが適当で、ＺｎＯ−ＰｂＯ−ＳｉＯ2
系のガラス粉末が好ましい。ガラス粉末は０．０５重量
部未満では基板と導体膜間の接合力が小さくなり過ぎ、
逆に１０重量部を超えると導体膜表面にガラスが浮き出
して半田付け性が著しく低下する。
ガラス粉末を、Ｂｉ2 Ｏ3 粉末、ＣｕＯ及び／又はＺｎ
Ｏはそれぞれ０．０５〜１０，０．３〜１０，０．０５
〜３各重量部配合される。ガラス粉末は軟化点が５００
〜８００℃のものが適当で、ＺｎＯ−ＰｂＯ−ＳｉＯ2
系のガラス粉末が好ましい。ガラス粉末は０．０５重量
部未満では基板と導体膜間の接合力が小さくなり過ぎ、
逆に１０重量部を超えると導体膜表面にガラスが浮き出
して半田付け性が著しく低下する。
【００１３】Ｂｉ2 Ｏ3 はガラス分の融点を低下させる
と共にガラス分の浮き出しを抑えて、基板と導体膜のア
ンカー効果による接合力を高め且つ半田付け性を改善す
る。０．３重量部未満ではその効果が小さく、１０重量
部を超えるとガラス分合体の量が多くなるめた浮き出し
が起こり半田付け性を低下させる。
と共にガラス分の浮き出しを抑えて、基板と導体膜のア
ンカー効果による接合力を高め且つ半田付け性を改善す
る。０．３重量部未満ではその効果が小さく、１０重量
部を超えるとガラス分合体の量が多くなるめた浮き出し
が起こり半田付け性を低下させる。
【００１４】ＣｕＯ及び／又はＺｎＯはアルミナ基板と
の化学的反応による接合力の改善に効果があるが０．０
５重量部未満ではその効果が小さく、３重量部を超える
と導電粒子の焼結を妨げて半田付け性も悪化する。Ｃｕ
Ｏ及び／又はＺｎＯは酸化物で添加するのが一般である
が、焼成により酸化物となるＣｕ化合物及び／又はＺｎ
化合物であれば何れでも良く、酸化物換算で０．０５〜
３重量部とすれば良い。
の化学的反応による接合力の改善に効果があるが０．０
５重量部未満ではその効果が小さく、３重量部を超える
と導電粒子の焼結を妨げて半田付け性も悪化する。Ｃｕ
Ｏ及び／又はＺｎＯは酸化物で添加するのが一般である
が、焼成により酸化物となるＣｕ化合物及び／又はＺｎ
化合物であれば何れでも良く、酸化物換算で０．０５〜
３重量部とすれば良い。
【００１５】本発明の組成物は更に、導電粉末１００重
量部当りＴａ2 Ｏ5 及び／又はＳｂ2 Ｏ3 を０．０５〜
３重量部含有せしめられる。Ｔａ2 Ｏ5 及び／又はＳｂ
2 Ｏ3 は上記の如く導電粉末の焼結を遅延させる効果が
あり、これにより５００〜６００℃で抵抗体にかかる引
張り応力が小さくなり、クラック発生が抑止される。Ｔ
ａ2 Ｏ5 及び／又はＳｂ2 Ｏ3 は０．０５重量部未満で
は焼結遅延の効果がなく、３重量部を超えると焼成温度
で焼結が進行しなくなる。
量部当りＴａ2 Ｏ5 及び／又はＳｂ2 Ｏ3 を０．０５〜
３重量部含有せしめられる。Ｔａ2 Ｏ5 及び／又はＳｂ
2 Ｏ3 は上記の如く導電粉末の焼結を遅延させる効果が
あり、これにより５００〜６００℃で抵抗体にかかる引
張り応力が小さくなり、クラック発生が抑止される。Ｔ
ａ2 Ｏ5 及び／又はＳｂ2 Ｏ3 は０．０５重量部未満で
は焼結遅延の効果がなく、３重量部を超えると焼成温度
で焼結が進行しなくなる。
【００１６】Ｔａ2 Ｏ5 及び／又はＳｂ2 Ｏ3 は酸化物
で添加しても良いが、焼成により酸化物となりＴａ化合
物及び／又はＳｂ化合物であれば使用でき、酸化物換算
で０．０５〜３重量部の範囲内で添加する。
で添加しても良いが、焼成により酸化物となりＴａ化合
物及び／又はＳｂ化合物であれば使用でき、酸化物換算
で０．０５〜３重量部の範囲内で添加する。
【００１７】上記の組成物成分を、導電粉末１００重量
部当り１０〜６０重量部の有機質ビヒクルと混練してペ
ースト状とされ、使用に供される。このビヒクルはエチ
ルセルロースを適当な有機溶媒に溶解したものが一般的
であるが、固形分が容易に沈降せず、適度の印刷性を備
えたペースト状組成物が得られるなら何れであっても差
し支えない。
部当り１０〜６０重量部の有機質ビヒクルと混練してペ
ースト状とされ、使用に供される。このビヒクルはエチ
ルセルロースを適当な有機溶媒に溶解したものが一般的
であるが、固形分が容易に沈降せず、適度の印刷性を備
えたペースト状組成物が得られるなら何れであっても差
し支えない。
【００１８】
【実施例】Ａｇ粉末として、平均粒径０．２μｍのＡｇ
微粉末、平均粒径１．０μｍの粒状Ａｇ粉末及び平均粒
径４．０μｍのフレーク状Ａｇ粉末の割合がそれぞれ３
０，４０及び３０重量％の混合粉末Ａ１と、２０，５０
及び３０重量％の混合粉末Ａ２と、３０，５０及び２０
重量％の混合粉末Ａ３、及び粒径０．８〜１．５μｍの
粒状粉末のみからなるＡｇ粉末Ａ４とを用意し、ガラス
粉末としてＺｎＯ６０，ＰｂＯ２０，ＳｉＯ2 １５，Ｒ
2 Ｏ3 ４．８及びＡｌ2 Ｏ3 ０．２各重量％からなるガ
ラス粉末Ｇ１と、ＰｂＯ４５，Ｂ2 Ｏ3 ２０，ＺｎＯ１
０，ＳｉＯ2９．５及びＡｌ2 Ｏ3 ０．５各重量％から
なるガラス粉末Ｇ２を用意し、表１に示す組成で金属成
分、バインダー成分を配合し、これらをエチルセルロー
ス１２重量％とターピネオール８８重量％からなるビヒ
クルと混練して導体用組成物を得た。
微粉末、平均粒径１．０μｍの粒状Ａｇ粉末及び平均粒
径４．０μｍのフレーク状Ａｇ粉末の割合がそれぞれ３
０，４０及び３０重量％の混合粉末Ａ１と、２０，５０
及び３０重量％の混合粉末Ａ２と、３０，５０及び２０
重量％の混合粉末Ａ３、及び粒径０．８〜１．５μｍの
粒状粉末のみからなるＡｇ粉末Ａ４とを用意し、ガラス
粉末としてＺｎＯ６０，ＰｂＯ２０，ＳｉＯ2 １５，Ｒ
2 Ｏ3 ４．８及びＡｌ2 Ｏ3 ０．２各重量％からなるガ
ラス粉末Ｇ１と、ＰｂＯ４５，Ｂ2 Ｏ3 ２０，ＺｎＯ１
０，ＳｉＯ2９．５及びＡｌ2 Ｏ3 ０．５各重量％から
なるガラス粉末Ｇ２を用意し、表１に示す組成で金属成
分、バインダー成分を配合し、これらをエチルセルロー
ス１２重量％とターピネオール８８重量％からなるビヒ
クルと混練して導体用組成物を得た。
【００１９】前記導体用組成物を純度９６％のアルミナ
基板に所定の電極パターンで印刷、塗布、乾燥し、市販
の４０Ω／□，１００Ω／□，１ｋΩ／□のＲｕＯ2 系
及びＰｂ2 Ｒｕ2 Ｏ6 系の抵抗体を前記電極パターンに
合わせて所定の抵抗体パターンで印刷，塗布，乾燥し、
ピーク温度８５０℃、ピーク時間９分、全焼成サイクル
６０分の焼成炉中で焼成し、抵抗体表面を実体顕微鏡で
観察してクラックの有無を調べた。
基板に所定の電極パターンで印刷、塗布、乾燥し、市販
の４０Ω／□，１００Ω／□，１ｋΩ／□のＲｕＯ2 系
及びＰｂ2 Ｒｕ2 Ｏ6 系の抵抗体を前記電極パターンに
合わせて所定の抵抗体パターンで印刷，塗布，乾燥し、
ピーク温度８５０℃、ピーク時間９分、全焼成サイクル
６０分の焼成炉中で焼成し、抵抗体表面を実体顕微鏡で
観察してクラックの有無を調べた。
【００２０】又、基板上に形成された２ｍｍ×２ｍｍの
電極部に０．６５ｍｍ径の錫メッキ銅線を半田付けし
て、１５０℃の恒温槽に１０００時間置いた後に引張り
試験を行ない、熱エージング強度を求めた。
電極部に０．６５ｍｍ径の錫メッキ銅線を半田付けし
て、１５０℃の恒温槽に１０００時間置いた後に引張り
試験を行ない、熱エージング強度を求めた。
【００２１】更に媒体として必要な半田付け性の評価の
ため、アルミナ基板上に１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさで
形成された膜厚約１０ｍｍの導体上に直径１ｍｍのＳｎ
−Ｐｂ共晶半田ボールを載せ、２３０℃のホットプレー
ト上で加熱し、ボール熔融から１０秒間保持した後放冷
し、広がった半田ボールの直径を測定して広がり率を算
出した。結果を表１にまとめて示す。
ため、アルミナ基板上に１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさで
形成された膜厚約１０ｍｍの導体上に直径１ｍｍのＳｎ
−Ｐｂ共晶半田ボールを載せ、２３０℃のホットプレー
ト上で加熱し、ボール熔融から１０秒間保持した後放冷
し、広がった半田ボールの直径を測定して広がり率を算
出した。結果を表１にまとめて示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１の結果から本発明の導体用組成物はエ
ージング強度と半田広がりは従来品と同程度で、低抵抗
の抵抗体との同時焼成しても効果的にクラックを防止し
得ることが分る。
ージング強度と半田広がりは従来品と同程度で、低抵抗
の抵抗体との同時焼成しても効果的にクラックを防止し
得ることが分る。
【００２４】
【発明の効果】本発明により従来困難であった低抵抗の
抵抗体との同時焼成が可能となった。
抵抗体との同時焼成が可能となった。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａｇ粉末を主とする導電粉末１００重量
部と、軟化点５００〜８００℃のガラス粉末０．０５〜
１０重量部、Ｂｉ2 Ｏ3 粉末を０．３〜１０重量部、Ｃ
ｕＯ粉末及び／又はＺｎＯ粉末を０．０５〜３重量部又
は焼成により酸化物となるＣｕ化合物及び／又はＺｎ化
合物を酸化物換算で０．０５〜３重量部、及び有機質ビ
ヒクル１０〜６０重量部含有する厚膜導体用組成物にお
いて、更にＴａ2 Ｏ5 粉末及び／又はＳｂ2 Ｏ3 粉末を
０．０５〜３重量部又は焼成により酸化物となるＴａ化
合物及び／又はＳｂ化合物を酸化物換算で０．０５〜３
重量部含有せしめてなる厚膜導体用組成物。 - 【請求項２】 前記Ａｇ粉末は、平均粒径０．０２〜
０．３μｍの微粉末を１０〜３０重量％、平均粒径０．
８〜１．５μｍの粒状粉末２０〜５０重量％と、平均粒
径２〜５μｍのフレーク状粉末１０〜４０重量％である
請求項１の厚膜導体用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18475594A JPH0850806A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 厚膜導体用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18475594A JPH0850806A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 厚膜導体用組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0850806A true JPH0850806A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16158782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18475594A Pending JPH0850806A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 厚膜導体用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0850806A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7326367B2 (en) * | 2005-04-25 | 2008-02-05 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductor paste compositions for LTCC tape in microwave applications |
| JP2013030804A (ja) * | 2004-11-12 | 2013-02-07 | Ferro Corp | 太陽電池コンタクトの製造のための混合物及び太陽電池コンタクトの製造方法 |
| JP2013511132A (ja) * | 2009-11-16 | 2013-03-28 | ヘレウス プレシャス メタルズ ノース アメリカ コンショホーケン エルエルシー | 電気伝導性ペースト組成物 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP18475594A patent/JPH0850806A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013030804A (ja) * | 2004-11-12 | 2013-02-07 | Ferro Corp | 太陽電池コンタクトの製造のための混合物及び太陽電池コンタクトの製造方法 |
| US7326367B2 (en) * | 2005-04-25 | 2008-02-05 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductor paste compositions for LTCC tape in microwave applications |
| JP2013511132A (ja) * | 2009-11-16 | 2013-03-28 | ヘレウス プレシャス メタルズ ノース アメリカ コンショホーケン エルエルシー | 電気伝導性ペースト組成物 |
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