JPH09306236A - 導電性ペースト - Google Patents
導電性ペーストInfo
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- JPH09306236A JPH09306236A JP8114783A JP11478396A JPH09306236A JP H09306236 A JPH09306236 A JP H09306236A JP 8114783 A JP8114783 A JP 8114783A JP 11478396 A JP11478396 A JP 11478396A JP H09306236 A JPH09306236 A JP H09306236A
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- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
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- C03C3/07—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead
- C03C3/072—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead containing boron
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- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
- C03C8/04—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚膜回路の通常の製造条件でアルミナ等
のセラミック基板上や誘電体上のいずれにも厚膜導体を
形成することのできる鉛を含まない導電性ペーストを提
供する。 【解決手段】 (a) 実質的には下記の組成からなり、か
つ 700〜870 ℃の範囲の結晶化温度を有する鉛を含まな
いガラスフリット、SiO2 20〜38重量%、 B2O3 5.
5〜13.5重量%、Al2O3 8〜15.5重量%、CaO 4〜1
9重量%、ZnO 20〜29重量%、 ZrO2 0〜6重量
%、TiO2 4〜16重量%、 MoO3 0.1〜3.8重量%
(b) 導電性粉末、(c) 酸化ビスマス、酸化亜鉛含有酸化
物、酸化マンガン、酸化銅及び酸化モリブデンからなる
群より選ばれる1種又は2種以上の無機添加剤、(d) 上
記成分(a),(b),(c)を分散する有機媒体からなる厚膜
導体形成用導電性ペースト。この導電ペーストは、有毒
鉛を含まないことから、環境上、健康上の問題がなく、
多数回の焼成を受けた後も特性劣化を生じない。
のセラミック基板上や誘電体上のいずれにも厚膜導体を
形成することのできる鉛を含まない導電性ペーストを提
供する。 【解決手段】 (a) 実質的には下記の組成からなり、か
つ 700〜870 ℃の範囲の結晶化温度を有する鉛を含まな
いガラスフリット、SiO2 20〜38重量%、 B2O3 5.
5〜13.5重量%、Al2O3 8〜15.5重量%、CaO 4〜1
9重量%、ZnO 20〜29重量%、 ZrO2 0〜6重量
%、TiO2 4〜16重量%、 MoO3 0.1〜3.8重量%
(b) 導電性粉末、(c) 酸化ビスマス、酸化亜鉛含有酸化
物、酸化マンガン、酸化銅及び酸化モリブデンからなる
群より選ばれる1種又は2種以上の無機添加剤、(d) 上
記成分(a),(b),(c)を分散する有機媒体からなる厚膜
導体形成用導電性ペースト。この導電ペーストは、有毒
鉛を含まないことから、環境上、健康上の問題がなく、
多数回の焼成を受けた後も特性劣化を生じない。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロエレクト
ロニクス分野に用いられ、電極や、抵抗体、コンデン
サ、その他の電子部品と集積回路の電気的接続、又多層
セラミック配線モジュールの内部配線等の厚膜導体を形
成する厚膜導電性ペーストに関するものであり、特に有
毒な鉛系フリットを用いない導電性ペーストに関する。
ロニクス分野に用いられ、電極や、抵抗体、コンデン
サ、その他の電子部品と集積回路の電気的接続、又多層
セラミック配線モジュールの内部配線等の厚膜導体を形
成する厚膜導電性ペーストに関するものであり、特に有
毒な鉛系フリットを用いない導電性ペーストに関する。
【0002】
【従来の技術】導電性ペーストは主として、貴金属、
銅、ニッケル等の導電性粒子、ガラスや金属酸化物添加
剤等の無機結合剤、及び有機媒体から構成される。ペー
ストはアルミナなどの絶縁性セラミック基板上や誘電体
上に塗布され、 600〜1000℃程度の高温で焼成される。
銅、ニッケル等の導電性粒子、ガラスや金属酸化物添加
剤等の無機結合剤、及び有機媒体から構成される。ペー
ストはアルミナなどの絶縁性セラミック基板上や誘電体
上に塗布され、 600〜1000℃程度の高温で焼成される。
【0003】特に、厚膜多層回路の製造プロセスにおい
ては、通常導電性ペーストは 800〜900 ℃で焼成され、
かつ導体、誘電体、抵抗体、及びオーバーコートガラス
の印刷、焼成を繰返し行なうため多数回再焼成を受ける
ことになる。
ては、通常導電性ペーストは 800〜900 ℃で焼成され、
かつ導体、誘電体、抵抗体、及びオーバーコートガラス
の印刷、焼成を繰返し行なうため多数回再焼成を受ける
ことになる。
【0004】現在使用されている最も一般的な厚膜ペー
ストには、主要成分として酸化鉛含有ガラスフリットや
PbO、Pb3O4などの形で鉛化合物が含有されてい
る。実験的研究から、これらの鉛化合物は、アルミナや
誘電体に対して強い接着強度を得るためと、耐半田溶解
性の向上のために重要な成分であることが判明してい
る。
ストには、主要成分として酸化鉛含有ガラスフリットや
PbO、Pb3O4などの形で鉛化合物が含有されてい
る。実験的研究から、これらの鉛化合物は、アルミナや
誘電体に対して強い接着強度を得るためと、耐半田溶解
性の向上のために重要な成分であることが判明してい
る。
【0005】しかし近年は、環境上の問題及び健康への
害が大きいことから、鉛化合物の使用が制限されるよう
になってきており、近い将来ある分野では使用が禁止さ
れると考えられる。
害が大きいことから、鉛化合物の使用が制限されるよう
になってきており、近い将来ある分野では使用が禁止さ
れると考えられる。
【0006】このため、例えば酸化ビスマスを主成分と
するガラスのような、鉛を含まないガラスフリットを使
用することが提案されている。しかし酸化ビスマスガラ
スはガラス転移点が 550℃より低いため、このガラスを
使用した導電性ペーストは前述のように 800〜900 ℃に
おいて10分程度の焼成を行う場合、過焼結を起こし、し
ばしば厚膜特性が劣化する。
するガラスのような、鉛を含まないガラスフリットを使
用することが提案されている。しかし酸化ビスマスガラ
スはガラス転移点が 550℃より低いため、このガラスを
使用した導電性ペーストは前述のように 800〜900 ℃に
おいて10分程度の焼成を行う場合、過焼結を起こし、し
ばしば厚膜特性が劣化する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の欠点を解消し、優れた特性を有する半田付け可能な厚
膜導体を、アルミナ等のセラミック基板上や誘電体上の
いずれにも形成することができる導電性ペーストを提供
することにある。
の欠点を解消し、優れた特性を有する半田付け可能な厚
膜導体を、アルミナ等のセラミック基板上や誘電体上の
いずれにも形成することができる導電性ペーストを提供
することにある。
【0008】他の目的は、鉛を含まず、かつ厚膜回路の
通常の製造条件で焼成可能な導電性ペーストを提供する
ことにある。
通常の製造条件で焼成可能な導電性ペーストを提供する
ことにある。
【0009】更には本発明は、特に厚膜多層回路の製造
工程において、多数回焼成を受けた後も物理的、電気的
特性が劣化しないような導電性ペーストを提供すること
を目的とする。
工程において、多数回焼成を受けた後も物理的、電気的
特性が劣化しないような導電性ペーストを提供すること
を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉛を含まない
特定の組成の結晶化ガラスフリットを無機結合剤として
使用することを特徴とする。即ち本発明は、(a) 実質的
には下記の組成からなり、かつ 700〜870 ℃の範囲の結
晶化温度を有する鉛を含まないガラスフリット、SiO
2 20〜38重量%、 B2O3 5.5〜13.5重量%、Al2O3
8〜15.5重量%、CaO 4〜19重量%、ZnO 20〜29
重量%、 ZrO2 0〜6重量%、TiO2 4〜16重量
%、 MoO3 0.1〜3.8重量%(b) 導電性粉末、(c) 酸
化ビスマス、酸化亜鉛含有酸化物、酸化マンガン、酸化
銅及び酸化モリブデンからなる群より選ばれる1種又は
2種以上の無機添加剤、(d) 上記成分(a),(b),(c)を
分散する有機媒体からなる厚膜導体形成用導電性ペース
トである。
特定の組成の結晶化ガラスフリットを無機結合剤として
使用することを特徴とする。即ち本発明は、(a) 実質的
には下記の組成からなり、かつ 700〜870 ℃の範囲の結
晶化温度を有する鉛を含まないガラスフリット、SiO
2 20〜38重量%、 B2O3 5.5〜13.5重量%、Al2O3
8〜15.5重量%、CaO 4〜19重量%、ZnO 20〜29
重量%、 ZrO2 0〜6重量%、TiO2 4〜16重量
%、 MoO3 0.1〜3.8重量%(b) 導電性粉末、(c) 酸
化ビスマス、酸化亜鉛含有酸化物、酸化マンガン、酸化
銅及び酸化モリブデンからなる群より選ばれる1種又は
2種以上の無機添加剤、(d) 上記成分(a),(b),(c)を
分散する有機媒体からなる厚膜導体形成用導電性ペース
トである。
【0011】本発明のガラスフリットの基本組成は、実
質的に重量基準で、SiO2 20〜38%、B2O3 5.5〜1
3.5%、Al2O3 8〜15.5%、CaO 4〜19%、ZnO
20〜29%、ZrO2 0〜6%、TiO2 4〜16%及びMo
O3 0.1〜3.8%からなる。
質的に重量基準で、SiO2 20〜38%、B2O3 5.5〜1
3.5%、Al2O3 8〜15.5%、CaO 4〜19%、ZnO
20〜29%、ZrO2 0〜6%、TiO2 4〜16%及びMo
O3 0.1〜3.8%からなる。
【0012】SiO2含量が20%より少ないか又は38%
より多いと、ガラスフリット製造時においてガラス化し
なくなる。
より多いと、ガラスフリット製造時においてガラス化し
なくなる。
【0013】B2O3が 5.5%より少ないとガラス化せ
ず、13.5%を越えると厚膜多層回路の絶縁破壊電圧が低
下する。
ず、13.5%を越えると厚膜多層回路の絶縁破壊電圧が低
下する。
【0014】Al2O3が 8%より少ないと、アルミナ基
板上に適用したとき導体表面からのガラスのにじみや浮
きが起る。15.5%を越えるとガラス化しない。
板上に適用したとき導体表面からのガラスのにじみや浮
きが起る。15.5%を越えるとガラス化しない。
【0015】CaOが 4%より少ないとガラス化しな
い。19%を越えるとアルミナ基板上でガラスのにじみが
生じ、又誘電体上でブリスタを生じるようになる。
い。19%を越えるとアルミナ基板上でガラスのにじみが
生じ、又誘電体上でブリスタを生じるようになる。
【0016】ZnOが20%より少なくなると、厚膜多層
回路の絶縁破壊電圧が低下する。29%を越えるとアルミ
ナ基板上でガラスのにじみが生じる。
回路の絶縁破壊電圧が低下する。29%を越えるとアルミ
ナ基板上でガラスのにじみが生じる。
【0017】ZrO2が 6%より多くなると、結晶化温
度が 870℃より高くなる。
度が 870℃より高くなる。
【0018】TiO2はガラスの結晶化温度を調整する
ために4.0〜16%の範囲で配合される。配合量が 4%よ
り少ないと結晶化温度が 870℃を越え、16%より多いと
結晶化温度が 700℃より低くなる。
ために4.0〜16%の範囲で配合される。配合量が 4%よ
り少ないと結晶化温度が 870℃を越え、16%より多いと
結晶化温度が 700℃より低くなる。
【0019】MoO3は 0.1%より少ないとアルミナ基
板との接着強度が経時低下し、 3.8%より多いとガラス
化しない。
板との接着強度が経時低下し、 3.8%より多いとガラス
化しない。
【0020】厚膜多層回路の製造に使用される導体ペー
ストは、繰返し再焼成を受けても特性が変化しないこと
が重要であり、本発明で用いるガラスフリットは焼成工
程において結晶化することが必要である。非結晶化ガラ
スを用いると、再焼成時にしばしばガラスが導体パター
ンからにじみ出し、導体の表面を覆ったり、周囲に流れ
出したりする。その結果、表面導体では半田付け性の劣
化を引起し、又誘電体上ではガラスの流動により導体パ
ターンが変形してしまう。
ストは、繰返し再焼成を受けても特性が変化しないこと
が重要であり、本発明で用いるガラスフリットは焼成工
程において結晶化することが必要である。非結晶化ガラ
スを用いると、再焼成時にしばしばガラスが導体パター
ンからにじみ出し、導体の表面を覆ったり、周囲に流れ
出したりする。その結果、表面導体では半田付け性の劣
化を引起し、又誘電体上ではガラスの流動により導体パ
ターンが変形してしまう。
【0021】本発明においてはDTA(示差熱分析)に
より測定したガラスの結晶化温度(Tc)が 700〜870
℃の範囲であることが必要である。 700℃より低いと結
晶化が起るのが早すぎ、導体膜が十分に緻密化しない。
一方、 870℃より結晶化温度が高いと通常の厚膜の焼成
温度では結晶化しないため、再焼成を受けたときガラス
のにじみや導体パターンの変形が生じる。
より測定したガラスの結晶化温度(Tc)が 700〜870
℃の範囲であることが必要である。 700℃より低いと結
晶化が起るのが早すぎ、導体膜が十分に緻密化しない。
一方、 870℃より結晶化温度が高いと通常の厚膜の焼成
温度では結晶化しないため、再焼成を受けたときガラス
のにじみや導体パターンの変形が生じる。
【0022】尚、本発明のガラスは、ガラス転移温度
(Tg)が 550〜680 ℃の範囲であることが望ましい。
(Tg)が 550〜680 ℃の範囲であることが望ましい。
【0023】ガラスフリットは、主に接合強度を高める
ために添加される。ペーストの固体成分中、即ち、前記
3成分(a),(b),(c)の合計重量を基に 1.0〜8.0 重量%
配合されることが望ましい。 8.0重量%を越えると、ガ
ラスのにじみが増す傾向がある。以下、”固体成分”と
は、別に述べない限り、ペーストから有機媒体を除く上
記3成分(a),(b), (c)を意味する。
ために添加される。ペーストの固体成分中、即ち、前記
3成分(a),(b),(c)の合計重量を基に 1.0〜8.0 重量%
配合されることが望ましい。 8.0重量%を越えると、ガ
ラスのにじみが増す傾向がある。以下、”固体成分”と
は、別に述べない限り、ペーストから有機媒体を除く上
記3成分(a),(b), (c)を意味する。
【0024】導電成分としては、銀、金、パラジウム、
白金等の貴金属粉末、これらの混合物や合金が本発明を
実施するために用いられる。又、銅、ニッケル等の卑金
属粉末や、これらの混合物、合金も同様に単独で又は混
合で導電成分として使用できる。特に銀、パラジウム及
び銀−パラジウム合金が好ましい。
白金等の貴金属粉末、これらの混合物や合金が本発明を
実施するために用いられる。又、銅、ニッケル等の卑金
属粉末や、これらの混合物、合金も同様に単独で又は混
合で導電成分として使用できる。特に銀、パラジウム及
び銀−パラジウム合金が好ましい。
【0025】導電性粉末は、20μm以下で、スクリーン
印刷など通常のペーストの塗布方法に適したサイズのも
のが選択される。焼成工程において過焼結及び焼結不足
のどちらも起さないためには、望ましくは 1.0〜5.0 μ
mの範囲の平均粒径を有する微粉末を使用する。導電性
粉末は、通常ペーストの固体成分中70〜99重量%程度配
合される。
印刷など通常のペーストの塗布方法に適したサイズのも
のが選択される。焼成工程において過焼結及び焼結不足
のどちらも起さないためには、望ましくは 1.0〜5.0 μ
mの範囲の平均粒径を有する微粉末を使用する。導電性
粉末は、通常ペーストの固体成分中70〜99重量%程度配
合される。
【0026】本発明のペーストには、ガラスフリット及
び導電性粉末の他に酸化ビスマス、酸化亜鉛含有酸化
物、酸化マンガン、酸化銅及び酸化モリブデンの1種又
は2種以上が無機添加剤として配合される。
び導電性粉末の他に酸化ビスマス、酸化亜鉛含有酸化
物、酸化マンガン、酸化銅及び酸化モリブデンの1種又
は2種以上が無機添加剤として配合される。
【0027】酸化ビスマスは、主として導体の接着強度
及び半田付け性の劣化を防止するために添加される。添
加量はペーストの固体成分中 1.0〜3.5 重量%の範囲が
望ましい。 1.0重量%より少ないとアルミナ上でのガラ
スのにじみが生じ易く、又半田付け性も低下する。3.5
%を越えるとアルミナ上での半田付け性が低下する。
及び半田付け性の劣化を防止するために添加される。添
加量はペーストの固体成分中 1.0〜3.5 重量%の範囲が
望ましい。 1.0重量%より少ないとアルミナ上でのガラ
スのにじみが生じ易く、又半田付け性も低下する。3.5
%を越えるとアルミナ上での半田付け性が低下する。
【0028】酸化亜鉛含有酸化物としては、酸化亜鉛又
は酸化亜鉛と酸化コバルトを含有する固溶体が使用され
る。そのような固溶体としては、酸化亜鉛−酸化コバル
ト固溶体、酸化亜鉛−酸化コバルト−酸化マグネシウム
固溶体、酸化亜鉛−酸化コバルト−酸化ニッケル−酸化
チタン固溶体などが挙げられる。酸化亜鉛含有酸化物
は、アルミナ上に適用したときブリスタを生じるのを防
止するために、望ましくは固体成分中 0.2〜2.0 重量%
の範囲で添加される。添加量が 2.0%を越えると誘電体
上に適用したとき半田付け性が損われる。
は酸化亜鉛と酸化コバルトを含有する固溶体が使用され
る。そのような固溶体としては、酸化亜鉛−酸化コバル
ト固溶体、酸化亜鉛−酸化コバルト−酸化マグネシウム
固溶体、酸化亜鉛−酸化コバルト−酸化ニッケル−酸化
チタン固溶体などが挙げられる。酸化亜鉛含有酸化物
は、アルミナ上に適用したときブリスタを生じるのを防
止するために、望ましくは固体成分中 0.2〜2.0 重量%
の範囲で添加される。添加量が 2.0%を越えると誘電体
上に適用したとき半田付け性が損われる。
【0029】酸化マンガンは、アルミナ上でのブリスタ
及びエージング強度の劣化を防止するために、望ましく
は固体成分中 0.2〜1.5 重量%添加される。添加量が
1.5%を越えると誘電体上の導体の半田付け性が損われ
る。
及びエージング強度の劣化を防止するために、望ましく
は固体成分中 0.2〜1.5 重量%添加される。添加量が
1.5%を越えると誘電体上の導体の半田付け性が損われ
る。
【0030】酸化銅は、Cu2O及びCuOのいずれを
使用してもよく、主として多層回路の絶縁破壊電圧を改
善するために、望ましくは固体成分中 0.2〜1.0 重量%
添加される。
使用してもよく、主として多層回路の絶縁破壊電圧を改
善するために、望ましくは固体成分中 0.2〜1.0 重量%
添加される。
【0031】酸化モリブデンは、アルミナ上での半田付
け性の向上及びガラスのにじみの防止のために、望まし
くは固体成分中 0.2〜1.0 重量%の範囲で添加される。
1.0%を越えると多層回路の絶縁破壊電圧が劣化する。
け性の向上及びガラスのにじみの防止のために、望まし
くは固体成分中 0.2〜1.0 重量%の範囲で添加される。
1.0%を越えると多層回路の絶縁破壊電圧が劣化する。
【0032】これらの無機添加剤は、通常ペースト中に
微粉末の形で添加される。
微粉末の形で添加される。
【0033】有機媒体としては、例えばアルコール、エ
ステル、エーテル、テルペンや、種々の樹脂溶液など、
通常厚膜ペーストに用いられるものであればいずれも使
用でき、通常ペースト中に10〜40重量%配合される。
ステル、エーテル、テルペンや、種々の樹脂溶液など、
通常厚膜ペーストに用いられるものであればいずれも使
用でき、通常ペースト中に10〜40重量%配合される。
【0034】ガラスフリット、導電性粉末及び無機添加
剤は、3本ロールミルなどを用いる通常の方法で有機媒
体中に混合、分散され所望パターンに印刷できる導体ペ
ーストにされる。
剤は、3本ロールミルなどを用いる通常の方法で有機媒
体中に混合、分散され所望パターンに印刷できる導体ペ
ーストにされる。
【0035】本発明において最も優れた導体特性は、重
量基準で導電性粉末83〜97%、ガラスフリット1.0 〜
8.0%、酸化ビスマス 1.0〜3.5 %、、酸化亜鉛含有酸
化物 0.2〜2.0 %、酸化マンガン 0.2〜1.5 %、酸化銅
0.2〜1.0 %及び酸化モリブデン 0.2〜1.0 %の組成で
得られる。
量基準で導電性粉末83〜97%、ガラスフリット1.0 〜
8.0%、酸化ビスマス 1.0〜3.5 %、、酸化亜鉛含有酸
化物 0.2〜2.0 %、酸化マンガン 0.2〜1.5 %、酸化銅
0.2〜1.0 %及び酸化モリブデン 0.2〜1.0 %の組成で
得られる。
【0036】なお、本願において、ガラス転移温度(T
c)並びにガラス結晶化温度は別に示さない限り、DT
Aにより測定された値で示されている。
c)並びにガラス結晶化温度は別に示さない限り、DT
Aにより測定された値で示されている。
【0037】
【発明の実施の形態】実施例で用いたガラスフリット
は、次のようにして製造された。
は、次のようにして製造された。
【0038】SiO2、B2O3、Al(OH)3、CaC
O3、ZnO、ZrO2、TiO2、MoO3を表1に示す
ガラス組成となるように秤量し、混合する。それぞれの
混合物を最高温度1300〜1400℃で 1〜1.5 時間溶融し、
次いで冷水中に注いでガラス化させる。得られたガラス
質物質をアルミナボールを用いたボールミルで20〜24時
間粉砕して、平均粒径約3μmのフリットを作製する。
DTAにより測定した各ガラスフリットのガラス転移温
度及び結晶化温度を、表1に併せて示す。
O3、ZnO、ZrO2、TiO2、MoO3を表1に示す
ガラス組成となるように秤量し、混合する。それぞれの
混合物を最高温度1300〜1400℃で 1〜1.5 時間溶融し、
次いで冷水中に注いでガラス化させる。得られたガラス
質物質をアルミナボールを用いたボールミルで20〜24時
間粉砕して、平均粒径約3μmのフリットを作製する。
DTAにより測定した各ガラスフリットのガラス転移温
度及び結晶化温度を、表1に併せて示す。
【0039】
【表1】
【0040】実施例 得られたガラスフリットを銀−パラジウム合金粉末、無
機添加剤及び有機媒体と3本ロールミルを用いて混合
し、導電性ペーストを製造した。銀−パラジウム合金粉
末の銀含有量は約80重量%であり、又有機媒体としては
エチルセルロース17重量%とα−テルピネオールとジブ
チルフタレート83重量%の混合物を用いた。ペーストは
4sec.の剪断速度における粘度が 200〜250 Pa.Sになる
ように調整した。
機添加剤及び有機媒体と3本ロールミルを用いて混合
し、導電性ペーストを製造した。銀−パラジウム合金粉
末の銀含有量は約80重量%であり、又有機媒体としては
エチルセルロース17重量%とα−テルピネオールとジブ
チルフタレート83重量%の混合物を用いた。ペーストは
4sec.の剪断速度における粘度が 200〜250 Pa.Sになる
ように調整した。
【0041】各ペーストの組成は表2〜5に示す通りで
ある。尚、表中の酸化亜鉛含有酸化物は、85mol%Zn
O−2mol%CoO−13mol%MgO固溶体であり、有機
媒体は各ペーストがそれを含めた合計で 100%となるよ
うに加えられる。
ある。尚、表中の酸化亜鉛含有酸化物は、85mol%Zn
O−2mol%CoO−13mol%MgO固溶体であり、有機
媒体は各ペーストがそれを含めた合計で 100%となるよ
うに加えられる。
【0042】250メッシュのスクリーンを用いて、それ
ぞれの導電性ペーストを、1インチ×1インチの正方形
パターンでアルミナ(Al2O3)上に、又2インチ×2
インチの正方形パターンで鉛を含まないSiO2−B2O
3−Al2O3−MgO−ZnO系ガラスセラミックス誘
電体上にスクリーン印刷し、 850℃で10分間焼成し、厚
膜導体試料を製造した。
ぞれの導電性ペーストを、1インチ×1インチの正方形
パターンでアルミナ(Al2O3)上に、又2インチ×2
インチの正方形パターンで鉛を含まないSiO2−B2O
3−Al2O3−MgO−ZnO系ガラスセラミックス誘
電体上にスクリーン印刷し、 850℃で10分間焼成し、厚
膜導体試料を製造した。
【0043】アルミナ上の試料については、それぞれシ
ート抵抗値、耐半田溶解性、半田付け性、初期及び 150
℃で48時間エージングした後の接着強度、並びにガラス
のにじみを調べた。誘電体上の試料については、それぞ
れ絶縁抵抗、絶縁破壊電圧、耐半田溶解性、半田付け
性、初期及び上記エージング後の接着強度を測定した。
結果を表2〜5に示す。
ート抵抗値、耐半田溶解性、半田付け性、初期及び 150
℃で48時間エージングした後の接着強度、並びにガラス
のにじみを調べた。誘電体上の試料については、それぞ
れ絶縁抵抗、絶縁破壊電圧、耐半田溶解性、半田付け
性、初期及び上記エージング後の接着強度を測定した。
結果を表2〜5に示す。
【0044】尚、各試験と評価は次のように行った。
【0045】耐半田溶解性:導体層をフラックスに浸漬
した後 230℃の62Sn/36Pb/ 2Ag半田浴に10秒間
浸漬し、次いでフラックス残渣を洗浄除去する作業を1
サイクルとして試験を行い、結果を導体層が腐蝕される
までのサイクル数で示した。
した後 230℃の62Sn/36Pb/ 2Ag半田浴に10秒間
浸漬し、次いでフラックス残渣を洗浄除去する作業を1
サイクルとして試験を行い、結果を導体層が腐蝕される
までのサイクル数で示した。
【0046】半田付け性:フラックスに浸漬した後、 2
30℃の62Sn/36Pb/ 2Ag半田浴に 5秒間浸漬し半
田濡れの度合を評価した。
30℃の62Sn/36Pb/ 2Ag半田浴に 5秒間浸漬し半
田濡れの度合を評価した。
【0047】初期及びエージング後の接着強度:2mm
×2mmの正方形パターンで測定した。
×2mmの正方形パターンで測定した。
【0048】絶縁抵抗及び絶縁破壊電圧:Ag−Pd上
部導体層/厚さ38μmの誘電体層/Ag−Pd下部導体
層からなるサンドイッチ構造の試料を作製し、これにつ
いて試験を行った。絶縁抵抗は、誘電体層で分離された
前記2つの導体間に 100Vの直流電圧を印加したときに
流れる洩れ電流から計算した。絶縁破壊電圧は、2つの
導体間に1mAの感動電流が流れときの直流電圧で示し
た。
部導体層/厚さ38μmの誘電体層/Ag−Pd下部導体
層からなるサンドイッチ構造の試料を作製し、これにつ
いて試験を行った。絶縁抵抗は、誘電体層で分離された
前記2つの導体間に 100Vの直流電圧を印加したときに
流れる洩れ電流から計算した。絶縁破壊電圧は、2つの
導体間に1mAの感動電流が流れときの直流電圧で示し
た。
【0049】
【表2】
【0050】
【表3】
【0051】
【表4】
【0052】
【表5】
【0053】例1、2、4〜14、22〜30のデータ
からも明らかなように、本発明のペーストから製造され
た厚膜導体は、 150℃で48時間エージングを行った後も
優れた接着強度を示し、耐半田溶解性も優れている。絶
縁抵抗及び絶縁破壊電圧はそれぞれ1012Ω、2500Vを越
え、現在使われている鉛を含む組成物と同等又はそれ以
上の優れた特性が得られた。
からも明らかなように、本発明のペーストから製造され
た厚膜導体は、 150℃で48時間エージングを行った後も
優れた接着強度を示し、耐半田溶解性も優れている。絶
縁抵抗及び絶縁破壊電圧はそれぞれ1012Ω、2500Vを越
え、現在使われている鉛を含む組成物と同等又はそれ以
上の優れた特性が得られた。
【0054】尚、例3、例15〜21及び例31は比較
例である。
例である。
【0055】
【発明の効果】本発明の導電性ペーストは、有毒な鉛を
含まないので、環境上、健康上の問題がない。又、通常
の厚膜プロセスで焼成でき、セラミック基板及び誘電体
のいずれに適用した場合でも良好な特性が得られ、しか
も繰返し焼成による特性劣化が殆どない優れた導体を製
造することができる。
含まないので、環境上、健康上の問題がない。又、通常
の厚膜プロセスで焼成でき、セラミック基板及び誘電体
のいずれに適用した場合でも良好な特性が得られ、しか
も繰返し焼成による特性劣化が殆どない優れた導体を製
造することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 (a) 実質的には下記の組成からなり、か
つ 700〜870 ℃の範囲の結晶化温度を有する鉛を含まな
いガラスフリット、 SiO2 20〜38重量%、 B2O3 5.5〜13.5重量%、 Al2O3 8〜15.5重量%、CaO 4〜19重量%、 ZnO 20〜29重量%、 ZrO2 0〜6重量%、 TiO2 4〜16重量%、 MoO3 0.1〜3.8重量%(b)
導電性粉末、(c) 酸化ビスマス、酸化亜鉛含有酸化物、
酸化マンガン、酸化銅及び酸化モリブデンからなる群よ
り選ばれる1種又は2種以上の無機添加剤、(d) 上記成
分(a),(b),(c)を分散する有機媒体からなる厚膜導体
形成用導電性ペースト。 - 【請求項2】 導電性微粉末が銀、金、パラジウム、白
金、銅、ニッケル及びこれらの合金からなる群より選ば
れる1種又は2種以上の微粉末である請求項1に記載さ
れた導電性ペースト。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11478396A JP3209089B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 導電性ペースト |
US08/651,412 US5645765A (en) | 1996-05-09 | 1996-05-22 | Lead-free conductive paste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11478396A JP3209089B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 導電性ペースト |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09306236A true JPH09306236A (ja) | 1997-11-28 |
JP3209089B2 JP3209089B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=14646578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11478396A Expired - Lifetime JP3209089B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 導電性ペースト |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5645765A (ja) |
JP (1) | JP3209089B2 (ja) |
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