JPS58100306A

JPS58100306A - 導電性ペ−スト

Info

Publication number: JPS58100306A
Application number: JP19926081A
Authority: JP
Inventors: 泰弘小川; 三吉信太; 本城　克彦; 轟　恒彦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-12-09
Filing date: 1981-12-09
Publication date: 1983-06-15
Also published as: JPS626284B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は導電性ペーストに関し、安価で、導電性、耐食
性のすぐれた導電性ペーストの提供を目的とするもので
ある。

従来、導電性ペーストの導電性粉体には、ムＵ。

ムｑ、Ｐｄなどの貴金属が用いられてきた。一般的には
、この導電性粉体にムｑ粉を用い、ホウケイ酸ガラスフ
リットおよび酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛などとと
もにビヒクル中に分散してペーストとし、これをセラミ
ックス等の基板にスクリーン印刷等の方法で塗布した後
、高温で焼成して、コンデンサ、圧電体素子、半導体素
子等の電極あるいは電子回路用の配線導体として使用さ
れてきた。

しかしながら、近年、貴金属類、特にムｑの価格高騰の
ために、導電性ムクペーストの代替として、安価な導電
性粉体を用いた導電性ペーストとか、セラミックスの焼
付用電極として、Ｏｔｘ、　Ｎｉのメッキ電極など、多
くの提案がなされている。

たとえば、ムｑ粉体の代用として、安価なＮｉ、Ｃｕな
どの卑金属粉体あるいは、ＴｉＮ　、　ＳｎＯ２などの
導電性金属化合物粉体等を用いてなる導電性ペーストが
開発され、一部に市販されるようになってきた。

しかしながら、Ｎｉ、Ｃｕなどの卑金属粉体を用いた導
電性ペーストは、初期特性は良好なものが得られるが、
耐食性が悪いために満足できるものではなく、また卑金
属粉体のため、焼成に対しては非酸化性雰囲気が必要で
あるなどの難点がある。

また、ＴＬに、　ＳｎＯ２などの導電性金属化合物粉体
を用いた導電性ペーストは、粉体自体が比較的高抵抗の
ため、低抵抗の導電性ペーストは得られにくく、Ｔｉ１
ｌ粉体を用いた導電性ペーストは高温焼付型に対しては
、空気中焼成ではＴｘＮが酸化してしまうため使用でき
ない欠点がある。

一方、ム１２０５粉体にムｑ被覆した導電性粉体を用い
た導電性ペーストがある。このムｑ被覆ム１２０ｓ粉体
を用いた導電性ペーストは、経済性の点で優れているが
、ムＥ２０５はムｑとの濡れ性が悪いためにム１ｚｏ３
とムｑとの密着性が悪く、ペーストの混線時に被覆した
ムｑが剥離し、導電性劣化になっている。まだ、この種
の酸化物にムｑ被覆した粉体、あるいは前述のＴｉＮや
５ｎ０２の粉体を用いた導電性ペーストは、焼成後の導
電膜にはんだ付は性がないという問題がある。

以上のように、ムｑ代替として各種導電性べ一響トが提
案されているが、いずれも導電性、耐食性、はんだ付は
性などの点で満足できるものではなく、これらの諸特性
の優れた安価な高温焼付型導電性ペーストの出現が望ま
れている。

本発明者らは、上記したような導電性、耐食性。

はんだ付は性、さらには経済性をも満足できるべく、卑
金属を主成分とする種々の合金粉体について調査検討し
た結果、Ｏｕ、　　ムＥ、およびＺｎ　を主成分として
含有する合金の粉体とムｑ粉体との混合粉体を導電媒体
とした導電性ペーストが、上記諸特性をかなシのレベル
で満足することを見い出した。

しかしながら、ガラスフリットの化学組成によっては、
導電性ペーストの焼成膜が上記の諸特性を十分に満足し
ないという問題点が残されていた。

この種の導電性ペーストでは、焼成にょシガラスフリッ
トが溶融固化することにより、焼成膜の強度を保ってい
る。しかしながら、一般的にガラス融液は金属に対して
腐食性を有しておシ、ＣＵ−ム１−Ｚｎ系合金に対する
影響は特に顕著であり、前述のようにＣｕ−ム１−Ｚｎ
系合金粉体とムｑ粉体との混合粉体を導電媒体とした導
電性ペーストは、使用するガラスフリットが腐食性の強
いガラスフリットである場合には、焼成時にガラス融液
によシ合金粉体が腐食され、その結果、ペースト焼成膜
の導電性ならびに半田付は性が得られない。

本発明者らは、ホウケイ酸塩系ガラスについて調査検討
した結果、Ｂ２’ｓ　、　ＳｉＯ２、およびＨａ２ｅ。

Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏから選ばれた少くとも１ｙのアルカリ
金属酸化物を主成分とするガラスが、Ｃｕ、五Ｅ。

およびＺｎを主成分とした合金粉体とムｑ粉体との混合
粉体を導電媒体とした導電性ペーストのガラスフリット
として有効であることを見い出した。

ガラスフリットの腐食性は、ム１８重量％、Ｚｎ２６重
量％、残部Ｃｕの組成よりなるＣｕ−ムＥ−２ｎ金金粉
体とガラスフリットをビヒクル中に分散させてペースト
とし、これをアルミナ基板にスクリーン印刷し、大気中
８５０℃で焼成し、その焼成膜の外観で評価した。その
結果を第１表に示す。

（以下余白）第１表において、ガラス融液による腐食−によりペース
ト焼成膜の黒化が激しいものを×、所々に斑点状に黒化
の部分が認められるものをΔ、はとんど黒色の斑点が認
められないものを○で示す。

Ｂ２Ｏ５は腐食性はないが、多量に添加するとガラスの
耐水性を劣化させる傾向にある。Ｓ　ｉｏ２は腐食性は
ないが、多量に添加するとガラスの軟化点の上昇を招き
、作業上の制約を受けやすい。

Ｎａ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｋ２Ｏのアルカリ金属酸化物の添
加は、ガラスの軟化点を下げ作業上の制約を受けにくく
するが、腐食性を強くする傾向にある。

ム１２０３の添加は、腐食性を軽減する傾向がある反面
、ガラスの軟化点を高くする。Ｃａｂ、　ＭＪρ。

ＳｒＯ，Ｂａｄ、　ＢｅＯのアルカリ土類金属酸化物の
添加は、ガラスの腐食性を著しく軽減するとともに耐水
性を増す傾向にあるが、軟化点を上昇させる欠点がある
。

以上のようなガラスフリットの材料の長所と欠点を相補
いながら、作業上においても、腐食性においても満足で
きる化学組成は、８２０５１０〜７゜モに％、５ｉＯ２
１６〜６０モル％、五４２０３０〜１６モル％、Ｎａ２
Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｋ２Ｏのアルカリ金属酸化物が全体とし
て６〜６０モル％、ＯａＯ，Ｍｌρ。

Ｂａｄ、　ＳｒＯ，Ｂｏｏのアルカリ土類金属酸化物が
全体として０〜３０モル％である。また、本発明による
ガラスフリットを用いた五ノペーストと市販のガラスフ
リット（ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ５−ＳｉＯ２系ガラスフリット
）を用いたＡノペーストを作製し、両者の焼成膜の耐湿
試験を行ない面抵抗の変化を追跡調査した結果、両者に
差は認められなかったので、本発明にかかるガラスフリ
ットの耐水性は満足できるものである。

なお、カラスフリットの材料において、たとえばＮａ２
ＣＯ３がガラス化反応の過程においてＮａ２Ｏに変化す
るように、材料のｂ発原料は、ガラス化反応の過程で所
定の化学式の物質になるものであれば、何を選んでもさ
しつかえない。

本発明に従えば、合金粉体とムｑ粉体の混合粉体をガラ
スフリットと共にビヒクル中に分散して導電ペーストと
なす。このペーストは、通常のムｑペーストと同様に、
セラミックス等の基板にスクリーン印刷等の方法で塗布
した後、大気中高温で焼付けて、電極、導電路として利
用される。粉体。

ガラスフリットの粒径は０．０５〜１０μの範囲、゛好
ましくは０．５〜６μ程度が良い。１０μ以上になると
、スクリーン印刷時の印刷性が悪化し、最終焼成後の面
抵抗が大きくなる。

次に、本発明をより具体化するために、実施例について
詳述する。

本発明にかかるガラスフリットは、次のようにして作製
した。本発明に従う化学組成に合わせてＢ２Ｏ５，Ｓｉ
Ｏ２，ム１２０３などの各素材を秤量し、全量を２ｏｆ
とした。素材として、適宜、Ｎａ２００３゜Ｌ１２ＣＯ
５，Ｋ２ＣＯｓなどを用いた。これを十分混合し、白金
るつぼ中でガラス化を行なった後、水中に投入してガラ
ス６得た。ガラス化は１３００℃で２時間石屋っだ。得
られたガラスを、機械的に粉砕し、平均粒径約２μのガ
ラスフリットを得た。

合金粉体は、溶解、溶湯噴霧１機械的粉砕により、平均
粒径約２μの粉体を得た。

合金粉体、および市販の銀粉体（平均粒径約２μ）を所
定の混合割合になるように秤量し、全量を３ノとした。

ガラスフリットの重量は全量の１６重量％トじた。これ
を手チルセルロース（１００ｃｐｇ　）とテレピネオー
ルからなるビヒクル１−と共に、フーバーマーラを用い
て混練した。フーバーマーラによる混線は、荷重１００
ボンド、４０回転を４回繰り返して行なった。

上記作製したペーストをスクリーン印刷法を用いて、ア
ルミナ基板上に所定の形状に印刷後、１２０℃で１０分
乾燥し、空気中でγ６ｏ〜８５０℃１０分間、その前後
の温度上昇、温度下降を含めて１時間サイクルの条件で
焼成した。

上記印刷パターンの両端間の抵抗値を測定した結果を第
２表に示す。第２表には、焼成膜のはんだ付は性につい
て、はんだ付けが容易なものを○、比較的容易なものを
△、できないものを×として、併せて示す。

また第２表において、合金粉ムの組合はム１８重量％、
Ｚｎ２５重量％、残部Ｏｕであシ、合金粉Ｂの組成はム
４４重量％、Ｚｎ３０重量％、ＢＯ・１重量％、残部Ｃ
ｕである。ｔたＡ２１のガラスフリットにはＺｎＯ、Ｂ
２Ｏ３、８ｉ０２系の市販品、Ａ２２のガラスフリット
にはＰｂＯ，Ｂ２Ｏ５，ｆ３ｉ０２系の市販品を用いた
。

（以下余白）上記した説明、および第２表から明らかなように、本発
明にかかる導電性ペーストは、導電性、はんだ付は性の
面からは十分実用に供し得る特性を示すものである。ま
た、経済的には、カラスフリットの化学組成を規定する
ことにより、導電粉体として卑金属合金粉体とムｑ粉体
との混合粉体の使用が可能になり、従来のムクペースト
７に比較して極めて安価に導電性ペーストが作製し得る
ことから、その工業的価値は犬なるものがある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも、ＣＵ、　　ムｌ、およびＺｎの３元
素を含有する合金とムｑの粉体とを混合し、これをガラ
スフリットと共にビヒクル中に分散させるとともに、前
記ガラスフリットとして、Ｂ２Ｏ３゜ＳｉＯ２，および
Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏから選ばれた少くとも１種
のアルカリ金属酸化物を主成分としたものを用いること
を特徴とする導電性ペースト。
（２）　　ガラスフリットとして、Ｂ２Ｏ３１０〜７０
モル％、５ｉ０２１５〜６０−ｅル％、ム１２０３０〜
１５モル％、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏのアルカリ金
属酸化物のグループの中から１成分以上を６〜６０モル
％、Ｃａｂ、　ＭｇＯ、Ｂａｄ、　ＳｒＯ，ＢｅＯのア
ルカリ土類金属酸化物のグループの中から１成分以上を
０〜３０モル％の化学組成のものを用いることを特徴と
する特許請求の・範囲第（１）項記載の導電性ペースト
。