JPS587203B2 - 導電塗料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は印刷回路用導電塗刺、特に未焼成クロスオーバ
ーガラス誘電層と共焼成可能な新規な導電塗料に関する
。

従来、セラミックス、ガラス又はマイカ等の基体上にク
ロスオーバーガラス誘電層により絶縁分離された２個の
導電パターンを形成することによって多層構造を製造す
る方法として、一般には、まず導電塗料を基体上に印刷
、そして焼成することにより第１の導電パターンを形成
し、次に該第１の導電パターン上にクロスオーバーガラ
ス誘電塗刺を印刷、そして焼成することによりクロスオ
ーバーガラス誘電層を形成、更に該誘電層上に第２の導
電パターンを第１のそれと同様の方法により形成した。

ところが、この様な方法では数回の焼成段階が必要であ
り、手間がかかった。

その上従来の導電塗料を用いたのでは、焼成により得ら
れた導電パターンは亀裂が多く半田の付き性が悪かった
り、導電成分が焼成中にガラス誘電層中に拡散しガラス
誘電層の絶縁抵抗を大いに低下させる等の欠点があり満
足の行くものではなかった。

又、更には焼成段階の簡略化を目的として前記未焼成ク
ロスオーバーガラス誘電層と、未焼成の第２の導電パタ
ーン用導電層との共焼成も試みられたが、この場合には
前述の欠点の他に更に共焼成の際に第２の導電パターン
が誘電層より剥離し実用に供しなかった。

本発明の目的は前記従来の欠点を解決するにあり、更に
詳しくは未焼成クロスオーバーガラス誘電層との共焼成
により亀裂のない半田付き性の優れた、剥離のない導電
パターンを形成する導電塗料を得るにある。

更には、共焼成の際ガラス誘電層成分と導電層成分との
相互拡散のない優れた導電塗料を得るにある。

前記目的の為に種々研究した結果、導電塗刺にマンガン
の有機酸塩を使用することにより達せられることが判明
した。

この理由は明らかではないが、たぶんマンガンの有機酸
塩が未焼成クロスオーバーガラス誘電層との共焼成時に
おいて導電層中の貴金属粉末の過度な焼結を適度に制御
し、焼結による導電パターンの面積収縮を低下させガラ
ス誘電層からの剥離を防止する為と思われる。

即ち、銀、金、パラジウム及び白金より成る群から選ば
れた１以上の貴金属粉末１００重量部と、ガラス質フリ
ット２〜１２重量部と、酸化ビスマス０〜１５重量部と
、マンガンの有機酸塩をマンガン金属換算で０．００６
〜０．１６重量部と、有機ベヒクルとより成る導電塗料
を用いることにより従来の欠点が解決されたものである
。

銀、金、パラジウム及び白金は通常の方法により製造さ
れたものであり、好ましくは５μ以下の球状粉末である
。

そして、その使用量は、主にクロスオーバガラス誘電層
との共焼成温度及び基体により決定され、焼成温度が低
い場合にはより安価な銀をより多く用い、高くなるに従
って、金、パラジウム及び白金を多くする。

ガラス質フリットは従来用いられたものならいずれも使
用できるが、特にホウケイ酸ガラスが好ましい。

又、酸化ビスマス含有ガラス質フリットも用いられる。

ガラス質フリット及び酸化ビスマスは、第１の導電パタ
ーン用に用いた際には、基体との結合剤として作用し、
第２の導電パターンでは、クロスオーバーガラス誘電層
との結合剤として作用するが、２重量部以下では結合剤
として充分でな《、１２重量部以上では半田付き性が低
下し、リード線結合が不可能となる。

又、酸化ビスマスはガラス質フリットにより使用量は調
整されるが１５重量部を越えると半田付き性が低下し、
リード線結合が不可能となる。

マンガンの有機酸塩としては、例えばマンガン口ジネー
ト、マンガンナフテネート等が挙げられるが、その使用
量はマンガン金属換算量で０．００６〜０．１６重量部
である。

０．００６重量部以下では用いた効果がなく、剥離した
り、導電パターンに亀裂が生じ半田が付かなくなったり
する。

又、０．１６重量部を越えると半田付き性が大いに低下
し、リード線結合が不可能となる。

更に、有機ベヒクルは通常用いられているものならいず
れも使用可能であるが、特にエチルセルロースのテルピ
ネオール溶液とジブチルフタレートの併用が好ましい。

以下本発明の実施例を示す。

実施例で用いたガラス質フリットは酸化鉛４１．６重量
％、酸化ケイ素３２．２重量％、酸化カルシウム９．３
重量％、酸化アルミニウム６．５重量％、酸化ホウ素５
．４重量係及び酸化亜鉛４．８重量％より成るものであ
る。

実施例１ パラジウム ２３重量部銀
７７重量部ガラス質フリット
６重量部酸化ビスマス
１１重量部マンガン口ジネートのテレビン油溶
液 １重量部（Ｍｎ＝３．２重量％） （Ｍｎ金属換算で０．０ ３ ２重量部）エチノ吻レロ
ースの２５重量％ ｉｓｔ量部テルピネオール
溶液 ジブチルフタレート ５重量部を充分
混練して導電塗料とした。

９６％アルミナ基体上に上記導電塗料を印刷、乾燥し、
徐々に加熱しピーク温度９００℃で１０分間焼成して第
１の導電パターンを形成した。

次いで９００℃焼成用クロスオーバーガラス誘電塗刺を
印刷、乾燥後、該ガラス誘電層上に第１の導電パターン
と交叉する様に上記導電塗料を印刷、乾燥し、クロスオ
ーバーガラス誘電層と共に徐々に加熱しピーク温度９０
０℃で１０分間共焼成して多層構造を製造した。

実施例２ 実施例１において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液（Ｍｎ＝３．２重量％）を５重量部（Ｍｎ金属換算で
０．１６重量部）とする以外は同様にして多層構造を製
造した。

実施例３ 実施例１において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液（Ｍｎ−３．２重量％）を０．２重量部（Ｍｎ金属換
算で０．００６重量部）とする以外は同様にして多層構
造を製造した。

実施例４ 金 １００重量部ガラス質
フリット ４重量部酸化ビスース
５重量部マンカンロジネートのテレ
ビン油溶液 １重量部（Ｍｎ＝３．２重量％） （Ｍｎ金属換算で０．０ ３ ２重量部）エチルセルロ
ースの２５重量％ ２０重ｉ部テルピネオール溶
液 ジブチルフタレート ５重量部を充分混
練して導電塗刺とした。

以下実施例１同様に多層構造を製造した。

実施例５ 実施例４において、ガラス質フリットを１２重量部、及
び酸化ビスマスを０重量部、更にマンガン口ジネートの
テレビン油溶液（Ｍｎ＝３．２重量％）を３重量部（Ｍ
ｎ金属換算で０．０９６重量部）とする以外は同様にし
て多層構造を製造した。

実施例６ 実施例４において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液（Ｍｎ＝３．２重量％）を３重量部（Ｍｎ金属換算で
０．０９６重量部）とする以外は同様にして多層構造を
製造した。

実施例７ 銀 １００重量部ガラス
質フリット ３重量部酸化ビスマス
５重量部マンガンロジネートの
テレビン油溶液 １重量部（Ｍｎ＝３．２重量％） （Ｍｎ金属換算で０．０ ３ ２重量部）エチルセルロ
ースの２５重量％２０重量部テルピネオール溶液 ジブチルフタレート ５重量部を充分
混練して導電塗料とした。

以下ピーク温度を５５０℃、及び５５０℃焼成用クロス
オーバーガラス誘電塗刺を用いる以外は実施例１と同様
にして多層構造を製造した。

実施例８ 実施例７において、銀１００重量部を銀９７重量部と白
金３重量部、マンガン口ジネートのテレビン油溶液（Ｍ
ｎ−３．２重量％）を２重量部（Ｍｎ金属換算で０．０
６４重量部）とする以外は同様にして多層構造を製造し
た。

実施例９ 実施例１において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液をマンガンナフテネートのトルエン溶液（Ｍｎ＝４重
量％）を４重量部（Ｍｎ金属換算で０．１６重量部）と
する以外は同様にして多層構造を製造した。

実施例１０ 実施例４において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液をマンガンナフテネートのトルエン溶液（Ｍｎ＝４重
量％）を１重量部（Ｍｎ金属換算で０．０４重量部）と
する以外は同様にして多層構造を製造した。

比較例１ 実施例１において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液（Ｍｎ＝３．２重量％）を０．１重量部（Ｍｎ金属換
算で０．００３重量部）とする以外は同様にして多層構
造を製造した。

比較例２ 実施例１において、全くマンガン口ジネートのテレビン
油溶液を用いない以外は同様にして多層構造を製造した
。

比較例３ 実施例１において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液（Ｍｎ＝３．２重量％）を５．５重量部（Ｍｎ金属換
算で０．１７６重量部）とする以外は同様にして多層構
造を製造した。

比較例４ 実施例４において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液を全く用いない以外は同様にして多層構造を製造した
。

比較例５ 実施例４において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液（Ｍｎ−３．２重量％）を５．５重量部（Ｍｎ金属換
算で０．１７６重量部）とする以外は同様にして多層構
造を製造した。

比較例６ 実施例１において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液に代えて金属マンガンを０．０３２重量部用いる以外
は同様にして多層構造を製造した。

比較例７ 実施例１において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液に代えて二酸化マンガンを０．０５１重量部（Ｍｎ金
属換算で０．０３２重量部）用いる以外は同様にして多
層構造を製造した。

比較例８ 実施例１において、マンガン口ジネートのテレビン油溶
液を用いず、実施例１の組成のガラス質フリットにマン
ガンをＭｎＯ２換算で２．５％含有させたものを６重量
部（Ｍｎ金属換算で０．０９５重量部）用いる以外は同
様にして多層構造を製造した。

以上の実施例及び比較例により製造された多層構造につ
いて、第２の導電パターンとクロスオーバーガラス誘電
層との剥離及び前記試験において剥離の生じなかった第
２の導電パターンについてのみ半田付き性を試験した。

その結果を表１に示す。

半田付き性試験は浴温２３０℃の半田浴（錫：鉛＝６：
４）に３〜５秒間浸漬し半田の付き具合をみた。

表中、「優」、「良好」及び「不良」とは、それぞれ第
２の導電パターンの９５％以上、９０〜９５％及び９０
％以下が半田により被覆されたことを示し、９０％以下
は実用に供し得ない。

なお、実施例３の「良好」はわずかながら亀裂が認めら
れたところから、この亀裂の為半田付き性が多少低下し
たものであり、実施例２，５及び９又は比較例３及び５
の「良好」又は「不良」の如くガラス質フリット又はマ
ンガン口ジネート、マンガンナフテネートを多量に用い
たことによる低下とはその原因を異にするものであると
思われる。

表からも明らかな様に、クロスオーバーガラス誘電層か
らの剥離は、貴金属粉末１００重量部に対してマンガン
の有機酸塩をマンガン金属換算で０．００６〜０、１６
重量部を用いた場合にはみられず、この範囲外では剥離
が生じたり、半田の付き性が大いに低下し実用に供しな
い。

以上からも明らかな様に本発明の導電塗料は、従来のそ
れの様にクロスオーバーガラス誘電層との共焼成の際に
剥離することなく、亀裂のない半田付き性の優れた導電
パターンを形成する。

又本発明においては多層構造の製造についてのみ述べた
が、本発明の導電塗訓は厚膜技術において導電パターン
を要する種々の用途に用いられ、本発明はこれらをも含
むものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 銀、金、パラジウム及び白金より成る群から選んだ
   １以上の貴金属粉末１００重量部と、ガラス質フリット
   ２〜１２重量部と、酸化ビスマス粉末θ〜１５重量部と
   、マンガンの有機酸塩をマンガン金属換算で０．００６
   〜０，１６重量部と、有機ベヒクルとから成る導電塗料
   。