JPS61248301A - 導体組成物 - Google Patents

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】 （Ｍ集土の利用分野） 本発明は、絶縁基板上に印刷焼成した後、エツチングに
よって微細な電気回路パターンを形成する為のＡｕ導体
組成物の改良に係るもので、詳しくは膜厚が薄くても極
めて緻密で平滑なＡｕの導電性膜を印刷焼成することの
できるペースト状のＡｕ導体組成物に関する。

（従来技術とその問題点） 近年、主としてサーマルヘッドの分野においては、解像
度を上げる為に高密度化が進み、発熱体としての抵抗体
も１０〜１６ドツト／ｍｍのものが要求されているが、
このような高密度化を可能にする為には、発熱体を載せ
る電極として、従来から使用されてきたＡｕ導体にも２
０〜４０μの極細線（ファインライン）の解像度が要求
される。

このような極細線（ファインライン）の形成には印刷法
は不可能で、通常均一なＡｕペーストを、必要なパター
ンを形成し得るだけの広さに印刷しホトレジストをかけ
た後、必要なパターンを焼付け、現像し、然る後不要な
Ａｕ膜をエツチングで取り除（方法が用いられる。

斯かるエツチング法の場合、ホトレジストの厚さにも依
るが、導体の膜の表面は平滑で、凝集体に基づく突起物
や発泡があってはならない。また抵抗のばらつきをでき
るだけ抑える為に、しかもパターン精度の関係もあって
、Ａｕの膜はできるだけ薄＜、微密であることが必要で
ある。従来、４〜８ドツト／ｍｍのサーマルヘッドにお
いては、Ａｕ導体の膜厚は３〜５μで十分であったが、
前述の理由から１０〜１６ドツト／ｍｍ以上のものにつ
いては、２〜３μの膜厚で、しかも表面が平滑で緻密な
膜を形成できるＡｕ導体が必要である。

Ａｕペーストで導体膜を形成する場合、より緻密な膜を
得る為に、例えば３μの膜を形成する場合においても、
１回の印刷で膜を形成せず、２〜３回にわけて印刷焼成
をくり返して膜を形成する方が、より緻密な膜が得られ
る。

しかし、３μ以下の膜厚にする場合、フリットの量や質
によっても多少異なるが、平均粒径が１μ以上のＡｕ粉
を使用した場合、ピンホールが多く、すけの多い膜が形
成される。Ａｕ膜のピンホールは、前述の極細線（ファ
インライン）を形成する場合、５μ程度のものがあると
、局部的に発熱体を載せる電極が細くなり、使用中に溶
断するという致命的な欠陥が生じる場合がある。

一方、Ａｕ粉の平均粒径を細かく、例えば０．５μ以下
にした場合には、膜は緻密になるが、焼結が進み過ぎる
為、Ａｕ膜が発泡するという現象が生じ、前述の必要な
特性、即ち平滑な表面が得られなくなる。

（発明の目的） 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、Ａｕ粉の平均粒径が１μ以下でも発泡が無く、表面
が平滑で緻密なＡｕ膜を形成でき、また膜厚を３μ以下
にしてもピンホール、突起、発泡の無い緻密で表面平滑
なＡｕ膜を形成できる導体組成物を提供することを目的
とするものであ−る。

（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するための本発明の導体組成物は、
平均粒径０．１〜１．０μのＡｕ粉にＡｕに対する重量
比でガラスフリット１〜８％と、有機ビヒクル１０〜４
５％が添加され、さらにＡｕに対する重量比で０．０１
〜０．６％のＲｈを含むＲｈ化合物が添加されて成るも
のである。

（実施例） 本発明の導体組成物の実施例を従来例と共に説明する。

先ず従来例１〜８について説明すると、平均粒径０．１
μ、０．３μ、０．５μ、０．８μ、１．０μ、１．２
μ、１．５μ、２．０μの各Ａｕ粉に、Ａｕに対する重
量比で、夫々平均粒径０．５〜１μの軟化点６２０℃の
ＰｂＯ−８２０３−ＺｎＯ系ガラスフリット２％とター
ピネオールにエチルセルロースを溶解した有機ビヒクル
÷％を添加したものを、混線分散して、８種類のペース
ト状のＡｕ導体組成物を作った。この８種類のＡｕ導体
組成物を、９６％Ａ＋２ｏ３のセラミック絶縁基板上に
印刷し、コンヘア類にて９３０°Ｃで焼成した。

次に実施例１〜５及び比較例１〜３について説明すると
、従来例１〜８の成分組成に、さらにＲｈレジネート（
Ｒｈ４．７％含有）を用いてＲ）ｌをＡｕに対する重量
比で０．０２〜０．３％添加したものを、混線分散して
、８種類のペースト状のＡｕ導体組成物を作った。この
８種類のペースト状のＡｕ導体組成物の最適なＡｕに対
するＲｈ添加量（ｗｔ％）を調べた処、Ａｕ粉の平均粒
径とピンホールの無いＡｕ膜厚及びＲｈ添加量との間に
は、図に示すような関係が認められた。ここでピンホー
ルの無いＡｕ膜厚とは、スクリーン印刷し、各々バック
ライト光が零になる脱字を測定したもので、３回に分け
て印刷焼成したものである。

この図のグラフで明らかなようにＡｕ粒の粒径が小さけ
れば小さい程、焼成プロセスでの焼結速度が早いので、
Ａｕの焼結の進み過ぎを防ぐ為には、Ｒｈの添加量を増
やす必要があることが判った。

Ａｕ粉の粒径の大きいもの、例えば１．５μ、２．０μ
以上のＡｕ粉については、焼結が十分に進まない為、む
しろＲｈの添加量を抑える方が、他の特性例えばワイヤ
ーボンディング性の関係で好ましい。

こうして最適な量のＲｈが添加された実施例１〜５と比
較例１〜３の８種類のペースト状のＡｕ導体組成物は、
９６％ＡＩＺＯ３のセラミック絶縁基板上に印刷し、コ
ンベア炉にて９３０℃で焼成した。

然して従来例１〜８、実施例１〜５、比較例１〜３のＡ
ｕ導体組成物及びそれらを印刷焼成して得たＡｕ導電性
膜について、検査、試験、測定した処、下記の表に示す
ような結果を得た。

尚、スクリーンは、エマルジョン厚６μで、総厚６０μ
の＃４００メソシュのステンレス鋼メソシュを使用し、
ピンホールの測定は、２０ｍｍｘ２０ｍｍのバッドで膜
厚が３μになるように調整しバンクライト光による試験
を行った。

また、導体抵抗値の測定の為に、４００μラインのパタ
ーンを用い、各々２５μの厚さに換算して計算した。（
以下余白） 上記の表で明らかなように実施例１〜５は、従来例１〜
８及び比較例１〜３に比し、発泡しにくさ、ピンホール
のできにくさ、導体抵抗、ワイヤーボンディング性等を
総合的に判定して、優れた性能を有することが判る。こ
れはひとえにＲｈの添加により、焼成プロセスで生成さ
れるＲｈ２Ｏ３がＡｕ粒子の表面に生成され、Ａｕの粒
子成長を抑制する結果、Ａｕの焼結が抑制されるからに
他ならない。

尚、サーマルヘッドにおいて、発熱体の下には通常蓄熱
層としてガラス絶縁層を敷くことが行われており、この
ガラス絶縁層上ではアルミナ基板上よりもＡｕの焼結が
進み、ピンホールが大きくなる傾向がある為、焼結抑制
剤例えばＡ１□Ｃｈ、Ｔｉ０ｚ、ＺｒＯ□等の微粉末が
添加されるが、この焼結抑制剤はアルミナ基板上でペー
スト状のＡｕ導体組成物を印刷焼成した際にはある程度
効果があるものの、グレーズ上では効果が少ない。然る
に本発明のようにＲｈを少量でも添加すると、アルミナ
基板、グレーズいずれの上面でペースト状のＡｕ導体組
成物を印刷焼成してもＡｕの焼結が抑制される。

（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明の導体組成物は、平均粒
径０．１〜１μのＡｕ粉に、Ａｕに対する重量比でガラ
スフリット１〜８％と、有機ビヒクル１０〜４５％を添
加した上、さらにＲｈ化合物を用いてＲｈをＡｕに対す
る重量比で０．０１〜０．６％と少量添加するだけで、
３μ以下の膜厚で、ピンホール、突起、発泡の無い緻密
で表面平滑なＡｕ膜を形成できるという優れた効果があ
り、従来のＡｕ導体組成物にとって代わることのできる
画期的なものと言える。

尚、Ｒｈは、通常Ｒｈレジネートとして添加するのが最
も有効であるが、有機溶剤に可溶な錯体であれば使用で
きるものである。

また、印刷焼成時、密着力を上げる為に、Ａｕに対する
重量比で０．１〜０．６％のＣｕｚＯを添加するように
しても良い。

【図面の簡単な説明】 図は、Ａｕ粉の粒径とピンホールの無いＡｕ膜厚及びＲ
ｈ添加量との関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平均粒径０．１〜１．０μのＡｕ粉に、Ａｕに対する
   重量比でガラスフリット１〜８％と、有機ビヒクル１０
   〜４５％が添加され、さらにＡｕに対する重量比で０．
   ０１〜０．６％のＲｈを含むＲｈ化合物が添加されて成
   る導体組成物。