JPS6185705A - Conductive paste - Google Patents

Conductive paste

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JPS6185705A
JPS6185705A JP20704284A JP20704284A JPS6185705A JP S6185705 A JPS6185705 A JP S6185705A JP 20704284 A JP20704284 A JP 20704284A JP 20704284 A JP20704284 A JP 20704284A JP S6185705 A JPS6185705 A JP S6185705A
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powder
fine
silver
copper
content
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JP20704284A
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JPH0367281B2 (en
Inventor
孝志 荘司
落合 健治
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はサーディツプ基板用ペースト、特にドラディン
グペーストに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to pastes for cerdip substrates, in particular to drading pastes.

従来の技術 近年、電子機器の薄型化、コンパクト化は著しく、集積
度の増加と共に一段と信頼性が向上し、用途も拡大の一
途をたどっている。モノリシックICでは急速な密度の
増加、小型化がすすんできており、一方ハイブリットエ
Cの分野でも特に自動車用制御回路やM源装置用などの
産業機器においては耐熱性、耐熱衝撃性にすぐれた大規
模ハイブリッ)IC化の傾向が強い、最近のバイブリフ
トICでは、セラミック基板上にダイオード、トランジ
スタ、半導体ICなどの能動部品のほかコイル、トラン
ス、コンデンサーなどほとんどの電気部品を搭載してい
る。集積度も一段と増加し信頼度も飛躍的に向上した混
成集積回路が開発されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, electronic devices have become significantly thinner and more compact, and as the degree of integration has increased, reliability has further improved, and applications have continued to expand. Monolithic ICs are rapidly increasing in density and becoming smaller, while in the field of hybrid ICs, large ICs with excellent heat resistance and thermal shock resistance are being used, especially in industrial equipment such as automotive control circuits and M source devices. In recent years, there has been a strong trend toward integrated circuits (hybrid scale), and the latest Vibrift ICs have active components such as diodes, transistors, and semiconductor ICs mounted on ceramic substrates, as well as most electrical components such as coils, transformers, and capacitors. Hybrid integrated circuits have been developed that have further increased the degree of integration and have dramatically improved reliability.

これらのハイブリッ)ICはセラミック基板上に、個別
部品あるいはICエレメントをfilしたり、厚膜技術
を駆使して構成されている。サーディツプICは通常A
文20392〜96%程度のアルミナ基板上にシリコン
のICチップをポンディングペーストを使用して固着し
ているが。
These hybrid ICs are constructed by filling individual parts or IC elements on a ceramic substrate or by making full use of thick film technology. Surdip IC is usually A
A silicon IC chip is fixed on a 20392-96% alumina substrate using a bonding paste.

一層耐久力のある固着力が要求されている。Even more durable adhesion is required.

通常サーディツプ用のボンディング方法としてはAu系
ペーストまたは半田、ガラスなどが使用されている。A
u系ペーストは導電性に優れ。
Usually, Au-based paste, solder, glass, etc. are used as a bonding method for the cerdip. A
U-based paste has excellent conductivity.

化学的にもまったく安定で、Auワイヤーとのボンダビ
リティがもっとも良く、SIとも容易に合金化し、基板
との接着もきわめて良好で、特に信頼性に優れているが
高価であるという難点がある。この難点を解消するため
AuをAgに代えAgの欠点であるマイグレーションを
防止するためにPdを添加したAg−Pd系のペースト
が開発されてきた。
It is completely chemically stable, has the best bondability with Au wire, is easily alloyed with SI, has extremely good adhesion to substrates, and has particularly excellent reliability, but it has the drawback of being expensive. To solve this problem, an Ag-Pd paste has been developed in which Au is replaced with Ag and Pd is added to prevent migration, which is a disadvantage of Ag.

発明が解決しようとする問題点 これら従来のペーストは金属粉末にガラス買金属酸化物
を混合し、ビヒクルを用いて混練したものであり、アル
ミナ基板との接着はもっばらガラスフリットの焼結結合
にたよるものであった。
Problems to be Solved by the Invention These conventional pastes are made by mixing metal powder with glass-based metal oxide and kneading the mixture using a vehicle, and the adhesion to the alumina substrate is mainly due to the sintered bonding of the glass frit. It was something I could rely on.

しかしながらガラスフリットは熱衝撃に弱く。However, glass frit is vulnerable to thermal shock.

基板を焼成してパッケージ化する工程や、あるいは使用
中の環境温度の変化によって接着強度が熱劣化する欠点
を有する。アルミ゛す基板との接着力を向上させるため
、Cuなどを微量添加しアルミナ基板と化学的に結合さ
せる試みもなされているが、ガラスフリットを使用する
限り熱劣化特性を飛躍的に向上させることは困難であっ
た。
It has the disadvantage that the adhesive strength deteriorates due to thermal deterioration due to the process of baking the substrate and packaging it, or due to changes in the environmental temperature during use. In order to improve the adhesive strength with aluminum substrates, attempts have been made to add a small amount of Cu or the like to chemically bond with the alumina substrate, but as long as glass frit is used, the thermal deterioration characteristics will not be dramatically improved. was difficult.

すなわち、たり単にCu微粉末を添加したのでは、ビヒ
クル中では比重差により他の金属微粉末と分離する現象
が起こり、ドラディングに際しては分散が悪く、均一な
メタライズ皮膜とならないばかりでなく、アルミナ基板
に充分拡散しないため皮膜の接着強度が不充分なものと
なる。また焼成過程でCuの偏析した箇所は局部的に酸
化されて着色し均一な平滑面を有する皮膜が得られない
などの欠点がある。
In other words, if Cu fine powder is simply added, it will separate from other metal fine powders due to the difference in specific gravity in the vehicle, resulting in poor dispersion during drudging and not only will not form a uniform metallized film, but will also result in alumina Since it is not sufficiently diffused into the substrate, the adhesive strength of the film becomes insufficient. In addition, there is a drawback that areas where Cu is segregated during the firing process are locally oxidized and colored, making it impossible to obtain a film with a uniform and smooth surface.

本発明は上記のような欠点を解消すべくなされたもので
あり、サーディツプIC用のドラディングペーストにお
いて、アルミナ基板とシリコンチップとの接着力にすぐ
れ、耐熱性、耐熱衝撃性にもすぐれており、使い易く、
安価なフリットレスタイプのドラディングペーストを提
供せんとするものである。
The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, and is a dredging paste for cerdip ICs that has excellent adhesive strength between an alumina substrate and a silicon chip, and also has excellent heat resistance and thermal shock resistance. , easy to use,
It is an object of the present invention to provide an inexpensive fritless type dressing paste.

問題を解決するための手段および作用 本発明者らは先に銀CAg)と銅(Cu)の複合微粉末
を使用することを特徴とする導電ペーストを提案した(
特願昭58−18914) 0本発明は先の提案にさら
に酸化イツトリウムを添加することにより、接着強度を
さらに強めることを目的としたものである。第一の発明
は銀微粉末と、銀と銅との複合微粉末と酸化イツトリウ
ムを含有し、残部がビヒクルよりなることを要旨とする
。第二の発明は銀微粉末と、銀と銅との複合微粉末、お
よび銀と白金との複合微粉末または白金微粉末と酸化イ
ツトリウムを含有し、残部がビヒクルよりなることを要
旨とじ、Agのマイグレーションを防止し、ワイヤー接
着性、ハンダ特性を向上させる効果を有するものとなる
Means and action for solving the problem The present inventors have previously proposed a conductive paste characterized by using a composite fine powder of silver (CAg) and copper (Cu) (
Japanese Patent Application No. 58-18914) 0 The purpose of the present invention is to further strengthen the adhesive strength by adding yttrium oxide to the above proposal. The gist of the first invention is to contain fine silver powder, fine composite powder of silver and copper, and yttrium oxide, with the remainder being a vehicle. The second invention contains a fine silver powder, a fine composite powder of silver and copper, a fine composite powder of silver and platinum, or a fine platinum powder and yttrium oxide, and the remainder is a vehicle. This has the effect of preventing migration and improving wire adhesion and solder properties.

第三の発明は銀微粉末と、銀と銅との複合微粉末、およ
び銀とパラジウムとの複合微粉末又は、パラジウム微粉
末と酸化イツトリウムを含有し、残部がビヒクルよりな
ることを要旨とするもので、Agのマイグレーション防
止に特にすぐれ、ワイヤー接着性、ハンダ特性を向上さ
せる効果を有する。
The gist of the third invention is to contain a fine silver powder, a fine composite powder of silver and copper, a fine composite powder of silver and palladium, or a fine palladium powder and yttrium oxide, with the remainder being a vehicle. It is particularly effective in preventing Ag migration and has the effect of improving wire adhesion and solder properties.

次に本発明につき詳説する0本発明において銀微粉末は
粒径1107z以下のもの、好ましくは平均粒径(D刃
)が0.5〜5に腸のものを使用する。
Next, the present invention will be explained in detail. In the present invention, the fine silver powder used is one having a particle size of 1107z or less, preferably one having an average particle size (D blade) of 0.5 to 5.

1107Lより大きくなるとビヒクル中での分散性が悪
くなり、ドラディングの時にニードルが閉塞する恐れが
ある。又、焼成仕上がり面の平滑性が得難くなる。銀粉
末は特殊なものである必要はなく、通常の還元法や電解
法で得られた銀粉末を使用することができる。
If it is larger than 1107L, the dispersibility in the vehicle will be poor, and there is a risk that the needle will become clogged during drudging. Furthermore, it becomes difficult to obtain a smooth finished fired surface. The silver powder does not need to be special, and silver powder obtained by a normal reduction method or electrolytic method can be used.

銀と銅の複合微粉末はビヒクル中で銀粒子と銅粒子が結
合を保っていれば良く、メッキ粉、共沈粉、メカニカル
70イ粉末等が利用できる。特にメカニカルアロイ粉末
は、銀と銅の粉末をボールミル中で高速回転させて混合
粉砕した結果得られるものであり、銀粒子と銅粒子が機
械的に噛合って結合しており、バインダーを何ら使用す
ることなく銀粒子と鋼粒子の強固な結合を保つことが可
億である。メカニカル70イ粉末による場合は広範囲の
Cu含有量の複合粉末を任意に選択使用できる利点を有
する。銀と銅との複合粉末の粒子径は10gm以下、好
ましくは平均粒子径(Di )が0.5〜5絡腸のもの
が良い、銀と銅との複合粉末中の銅の含有量は2G−!
35%が適当である。銅含有量が20%以下では皮膜強
度が充分でなく、95%を越えると複合粉末化の効果が
なくなる。さらに比重値がなるべく銀と銅との中間値に
近いものがビヒクル中での分散性を良くする上で望まし
い。
The composite fine powder of silver and copper only needs to maintain a bond between the silver particles and the copper particles in the vehicle, and plating powder, co-precipitated powder, mechanical 70 powder, etc. can be used. In particular, mechanical alloy powder is obtained by mixing and pulverizing silver and copper powders by rotating them at high speed in a ball mill, and the silver particles and copper particles are mechanically interlocked and bonded, and no binder is used. It is possible to maintain a strong bond between silver particles and steel particles without causing any damage. The use of Mechanical 70I powder has the advantage that composite powders having a wide range of Cu contents can be selected and used. The particle size of the silver and copper composite powder is 10 gm or less, preferably the average particle size (Di) is 0.5 to 5 ligatures, and the copper content in the silver and copper composite powder is 2G. -!
35% is appropriate. If the copper content is less than 20%, the film strength will not be sufficient, and if it exceeds 95%, the effect of forming a composite powder will be lost. Further, it is desirable that the specific gravity value be as close as possible to an intermediate value between that of silver and copper in order to improve dispersibility in the vehicle.

導電ペースト中の金属粉末中に占める銅含有率は0.1
〜10%、好ましくは2〜5%である。銅含有率が0.
1%以下ではアルミナ中への拡散が不充分で接着強度が
上がらない、また、銅含有量が10%を越えると銅の酸
化が著しくなり、かえって悪影響をおよぼす結果となる
The copper content in the metal powder in the conductive paste is 0.1
-10%, preferably 2-5%. Copper content is 0.
If the copper content is less than 1%, the diffusion into the alumina will be insufficient and the adhesive strength will not increase.If the copper content exceeds 10%, the oxidation of copper will become significant, which will even have an adverse effect.

導電ペースト中の金属粉末含有量は90〜90%とする
必要があり、これ以外では取扱い易いペースト粘度が得
られない。
The metal powder content in the conductive paste must be 90 to 90%; otherwise, a paste viscosity that is easy to handle cannot be obtained.

酸化イツトリウム(Y203)は化学的手法で製造され
た純度が98.6%以上のものが好ましい。
Yttrium oxide (Y203) is preferably produced by a chemical method and has a purity of 98.6% or more.

粒度は平均粒径で5鉢■以下が好ましく、粒径は強度を
向上させるために、あるいは分散性を良くするために細
かい方が良い、平均粒径が1す]以上になると、均一分
散性が悪く表面平滑性の面で好ましくない。
The average particle size is preferably less than 5 mm, and the finer the particle size is, the better to improve strength or improve dispersibility.When the average particle size is 1 mm or more, uniform dispersion This is not desirable in terms of surface smoothness.

酸化イツトリウムの添加量はペーストの固形成分中の割
合が0.02〜2%、好ましくは0.05〜1%となる
よう添加すると付着強度向上に著しい効果を発揮するこ
とが判明した。添加量が0.05%以下では効果が認め
られず、2%を越えるとY2O3が析出し、表面平滑性
に悪影響を及ぼし、ダイアタッチ性を阻害する0表面平
滑性を保ちしかも付着強度を向上させるにはペーストの
固形成分中に0.05〜1%添加するのが良い。
It has been found that adding yttrium oxide in an amount of 0.02 to 2%, preferably 0.05 to 1%, in the solid component of the paste has a significant effect on improving adhesive strength. No effect is observed when the amount added is less than 0.05%, and when it exceeds 2%, Y2O3 precipitates, adversely affecting surface smoothness and inhibiting die attachability. 0 Maintains surface smoothness and improves adhesive strength. To achieve this, it is recommended to add 0.05 to 1% to the solid component of the paste.

ビヒクルは金属微粉末を均一に分散させ、使用に際して
は適度の粘性と表面重力を有し、塗布面に滑らかに拡散
させる機崗を有する0本発明で使用するビヒクルは通常
使用されているエチルセルロースをバインダーとして、
溶剤としてテレピネオール、ブチルカルピトール、ブチ
ルカルピトールアセテート、テキサノール等の有btu
溶媒が使用できる。また、金属粉末との漏れ性を良くす
るため界面活性剤を0.5〜10%添加すると分散性が
良くなる。又、分散剤としてロジン系樹脂を0.1〜2
%添加する場合もある。ペースト状態では金属微粉末粒
子の分離偏析を避けるため、粘度は高く調整しておくが
、使用に際しては溶剤を用いて希釈し、40〜4500
P3の粘度に調整する。
The vehicle used in the present invention is made of ethyl cellulose, which is commonly used. As a binder,
As a solvent, btu such as terpineol, butylcarpitol, butylcarpitol acetate, texanol, etc.
Solvents can be used. Further, in order to improve the leakage with the metal powder, adding 0.5 to 10% of a surfactant improves the dispersibility. In addition, 0.1 to 2% of rosin resin is used as a dispersant.
% may be added. In the paste state, the viscosity is adjusted to be high to avoid separation and segregation of fine metal powder particles, but before use, dilute it with a solvent to a viscosity of 40 to 4500.
Adjust the viscosity to P3.

第一の発明では銀微粉末および銀と銅との複合微粉末を
含み、これらの金属微粉末粒子の合計が60〜90%で
、かつ金属微粉末中の銅の含有量が0.1〜lθ%であ
り、さらに酸化イー、トリウムを固形成分中に0.02
〜2%含み、残部がビヒクルからなる導電ペーストであ
る。ペース・トを上記のように構成することにより熱衝
撃に耐え、熱劣化性が著しく改善された強固な結合力を
有するものとなる。さらに本発明によるペーストはドラ
ディングの際の分散性も良くなり、平滑で均一な焼土が
り特性を有するすぐれた表面皮119となる。
The first invention includes a fine silver powder and a composite fine powder of silver and copper, the total of these fine metal powder particles is 60 to 90%, and the content of copper in the fine metal powder is 0.1 to 90%. lθ%, and 0.02 ethyl oxide and thorium are added to the solid component.
It is a conductive paste containing ~2% and the remainder being vehicle. By configuring the paste as described above, it can withstand thermal shock and has strong bonding strength with significantly improved resistance to thermal deterioration. Further, the paste according to the present invention has good dispersibility during drudging, resulting in an excellent surface skin 119 having smooth and uniform baked clay characteristics.

第二の発明は第一の発明に白金を添加したものであり、
銀微粉末と、銀と銅との複合微粉末と、銀と白金との複
合微粉末または白金微粉末とを含み、これらの金属微粉
末粒子の合計が90〜90%で、かつ金属微粉末中の銅
の含有量が0.1〜10%であり、銀との複合粉末であ
る場合白金の含有呈が0.2〜30%であり、さらに酸
化イツトリウムを固形成分中に0.02〜2%含み、残
部がビヒクルからなる導電ペーストである。上記のごと
くペーストを構成することにより、熱衝撃に耐え、熱劣
化性が著しく改善された強固な結合力を有するほかに、
銀のマイグレーションを防止し、ワイヤーポンディング
性、ファインライン性、ハンダ特性、導電性を改善する
効果を有する。又、キャビティ一部にワイヤーを接続す
る場合、AfL線が使用できる大きな利点をもつ。
The second invention is the first invention with platinum added,
Contains fine silver powder, fine composite powder of silver and copper, fine composite powder of silver and platinum or fine platinum powder, the total of these fine metal powder particles is 90 to 90%, and fine metal powder The content of copper in the solid component is 0.1 to 10%, and in the case of a composite powder with silver, the content of platinum is 0.2 to 30%, and furthermore, the content of yttrium oxide in the solid component is 0.02 to 10%. It is a conductive paste containing 2% and the remainder is vehicle. By configuring the paste as described above, it has strong bonding strength that can withstand thermal shock and has significantly improved thermal deterioration resistance.
It has the effect of preventing silver migration and improving wire bonding properties, fine line properties, solder properties, and conductivity. Furthermore, when connecting a wire to a part of the cavity, an AfL wire can be used, which has a great advantage.

白金は化学的に安定であるから単独で混合しても上記特
性を改善するのに有効であるが、銀との複合粉末を使用
するとビヒクル中で均一に分散するので、一層効果的で
ある。銀と白金との複合粉末はノー2キ粉、共沈粉、メ
カニカルアロイ粉等が使用できる。複合粉末中の白金の
含有率は5〜60%が適する。メカニカルアロイ粉では
白金含有率の高いものを容易に得ることができる。
Since platinum is chemically stable, it is effective to improve the above properties even when mixed alone, but using a composite powder with silver is even more effective because it is uniformly dispersed in the vehicle. As the composite powder of silver and platinum, non-dry powder, co-precipitated powder, mechanical alloy powder, etc. can be used. A suitable platinum content in the composite powder is 5 to 60%. Mechanical alloy powders with high platinum content can be easily obtained.

複合粉末の粉末粒子径は1OIL−以下、平均粒子径(
DMI )は5pm以下程度のものが良い、白金の含有
にはペースト中の金属粒子に対し0.2〜10%、好ま
しくは0.5〜3.0%である。白金含有量が0.2%
以下では添加効果が認められず、 10%以上ではコス
ト削減の効果が現われない。
The powder particle size of the composite powder is 1 OIL- or less, the average particle size (
DMI) is preferably about 5 pm or less, and the platinum content is 0.2 to 10%, preferably 0.5 to 3.0%, based on the metal particles in the paste. Platinum content is 0.2%
Below, no effect of addition is observed, and above 10%, no cost reduction effect appears.

第三の発明は第一の発明にパラジウムを添加したもので
あり、銀微粉末と、銀と銅との複合粉末と、銀とパラジ
ウムとの複合微粉末又はパラジウム微粉末とを含み、こ
れらの金属微粉末粒子の合計が60〜90%で、かつ金
属微粉末中の銅の含有量が0.1〜10%であり、パラ
ジウムの含有量が0.2〜30%であり、さらに酸化イ
ツトリウムを固形成分中に0.02〜2%含み、残部が
ビヒクルからなる導電ペーストである。上記のごとくペ
ーストを構成することにより、熱衝撃に耐え、熱劣化性
が著しく改善された強固な結合力を有するほかに、特に
銀のマイグレーション防止に著しい効果を発揮し、ワイ
ヤーボンディング性。
The third invention is the first invention with the addition of palladium, and includes a fine silver powder, a composite powder of silver and copper, a fine composite powder of silver and palladium, or a fine palladium powder. The total amount of fine metal powder particles is 60 to 90%, and the content of copper in the fine metal powder is 0.1 to 10%, the content of palladium is 0.2 to 30%, and further yttrium oxide. It is a conductive paste containing 0.02 to 2% of solid components, with the remainder being vehicle. By configuring the paste as described above, it not only has a strong bonding strength that can withstand thermal shock and has significantly improved thermal deterioration resistance, but also has a remarkable effect on preventing silver migration and improves wire bonding properties.

ハンダ特性を改善し、表面の滑らかな均質皮膜が得られ
る効果を有する。
It has the effect of improving solder properties and producing a smooth, homogeneous film on the surface.

パラジウムを添加したペーストは銀のマイグレーション
を防止する効果を有することは広く知られた事実である
が、パラジウムを単独で添加したペーストは、焼成過程
でパラジウムが容易に酸化され、表面粗さが極端に粗く
なる欠点がある。そのためパラジウムを単独で添加する
場合。
It is a widely known fact that pastes containing palladium have the effect of preventing silver migration, but in pastes containing only palladium, the palladium is easily oxidized during the firing process, resulting in extreme surface roughness. It has the disadvantage of becoming rough. Therefore, when palladium is added alone.

粒度(050)を21Lm以下の微粉末を使用しなけれ
ばならない0本発明ではパラジウムを銀と複合化した粉
末を使用することにより、パラジウムの酸化を防止しつ
つ平面状態のきわめて良好な皮膜が得られることを見出
した。
A fine powder with a particle size (050) of 21 Lm or less must be used.In the present invention, by using a powder in which palladium is composited with silver, a film with an extremely good planar state can be obtained while preventing palladium from oxidizing. I found out that it can be done.

銀とパラジウムとの複合化粉末としては共沈粉末、メカ
ニカルアロイ粉末、メッキ粉末が利用できる。複合粉末
中のパラジウムの含有率は10〜40%、好ましくは2
0〜30%のものが使い易い。
Co-precipitation powder, mechanical alloy powder, and plating powder can be used as the composite powder of silver and palladium. The palladium content in the composite powder is 10-40%, preferably 2
0 to 30% is easy to use.

複合粉末の粒子径は10終腸以下、平均粒子径(DI 
)は5終膓以下程度のものが良い。
The particle size of the composite powder is 10 or less, the average particle size (DI
) should be about 5 or less.

パラジウムの含有量はペースト中の金属粒子に対して0
.2〜30%、好ましくは0.5〜10%である。パラ
ジウム含有量が0.2%以下では添加の効果が認められ
ず、30%以上添加しても著しい特性向上は期待できな
くなるからである。
The palladium content is 0 relative to the metal particles in the paste.
.. It is 2-30%, preferably 0.5-10%. This is because if the palladium content is less than 0.2%, the effect of addition is not recognized, and even if it is added in an amount of 30% or more, no significant improvement in properties can be expected.

実施例 次に実施例をあげて本発明を説明する。Example Next, the present invention will be explained with reference to Examples.

表1に示す金属粉末と酸化イツトリウムを使用しビヒク
ルとしてテルピネオール、エチルセルロース及び界面活
性剤を使用して三本ロールミルで混練してペーストを作
った。
A paste was prepared by kneading the metal powder and yttrium oxide shown in Table 1 in a three-roll mill using terpineol, ethyl cellulose, and a surfactant as vehicles.

銀粉末は市販の還元粉を使用し、純度は88.8%、粒
度は1〜4ル膳であった。
A commercially available reduced silver powder was used, with a purity of 88.8% and a particle size of 1 to 4 L.

銀と銅との複合粉末として銀粉90%と銅粉10%をボ
ールミル中で高速混合粉砕したメカニカルアロイ粉を使
用した。複合粉末の粒度は10ル履以下に分級したもの
を使用した。
A mechanical alloy powder obtained by mixing and pulverizing 90% silver powder and 10% copper powder in a ball mill at high speed was used as a composite powder of silver and copper. The particle size of the composite powder was classified to 10 l or less.

白金は市販の0.5〜0.8 gmの微粉末、および銀
と白金の割合が85:15の共沈粉末を5ル鵬以下に分
散して使用した。
As platinum, a commercially available fine powder of 0.5 to 0.8 gm and a co-precipitated powder with a ratio of silver to platinum of 85:15 were used by dispersing the platinum to a size of 5 gm or less.

パラジウムは市販の粒度0.8〜1.8p、txの微粉
末、および銀とパラジウムの重量比が7二3である共沈
粉末を5ル腸以下に分散したものを使用した。
The palladium used was a commercially available fine powder with a particle size of 0.8 to 1.8p, tx, and a co-precipitated powder with a weight ratio of silver to palladium of 723, which was dispersed in an amount of 5 ml or less.

酸化イアトリウムは平均粒径1.2用墓、純度999%
の市販品を使用した。
Iatrium oxide has an average particle size of 1.2 and a purity of 999%.
A commercially available product was used.

どヒクル成分はテルピネオールに対して12%のエチル
セルロース及びノニオン系界面活性剤2.5%を添加し
たものを用いた。
The vehicle component used was one in which 12% ethyl cellulose and 2.5% nonionic surfactant were added to terpineol.

これらの金属粉末と酸化イツトリウムとビヒクルを表1
に示す配合条件で三本ロールミルを使用して充分混練し
、ペーストを得た。その時の粘度はBroakfiel
d粘度計HBTで、141!!スピンドルを使用して測
定したところ、200±50 Kcpsであった。
Table 1 shows these metal powders, yttrium oxide, and vehicle.
A paste was obtained by thoroughly kneading the mixture using a three-roll mill under the compounding conditions shown below. The viscosity at that time is Broakfield
d Viscometer HBT, 141! ! When measured using a spindle, it was 200±50 Kcps.

次に該ペーストを、ブチルカルピトールとテルピネオー
ルを1:lに混合した溶液をシンナーとして使用し、最
終粘度が約100cpsになるように調整してドラディ
ングに使用した。
Next, the paste was adjusted to a final viscosity of about 100 cps using a 1:1 mixed solution of butyl calpitol and terpineol as a thinner, and used for drudging.

基板はブラックアルミナ(i]2%Al2O3、寸法3
1.7X 13X 2 a層)を使用し、キャビティー
の寸法は8.25X B、25X O,18mmであっ
た。
The substrate is black alumina (i) 2% Al2O3, size 3
The dimensions of the cavity were 8.25X B, 25X O, 18 mm.

アルミナ基板はトリクロレンで洗浄後使用した。このキ
ャビティー上に粘度調整された希釈ペーストをドラディ
ングにより滴下塗布した。
The alumina substrate was used after cleaning with trichlorolene. A diluted paste whose viscosity was adjusted was applied dropwise onto this cavity by drudging.

ドラディング装置は層下エンジニアリング製のものを使
用した。該導電ペーストをドラディング後、レベリング
を1時間おこなった後120℃で20分間乾燥し、さら
にワトキンス・ジ、ンソン社製4MC型厚膜焼成炉によ
り、大気雰囲気中で焼成した。焼成条件は60分間プロ
ファイルでピーク温度910℃及び920℃で10分間
とした。
The dorading device used was one manufactured by Shikashita Engineering. After the conductive paste was dredged and leveled for 1 hour, it was dried at 120° C. for 20 minutes, and then fired in an air atmosphere using a 4MC type thick film firing furnace manufactured by Watkins & Company. The firing conditions were a 60 minute profile with peak temperatures of 910°C and 920°C for 10 minutes.

このようにして得られたペースト皮膜表面を観察し、表
面粗さを東京精密製表面粗さ計により測定した。サンプ
ルは各水準毎に50偏を使用した。
The surface of the paste film thus obtained was observed, and the surface roughness was measured using a surface roughness meter manufactured by Tokyo Seimitsu. Fifty samples were used for each level.

さらに 2.5X  2.5鵬ロロ×25終鵬のAuプ
レフォームを使用し、ウェストボンド社製ダイアタッチ
921により450℃でシリコンチップを接着した。こ
のようにして得られたサーディツプICにつき特性試験
を実施した。これらの結果を表2に示す。
Furthermore, a silicon chip was bonded at 450° C. using Die Attach 921 manufactured by West Bond Co., Ltd. using an Au preform of 2.5×2.5 Peng Roro×25 Peng. Characteristic tests were conducted on the thus obtained cerdip IC. These results are shown in Table 2.

接着強度はダイアタッチ性とグイブツシュ試験で判定し
た。ダイアタッチ性とは接着時のスクライビングの特開
により判断し、表2中Q印は短時間に接着できたもので
ある。グイプッシュ試験は耐熱試験終了後のテストピー
スについてエンジニアド拳テクニカル・プロタクト社製
のバーチカルポンドテスターを使用して測定した0表2
中O印は20個全部のテストピースがグイ破壊を示した
場合、Δ印は20個のサンプルのうち1個でも膜剥離が
あった場合を示す、X印は20個のテストピース全部が
膜剥離をしたことを示している。
Adhesive strength was determined by die attachability and Guibtsch test. The die attachability was determined by scribing in Japanese Patent Application Publication No. 2003-120002, and the mark Q in Table 2 indicates that the adhesive could be adhered in a short time. The Gui Push test was performed using a vertical pound tester manufactured by Engineered Fist Technical Protect Co., Ltd. on the test piece after the heat resistance test was completed.Table 2
The middle O mark indicates that all 20 test pieces have broken, the Δ mark indicates that even one of the 20 samples has peeled off the film, and the X mark indicates that all 20 test pieces have peeled off. This indicates that it has been peeled off.

上記の耐熱試験は熱サイクルテストと熱衝撃テストを実
施した。試験条件は熱サイクルテストはにILL−ST
o 883B +010争2に基づきC0NDITIO
N  Cでおこなった。熱衝撃テストは同じ< MIL
L−ST088381010 拳2 、 GOMDIT
IOIII Cでおこなった。
For the above heat resistance test, a thermal cycle test and a thermal shock test were conducted. The test conditions are ILL-ST for thermal cycle test.
o 883B +010 C0NDITIO based on dispute 2
It was done in NC. Thermal shock test is the same < MIL
L-ST088381010 Fist 2, GOMDIT
This was done in IOIIIC.

メタライズ焼成膜の垂直引張強度は、次の方法で行った
。まず、先端2.85m1+中の銅スタッドに10gm
の厚さで銀メッキしたものを金−けい素合金teJ (
2,2wmX 2.2票膳×50μml )をプレフォ
ームとして使用し、 450℃でスクライブさせながら
銀メンキスタンドを接着させた0次いで銀メツキスタッ
ドを引張速度16■l/分の一定速度で、今田製作所製
ブツシュ・プル・テスターにより垂直方向の引きながし
強度を測定した。
The vertical tensile strength of the fired metallized film was measured using the following method. First, add 10g to the copper stud in the tip 2.85m1+
gold-silicon alloy teJ (
2.2wm x 2.2mm x 50μml) was used as a preform, and a silver plating stand was adhered while scribing at 450°C.Then, the silver plating stud was pulled at a constant speed of 16 l/min. The vertical pull strength was measured using a bush pull tester manufactured by Imada Seisakusho.

第2表の結果から明らかなように、本発明による銀と銅
との複合微粉末を使用した導電ペーストは、焼成後の表
面がきわめて滑らかであり、シリコンチップとメタライ
ズ焼成膜との接着力が強固であり、しかも熱履歴を受け
ても接1着力が劣化しないというきわめてすぐれた効果
を発揮している。
As is clear from the results in Table 2, the conductive paste using the composite fine powder of silver and copper according to the present invention has an extremely smooth surface after firing, and has a strong adhesive strength between the silicon chip and the fired metallized film. It is strong and exhibits an extremely excellent effect in that its adhesive strength does not deteriorate even after being subjected to thermal history.

白金粉末または銀白全複合粉末を使用した導電ペースト
は皮膜の焼き上がり状態が良く、接着強度が一段と向上
し熱履歴によっても接着強度が劣化しないことが判明し
た。
It was found that conductive pastes using platinum powder or silver-platinum composite powder have a good baked-on film, further improve adhesive strength, and do not deteriorate due to thermal history.

本発明品のポンディング抵抗値は非常に低く、かつ経時
的に安定しており、かつポンディング特性も良いので、
アルミニウムワイヤーの使用が可能となることも、本発
明の大きな利点である。
The product of the present invention has a very low pounding resistance value, is stable over time, and has good bonding characteristics.
The ability to use aluminum wire is also a major advantage of the present invention.

パラジウム粉末を単純混合した調整ペーストはパラジウ
ムの粒度を細かくしないと焼成後の皮膜状態が悪く、ダ
イアタッチ性も劣るが本発明による銀とパラジウムの混
合粉末を使用した場合は、これらの欠点が解消され、接
着強度が一段とすぐれたものとなる。
A prepared paste made by simply mixing palladium powder has poor film quality after firing and poor die attachability unless the palladium particle size is made fine, but when using the mixed powder of silver and palladium according to the present invention, these drawbacks are overcome. This results in even better adhesive strength.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)銀微粉末と、銀と銅との複合微粉末を含みこれら金
属微粉末の合計が60〜90%(重量%、以下同じ)で
あり、かつ金属微粉末中の銅の含有量が0.1〜10%
であり、さらに酸化イットリウムを固形成分中に0.0
2〜2%含み残部がビヒクル成分よりなることを特徴と
する導電ペースト。 2)銀微粉末と、銀と銅との複合微粉末と、銀と白金と
の複合微粉末または白金微粉末とを含み、これら金属微
粉末の合計が60〜90%であり、かつ金属微粉末中の
銅の含有量が0.1〜10%で白金の含有量が0.2〜
10%であり、さらに酸化イットリウムを固形成分中に
0.02〜2%含み、残部がビヒクル成分よりなること
を特徴とする導電ペースト。 3)銀微粉末と、銀と銅との複合微粉末と、銀とパラジ
ウムとの複合微粉末またはパラジウム微粉末を含み、こ
れら金属微粉末の合計が60〜90%であり、かつ金属
微粉末中の銅の含有量が0.1〜10%で、パラジウム
の含有量が0.2〜30%であり、さらに酸化イットリ
ウムを固形成分中に0.02〜2%含み、残部がビヒク
ル成分よりなることを特徴とする導電ペースト。
[Scope of Claims] 1) The total amount of these metal fine powders is 60 to 90% (weight %, the same shall apply hereinafter), including fine silver powder and composite fine powder of silver and copper, and Copper content is 0.1-10%
Furthermore, 0.0 yttrium oxide is added to the solid component.
A conductive paste characterized by containing 2 to 2% and the remainder consisting of a vehicle component. 2) Contains a fine silver powder, a fine composite powder of silver and copper, a fine composite powder of silver and platinum, or a fine platinum powder, the total of these fine metal powders being 60 to 90%, and a fine metal powder. The copper content in the powder is 0.1-10% and the platinum content is 0.2-10%.
10% and further contains 0.02 to 2% of yttrium oxide in the solid component, with the remainder being a vehicle component. 3) Contains fine silver powder, fine composite powder of silver and copper, fine composite powder of silver and palladium, or fine palladium powder, the total of these fine metal powders is 60 to 90%, and fine metal powder The content of copper is 0.1 to 10%, the content of palladium is 0.2 to 30%, and the solid component contains yttrium oxide of 0.02 to 2%, with the remainder being from the vehicle component. A conductive paste characterized by:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6381894A (en) * 1986-09-25 1988-04-12 田中貴金属工業株式会社 Manufacture of ceramic circuit board
JPS63102103A (en) * 1986-10-17 1988-05-07 昭和電工株式会社 Conducting paste

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JPH0572681B2 (en) * 1986-10-17 1993-10-12 Showa Denko Kk

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