JPS6217322B2 - - Google Patents
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- JPS6217322B2 JPS6217322B2 JP56166281A JP16628181A JPS6217322B2 JP S6217322 B2 JPS6217322 B2 JP S6217322B2 JP 56166281 A JP56166281 A JP 56166281A JP 16628181 A JP16628181 A JP 16628181A JP S6217322 B2 JPS6217322 B2 JP S6217322B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
-
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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-
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/0089—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with other, not previously mentioned inorganic compounds as the main non-metallic constituent, e.g. sulfides, glass
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- H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
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Description
この発明は厚膜導体インクと、ポーセレン被覆
金属板上の多層型電気回路に対するその用途に関
する。 多層構体の製造において適当な基板上に種々の
機能を持つ厚膜を特殊なインクを用いて形成する
ことは当業者に公知であり、この技法は電子工業
の広い用途において種々の基板上に極めて稠密な
多層型集積回路パタンを形成する場合に重要度を
増して来た。 このような回路の製造に特に優れた基板が米国
特許第4256796号明細書（特開昭56−73643対応）
に開示されているが、この基板は金属に優れたポ
ーセレン組成物を被覆したもので、そのポーセレ
ン組成物はその酸化物組成に基いて酸化マグネシ
ウムMgOまたは酸化マグネシウムと他の酸化物
との混合物、酸化バリウムBaO、３酸化硼素
B2O3および２酸化シリコンSiO2より成つてい
る。 上記米国特許のポーセレン被覆金属基板はそれ
までに知られていた基板材料より著しく優れてい
るが、市販の厚膜用インクに殆んどまたは全く適
合しないことだけが欠点であつた。この発明はこ
の基板材料に適合する進歩した導電性銅インクに
関する。 導電性銅インクは酸化ビスマスを添加するとそ
れから形成された被膜のロウ接性が向上する利点
があることが一般に認められ、通常このインクは
約５重量％から最大10重量％程度までの酸化ビス
マスを含んでいる。本願発明者はこの酸化ビスマ
スの量がインク組成物の約３重量％を超えるとそ
の被膜と抵抗との接触点でしばしば反応を起し、
これによつてその接触点で著しく抵抗が上昇する
という顕著な欠点を生ずることを発見した。 この発明による導電性銅インクは上記米国特許
の基板に適合すると共に、ロウ接性がよく、上述
のように抵抗との接触点で反応を起さない。 この発明の導電性銅インクは、バリウム・カル
シウム硼珪酸ガラスと、銅粉末と、３酸化ビスマ
スと、適当な有機媒体とを含んでいる。 この発明による導電性銅インクは高信頼で、特
に上記米国特許のポーセレン被覆金属回路板のよ
うな適当な基板上に複数な単層型または多層型厚
膜回路を形成する場合に有用である。 この発明による導電性銅インクは上記米国特許
の基板のポーセレンに適合するだけでなく、他の
機能のために特別に調製された他の機能のインク
にも適合し、この導電性銅インクと上記米国特許
のポーセレン被覆金属板用に調製された他の機能
のインクおよび保護用インクはその基板と共に多
層型厚膜集積回路構体に著しい進歩を与えるもの
である。 この発明の導電性銅インクは銅粉末と、ガラス
フリツトと、酸化ビスマスと、適当な有機媒体と
から構成されている。 この発明の導電性銅インクのガラスフリツト
は、上記米国特許の基板のポーセレンに適合する
バリウム・カルシウム硼珪酸ガラスである。この
結果このインクから作られた厚膜導体は優れた再
加熱安定性と上記米国特許の基板と同様の熱膨張
係数を有する上、これに含まれる酸化ビスマスの
量を制御することにより、これから作られた厚膜
導体が上述のように抵抗との接触点で反応を起す
ことなくそれ以上の酸化ビスマス量で通常得られ
るロウ接性を示す。 この発明のインクのガラスフリツトはバリウ
ム・カルシウム硼珪酸ガラスで、その組合は重量
比で、酸化バリウム約40〜55％、好ましくは約52
％と、酸化カルシウム約10〜15％、好ましくは約
12％と、３酸化硼素約14〜25％、好ましくは約16
％と、２酸化シリコン約13〜23％、好ましくは約
20％とから成り、インク組成物全体の約１〜15
％、好ましくは約２〜６％を占める。 この発明の導電性銅インクに用いる銅粉末は粒
径約3.0〜3.2μの純銅で、インク組成物全体の約
70〜90重量％、好ましくは約78〜82重量％を占め
る。 この発明の導電性銅インクは約0.5〜3.0重量％
好ましくは約１〜２重量％の酸化ビスマスを含ん
でいる。この酸化ビスマス含有量はインク全体の
約３重量％を超えない。またこのインクは酸化ビ
スマスの含有量が最大限３重量％より充分低くて
も酸化鉛が含まれていると同じ端子反応を生ずる
ため酸化鉛を含んでいてはならない。酸化ビスマ
スとガラスフリツトはインク中に重量比約１：１
〜１：３で存在するのが好ましい。酸化ビスマス
はインク中に粉末として添加することもできる
が、ガラスフリツト自身に含まれていてもよい。 有機媒体は例えばセルローズ誘導体特にエチル
セルローズのような結着剤、ポリアクリレートま
たはメタクリレートのような合成樹脂、ポリエス
テル、ポリオレフイン等であるが、一般に上記形
式のインクに通常用いられる媒体はこのインクに
も用いることができる。市販の媒体で推奨される
ものはアモコ社（Amoco Chemicals Corp.）の
純液体ポリブテンAmocoH−25型、Ｈ−50型およ
びＬ−100型、デユポン社（dupont de Nemours
Co.）のポリアクリル酸ｎ−ブチル等である。 上記の樹脂は単独で用いても、２種以上を混合
してもよい。また必要に応じて適当な粘度変更剤
を加えることもできる。この変更剤は同様のイン
ク組成物に通常用いられる例えばパイン油、テル
ピネオール、酢酸ブチルカルビトール、テキサス
社（Texas Eastman Co.）から商標Texanolで
市販のエステルアルコール等の溶媒、またはNL
社（NL Industries）から商標Thixatrolで市販の
ヒマシ油誘導体のような固体とすることができ
る。 この発明のインクの媒体はまたその種類によつ
て導電性銅インクに通常用いられる形式の適当な
湿潤剤を重量比で約25％以下、好ましくは約10〜
20％含ませて、銅粉末の粒子を有機媒体で被覆す
る補助をさせることもできる。有機媒体の全成分
と同様この湿潤剤も窒素中の焼成で炭素質残渣を
残すことなく焼失する必要がある。推奨される湿
潤剤は複雑な多官能脂肪族炭化水素を脂肪族炭化
水素油に分散したもので、セントラル社
（Central Compounding Co.）から商標
Hypothiolate 100として市販されているものであ
る。有機媒体はインク全体の約６〜25重量％、好
ましくは約12〜15重量％を占める。 この発明の導電性銅インク例えば通常のアルミ
ナ板または上記米国特許のポーセレン被覆金属板
に通常の手段すなわちスクリーンプリント、刷毛
塗り、吹付け等によつて被着されるが、スクリー
ンプリントが好ましい。このインク被膜は次に空
気中で100〜125℃で約15分乾燥され、さらに窒素
中で850〜950℃で４〜10分焼成される。 この発明の導電性導インクから形成された被膜
は通常の導電性銅インクとロウ接性を含むすべて
の性質が同等である上、上記米国特許のポーセレ
ン被覆金属基板に優れた適合性を示すことが判つ
た。またこの発明のインクで形成した被膜は通常
の厚膜酸化錫または酸化インジウム抵抗インクと
上記米国特許のポーセレン被膜金属板の双方に適
合性を示すと共に、同様に良好な導電性、ロウ接
性、ロウ溶出抵抗、ワイヤーボンデイング性およ
び高湿度長時間露出抵抗を有する。 次に例を挙げてこの発明を説明するが、これは
この発明がその説明の細部に限定されることを意
味するものではない。例中別示ない限り成分量の
部および％はすべて重量比であり、温度はすべて
０℃で示す。 例 １ 次の組成で導電性銅インクを調製した。
金属板上の多層型電気回路に対するその用途に関
する。 多層構体の製造において適当な基板上に種々の
機能を持つ厚膜を特殊なインクを用いて形成する
ことは当業者に公知であり、この技法は電子工業
の広い用途において種々の基板上に極めて稠密な
多層型集積回路パタンを形成する場合に重要度を
増して来た。 このような回路の製造に特に優れた基板が米国
特許第4256796号明細書（特開昭56−73643対応）
に開示されているが、この基板は金属に優れたポ
ーセレン組成物を被覆したもので、そのポーセレ
ン組成物はその酸化物組成に基いて酸化マグネシ
ウムMgOまたは酸化マグネシウムと他の酸化物
との混合物、酸化バリウムBaO、３酸化硼素
B2O3および２酸化シリコンSiO2より成つてい
る。 上記米国特許のポーセレン被覆金属基板はそれ
までに知られていた基板材料より著しく優れてい
るが、市販の厚膜用インクに殆んどまたは全く適
合しないことだけが欠点であつた。この発明はこ
の基板材料に適合する進歩した導電性銅インクに
関する。 導電性銅インクは酸化ビスマスを添加するとそ
れから形成された被膜のロウ接性が向上する利点
があることが一般に認められ、通常このインクは
約５重量％から最大10重量％程度までの酸化ビス
マスを含んでいる。本願発明者はこの酸化ビスマ
スの量がインク組成物の約３重量％を超えるとそ
の被膜と抵抗との接触点でしばしば反応を起し、
これによつてその接触点で著しく抵抗が上昇する
という顕著な欠点を生ずることを発見した。 この発明による導電性銅インクは上記米国特許
の基板に適合すると共に、ロウ接性がよく、上述
のように抵抗との接触点で反応を起さない。 この発明の導電性銅インクは、バリウム・カル
シウム硼珪酸ガラスと、銅粉末と、３酸化ビスマ
スと、適当な有機媒体とを含んでいる。 この発明による導電性銅インクは高信頼で、特
に上記米国特許のポーセレン被覆金属回路板のよ
うな適当な基板上に複数な単層型または多層型厚
膜回路を形成する場合に有用である。 この発明による導電性銅インクは上記米国特許
の基板のポーセレンに適合するだけでなく、他の
機能のために特別に調製された他の機能のインク
にも適合し、この導電性銅インクと上記米国特許
のポーセレン被覆金属板用に調製された他の機能
のインクおよび保護用インクはその基板と共に多
層型厚膜集積回路構体に著しい進歩を与えるもの
である。 この発明の導電性銅インクは銅粉末と、ガラス
フリツトと、酸化ビスマスと、適当な有機媒体と
から構成されている。 この発明の導電性銅インクのガラスフリツト
は、上記米国特許の基板のポーセレンに適合する
バリウム・カルシウム硼珪酸ガラスである。この
結果このインクから作られた厚膜導体は優れた再
加熱安定性と上記米国特許の基板と同様の熱膨張
係数を有する上、これに含まれる酸化ビスマスの
量を制御することにより、これから作られた厚膜
導体が上述のように抵抗との接触点で反応を起す
ことなくそれ以上の酸化ビスマス量で通常得られ
るロウ接性を示す。 この発明のインクのガラスフリツトはバリウ
ム・カルシウム硼珪酸ガラスで、その組合は重量
比で、酸化バリウム約40〜55％、好ましくは約52
％と、酸化カルシウム約10〜15％、好ましくは約
12％と、３酸化硼素約14〜25％、好ましくは約16
％と、２酸化シリコン約13〜23％、好ましくは約
20％とから成り、インク組成物全体の約１〜15
％、好ましくは約２〜６％を占める。 この発明の導電性銅インクに用いる銅粉末は粒
径約3.0〜3.2μの純銅で、インク組成物全体の約
70〜90重量％、好ましくは約78〜82重量％を占め
る。 この発明の導電性銅インクは約0.5〜3.0重量％
好ましくは約１〜２重量％の酸化ビスマスを含ん
でいる。この酸化ビスマス含有量はインク全体の
約３重量％を超えない。またこのインクは酸化ビ
スマスの含有量が最大限３重量％より充分低くて
も酸化鉛が含まれていると同じ端子反応を生ずる
ため酸化鉛を含んでいてはならない。酸化ビスマ
スとガラスフリツトはインク中に重量比約１：１
〜１：３で存在するのが好ましい。酸化ビスマス
はインク中に粉末として添加することもできる
が、ガラスフリツト自身に含まれていてもよい。 有機媒体は例えばセルローズ誘導体特にエチル
セルローズのような結着剤、ポリアクリレートま
たはメタクリレートのような合成樹脂、ポリエス
テル、ポリオレフイン等であるが、一般に上記形
式のインクに通常用いられる媒体はこのインクに
も用いることができる。市販の媒体で推奨される
ものはアモコ社（Amoco Chemicals Corp.）の
純液体ポリブテンAmocoH−25型、Ｈ−50型およ
びＬ−100型、デユポン社（dupont de Nemours
Co.）のポリアクリル酸ｎ−ブチル等である。 上記の樹脂は単独で用いても、２種以上を混合
してもよい。また必要に応じて適当な粘度変更剤
を加えることもできる。この変更剤は同様のイン
ク組成物に通常用いられる例えばパイン油、テル
ピネオール、酢酸ブチルカルビトール、テキサス
社（Texas Eastman Co.）から商標Texanolで
市販のエステルアルコール等の溶媒、またはNL
社（NL Industries）から商標Thixatrolで市販の
ヒマシ油誘導体のような固体とすることができ
る。 この発明のインクの媒体はまたその種類によつ
て導電性銅インクに通常用いられる形式の適当な
湿潤剤を重量比で約25％以下、好ましくは約10〜
20％含ませて、銅粉末の粒子を有機媒体で被覆す
る補助をさせることもできる。有機媒体の全成分
と同様この湿潤剤も窒素中の焼成で炭素質残渣を
残すことなく焼失する必要がある。推奨される湿
潤剤は複雑な多官能脂肪族炭化水素を脂肪族炭化
水素油に分散したもので、セントラル社
（Central Compounding Co.）から商標
Hypothiolate 100として市販されているものであ
る。有機媒体はインク全体の約６〜25重量％、好
ましくは約12〜15重量％を占める。 この発明の導電性銅インク例えば通常のアルミ
ナ板または上記米国特許のポーセレン被覆金属板
に通常の手段すなわちスクリーンプリント、刷毛
塗り、吹付け等によつて被着されるが、スクリー
ンプリントが好ましい。このインク被膜は次に空
気中で100〜125℃で約15分乾燥され、さらに窒素
中で850〜950℃で４〜10分焼成される。 この発明の導電性導インクから形成された被膜
は通常の導電性銅インクとロウ接性を含むすべて
の性質が同等である上、上記米国特許のポーセレ
ン被覆金属基板に優れた適合性を示すことが判つ
た。またこの発明のインクで形成した被膜は通常
の厚膜酸化錫または酸化インジウム抵抗インクと
上記米国特許のポーセレン被膜金属板の双方に適
合性を示すと共に、同様に良好な導電性、ロウ接
性、ロウ溶出抵抗、ワイヤーボンデイング性およ
び高湿度長時間露出抵抗を有する。 次に例を挙げてこの発明を説明するが、これは
この発明がその説明の細部に限定されることを意
味するものではない。例中別示ない限り成分量の
部および％はすべて重量比であり、温度はすべて
０℃で示す。 例 １ 次の組成で導電性銅インクを調製した。
【表】
粉末成分と有機媒体を混じ、最初手で混合した
後３ロールミルで剪断を加えてスクリーンプリン
トに適する滑らかなペーストを得、これに混合中
の損失を補い、流動性を適正にするため媒体を添
加した。このようにして作つたインクで、200メ
ツシユ、液厚さ約25.4μのステンレス鋼スクリー
ンを用いて上記米国特許の形式のポーセレン被覆
鋼板上に導体端子を印刷し、空気中で125℃で15
分乾燥した後窒素雰囲気のベルトコンベヤ炉中で
最高温度850±10℃で８〜12分焼成した。次に酸
化インジウム抵抗インクを印刷し、同様に乾燥し
た後窒素中で最高温度900±５℃で４〜７分焼成
したところ抵抗の幅が約1.27mmから約2.54mmに
変った。この抵抗インクは次の組成で調製した。
後３ロールミルで剪断を加えてスクリーンプリン
トに適する滑らかなペーストを得、これに混合中
の損失を補い、流動性を適正にするため媒体を添
加した。このようにして作つたインクで、200メ
ツシユ、液厚さ約25.4μのステンレス鋼スクリー
ンを用いて上記米国特許の形式のポーセレン被覆
鋼板上に導体端子を印刷し、空気中で125℃で15
分乾燥した後窒素雰囲気のベルトコンベヤ炉中で
最高温度850±10℃で８〜12分焼成した。次に酸
化インジウム抵抗インクを印刷し、同様に乾燥し
た後窒素中で最高温度900±５℃で４〜７分焼成
したところ抵抗の幅が約1.27mmから約2.54mmに
変った。この抵抗インクは次の組成で調製した。
【表】
上記抵抗インクに用いたガラスフリツトの組成
は次の通りである。
は次の通りである。
【表】
【表】
上記５種類の導電性銅被膜の面抵抗を上記２種
類の抵抗についてそれぞれ測定した結果を次表に
示す。
類の抵抗についてそれぞれ測定した結果を次表に
示す。
【表】
組成Ｃ，Ｄのデータはインク中の酸化ビスマス
含有量が３重量％を超えると面抵抗が急激に上昇
を始めることを示している。組成Ｆは銅インクの
酸化ビスマス含有量が３重量％未満でも、ガラス
中の酸化鉛の存在によつて不都合な端子点反応が
起ることを示している。 例 ２ Ｂの組成で例１の手順に従つて銅インクを調製
したが、この例では酸化ビスマス粉末を別の成分
としてインクに加える代りに熔融してガラスフリ
ツトにした酸化物に添加した。通常のアルミナ板
と上記米国特許型のポーセレン被覆鋼板２枚に端
子を印刷して焼成した。この基板のポーセレンの
組成は次表の通りとした。
含有量が３重量％を超えると面抵抗が急激に上昇
を始めることを示している。組成Ｆは銅インクの
酸化ビスマス含有量が３重量％未満でも、ガラス
中の酸化鉛の存在によつて不都合な端子点反応が
起ることを示している。 例 ２ Ｂの組成で例１の手順に従つて銅インクを調製
したが、この例では酸化ビスマス粉末を別の成分
としてインクに加える代りに熔融してガラスフリ
ツトにした酸化物に添加した。通常のアルミナ板
と上記米国特許型のポーセレン被覆鋼板２枚に端
子を印刷して焼成した。この基板のポーセレンの
組成は次表の通りとした。
【表】
TRW社（TRW Inc.）から市販されている２
種類の酸化第２錫含有抵抗インクを例１と同様に
して基板上に印刷焼成して面抵抗を測定した結果
を次表に示す。
種類の酸化第２錫含有抵抗インクを例１と同様に
して基板上に印刷焼成して面抵抗を測定した結果
を次表に示す。
【表】
ポーセレンＢに対する値が高いのは鉄がポーセ
レン中に浸入して市販インク中の酸化第２錫を還
元したためである。この抵抗の変化は基板が原因
で銅インクではない。この表のデータはまたこの
発明の導電性銅インクの種々の基板並びに市販の
抵抗インクで形成した被膜に対する適合性を示し
ている。
レン中に浸入して市販インク中の酸化第２錫を還
元したためである。この抵抗の変化は基板が原因
で銅インクではない。この表のデータはまたこの
発明の導電性銅インクの種々の基板並びに市販の
抵抗インクで形成した被膜に対する適合性を示し
ている。
Claims (1)
- １ 銅粉末約70〜90重量％と、酸化バリウム約40
〜55重量％、酸化カルシウム約10〜15重量％、３
酸化硼素約14〜25重量％および２酸化シリコン約
13〜23重量％より成るバリウム・カルシウム硼珪
酸ガラスフリツト約１〜15重量％と、上記銅粉末
との混合物としてまたは上記ガラスフリツトの成
分として存在する酸化ビスマス約0.5〜３重量％
と、適当な有機媒体約６〜25重量％とを含む回路
板上の導体被膜の形成に適する導電性銅インク。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8033564 | 1980-10-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5798903A JPS5798903A (en) | 1982-06-19 |
| JPS6217322B2 true JPS6217322B2 (ja) | 1987-04-17 |
Family
ID=10516741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56166281A Granted JPS5798903A (en) | 1980-10-17 | 1981-10-16 | Conductive copper ink |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4376725A (ja) |
| JP (1) | JPS5798903A (ja) |
| KR (1) | KR880001311B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6217323U (ja) * | 1985-07-16 | 1987-02-02 | ||
| JPS63157233U (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-14 |
Families Citing this family (23)
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| DE3319486A1 (de) * | 1983-05-28 | 1984-11-29 | Bosch Gmbh Robert | Gassensor |
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| JP2001243836A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-09-07 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペースト及びそれを用いた印刷配線板 |
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| EP3357878B1 (en) * | 2015-10-01 | 2020-05-06 | Shoei Chemical Inc. | Conductive paste and terminal electrode forming method for laminated ceramic part |
| JP6986390B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2021-12-22 | Koa株式会社 | 厚膜抵抗器 |
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| US3484284A (en) * | 1967-08-15 | 1969-12-16 | Corning Glass Works | Electroconductive composition and method |
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-
1981
- 1981-07-06 US US06/280,917 patent/US4376725A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-10-16 JP JP56166281A patent/JPS5798903A/ja active Granted
- 1981-10-17 KR KR1019810003930A patent/KR880001311B1/ko active
-
1982
- 1982-07-09 US US06/396,662 patent/US4399320A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6217323U (ja) * | 1985-07-16 | 1987-02-02 | ||
| JPS63157233U (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4399320A (en) | 1983-08-16 |
| US4376725A (en) | 1983-03-15 |
| JPS5798903A (en) | 1982-06-19 |
| KR880001311B1 (ko) | 1988-07-22 |
| KR830007754A (ko) | 1983-11-07 |
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