JPS62237605A

JPS62237605A - 厚膜ペ−スト

Info

Publication number: JPS62237605A
Application number: JP8066086A
Authority: JP
Inventors: 篤山田; 露木　博
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1986-04-08
Filing date: 1986-04-08
Publication date: 1987-10-17
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPH0731931B2

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】工　発明の背景技術分野本発明は厚１摸ペーストに関する。

先行技術とその問題点パラジウム−銀（Ｐｄ−Ａｇ）ペーストは、アルミナ基
板の配線用や、チップコンデンサの外部型棒（特公昭４
１−２２０２３号等）などに用いられており、従来、以
Ｆに示す３種類に大別できる。

■Ｐｄ−Ａｇにガラスフリットを添加したもの。

■Ｐｄ−Ａｇに金属酸化物を添加したもの。

この場合金属酸化物としてはＣｄＯ，ＣｕＯ１ｖ２０５
などが用いられる。

■ミックスボンドと称されるもので、Ｆ記の■と■の混
合物であるもの。

ところで、非酸化物系絶縁体、例えば窒化アルミニウム
焼結体は、窒化アルミニウムの熱伝導率がアルミナの１
０倍と大きいため熱伝導性が良好で、しかも熱膨張率が
小さいことが知られている。　このため、非酸化物系絶
縁体、例えば窒化アルミニウム焼結体を基板として用い
ることによりＦ記の特性を生かすことができると考えら
れる。

しかし、非酸化物系絶縁体、例えば窒化アルミニウム焼
結体は金属とは接着しにくいという欠点がある。　そし
てその接着方法としては前記Ｐｄ−Ａｇ等の金属ペース
トを塗布する厚膜法が通常用いられるが、このような基
板では接着強度が十分でないなど問題があり、何らかの
改善が必要である。

■　発明の目的本発明の目的は、窒化アルミニウム焼結体基板等の非酸
化物系絶縁基板との接着強度の信頼性を高めることがで
き、特に高温中での接着強度の劣化を抑ｉｌｌすること
か可能な厚膜ペーストを提供することにある。

■　発明の開示このような目的は、Ｆ記の本発明によって達成される。

すなわち、本発明はパラジウムおよび銀を主成分とし、
これにガラス成分と金属水酸化物とを含有することを特
徴とするＪ１１膜ペーストである。

■　発明の具体的構成以ド、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の厚膜ペーストは、特に窒化アルミニウム（ＡＪ
２Ｎ）焼結体基板等の非酸化物系絶縁Ｊ、ξ板にのメタ
ライズに用いるものである。

１１体的にはペーストを基板トに印刷し乾燥し焼成する
ことによってメタライズ化して電極の形成や基板の接合
を行うものである。

本発明の厚膜ペーストは、パラジウムＰｄおよび銀Ａｇ
を主成分とし、これにガラス成分と金属水酸化物とを含
有する。

そして、さらには金属酸化物を含有させるのがよい。

この場合、金属水酸化物としては水酸化アルミニウム、
水酸化第二鉄、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム
、水酸化アルミニウム・マグネシウム複塩等が挙げられ
、なかでも水酸化アルミニウムが好ましい。

このような金属水酸化物、例えば水酸化アルミニウムを
含有したペーストを焼成した場合、最終的に／Ｍ！２０
３とＨ２Ｏになると推定されるが、水酸化アルミニウム
中の水酸基が活性化し、窒化アルミニウム焼結体と金属
酸化物との反応を促進していると考えられる。

金属水酸化物はＰｄおよびＡｇ１ＯＯｌ量部に対して１
〜ｌＯ重量部、好ましくは２〜６重量部含ませるのがよ
い。

このような含量とするのは、１ｍｆｆ１部未満では高温
中での接着強度の劣化（半田エージング現象）に対する
効果が見られなくなり、１０重量部をこえると、十分な
接着強度が得られなくなるからである。

金属水酸化物は、通常０．０１〜１μｍ程度の粒径とす
る。

カラス成分としてはｐｂを含まないものを用い、具体的
にはＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系のものが挙げられる。

ガラス成分は、ＰｄおよびＡｇｌＯＯ重量部に対して１
〜６重量部、好ましくは２〜４重量部含ませるのがよい
。

このような含量とするのは、１重量部未満では接着強度
が十分でなくなり、６重量部をこえると厚膜導体の抵抗
値は急激に増加して半田付は性も悪くなってしまうから
である。

金属酸化物としては、酸化バナジウム、酸化カドミウム
および酸化銅が挙げられ、このなかの少なくとも１種を
用いるのがよい。

酸化バナジウムはＰｄおよびＡｇｌＯＯ重量部に対して
０．２〜５重量部、好ましくは０．５〜Ｚｆｆｌｔ部含
ませるのがよい。

このような含量とするのは、０．２ｉ１部未満では高温
中での接着強度の劣化が著しくなり、５重量部をこえる
とパターンから基板への酸化バナジウムのしみ出しが顕
著となるからである。

また、金属酸化物に酸化カドミウムが含まれる場合は、
ＰｄおよびＡｇ１００重量部に対して１〜１０重量部、
好ましくは２〜５重量部とするのがよい。　　１重量部
未満で接着強度を増加させるのに効果がなくなり、１０
重量部をこえると導体抵抗が大きくなるからである。

酸化鋼が含まれる場合は、ＰｄおよびＡｇ１００重Ｘｉ
ｔ部に対して０．２〜５重が部、好ましくは０．５〜ｚ
ｆｆｌ量部とするのがよい。

０．２重量部未満では接着強度を増加させるのに効果が
なくなり、５重量部をこえると導体抵抗が大きくなるか
らである。

金属酸化物は通常０．１〜５μｍ程度の粒径とする。

なお、これらのうちでは、酸化バナジウムを必須成分と
するものが好ましく、これに酸化カドミウム、酸化鋼の
うちの少なくとも一方、最も好ましくは両者を含むもの
がより好ましい。

Ｌ成分とするＰｄおよびＡｇは１通常、Ｐｄ−Ａｇ合金
として用いるが、ＰｄとＡｇの比率は、Ｐｄ１０〜３０
重量％、Ａｇ９０〜７０重購％、好ましくはＰｄ１５〜
２５重量％、Ａｇ８５〜７５重川％とする部用よい。

このような比率とするのはＡｇが多すぎるとマイグレー
ションや半田侵蝕性の問題が起こり、Ｐｄが多すぎると
半田謂れ性が悪くなったり、導体抵抗が増大するからで
ある。

Ｐｄ−Ａｇ合金は０．０１〜１０μｍ程度の粒径のもの
を用いる。

溶剤としては、α−テルピネオール、ブチルカルピトー
ルアセテート（ＢＣＡ）等が用いられ、溶剤はＰｄおよ
びＡ　ｇｌ　ＯＯ市１４７部に対してｌＯ〜３００重舟
部含打される。

この他、ペースト中にはガラス成分の他に粘結剤として
エチルセルロース、ニトロセルロースなどの樹脂、界面
活性剤、腰切れ剤、レベリング剤等が含有されてもよい
。

このようにして作成したペーストを以後Ｐｄ−Ａｇペー
ストとよぶ。

このようなＰｄ−Ａｇペーストは、基板にスクリーン印
刷等によって印刷される。

そして、印刷した後、乾燥し、焼成する。

焼成は空気中で行なう。

また、温度は、８００〜１０００℃、より好ましくは８
５０〜９５０℃とするのがよい。

８００℃未満では、ペースト中の金属粉末の焼結が十分
に行われず、電極膜の強度が小さくなり、１０００℃を
こえるとＰｄ−Ａｇ合金の融点をこえて、電極が溶けて
しまうからである。

焼成のピーク時間は２〜６０分、より好ましくは５〜１
５分とするのがよい。

本発明に用いるＡｌ２Ｎ焼結体は、先に出願された特願
昭５９−２１５９７１号、同５９−２６５８５２号、同
５９−２６５８５３号、同５９−２６５８５４号、同５
９−２６５８５５　％ｌ、同５９−２６５８５６号等に
記載されているような方法により得られる。　この場合
ＡｆｌＮ粉末に焼結剤（ＣａＢ６等）をｏ、ｏｉ〜１０
ｗｔ％添加して混合した後、成形体とし、この成形体を
非酸化性雰囲気中で焼成することが好ましい。

なお、本発明のＰｄ−Ａｇペーストは、窒化アルミニウ
ムに限らず、窒化ケイ素、炭化ケイ素に対しても有効で
ある。

■　発明の具体的作用効果本発明によれば、パラジウムおよび銀を主成分とし、こ
れにガラス成分と金属水酸化物とを含有させているため
、窒化アルミニウム焼結体基板等の非酸化物系絶縁基板
との接着強度の信頼性を高めることができ、特に高温中
での接着強度の劣化を抑制することが可能な厚膜ペース
トが得られる。

■　発明の具体的実施例以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明の効果をざ
らに詳細に説明する。

実施例平均粒子径が５μｍのＡＲＮ粉末に、モ均粒径１０μｍ
のＣａＢ６粉末を０．１重量％添加し混合した。　次に
、この混合物を室温で約１０００Ｋｇ／ｃゴの圧力を加
えて成形体とした。

その後、成形体をＮ２気流中で１７５０℃までが温し、
１７５０℃で１時間保持した後、放冷した。

このようにして作製したＡｌ２Ｎ焼結体の基板（たて２
５ｍｍ、横２５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍ）にＡｇ−Ｐ
ｄ金属粉末［Ａｇ：　Ｐｄ＝８５：１５（重量比）］１
１００重量に対して表１に示すような割合で各添加物を
加えた。

なお、Ａｇ−Ｐｄおよび表１に示す添加物に、エチルセ
ルロースとα−テルピネオールを所定粘度となるまでに
約３０爪量部添加した。

ペーストを５ｍｍピッチで縦、横３か所ずつ計９か所に
２ｍｍ×２ｍｍ、厚さ１０〜１５μｍのパターニングを
施し、エマルジョン厚２０μｍ、２５０メツシユのスク
リーンに印刷を施し、その後乾燥した。　これを空気中
、８５０℃で１０分間（出し入れまでの合計時間６０分
）焼成した。

以にのようにして試料１〜１４（表１）を作製し、接着
強度試験を行った。

接着強度試験はデュポン社の剥離試験に準じた。

この場合、これらの試料のＰｄ−Ａｇ膜は上述のように
、縦２ｍｍ、横２ｍｍ、厚さ１０〜１５μｍとした。

く接１１強度試験〉被着したＰｄ−Ａｇ膜の横方向に直径０．８ｍｍの銅線
をのばし、Ｐｄ−Ａｇ膜漠に重なる部分について半田付
けし、その半田付けの終わる端からのびた銅線をＰ　ｄ
　−Ａ　ｇ　ＩＩＱ被着面にはぼ垂直でかつＰｄ−Ａｇ
膜を剥離する方向に引っ張り試験機を用いて引っ張り、
剥離した時の荷重を読んだ。　この値を初期値とする。

また、試料を表１の括弧内に示す時間１５０℃に保った
上記の試験を行った。

これらの結果を表１に示す。

以トより、本発明の効果は明らかである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）パラジウムおよび銀を主成分とし、これにガラス
成分と金属水酸化物とを含有することを特徴とする厚膜
ペースト。
（２）金属水酸化物が水酸化アルミニウムである特許請
求の範囲第１項に記載の厚膜ペースト。
（３）さらに金属酸化物を含有する特許請求の範囲第１
項または第２項に記載の厚膜ペースト。
（４）金属酸化物が酸化バナジウムを含む特許請求の範
囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の厚膜ペースト
。
（５）金属酸化物が酸化カドミウムを含む特許請求の範
囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の厚膜ペースト
。
（６）金属酸化物が酸化鋼を含む特許請求の範囲第１項
ないし第５項のいずれかに記載の厚膜ペースト。
（７）ガラス主成分がＺｎＯ−Ｂ＿２Ｏ＿３系のもので
ある特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記
載の厚膜ペースト。
（８）金属氷酸化物がパラジウムおよび銀１００重量部に対して１〜１０重量部含まれる特許請求
の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の厚膜ペー
スト。
（９）ガラス成分がパラジウムおよび銀１００重量部に
対して１〜６重量部含まれる特許請求の範囲第１項ない
し第８項のいずれかに記載の厚膜ペースト。
（１０）酸化バナジウムがパラジウムおよび銀１００重
量部に対して０．２〜５重量部含まれる特許請求の範囲
第１項ないし第９項のいずれかに記載の厚膜ペースト。
（１１）酸化カドミウムがパラジウムおよび銀１００重
量部に対して１〜１０重量部含まれる特許請求の範囲第
１項ないし第１０項のいずれかに記載の厚膜ペースト。
（１２）酸化銅がパラジウムおよび銀１００重量部に対
して０．２〜５重量部含まれる特許請求の範囲第１項な
いし第１１項のいずれかに記載の厚膜ペースト。
（１３）非酸化物系絶縁基板上のメタライズ用である特
許請求の範囲第１項ないし第１２項のいずれかに記載の
厚膜ペースト。
（１４）非酸化物系絶縁基板が窒化アルミニウム焼結体
基板である特許請求の範囲第１３項に記載の厚膜ペース
ト。