KR20080107933A - Conductive paste composition and low temperature co-fire cerimic - Google Patents

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KR20080107933A
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김형호
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삼성전기주식회사
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Abstract

A conductive paste composition having tap density of 3.0 ~ 4.0 g / cm^3 is provided to improve electrical characteristic by improving the adhesion of electrode and a ceramic sheet. A conductive paste composition comprises the conductive powder(32a) and organic vehicle and has a tap density is 3.0 ~ 4.0 g / cm^3. The density after sintering at 800 ~ 950‹C is 4.5 ~ 6.0 g / cm^3. The conductive powder is selected from a group consisting of gold(Au), silver(Ag), palladium(Pd), copper(Cu), nickel(Ni) and their alloy. The specific surface area of the conductive powder particle is 0.29 ~ 1.14 m^2 / g. The organic vehicle comprises solvent and binder.

Description

도전성 페이스트 조성물 및 저온동시소성 세라믹 기판{CONDUCTIVE PASTE COMPOSITION AND LOW TEMPERATURE CO-FIRE CERIMIC}Conductive Paste Composition and Low-Temperature Simultaneous Ceramic Substrate {CONDUCTIVE PASTE COMPOSITION AND LOW TEMPERATURE CO-FIRE CERIMIC}

도 1은, 종래 기술에 따른 LTCC 기판에서 전극 형성 공정의 일부를 도시한 것이다.1 shows a part of an electrode forming process in a LTCC substrate according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 LTCC 기판에서 전극과 그린 시트 사이에 틈이 형성된 모습을 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a gap formed between the electrode and the green sheet in the LTCC substrate according to the prior art.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 도전성 페이스트 조성물로부터 저온동시소성 세라믹 기판의 비아홀 도체가 형성된 모습을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a via hole conductor of a low-temperature cofired ceramic substrate formed from a conductive paste composition according to an embodiment of the present invention.

도 4는 구속층이 제거된 저온동시소성 세라믹 기판에서 비아홀 도체를 확대하여 도시한 것이다.4 is an enlarged view of a via hole conductor in a low temperature co-fired ceramic substrate from which a restraint layer is removed.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 비교 예에서 비아홀 전극과 그린 시트 계면의 밀착도를 설명하기 위한 사진이다.5A, 5B and 5C are photographs for explaining the adhesion between the via hole electrode and the green sheet interface in the comparative example.

도 6a, 도 6b 및 도 6c는 실시 예에서 비아홀 전극과 그린 시트 계면의 밀착도를 설명하기 위한 사진이다.6A, 6B, and 6C are photographs for explaining the adhesion between the via hole electrode and the green sheet interface in the embodiment.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

31a, 31b, 31c, : 그린 시트 32a : 도전성 분말31a, 31b, 31c: green sheet 32a: conductive powder

32b : 공극 33 : 회로 패턴32b: void 33: circuit pattern

34a, 34b : 구속층34a, 34b: constraint layer

본 발명은 도전성 페이스트 조성물 및 저온동시소성 세라믹 기판에 관한 것으로서, 더 상세하게는 소성을 통해 전극을 형성할 경우 탭 밀도 등을 조절함으로써 전극과 세라믹 시트와의 접착 강도를 향상시킬 수 있는 도전성 페이스트 및 그 소결체를 구비하는 저온동시소성 세라믹 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive paste composition and a low temperature co-fired ceramic substrate, and more particularly, to a conductive paste capable of improving adhesive strength between an electrode and a ceramic sheet by adjusting a tap density when forming an electrode through firing; A low temperature cofired ceramic substrate having the sintered body.

저온동시소성 세라믹(LTCC) 기판의 비아 전극 등으로 사용되는 도전성 페이스트는, 일반적으로, 도전성 분말, 유기 비이클 등을 포함하여 구성된다. 이러한 도전성 페이스트를 그린 시트의 비아홀 등에 채운 후, 소정의 온도 범위에서 소성함으로써, LTCC 기판의 전극을 완성할 수 있다.The electrically conductive paste used for the via electrode of a low temperature co-fired ceramic (LTCC) board | substrate etc. generally contains electroconductive powder, an organic vehicle, etc., and is comprised. After filling such a conductive paste with a via hole of a green sheet or the like and firing at a predetermined temperature range, the electrode of the LTCC substrate can be completed.

도 1은, 종래 기술에 따른 LTCC 기판에서 전극 형성 공정의 일부를 도시한 것이다.1 shows a part of an electrode forming process in a LTCC substrate according to the prior art.

도 1a 및 도 1b를 참조하여 이를 설명하면, 종래 기술의 경우, 우선, 복수의 그린 시트(11a, 11b, 11c)에 각각 비아홀을 형성한 후, 상기 비아홀에 도전성 페이 스트(12)를 충전한다. 이후, 상기 그린 시트(11a, 11b, 11c)에 소정의 회로 패턴(13)을 인쇄하고, 상기 그린 시트(11a, 11b, 11c)를 적층 하여 적층체(10)를 얻는다.Referring to FIGS. 1A and 1B, in the prior art, first, via holes are formed in the plurality of green sheets 11a, 11b, and 11c, respectively, and then the conductive paste 12 is filled in the via holes. . Thereafter, a predetermined circuit pattern 13 is printed on the green sheets 11a, 11b, and 11c, and the green sheets 11a, 11b, and 11c are laminated to obtain a laminate 10.

이어서, 도 1b와 같이, 적층된 상기 그린 시트(11a, 11b, 11c)의 상하면에 상기 그린 시트(11a, 11b, 11c)의 소결 온도에서 소결하지 않는 구속층(14a, 14b)을 각각 재치하고, 열 압착한다. 이는, 상기 그린 시트(11a, 11b, 11c)의 수축을 방지하기 위한 것이다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, restraint layers 14a and 14b which do not sinter at the sintering temperature of the green sheets 11a, 11b and 11c are placed on the upper and lower surfaces of the stacked green sheets 11a, 11b and 11c, respectively. , Heat squeezed. This is to prevent shrinkage of the green sheets 11a, 11b, and 11c.

마지막으로, 상기 구속층(14a, 14b)이 압착된 상태에서 소정의 소결 온도(약 800 ~ 950℃)에서 소성함으로써, 비아 전극(비아홀 도체)이 형성된 LTCC 기판을 얻을 수 있다.Finally, by baking at a predetermined sintering temperature (about 800 to 950 ° C.) in the state in which the constraint layers 14a and 14b are pressed, an LTCC substrate having a via electrode (via hole conductor) can be obtained.

그러나, 상기의 과정으로 얻어진 LTCC 기판의 경우, 상기 전극과 그린 시트가 충분히 밀착되지 않는 문제가 있다.However, in the case of the LTCC substrate obtained by the above process, there is a problem that the electrode and the green sheet are not in close contact with each other.

도 2는 종래 기술에 따른 LTCC 기판에서 전극과 그린 시트 사이에 틈이 형성된 모습을 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a gap formed between the electrode and the green sheet in the LTCC substrate according to the prior art.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 경우, 소성 후에, 전극(12)과 그린 시트(11a, 11b, 11c)는 충분히 밀착되지 않으며, 이는 소성 시에, 상기 구속층에 의해 제한되지 않는 수평 방향으로 전극과 그린 시트의 수축률 차이에 의해 계면에서 수축 응력이 발생 되기 때문으로 볼 수 있다. As shown in Fig. 2, in the prior art, after firing, the electrode 12 and the green sheets 11a, 11b, and 11c are not in close contact with each other, which, when firing, is not horizontally limited by the constraint layer. This is because shrinkage stress is generated at the interface due to the difference in shrinkage between the electrode and the green sheet in the direction.

이와 같이, 종래 기술에 따른 LTCC 기판에서 전극 형성 공정에서는, 전극과 그린 시트 간에 공극 또는 틈(15)이 생길 수 있다. 이러한 틈(15)은 전극과 회로 간에 단선을 유발시킬 수 있을 정도로 큰 경우가 일반적이며, 이에 따라, 전기적 접속 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다.As such, in the electrode forming process of the LTCC substrate according to the related art, a gap or a gap 15 may be formed between the electrode and the green sheet. Such a gap 15 is generally large enough to cause disconnection between the electrode and the circuit, and therefore, there is a problem in that electrical connection reliability is inferior.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 소성을 통해 전극을 형성할 경우, 전극과 세라믹 시트와의 접착 강도를 향상시키며, 이에 따라 전기적 특성이 개선된 도전성 페이스트 및 그 소결체를 구비하는 저온동시소성 세라믹 기판을 제공하는 것에 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to improve the adhesive strength of the electrode and the ceramic sheet when forming the electrode through the firing, accordingly the conductive paste and improved electrical properties thereof It is providing the low temperature cofired ceramic substrate provided with a sintered compact.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 측면은,In order to achieve the above object, one aspect of the present invention,

도전성 분말 및 유기 비이클을 포함하며, 탭 밀도가 3.0 ~ 4.0 g/cm3 인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물을 제공한다.Containing conductive powder and organic vehicle with a tap density of 3.0 to 4.0 g / cm 3 It provides an electrically conductive paste composition characterized by the above-mentioned.

이 경우, 상기 탭 밀도는 3.2 ~ 3.8 g/cm3 인 것이 더욱 바람직하다.In this case, the tap density is 3.2 to 3.8 g / cm 3 More preferably.

한편, 소결체에 있어서 상기 도전성 분말이 분체로 존재하기 위한 조건과 관련하여, 상기 도전성 페이스트 조성물은 800 ~ 950℃에서 소결 후의 밀도가 4.5 ~ 6.0 g/cm3 인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 소결 후의 밀도가 4.8 ~ 5.6 g/cm3 인 것이 더욱 바람직하다.On the other hand, with respect to the conditions for the conductive powder to exist in the powder in the sintered body, the conductive paste composition has a density of 4.5 to 6.0 g / cm 3 after sintering at 800 ~ 950 ℃ Is preferably. In this case, the density after the sintering is 4.8 ~ 5.6 g / cm 3 More preferably.

상기 도전성 분말은 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 분말일 수 있으며, 이 중에서, 은(Ag) 분말인 경우가 가장 바람직하다.The conductive powder may be a powder made of a material selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), palladium (Pd), copper (Cu), nickel (Ni), and alloys thereof, wherein silver ( Ag) powder is most preferred.

또한, 상기 도전성 분말 입자의 형태는 구형일 수 있다.In addition, the shape of the conductive powder particles may be spherical.

이 경우, 상기 도전성 분말 입자의 비표면적은 0.29 ~ 1.14 m2/g 인 것이, 상술한 탭 밀도 조건을 충족하기 위한 측면에서 바람직하다. In this case, it is preferable that the specific surface area of the said electroconductive powder particle is 0.29-1.14 m <2> / g from a viewpoint for satisfying the tap density conditions mentioned above.

나아가, 상기 도전성 분말은 서로 다른 직경을 갖는 입자 군을 가질 수 있다.Furthermore, the conductive powder may have a particle group having different diameters.

한편, 상기 도전성 페이스트 조성물은 상기 구성요소 외의 다른 첨가제가 포함되지 않은 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the conductive paste composition contains no additives other than the above components.

바람직하게는, 상기 유기 비이클은 용매와 바인더를 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the organic vehicle may include a solvent and a binder.

본 발명의 다른 측면은,Another aspect of the invention,

배선 도체를 구비하는 저온동시소성 세라믹 기판에 있어서, In a low temperature cofired ceramic substrate having a wiring conductor,

상기 배선 도체는 상기 도전성 페이스트 조성물의 소결체로 이루어진 것을 특징으로 하는 저온동시소성 세라믹 기판을 제공한다.The wiring conductor provides a low temperature cofired ceramic substrate comprising a sintered body of the conductive paste composition.

이 경우, 상기 배선 도체는 상기 세라믹 기판을 관통하도록 형성된 비아홀 도체를 포함할 수 있으며, 나아가, 상기 비아홀 도체는 비아 직경(a)과 적층 높이(b)의 비(a/b)가 0.025 ~ 8인 것이 바람직하다.In this case, the wiring conductor may include a via hole conductor formed to penetrate the ceramic substrate, and further, the via hole conductor may have a ratio (a / b) of a via diameter (a) and a stack height (b) of 0.025 to 8 Is preferably.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 도전성 페이스트 조성물로부터 저온동시소성 세라믹 기판의 비아홀 도체가 형성된 모습을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a via hole conductor of a low-temperature cofired ceramic substrate formed from a conductive paste composition according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 우선, 복수의 그린 시트(31a, 31b, 31c)에 각각 비아홀을 형성한 후, 상기 비아홀에 도전성 페이스트 조성물을 충전한다. 이후, 상기 그린 시트(31a, 31b, 31c)에 소정의 회로 패턴(33)을 인쇄하고, 상기 복수의 그린 시트(31a, 31b, 31c)를 적층 한다.As shown in FIG. 3, first, a via hole is formed in each of the plurality of green sheets 31a, 31b, and 31c, and then the conductive hole composition is filled in the via hole. Thereafter, a predetermined circuit pattern 33 is printed on the green sheets 31a, 31b, and 31c, and the plurality of green sheets 31a, 31b, and 31c are stacked.

이어서, 적층된 상기 그린 시트(31a, 31b, 31c)의 상하면에 상기 그린 시트(31a, 31b, 31c)의 소결 온도에서 소결하지 않는 구속층(34a, 34b)을 각각 재치하고, 열 압착한다. Subsequently, restraint layers 34a and 34b which do not sinter at the sintering temperature of the green sheets 31a, 31b and 31c are placed on the upper and lower surfaces of the stacked green sheets 31a, 31b and 31c, respectively, and thermally compressed.

마지막으로, 상기 구속층(34a, 34b)이 압착된 상태에서 소정의 소결 온도(약 800 ~ 950℃)에서 소성 함으로써, 비아홀 도체(32)가 형성된 저온동시소성 세라믹 기판을 얻을 수 있다.Finally, by firing at a predetermined sintering temperature (about 800 to 950 ° C.) in the state where the restraint layers 34a and 34b are pressed, a low temperature co-fired ceramic substrate having the via hole conductor 32 can be obtained.

본 실시 형태에서, 상기 비아홀 도체(32)의 형성에 사용되는 도전성 페이스트 조성물은 도전성 분말(32a) 및 유기 비이클을 포함하며, 이 경우, 탭 밀도가 3.0 ~ 4.0 g/cm3 인 것을 특징으로 한다.In the present embodiment, the conductive paste composition used to form the via hole conductor 32 includes the conductive powder 32a and the organic vehicle, in which case the tap density is 3.0 to 4.0 g / cm 3. It is characterized by that.

상기 도전성 분말은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 전기 전도성을 고려하여 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등이 채용될 수 있으며, 이들의 합금도 가능하다. 이 경우, 전기적 특성이 뛰어남과 점착 특성 등을 고려하여 가장 바람직하게 채용될 수 있는 금속은 은(Ag)이다.The conductive powder is preferably made of a metal, gold (Au), silver (Ag), palladium (Pd), copper (Cu), nickel (Ni), etc. may be employed in consideration of electrical conductivity, alloys thereof It is also possible. In this case, the metal that can be most preferably employed is silver (Ag) in consideration of excellent electrical properties and adhesive properties.

본 실시 형태에서, 상기 도전성 페이스트 조성물이 소결되어 저온동시소성 세라믹 기판 내부의 비아홀 도체(32)가 되는 경우, 상기 도전성 분말(32a)은 상기 비아홀 도체(32) 내에서 분체의 형태로 존재한다. 즉, 소결 후, 상기 도전성 분말(32a)은 상기 비아홀 도체(32) 내에 분산된 형태로서 상기 도전성 분말(32a) 주변 영역에는 공극(32b)이 형성된다.In the present embodiment, when the conductive paste composition is sintered to become the via hole conductor 32 in the low temperature cofired ceramic substrate, the conductive powder 32a is present in the form of powder in the via hole conductor 32. That is, after sintering, the conductive powder 32a is dispersed in the via hole conductor 32, and voids 32b are formed in a region around the conductive powder 32a.

이에 따라, 종래 기술의 문제점으로 지적되었던 소결 시 그린 시트와의 계면에서 발생 되는 수축력이 분산되어, 상기 비아홀 도체(32)와 그린 시트 사이의 공극(틈) 발생을 억제할 수 있다.Accordingly, the shrinkage force generated at the interface with the green sheet during sintering, which has been pointed out as a problem of the prior art, is dispersed, thereby suppressing the generation of gaps between the via hole conductor 32 and the green sheet.

이 경우, 상술한 바와 같이, 소결 후에 비아홀 도체(32) 내에서 도전성 분말이 분체 형태로 존재하기 위해서, 소성 전의 도전성 페이스트 조성물의 탭 밀도 및 도전성 분말 입자의 비표면적(BET) 등을 적절히 조절할 필요가 있다. In this case, as described above, in order for the conductive powder to exist in the powder form in the via hole conductor 32 after sintering, it is necessary to appropriately adjust the tap density of the conductive paste composition before firing, the specific surface area (BET) of the conductive powder particles, and the like. There is.

특히, 도전성 페이스트 조성물의 탭 밀도는 도 3에 도시된 것과 같은 분체형 비아홀 도체(32)를 형성하기 위한 가장 중요한 요건으로 이해될 수 있다. 만약, 탭 밀도가 지나치게 작은 경우에는 상대적으로 도전성 분말의 양이 적은 것으로서 상기 비아홀 도체(32)의 강도가 저하될 수 있으며, 전기 전도도가 역시 떨어질 수 있다. 반대로, 탭 밀도가 매우 큰 경우에는, 비아홀 도체와 그린 시트의 계면에 작용하는 수축 응력을 분산시킬 수 없어 종래 기술과 같이 비아홀 도체 주변에 공극(틈)이 생기는 문제가 있다.In particular, the tap density of the conductive paste composition may be understood as the most important requirement for forming the powdered via hole conductor 32 as shown in FIG. If the tap density is too small, the amount of the conductive powder may be relatively low, and the strength of the via hole conductor 32 may be reduced, and the electrical conductivity may also be reduced. On the contrary, when the tap density is very large, the shrinkage stress acting on the interface between the via hole conductor and the green sheet cannot be dispersed, and there is a problem that voids are formed around the via hole conductor as in the prior art.

따라서, 상술한 탭 밀도 범위는 이러한 조건 들을 모두 고려하여 안출된 것이다.Therefore, the above-mentioned tap density range is devised in consideration of all these conditions.

상기 도전성 페이스트 조성물의 탭 밀도는 이에 포함된 도전성 분말 및 유기 비이클을 모두 포함하여 산정된 것이다. 따라서, 상대적으로 밀도가 높은 도전성 분말의 함량비가 전체 탭 밀도에 가장 큰 영향을 미치며, 이 경우, 도전성 분말의 함량비가 클수록 탭 밀도가 커진다.The tap density of the conductive paste composition is calculated to include both the conductive powder and the organic vehicle included therein. Therefore, the content ratio of the relatively dense conductive powder has the greatest influence on the total tap density, and in this case, the larger the content ratio of the conductive powder is, the larger the tap density is.

이와 같이, 상기 도전성 페이스트 조성물의 탭 밀도는 소결 후에 비아홀 도체에서 도전성 분말이 분체 형태로 존재하기 위한 조건을 감안하여 산정된 것으로, 더욱 바람직한 탭 밀도의 범위는 3.2 ~ 3.8 g/cm3 이다.In this way, the tap density of the conductive paste composition is to be calculated in view of the conditions for present in the conductive powder in the powder form via-hole conductors after sintering, a range of more preferred tap density is 3.2 ~ 3.8 g / cm 3 to be.

상술한 도전성 페이스트 조성물의 탭 밀도 조건을 충족하는 경우, 은(Ag)의 용융 온도를 고려한 일반적인 소성 온도(약 800 ~ 950℃)에서 상기 도전성 페이스트 조성물을 소결하여 도전성 분말이 분체 형태로 형성된 비아홀 도체(32)를 얻을 수 있다. 이 경우, 도전성 분말이 분체 형태로 존재하기 위한 조건으로서, 상기 도전성 페이스트 조성물의 소결체에 해당하는 비아홀 도체(32)의 밀도는 4.5 ~ 6.0 g/cm3 가 될 수 있다. 이는 소결 전에 도전성 페이스트 조성물에 포함되어 있던 유기 비이클이 제거되어, 상대적으로 밀도가 높은 물질(도전성 분말)들이 남기 때문이다.When the tap density condition of the conductive paste composition described above is satisfied, a via hole conductor in which conductive powder is formed in powder form by sintering the conductive paste composition at a general firing temperature (about 800 to 950 ° C.) considering the melting temperature of silver (Ag). (32) can be obtained. In this case, as the conditions for the conductive powder to exist in the powder form, the density of the via hole conductor 32 corresponding to the sintered body of the conductive paste composition may be 4.5 to 6.0 g / cm 3 . This is because the organic vehicle included in the conductive paste composition before sintering is removed, leaving relatively dense materials (conductive powder).

한편, 소결 과정은 도전성 분말을 구성하는 입자의 크기 또는 비표면적에 영향을 받으며, 이는 도전성 페이스트 조성물의 탭 밀도에도 영향을 미친다.On the other hand, the sintering process is affected by the size or specific surface area of the particles constituting the conductive powder, which also affects the tap density of the conductive paste composition.

분말 입자의 크기가 너무 작을 경우에는, 소결 시에 비아홀 도체가 그린 시트보다 일찍 수축되어 비아홀 도체가 그린 시트를 잡아당기게 되고, 이에 따라 비아홀 도체 주변에 공극(틈)을 발생시킬 수 있다. 반대로, 입자의 크기가 너무 큰 경우에는 비아홀 도체가 늦게 수축되며, 마찬가지로, 비아홀 도체 주변에 공극(틈)을 발생시킬 수 있다.If the size of the powder particles is too small, the via hole conductor shrinks earlier than the green sheet upon sintering, so that the via hole conductor pulls the green sheet, thereby generating voids around the via hole conductor. Conversely, when the particle size is too large, the via hole conductor shrinks late, and likewise, voids can be generated around the via hole conductor.

따라서, 이러한 사항들을 고려하였을 때, 도전성 분말을 구성하는 입자가 구 형인 경우에는 상기 도전성 분말 입자의 비표면적이 0.29 ~ 1.14 m2/g 인 것이 상기 탭 밀도 조건을 만족시키는데 적합하다. 이 경우, 상기에서 제시한 탭 밀도 조건을 보다 용이하게 충족시키기 위해, 상기 도전성 분말은 직경이 서로 다른 입자가 입자 군을 갖는 형태가 될 수도 있다.Therefore, in consideration of these matters, when the particles constituting the conductive powder are spherical, it is suitable for the specific surface area of the conductive powder particles to satisfy the tap density condition of 0.29 to 1.14 m 2 / g. In this case, in order to more easily satisfy the tap density conditions presented above, the conductive powder may be in the form of particles having different particle diameters.

또한, 상기 도전성 페이스트 조성물은 상기 비아홀 도체에 작용하는 응력을 조절하기 위해 다른 금속 분말이나 산화물 등을 첨가하기 않고, 상기 도전성 분말의 함량비와 관련 있는 탭 밀도와 분말 입자의 비표면적 등을 변화시킬 수 있다. In addition, the conductive paste composition may change the tap density and the specific surface area of the powder particles, etc., related to the content ratio of the conductive powder, without adding other metal powders or oxides to adjust the stress applied to the via hole conductor. Can be.

즉, 본 실시 형태에 따른 도전성 페이스트 조성물을 사용하면 다른 첨가제 없이도 용이하게 비아홀 도체에 작용하는 응력을 조절할 수 있다.That is, by using the conductive paste composition according to the present embodiment, the stress acting on the via hole conductor can be easily adjusted without other additives.

상기 유기 비이클은 도전성 페이스트의 유동성 및 건조성을 결정하며, 도전성 분말의 분산성을 좌우할 수 있는 요소이다. 구체적으로, 상기 유기 비이클은 바인더 기능을 갖는 유기질 수지를 용매에 용해한 것이며, 도전성 페이스트에 인쇄성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 유기질 수지로는, 에틸셀룰로오스 수지, 니트로셀룰로오스 수지, 알키드 수지, 아크릴 수지, 스티렌 수지, 페놀 수지 등으로부터 하나 이상 선택된 것일 수 있다. 또한, 상기 용매로는, α-테르피네올, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트 등으로부터 하나 이상 선택된 것일 수 있다. 한편, 상기 유기 비이클의 함량은 도전성 페이스트 조성물에 포함된 도전성 분말의 함량을 감안하여 적절히 가감될 수 있다.The organic vehicle determines the fluidity and dryness of the conductive paste, and is an element that can influence the dispersibility of the conductive powder. Specifically, the organic vehicle is not particularly limited as long as it dissolves an organic resin having a binder function in a solvent and can provide printability to the conductive paste. The organic resin may be one or more selected from ethyl cellulose resin, nitrocellulose resin, alkyd resin, acrylic resin, styrene resin, phenol resin and the like. In addition, the solvent may be one or more selected from α-terpineol, butyl carbitol, butyl carbitol acetate and the like. On the other hand, the content of the organic vehicle may be appropriately added or reduced in consideration of the content of the conductive powder contained in the conductive paste composition.

도 4는 구속층이 제거된 저온동시소성 세라믹 기판에서 비아홀 도체를 확대하여 도시한 것이다.4 is an enlarged view of a via hole conductor in a low temperature co-fired ceramic substrate from which a restraint layer is removed.

도 4를 참조하면, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 도전성 페이스트 조성물을 소결하여, 비아홀 도체를 형성하는 경우에는 인접한 그린 시트(미도시)와의 계면에 작용하는 수축 응력(화살표)의 크기 및 방향이 분산되는 효과가 생긴다.Referring to FIG. 4, as described above, when the conductive paste composition according to the present embodiment is sintered to form a via hole conductor, the magnitude of shrinkage stress (arrow) acting on an interface with an adjacent green sheet (not shown) and The effect is that the direction is dispersed.

이에 따라, 상기 비아홀 도체(32)와 그린 시트의 계면의 안정성이 확보되어 비아홀 도체(32)를 충분히 높게 형성할 수 있는 장점이 제공된다. 즉, 종래 기술의 경우, 상술한 바와 같이, 비아홀 도체와 그린 시트 사이에 커다란 공극이 발생 되어 계면에서의 안정성이 떨어지므로 복수 적층된 그린 시트 높이 만큼의 비아홀 도체를 형성하기 어렵다. 이에 따라, 상대적으로 낮은 높이, 구체적으로는, 단일 그린 시트의 높이 정도의 비아홀 도체를 다수 형성하는 방식으로 전체 회로 패턴을 연결하는 것이 일반적이다. Accordingly, the stability of the interface between the via hole conductor 32 and the green sheet is secured, and thus the via hole conductor 32 can be formed sufficiently high. That is, in the case of the prior art, as described above, large voids are generated between the via hole conductor and the green sheet, so that stability at the interface is reduced, making it difficult to form via hole conductors having the height of the plurality of stacked green sheets. Accordingly, it is common to connect the entire circuit pattern in such a manner that a large number of via hole conductors are formed at a relatively low height, specifically, the height of a single green sheet.

이와 비교하여, 본 실시 형태의 경우에는, 복수 적층된 그린 시트 전체 높이 만큼의 비아홀 도체(32)를 한번에 형성하는 것이 가능하며, 도 4에 도시된 바와 같이, 비아 직경(a)과 비아홀 도체(32)의 높이(b) 비율(a/b)은 0.025 ~ 8를 만족할 수 있다.In contrast, in the present embodiment, it is possible to form the via hole conductors 32 as many as the total height of the stacked green sheets at once, and as shown in FIG. 4, the via diameter a and the via hole conductor ( The height b ratio (a / b) of the 32) may satisfy 0.025 to 8.

한편, 본 실시 형태에서는 도전성 페이스트 조성물로부터 비아홀 도체를 형성하는 것을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다른 배선 도체를 형성할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 도전성 페이스트는 기판을 관통하여 비아홀 도체 형태로 제공되는 것 외에도 기판 상에 인쇄되는 도체 패턴의 형태로도 제공될 수 있다.In addition, in this embodiment, although the via-hole conductor was formed from the electrically conductive paste composition, this invention is not limited to this, Another wiring conductor can also be formed. That is, the conductive paste according to the present invention may be provided in the form of a conductor pattern printed on the substrate in addition to being provided in the form of a via hole conductor through the substrate.

이하, 아래와 같이 행해진 실시 예와 비교 예를 통해 본 발명에 따른 도전성 페이스트 조성물에 의한 비아홀 도체와 종래의 비아홀 도체에서 그린 시트와의 계면 특성을 비교하는 실험을 실시하였다. Hereinafter, an experiment was conducted to compare the interfacial properties between the via hole conductor and the conventional via hole conductor by the conductive paste composition according to the present invention through Examples and Comparative Examples.

(실시 예)(Example)

우선, 은(Ag) 분말과 유기 비이클로 이루어진 도전성 페이스트 조성물을 마련하여, 이를 그린 시트에 미리 형성된 비아홀에 충전하였다. 구체적으로, 본 실시 예의 도전성 페이스트 조성물은 탭밀도가 3.54 g/cm3 가 되도록 은 분말과 유기 비이클의 함량비를 조절하였다. First, a conductive paste composition composed of silver (Ag) powder and an organic vehicle was prepared and filled in via holes previously formed in the green sheet. Specifically, the conductive paste composition of the present embodiment has a tap density of 3.54 g / cm 3 The content ratio of silver powder and organic vehicle was adjusted to be.

이어, 도전성 페이스트 조성물이 충전된 상태에서 그린 시트 적층체를 870℃에서 소성 하였으며, 소성 후 비아홀 도체의 밀도는 5.16 g/cm3 가 되었다. Subsequently, the green sheet laminate was fired at 870 ° C. while the conductive paste composition was filled, and the density of the via hole conductor after firing was 5.16 g / cm 3. Became.

(비교 예)(Comparative example)

본 비교 예는 상기 실시 예과 동일한 물질로 이루어진 도전성 페이스트 조성물을 제조하였으며, 다만, 도전성 페이스트 조성물의 탭 밀도가 4.61 g/cm3 가 되도록 은 분말과 유기 비이클의 함량비를 조절하였다. 이어, 도전성 페이스트 조성물 이 충전된 상태에서 그린 시트 적층체를 870℃에서 소성 하였으며, 소성 후 비아홀 도체의 밀도는 6.61 g/cm3 가 되었다. 비교 예에 의한 비아홀 도체의 밀도가 실시 예의 경우보다 더 큰 것은 실시 예의 경우, 비아전극 내부에 형성된 공극이 큰 비중을 차지하기 때문으로 볼 수 있다.In this Comparative Example, a conductive paste composition made of the same material as the above example was prepared, except that the conductive paste composition had a tap density of 4.61 g / cm 3. The content ratio of silver powder and organic vehicle was adjusted to be. Subsequently, the green sheet laminate was fired at 870 ° C. while the conductive paste composition was filled, and the density of the via hole conductor after firing was 6.61 g / cm 3. Became. The density of the via hole conductor according to the comparative example is larger than that of the embodiment because the pores formed in the via electrode occupy a large specific gravity in the embodiment.

실시 예와 비교 예를 통해 제조된 LTCC 기판의 비아홀 전극에 대하여 비아홀 전극과 그린 시트 계면의 밀착 정도를 조사하였다. The degree of adhesion between the via hole electrode and the green sheet interface was investigated with respect to the via hole electrode of the LTCC substrate manufactured through the Examples and Comparative Examples.

우선, 도 5a, 도 5b 및 도 5c는 비교 예에서 비아홀 전극과 그린 시트의 계면의 밀착도를 나타내기 위한 사진이며, 도 5a 및 도 5b는 단면도, 도 5c는 평면도에 해당한다.First, FIGS. 5A, 5B, and 5C are photographs illustrating a closeness of the interface between the via hole electrode and the green sheet in the comparative example, and FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views and FIG. 5C correspond to a plan view.

도 5a, 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 비교 예에 따른 LTCC 기판의 경우, 비아홀과 그린 시트의 계면의 밀착도가 낮으며 계면에 커다란 틈이 발생한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 5A, 5B, and 5C, in the case of the LTCC substrate according to the comparative example, the adhesion between the via hole and the green sheet may be low and a large gap may be generated in the interface.

이에 반하여, 도 6a, 도 6b 및 도 6c를 참조하여 실시 예의 경우를 살펴보면, 비아홀 전극과 그린 시트 계면의 밀착도가 높을 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 실시 예의 경우는 비교 예와 달리 비아홀 전극과 그린 시트 계면에 틈이 거의 발생 되지 않음을 볼 수 있다. 한편, 본 실시 예의 탭 밀도 조건으로 도전성 페이스트 조성물을 소성하는 경우, 도 6a 및 도 6a를 더욱 높은 해상도로 촬영한 도 6b에 도시된 바와 같이, 가운데 부분에 도시된 비아홀 도체의 내부는 은(Ag) 입자가 분산되어 있는 다공성 구조를 갖는 것을 볼 수 있다. On the contrary, referring to the case of the embodiment with reference to FIGS. 6A, 6B, and 6C, it can be seen that the adhesion between the via hole electrode and the green sheet interface is high. That is, in this embodiment, unlike the comparative example, it can be seen that a gap is hardly generated at the interface between the via hole electrode and the green sheet. On the other hand, when the conductive paste composition is fired under the tap density condition of the present embodiment, as shown in FIG. 6B of FIGS. 6A and 6A with higher resolution, the inside of the via hole conductor shown in the center portion is silver (Ag). It can be seen that the particles have a porous structure in which the particles are dispersed.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 소성을 통해 전극을 형성할 경우, 전극과 세라믹 시트와의 접착 강도를 향상시키며, 이에 따라 전기적 특성이 개선된 도전성 페이스트 및 그 소결체를 구비하는 저온동시소성 세라믹 기판을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, when the electrode is formed through firing, the adhesive strength between the electrode and the ceramic sheet is improved, and thus, a low temperature co-fired ceramic having an electrically conductive paste and its sintered body having improved electrical properties. A substrate can be provided.

Claims (14)

도전성 분말 및 유기 비이클을 포함하며,Including conductive powder and organic vehicle, 탭 밀도가 3.0 ~ 4.0 g/cm3 인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.Tap density from 3.0 to 4.0 g / cm 3 The electrically conductive paste composition characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 탭 밀도는 3.2 ~ 3.8 g/cm3 인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.The tap density is between 3.2 and 3.8 g / cm 3 The electrically conductive paste composition characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 800 ~ 950℃에서 소결 후의 밀도가 4.5 ~ 6.0 g/cm3 인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.Density after sintering at 800 ~ 950 ℃ 4.5 ~ 6.0 g / cm 3 The electrically conductive paste composition characterized by the above-mentioned. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 소결 후의 밀도가 4.8 ~ 5.6 g/cm3 인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.The density after the sintering is 4.8 ~ 5.6 g / cm 3 The electrically conductive paste composition characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전성 분말은 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 분말인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.The conductive powder is a conductive paste composition, characterized in that the powder consisting of a material selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), palladium (Pd), copper (Cu), nickel (Ni) and alloys thereof. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 도전성 분말은 은(Ag) 분말인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.The conductive powder is a silver (Ag) powder, characterized in that the conductive paste composition. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전성 분말 입자의 형태는 구형인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.The form of the said electroconductive powder particle is a spherical form, The electrically conductive paste composition characterized by the above-mentioned. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 도전성 분말 입자의 비표면적은 0.29 ~ 1.14 m2/g 인 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.The specific surface area of the said electroconductive powder particle is 0.29-1.14 m <2> / g, The electrically conductive paste composition characterized by the above-mentioned. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 도전성 분말은 서로 다른 직경을 갖는 입자 군을 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.The conductive powder has a particle group having a particle diameter different from each other. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구성요소 외의 다른 첨가제가 포함되지 않은 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.The conductive paste composition, characterized in that no additives other than the component is included. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기 비이클은 용매와 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 페이스트 조성물.The organic vehicle includes a conductive paste composition comprising a solvent and a binder. 배선 도체를 구비하는 저온동시소성 세라믹 기판에 있어서, In a low temperature cofired ceramic substrate having a wiring conductor, 상기 배선 도체는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 페이스트 조성물의 소결체로 이루어진 것을 특징으로 하는 저온동시소성 세라믹 기판.The said wiring conductor consists of a sintered compact of the electrically conductive paste composition in any one of Claims 1-11, The low temperature co-fired ceramic board | substrate characterized by the above-mentioned. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 배선 도체는 상기 세라믹 기판을 관통하도록 형성된 비아홀 도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온동시소성 세라믹 기판.And the wiring conductor comprises a via hole conductor formed to penetrate the ceramic substrate. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 비아홀 도체는 비아 직경(a)과 적층 높이(b)의 비(a/b)가 0.025 ~ 8인 것을 특징으로 하는 저온동시소성 세라믹 기판.The via hole conductor is a low-temperature cofired ceramic substrate, characterized in that the ratio (a / b) of the via diameter (a) and the stack height (b) is 0.025 ~ 8.
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