TW201543505A - 導電性膠、積層陶瓷零件、印刷配線板及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種電遷移耐性、焊料耐熱性及對基板之密著性優異的導電性膠。 本發明的導電性膠含有：(A)銀粉、(B)玻璃粉料、(C)有機黏結劑與(D)包含Cu元素且包含選自V、Cr、Mn、Fe及Co所成群組中的至少1種之金屬元素的粉末。前述(D)粉末係以包含Cu及Mn者為佳。前述(D)粉末係以包含Cu及Fe者為佳。前述(D)粉末係以包含Cu及Co者為佳。

Description

導電性膠、積層陶瓷零件、印刷配線板及電子裝置
本發明係有關一種例如在積層陶瓷零件的外部電極、或形成印刷配線板的導體圖案中可以使用的導電性膠。
導電性膠是一種在包含有機黏結劑與溶媒之展色料中分散有金屬粒子者，可在形成印刷配線板的導體圖案上，或形成積層陶瓷電子零件的外部電極等之中使用。導電性膠是具有：藉由樹脂的硬化而使金屬粒子相互接觸並確保導電性的樹脂硬化型，與藉由燒成而使金屬粒子相互燒結並確保導電性的燒成型等兩種。
作為導電性膠所含的金屬粒子，例如是使用銅粉或銀粉。銅粉具有在導電性方面優異並且價格比銀粉低之優點。但是，由於銅粉在大氣環境中容易氧化，因此例如在基板上形成導體圖案之後，會有導體圖案的表面需藉由保護材被覆之缺點。另一方面，銀粉在大氣中安定，而有藉由在大氣環境中燒成可以形成導體圖案之優點。然 而，銀粉卻有容易產生電遷移之缺點。
作為防止電遷移之技術者，在專利文獻1中揭示一種導電性塗料，其係將相對於銀粉100質量份，包含錳及/或錳合金的粉末1至100質量份之銀粉作為主導電材料者。在專利文獻2中揭示一種導電性膠，其係含有黏結劑樹脂、Ag粉末及選自Ti、Ni、In、Sn、Sb之群組中之至少1種的金屬或金屬化合物者。
然而，專利文獻1、2中揭示之導電性膠，對基板的密著性或焊料耐熱性並不足，對基板上的導體圖案之形成中之使用存在實用性的問題。
在此，作為用以提昇導電性膠之焊料耐熱性的技術，在專利文獻3中揭示一種導電性膠，其係藉由包含抑制銀之燒結的第1金屬成分與促進銀之燒結的第2金屬成分之材料被覆銀粉者。
然而，專利文獻3中所揭示的導電性膠，由於焊料耐熱性雖提昇到某種程度，但是由於銀的燒結性受到抑制，而有導電性膠燒成而得之導體圖案的導電性降低之問題。又，由於必需要有在銀粉的表面被覆金屬材料之步驟，故有製造步驟變複雜之問題。
[先前技術文獻] (專利文獻)
[專利文獻1]日本特開昭55-149356號公報
[專利文獻2]日本特開2003-115216號公報
[專利文獻3]日本特開2006-196421號公報
本發明的目的是提供一種電遷移耐性、焊料耐熱性及對基板的密著性優異的導電性膠。
本案發明人等，對於可以充分滿足電遷移耐性、焊料耐熱性及對基板的密著性之燒結型導電性膠進行精心研究。其結果係，本案發明人等發現除了銀粉、玻璃粉料及有機黏結劑以外，再添加包含Cu元素且包含選自V、Cr、Mn、Fe及Co所成群組中之至少1種的金屬元素之粉末為有效，遂而完成本發明。
本發明係如下所述。
(1)一種導電性膠，其特徵係包含以下的(A)至(D)成分。
(A)銀粉
(B)玻璃粉料
(C)有機黏結劑
(D)包含Cu元素且包含選自V、Cr、Mn、Fe及Co所成群組中之至少1種的金屬元素之粉末。
(2)如上述(1)記載的導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含Cu及Mn者。
(3)如上述(1)記載的導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含Cu及Fe者。
(4)如上述(1)記載的導電性膠，其中，前述 (D)粉末係包含Cu及Co者。
(5)如上述(1)至(4)中任一項記載的導電性膠，其中，前述(D)粉末復包含Cu、V、Cr、Mn、Fe及Co以外的金屬元素。
(6)如上述(5)記載的導電性膠，其中，前述(D)粉末包含選自Ti、Ni、Zn、In、Sn、Te、Pb、Bi、Pd、Pt及Au所成群組中之至少1種的金屬元素。
(7)如上述(6)記載的導電性膠，其中，前述(D)粉末包含Sn或Bi。
(8)如上述(1)至(7)中任一項記載的導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含複數種類的金屬元素之混合粉。
(9)如上述(1)至(7)中任一項記載的導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含複數種類的金屬元素之合金粉。
(10)如上述(1)至(7)中任一項記載的導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含複數種類的金屬元素之化合物粉。
(11)如上述(1)至(10)中任一項記載的導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含金屬元素的氧化物或氫氧化物者。
(12)如上述(1)至(11)中任一項記載的導電性膠，其中，相對於前述(A)銀粉100質量份，係包含前述(D)粉末0.1至5.0質量份者。
(13)如上述(1)至(12)中任一項記載的導電性膠，其中，前述(A)銀粉的平均粒徑為0.1至100μm。
(14)如上述(1)至(13)中任一項記載的導電性膠，其中，黏度為50至700Pa‧s。
(15)一種積層陶瓷電子零件，係具備將上述(1)至(14)中任一項記載的導電性膠，在500至900℃燒成而得之外部電極。
(16)一種印刷配線板，係將上述(1)至(14)中之任一項記載的導電性膠塗佈在基板上之後，將此導電性膠在500至900℃燒成而得到者。
(17)一種電子裝置，係在上述(16)記載的印刷配線板上焊接電子零件而得者。
依據本發明的話，可以提供電遷移耐性、焊料耐熱性及對基板的密著性優異的導電性膠。
第1圖(a)至(c)表示密著強度試驗的順序圖。
第2圖表示為了耐電遷移試驗所形成之電極圖案之圖。
第3圖表示耐電遷移試驗的結果之圖形。
以下對於用以實施本發明之形態詳加說明。
本發明的實施形態之導電性膠，其包含(A)銀粉、(B)玻璃粉料、(C)有機黏結劑，與(D)包含Cu元素且包含選自V、Cr、Mn、Fe及Co所成群組中之至少1種的金屬元素之粉末。
(A)銀粉
本發明的導電性膠係包含成為導電性粒子之(A)銀粉。本發明中作為銀粉者係可使用由銀或包含銀的合金所成之粉末。銀粉粒子的形狀並無特別限定，例如，可以使用球狀、粒狀、片狀或鱗片狀的銀粉粒子。
本發明中使用的銀粉之平均粒徑係以0.1μm至100μm為佳，更佳的是0.1μm至20μm，最佳的是0.1μm至10μm。在此所謂的平均粒徑係指藉由雷射繞射散射式粒度分佈測定法而得到的體積基準平均粒徑(d50)之意。
為了呈現導電性膠之高的導電性，以增加導電性膠中包含的銀粉粒徑者為佳。然而，銀粉粒徑過大時，會有導電性膠損及對基板之塗佈性或作業性的情形。或，在使用導電性膠形成積層陶瓷電子零件之外部電極時，會有損及導電性膠對陶瓷體之附著性。因此，只要導電性膠無損及對基板或對陶瓷體的塗佈性或附著性，以使用粒徑大的銀粉為佳。斟酌此等時，本發明中使用的銀粉之平均粒徑以在上述範圍為佳。
銀粉的製造方法並無特別限定，例如，可藉由還原法、粉碎法、電解法、霧化法、熱處理法或該等 之組合而製造。片狀的銀粉例如可藉由將球狀或粒狀的銀粒子通過球磨機等磨碎而製造。
(B)玻璃粉料
本發明的導電性膠含有(B)玻璃粉料。藉由此，燒成導電性膠而得的導體圖案對基板的密著性會提高。又，燒成導電性膠而得的外部電極對陶瓷體的密著性會提高。
本發明中使用的玻璃粉料並無特別限定，理想的是可使用軟化點在300℃以上，較佳的是軟化點在400至1000℃，更佳的是軟化點在400至700℃的玻璃粉料。玻璃粉料的軟化點，係可使用熱重量測定裝置(例如，BRUKER AXS公司製，TG-DTA 2000 SA)測定。
作為玻璃粉料者，具體上係可列舉例如：硼矽酸鉍系、硼矽酸鹼金屬系、硼矽酸鹼土族金屬系、硼矽酸鋅系、硼矽酸鉛系、硼酸鉛系、矽酸鉛系、硼酸鉍系、硼酸鋅系等的玻璃粉料。玻璃粉料由對環境的考量之點而言係以無鉛者為佳，作為如此之例者，可以列舉：硼矽酸鉍系、硼矽酸鹼金屬系等的玻璃粉料。
玻璃粉料的平均粒徑，理想的是0.1至20μm，更佳的是0.2至10μm，最好的是0.5至5μm。在此所謂的平均粒徑，係指藉由雷射繞射散射式粒度分佈測定法而得到的體積基準平均粒徑(d50)之意。
本發明的導電性膠中，(B)玻璃粉料的含量，相對於(A)銀粉100質量份，理想的是0.01至20質量份，更佳的是0.1至10質量份。玻璃粉料之含量少於該範 圍時，導電性膠燒成而得的導體圖案對基板的密著性會降低。或，導電性膠燒成而得的外部電極對陶瓷體的密著性會降低。反之，玻璃粉料的含量多於該範圍時，導電性膠燒成而得的導體圖案或外部電極的導電性會降低。
(C)有機黏結劑
本發明的導電性膠含有(C)有機黏結劑。本發明中的有機黏結劑並無特別限定，係使導電性膠中之銀粉相互連接者，並且，在導電性膠的燒成時只要是燃燒失去的物質即可。作為有機黏結劑者，例如可使用熱硬化性樹脂或熱塑性樹脂。
作為熱硬化性樹脂者，例如，可以使用：環氧樹脂、胺酯樹脂、乙烯酯樹脂、矽酮樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、聚醯亞胺樹脂等。
作為熱塑性樹脂者，例如，可以使用：乙基纖維素、硝化纖維素等的纖維素系樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、飽和聚酯樹脂、丁醛樹脂、聚乙烯醇、羥丙基纖維素等。
此等樹脂可單獨使用，亦可將2種以上混合使用。
在本發明的導電性膠中，(C)有機黏結劑的含量，相對於(A)銀粉100質量份，理想的是0.5至30質量份，更佳的是1.0至10質量份。
導電性膠中的(C)有機黏結劑之含量在上述範圍內 時，導電性膠對基板的塗佈性會提高，可高精度地形成微細的圖案。或，提昇導電性膠對陶瓷體的塗佈性，可高精度地形成外部電極。另一方面，(C)有機黏結劑的含量超出上述範圍時，在導電性膠中所含的有機黏結劑的量過多，燒成後得到的導體圖案或外部電極的稠密性會有降低的情形。
(D)包含Cu元素且包含選自V、Cr、Mn、Fe及Co所成群組中之至少1種的金屬元素之粉末
本發明的導電性膠含有：包含Cu元素且包含選自V、Cr、Mn、Fe及Co所成群組中之至少1種的金屬元素之粉末。以下，有將該粉末稱為“(D)粉末”的情形。該(D)粉末之例係如下所述。
(D)粉末之例
包含Cu及V之粉末
包含Cu及Cr之粉末
包含Cu及Mn之粉末
包含Cu及Fe之粉末
包含Cu及Co之粉末
包含Cu、Mn及V之粉末
包含Cu、Mn及Cr之粉末
包含Cu、Mn及Fe之粉末
包含Cu、Mn及Co之粉末
包含Cu、Fe及V之粉末
包含Cu、Fe及Cr之粉末
包含Cu、Fe及Mn之粉末
包含Cu、Fe及Co之粉末
包含Cu、Co及V之粉末
包含Cu、Co及Cr之粉末
包含Cu、Co及Mn之粉末
包含Cu、Co及Fe之粉末
(D)粉末可為混合包含上述金屬元素的複數種類之粉末的混合粉。(D)粉末可為由包含上述金屬元素的合金所成的合金粉。(D)粉末可為由包含上述金屬元素的化合物所成的化合物粉。
(D)粉末中包含的複數種類之金屬元素可為單體亦可為氧化物。例如：銅可為單體金屬(Cu)，亦可為氧化物(例如CuO)。錳可為單體金屬(Mn)，亦可為氧化物(例如MnO)。鈷可為單體金屬(Co)，亦可為氧化物(例如CoO)。
在(D)粉末中包含的複數種類之金屬元素，可為在導電性膠的燒成時變成氧化物之化合物(例如氫氧化物)。例如，銅可為Cu(OH)2。錳可為Mn(OH)2。鈷可為Co(OH)2。
錳的單體金屬由於硬度極高，故有難以得到均一粒徑的金屬粉。因此，錳係以氧化物(例如MnO)或合金的形態為佳。
導電性膠是藉由包含(D)粉末，導電性膠的電遷移耐性、焊料耐熱性、對基板的密著性及對陶瓷體的 密著性會提高。如此之創新的效果係由本發明人等首先發現者。得到如此效果之理由雖尚未明瞭，但得到如此效果之事實卻是由本發明人等的實驗而確定。
本發明的導電性膠中，(D)粉末的含量，相對於(A)銀粉100質量份，理想的是0.1至5.0質量份，較佳的是0.2至3.0質量份，更佳的是0.3至1.0質量份。
導電性膠中的(D)粉末之含量在上述範圍內時，導電性膠的電遷移耐性、焊料耐熱性、對基板的密著性及對陶瓷體的密著性會顯著地提高。
(D)粉末係以包含銅(Cu)及錳(Mn)者為特佳。
在本發明的導電性膠中，銅(Cu)的元素換算含量，相對於(A)銀粉100質量份，理想的是0.005至2.85質量份，更佳的是0.015至2質量份。
在本發明的導電性膠中，錳(Mn)的元素換算含量，相對於(A)銀粉100質量份，理想的是0.0001至0.9質量份，更佳的是0.0003至0.7質量份。
在本發明的導電性膠中，銅的含量設為1時之錳的元素換算含量，以質量比，係以0.01至2.5為佳。
藉由使銅及錳的含量調整到上述範圍內，導電性膠的電遷移耐性、焊料耐熱性、對基板的密著性及對陶瓷體的密著性會更為提高。
上述(D)粉末，係以復包含Cu、V、Cr、Mn、Fe及Co以外的金屬元素為佳。
上述(D)粉末係以包含選自Ti、Ni、Zn、In、Sn、Te、Pb、Bi、Pd、Pt，以及Au所成群組中之至少1種的金屬元素為佳。
上述(D)粉末，特別以包含Sn或Bi為佳。
如此的(D)粉末之例子係如下所述。
(D)粉末之例
包含Cu、V及Ti之粉末
包含Cu、V及Ni之粉末
包含Cu、V及Zn之粉末
包含Cu、V及In之粉末
包含Cu、V及Sn之粉末
包含Cu、V及Te之粉末
包含Cu、V及Pb之粉末
包含Cu、V及Bi之粉末
包含Cu、V及Pd之粉末
包含Cu、V及Pt之粉末
包含Cu、V及Au之粉末
包含Cu、Cr及Ti之粉末
包含Cu、Cr及Ni之粉末
包含Cu、Cr及Zn之粉末
包含Cu、Cr及In之粉末
包含Cu、Cr及Sn之粉末
包含Cu、Cr及Te之粉末
包含Cu、Cr及Pb之粉末
包含Cu、Cr及Bi之粉末
包含Cu、Cr及Pd之粉末
包含Cu、Cr及Pt之粉末
包含Cu、Cr及Au之粉末
包含Cu、Mn及Ti之粉末
包含Cu、Mn及Ni之粉末
包含Cu、Mn及Zn之粉末
包含Cu、Mn及In之粉末
包含Cu、Mn及Sn之粉末
包含Cu、Mn及Te之粉末
包含Cu、Mn及Pb之粉末
包含Cu、Mn及Bi之粉末
包含Cu、Mn及Pd之粉末
包含Cu、Mn及Pt之粉末
包含Cu、Mn及Au之粉末
包含Cu、Fe及Ti之粉末
包含Cu、Fe及Ni之粉末
包含Cu、Fe及Zn之粉末
包含Cu、Fe及In之粉末
包含Cu、Fe及Sn之粉末
包含Cu、Fe及Te之粉末
包含Cu、Fe及Pb之粉末
包含Cu、Fe及Bi之粉末
包含Cu、Fe及Pd之粉末
包含Cu、Fe及Pt之粉末
包含Cu、Fe及Au之粉末
包含Cu、Co及Ti之粉末
包含Cu、Co及Ni之粉末
包含Cu、Co及Zn之粉末
包含Cu、Co及In之粉末
包含Cu、Co及Sn之粉末
包含Cu、Co及Te之粉末
包含Cu、Co及Pb之粉末
包含Cu、Co及Bi之粉末
包含Cu、Co及Pd之粉末
包含Cu、Co及Pt之粉末
包含Cu、Co及Au之粉末
為了調整本發明的導電性膠之黏度等，也可以包含溶媒。
作為溶媒者，例如，可以列舉：甲醇、乙醇、異丙醇(IPA)等的醇類；醋酸乙酯等的有機酸類；甲苯、二甲苯等的芳香族烴類；N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)等的N-烷基吡咯啶酮類；N,N-二甲基甲醯胺(DMF)等的醯胺類；甲基乙基酮(MEK)等的酮類；萜品醇(Terpineol；TEL)，丁基卡必醇(BC)等的環狀碳酸酯類及水等。
溶媒的含量，雖無特別限定，但相對於(A)銀粉100質量份，理想的是1至100質量份，更佳的是5至60質量份。
本發明的導電性膠之黏度，理想的是50至 700Pa‧s，更佳的是100至300Pa‧s。藉由使導電性膠的黏度調整到此範圍內，導電性膠的塗佈性或處理性會變良好，變成可將導電性膠以均勻的厚度對基板或陶瓷體塗佈。
本發明的導電性膠，可包含其他的添加劑，例如：分散劑、流變改質劑及顏料等。
本發明的導電性膠，進一步可包含：無機充填劑(例如，氣相二氧化矽、碳酸鈣、滑石粉等)、偶合劑(例如，γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷等的矽烷偶合劑、四辛基雙(二-十三烷基亞磷酸)鈦酸酯等的鈦酸酯偶合劑等)、矽烷單體(例如，參(3-(三甲氧基矽基)丙基)三聚異氰酸酯)、塑化劑(例如、羧基末端聚丁二烯-丙烯腈等的共聚合物、矽酮橡膠、矽酮橡膠粉末、矽酮樹脂粉末、丙烯酸樹脂粉末等的樹脂粉末)、阻燃劑、抗氧化劑、消泡劑等。
本發明的導電性膠可含有金屬氧化物。金屬氧化物之例可列舉如：氧化銅、氧化鉍、氧化錳、氧化鈷、氧化鎂、氧化鉭、氧化鈮、氧化鎢等。導電性膠含有氧化鈷時，導電性膠的焊料耐熱性會提高。導電性膠含有氧化鉍時，與在促進銀粉燒結的同時，導電性膠的焊料濕潤性會提高。
本發明的導電性膠，係可將上述的各成分，例如使用破碎機、球磨機、三輥磨機、旋轉式混合機或雙軸混合機等混合而製造。
對於基板上使用本發明的導電性膠而形成導體圖案之方法進行說明。
首先，將本發明的導電性膠在基板上塗佈。塗佈可以用任意的方法，例如可使用：分注(Dispense)、噴射分注、孔版印刷、網版印刷、針印刷、沖壓等的習知方法來塗佈。基板的材料係可使用：氧化鋁、玻璃陶瓷、氮化矽、氮化鋁等。
在基板上塗佈導電性膠之後，將基板投入電爐等之內。於是，將在基板上所塗佈的導電性膠，以500至1000℃，較佳的是600至1000℃，更佳的是700至900℃燒成。藉由此，與導電性膠中包含的銀粉相互間燒結，同時導電性膠中包含的有機黏結劑等的成分會燒毀。
如此得到的導體圖案之導電性極高。又，電遷移耐性、焊料耐熱性及對基板的密著性優異。
對於使用本發明的導電性膠製造積層陶瓷電子零件的方法進行說明。
首先，準備陶瓷體。陶瓷體係例如將積層的介電體薄片加壓後，將該介電體薄片燒成而得到陶瓷積層體。其次，在準備的陶瓷體之端面塗佈本發明的導電性膠。其次，將塗佈在端面之導電性膠，以500至1000℃，較佳的是600至1000℃，更佳的是700至900℃燒成。藉由此，於陶瓷體的端面形成外部電極。
如此得到的積層陶瓷電子零件之外部電極的導電性極高。又，如此操作得到的外部電極之電遷移耐性及焊料耐熱性優異。再者，如此操作得到的外部電極對陶瓷體的密著性優異。在外部電極的表面可依所需而實施 鍍鎳、鍍錫等用以提高焊料濕潤性的處理。
作為使用本發明的導電性膠而可形成外部電極之積層陶瓷電子零件之例，可列舉如：使用鈦酸鋇、鈦酸鍶、鋯酸鈣等的介電體陶瓷之MLCC、ZnO等之變阻器(varistor)、鐵氧體(ferrite)、或使用介電陶瓷之感應器(inductor)等。
本發明的導電性膠，可在電子零件的電路形成或電極的形成，或電子零件在基板之接合等之時使用。又，本發明的導電性膠，可在LED反射器(Reflector)用的氧化鋁基板形成導體圖案(電路圖案)之時使用。藉由使用本發明的導電性膠，可以製造電氣特性優異的印刷配線板以及電子製品。藉由在使用本發明的導電性膠而製造的印刷配線板上焊接電子零件，可以製造電氣特性優異的電子裝置。
[實施例]
[導電性膠的調製]
混合以下的(A)至(D)成分，調製實施例1至10的導電性膠。
(A)銀粉
平均粒徑2μm的球狀銀粉。
(B)玻璃粉料
平均粒徑1.0μm，軟化點440℃的Bi2O3‧B2O3系玻璃粉料。
(C)有機黏結劑
使用丁基卡必醇中溶解有乙基纖維素樹脂到而得到的有機黏結劑。乙基纖維素樹脂與丁基卡必醇的混合比係30：70(質量比)。
(D)包含Cu元素且包含選自V、Cr、Mn、Fe及Co所成群組中之至少1種的金屬元素之粉末。
(實施例1)由CuMnBi合金所成的合金粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係Cu 1.76,Mn 0.2,Bi 0.04
(實施例2)由CuMnFe合金所成的合金粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係Cu 1.76,Mn 0.2,Fe 0.04
(實施例3)由CuMnSn合金所成的合金粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係Cu 1.76,Mn 0.2,Sn 0.04
(實施例4)由CuCoSn合金所成的合金粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係Cu 1.76,Co 0.2,Sn 0.04
(實施例5)包含CuO、MnO2及SnO2的混合粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係CuO 1.76,MnO2 0.2,SnO2 0.04
(實施例6)包含CuO、CoO及SnO2的混合粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係CuO 1.76,CoO 0.2,SnO2 0.04
(實施例7)包含CuO、MnO2及Bi2O3的混合粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係CuO 1.76,MnO2 0.2,Bi2O3 0.04
(實施例8)包含CuO、MnO2及TiO2的混合粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係CuO 1.76,MnO2 0.2,TiO2 0.04
(實施例9)包含CuO、MnO2及V2O5的混合粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係CuO 1.76,MnO2 0.2,V2O5 0.04
(實施例10)包含CuO、MnO2及Fe3O4的混合粉
金屬元素的調配比，相對於Ag 100質量份，係CuO 1.76,MnO2 0.2,Fe3O4 0.04
[試驗片的製作]
在2cm×2cm×1mm(t)的氧化鋁基板上，藉由網版印刷塗佈導電性膠。藉由此，形成每邊為1.5mm的四方墊形狀而成的圖案。遮罩係使用不鏽鋼製的250網眼。抗阻膜的厚度是20μm。其次，使用熱風式乾燥機，以150℃ 10分鐘，乾燥導電性膠。乾燥導電性膠之後，使用燒成爐，將導電性膠燒成。燒成溫度是850℃(最高溫度)，燒成時間是60分鐘。在最高溫度的保持時間是10分鐘。藉由此，製作在以下的「焊料濕潤性試驗」以及「焊料耐熱性試驗」中使用的試驗片。
[焊料濕潤性試驗]
將上述製作的試驗片，在230℃的無鉛焊料槽中浸漬3秒鐘之後，拉起試驗片。於是，將四方墊圖案的表面以照 像機拍攝，藉由在拍攝的影像中實施數位處理，求得四方墊圖案的表面附著「焊料」之面積比率(%)。將焊料濕潤性試驗的結果在以下的表1中表示。
[焊料耐熱性試驗]
將上述製作的試驗片浸漬在無鉛焊料槽中30秒鐘之後，拉起試驗片。然後，將殘存在氧化鋁基板上的四方墊圖案以照像機拍攝，藉由在拍攝之影像中實施數位處理，求得殘存之四方墊圖案的面積比率(%)。無鉛焊料槽的溫度是在260℃、270℃以及280℃中變化。浸漬時間是在10秒鐘、20秒鐘、30秒鐘及40秒鐘中變化。將焊料耐熱性試驗的結果呈示於以下的表2中。
[密著強度試驗]
(1)在2cm×2cm×1mm(t)的氧化鋁基板上，藉由網版印刷塗佈導電性膠。藉由此，形成由每邊是1.5mm的四方墊形狀所成之圖案(第1圖(a))。遮罩係使用不鏽鋼製的250網眼。阻劑的膜厚是20μm。
(2)其次，使用熱風式乾燥機，在150℃ 5分鐘，乾燥導電性膠。乾燥導電性膠之後，使用燒成爐，燒成導電性膠。燒成溫度是850℃(最高溫度)，燒成時間是60分鐘。在最高溫度的保持時間是10分鐘。
(3)在上述(2)燒成的圖案中，使用焊槍接合引線(鍍錫銅線0.6mm )(第1圖(b))。接合中，使用無鉛焊料。使用的焊料組成是Sn3.0Ag0.5Cu。
(4)將上述(3)中在圖案中接合之引線，在與基板垂直之方向以強度試驗器拉伸，測定接合部被剝落時的抗拉強度(N)(第1圖(c))。測定是進行10次，算出10次的測定值之平均。
(5)將氧化鋁基板放置在保持150℃之乾燥機中100小時之後，進行與上述(4)同樣的試驗。
(6)將氧化鋁基板在熱循環試驗機中放置100循環之間後，進行與上述(4)同樣的試驗。1循環是-40至125℃，在-40℃進行30分鐘，在125℃進行30分鐘。
將密著強度試驗的結果在以下的表3中表示。
[耐電遷移試驗]
藉由將實施例3的導電性膠(包含CuMnSn的導電性膠)塗佈在氧化鋁基板上，形成如第2圖所示之線寬200μm的L/S圖案。其次，將形成之圖案在850℃加熱60分鐘進行燒成。藉由此，形成對向之2個電極。
其次，在2個電極之間持續外加電壓，將形成有2個電極之氧化鋁基板放置在高溫高濕下，連續測定2個電極間的電阻值(Ω)。外加於2個電極間的電壓大小設定在4V。放置氧化鋁基板之環境溫度是設定在85℃。放置氧化鋁基板之環境相對濕度設定在85%。將耐電遷移試驗的結果在第3圖中表示。第3圖中，HR 4441係表示實施例3的導電性膠(包含CuMnSn導電性膠)。
[比較例]
比較例中，藉由與上述實施例同樣的順序方式，調製導電性膠，製作試驗片。使用製作的試驗片，實施焊料濕潤性試驗、焊料耐熱性試驗、密著強度試驗及耐電遷移試驗。但是，比較例中係使用以下的2種類粉末來取代上述之(D)粉末。
(比較例1)Pt粉末
(比較例2)包含CuO、MoO3及SnO2的混合粉
將比較例1、2中焊料濕潤性試驗、焊料耐熱性試驗及密著強度試驗的結果，分別在以下的表4至6中表示。將比較例1、2中之耐電遷移試驗的結果在第3 圖中表示。
[考察]
由表1、2、3及第3圖中所示結果可知，燒成實施例1至10的導電性膠而得到的導體圖案，係焊料濕潤性、焊料耐熱性、對基板的密著強度及電遷移耐性優異。
相對於此，由表4、5、6及第3圖中所示結果可知，燒成比較例2的導電性膠而得到的導體圖案，係焊料濕潤性、焊料耐熱性、對基板的密著強度及電遷移耐性較差。
又，將實施例1至10與比較例1的結果相比較可知，實施例1至10的導電性膠，即使不含高價的Pt，也與包含Pr之以往導電性膠具有同等以上的性能。
由於本案的圖僅為密著強度試驗之圖式，並無可代表之意義。故本案無指定代表圖。

Claims (17)

  1. 一種導電性膠，係包含以下的(A)至(D)成分之導電性膠，(A)銀粉(B)玻璃粉料(C)有機黏結劑(D)包含Cu元素且包含選自V、Cr、Mn、Fe及Co所成群組中之至少1種的金屬元素之粉末。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含Cu及Mn。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含Cu及Fe。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含Cu及Co。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末更包含Cu、V、Cr、Mn、Fe及Co以外的金屬元素。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含選自由Ti、Ni、Zn、In、Sn、Te、Pb、Bi、Pd、Pt及Au所構成群組中之至少1種的金屬元素。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含Sn或Bi。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含複數種類的金屬元素之 混合粉。
  9. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含複數種類的金屬元素之合金粉。
  10. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含複數種類的金屬元素之化合物粉。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項所述之導電性膠，其中，前述(D)粉末係包含金屬元素的氧化物或氫氧化物。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項所述之導電性膠，其中，相對於前述(A)銀粉100質量份，前述(D)粉末係含有0.1至5.0質量份。
  13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之導電性膠，其中，前述(A)銀粉的平均粒徑係0.1至100μm。
  14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之導電性膠，其中，黏度係50至700Pa‧s。
  15. 一種積層陶瓷電子零件，係具備將如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之導電性膠在500至900℃燒成而得到的外部電極。
  16. 一種印刷配線板，係將如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之導電性膠塗佈在基板上之後，將此導電性膠以500至900℃燒成而得到者。
  17. 一種電子裝置，係在如申請專利範圍第16項所述之印 刷配線板上焊接電子零件而得到者。
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