JP3222296B2 - 導電性インキ - Google Patents
導電性インキInfo
- Publication number
- JP3222296B2 JP3222296B2 JP32190093A JP32190093A JP3222296B2 JP 3222296 B2 JP3222296 B2 JP 3222296B2 JP 32190093 A JP32190093 A JP 32190093A JP 32190093 A JP32190093 A JP 32190093A JP 3222296 B2 JP3222296 B2 JP 3222296B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- glass
- inorganic
- cuo
- particle size
- Prior art date
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- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ＬＳＩ、チップ部
品などを搭載し、かつそれらを相互配線する為のセラミ
ック多層基板の内外部の電極パターンに適用する為の導
電性インキに関する。
品などを搭載し、かつそれらを相互配線する為のセラミ
ック多層基板の内外部の電極パターンに適用する為の導
電性インキに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体ＬＳＩ、チップ部品等は小
型、軽量化が進んでおり、これらを実装する配線基板も
小型、軽量化が望まれている。このような要求に対し
て、セラミック多層基板は、要求される高密度配線が得
られ、かつ薄膜化が可能なことより、今日のエレクトロ
ニクス業界において重要視されている。
型、軽量化が進んでおり、これらを実装する配線基板も
小型、軽量化が望まれている。このような要求に対し
て、セラミック多層基板は、要求される高密度配線が得
られ、かつ薄膜化が可能なことより、今日のエレクトロ
ニクス業界において重要視されている。
【０００３】このセラミック多層基板に使用される電極
材料としての導体組成物は、一般に導電性金属、無機酸
化物、ガラス粉末が有機媒体中に分散されているペース
ト状組成物である。近年、低温焼結ガラス・セラミック
多層基板の開発によって、使用できる導体材料は、金、
銀、銅、パラジウムまたはそれらの混合物等が用いられ
るようになった。これらの金属は従来使用されたタング
ステン、モリブデンなどに比べ導体抵抗が低く、且つ使
用できる設備も安全で低コストに製造できる。
材料としての導体組成物は、一般に導電性金属、無機酸
化物、ガラス粉末が有機媒体中に分散されているペース
ト状組成物である。近年、低温焼結ガラス・セラミック
多層基板の開発によって、使用できる導体材料は、金、
銀、銅、パラジウムまたはそれらの混合物等が用いられ
るようになった。これらの金属は従来使用されたタング
ステン、モリブデンなどに比べ導体抵抗が低く、且つ使
用できる設備も安全で低コストに製造できる。
【０００４】一方これらの金属の内、貴金属である金、
銀、パラジウムは高価でかつ価格変動が大きいことか
ら、安価で価格変動の少ない卑金属系が使用されてきて
いる。
銀、パラジウムは高価でかつ価格変動が大きいことか
ら、安価で価格変動の少ない卑金属系が使用されてきて
いる。
【０００５】この中でも銅（Ｃｕ）が比抵抗が小さく半
田濡れ性も優れている為、銅の電極材料の使用が望まれ
ている。
田濡れ性も優れている為、銅の電極材料の使用が望まれ
ている。
【０００６】低温焼結多層基板にＣｕを使用する方法と
して、内層および最上層にＣｕ電極を用いる方法があ
る。導体抵抗、半田濡れ性、コストの点で最も良いが、
すべて窒素などの中性雰囲気で焼成しなければならずそ
の作製が困難である。一般にＣｕ電極を使用するには、
基板上にＣｕペーストをスクリーン印刷にて配線パター
ンを形成し、乾燥後、Ｃｕの融点以下の温度（８５０〜
９５０℃程度）で、かつＣｕが酸化されず導体ペースト
中の有機成分が十分燃焼するように酸素分圧を制御した
窒素雰囲気中で焼成を行なうものである。多層構造とす
る場合は、同様の条件で絶縁層を印刷焼成して得られ
る。しかし、焼成工程における雰囲気を適度な酸素分圧
下にコントロールすることは困難であり、また多層化す
る場合、各ペーストを印刷後その都度焼成を繰り返して
行なう必要があり、リードタイムが長くなり設備などの
コストアップにつながるなどの課題を有している（特開
昭57-53321号公報）。
して、内層および最上層にＣｕ電極を用いる方法があ
る。導体抵抗、半田濡れ性、コストの点で最も良いが、
すべて窒素などの中性雰囲気で焼成しなければならずそ
の作製が困難である。一般にＣｕ電極を使用するには、
基板上にＣｕペーストをスクリーン印刷にて配線パター
ンを形成し、乾燥後、Ｃｕの融点以下の温度（８５０〜
９５０℃程度）で、かつＣｕが酸化されず導体ペースト
中の有機成分が十分燃焼するように酸素分圧を制御した
窒素雰囲気中で焼成を行なうものである。多層構造とす
る場合は、同様の条件で絶縁層を印刷焼成して得られ
る。しかし、焼成工程における雰囲気を適度な酸素分圧
下にコントロールすることは困難であり、また多層化す
る場合、各ペーストを印刷後その都度焼成を繰り返して
行なう必要があり、リードタイムが長くなり設備などの
コストアップにつながるなどの課題を有している（特開
昭57-53321号公報）。
【０００７】そこで特公平5-1774496号公報において、
セラミック多層基板の作製にあたり、ＣｕＯペーストを
用い、脱バインダ工程、還元工程、焼成工程の３工程に
よって作製する方法が開示されている。それはＣｕＯを
導体の出発原料とし多層体を作製し、脱バインダ工程
は、炭素に対して充分な酸素雰囲気でかつ内部の有機バ
インダを熱分解させるに充分な温度で熱処理を行なう。
次にＣｕＯをＣｕに還元する還元工程、基板の焼結を行
なう焼成工程により成立しているものである。これによ
り、焼成時の雰囲気制御が容易になり緻密な焼結体が得
られるようになった。
セラミック多層基板の作製にあたり、ＣｕＯペーストを
用い、脱バインダ工程、還元工程、焼成工程の３工程に
よって作製する方法が開示されている。それはＣｕＯを
導体の出発原料とし多層体を作製し、脱バインダ工程
は、炭素に対して充分な酸素雰囲気でかつ内部の有機バ
インダを熱分解させるに充分な温度で熱処理を行なう。
次にＣｕＯをＣｕに還元する還元工程、基板の焼結を行
なう焼成工程により成立しているものである。これによ
り、焼成時の雰囲気制御が容易になり緻密な焼結体が得
られるようになった。
【０００８】一方、セラミック多層基板は焼成時に焼結
に伴う収縮が生じる。この焼結に伴う収縮は、使用する
基板材料、グリーンシート組成、粉体ロットなどにより
異なる。これにより多層基板の作製においていくつかの
問題が生じている。まず第１に、多層セラミック基板の
作製において前述のごとく内層配線の焼成を行なってか
ら最上層配線の形成を行なうため、基板材料の収縮誤差
が大きいと、最上層配線パターンと内層電極との間に寸
法誤差が生じ、両者の接続が行えない。その結果、収縮
誤差を予め許容するように最上層電極部に必要以上の大
きい面積のランドを形成しなければならず、高密度の配
線を必要とする回路には使用が難しい。
に伴う収縮が生じる。この焼結に伴う収縮は、使用する
基板材料、グリーンシート組成、粉体ロットなどにより
異なる。これにより多層基板の作製においていくつかの
問題が生じている。まず第１に、多層セラミック基板の
作製において前述のごとく内層配線の焼成を行なってか
ら最上層配線の形成を行なうため、基板材料の収縮誤差
が大きいと、最上層配線パターンと内層電極との間に寸
法誤差が生じ、両者の接続が行えない。その結果、収縮
誤差を予め許容するように最上層電極部に必要以上の大
きい面積のランドを形成しなければならず、高密度の配
線を必要とする回路には使用が難しい。
【０００９】そのため収縮誤差にあわせて最上層配線用
のスクリーン版をいくつか用意しておき、基板の収縮率
に応じて使用する方法がとられることもある。この方法
ではスクリーン版を数多く用意しなければならず不経済
である。
のスクリーン版をいくつか用意しておき、基板の収縮率
に応じて使用する方法がとられることもある。この方法
ではスクリーン版を数多く用意しなければならず不経済
である。
【００１０】また最上層配線の焼成を内層配線の焼成と
同時に行なえば大きなランドを必要としないが、この同
時焼成法によっても基板そのものの収縮誤差はそのまま
存在するので、基板への部品搭載時のクリーム半田印刷
において、その誤差のため必要な部分に印刷できない場
合が起こり、また部品実装においても所定の部品位置と
ズレが生じる。
同時に行なえば大きなランドを必要としないが、この同
時焼成法によっても基板そのものの収縮誤差はそのまま
存在するので、基板への部品搭載時のクリーム半田印刷
において、その誤差のため必要な部分に印刷できない場
合が起こり、また部品実装においても所定の部品位置と
ズレが生じる。
【００１１】第２にグリーンシート積層法による多層基
板は、グリーンシートの造膜方向によって幅方向と長手
方向によってもその収縮率が異なる。このこともセラミ
ック多層基板の作製の障害となっている。
板は、グリーンシートの造膜方向によって幅方向と長手
方向によってもその収縮率が異なる。このこともセラミ
ック多層基板の作製の障害となっている。
【００１２】これらの収縮誤差をなるべく少なくするた
めには、製造工程において、基板材料およびグリーンシ
ート組成の管理はもちろん、粉体ロットの違いや積層条
件（プレス圧力、温度）を十分管理する必要がある。し
かし、一般に収縮率の誤差は±０．５％程度存在すると
言われている。
めには、製造工程において、基板材料およびグリーンシ
ート組成の管理はもちろん、粉体ロットの違いや積層条
件（プレス圧力、温度）を十分管理する必要がある。し
かし、一般に収縮率の誤差は±０．５％程度存在すると
言われている。
【００１３】このことは多層基板にかかわらずセラミッ
ク、およびガラス・セラミックの焼結を伴うものに共通
の課題である。そこで特開平5-102666号において開示さ
れるように、低温焼結ガラス・セラミックよりなるグリ
ーンシートに電極パターンを形成したものを所望枚数積
層し、この積層体の両面、もしくは片面に前記ガラス・
セラミック低温焼結基板材料の焼成温度では焼結しない
無機組成物よりなるグリーンシートで挟み込む様に積層
し、前記積層体を焼成し、しかる後に焼結しない無機組
成物を取り除くという発明がなされた。これにより基板
材料の焼結時に厚み方向の収縮だけが起こり、平面方向
の収縮がゼロの基板が作製でき、その結果上記の様な様
々な課題が解決できる。
ク、およびガラス・セラミックの焼結を伴うものに共通
の課題である。そこで特開平5-102666号において開示さ
れるように、低温焼結ガラス・セラミックよりなるグリ
ーンシートに電極パターンを形成したものを所望枚数積
層し、この積層体の両面、もしくは片面に前記ガラス・
セラミック低温焼結基板材料の焼成温度では焼結しない
無機組成物よりなるグリーンシートで挟み込む様に積層
し、前記積層体を焼成し、しかる後に焼結しない無機組
成物を取り除くという発明がなされた。これにより基板
材料の焼結時に厚み方向の収縮だけが起こり、平面方向
の収縮がゼロの基板が作製でき、その結果上記の様な様
々な課題が解決できる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】以上のことから平面方
向の収縮が起こらない基板が作成されているが、ここに
は幾つかの問題がある。それは焼成時の基板収縮が厚み
方向のみに起こる為、前述の様な従来の電極用ペ−スト
状組成物では焼成後の電極が粗な膜構造になってしまう
ことである。配線電極構造が粗であると、基板との密着
が弱くなり電極が基板から剥離を起したり、外気との接
触面積が多い為に電極の酸化がされやすくなり信頼性が
低くなる等の問題がある。また緻密性を上げる為、単純
に導体材料の配合比を増加させたり、導体の粒径を小さ
くする等の方法をとると、ガラス・セラミック多層基板
焼成時に、基板焼結開始よりも導体材料の焼結の方が早
く開始する為に、基板が導体の焼結を抑えることができ
ず、焼成後電極周辺の基板においてクラックが発生して
しまうという問題も生じる。
向の収縮が起こらない基板が作成されているが、ここに
は幾つかの問題がある。それは焼成時の基板収縮が厚み
方向のみに起こる為、前述の様な従来の電極用ペ−スト
状組成物では焼成後の電極が粗な膜構造になってしまう
ことである。配線電極構造が粗であると、基板との密着
が弱くなり電極が基板から剥離を起したり、外気との接
触面積が多い為に電極の酸化がされやすくなり信頼性が
低くなる等の問題がある。また緻密性を上げる為、単純
に導体材料の配合比を増加させたり、導体の粒径を小さ
くする等の方法をとると、ガラス・セラミック多層基板
焼成時に、基板焼結開始よりも導体材料の焼結の方が早
く開始する為に、基板が導体の焼結を抑えることができ
ず、焼成後電極周辺の基板においてクラックが発生して
しまうという問題も生じる。
【００１５】この為、高精度の平面方向の収縮が起きな
いガラス・セラミック多層基板を作製する上記方法にお
いては、前記基板に適応した導電性ペ−スト組成物が必
要となる。
いガラス・セラミック多層基板を作製する上記方法にお
いては、前記基板に適応した導電性ペ−スト組成物が必
要となる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明の導電性インキは、導電性物質がＣｕＯからなる
無機組成物において、ＣｕＯが７０．０〜９５．０重量
％、無機バインダが５．０〜３０．０重量％からなる混
合物を無機成分として、この無機成分に少なくとも溶剤
と有機バインダを加え、無機成分を分散させたものであ
り、かつ無機バインダであるガラスが８５０〜９５０℃
の間で軟化するもの、例えばホウ珪酸鉛結晶化ガラス、
またはホウ珪酸アルミ結晶化ガラスであり、導電性物質
であるＣｕＯ粒径が１．０〜７．０μｍ、無機成分中の
無機バインダ粒子の粒径が１．０〜５．０μｍであるこ
とを特徴とするものである。
本発明の導電性インキは、導電性物質がＣｕＯからなる
無機組成物において、ＣｕＯが７０．０〜９５．０重量
％、無機バインダが５．０〜３０．０重量％からなる混
合物を無機成分として、この無機成分に少なくとも溶剤
と有機バインダを加え、無機成分を分散させたものであ
り、かつ無機バインダであるガラスが８５０〜９５０℃
の間で軟化するもの、例えばホウ珪酸鉛結晶化ガラス、
またはホウ珪酸アルミ結晶化ガラスであり、導電性物質
であるＣｕＯ粒径が１．０〜７．０μｍ、無機成分中の
無機バインダ粒子の粒径が１．０〜５．０μｍであるこ
とを特徴とするものである。
【００１７】さらに本発明の導電性インキは、ポリiso
−ブチルメタクリレートとポリα−メチルスチレンの共
重合体、またはエチルセルロースを有機バインダとし、
この有機バインダの含有量がインキ全体に対し、重量比
で０．５〜２．０重量％であることが好適なものであ
る。
−ブチルメタクリレートとポリα−メチルスチレンの共
重合体、またはエチルセルロースを有機バインダとし、
この有機バインダの含有量がインキ全体に対し、重量比
で０．５〜２．０重量％であることが好適なものであ
る。
【００１８】
【作用】本発明の導電性インキは前記構成により、平面
方向に収縮を起こさないガラス・セラミック多層基板に
使用しても、電極周辺の基板にクラックが発生すること
が無く、かつ電極が密な膜構造で、基板と電極との密着
を図ることが出来るものである。以下に本発明の作用を
説明する。
方向に収縮を起こさないガラス・セラミック多層基板に
使用しても、電極周辺の基板にクラックが発生すること
が無く、かつ電極が密な膜構造で、基板と電極との密着
を図ることが出来るものである。以下に本発明の作用を
説明する。
【００１９】無機組成物の配合比を前記構成にし、Ｃｕ
Ｏの粒径を１．０〜７．０μｍに、無機成分中の無機バ
インダ粒子の粒径を１．０〜５．０μｍとする事によ
り、焼成時におけるＣｕの焼結を遅らせ、また無機バイ
ンダに基板焼結までは軟化の挙動を起こさない高軟化点
のガラスを使用している為、ガラス・セラミック基板焼
結までは電極の焼結を抑え、基板焼結後に配線中のガラ
スが軟化を起こし焼結が始まる為、電極がより密な膜構
造をとり、かつ電極周辺の基板のクラックが発生しない
ものとなり、信頼性も良好なものとなる。
Ｏの粒径を１．０〜７．０μｍに、無機成分中の無機バ
インダ粒子の粒径を１．０〜５．０μｍとする事によ
り、焼成時におけるＣｕの焼結を遅らせ、また無機バイ
ンダに基板焼結までは軟化の挙動を起こさない高軟化点
のガラスを使用している為、ガラス・セラミック基板焼
結までは電極の焼結を抑え、基板焼結後に配線中のガラ
スが軟化を起こし焼結が始まる為、電極がより密な膜構
造をとり、かつ電極周辺の基板のクラックが発生しない
ものとなり、信頼性も良好なものとなる。
【００２０】また、この無機組成物の配合に最適な有機
バインダとバインダの配合比の選択によって、ファイン
ライン印刷時に発生しやすくなる欠けやだれを防止する
等の良好な印刷性を有するインキとなる。
バインダとバインダの配合比の選択によって、ファイン
ライン印刷時に発生しやすくなる欠けやだれを防止する
等の良好な印刷性を有するインキとなる。
【００２１】
【実施例】以下本発明の具体例について述べる。
【００２２】（実施例１）ここで用いたペーストにおい
て、無機組成（無機粉体）はＣｕＯ（平均粒経３．５μ
ｍ）９０．０重量％、ガラスフリット（日本電気硝子社
製、ホウ珪酸鉛結晶化ガラス、平均粒経２．０μｍ、軟
化点９３０℃）１０．０重量％からなるもので、ペース
ト全体としての組成は（表１）に示す。この（表１）に
示すそれぞれの組成のミルベースをセラミック３本ロー
ルにより適度な粘度になるように混練し、ＣｕＯインキ
を作製した。
て、無機組成（無機粉体）はＣｕＯ（平均粒経３．５μ
ｍ）９０．０重量％、ガラスフリット（日本電気硝子社
製、ホウ珪酸鉛結晶化ガラス、平均粒経２．０μｍ、軟
化点９３０℃）１０．０重量％からなるもので、ペース
ト全体としての組成は（表１）に示す。この（表１）に
示すそれぞれの組成のミルベースをセラミック３本ロー
ルにより適度な粘度になるように混練し、ＣｕＯインキ
を作製した。
【００２３】
【表１】
【００２４】このＣｕＯインキを使用してスクリーン印
刷機により、低温焼成用ガラス・セラミックのグリーン
シート上に印刷を行った。この時得られたパターンにお
いて（試料２）〜（試料５）のインキは、直線性が良好
であり、だれ、欠けの無い高品質のものであるが、（試
料１）、（試料６）、（試料７）のインキは印刷ライン
にだれ、欠けがみられていた。次にこのＣｕＯパターン
を印刷したグリーンシートを、必要枚数積層し、両面に
アルミナグリーンシートを積層する。この状態で熱圧着
して積層体を形成した。熱圧着条件は、温度が８０℃、
圧力は２００Kg/cm2であった。この積層体を箱型炉にお
いて空気中で５００℃、２時間保持し有機バインダ除去
を行ない、還元炉において水素１００％中で４００℃、
５時間保持しＣｕＯ還元を行ない、メッシュベルト炉に
おいて純窒素中で９５０℃、１時間の焼成を行った。
（試料１）〜（試料５）のものは電極のＳＥＭ観察か
ら、焼成後の導体膜は密に充填されたものであったが、
（試料６）、（試料７）は導体膜の充填状態が粗悪なも
のであった。印刷時の印刷性、焼成後の導体膜の緻密性
の両方から見たときに必要性能を満たしているものは有
機バインダ含有量がインキ全体に対し０．５〜２．０重
量％となる（試料２）〜（試料５）であり、この中でも
最も性能の良いものは（試料４）の有機バインダが１．
６３重量％の時であった。
刷機により、低温焼成用ガラス・セラミックのグリーン
シート上に印刷を行った。この時得られたパターンにお
いて（試料２）〜（試料５）のインキは、直線性が良好
であり、だれ、欠けの無い高品質のものであるが、（試
料１）、（試料６）、（試料７）のインキは印刷ライン
にだれ、欠けがみられていた。次にこのＣｕＯパターン
を印刷したグリーンシートを、必要枚数積層し、両面に
アルミナグリーンシートを積層する。この状態で熱圧着
して積層体を形成した。熱圧着条件は、温度が８０℃、
圧力は２００Kg/cm2であった。この積層体を箱型炉にお
いて空気中で５００℃、２時間保持し有機バインダ除去
を行ない、還元炉において水素１００％中で４００℃、
５時間保持しＣｕＯ還元を行ない、メッシュベルト炉に
おいて純窒素中で９５０℃、１時間の焼成を行った。
（試料１）〜（試料５）のものは電極のＳＥＭ観察か
ら、焼成後の導体膜は密に充填されたものであったが、
（試料６）、（試料７）は導体膜の充填状態が粗悪なも
のであった。印刷時の印刷性、焼成後の導体膜の緻密性
の両方から見たときに必要性能を満たしているものは有
機バインダ含有量がインキ全体に対し０．５〜２．０重
量％となる（試料２）〜（試料５）であり、この中でも
最も性能の良いものは（試料４）の有機バインダが１．
６３重量％の時であった。
【００２５】（実施例２）ここで用いたペースト組成
は、（実施例１）の（試料４）に用いた組成を使用し
た。無機粉体にはＣｕＯ（平均粒経４．５μｍ）、ガラ
スフリット（コーニングジャパン社製、ホウ珪酸アルミ
結晶化ガラス、平均粒径３．０μｍ、軟化点９２８℃）
を使用した。この無機粉体の組成を（表２）に示す。
は、（実施例１）の（試料４）に用いた組成を使用し
た。無機粉体にはＣｕＯ（平均粒経４．５μｍ）、ガラ
スフリット（コーニングジャパン社製、ホウ珪酸アルミ
結晶化ガラス、平均粒径３．０μｍ、軟化点９２８℃）
を使用した。この無機粉体の組成を（表２）に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】（表２）に示すそれぞれの組成のミルベー
スをセラミック３本ロールにより適度な粘度になるよう
に混練し、ＣｕＯインキを作製した。このＣｕＯインキ
を使用してスクリーン印刷機により、低温焼成用ガラス
・セラミックのグリーンシート上に印刷を行った。この
印刷したグリーンシートを必要枚数積層し、両面にアル
ミナグリーンシートを積層する。この状態で熱圧着して
積層体を形成した。熱圧着条件は、温度が８０℃、圧力
は２００Kg/cm2であった。この積層体を箱型炉において
空気中で５００℃、２時間保持し有機バインダ除去を行
ない、還元炉において水素１００％中で４００℃、５時
間保持しＣｕＯ還元を行ない、メッシュベルト炉におい
て純窒素中で９５０℃、１時間の焼成を行った。この焼
成後の導体電極を接着強度での性能評価を行った。
スをセラミック３本ロールにより適度な粘度になるよう
に混練し、ＣｕＯインキを作製した。このＣｕＯインキ
を使用してスクリーン印刷機により、低温焼成用ガラス
・セラミックのグリーンシート上に印刷を行った。この
印刷したグリーンシートを必要枚数積層し、両面にアル
ミナグリーンシートを積層する。この状態で熱圧着して
積層体を形成した。熱圧着条件は、温度が８０℃、圧力
は２００Kg/cm2であった。この積層体を箱型炉において
空気中で５００℃、２時間保持し有機バインダ除去を行
ない、還元炉において水素１００％中で４００℃、５時
間保持しＣｕＯ還元を行ない、メッシュベルト炉におい
て純窒素中で９５０℃、１時間の焼成を行った。この焼
成後の導体電極を接着強度での性能評価を行った。
【００２８】（性能評価方法） 接着強度：基板上に２ｍｍ×２ｍｍ導体膜１２箇所のパ
ターンの印刷を行ない前記工程により焼成を行った。そ
の後パターン上にクリーム半田を付け、ベルト伝熱式リ
フロー炉においてリフロー温度３５０℃、ベルトスピー
ド０．６ｍ／ｍｉｎで導体膜上に金メッキしたリン青銅
のピンを付けた。このサンプルを試験機でピンの垂直方
向から力を加え、基板から導体膜が剥がれるときの接着
強度を測定した。
ターンの印刷を行ない前記工程により焼成を行った。そ
の後パターン上にクリーム半田を付け、ベルト伝熱式リ
フロー炉においてリフロー温度３５０℃、ベルトスピー
ド０．６ｍ／ｍｉｎで導体膜上に金メッキしたリン青銅
のピンを付けた。このサンプルを試験機でピンの垂直方
向から力を加え、基板から導体膜が剥がれるときの接着
強度を測定した。
【００２９】（表２）に示されるように、接着強度はガ
ラスが５〜３０重量％の時、接着強度は２ｋｇ／２ｍｍ
□以上あるが、ガラス量が５重量％未満では強度が弱
く、３０重量％より多くなっても大きな強度の向上はみ
られない。この事から実際の使用時に必要な性能として
接着強度２．０ｋｇ／２ｍｍ□以上となるのは、無機組
成においてＣｕＯが７０．０〜９５．０重量％、無機バ
インダであるガラスが５．０〜３０．０重量％から構成
されるときである。そして、ＣｕＯが８０．０重量％、
無機バインダであるガラスが２０．０重量％から構成さ
れるときが最も好ましい。
ラスが５〜３０重量％の時、接着強度は２ｋｇ／２ｍｍ
□以上あるが、ガラス量が５重量％未満では強度が弱
く、３０重量％より多くなっても大きな強度の向上はみ
られない。この事から実際の使用時に必要な性能として
接着強度２．０ｋｇ／２ｍｍ□以上となるのは、無機組
成においてＣｕＯが７０．０〜９５．０重量％、無機バ
インダであるガラスが５．０〜３０．０重量％から構成
されるときである。そして、ＣｕＯが８０．０重量％、
無機バインダであるガラスが２０．０重量％から構成さ
れるときが最も好ましい。
【００３０】（実施例３）ここで用いたペ−スト組成
は、（実施例１）の（試料４）に用いた組成を使用し
た。無機粉体にはＣｕＯ （平均粒径５．５μｍ）７
０．０重量％、ガラスフリット（日本電気硝子社製、ホ
ウ珪酸鉛結晶化ガラス、平均粒径５．０μｍ）３０．０
重量％を使用した。ガラス軟化点は（表３）に示す。
は、（実施例１）の（試料４）に用いた組成を使用し
た。無機粉体にはＣｕＯ （平均粒径５．５μｍ）７
０．０重量％、ガラスフリット（日本電気硝子社製、ホ
ウ珪酸鉛結晶化ガラス、平均粒径５．０μｍ）３０．０
重量％を使用した。ガラス軟化点は（表３）に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】（表３）に示すそれぞれの組成のミルベー
スをセラミック３本ロールにより適度な粘度になるよう
に混練し、ＣｕＯインキを作製した。このＣｕＯインキ
を使用してスクリーン印刷機により、低温焼成用ガラス
・セラミックのグリーンシート上に印刷を行った。この
印刷したグリーンシートを必要枚数積層し、両面にアル
ミナグリーンシートを積層する。この状態で熱圧着して
積層体を形成した。熱圧着条件は、温度が８０℃、圧力
は２００Kg/cm2であった。この積層体を箱型炉において
空気中で５００℃、２時間保持し有機バインダ除去を行
ない、還元炉において水素１００％中で４００℃、５時
間保持しＣｕＯ還元を行ない、メッシュベルト炉におい
て純窒素中で９５０℃、１時間の焼成を行った。この焼
成後の試料のＳＥＭ観察により、導体電極の状態と電極
周辺の基板のクラックの発生の有無を評価した。（表
３）に示されるようにガラス軟化点が８５０℃未満では
電極周辺の基板にクラックが発生していた。またガラス
軟化点が９５０℃を越えると電極焼結が進まず電極の膜
構造が粗になってしまう。このことから基板にクラック
の発生が無い、電極状態の密なものとなるのは無機バイ
ンダとするガラスの軟化点が８５０〜９５０℃で構成さ
れる時である。
スをセラミック３本ロールにより適度な粘度になるよう
に混練し、ＣｕＯインキを作製した。このＣｕＯインキ
を使用してスクリーン印刷機により、低温焼成用ガラス
・セラミックのグリーンシート上に印刷を行った。この
印刷したグリーンシートを必要枚数積層し、両面にアル
ミナグリーンシートを積層する。この状態で熱圧着して
積層体を形成した。熱圧着条件は、温度が８０℃、圧力
は２００Kg/cm2であった。この積層体を箱型炉において
空気中で５００℃、２時間保持し有機バインダ除去を行
ない、還元炉において水素１００％中で４００℃、５時
間保持しＣｕＯ還元を行ない、メッシュベルト炉におい
て純窒素中で９５０℃、１時間の焼成を行った。この焼
成後の試料のＳＥＭ観察により、導体電極の状態と電極
周辺の基板のクラックの発生の有無を評価した。（表
３）に示されるようにガラス軟化点が８５０℃未満では
電極周辺の基板にクラックが発生していた。またガラス
軟化点が９５０℃を越えると電極焼結が進まず電極の膜
構造が粗になってしまう。このことから基板にクラック
の発生が無い、電極状態の密なものとなるのは無機バイ
ンダとするガラスの軟化点が８５０〜９５０℃で構成さ
れる時である。
【００３３】なお本実施例において、ＣｕＯ平均粒径
３．５μｍ、４．５μｍ、５．５μｍ、無機バインダ平
均粒径２．０μｍ、３．０μｍ、５．０μｍのものを使
用しているがＣｕＯ粒径１．０〜７．０μｍ、無機バイ
ンダ粒径１．０〜５．０μｍである時には同様の効果が
得られた。
３．５μｍ、４．５μｍ、５．５μｍ、無機バインダ平
均粒径２．０μｍ、３．０μｍ、５．０μｍのものを使
用しているがＣｕＯ粒径１．０〜７．０μｍ、無機バイ
ンダ粒径１．０〜５．０μｍである時には同様の効果が
得られた。
【００３４】またこの実施例では有機バインダにエチル
セルロースを使用しているが、ポリiso −ブチルメタク
リレートとポリα−メチルメタクリレートの共重合体
を、有機バインダとして使用しても同様の結果を得るこ
とが出来る。
セルロースを使用しているが、ポリiso −ブチルメタク
リレートとポリα−メチルメタクリレートの共重合体
を、有機バインダとして使用しても同様の結果を得るこ
とが出来る。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の導電性イン
キは、前記構成をとることにより、焼成時にＣｕの焼結
を遅らせ、かつガラス・セラミック基板焼結までは高軟
化点ガラスが電極の焼結を抑え、基板焼結後に軟化を起
こしＣｕの焼結が始まる為、電極が密な膜構造となり、
かつ電極周辺の基板にクラックが発生しないものとな
り、信頼性も良好なものとなる。
キは、前記構成をとることにより、焼成時にＣｕの焼結
を遅らせ、かつガラス・セラミック基板焼結までは高軟
化点ガラスが電極の焼結を抑え、基板焼結後に軟化を起
こしＣｕの焼結が始まる為、電極が密な膜構造となり、
かつ電極周辺の基板にクラックが発生しないものとな
り、信頼性も良好なものとなる。
【００３６】また、この無機組成物の配合に最適な有機
バインダとバインダの配合比の選択によって、ファイン
ライン印刷時に発生しやすくなる欠けやだれを防止する
等の良好な印刷性を有するインキとなる。
バインダとバインダの配合比の選択によって、ファイン
ライン印刷時に発生しやすくなる欠けやだれを防止する
等の良好な印刷性を有するインキとなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 箱谷 靖彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 板垣 峰広 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 中村 嘉文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 三好 昭彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−285208（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−325575（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 1/16 H05K 1/09 H05K 3/46 H01B 1/20
Claims (4)
- 【請求項１】 粒径が１．０〜７．０μｍのＣｕＯが７
０．０〜９５．０重量％、粒径が１．０〜５．０μｍで
８５０〜９５０℃の間で軟化するガラスからなる無機バ
インダが５．０〜３０．０重量％の混合物を無機成分と
し、この無機成分に少なくとも溶剤と有機バインダを加
え、前記無機成分を分散させてなることを特徴とする導
電性インキ。 - 【請求項２】 無機バインダは、ホウ珪酸鉛結晶化ガラ
ス、またはホウ珪酸アルミ結晶化ガラスであることを特
徴とする請求項１記載の導電性インキ。 - 【請求項３】 有機バインダがポリiso −ブチルメタク
リレートとポリα−メチルスチレンの共重合体、または
エチルセルロースであることを特徴とする請求項１記載
の導電性インキ。 - 【請求項４】 有機バインダの含有量がインキ全体に対
し、重量比で０．５〜２．０重量％であることを特徴と
する請求項１記載の導電性インキ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32190093A JP3222296B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 導電性インキ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32190093A JP3222296B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 導電性インキ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176210A JPH07176210A (ja) | 1995-07-14 |
| JP3222296B2 true JP3222296B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=18137662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32190093A Expired - Fee Related JP3222296B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 導電性インキ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3222296B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE9903406D0 (sv) * | 1999-09-22 | 1999-09-22 | Ericsson Telefon Ab L M | Electrically conducting ink for effective speed printing |
| ATE467665T1 (de) | 2003-08-25 | 2010-05-15 | Dip Tech Ltd | Tinte für keramische oberflächen |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32190093A patent/JP3222296B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07176210A (ja) | 1995-07-14 |
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