JPH05174617A - 導体ペースト - Google Patents
導体ペーストInfo
- Publication number
- JPH05174617A JPH05174617A JP35443591A JP35443591A JPH05174617A JP H05174617 A JPH05174617 A JP H05174617A JP 35443591 A JP35443591 A JP 35443591A JP 35443591 A JP35443591 A JP 35443591A JP H05174617 A JPH05174617 A JP H05174617A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- weight
- glass
- parts
- bismuth oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Ceramic Products (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半田付けが容易で、しかも半田付け後のエー
ジングによるセラミック基板との接合強度の劣化の小さ
い電形を形成するための導体ペーストを提供する。 【構成】 銀とパラジウムを含む複合導電粉末とガラス
粉末及び酸化ビスマス粉末をビヒクルに分散混練した導
体ペーストであって、固形分中にガラス粉末が２〜９重
量％含有され、ガラス粉末１０重量部当り酸化ビスマス
を５〜４５重量部、アノーサイト粉末を１〜４重量部及
びアルミナ粉末を１〜３重量部含有する。
ジングによるセラミック基板との接合強度の劣化の小さ
い電形を形成するための導体ペーストを提供する。 【構成】 銀とパラジウムを含む複合導電粉末とガラス
粉末及び酸化ビスマス粉末をビヒクルに分散混練した導
体ペーストであって、固形分中にガラス粉末が２〜９重
量％含有され、ガラス粉末１０重量部当り酸化ビスマス
を５〜４５重量部、アノーサイト粉末を１〜４重量部及
びアルミナ粉末を１〜３重量部含有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半田付けした状態で熱履
歴を受けたときの接合強度の劣化の小さい電極を形成す
るための導体ペーストに関する。
歴を受けたときの接合強度の劣化の小さい電極を形成す
るための導体ペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】厚膜電極材料として、銀とパラジウムを
含む複合粉末と、無機結合剤とをビヒクル中に分散した
Ａｇ−Ｐｄ系導体ペーストが用いられている。銀とパラ
ジウムを含む複合粉末としては、銀とパラジウムの混合
粉の外、銀パラジウム合金粉、銀パラジウム共沈粉また
はこれらと銀粉及び／又はパラジウム粉との混合粉が用
いられ通常Ａｇ／Ｐｄ比が１．５〜１９になる組成でペ
ースト固形分中に８５〜９５重量％含有される。
含む複合粉末と、無機結合剤とをビヒクル中に分散した
Ａｇ−Ｐｄ系導体ペーストが用いられている。銀とパラ
ジウムを含む複合粉末としては、銀とパラジウムの混合
粉の外、銀パラジウム合金粉、銀パラジウム共沈粉また
はこれらと銀粉及び／又はパラジウム粉との混合粉が用
いられ通常Ａｇ／Ｐｄ比が１．５〜１９になる組成でペ
ースト固形分中に８５〜９５重量％含有される。
【０００３】無機結合剤には、通常ガラスフリットと酸
化ビスマス粉末が用いられる。ガラス粉末は、ＰｂＯ−
Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガラス、ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 −Ｚｎ
Ｏ系ガラス等が使用される場合が多い。導体ペースト
は、セラミック基板に印刷、焼成されるため、ガラスは
セラミック基板の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を持
つものが使われており、例えば、アルミナ基板に対して
は、７０〜７５×１０-6／℃程度の熱膨張係数をもつガ
ラスが用いられる。ガラス粉末はペースト固形分中に２
〜７重量％含有される。又酸化ビスマス粉末は、ペース
ト固形分中に３〜１３重量％含有される。
化ビスマス粉末が用いられる。ガラス粉末は、ＰｂＯ−
Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガラス、ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 −Ｚｎ
Ｏ系ガラス等が使用される場合が多い。導体ペースト
は、セラミック基板に印刷、焼成されるため、ガラスは
セラミック基板の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を持
つものが使われており、例えば、アルミナ基板に対して
は、７０〜７５×１０-6／℃程度の熱膨張係数をもつガ
ラスが用いられる。ガラス粉末はペースト固形分中に２
〜７重量％含有される。又酸化ビスマス粉末は、ペース
ト固形分中に３〜１３重量％含有される。
【０００４】これらの固形物粉末を均一に混合してセラ
ミック基板上に印刷できるようにするために、固形分を
ビヒクルと混練してペースト状の組成物にする。このビ
ヒクルとして有機溶剤と樹脂の混合物が用いられてい
る。有機溶剤としてはターピネオール、ブチルカルビト
ール等が、又樹脂としてはエチルセルロース、ニトロセ
ルロース、ポリ酢酸ビニル等が用いられる。ターピネオ
ール中にエチルセルロースを２０重量％含有するものが
用いられる事が多い。また、印刷を円滑にするため、銀
とパラジウムを含む複合粉末、ガラス粉末及び酸化ビス
マス粉末は３２５メッシュより小さいものが用いられる
場合が多い。
ミック基板上に印刷できるようにするために、固形分を
ビヒクルと混練してペースト状の組成物にする。このビ
ヒクルとして有機溶剤と樹脂の混合物が用いられてい
る。有機溶剤としてはターピネオール、ブチルカルビト
ール等が、又樹脂としてはエチルセルロース、ニトロセ
ルロース、ポリ酢酸ビニル等が用いられる。ターピネオ
ール中にエチルセルロースを２０重量％含有するものが
用いられる事が多い。また、印刷を円滑にするため、銀
とパラジウムを含む複合粉末、ガラス粉末及び酸化ビス
マス粉末は３２５メッシュより小さいものが用いられる
場合が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】セラミック基板上に形
成された電極は、半田付けの工程を経た後ある時間の熱
履歴を受ける場合がある。例えば、前記電極を有する部
品を樹脂モールドする際に１５０℃程度の温度で数時間
の熱履歴を受けるし、完成部品を熱的雰囲気に曝される
自動車などに搭載した場合などには熱履歴を受ける。こ
のような熱履歴を受けると、半田中のＳｎが導体層へ徐
々に拡散して金属間化合物を多く生成し、これにより体
積膨張を起こしてセラミック基板との接合強度が低下す
る。甚だしい場合には、半田付け直後の接合強度の１０
％以下にまで低下し、その結果リード付け部分が取れて
しまうことがある。
成された電極は、半田付けの工程を経た後ある時間の熱
履歴を受ける場合がある。例えば、前記電極を有する部
品を樹脂モールドする際に１５０℃程度の温度で数時間
の熱履歴を受けるし、完成部品を熱的雰囲気に曝される
自動車などに搭載した場合などには熱履歴を受ける。こ
のような熱履歴を受けると、半田中のＳｎが導体層へ徐
々に拡散して金属間化合物を多く生成し、これにより体
積膨張を起こしてセラミック基板との接合強度が低下す
る。甚だしい場合には、半田付け直後の接合強度の１０
％以下にまで低下し、その結果リード付け部分が取れて
しまうことがある。
【０００６】この欠点は、金属成分を減らし、ガラス分
を多くすることにより、ある程度解消するが、そのよう
にすると今度は半田濡れ性が低下し、半田付けが困難に
なる。したがって、半田付け特性を維持しながらエージ
ング特性を高めるには無機結合剤に何らかの工夫が必要
である。
を多くすることにより、ある程度解消するが、そのよう
にすると今度は半田濡れ性が低下し、半田付けが困難に
なる。したがって、半田付け特性を維持しながらエージ
ング特性を高めるには無機結合剤に何らかの工夫が必要
である。
【０００７】本発明の目的は半田付け後のエージングに
よるセラミック基板との接合強度の劣化を抑制し、しか
も半田付けが容易な電極が形成できる導体ペーストを提
供することにある。
よるセラミック基板との接合強度の劣化を抑制し、しか
も半田付けが容易な電極が形成できる導体ペーストを提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明者等は種々研究の結果、ガラス粉末、酸化ビスマ
ス粉末のほかに添加剤としてアノーサイト粉末及びアル
ミナ粉末を用いれば良いことを見いだして本発明に到達
した。さらに詳しくは、本発明のペーストは、銀とパラ
ジウムを含む混合粉末、ガラス粉末及び酸化ビスマス粉
末がビヒクル中に分散されているＡｇ−Ｐｄ系導体ペー
ストであって、ペースト固形分中にガラス粉末を２〜９
重量％含有しかつ該ガラス粉末１０重量部当り酸化ビス
マス粉末を５〜４５重量部、アノーサイト（ＣａＯ・Ａ
ｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）粉末を１〜４重量部及びアルミ
ナ粉末を１〜３重量部含有する点に特徴がある。
本発明者等は種々研究の結果、ガラス粉末、酸化ビスマ
ス粉末のほかに添加剤としてアノーサイト粉末及びアル
ミナ粉末を用いれば良いことを見いだして本発明に到達
した。さらに詳しくは、本発明のペーストは、銀とパラ
ジウムを含む混合粉末、ガラス粉末及び酸化ビスマス粉
末がビヒクル中に分散されているＡｇ−Ｐｄ系導体ペー
ストであって、ペースト固形分中にガラス粉末を２〜９
重量％含有しかつ該ガラス粉末１０重量部当り酸化ビス
マス粉末を５〜４５重量部、アノーサイト（ＣａＯ・Ａ
ｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）粉末を１〜４重量部及びアルミ
ナ粉末を１〜３重量部含有する点に特徴がある。
【０００９】
【作用】ガラス量をペースト固形分中に２〜９重量％と
するのは、２重量％未満では半田濡れ性は良いが、セラ
ミック基板との接合力が不充分となり、又９重量％を超
えると、逆に、セラミック基板との接合力は向上する
が、半田濡れ性が低下し、実用上不都合を生じるからで
ある。
するのは、２重量％未満では半田濡れ性は良いが、セラ
ミック基板との接合力が不充分となり、又９重量％を超
えると、逆に、セラミック基板との接合力は向上する
が、半田濡れ性が低下し、実用上不都合を生じるからで
ある。
【００１０】酸化ビスマス粉末はセラミック基板と導体
との境界層付近でガラスと金属のマトリクスを強固に形
成するために必要である。酸化ビスマスがガラス１０重
量部当り５重量部未満では強固な層が形成されず、又半
田濡れ性が不充分となる。一方４５重量部を超えると焼
成中の導体粘性が低下し過ぎ、ペースト印刷時のパター
ンを維持できなくなる。
との境界層付近でガラスと金属のマトリクスを強固に形
成するために必要である。酸化ビスマスがガラス１０重
量部当り５重量部未満では強固な層が形成されず、又半
田濡れ性が不充分となる。一方４５重量部を超えると焼
成中の導体粘性が低下し過ぎ、ペースト印刷時のパター
ンを維持できなくなる。
【００１１】アノーサイトをガラス粉末１０重量部当り
１〜４重量部とするのは、１重量部未満ではセラミック
基板と導体との境界に生じる熱応力を緩和する効果が小
さく、接合強度の向上にあまり寄与せず、４重量部を超
えると焼成時に無機結合剤の流動性が悪くなるため接合
強度が低下し、半田濡れ性も悪くなるからである。
１〜４重量部とするのは、１重量部未満ではセラミック
基板と導体との境界に生じる熱応力を緩和する効果が小
さく、接合強度の向上にあまり寄与せず、４重量部を超
えると焼成時に無機結合剤の流動性が悪くなるため接合
強度が低下し、半田濡れ性も悪くなるからである。
【００１２】アルミナ粉末を添加する理由は、アノーサ
イトだけでは焼成膜内部にガラスが残存し、ガラス部分
の脆性破壊の原因となるので、ガラス部分を結晶化させ
靱性を付与するためである。アルミナ粉末をガラス粉末
１０重量部当り１重量部未満とするとこの結晶化の効果
が小さ過ぎ、又３重量部を超えると結晶化温度が低くな
り過ぎる金属粉末の焼結を阻害し、導体表面を無機結合
剤成分が残留し、半田濡れ性が悪化するので、１〜３重
量部とする必要がある。粉末はいずれも３２５メッシュ
より小さいものが好ましい。
イトだけでは焼成膜内部にガラスが残存し、ガラス部分
の脆性破壊の原因となるので、ガラス部分を結晶化させ
靱性を付与するためである。アルミナ粉末をガラス粉末
１０重量部当り１重量部未満とするとこの結晶化の効果
が小さ過ぎ、又３重量部を超えると結晶化温度が低くな
り過ぎる金属粉末の焼結を阻害し、導体表面を無機結合
剤成分が残留し、半田濡れ性が悪化するので、１〜３重
量部とする必要がある。粉末はいずれも３２５メッシュ
より小さいものが好ましい。
【００１３】
【実施例】平均粒径１μｍの銀粉、平均粒径０．２μｍ
のパラジウム粉を用い、ガラス粉末、酸化ビスマス粉
末、アノーサイト粉末及びアルミナ粉末を種々の割合で
配合したＡｇ−Ｐｄ系導体ペーストを調製し、試験に供
した。ペーストの組成を表１に示す。ガラスは重量比で
ＰｂＯ：Ｂ2 Ｏ3 ：ＳｉＯ2 ：ＣａＯ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝５
５：１０：１５：１０：１０からなる組成のものを用い
た。ビヒクルはターピネオール中にエチルセルロースを
２０重量％含有するものを用いた。
のパラジウム粉を用い、ガラス粉末、酸化ビスマス粉
末、アノーサイト粉末及びアルミナ粉末を種々の割合で
配合したＡｇ−Ｐｄ系導体ペーストを調製し、試験に供
した。ペーストの組成を表１に示す。ガラスは重量比で
ＰｂＯ：Ｂ2 Ｏ3 ：ＳｉＯ2 ：ＣａＯ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝５
５：１０：１５：１０：１０からなる組成のものを用い
た。ビヒクルはターピネオール中にエチルセルロースを
２０重量％含有するものを用いた。
【００１４】試験は下記の方法により行なった。 （１）接合強度 ２．５４ｃｍ角のアルミナ基板に導体ペーストを２ｍｍ
角のパターンで５個印刷し、８５０℃で焼成後、導体部
に０．６５ｍｍφの錫メッキ導線を鉛３７重量％、残部
錫のＰｂ−Ｓｎ半田で接合し、引張り試験を行なった。
半田接合直後の初期接合強度、１５０℃の炉に２４時間
放置した後の強度の２種類についてそれぞれ基板を１０
枚用意し測定を行なった。初期強度は平均値が４．５ｋ
ｇ、１５０℃で２４時間放置後の強度は平均値が１．５
ｋｇ以上を合格とする。
角のパターンで５個印刷し、８５０℃で焼成後、導体部
に０．６５ｍｍφの錫メッキ導線を鉛３７重量％、残部
錫のＰｂ−Ｓｎ半田で接合し、引張り試験を行なった。
半田接合直後の初期接合強度、１５０℃の炉に２４時間
放置した後の強度の２種類についてそれぞれ基板を１０
枚用意し測定を行なった。初期強度は平均値が４．５ｋ
ｇ、１５０℃で２４時間放置後の強度は平均値が１．５
ｋｇ以上を合格とする。
【００１５】（２）半田濡れ性 ２．５４ｃｍ角のアルミナ基板に導体ペーストを１０ｍ
ｍ角パターンで印刷し、８５０℃で焼成後導体部にフラ
ックスを滴下し、直径４ｍｍ、高さ２．８５ｍｍの円柱
状に成形された鉛３７重量％、残部錫のＳｎ−Ｐｂ半田
をのせ、該基板を２３０℃の半田浴上に浮かべ、１０秒
後に取り出し、溶融固化した半田の広がり直径を測定し
た。直径５．６ｍｍ以上を合格とした。
ｍ角パターンで印刷し、８５０℃で焼成後導体部にフラ
ックスを滴下し、直径４ｍｍ、高さ２．８５ｍｍの円柱
状に成形された鉛３７重量％、残部錫のＳｎ−Ｐｂ半田
をのせ、該基板を２３０℃の半田浴上に浮かべ、１０秒
後に取り出し、溶融固化した半田の広がり直径を測定し
た。直径５．６ｍｍ以上を合格とした。
【００１６】試験結果を表１にまとめて示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１からガラス１０重量部当り酸化ビスマ
スを５〜４５重量部、アノーサイト粉末を１〜４重量部
及びアルミナ粉末１〜３重量部で良好な結果が得られて
いることが分る。
スを５〜４５重量部、アノーサイト粉末を１〜４重量部
及びアルミナ粉末１〜３重量部で良好な結果が得られて
いることが分る。
【００１９】
【発明の効果】本発明の導体ペーストにより、半田付け
後のエージングによるセラミック基板との接合強度の劣
化を抑制し、しかも半田付けが容易な電極を形成できる
ようになった。
後のエージングによるセラミック基板との接合強度の劣
化を抑制し、しかも半田付けが容易な電極を形成できる
ようになった。
Claims (1)
- 【請求項１】 銀とパラジウムを含む複合粉末、ガラス
粉末及び酸化ビスマス粉末がビヒクル中に分散されてい
る導体ペーストにおいて、ペースト固形分中にガラス粉
末を２〜９重量％含有しかつ該ガラス粉末１０重量部当
り酸化ビスマス粉末を５〜４５重量部、アノーサイト
（ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）粉末を１〜４重量
部及びアルミナ粉末を１〜３重量部含有することを特徴
とする導体ペースト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35443591A JPH05174617A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 導体ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35443591A JPH05174617A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 導体ペースト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174617A true JPH05174617A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18437551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35443591A Pending JPH05174617A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 導体ペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05174617A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5518663A (en) * | 1994-12-06 | 1996-05-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductor compositions with improved adhesion |
| US7267713B2 (en) | 2003-04-28 | 2007-09-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Conductive paste and glass circuit structure |
| JP2008117790A (ja) * | 2008-01-16 | 2008-05-22 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペーストおよびガラス回路構造物 |
| DE102014114291A1 (de) | 2013-10-02 | 2015-04-02 | Denso Corporation | Leistungsumwandlungsvorrichtung und Leistungsumwandlungssystem |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP35443591A patent/JPH05174617A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5518663A (en) * | 1994-12-06 | 1996-05-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductor compositions with improved adhesion |
| US7267713B2 (en) | 2003-04-28 | 2007-09-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Conductive paste and glass circuit structure |
| JP2008117790A (ja) * | 2008-01-16 | 2008-05-22 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペーストおよびガラス回路構造物 |
| DE102014114291A1 (de) | 2013-10-02 | 2015-04-02 | Denso Corporation | Leistungsumwandlungsvorrichtung und Leistungsumwandlungssystem |
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