JPH0945130A - 導体ペースト組成物 - Google Patents
導体ペースト組成物Info
- Publication number
- JPH0945130A JPH0945130A JP21133995A JP21133995A JPH0945130A JP H0945130 A JPH0945130 A JP H0945130A JP 21133995 A JP21133995 A JP 21133995A JP 21133995 A JP21133995 A JP 21133995A JP H0945130 A JPH0945130 A JP H0945130A
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- Japan
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- pts
- conductor
- powder
- copper
- conductor paste
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- Pending
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- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 銅粉末と無機結合剤を有機ビヒクルに分散さ
せてなる導体ペースト組成物に一次粒子サイズが０．０
５μｍ以下のＴｉＯ2 超微粉末を微量添加した。 【効果】 セラミック基板上に印刷後、焼成炉に大量に
投入して焼成しても色むらの発生が見られず、しかも半
田濡れ性及びエージング強度に優れた導体膜を基板表面
に形成する事が可能となる。
せてなる導体ペースト組成物に一次粒子サイズが０．０
５μｍ以下のＴｉＯ2 超微粉末を微量添加した。 【効果】 セラミック基板上に印刷後、焼成炉に大量に
投入して焼成しても色むらの発生が見られず、しかも半
田濡れ性及びエージング強度に優れた導体膜を基板表面
に形成する事が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は絶縁基板上に印刷焼成し
て厚膜配線板を形成するための導体ペースト組成物に関
するものであり、とくに導電成分として銅を用いた導体
ペースト組成物に関するものである。
て厚膜配線板を形成するための導体ペースト組成物に関
するものであり、とくに導電成分として銅を用いた導体
ペースト組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来厚膜配線板は、９６％アルミナから
なる絶縁基板上に銀又は銅を主成分とし無機結合剤と有
機バインダとを含有する導体ペースト組成物を印刷焼成
して導体を形成する物が一般的である。近年厚膜配線板
の小型化、高密度化の要請に合わせ、マイグレーション
発生の恐れが小さくかつ電気特性においても優れた導体
を形成できる銅ペーストへの注目が高まっている。導体
膜の半田特性にも厳しい条件が要求される所となってい
ることから種々の改良が試みられている。例えば金属酸
化物の添加に拠る改良の事例として、特開平３−２２３
０６ではＺｎＯ粉末及びＴｉＯ2 の添加により半田濡れ
性と密着強度の向上を図っており、特公平２−５５４６
０は、レーザー加工したスルホール部用途でＴｉＯ2 を
７〜２０重量％添加しているが半田濡れ性については考
慮していない。さらには、１μｍ以下の平均粒径をもっ
た銅粉末を使用して導体膜の緻密化により、高温放置後
の密着強度と導電性との向上を図る例も見られる。
なる絶縁基板上に銀又は銅を主成分とし無機結合剤と有
機バインダとを含有する導体ペースト組成物を印刷焼成
して導体を形成する物が一般的である。近年厚膜配線板
の小型化、高密度化の要請に合わせ、マイグレーション
発生の恐れが小さくかつ電気特性においても優れた導体
を形成できる銅ペーストへの注目が高まっている。導体
膜の半田特性にも厳しい条件が要求される所となってい
ることから種々の改良が試みられている。例えば金属酸
化物の添加に拠る改良の事例として、特開平３−２２３
０６ではＺｎＯ粉末及びＴｉＯ2 の添加により半田濡れ
性と密着強度の向上を図っており、特公平２−５５４６
０は、レーザー加工したスルホール部用途でＴｉＯ2 を
７〜２０重量％添加しているが半田濡れ性については考
慮していない。さらには、１μｍ以下の平均粒径をもっ
た銅粉末を使用して導体膜の緻密化により、高温放置後
の密着強度と導電性との向上を図る例も見られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、銅ペーストは
基板への印刷後、微量の酸素を含有した窒素等の不活性
雰囲気で焼成されるが、その為ペースト中の有機成分の
バーンアウトが不充分になりやすい傾向にある。特に、
大量の基板を一度に焼成したり、基板上の銅導体パター
ン面積が大きい場合に有機成分の燃え残りが多くなり焼
成後の導体膜に悪影響をもたらす所となり、導体膜の変
色もしくは半田濡れ性の劣化として現れる。この傾向
は、焼成して得られる導体膜が緻密な場合に顕著とな
る。反面、導体の緻密度を落とした場合有機成分の残存
による特性低下は無くなるものの高温放置による密着強
度劣化が大きくなるという問題が残る。
基板への印刷後、微量の酸素を含有した窒素等の不活性
雰囲気で焼成されるが、その為ペースト中の有機成分の
バーンアウトが不充分になりやすい傾向にある。特に、
大量の基板を一度に焼成したり、基板上の銅導体パター
ン面積が大きい場合に有機成分の燃え残りが多くなり焼
成後の導体膜に悪影響をもたらす所となり、導体膜の変
色もしくは半田濡れ性の劣化として現れる。この傾向
は、焼成して得られる導体膜が緻密な場合に顕著とな
る。反面、導体の緻密度を落とした場合有機成分の残存
による特性低下は無くなるものの高温放置による密着強
度劣化が大きくなるという問題が残る。
【０００４】本発明は上記の問題を解決し、アルミナ基
板上に印刷後、大量に焼成した場合にも、変色のない外
観と良好な半田濡れ性を有し、同時に高温放置後の密着
強度劣化も小さい導体膜を形成するための銅導体ペース
ト組成物を提供する事を目的とする。
板上に印刷後、大量に焼成した場合にも、変色のない外
観と良好な半田濡れ性を有し、同時に高温放置後の密着
強度劣化も小さい導体膜を形成するための銅導体ペース
ト組成物を提供する事を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、銅粉末と無機
結合剤とを有機ビヒクルに分散させてなる導体ペースト
組成物に、一次粒子サイズが０．０５μｍ以下のＴｉＯ
2 の超微粉を添加したものである。０．０５μｍを越え
るサイズのＴｉＯ2 では膜質コントロールの効果が現れ
にくいためである。又、ＴｉＯ2 超微粉の添加量は銅粉
末１００重量部に対し０．２重量部を越えない量とする
ことが必要である。０．２重量部を越えて添加すると半
田濡れ性が劣化すると共に導体抵抗値が増大するためで
ある。
結合剤とを有機ビヒクルに分散させてなる導体ペースト
組成物に、一次粒子サイズが０．０５μｍ以下のＴｉＯ
2 の超微粉を添加したものである。０．０５μｍを越え
るサイズのＴｉＯ2 では膜質コントロールの効果が現れ
にくいためである。又、ＴｉＯ2 超微粉の添加量は銅粉
末１００重量部に対し０．２重量部を越えない量とする
ことが必要である。０．２重量部を越えて添加すると半
田濡れ性が劣化すると共に導体抵抗値が増大するためで
ある。
【０００６】本発明に使用される導電性粉末としては従
来導体ペーストに用いられている銅粉末を用いることが
できるが、比表面積０．５ｍ2 ／ｇ前後の粗い粒径の銅
粉末と比表面積２．０ｍ2 ／ｇ前後の細かい粒径の粉末
を混合して用いた場合、特に望ましい結果をもたらす。
来導体ペーストに用いられている銅粉末を用いることが
できるが、比表面積０．５ｍ2 ／ｇ前後の粗い粒径の銅
粉末と比表面積２．０ｍ2 ／ｇ前後の細かい粒径の粉末
を混合して用いた場合、特に望ましい結果をもたらす。
【０００７】本発明において無機結合剤としては、Ｐｂ
Ｏ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系、ＰｂＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2
Ｏ3 系、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −ＺｎＯ系といっ
たガラスフリ ット及びＣｕ2 Ｏ，Ｂｉ2 Ｏ3，ＭｎＯ2
，ＣｏＯ，ＮｉＯ等の金属酸化物の中から選ばれる一
つ、もしくはそれらの混合物を用いることができる。こ
れら無機結合材の配合量は、銅粉末１００重量部に対し
４〜９重量部とする事が必要である。４重量部未満では
密着強度が劣化し、９重量部を越えて配合すると半田濡
れ性が悪化するからである。
Ｏ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系、ＰｂＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2
Ｏ3 系、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −ＺｎＯ系といっ
たガラスフリ ット及びＣｕ2 Ｏ，Ｂｉ2 Ｏ3，ＭｎＯ2
，ＣｏＯ，ＮｉＯ等の金属酸化物の中から選ばれる一
つ、もしくはそれらの混合物を用いることができる。こ
れら無機結合材の配合量は、銅粉末１００重量部に対し
４〜９重量部とする事が必要である。４重量部未満では
密着強度が劣化し、９重量部を越えて配合すると半田濡
れ性が悪化するからである。
【０００８】本発明において、有機ビヒクルとしてはエ
チルセルロースやポリイソブチルメタクリレート等の樹
脂をターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、
２，２，４トリメチルペンタンジオールモノイソブチレ
ート等の有機溶剤に溶解したものが好ましく用いられ
る。
チルセルロースやポリイソブチルメタクリレート等の樹
脂をターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、
２，２，４トリメチルペンタンジオールモノイソブチレ
ート等の有機溶剤に溶解したものが好ましく用いられ
る。
【０００９】
【実施例】エチルセルロース樹脂を２，２，４トリメチ
ルペンタンジオールモノイソブチレートに溶解したビヒ
クル中に、銅粉末、ガラスフリット（重量組成でＰｂＯ
５４％、Ｂ2 Ｏ3 １４％、ＳｉＯ2 ３％、ＺｎＯ ２４
％、ＴｉＯ2 ５％）、酸化 銅粉末及びＴｉＯ2 超微粉
（一次粒子の粒径０．０２μｍ）を表１に示す配合比
で混合し、混練分散して実施例、比較例及び従来例の導
体ペーストを作成した。表中、銅粉末Ａは比表面積１．
８ｍ2／ｇ、銅粉末Ｂは比表面積０．６ｍ2／ｇの物を用
いた。
ルペンタンジオールモノイソブチレートに溶解したビヒ
クル中に、銅粉末、ガラスフリット（重量組成でＰｂＯ
５４％、Ｂ2 Ｏ3 １４％、ＳｉＯ2 ３％、ＺｎＯ ２４
％、ＴｉＯ2 ５％）、酸化 銅粉末及びＴｉＯ2 超微粉
（一次粒子の粒径０．０２μｍ）を表１に示す配合比
で混合し、混練分散して実施例、比較例及び従来例の導
体ペーストを作成した。表中、銅粉末Ａは比表面積１．
８ｍ2／ｇ、銅粉末Ｂは比表面積０．６ｍ2／ｇの物を用
いた。
【００１０】
【表１】
【００１１】こうして作成された導体ペーストを９６％
Ａｌ2Ｏ3基板上に印刷乾燥後、コンベア炉を用いて９０
０℃ピーク１０分で窒素雰囲気焼成し、銅導体膜を有す
る評価試料を作成した。その際、導体印刷塗膜の総面積
がコンベア炉のベルト上の９０％以上の面積を占めるよ
うに基板を並べて焼成を行った。尚、スクリーンは３２
５メッシュのものを用いた。
Ａｌ2Ｏ3基板上に印刷乾燥後、コンベア炉を用いて９０
０℃ピーク１０分で窒素雰囲気焼成し、銅導体膜を有す
る評価試料を作成した。その際、導体印刷塗膜の総面積
がコンベア炉のベルト上の９０％以上の面積を占めるよ
うに基板を並べて焼成を行った。尚、スクリーンは３２
５メッシュのものを用いた。
【００１２】こうして作成した評価試料の外観を目視で
観察し、色むらの有無を調べた。色むらが見られない物
を○、全面に色むらが存在する物を×で表した。
観察し、色むらの有無を調べた。色むらが見られない物
を○、全面に色むらが存在する物を×で表した。
【００１３】次に作成された評価試料をロジンフラック
ス中に浸漬してから鉛−錫共晶半田に２５０℃５秒間浸
漬した後、２ｍｍ×２ｍｍパッドに直径０．６ｍｍの半
田メッキ銅線を半田ゴテで半田付けし、ピールテストに
より初期の密着強度を測定した。同様にして半田メッキ
銅線付けした試料を１５０℃恒温槽中に１０００時間放
置し、室温に戻してからピールテストを行い、エージン
グ強度とした。
ス中に浸漬してから鉛−錫共晶半田に２５０℃５秒間浸
漬した後、２ｍｍ×２ｍｍパッドに直径０．６ｍｍの半
田メッキ銅線を半田ゴテで半田付けし、ピールテストに
より初期の密着強度を測定した。同様にして半田メッキ
銅線付けした試料を１５０℃恒温槽中に１０００時間放
置し、室温に戻してからピールテストを行い、エージン
グ強度とした。
【００１４】更に別の評価試料をロジンフラックスに浸
漬後２２０℃の鉛−錫共晶半田中に５秒浸漬してから冷
却し、５ｍｍ×５ｍｍ角パターンについて目視観察し、
半田濡れ性を調べた。評価に当たっては、濡れ面積９５
％以上を○、８５〜９５％の物を△、８５％未満を×と
した。これらの結果を表２にまとめた。
漬後２２０℃の鉛−錫共晶半田中に５秒浸漬してから冷
却し、５ｍｍ×５ｍｍ角パターンについて目視観察し、
半田濡れ性を調べた。評価に当たっては、濡れ面積９５
％以上を○、８５〜９５％の物を△、８５％未満を×と
した。これらの結果を表２にまとめた。
【００１５】
【表２】
【００１６】表２より明らかな通り、本実施例の導体ペ
ーストによる評価試料は焼成外観、半田濡れ性、密着強
度のいずれも良好である。これに対し比較例の導体ペー
ストによる評価試料では、無機結合材の少ない場合エー
ジング強度が劣り、無機結合材が過剰な場合半田濡れ性
が劣る所となっている。また、ＴｉＯ2 超微粉の添加量
が過剰な試料では半田濡れ性が劣り、ＴｉＯ2 超微粉を
添加しない試料では、色むら発生する事がわかる。
ーストによる評価試料は焼成外観、半田濡れ性、密着強
度のいずれも良好である。これに対し比較例の導体ペー
ストによる評価試料では、無機結合材の少ない場合エー
ジング強度が劣り、無機結合材が過剰な場合半田濡れ性
が劣る所となっている。また、ＴｉＯ2 超微粉の添加量
が過剰な試料では半田濡れ性が劣り、ＴｉＯ2 超微粉を
添加しない試料では、色むら発生する事がわかる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の導体ペー
スト組成物は、セラミック基板上に印刷後、焼成炉に大
量に投入して焼成しても色むらの発生が見られず、しか
も半田濡れ性及びエージング強度に優れた導体膜を基板
表面に形成する事が可能となり量産性と導体の基本特性
の両方に優れた導体ペースト組成物である。
スト組成物は、セラミック基板上に印刷後、焼成炉に大
量に投入して焼成しても色むらの発生が見られず、しか
も半田濡れ性及びエージング強度に優れた導体膜を基板
表面に形成する事が可能となり量産性と導体の基本特性
の両方に優れた導体ペースト組成物である。
Claims (1)
- 【請求項１】 （ａ）銅粉末１００重量部と（ｂ）無機
結合剤４〜９重量部と（ｃ）一次粒子サイズが０．０５
μｍ以下のＴｉＯ2 粉末０〜０．２重量部とを（ｅ）有
機ビヒクルに分散させてなる導体ペースト組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21133995A JPH0945130A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 導体ペースト組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21133995A JPH0945130A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 導体ペースト組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945130A true JPH0945130A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16604330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21133995A Pending JPH0945130A (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 導体ペースト組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0945130A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1383361A2 (en) * | 2002-07-17 | 2004-01-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Copper paste, wiring board using the same, and production method of wiring board |
| JP2004134378A (ja) * | 2002-07-17 | 2004-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 銅ペーストとそれを用いた配線基板 |
| EP1383362A3 (en) * | 2002-07-17 | 2006-01-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Copper paste and wiring board using the same |
| JP2006066475A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 厚膜抵抗体形成用組成物、厚膜抵抗体の形成方法及び厚膜抵抗体 |
| JP2006302890A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-11-02 | E I Du Pont De Nemours & Co | 半導体デバイスの製造方法、およびそこで使用される導電性組成物 |
| JP2010239136A (ja) * | 2002-07-17 | 2010-10-21 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板 |
| JP2016528134A (ja) * | 2013-06-05 | 2016-09-15 | セラムテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＣｅｒａｍＴｅｃ ＧｍｂＨ | セラミック基材上の金属被覆 |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP21133995A patent/JPH0945130A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1383361A2 (en) * | 2002-07-17 | 2004-01-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Copper paste, wiring board using the same, and production method of wiring board |
| JP2004134378A (ja) * | 2002-07-17 | 2004-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 銅ペーストとそれを用いた配線基板 |
| EP1383362A3 (en) * | 2002-07-17 | 2006-01-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Copper paste and wiring board using the same |
| EP1383361A3 (en) * | 2002-07-17 | 2006-01-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Copper paste, wiring board using the same, and production method of wiring board |
| JP4528502B2 (ja) * | 2002-07-17 | 2010-08-18 | 日本特殊陶業株式会社 | 配線基板 |
| JP2010239136A (ja) * | 2002-07-17 | 2010-10-21 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板 |
| EP2343956A1 (en) * | 2002-07-17 | 2011-07-13 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Copper paste and wiring board using the same |
| JP2006066475A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 厚膜抵抗体形成用組成物、厚膜抵抗体の形成方法及び厚膜抵抗体 |
| JP2006302890A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-11-02 | E I Du Pont De Nemours & Co | 半導体デバイスの製造方法、およびそこで使用される導電性組成物 |
| US8394297B2 (en) | 2005-04-14 | 2013-03-12 | E I Du Pont De Nemours And Company | Method of manufacture of semiconductor device and conductive compositions used therein |
| JP2016528134A (ja) * | 2013-06-05 | 2016-09-15 | セラムテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＣｅｒａｍＴｅｃ ＧｍｂＨ | セラミック基材上の金属被覆 |
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