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JP2020202154A - Powder composition for forming thick film conductor and paste for forming thick film conductor - Google Patents

Powder composition for forming thick film conductor and paste for forming thick film conductor Download PDF

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JP2020202154A JP2019110385A JP2019110385A JP2020202154A JP 2020202154 A JP2020202154 A JP 2020202154A JP 2019110385 A JP2019110385 A JP 2019110385A JP 2019110385 A JP2019110385 A JP 2019110385A JP 2020202154 A JP2020202154 A JP 2020202154A
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Abstract

To provide a powder composition for forming a thick film conductor and a paste for forming a thick film conductor that can form a thick film conductor to be readily plated.SOLUTION: A powder composition for forming a thick film conductor contains conductive powder, copper-containing lead-free glass powder, and manganese oxide powder. The content of the lead-free glass powder is 1.5 pts.mass or more and 5 pts.mass or less with respect to the conductive powder 100 pts.mass, and the content of the manganese oxide powder is 0.5 pts.mass or more and 3.5 pts.mass or less with respect to the conductive powder 100 pts.mass.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、厚膜導体形成用粉末組成物および厚膜導体形成用ペーストに関し、より詳しくは、チップ抵抗器、抵抗ネットワークおよびハイブリッドICなどを製造する際、セラミックス基板上などに、厚膜導体を形成するために使用する厚膜導体形成用粉末組成物および厚膜導体形成用ペースト、特に、鉛フリー厚膜導体形成用粉末組成物および厚膜導体形成用ペーストに関する。 The present invention relates to a powder composition for forming a thick film conductor and a paste for forming a thick film conductor. More specifically, when manufacturing a chip resistor, a resistance network, a hybrid IC, or the like, a thick film conductor is formed on a ceramic substrate or the like. The present invention relates to a powder composition for forming a thick film conductor and a paste for forming a thick film conductor used for forming, particularly a lead-free powder composition for forming a thick film conductor and a paste for forming a thick film conductor.

厚膜技術を用いて厚膜導体を形成する場合、一般的に、導電率の高い導電粉末を、ガラス粉末などの酸化物粉末とともに、有機ビヒクル中に分散させて、厚膜導体形成用ペーストを得る。そして、このペーストを、アルミナ基板などのセラミックス基板上に、スクリーン印刷法などを用いて、所定の形状に塗布し、500℃以上900℃以下で焼成して、厚膜導体を形成することが行われている。 When forming a thick film conductor using thick film technology, generally, a conductive powder having high conductivity is dispersed in an organic vehicle together with an oxide powder such as glass powder to obtain a thick film conductor forming paste. obtain. Then, this paste is applied onto a ceramic substrate such as an alumina substrate in a predetermined shape by a screen printing method or the like, and fired at 500 ° C. or higher and 900 ° C. or lower to form a thick film conductor. It has been.

導電粉末としては、空気雰囲気中で焼成可能な導電率の高いAu、Ag、PdおよびPtなどの数平均粒子径10μm以下の粉末が用いられており、これらのうち、安価なAg粉末およびPd粉末が、主に使用されている。 As the conductive powder, powders having a high conductivity such as Au, Ag, Pd, and Pt that can be fired in an air atmosphere and having a number average particle diameter of 10 μm or less are used. Among these, inexpensive Ag powder and Pd powder are used. However, it is mainly used.

ガラス粉末としては、軟化点の制御が容易で、化学的耐久性の高いホウケイ酸鉛系ガラス粉末、またはアルミノホウケイ酸鉛系ガラス粉末が用いられている。しかしながら、近年、環境汚染を防止する観点から、鉛を含有しない導体ペーストへの要求が高まっていることから、ガラス粉末として、これらに代替する材料が求められている。そして特許文献1には、鉛フリーの厚膜導体形成用組成物が開示されている。 As the glass powder, lead borosilicate glass powder or lead aluminoborosilicate glass powder, which has easy control of the softening point and has high chemical durability, is used. However, in recent years, from the viewpoint of preventing environmental pollution, there is an increasing demand for lead-free conductor pastes, and therefore, as glass powder, a material alternative to these is required. And Patent Document 1 discloses a lead-free thick film conductor forming composition.

ところで、このような厚膜導体形成用組成物を用いて形成される厚膜導体は、電子工業で用いられるチップ抵抗器、抵抗ネットワーク、ハイブリッドICなどの電子部品の電極などとして適用されている。例えば、図1の断面模式図に示すように、チップ抵抗器100は、アルミナ基板10と、厚膜導体により形成された上面電極21と側面電極22と裏面電極23からなる内部電極20と、酸化ルテニウム系厚膜抵抗体等からなる抵抗膜30と、抵抗膜30を覆う絶縁ガラスの保護膜40とを備えている。これらの位置関係は、一対の上面電極21が、間隔を隔てて非接触の状態で対向して配され、上面電極21で形成された間隔を繋ぐように抵抗膜30が配される。また、内部電極20の露出した電極面には、半田付け性を向上させるために、Niめっき等からなる中間電極50と、Sn−Pb半田めっきやこれに代替するSn系合金の鉛フリー半田めっき等からなる外部電極60とが、それぞれ電解めっきによってさらに形成されている。 By the way, a thick film conductor formed by using such a thick film conductor forming composition is applied as an electrode of an electronic component such as a chip resistor, a resistance network, or a hybrid IC used in the electronic industry. For example, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, the chip resistor 100 includes an alumina substrate 10, an internal electrode 20 composed of a top electrode 21 formed of a thick film conductor, a side electrode 22, and a back electrode 23, and oxidation. A resistance film 30 made of a ruthenium-based thick film resistor or the like and a protective film 40 of insulating glass covering the resistance film 30 are provided. In these positional relationships, a pair of upper surface electrodes 21 are arranged so as to face each other in a non-contact state at intervals, and a resistance film 30 is arranged so as to connect the intervals formed by the upper surface electrodes 21. Further, on the exposed electrode surface of the internal electrode 20, in order to improve solderability, an intermediate electrode 50 made of Ni plating or the like, Sn—Pb solder plating, or lead-free solder plating of a Sn-based alloy alternative thereto The external electrodes 60 made of the above and the like are further formed by electrolytic plating, respectively.

特開2012−043622号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-043622

厚膜導体形成用組成物は、厚膜導体とアルミナ基板などのセラミックス基板との密着性を確保するために、ガラス粉末を含有する。しかしながら、ガラス粉末の含有量が多いと厚膜導体にめっきが付きにくくなる問題があった。 The composition for forming a thick film conductor contains glass powder in order to ensure the adhesion between the thick film conductor and a ceramic substrate such as an alumina substrate. However, if the content of the glass powder is large, there is a problem that the thick film conductor is difficult to be plated.

本発明は、このような事情に鑑み、めっきが付きやすい厚膜導体を形成することができる、厚膜導体形成用粉末組成物および厚膜導体形成用ペーストを提供することを目的とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a powder composition for forming a thick film conductor and a paste for forming a thick film conductor, which can form a thick film conductor which is easily plated.

上記課題を解決するために、本発明の厚膜導体形成用粉末組成物は、導電粉末と、銅を含有する鉛フリーガラス粉末と、酸化マンガン粉末を含み、前記鉛フリーガラス粉末の含有量が、前記導電粉末100質量部に対し、1.5質量部以上5質量部以下であり、前記酸化マンガン粉末の含有量が、前記導電粉末100質量部に対し、0.5質量部以上3.5質量部以下である、厚膜導体形成用粉末組成物である。 In order to solve the above problems, the powder composition for forming a thick film conductor of the present invention contains a conductive powder, a lead-free glass powder containing copper, and a manganese oxide powder, and the content of the lead-free glass powder is high. , 1.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder, and the content of the manganese oxide powder is 0.5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive powder. It is a powder composition for forming a thick film conductor having a mass of parts or less.

前記鉛フリーガラス粉末に含まれる銅が、酸化第二銅換算で、導電粉末100質量部に対し0.05質量部以上0.5質量部以下含まれていてもよい。 Copper contained in the lead-free glass powder may be contained in an amount of 0.05 parts by mass or more and 0.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder in terms of cupric oxide.

前記酸化マンガン粉末が、Mn34粉末であってもよい。 The manganese oxide powder may be Mn 3 O 4 powder.

前記導電粉末が、銀粉末、パラジウム粉末および白金粉末から選ばれる少なくとも1種であってもよい。 The conductive powder may be at least one selected from silver powder, palladium powder and platinum powder.

前記鉛フリーガラス粉末は、ガラス転移温度が400℃以上600℃以下であってもよい。 The lead-free glass powder may have a glass transition temperature of 400 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.

前記鉛フリーガラス粉末が、ビスマスを含んでもよい。 The lead-free glass powder may contain bismuth.

また、上記課題を解決するために、本発明の厚膜導体形成用ペーストは、前記厚膜導体形成用粉末組成物と、溶媒と、樹脂との混合物を含む、厚膜導体形成用ペーストである。 Further, in order to solve the above problems, the thick film conductor forming paste of the present invention is a thick film conductor forming paste containing the powder composition for forming a thick film conductor, a solvent, and a resin. ..

また、上記課題を解決するために、本発明の厚膜導体形成用ペーストは、導電粒子と、銅を含有する鉛フリーガラス粒子と、酸化マンガン粒子と、溶媒と、樹脂を含み、前記鉛フリーガラス粒子の含有量が、前記導電粒子100質量部に対し、1.5質量部以上5質量部以下であり、前記酸化マンガン粒子の含有量が、前記導電粒子100質量部に対し、0.5質量部以上3.5質量部以下である、厚膜導体形成用ペーストである。 Further, in order to solve the above problems, the thick film conductor forming paste of the present invention contains conductive particles, lead-free glass particles containing copper, manganese oxide particles, a solvent, and a resin, and is lead-free. The content of the glass particles is 1.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive particles, and the content of the manganese oxide particles is 0.5 with respect to 100 parts by mass of the conductive particles. A paste for forming a thick film conductor having a mass of parts or more and 3.5 parts by mass or less.

本発明の厚膜導体形成用粉末組成物および厚膜導体形成用ペーストであれば、めっきが付きやすい厚膜導体を得ることができる。 With the powder composition for forming a thick film conductor and the paste for forming a thick film conductor of the present invention, a thick film conductor that can be easily plated can be obtained.

チップ抵抗器の断面模式図である。It is sectional drawing of the chip resistor. 実施例1による厚膜導体のSEM画像を示す図である。It is a figure which shows the SEM image of the thick film conductor by Example 1. FIG. 比較例1による厚膜導体のSEM画像を示す図である。It is a figure which shows the SEM image of the thick film conductor by the comparative example 1. FIG. 抵抗器の抵抗値を測定するための試験体の断面模式図である。It is sectional drawing of the cross section of the test body for measuring the resistance value of a resistor.

以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更することができる。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified without changing the gist of the present invention.

本発明の厚膜導体形成用組成物は、導電粉末と、鉛フリーガラス粉末と、酸化マンガン粉末を含む。かかる組成物において、前記鉛フリーガラス粉末の含有量が、前記導電粉末100質量部に対し、1.5質量部以上5質量部以下であり、前記酸化マンガン粉末の含有量が、前記導電粉末100質量部に対し、0.5質量部以上3.5質量部以下である。このような厚膜導体形成用組成物であれば、以下に説明するように、めっきの付きにくいガラスが焼成により溶融することにより、厚膜導体の表面に浮き出す現象を抑制することができることで、めっき付に優れた厚膜導体を得ることができる。 The composition for forming a thick film conductor of the present invention contains a conductive powder, a lead-free glass powder, and a manganese oxide powder. In such a composition, the content of the lead-free glass powder is 1.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder, and the content of the manganese oxide powder is 100 parts by mass of the conductive powder. It is 0.5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less with respect to parts by mass. With such a composition for forming a thick film conductor, as described below, it is possible to suppress the phenomenon of floating on the surface of the thick film conductor by melting the glass that is difficult to be plated by firing. , A thick film conductor excellent in plating can be obtained.

本発明者らは、厚膜導体のめっき付を改善する為に、厚膜導体の表面に浮き出すガラスの鋭意研究を重ねた結果、厚膜導体形成用組成物に酸化マンガン粉末を添加することで、焼成して得られる厚膜導体の表面に浮き出すガラスを抑制することができることを見出した。さらに、驚くべきことは、酸化マンガンを添加することにより、厚膜導体の表面に微細な段差の縞模様が形成されることである。そして、厚膜導体の表面に微細な段差状の模様が析出しているので、厚膜導体の表面とNiめっき膜等の密着性がアンカー効果により向上することが期待できる。すなわち、ガラスの浮きの抑制とアンカー効果により、厚膜導体とめっき膜との密着性がより良好となる。 As a result of intensive research on the glass that emerges on the surface of the thick film conductor in order to improve the plating of the thick film conductor, the present inventors have added manganese oxide powder to the composition for forming the thick film conductor. Therefore, it was found that the glass floating on the surface of the thick film conductor obtained by firing can be suppressed. Furthermore, what is surprising is that the addition of manganese oxide forms a fine stepped striped pattern on the surface of the thick film conductor. Since a fine stepped pattern is deposited on the surface of the thick film conductor, it can be expected that the adhesion between the surface of the thick film conductor and the Ni plating film or the like is improved by the anchor effect. That is, the adhesion between the thick film conductor and the plating film becomes better due to the suppression of the floating of the glass and the anchor effect.

本発明は、このような知見に基づいて、完成したものである。以下、本発明について、(1)厚膜導体形成用粉末組成物および(2)厚膜導体形成用ペーストの順に、詳細に説明する。また、(3)本発明の厚膜形成用ペーストを用いた厚膜導体の製造方法および(4)厚膜導体についても、それぞれ詳細に説明する。 The present invention has been completed based on such findings. Hereinafter, the present invention will be described in detail in the order of (1) powder composition for forming a thick film conductor and (2) paste for forming a thick film conductor. Further, (3) a method for producing a thick film conductor using the thick film forming paste of the present invention and (4) a thick film conductor will be described in detail.

[(1)厚膜導体形成用粉末組成物]
本発明では、鉛フリーの厚膜導体形成用粉末組成物とすることが可能であり、かかる組成物は、少なくとも導電粉末および酸化物粉末から構成され得る。ここで、鉛フリーとは、鉛を含まない場合と、例えば鉛を含む導電粉末や酸化物粉末等の原料粉末や製造過程において鉛が混入してしまうことに起因して、不可避的不純物として鉛が100質量ppm以下含まれる場合とを含むことを許容する意味である。
[(1) Powder composition for forming a thick film conductor]
In the present invention, a lead-free thick film conductor forming powder composition can be obtained, and such a composition can be composed of at least a conductive powder and an oxide powder. Here, lead-free means lead as an unavoidable impurity due to the case where lead is not contained and the raw material powder such as conductive powder or oxide powder containing lead or lead is mixed in the manufacturing process. Is included in the case where 100 mass ppm or less is contained.

(導電粉末)
本発明に用いる導電粉末は、通常の厚膜導体の形成に用いられるものでよく、たとえば、Au、Ag、Pd、Ptなどの貴金属があげられる。これらの貴金属の粉末を、1種または2種以上の組み合わせで用いることができる。この中で、融点の低さやコストの観点からAg粉末、Pd粉末、あるいは、これらの混合粉末を使用することが好ましい。
(Conductive powder)
The conductive powder used in the present invention may be used for forming a normal thick film conductor, and examples thereof include precious metals such as Au, Ag, Pd, and Pt. These precious metal powders can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use Ag powder, Pd powder, or a mixed powder thereof from the viewpoint of low melting point and cost.

導電粉末の数平均粒径は、10μm以下とすることが好ましく、本発明に係る厚膜導体形成用ペーストの塗布性の悪化の観点から、0.1μm以上5.0μm以下とすることがより好ましい。数平均粒径が10μmを超えると、昇温過程での焼成が遅れる場合があり、好ましくない。例えば、Ag粉末とPd粉末の混合粉末を用いる場合には、本発明に係る厚膜導体形成用ペーストの塗布性の悪化の観点やAg粉末とPd粉末の均質な分散の観点から、Ag粉末の数平均粒径を0.1μm以上3.0μm以下とし、Pd粉末の数平均粒径を0.01μm以上0.3μm以下とすることが好ましい。ここで、数平均粒径は、粉末の走査顕微鏡写真(SEM像)から求めた数平均の粒径である。なお、導電粉末の形状には、粒状、フレーク状などがあるが、どのような形状のものを用いるかについては、その用途に応じて適宜選択される。 The number average particle size of the conductive powder is preferably 10 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 5.0 μm or less from the viewpoint of deteriorating the coatability of the thick film conductor forming paste according to the present invention. .. If the number average particle size exceeds 10 μm, firing in the temperature raising process may be delayed, which is not preferable. For example, when a mixed powder of Ag powder and Pd powder is used, the Ag powder can be used from the viewpoint of deteriorating the coatability of the thick film conductor forming paste according to the present invention and from the viewpoint of homogeneous dispersion of Ag powder and Pd powder. It is preferable that the number average particle size is 0.1 μm or more and 3.0 μm or less, and the number average particle size of the Pd powder is 0.01 μm or more and 0.3 μm or less. Here, the number average particle size is the number average particle size obtained from a scanning micrograph (SEM image) of the powder. The shape of the conductive powder includes granules and flakes, and the shape to be used is appropriately selected according to the intended use.

(銅を含有する鉛フリーガラス粉末)
本発明では、銅を含有する鉛フリーガラス粉末として、SiO2−B23−アルカリ土類酸化物系ガラス粉末や、Bi23−SiO2−B23系ガラス粉末やZnO−SiO2−B23系ガラス粉末等の鉛フリーガラス粉末を用いることができる。厚膜導体とするために焼成する温度を考慮して、これらの鉛フリーガラス粉末のガラス転移点は400℃以上600℃以下であることが望ましい。用いる鉛フリーガラスとしては、結晶化ガラスでも結晶化しないガラスでも良い。なお、鉛フリーガラス粉末は、鉛を含まないガラス粉末、または、不可避的不純物として鉛が100質量ppm以下含まれるガラス粉末である。ここで、ガラス転移点は、鉛フリーガラス粉末を再溶融などして得られるロッド状の試料を熱機械分析法(TMA)にて大気中で測定し、熱膨張曲線の屈曲点を示す温度として測定される。
(Copper-containing lead-free glass powder)
In the present invention, as lead-free glass powder containing copper, SiO 2 −B 2 O 3 − alkaline earth oxide glass powder, Bi 2 O 3 − SiO 2 −B 2 O 3 based glass powder and ZnO − Lead-free glass powder such as SiO 2- B 2 O 3 glass powder can be used. Considering the firing temperature for forming a thick film conductor, it is desirable that the glass transition point of these lead-free glass powders is 400 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. The lead-free glass used may be crystallized glass or non-crystallized glass. The lead-free glass powder is a glass powder that does not contain lead or a glass powder that contains 100 mass ppm or less of lead as an unavoidable impurity. Here, the glass transition point is a temperature indicating the bending point of the thermal expansion curve when a rod-shaped sample obtained by remelting lead-free glass powder is measured in the atmosphere by a thermomechanical analysis method (TMA). Be measured.

銅を含有する鉛フリーガラス粉末としては、1種類の鉛フリーガラス粉末を用いてもよく、複数の鉛フリーガラス粉末を混合して用いてもよい。複数の鉛フリーガラス粉末を混合して使用する場合には、これらの鉛フリーガラス粉末のうち少なくとも1種類は銅を含むことが必要である。例えば、銅成分として鉛フリーガラス粉末に酸化第二銅(CuO)が含まれることにより、厚膜導体の接着強度の向上効果を得ることができる。 As the lead-free glass powder containing copper, one kind of lead-free glass powder may be used, or a plurality of lead-free glass powders may be mixed and used. When a plurality of lead-free glass powders are mixed and used, at least one of these lead-free glass powders needs to contain copper. For example, when cupric oxide (CuO) is contained in the lead-free glass powder as a copper component, the effect of improving the adhesive strength of the thick film conductor can be obtained.

そして、鉛フリーガラス粉末に含まれる全銅の量は、CuOに換算して、導電粉末100質量部に対し0.05質量部以上0.2質量部以下含まれることが望ましい。鉛フリーガラス粉末に含まれる全銅の量は、CuOに換算して、導電粉末100質量部に対し0.05質量部未満では、厚膜導体の接着強度の向上は望めないおそれがある。 The amount of total copper contained in the lead-free glass powder is preferably 0.05 parts by mass or more and 0.2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder in terms of CuO. If the amount of total copper contained in the lead-free glass powder is less than 0.05 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive powder in terms of CuO, improvement in the adhesive strength of the thick film conductor may not be expected.

一方、全銅の量が、CuOに換算して導電粉末100質量部に対し0.5質量部を超えて含有すると、厚膜導体の表面に形成する抵抗膜の電気特性に影響することがある。さらに、厚膜導体と一緒に使用する抵抗膜は、厚膜抵抗ペーストを塗布し焼成して使用されるが、形成された抵抗膜には電気特性を調整するための添加剤としてCuOが添加されていることがある。厚膜導体に含まれるCuOが、厚膜抵抗体ペーストを焼成する際に抵抗膜に拡散し、抵抗膜の電気特性を変化させてしまう問題が懸念されるため、上記のように銅が0.5質量部を超えて含有することは好ましくない。 On the other hand, if the amount of total copper is more than 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive powder in terms of CuO, it may affect the electrical characteristics of the resistance film formed on the surface of the thick film conductor. .. Further, the resistance film used together with the thick film conductor is used by applying a thick film resistance paste and firing it, and CuO is added to the formed resistance film as an additive for adjusting the electrical characteristics. There are times when Since there is a concern that CuO contained in the thick film conductor diffuses into the resistance film when the thick film resistor paste is fired and changes the electrical characteristics of the resistance film, copper is reduced to 0 as described above. It is not preferable to contain more than 5 parts by mass.

このように、本発明に係る厚膜導体形成用粉末組成物のように、鉛フリーガラス粉末に銅を含んでいることで、上述の添加量でも密着強度の向上の効果が期待できる。さらに、銅を含む鉛フリーガラス粉末により厚膜導体へのNiめっき付き性も改善され、Niめっき膜厚が増す効果も得られる。 As described above, since the lead-free glass powder contains copper as in the powder composition for forming a thick film conductor according to the present invention, the effect of improving the adhesion strength can be expected even with the above-mentioned addition amount. Further, the lead-free glass powder containing copper improves the Ni plating property on the thick film conductor, and also has the effect of increasing the Ni plating film thickness.

また、鉛フリーガラス粉末に銅と共にビスマスを含むことにより、厚膜導体により形成された内部電極とアルミナ基板等のセラミックス基板との接着強度を向上させる効果が得られる。例えば、鉛フリーガラス粉末中のビスマスの含有量は、Bi23として30質量%以上70質量%以下とすることにより、接着強度の向上効果を得ることができる。 Further, by including bismuth together with copper in the lead-free glass powder, the effect of improving the adhesive strength between the internal electrode formed by the thick film conductor and the ceramic substrate such as the alumina substrate can be obtained. For example, when the content of bismuth in the lead-free glass powder is 30% by mass or more and 70% by mass or less as Bi 2 O 3 , the effect of improving the adhesive strength can be obtained.

厚膜導体形成用粉末組成物における鉛フリーガラス粉末の含有量は、導電粉末の100質量部に対して、1.5質量部以上5質量部以下とし、基板との接着強度やめっき性、半田の濡れ性等を考慮すると、1.5質量部以上3質量部以下とすることがより好ましく、1.5質量部以上2.7質量部以下とすることがさらに好ましい。鉛フリーガラス粉末の含有量が1.5質量部より少なくなると、セラミックス基板との接着強度が低下してしまうおそれがある。また、かかる含有量が5質量部より多くなると、厚膜導体の表面にガラスが浮く現象が発生する場合があり、これにより、厚膜導体に対するめっき性、半田の濡れ性などが低下するおそれがある。 The content of lead-free glass powder in the powder composition for forming a thick film conductor is 1.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder, and the adhesive strength with the substrate, the plating property, and the solder In consideration of the wettability and the like, it is more preferably 1.5 parts by mass or more and 3 parts by mass or less, and further preferably 1.5 parts by mass or more and 2.7 parts by mass or less. If the content of the lead-free glass powder is less than 1.5 parts by mass, the adhesive strength with the ceramic substrate may decrease. Further, if the content is more than 5 parts by mass, a phenomenon that the glass floats on the surface of the thick film conductor may occur, which may reduce the plating property of the thick film conductor, the wettability of the solder, and the like. is there.

鉛フリーガラス粉末におけるガラスの組成は、上述のガラス転移点や軟化点を実現できる組成のものを用いることができる。鉛フリーガラス粉末中において、SiO2の含有量は、15質量%以上60質量%以下とすることが好ましい。SiO2の含有量が15質量%より少なくなると、ガラスの耐薬品性が低下するおそれや、厚膜導体中のガラスの耐候性、耐水性および耐薬品性が低下する場合があり、その結果として厚膜導体にNiめっき等を行う際にめっき不良等の問題が発生するおそれがある。一方、SiO2の含有量が、60質量%より多くなると、ガラスの軟化する温度が高くなりすぎて、厚膜導体とセラミックス基板との密着性を害する場合がある。 As the composition of the glass in the lead-free glass powder, those having a composition capable of realizing the above-mentioned glass transition point and softening point can be used. The content of SiO 2 in the lead-free glass powder is preferably 15% by mass or more and 60% by mass or less. If the content of SiO 2 is less than 15% by mass, the chemical resistance of the glass may be lowered, and the weather resistance, water resistance and chemical resistance of the glass in the thick film conductor may be lowered, and as a result. When Ni plating or the like is applied to a thick film conductor, problems such as plating defects may occur. On the other hand, if the content of SiO 2 is more than 60% by mass, the temperature at which the glass softens becomes too high, which may impair the adhesion between the thick film conductor and the ceramic substrate.

鉛フリーガラス粉末の形状については、球状や針状等の種々のものが挙げられ、特に限定されることはないが、鉛フリーガラス粉末のレーザー回折を利用した粒度分布計により測定した体積累計粒度分布のD50径(メジアン径)は、10μm以下が好ましく、本発明に係る厚膜導体形成用ペーストの塗布性等や導電粉末と鉛フリーガラス粉末の均質な分散の観点から、0.5μm以上3μm以下であることがより好ましい。D50径が10μm以上では、導電粉末と鉛フリーガラス粉末の均質な分散を阻害し、鉛フリーガラス粉末の偏りを生じて厚膜導体と基板との接着強度が低下する傾向となり好ましくない。 The shape of the lead-free glass powder includes various shapes such as spherical and needle-shaped, and is not particularly limited, but the cumulative volume particle size measured by a particle size distribution meter using laser diffraction of the lead-free glass powder. The D 50 diameter (median diameter) of the distribution is preferably 10 μm or less, and is 0.5 μm or more from the viewpoint of the coatability of the thick film conductor forming paste according to the present invention and the uniform dispersion of the conductive powder and the lead-free glass powder. It is more preferably 3 μm or less. When the diameter of D 50 is 10 μm or more, the uniform dispersion of the conductive powder and the lead-free glass powder is hindered, the lead-free glass powder is biased, and the adhesive strength between the thick film conductor and the substrate tends to decrease, which is not preferable.

(酸化マンガン粉末)
酸化マンガン粉末の含有量は、導電粉末の100質量部に対して、0.5質量部以上3.5質量部以下とする。かかる含有量が0.5質量部より少なくなると、厚膜導体の表面へのガラスの浮き出しの抑制効果が期待できないおそれがあり、めっき性が改善されない場合がある。一方、かかる含有量が3.5質量部であれば、めっき性の改善の効果が十分に得られ、含有量をこれより多くしても、めっき性の改善の効果は向上しない。
(Manganese oxide powder)
The content of the manganese oxide powder is 0.5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder. If the content is less than 0.5 parts by mass, the effect of suppressing the embossment of the glass on the surface of the thick film conductor may not be expected, and the plating property may not be improved. On the other hand, if the content is 3.5 parts by mass, the effect of improving the plating property can be sufficiently obtained, and even if the content is higher than this, the effect of improving the plating property is not improved.

厚膜導体のめっき性について考察する。厚膜導体の表面にガラスが浮き出すと厚膜導体表面へのNiめっき等のめっき付性が悪くなる。厚膜導体の表面にNiめっきやSn合金系めっきの付きが悪く、これらのめっき面にピンホールなどの穴があると、厚膜導体のAgが大気中の硫黄成分により硫化されることで、電子部品の接続不良につながるおそれがある。 The plating property of thick film conductors will be considered. If the glass floats on the surface of the thick film conductor, the plating property such as Ni plating on the surface of the thick film conductor deteriorates. Ni plating and Sn alloy plating are not easily attached to the surface of the thick film conductor, and if there are holes such as pinholes on these plated surfaces, the Ag of the thick film conductor is sulfided by the sulfur component in the atmosphere. It may lead to poor connection of electronic parts.

ところで、鉛フリーガラスと、鉛を不可避的にではなく、構成成分として含むガラスとで、温度を上昇させる過程での溶融性を検討すると、両者が同じ軟化点でも、鉛フリーガラスの方が、溶融する温度が高温側にある。厚膜導体を得るための焼成過程では、昇温中と一定時間のピーク温度の保持中におけるガラスの溶融状態が得られる限られた時間で、アルミナ基板などのセラミックス基板とガラスの結着を行い、厚膜導体の密着性を確保している。鉛フリーガラスは溶融しにくいことから、鉛フリーガラスを用いた厚膜導体形成用粉末組成物では、基板との密着性の為、鉛フリーガラス粉末の含有量を多くする必要がある。しかし、導電粉末100質量部に対して鉛フリーガラス粉末の含有量が1.5質量部を越えると、厚膜導体の表面に鉛フリーガラスの浮き出しが生じることがある。導電粉末100質量部に対する鉛フリーガラス粉末の含有量が1.5質量部を超えても、鉛フリーガラス粉末の含有量が1.5質量部に近い値の場合は、鉛フリーガラスの浮き出しは局所的であるが、鉛フリーガラスの含有量が増えるにつれて、厚膜導体の表面にガラスが浮き出す面積は増加する。そこで、導電粉末100質量部に対する酸化マンガン粉末の含有量を0.5質量部以上3.5質量部以下とすることで、厚膜導体のめっき性を改善し、めっきが施された厚膜導体のAgの硫化を防止すること等により、結果的に電子部品の接続不良を改善することができる。 By the way, when examining the meltability of lead-free glass and glass containing lead as a constituent component, not inevitably, in the process of raising the temperature, lead-free glass is better at the same softening point. The melting temperature is on the high temperature side. In the firing process for obtaining a thick-film conductor, the glass is bound to a ceramic substrate such as an alumina substrate in a limited time during which the glass is melted while the temperature is rising and the peak temperature is maintained for a certain period of time. , Ensuring the adhesion of thick film conductors. Since lead-free glass is difficult to melt, it is necessary to increase the content of lead-free glass powder in the powder composition for forming a thick film conductor using lead-free glass in order to adhere to the substrate. However, if the content of the lead-free glass powder exceeds 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive powder, the lead-free glass may be raised on the surface of the thick film conductor. Even if the content of the lead-free glass powder exceeds 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive powder, if the content of the lead-free glass powder is close to 1.5 parts by mass, the lead-free glass is embossed. Locally, as the content of lead-free glass increases, the area where the glass emerges on the surface of the thick-film conductor increases. Therefore, by setting the content of manganese oxide powder to 100 parts by mass of the conductive powder to 0.5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less, the plating property of the thick film conductor is improved, and the plated thick film conductor is provided. As a result, poor connection of electronic components can be improved by preventing the sulphurization of Ag.

なお、鉛フリーガラスを用いた厚膜導体形成用粉末組成物を用いて厚膜導体を形成した場合において、導電粉末100質量部に対する酸化マンガンの含有量が0.5質量部未満では、セラミックス基板との密着性は改善されるが、めっき性は改善されないおそれがある。一方で、導電粉末100質量部に対する酸化マンガンの含有率が3.5質量部を超えると、セラミックス基板の密着性が低下する場合がある。そして、めっきが施された厚膜導体のAgの硫化をより効果的に防止するべく、導電粉末100質量部に対する酸化マンガンの含有率は、0.5質量部から3質量部が望ましく、0.5質量部から2.5質量部がより望ましい。 When a thick film conductor is formed using a powder composition for forming a thick film conductor using lead-free glass, if the content of manganese oxide with respect to 100 parts by mass of the conductive powder is less than 0.5 parts by mass, the ceramic substrate Adhesion with and is improved, but the plating property may not be improved. On the other hand, if the content of manganese oxide with respect to 100 parts by mass of the conductive powder exceeds 3.5 parts by mass, the adhesion of the ceramic substrate may decrease. Then, in order to more effectively prevent the sulfide of Ag of the plated thick-film conductor, the content of manganese oxide with respect to 100 parts by mass of the conductive powder is preferably 0.5 parts by mass to 3 parts by mass. More preferably, 5 parts by mass to 2.5 parts by mass.

また、酸化マンガン粉末の数平均粒径は、0.8μm以下であることが好ましく、厚膜導体の表面にガラスが浮く現象を抑制する観点から、0.2μm以上0.8μm以下とすることがより好ましい。数平均粒径が0.8μmより大きい場合、導電粉末や鉛フリーガラス粉末との均質な分散ができず、酸化マンガン粉末の偏在となるおそれがある。また、数平均粒径が0.2μm未満のものを使用することもできるが、一般的には0.2μm以上の粉末を容易に入手することができる。ここで、数平均粒径は、粉末の走査顕微鏡写真(SEM像)から求めた数平均の粒径である。 The number average particle size of the manganese oxide powder is preferably 0.8 μm or less, and is 0.2 μm or more and 0.8 μm or less from the viewpoint of suppressing the phenomenon that the glass floats on the surface of the thick film conductor. More preferred. If the number average particle size is larger than 0.8 μm, uniform dispersion with the conductive powder or lead-free glass powder may not be possible, and the manganese oxide powder may be unevenly distributed. Further, although it is possible to use a powder having a number average particle diameter of less than 0.2 μm, in general, a powder having a diameter of 0.2 μm or more can be easily obtained. Here, the number average particle size is the number average particle size obtained from a scanning micrograph (SEM image) of the powder.

また、酸化マンガンとしては、MnO2(二酸化マンガン)やMn34(四酸化三マンガン)等を用いることができ、例えばMn34(四酸化三マンガン)を用いることにより、厚膜導体の表面に微細な段差状の縞模様が形成され、アンカー効果を発揮することができる。 Further, as manganese oxide, MnO 2 (manganese dioxide), Mn 3 O 4 (trimanganese tetraoxide) and the like can be used. For example, by using Mn 3 O 4 (trimanganese tetraoxide), a thick film conductor can be used. A fine stepped striped pattern is formed on the surface of the manganese, and the anchor effect can be exhibited.

(酸化物粉末)
厚膜導体形成用粉末組成物は、上記した鉛フリーガラス粉末や酸化マンガン粉末の他、これら以外の酸化物粉末を、本発明の効果を阻害しない範囲で含有することは可能である。例えば、厚膜導体の接着強度、耐酸性、はんだ濡れ性などを向上させる目的で、Bi23、SiO2、ZnO、TiO2、ZrO2、MnO2などの酸化物粉末を少なくとも1種以上添加することができる。ただし、抵抗値の上昇を抑える観点から、鉛フリーガラス粉末および酸化マンガン粉末以外の酸化物粉末の含有量は、導電粉末100質量部に対し、これらの合計で0〜10質量部程度の範囲にとどめることが好ましい。
(Oxide powder)
In addition to the lead-free glass powder and manganese oxide powder described above, the powder composition for forming a thick film conductor can contain oxide powders other than these as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, for the purpose of improving the adhesive strength, acid resistance, solder wettability, etc. of thick film conductors, at least one kind of oxide powder such as Bi 2 O 3 , SiO 2 , ZnO, TiO 2 , ZrO 2 , MnO 2 or more is used. Can be added. However, from the viewpoint of suppressing the increase in resistance value, the content of the oxide powder other than the lead-free glass powder and the manganese oxide powder is in the range of about 0 to 10 parts by mass in total with respect to 100 parts by mass of the conductive powder. It is preferable to keep it.

なお、本発明の厚膜導体形成用粉末組成物は、導電粉末、鉛フリーガラス粉末および酸化マンガン粉末が混合された混合物であることが好ましい。混合物であることにより、内容物がより均一な厚膜導体形成用ペーストや厚膜導体を得ることができる。混合方法としては、ボールミル、ビーズミルなどの公知の技術を用いることができ、これらの技術により十分に均一な混合物を得ることができる。 The powder composition for forming a thick film conductor of the present invention is preferably a mixture of a conductive powder, a lead-free glass powder, and a manganese oxide powder. By being a mixture, it is possible to obtain a thick film conductor forming paste or a thick film conductor having a more uniform content. As a mixing method, known techniques such as a ball mill and a bead mill can be used, and a sufficiently uniform mixture can be obtained by these techniques.

[(2)厚膜導体形成用ペースト]
本発明の厚膜導体形成用ペーストの一例は、上記した厚膜導体形成用粉末組成物と、溶媒と、樹脂との混合物を含むペーストである。
[(2) Paste for forming thick film conductor]
An example of the thick film conductor forming paste of the present invention is a paste containing the above-mentioned thick film conductor forming powder composition, a solvent, and a mixture of a resin.

溶剤としては、ペーストに一般的に用いられるターピネオールやブチルカルビトールなどを用いることができ、樹脂についても、ペーストに一般的に用いられるエチルセルロースやメタクリレートなどを用いることができる。樹脂と溶剤は、予め混合して有機ビヒクルの状態にしておき、これを用いて厚膜導体形成用ペーストを製造することができる。例えば、コストや取扱いの容易性の観点から、エチルセルロースをターピネオールに溶解したものを有機ビヒクルとすることができる。有機ビヒクルにおいて、樹脂と溶剤との割合は、最終的な厚膜導体形成用ペースト組成での印刷性や塗布方法に応じて適宜選択される。 As the solvent, tarpineol or butyl carbitol which are generally used for pastes can be used, and as the resin, ethyl cellulose or methacrylate which is generally used for pastes can be used. The resin and the solvent can be mixed in advance to form an organic vehicle, which can be used to produce a thick film conductor forming paste. For example, from the viewpoint of cost and ease of handling, an organic vehicle in which ethyl cellulose is dissolved in tarpineol can be used. In the organic vehicle, the ratio of the resin and the solvent is appropriately selected depending on the printability and the coating method in the final thick film conductor forming paste composition.

有機ビヒクルとしての厚膜導体形成用ペースト中の含有量は、前記導電粉末100質量部に対して、15質量部以上250質量部以下とすることができる。有機ビヒクルの含有量が15質量部未満では、粘度が高すぎて塗布が実質的に不可能となる場合があり、また、かかる含有量が250質量部を超えると粒子の沈降や焼成後の厚膜導体の膜の緻密性が大きく低下するという問題が生じるおそれがある。印刷性や塗布の容易性、ペーストとしての粒子の沈降や厚膜導体の膜の緻密性を考慮すると、かかる含有量は、20質量部以上100質量部以下とすることが好ましい。 The content of the thick film conductor forming paste as an organic vehicle can be 15 parts by mass or more and 250 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder. If the content of the organic vehicle is less than 15 parts by mass, the viscosity may be too high to be applied substantially, and if the content exceeds 250 parts by mass, the particles settle or the thickness after firing. There is a risk that the film density of the film conductor will be significantly reduced. Considering printability, ease of coating, sedimentation of particles as a paste, and denseness of the film of a thick-film conductor, the content is preferably 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less.

本発明の厚膜導体形成用ペーストは、厚膜導体形成用粉末組成物と、有機ビヒクルとを混練することにより、製造することができる。混練方法としては、特に限定されないが、例えば湿式混練ミル、ロールミル、テーパロールミルなどの公知の技術を用いて混練することができる。また、得られる導体ペーストの粘度は、目的とする厚膜導体の膜厚やセラミックス基板の種類などによって適宜選択される。 The thick film conductor forming paste of the present invention can be produced by kneading a thick film conductor forming powder composition and an organic vehicle. The kneading method is not particularly limited, but kneading can be performed using a known technique such as a wet kneading mill, a roll mill, or a taper roll mill. The viscosity of the obtained conductor paste is appropriately selected depending on the film thickness of the target thick-film conductor, the type of ceramic substrate, and the like.

また、本発明の厚膜導体形成用ペーストの上記以外の例としては、導電粒子と、鉛フリーガラス粒子と、酸化マンガン粒子と、溶媒と、樹脂を含み、前記ガラス粒子の含有量が、前記導電粒子100質量部に対し、1.5質量部以上5質量部以下であり、前記酸化マンガン粒子の含有量が、前記導電粒子100質量部に対し、0.5質量部以上3質量部以下である、厚膜導体形成用ペーストが挙げられる。 Further, examples other than the above-mentioned thick film conductor forming paste of the present invention include conductive particles, lead-free glass particles, manganese oxide particles, a solvent, and a resin, and the content of the glass particles is the above. 1.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of conductive particles, and the content of the manganese oxide particles is 0.5 parts by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive particles. A certain thick film conductor forming paste can be mentioned.

導電粒子、鉛フリーガラス粒子、酸化マンガン粒子、鉛フリーガラス粒子の含有量および酸化マンガン粒子の含有量については、上記の厚膜導体形成用粉末組成物の項目において説明した導電粉末、鉛フリーガラス粉末、酸化マンガン粉末、鉛フリーガラス粉末の含有量および酸化マンガン粉末の含有量と同様であり、ここでの説明は省略する。また、溶媒および樹脂についても、上記の厚膜導体形成用ペーストの一例において説明したとおりであるため、説明を省略する。 Regarding the content of conductive particles, lead-free glass particles, manganese oxide particles, lead-free glass particles, and the content of manganese oxide particles, the conductive powder and lead-free glass described in the above section of the powder composition for forming a thick film conductor. The contents are the same as those of the powder, the manganese oxide powder, the lead-free glass powder, and the manganese oxide powder, and the description thereof is omitted here. Further, the solvent and the resin are also described in the above-mentioned example of the thick film conductor forming paste, and thus the description thereof will be omitted.

本発明の厚膜導体形成用ペーストは、例えば有機ビヒクルに導電粒子、鉛フリーガラス粒子、酸化マンガン粒子をそれぞれ添加して混合物とし、かかる混合物を混練することにより、製造することができる。混練方法としては、特に限定されないが、例えば湿式混練ミル、ロールミル、テーパロールミルなどの公知の技術を用いて混練することができる。また、得られる導体ペーストの粘度は、目的とする厚膜導体の膜厚やセラミックス基板の種類などによって適宜選択される。 The thick film conductor forming paste of the present invention can be produced, for example, by adding conductive particles, lead-free glass particles, and manganese oxide particles to an organic vehicle to form a mixture, and kneading the mixture. The kneading method is not particularly limited, but kneading can be performed using a known technique such as a wet kneading mill, a roll mill, or a taper roll mill. The viscosity of the obtained conductor paste is appropriately selected depending on the film thickness of the target thick-film conductor, the type of ceramic substrate, and the like.

なお、上記において説明した厚膜導体形成用ペーストは、上記した鉛フリーガラス粉末や酸化マンガン粉末の他、これら以外の酸化物粉末を、本発明の効果を阻害しない範囲で含有することは可能である。例えば、厚膜導体の接着強度、耐酸性、はんだ濡れ性などを向上させる目的で、Bi23、SiO2、ZnO、TiO2、ZrO2、MnO2などの酸化物粉末を少なくとも1種以上添加することができる。ただし、抵抗値の上昇を抑える観点から、鉛フリーガラス粉末および酸化マンガン粉末以外の酸化物粉末の含有量は、導電粉末100質量部に対し、これらの合計で0〜10質量部程度の範囲にとどめることが好ましい。 In addition to the lead-free glass powder and manganese oxide powder described above, the thick film conductor forming paste described above can contain oxide powders other than these as long as the effects of the present invention are not impaired. is there. For example, for the purpose of improving the adhesive strength, acid resistance, solder wettability, etc. of thick film conductors, at least one kind of oxide powder such as Bi 2 O 3 , SiO 2 , ZnO, TiO 2 , ZrO 2 , MnO 2 or more is used. Can be added. However, from the viewpoint of suppressing the increase in resistance value, the content of the oxide powder other than the lead-free glass powder and the manganese oxide powder is in the range of about 0 to 10 parts by mass in total with respect to 100 parts by mass of the conductive powder. It is preferable to keep it.

[(3)厚膜導体の製造方法]
厚膜導体の製造方法は、例えば本発明の厚膜導体形成用ペーストをセラミックス基板に塗布する塗布工程と、前記ペーストが塗布された基板を乾燥する乾燥工程と、その後500℃以上900℃未満の温度で焼成する焼成工程を含むことができる。
[(3) Manufacturing method of thick film conductor]
The method for producing a thick film conductor is, for example, a coating step of applying the thick film conductor forming paste of the present invention to a ceramic substrate, a drying step of drying the substrate to which the paste is applied, and then a temperature of 500 ° C. or higher and lower than 900 ° C. A firing step of firing at temperature can be included.

(塗布工程)
また、塗布方法としては、特に限定されるものではなく、スクリーン印刷、凸版印刷やグラビア印刷などの印刷法、その他、ディスペンサーによる描画方式など、公知の技術を用いることができるが、適正な膜厚で大量生産を行う観点からスクリーン印刷により塗布することが好ましい。セラミックス基板としては、電子部品の用途に応じて、96%アルミナ基板、フォルステライトなどが用いられるが、本発明の厚膜導体形成用ペーストは何れの基板にも適用可能である。
(Applying process)
The coating method is not particularly limited, and known techniques such as screen printing, printing methods such as letterpress printing and gravure printing, and drawing methods using a dispenser can be used, but an appropriate film thickness can be used. It is preferable to apply by screen printing from the viewpoint of mass production. As the ceramic substrate, a 96% alumina substrate, forsterite, or the like is used depending on the use of the electronic component, and the thick film conductor forming paste of the present invention can be applied to any substrate.

(乾燥工程)
厚膜導体形成用ペーストを塗布した後、塗布後の膜をセラミックス基板ごと80℃以上200℃以下の温度条件下で、2分以上15分以下の時間乾燥させることが好ましい。このように、塗布工程と焼成工程との間に乾燥工程を設けることにより、焼成時においても溶剤等の揮発成分が残存することによる溶剤等の揮発および燃焼を防ぐことができるため、焼成工程において焼成炉を用いた場合等には、焼成炉の汚染を防止するという効果を得ることができる。この工程において、乾燥方法は、特に限定されず、オーブンやベルト式乾燥炉などの公知の手段を用いることができるが、量産性の観点から、ベルト式乾燥炉により乾燥することが好ましい。また、乾燥温度を80℃未満とすると、乾燥に要する時間が長くなることで、生産性が悪化するため好ましくない場合がある。また、乾燥温度が200℃を超えると、樹脂が酸化して乾燥後の膜が脆くなるおそれがあるため、好ましくない。
(Drying process)
After applying the thick film conductor forming paste, it is preferable to dry the coated film together with the ceramic substrate under a temperature condition of 80 ° C. or higher and 200 ° C. or lower for a time of 2 minutes or more and 15 minutes or less. By providing the drying step between the coating step and the firing step in this way, it is possible to prevent volatilization and combustion of the solvent and the like due to the remaining volatile components such as the solvent even during the firing, so that the firing step When a firing furnace is used, the effect of preventing contamination of the firing furnace can be obtained. In this step, the drying method is not particularly limited, and a known means such as an oven or a belt-type drying oven can be used, but from the viewpoint of mass productivity, drying is preferably performed in a belt-type drying oven. Further, if the drying temperature is less than 80 ° C., the time required for drying becomes long and the productivity deteriorates, which may not be preferable. Further, if the drying temperature exceeds 200 ° C., the resin may be oxidized and the dried film may become brittle, which is not preferable.

(焼成工程)
乾燥工程後の焼成工程では、乾燥後の膜をセラミックス基板ごと加熱して膜を焼成する。焼成方法として、ベルト炉を用いることが好ましい。この場合、焼成におけるピーク温度は、500℃以上900℃未満、好ましくは700℃以上900℃未満とする。ピーク温度が500℃未満では、鉛フリーガラス粉末の溶融が十分に行われないことで、セラミックス基板との密着性を害する問題が生じるおそれがある。一方、ピーク温度が900℃以上になると、膜が過焼結となるおそれがあり、特に融点が低いAgを主成分とする厚膜導体形成用ペーストを用いた場合には、導電粒子とガラス粒子等が分離して厚膜導体が島状に形成されてしまい、均一な電極膜が形成されなくなるという問題が生じるおそれがある。
(Baking process)
In the firing step after the drying step, the film after drying is heated together with the ceramic substrate to fire the film. It is preferable to use a belt furnace as the firing method. In this case, the peak temperature in firing is 500 ° C. or higher and lower than 900 ° C., preferably 700 ° C. or higher and lower than 900 ° C. If the peak temperature is less than 500 ° C., the lead-free glass powder is not sufficiently melted, which may cause a problem of impairing the adhesion to the ceramic substrate. On the other hand, when the peak temperature is 900 ° C. or higher, the film may be oversaturated. Especially when a thick film conductor forming paste containing Ag having a low melting point as a main component is used, conductive particles and glass particles Etc. are separated and the thick film conductor is formed in an island shape, which may cause a problem that a uniform electrode film cannot be formed.

上記のピーク温度で、5分以上20分以下、好ましくは7分以上13分以下保持することが必要である。ピーク温度の保持時間が20分を超えると、厚膜導体膜が過焼結となる可能性があり、かかる保持時間が5分未満であると焼結が不十分となるおそれがある。また、ピーク温度への昇温、ピーク温度の保持およびピーク温度からの冷却という焼成工程のトータルの時間は、20分以上90分以下、好ましくは30分以上60分以下とすることが必要である。トータル時間が20分未満では昇温速度や冷却速度が大きくなりすぎて、急激な温度変化により厚膜導体に割れが発生するおそれがある。また、トータル時間が90分を超えると、生産性が悪化するという問題が生じるおそれがある。 It is necessary to maintain the above peak temperature for 5 minutes or more and 20 minutes or less, preferably 7 minutes or more and 13 minutes or less. If the holding time of the peak temperature exceeds 20 minutes, the thick conductor film may be oversintered, and if the holding time is less than 5 minutes, the sintering may be insufficient. Further, the total time of the firing process of raising the temperature to the peak temperature, maintaining the peak temperature, and cooling from the peak temperature needs to be 20 minutes or more and 90 minutes or less, preferably 30 minutes or more and 60 minutes or less. .. If the total time is less than 20 minutes, the heating rate and cooling rate become too high, and there is a risk that the thick film conductor will crack due to a sudden temperature change. Further, if the total time exceeds 90 minutes, there may be a problem that productivity deteriorates.

上記したピーク温度および焼成時間で焼成するためには、ピーク温度までの昇温速度は20℃/分以上150℃/分以下とし、ピーク温度からの冷却速度は20℃/分以上200℃/分以下とすることが好ましい。昇温速度が20℃/分未満あるいは冷却速度が20℃/分未満の場合には、生産性が悪化するおそれがあるため好ましくない。また、昇温速度が150℃/分を超える場合あるいは冷却速度が200℃/分を超える場合には、急激な温度変化により厚膜導体に割れが発生する可能性があるため、好ましくない。 In order to bake at the above peak temperature and firing time, the rate of temperature rise to the peak temperature is 20 ° C./min or more and 150 ° C./min or less, and the cooling rate from the peak temperature is 20 ° C./min or more and 200 ° C./min. The following is preferable. If the temperature rising rate is less than 20 ° C./min or the cooling rate is less than 20 ° C./min, productivity may deteriorate, which is not preferable. Further, when the temperature rising rate exceeds 150 ° C./min or the cooling rate exceeds 200 ° C./min, cracks may occur in the thick film conductor due to a sudden temperature change, which is not preferable.

また、焼成中の雰囲気は特に限定されるものではないが、鉛フリーガラスの軟化の観点から、空気雰囲気で焼成することが好ましい。 The atmosphere during firing is not particularly limited, but it is preferable to fire in an air atmosphere from the viewpoint of softening the lead-free glass.

[(4)厚膜導体]
上記の製造方法により、本発明の厚膜導体形成用ペーストから得られる厚膜導体は、導電成分と、鉛フリーガラス粉末の溶融によるガラス成分と、酸化マンガンを含む。酸化マンガンは、ガラスの中に溶け込んだりしている状態を意味する。
[(4) Thick film conductor]
The thick film conductor obtained from the thick film conductor forming paste of the present invention by the above production method contains a conductive component, a glass component obtained by melting a lead-free glass powder, and manganese oxide. Manganese oxide means a state in which it is dissolved in glass.

そして該厚膜導体は、酸化マンガンを含むことにより、表面にガラスの浮き出しが少なく、また、表面に微細な段差状の縞模様が発生する。 Since the thick film conductor contains manganese oxide, there is little glass embossment on the surface, and fine stepped striped patterns are generated on the surface.

厚膜導体の望ましい膜厚は、5.0μm以上10.0μm以下である。この膜厚の範囲であれば、厚膜導体のセラミックス基板への密着性を満足しつつ、厚膜導体の表面へのガラスの浮き出しを抑制できる。 The desirable film thickness of the thick film conductor is 5.0 μm or more and 10.0 μm or less. Within this film thickness range, it is possible to suppress the floating of the glass on the surface of the thick film conductor while satisfying the adhesion of the thick film conductor to the ceramic substrate.

したがって、本発明の厚膜導体形成用ペーストを用いて製造した厚膜導体は、セラミックス基板との接着強度も良好であり、良好なめっき付着性を満足するという、きわめて優れた特性を備えるものとなっている。良好なめっき付着性は、Ni電気めっきの膜厚として評価することができる。同じ電流密度でNi電気めっきを施した場合に、表面に局所的でもガラスが浮き出しのある厚膜導体は、酸化マンガンが添加されて表面のガラスの浮き出しが抑制されている厚膜導体よりもめっき膜厚が薄くなることが確認されている。 Therefore, the thick film conductor produced by using the thick film conductor forming paste of the present invention has excellent adhesive strength to the ceramic substrate and has extremely excellent characteristics of satisfying good plating adhesion. It has become. Good plating adhesion can be evaluated as the film thickness of Ni electroplating. When Ni electroplating is applied at the same current density, thick film conductors with glass embossing even locally on the surface are plated more than thick film conductors with manganese oxide added to suppress the embossing of the glass on the surface. It has been confirmed that the film thickness becomes thinner.

以下、本発明について、実施例により、さらに説明を行うが、本発明の範囲は、この実施例により制限されることはない。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited by these Examples.

実施例1〜3と比較例1、2ならびに参考例1、2では、以下に示す導電粉末および酸化マンガン粉末と、表1に示す球状の鉛フリーガラス粉末1、2のいずれかを用いて、厚膜導体形成用粉末組成物および厚膜導体形成用ペーストを作製し、さらに厚膜導体を製造した。得られた厚膜導体について、焼成膜厚の測定、表面状態の観察、抵抗値の測定および基板との接着強度の評価を行った。なお、表1におけるアルカリ金属酸化物の総計は、主にLi、KおよびNaの金属酸化物の総計である。 In Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2, and Reference Examples 1 and 2, using either the conductive powder and the manganese oxide powder shown below and the spherical lead-free glass powders 1 and 2 shown in Table 1 were used. A powder composition for forming a thick film conductor and a paste for forming a thick film conductor were prepared, and a thick film conductor was further produced. For the obtained thick film conductor, the firing film thickness was measured, the surface condition was observed, the resistance value was measured, and the adhesive strength with the substrate was evaluated. The total amount of alkali metal oxides in Table 1 is mainly the total amount of metal oxides of Li, K and Na.

(導電粉末)
導電粉末として、銀粉末(数平均粒径が2.0μm)を使用した。
(Conductive powder)
As the conductive powder, silver powder (number average particle diameter of 2.0 μm) was used.

(酸化マンガン粉末)
酸化マンガン粉末として、Mn34(数平均粒径0.5μm)を使用した。
(Manganese oxide powder)
Mn 3 O 4 (number average particle size 0.5 μm) was used as the manganese oxide powder.

[厚膜導体形成用粉末組成物の作製]
導電粉末、鉛フリーガラス粉末および酸化マンガン粉末を、表2に示す組成となるように混合し、ボールミルで撹拌することにより、厚膜導体形成用粉末組成物を作製した。
[Preparation of powder composition for forming thick film conductors]
A powder composition for forming a thick film conductor was prepared by mixing a conductive powder, a lead-free glass powder, and a manganese oxide powder so as to have the compositions shown in Table 2 and stirring with a ball mill.

[厚膜導体形成用ペーストの作製]
上記にて作製した厚膜導体形成用粉末組成物72.5質量%と、有機ビヒクル27.5質量%を混合し、その後3本ロールミルで混練することにより厚膜導体形成用ペーストを作製した。なお、有機ビヒクルは、エチルセルロース7質量%を、溶剤であるターピネオール溶液93質量%と混合し、加熱してエチルセルロースを溶解させて作製した。
[Preparation of thick film conductor forming paste]
A paste for forming a thick film conductor was prepared by mixing 72.5% by mass of the powder composition for forming a thick film conductor prepared above and 27.5% by mass of an organic vehicle and then kneading with a three-roll mill. The organic vehicle was prepared by mixing 7% by mass of ethyl cellulose with 93% by mass of a tarpineol solution as a solvent and heating to dissolve the ethyl cellulose.

[厚膜導体の製造]
上記にて作製した厚膜導体形成用ペーストを、96%アルミナ基板(25.4mm×25.4mm×1mm)上に、スクリーン印刷機によりスクリーン印刷し(塗布工程)、ベルト式乾燥炉を用いて150℃で5分間、乾燥した(乾燥工程)。乾燥した膜およびアルミナ基板を、ピーク温度850℃で9分間、トータル30分間のベルト炉で焼成し(焼成工程)、所定のパターンの厚膜導体を形成した。
[Manufacturing of thick film conductors]
The thick film conductor forming paste prepared above is screen-printed on a 96% alumina substrate (25.4 mm × 25.4 mm × 1 mm) by a screen printing machine (coating step), and a belt-type drying furnace is used. It was dried at 150 ° C. for 5 minutes (drying step). The dried film and alumina substrate were fired in a belt furnace at a peak temperature of 850 ° C. for 9 minutes for a total of 30 minutes (firing step) to form a thick film conductor having a predetermined pattern.

[厚膜導体の物性評価]
上記にて製造した厚膜導体について、以下に示す方法により、焼成膜厚の測定、めっき膜厚、表面状態の観察、抵抗値の測定およびアルミナ基板との接着強度の評価を行った。評価結果を表2に示す。
[Evaluation of physical properties of thick film conductors]
With respect to the thick film conductor manufactured above, the fired film thickness was measured, the plating film thickness was observed, the surface condition was observed, the resistance value was measured, and the adhesive strength with the alumina substrate was evaluated by the methods shown below. The evaluation results are shown in Table 2.

(焼成膜厚の測定)
焼成後の厚膜導体の膜厚について、接触式表面粗さ計を用いて測定した。
(Measurement of firing film thickness)
The film thickness of the thick-film conductor after firing was measured using a contact-type surface roughness meter.

(めっき膜厚)
焼成後の厚膜導体にNi電気めっきを施したサンプルのアルミナ基板からのNi電気めっき面の厚みを接触式表面粗さ計で測定し、得られた結果から厚膜導体の膜厚を引いてめっき膜厚を算出した。
(Plating film thickness)
The thickness of the Ni electroplated surface from the alumina substrate of the sample in which the thick film conductor after firing was electroplated was measured with a contact type surface roughness meter, and the film thickness of the thick film conductor was subtracted from the obtained result. The plating film thickness was calculated.

(表面状態の観察)
厚膜導体の表面状態について、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察し、段差状の縞模様の有無およびガラスの浮き出しの有無を確認した。また、図2に実施例1による厚膜導体のSEM画像を、図3に比較例1による厚膜導体のSEM画像を示す。
(Observation of surface condition)
The surface condition of the thick film conductor was observed using an SEM (scanning electron microscope), and the presence or absence of a stepped striped pattern and the presence or absence of the raised glass were confirmed. Further, FIG. 2 shows an SEM image of the thick film conductor according to Example 1, and FIG. 3 shows an SEM image of the thick film conductor according to Comparative Example 1.

(抵抗値測定)
アルミナ基板上に、幅0.5mm、長さ50mmのパターンで形成された厚膜導体のサンプルについて、デジタルマルチメータにより、その抵抗値を測定した。
(Measurement of resistance value)
The resistance value of a sample of a thick film conductor formed in a pattern having a width of 0.5 mm and a length of 50 mm on an alumina substrate was measured with a digital multimeter.

(接着強度の評価)
アルミナ基板上に、2.0mm×2.0mmのパッド状のパターンで作成された厚膜導体に、Niめっき液として、硫酸ニッケルを280g/L、塩化ニッケルを60g/L、ホウ酸を40g/Lとなるように調製しためっき液を用いて電流密度を5×10-3A/mm2(5×10-9A/m2)として、2分間のNi電気めっきを施して、サンプルとした。このめっきが施されたサンプルに、直径0.65mmのSnめっき銅線を、96.5質量%Sn−3質量%Ag−0.5質量%Cu組成の鉛フリーはんだを用いて、はんだ付けしたものを試験片とした。接着強度の初期強度は、引張試験機により、試験片のSnめっき銅線をアルミナ基板と垂直な方向に引っ張り、厚膜導体膜をアルミナ基板から剥離させて、この剥離時の引張力を測定し、最大値、最小値および平均値を算出して評価した。また、熱劣化接着強度は、上記の試験片と同様のものに対し、150℃24時間の熱負荷を加えて劣化させた後、同様に引張試験を行い、最大値、最小値および平均値を算出して評価した。初期接着強度および熱劣化接着強度とも15の試験片を評価した。
(Evaluation of adhesive strength)
Nickel sulfate is 280 g / L, nickel chloride is 60 g / L, and boric acid is 40 g / L as a Ni plating solution on a thick film conductor created in a pad-like pattern of 2.0 mm × 2.0 mm on an alumina substrate. Using a plating solution prepared to be L, the current density was set to 5 × 10 -3 A / mm 2 (5 × 10 -9 A / m 2 ), and Ni electroplating was performed for 2 minutes to prepare a sample. .. A Sn-plated copper wire having a diameter of 0.65 mm was soldered to this plated sample using lead-free solder having a Cu composition of 96.5% by mass Sn-3% by mass Ag-0.5% by mass. The one was used as a test piece. The initial strength of the adhesive strength is determined by pulling the Sn-plated copper wire of the test piece in the direction perpendicular to the alumina substrate with a tensile tester, peeling the thick conductor film from the alumina substrate, and measuring the tensile force at the time of this peeling. , Maximum value, minimum value and average value were calculated and evaluated. Further, the heat-deteriorated adhesive strength is deteriorated by applying a heat load of 150 ° C. for 24 hours to the same test piece as described above, and then a tensile test is performed in the same manner to obtain the maximum value, the minimum value and the average value. Calculated and evaluated. Fifteen test pieces were evaluated for both the initial adhesive strength and the thermal deterioration adhesive strength.

(8μm換算抵抗値)
焼成膜厚の測定結果および抵抗値測定結果より、焼成膜厚を8μmに換算した場合の抵抗値を算出した。
(8 μm conversion resistance value)
From the measurement result of the fired film thickness and the resistance value measurement result, the resistance value when the fired film thickness was converted to 8 μm was calculated.

(厚膜導体の膜厚および抵抗値について)
厚膜導体の膜厚は、実施例1〜3、参考例1、2および比較例1、2のいずれにおいても、5.0μm以上10.0μm以下の範囲内であり、膜厚に異常は認められなかった。また、抵抗値についても、異常はなく、また、実施例1〜3、参考例1、2および比較例1、2のいずれにおいても問題ない値であった。
(About the film thickness and resistance of thick-film conductors)
The film thickness of the thick film conductor was in the range of 5.0 μm or more and 10.0 μm or less in all of Examples 1 to 3, Reference Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 2, and an abnormality was observed in the film thickness. I couldn't. In addition, there was no abnormality in the resistance value, and there was no problem in any of Examples 1 to 3, Reference Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 2.

(接着強度の評価)
実施例1〜3、参考例1、2および比較例1、2の接着強度は、初期評価および熱劣化後の評価のいずれにおいても、値に問題はなかった。なお、実施例1のように、ビスマスを含む鉛フリーガラス粉末を所定量用いた場合には、初期および熱劣化後のいずれにおいても、接着強度が上がる効果が認められた。
(Evaluation of adhesive strength)
There was no problem in the adhesive strengths of Examples 1 to 3, Reference Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 2 in both the initial evaluation and the evaluation after thermal deterioration. When a predetermined amount of lead-free glass powder containing bismuth was used as in Example 1, the effect of increasing the adhesive strength was observed both in the initial stage and after thermal deterioration.

また、実施例1〜3と比較例1の結果から、マンガンを含有することによって接着強度が上がる効果が、初期および熱劣化後のいずれにおいても認められた。この効果は、特に熱劣化後の接着強度に大きく影響する結果となった。 Further, from the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the effect of increasing the adhesive strength by containing manganese was observed both in the initial stage and after thermal deterioration. This effect has a great effect on the adhesive strength after thermal deterioration.

(表面状態の観察結果)
実施例1〜3、参考例1、2および比較例2において、マンガンを含有することによる段差状の縞模様が認められ、アンカー効果によるめっきの付着性の向上が期待できる表面状態であった。比較例1では、マンガンを含有せず、縞模様は認められなかった。
(Observation result of surface condition)
In Examples 1 to 3, Reference Examples 1 and 2, and Comparative Example 2, a stepped striped pattern due to the inclusion of manganese was observed, and the surface condition was such that improvement in plating adhesion due to the anchor effect could be expected. In Comparative Example 1, manganese was not contained and no striped pattern was observed.

また、ガラスの浮き出しの有無については、実施例1〜3、参考例1、2において、マンガンを含有することによりガラスの浮きが認められず、比較例1と比べてNiめっき膜厚が大きいことから、Niめっき付き性が改善されたので、銀の硫化を抑制できるものであることがわかった。また、比較例1において、マンガンを含有しないことによりガラスの浮きが認められ、Niめっき等が施されてもその膜厚は薄いことで、銀の硫化現象が発生するおそれのあることが示唆される結果となった。 Regarding the presence or absence of the floating of the glass, in Examples 1 to 3 and Reference Examples 1 and 2, no floating of the glass was observed due to the inclusion of manganese, and the Ni plating film thickness was larger than that of Comparative Example 1. From this, it was found that the Ni plating property was improved, so that the sulfide of silver could be suppressed. Further, in Comparative Example 1, floating of the glass was observed because it did not contain manganese, and it was suggested that the thin film thickness of the glass even if Ni plating or the like was applied may cause a sulfurization phenomenon of silver. The result was

また、実施例1〜3および比較例2の結果によれば、銅の含有量が増加すると、Niめっき膜厚が増加する傾向が認められた。また、比較例1のNiめっき膜厚と比較すると、酸化マンガンが含まれる実施例1〜3および比較例2は、酸化マンガンが含まれない比較例1よりも、Niめっき膜厚が厚いことがわかる。この結果から、酸化マンガンを添加された厚膜導体形成用粉末組成物から得られた厚膜導体は、そのNiめっき付着性が優れていることも明らかであった。 Further, according to the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, it was observed that the Ni plating film thickness tended to increase as the copper content increased. Further, as compared with the Ni plating film thickness of Comparative Example 1, Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 containing manganese oxide have a thicker Ni plating film thickness than Comparative Example 1 containing no manganese oxide. Understand. From this result, it was also clarified that the thick film conductor obtained from the powder composition for forming a thick film conductor to which manganese oxide was added was excellent in its Ni plating adhesion.

[抵抗器の抵抗値の評価]
次に、厚膜導体が抵抗膜の電気特性に及ぼす影響を評価した。実施例1〜3、参考例1、2および比較例1、2に係る厚膜導体形成用ペーストをアルミナ基板上11に、一対の厚膜導体25が1mmの間隔Sを隔てて対向するように印刷し、150℃で5分間、乾燥し、その後、ピーク温度850℃で9分間、トータル30分間のベルト炉で焼成して、抵抗膜評価用の厚膜導体25をアルミナ基板11上に形成した。
[Evaluation of resistance value of resistor]
Next, the effect of the thick film conductor on the electrical characteristics of the resistance film was evaluated. The thick film conductor forming paste according to Examples 1 to 3, Reference Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 is opposed to the alumina substrate 11 so that the pair of thick film conductors 25 face each other with an interval S of 1 mm. It was printed, dried at 150 ° C. for 5 minutes, and then fired in a belt furnace at a peak temperature of 850 ° C. for 9 minutes for a total of 30 minutes to form a thick film conductor 25 for evaluating a resistance film on an alumina substrate 11. ..

そして、一対の厚膜導体25の間に厚膜抵抗体ペーストを焼成後の膜厚が7μmとなるように印刷し、150℃で5分間、乾燥し、その後、ピーク温度850℃で9分間、トータル30分間のベルト炉で焼成し、抵抗膜31を得た。抵抗膜31は、一対の厚膜導体25を繋ぐように形成され抵抗器101を構成している(図4)。得られた抵抗膜31は、厚膜導体25の間隔Sが1mmなので、抵抗体として機能する有効な長さは1mmであり、抵抗膜31の幅は1mmに設定した。また、抵抗器101は、実施例1〜3、参考例1、2および比較例1、2のそれぞれについて25個形成して試験体とし、試験体の抵抗値をデジタルマルチメータで測定した。25個の試験体の抵抗値の平均値を、抵抗器の抵抗値として表2に示す。 Then, a thick film resistor paste is printed between the pair of thick film conductors 25 so that the thickness after firing is 7 μm, dried at 150 ° C. for 5 minutes, and then dried at a peak temperature of 850 ° C. for 9 minutes. The resistance film 31 was obtained by firing in a belt furnace for a total of 30 minutes. The resistor film 31 is formed so as to connect a pair of thick film conductors 25 to form a resistor 101 (FIG. 4). Since the distance S between the thick film conductors 25 of the obtained resistance film 31 is 1 mm, the effective length that functions as a resistor is 1 mm, and the width of the resistance film 31 is set to 1 mm. In addition, 25 resistors 101 were formed for each of Examples 1 to 3, Reference Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 2 to form a test body, and the resistance value of the test body was measured with a digital multimeter. The average value of the resistance values of the 25 test pieces is shown in Table 2 as the resistance value of the resistor.

なお、抵抗膜31を形成するための厚膜抵抗ペーストは、導電材料としてのRuO2粉末と、Si−B−Ba−Zn系ガラス粉末を質量比で15:85の割合となるように混合して得た無機成分を60質量%と、エチルセルロースとターピネオールを質量比で15:85の割合となるように、エチルセルロースをターピネオールに溶解した有機ビヒクルを40質量%含有するペーストである。このペーストは、無機成分と有機ビヒクルとを3本ロールミルで混錬することで製造した。 The thick film resistance paste for forming the resistance film 31 is prepared by mixing RuO 2 powder as a conductive material and Si-B-Ba-Zn-based glass powder in a mass ratio of 15:85. This paste contains 40% by mass of an organic vehicle in which ethyl cellulose is dissolved in tarpineol so that the resulting inorganic component has a mass ratio of 60% by mass and ethyl cellulose and turpineol have a mass ratio of 15:85. This paste was produced by kneading an inorganic component and an organic vehicle with a three-roll mill.

実施例1〜3、参考例1、2および比較例1の厚膜導体を用いた抵抗器では、約100kΩの抵抗値を示し、抵抗値に問題は無かった。一方で、比較例2の厚膜導体を用いた抵抗器は、85kΩの抵抗値を示した。この結果から、CuOを過剰に含有する厚膜導体が、抵抗器の電気特性を劣化させたものと推定された。 The resistors using the thick film conductors of Examples 1 to 3, Reference Examples 1 and 2, and Comparative Example 1 showed a resistance value of about 100 kΩ, and there was no problem with the resistance value. On the other hand, the resistor using the thick film conductor of Comparative Example 2 showed a resistance value of 85 kΩ. From this result, it was presumed that the thick film conductor containing an excess of CuO deteriorated the electrical characteristics of the resistor.

[まとめ]
実施例より明らかなように、本発明の厚膜導体形成用粉末組成物および厚膜導体形成用ペーストであれば、抵抗値等の電気特性を維持しつつ、基板との接着強度に優れ、めっきが付きやすく、かつ銀の硫化を抑制することのできる厚膜導体を提供することができることは、明らかである。
[Summary]
As is clear from the examples, the powder composition for forming a thick film conductor and the paste for forming a thick film conductor of the present invention have excellent adhesive strength with a substrate while maintaining electrical characteristics such as resistance value, and plating. It is clear that it is possible to provide a thick film conductor that is easy to attach to and can suppress the sulfide of silver.

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.

10、11 アルミナ基板
20 内部電極
21 上面電極
22 側面電極
23 裏面電極
25 厚膜導体
30、31 抵抗膜
40 保護膜
50 中間電極
60 外部電極
100 チップ抵抗器
101 抵抗器
S 間隔
10, 11 Alumina substrate 20 Internal electrode 21 Top electrode 22 Side electrode 23 Back electrode 25 Thick film conductor 30, 31 Resistor film 40 Protective film 50 Intermediate electrode 60 External electrode 100 Chip resistor 101 Resistor S interval

Claims (8)

導電粉末と、
銅を含有する鉛フリーガラス粉末と、
酸化マンガン粉末を含み、
前記鉛フリーガラス粉末の含有量が、前記導電粉末100質量部に対し、1.5質量部以上5質量部以下であり、
前記酸化マンガン粉末の含有量が、前記導電粉末100質量部に対し、0.5質量部以上3.5質量部以下である、厚膜導体形成用粉末組成物。
With conductive powder
Lead-free glass powder containing copper and
Contains manganese oxide powder,
The content of the lead-free glass powder is 1.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder.
A powder composition for forming a thick film conductor, wherein the content of the manganese oxide powder is 0.5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder.
前記鉛フリーガラス粉末に含まれる銅が、酸化第二銅換算で、導電粉末100質量部に対し0.05質量部以上0.2質量部以下含まれる、請求項1に記載の厚膜導体形成用粉末組成物。 The thick film conductor formation according to claim 1, wherein the copper contained in the lead-free glass powder is contained in an amount of 0.05 parts by mass or more and 0.2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive powder in terms of cupric oxide. For powder composition. 前記酸化マンガン粉末がMn34粉末である、請求項1または2に記載の厚膜導体形成用粉末組成物。 The powder composition for forming a thick film conductor according to claim 1 or 2, wherein the manganese oxide powder is Mn 3 O 4 powder. 前記導電粉末が、銀粉末、パラジウム粉末および白金粉末から選ばれる少なくとも1種である、請求項1から3のいずれかに記載の厚膜導体形成用粉末組成物。 The powder composition for forming a thick film conductor according to any one of claims 1 to 3, wherein the conductive powder is at least one selected from silver powder, palladium powder and platinum powder. 前記鉛フリーガラス粉末は、ガラス転移温度が400℃以上600℃以下である、請求項1から4のいずれかに記載の厚膜導体形成用粉末組成物。 The powder composition for forming a thick film conductor according to any one of claims 1 to 4, wherein the lead-free glass powder has a glass transition temperature of 400 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. 前記鉛フリーガラス粉末がビスマスを含む、請求項1から5のいずれかに記載の厚膜導体形成用粉末組成物。 The powder composition for forming a thick film conductor according to any one of claims 1 to 5, wherein the lead-free glass powder contains bismuth. 請求項1〜6のいずれかに記載の厚膜導体形成用粉末組成物と、溶媒と、樹脂との混合物を含む、厚膜導体形成用ペースト。 A paste for forming a thick film conductor, which comprises the powder composition for forming a thick film conductor according to any one of claims 1 to 6, a mixture of a solvent and a resin. 導電粒子と、
銅を含有する鉛フリーガラス粒子と、
酸化マンガン粒子と、
溶媒と、
樹脂を含み、
前記鉛フリーガラス粒子の含有量が、前記導電粒子100質量部に対し、1.5質量部以上5質量部以下であり、
前記酸化マンガン粒子の含有量が、前記導電粒子100質量部に対し、0.5質量部以上3.5質量部以下である、厚膜導体形成用ペースト。
With conductive particles
Lead-free glass particles containing copper and
Manganese oxide particles and
With solvent
Contains resin,
The content of the lead-free glass particles is 1.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive particles.
A paste for forming a thick film conductor, wherein the content of the manganese oxide particles is 0.5 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive particles.
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JP2023077053A (en) * 2021-11-24 2023-06-05 住友金属鉱山株式会社 Composition for thick film resistor, paste for the thick film resistor, and the thick film resistor

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