JP2931450B2 - 導体ペースト - Google Patents
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Landscapes
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- Conductive Materials (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導体形成用の導体ペ−
ストに関し、特に、低温焼成によって配線基板を作製す
るために用いられる導体形成用の導体ペ−ストに関す
る。
ストに関し、特に、低温焼成によって配線基板を作製す
るために用いられる導体形成用の導体ペ−ストに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、セラミックス配線基板を作製する
方法としては、焼結したアルミナ基板(Al2O3を少な
くとも90重量%以上含有する焼結したアルミナ基板)
に、外部導体形成用としてAg−Pd系ペ−ストを印刷
し、焼成する方法が用いられている。そして、このアル
ミナ基板に用いられるAg−Pd系ペ−ストとしては、
Agのマイグレ−ションを防止し、導体としての低い抵
抗値を維持させるため、Agに5〜30重量部のPdを含
有した組成のもの、つまりAgが70〜95重量部、Pdが
5〜30重量部のものである。
方法としては、焼結したアルミナ基板(Al2O3を少な
くとも90重量%以上含有する焼結したアルミナ基板)
に、外部導体形成用としてAg−Pd系ペ−ストを印刷
し、焼成する方法が用いられている。そして、このアル
ミナ基板に用いられるAg−Pd系ペ−ストとしては、
Agのマイグレ−ションを防止し、導体としての低い抵
抗値を維持させるため、Agに5〜30重量部のPdを含
有した組成のもの、つまりAgが70〜95重量部、Pdが
5〜30重量部のものである。
【0003】ところで、近年、高密度の配線を達成する
ために、配線層を多段にした低温焼成多層配線基板が研
究されており、その低温焼成多層配線基板の作製に用い
られる導体としては、上記アルミナ基板に用いられてい
るAg−Pd系ペ−ストが主として使用されている。
ために、配線層を多段にした低温焼成多層配線基板が研
究されており、その低温焼成多層配線基板の作製に用い
られる導体としては、上記アルミナ基板に用いられてい
るAg−Pd系ペ−ストが主として使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低温焼
成多層配線基板には、低温で焼成が可能なようにガラス
等の低融点化合物が含まれているため、アルミナ基板用
に従来使用されていた上記Ag−Pd系ペ−ストを用い
ると、作製した導体部のはんだの濡れ性が低下し、ま
た、接着強度、特に高温(150℃程度)にされた後の接
着強度の低下が著しいという欠点があった。
成多層配線基板には、低温で焼成が可能なようにガラス
等の低融点化合物が含まれているため、アルミナ基板用
に従来使用されていた上記Ag−Pd系ペ−ストを用い
ると、作製した導体部のはんだの濡れ性が低下し、ま
た、接着強度、特に高温(150℃程度)にされた後の接
着強度の低下が著しいという欠点があった。
【0005】そこで、本発明者等は、低温焼成多層配線
基板に適した導体ペ−ストの組成について研究し、従来
用いられていたAg−Pd系ペ−ストにMnの酸化物
(又はMnの酸化物とSnの酸化物)及びガラスフリッ
トを所定量添加すれば、これらの欠点が解消できるとの
知見を得て、本発明を完成したものである。
基板に適した導体ペ−ストの組成について研究し、従来
用いられていたAg−Pd系ペ−ストにMnの酸化物
(又はMnの酸化物とSnの酸化物)及びガラスフリッ
トを所定量添加すれば、これらの欠点が解消できるとの
知見を得て、本発明を完成したものである。
【0006】即ち、本発明は、上記欠点を解消する導体
形成用の導体ペ−ストを提供することを目的とする。詳
細には、本発明は、低温焼成多層配線基板の外部導体を
同時焼成で形成したとき、はんだ濡れ性を損なうことな
く、高温(150℃程度)にされた後の接着強度の低下を
抑制することができる導体形成用の導体ペ−ストを提供
することを目的とする。
形成用の導体ペ−ストを提供することを目的とする。詳
細には、本発明は、低温焼成多層配線基板の外部導体を
同時焼成で形成したとき、はんだ濡れ性を損なうことな
く、高温(150℃程度)にされた後の接着強度の低下を
抑制することができる導体形成用の導体ペ−ストを提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、上記
したように、Ag−Pd系ペ−ストに所定量のMnの酸
化物(又はMnの酸化物とSnの酸化物)及びガラスフ
リットを配合する点を特徴とするものであり、これによ
って、上記はんだ濡れ性並びに接着強度を改善するよう
にしたものである。
したように、Ag−Pd系ペ−ストに所定量のMnの酸
化物(又はMnの酸化物とSnの酸化物)及びガラスフ
リットを配合する点を特徴とするものであり、これによ
って、上記はんだ濡れ性並びに接着強度を改善するよう
にしたものである。
【0008】即ち、本発明は、70〜95重量部のAgと5
〜30重量部のPd及び有機ビヒクルよりなる導体ペ−ス
トに、このAgとPdの合量に対して、Mnの酸化物を
MnO2換算で0.2〜3 重量部(又はこのMnの酸化物と
Snの酸化物をSnO2換算で0.2〜3重量部)及びガラ
スフリットを0.1〜3重量部配合してなることを特徴とす
る導体ペ−ストである。
〜30重量部のPd及び有機ビヒクルよりなる導体ペ−ス
トに、このAgとPdの合量に対して、Mnの酸化物を
MnO2換算で0.2〜3 重量部(又はこのMnの酸化物と
Snの酸化物をSnO2換算で0.2〜3重量部)及びガラ
スフリットを0.1〜3重量部配合してなることを特徴とす
る導体ペ−ストである。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、AgとPdの比率は、回路作製用導体として通
常用いられる範囲、即ち、Agが70〜95重量部、Pdが
5〜30重量部が好ましい。Pdが5重量部未満では、Ag
のマイグレ−ションが起こりやすく、また、はんだ喰わ
れが起こりやすい。一方、30重量部を超えると、導体と
しての抵抗値が高くなり、また、端子として用いた場
合、はんだ濡れが低下するので、好ましくない。
おいて、AgとPdの比率は、回路作製用導体として通
常用いられる範囲、即ち、Agが70〜95重量部、Pdが
5〜30重量部が好ましい。Pdが5重量部未満では、Ag
のマイグレ−ションが起こりやすく、また、はんだ喰わ
れが起こりやすい。一方、30重量部を超えると、導体と
しての抵抗値が高くなり、また、端子として用いた場
合、はんだ濡れが低下するので、好ましくない。
【0010】本発明で配合するMnの酸化物としては、
MnO2、Mn2O3、Mn3O4、MnOを挙げることが
でき、いずれも使用することができる。これらのMnの
酸化物を、AgとPdの合量に対して、MnO2換算で
0.2〜3重量部添加するするのが好ましい。添加量が0.2
重量部未満では、作製した導体のはんだ濡れ性が劣り、
また、高温にさらされた後の接着強度の低下が大きく、
一方、3重量部を超えると、初期の接着強度が低く、導
体材料として充分な特性が得られないので、いずれも好
ましくない。
MnO2、Mn2O3、Mn3O4、MnOを挙げることが
でき、いずれも使用することができる。これらのMnの
酸化物を、AgとPdの合量に対して、MnO2換算で
0.2〜3重量部添加するするのが好ましい。添加量が0.2
重量部未満では、作製した導体のはんだ濡れ性が劣り、
また、高温にさらされた後の接着強度の低下が大きく、
一方、3重量部を超えると、初期の接着強度が低く、導
体材料として充分な特性が得られないので、いずれも好
ましくない。
【0011】本発明において、更に、Snの酸化物、例
えばSnO、SnO2等を添加すると、導体のはんだ濡
れ性がさらに向上するので、より好適である。その添加
量としては、AgとPdの合量に対し、0.2〜3重量部添
加するのが好ましい。0.2重量部未満では、はんだ濡れ
性効果が少なく、3重量部を超えると初期の接着強度が
低く、いずれも好ましくない。
えばSnO、SnO2等を添加すると、導体のはんだ濡
れ性がさらに向上するので、より好適である。その添加
量としては、AgとPdの合量に対し、0.2〜3重量部添
加するのが好ましい。0.2重量部未満では、はんだ濡れ
性効果が少なく、3重量部を超えると初期の接着強度が
低く、いずれも好ましくない。
【0012】ガラスフリットとしては、600〜900℃で軟
化するものであれば、いずれも使用することができ、本
発明において特に限定するものではないが、ホウケイ酸
亜鉛系のガラスの使用が好ましい。その添加量は、0.1
〜3重量部が好ましい。この量が少ないと初期の接着強
度が低く、一方、多いとはんだ濡れ性が低下するので、
いずれも好ましくない。
化するものであれば、いずれも使用することができ、本
発明において特に限定するものではないが、ホウケイ酸
亜鉛系のガラスの使用が好ましい。その添加量は、0.1
〜3重量部が好ましい。この量が少ないと初期の接着強
度が低く、一方、多いとはんだ濡れ性が低下するので、
いずれも好ましくない。
【0013】有機ビヒクルとしては、エチルセルロ−
ス、メチルセルロ−ス、メタクリレ−ト等の樹脂をα−
テルピネオ−ル、ブチルカルビト−ル等の溶剤に溶解し
たものが用いられる。その量は、印刷性を考慮して適量
用いられるが、通常、Ag−Pd粉末の合量に対し、10
〜40重量部が好ましい。
ス、メチルセルロ−ス、メタクリレ−ト等の樹脂をα−
テルピネオ−ル、ブチルカルビト−ル等の溶剤に溶解し
たものが用いられる。その量は、印刷性を考慮して適量
用いられるが、通常、Ag−Pd粉末の合量に対し、10
〜40重量部が好ましい。
【0014】ペ−ストの原料粉末は、印刷性の点から平
均粒径が10μm以下のものが好ましく、2μm以下の原
料粉末を用いることがペ−ストの均一性向上のため、よ
り好ましい。なお、本発明の導体ペ−ストを適用するに
好適な低温焼成基板としては、アルミナにホウケイ酸亜
鉛系のガラスを混合した基板を挙げることができる。
均粒径が10μm以下のものが好ましく、2μm以下の原
料粉末を用いることがペ−ストの均一性向上のため、よ
り好ましい。なお、本発明の導体ペ−ストを適用するに
好適な低温焼成基板としては、アルミナにホウケイ酸亜
鉛系のガラスを混合した基板を挙げることができる。
【0015】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明をより詳細に説明する。 (実施例1〜13、比較例1〜6) (1) 原材料 Ag粉末は、市販の平均粒径約1μmのものを、また、
Pd粉末は、市販の平均粒径約0.5μmのものを使用し
た。ガラスフリットは、その組成が重量部でSiO2 3
5、PbO 20、Al2O35、B2O3 15、ZnO 20、C
aO 5になるように配合し、白金るつぼ中1400℃で溶融
し、急冷した後、ボ−ルミルで粉砕したものを使用し
た。有機ビヒクルとしては、エチルセロ−スをα−テル
ピネオ−ルに溶解したものを用いた。
本発明をより詳細に説明する。 (実施例1〜13、比較例1〜6) (1) 原材料 Ag粉末は、市販の平均粒径約1μmのものを、また、
Pd粉末は、市販の平均粒径約0.5μmのものを使用し
た。ガラスフリットは、その組成が重量部でSiO2 3
5、PbO 20、Al2O35、B2O3 15、ZnO 20、C
aO 5になるように配合し、白金るつぼ中1400℃で溶融
し、急冷した後、ボ−ルミルで粉砕したものを使用し
た。有機ビヒクルとしては、エチルセロ−スをα−テル
ピネオ−ルに溶解したものを用いた。
【0016】(2) 導体ペ−ストの作製 上記Ag粉末とPd粉末とを表1に示す配合割合に従っ
て混合し、大気中で300℃に加熱処理した。次に、この
加熱処理したAg−Pd混合粉末を上記有機ビヒクルに
加え、更に、Mnの酸化物、SnO2及びガラスフリッ
トの各粉末を表1に従って配合し、三本ロ−ルで混練し
て各種Ag−Pd導体ペ−ストを作製した。
て混合し、大気中で300℃に加熱処理した。次に、この
加熱処理したAg−Pd混合粉末を上記有機ビヒクルに
加え、更に、Mnの酸化物、SnO2及びガラスフリッ
トの各粉末を表1に従って配合し、三本ロ−ルで混練し
て各種Ag−Pd導体ペ−ストを作製した。
【0017】(3) 試験用基板の作製 Al2O3粉末と前記ガラスフリットと同じ組成のホウケ
イ酸亜鉛ガラスを1:1に混合し、バインダ−を加え、
シ−ト状に成形し、これを積層して2インチ角、厚さ1m
mのグリ−ン積層体を得た。このグリ−ン積層体に上記
Ag−Pd導体ペ−ストを250メッシュのスクリ−ンを
用いて印刷し、大気中400℃で脱バインダ−した後、850
℃で焼成し、2mm角の導体パッドを20個形成した基板
を作製した。
イ酸亜鉛ガラスを1:1に混合し、バインダ−を加え、
シ−ト状に成形し、これを積層して2インチ角、厚さ1m
mのグリ−ン積層体を得た。このグリ−ン積層体に上記
Ag−Pd導体ペ−ストを250メッシュのスクリ−ンを
用いて印刷し、大気中400℃で脱バインダ−した後、850
℃で焼成し、2mm角の導体パッドを20個形成した基板
を作製した。
【0018】(4) 上記基板に対する各種試験 (はんだ濡れ性の評価) 上記試験用基板を230℃のAg2%入りPb−Sn共晶は
んだ中に5秒間浸積し、導体がはんだに濡れる面積の割
合を求めた。その試験結果を表1に示した。 (初期の接着強度の測定) 0.8mm径のSnメッキ銅線をL字型にし、その水平部
分を上記基板のパッドにはんだ付けし、その垂直部分を
引張ることにより、パッドが該基板から剥がれたときの
強度を測定した。その試験結果を同じく表1に示した。 (高温放置後の接着強度の測定) 上記のL字型0.8mm径のSnメッキ銅線を上記基板の
パッドにはんだ付けした後、150℃の恒温槽に100時間放
置し、槽から取出し、そのメッキ銅線の垂直部分を引張
ることにより、パッドが該基板から剥がれたときの強度
を測定した。その試験結果を同じく表1に示した。
んだ中に5秒間浸積し、導体がはんだに濡れる面積の割
合を求めた。その試験結果を表1に示した。 (初期の接着強度の測定) 0.8mm径のSnメッキ銅線をL字型にし、その水平部
分を上記基板のパッドにはんだ付けし、その垂直部分を
引張ることにより、パッドが該基板から剥がれたときの
強度を測定した。その試験結果を同じく表1に示した。 (高温放置後の接着強度の測定) 上記のL字型0.8mm径のSnメッキ銅線を上記基板の
パッドにはんだ付けした後、150℃の恒温槽に100時間放
置し、槽から取出し、そのメッキ銅線の垂直部分を引張
ることにより、パッドが該基板から剥がれたときの強度
を測定した。その試験結果を同じく表1に示した。
【0019】
【表1】
【0020】表1から明らかなように、70〜95重量部の
Agと5〜30重量部のPd及び有機ビヒクルよりなる導
体ペ−ストに、このAgとPdの合量に対し外割でMn
の酸化物をMnO2換算で0.2〜3重量部、ガラスフリッ
トを0.1〜3重量部配合した実施例1〜3、5、8、10〜13
は、はんだ濡れ性並びに初期の接着強度及び高温放置後
の接着強度とも良好であることが理解できる。また、さ
らにSnの酸化物をSnO2換算で0.2〜3重量部併用し
た実施例4、6、7、9においても、同様な顕著な効果を奏
することが認められた。
Agと5〜30重量部のPd及び有機ビヒクルよりなる導
体ペ−ストに、このAgとPdの合量に対し外割でMn
の酸化物をMnO2換算で0.2〜3重量部、ガラスフリッ
トを0.1〜3重量部配合した実施例1〜3、5、8、10〜13
は、はんだ濡れ性並びに初期の接着強度及び高温放置後
の接着強度とも良好であることが理解できる。また、さ
らにSnの酸化物をSnO2換算で0.2〜3重量部併用し
た実施例4、6、7、9においても、同様な顕著な効果を奏
することが認められた。
【0021】これに対して、AgとPdのみからなる比
較例1では、はんだ濡れ性並びに初期の接着強度及び高
温放置後の接着強度のいずれをも満足できるものが得ら
れなかった。また、Mnの酸化物を配合しない比較例2
では、はんだ濡れ性並びに初期の接着強度については満
足できる値を示すが、高温放置後の接着強度が大幅に低
下することが認められ、一方、ガラスフリットを配合し
ない比較例3では、はんだ濡れ性については満足できる
ものの、初期の接着強度が低く、しかも、高温放置後の
接着強度が大幅に低下することが認められた。
較例1では、はんだ濡れ性並びに初期の接着強度及び高
温放置後の接着強度のいずれをも満足できるものが得ら
れなかった。また、Mnの酸化物を配合しない比較例2
では、はんだ濡れ性並びに初期の接着強度については満
足できる値を示すが、高温放置後の接着強度が大幅に低
下することが認められ、一方、ガラスフリットを配合し
ない比較例3では、はんだ濡れ性については満足できる
ものの、初期の接着強度が低く、しかも、高温放置後の
接着強度が大幅に低下することが認められた。
【0022】更に、Mnの酸化物を配合しても、本発明
の範囲外の4重量部添加した比較例4では、はんだ濡れ
性については満足できるものの、初期の接着強度が低
く、一方、ガラスフリットを配合しても、本発明の範囲
外である4重量部添加した比較例5では、はんだ濡れ性
が劣り、しかも、高温放置後の接着強度の大幅な低下が
認められた。
の範囲外の4重量部添加した比較例4では、はんだ濡れ
性については満足できるものの、初期の接着強度が低
く、一方、ガラスフリットを配合しても、本発明の範囲
外である4重量部添加した比較例5では、はんだ濡れ性
が劣り、しかも、高温放置後の接着強度の大幅な低下が
認められた。
【0023】なお、実施例13と比較例6との比較で明
らかなように、Sn酸化物の併用により、はんだ濡れ性
の改善が認められるけれども、このSn酸化物の配合量
が本発明の範囲外である4重量部の場合(比較例6)、
初期の接着強度及び高温放置後の接着強度とも低く、満
足できるものではなかった。
らかなように、Sn酸化物の併用により、はんだ濡れ性
の改善が認められるけれども、このSn酸化物の配合量
が本発明の範囲外である4重量部の場合(比較例6)、
初期の接着強度及び高温放置後の接着強度とも低く、満
足できるものではなかった。
【0024】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、Ag−
Pd系ペ−ストに所定量のMnの酸化物(又はMnの酸
化物とSnの酸化物)及びガラスフリットを配合した導
体ペ−ストであり、このペ−ストを用いることにより、
低温焼成多層配線基板の外部導体を同時焼成で形成した
とき、初期の接着強度が高く、しかも、はんだ濡れ性を
損なうことなく、高温(150℃程度 )にされた後の接着
強度の低下を抑制することができる効果を奏する。そし
て、本発明により、長期間安定で、信頼性の高い低温焼
成多層配線基板を提供することができるものである。
Pd系ペ−ストに所定量のMnの酸化物(又はMnの酸
化物とSnの酸化物)及びガラスフリットを配合した導
体ペ−ストであり、このペ−ストを用いることにより、
低温焼成多層配線基板の外部導体を同時焼成で形成した
とき、初期の接着強度が高く、しかも、はんだ濡れ性を
損なうことなく、高温(150℃程度 )にされた後の接着
強度の低下を抑制することができる効果を奏する。そし
て、本発明により、長期間安定で、信頼性の高い低温焼
成多層配線基板を提供することができるものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 70〜95重量部のAgと5〜30重量部のP
d及び有機ビヒクルよりなる導体ペ−ストに、このAg
とPdの合量に対して、Mnの酸化物をMnO2換算で
0.2〜3重量部、ガラスフリットを0.1〜3重量部配合して
なることを特徴とする導体ペ−スト。 - 【請求項2】 70〜95重量部のAgと5〜30重量部のP
d及び有機ビヒクルよりなる導体ペ−ストに、このAg
とPdの合量に対して、Mnの酸化物をMnO2換算で
0.2〜3重量部、Snの酸化物をSnO2換算で0.2〜3重
量部、ガラスフリットを0.1〜3重量部配合してなること
を特徴とする導体ペ−スト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22363191A JP2931450B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 導体ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22363191A JP2931450B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 導体ペースト |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0548225A JPH0548225A (ja) | 1993-02-26 |
JP2931450B2 true JP2931450B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=16801229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22363191A Expired - Lifetime JP2931450B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 導体ペースト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2931450B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10056508B2 (en) | 2015-03-27 | 2018-08-21 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Electro-conductive pastes comprising a metal compound |
US10636540B2 (en) | 2015-03-27 | 2020-04-28 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Electro-conductive pastes comprising an oxide additive |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5817188B2 (ja) * | 2011-04-11 | 2015-11-18 | Tdk株式会社 | 導体用ペースト、ガラスセラミックス基板および電子部品モジュール |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP22363191A patent/JP2931450B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10056508B2 (en) | 2015-03-27 | 2018-08-21 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Electro-conductive pastes comprising a metal compound |
US10636540B2 (en) | 2015-03-27 | 2020-04-28 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Electro-conductive pastes comprising an oxide additive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0548225A (ja) | 1993-02-26 |
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