JPH02204904A

JPH02204904A - 導体ペースト及びセラミックス基板

Info

Publication number: JPH02204904A
Application number: JP2393489A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sunahara; 一夫砂原; Yumiko Aoki; 由美子青木; Tsuneo Ichimatsu; 恒生一松
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1990-08-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は導体ペーストに関する。

［従来の技術］従来実用化されているセラミックス基板用金導体ペース
トは、予め焼成されたアルミナ（Ａｌｔｏｎ　）等の基
板を対象としているため、グリーンシート上に印刷し、
同時に焼成すると導体にクラック、剥離を発生したり、
はなはだしい場合にはセラミックス基板に変形、反りな
どが発生すると・いう欠点がある。

更には、導体のセラミックス基板への接着性が低下する
という欠点を有している。

［発明の解決しようとする課題］本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を解
消しようとするものであり、従来知られていなかった導
体ペースト等を新規に提供することを目的とするもので
ある。

［課題を解決するための手段］本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであり
、鉛又はアルミナを含有したセラミックス基板に使用さ
れる導体ペーストにおいて、固形分が重量％表示で実質
的に金粉末　　　　　　　　　　９２〜９９．９９％ガラス
フリット　　　　　　０〜５％Ｔａ＊Ｏｓ＋　Ｎｂ２Ｏｉ、　Ｆｅａｒｓ、　Ｃｏｏ、
　ＺｎＯ，Ｃｕｂ、　Ｃｕ２Ｏの内掛なくとも１種　　
０．旧〜３％からなることを特徴とする導体ペースト等を提供するも
のである。

本発明は金導体ペーストにＴａｔＯｓ、Ｎｂ１０ｇ。

Ｆｅａｒｓ、ＣｏＯ，ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＣｕａＯ等の金
属酸化物（以下、接着力向上金属酸化物という。）を添
加することによってアルミナ又は鉛を含有するセラミッ
クス基板との接着性等を改善しようとするものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明にかかる導体ペーストの固形分の成分を以下に述
べる。尚、％は特に記載しない限り重量％を意味する。

金粉末　　　　　　　　　　　９２〜９９．９９％ガラ
スフリット　　　　　　　Ｏ〜５％接着力向上金属酸化
物　　　０．Ｏ１〜３％順次、これらについて説明する
。

本発明にかかる金粉末は導体を構成する成分であり、必
須の成分であって、本発明の導体ペースト中の金粉末の
割合が９２％より少ないとシート抵抗値が増大するので
好ましくなく、そして、金粉末の割合が９９．９９％よ
り多いと、相対的に接着力向上金属酸化物やガラスフリ
ットの添加量が少なくなり、以下に述べる欠点が生じる
ので好ましくない。

ガラスフリットは、本発明においては、必須の成分では
ないが、導体の基板への接着力を、多少向上させる作用
があるため、本発明の導体ペーストの総量に対して０〜
５％添加することが好ましい。５％より多いと、導体の
シート抵抗が大きくなると共に半田濡れ性が低下するの
で好ましくない、望ましくは０．１〜３％であり、特に
望ましくは０，２５〜０．７５％である。

接着力向上金属酸化物は、ＴａｚＯｉ、ＮｂａＯｓ。

Ｆｅｚｅｓ、　Ｃｏｄ、　ＺｎＯ，Ｃｕｂ、　ＣｕｚＯ
等から選ばれた少な（とも１つであり、本発明の導体ペ
ーストの固形分の総量に対して０．０１〜３％添加され
ることにより、導体のセラミックス基板への接着強度を
向上させ、かつ、導体のクラック、剥離等の欠陥を防止
する効果を有する。上記接着力向上金属酸化物の添加量
が０．０１％未満ではその効果は少なく、３％より多い
と、導体にクラック、剥離が発生したり、半田濡れ性が
低下するので好ましくない、望ましい範囲は０．１−１
％であり、特に望ましくは０．２５〜０．７５％である
。

本発明に係る接着力向上金属酸化物は、導体のセラミッ
クス基板との接着力を向上させる効果を有し、金属と酸
素の酸化化合物であれば、特には限定されないが、Ｔａ
２Ｏｓ＋ＮｂｔＯｓ、ＦｅＪｓ。

Ｃｏｄ、　ＺｎＯ，Ｃｕｂ、　ＣｕａＯ等から選ばれた
少な（とも１つであることが望ましい。

本発明において多層のセラミックス基板は次のようにし
て製造される。アルミナ粉末、ガラスフリット等のセラ
ミックスの原料粉にブチラール樹脂２アクリル樹脂等の
有機バインダー　フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチ
ル、フタル酸ブチル−ベンジル等の可塑剤、トルエン、
アルコール等の溶剤を添加し混練してスラリーを作製す
る。そして、該スラリーをシート状に成形し、いわゆる
グリーンシートが作成される。該グリーンシートにヴイ
アホール用等の穴を開け、表面に本発明の導体ペースト
を所定の回路に印刷する。

ヴイアホールには本発明の導体ペーストが満たされる０
次にこれらの印刷されたグリーンシートを所定の枚数重
ね合わせ、熱圧着により積層化し、空気中等の酸化性雰
囲気内で１０００℃以下の温度にて焼成して多層のセラ
ミックス基板となる。このようにして製造された多層の
セラミックス基板は回路が絶縁基板を介して多層に積層
されたものとなる。尚、本発明の金ペーストは、単層の
セラミックス基板の表面にも使用できる。

例えば、単層のグリーンシートの表面に印刷等の方法に
よって形成され、当該グリーンシートと同時に焼成でき
る。また焼成後の固化したアルミナやガラスセラミック
ス等の基板上に印刷等の方法によって本発明の導体ペー
ストを形成した後、焼成してもよい。

なお、本発明の導体ペーストはＭｇ、　Ｃａ、　Ｓｒ。

Ｂａ、Ｎａ、に、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｔｉ
、Ｓｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｓｔ、Ｇａ。

Ｃｅ等を少な（とも１つ酸化物換算で０゜２％程度含有
していてもよい。

また前記セラミックス基板に含有されている鉛は、酸化
鉛に換算してセラミックス基板の無機成分に対して０．
５〜６０％含有されていれば本発明にかかる接着力が発
生する。

更に前記セラミックス基板に含有されているアルミナは
、セラミックス基板の無機成分に対して１０〜１００％
含有されていれば本発明にかかる接着力が発生する。

［作用］本発明にかかる接着力向上金属酸化物の作用は必ずしも
明確ではないが、ＴａａＯｓ、ＮｂｘＯｓの場合はグリ
ーンシート中又は焼成後の固化したセラミックス基板中
の鉛と反応してＰｂＴａｘＯａ。

ｐｂＮｂｚｏａ等の反応物を生成し、Ｆｅａｒｓ、　Ｃ
ｏｏ、　ＺｎＯ。

Ｃｕｂ、　Ｃｕ、０の場合はグリーンシート中又は焼成
後の固化したセラミックス基板中のアルミナと反応して
　（Ｆｅ−Ａｌ）２０ｍ、３Ｃ００・Ａ１１０．．３Ｚ
ｎＯ−Ａ１２０！等の反応物を生成して導体とセラミッ
クス基板中に拡散し、導体とセラミックス基板との界面
に強固な反応中間物を生成するため、導体のセラミック
ス基板との接着強度が向上する効果を生ずるものと考え
られる。

［実施例１１）、グリーンシートアルミナ粉末６０％と、アルミナ７％、　Ｐｂ０４０％
、　５ｉＯａ　４５　％、　Ｂａ０ｎ　５％、　ＭｇＯ
＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ３％からなるガラスフリット
　４０％との混合物に有機バインダー、可塑剤、溶剤等
を添加し混練してスラリーを作成した。

次いでこのスラリーをシートに成形し、乾燥することに
よりグリーンシートを作成した。

ｉｉ）、導体ペースト金粉末とアルミナｌＯ％、　ＰｂＯ２０％、　５ｉＯｚ
　３５％、　Ｂ、０．１５％、　Ｃａ０２０％からなる
ガラスフリットを［表−１］に示した割合で調合した。

これに印刷性を付与するためにエチルセルロース樹脂、
ブチルカルピトールからなる有機ビヒクルを添加し、ア
ルミナ磁性乳鉢中で１時間混合した後、三本ロールにて
、分散し、導体ペーストを作製した。

Ｌｉｔ）、試料の作製グリーンシート上に［表−１］に示した組成の導体ペー
ストをスクリーン印刷し、２０％ｍ厚のペースト層を形
成した。

次いでこれを乾燥後、空気雰囲気中で１００’Ｃ／ｈｒ
の速度で昇温し、９００℃で２０分間焼成しセラミック
ス基板上に導体層を形成した。

このセラミックス基板について、導体の半田濡れ性、導
体のセラミックス基板への接着強度を示すビール強度、
導体のシート抵抗、導体の剥離、クラック、変形の有無
について評価し［表−１］の下段に示した。尚、［表−
１］の組成の単位は重量％である。

［表−１］より明らかな如く、本発明の導体ペーストは
、半田濡れ性、ビール強度に優れ、シート抵抗も低く、
導体のクラック、剥離、変形等の欠陥のない優れた導体
ペーストである。

なお、各特性の評価方法は次の通りである。

［特性評価法］ｌ）、剥離、クラック、変形等の欠陥目視による外観検査ｉｉ）、半田１需れ性Ｓｎ　７０％、　Ｐｂ　１ｇ％、　Ｉｎ　１２％半田。

２１０℃±５℃、５秒間デイツプ後、半田の濡れた面積
割合を評価した。

１ｉｉ）、ビール強度試験０．８Φすずメツキ軟銅線を金導体に半田付し、その銅
線を垂直折り曲げ後、引っ張り試験により評価した。

ｉｖ）、高温放置後、ビール強度試験０．８Φすずメツキ銅線を導体に半田付し、１５０℃、
　ｔｏｏｏ時間放置後、引っ張り試験にて評価した。

■）、シート抵抗Ｙ、）１．Ｐ　１＋７デジタルマルチメーターにより測
定評価した。

［発明の効果］本発明の導体ペーストは、セラミック基板上に剥離、ク
ラック、変形等の欠陥のない導体を形成出来るだけでな
く、導体とセラミックス基板との接着力が向上し、さら
には、高温放置後においても接着力が低下しにくいとい
う信頼性に優れた効果を有し、特に多層のセラミックス
基板用導体ペーストとして機能を発揮し、その工業的価
値は多大である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鉛又はアルミナを含有したセラミックス基板に使
用される導体ペーストにおいて、固形分が重量％表示で
実質的に金粉末　９２〜９９．９９％ガラスフリット　０〜５％Ｔａ＿２Ｏ＿５，Ｎｂ＿２Ｏ＿５，Ｆｅ＿２Ｏ＿３，Ｃ
ｏＯ，ＺｎＯ，ＣｕＯ，Ｃｕ＿２Ｏの内少なくとも１種
　０．０１〜３％からなることを特徴とする導体ペース
ト。
（２）第１項記載の導体ペーストを使用して焼成された
セラミックス基板。
（３）鉛又はアルミナを含有したセラミックス基板に使
用される導体ペーストにおいて、固形分が重量％表示で
実質的に金粉末　９２〜９９．９９％ガラスフリット　０．１〜３％Ｔａ＿２Ｏ＿５，Ｎｂ＿２Ｏ＿５，Ｆｅ＿２Ｏ＿３，Ｃ
ｏＯ，ＺｎＯ，ＣｕＯ，Ｃｕ＿２Ｏの内少なくとも１種
　０．０１〜３％からなることを特徴とする導体ペースト。
（４）第３項記載の導体ペーストを使用して焼成された
セラミックス基板。