JP2000285732A - 導電性ペースト及びそれを用いた高周波用電子部品 - Google Patents
導電性ペースト及びそれを用いた高周波用電子部品Info
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- JP2000285732A JP2000285732A JP11092145A JP9214599A JP2000285732A JP 2000285732 A JP2000285732 A JP 2000285732A JP 11092145 A JP11092145 A JP 11092145A JP 9214599 A JP9214599 A JP 9214599A JP 2000285732 A JP2000285732 A JP 2000285732A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明はガラス成分が30体積%以下の基体
との同時焼成においても、基体と表面配線パターンとの
界面部分にガラス層を形成でき、高温放置等による基体
と表面配線パターンの接合力の低下を抑制することので
きる高周波用電子部品およびそれに用いる導電性ペース
トを提供するものである。 【解決手段】本発明は、低温焼成で焼成可能で、且つガ
ラス成分の含有量が30体積%以下の基体1の表面に、
Ag系金属成分とLi2 O−SiO2 系結晶化ガラス成
分とから成る表面配線パターン2を形成した。
との同時焼成においても、基体と表面配線パターンとの
界面部分にガラス層を形成でき、高温放置等による基体
と表面配線パターンの接合力の低下を抑制することので
きる高周波用電子部品およびそれに用いる導電性ペース
トを提供するものである。 【解決手段】本発明は、低温焼成で焼成可能で、且つガ
ラス成分の含有量が30体積%以下の基体1の表面に、
Ag系金属成分とLi2 O−SiO2 系結晶化ガラス成
分とから成る表面配線パターン2を形成した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波共振器、コ
ンデンサ、フィルタ等やこれらと同等の動作を行なう導
体膜を有する高周波用電子部品及びそれに用いる導電性
ペーストに関するものである。
ンデンサ、フィルタ等やこれらと同等の動作を行なう導
体膜を有する高周波用電子部品及びそれに用いる導電性
ペーストに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、ガラス成分とセラミック成分
とを有するガラス−セラミック基板は、単板状基板また
は複数のガラス−セラミック層を積層した積層基板など
として用いられている。これらの基板材料は比較的低温
で焼結することができるため、基板の内部または表面の
所定配線・電極パターンの材料にAgやCuなどの低抵
抗材料を用いることができる。
とを有するガラス−セラミック基板は、単板状基板また
は複数のガラス−セラミック層を積層した積層基板など
として用いられている。これらの基板材料は比較的低温
で焼結することができるため、基板の内部または表面の
所定配線・電極パターンの材料にAgやCuなどの低抵
抗材料を用いることができる。
【0003】従って、高周波動作する共振器、コンデン
サ、フィルタなどの素子を基板に形成する高周波用電子
部品として非常に有望となる。この高周波用電子部品と
しては、高周波共振器、コンデンサ、フィルタ等やこれ
らを含む電圧制御型発振回路、局発振信号形成回路、パ
ワーアンプ等などを形成した回路基板などが例示でき
る。
サ、フィルタなどの素子を基板に形成する高周波用電子
部品として非常に有望となる。この高周波用電子部品と
しては、高周波共振器、コンデンサ、フィルタ等やこれ
らを含む電圧制御型発振回路、局発振信号形成回路、パ
ワーアンプ等などを形成した回路基板などが例示でき
る。
【0004】このような回路基板は、例えば積層基板を
用いた回路基板で構成され、複数の絶縁層(誘電体層)
を積層した積層体と、前記絶縁層の層間に配置した内部
配線パターンと、前記積層基板の表面に形成した表面配
線パターンと、さらに内部配線パターンどうしや内部配
線パターンと表面配線パターンとを接続するビアホール
導体と、積層基板の表面に表面配線パターンの一部を被
覆する絶縁層と、表面配線パターンに実装された各種電
子部品とから構成されている。
用いた回路基板で構成され、複数の絶縁層(誘電体層)
を積層した積層体と、前記絶縁層の層間に配置した内部
配線パターンと、前記積層基板の表面に形成した表面配
線パターンと、さらに内部配線パターンどうしや内部配
線パターンと表面配線パターンとを接続するビアホール
導体と、積層基板の表面に表面配線パターンの一部を被
覆する絶縁層と、表面配線パターンに実装された各種電
子部品とから構成されている。
【0005】また、単板基板の回路基板は、表面配線パ
ターンと、表面配線パターンの一部を被覆する絶縁層
と、表面配線パターンに実装された各種電子部品とから
構成されている。
ターンと、表面配線パターンの一部を被覆する絶縁層
と、表面配線パターンに実装された各種電子部品とから
構成されている。
【0006】比較的低温で焼成可能な回路基板は、誘電
体層にセラミックなどのフィラー材とガラス成分とから
なっている。例えば絶縁性を重視するガラス−セラミッ
クにおいては、例えば低融点ガラス成分は、コージェラ
イト、ムライト、アノートサイト、セルジアン、スピネ
ル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライ
ト、オオスミライト及びその置換誘電体等の結晶相のう
ち少なくとも1種類を析出し得るガラス成分であり、フ
ィラー材は、クリストバライト、石英、コランダム(α
アルミナ)等が例示できる。この場合、ガラス成分は全
基体の25体積%〜70体積%含有するものである。
体層にセラミックなどのフィラー材とガラス成分とから
なっている。例えば絶縁性を重視するガラス−セラミッ
クにおいては、例えば低融点ガラス成分は、コージェラ
イト、ムライト、アノートサイト、セルジアン、スピネ
ル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライ
ト、オオスミライト及びその置換誘電体等の結晶相のう
ち少なくとも1種類を析出し得るガラス成分であり、フ
ィラー材は、クリストバライト、石英、コランダム(α
アルミナ)等が例示できる。この場合、ガラス成分は全
基体の25体積%〜70体積%含有するものである。
【0007】また、基体材料の高周波特性を重要視する
低温焼成基板は、MgTiO3 、CaTiO2 、TiO
2 などの誘電体セラミックフィラーが用いられており、
ガラス成分を極力少なくしている。例えば、ガラス成分
は全基体の5〜30体積%程度含有するものである。
低温焼成基板は、MgTiO3 、CaTiO2 、TiO
2 などの誘電体セラミックフィラーが用いられており、
ガラス成分を極力少なくしている。例えば、ガラス成分
は全基体の5〜30体積%程度含有するものである。
【0008】このような低温焼成基板に用いる低温焼成
用導電性ペーストとしては、Ag系、Cu系、Au系等
の低抵抗材料を主体とし、ガラスフリット、有機ビヒク
ルを混練した導電ペーストが挙げられる。ここで、Au
系の導電性ペーストは導電性及び化学的安定性に優れ、
且つ基板との接着性も良いものの、大変高価であるとい
う欠点がある。また、Cu系ペーストは安価で導電性に
も優れるが、還元雰囲気での焼成が必要となるため焼成
工程が高価になる。
用導電性ペーストとしては、Ag系、Cu系、Au系等
の低抵抗材料を主体とし、ガラスフリット、有機ビヒク
ルを混練した導電ペーストが挙げられる。ここで、Au
系の導電性ペーストは導電性及び化学的安定性に優れ、
且つ基板との接着性も良いものの、大変高価であるとい
う欠点がある。また、Cu系ペーストは安価で導電性に
も優れるが、還元雰囲気での焼成が必要となるため焼成
工程が高価になる。
【0009】そこで、これらの欠点を解消するために、
内部配線パターンや表面配線パターンは専らAg系材料
(Ag単体、Agを主成分とするAg合金)を用いたA
g系ペーストが用いられていた。そして、このAg系ペ
ーストは、導電性に優れ、且つ主成分のAg粉末は比較
的安価で焼成も大気中で行うことができる。
内部配線パターンや表面配線パターンは専らAg系材料
(Ag単体、Agを主成分とするAg合金)を用いたA
g系ペーストが用いられていた。そして、このAg系ペ
ーストは、導電性に優れ、且つ主成分のAg粉末は比較
的安価で焼成も大気中で行うことができる。
【0010】このような回路基板では製造工程の簡略化
のために、表面配線パターンは、低温焼結可能な未焼成
状態上の基体上に、Ag系の導電性ペーストを用いて所
定パターンの配線導体膜を形成し、基体と同時に焼成し
て形成していた。
のために、表面配線パターンは、低温焼結可能な未焼成
状態上の基体上に、Ag系の導電性ペーストを用いて所
定パターンの配線導体膜を形成し、基体と同時に焼成し
て形成していた。
【0011】尚、Ag系表面配線パターンを形成するた
めのAg系ペーストは、Ag系金属成分、基体との接合
強度を向上させるガラス成分、ペースト化するための有
機ビヒクルから構成され、焼成された後のAg系表面配
線パターンには、Ag系金属成分とガラス成分とから構
成されることになる。
めのAg系ペーストは、Ag系金属成分、基体との接合
強度を向上させるガラス成分、ペースト化するための有
機ビヒクルから構成され、焼成された後のAg系表面配
線パターンには、Ag系金属成分とガラス成分とから構
成されることになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、表面配線パタ
ーンを形成した回路基板においては、高温放置等による
基体と表面配線パターンとの接着力を維持するには、両
者の界面にガラス層を生成してアンカー効果を発揮する
ようにしなくてはならない。
ーンを形成した回路基板においては、高温放置等による
基体と表面配線パターンとの接着力を維持するには、両
者の界面にガラス層を生成してアンカー効果を発揮する
ようにしなくてはならない。
【0013】ガラス成分が30体積%以上を含む未焼成
状態の基体上にAg系導電性ペーストを印刷形成し、基
体と同時焼成してAg系表面配線パターンを形成する
と、基体中のガラス成分がリッチであるため、Ag系導
体中のガラス成分が基体側に拡散しにくい。逆に基体側
のガラス成分が表面配線パターン側に拡散する。その結
果、基体と表面配線パターンとの界面にガラス成分で生
成され、そのガラス成分が基体の表面に食い込んだ状態
のアンカー効果が得られ、高温放置後においても安定し
た接着力が維持できる。尚、この場合、特にAg系導電
性ペーストのガラス成分の重量を制御して、表面配線パ
ターンの表面にガラス成分が析出しないようにする必要
がある。
状態の基体上にAg系導電性ペーストを印刷形成し、基
体と同時焼成してAg系表面配線パターンを形成する
と、基体中のガラス成分がリッチであるため、Ag系導
体中のガラス成分が基体側に拡散しにくい。逆に基体側
のガラス成分が表面配線パターン側に拡散する。その結
果、基体と表面配線パターンとの界面にガラス成分で生
成され、そのガラス成分が基体の表面に食い込んだ状態
のアンカー効果が得られ、高温放置後においても安定し
た接着力が維持できる。尚、この場合、特にAg系導電
性ペーストのガラス成分の重量を制御して、表面配線パ
ターンの表面にガラス成分が析出しないようにする必要
がある。
【0014】また、ガラス成分が30体積%以下の基
体、例えば、誘電体材料をフィラーに用いた基体におい
ては、ガラス成分が少ないため、基体中に気孔が残存し
やすい。そして、Ag系導電性ペーストのガラス成分の
軟化点が低い場合には、基体が充分焼結反応が開始され
ていないことにより、Ag系配線パターンとなる導体中
のガラス成分が、焼成の比較的早い段階から基体中に拡
散してしまう。その結果、基体と表面配線パターンとの
界面にガラス成分が留まることかできず、アンカー効果
を充分に達成できない。そして、特に、高温放置後の接
着力が低下してしまう。
体、例えば、誘電体材料をフィラーに用いた基体におい
ては、ガラス成分が少ないため、基体中に気孔が残存し
やすい。そして、Ag系導電性ペーストのガラス成分の
軟化点が低い場合には、基体が充分焼結反応が開始され
ていないことにより、Ag系配線パターンとなる導体中
のガラス成分が、焼成の比較的早い段階から基体中に拡
散してしまう。その結果、基体と表面配線パターンとの
界面にガラス成分が留まることかできず、アンカー効果
を充分に達成できない。そして、特に、高温放置後の接
着力が低下してしまう。
【0015】逆に、Ag系導電性ペーストのガラス成分
の軟化点が高いと、流動性の不足によって、表面配線パ
ターンとなると導体中にガラス成分が残存してしまう。
即ち、基体と表面配線パターンとの界面に充分なガラス
層が形成できず、また半田濡れ性も劣化してしまう。こ
れらは非結晶性ガラスの軟化後の流動性が温度と共に緩
やかに増していくためである。
の軟化点が高いと、流動性の不足によって、表面配線パ
ターンとなると導体中にガラス成分が残存してしまう。
即ち、基体と表面配線パターンとの界面に充分なガラス
層が形成できず、また半田濡れ性も劣化してしまう。こ
れらは非結晶性ガラスの軟化後の流動性が温度と共に緩
やかに増していくためである。
【0016】本発明は上述の課題に鑑みて案出されたも
のであり、その目的はガラス成分が30体積%以下の基
体との同時焼成して表面配線パターンを形成する導電性
ペーストであって、基体と表面配線パターンとの間に安
定したガラス層を形成でき、しかも、表面配線パターン
の半田塗れ性に優れた導電性ペーストを提供するもので
ある。
のであり、その目的はガラス成分が30体積%以下の基
体との同時焼成して表面配線パターンを形成する導電性
ペーストであって、基体と表面配線パターンとの間に安
定したガラス層を形成でき、しかも、表面配線パターン
の半田塗れ性に優れた導電性ペーストを提供するもので
ある。
【0017】また、このような導電性ペーストを用いて
高温放置後の接着力が高く、半田塗れ性の優れた表面配
線パターンを有する高周波用電子部品を提供するもので
ある。
高温放置後の接着力が高く、半田塗れ性の優れた表面配
線パターンを有する高周波用電子部品を提供するもので
ある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ag系粉末
と、融点が820〜965℃のLi2 O−SiO2 系結
晶化ガラス粉末と、有機ビヒクルとからなる導電性ペー
ストである。
と、融点が820〜965℃のLi2 O−SiO2 系結
晶化ガラス粉末と、有機ビヒクルとからなる導電性ペー
ストである。
【0019】また、別の発明は、ガラス成分が全体の3
0体積%以下のセラミック基体表面に、請求項1に記載
の導電性ペーストを用いて、Ag系金属成分と、Li2
O−SiO2 系結晶化ガラス成分とから成る表面配線パ
ターンを形成したことを特徴とする高周波用電子部品で
ある。
0体積%以下のセラミック基体表面に、請求項1に記載
の導電性ペーストを用いて、Ag系金属成分と、Li2
O−SiO2 系結晶化ガラス成分とから成る表面配線パ
ターンを形成したことを特徴とする高周波用電子部品で
ある。
【0020】ここで、Li2 O−SiO2 系の結晶化ガ
ラスとは、その融点をLi2 O、SiO2 のモル比の制
御により容易に820℃〜1000℃の範囲に制御でき
る。
ラスとは、その融点をLi2 O、SiO2 のモル比の制
御により容易に820℃〜1000℃の範囲に制御でき
る。
【0021】また、焼成ピーク温度は、Agの融点に合
わせて、965℃を上限となる。
わせて、965℃を上限となる。
【0022】
【作用】本発明の導電性ペースト及びその高周波用電子
部品において、表面配線パターンをAg系材料を用いる
ことができ、比較的安価に作成することができる。ま
た、Li2 O、SiO2 では、融点を820℃〜100
0℃程度の制御に適しており、基体の焼結収縮開始温度
(未焼成の基体が焼成によりその体積が5%収縮する温
度、例えば850〜870 ℃)前後に、その融点を設定
することが非常に容易となる。
部品において、表面配線パターンをAg系材料を用いる
ことができ、比較的安価に作成することができる。ま
た、Li2 O、SiO2 では、融点を820℃〜100
0℃程度の制御に適しており、基体の焼結収縮開始温度
(未焼成の基体が焼成によりその体積が5%収縮する温
度、例えば850〜870 ℃)前後に、その融点を設定
することが非常に容易となる。
【0023】これより、導電性ペーストの印刷で形成し
た表面配線パターンとなる導体膜のガラス成分が、焼結
収縮開始温度付近の融点以上の温度で急激にガラス流動
性を有する。このガラス成分が流動した時には、基体は
ある程度の焼結が進んでおり、このガラスが基体側に積
極的に拡散されることはない。従って、基体と表面配線
パターンとの界面にガラス成分が集中し、基体と表面配
線パターンとのアンカー効果によってその接着強度を向
上させ、同時に高温放置後の接着力の低下を防止するこ
とができる。
た表面配線パターンとなる導体膜のガラス成分が、焼結
収縮開始温度付近の融点以上の温度で急激にガラス流動
性を有する。このガラス成分が流動した時には、基体は
ある程度の焼結が進んでおり、このガラスが基体側に積
極的に拡散されることはない。従って、基体と表面配線
パターンとの界面にガラス成分が集中し、基体と表面配
線パターンとのアンカー効果によってその接着強度を向
上させ、同時に高温放置後の接着力の低下を防止するこ
とができる。
【0024】以上のように、本発明の導電性ペーストで
は、基体の焼結開始温度の付近に容易にガラスの融点を
制御できることになり、また、これを用いた高周波用電
子部品において、基体と表面配線パターンとの間の接着
力を高め、半田塗れ性を高めることができる。
は、基体の焼結開始温度の付近に容易にガラスの融点を
制御できることになり、また、これを用いた高周波用電
子部品において、基体と表面配線パターンとの間の接着
力を高め、半田塗れ性を高めることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる高周波用電
子部品を図面に基づいて説明する。
子部品を図面に基づいて説明する。
【0026】図1は、本発明の高周波用電子部品の一例
である表面にマイクロストリップ線路(表面配線パター
ン)を有する積層型回路基板の斜視図を示す。このマイ
クロストリップ線路は例えば共振回路部を構成し、積層
型回路基板は共振回路部を含む発振回路が形成されてい
る。
である表面にマイクロストリップ線路(表面配線パター
ン)を有する積層型回路基板の斜視図を示す。このマイ
クロストリップ線路は例えば共振回路部を構成し、積層
型回路基板は共振回路部を含む発振回路が形成されてい
る。
【0027】図において、10は積層型回路基板であ
り、1は基体であり、2は表面配線パターンであり、3
は各種電子部品素子である。
り、1は基体であり、2は表面配線パターンであり、3
は各種電子部品素子である。
【0028】基体1は、例えば複数の誘電体層を積層し
てなり、その層間には、図では省略しているが、Agな
どを主成分とする内部配線パターン(所定回路網、マイ
クロストリップ線路などのインダクタ導体や容量形成の
容量電極など)が形成され、各層には内部配線パターン
間を接続し、また、内部配線パターンと表面配線パター
ン2とを接続するビアホール導体が形成されている。
てなり、その層間には、図では省略しているが、Agな
どを主成分とする内部配線パターン(所定回路網、マイ
クロストリップ線路などのインダクタ導体や容量形成の
容量電極など)が形成され、各層には内部配線パターン
間を接続し、また、内部配線パターンと表面配線パター
ン2とを接続するビアホール導体が形成されている。
【0029】基体1は、例えば、Ca、Mg、Ti、A
l等の酸化物を主成分材料と、基体1全体の30体積%
以下のガラス成分とから構成されている。また、内部配
線パターン、ビアホール導体はAgを主成分とする材料
からなる。
l等の酸化物を主成分材料と、基体1全体の30体積%
以下のガラス成分とから構成されている。また、内部配
線パターン、ビアホール導体はAgを主成分とする材料
からなる。
【0030】また、基体1の表面には、Ag系(Ag単
体、Ag合金、Agを主成分とする)とする金属成分
と、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラス成分とから成る
表面配線パターン2が形成されている。この表面配線パ
ターン2とは、所定回路網、マイクロストリップ線路な
どのインダクタ導体、容量形成の容量電極、電子部品素
子3を半田接合する電極パッド、外部回路と接続する端
子電極を含む。この表面配線パターン2は、基体とする
未焼成状態の基体の表面にAg系導電性ペーストを用い
て印刷形成し、基体と一体的に焼結処理する。このAg
系導電性ペーストは、例えば、Ag粉末を主成分とする
金属粉末と、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスのフリ
ットと、有機ビヒクルとから構成される。
体、Ag合金、Agを主成分とする)とする金属成分
と、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラス成分とから成る
表面配線パターン2が形成されている。この表面配線パ
ターン2とは、所定回路網、マイクロストリップ線路な
どのインダクタ導体、容量形成の容量電極、電子部品素
子3を半田接合する電極パッド、外部回路と接続する端
子電極を含む。この表面配線パターン2は、基体とする
未焼成状態の基体の表面にAg系導電性ペーストを用い
て印刷形成し、基体と一体的に焼結処理する。このAg
系導電性ペーストは、例えば、Ag粉末を主成分とする
金属粉末と、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスのフリ
ットと、有機ビヒクルとから構成される。
【0031】そして、内部導体パターン3の厚みは8〜
15μm程度であり、ビアホール導体4の直径のは80
〜250μm程度である。
15μm程度であり、ビアホール導体4の直径のは80
〜250μm程度である。
【0032】上述の構造の回路基板において、Ag系導
電性ペースト、即ち、Ag系材料を主成分としているた
め、低温焼成(Agの融点約965℃以下の低温)に対
応できること、高周波特性に優れ、製造工程が簡素化で
き、さらに、安価なものとなる。
電性ペースト、即ち、Ag系材料を主成分としているた
め、低温焼成(Agの融点約965℃以下の低温)に対
応できること、高周波特性に優れ、製造工程が簡素化で
き、さらに、安価なものとなる。
【0033】また、Ag系導電性ペーストに含まれるガ
ラス成分が、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスを用い
ている。これは、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスの
融点をLi2 O、SiO2 とともに用いられるBaOや
CaOの組成により、800ガラス融点を800〜11
00℃の範囲に容易に制御ができるためである。そし
て、結晶化ガラス成分の融点を820〜965℃に制御
できる。
ラス成分が、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスを用い
ている。これは、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスの
融点をLi2 O、SiO2 とともに用いられるBaOや
CaOの組成により、800ガラス融点を800〜11
00℃の範囲に容易に制御ができるためである。そし
て、結晶化ガラス成分の融点を820〜965℃に制御
できる。
【0034】このような結晶化ガラスを用いることによ
り、基体1との同時焼結時、基体1の焼結収縮開始温度
(基体1中のガラス成分や誘電体フィラーの組成や含有
量によっても異なるが、例えば850〜870℃)の近
傍に、ガラス成分の融点を設定できることになる。
り、基体1との同時焼結時、基体1の焼結収縮開始温度
(基体1中のガラス成分や誘電体フィラーの組成や含有
量によっても異なるが、例えば850〜870℃)の近
傍に、ガラス成分の融点を設定できることになる。
【0035】尚、上述のLi2 O−SiO2 系結晶化ガ
ラスとしては、例えば、Li2 Oが10〜30mol %、
SiO2 が50〜70mol %、BaOが5〜15mol
%、CaOが5〜15mol %の組成のガラスが例示で
き、これにより、融点温度を約850℃とすることがで
きる。
ラスとしては、例えば、Li2 Oが10〜30mol %、
SiO2 が50〜70mol %、BaOが5〜15mol
%、CaOが5〜15mol %の組成のガラスが例示で
き、これにより、融点温度を約850℃とすることがで
きる。
【0036】また、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラス
は、固形成分中5〜10重量%の範囲に添加する。
は、固形成分中5〜10重量%の範囲に添加する。
【0037】このようなLi2 O−SiO2 系結晶化ガ
ラスを導電性ペーストに用いることにより、例えば、基
体1と表面配線パターン2との同時焼成によって、基体
1と表面配線パターン2との界面部分に両者を強固に接
着し得る安定してガラス層を形成することができる。即
ち、このガラス層により基体1と表面配線パターン2と
の間をアンカー効果によって接着強度を向上させる。し
かも、このアンカー効果により、例えば150℃、25
0時間放置後の接着力を安定的に維持することができ
る。
ラスを導電性ペーストに用いることにより、例えば、基
体1と表面配線パターン2との同時焼成によって、基体
1と表面配線パターン2との界面部分に両者を強固に接
着し得る安定してガラス層を形成することができる。即
ち、このガラス層により基体1と表面配線パターン2と
の間をアンカー効果によって接着強度を向上させる。し
かも、このアンカー効果により、例えば150℃、25
0時間放置後の接着力を安定的に維持することができ
る。
【0038】しかも、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラ
ス成分が、基体1との間のガラス層の形成に主に作用
し、その表面配線パターン2の表面に析出することが少
ないため、表面配線パターン2に電子部品素子3などを
半田によって安定的に接合することができる。
ス成分が、基体1との間のガラス層の形成に主に作用
し、その表面配線パターン2の表面に析出することが少
ないため、表面配線パターン2に電子部品素子3などを
半田によって安定的に接合することができる。
【0039】ここで、上述のLi2 O−SiO2 系結晶
化ガラスの添加量が5重量%未満では、基体1と表面配
線パターン2との界面にアンカー効果を及ぼすガラス層
が形成されにくく、特に高温放置後の接着力が低下して
しまう。また、10重量%を越えると、表面配線パター
ン2の表面にこのガラス成分が析出されて半田塗れ性を
劣化させてしまう。このため、Li2 O−SiO2 系結
晶化ガラスは、固形成分(金属成分とこのガラス成分)
中に、5〜10重量%、好ましくは6〜8重量%添加す
ることが望ましい。
化ガラスの添加量が5重量%未満では、基体1と表面配
線パターン2との界面にアンカー効果を及ぼすガラス層
が形成されにくく、特に高温放置後の接着力が低下して
しまう。また、10重量%を越えると、表面配線パター
ン2の表面にこのガラス成分が析出されて半田塗れ性を
劣化させてしまう。このため、Li2 O−SiO2 系結
晶化ガラスは、固形成分(金属成分とこのガラス成分)
中に、5〜10重量%、好ましくは6〜8重量%添加す
ることが望ましい。
【0040】また、本発明のAg系導電性ペーストに
は、導体特性に悪影響を及ぼさない範囲でBi、Rh、
Ca、V、Ru、Ni等の酸化物や有機物を添加含有し
ても良い。この場合、さらに接着力低下の抑制や基体反
りの低減を図ることが出来る。
は、導体特性に悪影響を及ぼさない範囲でBi、Rh、
Ca、V、Ru、Ni等の酸化物や有機物を添加含有し
ても良い。この場合、さらに接着力低下の抑制や基体反
りの低減を図ることが出来る。
【0041】尚、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスに
ついて検討すると、例えば、B2 O3 −SiO2 −Zn
系結晶化ガラスでは融点が1000℃以上となり、ま
た、B2 O3 −CaO−Li2 O系結晶化ガラスでは融
点が700℃程度となってしまう。
ついて検討すると、例えば、B2 O3 −SiO2 −Zn
系結晶化ガラスでは融点が1000℃以上となり、ま
た、B2 O3 −CaO−Li2 O系結晶化ガラスでは融
点が700℃程度となってしまう。
【0042】例えば、B2 O3 −SiO2 系の非晶質ガ
ラスでは、融点は存在せず、700〜900の広い温度
範囲での軟化点を有する。
ラスでは、融点は存在せず、700〜900の広い温度
範囲での軟化点を有する。
【0043】ここで、本発明では、Li2 O−SiO2
系結晶化ガラスの融点と、非晶質ガラスの軟化点では、
ガラス流動性状態が全く相違する。即ち、結晶化ガラス
では融点を越えると急激にガラス流動性状態となる。こ
れに対して、非晶質ガラスは、軟化点を越えると温度の
上昇にともない流動性が徐々に進行する。
系結晶化ガラスの融点と、非晶質ガラスの軟化点では、
ガラス流動性状態が全く相違する。即ち、結晶化ガラス
では融点を越えると急激にガラス流動性状態となる。こ
れに対して、非晶質ガラスは、軟化点を越えると温度の
上昇にともない流動性が徐々に進行する。
【0044】このようなAg系導電性ペーストは、例え
ばAg粉末、Pt粉末、有機ビヒクル、Li2 O−Si
O2 系ガラス、Bi2 O3 、分散剤の各原料を所定量と
なるように秤量し、3本ロールで混合し、これを所定の
粘度となるように有機ビヒクルを添加し調整することに
より得られる。
ばAg粉末、Pt粉末、有機ビヒクル、Li2 O−Si
O2 系ガラス、Bi2 O3 、分散剤の各原料を所定量と
なるように秤量し、3本ロールで混合し、これを所定の
粘度となるように有機ビヒクルを添加し調整することに
より得られる。
【0045】また、基体1を構成するガラス−セラミッ
ク材料としては、特に、高周波用回路基板においては、
誘電率を所定値とするために、MgTiO3 、CaTi
O2、TiO2 などの誘電体セラミックフィラーを用い
る必要があり、これらの誘電特性を向上・維持させるた
めに、例えばB2 O3 −SiO2 系のガラス成分を30
体積%以下、例えば、5〜30体積%の範囲で添加す
る。このガラス成分は、主に焼結を促進させる低温焼結
助材としても作用するものである。
ク材料としては、特に、高周波用回路基板においては、
誘電率を所定値とするために、MgTiO3 、CaTi
O2、TiO2 などの誘電体セラミックフィラーを用い
る必要があり、これらの誘電特性を向上・維持させるた
めに、例えばB2 O3 −SiO2 系のガラス成分を30
体積%以下、例えば、5〜30体積%の範囲で添加す
る。このガラス成分は、主に焼結を促進させる低温焼結
助材としても作用するものである。
【0046】
【実施例】先ず、平均粒径0.5〜8μmのAg粉末、
Pt粉末、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラス(試料番
号5〜7)、Bi2 O3 −SiO2 系非晶質ガラス(試
料番号1〜4)の各原料粉末を表1に示す量を秤量し混
合した後、得られた混合物に対し、ビヒクルとしてエチ
ルセルロース等の有機バインダーをペンタジオールイソ
ブチレート等の有機溶剤に溶解したもの及び分散剤を加
え、3本ロールミルを使用して充分混合した。さらに、
上記ペンタジオールイソブチレート等の有機溶剤を用い
て粘度を調整し、求める導電ペーストを得た。
Pt粉末、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラス(試料番
号5〜7)、Bi2 O3 −SiO2 系非晶質ガラス(試
料番号1〜4)の各原料粉末を表1に示す量を秤量し混
合した後、得られた混合物に対し、ビヒクルとしてエチ
ルセルロース等の有機バインダーをペンタジオールイソ
ブチレート等の有機溶剤に溶解したもの及び分散剤を加
え、3本ロールミルを使用して充分混合した。さらに、
上記ペンタジオールイソブチレート等の有機溶剤を用い
て粘度を調整し、求める導電ペーストを得た。
【0047】次に基体材料を作成するにあたり、原料と
して純度99%以上のMgTiO3、CaTiO3 のフ
ィラーと、B2 O3 、Li2 CO3 、B2 O3 −SiO
2 系ガラス成分との各原料粉末を秤量し、該原料粉末に
媒体として純水を加えて24時間、ZrO2 ボールを用
いたボールミルにて混合した後、該混合物を乾燥し、次
いで該乾燥物を大気中750℃の温度で3時間仮焼し
た。得られた仮焼物にアクリル酸系のバインダー、可塑
剤等を加えてからドクターブレード法にてグリーンシー
トを得た。
して純度99%以上のMgTiO3、CaTiO3 のフ
ィラーと、B2 O3 、Li2 CO3 、B2 O3 −SiO
2 系ガラス成分との各原料粉末を秤量し、該原料粉末に
媒体として純水を加えて24時間、ZrO2 ボールを用
いたボールミルにて混合した後、該混合物を乾燥し、次
いで該乾燥物を大気中750℃の温度で3時間仮焼し
た。得られた仮焼物にアクリル酸系のバインダー、可塑
剤等を加えてからドクターブレード法にてグリーンシー
トを得た。
【0048】このグリーンシートには所定径のビアホー
ルをパンチングによって形成し、Ag系ペーストをこの
ビアホールに充填した。また、グリーンシート上にはA
g系ペーストを印刷し、特に表層の絶縁層1Aとなるグ
リーンシート上に、上記導電ペーストを印刷し、各グリ
ーンシートを積層一体化してから大気中で焼成した。
ルをパンチングによって形成し、Ag系ペーストをこの
ビアホールに充填した。また、グリーンシート上にはA
g系ペーストを印刷し、特に表層の絶縁層1Aとなるグ
リーンシート上に、上記導電ペーストを印刷し、各グリ
ーンシートを積層一体化してから大気中で焼成した。
【0049】尚、基体の焼結収縮開始温度は、約850
〜870℃であり、ピーク温度は約910℃である。
〜870℃であり、ピーク温度は約910℃である。
【0050】こうして得られた基体の表面配線パターン
2(一辺が2mmの矩形状パターン)を150℃の高温
漕に250時間投入した後の接着強度を調べ、また、半
田塗れ性を調べた。接着強度は0.5Kg以上、半田濡れ
は2.5mm2 以上を良好とした。
2(一辺が2mmの矩形状パターン)を150℃の高温
漕に250時間投入した後の接着強度を調べ、また、半
田塗れ性を調べた。接着強度は0.5Kg以上、半田濡れ
は2.5mm2 以上を良好とした。
【0051】
【表1】
【0052】試料番号1〜4については非晶質ガラスを
用いており、軟化点温度が740〜920℃の範囲であ
る。非結晶性ガラスの軟化後の流動性が温度と共に緩や
かに増していく。
用いており、軟化点温度が740〜920℃の範囲であ
る。非結晶性ガラスの軟化後の流動性が温度と共に緩や
かに増していく。
【0053】試料番号1、2では、ガラス軟化点が基体
の焼結収縮開始温度よりも低いため、表面配線パターン
2となる導体中のガラス成分が、基体1側に拡散して、
表面配線パターン2中に残存しなくなるため、半田塗れ
性は良好であるものの、高温放置後の接着力が大きく低
下する。
の焼結収縮開始温度よりも低いため、表面配線パターン
2となる導体中のガラス成分が、基体1側に拡散して、
表面配線パターン2中に残存しなくなるため、半田塗れ
性は良好であるものの、高温放置後の接着力が大きく低
下する。
【0054】試料番号3、4は、ガラス軟化点が基体の
焼結収縮開始温度よりも高いため、表面配線パターン2
となる導体中のガラス成分が、基体1側に拡散しにく
い、その結果、半田塗れ性は悪化する傾向を示す。
焼結収縮開始温度よりも高いため、表面配線パターン2
となる導体中のガラス成分が、基体1側に拡散しにく
い、その結果、半田塗れ性は悪化する傾向を示す。
【0055】試料番号5〜7は、Li2 O−SiO2 系
結晶化ガラスを用いているため、試料番号1〜4のB2
O3 −SiO2 系非晶系のガラス成分でいう軟化点をも
たない。そして、結晶化ガラスでは融点を越えると急激
にその流動性が増す。
結晶化ガラスを用いているため、試料番号1〜4のB2
O3 −SiO2 系非晶系のガラス成分でいう軟化点をも
たない。そして、結晶化ガラスでは融点を越えると急激
にその流動性が増す。
【0056】試料番号5では、その融点が焼結収縮開始
温度よりも低いため、実質的に試料番号1〜2のように
表面配線パターン2となる導体中のガラス成分が、基体
1側に拡散してしまう。
温度よりも低いため、実質的に試料番号1〜2のように
表面配線パターン2となる導体中のガラス成分が、基体
1側に拡散してしまう。
【0057】試料番号6、7では、基体が焼結し始めた
(焼結収縮開始温度)後、即ち、ある程度の基体の焼結
が進んだ後に、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスが急
激な流動性を示すため、このガラス成分が基体1側に積
極的に拡散されることがなく、安定して基体1と表面配
線パターン2との界面に形成されることになる。そし
て、表面配線パターン2の表面にもガラス成分が析出し
にくく、半田塗れ性も良好であり、高温放置後の接着力
を良好な値となる。
(焼結収縮開始温度)後、即ち、ある程度の基体の焼結
が進んだ後に、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスが急
激な流動性を示すため、このガラス成分が基体1側に積
極的に拡散されることがなく、安定して基体1と表面配
線パターン2との界面に形成されることになる。そし
て、表面配線パターン2の表面にもガラス成分が析出し
にくく、半田塗れ性も良好であり、高温放置後の接着力
を良好な値となる。
【0058】尚、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラスで
融点をAgの融点である965℃まで挙げても、同様な
効果があられることを確認した。
融点をAgの融点である965℃まで挙げても、同様な
効果があられることを確認した。
【0059】また、Li2 O−SiO2 系結晶化ガラス
で融点を、965℃以上にすると、当然、焼成ピーク温
度965℃以上にしなくてはならず、Agが溶けだすこ
とにより、表面配線パターン2が崩れてしまう。
で融点を、965℃以上にすると、当然、焼成ピーク温
度965℃以上にしなくてはならず、Agが溶けだすこ
とにより、表面配線パターン2が崩れてしまう。
【0060】以上のように、Li2 O−SiO2 系結晶
化ガラスで融点を965℃に近くまであげると、ピーク
温度も同時に挙げる必要があり、このピーク温度に応じ
た基体1のフィラー及びガラスの組成、添加量を調整す
る必要があり、また、ガラス融点とピーク温度との温度
マージンが少なくなるため、温度バラツキによりAgが
溶けだすという不良が発生してしまう可能性がある。
化ガラスで融点を965℃に近くまであげると、ピーク
温度も同時に挙げる必要があり、このピーク温度に応じ
た基体1のフィラー及びガラスの組成、添加量を調整す
る必要があり、また、ガラス融点とピーク温度との温度
マージンが少なくなるため、温度バラツキによりAgが
溶けだすという不良が発生してしまう可能性がある。
【0061】このため、実用的には、Li2 O−SiO
2 系結晶化ガラスで融点を820〜875℃の範囲とす
ることが最も安定した表面配線パターン2が得られるこ
とになる。
2 系結晶化ガラスで融点を820〜875℃の範囲とす
ることが最も安定した表面配線パターン2が得られるこ
とになる。
【0062】尚、上述の実施例では、基体に積層状基板
を用いて説明したが、単板状の基板であっても構わな
い。
を用いて説明したが、単板状の基板であっても構わな
い。
【0063】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基体と
表面配線パターンとの接合強度、特に高温放置後の接着
力に優れ、同時に半田塗れ性に優れた表面配線パターン
を容易に形成することができる導電性ペーストとなる。
表面配線パターンとの接合強度、特に高温放置後の接着
力に優れ、同時に半田塗れ性に優れた表面配線パターン
を容易に形成することができる導電性ペーストとなる。
【0064】また、基体と表面配線パターンとの接合強
度を向上させることができ、同時に半田塗れ性に優れた
表面配線パターンを容易に形成することができる。
度を向上させることができ、同時に半田塗れ性に優れた
表面配線パターンを容易に形成することができる。
【図1】本発明にかかる高周波用電子部品の一例である
積層型回路基板の外観斜視図である。
積層型回路基板の外観斜視図である。
10・・・・・回路基板 1・・・・・・基体 2・・・・・・表面配線パターン 3・・・・・・電子部品素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E351 AA14 BB01 BB31 BB35 BB49 CC12 CC22 CC31 DD05 DD31 DD45 DD47 EE10 EE11 EE27 GG01 GG07 GG16 4J038 EA011 HA066 HA176 HA436 HA456 KA20 NA20 PB09 5G301 DA03 DA12 DA36 DA39 DA42 DD01 5J006 HB03 HB22 LA18 LA25 LA27
Claims (2)
- 【請求項1】 Ag系粉末と、融点が820〜965℃
のLi2 O−SiO2 系結晶化ガラス粉末と、有機ビヒ
クルとからなる導電性ペースト。 - 【請求項2】 ガラス成分が全体の30体積%以下のセ
ラミック基体表面に、請求項1に記載の導電性ペースト
を用いて、Ag系金属成分と、Li2 O−SiO2 系結
晶化ガラス成分とから成る表面配線パターンを形成した
ことを特徴とする高周波用電子部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11092145A JP2000285732A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 導電性ペースト及びそれを用いた高周波用電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11092145A JP2000285732A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 導電性ペースト及びそれを用いた高周波用電子部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000285732A true JP2000285732A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=14046280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11092145A Pending JP2000285732A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 導電性ペースト及びそれを用いた高周波用電子部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000285732A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009100797A1 (de) * | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Robert Bosch Gmbh | Einrichtung zur fixierung eines elektronischen bausteins auf einem träger mittels einer leitfähigen hochschmelzenden metall-glas- paste |
| US7875956B2 (en) | 2003-11-28 | 2011-01-25 | Paratek Microwave, Inc. | Multi-level thin film capacitor on a ceramic substrate and method of manufacturing the same |
| US8569142B2 (en) | 2003-11-28 | 2013-10-29 | Blackberry Limited | Multi-level thin film capacitor on a ceramic substrate and method of manufacturing the same |
| CN111863312A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-10-30 | 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 | 一种5g陶瓷介质滤波器用喷涂型银浆及其制备方法 |
| US10868200B2 (en) | 2015-11-13 | 2020-12-15 | Johnson Matthey Public Limited Company | Conductive paste and conductive track or coating |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP11092145A patent/JP2000285732A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7875956B2 (en) | 2003-11-28 | 2011-01-25 | Paratek Microwave, Inc. | Multi-level thin film capacitor on a ceramic substrate and method of manufacturing the same |
| US8569142B2 (en) | 2003-11-28 | 2013-10-29 | Blackberry Limited | Multi-level thin film capacitor on a ceramic substrate and method of manufacturing the same |
| WO2009100797A1 (de) * | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Robert Bosch Gmbh | Einrichtung zur fixierung eines elektronischen bausteins auf einem träger mittels einer leitfähigen hochschmelzenden metall-glas- paste |
| US10868200B2 (en) | 2015-11-13 | 2020-12-15 | Johnson Matthey Public Limited Company | Conductive paste and conductive track or coating |
| CN111863312A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-10-30 | 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 | 一种5g陶瓷介质滤波器用喷涂型银浆及其制备方法 |
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