JPH02207588A - セラミック回路基板の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は低温焼成セラミック回路基板の同時焼成で用い
るメタライズペーストおよびこのメタライズペーストを
用いたセラミック回路基板の製造方法に関する。

（背景技術） １０００℃程度で焼成される低温焼成セラミック回路基
板において、基板と導体部とを同時焼成で形成する際に
用いるメタライズペーストとしては、従来、金、銀、銀
・パラジウム等を導体とするものが用いられている。金
、銀は加熱に対して安定で、導体としての電気的特性も
優れているからである。

しかし、金は高価であり、銀糸はエレクトロマイグレー
ションの問題があり導体部の信頼性に欠けるため、導体
としてこれらのかわりに銅を用いたものが一部で使用さ
れている。銅は安価であるとともに、導体としての導電
性の面で金よりも優れるものである。しかしながら、銅
は１２０〜１５０℃程度で酸化がはじまり、金、銀とく
らべるとはるかに酸化しやすく、酸化によって導電性が
低下するという難点がある。そのため、セラミック回路
基板の同時焼成で用いる際には、銅が酸化しないように
しなければならない。

セラミックを焼成する際には、通常３００〜４００℃の
酸化性雰囲気中でグリーンシートの脱バインダを行った
後、昇温させて焼成するのであるが、導体粉末として銅
をメタライズペーストに用いた場合は、酸化を避けるた
め酸素濃度を数ｐｐｍ以下にした非酸化性雰囲気中で脱
バインダを行う必要がある。しかし、非酸化性雰囲気中
ではグリーンシートに含まれた有機バインダが完全に燃
焼せず、有機バインダがカーボンとなってセラミック中
に残存してしまうという問題点がある。このように、銅
を導体粉末としたメタライズペーストを用いた場合には
、銅の酸化を避けなければならないという困難さがあっ
た。

そこで１本発明はこの問題点を解消し、低温焼成セラミ
ックの同時焼成用メタライズペーストの導体として銅を
好適に使用できるメタライズペーストを提供するもので
あり、このメタライズペーストを用いて焼成するセラミ
ック回路基板の製造方法を提供しようとするものである
。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなねち、メタライズペーストとして、導体粉末に有機
溶剤、有機バインダを加えて成る低温焼成セラミック回
路基板の同時焼成で用いるメタライズペーストにおいて
、前記導体粉末として、銅粉末に３００〜４００℃にお
いて耐酸化性および耐熱性を有するめっきを施して成る
めっき銅粉末を用いたことを特徴とし、前記めっき銅粉
末が、銅粉末に金めつきを施して成る金めつき銅粉末で
ある場合とくに有効である。

また、セラミック回路基板の製造方法としては。

銅粉末に３００〜４００℃において耐酸化性および耐熱
性を有するめっきを施しためっき銅粉末に有機溶剤およ
び有機バインダを添加して成るメタライズペーストを、
低温焼成セラミックグリーンシート上に塗布し、酸化性
雰囲気中で、３００〜４００℃にグリーンシートを加熱
して脱バインダを行った後、非酸化性雰囲気中において
所定のセラミック基板の焼成温度にて焼成することを特
徴とする。

（作用） メタライズペーストの導体粉末として、銅粉末に耐酸化
性および耐熱性を有するめっき処理を施しためっき銅粉
末を用いて、酸化性雰囲気中での加熱時における銅粉末
の酸化を防止する。これにより、酸化性雰囲気中におい
てグリーンシートの脱バインダができ、バインダ成分の
除去が十分になされる。また、導体粉末の主成分として
銅を用いているから、上記メタライズペーストを用いる
ことにより、セラミック回路基板で、良好な導電性を有
する導体部が得られる。

〔実施例１〕 以下、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

メタライズペーストの導体として使用する銅粉末に対し
、以下のように金めつきを施した。

銅粉末として、粒径１．０〜２．０μｍの球状銅粉末を
用い、この銅粉末をアルコール中で攪拌し、洗浄および
分散を行った０次に、７０℃に保った金めつき液中に銅
粉末を移し、攪拌しながら還元剤を添加してめっきを施
した。めっき後の銅粉末を取り出し、洗浄して金めつき
銅粉末を得た。

得られた金めつき銅粉末を、有機溶剤と有機バインダと
からなるビヒクル中に分散させ、メタライズペーストと
した。有機溶剤、有機バインダとしては通常メタライズ
ペーストで用いる有機溶剤、有機バインダが用いられる
。有機溶剤としてはたとえばテルピネオール等、有機バ
インダとしてはエチルセルロース等がある。

第１図は、上記実施例で得られた金めつき銅粉末の耐酸
化性を示すグラフで、比較例として金めつきを施してい
ない通常の銅粉末について測定した結果を第２図に示す
、いずれも、ペースト化する前の粉末について、試料を
昇温させた際の銅粉末の重量増加を計測したものである
０図中でグラフａは試料の温度を示し、グラフｂは試料
の重量を示す、縦軸が試料温度および試料重量である。

試料はおよそ１０℃／ｍｉｎの割合でほぼ一定に昇温さ
せた。

試料の重量増加は銅粉末が酸化して重量増加したことを
示すが、上記実施例の金めつき銅粉末では３００℃程度
まで温度上昇させても重量増加はほとんど見られず、３
５０℃付近から重量増加がはじまっている。これに対し
、比較例の銅粉末では、２００℃付近からすでに重量増
加が見られる。このｉｔ＋＋定結果から、本実施例の金
めつき銅粉末は従来の銅粉末と比較して耐酸化性が大き
く改善されていることがわかる。

セラミック回路基板を焼成する際は、上記金めっき銅粉
末を導体として用いたメタライズペーストをガラスセラ
ミックグリーンシート上にスクリーン印刷し、複数枚を
熱圧着により積層した。これを酸化性雰囲気中３００℃
で１２時間脱バインダを行った後、窒素雰囲気中におい
て９５０℃で焼成した。

金めつき銅粉末は、金めつき皮膜によって銅粉末が被覆
されているので、酸化性雰囲気中で加熱しても銅粉末は
酸化から保護され、銅を酸化することなくグリーンシー
ト中のバインダを完全に燃焼させることができた。

また、ガラスセラミック上に同時焼成によって形成した
導体部の導電性についてみても、金めつきを施していな
い銅粉末を用いたものと比較してさほど劣らない結果が
得られた。導体抵抗は銅粉末を用いた場合の約１．５倍
程度で、従来の金粉末を導体とするメタライズペースト
を用いた場合とほぼ同程度であった。

〔実施例２〕 上記と同様の銅粉末に対し、Ｎ　１−Ｃｕ−Ｐの合金め
っきを施した。

得られためっき銅粉末は酸化性雰囲気中で、約３２０℃
まで安定であった。

また、このめっき銅粉末を用いて同様に形成したメタラ
イズペーストをガラスセラミック上にスクリーン印刷し
て上記と同様に積層し、酸化性雰囲気中３００℃で脱バ
インダを行った後、９５０℃で焼成してセラミック回路
基板を得た。得られた導体部の導電性は上記実施例１と
比較して若干劣るものの１回路基板の導体部としては十
分良好な導電性が得られた。

〔実施例３〕 上記実施例と同様の銅粉末を用い、この銅粉末レニニッ
ケルめっきを施し、その上層にロジウムめっきを施し、
さらに上層に金めつきを施した。この多層めっきを施し
ためっき銅粉末は酸化性雰囲気中で約４００℃まで安定
であった。

上記例と同様に、このめっき銅粉末を用いてメタライズ
ペーストを作製し、ガラスセラミック上に印刷して積層
し、酸化性雰囲気中３００℃で脱バインダを行った後、
約９５０℃で焼成してセラミック回路基板を得た。得ら
れた導体部の特性は回路基板の導体部として十分な導電
性を有するものであった。

上記各実施例において示したメタライズペーストは、ペ
ーストの導体として用いる銅粉末に、あらかじめめっき
を施し、銅粉末の表面を耐酸化性。

耐熱性を有するめっき膜で被覆しているから、銅粉末の
耐酸化性が向上でき、３００〜４００℃の酸化性雰囲気
中でも十分に使用できるペーストとなった。この結果、
脱バインダが酸化性雰囲気中ででき、バインダ成分を除
去することが効率的になされる。

また、得られたセラミック回路基板を導体部の特性で比
較すると、本実施例では導電性に優れためっき銅粉末を
導体粉末として用いているので、良好な導電性を有する
導体部が形成でき、従来の金粉末を導体粉末として用い
た金メタライズペーストによって得られる導体部の導電
性と同程度かそれ以上の特性を得ることが可能となった
。また、導体部は銅を主材料としているので、金を導体
として使用していたものと比較してはるかに低コストに
することができる。

なお、銅粉末にあらかじめ施すめっきは、上記のめっき
に限定されるものではなく、３００〜４００℃において
耐酸化性、耐熱性を有するめっき皮膜が形成できるめっ
きであれば同様に適用できる。

たとえば、Ｎ１−Ｐ、Ｎ１＝Ｂ等のめっきでも同様な効
果が得られる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく１
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

（発明の効果） 上述したように、本発明に係るメタライズペーストでは
銅粉末に耐酸化性および耐熱性を有するめっき処理を施
しためっき銅粉末を導体粉末として用いるから、単に銅
粉末を用いた場合と比較してはるかに銅粉末の耐酸化性
を向上させることができる。これにより、セラミック回
路基板を焼成する際、グリーンシートの脱バインダを酸
化性雰囲気中で行うことができ、バインダ成分の除去を
効果的に行うことができ、セラミック回路基板の焼成を
きわめて容易にすることができる。

また、導体粉末として導電性に優れためっき銅粉末を用
いたことにより、得られたセラミック回路基板の導体部
の導電性を向上させることができる。さらに、導体粉末
としてめっき銅粉末を用いるから、従来、導体粉末とし
て金を用いていたのにくらべてはるかに安価に製造する
ことができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ実施例および比較例の
銅粉末の耐酸化性を測定した結果を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．導体粉末に有機溶剤、有機バインダを加えて成る低
   温焼成セラミック回路基板の同時焼成で用いるメタライ
   ズペーストにおいて、 前記導体粉末として、銅粉末に３００〜４００℃におい
   て耐酸化性および耐熱性を有するめっきを施して成るめ
   っき銅粉末を用いたことを特徴とするメタライズペース
   ト。
2. ２．めっき銅粉末が、銅粉末に金めっきを施して成る金
   めっき銅粉末である請求項１記載のメタライズペースト
   。
3. ３．銅粉末に３００〜４００℃において耐酸化性および
   耐熱性を有するめっきを施しためっき銅粉末に有機溶剤
   および有機バインダを添加して成るメタライズペースト
   を、低温焼成セラミックグリーンシート上に塗布し、 酸化性雰囲気中で、３００〜４００℃にグリーンシート
   を加熱して脱バインダを行った後、非酸化性雰囲気中に
   おいて所定のセラミッ ク基板の焼成温度にて焼成することを特徴とするセラミ
   ック回路基板の製造方法。