JPH02227909A - 導電性ペーストおよび導体の形成方法 - 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】 〔発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は電気的な導体の形成に適する導電性ペーストお
よびこの導電性ペーストを用いた導体の形成方法に関す
る。

（従来の技術） 導電性ペーストをたとえば、アルミナ基板などセラミッ
ク基板やプラスチックフィルム乃至プラスチック系基板
の所定面に、印刷法などにより塗着し、これを焼成して
所要の導体回路（回路パターンなど）を形成することは
よく知られている。

ところでこの種の導電性ペーストとしては、（Ａ）銀−
パラジウム粉末などとガラスフリットとバインダーとを
必須成分として成るもの、（Ｂ）銀粉末などと熱硬化性
樹脂もしくは熱可塑性樹脂（バインダー）とを必須成分
として成るもの、あるいは（Ｃ）有機金属化合物（いわ
ゆるレジネートペースト）が挙げられる。また、これら
導電性ペーストを用いた導体回路の形成は次のように行
われている。すなわち、（Ａ）の銀など金属粉末−ガラ
スフリット系導電性ペーストの場合は、セラミック基板
の所定面に印刷した後、８００℃以上の高温で焼成して
所望の導体回路を形成している。また、（Ｂ）の銀など
金属粉末−樹脂系導電性ぺ一ストの場合は、所定の基板
面もしくはフィルム面に印刷した後、焼成（ただしセラ
ミック基板のとき）もしくは加熱乾燥して所望の導体回
路を形成している。一方、（Ｃ）の有機金属化合物系導
電性ペーストの場合は所定の基板面に印刷した後、６０
０〜８００℃加熱し前記有機金属化合物の分解ににり金
属を析出させて所望の導体回路を形成している。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記導電性ペーストについては、たとえばＬＳ
Ｉ素子など半導体素子を実装する／Ｘイブリッド回路の
構成や高密度の導体回路構成（微細な配線パターン形成
）などに使用する場合、次のような問題がある。すなわ
ち、（Ａ）の銅など金属粉末−ガラスフリット系導電性
ペーストの場合は、所望の導体回路を形成するには、８
００℃程度以上の高温で焼成する必要があるため、電子
部品を実装した基板や耐熱性の劣る基板への導体回路形
成には適用し得ない。また、（Ｂ）の銅など金属粉末−
樹脂系導電性ペーストの場合は、高々１５０〜２００℃
程度の加熱処理で所望の導体回路を形成し得るが、導体
回路ピッチが１００μ−以下の高密度配線となると印刷
時ニジミを生じて所要の鮮明な導体回路が得られないば
かりでなく、導体回路の細線化に伴い導体回路自体の電
気抵抗が増加する傾向があり、導体回路として充分な機
能を呈し得ないこともしばしばある。さらに、（Ｃ）の
有機金属化合物系導電性ペースト（レジネートペースト
）の場合は、−殻内に粘度が低く流動性に富むため、微
細パターン形成の場合など印刷ニジミが生じ易く、また
加熱分解、気化により形成する金属膜厚が０．２μｍ程
度以下と極めて薄いため、所望の導体回路（電気抵抗の
低い）を形成するには、前記印刷、加熱処理を複数回繰
返す必要がある。このように、上記各導電性ペーストは
、その用途に限界があり、目的、用途によって適宜選択
するとともに、使用においては繁雑な操作も要すると言
う不都合があった。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記事情に対処してなされたもので、ガラスフ
リットや樹脂などのバインダーを用いずに、平均粒径０
．１μ以下の導電性微粉末と有機金属化合物乃至レジネ
ートペーストとを必須成分としこれらを混練して調製し
た導電性ペーストであり、またこの導電性ペーストを用
いてオゾンを伴う紫外線照射を併用し、鮮明、微細な導
体回路を得ることを骨子とするものである。

（作　用） 本発明に係る導電性ペーストは、粘性の低いＨ機金属化
合物と平均粒径０．１μ以下の導電性微粉末とを少くと
も含有し、さらにセルロースバインダと高沸点溶媒など
を加え混練され、ペースト状に調製されたもので、たと
えばスクリーン印刷などにより容易に微細かつ、鮮鋭な
配線密度の高い回路パターンの形成が可能である。また
、前記印刷形成などした回路パターンに乾燥処理を施し
た後、３００℃以上程度の加熱を施す一方、オゾンを伴
う紫外線照射を併用し、前記有機金属化合物のやセルロ
ースバインダ酸化分解や気化を助長することにより、有
機金属化合物から酸化分解などで析出した金属結着する
バインダーの役目をなし、前記含有混在している導電性
微粉末を一体的に結合して所要の導電性膜を形成する。

（実施例） 以下本発明の詳細な説明する。本発明に係る平均粒径０
．１μ■以下の導電性微粉末と有機金属化合物とを必須
の組成分して成る導電性ペーストは、次のようにして容
品に調製される。すなわち、所要の有機金属化合物とセ
ルロースバインダや高沸点溶媒たとえばテレピネオール
とを混合して成る粘度３０．０００〜５０．０００セン
チボイズ程度のレジネートペースト、たとえば金（Ａｕ
）を約２４％含むレジネートペースト２５ｆｆｌ　！ｉ
１％と、真空蒸発法やガスプラズマなどで得られた平均
粒径０．ｌμ霧以下の導電性微粉末、たとえば銀（Ａｇ
）微粉末７５重量％とを混合し、混練することにより、
見掛上高粘度で印刷などによって所要の導体回路パター
ンなどの形成に適する導電性ペーストが得られる。

次に上記調製した導電性ペーストを用い導体回路を形成
する例を説明すると、たとえばセラミッり基板の所定面
に厚さ２０μ■の電鋳によるニッケルマスクを介し、ピ
ッチ間隔１００μｍ以下として回路パターンを印刷法に
より被着形成して乾燥させ、前記レジネートペースト成
分中の溶媒を揮散させた後、空気中５００〜７５０℃で
加熱処理したところ、レジネートペースト成分の一部を
成す有機金属化合物の酸化分解によって析出した金（＾
Ｕ）で、前記銀（八ｇ）微粉末を結合一体化して成る電
気抵抗の低い、鮮鋭な微細回路パターンが形成された。

一方、上記５００〜７５０℃での加熱処理に代えて、た
とえば１８４．９ｎｓと２５３．７ｒｖの波長をもつ紫
外線放射を併用すると、前記レジネートペースト成分の
一部を成す有機金属化合物の酸化分解を、３００℃〜５
００℃程度の温度で行うことができる。

つまり、前記紫外線放射を併用すれば、オゾンの発生を
伴い有機金属化合物の酸化分解が容易に進行し、金（Ａ
ｕ）が析出し銀（Ａｇ）微粉末を結合−体化して電気抵
抗の低い、鮮鋭な微細回路パターンを形成し得る。この
ように、バインダー的な機能を成す有機金属化合物の酸
化分解を、３００℃〜５００℃程度の温度で行ない得る
ことは、たとえば半導体素子を実装して成る回路部品の
構成などにおいて、所要の導体回路パターンもしくは導
体領域を形成する場合、前記実装した半導体素子などに
対する熱的な影響を大幅に低減し得ることになる。

さらに具体的に実施例を説明すると、最少ピッチ約１０
０μ■のアルミニウムパッド（約８０μ−角）が形成さ
れたＩＣチップを用意し、金レジネートペースト（金と
して２５％含有）５０重量％と平均粒径０，１μ−の銀
微粉末（導電性微粉末）　５０重量％とを混練して調製
したものを印刷ペーストし、印刷穴の直径が８０μ−で
あるニッケルスクリーンマスクで印刷して、前記アルミ
ニウムパッド上にペーストを印刷、被着した。次いで１
２０℃にて１時間乾燥後、徐々に昇温しで約３００℃で
の加熱とともに、オゾンを伴う紫外線照射を行ない第１
図に示すように印刷電極を設けたＩＣチップを得た。

第１図において、１はＩＣチップ本体、２はアルミニウ
ムパッド、３は印刷電極であり、この印刷電極３はＩＣ
チップ本体１を外部回路基板の接点電極に当接する接点
として機能するものである。

なお、上記例では有機金属化合物として金（Ａｕ）の有
機化合物を用い、かつ高沸点溶媒としてのテレピネオー
ルとを混合してレジネートペーストの形で用いたが、前
記金（Ａｕ）の有機化合物の代りにたとえば、銀（Ａｇ
）　、パラジウム（Ｐｄ）　、白金（ＰＬ）などの有機
化合物を用いてもよく、またこれらは２種以上の混合系
で使用してもよい。たとえば、被印刷基板に対する付着
性をよくするため、白金（Ｐｔ）の有機化合物を併用し
ても差支えない。さらに、これら有機金属化合物をレジ
ネートペーストの形で用いるに当り使用する高沸点溶媒
としては前記テレピネオールの他、たとえばブチルカル
ピトール、エチレングリコールモノブチルエーテルなど
であってもよい。しかして、この種のレジネートペース
トは、たとえば（株）ノリタケカンパニーリミテッドや
西進商事（株）などから既に市販されているが、前記有
機金属化合物は、上記レジネートペーストの形で必ずし
も使用する必要はない。つまり、前記有機金属化合物を
導電性微粉末を含む従来形式の印刷ペーストに加えても
よい。

本発明に係る導電性ペーストの他の必須成分を成す導電
性微粉末としては、前記銀（Ａｇ）微粉末の代りに金（
Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）　、白金（Ｐｔ）銅（Ｃｕ
）　、ニッケル（旧）、ルテニウム（Ｒｈ）。

アルミニウム（Ａ　Ｉ　）　、モリブデン（Ｎｏ）　、
タングステン（ｗ）、クロム（Ｃｒ）、インジウム（１
ｎ）チタン（ＴＩ）、カーボン（Ｃ）などが挙げ°られ
る。しかして、これらの微粉末は１種もしくは２種以上
の混合系で使用してもよいが、その平均粒度は０．１μ
霞以下に選択する必要がある。すなわち、平均粒度が０
．１μｍ以下でないと、１００μ自ピツチの微細パター
ンにおいて所要の電気抵抗の低い導体回路乃至所要膜厚
の導体回路（パターン）を容易に形成し得ないからであ
る。

さらに、本発明に係る導電性ペーストにおいて、前記有
機金属化合物と導電性微粉末との組成比は、最終的に形
成しようとする導電回路パターンの特性などを考慮して
選択されるが、−殻内に有機金態化合物は金属として５
〜１５重量％程度、導電性微粉末８５〜９５′重量％程
度の焼成物になるように選択される。また、上記形成す
る導体乃至導体四路の特性たとえば、抵抗値、耐熱性１
機械的な強度などの調整もしくは向上などのため、たと
えばアルミナ（Ａｌ１０３　）などの酸化物微粉末、炭
化ケイ素（！３１Ｃ）などの炭化物微粉末、窒化アルミ
ニウム（ＡＩＮ　）などの窒化物微粉末を適宜添加配合
してもよい。

［発明の効果］ 上記説明から分るように、本発明に係る導電性ペースト
および導体の形成方法によれば、１００μ膳ピッチ以下
の高密度配線の回路パターンなど容易に形成し得るし、
またこの回路パターンなどの形成に当り高温焼成も要し
ないため、他の電子部品に対する熱的な影響も軽減でき
る。すなわち、樹脂を含有していないので、回路パター
ンの印刷形成においてもニジミなどを生じ難い。したが
って微細でかつ、鮮鋭な配線パターンを容易に形成でき
る。また、バインダーとしてガラスフリットを含有して
いないので、８００℃以上の高温焼成も不要となる。し
たがって被回路パターン形成基板の選択自由度が高くな
るばかりでなく、たとえば実装回路部品の構成に適用し
た場合も他の電子部品に対する熱的影響を大幅に低減し
得る。しかも、上記形成される導体回路パターン乃至導
体は、主として導電性微粉末によって形成されるため、
１回の印刷、加熱処理工程でも電気抵抗の低い所要の特
性を保持している。特に所要の導体を形成するため、前
記加熱処理するとき、オゾンを伴う紫外線照射を併用す
ると、さらに低温での加熱処理で足りる。かくして、本
発明に係る導電性ペーストおよびこの導電性ペーストに
より所要の導体形成に当り紫外線照射を併用する導体の
形成方法は繁雑な操作など要しないこと、微細でかつ、
所要の鮮鋭な配線パターン乃至導体を確実に得られるこ
とと相俟って実用上多くの利点をもたらすものと言える
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る導電性ペーストを適用したＩＣチ
ップを示す斜視図である。 １・・・・・・ＩＣチップ本体 ２・・・・・・アルミニウムパッド ３・・・・・・印刷電極 ２　　アルミニウムｌぐ・ノド 出願人　　　　　株式会社　東芝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも平均粒径０．１μ以下の導電性微粉末
   と有機金属化合物とを含有する混練物から成ることを特
   徴とする導電性ペースト。
2. （２）平均粒径０．１μ以下の導電性微粉末と有機金属
   化合物とを含有する混練物から成る導電性ペーストを基
   体面上に塗布し、乾燥塗膜を得る工程と、前記乾燥塗膜
   に３００℃以上の加熱を施しながらオゾンを伴う紫外線
   を照射し、前記有機金属化合物を分解させ析出した金属
   で結着した導体を形成することを特徴とする導体の形成
   方法。