JPH02230605A - 導体ペースト組成物及びセラミックス基板 - 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、導体ペースト組成物に関するものである． ［従来の技術］ アルミナ粉末等を原料粉末として製造されるセラミック
ス基板用の配線等に使用される従来の導体ペーストは特
公昭６１−５１３６１号公報や特開昭６１−７７６４１
号公報によって提案さわている，しかしこれらの導体ペ
ーストは予め焼結され固化したアルミナ製等のセラミッ
クス基板の上に形成されて該導体ペーストを焼結させる
ように設計されているため、グリーンシートに印刷し、
同時に焼成すると導体にクラックや剥離を発生したり，
導体ペースト中に含有されたガラスフリットが導体表面
をグレーズ化して覆い、導体の半田濡れ性を低下させる
等の問題がある。

また、グリーンシート中の有機バインダーが完全に分解
する以前に導体ペースト中に含有されたガラスフリット
が軟化し、分解ガスの飛散を妨げるため、分解ガス圧に
より導体表面が風船のように膨張する現象（ブリスタ）
が発生したりするという問題がある。

更に上記、従来の導体ペーストを多層セラミックス基板
の内部導体用として使用した場合は、前記したように有
機バインダーが完全に分解する前に、導体ペースト中に
含有されたガラスフリットがグレーズ化、分解ガスの飛
散を妨げるため、導体上層の多層セラミックス基板が風
船のように膨張する現象いわゆるブリスタが発生する．
更に導体と多層セラミックス基板との接着力が不充分な
ため、導体と多層セラミックス基板の絶縁層との界面に
空隙の発生する現象（デラミネーション）が発生すると
いう問題点がある。

【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
体ペースト組成物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
、「セラミックス基板用のグリーンシートの表面又は焼
成後のセラミックス基板の表面に形成され、焼成される
導体ペースト組成物であって重量％表示で実質的に、 Ａｇ粉末　　　　　　　　　　４５〜９５Ｐｄ粉末　　
　　　　　　　　２〜４５６０≦Ａｇ＋　Ｐｄ≦９９ 結晶化ガラスフリット　　１〜４０ ガラスフリット　　　　０〜３９ 結晶化ガラスフリット＋ガラスフリット≦４０ からなることを特徴とする表面導体用ペースト組成物」
と多層セラミックス基板に使用される内部導体用ペース
ト組成物であって、重量％表示で固形分が実質的に Ａｇ８０〜９９．５ Ｐｄ　　　　　　　　　　　　Ｑ〜２ｏ６０≦Ａｇ＋Ｐ
ｄ≦９９．５ 結晶化ガラスフリット　０．５〜２ｏ ガラスフリット　　　　０〜１９．５ 結晶化ガラスフリット＋ガラスフリット≦２０ からなることを特徴とする内部導体用ベースト組成物」
等を提供するものである。

以下本発明について詳細に説明する。本発明は、セラミ
ックス基板の表面導体用ペースト組成物及び内部導体用
ペースト組成物等のに関するものである。

尚％は特に記載しない限り、重量％を意味する。

最初に表面導体用ペーストについて述べることにする。

本発明の表面導体用ペーストとは多層セラミックス基板
用に、複数枚積層されたグリーンシートの表面に部品搭
載用のパッド等の導体を形成するため、印刷等の方法に
より形成され、当該グリーンシートとともに焼成される
ものである． 尚本発明の表面導体用ペーストの形成は上記グリーンシ
ートを積層する前でも積層後であっても良い． この表面導体用ペースト組成物は、Ａｇ（銀）粉末、Ｐ
ｄ　（パラジュウム）粉末を含有しており、固形分が実
質的に Ａｇ粉末　　　　　　　　　　　　　４５〜９５％Ｐｄ
粉末　　　　　　　　　　　　　２〜４５％６０≦Ａｇ
＋Ｐｄ≦９９％ 結晶化ガラスフリット　　　　　１〜４０％ガラスフリ
ット　　　　　　　０〜３９％結晶化ガラスフリット＋
ガラスフリット≦４０ であり、順次これらについて説明する。

表面導体は、内部導体と異なり通常配線として使用され
ることが少な《主に部品用のパッド等に使用されるため
、シート抵抗は通常２０■Ω／口以上でも使用でき、４
０　ｔｓΩ／口以下の範囲が好ましい．これを前提とし
て説明する。

Ａｇ及びＰｄは、導体を構成する成分であり、Ａｇ扮末
が４５％より少ないと導体のシート抵抗値が増大するた
め、好ましくなく、９５％より多いと相対的にＰｄ扮末
量が少なくなるので好ましくない。

Ｐｄ粉末が２％より少ないとマイグレーションが発生し
やすくなるため好ましくなく、４５％より多いと導体の
シート抵抗値が高《なり好ましくない。

また、無機成分中のＡｇ及びＰｄ粉末が、合計でＧＯ％
未満の場合、シート抵抗値が大きくなるので好ましくな
く、合計で９９％より多い場合、焼成後の導体と多層セ
ラミックス基板絶縁層との接着力が低下するので好まし
《ない。

結晶化ガラスフリットは、一部が結晶化したものであり
、焼成工程において、実質的にグレーズ化することなく
、ガラスフリットの粉末が確認できる程度に結晶化した
ものである。

結晶化ガラスフリットの結晶化度が少なすぎると焼成工
程において、該結晶化ガラスフリットがグレーズ化し、
有機バインダーの分解により生成したガスが残存するた
めブリスタが発生したり、導体にクラックを発生したり
する。更にグレーズ化により、導体の半田濡れ性が低下
するので好まし《ない。

また、前記したように表面導体は２０　ｃｍΩ／口以上
が通常使用され、このことを鑑みると、この結晶化ガラ
スフリットの含有量が、１％未満では導体とセラミック
ス絶縁層との接着力が低下し、４０％を越えると導体の
シート抵抗が大きくなるのでいずれも好ましくなく、望
ましい範囲は　１〜２０％であり、特に望ましい範囲は
２〜６％である。かかる結晶化ガラスフリットの結晶と
しては、表面導体用ペースト及びグリーンシートの焼成
温度以上の融点を有するものであれば、特に限定されな
いが、グリーンシー１・中のガラスフリットと同一又は
ほぼ同一組成のガラスフリットを結晶化させたガラスフ
リットを使用すると、熱膨張係数等の特性が、グリーン
シートが焼結して出来たセラミックス絶縁層とほぼ等し
《なるので好ましい。かかる結晶化ガラスフリットは、
例えば次の様にして製造される． ＳｉＯｚ−ＡｌａＯｓ−ＢｓＯｓ−ＢａＯ−ＰｂＯ系等
のガラスフリットと結晶核とを混合し、６００〜１００
０℃で焼成し、結晶化させる。次いでこれを粉砕するこ
とにより結晶化ガラスフリットが製造される。

この結晶核としては、ＡｌａＯｓ　，Ｔｉｌｔ　，２Ａ
１ｉ０ｓ’８２０３　，Ｂａ＾１＊ＳｉｉＯｓ　　等の
少なくとも１つが使用され、その添加量は、結晶化ガラ
スフリットの総量に対して５〜７５％の範囲が好ましい
。

このようにして製造されたフリットは、ＢａＡ１ｓＳｉ
ｔＯｓ　　２Ａ１＊Ｏｓ’ＢｍＯｎ等の結晶が析出され
る。ガラスフリットは非品質のものであり、必須成分で
はないが、生産性が良く添加することができる。ガラス
フリットが３９％以上又は結晶化ガラスフリット及びガ
ラスフリットが４０％以上であると導体のシート抵抗が
大きくなるので好ましくない． 次に本発明の内部導体用ペーストについて述べることに
する． 本発明の内部導体用ペーストは、多層セラミックス基板
用にグリーンシートを複数枚用意し、各グリーンシート
の接合面に本発明の内部導体用ペーストを印刷した後、
積層して該グリーンシートとともに焼成し、上記多層セ
ラミックス基板の主に配線用である内部導体とするもの
である。そして、この内部導体用ペーストの組成は、Ａ
ｇ粉末を有し、固形分が実質的にＡｇ粉末　　　　　　
　　　　　　８０〜９９．５％Ｐｄ粉末　　　　　　　
　　　　　０．〜２０％６０％≦Ａｇ＋Ｐｄ≦９９．５
％ 結晶化ガラスフリッ　　　０．５〜２０％ガラスフリッ
ト　　　　　　　０〜ｌ９，５％結晶化ガラスフリット
→−ガラスフリット≦２０ であり、順次これらについて説明する。

内部導体は、表面導体と異なり、主に配線用として使用
されるため、通常２０ＩＩｌΩ／口以下であることが好
まし《、これを前提として説明する． Ａｇ粉末、Ｐｄ粉末は内部導体を構成する成分であり、
Ａｇ粉末が８０％より少ないと内部導体として，シート
抵抗が増大するため好まし《なく、９９．５％より多い
と相対的に結晶化ガラスフリット量などが低下するので
好ましくない。

Ｐｄ粉末は必須成分ではないが、添加したほうが、マイ
グレーションが発生しに《くなるため添加することが好
ましい。しかし、２０％より多くなるとシート抵抗が増
大するので好ましくない。

無機成分中のＡｇ扮末及びＰｄ粉末が、合計で６０％未
満の場合、導体のシート抵抗が内部導体用としては大き
くなるので好ましくな《、合計で９９．５％より多い場
合には、相対的に結晶化ガラスフリット量が低下するた
め焼成後の導体と多層セラミックス基板との接着力が低
下し、デラミネーションが発生するので好ましくない。

内部導体用ペーストに使用する結晶化ガラスフリットは
、前記表面導体用ペーストに使用する結晶化ガラスフリ
ットと同様に、一部が結晶化したものであり、焼成工程
において実質的にグレーズ化することなく、ガラスフリ
ットの粉末が確認できる程度に結晶化したものである。

結晶化ガラスフリットの結晶化度が少なすぎると、焼成
工程においてフリットがグレーズ化し、有機バインダー
の分解により生成したガスが残存するため、ブリスタを
発生したり、内部導体にクラックを発生したりするため
好まし《ない。

この結晶化ガラスフリットの含有量が０．５％未満では
、内部導体と多層セラミックス基板の絶縁層との接着力
が低下し゜、２０％を越えると内部導体のシート抵抗が
大きくなるので、いずれも好ましくない。望ましい範囲
は０。５〜６％であり、特に望ましい範囲は０．５〜３
％である。

かかる結晶化ガラスフリットの結晶については前述した
ように作製される。また、ガラスフリットについては前
述した如くであり、ガラスフリットが１９．５％又は結
晶化ガラスフリット及びガラスフリットが２０％以上で
あると導体のシート抵抗が太き《なるので好ましくない
。

尚、本発明の表面導体用ベースｌ・と内部導体用ペース
トは、Ｍｇ，　Ｃａ，　Ｓｒ，　Ｂａ，　Ｎａ，　Ｋ，
　Ｆｅ，　Ｃｕ，　Ｚｎ，Ｎｉ，　Ｚｒ，Ｔｉ，　Ｓｎ
，　Ｓｂ，　Ａｌ，　ＳＬ，　Ｇａ，　Ｃｅ等を少なく
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、本発明にかかるガラスフリッ１・は非品質であり
、結晶化したものを含有しないものをいう． ［作用］ 本発明の表面導体用ベース１・、内部導体用べ−ストは
結晶化ガラスフリットを含有しているため、焼成工程に
おいてグレーズ化する量は梯めて少ない。その為導体表
面にガラス被膜が形成されないので半田濡れ性に優れた
導体が得られるものと思われる。

また、有機バインダーより発生したガスが上記理由によ
り離脱し易いのでので、残留ガスによる導体のクラック
，ブリスタも生じ難いものと思われる， ［実施例］ アルミナ、ジルコン等の耐火物フィラーとガラスフリッ
トを表−１のＮｏ．　ｌ〜ｌ５に示した割合で調合し、
粉砕装置により粉砕兼混合した。

次いでこれらに有様バインダーとしてメチルメタクリレ
ート樹脂，可塑剤としてフタル酸ジブチル並びに溶剤と
してトルエンを添加し、混練して粘度１００００〜３０
０００　ｃｐｓのスラリーを作成した。次いでこのスラ
リーを約０．２ｍｍ厚のシートにした後、７０℃で２時
間乾燥しグリーンシートを作製した． 一方これとは別に本発明の表面導体用ペースト組成を表
−３に、内部導体用ペーストを表一４にそれぞれ記載し
た。

これらに基づき、Ａｇ粉末及びＰｄ粉末、結晶化ガラス
フリットを調合し、これに印刷性を付与するためにエチ
ルセルロース樹脂、プチルカルビトールからなる有機ビ
ヒクルを添加し、アルミナ磁製乳鉢中で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。

結晶化ガラスフリットは予め表−３、表−４のｋｌ−１
５に示した割合でガラスフリットと結晶核をアルミナ磁
製乳鉢中で粉砕兼ａ合し、９５０℃、１時間焼成し、こ
れをアルミナ磁製乳鉢中で粉砕して使用した。

結晶化ガラスフリッ１−と表−３、表−４のガラスフリ
ットの作製に使用したガラスフリット組成は表−２に示
した。

この様にして作製した導体ペーストを使用し、予め作製
してあるグリーンシート上にスクリーン印刷し、２０ｕ
ｍ厚のペースト層を形成し、９００℃、６時間空気中で
焼成し多層セラミックス基板を得た． この多層セラミックス基板のうち表−３表面導体用ペー
ストを使用したものについて、表面導体の剥離，クラッ
ク等の欠陥の有無，半田濡れ性，導体の多層セラミック
ス基板への接着性を示すビール強度．導体のシート抵抗
値を測定した。

その結果を表−３の下段に示し、試験に用いたグリーン
シートの組成番号（Ｎ［Ｌ）を併記した。

表−３から明らかな如《、本発明による表面導体ペース
ト組成物は、表−３の実施例からわかる通り、剥離，ク
ラック等の欠陥を発生せず、半田濡れ性９０％以上、ビ
ール強度（初期値）　３．　０　ｋｇ／　２ｍｍ口以上
、シート抵抗４０ＩｌｌΩ／口以下という優れた特性を
示した。

また、前記の焼成し得られた多層セラミックス基板の内
部導体に表−４の内部導体用ペーストを使用したものに
ついては、内部導体のクラック，ブリスタ，デラミネー
ション等の欠陥の有無、導体のシート抵抗値を評価した
。

本発明の内部導体用ベース］・組成物は、表＝４から明
らかな如く、導体のクラック，ブリスタ　，デラミネー
ション等の欠陥を有せず、導体のシ一ト抵抗２０　ｍΩ
／口以下という優れた特性を示した。

表−１ グリーンシート組成 表−２　ガラスフリッ１・の組成 ［発明の効果］ 本発明の表面導体用ペーストは、焼成後、セラミックス
基板の絶縁層表面よりの剥離，クラック，ブリスタ等の
欠陥がなく、半田濡れ性，セラミックス基板への接着力
に優れ、シート抵抗値も４０　ｒａΩ／口以下の優れた
電気的特性を示した． また、本発明の内部導体用ペーストは、焼成後の多層セ
ラミックス基板の層間にクラック，ブリスタ，デラミネ
ーション等の欠陥の無い導体を形成できるだけではなく
、導体のシート抵抗が２０＠Ω／口以下という優れた電
気特性を示すという優れた効果を有し、多層セラミック
ス基板用内部導体用ペーストに適している。

以上により本発明の工業的価値は多大である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス基板用のグリーンシートの表面又は
   焼成後のセラミックス基板の表面に形成され、焼成され
   る導体ペースト組成物で あって固形分が重量％表示で実質的に、 Ａｇ粉末４５〜９５ Ｐｄ粉末２〜４５ ６０≦Ａｇ＋Ｐｄ≦９９ 結晶化ガラスフリット１〜４０ ガラスフリット０〜３９ 結晶化ガラスフリット＋ガラスフリット ≦４０ からなることを特徴とする表面導体用ペースト組成物。
2. （２）多層セラミックス基板に使用される内部導体用ペ
   ースト組成物であって、固形分が重量％表示で実質的に Ａｇ８０〜９９．５ Ｐｄ０〜２０ ６０≦Ａｇ＋Ｐｄ≦９９．５ 結晶化ガラスフリット０．５〜２０ ガラスフリット０〜１９．５ 結晶化ガラスフリット＋ガラスフリット ≦２０ からなることを特徴とする内部導体用ペースト組成物。
3. （３）第１項記載の表面導体用ペースト組成物と第２項
   記載の内部導体用ペースト組成物の少なくとも一方を使
   用して焼成されたセラミックス基板。