JPH04206401A - Inner layer silver paste composite material for low temperature baked multiple layer board - Google Patents
Inner layer silver paste composite material for low temperature baked multiple layer boardInfo
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- JPH04206401A JPH04206401A JP2338317A JP33831790A JPH04206401A JP H04206401 A JPH04206401 A JP H04206401A JP 2338317 A JP2338317 A JP 2338317A JP 33831790 A JP33831790 A JP 33831790A JP H04206401 A JPH04206401 A JP H04206401A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、低温焼成多層基板用の内層銀ペースト組成物
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an inner layer silver paste composition for low temperature fired multilayer substrates.
従来の技術
従来、グリーンシート上に導体ペーストを印字、乾燥し
、それらを積層して加圧、焼成する多層基板として、ア
ルミナグリーンシート上にM。Conventional technology Conventionally, a conductive paste is printed on a green sheet, dried, and then laminated, pressed, and fired to form a multilayer substrate.M is printed on an alumina green sheet.
やWのペーストを使用して多層基板とするものが代表的
であった。しかしながら、アルミナグリーンシートより
もより低温の800℃〜1000℃で焼成可能なグリー
ンシートが製造されるようになり、それに適合する導体
ペーストが求められるようになっている。A typical example was a multilayer board using a paste of or W. However, green sheets that can be fired at temperatures of 800° C. to 1000° C., which are lower than those of alumina green sheets, are now being manufactured, and a conductive paste that is compatible with the green sheets is being sought.
発明が解決しようとする課題
800℃〜1000℃で焼成可能なグリーンシートは一
般にアルミナ粉末にガラス粉末、バインダー樹脂、可塑
材、溶剤等を混合してスラリー状態として後グリーンシ
ートとされる。このグリーンシート上に導体ペーストを
印刷乾燥し、これらを積層して加熱圧着させた後に焼成
される。Problems to be Solved by the Invention Green sheets that can be fired at 800 to 1000 degrees Celsius are generally made into a slurry by mixing alumina powder with glass powder, binder resin, plasticizer, solvent, etc., and then used as green sheets. A conductive paste is printed and dried on this green sheet, and these are laminated and bonded under heat and pressure, and then fired.
しかし、このような低温焼成多層基板の場合には、従来
のアルミナ基板を用いるハイブリッドICに用いられて
いた既存のAg、Ag/Pd、Ag/Pt、AuやCu
ペーストを用いて配線材料とした時、種々の問題が発生
する。その主な問題点は、
(1)層間での剥離現象、いわゆるデラミネーションの
発生
(2) 基板のソリやフクレ
である。これらは、基板材料と導体材料の焼結時期がミ
スマツチすることによって発生するのが主要な要因と考
えられる。本発明は、基板材料と導体材料の焼結時期が
ミスマツチするのを防ぎ、このことによって上記問題点
を解決する為の内層導体ペーストを提供するこ七を目的
とするものである。However, in the case of such low-temperature fired multilayer substrates, existing Ag, Ag/Pd, Ag/Pt, Au, and Cu materials used in hybrid ICs using conventional alumina substrates cannot be used.
When paste is used as a wiring material, various problems occur. The main problems are (1) occurrence of delamination phenomenon, so-called delamination, and (2) warping and blistering of the substrate. The main cause of these problems is considered to be a mismatch in the timing of sintering the substrate material and the conductor material. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inner layer conductor paste that prevents the sintering timings of the substrate material and the conductor material from mismatching, thereby solving the above-mentioned problems.
課題を解決するための手段
本発明は、銀粉末100重量部に対し、(1)軟化点が
300℃ないし450℃の低軟化点ガラスフリットを3
〜8重量部、
(2) 軟化点が580℃ないし850℃の高軟化点
ガラスフリットを5〜20重量部、
(3)アルミナ粉末、ジルコニア粉末、あるいはマグネ
シア粉末の1種以上を1〜5重量部、を含有してなる低
温焼成多層基板用の内層銀ペースト組成物である。Means for Solving the Problems The present invention provides that (1) 3 parts of low softening point glass frit with a softening point of 300°C to 450°C is added to 100 parts by weight of silver powder.
~8 parts by weight, (2) 5 to 20 parts by weight of high softening point glass frit with a softening point of 580°C to 850°C, (3) 1 to 5 parts by weight of one or more of alumina powder, zirconia powder, or magnesia powder. This is an inner layer silver paste composition for a low-temperature fired multilayer board, comprising:
作用
本発明の特徴は、軟化点の異なる、すなわち低軟化点(
300〜450℃)と高軟化点く580〜850℃)の
カラスフリットを併用することにあり、且つアルミナ粉
末、ジルコニア粉末、あるいはマグネシア粉末の1種以
上を添加することにある。Function The present invention is characterized by having different softening points, that is, low softening points (
300 to 450°C) and a glass frit with a high softening point of 580 to 850°C), and at least one of alumina powder, zirconia powder, or magnesia powder is added.
低軟化点のカラスフリットは、500℃前後の焼結初期
段階で内層銀ペーストとグリーンシートとの結合を起こ
さしめる働きをすると考えられる。従って、軟化点を3
00〜450℃の範囲に限定したのは、300℃より下
では流動性のあるガラスを製造することが困難であり、
一方450℃を超えると内層銀ペーストの500℃前後
の焼結初期段階でガラスの流動性が不充分な為グリーン
シートとの結合が充分に行なわれない為である。It is thought that the glass frit with a low softening point functions to cause the inner layer silver paste to bond with the green sheet at the initial stage of sintering at around 500°C. Therefore, the softening point is 3
The reason for limiting the temperature range to 00 to 450°C is that it is difficult to produce glass with fluidity below 300°C.
On the other hand, if the temperature exceeds 450°C, the fluidity of the glass is insufficient at the initial stage of sintering the inner layer silver paste at around 500°C, so that the bonding with the green sheet cannot be achieved sufficiently.
しかし、低軟化点のみのガラスフリットを内層ペースト
に用いると焼結初期段階では結合に寄与するが、高温に
なってくると内層銀ペーストの焼結がグリーンシートよ
りも早過ぎる為、焼結収縮によって内層銀とグリーンシ
ートとの間に間隙が生じ、いわゆるデラミイ、−ジョン
の発生となる。However, if glass frit with only a low softening point is used as the inner layer paste, it will contribute to bonding in the initial stage of sintering, but as the temperature increases, the inner layer silver paste will sinter faster than the green sheet, resulting in sintering shrinkage. As a result, a gap is created between the inner silver layer and the green sheet, resulting in the occurrence of so-called delamination.
高軟化点のカラスフリットは、焼結初期段階ではグリー
ンシートと反応せず一種のフィラー成分と考えられるが
、高温度になるとグリーンシートと反応して接合強度を
高める。ここで軟化点の範囲を580〜850℃と限定
したのは、580℃より下だと、焼結初期段階でフィラ
ー成分としての役割を果たしえず、焼結初期よりも早く
内層銀ペーストの焼結を起こしてデラミネーションの発
生が起こりやすくなるからである。一方、軟化点が85
0℃よりも高いと高温域での焼成過程でガラスとしての
グリーンシートとの結合が生じにくくなるからである。Glass frit, which has a high softening point, does not react with the green sheets in the early stages of sintering and is considered a kind of filler component, but at high temperatures it reacts with the green sheets and increases the bonding strength. The reason why the softening point range was limited to 580 to 850°C is that if it is below 580°C, it cannot play the role as a filler component in the early stage of sintering, and the inner layer silver paste sinters earlier than in the early stage of sintering. This is because delamination is more likely to occur due to the formation of knots. On the other hand, the softening point is 85
This is because if the temperature is higher than 0°C, bonding with the green sheet as glass becomes difficult to occur during the firing process in the high temperature range.
このように、低軟化点と高軟化点のガラスをバランスよ
く配合することで、デラミネーションの発生はかなり抑
制されることが分かった。しかし、種々検討を進める中
で、内層銀ペーストの印刷面積が小さいと(例えば、1
00μm〜1曜のライン等)、上記ガラスを併用するこ
とでデラミネーションの発生は認められなかったものの
、面積が51Wl×51m1以上と大きくなってくると
デラミネーションの発生が起こる場合があった。アルミ
ナ粉末、ジルコニア粉末、あるいはマグネシア粉末は、
内層銀ペーストのグリーンシート上への印刷面積が大き
い場合でも、デラミネーションの発生を起こさせない為
に添加するものである。それは、これらの粉末が内層銀
ペーストの焼結を抑え、印刷面積が大きくなって焼結収
縮が大きくなっても、その収縮を抑えることによるもの
と考えられる。低軟化点のガラスフリット配合量を3〜
8重量部としたのは、3重量部より少ないと焼結初期段
階でグリーンシートとの結合が充分ではなく、又、8重
量部を超えると焼結収縮が著しくデラミネーションの発
生が避けられなくなるからである。高軟化点のガラスフ
リット配合量を5〜20重量部としたのは、5重量部よ
り少ないと高温度でのグリーンシートとの接合強度が充
分ではなく、又、20重量部を超えると、内層銀の抵抗
地が太き(なり過ぎるからである。アルミナ粉末、ジル
コニア粉末、あるいはマグネシア粉末の配合量を1〜5
重量部としたのは、1重量部より少ないと、フィラーと
しての効果か充分ではなく、又、5重量部を超えると、
内層銀の抵抗値が大きくなり過ぎるからである。低軟化
点カラスフリット及び高軟化点カラスフリットの組成は
、特に限定されるものではなく、ホウケイ酸系、ホウケ
イ酸鉛系、ホウケイ酸亜鉛系、ホウケイ酸鉛亜鉛系等い
ずれでも良く、又、非晶質、結晶質のどちらでもよい。In this way, it was found that the occurrence of delamination can be significantly suppressed by blending glasses with low softening points and glasses with high softening points in a well-balanced manner. However, as we proceeded with various studies, we found that the printing area of the inner layer silver paste was small (for example, 1
Although no delamination was observed when the above-mentioned glasses were used in combination (such as lines of 00 μm to 1 day), delamination sometimes occurred when the area became larger than 51 Wl×51 m1. Alumina powder, zirconia powder, or magnesia powder is
This is added to prevent delamination from occurring even when the printing area of the inner layer silver paste on the green sheet is large. This is thought to be because these powders suppress sintering of the inner layer silver paste, and even if the printed area becomes large and sintering shrinkage increases, the shrinkage is suppressed. The amount of glass frit with a low softening point is 3~
The reason why the amount is 8 parts by weight is that if it is less than 3 parts by weight, the bonding with the green sheet will not be sufficient in the initial stage of sintering, and if it exceeds 8 parts by weight, sintering shrinkage will be significant and delamination will inevitably occur. It is from. The reason for setting the content of high softening point glass frit to 5 to 20 parts by weight is that if it is less than 5 parts by weight, the bonding strength with the green sheet at high temperatures will not be sufficient, and if it exceeds 20 parts by weight, the inner layer This is because the silver resistance layer is too thick (too thick).
The reason why it is expressed as parts by weight is that if it is less than 1 part by weight, the effect as a filler will not be sufficient, and if it exceeds 5 parts by weight,
This is because the resistance value of the inner layer silver becomes too large. The composition of the low softening point glass frit and the high softening point glass frit is not particularly limited, and may be any one of borosilicate type, lead borosilicate type, zinc borosilicate type, lead zinc borosilicate type, etc. It can be either crystalline or crystalline.
又、これらの粉末の粒径は、通常のハイブリットIc等
に用いられる厚膜ペーストと同程度でよ<、0.1〜1
0μmのものが使用される。In addition, the particle size of these powders is about the same as that of thick film paste used for ordinary hybrid ICs, etc.
0 μm is used.
実施例
以下、本発明の一実施例について説明する。銀粉末10
0重量部に対し、低軟化点ガラスフリットとして日本電
気硝子■製LS−0803(軟化点350℃)、高軟化
点ガラスフリットとして日本電気硝子輛製GA−1(軟
化点595℃)、及びアルミナ粉末をそれぞれ添加量を
変えて加え、それら無機物100重量部に対し、有機ビ
ヒクル(エチルセルロースのターピネオール溶り20重
量部を加えて混合して資料式1〜16の銀ペーストを作
成した。表1にこれら資料式1〜16の低軟化点ガラス
フリット、高軟化点カラスフリ・ソト及びアルミナ粉末
の配合部数を記載した。EXAMPLE An example of the present invention will be described below. silver powder 10
0 parts by weight, LS-0803 manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. (softening point 350°C) as a low softening point glass frit, GA-1 manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. (softening point 595°C) as a high softening point glass frit, and alumina. The powders were added in different amounts, and 20 parts by weight of an organic vehicle (ethyl cellulose dissolved in terpineol) was added to 100 parts by weight of these inorganic substances and mixed to create silver pastes of data formulas 1 to 16. The blended parts of low softening point glass frit, high softening point Karasufuri Soto, and alumina powder of these data formulas 1 to 16 are listed.
(以 下 余 白)
これらのペーストをセラミックーカラスグリーンシート
上にスクリーン印刷をし、乾燥した。なお、印刷パター
ンは、0.11〜1m幅のライン及び1. mm X
1 mm〜20 +nm X 20口のパッドを用いた
。然る後に、このグリーンシート8枚を加熱圧着して焼
成した。焼成は箱型炉を用い、400℃2時間で脱バイ
ンダーを行なった後にベルト式焼成炉を用い、基板の投
入から出口まで(インアウト)1時間でピーク900℃
×10分で行なった。(Margins below) These pastes were screen printed onto ceramic crow green sheets and dried. Note that the printing pattern consists of lines with a width of 0.11 to 1 m and 1. mm
A pad of 1 mm to 20 + nm x 20 openings was used. Thereafter, the eight green sheets were heat-pressed and fired. Firing was carried out using a box-type furnace, and after removing the binder at 400°C for 2 hours, a belt-type firing furnace was used to reach a peak temperature of 900°C in 1 hour from input of the substrate to exit (in-out).
x It was done in 10 minutes.
なお、デラミネーション欄の×、△、○はそれぞれ、
×;基板焼成後、基板の膨れが著しいく商品として不可
)
△:基板焼成後、基板の膨れは認められないが、電子顕
微鏡で断面を観察するとデラミネーションが認められる
(商品として不可)
○:基板焼成後、基板の膨れも電子顕微鏡による観察で
もデラミネーションは認められない(商品として良)
を示している。In addition, ×, △, and ○ in the delamination column are respectively ×: After firing the board, the board swelled significantly and cannot be used as a product.) △: After firing the board, no bulge was observed on the board, but the cross section was examined using an electron microscope. Delamination is observed when observed (not acceptable as a product). ○: After the substrate is fired, neither swelling of the substrate nor delamination is observed when observed using an electron microscope (good as a product).
上記資料NQI〜16において、低軟化点、高軟化点の
ガラスフリットの軟化点を変え、アルミナ粉末に変えて
ジルコニア粉末、マグネシア粉末を用いて検討した。そ
の結果を表2に示した。In the above-mentioned document NQI-16, studies were conducted by changing the softening points of glass frits with low softening points and high softening points, and using zirconia powder and magnesia powder instead of alumina powder. The results are shown in Table 2.
(以 下 余 白)
なお、低軟化点ガラスフリットは5重量部、高軟化点ガ
ラスフリットは10重量部、ジルコニア、マグネシア粉
末は3重量部をそれぞれ銀100重量部に対し用いた。(Margin below) Note that 5 parts by weight of the low softening point glass frit, 10 parts by weight of the high softening point glass frit, and 3 parts by weight of the zirconia and magnesia powders were each used for 100 parts by weight of silver.
発明の効果
本発明の低温焼成多層基板用の内層銀ペースト組成物は
、低軟化点ガラスフリットと高軟化点ガラスフリットと
を併用し、更にフィラー成分としてアルミナ粉、ジルコ
ニア粉あるいはマグネシア粉を含有したものであり、こ
れを用いることにより、デラミネーションや基板の膨れ
が全(発生しない低温焼成多層基板を製造することが出
来るようになる。Effects of the Invention The inner layer silver paste composition for a low-temperature fired multilayer substrate of the present invention uses a low softening point glass frit and a high softening point glass frit in combination, and further contains alumina powder, zirconia powder, or magnesia powder as a filler component. By using this method, it becomes possible to manufacture a low-temperature fired multilayer substrate in which no delamination or bulging of the substrate occurs.
Claims (1)
スフリットを3〜8重量部、 (2)軟化点580℃ないし850℃の高軟化点ガラス
フリットを5〜20重量部、 (3)アルミナ粉末,ジルコニア粉末、あるいはマグネ
シア粉末の1種以上を1〜5重量部、 を含有してなる低温焼成多層基板用の内層銀ペースト組
成物。[Claims] For 100 parts by weight of silver powder, (1) 3 to 8 parts by weight of a low softening point glass frit with a softening point of 300°C to 450°C, (2) a high softening point of 580°C to 850°C. An inner layer silver paste composition for a low-temperature fired multilayer substrate, comprising: 5 to 20 parts by weight of softening point glass frit; (3) 1 to 5 parts by weight of one or more of alumina powder, zirconia powder, or magnesia powder. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2338317A JPH04206401A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Inner layer silver paste composite material for low temperature baked multiple layer board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2338317A JPH04206401A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Inner layer silver paste composite material for low temperature baked multiple layer board |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206401A true JPH04206401A (en) | 1992-07-28 |
Family
ID=18316999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2338317A Pending JPH04206401A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Inner layer silver paste composite material for low temperature baked multiple layer board |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04206401A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012111478A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 株式会社 村田製作所 | Conductive paste and solar cell |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2338317A patent/JPH04206401A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012111478A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 株式会社 村田製作所 | Conductive paste and solar cell |
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