JPH0440802B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0440802B2 JPH0440802B2 JP60129464A JP12946485A JPH0440802B2 JP H0440802 B2 JPH0440802 B2 JP H0440802B2 JP 60129464 A JP60129464 A JP 60129464A JP 12946485 A JP12946485 A JP 12946485A JP H0440802 B2 JPH0440802 B2 JP H0440802B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- copper
- acid
- weight
- organic compound
- Prior art date
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- Paints Or Removers (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はセラミツク基板との接着力に優れた導
電被膜を形成するための厚膜導体組成物の改善に
関する。 〔従来の技術〕 厚膜導体組成物は、銀、金、白金、パラジウム
等の貴金属の単体、これらの合金のうちの少なく
とも一つの粉末65〜93重量％と、ガラス粉末及
び／又は酸化ビスマス粉末0.5〜５重量％を、有
機酸ビヒクル6.5〜30重量％と共に混練したペー
スト状の組成物で、セラミツク基板上にスクリー
ン印刷等の手段を塗布し、750〜950℃の温度で焼
成すれば、上記貴金属及び／又は合金粉末はガラ
ス及び／又は酸化ビスマスを介して基板上に固着
され、導電被膜を形成するようになつており、半
導体素子を接合するための被膜形成用に、又、電
気回路や抵抗体の電極用等によく用いられてい
る。このような導電被膜のセラミツク基板との接
着力は重要な特性であり、この接着力はCuO、
Cu2Oを少量添加することにより改善される。と
ころがCuO、Cu2Oを添加した厚膜導体組成物に
より導電被膜を形成すると、該被膜表面に微小な
黒色斑点が現われることがある。この斑点は分析
の結果、酸化銅であることが判明し、添加した
CuO、Cu2O粉末が均一に分散されていないため
ではないかと考えられるが、このような斑点の存
在は外観上好ましくないばかりでなく、半田の付
着を妨げ、半導体単子の接合の障害となるので、
斑点を形成する恐れが無い組成物が望まれてい
た。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、上記従来の欠点を解消し、導
電被膜に酸化銅の斑点を生じる恐れのない厚膜導
体組成物を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的を達成するため本発明の組成物は、
CuO、Cu2O粉末を用いる代わりに銅有機化合物
を用い、該塩をCuO換算で0.2〜５重量％含有せ
しめた点に特徴がある。 本発明に用いることができる銅有機化合物とし
て、ステアリン酸、オレイン酸、酪酸、蟻酸、乳
酸、ラウリン酸、サルチル酸、クエン酸、シユウ
酸、酒石酸、ナフテン酸、オクチル酸、安息香
酸、アセチルアセトン等の銅塩が挙げられる。こ
れらの銅有機化合物は通常固体であり、適当な有
機溶媒に溶解して添加する。 通常の厚膜組成物には有機質ビヒクルとして、
エチルセルロースをターピネオール、ブチルカル
ビトールアセテート等の溶媒に溶解したものが用
いられるが、この溶媒に溶解される銅有機化合物
は固体のまゝ添加しても良い。この溶媒に溶解し
ない銅有機化合物の溶解にはエタノール、メタノ
ール等のアルコール類、ピリジン、エーテル、ベ
ンゼン等を用いるとよい。蒸発し易い溶媒を用い
ると、大気中で組成物を製造する際に該溶媒が蒸
発して銅有機化合物が析出するが、析出粒子が微
細になるので何ら差支えはない。 本発明において銅有機化合物はCuO換算で0.2
〜５重量％含有せしめる必要がある。0.2重量％
未満では焼成膜と基板との接着力が充分でなく、
又、５重量％を超えると焼成膜の半田の濡れ性が
低下したり、半導体素子の接合性が低下したりす
るからである。 このような銅有機化合物を含有する厚膜導体組
成物をセラミツク基板に塗布し、乾燥後750〜950
℃で焼成すると銅有機化合物は分解して酸化銅と
なるが、前記乾燥により銅有機化合物が乾燥膜中
に均一に分散析出される結果、視認し得る大きさ
の斑点を形成することは無い。又、この酸化銅が
均一に分散された状態で生成する結果、焼成膜と
セラミツク基板との間に介在する酸化銅の分布も
又均一となり、強度のバラツキを小さくする効果
もある。 〔実施例〕 平均粒径2μmの粒状金粉、平均粒径3μmの銀粉
及び平均粒径0.1μmのパラジウム粉を用い、平均
粒径3.4μmの硼硅酸沿ガラス（Pbo60、B2O310、
SiO230各重量％）粉末と、酸化銅源とターピネ
オールにエチルセルロースを12重量％含有せしめ
た有機酸ビヒクルとを３本ロールミルで混練して
ペースト状とし、該ペーストを2.5cm角のAl2O3基
板上に10mm角のパターンでスクリーン印刷し、
125℃で10分間乾燥後、金ペーストは900℃、銀−
パラジウム及び銀ペーストは850℃で焼成し、焼
成膜の外観、特性を評価した。金被膜は外観と、
Siチツプとの接合性、銀−パラジウム及び銀被膜
は外観と、半田濡れ性を評価した。Siチツプとの
接合性、半田濡れ性は次のような試験に依つた。 (i) Siチツプとの接合性 ダイボンダーを用いて上記金被膜上に1.5mm
角のSiチツプを接合した後、該Siチツプの剥離
強度を測定した。この強度が５Kg以上を〇、２
Kg以下を×、中間を△とした。 (ii) 半田濡れ性 230℃の半田溶上にAl2O3基板を浮べ、被膜
上にフラツクスを滴下し、直径４mm、高さ2.85
mmの60Sn／40Pb半田ペレツトを乗せて半田を
10秒間熔融し、冷却後半田の広がりの大きさを
測定した。直径６mm以上を〇、５mm以下を×と
し、中間を△とした。 又、外観の評価は、酸化銅源無添加のものを
標準試料として比較の基準とし、変色、色ムラ
のあるものは△、斑点が視認されるものを×、
標準試料と同等と認められるものを〇とした。 ペースト組成及び焼成膜の評価結果と第１表に
まとめて示す。
電被膜を形成するための厚膜導体組成物の改善に
関する。 〔従来の技術〕 厚膜導体組成物は、銀、金、白金、パラジウム
等の貴金属の単体、これらの合金のうちの少なく
とも一つの粉末65〜93重量％と、ガラス粉末及
び／又は酸化ビスマス粉末0.5〜５重量％を、有
機酸ビヒクル6.5〜30重量％と共に混練したペー
スト状の組成物で、セラミツク基板上にスクリー
ン印刷等の手段を塗布し、750〜950℃の温度で焼
成すれば、上記貴金属及び／又は合金粉末はガラ
ス及び／又は酸化ビスマスを介して基板上に固着
され、導電被膜を形成するようになつており、半
導体素子を接合するための被膜形成用に、又、電
気回路や抵抗体の電極用等によく用いられてい
る。このような導電被膜のセラミツク基板との接
着力は重要な特性であり、この接着力はCuO、
Cu2Oを少量添加することにより改善される。と
ころがCuO、Cu2Oを添加した厚膜導体組成物に
より導電被膜を形成すると、該被膜表面に微小な
黒色斑点が現われることがある。この斑点は分析
の結果、酸化銅であることが判明し、添加した
CuO、Cu2O粉末が均一に分散されていないため
ではないかと考えられるが、このような斑点の存
在は外観上好ましくないばかりでなく、半田の付
着を妨げ、半導体単子の接合の障害となるので、
斑点を形成する恐れが無い組成物が望まれてい
た。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、上記従来の欠点を解消し、導
電被膜に酸化銅の斑点を生じる恐れのない厚膜導
体組成物を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的を達成するため本発明の組成物は、
CuO、Cu2O粉末を用いる代わりに銅有機化合物
を用い、該塩をCuO換算で0.2〜５重量％含有せ
しめた点に特徴がある。 本発明に用いることができる銅有機化合物とし
て、ステアリン酸、オレイン酸、酪酸、蟻酸、乳
酸、ラウリン酸、サルチル酸、クエン酸、シユウ
酸、酒石酸、ナフテン酸、オクチル酸、安息香
酸、アセチルアセトン等の銅塩が挙げられる。こ
れらの銅有機化合物は通常固体であり、適当な有
機溶媒に溶解して添加する。 通常の厚膜組成物には有機質ビヒクルとして、
エチルセルロースをターピネオール、ブチルカル
ビトールアセテート等の溶媒に溶解したものが用
いられるが、この溶媒に溶解される銅有機化合物
は固体のまゝ添加しても良い。この溶媒に溶解し
ない銅有機化合物の溶解にはエタノール、メタノ
ール等のアルコール類、ピリジン、エーテル、ベ
ンゼン等を用いるとよい。蒸発し易い溶媒を用い
ると、大気中で組成物を製造する際に該溶媒が蒸
発して銅有機化合物が析出するが、析出粒子が微
細になるので何ら差支えはない。 本発明において銅有機化合物はCuO換算で0.2
〜５重量％含有せしめる必要がある。0.2重量％
未満では焼成膜と基板との接着力が充分でなく、
又、５重量％を超えると焼成膜の半田の濡れ性が
低下したり、半導体素子の接合性が低下したりす
るからである。 このような銅有機化合物を含有する厚膜導体組
成物をセラミツク基板に塗布し、乾燥後750〜950
℃で焼成すると銅有機化合物は分解して酸化銅と
なるが、前記乾燥により銅有機化合物が乾燥膜中
に均一に分散析出される結果、視認し得る大きさ
の斑点を形成することは無い。又、この酸化銅が
均一に分散された状態で生成する結果、焼成膜と
セラミツク基板との間に介在する酸化銅の分布も
又均一となり、強度のバラツキを小さくする効果
もある。 〔実施例〕 平均粒径2μmの粒状金粉、平均粒径3μmの銀粉
及び平均粒径0.1μmのパラジウム粉を用い、平均
粒径3.4μmの硼硅酸沿ガラス（Pbo60、B2O310、
SiO230各重量％）粉末と、酸化銅源とターピネ
オールにエチルセルロースを12重量％含有せしめ
た有機酸ビヒクルとを３本ロールミルで混練して
ペースト状とし、該ペーストを2.5cm角のAl2O3基
板上に10mm角のパターンでスクリーン印刷し、
125℃で10分間乾燥後、金ペーストは900℃、銀−
パラジウム及び銀ペーストは850℃で焼成し、焼
成膜の外観、特性を評価した。金被膜は外観と、
Siチツプとの接合性、銀−パラジウム及び銀被膜
は外観と、半田濡れ性を評価した。Siチツプとの
接合性、半田濡れ性は次のような試験に依つた。 (i) Siチツプとの接合性 ダイボンダーを用いて上記金被膜上に1.5mm
角のSiチツプを接合した後、該Siチツプの剥離
強度を測定した。この強度が５Kg以上を〇、２
Kg以下を×、中間を△とした。 (ii) 半田濡れ性 230℃の半田溶上にAl2O3基板を浮べ、被膜
上にフラツクスを滴下し、直径４mm、高さ2.85
mmの60Sn／40Pb半田ペレツトを乗せて半田を
10秒間熔融し、冷却後半田の広がりの大きさを
測定した。直径６mm以上を〇、５mm以下を×と
し、中間を△とした。 又、外観の評価は、酸化銅源無添加のものを
標準試料として比較の基準とし、変色、色ムラ
のあるものは△、斑点が視認されるものを×、
標準試料と同等と認められるものを〇とした。 ペースト組成及び焼成膜の評価結果と第１表に
まとめて示す。
【表】
【表】
第１表からCuOに代えて銅有機化合物の添加に
より外観、Siチツプ接合性、半田濡れ性が改善さ
れること、添加量が多過ぎると外観、半田濡れ性
が低下するので好ましくないことが判る。 〔発明の効果〕 本発明によれば、Siチツプ接合、半田付けに有
害な酸化銅の斑点が形成されず、セラミツク基板
との接着力の優れた導電被膜を形成することがで
きる。
より外観、Siチツプ接合性、半田濡れ性が改善さ
れること、添加量が多過ぎると外観、半田濡れ性
が低下するので好ましくないことが判る。 〔発明の効果〕 本発明によれば、Siチツプ接合、半田付けに有
害な酸化銅の斑点が形成されず、セラミツク基板
との接着力の優れた導電被膜を形成することがで
きる。
Claims (1)
- １ 銀、金、白金、パラジウム等の貴金属の単
体、これらの合金のうち少なくとも一つの粉末
と、ガラス粉末及び／又は酸化ビスマス粉末を、
有機質ビヒクルと共に混練した厚膜導体組成物に
おいて、銅有機化合物をCuO換算で0.2〜５重量
％含有することを特徴とする厚膜導体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12946485A JPS61288308A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 厚膜導体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12946485A JPS61288308A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 厚膜導体組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61288308A JPS61288308A (ja) | 1986-12-18 |
| JPH0440802B2 true JPH0440802B2 (ja) | 1992-07-06 |
Family
ID=15010138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12946485A Granted JPS61288308A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 厚膜導体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61288308A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8383011B2 (en) * | 2008-01-30 | 2013-02-26 | Basf Se | Conductive inks with metallo-organic modifiers |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3293501A (en) * | 1964-11-24 | 1966-12-20 | Sprague Electric Co | Ceramic with metal film via binder of copper oxide containing glass |
| US3763409A (en) * | 1972-04-20 | 1973-10-02 | Du Pont | Capacitor with copper containing electrode |
| US4230493A (en) * | 1978-09-22 | 1980-10-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Gold conductor compositions |
| JPS6166305A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-05 | 田中マツセイ株式会社 | 導体組成物 |
| JPS61245406A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-10-31 | 昭和電工株式会社 | 導電ペ−スト |
-
1985
- 1985-06-13 JP JP12946485A patent/JPS61288308A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61288308A (ja) | 1986-12-18 |
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