JPH0514363B2 - - Google Patents

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JPH0514363B2
JPH0514363B2 JP61102677A JP10267786A JPH0514363B2 JP H0514363 B2 JPH0514363 B2 JP H0514363B2 JP 61102677 A JP61102677 A JP 61102677A JP 10267786 A JP10267786 A JP 10267786A JP H0514363 B2 JPH0514363 B2 JP H0514363B2
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JP
Japan
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silver
conductive paste
powder
glass frit
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JP61102677A
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Masatoshi Suehiro
Susumu Echigo
Yutaka Mitsune
Masami Sakuraba
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DAIICHI KOGYO SEIYAKU KK
DOWA KOGYO KK
Original Assignee
DAIICHI KOGYO SEIYAKU KK
DOWA KOGYO KK
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、厚膜ハイブリツドIC電気回路基板
を構成するのに好適な銀を導電性付与成分とする
導電ペーストに関する。 〔従来の技術〕 厚膜ハイブリツドICの電気回路パターンを構
成するには、一般には、導電ペーストを絶縁基板
にスクリーン印刷したうえ、これを焼成すること
によつて行われる。この分野で使用される導電ペ
ーストとしては、銀パラジウム、銀白金、金など
の貴金属ペーストがよく知られている。このうち
特に銀パラジウム系がよく使用されている。この
銀パラジウム系導電ペーストは、5〜30重量%程
度のパラジウム粉末を銀粉末と共に有機分散媒に
分散させたものである。 一方、銀ペーストも良く知られている。これは
実質上銀だけを導電性付与成分とするものであり
例えばチツプコンデンサーの外部電極や普通接点
材料などに多用されている。しかし、銀単独を導
電性付与成分とする導電ペーストは厚膜ハイブリ
ツドIC基板用にはあまり使用されない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来より厚膜ハイブリツドIC基板用に使用さ
れている銀パラジウム系、銀白金系、金などの貴
金属ペーストは高価であるという基本的な問題が
ある。最も多用されている銀パラジウムペースト
は貴金属の中でも最も安価な銀を主体とするもの
であるが、パラジウムは銀価格の20倍前後の高価
なものであるから、そのパラジウム含有量に応じ
て高価とならざるを得ない。 したがつて、経済性の面から言えば、貴金属成
分としては最も安価な銀だけを導電性付与成分と
した導電ペーストが有利であるが、この場合には
次のような問題がある。すなわち銀単独の場合に
は、銀パラジウムに比べて半田に対する耐溶解性
が乏しく、ハイブリツドIC等に汎用的に用いら
れるアルミナ基板に対する接着強度が、特に熱エ
ージング後に弱い。また高温高湿下においてシル
バーマイグレーシヨンが発生するという銀固有の
性質が強く現れる。これらが、ハイブリツドIC
に用いられない主因となつている。 本発明はこのような問題の解決を目的としたも
のである。 〔問題点を解決する手段〕 本発明は、銀粉末を導電性付与成分として有機
分散媒中に分散させる導電ペーストにおいて、こ
の銀系導電ペースト中に、Bi2O3粉末を4重量%
以下、CuO粉末を0.05〜0.6重量%、MnO2粉末を
0.05〜0.5重量%、そして、軟化点が700℃以下の
ホウケイ酸鉛系ガラスフリツトを0.1〜1.5重量%
の量で分散含有させてなる厚膜ハイブリツドIC
回路用に特に適する導電ペースト組成物を提供す
るものである。 本発明の導電ペースト組成物は、Bi2O3
CuO、MnO2および軟化点が700℃以下のホウケ
イ酸鉛系ガラスフリツトを前記した配合量で銀を
導電性付与成分とする導電ペーストに配合分散さ
せたものであり、導電性付与成分としては銀だけ
を含ませたものであるにもかかわらず、半田付き
性、半田に対する耐溶解性が著しく向上し且つ熱
エージング後の接着強度の低下が少ないという優
れた効果を発揮する。特に本発明に従う導電ペー
スト組成物は、これを焼成した後の導体表面が通
常の導電ペーストの場合のようにフラツトな表面
とはならず、あたかも等高線が走つているような
模様が形成される。そして、このような模様が現
れている場合に特に耐半田溶解性および接着強度
において良好な結果を示すことが判明した。 本発明の組成物を構成するにさいしては、銀、
Bi2O3、CuO、MnO2および該ガラスフリツトは
それぞれ粒径が10μm以下、望ましくは5μm以下
の粉末を使用する。ペーストにするための分散媒
としては導電ペーストに常用されているあらゆる
ものが使用可能であるが、例えば、分散媒中の樹
脂成分としてエチルセルロースやレジン類等が、
そして樹脂成分を溶解する溶媒としては高沸点の
ターピネオール類、ブチルカルビトール、ブチル
カルビトールアセテート、ジブチルフタレート或
いは1,1,3−トリメチルペンタンジオールの
モノ及びジエステル化物等が挙げられる。銀粉末
の配合量としては応用用途に応じて50〜90重量%
の範囲とするのがよい。添加成分であるBi2O3
CuO、MnO2および該ガラスフリツトの配合量を
特許請求の範囲に記載のような範囲に定めた理由
は後述の実施例で実証するが、本発明で規制する
範囲外であると、半田に対する耐溶解性が低下す
るかおよび/または熱エージング後の接着強度が
相当に弱くなるし、場合によつては半田付き性が
極端に悪くなるからである。なお本発明組成物に
おける各成分の重量%は分散媒を含めた導電ペー
スト全体に対する重量%である。本発明に従う導
電ペースト組成物は、前記成分以外の他の添加
物、例えばZn、Ni等を性能が劣下しない範囲で
添加することも可能である。 以下に、Bi2O3、CuO、MnO2および該ガラス
フリツトの添加効果を実施例によつて個別に実証
するが、各実施例の配合量(重量%)は各成分に
ビヒクルを加えて100重量%としたときの割合で
あり、各成分はいずれも10μm以下の粉末を使用
した。またビヒクルとしては、ターピネオール溶
媒にエチルセルロースを溶解したものを使用し
た。 各導電ペーストの特性評価は次のようにして行
つた。各導電ペーストを250メツシユのスクリー
ンにて96%のアルミナの基板上にパターン印刷
し、乾燥後、850℃で焼成する。 半田付き性:2%銀入り半田の230℃浴に前記
焼成品を2秒間浸漬したときの半田付き性を、非
常に良好であつたもの(◎印)、良好であつたも
の(〇印)、やや良好であつたもの(△印)、不良
であつたもの(×印)の四段階で評価する。 耐半田溶解性:2%銀入り半田の230℃浴に前
記焼成品を10秒ごとに浸漬し、線巾250ミクロン、
アスペクト比500の導体ラインが断線するまでの
秒数で評価する。 接着強度:各導電ペーストから焼成して作成し
た2mm×2mmの導体パツドに、径が0.65mmのスズ
被覆銅線を半田にて接続した状態で150℃で62時
間の熱エージング処理を行つたあと、接続部が切
断するときの強度(Kg)を測定する。 実施例 1〜8 本例は本発明組成物のBi2O3の添加効果を示す
ものである。 銀:80重量%、CuO:0.2重量%、MnO2:0.3
重量%、軟化点が570℃のホウケイ酸鉛系ガラス
フリツト:1重量%、および表1に示す各種の配
合量のBi2O3を加え、これらに対し合計100重量
%となるようにビヒクルを添加してペーストを作
成した。これらのペーストの前記基準による評価
結果を表1に総括して示した。 表1の結果から明らかなように、Bi2O3は半田
付き性を劣下させないで接着強度を高めるのに非
常に効果があり、また耐半田溶解性も向上させる
ことができる。このような接着強度および耐半田
溶解性の向上効果は微量でも現れるが、4重量%
を超えてBi2O3を添加すると逆に接着強度さらに
は耐半田溶解性が急激に低下するようになる。し
たがつて、本発明においてBi2O3は4重量%以下
の量で配合することが重要である。
【表】 実施例 9〜17 本例は本発明組成物のCuOの添加効果を示すも
のである。 銀:80重量%、Bi2O3:2重量%、MnO2:0.3
重量%、軟化点が570℃のホウケイ酸鉛系ガラス
フリツト:1重量%、および表2に示す各種の配
合量のCuOを加え、これらに対し合計100重量%
となるようにビヒクルを添加してペーストを作成
した。これらのペーストの前記基準による評価結
果を表2に総括して示した。 表2の結果から明らかなように、微量のCuO添
加(0.05重量%以上の添加)により接着強度が著
しく向上する。そしてこのCuOの添加によつて半
田付き性が劣下することもない。しかし、0.6重
量%を超える添加では耐半田溶解性が著しく劣下
する。したがつて、本発明組成物においてCuOを
0.05〜0.6重量%添加することが必要である。
【表】 実施例 18〜25 本例は本発明組成物のMnO2の添加効果を示す
ものである。 銀:80重量%、Bi2O3:2重量%、CuO:0.2重
量%、軟化点が570℃のホウケイ酸鉛系ガラスフ
リツト:1重量%、および表3に示す各種の配合
量のMnO2を加え、これらに対し合計100重量%
となるようにビヒクルを添加してペーストを作成
した。これらのペーストの前記基準による評価結
果を表3に総括して示した。 表3の結果から明らかなように、微量のMnO2
添加(0.05重量%以上の添加)によつて接着強度
が著しく向上し、また耐半田溶解性も向上させ
る。しかし、0.6重量%付近からこれ以上を添加
すると接着強度の低下傾向が現れ、半田付き性も
悪くなる。したがつて、本発明組成物において
MnO2粉末を0.05〜0.5重量%の範囲で添加するこ
とが必要である。
【表】
【表】 実施例 26〜35 本例は本発明組成物のガラスフリツトの添加効
果を示すものである。 銀:80重量%、Bi2O3:2重量%、CuO:0.2重
量%、MnO2:0.3重量%、および軟化点が570℃
のホウケイ酸鉛系ガラスフリツトを表4に示す各
種の配合量(重量%)で加え、これらに対し合計
100重量%となるようにビヒクルを添加してペー
ストを作成した。これらのペーストの前記基準に
よる評価結果を表4に総括して示した。 表4の結果から明らかなように、ガラスフリツ
トは耐半田溶解性を得るうえで極めて重要な成分
である。この効果はガラスフリツトを0.1重量%
以上添加することによつて発現する。またガラス
フリツトは接着強度も高める。このような効果は
ガラスフリツトが焼成時に十分軟化し基板と導体
との結合剤として作用することによるものであ
り、この意味からガラスフリツトの軟化点は700
℃以下であることが望ましい。しかし、ガラスフ
リツトの配合量が1.5重量%を超えると、半田付
き性が急激に悪くなり、また接着強度も低下する
ようになる。したがつて、本発明組成物において
軟化点が700℃以下のホウケイ酸鉛系ガラスフリ
ツトを0.1〜1.5重量%の範囲で配合した。
【表】 以上の実施例から明らかなように、銀系導電ペ
ースト中に、Bi2O3粉末を4重量%以下、CuO粉
末を0.05〜0.6重量%、MnO2粉末を0.05〜0.5重量
%、そして、軟化点が700℃以下のホウケイ酸鉛
系ガラスフリツトを0.1〜1.5重量%の量で分散含
有させてなる本発明に従う導電ペースト組成物
は、導電性付与成分としてはパラジウムなどの高
価な貴金属を配合せず銀だけからなるにもかかわ
らず、熱エージング後の接着強度に優れ且つ耐半
田溶解性並びに半田付き性も良好であるから、安
価な導電ペーストとして厚膜ハイブリツドIC回
路用に好適に使用できるものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 銀粉末を導電性付与成分として有機分散媒中
    に分散させる銀系導電ペーストにおいて、この銀
    系導電ペースト中に、Bi2O3粉末を4重量%以
    下、CuO粉末を0.05〜0.6重量%、MnO2粉末を
    0.05〜0.5重量%、そして、軟化点が700℃以下の
    ホウケイ酸鉛系ガラスフリツトを0.1〜1.5重量%
    の量で分散含有させてなる導電ペースト組成物。
JP10267786A 1986-05-02 1986-05-02 導電ペ−スト組成物 Granted JPS62259302A (ja)

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JPS62259302A JPS62259302A (ja) 1987-11-11
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