JPH0520917A - 導体組成物 - Google Patents
導体組成物Info
- Publication number
- JPH0520917A JPH0520917A JP19605691A JP19605691A JPH0520917A JP H0520917 A JPH0520917 A JP H0520917A JP 19605691 A JP19605691 A JP 19605691A JP 19605691 A JP19605691 A JP 19605691A JP H0520917 A JPH0520917 A JP H0520917A
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- Japan
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- silver
- parts
- wiring
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、銀配線の導電性が良好で、しかも
絶縁層の絶縁抵抗や耐電圧が劣下しない銀導体組成物を
提供するにある。 【構成】 銀粉末６０〜８０重量％と酸化ビスマス粉末
４０〜２０重量％からなる固形分１００重量部とビヒク
ル１０〜３０重量部とを混合した。
絶縁層の絶縁抵抗や耐電圧が劣下しない銀導体組成物を
提供するにある。 【構成】 銀粉末６０〜８０重量％と酸化ビスマス粉末
４０〜２０重量％からなる固形分１００重量部とビヒク
ル１０〜３０重量部とを混合した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスセラミック系基
板との同時焼成が可能な導体組成物であって、特に多層
基板の内層配線、ビアホール充填等に好適な導体組成物
に関する。
板との同時焼成が可能な導体組成物であって、特に多層
基板の内層配線、ビアホール充填等に好適な導体組成物
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミック多層基板は、絶縁層と
してアルミナを用い、内層配線用の導体にタングステン
またはモリブデンを用いて１６００℃程度の高温度で絶
縁層と導体とを同時焼成することにより製造されて来た
が、近年、低温度で焼成できるガラスセラミック系基板
が注目されている。この基板は、絶縁層として非晶質ガ
ラスまたは結晶化ガラスの粉末とアルミナ等のセラミッ
ク粉末の混合物にバインダーを加えてスラリー状とし、
ドクターブレード法でグリーンシートに成形した後、シ
ートを適当な大きさに切断し、金、銀、銅等の粉末をビ
ヒクルに分散せしめた導体組成物をスクリーン印刷等の
手段でグリーンシート上に塗布して配線パターンを形成
し、これを積層したものを８００〜１１００℃の温度で
焼成することにより得られる。
してアルミナを用い、内層配線用の導体にタングステン
またはモリブデンを用いて１６００℃程度の高温度で絶
縁層と導体とを同時焼成することにより製造されて来た
が、近年、低温度で焼成できるガラスセラミック系基板
が注目されている。この基板は、絶縁層として非晶質ガ
ラスまたは結晶化ガラスの粉末とアルミナ等のセラミッ
ク粉末の混合物にバインダーを加えてスラリー状とし、
ドクターブレード法でグリーンシートに成形した後、シ
ートを適当な大きさに切断し、金、銀、銅等の粉末をビ
ヒクルに分散せしめた導体組成物をスクリーン印刷等の
手段でグリーンシート上に塗布して配線パターンを形成
し、これを積層したものを８００〜１１００℃の温度で
焼成することにより得られる。
【０００３】ところで、金、銀、銅はいずれも高い導電
性という長所を持つが、一方で金は少量資源であり材料
費が高く、また銅は材料費が廉価ではあるが焼成時の雰
囲気を窒素雰囲気にする必要があり、ランニングコスト
がその分高くなる上に、雰囲気による性能のバラツキが
大きいという問題点がある。銀は、金に比較して材料費
が廉価であり、また空気中で焼成ができるので、導体組
成物には銀を用いるのが有利と考えられる。
性という長所を持つが、一方で金は少量資源であり材料
費が高く、また銅は材料費が廉価ではあるが焼成時の雰
囲気を窒素雰囲気にする必要があり、ランニングコスト
がその分高くなる上に、雰囲気による性能のバラツキが
大きいという問題点がある。銀は、金に比較して材料費
が廉価であり、また空気中で焼成ができるので、導体組
成物には銀を用いるのが有利と考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、導体に銀を
用いると、焼成過程で銀が絶縁層中に拡散するために、
銀配線の導電性が低下するとともに、絶縁層の絶縁抵抗
あるいは耐電圧が低下するという問題点がある。この欠
点を解消するため、銀を用いる場合には銀表面をパラジ
ウムで被覆し、絶縁層への銀の拡散を防ぐようにしてい
るが、この方法では材料費が高価になることが避けられ
ない。このため、パラジウムで被覆しない銀粉を用い、
絶縁層と同時焼成しても銀配線の導電性が低下せず、絶
縁層の絶縁抵抗や耐電圧が劣下しない導体組成物の開発
が強く要請されていた。
用いると、焼成過程で銀が絶縁層中に拡散するために、
銀配線の導電性が低下するとともに、絶縁層の絶縁抵抗
あるいは耐電圧が低下するという問題点がある。この欠
点を解消するため、銀を用いる場合には銀表面をパラジ
ウムで被覆し、絶縁層への銀の拡散を防ぐようにしてい
るが、この方法では材料費が高価になることが避けられ
ない。このため、パラジウムで被覆しない銀粉を用い、
絶縁層と同時焼成しても銀配線の導電性が低下せず、絶
縁層の絶縁抵抗や耐電圧が劣下しない導体組成物の開発
が強く要請されていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明者等は種々研究した結果、導体組成物中に、
酸化ビスマス粉末を添加すればよいことを見いだして本
発明に到達した。即ち本発明の導体組成物は、銀粉末６
０〜８０重量％と酸化ビスマス粉末４０〜２０重量％か
らなる固形分１００重量部と１０〜３０重量部のビヒク
ルからなる点に特徴がある。
めに本発明者等は種々研究した結果、導体組成物中に、
酸化ビスマス粉末を添加すればよいことを見いだして本
発明に到達した。即ち本発明の導体組成物は、銀粉末６
０〜８０重量％と酸化ビスマス粉末４０〜２０重量％か
らなる固形分１００重量部と１０〜３０重量部のビヒク
ルからなる点に特徴がある。
【０００６】
【作用】酸化ビスマス粉末の添加により、銀配線の導電
性が低下せず、絶縁後の絶縁抵抗あるいは耐電圧が劣下
しなくなる理由は、酸化ビスマスの方が絶縁層の非晶質
ガラスあるいは結晶化ガラスの粉末、アルミナ等のセラ
ミックス粉末との反応性が銀に比較して大きく、焼成過
程で酸化ビスマスと絶縁層が優先的に反応し、銀が絶縁
層と電極との界面から排除されるためであろうと解され
る。この効果は、酸化ビスマスを固形分中に２０重量％
以上になるように添加すると現われるが、４０重量％以
上にすると固形分中の導電成分の比率が下がり過ぎ、銀
配線の導電性を低下させる。このため、酸化ビスマス粉
末の添加量は固形分中に２０〜４０重量％となるように
する必要がある。
性が低下せず、絶縁後の絶縁抵抗あるいは耐電圧が劣下
しなくなる理由は、酸化ビスマスの方が絶縁層の非晶質
ガラスあるいは結晶化ガラスの粉末、アルミナ等のセラ
ミックス粉末との反応性が銀に比較して大きく、焼成過
程で酸化ビスマスと絶縁層が優先的に反応し、銀が絶縁
層と電極との界面から排除されるためであろうと解され
る。この効果は、酸化ビスマスを固形分中に２０重量％
以上になるように添加すると現われるが、４０重量％以
上にすると固形分中の導電成分の比率が下がり過ぎ、銀
配線の導電性を低下させる。このため、酸化ビスマス粉
末の添加量は固形分中に２０〜４０重量％となるように
する必要がある。
【０００７】銀粉末、酸化ビスマス粉末はビヒクルと混
練してペースト状とされ、１５０〜４００メッシュのス
クリーンを用いて、スクリーン印刷によってグリーンシ
ート上に塗布される。したがって、用いる粉末の粒度は
このスクリーンを円滑に通過しうるものならばよく、１
０μｍ以上の粒子をほとんど含まない平均粒径が２μｍ
以下のものであればよい。ビヒクルはエチルセルロー
ス、メタクリレート樹脂などをターピネオール、ブチル
カルビトール、トルエンなどの溶剤に溶解したものを使
用できる。例えばエチルセルロース１５〜２０重量部を
ターピネオール８５〜８０重量部中に溶解したものなど
が適当である。スクリーン印刷により銀配線を形成する
ための好適な特性をもったペーストをするためには、ビ
ヒクルは固形分１００重量部に対し１０〜３０重量部と
するのがよい。
練してペースト状とされ、１５０〜４００メッシュのス
クリーンを用いて、スクリーン印刷によってグリーンシ
ート上に塗布される。したがって、用いる粉末の粒度は
このスクリーンを円滑に通過しうるものならばよく、１
０μｍ以上の粒子をほとんど含まない平均粒径が２μｍ
以下のものであればよい。ビヒクルはエチルセルロー
ス、メタクリレート樹脂などをターピネオール、ブチル
カルビトール、トルエンなどの溶剤に溶解したものを使
用できる。例えばエチルセルロース１５〜２０重量部を
ターピネオール８５〜８０重量部中に溶解したものなど
が適当である。スクリーン印刷により銀配線を形成する
ための好適な特性をもったペーストをするためには、ビ
ヒクルは固形分１００重量部に対し１０〜３０重量部と
するのがよい。
【０００８】
【実施例】銀粉末（平均粒径０．９μｍ）、酸化ビスマ
ス（平均粒径２μｍ）を表１の割合に混合した固形分１
００重量部を、エチルセルロース２２重量％、ターピネ
オール７８重量％からなるビヒクル１７重量部と混練し
導体組成物とした。ガラスセラミック系基板として、表
２に示す組成のガラス粉末（平均粒径２．２μｍ）およ
びアルミナ粉末を重量比で５０／５０になるように混合
し、この混合粉末１００重量部にポリビニルブチラール
９重量部、フタル酸ジイソブチル７重量部、オレイン酸
１重量部、イソプロピルアルコール４０重量部、トリク
ロロエタン２０重量部を加えてボールミルで２４時間混
合し、スラリーとした。スラリーは脱泡処理した後、ド
クターブレード法で厚さ１２６μｍのグリーンシートと
した。得られたグリーンシートから７９ｍｍ角のシート
を得、このシート上に導体組成物で５００μｍ幅、６０
ｍｍ長さの配線パターンを印刷し、これを積層して４層
とし、１５０ｋｇ／cm2 、８５℃の条件で加圧成形し
た。この成形体は５２０℃、３時間で有機物を除去し、
続いて９００℃、１時間で焼成後、導体配線の抵抗値を
測定した。配線抵抗の測定はビアホールを介して最上層
に設けた電極により行い、４層の平均値を求めた。配線
抵抗は低いほど好ましく、６ｍΩ／□以下を合格とし
た。
ス（平均粒径２μｍ）を表１の割合に混合した固形分１
００重量部を、エチルセルロース２２重量％、ターピネ
オール７８重量％からなるビヒクル１７重量部と混練し
導体組成物とした。ガラスセラミック系基板として、表
２に示す組成のガラス粉末（平均粒径２．２μｍ）およ
びアルミナ粉末を重量比で５０／５０になるように混合
し、この混合粉末１００重量部にポリビニルブチラール
９重量部、フタル酸ジイソブチル７重量部、オレイン酸
１重量部、イソプロピルアルコール４０重量部、トリク
ロロエタン２０重量部を加えてボールミルで２４時間混
合し、スラリーとした。スラリーは脱泡処理した後、ド
クターブレード法で厚さ１２６μｍのグリーンシートと
した。得られたグリーンシートから７９ｍｍ角のシート
を得、このシート上に導体組成物で５００μｍ幅、６０
ｍｍ長さの配線パターンを印刷し、これを積層して４層
とし、１５０ｋｇ／cm2 、８５℃の条件で加圧成形し
た。この成形体は５２０℃、３時間で有機物を除去し、
続いて９００℃、１時間で焼成後、導体配線の抵抗値を
測定した。配線抵抗の測定はビアホールを介して最上層
に設けた電極により行い、４層の平均値を求めた。配線
抵抗は低いほど好ましく、６ｍΩ／□以下を合格とし
た。
【０００９】また、比較のために、焼成済のアルミナ基
板上に導体組成物を印刷し、同様のプロセスで導体配線
を形成したものについても抵抗値を測定した。銀が絶縁
層に拡散しなければ、ガラスセラミック系基板とアルミ
ナ基板に形成された銀配線の抵抗値に差異はほとんどな
いと考えられる。この抵抗値の差が１０％以内を合格と
した。
板上に導体組成物を印刷し、同様のプロセスで導体配線
を形成したものについても抵抗値を測定した。銀が絶縁
層に拡散しなければ、ガラスセラミック系基板とアルミ
ナ基板に形成された銀配線の抵抗値に差異はほとんどな
いと考えられる。この抵抗値の差が１０％以内を合格と
した。
【００１０】試験結果を表１にまとめて示す。
【００１１】
【表１】
【表２】
【００１２】表１の結果より、酸化ビスマスの配合割合
が２０重量％以上で抵抗値の差異が１０％以内となる
が、４０重量％を超えると配線抵抗が６ｍΩ／□を超え
ることが判る。この結果、本発明の導体組成物は、酸化
ビスマスを固形分中に２０〜４０重量％添加する必要が
あることがわかる。
が２０重量％以上で抵抗値の差異が１０％以内となる
が、４０重量％を超えると配線抵抗が６ｍΩ／□を超え
ることが判る。この結果、本発明の導体組成物は、酸化
ビスマスを固形分中に２０〜４０重量％添加する必要が
あることがわかる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の導体組成物によれば、ガラスセ
ラミック基板との同時焼成に用いた場合に銀の絶縁層へ
の拡散がほとんどなく、導電率が高い配線が得られ、ま
た、絶縁層の絶縁抵抗あるいは耐電圧が劣下しないとい
う、極めて優れた効果を奏する。これによりガラスセラ
ミック系多層基板が安価に製造し得ることになる。
ラミック基板との同時焼成に用いた場合に銀の絶縁層へ
の拡散がほとんどなく、導電率が高い配線が得られ、ま
た、絶縁層の絶縁抵抗あるいは耐電圧が劣下しないとい
う、極めて優れた効果を奏する。これによりガラスセラ
ミック系多層基板が安価に製造し得ることになる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 銀粉末６０〜８０重量％と酸化ビスマス
粉末４０〜２０重量％からなる固形分１００重量部とビ
ヒクル１０〜３０重量部とを混合してなる導体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19605691A JPH0520917A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 導体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19605691A JPH0520917A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 導体組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0520917A true JPH0520917A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16351467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19605691A Pending JPH0520917A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 導体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0520917A (ja) |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP19605691A patent/JPH0520917A/ja active Pending
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