JPH07230714A - 銅導電性ペースト - Google Patents

銅導電性ペースト

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JPH07230714A
JPH07230714A JP1919594A JP1919594A JPH07230714A JP H07230714 A JPH07230714 A JP H07230714A JP 1919594 A JP1919594 A JP 1919594A JP 1919594 A JP1919594 A JP 1919594A JP H07230714 A JPH07230714 A JP H07230714A
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JP
Japan
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copper
conductive paste
copper powder
copper conductive
metal boride
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JP1919594A
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English (en)
Inventor
Koji Tani
広次 谷
Kazuhito Oshita
一仁 大下
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 銅粉末の酸化を有効に防止しつつ、焼成によ
って形成された銅厚膜導体の性能向上を実現することが
できる銅導電性ペーストを提供する。 【構成】 本発明にかかる銅導電性ペーストは50〜8
0wt%の配合比率とされた銅粉末のみ、または、同量
の銅粉末及び7wt%以下の配合比率とされたガラスフ
リットが有機ビヒクル中に分散されたものであり、0.
03〜3wt%の配合比率とされた金属ホウ化物が添加
されている。なお、本発明における金属ホウ化物は、T
iB2 ,ZrB2 ,HfB2 ,VB2 ,NbB2 ,Ta
2 ,CrB2 ,MoB2 のうちの少なくとも1つであ
ることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、銅厚膜導体の形成時に
用いられる銅導電性ペーストに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、配線基板や積層型電子部品に
おける電極などのような銅厚膜導体を形成するにあたっ
ては卑金属である銅粉末を有機ビヒクル中に分散させて
なる銅導電性ペースト、または、銅粉末とともに非還元
性のガラスフリットを有機ビヒクル中に分散させてなる
銅導電性ペーストを用いるのが一般的となっている。そ
して、図示していないが、例えば、配線基板の製造時に
は、セラミックグリーン(生)シートのみを焼成するこ
とによってセラミック基板を作製し、かつ、このセラミ
ック基板上に銅導電性ペーストを周知のスクリーン印刷
によって塗布した後、さらなる焼成で銅導電性ペースト
を焼き付けることによって銅厚膜導体である電極を形成
することが行われる。
【0003】あるいはまた、予めセラミックグリーンシ
ート上に銅導電性ペーストを塗布しておき、セラミック
グリーンシートの焼成と同時に銅導電性ペーストを焼き
付けることによってセラミック基板上に電極を形成する
ことも行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、銅導電性ペ
ーストの焼き付けに際しては、銅粉末の酸化を防止する
ため、N2 などの非酸化性雰囲気中もしくは極めて弱酸
化性の雰囲気中で焼成することが必要となる。すなわ
ち、銅粉末の酸化が起こった場合には、焼成後における
銅厚膜導体(電極)の外観不良や比抵抗値の増大、半田
付け性劣化などというような不都合が生じるからであ
る。しかしながら、焼成雰囲気の調整だけでは銅粉末の
酸化を十分に防止することができず、多少なりとも銅粉
末の酸化が生じてしまうことは避けられなかった。
【0005】そこで、この現状を打破する一方策として
銅粉末そのものに対しての酸化防止処理を施しておくこ
とも行われており、このような酸化防止法としては、銅
粉末をホウ酸含有溶液に浸漬したうえで加熱することに
よって銅粉末の表面上にホウ酸膜を形成する方法などが
採用されている。しかしながら、ホウ酸の溶解度が高い
アルコール系(メタノール)の溶媒を用いて作製された
ホウ酸含有溶液では、揮発性エステルが形成されること
になる結果、撹拌や混合、加熱中においてもホウ酸の蒸
発が起こるというような別の不都合が生じてしまう。
【0006】本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、銅粉末の酸化を有効に防止しつ
つ、焼成によって形成された銅厚膜導体の性能向上を実
現することができる銅導電性ペーストの提供を目的とし
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる銅導電性
ペーストは50〜80wt%の配合比率とされた銅粉末
のみ、または、同量の銅粉末及び7wt%以下の配合比
率とされたガラスフリットが有機ビヒクル中に分散され
たものであり、このような目的を達成するために、0.
03〜3wt%の配合比率とされた金属ホウ化物が添加
されている。なお、本発明における金属ホウ化物は、T
iB2 ,ZrB2 ,HfB2 ,VB2 ,NbB2 ,Ta
2 ,CrB2 ,MoB2 のうちの少なくとも1つであ
ることが好ましい。
【0008】
【作用】上記構成によれば、銅粉末よりも金属ホウ化物
中のホウ素の方が優先的に酸化されるから、銅粉末の酸
化はホウ素の酸化が優先して行われることによって有効
に防止されることになる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0010】第1実施例 この第1実施例では、銅導電性ペーストがアルミナ基板
もしくは低温焼成基板用として用いられるものであり、
また、銅導電性ペーストに対して添加される金属ホウ化
物がTiB2 であるものとして説明する。
【0011】まず、銅粉末及びガラスフリットと、金属
ホウ化物であるTiB2 と、有機ビヒクルとをそれぞれ
用意し、これらを互いに加え合わせて調合したうえで混
練することによって表1で示す配合比率とされたアルミ
ナ基板用の銅導電性ペーストと、表2で示す配合比率と
された低温焼成基板用の銅導電性ペーストとをそれぞれ
5種類ずつ作製した。なお、ここで、表1及び表2中の
試料1〜6は銅粉末及びガラスフリット、TiB2 の配
合比率が本発明通りとされたものであるが、試料a,c
はTiB2 が全く添加されていないため、また、試料b
はTiB2 が過剰に添加されているために本発明の範囲
外となるものである。さらにまた、表2中の試料dは、
銅粉末の不足によって本発明の範囲外となったものであ
る。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】ところで、この際、ガラスフリットとして
はホウケイ酸鉛系やホウケイ酸亜鉛系を使用する一方、
有機ビヒクルとしてはエチルセルロース系樹脂やアルキ
ッド系樹脂をテルピネオール系溶剤やアルコール系溶剤
によって溶解したものを使用している。また、ここでの
銅粉末、ガラスフリット、TiB2 は、各々の粒径が
0.1〜10μm程度の範囲内とされたものとなってい
る。なお、このような制限を設けたのは、銅粉末の粒径
が0.1μm未満である場合には酸化が避けられず、ま
た、粒径が10μmを越える場合にはスクリーン印刷時
におけるパターンの目詰まりなどが発生することになる
一方、ガラスフリット及びTiB2 の粒径が10μmを
越えている場合にはこれらの偏析が生じて均質な銅厚膜
導体が得られなくなるからである。
【0015】次に、図示していないが、予め用意したア
ルミナ基板それぞれの表面上に試料1〜3及びa,bの
銅導電性ペーストをスクリーン印刷によって各別に塗布
した。そして、150℃の温度下に10min間放置す
ることによって銅導電性ペーストを乾燥させた後、N2
雰囲気中において600℃の温度下で1hrにわたって
焼成することによって銅導電性ペーストを焼き付けた。
その結果、表1の配合比率とされた試料1〜3及びa,
bそれぞれの銅導電性ペーストからなる銅厚膜導体が表
面上に形成されてなるアルミナ基板が作製されたことに
なる。
【0016】一方、BaO・Al23・SiO2からな
るセラミックグリーンシートを用意したうえ、各シート
の表面上に試料4〜6及びc,dの銅導電性ペーストを
塗布した。その後、これらのセラミックグリーンシート
をN2 雰囲気中において1000℃の温度下で1hrに
わたって焼成することにより、表面上に銅厚膜導体が焼
き付け形成されてなる低温焼成基板を作製した。そこ
で、これら低温焼成基板の表面上には、表2の配合比率
とされた試料4〜6及びc,dそれぞれの銅導電性ペー
ストからなる銅厚膜導体が形成されていることになる。
【0017】さらに、以上の手順に従って形成された銅
厚膜導体それぞれの焼成後における外観及び半田付け性
を調査したところ、表1及び表2の各々に付記したよう
な結果が得られた。すなわち、試料1〜6の銅導電性ペ
ーストを用いた場合には外観及び半田付け性ともに良好
な銅厚膜導体が形成されているのに対し、試料a,dの
銅導電性ペーストを用いた場合には試料1〜6に比べて
の外観及び半田付け性がやや不良となってしまう。ま
た、試料bの銅導電性ペーストからなる銅厚膜導体では
外観がやや不良かつ半田付け性が不良となる一方、試料
cを用いて形成された銅厚膜導体では外観及び半田付け
性ともに不良となっているのである。
【0018】そして、このような結果が得られたのは、
銅粉末よりもTiB2 中のホウ素の方が優先的に酸化さ
れることが起こり、銅粉末の酸化が有効に防止されたた
めであると考えられる。なお、この調査結果によれば、
TiB2 の添加量が0.03wt%未満の場合には銅粉
末の酸化を十分に防止することができず、また、TiB
2 の添加量が3wt%を越える場合には過剰なTiB2
が銅粉末の焼結を阻害することになって半田付け性の不
良が生じることも明らかとなっている。
【0019】第2実施例 第1実施例では金属ホウ化物がTiB2 であるとしてい
るが、この第2実施例においては銅導電性ペーストに添
加される金属ホウ化物がZrB2 ,HfB2 ,VB2
NbB2 ,TaB2 ,CrB2 ,MoB2 のうちのいず
れかであるとしている。なお、これらの金属ホウ化物を
含む銅導電性ペーストがアルミナ基板もしくは低温焼成
基板用として用いられることは第1実施例と同じであ
り、また、その作製手順は第1実施例と何ら異ならない
から、ここでの詳しい説明は省略する。
【0020】まず、第1実施例と同様の作製手順に従う
ことにより、表3で示すような配合比率とされたアルミ
ナ基板用の銅導電性ペーストと、表4で示すような配合
比率とされた低温焼成基板用の銅導電性ペーストとをそ
れぞれ作製した。
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】次に、予め用意したアルミナ基板及び低温
焼成基板それぞれの表面上に銅導電性ペーストを焼き付
けることによって銅厚膜導体を形成した後、形成された
銅厚膜導体それぞれの焼成後外観及び半田付け性を調査
してみたところ、表3及び表4の各々に付記したような
結果が得られた。そして、この調査結果によれば、Ti
2 に代わる金属ホウ化物としてZrB2 ,HfB2
VB2 ,NbB2 ,TaB2 ,CrB2 ,MoB2 のい
ずれを用いた場合であっても、第1実施例と同様、焼成
後外観及び半田付け性ともに良好な銅厚膜導体を形成し
うることが明らかとなっている。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
銅導電性ペーストに添加された金属ホウ化物中のホウ素
の方が銅粉末よりも優先的に酸化されるから、銅粉末の
酸化は有効に防止されることになる。したがって、銅導
電性ペーストの焼き付け時における銅粉末の酸化が発生
することはなくなり、外観や比抵抗値、半田付け性など
の性能が優れた銅厚膜導体を容易に作製することができ
る。なお、銅粉末そのものに対する酸化防止処理を施す
ことも不要となる結果、このような酸化防止処理に伴う
不都合を解消できるという付随的な効果も得られる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 50〜80wt%の配合比率とされた銅
    粉末が有機ビヒクル中に分散されてなる銅導電性ペース
    トであって、 0.03〜3wt%の配合比率とされた金属ホウ化物が
    添加されていることを特徴とする銅導電性ペースト。
  2. 【請求項2】 50〜80wt%の配合比率とされた銅
    粉末及び7wt%以下の配合比率とされたガラスフリッ
    トが有機ビヒクル中に分散されてなる銅導電性ペースト
    であって、 0.03〜3wt%の配合比率とされた金属ホウ化物が
    添加されていることを特徴とする銅導電性ペースト。
  3. 【請求項3】 金属ホウ化物は、TiB2 ,ZrB2
    HfB2 ,VB2 ,NbB2 ,TaB2 ,CrB2 ,M
    oB2 のうちの少なくとも1つであることを特徴とする
    請求項1または2に記載の銅導電性ペースト。
JP1919594A 1994-02-16 1994-02-16 銅導電性ペースト Pending JPH07230714A (ja)

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