JPH09198920A - Copper conductor paste and circuit board printed with copper conductor paste - Google Patents

Copper conductor paste and circuit board printed with copper conductor paste

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JPH09198920A
JPH09198920A JP2850896A JP2850896A JPH09198920A JP H09198920 A JPH09198920 A JP H09198920A JP 2850896 A JP2850896 A JP 2850896A JP 2850896 A JP2850896 A JP 2850896A JP H09198920 A JPH09198920 A JP H09198920A
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JP
Japan
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copper
average particle
conductor paste
polymer
powder
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JP2850896A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Kawahara
正人 川原
Masayuki Ogino
昌幸 荻野
Toru Noguchi
徹 野口
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Mitsuboshi Belting Ltd
Original Assignee
Mitsuboshi Belting Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make printing easily on a ceramic base board, retain the shape even after printing, fill through holes in the base board easily to enable fastening, and lower the resistance of the conductor. SOLUTION: Copper, copper oxides, and/or mixture thereof in the form of particulates are dispersed in a highpolymer substance without coagulation to form a highpolymer composite, and thereto copper, copper oxides, and/or mixture thereof having a mean particle size of 1-100nm, a mixture copper powder, and an organic solvent are added, wherein the mixture copper powder chiefly contains base copper powder having a mean particle size of 0.5-10μm to which one sort or more of aux. copper powder having a smaller mean particle size is added.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は銅導体ペースト及び
これを印刷した基板に係り、詳しくは基板上に印刷しや
すく、印刷した後も形状保持ができ、しかもセラミック
ス基板に設けたスルーホールに穴埋めしやすい銅導体ペ
ースト及び該銅導体ペーストをスクリーン印刷した基板
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copper conductor paste and a substrate on which the paste is printed. More specifically, it is easy to print on the substrate, can retain its shape after printing, and can be filled in through holes provided in a ceramic substrate. The present invention relates to a copper conductor paste that is easy to perform and a substrate on which the copper conductor paste is screen-printed.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、セラミックス基板上に回路を印刷
したり、また基板に設けた貫通穴であるスルーホールに
導体を穴埋めするために、導体ペーストが用いられてい
る。この導体ペーストとしては、銀とパラジウムを主成
分とするAg−Pd系ペーストを始め、銀系ペースト、
金系ペースト、銀と白金を主成分とするAg−Pt系ペ
ースト、銅系ペーストがある。
2. Description of the Related Art Today, a conductor paste is used for printing a circuit on a ceramic substrate and filling a conductor in a through hole which is a through hole formed in the substrate. Examples of the conductor paste include Ag-Pd-based pastes containing silver and palladium as main components, silver-based pastes,
There are gold-based pastes, Ag-Pt-based pastes containing silver and platinum as main components, and copper-based pastes.

【0003】このうち、Ag−Pd系ペーストは配線用
途として代表的なものであるが、いくつかの不具合点も
備えている。例えば、ペーストを基板上の配線に使用し
た場合、空気中の水分などを介して銀がイオン化し、こ
のイオン化した銀が隣の導体路へ移行して回路をショー
トさせるマイグレーションと呼ばれる現象が発生してい
た。このため、導体路間の距離を狭くできなかった。ま
た、導体路上に他の部品を搭載したり接続するためのハ
ンダ付け部分では、銀がハンダに浸食されやすく、耐ハ
ンダ性が劣っていた。
Of these, the Ag-Pd type paste is typical for wiring, but it also has some problems. For example, when the paste is used for wiring on the substrate, silver ionizes via moisture in the air, and this ionized silver migrates to the adjacent conductor path, causing a phenomenon called migration that short-circuits the circuit. Was there. Therefore, the distance between the conductor paths cannot be reduced. Further, in the soldering portion for mounting or connecting other components on the conductor path, silver is easily eroded by the solder, and the solder resistance is poor.

【0004】また、上記ペーストを基板へ接着する場合
には、本来ミクロンサイズの金属微粒子は、セラミック
ス基板と反応接着することができないために、ペースト
内に約4〜10重量%のガラスフリットを配合し、印刷
後基板にあるガラスフリットが焼成後に基板と金属膜と
を接着する役割を与えていた。しかし、その反面ガラス
フリットが焼成後の金属膜内にも多量に残存するため、
金属膜の電気抵抗値が高くなり、またガラス層で金属膜
と基板とを接着しているため、熱膨張差による歪みが出
やすくなって、熱衝撃性が弱くなると言った問題が発生
した。
Further, when the above paste is adhered to the substrate, since essentially micron-sized metal fine particles cannot react and adhere to the ceramic substrate, about 4 to 10% by weight of glass frit is mixed in the paste. However, the glass frit on the substrate after printing has a role of adhering the substrate and the metal film after firing. However, on the other hand, since a large amount of glass frit remains in the metal film after firing,
Since the electric resistance value of the metal film becomes high and the glass film adheres the metal film to the substrate, distortion due to the difference in thermal expansion easily occurs, and the thermal shock resistance becomes weak.

【0005】このような不具合点を一部解消したペース
トとして銅系ペーストが知られている。このペースト
は、例えば特開昭60−70746号公報に記載されて
いるように、銅、ガラスフィリット、そしてタングステ
ン、モリブデン、レニウム等の非銅系物質を有機溶媒中
に分散させた組成からなっており、また特公平3−50
365号公報に記載されているように、銅酸化物を被覆
した金属銅粒子、銅酸化物粒子、ガラス等のガラス粉体
を有機溶媒中に分散させた組成からなっている。
A copper-based paste is known as a paste that partially solves such problems. For example, as described in JP-A-60-70746, this paste has a composition in which a non-copper-based substance such as copper, glass firit, and tungsten, molybdenum, and rhenium is dispersed in an organic solvent. In addition, 3-50
As described in JP-A-365, it has a composition in which metallic copper particles coated with copper oxide, copper oxide particles, and glass powder such as glass are dispersed in an organic solvent.

【0006】また、他のスルーホールを穴埋めした基板
の製造方法としては、アルミナのスルーホールにタング
ステンを埋設したものを同時に焼成する方法が提案され
ている。
Further, as a method of manufacturing a substrate having other through holes filled therein, there has been proposed a method of simultaneously firing alumina through holes having tungsten buried therein.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記銅系ペーストもガ
ラス粉体として好ましくは4〜10重量%の多くのガラ
スフリットを添加して基板と導体との接着の役割を果し
ている。しかし、上記ペーストは印刷性を改善するため
に動的粘度を低くしているが、静的粘度も低くなるため
に、これを基板にスクリーン印刷した場合にペーストが
たれて印刷した後の導体のエッジがシャープに出現しに
くく正確な印刷ができなくなった。そのために、回路設
計上、導体断面積がつかみにくいという問題につなが
り、一方粘度を高くすると、印刷性が低下するため、導
体路に凹凸が発生し、この凹凸により電気信号にノイズ
が入ってしまうことがあった。
The above copper-based paste also plays a role of adhesion between the substrate and the conductor by adding a large amount of glass frit, preferably 4 to 10% by weight, as glass powder. However, the above-mentioned paste has a low dynamic viscosity in order to improve printability, but since the static viscosity is also low, when the paste is screen-printed on the substrate, the paste sags and the conductor after printing is printed. The edges did not appear sharply and accurate printing could not be performed. Therefore, it leads to the problem that the conductor cross-sectional area is difficult to grasp due to the circuit design. On the other hand, if the viscosity is increased, the printability deteriorates, and the conductor path becomes uneven, and this unevenness causes noise in the electrical signal. There was an occasion.

【0008】また、スルーホールの中に穴埋めした後に
焼成してこの中を充填する場合には、ガラスフリットが
焼成後のスルーホール中の導体内に多量に残存するため
に導体の電気抵抗値が高く、更に導体と基板との界面に
存在するガラス層が熱膨張差による歪みが出やすくて耐
熱性や耐熱衝撃性が弱く、充填された導体がスルーホー
ルに付着しない問題があった。この耐熱衝撃性は、導体
をもつ基板を低温雰囲気から高温雰囲気へ、またその逆
方向へ繰り返し移動させた後における導体と基板との接
着力から評価される。また、上記ガラスフリットも低い
軟化点を有する硼珪酸鉛ガラスが使用されていることか
ら、酸化防止やAuワイヤボンディングのために行うメ
ッキ工程では、上記ガラス内の鉛がメッキを阻害してい
た。
Further, when the through holes are filled up and then fired to fill the inside, a large amount of glass frit remains in the conductors in the through holes after the firing, so that the electric resistance value of the conductor is reduced. In addition, the glass layer existing at the interface between the conductor and the substrate is liable to be distorted due to the difference in thermal expansion, resulting in weak heat resistance and thermal shock resistance, and there is a problem that the filled conductor does not adhere to the through hole. This thermal shock resistance is evaluated from the adhesive force between the conductor and the substrate after the substrate having the conductor is repeatedly moved from the low temperature atmosphere to the high temperature atmosphere and vice versa. Further, since lead borosilicate glass having a low softening point is also used for the glass frit, lead in the glass hinders the plating in the plating process performed for oxidation prevention and Au wire bonding.

【0009】本発明は、このような問題点を改善するも
のであり、基板上に印刷しやすく、印刷した後も形状保
持ができ、セラミックス基板に設けたスルーホールに穴
埋めしやすくて固着することができ、そして導体の電気
抵抗値を低下させた銅導体ペースト及び該銅導体ペース
トを印刷した基板を提供することを目的とする。
The present invention solves such a problem, and it is easy to print on a substrate, the shape can be retained after printing, and it is easy to fill a through hole provided in a ceramic substrate and to fix it. It is an object of the present invention to provide a copper conductor paste in which the electric resistance of the conductor is reduced and a substrate on which the copper conductor paste is printed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、超微粒
子化した酸化銅、銅、もしくはこれらの混合物を高分子
内に凝集することなく分散させて得られた高分子複合物
に、平均粒子径1〜100nmの範囲にある銅、銅酸化
物、もしくはこれらの混合物と、平均粒子径0.5〜1
0μmの範囲にあるベース銅粉を主にしこれより平均粒
子径が小さい補助銅粉を少なくとも1種類以上添加した
混合銅粉と、そして有機溶剤からなる銅導体ペースト及
び該銅導体ペーストを用いて印刷し、焼成した基板にあ
る。
Means for Solving the Problems That is, the present invention provides a polymer composite obtained by dispersing ultrafine-grained copper oxide, copper, or a mixture thereof in a polymer without aggregating, Copper, copper oxide, or a mixture thereof having a particle diameter of 1 to 100 nm, and an average particle diameter of 0.5 to 1
Printed using a mixed copper powder mainly containing a base copper powder in the range of 0 μm and at least one auxiliary copper powder having an average particle size smaller than that, and a copper conductor paste made of an organic solvent and the copper conductor paste. And then on the baked substrate.

【0011】また、本発明は、バインダー樹脂を添加し
た場合や、混合銅粉が平均粒子径2〜5μmの範囲で最
も平均粒子径が大きいベース銅粉と、平均粒子径1〜2
μmの範囲にある第1の補助銅粉と、そして平均粒子径
0.5〜1μmの範囲にある第2の補助銅粉から構成さ
れている場合や、また混合銅粉が平均粒子径0.5〜1
μmの範囲で最も平均粒子径が大きいベース銅粉と、平
均粒子径0.1〜0.5μmの範囲の補助銅粉から構成
されている場合や、更にガラス粉末が混合銅粉と高分子
複合物中の超微粒子化した銅、銅酸化物、もしくはこれ
らの混合物と、そして平均粒子径1〜100nmの範囲
にある銅、銅酸化物、もしくはこれらの混合物の合計量
100重量部に対して0.1〜2.0重量部添加されて
いる場合や、有機溶剤と高分子からなる有機分が2〜1
6重量%である場合を含む。
In the present invention, when a binder resin is added, or when the mixed copper powder has the largest average particle size in the range of 2 to 5 μm, the base copper powder and the average particle size of 1 to 2 are used.
In the case where it is composed of the first auxiliary copper powder in the range of 0.5 μm and the second auxiliary copper powder in the range of 0.5 to 1 μm in average particle size, or the mixed copper powder has an average particle size of 0. 5-1
In the case where the base copper powder having the largest average particle diameter in the range of μm and the auxiliary copper powder having the average particle diameter in the range of 0.1 to 0.5 μm are used, or the glass powder is mixed with the mixed copper powder and the polymer composite. 0 per 100 parts by weight of the total amount of ultrafine-grained copper, copper oxide, or a mixture thereof, and copper, copper oxide, or a mixture thereof having an average particle diameter in the range of 1 to 100 nm. 1 to 2.0 parts by weight is added, or the organic content of the organic solvent and the polymer is 2-1.
Including the case of 6 wt%.

【0012】[0012]

【作用】本発明の銅導体ペースト及び該銅導体ペースト
を印刷した基板では、超微粒子化した銅、銅酸化物、も
しくはこれらの混合物を高分子内に凝集することなく分
散させて得られた高分子複合物と平均粒子径1〜100
nmの範囲にある銅、銅酸化物、もしくはこれらの混合
物とが基板と反応接着し、混合銅粉を焼き締める作用が
ある。また、上記高分子複合物に混合物と混合銅粉が混
在することにより、静的粘度が高く、印刷後の導体のエ
ッジがシャープに出現して形状保持が良好になり、しか
も動的粘度が高くならないため、印刷性は良好である。
また、平均粒子径1〜100nmの範囲にある銅、銅酸
化物、もしくはこれらの混合物が基板と反応接着し、混
合銅粉を焼き締める作用がある。また、補助銅粉がベー
ス銅粉の配列により生じる間隙や空隙を充填し、内部欠
陥がなく、焼き締まりも良好な導体を得ることができ
る。更に、ベース銅粉をより小さくすることで、ファイ
ンラインの印刷にも適用できる。しかも、導体ペースト
の粘度を調節することで、スルーホールに充填しやす
く、そしてスルーホールに充填されたペーストの焼成後
の体積変化も少ないことから穴埋め性が良好で、高水準
の接着力が維持できる。
In the copper conductor paste of the present invention and the substrate printed with the copper conductor paste, the ultrafine particles of copper, copper oxide, or a mixture thereof are dispersed in the polymer without being agglomerated and Molecular composite and average particle size 1-100
Copper, copper oxide, or a mixture thereof in the range of nm has a function of reacting and adhering to the substrate and baking the mixed copper powder. Further, the mixture of the mixture and the mixed copper powder in the polymer composite has a high static viscosity, the edges of the conductor after printing appear sharp and the shape retention is good, and the dynamic viscosity is high. Therefore, the printability is good.
Further, copper, copper oxide, or a mixture thereof having an average particle diameter in the range of 1 to 100 nm has a function of reacting and adhering to the substrate and hardening the mixed copper powder. Further, the auxiliary copper powder fills the gaps and voids generated by the arrangement of the base copper powders, so that it is possible to obtain a conductor having no internal defects and having a good compaction. Further, by making the base copper powder smaller, it can be applied to fine line printing. Moreover, by adjusting the viscosity of the conductor paste, it is easy to fill the through holes, and since the volume change of the paste filled in the through holes does not change after firing, the hole filling property is good and a high level of adhesive strength is maintained. it can.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明における銅導体ペーストの
第1の成分となる高分子複合物は、熱力学的に非平衡化
した高分子層を作製し、この高分子層の表面に少なくと
も銅金属を密着した後、上記高分子層を加熱して高分子
層を安定化させることで銅金属から粒径が100nm以
下、好ましくは1〜50nmの超微粒子化したCu2
あるいはCuOからなる酸化銅、銅、もしくはこれらの
混合物を高分子内に凝集させることなく分散させたもの
である。酸化銅の超微粒子の含有量は90重量%以下、
好ましくは10〜90重量%である。超微粒子の酸化
銅、銅、もしくはこれらの混合物は低温で高反応性を有
しており、銅粉同志の焼結を促進させるとともに、基板
と反応接着して接着力の大きな導体膜を形成する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A polymer composite, which is the first component of a copper conductor paste in the present invention, is a thermodynamically non-equilibrium polymer layer prepared and at least copper is provided on the surface of the polymer layer. After adhering the metal, the polymer layer is heated to stabilize the polymer layer, and thus Cu 2 O is formed from copper metal into ultrafine particles having a particle size of 100 nm or less, preferably 1 to 50 nm.
Alternatively, copper oxide made of CuO, copper, or a mixture thereof is dispersed in the polymer without agglomeration. The content of ultrafine copper oxide particles is 90% by weight or less,
It is preferably 10 to 90% by weight. Ultra-fine particles of copper oxide, copper, or a mixture of these have high reactivity at low temperatures, accelerate the sintering of copper powders, and form a conductive film with strong adhesion by reaction and adhesion with the substrate. .

【0014】上記高分子複合物を得る場合において、高
分子層を熱力学的に非平衡化した状態に成形する必要が
ある。具体的には、これは高分子を真空中で加熱して融
解し蒸発させて基板の上に高分子層を固化する真空蒸着
方法、あるいは熱分解法、高分子を融解温度以上で融解
し、この状態のまま直ちに液体窒素等に投入して急冷
し、基板の上に高分子層を付着させる融解急冷固化方法
などがある。
When obtaining the above polymer composite, it is necessary to form the polymer layer in a thermodynamically non-equilibrium state. Specifically, this is a vacuum deposition method in which a polymer is heated in a vacuum to melt and evaporate to solidify a polymer layer on a substrate, or a thermal decomposition method, the polymer is melted at a melting temperature or higher, In this state, there is a method such as a rapid quenching solidification method in which the polymer layer is immediately put into liquid nitrogen or the like to be rapidly cooled and a polymer layer is attached onto the substrate.

【0015】そのうち真空蒸着方法の場合には、通常の
真空蒸着装置を使用して10-4〜10-6Torrの真空
度、蒸着速度0.1〜100μm/分、好ましくは0.
5〜5μm/分で、ガラス等の基板の上に高分子層を得
ることができる。
In the case of the vacuum vapor deposition method, a vacuum degree of 10 −4 to 10 −6 Torr and a vapor deposition rate of 0.1 to 100 μm / min, preferably 0.
At 5 to 5 μm / min, a polymer layer can be obtained on a substrate such as glass.

【0016】熱分解法は、減圧下にある閉鎖した空間で
原材料である高分子を熱分解して気化し、この気化物を
固化することで熱力学的に非平衡化した状態(準安定構
造を有する)再生高分子を製造する方法であり、投入し
た所定量の高分子を熱分解して気化した後、この気化物
を加熱処理領域で再生高分子に凝集し、凝集しなかった
気化物を冷却領域にてオイル状の低分子量物に凝集する
ことにより、オイル状の低分子量物が混在しない再生高
分子を得る方法である。
In the thermal decomposition method, a polymer as a raw material is thermally decomposed and vaporized in a closed space under reduced pressure, and the vaporized substance is solidified to a thermodynamically nonequilibrium state (metastable structure). A method for producing a recycled polymer, in which a predetermined amount of the charged polymer is thermally decomposed and vaporized, and then this vaporized substance is agglomerated into the regenerated polymer in the heat treatment region, and the vaporized substance is not agglomerated. Is a method of obtaining a regenerated polymer in which the oily low molecular weight substance is not mixed by aggregating with the oily low molecular weight substance in the cooling region.

【0017】また、融解急冷固化方法では、高分子を融
解し、該高分子固有の臨界冷却速度以上の速度で冷却し
て高分子層を得る。このようにして得られた高分子層は
熱力学的に不安定な非平衡化した状態におかれ、時間の
経過につれて平衡状態へ移行する。
In the melting rapid solidification method, the polymer is melted and cooled at a rate not lower than the critical cooling rate specific to the polymer to obtain a polymer layer. The polymer layer thus obtained is placed in a thermodynamically unstable non-equilibrium state, and shifts to an equilibrium state with the passage of time.

【0018】本発明で使用する高分子は、例えばナイロ
ン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12、ナ
イロン69、ポリエチレンテレフタレート(PET)、
ポリビニルアルコール、ポリフェニレンスルフィド(P
PS)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート、ポ
リメチルメタクリレート等であって、分子凝集エネルギ
ーとして2000cal/mol以上有するものが好ま
しい。この高分子は、通常言われている結晶性高分子や
非晶性高分子も含む。尚、分子凝集エネルギーについて
は、日本化学会編 化学便覧応用編(1974年発行)
の第890頁に詳細に定義されている。
The polymer used in the present invention is, for example, nylon 6, nylon 66, nylon 11, nylon 12, nylon 69, polyethylene terephthalate (PET),
Polyvinyl alcohol, polyphenylene sulfide (P
PS), polystyrene (PS), polycarbonate, polymethylmethacrylate, etc., which have a molecular cohesive energy of 2000 cal / mol or more are preferable. This polymer includes a crystalline polymer and an amorphous polymer which are usually called. Regarding the molecular cohesive energy, the Chemical Handbook, edited by the Chemical Society of Japan (edited in 1974)
890, page 890.

【0019】続いて、前記熱力学的に非平衡化した高分
子層は、その表面に銅の金属層を密着させる工程へと移
される。この工程では真空蒸着装置によって銅の金属層
を高分子層に蒸着させるか、もしくはその金属箔、金属
板を直接高分子層に密着させる等の方法で銅の金属層を
高分子層に積層させる。
Subsequently, the thermodynamically non-equilibrium polymer layer is transferred to the step of adhering a copper metal layer to the surface thereof. In this step, a copper metal layer is vapor-deposited on the polymer layer by a vacuum vapor deposition apparatus, or a metal foil or a metal plate is directly adhered to the polymer layer to laminate the copper metal layer to the polymer layer. .

【0020】上記銅の金属層と高分子層とが密着した複
合物を、高分子のガラス転移点以上、流動温度以下の温
度で加熱して高分子層を安定状態へ移行させる。その結
果、銅の金属層は、100nm以下で、1〜50nmの
領域に粒子径分布の最大をもつ酸化銅、銅、もしくはこ
れらの混合物の超微粒子となって高分子層内へ拡散浸透
し、この状態は高分子層が完全に安定するまで続き、高
分子層に付着している銅の金属層はその厚さも減少して
最終的に無くなる。上記超微粒子は凝集することなく高
分子層内に分布している。尚、この工程で高分子層を加
熱すると、高分子層が酸化銅、銅、もしくはこれらの混
合物の超微粒子との相互作用で固有の着色を示し、上記
超微粒子が高分子層内へ浸透していることがわかる。ま
た、この色は酸化銅、銅、もしくはこれらの混合物から
なる超微粒子の粒子径、高分子の種類により変化しう
る。
The composite in which the metal layer of copper and the polymer layer are in close contact with each other is heated at a temperature not lower than the glass transition point of the polymer and not higher than the flow temperature to shift the polymer layer to a stable state. As a result, the copper metal layer becomes ultrafine particles of copper oxide, copper, or a mixture thereof having a maximum particle size distribution in the region of 1 to 50 nm at 100 nm or less, and diffuses and permeates into the polymer layer. This state continues until the polymer layer is completely stable, and the copper metal layer adhering to the polymer layer also decreases in thickness and finally disappears. The ultrafine particles are distributed in the polymer layer without being aggregated. When the polymer layer is heated in this step, the polymer layer exhibits unique coloring due to the interaction with the ultrafine particles of copper oxide, copper, or a mixture thereof, and the ultrafine particles penetrate into the polymer layer. You can see that Further, this color can change depending on the particle size of ultrafine particles made of copper oxide, copper, or a mixture thereof, and the type of polymer.

【0021】本発明では、高分子複合物の製造方法は上
記の方法だけでなく、例えば溶融気化法に属する気相
法、沈殿法に属する液相法、固相法、分散法で酸化銅、
銅、もしくはこれらの混合物の超微粒子を作製し、この
超微粒子を溶液あるいは融液からなる高分子と機械的に
混合する方法、あるいは高分子と超微粒子とを同時に蒸
発させ、気相中で混合する方法等がある。
In the present invention, the method for producing the polymer composite is not limited to the above-mentioned method, and for example, the vapor phase method belonging to the melt vaporization method, the liquid phase method belonging to the precipitation method, the solid phase method, the copper oxide by the dispersion method,
A method of producing ultrafine particles of copper or a mixture thereof and mechanically mixing the ultrafine particles with a polymer consisting of a solution or a melt, or simultaneously evaporating the polymer and the ultrafine particles and mixing them in a gas phase There are ways to do it.

【0022】また、本発明の銅導体ペーストの第2の成
分となる銅、銅酸化物、もしくはこれらの混合物からな
る微粒子は、例えば沈殿法と呼ばれる方法、即ち金属塩
溶液から還元剤を用いて直接金属微粒子を沈殿析出させ
る方法である。ホルマリン、ヒドラジン、次亜リン酸ソ
ーダ、水素化ホウ素塩などの還元剤を、金属イオンを含
む水溶液に適当な条件のもとで添加することにより、金
属微粒子を得ることができる。また、上記微粒子は耐酸
化性、分散性等の改善のため、有機脂肪酸やカップリン
グ剤により表面処理が行われる。上記微粒子の平均粒子
径は1〜100nmの範囲であり、好ましくは40〜6
0nmである。
The fine particles of copper, copper oxide, or a mixture thereof, which are the second component of the copper conductor paste of the present invention, are prepared by, for example, a method called precipitation method, that is, a reducing agent is used from a metal salt solution. This is a method of directly depositing metal fine particles. The metal fine particles can be obtained by adding a reducing agent such as formalin, hydrazine, sodium hypophosphite, and borohydride under an appropriate condition to an aqueous solution containing metal ions. The fine particles are surface-treated with an organic fatty acid or a coupling agent in order to improve the oxidation resistance and dispersibility. The average particle size of the fine particles is in the range of 1 to 100 nm, preferably 40 to 6
It is 0 nm.

【0023】また、本発明の銅導体ペーストの第3の成
分である混合銅粉は、平均粒子径0.5〜5μmの範囲
にある銅粉をベースにし、これより平均粒子径の範囲が
小さい補助銅粉を少なくとも1〜3種類以上添加したも
のである。具体的な混合銅粉は、平均粒子径2〜5μm
の範囲にある最も平均粒子径が大きいベース銅粉と、平
均粒子径1〜2μmの範囲で次に平均粒子径が大きい第
1の補助銅粉と、そして平均粒子径0.5〜1μmの範
囲で最も平均粒子径が小さい第2の補助銅粉の三段階の
粒子径範囲から構成されている場合や、平均粒子径0.
5〜1μmの範囲にあるベース銅粉と、平均粒子径0.
1〜0.5μmの範囲にある補助銅粉の二段階の粒子径
範囲から構成されている。上記混合銅粉を三段階の粒子
径範囲から構成した場合では、混合銅粉中、ベース銅粉
が80〜98重量%に対して第1の補助銅粉が1〜19
重量%、第2の補助銅粉が1〜19重量%になってい
る。特に、補助銅粉については、これに限定されること
なく、これらの平均粒子径の範囲以下の第3の補助銅粉
を使用してもよい。
The mixed copper powder, which is the third component of the copper conductor paste of the present invention, is based on copper powder having an average particle diameter of 0.5 to 5 μm, and the average particle diameter is smaller than this. At least 1 to 3 or more kinds of auxiliary copper powder are added. The specific mixed copper powder has an average particle diameter of 2 to 5 μm.
In the range of the largest average particle size, the first auxiliary copper powder having the next largest average particle size in the range of average particle size 1-2 μm, and the range of 0.5-1 μm in average particle size. Of the second auxiliary copper powder having the smallest average particle diameter, the average particle diameter of 0.
A base copper powder in the range of 5 to 1 μm and an average particle diameter of 0.
It is composed of a two-step particle size range of the auxiliary copper powder in the range of 1 to 0.5 μm. In the case where the mixed copper powder is composed of three stages of particle diameter ranges, in the mixed copper powder, the base copper powder is 80 to 98 wt% and the first auxiliary copper powder is 1 to 19%.
%, And the second auxiliary copper powder is 1 to 19% by weight. In particular, the auxiliary copper powder is not limited to this, and a third auxiliary copper powder having an average particle diameter within the range may be used.

【0024】上記補助銅粉の各銅粉は、比較的球形に近
いものが望ましい。これは各銅粉が空隙を少なくして配
列するためである。平均粒子径の異った銅粉を使用する
と、平均粒子径の小さな補助銅粉が平均粒子径の最も大
きなベース銅粉が配列したときに生じる隙間や空隙を充
填するため、焼成後の導体は内部欠陥が少なく、焼き締
まりも良好になる効果がある。
It is desirable that each of the auxiliary copper powders has a relatively spherical shape. This is because each copper powder is arranged with a small number of voids. When copper powders with different average particle diameters are used, auxiliary copper powders with a small average particle diameter fill the gaps and voids generated when the base copper powder with the largest average particle diameter is arranged, so the conductor after firing is There are few internal defects, and it has the effect of making baking tight.

【0025】ベース銅粉の平均粒子径が5μmを超える
と、酸化の影響を受けにくく焼成条件設定が広くなる
が、低い温度では充分に焼結せず焼き締まり不足が生じ
て導体と基板との接着力が低下する。また、インクロー
ル工程で銅粉がつぶれてしまって銅箔状となり、スクリ
ーン印刷時にメッシュずまりが発生することがある。一
方、ベース銅粉の平均粒子径が0.5μm未満では、混
合銅粉の総粒子面積が大きくなり過ぎて、酸化の影響が
大きくなり、電気抵抗値が高くなる。また、カサ密度が
大きいため焼き締まり性が悪くなる。
When the average particle size of the base copper powder exceeds 5 μm, it is less susceptible to oxidation and the setting of firing conditions becomes wider, but at low temperatures it does not sinter sufficiently and insufficient tightening occurs, resulting in a failure of the conductor and the substrate. The adhesive strength is reduced. Further, in the ink roll process, the copper powder may be crushed to form a copper foil, which may cause mesh clogging during screen printing. On the other hand, if the average particle size of the base copper powder is less than 0.5 μm, the total particle area of the mixed copper powder becomes too large, the influence of oxidation becomes large, and the electric resistance value becomes high. Further, since the bulk density is high, the shrinkage tightness becomes poor.

【0026】ベース銅粉の添加量が98重量%を超える
と、低い温度では充分に焼結せずに焼き締まり不足が生
じて導体と基板、またスルーホールとの接着力が低下
し、一方80重量%未満では混合銅粉の総粒子面積が大
きくなり過ぎることになり、前述と同様の不具合が起こ
る。尚、補助銅粉はベース銅粉が配列したときに生じる
間隙や空隙を充填するために添加するものであり、その
平均粒子径と添加量はベース銅粉のそれらに大きく影響
を受ける。
If the amount of the base copper powder added exceeds 98% by weight, sintering will not be sufficiently performed at a low temperature and insufficient tightening will occur, resulting in a decrease in the adhesive force between the conductor and the substrate or through holes. If it is less than 10% by weight, the total particle area of the mixed copper powder becomes too large, and the same problem as described above occurs. The auxiliary copper powder is added to fill the gaps and voids generated when the base copper powder is arranged, and the average particle size and the addition amount are greatly influenced by those of the base copper powder.

【0027】上記有機溶剤としては、カルビトール、カ
ルビトールアセテート、メタクレゾール、ジメチルイミ
ダゾリジノン、ジメチルホルムアミド、ターピノール、
ジアセトンアルコール、トリエチレングリコール、パラ
キシレン、乳酸エチル、イソホロン等の高沸点の有機溶
剤であり、2種類以上混合してもよい。
Examples of the organic solvent include carbitol, carbitol acetate, metacresol, dimethylimidazolidinone, dimethylformamide, terpinol,
It is a high boiling organic solvent such as diacetone alcohol, triethylene glycol, paraxylene, ethyl lactate, and isophorone, and two or more kinds thereof may be mixed.

【0028】本発明に添加される第4の成分であるガラ
ス粉末は、導体のひび割れを改善したり、焼き締めを改
善する補助的な役割を担持させるために添加してもよ
い。このガラス粉末は、鉛を含有しておらず、平均粒子
径1〜10μmの範囲で軟化点200〜700°Cを有
しており、その添加量は全ての銅粉と超微粒子化した銅
酸化物、銅、もしくはこれらの混合物の合計量100重
量部に対して0.1〜2.0重量部が好ましい。2.0
重量部を超えると、ガラス粉末が焼成後の導体内に残存
するため、導体の電気抵抗値が上昇する傾向があり、ま
た導体と基板との界面にガラス層を形成し、熱膨張によ
る歪みをおこしやすく、熱衝撃性が弱くなる。一方、
0.1未満では、導体のひび割れや焼き締めの改善が期
待できない。
The fourth component, glass powder, added to the present invention may be added in order to improve the cracking of the conductor and to support the auxiliary role of improving the tightening. This glass powder does not contain lead, has a softening point of 200 to 700 ° C. in the range of average particle diameter of 1 to 10 μm, and its addition amount is all copper powder and ultrafine copper oxide. 0.1 to 2.0 parts by weight is preferable for 100 parts by weight of the total amount of the alloy, copper, or a mixture thereof. 2.0
If it exceeds the weight part, the glass powder remains in the conductor after firing, so that the electric resistance value of the conductor tends to increase, and a glass layer is formed at the interface between the conductor and the substrate to prevent distortion due to thermal expansion. It is easy to cause and the thermal shock resistance becomes weak. on the other hand,
If it is less than 0.1, the cracking of the conductor and the improvement of baking cannot be expected.

【0029】本発明の銅導体ペーストに高分子複合物の
高分子以外の高分子をバインダー樹脂として添加するこ
とができる。この樹脂としては、例えばニトロセルロー
ス、エチルセルロース、酢酸セルロース、ブチルセルロ
ース等のセルロース類、ポリオキシメチレン等のポリエ
ーテル類、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のポリビ
ニル類、ポリブチルアクリレート、ポリメチルアクリレ
ート等のアクリレート類、ナイロン6、ナイロン6.
6、ナイロン11等のポリアミドである。
A polymer other than the polymer of the polymer composite may be added as a binder resin to the copper conductor paste of the present invention. Examples of the resin include celluloses such as nitrocellulose, ethyl cellulose, cellulose acetate and butyl cellulose, polyethers such as polyoxymethylene, polyvinyls such as polybutadiene and polyisoprene, and acrylates such as polybutyl acrylate and polymethyl acrylate. , Nylon 6, nylon 6.
6, polyamide such as nylon 11.

【0030】そして、本発明の銅導体ペーストは、有機
溶剤と高分子(バインダー樹脂を含む)からなる有機分
が2〜16重量%の範囲にある。有機分が2重量%未満
の場合には、導体ペーストの粘度が高くなり、スルーホ
ールに充填されにくくなり、また有機分が14重量%を
超えると、スルーホールに充填されたペーストが焼成に
より収縮するため、穴埋め性が悪くなる。
In the copper conductor paste of the present invention, the organic content composed of the organic solvent and the polymer (including the binder resin) is in the range of 2 to 16% by weight. When the organic content is less than 2% by weight, the viscosity of the conductor paste becomes high and it becomes difficult to fill the through holes. When the organic content exceeds 14% by weight, the paste filled in the through holes shrinks due to firing. Therefore, the hole filling property becomes poor.

【0031】また、含有している全ての銅粉と微粒の銅
酸化物、銅、もしくはこれらの混合物が84〜98重量
%の範囲にある。98重量%を超えると、ペーストが高
粘度となり焼き締まり不足が生じて導体と基板、またス
ルーホールとの接着力が低下し、一方84重量%未満で
はスルーホールに充填されたペーストが焼成により収縮
するために、前述と同様の不具合が起こる。
Further, all the contained copper powder and fine copper oxide, copper, or a mixture thereof are in the range of 84 to 98% by weight. If it exceeds 98% by weight, the paste becomes highly viscous and insufficiently hardened to reduce the adhesive force between the conductor, the substrate and the through holes, while if less than 84% by weight, the paste filled in the through holes shrinks due to firing. Therefore, the same problem as described above occurs.

【0032】このようにして得られた導体ペーストは、
アルミナ、窒化アルミ、炭化珪素、窒化珪素、サイアロ
ン、チタン酸バリウム、PBZT等のセラミックス基板
にスクリーン印刷等の方法で塗布される。スクリーン印
刷の手順は、水平に置かれたスクリーン(例えば、ステ
ンレス平織物、300メッシュ)の下に、数ミリメート
ルの間隔をもたせて印刷基板を設置する。このスクリー
ンの上に導体ペーストをのせた後、スキージーを用いて
スクリーン全面に広げる。この時には、スクリーンと印
刷基板とは間隔を有している。続いて、スクリーンが印
刷基板に接触する程度にスキージーでスクリーンを押さ
え付けて移動させ、印刷をする。以後これを繰り返す。
The conductor paste thus obtained is
It is applied to a ceramic substrate such as alumina, aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, sialon, barium titanate, or PBZT by a method such as screen printing. In the screen printing procedure, a printed board is placed under a horizontally placed screen (for example, stainless steel plain weave, 300 mesh) with a space of several millimeters. After placing the conductive paste on this screen, spread it over the entire screen using a squeegee. At this time, there is a gap between the screen and the printed board. Then, the squeegee is pressed against the screen so that the screen comes into contact with the printed board, and the screen is moved to perform printing. After that, this is repeated.

【0033】これを100〜200°Cに設定したオー
ブンに入れて乾燥する。予備焼成工程では、この設定温
度から300°Cまで昇温速度2〜20°C/分で徐々
に上昇させた後、この温度で最大60分間保持し、この
間に有機成分の分解挙動を調整する。これが終わると、
予備焼成基板をベルト炉に入れ、窒素中、600〜10
00°Cの温度で5〜20分間(ピーク保持時間)焼成
し、銅粉を焼結させるとともに基板と反応接着させる。
This is placed in an oven set at 100 to 200 ° C. and dried. In the pre-baking step, the temperature is gradually raised from this set temperature to 300 ° C. at a heating rate of 2 to 20 ° C./minute, and then held at this temperature for a maximum of 60 minutes, during which the decomposition behavior of the organic component is adjusted. . When this is over,
Put the pre-baked substrate in a belt furnace, in nitrogen, 600-10
Baking is performed at a temperature of 00 ° C. for 5 to 20 minutes (peak holding time) to sinter the copper powder and react and adhere to the substrate.

【0034】[0034]

【実施例】次に、本発明を具体的な実施例により更に詳
細に説明する。 実施例1〜5、比較例1 (高分子複合物の作製)真空蒸着装置を用いて、ナイロ
ン11のポリマーペレット5gをタングステンボード中
に入れ、10-6Torrに減圧する。次いで、電圧を印
加してタングステンボードを真空中で加熱してポリマー
を融解させ、取り付け台の上部に設置した基板(ガラス
板)上に、10-4〜10-6Torrの真空度で約1μm
/分の速度で厚さ約5μmの蒸着膜の高分子層を得た。
この高分子層の分子量は前記ポリマーペレットの1/2
〜1/10程度になっている。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 (Preparation of Polymer Composite) Using a vacuum vapor deposition apparatus, 5 g of polymer pellets of nylon 11 were put into a tungsten board and the pressure was reduced to 10 −6 Torr. Then, a voltage is applied to heat the tungsten board in a vacuum to melt the polymer, and a substrate (glass plate) installed on the upper part of the mounting table is vacuumed at a pressure of 10 −4 to 10 −6 Torr to a degree of about 1 μm.
A polymer layer of a vapor-deposited film having a thickness of about 5 μm was obtained at a rate of / min.
The molecular weight of this polymer layer is 1/2 that of the polymer pellets.
It is about 1/10.

【0035】更に、銅チップをハース中に入れて電子ビ
ームにより加熱融解して10-4〜10-6Torrの真空
度で蒸着を行って高分子層の上に銅蒸着膜を付着させ
た。これを真空蒸着装置から取り出し、120°Cに保
持した恒温槽中に10分間放置して複合物を得た。その
結果、この高分子複合物にはCu2 Oが40重量%含有
し、その粒径は1〜15nmであった。
Further, a copper chip was placed in a hearth, heated and melted by an electron beam, and vapor deposition was performed at a vacuum degree of 10 −4 to 10 −6 Torr to deposit a copper vapor deposition film on the polymer layer. This was taken out from the vacuum vapor deposition apparatus and left in a constant temperature bath kept at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a composite. As a result, this polymer composite contained 40% by weight of Cu 2 O and had a particle size of 1 to 15 nm.

【0036】(銅導体ペーストの作製)高分子複合物、
粒径40nmのCuもしくはCu2 O、混合銅粉、有機
溶剤、そしてガラス粉を表1に示すように混合した。混
合銅粉としてベース銅粉と2種類の補助銅粉からなる3
種を使用した。上記これらを混合し、更にインクロール
にて均一に混合することによって茶色の導体ペーストを
作製した。
(Preparation of Copper Conductor Paste) Polymer Composite,
Cu or Cu 2 O having a particle diameter of 40 nm, mixed copper powder, an organic solvent, and glass powder were mixed as shown in Table 1. 3 consisting of base copper powder and two types of auxiliary copper powder as mixed copper powder
Seeds used. A brown conductor paste was prepared by mixing the above and further uniformly mixing with an ink roll.

【0037】(導体の作製)接着力評価用基板は導体ペ
ーストをポリエステル200のスクリーンを用いて2×
2mmに印刷し、また電気抵抗値評価用基板は導体ペー
ストをポリエステル200のスクリーンを用いて直径1
5mmに印刷した。更に、スルーホール評価用基板は導
体ペーストをポリエステル200のスクリーンを用いて
直径0.3mmのスルーホールを複数個有するアルミナ
基板上にスクリーン印刷し、同時にスルーホール内に導
体ペーストを押し込んだ。これらを80°Cに設定した
オーブンに入れ、260°Cまで昇温速度5°C/分で
昇温し、10分間保持して予備焼成した。その後、予備
焼成基板をベルト炉に入れ、窒素中で酸素濃度0〜10
ppm、900°Cの焼成温度でピーク保持時間15分
間焼成して基板を作製した。
(Production of Conductor) As a substrate for evaluating the adhesive strength, a conductive paste was used in 2 × using a polyester 200 screen.
It is printed on 2 mm and the electric resistance evaluation substrate is a conductor paste with a diameter of 1 using a polyester 200 screen.
Printed to 5 mm. Further, as the through-hole evaluation substrate, a conductor paste was screen-printed on an alumina substrate having a plurality of through-holes with a diameter of 0.3 mm using a polyester 200 screen, and at the same time, the conductor paste was pressed into the through-holes. These were placed in an oven set at 80 ° C., heated to 260 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min, held for 10 minutes, and prebaked. Then, the pre-baked substrate is put into a belt furnace and the oxygen concentration is 0 to 10 in nitrogen.
A substrate was produced by firing at a firing temperature of 900 ° C. ppm for a peak holding time of 15 minutes.

【0038】(評価方法)焼成後の導体の接着力、導体
の電気抵抗値、そしてスルーホール穴埋め部の接着性、
穴埋め性、そして印刷エッジを以下の方法で測定した。
(Evaluation method) Adhesive strength of the conductor after firing, electric resistance value of the conductor, and adhesiveness of the through hole filling portion,
The hole filling property and the printed edge were measured by the following methods.

【0039】1.焼成後の導体膜の接着力(L型ピール
強度) L型に曲げた直径0.8mmのスズメッキ銅線を2mm
×2mmの大きさに焼成した導体の表面にハンダ付して
固定し、垂直に折り曲げた銅線の付着力をバネ計りで計
測し基板と導体間の接着力を求めた。
1. Adhesive strength of conductor film after firing (L-shaped peel strength) 2 mm of L-shaped bent tin-plated copper wire with a diameter of 0.8 mm
The adhesive force of the copper wire, which was fixed by soldering to the surface of a conductor fired to a size of 2 mm and bent vertically, was measured by a spring measure to determine the adhesive force between the substrate and the conductor.

【0040】2.導体の電気抵抗値 アルミナ基板上の厚さ10μm、直径15mmの導体を
用いて、四探針法により電気抵抗値を測定した。
2. Electric resistance value of conductor The electric resistance value was measured by a four-point probe method using a conductor having a thickness of 10 μm and a diameter of 15 mm on an alumina substrate.

【0041】3.スルーホール穴埋め部の接着性 スルーホール穴埋め部をテーバー摩耗試験機にて100
0回摩耗した後の状態を肉眼で観察した。評価は三段階
で、◎は優、○は良、△は不良である。
3. Adhesiveness of through-hole filling area 100 through-hole filling area with Taber abrasion tester
The state after zero wear was visually observed. The evaluation is on a three-point scale: ⊚ is excellent, ∘ is good, and Δ is bad.

【0042】4.穴埋め性 スルーホールの穴埋め部を顕微鏡で観察した。評価は三
段階で、◎は優、○は良、△は不良である。
4. Hole filling property The hole filling part of the through hole was observed with a microscope. The evaluation is on a three-point scale: ⊚ is excellent, ∘ is good, and Δ is bad.

【0043】5.印刷エッジ 水平に置かれたスクリーン(ポリエステル平織物、20
0メッシュ)の下に、数ミリメートルの間隔をもたせて
印刷基板を設置し、このスクリーンの上に導体ペースト
をのせた後、スキージーを用いてスクリーン全面に広
げ、続いてスクリーンが印刷基板に接触する程度にスキ
ージーでスクリーンを押さえ付けて移動させ、印刷をす
る。印刷した後の基板を顕微鏡で拡大して導体のエッジ
を観察した。エッジがシャープで角張っているものは
◎、エッジが丸くなり、中央部が平坦になっているもの
は○ 、エッジが丸くなり、中央部が窪んでいるものは
△として評価した。
5. Printing edge Horizontally laid screen (polyester plain weave, 20
(0 mesh) at a distance of a few millimeters, the printed board is placed, the conductive paste is placed on this screen, and then spread over the entire surface of the screen using a squeegee, and then the screen contacts the printed board. Press the screen with a squeegee and move it to print. The printed board was enlarged with a microscope to observe the edges of the conductor. The edges were sharp and angular, and the edges were round, and the central portion was flat, and the edges were round, and the central portion was dented.

【0044】6.粘度 東京計器社製の粘度計(DVO−E型)を用い、導体ペ
ーストを入れた容器にNo.9のロータを入れて回転さ
せ、静的粘度(ロータ回転1rpm)と動的粘度(ロー
タ回転5rpm)を測定した。測定温度は温度25°C
である。上記の評価方法によって得られた結果を表1に
示す。
6. Viscosity A viscometer (DVO-E type) manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. was used, and No. The rotor of No. 9 was put in and rotated, and static viscosity (rotor rotation 1 rpm) and dynamic viscosity (rotor rotation 5 rpm) were measured. Measurement temperature is 25 ° C
It is. The results obtained by the above evaluation method are shown in Table 1.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】この結果によると、実施例では、スルーホ
ールに充填しやすく、スルーホールに充填されたペース
トの焼成後の穴埋め性も良好であり、また基板上に印刷
しやすく、印刷した後も形状保持ができることが判る。
しかし、比較例では、印刷エッジが悪いものがある。
According to these results, in the example, it is easy to fill the through holes, the filling property of the paste filled in the through holes after firing is good, and it is easy to print on the substrate, and the shape after printing is good. It turns out that it can be held.
However, in the comparative example, some print edges are bad.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように、本発明の銅導体ペースト
及び該銅導体ペーストを印刷した基板では、静的粘度の
向上により印刷後の導体のエッジがシャープに出現して
形状保持が良好で、しかも動的粘度も低くなるために印
刷性も良好である。また、補助銅粉がベース銅粉の配列
により生じる間隙や空隙を充填することから、内部欠陥
がなく、焼き締まりも良好な導体を得ることができる。
また、ベース銅粉をより小さくすることで、ファインラ
インの印刷にも適用できる。そして、導体ペーストの粘
度を調節することによりスルーホールに充填しやすく、
スルーホールに充填されたペーストの焼成後の体積変化
も少ないことから穴埋め性が良好で、高水準の接着力が
維持できるといった優れた効果を有している。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, in the copper conductor paste of the present invention and the substrate printed with the copper conductor paste, the edges of the conductor after printing appear sharply due to the improvement of the static viscosity, and the shape retention is good. Moreover, the printability is good because the dynamic viscosity is low. In addition, since the auxiliary copper powder fills the gaps and voids generated by the arrangement of the base copper powder, it is possible to obtain a conductor having no internal defects and good tightness.
Also, by making the base copper powder smaller, it can be applied to fine line printing. And it is easy to fill the through holes by adjusting the viscosity of the conductor paste,
Since there is little change in the volume of the paste filled in the through holes after firing, it has excellent hole filling properties and has an excellent effect of maintaining a high level of adhesive strength.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超微粒子化した銅、銅酸化物、もしくは
これらの混合物を高分子内に凝集することなく分散させ
て得られた高分子複合物に、平均粒子径1〜100nm
の範囲にある銅、銅酸化物、もしくはこれらの混合物
と、平均粒子径0.5〜10μmの範囲にあるベース銅
粉を主にしこれより平均粒子径が小さい補助銅粉を少な
くとも1種類以上添加した混合銅粉と、そして有機溶剤
を添加してなることを特徴とする銅導体ペースト。
1. An average particle diameter of 1 to 100 nm is added to a polymer composite obtained by dispersing ultrafine copper, copper oxide, or a mixture thereof in a polymer without agglomerating.
Of copper, copper oxide, or a mixture thereof in the range of 0.1 to 10%, and at least one or more auxiliary copper powders having an average particle size of 0.5 to 10 μm and mainly having a smaller average particle size than this A copper conductor paste comprising the above mixed copper powder and an organic solvent.
【請求項2】 バインダー樹脂を添加した請求項1記載
の銅導体ペースト。
2. The copper conductor paste according to claim 1, wherein a binder resin is added.
【請求項3】 高分子複合物が熱力学的に非平衡化した
高分子層を作製し、この高分子層の表面に銅の金属層を
密着した後、上記高分子層を加熱して高分子層を安定化
させることで該金属層から超微粒子化した銅、銅酸化
物、もしくはこれらの混合物の超微粒子を高分子内に凝
集させることなく分散させることによって得られた請求
項1記載の銅導体ペースト。
3. A polymer layer in which a polymer composite is thermodynamically non-equilibrium is prepared, and a copper metal layer is adhered to the surface of the polymer layer, and then the polymer layer is heated to a high temperature. The method according to claim 1, which is obtained by dispersing ultrafine particles of copper, copper oxide, or a mixture thereof formed into ultrafine particles from the metal layer by stabilizing the molecular layer without agglomerating in the polymer. Copper conductor paste.
【請求項4】 混合銅粉が平均粒子径2〜5μmの範囲
で最も平均粒子径が大きいベース銅粉と、平均粒子径1
〜2μmの範囲にある第1の補助銅粉と、そして平均粒
子径0.5〜1μmの範囲にある第2の補助銅粉から構
成されている請求項1または2記載の銅導体ペースト。
4. A base copper powder having the largest average particle diameter in the mixed copper powder having an average particle diameter of 2 to 5 μm, and an average particle diameter of 1
The copper conductor paste according to claim 1 or 2, which is composed of a first auxiliary copper powder having a particle size of ˜2 μm and a second auxiliary copper powder having an average particle size of 0.5 μm to 1 μm.
【請求項5】 混合銅粉が平均粒子径0.5〜1μmの
範囲で最も平均粒子径が大きいベース銅粉と、平均粒子
径0.1〜0.5μmの範囲の補助銅粉から構成されて
いる請求項1または2記載の銅導体ペースト。
5. The mixed copper powder is composed of a base copper powder having the largest average particle diameter in the range of 0.5 to 1 μm and an auxiliary copper powder in the average particle diameter of 0.1 to 0.5 μm. The copper conductor paste according to claim 1 or 2.
【請求項6】 ガラス粉末が混合銅粉と高分子複合物中
の超微粒子化した銅、銅酸化物、もしくはこれらの混合
物と、そして平均粒子径1〜100nmの範囲にある
銅、銅酸化物、もしくはこれらの混合物の合計量100
重量部に対して0.1〜2.0重量部添加されている請
求項1、2、3、4または5記載の銅導体ペースト。
6. A glass powder, copper mixed with copper powder, ultrafine-grained copper in a polymer composite, copper oxide, or a mixture thereof, and copper or copper oxide having an average particle diameter in the range of 1 to 100 nm. Or a total amount of these mixtures of 100
The copper conductor paste according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, which is added in an amount of 0.1 to 2.0 parts by weight with respect to parts by weight.
【請求項7】 有機溶剤と高分子からなる有機分が2〜
16重量%の範囲にある請求項1または2記載の銅導体
ペースト。
7. The organic component composed of an organic solvent and a polymer is 2 to
The copper conductor paste according to claim 1 or 2, which is in the range of 16% by weight.
【請求項8】 超微粒子化した銅、銅酸化物、もしくは
これらの混合物を高分子内に凝集することなく分散させ
て得られた高分子複合物に、平均粒子径1〜100nm
の範囲にある銅、銅酸化物、もしくはこれらの混合物
と、平均粒子径0.5〜10μmの範囲にあるベース銅
粉を主にしこれより平均粒子径が小さい補助銅粉を少な
くとも1種類以上添加した混合銅粉と、そして有機溶剤
を添加してなる銅導体ペーストを印刷し、焼成したこと
を特徴とする銅導体ペーストを印刷した基板。
8. A polymer composite obtained by dispersing ultrafine-grained copper, copper oxide, or a mixture thereof in a polymer without agglomerating, has an average particle diameter of 1 to 100 nm.
Of copper, copper oxide, or a mixture thereof in the range of 0.1 to 10%, and at least one or more auxiliary copper powders having an average particle size of 0.5 to 10 μm and mainly having a smaller average particle size than this A substrate on which a copper conductor paste is printed, which is obtained by printing a copper conductor paste obtained by adding the mixed copper powder prepared above and an organic solvent, and baking the copper conductor paste.
【請求項9】 ガラス粉末が混合銅粉と高分子複合物中
の超微粒子化した銅、銅酸化物、もしくはこれらの混合
物と、そして平均粒子径1〜100nmの範囲にある
銅、銅酸化物、もしくはこれらの混合物の合計量100
重量部に対して0.1〜2.0重量部添加されている請
求項8記載の基板。
9. A glass powder, copper mixed with copper powder, ultrafine-grained copper or copper oxide in a polymer composite, or a mixture thereof, and copper or copper oxide having an average particle diameter in the range of 1 to 100 nm. Or a total amount of these mixtures of 100
The substrate according to claim 8, which is added in an amount of 0.1 to 2.0 parts by weight with respect to parts by weight.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002500408A (en) * 1997-12-23 2002-01-08 バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト Screen printing paste for producing conductive coatings
US7976732B2 (en) * 2006-03-27 2011-07-12 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Electroconductive composition and electroconductive film forming method
KR101360807B1 (en) * 2008-09-30 2014-02-11 미쓰보 시베루토 가부시키 가이샤 Through-hole filling copper conductor paste, method for manufacturing copper conductor through-hole filling substrate, copper conductor through-hole filling substrate, circuit board, electronic component and semiconductor package
JPWO2015118982A1 (en) * 2014-02-04 2017-03-23 株式会社村田製作所 Electronic component module and method of manufacturing electronic component module

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