JPH09306239A - Conductive paste and manufacture of electronic parts - Google Patents
Conductive paste and manufacture of electronic partsInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は導電ペースト及び電
子部品の製造方法に係り、特には、導電ペーストの成分
組成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive paste and a method for manufacturing an electronic component, and more particularly to a component composition of the conductive paste.
【０００２】[0002]
【従来の技術】配線基板や電子部品における電極などの
ような厚膜導体を形成する際には、金属成分及びガラス
フリットを有機ビヒクル中に分散してなる導電ペースト
が使用されている。そして、従来においては、金属成分
としてＡｇ（銀）やＡｇ・Ｐｄ（銀・パラジウム）が用
いられていたにも拘わらず、近年においては、金属成分
としてＣｕ（銅）を用いるのが一般的となっている。す
なわち、ＡｇやＰｄなどと比較した場合のＣｕは安価で
あり、かつ、配線抵抗が少なくて済むことになるばかり
か、マイグレーション特性にも優れているからである。
なお、図示省略しているが、電子部品などを製造する際
には、セラミック基板上に導電ペーストを塗布したうえ
で乾燥させた後、所定の温度下で焼き付けることによっ
て厚膜導体を形成することが行われている。2. Description of the Related Art When forming a thick film conductor such as an electrode in a wiring board or an electronic component, a conductive paste in which a metal component and a glass frit are dispersed in an organic vehicle is used. In addition, although Ag (silver) or Ag.Pd (silver.palladium) has been used as a metal component in the past, Cu (copper) is generally used as a metal component in recent years. Has become. That is, Cu is inexpensive when compared with Ag, Pd, and the like, and not only does it require a low wiring resistance, but also has excellent migration characteristics.
Although not shown, when manufacturing an electronic component or the like, a thick film conductor is formed by applying a conductive paste on a ceramic substrate, drying it, and then baking it at a predetermined temperature. Is being done.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、金属成分が
Ｃｕである導電ペーストを使用することによって電子部
品などの厚膜導体を形成した際には、卑金属であるＣｕ
が焼成中に酸化することが起こるため、後の半田付け工
程において半田付け特性が劣化することになり、製品歩
留まり率が低下し、かつ、製品に対する信頼性が低下す
るという不都合が生じる。そして、半田付け特性が劣化
するのは、Ｃｕを金属成分とする導電ペーストを焼き付
けることによって形成された厚膜導体の有する半田濡れ
性が低いためであると考えられている。By the way, when a thick film conductor such as an electronic component is formed by using a conductive paste having a metal component of Cu, Cu which is a base metal is used.
Is oxidized during firing, so that the soldering characteristics are deteriorated in the subsequent soldering process, and the product yield rate is lowered and the reliability of the product is lowered. It is considered that the soldering characteristics are deteriorated because the thick film conductor formed by baking the conductive paste containing Cu as a metal component has low solder wettability.
【０００４】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、半田濡れ性の高い厚膜導体を形成す
ることができる導電ペーストと、この導電ペーストを用
いて形成された厚膜導体を具備してなる電子部品の製造
方法とを提供することを目的としている。The present invention was devised in view of these disadvantages, and is a conductive paste capable of forming a thick film conductor having high solder wettability, and a thick film formed using this conductive paste. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electronic component including a conductor.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る導電ペース
トは、金属成分及びガラスフリットを有機ビヒクル中に
分散してなるものであって、金属成分は、Ｃｕ粉末と有
機Ｐｄレジネートとを含有していることを特徴とする。
そして、この際、Ｃｕ粉末の１００重量部に対する有機
Ｐｄレジネートの添加量は、金属換算で０．２ないし
０．６重量部の範囲内であることが好ましい。また、本
発明に係る電子部品の製造方法は、Ｃｕ粉末と有機Ｐｄ
レジネートとを含有してなる金属成分及びガラスフリッ
トが有機ビヒクル中に分散された導電ペーストをセラミ
ック基板上に塗布したうえで焼き付けることによって厚
膜導体を形成する工程を含んでいることを特徴としてい
る。A conductive paste according to the present invention comprises a metal component and a glass frit dispersed in an organic vehicle, and the metal component contains Cu powder and an organic Pd resinate. It is characterized by
At this time, the amount of the organic Pd resinate added to 100 parts by weight of the Cu powder is preferably in the range of 0.2 to 0.6 parts by weight in terms of metal. In addition, the method for manufacturing an electronic component according to the present invention is based on Cu powder and organic Pd.
It is characterized in that it includes a step of forming a thick film conductor by applying a conductive paste in which a metal component containing a resinate and a glass frit dispersed in an organic vehicle onto a ceramic substrate and baking it. .
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【０００７】本実施の形態に係る導電ペーストは金属成
分及びガラスフリットを有機ビヒクル中に分散すること
によって作製されたものであり、この際における金属成
分は所定の比率に従って配合されたＣｕ粉末と有機Ｐｄ
レジネートとを含有したものであることが本発明の要件
となっている。そして、本発明においては、Ｃｕ粉末の
１００重量部に対する有機Ｐｄレジネートの添加量が、
金属換算で０．２ないし０．６重量部の範囲内となるよ
うに設定されている。The conductive paste according to the present embodiment is prepared by dispersing a metal component and glass frit in an organic vehicle, and the metal component in this case is Cu powder and organic compounded according to a predetermined ratio. Pd
It is a requirement of the present invention to contain a resinate. In the present invention, the amount of the organic Pd resinate added to 100 parts by weight of Cu powder is
It is set to be within the range of 0.2 to 0.6 parts by weight in terms of metal.
【０００８】また、本実施の形態に係る電子部品の製造
方法は、金属成分及びガラスフリットが有機ビヒクル中
に分散された導電ペーストをセラミック基板上に塗布し
たうえで焼き付けることによって厚膜導体を形成する工
程を含んでおり、この際における導電ペーストの金属成
分はＣｕ粉末と有機Ｐｄレジネートとを含有しているこ
とが本発明の要件である。なお、ここでの有機Ｐｄレジ
ネートとしては、アビエチン酸（Ｃ20Ｈ29Ｏ2）とＰｄ
との化合物などを用いるのが一般的である。Further, in the method of manufacturing an electronic component according to this embodiment, a thick film conductor is formed by applying a conductive paste in which a metal component and glass frit are dispersed in an organic vehicle on a ceramic substrate and baking it. It is a requirement of the present invention that the metal component of the conductive paste in this case contains Cu powder and organic Pd resinate. The organic Pd resinate used here includes abietic acid (C 20 H 29 O 2 ) and Pd.
It is common to use compounds such as
【０００９】まず、導電ペーストを作製するに際して
は、平均粒径が１μｍ以上で３μｍ未満の範囲内にある
Ｃｕ粉末と、Ｐｄ含有量が１０％程度である有機Ｐｄレ
ジネートと、ホウケイ酸鉛系やホウケイ酸亜鉛系などの
ガラスフリットと、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で
もって溶解してなる有機ビヒクルとをそれぞれ用意す
る。その後、金属成分であるＣｕ粉末及び有機Ｐｄレジ
ネートと、ガラスフリットと、有機ビヒクルとのそれぞ
れを所定量ずつ調合したうえで互いに混練することによ
り、表１で示す各種の成分組成とされた試料１ないし７
の導電ペーストを作製する。First, when the conductive paste is prepared, Cu powder having an average particle size of 1 μm or more and less than 3 μm, an organic Pd resinate having a Pd content of about 10%, a lead borosilicate-based material, or the like. A glass frit such as a zinc borosilicate type and an organic vehicle obtained by dissolving an ethyl cellulose type resin or an alkyd type resin with a terpineol type solvent or an alcohol type solvent are prepared. After that, Cu powder and organic Pd resinate which are metal components, glass frit, and organic vehicle were prepared in predetermined amounts, respectively, and then kneaded together to prepare Sample 1 having various component compositions shown in Table 1. Through 7
The conductive paste of is prepared.
【００１０】[0010]
【表１】 [Table 1]
【００１１】すなわち、この表１における各成分の単位
は重量部であり、試料１の導電ペーストは金属成分がＣ
ｕ粉末のみであるために従来例と同一のものになってい
る。そして、試料２ないし６の導電ペーストは、金属成
分がＣｕ粉末及び有機Ｐｄレジネートを含有しているた
めに本発明と合致したものであり、この際におけるＣｕ
粉末の１００重量部に対する有機Ｐｄレジネートの添加
量は金属換算で０．２ないし０．６重量部の範囲内とな
っている。また、試料７の導電ペーストは金属成分が有
機Ｐｄレジネートを含有しているにも拘わらず、Ｃｕ粉
末の１００重量部に対する有機Ｐｄレジネートの添加量
が金属換算で０．７重量部であるために本発明の範囲外
となるものである。That is, the unit of each component in Table 1 is parts by weight, and the conductive paste of Sample 1 contains C as the metal component.
Since it is only u powder, it is the same as the conventional example. The conductive pastes of Samples 2 to 6 were in conformity with the present invention because the metal components contained Cu powder and organic Pd resinate.
The amount of organic Pd resinate added to 100 parts by weight of the powder is in the range of 0.2 to 0.6 parts by weight in terms of metal. Further, in the conductive paste of Sample 7, the amount of the organic Pd resinate added to 100 parts by weight of Cu powder was 0.7 parts by weight in terms of metal, even though the metal component contained the organic Pd resinate. It is outside the scope of the present invention.
【００１２】つぎに、図示省略しているが、セラミック
基板の一例である９６％アルミナ基板の複数枚を用意
し、かつ、各セラミック基板の表面上に試料１ないし７
それぞれの導電ペーストをスクリーン印刷でもって塗布
したうえ、１５０℃の温度条件下で１０分間放置するこ
とによって導電ペーストを乾燥させる。そして、セラミ
ック基板の各々を最高６００℃の温度条件下で１時間に
わたって焼成して、試料１ないし７それぞれの導電ペー
ストをセラミック基板上に焼き付けることによって厚膜
導体を形成することを行った。すなわち、本実施の形態
に係る電子部品、つまり、配線基板や積層型コンデンサ
などのような電子部品は、このような手順の製造方法に
従って製造されることになっており、セラミック基板が
アルミナ基板のみに限定されず、誘電体基板や低温多層
基板であってもよいことは勿論である。Next, although not shown, a plurality of 96% alumina substrates, which are an example of ceramic substrates, are prepared, and samples 1 to 7 are provided on the surface of each ceramic substrate.
Each conductive paste is applied by screen printing, and the conductive paste is dried by leaving it under a temperature condition of 150 ° C. for 10 minutes. Then, each of the ceramic substrates was fired under a temperature condition of maximum 600 ° C. for 1 hour, and the conductive paste of each of Samples 1 to 7 was baked on the ceramic substrate to form a thick film conductor. That is, the electronic component according to the present embodiment, that is, the electronic component such as the wiring board and the multilayer capacitor is to be manufactured according to the manufacturing method of such a procedure, and the ceramic substrate is the alumina substrate only. However, it is needless to say that it may be a dielectric substrate or a low temperature multilayer substrate.
【００１３】さらに、試料１ないし７それぞれの導電ペ
ーストを焼き付けて形成された厚膜導体のそれぞれに対
する導体特性試験を実行することによって半田濡れ性を
示す半田濡れ拡がり率（％）と、配線抵抗（ｍΩ／□）
及び接着強度（Ｋｇｆ）とを測定してみたところ、表２
で示すような判定結果が得られた。なお、ここでは、半
田濡れ拡がり率が７０％以上で良、配線抵抗が４．０ｍ
Ω／□未満で良、初期接着強度が３．０Ｋｇｆ以上で
良、熱エージング後の接着強度が１．０Ｋｇｆ以上で良
の判定を下した。Further, by conducting a conductor characteristic test on each of the thick film conductors formed by baking the conductive paste of each of Samples 1 to 7, the solder wetting spread rate (%) showing the solder wettability and the wiring resistance ( mΩ / □)
When the adhesive strength (Kgf) was measured, Table 2
The judgment result as shown by was obtained. In this case, the solder wetting spread rate is 70% or more, and the wiring resistance is 4.0 m.
It was judged to be good when it is less than Ω / □, good when the initial adhesive strength is 3.0 kgf or more, and good when the adhesive strength after heat aging is 1.0 kgf or more.
【００１４】[0014]
【表２】 [Table 2]
【００１５】そして、表２によれば、従来例である試料
１の導電ペーストからなる厚膜導体では６９％の半田濡
れ拡がり率しか得られずに不良の判定が下されるのに対
し、試料２ないし７の導電ペーストを用いて形成された
厚膜導体ではいずれにおいても７０％以上の半田濡れ拡
がり率が確保されていることによって良という判定が下
されることになり、半田濡れ性が向上していることが分
かる。また、試料２ないし７の導電ペーストを用いて形
成された厚膜導体のうちでは、試料７の導電ペーストか
らなる厚膜導体の初期接着強度が３．０Ｋｇｆ以下、か
つ、熱エージング後の接着強度が１．０Ｋｇｆ以下とな
っており、Ｃｕ粉末の１００重量部に対する有機Ｐｄレ
ジネートの添加量が金属換算で０．２ないし０．６重量
部の範囲内であるべき必要性が明らかとなっている。Further, according to Table 2, the thick film conductor made of the conductive paste of Sample 1 which is a conventional example gives a defect of only 69% of the solder wetting spread ratio, whereas the sample is judged defective. In any of the thick film conductors formed by using the conductive pastes 2 to 7, a solder wetting spread ratio of 70% or more is ensured, so that a good judgment is made and the solder wettability is improved. You can see that Further, among the thick film conductors formed by using the conductive pastes of Samples 2 to 7, the thick film conductor made of the conductive paste of Sample 7 has an initial adhesive strength of 3.0 Kgf or less and an adhesive strength after thermal aging. Is 1.0 Kgf or less, and it is clear that the addition amount of the organic Pd resinate with respect to 100 parts by weight of Cu powder should be within the range of 0.2 to 0.6 parts by weight in terms of metal. .
【００１６】ところで、本実施の形態における半田濡れ
拡がり率は、以下のような手順に従って測定されたもの
である。すなわち、まず、直径２．５ｍｍの半田ボール
を用意し、かつ、ロジン系フラックスに浸漬した半田ボ
ールを厚膜導体の表面上に載置した後、厚膜導体が形成
されたセラミック基板を２３５±５℃の温度となったホ
ットプレート上に載置したうえで３０秒間静置すること
によって半田ボールを溶融させる。つぎに、ホットプレ
ート上から水平場所上へと移し替えたセラミック基板を
室温まで放置して冷却したうえでフラックスを除去した
後、溶融して拡がった半田の拡がり状態を顕微鏡でもっ
て直角に交差する２方向（Ｘ，Ｙ）に沿って測長したう
え、測長値を以下の計算式に代入して計算すると、半田
濡れ拡がり率が算出される。By the way, the solder wetting spread rate in this embodiment is measured according to the following procedure. That is, first, a solder ball having a diameter of 2.5 mm is prepared, and a solder ball dipped in a rosin-based flux is placed on the surface of the thick film conductor, and then the ceramic substrate on which the thick film conductor is formed 235 ± The solder balls are melted by placing them on a hot plate having a temperature of 5 ° C. and then leaving them to stand for 30 seconds. Next, after the ceramic substrate transferred from the hot plate to the horizontal place is left to cool to room temperature to remove the flux, the spread state of the melted and spread solder is crossed at a right angle with a microscope. The solder wetting spread rate is calculated by measuring the length along two directions (X, Y) and then substituting the measured values into the following calculation formula.
【００１７】[0017]
【数１】 [Equation 1]
【００１８】一方、ここでの配線抵抗は、長さ（Ｌ）及
び幅（Ｗ）が１００：１の寸法関係（Ｌ／Ｗ＝１００／
１）にある厚膜導体上の２点を周知の４端子法でもって
測定したうえでの膜厚換算によって求められたシート抵
抗値の意味であり、また、接着強度は、導電ペーストを
焼き付けて形成された厚膜導体に対して半田付け接続さ
れたリード線を引っ張ることによって算出されるもので
ある。そして、本実施の形態においては、２３５±５℃
に温度調整されたＡｇ２％入りの共晶半田中に２ｍｍ×
２ｍｍの大きさを有する厚膜導体を５±１秒間だけ浸漬
し、かつ、この厚膜導体に対して直径０．８ｍｍのＳｎ
（錫）メッキＣｕ線を半田付け接続した後、リード線を
引っ張り試験機を用いて２０ｍｍ／１分の速度でもって
引っ張ることによって測定された数値を接着強度として
いる。なお、表２では、半田付け直後の接着強度を初期
接着強度として示し、１５０℃の温度下で１００時間に
わたるエージング処理を施した後の接着強度を熱エージ
ング後の接着強度（熱エージング強度）として示すこと
を行っている。On the other hand, the wiring resistance here is such that the length (L) and the width (W) are 100: 1 (L / W = 100 /).
1) means the sheet resistance value obtained by converting the film thickness after measuring two points on the thick film conductor by the well-known 4-terminal method, and the adhesive strength is obtained by baking a conductive paste. It is calculated by pulling the lead wire soldered to the formed thick film conductor. And in this embodiment, 235 ± 5 ° C.
2mm × in eutectic solder containing 2% Ag, whose temperature is adjusted to
A thick film conductor having a size of 2 mm is immersed for 5 ± 1 seconds, and Sn having a diameter of 0.8 mm is applied to the thick film conductor.
After the (tin) -plated Cu wire is connected by soldering, the lead wire is pulled at a speed of 20 mm / 1 minute using a tensile tester to obtain the adhesive strength. In Table 2, the adhesive strength immediately after soldering is shown as the initial adhesive strength, and the adhesive strength after the aging treatment for 100 hours at a temperature of 150 ° C. is taken as the adhesive strength after thermal aging (thermal aging strength). Is going to show.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る導電ペーストによれば、金属成分がＣｕ粉末と有
機Ｐｄレジネートとを含有しているので、この導電ペー
ストを用いて形成された厚膜導体の半田濡れ性が高ま
り、半田濡れ性の高い厚膜導体を形成しうることになる
結果、製品歩留まり率及び製品に対する信頼性の向上を
図ることができるという効果が得られる。そして、請求
項２に係る導電ペーストによれば、半田濡れ性のみなら
ず、セラミック基板に対する十分な接着強度をも確保す
ることが可能になり、製品歩留まり率及び製品に対する
信頼性のさらなる向上を図ることができる。また、請求
項３に係る電子部品の製造方法によれば、半田濡れ性の
高い厚膜導体を具備した電子部品を製造することができ
るという効果が得られる。As described above, according to the first aspect of the present invention.
According to the conductive paste of the present invention, since the metal component contains Cu powder and organic Pd resinate, the solder wettability of the thick film conductor formed by using this conductive paste is increased, and the thick solder paste having high solder wettability is obtained. As a result of being able to form the film conductor, there is an effect that the product yield rate and the reliability of the product can be improved. According to the conductive paste of the second aspect, not only the solder wettability but also the sufficient adhesive strength with respect to the ceramic substrate can be secured, and the product yield rate and the product reliability are further improved. be able to. Further, according to the method of manufacturing the electronic component of the third aspect, it is possible to manufacture the electronic component including the thick film conductor having high solder wettability.
Claims (3)
ル中に分散してなる導電ペーストであって、 金属成分は、Ｃｕ粉末と有機Ｐｄレジネートとを含有し
たものであることを特徴とする導電ペースト。1. A conductive paste comprising a metal component and a glass frit dispersed in an organic vehicle, wherein the metal component contains Cu powder and an organic Pd resinate.
添加量は、金属換算で０．２ないし０．６重量部の範囲
内であることを特徴とする導電ペースト。2. The conductive paste according to claim 1, wherein the addition amount of the organic Pd resinate to 100 parts by weight of Cu powder is within a range of 0.2 to 0.6 parts by weight in terms of metal. Characteristic conductive paste.
てなる金属成分及びガラスフリットが有機ビヒクル中に
分散された導電ペーストをセラミック基板上に塗布した
うえで焼き付けることによって厚膜導体を形成する工程
を含んでいることを特徴とする電子部品の製造方法。3. A thick film conductor is formed by applying a conductive paste in which a metal component containing Cu powder and an organic Pd resinate and glass frit are dispersed in an organic vehicle on a ceramic substrate and baking the paste. A method of manufacturing an electronic component, the method including a step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12567596A JPH09306239A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Conductive paste and manufacture of electronic parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12567596A JPH09306239A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Conductive paste and manufacture of electronic parts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306239A true JPH09306239A (en) | 1997-11-28 |
Family
ID=14915885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12567596A Pending JPH09306239A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Conductive paste and manufacture of electronic parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306239A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011512426A (en) * | 2008-01-30 | 2011-04-21 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Conductive ink having organometallic modifier |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP12567596A patent/JPH09306239A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011512426A (en) * | 2008-01-30 | 2011-04-21 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Conductive ink having organometallic modifier |
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