JPS582093A - スクリーン印刷ペースト及びハイブリッド回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は厚層技術により設けられ、非酸化雰囲気中で焼
成されるスクリーン゛印刷ペーストに関するものであり
、このペーストは永久結合剤とし、て受動的ガラス質成
分、活性成分および一時結合剤の混合物を含む。本発明
Ｆｉまた前記ペーストによって製造さ、すたて）イでリ
ッド＠蹟に関するものである。

本発明はミクロｍ子の分野、さらに特に、ハイブリッド
ミクロ回路の製造に用いられ、このために使用する櫨々
の支持体に適応する全系列のスクリーン印刷・ペースト
をＶ＠製する。

この櫨のスクリーン印刷ペーストは１例えは英国特許第
１４８９（１８’１号明細舊に開示されており、このペ
ーストは焼結蒸化アルミニウムの支持体上に設けられ、
非酸化雰囲気、すなわち、酸素金縁が０．００１％以下
の雰囲気中で焼成される鋼を主成分とする導電性スクリ
ーン印刷ペーストでこの檜の焼結酸化アルミニウムの支
持体を用い２る場合、約８５０℃の温度にて非酸化雰囲
気中で焼成される全系列の適当なペーストを調製するこ
とができる〇 竣近の新しい支持体、例え□ばアルファメタルズ社の黒
色エナメル薄鋼板の市販品により、支持体のエナメルを
損じないように、約５５０℃のｔｍで焼成すべき新しい
系列の適当なペーストを調製することが必要になつ九。

陵化鉛含有ガラスは融点が低いが、中性雰囲気、例えば
窒素中で４！Ｉθ℃以上の一度にて焼成する際に、酸化
鉛の還元により分解する欠点がある。

さらに、スクリーン印刷ペーストの結合剤は、特に中性
焼成雰囲気を用いる場合、スクリーン層から完全に消え
て、残渣が前記層の性質を損じ、ガラスの分解の原因と
なる〇 ガラスの分解を防止するため、問題の焼成一度にて還元
する酸化物、を含まないような組成物を選択する。しか
し、この檀の組成物は融点が高く、９００°Ｃ程１度で
、あり、この焼成一度に、幇えられる焼結酸化アルミニ
ウムの支持、坪が脅娶であや・。

有機ビヒクルをよりよく除去する次めに、本発明者らは
１以上の原子価の會Ｎ！酸化物をスクリーン印刷ぺ、−
、Ｘトに導入することに思し）至った。これらの會ｊｉ
ｇ酸化物は、焼成、中に１ＩｉＩＩｉに還元し、有機ビ
ヒクル中に少量分散するこ、缶ができ、このような酸化
物として例えは１ラセオジム酸化−（Ｐｒ６０□０．　
Ｐｒｏｇ）、セリウム酸化物（０８０，）、ま九はコバ
ルト酸化物（００，０，）がある、０、一方これらの酸
化物は、下位の原子価に透水すや場合、スクリーン印刷
層の性質常置することなくガラス質層に変化する。この
改良は杏国特許第２０８．７２７０号明細畜に開示した
。

この英国特許明細−に用い几ガラスの組成は次〜 に示す通りである。

６〜８０慢 ＬｉＯ２０−−１０慢 これＦｉ酸化鉛（ＰｂＯ）を含まず、アニーリング点が
５７５°と比較的高い。

米国特許第８６４７５８２号明細書には、銅含有導電性
スクリーン印刷ペーストが開示されており、このガラス
は酸化鉛を含む。これはガラスの分解を避けるように、
Ｉ　Ｏ”〜ｌ　”　ａｔ、（７）＃１分！０弱酸化雰囲
気中下焼成Ｔ６必９が６７′・″リーン、印刷パターン
の焼成ｒ内に誘導する気体雰囲気を連続して厳格に制御
すること力５必要である、この檀の雰囲気中で焼成後ガ
ラスは結合が弱くなる０ 本発明の目的はこの厳格な制御から解放されると同時に
、例えはエナメル薄鋼板のような、多く１７）　分ｔｉ
ｌｔ　！、：Ｔ、おいて焼成酸化アルミニウムに取って
代わる新しい支持体材料を導入して、６００’Ｃ以下の
一度で焼成できるように全系列のスクリーン印刷ペース
トをペースト製造業者に応用するようにさせることにあ
る。

エナメル薄鋼板の支持体を用いる場合、鉛ガラスの分解
と有機残渣の除去の問題に対し別の解決が必要である。

本発明によれは、酸化剤をスクリーン印刷ペーストに混
入し、相を焼成中に還元し、十分量の酸素を遊離させて
ガラス内の酸化鉛の還元を防ぎ炭素残渣を燃焼させる。

本発明のスクリーン印刷ペーストは、２以上の高い酸化
度を有し、全旙が２０容量チ以下のｌ櫨またはｌ種以上
の酸化鉛を含むことに特徴がある。

このようにして、ペーストは、４１θ℃の一度から還元
することができ、−担ＰｂＯに還元Ｔ”ると酸化鉛のガ
ラス含量を増加し従ってその軟化一度を引下げるので、
ガラスのアニーリング点を引下げることによりガラスの
分解を避けることができる酸化剤を含む。

本発明の好適例では、酸化物として５〜１５容Ｍ％の゛
酸化鉛ＰｂＯ□を選択する。　　−酸化度が２以上であ
り酸化剤として働くすべての酸化鉛、ｐｂ、ｏ、　、　
ｐｂ８０４．・−・・・・ｐｂｏ、のうち、最後のもの
が好ましい。この酸化物ｕ４１０〜６２５℃の結反範囲
で還元され、比較的大量の酸素を遊離する。

本発明の実施例では、玄クリーン印刷ペースト＋７）　
カ５　ス質のいわゆる受動的部分が、次のモル％で示さ
れる酸化物 ＰｂＯ４０〜６０％ Ｓｉｎ、　　　　　２５〜４５チ　” Ａｔｏ　　　　　　５〜１５％ ８易 Ｂ、０．　　　　　　０〜ｌＯ％ の混合物を溶融摩砕して得られた低融点の鉛ガラスプリ
ットであることに特徴がある。

このガラスフリッ）Ｈモル％で次の組成であることが好
ましい０パ Ｐｂ０　　　　５７％ ＳｉＯ８８％ 五１，０．　　　１０％ とめ′組成では、ガラスのア二一り／グ点は約４４０℃
であ′す、従って、このガラスを用いて、エナメル薄鋼
板の支持体上に設けるスクリーン印刷ペーストを調製す
為ことができる。

通常の有機ビヒクル中、例えば適当な粘度と適′当な流
動学的挙動を示す溶媒中に溶かじた樹脂電液、例えｖＪ
：、テルピネオールに浴がしたエチル七ルロース中に分
散する出発混合物は、一般に粉末状で少なくともふたつ
の部分から成る。ｄとっけ王としてスクリー”／印刷層
の組立体を支持体に１合する作用があるガラス質のいわ
′ゆる受動的部分、もうひとつは基本作用が電気的ｉ質
によるいわゆる活性部分である０　　　′ トけ、印刷中に、再生・ミターンの鮮明度に従って一層
細かな篩または細目網を通過しなければならない。′通
常の網は２．５’４ｃｍ（１インチ）当り８２５メツシ
ユであり、ｌメツシュ当り５　’ＯａＷＬ’Ｍｆ５であ
る。一般に粒子の大きさの少なく゛とも５倍である〇用
いる粉末の最大の大きさＨ１Ｏｎｍ程度であり。

その形状はほぼ球状筺たは少なく□とも円形であり元金
に目が細かい（非多孔性表面を有しｆ／＃密である）。

これらｔ数十時間ボールミルで摩砕して得られる。

スクリーン印刷ペーストの活性部分を所望の電気的性質
に基づいて選択する。４ｍ性ベーストを゛製造するには
、この部分は例えは−金または銀であり、この場合ペー
ストを空気中で焼成するＯこの部分は合金１例えはＡｕ
　Ｐｄ　、　Ａｇ　Ｐｄ　、　Ａｕ　Ｐｔおよび好まし
くはＡｕ　Ｐｔ　Ｐ（ｉから成り、合金は焼成中に形成
され、出発混合物は粉末状の構成金属を含む。銅を用い
ることもできるが、５〜ｔＯＸｘＯ−’＊の酸素分圧の
非酸化雰囲気中で焼成処理する必・要がある°。

以下１本発明を実施例につき詳細に説明するＯまず、モ
ルチで次の組成のガラス７リツトを調製する。

ｐｂＱ　　　　　５７％ Ｓｉｎ、　　　　　８８’饅 Ａｊ、Ｏ，ｌ　Ｏチ　　５ こめ混合物を約１ｇ００℃の温度で＃融し、次いで６４
時間ボールミル内で摩砕し、最大寸法がｌθミクロン程
度の粒子にする。

絶縁スクリーン印刷ペースト用の出発混合物を調製する
ために、例えば、セラミック充填剤を粉末形態で、例え
ば、酸化マグネシウムＣＭｇ０）　、酸化ランクｙ　（
Ｌａ、０．）　ｖたはアルミンＩＩＩオンタン（ＬａＡ
ｊＯ８）　を添加す４゜最後の、ものは特に、α−９５
ＸｌＯ℃　（ｇｏ〜７００℃）の値でエナメル薄鋼板の
支持体に適応する線膨張詠数により選ばれる。

アルミン酸ランタンは、市販の粉末酸化アルミニウム（
ムＪ、０．）と酸化ランタン、（Ｌａ、Ｏ，）をボール
ミル中で混合し、この混合物を最初ｉｇｏｏ℃で鳴時間
、次いで１６００℃で１５時間加熱して調製する。最終
生成物を数時間ボールミルの水中で摩砕し、適当な粒子
組成物を得る。

前述のガラス７リツトとセラミック充填剤を混合する０
この出発混合物中のガラス対セラミック元填剤の容量比
が１を越える場合１例えｒｉ８／ｌである場合、優れた
数奇な絶縁手段が得られる〇試験しｆｔ檀々のセラミッ
ク充填剤のうち、アルミン酸ランタンが前述したガラス
（ＰｂＯ５）ｇｂ。

ムｔｓＯ，Ｉ　０％、　Ｓｉｎ、８８％）’と最も良く
適合し。

しかもこのガラスは酸化ホウ素を含まないので提案し九
組成物の中で最も粘性なもののひとつであこの檜の出発
混合物とこれにより構成−するスクリーン印刷ペースト
は、空気中で焼成でき従って導電性ペーストムｇ　−Ｐ
ｄ　（８５−１６’）と適合できる場合にも、これらは
中性雰囲気中で焼成すると分解し炭化し、従って銅導電
性ペーストと適合できない。

本発明の範囲内で酸化鉛を添加する有効性は、ペースト
をスクリーン印刷に用い６００℃の一度に焼成すること
により、含有量を増加させながらペーストを調製して証
明した〇 金属鉛の生成を示す黒色が橙色状（Ｐｂ、０４）に徐ｊ
々に変化するので、はっきりとこの添加の利点が示され
る０２０饅筐で含量を変えて酸化鉛を試験し、その結果
％ｐｂｏ、含有量を最適な結果になるまで限定す墨こと
がで龜た。二酸化鉛ｐｂｏ、の所望−は約ｉｏ容量−で
あり、一般に５〜ｔＳ＊で最適な結果を示した。　、 出発混合物に添加する場合、酸化鉛を還元後にガラス質
相に混入することができ、その結果ガラスの軟化一度を
引下げ、セラミック材料上の流動分促す。

酸化鉛をガラスに十分に混入する場合セラミック相に残
留することができる。

実験により、槓々の組成のスクリーン印刷ペー”スト用
出発混合物の最適容量の割合は次、の通りであることが
判った。

ガラス（Ｐｏｐ／Ｓｌ０ｇ／ＡすＯ，）８５チＬａＡｊ
０８８　％ ＰｂＯ，，１ｇ％ 前記出発混合物により得られるスクリーン印刷ペースト
は、導体用スクリーン印刷ペースト、特に綱ペーストと
比較して優れている。

さらに、組立体の・焼成を約５５０°Ｃの１７ｉ！度で
行うことができ、この積のスクリーンｌ：ｌＪ刷ペース
トはエナメルｍ１ｌｌ板の支持体上に用いるのに適して
おり、非酸化雰囲気中で低温にて１例えはノ・イブリッ
ド回路において導電性（銅ペースト）または絶域性（ア
ルミン酸ランタンペースト）を有する拳一層ま皮は多層
パターンに設けることができる他のスクリーン印刷層と
組合わせて、設けることができる０ 支持体は特にアルファメタルズ社のエナメル薄鋼板また
は白色エナメルから構成するくと力（できる０白色エナ
メルは酸化チタンで不透明になり、特に家庭器具設計者
、例えはＯ，に、Ｍ、Ａ社によって使用されており、ス
クリーン印刷ペーストを設けるための支持体として適当
である。

この白色エナメルを脱カーボン薄鋼板上に設ける。この
薄鋼板は、まず１９／ｄの分量の薄層ニッケル粉末で被
櫃した後、例えば硫酸で１！０〜８０ｇ／♂の重量に減
少するまで少しエツチングする０不透明にする二酸化チ
タンと白色エナメルの混合物の例を次に電量−で示す。

酸化亜鉛　　　　　　１・７０ ホウ＠　　　　　　　　　４．７０ 無水ホウ砂　　　　１　ｏ、ｏ　ｊ ケイ７ツ化ナトリウム　　　６．ＯＯ 石英　　　　　　　７３８．８０ 炭酸カリウム　　　　６．２０ 硝酸カリウム　　　　　５．６０ 第一リン酸アンモ五つム　　　　４．８　〇二酸化チタ
ン　　　　１８．７０ １００．００ 家庭電気器具、例えば洗濯機、冷蔵庫等に用いるセンサ
の開発Ｉま、不発明のエナメル支持体上にスクリーン印
刷パターンを製造することとなり。

その結果１機械的性質、例えば引張強さ、浴接性等に関
し、ま几、このようにして製造された層の心気的性質に
関して共に優れていることが証明された。

待針出願人　　エヌ・ベー・フィリッブスーフルーイラ
ンペンフアブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　非酸化＃囲気中で焼成し、永久結合剤として受動的
   ガラス質成分、活性成分および一時結合剤の混合物を含
   む４層技術のためのスクリーン印刷ペーストにおいて、
   さらに、全量が２０容１１チ以下で２以上の酸化度を有
   する１種またはこれ以上の酸化鉛を含む□ことを特徴と
   するスクリーン印刷ペースト。 ｊＬ　５〜１５容Ｊｉｉ％の二醗化鉛Ｐｂｏおご酸化物
   として−ぶ特許請求の範囲第１ｆｉ４記載のスクリーン
   印刷ペースト。 龜　受動的ガラス質成分が一モル俤で次の酸化物 ＰｂＯ４０〜８０ ｓｉｏ　　　　　　！！　　５〜４５ Ａｔ５０．　　　　５〜ｌ　５ ＢＳ０８　　　　　０　ＮＩＱ の混合物を浴融し摩砕して得られる低い融点を有する鉛
   ガラス７リツトである特許請求の範囲第１項または第２
   項記載のスクリーン印４　受動的ガラス質成分がモルチ
   で次のガラス；ＰｂＯ３？％、Ｓｉ０．８８％オヨヒＡ
   ｊ、０．１０％のフリットである一一一求の範囲第８項
   記載のスクリーン印刷ペースト。 龜　絶縁回ｗ１部分を得る次めに、活性成分が、１−１
   ０容量係の４量で存在するアルミン酸ランタン（Ｉ、ａ
   ム１０）を主成分とするセラミック材料である特許請求
   の範囲第トｉ項のいず□れか１項記載のスクリーン印刷
   ペースト。 ａ　永久結合剤として受動的ガラス質成分、活性成分お
   よび一時結合剤の混合物を含み、さらに全量が２０容量
   −以下で２以上の酸化度を有するｌ！１１またはこれ以
   上の酸化鉛を含む厚層技術のためのスクリーン印刷ペー
   ストによって、 エナメル薄鋼板の支持体上に、非酸化）１．Ｈ気中で焼
   成して得られた単一層または多層りイブのスクリーン印
   刷層と組合わせた電子部材を有するハイブリッド同門。