JPS5887164A - 耐熱劣化性導電塗料 - 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、耐熱劣化性及び耐ハンダ溶解性に優れた導電
塗料に関するものである。

導電塗料はセラミック、ガラスなどの絶縁基板上にスク
リーン印刷等の方法で塗布した後、焼成することにより
厚膜導体を形成するものである。

従来、導電性粉末とガラス質フリットヲ有機ベヒクル中
に分散させた導電塗料が、電子回路の配線導体や抵抗体
の端子電極、コンデンサの電極等を形成するために広く
使用されてきた。ところがこれらの電子回路や部品を実
用に供する場合、使用中の発熱により長時間高温に曝さ
れることがしば（７ばあり、導体膜と基板との密着強度
が著しく低下してその結果剥離を生じたり、導体膜に接
続されたリード線や電子部品が脱落したりすることが多
く見られ、問題とされていた。

この熱による密着強度の劣化を防止するため、ヤｌ°来
ガラス絹成全検討したり、添加剤を加えるなど種々の努
力が払われてきたが、充分満足いく結果は得られていな
い。例えばガラス質フリットとして焼成時に流れにくい
結晶性のガラスを用いると耐熱劣化性は向上するが、導
体表面にガラスが残るため・・ンダ付は性が悪化する。

又導電塗料に酸化炬鉛を加える試みもなされたが、熱劣
化はかなり防止できるものの耐ノ・ンダ溶解性が悪く、
実用上極めて不都合である。

本発明者らは酸化亜鉛等の添加により耐ノ・ンダ溶解性
が劣化する場合、導体膜表面が粗面化していることが多
いことを見出した。これは塗料の焼成時において添加物
とガラスとの所謂［なじみ１が良くないため、象加物が
軟化したガラスとともに全部は流れず膜の上方部に壕で
もかなり残り、導電性粉末の焼結が緻密に行われないた
めと考えられる。

本発明者らはこれらの知見に基づき、耐）・ンダ溶解性
に優れ、かつ更に耐熱劣化性の改善された導電塗料を得
るために研死を続けた結果、添加剤として酸化亜鉛−酸
化コバルト固溶体、酸化亜鉛−Ｗ化コバルト−酸化マグ
ネシウム固溶体と、―化亜鉛−酸化コバルトー酸化ニッ
ケルー酸化チタン固溶体とが特異な性質を示すことを見
出し、本発明を完成するに至ったものである。

即ち本発明は、導電性粉末、ガラス質フリット、有機ベ
ヒクル及び所望により酸化ビスマスとからなる導電塗料
に、酸化亜鉛−酸化コバルト固溶体、酸化亜鉛−酸化コ
バルト−酸化マグネンウム固溶体及び酸化亜鉛−酸化コ
バルトー酸化ニッケルー酸什チタン固溶体からなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上を配合したことを特徴とす
るものである。

本発明で使用する上記酸化物添加剤は、各々の成分酸化
物の単なる混合物では効果がなく、固溶体として用いる
ことが必要である。固溶体として使用することにより極
めて緻密な導体膜が形成されて耐・・ンダ溶解性が非常
に良好となり、しかも酬熱劣イヒ性についても従来使用
されてきた種々の添加剤に比べて非常に優れていること
がわかった。

これはこれらの咳化物固溶体がガラスとの「なじみ」が
良好で、導電塗料の焼成時においてガラスと共に流れ、
しかもガラスの流動性を適度に調節する性質を示すため
と考えられる。なおこれらの固溶体には、固溶体として
の系をくずさず本発明の効果の妨げとならない範囲で、
少量の多成分を存在させてもよい。

ガラス質フリットとしては、従来一般に使用されている
ものならいずれも効果があるが、特に低融点の、所謂結
晶性ハンダガラスを用いると更に優れた耐熱劣化性が得
られるので好ましい。この場合にもハンダ付は性は全く
損なわれることがない。中でも酸化亜鉛を含有する結晶
性ガラスが最適である。

酸化ビスマスはノ・ンダ付は性の改善に効果のあるもの
であって、・・ンダ付は性の更に良好なことが要求され
る用途においては、第２の発明が特に有効である。

導電性粉末としては、銀、パラジウム、白金、金、銅等
の金属やこれらの混合物、合金等が使用される。

有機ベヒクルは、この種の導電塗料に通常使用されるも
のから選択される。例えばエチルセルロース、ニトロセ
ルロース、アルキッド樹脂、メタクリル酸樹脂等の樹脂
をテルピネオール、ブチルカルピトールアセテート、ジ
ブチルフタレート等と混合しｋものを用いることができ
る。

本発明の導電塗料の各成分の配合割合は使用目的によっ
て異なるが、およその割合を示せば、導電性粉末１０１
１重量部に対し７て固溶体０５〜１０重量部、カラス質
フリット０．５〜１５重量部、酸化ビスマス０〜２０重
量部である。有機ベヒクルは、塗料を形成するために適
当量加えられる。

次に実施例をあげて本発明を説明する。使用した固溶体
の成分は表１に示す。

表　　１ 各実施例及び比較例について表２〜５にベヒクルを除く
導電塗料σ゛・組成を示した。配合量はすべて重量部で
ある。ガラス層フリットは、実施例９と比較例１にＢ２
０３　　Ｓｉ、０２　ＰｂＯＡ１２０３系非結晶性ガラ
スを使用した他はすべてＺｎＯ−Ｂ２０３−ＰｂＯ系結
晶性ハンダガラス（ｚｎｏ１５％）を使用した。有機ベ
ヒクルはエチルセルロースをテルピネオール及びブチル
カルピトールアセテートで溶解したものを、無機成分に
応じて２０〜ろＯＮＮ郡部程度配合た。

各導電塗料はアルミナ基板にスクリーン印刷した後１５
０℃で１０分間乾燥し、次いでピーク温度８５０℃で焼
成した。得られた導体膜について耐熱劣化性及び耐ハン
ダ溶解性の試験を行った結果全表２〜５に示す。初期密
着強度はンＱ　＋ｒｒｍ　Ｘ　２Ｑｍの導体に直径０５
胴のハンダメッキ銅１ｅＳｎ６ろ／ｐｂろ７・・ンダで
・・ンダ付けした後、このリード線を基板に垂直に引張
り、導体が基板から剥離したときのに９数で示した。熱
エージング後の密着強度は、導体にリード線をハンダ付
けし次いで１５０℃に１００時間保持した後の基板との
密着強度を、初期密着強度と同様にして測定したもので
ある。耐ノ・ンダ溶解性は、２００．６ｍ幅の導体パタ
ーンを基板ごと２３０℃の５ｎ６３／Ｐｂ３７−□ンダ
浴Ｖこ１０秒間浸漬することを１サイクルとし、導体が
侵食されはじめる壕でのサイクル数で表わしたＯ 実施例１〜９、比較例１〜６ 導電成分として銀粉８０重量部、パラジウム粉２０重量
部を用いたもので、実施例１．２．７は酸化ビスマスを
配合しないものである。実施例１〜６．９は表１の固溶
体Ａ、実施例Ｚ〜８は固溶体りを用いた。比較例１〜２
は添加剤を全く使用しないものであり、比較例６は固溶
体の代わり１７Ｃ酸化刑鉛を使用したものである。

（以下余白） 表２より明らかなように、比較例の固溶体を配合しない
ものでは熱エージングによる密着劣化が大きく、酸化匝
鉛によりかなり改善されるが耐ハ史に改善され、かつ耐
・・ンダ溶解性が極めて良好となる。実施例９は非結晶
性ガラスを使用したものであるが、固溶体を配合しない
比較例１に比べて初期強度も熱エージング後の強度も優
れている。

実施例１０、比較例４ 導電成分として銀粉６５重量部、パラジウム粉６５重量
部を用い、実施例１０には固溶体Ｂ（ｉ７配合（７た。

組成と試験結果全表６に示す。

実施例１１、比較例５ 導電成分として銀粉８５重量部、パラジウム粉１５軍量
部を用い、実施例５には固溶体Ｃを配合した。組成と試
験結果を表４に示す。

実施列１２、比較例６ 導電成分として銀粉９５車童部、臼雀粉５重置部ケ用い
、実施例１２には固浴体へを配合した。

組成と試験結果を表５に示す。

表６　　　　　　表４ 表５ このように、本発明は従来の導電塗料には見られない、
極めて優れた耐熱劣化性と耐ハンダ浴解性を示すもので
ある。

時計出願人　昭栄化学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）酸化亜鉛−酸化コバルト固溶体、酸化亜鉛−酸化
   コバルト一酸化マグネンウム固溶体及び酸化亜鉛−酸化
   コバルトー酸化ニッケルー酸化チタン固溶体からなる群
   より選んだ１種又は２種以上の固溶体と、導電性粉末と
   、ガラス質フリットと、有機ベヒクルとからなる導電塗
   料。 （２）ガラス質フリットが結晶性ガラス質フリットであ
   る特許請求の範囲第１項記載の導電塗料。 （ろ）酸化亜鉛−酸化コバルト固溶体、酸化亜鉛−酸化
   コバルト−酸化マグネシウム固溶体及び酸化亜鉛−酸化
   コバルトー酸化ニッケルー酸化チタン固溶体からなる群
   より選んだ１種又は２種以上の固溶体と、導電性粉末と
   、ガラス質フリットと、酸化ビスマスと、有機ベヒクル
   とからなる導電塗料。 （４）ガラス質フリットが結晶性ガラス質フリットであ
   る特許請求の範囲第６項記載の導電塗料。