[发明专利]导电性糊以及电子基板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种导电性糊，其含有：具有超过烧成温度的熔点的高熔点金属粒子、含有在烧成温度下发生熔融且熔点为700℃以下的金属或合金的熔融金属粒子、含有活性金属的活性金属粒子和有机载体。

技术领域

本发明涉及用于在陶瓷基板上形成电极、电路等导电部从而制造表面金属化基板、通孔填充基板、贯穿孔壁面金属化基板等电子基板的导电性糊以及使用该糊而得到的电子基板(带导电部的陶瓷基板)及其制造方法。

背景技术

以往，作为在陶瓷基板的表面形成电极、电路的糊材料，已知有将Ag、Cu、Ni、W等金属粒子和低软化点的玻璃粒子(粉末)混合在有机载体中而得的导电性糊。该类型的导电性糊在利用丝网印刷等在基板表面印刷规定的图案后在烧成工序中在玻璃成分的软化点以上且金属的熔点以下的温度下加热来使用。即，对于该糊而言，通过加热而熔融软化的玻璃成分润湿陶瓷基板，糊与基板接合，同时金属粉末彼此发生烧结，由此形成导电部。这样的含有玻璃粒子的导电性糊从其操作的容易性考虑，为了制造电子部件、电路基板而被广泛应用在电子产业的领域中。但是，对于利用玻璃成分的接合而言，与其它接合方法相比在接合强度方面较差这一点是无法否认的。特别是对于出于高输出半导体的散热目的而经常使用的氮化铝基板、氮化硅基板等陶瓷基板，玻璃成分难以润湿，难以得到充分的接合强度。因此，在要求高度的可靠性的用途中，多采用基于溅射的薄膜法、使用活性金属钎料将金属箔、金属板贴合于基板的方法等。但是，对于这些金属化方法而言存在成本高的问题，对于要求低成本的糊印刷法而言存在接合强度的改善要求依然较强的问题。

在专利文献1中公开了一种金属化方法，其中，在以Ag-Cu合金为主要成分的导电性糊中添加作为活性金属种的Ti的化合物(氢化钛)，由此将氮化铝基板和金属化层牢固地接合。在该文献中记载了：为了防止Ag-Cu合金以及氢化钛的分解及氧化，烧成在非氧化性气氛中、惰性气氛中或者真空气氛中进行加热，实施例中在真空气氛中进行烧成。

利用该方法，活性金属或其化合物的粒子由于活性金属单独难以与基板表面反应，因此一并使用适当的熔融成分(大多为Ag-Cu合金)。因此，烧成中容易流动，难以进行电极、配线等的图案形成，多数情况下用在金属板的贴合等用途中。此外，在真空中进行烧成时，虽然具有基板与金属化层牢固地接合、也容易保持图案形状的倾向，但是，即使这样也具有在烧成中熔融的Ag-Cu合金收缩而端部翘起、或者在基板上变小变圆而图案被破坏的倾向。这种倾向特别是在氮气气氛(非氧化性气氛)下的烧成中变得显著，在氮气气氛下的烧成中，形成图案完全翘起、或者变形为球形而仅略微接触的部分勉强地与基板接合的状态。在该文献的实施例中，可以推断出在真空中进行烧成是由于上述情况。因此，该文献的糊虽然有可能利用真空烧成而将电极、电路等精细的图案形状牢固地接合于基板，但是，真空烧成是间歇式的，而且升温、降温非常需要时间，因此，生产率低。如果为了提高生产率而进行输送机运送式的氮气烧成，则金属化层收缩，因此，难以保持电极、电路等精细的图案形状。

另外，在专利文献2中公开了一种钎焊料糊，其含有Ag-Cu合金粒子和表面被铜包覆的钛粒子作为金属成分。该文献中记载了，对于现有的氢化钛而言，在约400～500℃下分解为氢和钛，反应性高的钛与糊中所含的有机物的分解气体的氧、碳发生反应而阻碍与陶瓷构件的接合。

对此，专利文献1中记载了氢化钛在不到700℃时是稳定的，但是，无论如何烧成温度也为约850℃的高温，因此，烧成时如果暴露于氧、碳、氮等气体则不能充分地发挥功能，通常在不存在上述气体的真空中进行烧成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-226515号公报

专利文献2：日本特开2000-246482号公报

发明内容

发明所要解决的问题