用于多层电子部件的导电膏制造技术

本发明专利技术涉及一种待丝网印刷在陶瓷生片上的、用于多层电子部件的导电膏，包含７０－９５重量％的导电金属粉末，树脂以及溶剂，其中动态粘弹性测量中的相角δ在０．０５Ｈｚ频率下在４３°到７２°的范围内，并且在３０Ｈｚ频率下在６３°或更小的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于多层电子部件的导电膏，具体而言，涉及一种直接丝网印刷在陶瓷生片(green sheet)上的导电膏。更具体地，本专利技术涉及一 种用于多层电子部件的高金属含量的导电膏，其适于有效地形成多层电子部 件，例如层状基板、多层感应器、多层电容器以及多层致动器的导体电路、 电极、通孔导体(via conductor)等等。具体而言，本专利技术涉及一种用于多 层电子部件的导电膏，该导电膏能够在低温烧制的多层基板上以高纵横比连 续印刷高清晰度导体图案(conductor pattern )。
技术介绍
近年来，已迅速开发了应用型电子装置，并且提高了对电子部件小型化 和高密度化安装的要求。而且，对于将电子组件安装在其上的基板，已经开 发出其中内置有例如感应器和电容器等元件的多层基板。此外，使用陶瓷材 料或玻璃陶瓷材料的低温烧制基板(低温共烧制陶瓷(LTCC)基板)—— LTCC基板可以在1000。C或更低的低温下烧制，已知与导体材料和/或电阻材 料进行共烧制，并且LTCC基板用作高频叠加模块、天线开关模块、带通滤 波器、平衡-不平衡变换器、耦合器、双工器等等的基板。多层基板按照例如下面的方法制造。将有机粘合剂、增塑剂、溶剂以及 必要时的分散剂等等与例如玻璃粉末和陶瓷粉末的基板材料适当混合，将混 合粉末形成为片状，以获得陶瓷生片，并且如果必要的话，将陶瓷生片钻孔案，并且将导电膏填充进通孔中。以这种方式在其上形成有导电膏图案的多 个生片相互层压并切割。随后，烧制切割的层压体，并且如果必要的话，进 一步形成表面导体。此外，多层电子部件，例如多层感应器，按照下面的方法制造。在包含 磁性材料粉末或非磁性材料粉末的陶瓷生片中形成通孔。通过以预定图案丝 网印刷导电膏来形成线圏(coil)导体作为内部电极。通过层压其上形成有电极的预定数量的生片而形成线圈。切割层压的生片。烧制切割的生片。这 样，形成端电才及。在两种情况下，对于导电膏，均使用了下列物质；将至少导电粉末、包 含树脂和有机溶剂的媒介物以及所要求的各种添加剂混合成膏状、涂料状或 墨状。在这些多层部件中作为导电膏的导体材料，已常规使用的是金属，例如 金、银、铜、钯、柏、镍和鴒。为了 LTCC基板的高度集成化，小型化和减 少重量，重要的是减少传输损耗。从而，主要将具有低电阻值的银、铜和包 含银和/或铜的合金用于LTCC基板和多层感应器。此外，为了降低导体电阻， 有必要形成具有致密且厚的构造的导体膜。因此，通常使用具有高金属粉末 含量的膏料，尤其是其中金属粉末含量为大约70重量％到大约95重量％的 膏料。在对通孔导体使用导体膜的情况下也是一样的。也就是说，为了提高 对通孔的填充性能并使基板和导体间的烧制收缩差异最小化，该差异引起层 间的分离和破裂，必须抑制导体的烧制收缩。从而，降低烧制过程中被烧掉 的树脂和溶剂的量，并尽可能地提高导电膏的固含量。另 一方面，通常用来在陶瓷生片上形成导体图案的丝网印刷法是具有高 生产率的优良的印刷技术，但丝网印刷法却难以符合与最新电子装置的密集 化相伴的精度提高的要求。也就是说，例如，要求形成一种其中线宽/间距为 100jam/100Mm或更小的精细图案，同时还要求对通孔具有良好的填充性 能。具体而言，当制造LTCC、多层感应器等时，难以形成其中线宽较窄而 其纵横比(膜厚/宽)较大且具有高精度和高生产率同时确保必要的印刷膜厚 的图案。常规而言，通过优化丝网印刷机和膏料已实现了生片上的大产量印刷， 通过控制其粘度、触变指数(TI)值、屈服值等等，已增强了膏料的丝网印 刷性能。必须使用具有高粘度、高TI值和高屈服值的膏料来通过丝网印刷 形成具有大纵横比的线条图案。然而，尽管具有大纵横比的线条图案可以通 过适当调整这些因素而形成，但却难以控制图案中膏料渗出(bleeding)、凹 陷(low spot )、缺口 (chip)、剪切下垂(shear droop)等等的发生。并且， 还有后续问题，也就是说，当印刷重复多次之后，出现这些缺陷使得印刷精 度恶化，并导致无法进行连续印刷。以下因素被认为引起例如渗出、凹陷、缺口和剪切下垂的缺陷。a) 当膏料的丝网传输量过多时，部分膏料进入丝网印刷板的背后，导 致渗出。b) 当膏料的丝网传输不好时，出现膏料阻塞网孔，或者膏料粘附到丝 网图案孔的侧壁上。结果，在图案中出现凹陷或缺口。C)丝网印刷在基板上的膏料不能保持其形状，其线宽变宽。从而，出 现剪切下垂。由于这些缺陷随着印刷重复次数的增加而更明显地发生，因此这些缺陷 在多层基板或多层组件的大规模生产线上连续进行多次丝网印刷的情况中引起严重问题，并且，例如，在重复1000次以上的情况下，极难以进行高 度精确的丝网印刷。从而，现有技术通常难以大规模生产例如具有25 m m到 60 M m宽度以及高纵横比的导体图案的多层基板或多层组件。从而，例如，提出以使用光敏电导膏的光刻法(光化学雕刻技术)代替 丝网印刷法来形成精细的导体图案。光敏电导膏含有导电金属粉末，例如银、 金和铜的粉末，光敏树脂，光引发剂，溶剂等等。将膏料涂布到基板的整个 表面。在膏料干燥以后，使用光掩模照射紫外线以固化暴露的区域。接着， 使用显影溶液移除未暴露区域中未固化的部分膏料以形成图案。然而，当拟 使用这种光敏膏在陶瓷生片上形成图案时，膏料中的有机溶剂渗入生片，从 而在显影时移除未暴露区域中的膏料变得非常困难，使得难以获得具有高清 晰度的图案。而且，由于膏料中的金属粉末干扰紫外线穿透到涂布膜的内部， 因此难以充分固化涂布膜的内部，尤其是当涂布膜较厚时。从而，难以形成 具有厚膜厚的导体。曰本专利申请特开2003-124052描述了由于橡皮刮板等等所引起的例如 膏料的渗出、阻塞、图案错乱(cobwebbing)、缺口等问题，可以通过设置 含有导电金属粉末和有机媒介物的导电膏中的下述条件来解决，该导电膏适 于印刷在陶瓷生片上以形成多层电容器等等的内部电极。这些条件为，在 500s-1的剪切速率和25。c的温度下的粘度为1.0-10.0Pa's，且在10s"的剪切 速率下的粘度为5.0-20.0Pa's。此外，在频率1Hz时，剪切储能模量与剪切 损耗模量的比率(tan5 )在2.0到8.0的范围内。其说明是基于这样的构思 丝网印刷时出现的例如渗出和图案错乱等缺陷是因为在印刷时膏料失去高 剪切速率下的粘度并变为低剪切速率下的粘度时结构恢复快速。进一步地， 该构思是这样的，上述快速性受构成膏料的粘性成分(动态粘弹性测量中的剪切损耗模量)与弹性成分(动态粘弹性测量中的剪切储能模量)的比率所 影响。该说明书中所公开的方法旨在基于该构思通过在1HZ的特定频率下将剪切储能模量与剪切损耗模量的比率tan 5调整到特定的范围内而解决上 述问题。然而，通过本专利技术的专利技术人的研究，这种方法对于其中金属粉末的含量 不太大的膏料、例如用于多层电容器的内部电极的膏料是有效的，这种膏料 被要求形成极薄的导体膜，如日本专利申请特开2003-124052中公开的金属 粉末的优选含量为40重量％到60重量％ 。但是，该方法不能解决其金属含 量高、例如为70重量％或更高，且用于形成上述具有较厚的膜厚和低电阻 值的导体膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种待丝网印刷在陶瓷生片上的、用于多层电子部件的导电膏，包含：７０－９５重量％的导电金属粉末；树脂；以及溶剂，其中动态粘弹性测量中的相角δ在０．０５Ｈｚ频率下在４３°到７２°的范围内，并且在３０Ｈｚ频率下在６３°或更小的范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤稔，马场则弘，
申请(专利权)人：昭荣化学工业株式会社，TDK股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]