[發明專利]用于多層電子部件的導電膏

有效

• 申請號: 200710159636.0
• 申請日: 2007-10-08
• 公開（公告）號: CN101174487A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 佐藤稔;馬場則弘
• 申請（專利權）人: 昭榮化學工業株式會社;TDK股份有限公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01G4/008;H01G4/12;H05K1/09
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 宋莉

技術領域

本發明涉及一種用于多層電子部件的導電膏，具體而言，涉及一種直接絲網印刷在陶瓷生片(green?sheet)上的導電膏。更具體地，本發明涉及一種用于多層電子部件的高金屬含量的導電膏，其適于有效地形成多層電子部件，例如層狀基板、多層感應器、多層電容器以及多層致動器的導體電路、電極、通孔導體(via?conductor)等等。具體而言，本發明涉及一種用于多層電子部件的導電膏，該導電膏能夠在低溫燒制的多層基板上以高縱橫比連續印刷高清晰度導體圖案(conductor?pattern)。

背景技術

近年來，已迅速開發了應用型電子裝置，并且提高了對電子部件小型化和高密度化安裝的要求。而且，對于將電子組件安裝在其上的基板，已經開發出其中內置有例如感應器和電容器等元件的多層基板。此外，使用陶瓷材料或玻璃陶瓷材料的低溫燒制基板(低溫共燒制陶瓷(LTCC)基板)——LTCC基板可以在1000℃或更低的低溫下燒制，已知與導體材料和/或電阻材料進行共燒制，并且LTCC基板用作高頻疊加模塊、天線開關模塊、帶通濾波器、平衡-不平衡變換器、耦合器、雙工器等等的基板。

多層基板按照例如下面的方法制造。將有機粘合劑、增塑劑、溶劑以及必要時的分散劑等等與例如玻璃粉末和陶瓷粉末的基板材料適當混合，將混合粉末形成為片狀，以獲得陶瓷生片，并且如果必要的話，將陶瓷生片鉆孔以形成通孔。將導電膏通過絲網印刷法印刷在生片上以形成預定的導體圖案，并且將導電膏填充進通孔中。以這種方式在其上形成有導電膏圖案的多個生片相互層壓并切割。隨后，燒制切割的層壓體，并且如果必要的話，進一步形成表面導體。

此外，多層電子部件，例如多層感應器，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。通過以預定圖案絲網印刷導電膏來形成線圈(coil)導體作為內部電極。通過層壓其上形成有電極的預定數量的生片而形成線圈。切割層壓的生片。燒制切割的生片。這樣，形成端電極。

在兩種情況下，對于導電膏，均使用了下列物質；將至少導電粉末、包含樹脂和有機溶劑的媒介物以及所要求的各種添加劑混合成膏狀、涂料狀或墨狀。

在這些多層部件中作為導電膏的導體材料，已常規使用的是金屬，例如金、銀、銅、鈀、鉑、鎳和鎢。為了LTCC基板的高度集成化，小型化和減少重量，重要的是減少傳輸損耗。從而，主要將具有低電阻值的銀、銅和包含銀和/或銅的合金用于LTCC基板和多層感應器。此外，為了降低導體電阻，有必要形成具有致密且厚的構造的導體膜。因此，通常使用具有高金屬粉末含量的膏料，尤其是其中金屬粉末含量為大約70重量％到大約95重量％的膏料。在對通孔導體使用導體膜的情況下也是一樣的。也就是說，為了提高對通孔的填充性能并使基板和導體間的燒制收縮差異最小化，該差異引起層間的分離和破裂，必須抑制導體的燒制收縮。從而，降低燒制過程中被燒掉的樹脂和溶劑的量，并盡可能地提高導電膏的固含量。

另一方面，通常用來在陶瓷生片上形成導體圖案的絲網印刷法是具有高生產率的優良的印刷技術，但絲網印刷法卻難以符合與最新電子裝置的密集化相伴的精度提高的要求。也就是說，例如，要求形成一種其中線寬/間距為100μm/100μm或更小的精細圖案，同時還要求對通孔具有良好的填充性能。具體而言，當制造LTCC、多層感應器等時，難以形成其中線寬較窄而其縱橫比(膜厚/寬)較大且具有高精度和高生產率同時確保必要的印刷膜厚的圖案。

常規而言，通過優化絲網印刷機和膏料已實現了生片上的大產量印刷，通過控制其粘度、觸變指數(TI)值、屈服值等等，已增強了膏料的絲網印刷性能。必須使用具有高粘度、高TI值和高屈服值的膏料來通過絲網印刷形成具有大縱橫比的線條圖案。然而，盡管具有大縱橫比的線條圖案可以通過適當調整這些因素而形成，但卻難以控制圖案中膏料滲出(bleeding)、凹陷(low?spot)、缺口(chip)、剪切下垂(shear?droop)等等的發生。并且，還有后續問題，也就是說，當印刷重復多次之后，出現這些缺陷使得印刷精度惡化，并導致無法進行連續印刷。

以下因素被認為引起例如滲出、凹陷、缺口和剪切下垂的缺陷。

a)當膏料的絲網傳輸量過多時，部分膏料進入絲網印刷板的背后，導致滲出。

b)當膏料的絲網傳輸不好時，出現膏料阻塞網孔，或者膏料粘附到絲網圖案孔的側壁上。結果，在圖案中出現凹陷或缺口。

c)絲網印刷在基板上的膏料不能保持其形狀，其線寬變寬。從而，出現剪切下垂。