(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀粉５５〜６５質量％、鉛フリーの無機バインダー１〜５質量％、エチルセルロース、ニトロセルロース又はアクリル樹脂１〜１０質量％及び溶剤２０〜４０質量％からなり、
前記銀粉のレーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量累積粒径D50が３〜６μｍであり、銀粉全量の５０質量％以上が、長軸径３．０〜６．０μｍ、短軸径２．０〜５．０μｍ及び厚さ０．１〜０．６μｍのフレーク状銀粉であり、且つ溶剤が、沸点２４０〜３００℃、２００℃における蒸気圧１００〜３００ｈPaの、単一溶剤又は混合溶剤であることを特徴とする、角板形チップ部品における、導電性の下地膜とめっき膜とからなる端面電極の該めっき膜の下地膜形成用導電性ペースト。
【請求項２】
前記無機バインダーのレーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量累積粒径D50が３．０μｍ以下である請求項１記載の角板形チップ部品における、導電性の下地膜とめっき膜とからなる端面電極の該めっき膜の下地膜形成用導電性ペースト。
【請求項３】
沸点２４０〜３００℃、２００℃における蒸気圧１００〜３００ｈPaの溶剤が、ブチルカルビトールアセテート、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチルであることを特徴とする請求項１又は２記載の角板形チップ部品における、導電性の下地膜とめっき膜とからなる端面電極の該めっき膜の下地膜形成用導電性ペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角板形チップ部品の電極の端部において、めっき膜の下地膜形成に適用される導電性ペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
角板形チップ部品の電極端部において、めっき膜の下地膜を形成する導電性ペーストとしては、導電性粉末、無機バインダー、有機ビヒクル及び溶剤等を含むものが一般的に使用されている。従来の導電性ペーストは、ペーストの良好な塗布性や、乾燥後又は焼成後における膜の収縮性抑制及びピンホール発生防止等を解決するためにその成分等の改良が種々行われている。例えば、特許文献１及び２には、導電性粉末として、フレーク状の金属粉を特定割合で含有する導電性ペーストが提案されている。
【０００３】
ところで、最近、電子情報機器の小型化、薄型化、軽量化、多機能化が急速に進み、これに伴い、角板形チップ部品においても小型化、高密度実装化が加速している。例えば、角板形チップ部品の実装時において、該部品の高密度実装化によるはんだフィレットの幅を極端に小さくした狭隣接実装と無洗浄化が進展しており、ランドの隙間が１００μｍ以下のものも実現可能となっている。
一方、このような狭隣接実装化が進むに従い、従来の導電性ペーストを用いた角板形チップ部品の実装時においては、例えば、はんだ付けの際にチップ部品の端面電極から溶融したはんだの微小片が飛散するという、いわゆるはんだの爆ぜが生じ、該部品実装間でのはんだブリッチによる短絡の発生率が高くなってきている。
【特許文献１】特開２００１−２６１９７４号公報
【特許文献２】特開平８−９７５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の課題は、高密度実装化に伴う狭隣接実装においても、はんだ微小片の飛散、いわゆるはんだの爆ぜを抑制することが可能であり、角板形チップ部品の電極端部の下地膜形成におけるペースト塗布性に優れた、角板形チップ部品における、導電性の下地膜とめっき膜とからなる端面電極の該めっき膜の下地膜形成用導電性ペーストを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、上記爆ぜの原因が、例えば、角板形チップ部品の電極の端部において、めっき膜の下地膜を導電性ペーストにより形成した場合、形成された膜に微小な空洞が形成される割合が高くなり、このため、該空洞がはんだ付け時の加熱等により膨張して該膜を突き破り、爆ぜの一つの原因になっている可能性が高いことを突きとめた。そこで、該空洞の発生を防止するよう、導電性粉末の種類、形状、割合、更には、溶剤の種類等を検討し、特定の導電性粉末及び溶媒を特定割合で含有する導電性ペーストを用いることにより狭隣接実装においても爆ぜの発生率を低下させることができることを見出し本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明によれば、銀粉５５〜６５質量％、鉛フリーの無機バインダー１〜５質量％、エチルセルロース、ニトロセルロース又はアクリル樹脂１〜１０質量％及び溶剤２０〜４０質量％からなり、
前記銀粉のレーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量累積粒径D50が３〜６μｍであり、銀粉全量の５０質量％以上が、長軸径３．０〜６．０μｍ、短軸径２．０〜５．０μｍ及び厚さ０．１〜０．６μｍのフレーク状銀粉であり、且つ溶剤が、沸点２４０〜３００℃、２００℃における蒸気圧１００〜３００ｈPaの、単一溶剤又は混合溶剤であることを特徴とする、角板形チップ部品における、導電性の下地膜とめっき膜とからなる端面電極の該めっき膜の下地膜形成用導電性ペースト（以下、単に、「本発明の導電ペースト」という）が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の導電性ペーストは、銀粉、鉛フリーの無機バインダー、エチルセルロース、ニトロセルロース又はアクリル樹脂及び溶剤を特定割合で含み、特定の銀粉及び溶剤を配合するので、塗布性に優れ、しかも、角板形チップ部品の実装時における、はんだの微小片の飛散、いわゆるはんだの爆ぜの発生率を効率良く抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の導電性ペーストは、導電性粉末として、銀粉を含有する。
前記銀粉は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量累積粒径D50が３〜６μｍであり、銀粉全量の５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上が、長軸径３．０〜６．０μｍ、短軸径２．０〜５．０μｍ及び厚さ０．１〜０．６μｍのフレーク状銀粉である必要がある。上記銀粉の各条件を充足しない場合には、例えば、角板形チップ部品の実装時において、はんだの爆ぜの発生率が高くなる恐れがある。
前記フレーク状銀粉の長軸径、短軸径及び厚さの測定は、「粉体粒度測定法」(第２頁の第１章  粒度の定義と表示法、１．２ 単一粒子径及び第１．１表  単一粒子径の定義、粉体工学研究会編 養賢堂発行 昭和４０年２月２０日)に基づき、走査型電子顕微鏡の銀粉の像を二次元的にみて二本の平行線ではさみ最小の間隔を示すときの間隔を短軸径とし、短軸径に直交する二本の平行線で本像をはさんだときの間隔を長軸径とし、厚さは二本の平行線ではさみ最小の間隔と定義し実測した。
【０００９】
前記フレーク状銀粉の長短度(長軸径／短軸径)及び扁平度(短軸径／厚さ)は、爆ぜの発生率をより抑制するために長短度０．６〜３の範囲、扁平度３〜５０の範囲とすることが好ましい。ここで、長短度及び扁平度は、「粉砕と粉体物性」(第３５頁の第２章  粉体の基本的特性、２．３ 粒子形状、２．３．１  形状指数、八嶋三郎 編、(株)培風館発行 昭和６１年１２月１５日)の定義に基づく。また、前記フレーク状銀粉以外の銀粉の粒径は、上記D50を充足すれば特に限定されないが、爆ぜをより防止するには、そのほとんどが、粒径０．２〜１μｍの微小銀粉であることが好ましい。
【００１０】
本発明の導電性ペーストにおいて、前記銀粉の配合割合は、ペースト全量に対して５５〜６５質量％、好ましくは５８〜６２質量％である。この範囲外では、例えば、角板形チップ部品の実装時において、はんだの爆ぜの発生率が高くなる恐れがあり、更には、角板形チップの製造時において塗布性が低下する恐れがある。
前記特定形状及び粒径を有する銀粉の製造は、例えば、還元法で製造した銀粉末を、湿式ボールミル法等の機械的加工処理により混合・粉砕等することにより得ることができる。
【００１１】
本発明の導電性ペーストは、鉛フリー無機バインダーを含有する。
前記無機バインダーは、軟化点５００〜６００℃程度の鉛フリー無機バインダーが好ましく、例えば、ビスマス系ガラス(Bi2O3、B2O3、Al2O3、ZnO、SiO2)、酸化亜鉛系ガラス、酸化リン系ガラス等が挙げられる。
前記無機バインダーの粒径は、適宜選択できるが、本発明の所望の効果を十分発揮するように、またペースト内に十分分散させるために、通常、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量累積粒径D50が３．０μｍ以下、好ましくはD50が０．５〜２．０μｍである。
本発明の導電性ペーストにおいて、前記無機バインダーの配合割合は、ペースト全量に対して１〜５質量％、好ましくは３〜５質量％である。この範囲外では、例えば、角板形チップ部品の実装時において、はんだの爆ぜの発生率が高くなる恐れがある。
【００１２】
本発明の導電性ペーストは、エチルセルロース、ニトロセルロース又はアクリル樹脂を含有する。
本発明の導電性ペーストにおいて、前記エチルセルロース、ニトロセルロース又はアクリル樹脂の配合割合は、ペースト全量に対して、１〜１０質量％、好ましくは５〜８質量％である。この範囲外では、例えば、角板形チップ部品の実装時において、はんだの爆ぜの発生率が高くなる恐れがある。
【００１３】
本発明の導電性ペーストは、溶剤を含有する。
前記溶剤は、導電性ペーストの乾燥時や焼成時等において、膜内に空洞が生じないようにするために、沸点２４０〜３００℃、２００℃における蒸気圧１００〜３００ｈPaの溶剤を用いる必要があり、このような沸点及び蒸気圧を有する混合溶剤であっても良い。即ち、このような沸点及び蒸気圧を示さない溶剤、若しくはこのような沸点及び蒸気圧を示さない混合溶剤の使用では、爆ぜの抑制が充分でない。沸点２４０〜３００℃、２００℃における蒸気圧１００〜３００ｈPaの溶剤としては、例えば、ブチルカルビトールアセテート、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル等が挙げられる。好ましくは、これらの単一溶剤が挙げられ、特に好ましくはブチルカルビトールアセテートの単一溶剤が挙げられる。
本発明の導電性ペーストにおいて、前記溶剤の配合割合は、２０〜４０質量％、好ましくは２５〜３５質量％である。この範囲外では、例えば、角板形チップ部品の実装時において、はんだの爆ぜの発生率が高くなる恐れがあり、更には、角板形チップ部品の製造時において塗布性が低下する恐れがある。
【００１４】
本発明の導電性ペーストは、例えば、角板形チップ部品の端面電極におけるめっき膜の下地膜として、印刷、塗布、転写等により膜形成することができる。該端面電極膜の作成には、通常、１２０〜１８０℃程度の乾燥工程と、ピーク温度６００〜６５０℃程度の焼成工程が実施されるが、本発明の導電性ペーストは、形成される膜内における空洞の発生率を充分抑制することができる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
実施例１
レーザー回折式粒度測定器(商品名「マイクロトラック FRA」、日機装社製)により測定したD50が５μｍであり、銀粉全量の７０質量％が、長軸径３．０〜６．０μｍ、短軸径２．０〜５．０μｍ及び厚さ０．１〜０．６μｍで、長短度０．６〜３、且つ扁平度３〜５０のフレーク状銀粉である導電性銀粉末６０質量部と、D50が１．５μｍビスマス系ガラス(Bi2O3、B2O3、Al2O3、ZnO、SiO2)４質量部と、エチルセルロース７質量部と、沸点２４６．８℃、２００℃における蒸気圧２００ｈPaのブチルカルビトールアセテート２９質量部とを混合して導電性ペーストを調製した。
得られた導電性ペーストを転写法により角板形チップ抵抗器の端面電極部に塗布し、ピーク温度６００℃で焼成を行った。
そして、本発明の導電性ペーストの塗布性を観察すると、上電極及び裏電極へのペーストのかぶさり幅は電極幅の１／３以下であり、ニジミは観察されなかった。また顕微鏡で塗布面を観察したところカスレも認められず、良好な結果を得た。そこで、更に、ニッケルめっきを施した後、錫めっきをバレル法により電気めっきして角板形チップ抵抗器を作製した。
【００１６】
爆ぜは、実装におけるチップ抵抗器の基板への取り付けの際に適用したはんだ材料と錫めっき膜とが溶解した金属が微小片として飛散することにより発生する。この原因の一つとして、角板形チップ部品の端面電極の最外のめっき膜である錫膜の一部が実装時に飛散することが考えられる。
そこで、爆ぜ発生の確認検査は、角板チップ抵抗器の製造時において、端面電極の下地膜の導電性ペーストの塗布時にニジミ、カスレ等の不具合が発生しなかったものについて、ガラスエポキシ基板上にその部品を等間隔におき、２５０℃、１０分間加熱した後、爆ぜの原因となる錫膜の飛散発生率をルーペを用いて目視で観察し、該錫膜の飛散が発生したチップ抵抗器の個数を、測定した全体チップ抵抗器の個数により除すことにより算出した値を爆ぜ発生率とした。
爆ぜが全く発生しなかったものを○、５０ｐｐｍ以下の発生が観察されたものを△、１００ｐｐｍ以上の発生が観察されたものを×とした。結果を表１に示す。
【００１７】
実施例２及び３
導電性銀粉末の配合割合を５５質量部及びブチルカルビトールアセテートの配合割合を３４質量部に(実施例２)、若しくは導電性銀粉末の配合割合を６５質量部及びブチルカルビトールアセテートの配合割合を２４質量部に(実施例３)代えた以外は、実施例１と同様に導電性ペーストを調製し、更にチップ抵抗器の作製を行い、各測定を行った。結果を表1に示す。
【００１８】
比較例１
導電性銀粉末を、D50が７μｍであり、銀粉全量の７０質量％が、長軸径３．０〜６．０μｍ、短軸径２．０〜５．０μｍ及び厚さ０．１〜０．６μｍで、長短度０．６〜３、且つ扁平度３〜５０のフレーク状銀粉である導電性銀粉末６０質量部に(D50が本発明の範囲外)、代えた以外は、実施例１と同様に導電性ペーストを調製し、更にチップ抵抗器の作製を行い、各測定を行った。結果を表1に示す。
尚、比較例において、上電極及び裏電極へのペーストのかぶさり幅が電極幅の１／３を超えてニジミが発生した場合、若しくはカスレが発生した場合には、爆ぜ発生の確認検査は行なわなかった。
【００１９】
比較例２
導電性銀粉末を、D50が１μｍであり、銀粉全量の７０質量％が、長軸径３．０〜６．０μｍ、短軸径２．０〜５．０μｍ及び厚さ０．１〜０．６μｍで、長短度０．６〜３、且つ扁平度３〜５０のフレーク状銀粉である導電性銀粉末６０質量部に(D50が本発明の範囲外)、代えた以外は、実施例１と同様に導電性ペーストを調製し、更にチップ抵抗器の作製を行い、各測定を行った。結果を表1に示す。
【００２０】
比較例３
導電性銀粉末を、D50が５μｍであり、銀粉全量の７０質量％が、長軸径７．０μｍ以上、短軸径２．０〜５．０μｍ及び厚さ０．１〜０．６μｍで、長短度３．５以上、且つ扁平度３〜５０のフレーク状銀粉である導電性銀粉末６０質量部に(長軸径が本発明の範囲外)、代えた以外は、実施例１と同様に導電性ペーストを調製し、更にチップ抵抗器の作製を行い、各測定を行った。結果を表1に示す。
【００２１】
比較例４
導電性銀粉末を、D50が５μｍであり、銀粉全量の７０質量％が、長軸径１．０〜２．８μｍ、短軸径０．５〜１．８μｍ及び厚さ０．１μｍ未満で、長短度１．１〜５．６、且つ扁平度１８以上のフレーク状銀粉である導電性銀粉末６０質量部に(長軸径、短軸径、厚さが本発明の範囲外)、代えた以外は、実施例１と同様に導電性ペーストを調製し、更にチップ抵抗器の作製を行い、各測定を行った。結果を表1に示す。
【００２２】
比較例５
溶媒を、沸点２４６．８℃、２００℃における蒸気圧２００ｈPaであるブチルカルビトールアセテートと、沸点２１９℃、２００℃における蒸気圧４５０ｈPaであるテルピネオールとの容積比１：１の混合溶媒に代えた以外は、実施例１と同様に導電性ペーストを調製し、更にチップ抵抗器の作製を行い、各測定を行った。結果を表1に示す。
【００２３】
比較例６
溶媒を、沸点２９５℃、蒸気圧１００ｈPaであるフタル酸ジエチルと、沸点２１９℃、２００℃における蒸気圧４５０ｈPaであるテルピネオールとの容積比１：１の混合溶媒に代えた以外は、実施例１と同様に導電性ペーストを調製し、更にチップ抵抗器の作製を行い、各測定を行った。結果を表1に示す。
【００２４】
比較例７
溶媒を、沸点２１９℃、２００℃における蒸気圧４５０ｈPaであるテルピネオールに代えた以外は、実施例１と同様に導電性ペーストを調製し、更にチップ抵抗器の作製を行い、各測定を行った。結果を表1に示す。
【００２５】
【表１】
0004694918.tif 000002