(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）低融点ガラスフリット、（Ｂ）はんだ粉末、（Ｃ）有機バインダー、（Ｄ）有機溶剤を含有することを特徴とする、はんだペースト。
【請求項２】
低融点ガラスフリット（Ａ）の配合量が、前記はんだ粉末（Ｂ）１００質量部に対して０．１〜１４質量部であることを特徴とする、請求項１に記載のはんだペースト。
【請求項３】
前記請求項１または２に記載のはんだペーストを用いて形成してなる導電体パターン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷法によって導電体パターンを形成するのに有効なはんだペースト、及びそれを用いて電極や電気回路などを形成した導電体パターンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上にスクリーン印刷等によりはんだバンプや電極等の導電体パターンを形成するためのはんだペーストとしては、はんだ粉とフラックス及び有機溶剤を含む、はんだペーストが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、このようなはんだペーストを用いて基板上に導電体のパターンを形成する場合、４００℃以上の熱処理工程を経ると、形成される導電体パターンの密着性が悪化し剥離してしまうなどの問題があった。
【特許文献１】特開平２００３−２１１２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような従来技術が抱える課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、４００℃以上の熱処理工程を経ても密着性に優れる、はんだペーストを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、４００℃以上の熱処理工程を経ても密着性に優れる、はんだペーストを用いた導電体パターンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明者は、前記目的の実現に向けて鋭意研究した結果、低融点ガラスフリットを配合した、はんだペーストを用いると、４００℃以上の高温域で低融点ガラスフリットが融解して基板と強固に密着するため、４００℃以上の熱処理工程を経ても密着性に優れる、はんだペーストを用いた導電体パターンを提供しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のはんだペーストの基本的な第一の態様は、（Ａ）低融点ガラスフリット、（Ｂ）はんだ粉末、（Ｃ）有機バインダー、（Ｄ）有機溶剤を含有することを特徴としている。
また、好ましい態様として、本発明は、低融点ガラスフリット（Ａ）の配合量を、前記はんだ粉末（Ｂ）１００質量部に対して０．１〜１４質量部とする。
さらに本発明によれば、このようなはんだペーストを用いて形成された導電体パターンが提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、４００℃以上の熱処理工程を経ても密着性に優れる、はんだペーストを提供することができる。
また、本発明のはんだペーストによれば、４００℃以上の熱処理工程を経ても低抵抗で密着性に優れる、はんだペーストを用いた導電体パターンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のはんだペーストは、従来のはんだペーストとは異なり、低融点ガラスフリットを配合した点に特徴がある。
このような構成とすることにより、４００℃以上の熱処理工程を経ても密着性に優れる、はんだペーストを提供することができ、導電体としても十分な抵抗値と密着性を確保することができる。
【０００８】
このような本発明のはんだペーストにおいて、前記低融点ガラスフリット（Ａ）は、はんだ粉末（Ｂ）１００質量部当り０．１〜１５質量部、好ましくは０．１〜７．５質量部の割合で配合する。この低融点ガラスフリット（Ａ）の配合量が０．１質量部よりも少ないと、４００℃以上の熱処理工程を経た後の十分な密着性が得られ難く、一方、１５質量部超では比抵抗値が高くなり好ましくない。
このようなガラスフリットとしては、ガラス転移点（Ｔｇ）が３００〜５００℃ であり、ガラス軟化点（Ｔｓ）が４００〜６００℃ であるものが好ましい。
また、印刷性の点からは、平均粒径が２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下のガラス粉末を用いることが好ましい。
【０００９】
このようなガラスフリットとしては、酸化鉛、酸化ビスマス、または酸化亜鉛などを主成分とする非結晶性フリットが好適に使用できる。
また、環境面を考慮すると、有害とされる鉛成分を含まない低融点ガラスフリットがより好ましく、このような無鉛ガラスフリットを構成するガラス組成物としては、ＰｂＯを含有しないアルカリ系ガラス組成物、リン系ガラス組成物、またはビスマス系ガラス組成物が好ましい。
【００１０】
アルカリ系ガラス組成物としては、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、およびＭｇＯからなる群から選択される成分（以下において、「アルカリ成分」という。）を１種又は２種以上を含有し、該成分の含有率（２種以上のアルカリ成分を含有する場合は合計含有率）がガラス組成物の５〜５０質量％を占める、ＰｂＯを含有しないアルカリ系ガラス組成物を好適に用いることができる。より好ましくは、前記１種又は２種以上のアルカリ成分：５〜５０質量％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１５質量％、及びＳｉＯ２：１０〜７５質量％の、ＰｂＯを含有しないアルカリ系ガラス組成物である。
【００１１】
リン系ガラス組成物としては、Ｐ２Ｏ５を含有し、該成分の含有率がガラス組成物の３０〜８０質量％を占める、ＰｂＯを含有しないリン系ガラス組成物を好適に用いることができる。より好ましくは、Ｐ２Ｏ５：３０〜８０質量％、ＢａＯ：１〜２０質量％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１５質量％、ＺｎＯ：１〜３０質量％の、ＰｂＯを含有しないリン系ガラス組成物である。
【００１２】
ビスマス系ガラス組成物としては、Ｂｉ２Ｏ３を含有し、該成分の含有率がガラス組成物の３０〜８０質量％を占める、ＰｂＯを含有しないビスマス系ガラス組成物を好適に用いることができる。より好ましくは、Ｂｉ２Ｏ３：３０〜８０質量％、ＢａＯ：５〜３０質量％、Ｂ２Ｏ３：５〜３０質量％、ＺｎＯ：５〜３０質量％の、ＰｂＯを含有しないビスマス系ガラス組成物である。
【００１３】
前記はんだ粉末（Ｂ）は、導電性を付与するものであれば種々のものを用いることができる。代表的なものとしては鉛（Pb）、錫（Sn）系合金およびこれに少量のビスマス（Bi）などの低溶融金属を含む合金などがあげられる。
また、環境面を考慮すると、有害とされる鉛成分を含まない、はんだ粉末がより好ましく、錫（Sn）、銀（Ag）、銅（Cu）、ビスマス（Bi）を主成分にニッケル（Ni）、ゲルマニウム（Ge）、インジウム（In）などを少量含む合金を用いることができる。
はんだ粉末の平均粒径としては、印刷性の点からは平均粒径が３０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下のはんだ粉末を用いることが好ましい。
【００１４】
前記有機バインダー（Ｃ）は、はんだペーストの印刷に適した流動性、粘性を付与できるものであれば特に制限はなく、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、フタル酸樹脂、アミノ樹脂、ウレア樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ブチラ−ル樹脂、フェノール樹脂、セルロース誘導体、ロジン、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂など公知慣用の樹脂を用いることができる。
【００１５】
前記有機溶剤（Ｄ）は、はんだペーストを希釈することにより、容易に塗布、乾燥させるためのもので、具体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類；トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類；セロソルブ、メチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類；酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレートなどのエステル類；エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、テルピネオールなどのアルコール類；オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素；石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサなどの石油系溶剤、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１６】
以上説明したような本発明のはんだペーストによれば、スクリーン印刷法、オフセット印刷、インクジェットなど適宜の塗布方法で基板に塗布し、次いで熱処理工程を経て所定の導電体パターンが形成される。
【００１７】
熱処理工程においては、基板を空気中又は窒素雰囲気下で約４００〜６２０℃の加熱処理を行ない、所望のパターンを形成する。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものでないことはもとよりである。なお、以下において「部」は、特に断りのない限りすべて質量部であるものとする。
【００１９】
下記に示す低融点ガラスフリット、はんだ粉末、有機バインダー、有機溶剤を用いて、組成物例１〜５並びに比較組成物例１を以下に示す組成比にて配合し、攪拌機により攪拌後、３本ロールミルにて練肉しペースト化を行なった。
【００２０】
・  低融点ガラスフリットは、組成比率（ｗｔ％）Ｂｉ2Ｏ3  ５０％ 、Ｂ2０3 １５％、ＺｎＯ  １５％、ＳｉＯ2  ６％、ＢａＯ  １７％のガラスを粉砕し、熱膨張係数α300＝８５×１０-7／℃、ガラス転移点＝４６０℃、平均粒径（D50）＝１．６μｍとしたものを使用した。
【００２１】
・  はんだ粉末は、平均粒径（D50）＝１２μｍ、組成比率（ｗｔ％）錫９６．５％銀３％、銅０．５％、のはんだ粉末を使用した。
【００２２】
・  有機バインダーは、日本油脂株式会社製のブレンマーＣＰ−５０Ｍ（分子量１００００、Ｔｇ７４℃、エポキシ当量３１０、融点１００〜１１０℃）を用い有機溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートへ溶解させ固形分６０ｗｔ％とした後に配合した。
【００２３】
（組成物例１）
有機バインダー                                          １００部
低融点ガラスフリット                                      ２０部
はんだ粉末                                              ８００部
有機溶剤                                                  ７０部
消泡・レベリング剤（ＸＬ４９０−５０：伊藤製油社製）        ３部
【００２４】
（組成物例２）
低融点ガラスフリットの配合量を４０．０部としたこと以外は組成物例１と同様の組成物。
【００２５】
（組成物例３）
低融点ガラスフリットの配合量を６０．０部としたこと以外は組成物例１と同様の組成物。
【００２６】
（比較組成物例１）
低融点ガラスフリットを除くこと以外は、組成物例１と同様の組成物。
【００２７】
（比較組成物例２）
低融点ガラスフリットの配合量を１２０部としたこと以外は組成物例１と同様の組成物。
【００２８】
このようにして得られた組成物例１〜３及び比較組成物例１〜２の各ペーストについて、ガラス基板上に、評価用ペーストを１００メッシュのポリエステルスクリーンを用いて幅４ｍｍ、長さ５ｃｍとなるようにパターン印刷し、次いで、熱風循環式乾燥炉にて９０℃で２５分間乾燥した。その後、空気雰囲気下にて５℃／分で昇温し、５７０℃で５分間焼成して試験片を作製した。
このようにして得られた試験片について、焼成後の膜厚、抵抗値の測定を行い、比抵抗値を算出した。また、基板との密着性はセロテープピーリングにより評価した。その評価方法は、以下の通りである。
【００２９】
膜厚：
上記試験片を用いて表面粗さ計（小坂研究所社製  ＳＥ−３０Ｈ）により膜厚を測定した。
【００３０】
抵抗値：
上記試験片を用いてテスター（ＨＩＯＫＩ  ３５４０  ｍΩ  ＨＩＴＥＳＴＥＲ）により抵抗値を測定した。
【００３１】
比抵抗値：
得られた膜厚、抵抗値の値から下記計算式に従い比抵抗値を算出した。
比抵抗値ρ（Ω・ｃｍ）＝
抵抗値Ｒ（Ω）×膜厚（ｃｍ）×パターン幅（ｃｍ）／厚さｌ（ｃｍ）
【００３２】
密着性：セロテープピーリングを行いパターンの剥がれ具合を目視評価した。評価基準は以下の通りとした。
〇：剥がれ無し
△：一部剥がれ有り
×：全体的に剥がれ有り
これらの評価結果を、表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１に示す結果から明らかなように、組成物例に係る本発明のはんだペーストによれば、比較組成物例のはんだペーストに比べて充分に低抵抗で密着性に優れた導電体パターンを形成することができることが判った。