JPH0149655B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
Description
〔概 要〕
ポリメチルメタアクリレートと少量のエチルセ
ルローズとをバインダとして用いたオーバコート
用ガラスペースト。
〔産業上の利用分野〕
本発明は不活性雰囲気中で焼成が可能なオーバ
コートペーストの構成に関する。
大量の情報を高速に処理する情報処理装置の進
歩と共に、これに使用する電子部品はますます小
形化されると共に集積化が行われており、各種の
集積回路が実用化されている。
この代表的なものが半導体集積回路
(Monolithic IC)であり、集積化が進んでLSI、
VLSIが実用化されている。
一方、セラミツクやガラスセラミツク基板を用
い、これにスクリーン印刷技術を使用して導電体
ペースト、低抗体ペースト、誘電体ペーストなど
を印刷材料とし、微細な配線パターン、抵抗体パ
ターン、絶縁層などを印刷し、焼成して集積回路
を形成する厚膜集積回路(厚膜IC)も実用化さ
れている。
そして一般的には受動素子からなる厚膜ICに
半導体ICを搭載して使用する場合が多い。
さて従来の厚膜ICの導体パターンを構成する
導体ペーストとしては金(Au)ペースト、銀
(Ag)ペースト、パラジウム・金(Pb・Au)ペ
ースト、Pd・Agペーストなど大気中で焼成が可
能なペーストが用いられていた。
然し、半導体ICの集積化が進んでVLSIが実用
化され、これを搭載するセラミツク基板が多層化
され、また配線パターンも微細化してくると、従
来よりも抵抗率の少ない材料が必要になり、銅
(Cu)ペーストが着目されるようになつた。
すなわちCuペーストを使用すると電気抵抗が
低く、半田の濡れ性が良く、またマイグレーシヨ
ンなどの現象のない厚膜ICを作ることができる。
然し、Cuペーストを構成するCuは大気中焼成
によつて容易に酸化し、亜酸化銅(Cu2O)また
は酸化銅(CuO)になるので焼成は不活性雰囲気
例えば窒素(N2)気流中で行う必要があり、ま
た焼成後もこの上に化防止用のオーバコートを行
う必要がある。
本発明はこの目的に使用されるオーバコートペ
ーストの改良に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より存在するオーバコート用ペーストは層
間絶縁用あるいはクロスオーバ用として使用され
ている。
すなわちセラミツク基板上にスクリーンプリン
ト法により導体ペーストを印刷し、焼成して微細
な回路パターンを作り、この上にコンタクトホー
ル部を除いて一面にオーバコートペーストを印刷
して焼成し、更にこの上に導体パターンを形成す
る層間絶縁用として用いられている。
またセラミツク基板上に形成する配線パターン
で立体交叉部がある場合に、その交叉部のみに絶
縁用としてオーバコートペーストをスクリーンプ
リントして用いられている。
このような用途に使用するオーバコートペース
トは導体ペーストが大気中焼成用に作られている
ため、同様に大気中焼成用に作られている。
すなわちオーバコート用ペーストは低誘電率の
ガラス粉末例えば硼珪酸ガラス粉末を主成分と
し、これにエチルセルローズのようなセルローズ
やポリブチルメタクリエートなどの樹脂をバイン
ダとしてを加え、更に少量の分散剤を加えたもの
にテレビン油やセロソルブなどの溶剤を加えてペ
ースト状としたものからなつている。
そしてスクリーン印刷後の焼成に当たつて、こ
れらのバインダは酸化されて何れも炭酸ガス
(CO2)と水蒸気(H2O)となり、最終的にはガ
ラス粉末だけが残存して溶融し、導体パターンな
どの被覆が行われている。
然し、先に記したように導体パターンがCuペ
ーストを用いて形成されていると、この酸化を防
ぐために印刷したオーバコートパターンは不活性
雰囲気(多くの場合N2雰囲気)中で焼成を行う
必要がある。
然し、この場合はバインダの酸化が行われず炭
化して残留するために絶縁が低下し、オーバコー
トとしての役割を果たさなくなる。
そのため、エチルセルローズの添加量を成るべ
く少なくし、長時間をかけて焼成する方法が試み
られているが、バインダの添加量が少ないために
ペーストの印刷性が悪く、またエチルセルローズ
の分解飛散性が劣つて絶縁抵抗値が低いために実
用には適せず、不活性雰囲気中で焼成が可能なオ
ーバコート用ペーストの実現が望まれている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上説明したように不活性雰囲気中で焼成して
充分に高い絶縁抵抗値を示すオーバコートペース
トが必要であるが、そのためにはガラス粉末に混
入した場合に印刷性が良く、溶剤に溶けて適当な
粘性を示し、また焼成処理にあたつて完全に分解
し飛散するバインダの選定が問題である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題はガラス粉末とバインダとを主構成
材とし、これを溶剤により分散してなり、不活性
雰囲気中で焼成が可能なオーバコート用ガラスペ
ーストのバインダがポリメチルメタアクリレート
を主体とし、これよりも少量のエチルセルローズ
を加えて構成されることを特徴とするオーバコー
トペーストの使用により解決することができる。
〔作 用〕
本発明は不活性雰囲気中で加熱した場合に分解
飛散するバインダの必要条件を研究した結果なさ
れたものである。
すなわちバインダとしては適当な粘性を示すた
めに高分子化合物が用いられるが、これが加熱に
より分解し、飛散するためには分子の直鎖が加熱
により切断して複数個の低分子の材料に分解し、
蒸発する形態をとる材料が適している。
発明者等はアクリル系の材料特にポリメチルメ
タアクリレート(略称PMMA)がこのタイプの
熱分解特性を示す点に着目し、これをバインダと
して選んだ。
然し、市販されているPMMAは各種の分子量
分布のものがあり、実験の結果は分子量が比較的
低く1.1×105〜2.2×105のものが分解飛散性が良
い。
なおバインダとしてPMMAのみを用いる場合
はガラス粉との濡れ性が悪く、印刷性が良くな
い。
そこで、これに印刷性を向上する材料をバイン
ダとして少量添加する必要がある。
発明者等はこの材料として従来よりバインダと
して使用されているエチルセルローズを選んだ。
然し、このエチルセルローズはガラス粉との濡
れ性は良いが、不活性雰囲気中で加熱する場合は
炭化し易い。
そこで本発明に係るペーストにおいては少量添
加して印刷性を向上させる。
なお、市販されているエチルセルローズには分
子量が5000〜5×105と広い分子量分布のものが
あるが、バインダとして用いるものは分解のし易
さから5000〜50000の低分子量のものが適してい
る。
以上綜合して本発明に係るオーバコート用ペー
ストは従来使用されているオーバコート用ペース
トのバインダとしてPMMAと少量のエチルセル
ローズを使用するもので、これにより印刷性が良
く、また焼成後において絶縁抵抗値の高い、オー
バーコートを実現するものである。
〔実施例〕
表は本発明を実施したオーバコートペーストの
組成である。
[Overview] Glass paste for overcoating using polymethyl methacrylate and a small amount of ethyl cellulose as a binder. [Industrial Application Field] The present invention relates to the structure of an overcoat paste that can be fired in an inert atmosphere. 2. Description of the Related Art As information processing devices that process large amounts of information at high speed have progressed, electronic components used therein have become increasingly smaller and more integrated, and various integrated circuits have been put into practical use. A typical example of this is the semiconductor integrated circuit (Monolithic IC), and as integration progresses, LSI,
VLSI has been put into practical use. On the other hand, using ceramic or glass-ceramic substrates, screen printing technology is used to print fine wiring patterns, resistor patterns, insulating layers, etc. using conductor paste, low antibody paste, dielectric paste, etc. as printing materials. However, thick film integrated circuits (thick film ICs), which are formed by firing to form integrated circuits, have also been put into practical use. In general, semiconductor ICs are often mounted on thick film ICs made of passive elements. Now, the conductor pastes that make up the conductor patterns of conventional thick film ICs include gold (Au) paste, silver (Ag) paste, palladium/gold (Pb/Au) paste, and Pd/Ag paste, which can be fired in the atmosphere. paste was used. However, as the integration of semiconductor ICs progresses and VLSIs are put into practical use, the ceramic substrates on which they are mounted become multi-layered, and wiring patterns become finer, materials with lower resistivity than before are needed. Copper (Cu) paste has started to attract attention. In other words, by using Cu paste, it is possible to create thick-film ICs with low electrical resistance, good solder wettability, and no phenomena such as migration. However, the Cu that makes up the Cu paste easily oxidizes to cuprous oxide (Cu 2 O) or copper oxide (CuO) when fired in the atmosphere . It is necessary to apply an overcoat to prevent oxidation even after firing. The present invention relates to improvements in overcoat pastes used for this purpose. [Prior Art] Conventionally existing overcoat pastes have been used for interlayer insulation or crossover purposes. In other words, a conductive paste is printed on a ceramic substrate using the screen printing method and fired to create a fine circuit pattern.Overcoat paste is printed on the entire surface except for the contact hole area and fired, and then on top of this is printed a fine circuit pattern. It is used for interlayer insulation to form conductor patterns. Furthermore, when there is a three-dimensional intersection in a wiring pattern formed on a ceramic substrate, an overcoat paste is screen printed and used for insulation only at the intersection. The overcoat paste used for such applications is similarly made for firing in the atmosphere, since the conductor paste is made for firing in the atmosphere. In other words, the overcoat paste is mainly composed of a low dielectric constant glass powder such as borosilicate glass powder, to which is added cellulose such as ethyl cellulose or a resin such as polybutyl methacrylate as a binder, and a small amount of a dispersant. It is made by adding a solvent such as turpentine or cellosolve to the mixture and making it into a paste. During firing after screen printing, these binders are oxidized to carbon dioxide (CO 2 ) and water vapor (H 2 O), and in the end, only the glass powder remains and melts, forming a conductor. Covering with patterns etc. is performed. However, as mentioned above, if the conductor pattern is formed using Cu paste, the printed overcoat pattern must be baked in an inert atmosphere (in most cases N2 atmosphere) to prevent this oxidation. There is. However, in this case, the binder is not oxidized and remains carbonized, resulting in lower insulation and no longer functioning as an overcoat. Therefore, attempts have been made to reduce the amount of ethyl cellulose added as much as possible and bake for a long time, but the printability of the paste is poor due to the small amount of binder added, and the decomposition and scattering of ethyl cellulose It is not suitable for practical use because of its poor insulation resistance and low insulation resistance, and it is desired to create an overcoat paste that can be fired in an inert atmosphere. [Problems to be solved by the invention] As explained above, it is necessary to have an overcoat paste that exhibits a sufficiently high insulation resistance value when fired in an inert atmosphere. The problem is to select a binder that has good printability, dissolves in a solvent, exhibits appropriate viscosity, and completely disintegrates and scatters during the firing process. [Means for solving the problem] The above problem can be solved by using a binder for glass paste for overcoating, which is made by dispersing glass powder and a binder in a solvent and can be fired in an inert atmosphere. This problem can be solved by using an overcoat paste that is mainly composed of polymethyl methacrylate and contains a smaller amount of ethyl cellulose. [Function] The present invention was developed as a result of research into the necessary conditions for a binder that decomposes and scatters when heated in an inert atmosphere. In other words, a polymer compound is used as a binder in order to exhibit appropriate viscosity, but in order for this to decompose and scatter when heated, the straight chains of molecules must be broken by heating and decomposed into multiple low-molecular materials. ,
Materials that take the form of evaporation are suitable. The inventors focused on the fact that acrylic materials, particularly polymethyl methacrylate (abbreviated as PMMA), exhibit this type of thermal decomposition property, and selected this material as the binder. However, commercially available PMMA has various molecular weight distributions, and experimental results show that those with a relatively low molecular weight of 1.1×10 5 to 2.2×10 5 have good decomposition and scattering properties. Note that when only PMMA is used as a binder, it has poor wettability with glass powder and printability is poor. Therefore, it is necessary to add a small amount of a material that improves printability as a binder. The inventors selected ethyl cellulose, which has traditionally been used as a binder, as this material. However, although this ethyl cellulose has good wettability with glass powder, it is easily carbonized when heated in an inert atmosphere. Therefore, in the paste according to the present invention, a small amount is added to improve printability. Commercially available ethyl cellulose has a wide molecular weight distribution of 5,000 to 5 x 105, but those with a low molecular weight of 5,000 to 50,000 are suitable for use as binders due to their ease of decomposition. There is. In summary, the overcoat paste according to the present invention uses PMMA and a small amount of ethyl cellulose as a binder for conventionally used overcoat pastes, and has good printability and insulation resistance after firing. This realizes a high value overcoat. [Example] The table shows the composition of an overcoat paste in which the present invention was implemented.
【表】【table】
以上記したように本発明の実施により不活性雰
囲気中で焼成でき、良好な絶縁特性を示すオーバ
コートペーストを実用化することができる。
As described above, by implementing the present invention, it is possible to put into practical use an overcoat paste that can be fired in an inert atmosphere and exhibits good insulation properties.
Claims (1)
れを溶剤により分散してなり、不活性雰囲気中で
焼成が可能なオーバコート用ガラスペーストのバ
インダがポリメチルメタアクリレートを主体と
し、これよりも少量のエチルセルローズを加えて
構成されることを特徴とするオーバコートペース
ト。1 The binder of the glass paste for overcoating, which is mainly composed of glass powder and a binder and dispersed with a solvent and can be fired in an inert atmosphere, is mainly composed of polymethyl methacrylate, with a smaller amount than this. An overcoat paste characterized in that it is composed of ethyl cellulose added thereto.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15751585A JPS6221733A (en) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | Overcoat paste |
Applications Claiming Priority (1)
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JP15751585A JPS6221733A (en) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | Overcoat paste |
Publications (2)
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JPS6221733A JPS6221733A (en) | 1987-01-30 |
JPH0149655B2 true JPH0149655B2 (en) | 1989-10-25 |
Family
ID=15651361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15751585A Granted JPS6221733A (en) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | Overcoat paste |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS6221733A (en) |
Families Citing this family (2)
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1985
- 1985-07-17 JP JP15751585A patent/JPS6221733A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6221733A (en) | 1987-01-30 |
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