JPH0240988A - 厚膜回路形成ホウロウ基板とその製造方法 - Google Patents
厚膜回路形成ホウロウ基板とその製造方法Info
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- JPH0240988A JPH0240988A JP19070488A JP19070488A JPH0240988A JP H0240988 A JPH0240988 A JP H0240988A JP 19070488 A JP19070488 A JP 19070488A JP 19070488 A JP19070488 A JP 19070488A JP H0240988 A JPH0240988 A JP H0240988A
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- JP
- Japan
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- enamel
- substrate
- layer
- dielectric
- conductor circuit
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はホウロウ基板上に接着強度の高い導体回路を形
成する方法に関する。
成する方法に関する。
（従来の技術）
従来セラミック基板として、最も多く用いられて来たの
はアルミナｌｕ＆である。このアルミナ等のセラミック
基板に導体配線を形成する場合、導体とセラミック基板
との接着強度を高めるためにセラミックス表面を溶融し
た水酸化ナトリウム等で処理して、粗化し、その粗化面
に導体配線を形成していた。しかしアルミナ等は溶融し
た水酸化アルカリで処理すると、表面に極めてもろい層
ができ、形成した金属膜に引き剥し応力を与えるとセラ
ミック基板がえぐれて破壊したり、セラミック基板の曲
げ強度が低下するなどの欠点があった。
はアルミナｌｕ＆である。このアルミナ等のセラミック
基板に導体配線を形成する場合、導体とセラミック基板
との接着強度を高めるためにセラミックス表面を溶融し
た水酸化ナトリウム等で処理して、粗化し、その粗化面
に導体配線を形成していた。しかしアルミナ等は溶融し
た水酸化アルカリで処理すると、表面に極めてもろい層
ができ、形成した金属膜に引き剥し応力を与えるとセラ
ミック基板がえぐれて破壊したり、セラミック基板の曲
げ強度が低下するなどの欠点があった。
この問題を解決するために特開昭６ｌ−２０８８５Ｆｌ
公報が提案されている。この方法はセラミック基板上に
、結晶化ガラス、耐火性化合物をフィラーとして含む非
晶質ガラス、および耐火性化合物をフィラーとして含む
結晶化ガラスの一種または二種以上からなるガラス層を
形成し、ついでガラス層の表面を化学的にエツチングし
た後、ガラス層上に金属膜を形成する方法である。
公報が提案されている。この方法はセラミック基板上に
、結晶化ガラス、耐火性化合物をフィラーとして含む非
晶質ガラス、および耐火性化合物をフィラーとして含む
結晶化ガラスの一種または二種以上からなるガラス層を
形成し、ついでガラス層の表面を化学的にエツチングし
た後、ガラス層上に金属膜を形成する方法である。
この技術はあくまで、アルミナ基板などのセラミック基
板の表面に誘電体皮膜を形成させるものであった。
板の表面に誘電体皮膜を形成させるものであった。
アルミナ基板は耐熱性は十分であり、電子回路用の基板
としては理想的ではあるが、このようなセラミックは製
造に比較的費用を要し、またもろいために比較的大きな
寸法のものを作ることは実用的でなく、また穴あけや機
械加工を容易に行なうことができない難点がある。
としては理想的ではあるが、このようなセラミックは製
造に比較的費用を要し、またもろいために比較的大きな
寸法のものを作ることは実用的でなく、また穴あけや機
械加工を容易に行なうことができない難点がある。
金属を芯材とするホウロウ基板は、耐熱性も十分であり
、有機プラスチック板と同様に大ぎな寸法のものを作る
ことができ、ホウロウ被覆の前に芯材は容易に加工形成
することができる利点を有している。また金属を芯材と
しているので、放熱性も良好であるという利点もある。
、有機プラスチック板と同様に大ぎな寸法のものを作る
ことができ、ホウロウ被覆の前に芯材は容易に加工形成
することができる利点を有している。また金属を芯材と
しているので、放熱性も良好であるという利点もある。
このホウロウ基板への回路形成方法は、従来導体ペース
トを直接にホウロウ基板表面に印刷焼成するものであっ
た。
トを直接にホウロウ基板表面に印刷焼成するものであっ
た。
ホウロウ基板の上に直接導体ペーストを印刷焼成する従
来の方法では、導体ペーストの構成成分と、基板のホウ
ロウ層の構成成分との組合せが良い場合は高い接着強度
が得られるが、不適当な組合せの場合は、十分な接着強
度が得られない難点がある。
来の方法では、導体ペーストの構成成分と、基板のホウ
ロウ層の構成成分との組合せが良い場合は高い接着強度
が得られるが、不適当な組合せの場合は、十分な接着強
度が得られない難点がある。
従来、ヒラミック基板として最も多く用いられて来たの
はアルミナ基板であり、このため、市販の導体ペースト
の多くはアルミナ基板用に作られており、アルミナ基板
にて、高い接着強度を示す様に設８１されているものが
多く、このようなペーストをホウロウ基板に用いると」
−分な接着強度が得られないことがある。このためホウ
ロウ基板上で高い接着強度を示す導体は、その構成成分
をホウロウ基板用として特別に選択して作られる。しか
し、−口にホウロウ基板といっても、ホウロウガラスの
種類には様々な組成のものがあり、その組成の違いによ
って導体ペーストの成分も変える必要があり、ホウロウ
ガラス毎に開発を必要とする。
はアルミナ基板であり、このため、市販の導体ペースト
の多くはアルミナ基板用に作られており、アルミナ基板
にて、高い接着強度を示す様に設８１されているものが
多く、このようなペーストをホウロウ基板に用いると」
−分な接着強度が得られないことがある。このためホウ
ロウ基板上で高い接着強度を示す導体は、その構成成分
をホウロウ基板用として特別に選択して作られる。しか
し、−口にホウロウ基板といっても、ホウロウガラスの
種類には様々な組成のものがあり、その組成の違いによ
って導体ペーストの成分も変える必要があり、ホウロウ
ガラス毎に開発を必要とする。
ホウロウガラス毎の導体ペーストの開発には、困難な問
題があり、従ってホウロウ基板に導体回路を形成させた
場合、基板のホウロウ層との膨脹係故の違いや、ホウロ
ウ組成物との相互作用（通常の導体ペーストはＡ１２０
３用に作られている）などにより、導体回路との密着性
が、例えば１５０℃の加速劣化テストで、１００時間で
接着力が失われる等、低下する問題があった。
題があり、従ってホウロウ基板に導体回路を形成させた
場合、基板のホウロウ層との膨脹係故の違いや、ホウロ
ウ組成物との相互作用（通常の導体ペーストはＡ１２０
３用に作られている）などにより、導体回路との密着性
が、例えば１５０℃の加速劣化テストで、１００時間で
接着力が失われる等、低下する問題があった。
本発明の目的はホウロウ基板のガラスの組成如何にかか
わらず、しかも市販の誘電体上用の任意の導体ペースト
を使用して、高い接着強度を有する導体回路が形成でき
る回路形成方法を提供しようとするものである。
わらず、しかも市販の誘電体上用の任意の導体ペースト
を使用して、高い接着強度を有する導体回路が形成でき
る回路形成方法を提供しようとするものである。
本発明者は前記課題を解決するため鋭意研究を行った結
果、ホウロウガラスに誘電体ペーストをコーティングす
ることによって解決し得ることをみいだし、本発明を完
成した。
果、ホウロウガラスに誘電体ペーストをコーティングす
ることによって解決し得ることをみいだし、本発明を完
成した。
すなわち本発明は金属コアに結晶化ガラスを被覆したホ
ウロウ基板上に誘電体薄層と、その上に導体回路層とを
形成させてなり１．前記誘電体の薄層は少なくとも、そ
の上の導体回路層の直下又は直下とその近傍部分に形成
させてなる厚膜回路形成ホウロウ基板であり、またその
製造方法としては結晶化ガラスを被覆したホウロウ基板
上に誘電体ペーストの薄層を少なくとし、その上に形成
する導体回路層又は導体回路層とその近傍部分の直下と
なる様にコーティングし、必要により焼成し、その上に
導体ペーストを印刷し、焼成することを特徴とする厚膜
回路形成ホウロウ基板の製造方法である。前記誘電体膜
の焼成後の厚さとしては５〜２５μｍとすることが望ま
しい。
ウロウ基板上に誘電体薄層と、その上に導体回路層とを
形成させてなり１．前記誘電体の薄層は少なくとも、そ
の上の導体回路層の直下又は直下とその近傍部分に形成
させてなる厚膜回路形成ホウロウ基板であり、またその
製造方法としては結晶化ガラスを被覆したホウロウ基板
上に誘電体ペーストの薄層を少なくとし、その上に形成
する導体回路層又は導体回路層とその近傍部分の直下と
なる様にコーティングし、必要により焼成し、その上に
導体ペーストを印刷し、焼成することを特徴とする厚膜
回路形成ホウロウ基板の製造方法である。前記誘電体膜
の焼成後の厚さとしては５〜２５μｍとすることが望ま
しい。
誘電体ペーストとしては、通常のセラミック基板に使用
されれているものが使用できる。例えばホウケイ醒ガラ
スにアルミナ、シリカ等を配合し、これをペーストにす
るため樹脂および溶剤を配合したもの等が有利に使用で
きる。焼成温度としては８５０℃、５〜１０分間でよい
。
されれているものが使用できる。例えばホウケイ醒ガラ
スにアルミナ、シリカ等を配合し、これをペーストにす
るため樹脂および溶剤を配合したもの等が有利に使用で
きる。焼成温度としては８５０℃、５〜１０分間でよい
。
焼成後の誘電体膜の厚さとしては５〜２５μｍとする。
厚さが５μｍより薄いと、ペーストの焼成時に生成する
泡によってピンホールが生成し易くなり、密着力の低下
を防止する効果が少なくなる。また２５μｍより厚くな
ると通常ホウロウ基板の約１７２の膨脂係数である誘電
体とホウロウ基板の膨脂係数の違いにより実用上問題と
なる反りを生ずるためである。
泡によってピンホールが生成し易くなり、密着力の低下
を防止する効果が少なくなる。また２５μｍより厚くな
ると通常ホウロウ基板の約１７２の膨脂係数である誘電
体とホウロウ基板の膨脂係数の違いにより実用上問題と
なる反りを生ずるためである。
誘電体上に形成させる導体ペーストどしては、アルミナ
基板用の任意の導体ペーストが使用できる。例えばＡＱ
ｌＡＱ−Ｐｄ、ＡＯ−Ｐｔ、Ｃｌ。
基板用の任意の導体ペーストが使用できる。例えばＡＱ
ｌＡＱ−Ｐｄ、ＡＯ−Ｐｔ、Ｃｌ。
Ａｕ等の金属微粒子と鉛系ガラスまたはホウケイ酸ガラ
ス等の接着成分ガラスとＢｉ２Ｏ３、ＣｕＯ等の化学結
合成分とペースト化するための樹脂および溶剤からなる
ものである。
ス等の接着成分ガラスとＢｉ２Ｏ３、ＣｕＯ等の化学結
合成分とペースト化するための樹脂および溶剤からなる
ものである。
ホウロウ基板の上に、誘電体の薄層を設けることにより
、導体回路の密着力が向上する理由については明らかで
はない。
、導体回路の密着力が向上する理由については明らかで
はない。
しかし、ホウロウ基板の上に直接導体膜を形成し、その
上に線材などをＳｎ （６０％）−Ｐｂ（４０％）組成
のハンダで、ハンダ付【ノしたとき、ハンダ成分の３ｎ
が導体回路層に拡散し、η体回路とホウロウ基板の界面
での密着力が低下することが知られている。これに対し
導体回路と誘電体膜との界面では導体ペースト中の化学
結合成分として添加されているＢｉ２Ｏ３等の化学結合
成分が焼成中に誘電体膜に溶は込み、誘電体膜のＡｌ２
Ｏ３熔の酸化物粒子と化学結合反応を起こし、接着強度
を増加させる・乙のと考えられる。
上に線材などをＳｎ （６０％）−Ｐｂ（４０％）組成
のハンダで、ハンダ付【ノしたとき、ハンダ成分の３ｎ
が導体回路層に拡散し、η体回路とホウロウ基板の界面
での密着力が低下することが知られている。これに対し
導体回路と誘電体膜との界面では導体ペースト中の化学
結合成分として添加されているＢｉ２Ｏ３等の化学結合
成分が焼成中に誘電体膜に溶は込み、誘電体膜のＡｌ２
Ｏ３熔の酸化物粒子と化学結合反応を起こし、接着強度
を増加させる・乙のと考えられる。
以下に実施例によって本発明を更に具体的に説明するが
、本発明はこの実施例によって同等限定されるものでは
ない。
、本発明はこの実施例によって同等限定されるものでは
ない。
ホウロウ鋼板上に１ｖ１０−１３ａＯ−Ｂ２０３Ｓ ｉ
Ｏ２系結晶化ガラスで、焼成後で１５０μｍの厚さと
なるようにホウロウ層を形成させた。
Ｏ２系結晶化ガラスで、焼成後で１５０μｍの厚さと
なるようにホウロウ層を形成させた。
このホウロウ基板の上にガラス粉末、
Ａｌ２Ｏ２、樹脂および溶剤からなる誘電体ペースト（
デュポン社 アルミナ基板用誘電体ペースト５７０４）
をスクリーン印刷にて塗布し、乾燥後、ピーク温度８５
°Ｏ℃にて５〜１０分間焼成した。焼成後の厚さ１５μ
ｍであった。
デュポン社 アルミナ基板用誘電体ペースト５７０４）
をスクリーン印刷にて塗布し、乾燥後、ピーク温度８５
°Ｏ℃にて５〜１０分間焼成した。焼成後の厚さ１５μ
ｍであった。
この上に市販の誘電体上用導体ペースト（誘電体と高い
接着力の得られる導体ペーストであり、デュポン社 商
品番号６１２５）をスクリーンにて２ｔｔａＸ２ｍパッ
ドを印刷し、１５０℃１０分間の乾燥後、ピーク温度８
５０℃にて５〜１０分焼成した。
接着力の得られる導体ペーストであり、デュポン社 商
品番号６１２５）をスクリーンにて２ｔｔａＸ２ｍパッ
ドを印刷し、１５０℃１０分間の乾燥後、ピーク温度８
５０℃にて５〜１０分焼成した。
これらの焼成済基板の各パッドに０．８ｎｍφの３ｎメ
ツキ軟銅線をハンダ付けした後、１５０℃の恒温槽に入
れ、１．０００時間の加熱劣化を行った後、銅線を基板
と垂直方向に引っ張り、２ｍｔａＸ２ｍパッドが剥れる
のに要する荷重を測定した。
ツキ軟銅線をハンダ付けした後、１５０℃の恒温槽に入
れ、１．０００時間の加熱劣化を行った後、銅線を基板
と垂直方向に引っ張り、２ｍｔａＸ２ｍパッドが剥れる
のに要する荷重を測定した。
また比較用として、同一ホウロウリ板に上記導体ペース
トを直接に印刷したものを作成し、同様に引張荷重を測
定した。
トを直接に印刷したものを作成し、同様に引張荷重を測
定した。
その結果を第１図に示す。第１図は横軸に加熱劣化処理
時間、縦軸に剥離荷重（幻） （＝接着強度）をとった
。
時間、縦軸に剥離荷重（幻） （＝接着強度）をとった
。
第１図で明らかな通り、ホウロウ基板の上に誘電体病を
形成させたものでは、ホウロウ基板の上に直接導体膜を
形成さＵたちのと（らべて、初期接着強度で２．５Ｋｇ
以」二、１５０℃加熱劣化後でも１．４Ｎ！Ｆ以上の接
着強度の向上がみられた。
形成させたものでは、ホウロウ基板の上に直接導体膜を
形成さＵたちのと（らべて、初期接着強度で２．５Ｋｇ
以」二、１５０℃加熱劣化後でも１．４Ｎ！Ｆ以上の接
着強度の向上がみられた。
（発明の効果）
本発明によれば、ホウロウ基板の、ボウロウ組成如何に
かかわらず、高い接着強度を有する導体回路の形成が可
能である。
かかわらず、高い接着強度を有する導体回路の形成が可
能である。
従来、ホウロウ基板のガラス組成が変った場合、該ガラ
スに適合した導体ペーストに変更する必要があり、変更
した場合には、新たに長期信頼付試験が必要であったが
、本発明によれば誘電体膜に適合した導体ペーストを常
に採用すればよく、従来の如く、ガラス組成毎に新たな
開発手数を必要としない。
スに適合した導体ペーストに変更する必要があり、変更
した場合には、新たに長期信頼付試験が必要であったが
、本発明によれば誘電体膜に適合した導体ペーストを常
に採用すればよく、従来の如く、ガラス組成毎に新たな
開発手数を必要としない。
ホウロウ基板を発展させる上で実用上の効果の大きい発
明である。
明である。
第１図は横軸に加熱劣化処理時間、縦軸に接着強度をと
り本発明（黒丸）と比較例（白丸）を比較した図表であ
る。
り本発明（黒丸）と比較例（白丸）を比較した図表であ
る。
Claims (3)
- １．金属コアに結晶化ガラスを被覆したホウロウ基板上
に誘電体薄層とその上に導体回路層とを形成させてなり
、前記誘電体薄層を少なくともその上の導体回路層の直
下又は直下とその近傍部分に形成させてなる厚膜回路形
成ホウロウ基板。 - ２．結晶化ガラスを被覆したホウロウ基板上に誘電体ペ
ーストの薄層を少なくとも、その上に形成する導体回路
層又は導体回路層とその近傍部分の直下となる様にコー
ティングし、必要により焼成したのち、その上に導体ペ
ーストを印刷し、焼成することを特徴とする厚膜回路形
成ホウロウ基板の製造方法。 - ３．誘電体膜の厚さが５〜２５μｍである請求項第１項
記載のホウロウ基板上への厚膜回路形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19070488A JPH0240988A (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 厚膜回路形成ホウロウ基板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19070488A JPH0240988A (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 厚膜回路形成ホウロウ基板とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240988A true JPH0240988A (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=16262454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19070488A Pending JPH0240988A (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 厚膜回路形成ホウロウ基板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240988A (ja) |
-
1988
- 1988-08-01 JP JP19070488A patent/JPH0240988A/ja active Pending
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