JPH0364984A - 電子回路基板 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１表面に導電性回路等の膜状素子を形成した。

信頼性に優れた電子回路基板に関する。

〔従来技術〕

近年、電子回路基板としては種々のものが知られ、かつ
実用化されており１例えばガラス・エボキ’ｌｊ［合体
、アルミナ質焼結体およびムライｌ−１焼結体等を材料
とする電子回路基板が提案され使用されている。そして
、高集積化を促進する１つの方法として、シリコン集積
回路などを直接基板に搭載する実装方法が検討されてい
る。

しかしながら、ガラス・エポキシ複合体はシリコン集積
回路と熱膨張率が大きく異なるため、該基板に直接搭載
することのできるシリコン集積回路は極めて小さいもの
に限られている。そればかりでなく、ガラス・エポキシ
複合体のみからなる基板は８回路形成工程において寸法
が変化し易いため、特に微細で精密な回路が要求される
基板には適用が困難である。

また、アルξす質焼結体やムライト質焼結体は硬度が高
く機械加工性に劣る。そのため１例えばスルーホール等
を設けるような機械加工が必要な場合には、生成形体の
段階で加工した後焼成する方法が行われている。しかし
、焼成時の収縮を均一に生じさせることは困難であり、
特に高い寸法精度を要求されるものや寸法の大きなもの
を製造することは困難であった。

そこで、これらの問題に対処するため、特開昭６１−２
８７１９０号あるいは特開昭６４−８２６８９号には、
多孔質セラ旦ツタに樹脂を含浸した基板が提案されてい
る。

この基板は、セラよツクの気孔率を種々変化させること
で、実装する部品１例えばシリコン集積回路等の熱膨張
に合わせ、低膨張で寸法安定性に優れている。また９機
械加工が容易で大型化及び軽量化に対応できる。

一方、近年では高集積化のために、電子回路基板の多層
化が進んでいる。また、チップ抵抗、コンデンサー等の
チップ部品に代わり、これら素子を膜状に回路上に形威
した膜状素子を有する電子回路基板が開発されている。

このように、膜状の導電性回路、抵抗体、コンデンサー
等の膜状素子を形成することにより電子回路基板の小型
化、軽量化が図られる。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の多孔質セラミックー樹脂含浸基板
に膜状素子を形威した電子回路基板は。

使用上の信頼性に乏しい。

即ち、多孔質セラミックー樹脂含浸体では、その表面に
形威した膜状素子が樹脂上に形威されるため、樹脂の挙
動により膜状素子が著しく影響を受ける０例えば、高湿
度、高温度により、上記樹脂と接触している膜状素子の
初期特性１例えば。

抵抗値、コンデンサー容量が大きく変動するという大き
な欠点がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、上記の多孔質セ
ラミック焼結体−樹脂含浸基板の長所を生かした。耐高
温度性、耐高温度性に優れた。信頼性の高い電子回路基
板を提供しようとするものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は、多孔質セラミック焼結体の表面に膜状の導電
性回路、抵抗体、コンデンサー等の膜状素子を直接形成
してなりつ、かつ上記膜状素子形成後に多孔質部に樹脂
を充填してなることを特徴とする電子回路基板にある。

本発明において最も注目すべきことは、多孔質セラもツ
タ焼結体の表面に導電性回路等の膜状素子を形威し１次
いで前記多孔質セラもツク焼結体の気孔部に樹脂を含浸
した基板である。

即ち３本発明の電子回路基板においては、多孔質セラミ
ック焼結体の表面の気孔及び凹凸に、導電性回路等の膜
状素子がくさび状に入り込んで直接密着している。一方
、その他の基板内部の多孔質部内には、樹脂が充填され
ている。

多孔質セラミック焼結体の表面に導電性回路等の膜状素
子を形威する方法としては、まずセラミックの生成形体
に膜状素子を形威する粒子を含んだペーストを印刷など
の方法により塗布し９次いでセラ箋ツタの生成形体を焼
結体が形威される温度で焼成する方法がある。

また、他の方法としては、まず多孔質セラミック焼結体
を作成しておいた後、その表面に前記ペーストを塗布し
９次いで焼つける方法がある。

更に、多孔質セラミック焼結体の表面に回路となる部分
以外をマスクして、蒸着、スパッター等により導電性回
路等の膜状素子を形威し、その後前記マスクを除去する
方法がある。

いずれの方法においても、多孔質セラ旦ツタ焼結体と膜
状素子が、直接密着していることが重要である。

上述のように多孔質セラ逅ツクと膜状素子が直接密着し
ていることで、膜状素子は温度、湿度などの環境変化に
対して極めて安定になるのである。

ここに膜状素子とは、前記のごとき導電性回路。

膜状抵抗体、膜状コンデンサーなど、基板上に膜状に形
成する電子部品をいう。

また、上記多孔質セラミック焼結体の材質としては、コ
ージェライト、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト
、チタン酸マグネシウム、チタン酸アルミニウム、二酸
化ケイ素、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化錫
、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウムの
いずれか少なくとも１種を主成分とするセラミックスな
どがある。この中、コージェライトは、熱膨張立がシリ
コン集積回路のそれに近く、好ましい材料である。

また、上記焼結体中に含浸させる樹脂としては。

エポキシ樹脂、ボリイ条ド樹脂、トリアジン樹脂。

ポリパラバン酸樹脂、ボリア壽トイミド樹脂、シリコン
樹脂、エポキシシリコン樹脂、アクリル酸樹脂、メタク
リル酸樹脂、アニリン酸樹脂、フェノール樹脂、ウレタ
ン系樹脂、フラン系樹脂、フッ素樹脂な・どかある。

また、これら樹脂を多孔質焼結体中に含浸させる方法と
しては、樹脂を加熱溶融しておき、この中に既に膜状素
子を形成しである多孔質焼結体を浸漬する方法がある。

また、樹脂を溶媒に溶かして含浸させる方法、モノマー
状態の樹脂を含浸させた後ポリマー化する方法などがあ
る。

本発明において、前記多孔質セラミック焼結体は、平均
気孔径が０．２〜１５μｍであることが好ましい。この
理由は、平均気孔径が０．２よりも小さいと、前記膜状
素子と多孔質セラミック焼結体との密着力が低下するか
らである。即ち、密着力向上のための楔効果が低下する
ためである。

一方、平均気孔径が１５μｍよりも大きいと、多孔質セ
ラミック焼結体の表面よりかなり深く膜状素子が入り込
み、精度の高い電子回路基板の形成が困難となるからで
ある。

また３本発明においては、気孔率が１０％（容量比）以
上であることが好ましい、この理由は。

気孔率が１０％より小さいと、前記楔効果が低下するか
らである。

表面に導電性回路等の膜状素子を形成した多孔質セラミ
ック焼結体に対しては、セラ旦ツク粒子が構成する多孔
質部の気孔に樹脂が充填される。

前記導電性回路にさらにメツキ、他部品との接続を行い
たい時には、多孔質セラミック焼結体に樹脂を充填する
前に、予めマスク等を施し樹脂と接触しないようにし、
充填後に前記マスクを除去することで導体面を露出させ
ることもできる。

なお、このようにできた基板の表裏の導通は。

多孔質セラ逅ツタ焼結体に樹脂を充填した後にスルーホ
ールを形成し、無電解銅メツキ等で容易に導通すること
ができる。

〔作用及び効果〕

本発明の電子回路基板は、多孔質セラミック焼結体の表
面に、直接、膜状素子を密着させているため、膜状素子
が上記焼結体の粒子の間にくさび状に強固に結合してお
り、膜状素子が剥離することはない。また、膜状素子が
形成されていない部分は、樹脂が充填されているので、
耐高温度性。

耐高温度性にも優れている。。

樹脂を充填させることで基板の強度を増加させ。

割れにくくすると同時に機械加工を容易にし、カケ、チ
ッピング等の加工欠陥を防ぐことができる。

また、気体の透過を防ぎ使用環境からの影響を低減する
ことに効果的である。

したがって２本発明によれば、耐高温度性、耐高温度性
に優れた。信頼性の高い電子回路基板を提供することが
できる。

〔実施例〕

第１実施例 平均粒径が１．６μｍのコージェライト粉末１００重量
部に対してポリビニールアルコール２重量部、ポリエチ
レングリコール１重量部、ステアリン酸０．５重量部及
び水１００重量部を配合し。

ボールミル中で３時間混合した後、噴霧乾燥した。

この乾燥物を適量採取し、金属製押し型を用いて１．０
ｔ／ｃ１ｉの圧力で底形し、大きさが２２０ｍｍＸ２５
０ｍＸ１，２Ｍ、密度１．　５　ｇ／ｃ４　（６０ｖｏ
　１％）のセラ逅ツクス生成形体を得た。

この生成形体を大気中、１４００℃で１時間焼成して多
孔質コージェライト焼結体とした。

得られた多孔質セラミック焼結体は、密度が１゜８ｇ／
＋ｄ、気孔率が３０ｖｏｌ（容量）％、平均気孔径が３
．２μｍであった。

この多孔質コージェライト焼結体の表面に、平均粒径１
１μｍの銀−白金粒子を４６％含んだ粘度９０Ｐａ　−
ｓのペーストを、３２５メツシユのスクリーンで印刷し
た。これにより、前記多孔質コージェライト焼結体上に
膜状素子としての導電性回路を形成し、乾燥した後、空
気中８５０″Ｃで焼付た。

この時点における上記導電性回路のパターンの密着強度
は、３ｋｇであった。次いで、平均粒径１６μｍの酸化
ルテニウム粒子を３８％含んだ粘度１６０Ｐａ−ｓのペ
ーストを、３２５メツシユのスクリーンで印刷し、前記
導体上に膜状素子としての膜状抵抗体を形威した。乾燥
した後、空気中８５０℃で焼付た。この時の抵抗値は２
３Ω／口であった。

次に、この多孔質コージェライト焼結体に、上記膜状素
子形成面とは反対面から二液性のエポキシ樹脂を含浸し
、硬化して電子回路基板を得た。

この含浸は、無溶媒性の液状エポキシを真空下で含浸す
る方法により行った。

この時点におけるパターンの密着強度は、３゜８ｋｇ／
ａｍ”テあった。さらニ、コノ基板を８５°Ｃ・８５％
ＲＨ（相対湿度）で１０００時間、高温。

高温寿命試験を行った。その結果、抵抗値の変化率は０
．３２％であり、優れた安定性を有していた。

上記のごとくして得られた電子回路基板は、第１図に示
すごとく、多孔質コージェライト基板１の表裏両面に膜
状の導電性回路２と、膜状抵抗体３とを密着形成したも
のである。

また、上記の密着状態は、第２図に示すごとく多孔質コ
ージェライト基板１を構成する多数のセラミック粒子１
０の間の凹凸部分に、膜状の導電性回路２．抵抗体３の
下面が、くさび状に喰い込んだ状態にする。また、上記
基板１の内部においては、セラミック粒子１０の間に形
威された気孔内に、樹脂４が充填された状態にある。

一方、比較のために、同様にして、多孔質コージェライ
ト焼結体を製作した後、すぐに同様の二液性のエポキシ
樹脂を含浸し、同時に銅箔を積層して基板を得た。次い
で、エツチングにより回路形成を行った。この時のビー
ル強度は１．８ｋｇ／備で、低かった。

次いで、この回路表面に樹脂−炭素系の抵抗体を印刷に
よって形威した。抵抗値は８７０Ω／口であった。同様
にこの基板を８５℃・８５％ＲＨで１０００時間、高温
、高温寿命試験を行った。

その結果、抵抗値の変化率は５．３％であり、不安定な
ものであった。

第２実施例 平均粒径が２．４μｍのアルξす粉末５０重量部に対し
て、平均粒径が０．　７μｍのアルミナ粉末５０重量部
とポリアクリル酸エステル１２重量部、ポリエステル分
散剤１重量部、ジブチルフタジー１２重量部及び酢酸エ
チル５０重量部を配合し、ボール、ミ・ル中で３時間混
合した後、シート底形した。

この生成形体を、大気中１５５０°Ｃで１時間焼成して
、多孔質アル逅す焼結体を形威した。

得られた多孔質アルξす焼結体は、密度が２゜９ｇ／ｃ
ｄ、気孔率が２５ｖｏ　１％、平均気孔径が１．２μｍ
の焼結体であった。

この多孔質アルミナ焼結体の表面に、平均粒径１８μｍ
のランタンポライド−酸化スズ粒子を４１％含んだ粘度
１１０Ｐａ−ｓのペーストを、２５０メツシユのスクリ
ーンで印刷した。これにより、前記多孔質アルミナ焼結
体上に、第１実施例と同様に膜状の抵抗体を形威し、乾
燥した後窒素中で９００°Ｃで焼付けた。

次いで、この膜状抵抗体の上に、平均粒径８μｍの銅粒
子を５０％含んだ粘度１２０Ｐａ−ｓのペーストを、２
５０メツシユのスクリーンで印刷した。これにより、膜
状の導体回路を形威し、乾燥した後窒素中で６００　’
Ｃで焼付けた。この時のパターンの密着強度は２．５ｋ
ｇ／ｍ”であった。

また、この時の抵抗値は８０にΩ／口であった。

この多孔質アル名す焼結体に二液性のエポキシ樹脂を含
浸し、硬化して電子回路基板を得た。

この時点におけるパターンの密着強度は３．４ｋｇ／ａ
ｌｌ”であった、さらに、この基板を８５℃・８５％Ｒ
Ｈで１０００時間、高温、高温寿命試験を行ったところ
、抵抗値の変化率は１．１％であり、優れた安定性を有
していた。

この電子回路基板に直径０．４１１１１のダイヤモンド
ドリルでスルーホールを穿設し、無電解銅メツキを施し
て表裏の導通を取った。また、この基板においては、長
さ３５０ｍ、幅２５０Ｍの基板に。

１２万六以上の穴明を行うことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、第１実施例の電子回路基板を示し
、第１図はその断面図、第２図は要部拡大断面図である
。 、多孔質セラミ・ツク焼結体。 １、セラごツク粒子。 、Ｓ電性回路。 、Ｍ状抵抗体素子 、樹脂。 出 代 願人 イビデ 埋入

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　多孔質セラミック焼結体の表面に膜状の導電性
   回路，抵抗体，コンデンサー等の膜状素子を直接形成し
   てなり，かつ上記膜状素子形成後に多孔質部に樹脂を充
   填してなることを特徴とする電子回路基板。
2. （２）　第１請求項において，多孔質セラミック焼結体
   は，平均気孔径が０．２〜１５μｍであり，かつ気孔率
   が１０容量％以上であることを特徴とする電子回路基板
   。