JPH036679B2 - - Google Patents
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- JPH036679B2 JPH036679B2 JP11408686A JP11408686A JPH036679B2 JP H036679 B2 JPH036679 B2 JP H036679B2 JP 11408686 A JP11408686 A JP 11408686A JP 11408686 A JP11408686 A JP 11408686A JP H036679 B2 JPH036679 B2 JP H036679B2
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
本発明は集積回路や抵抗回路などのエレクトロ
ニクス回路を形成するための基板材料、特に鉄合
金基体の表面の一部又は全面にガラス絶縁層を付
着した回路基板に関する。
ニクス回路を形成するための基板材料、特に鉄合
金基体の表面の一部又は全面にガラス絶縁層を付
着した回路基板に関する。
従来の技術
集積回路用耐熱性絶縁基板としては、従来より
アルミナ等のセラミツク材料が最も一般的に用い
られているが、セラミツクは機械的強度が弱く、
加工性が悪い、大型基板を作ることができないな
どの欠点を有しており、用途に制約がある。
アルミナ等のセラミツク材料が最も一般的に用い
られているが、セラミツクは機械的強度が弱く、
加工性が悪い、大型基板を作ることができないな
どの欠点を有しており、用途に制約がある。
そこで最近、強度、加工性が優れ、大型化の可
能な鉄基板が注目されている。この鉄を回路基板
として使用する場合、基本的には鉄と回路との間
は電気的に絶縁されている必要がある。絶縁化す
るには普通鉄基体表面全域、又は絶縁を要する部
位のみ部分的にガラス絶縁層を形成するが、直接
ガラスを被着しても接着強度が弱いため、鉄琺瑯
のようにニツケルやコバルトを予め鍍金したり、
コバルト酸化物のような特定の酸化物を形成した
後に釉をかけたり、特公昭56−36597号に開示さ
れているようにまず基体を熱処理して金属酸化物
被膜を形成し、その上にガラス層を形成する。更
に特願昭61−40722号及び40723号にはガラスと酸
化物層の一部のみを反応させるような接着構造を
とるものもある。
能な鉄基板が注目されている。この鉄を回路基板
として使用する場合、基本的には鉄と回路との間
は電気的に絶縁されている必要がある。絶縁化す
るには普通鉄基体表面全域、又は絶縁を要する部
位のみ部分的にガラス絶縁層を形成するが、直接
ガラスを被着しても接着強度が弱いため、鉄琺瑯
のようにニツケルやコバルトを予め鍍金したり、
コバルト酸化物のような特定の酸化物を形成した
後に釉をかけたり、特公昭56−36597号に開示さ
れているようにまず基体を熱処理して金属酸化物
被膜を形成し、その上にガラス層を形成する。更
に特願昭61−40722号及び40723号にはガラスと酸
化物層の一部のみを反応させるような接着構造を
とるものもある。
発明が解決すべき問題点
しかしこれらの方法で形成されたガラス絶縁膜
は、鉄基体との接着強度がまだ充分ではなく、基
板を屈曲させたり強い衝撃を加えたりして一旦ガ
ラス膜に亀裂が入ると、基体とガラス層の剥離が
起こり易い。又基板上に厚膜回路を形成する際、
酸化性雰囲気もしくは非酸化性雰囲気中で数回か
ら多層回路では十回以上の焼成を受けるのが普通
であるが、従来の方法でガラス層を形成した場合
には、焼成回数が増すと強度劣化を起こし剥離し
易い。
は、鉄基体との接着強度がまだ充分ではなく、基
板を屈曲させたり強い衝撃を加えたりして一旦ガ
ラス膜に亀裂が入ると、基体とガラス層の剥離が
起こり易い。又基板上に厚膜回路を形成する際、
酸化性雰囲気もしくは非酸化性雰囲気中で数回か
ら多層回路では十回以上の焼成を受けるのが普通
であるが、従来の方法でガラス層を形成した場合
には、焼成回数が増すと強度劣化を起こし剥離し
易い。
本発明の目的はガラス絶縁層と鉄基体との間の
密着性が優れ、繰返し焼成を行つても密着性が劣
化せず、激しい温度衝撃にも耐えるガラス被覆鉄
回路基板を提供することにある。
密着性が優れ、繰返し焼成を行つても密着性が劣
化せず、激しい温度衝撃にも耐えるガラス被覆鉄
回路基板を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明は、アルミニウムを含有する鉄合金基体
を窒素雰囲気中500℃以上の温度で熱処理し、次
いで基体の表面の一部又は全面にガラス絶縁層を
形成することを特徴とする回路基板の製造方法で
ある。
を窒素雰囲気中500℃以上の温度で熱処理し、次
いで基体の表面の一部又は全面にガラス絶縁層を
形成することを特徴とする回路基板の製造方法で
ある。
又第二の発明は、アルミニウムを含有する鉄合
金基体を窒素雰囲気中500℃以上の温度で熱処理
した後、酸化性雰囲気中で熱処理し、次いで基体
の表面の一部又は全面にガラス絶縁層を形成する
ことを特徴とする回路基体の製造方法である。
金基体を窒素雰囲気中500℃以上の温度で熱処理
した後、酸化性雰囲気中で熱処理し、次いで基体
の表面の一部又は全面にガラス絶縁層を形成する
ことを特徴とする回路基体の製造方法である。
作 用
アルミニウムを含む鉄基体上にガラス絶縁層を
形成するに先立つて、予め基体を窒素中で熱処理
することにより、従来に比べてガラス層と鉄基体
とが極めて強固に接着した鉄回路基板が得られ
る。この絶縁層は、厚膜回路形成時の酸化性又は
非酸化性雰囲気中における繰返し焼成にも耐え、
更に激しい温度衝撃や機械的衝撃を受けても強度
が劣化することがない。
形成するに先立つて、予め基体を窒素中で熱処理
することにより、従来に比べてガラス層と鉄基体
とが極めて強固に接着した鉄回路基板が得られ
る。この絶縁層は、厚膜回路形成時の酸化性又は
非酸化性雰囲気中における繰返し焼成にも耐え、
更に激しい温度衝撃や機械的衝撃を受けても強度
が劣化することがない。
窒素中での熱処理により接着強度が向上する理
由は明らかではないが、アルミニウムを含有する
鉄合金を窒素中で高温に加熱すると、基体表面に
窒化アルミニウムが生成することが薄膜Ｘ線回折
によつて確認され、これがガラス絶縁層と鉄基板
の接着になんらかの形で寄与しているものと考え
られる。熱処理温度は基体合金の種類にもよるが
およそ500℃以上であればよく、実用的には800〜
1000℃程度が好ましい。熱処理時間は温度によつ
て異なり、温度が高ければより短時間でよい。例
えば900℃の場合５〜30分程度保持するのが適当
である。また窒素中で熱処理を行つた後、空気中
などの酸化性雰囲気中で再度熱処理を行うと、更
に強度が向上する傾向があり、熱処理を繰返して
も強度の劣化は全く見られない。酸化性雰囲気中
での熱処理は約500℃以上の温度で行うのが望ま
しい。
由は明らかではないが、アルミニウムを含有する
鉄合金を窒素中で高温に加熱すると、基体表面に
窒化アルミニウムが生成することが薄膜Ｘ線回折
によつて確認され、これがガラス絶縁層と鉄基板
の接着になんらかの形で寄与しているものと考え
られる。熱処理温度は基体合金の種類にもよるが
およそ500℃以上であればよく、実用的には800〜
1000℃程度が好ましい。熱処理時間は温度によつ
て異なり、温度が高ければより短時間でよい。例
えば900℃の場合５〜30分程度保持するのが適当
である。また窒素中で熱処理を行つた後、空気中
などの酸化性雰囲気中で再度熱処理を行うと、更
に強度が向上する傾向があり、熱処理を繰返して
も強度の劣化は全く見られない。酸化性雰囲気中
での熱処理は約500℃以上の温度で行うのが望ま
しい。
鉄基体に上記の熱処理を施した後ガラス絶縁層
を形成するが、形成方法は公知のいかなる手段に
よつてもよい。代表的にはガラス粉末を液状ビヒ
クルに分散させたペーストやスラリーを鉄基体の
表面にスクリーン印刷、浸漬、スプレー等の方法
により塗布し、乾燥した後、従来法に従つてガラ
スの融点以上の温度で焼成を行う。又、鉄基板の
上に直接ガラスのグリーンシートやガラス板を載
置し、焼成してもよい。ガラスの組成は本発明の
効果にはほとんど影響せず、特に限定はない。非
晶質ガラス、結晶性ガラス、それらの混合物、ガ
ラスとセラミツクフイラーの混合物などいずれも
使用可能である。
を形成するが、形成方法は公知のいかなる手段に
よつてもよい。代表的にはガラス粉末を液状ビヒ
クルに分散させたペーストやスラリーを鉄基体の
表面にスクリーン印刷、浸漬、スプレー等の方法
により塗布し、乾燥した後、従来法に従つてガラ
スの融点以上の温度で焼成を行う。又、鉄基板の
上に直接ガラスのグリーンシートやガラス板を載
置し、焼成してもよい。ガラスの組成は本発明の
効果にはほとんど影響せず、特に限定はない。非
晶質ガラス、結晶性ガラス、それらの混合物、ガ
ラスとセラミツクフイラーの混合物などいずれも
使用可能である。
アルミニウムを含有する基体としては、例えば
一般の耐熱鋼があげられる。
一般の耐熱鋼があげられる。
実施例
実施例 １
クロム15％、アルミニウム４％及びチタン0.2
％を含有する板状の鉄合金基体（50mm×50mm、厚
さ0.6mm）を酸素濃度10ppm以下の窒素雰囲気中
において900℃で10分間熱処理を行つた。
％を含有する板状の鉄合金基体（50mm×50mm、厚
さ0.6mm）を酸素濃度10ppm以下の窒素雰囲気中
において900℃で10分間熱処理を行つた。
この基体の片面全域に下記組成のガラス微粒子
を含むガラスペーストをスクリーン印刷し、150
℃で10分間乾燥した後、ピーク温度850℃10分間、
40分サイクルで焼成を行い、ガラス絶縁層を有す
る鉄回路基板を製造した。焼成後の絶縁層の厚み
は40μｍである。
を含むガラスペーストをスクリーン印刷し、150
℃で10分間乾燥した後、ピーク温度850℃10分間、
40分サイクルで焼成を行い、ガラス絶縁層を有す
る鉄回路基板を製造した。焼成後の絶縁層の厚み
は40μｍである。
［ガラス組成］（重量％）
SiO2 40 Al2O3 20
B2O3 10 CaO 15
ZnO 10 TiO2 ５
得られた基板について、ガラスと鉄基体との接
着強度を調べるため次のような試験を行つた。
着強度を調べるため次のような試験を行つた。
剥離試験（初期強度）；基板を中央で折曲げ
て、ガラス層を強制的に剥離させた。剥離部分
は灰色を呈しており、表面を電子顕微鏡により
観察したところガラス層が付着していることが
わかつた。即ち曲げによる引張り力に対しガラ
ス層は亀裂を生じて破壊されるが、鉄基体とガ
ラス層の接着強度がガラスの破壊強度より大き
いためガラス層が界面に残留したものである。
て、ガラス層を強制的に剥離させた。剥離部分
は灰色を呈しており、表面を電子顕微鏡により
観察したところガラス層が付着していることが
わかつた。即ち曲げによる引張り力に対しガラ
ス層は亀裂を生じて破壊されるが、鉄基体とガ
ラス層の接着強度がガラスの破壊強度より大き
いためガラス層が界面に残留したものである。
繰返し焼成試験；上記の方法で製造されたガ
ラス絶縁層を有する鉄回路基板を、空気中、ピ
ーク温度850℃10分間、１サイクル40分間の条
件で10回繰返し焼成を行い、その後上記剥離試
験を行つたが、結果は同様であつた。
ラス絶縁層を有する鉄回路基板を、空気中、ピ
ーク温度850℃10分間、１サイクル40分間の条
件で10回繰返し焼成を行い、その後上記剥離試
験を行つたが、結果は同様であつた。
熱衝撃試験；同じガラス絶縁層を有する鉄回
路基板を800℃の赤熱状態から冷水中に投入し、
その後上記剥離試験を行つたが、結果は同様で
あつた。
路基板を800℃の赤熱状態から冷水中に投入し、
その後上記剥離試験を行つたが、結果は同様で
あつた。
実施例 ２
ガラスの組成を下記のとおりとする以外は実施
例１と同様にして、ガラス絶縁層を有する鉄回路
基板を製造した。
例１と同様にして、ガラス絶縁層を有する鉄回路
基板を製造した。
［ガラス組成］（重量％）
SiO2 52 Al2O3 ８
B2O3 10 PbO 30
得られた基板について実施例１のと同様にし
て接着強度を調べたところ、剥離面にはガラス層
が付着しており、鉄基体とガラス層の接着強度は
極めて強いものであつた。
て接着強度を調べたところ、剥離面にはガラス層
が付着しており、鉄基体とガラス層の接着強度は
極めて強いものであつた。
実施例 ３
実施例１と同一の鉄基体を、窒素雰囲気中にお
いて900℃で10分間熱処理した後、空気中850℃で
10分間熱処理した。その基体の片面全域に実施例
１と同一のガラスペーストをスクリーン印刷し、
150℃で10分間乾燥した後、ピーク温度850℃10分
間、40分サイクルで焼成を行い、ガラス絶縁層を
有する鉄回路基板を製造した。
いて900℃で10分間熱処理した後、空気中850℃で
10分間熱処理した。その基体の片面全域に実施例
１と同一のガラスペーストをスクリーン印刷し、
150℃で10分間乾燥した後、ピーク温度850℃10分
間、40分サイクルで焼成を行い、ガラス絶縁層を
有する鉄回路基板を製造した。
得られた基板について同様にして剥離試験を行
つた結果、剥離面にガラス層が付着しており、鉄
基体とガラス層の接着強度は極めて強いものであ
つた。
つた結果、剥離面にガラス層が付着しており、鉄
基体とガラス層の接着強度は極めて強いものであ
つた。
実施例 ４
窒素中での熱処理条件を600℃、４時間とする
以外は、実施例１と同様にして回路基板を製造し
た。
以外は、実施例１と同様にして回路基板を製造し
た。
剥離試験を行つた結果、剥離面にガラス層が付
着しており、鉄基体とガラス層の接着強度は極め
て強いものであつた。
着しており、鉄基体とガラス層の接着強度は極め
て強いものであつた。
実施例 ５
基体としてクロム12％、アルミニウム3.5％を
含む鉄合金を使用する他は実施例１と同様にし
て、ガラス絶縁層を有する鉄回路基板を製造し
た。
含む鉄合金を使用する他は実施例１と同様にし
て、ガラス絶縁層を有する鉄回路基板を製造し
た。
剥離試験を行つた結果、鉄基体とガラス層の接
着強度は極めて強いものであつた。
着強度は極めて強いものであつた。
比較例 １
実施例１と同一の鉄合金基体を、空気中におい
て900℃で10分間熱処理を行つて酸化被膜を形成
した。この基体の片面全域に実施例１と同一組成
のガラスペーストをスクリーン印刷し、150℃で
10分間乾燥した後、ピーク温度850℃10分間、40
分サイクルで焼成を行い、ガラス絶縁層を有する
鉄回路基板を製造した。
て900℃で10分間熱処理を行つて酸化被膜を形成
した。この基体の片面全域に実施例１と同一組成
のガラスペーストをスクリーン印刷し、150℃で
10分間乾燥した後、ピーク温度850℃10分間、40
分サイクルで焼成を行い、ガラス絶縁層を有する
鉄回路基板を製造した。
得られた基板について実施例１のと同様にし
て剥離試験を行つたところ、ガラスは完全に剥離
し、剥離面は金属光沢を有していた。電子顕微鏡
による観察からガラスの残存は認められなかつ
た。これは鉄基体とガラス層の接着強度が極めて
弱いことを表わしている。又実施例１のと同様
にして熱衝撃試験を行つたところ、冷水に投入後
ガラス層が剥離した。
て剥離試験を行つたところ、ガラスは完全に剥離
し、剥離面は金属光沢を有していた。電子顕微鏡
による観察からガラスの残存は認められなかつ
た。これは鉄基体とガラス層の接着強度が極めて
弱いことを表わしている。又実施例１のと同様
にして熱衝撃試験を行つたところ、冷水に投入後
ガラス層が剥離した。
比較例 ２
実施例１と同一の鉄基体を、窒素雰囲気中にお
いて400℃で５時間熱処理した後、片面全域に実
施例１と同様にガラスペーストの印刷、焼成を行
い、回路基板を製造した。
いて400℃で５時間熱処理した後、片面全域に実
施例１と同様にガラスペーストの印刷、焼成を行
い、回路基板を製造した。
剥離試験の結果は比較例１と同様であつた。
比較例 ３
基体としてアルミニウムを含まないステンレス
鋼SUS304を用い、実施例１と同様の処理を行つ
て回路基板を製造した。
鋼SUS304を用い、実施例１と同様の処理を行つ
て回路基板を製造した。
剥離試験の結果は比較例１と同様であつた。
発明の効果
実施例からも明らかなように、本発明の方法で
製造されたガラス被覆鉄基板は、従来と比べてガ
ラス被覆層と鉄合金基体との接着強度が極めて強
い。又繰返し焼成を行つても強度が劣化しないの
で、特に複数回の焼成を行う厚膜集積回路基板と
して優れたものである。又激しい機械的衝撃や温
度衝撃にも耐えるので使用条件の厳しい用途にも
適している。
製造されたガラス被覆鉄基板は、従来と比べてガ
ラス被覆層と鉄合金基体との接着強度が極めて強
い。又繰返し焼成を行つても強度が劣化しないの
で、特に複数回の焼成を行う厚膜集積回路基板と
して優れたものである。又激しい機械的衝撃や温
度衝撃にも耐えるので使用条件の厳しい用途にも
適している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミニウムを含有する鉄合金基体を窒素雰
囲気中500℃以上の温度で熱処理し、次いで基体
の表面の一部又は全面にガラス絶縁層を形成する
ことを特徴とする回路基板の製造方法。 ２ アルミニウムを含有する鉄合金基体を窒素雰
囲気中500℃以上の温度で熱処理した後、酸化性
雰囲気中で熱処理し、次いで基体の表面の一部又
は全面にガラス絶縁層を形成することを特徴とす
る回路基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11408686A JPS62269396A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 回路基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11408686A JPS62269396A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 回路基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62269396A JPS62269396A (ja) | 1987-11-21 |
| JPH036679B2 true JPH036679B2 (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=14628732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11408686A Granted JPS62269396A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 回路基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62269396A (ja) |
-
1986
- 1986-05-19 JP JP11408686A patent/JPS62269396A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62269396A (ja) | 1987-11-21 |
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