JPH04209587A - 金属基板及びその製造方法 - Google Patents
金属基板及びその製造方法Info
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- JPH04209587A JPH04209587A JP40538190A JP40538190A JPH04209587A JP H04209587 A JPH04209587 A JP H04209587A JP 40538190 A JP40538190 A JP 40538190A JP 40538190 A JP40538190 A JP 40538190A JP H04209587 A JPH04209587 A JP H04209587A
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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
［０００１］
【産業上の利用分野】本発明は、金属基板及びその製造
方法に関し、特に厚膜電気回路や電気ヒータ等、高強度
或いは高耐熱性を必要とする分野に用いるのに好適な金
属基板及びその製造方法に関する。 ［０００２］
方法に関し、特に厚膜電気回路や電気ヒータ等、高強度
或いは高耐熱性を必要とする分野に用いるのに好適な金
属基板及びその製造方法に関する。 ［０００２］
【従来の技術】従来から、機械的衝撃及び熱が加わるよ
うな用途に、セラミック単体からなる基板に代えて機械
的強度や熱伝導性に優れた金属基板を用いることが提案
されている。この金属基板を電気回路用基板として使用
するために、金属からなる基材層の表面にガラス材から
なる絶縁層を形成したほうろう基板がある。 ［０００３］
うな用途に、セラミック単体からなる基板に代えて機械
的強度や熱伝導性に優れた金属基板を用いることが提案
されている。この金属基板を電気回路用基板として使用
するために、金属からなる基材層の表面にガラス材から
なる絶縁層を形成したほうろう基板がある。 ［０００３］
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、はうろ
う基板にあっては、ガラスからなる絶縁層の強度、靭性
がセラミック単体からなる基板に比較して劣る問題があ
るばかりでなく、異なる種類の材料同士を接着しており
、かつ基材層と絶縁層との熱膨脹係数が異なることから
両者間に所望の密着性を得ることができず、耐熱衝撃性
が比較的低い問題があった。また、上記密着性の問題か
ら金属基板として望まれる衝撃強度を得ることができな
かった。加えて、ガラス材の熱伝導性が比較的低いこと
から金属基板としては高い熱伝導性を得ることができな
かった。 ［０００４］このような従来技術の課題に鑑み、本発明
の主な目的は、基材層と絶縁層との間の密着性が向上し
、耐衝撃性及び耐熱衝撃性が改善されると共に放熱性の
高い金属基板及びその製造方法を提供することにある。 ［０００５］
う基板にあっては、ガラスからなる絶縁層の強度、靭性
がセラミック単体からなる基板に比較して劣る問題があ
るばかりでなく、異なる種類の材料同士を接着しており
、かつ基材層と絶縁層との熱膨脹係数が異なることから
両者間に所望の密着性を得ることができず、耐熱衝撃性
が比較的低い問題があった。また、上記密着性の問題か
ら金属基板として望まれる衝撃強度を得ることができな
かった。加えて、ガラス材の熱伝導性が比較的低いこと
から金属基板としては高い熱伝導性を得ることができな
かった。 ［０００４］このような従来技術の課題に鑑み、本発明
の主な目的は、基材層と絶縁層との間の密着性が向上し
、耐衝撃性及び耐熱衝撃性が改善されると共に放熱性の
高い金属基板及びその製造方法を提供することにある。 ［０００５］
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、金属からなる基材層と、セラミック粒子が
分散したガラス材からなる絶縁層とをこの順に積層して
なることを特徴とする金属基板及び金属からなる基材層
と、絶縁層とをこの順に積層する金属基板の製造方法で
あって、セラミック粒子及びガラス粉末をビヒクルに均
一に分散してなるペーストを前記基材層の表面に塗布し
、焼成することにより該絶縁層を形成する過程を有する
ことを特徴とする金属基板の製造方法を提供することに
より達成される。特に、前記金属基板に於ける前記基材
層と前記絶縁層との間に金属酸化物層が介在すると良く
、前記金属基板の製造方法に於ける前記絶縁層の形成過
程の前に、前記基材層の表面に該基材層とは別の部材か
らなる金属酸化物層を形成する過程を有し、前記絶縁層
を前記金属酸化物層の表面に形成すると良い。 ［０００６］
明によれば、金属からなる基材層と、セラミック粒子が
分散したガラス材からなる絶縁層とをこの順に積層して
なることを特徴とする金属基板及び金属からなる基材層
と、絶縁層とをこの順に積層する金属基板の製造方法で
あって、セラミック粒子及びガラス粉末をビヒクルに均
一に分散してなるペーストを前記基材層の表面に塗布し
、焼成することにより該絶縁層を形成する過程を有する
ことを特徴とする金属基板の製造方法を提供することに
より達成される。特に、前記金属基板に於ける前記基材
層と前記絶縁層との間に金属酸化物層が介在すると良く
、前記金属基板の製造方法に於ける前記絶縁層の形成過
程の前に、前記基材層の表面に該基材層とは別の部材か
らなる金属酸化物層を形成する過程を有し、前記絶縁層
を前記金属酸化物層の表面に形成すると良い。 ［０００６］
【作用】このように、絶縁層にガラスよりも熱伝導性の
高いセラミック粒子を分散させることにより放熱性が向
上し、分散させるセラミック粒子の種類と割合を選択す
れば基板表面の特性を所望に応じて設定でき、例えば基
材層の金属の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を絶縁層に持
たせることができ、温度変化時の密着性が向上する。ま
た、基材層と絶縁層との間に金属酸化物層を設ければ両
者間の密着性が一層が向上する。また、金属酸化物層を
、金属アルコキシド溶液を基材層の表面に塗布、焼成す
ることにより形成すれば、金属酸化物層形成過程が簡便
になる。 ［０００７］
高いセラミック粒子を分散させることにより放熱性が向
上し、分散させるセラミック粒子の種類と割合を選択す
れば基板表面の特性を所望に応じて設定でき、例えば基
材層の金属の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を絶縁層に持
たせることができ、温度変化時の密着性が向上する。ま
た、基材層と絶縁層との間に金属酸化物層を設ければ両
者間の密着性が一層が向上する。また、金属酸化物層を
、金属アルコキシド溶液を基材層の表面に塗布、焼成す
ることにより形成すれば、金属酸化物層形成過程が簡便
になる。 ［０００７］
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。図１は本発明が適用された第１の
実施例を示す厚膜電気回路用基板の模式的斜視図であり
、図２は図１の側断面図である。これら図１及び図２に
併せて示すように、基板１は、−フェライト系ステンレ
ス（ＳＵＳ４３０など）からなる金属基材層２と、この
基板２の表面に形成されたδ−Ａ１２Ｏ３からなる厚さ
数μｍ以下の透明な金属酸化物層３と、Ａｌ２Ｏ３であ
って良いセラミック粒子４ａが分散するガラスからなる
厚さ２５μｍの絶縁層４とを有し、この絶縁層４の表面
に所望の配線パターン５が形成されている。 ［０００８］実際に基板１を形成するには、まず、金属
基材層２の表面に金属アルコキシド溶液（アルミナクリ
アーゾル ５Ｈ−５，商品名二川研ファインケミカル株
式会社製）を塗布し、この基板１を室温〜２００℃程度
で乾燥させた後、大気中にて毎分２０℃の速度で昇温さ
せ６００℃にて１０分間保持し、その後毎分２０℃の速
度で冷却することにより金属酸化物層３を焼成している
。 ［０００９］次に、この金属酸化物層３の表面に、セラ
ミック（Ａ１２Ｏ３）粒子と鉛ホウケイ酸系結晶化ガラ
ス粉末とを１対１の割合で有機溶剤からなるビヒクル中
に均一に分散させたペーストをスクリーン印刷を３回行
う二とにより塗布し、乾燥させた後、大気中にて毎分的
３５℃の速度で昇温させて９１０℃にて１０分間保持し
、その後毎分３５℃の速度で冷却させることにより絶縁
層４を焼成している。 ［００１０１ここで、本実施例では金属酸化物層３を６
００℃で焼成したが、実際には６００℃〜１０００℃の
範囲で焼成して良い。また、絶縁層４も本実施例では９
１０℃にて焼成したが、８００℃〜１０００℃の範囲で
５分間〜３０分間焼成すれば良い。更に、本実施例では
絶縁層４の厚さを２５μｍとしたが、例えばスクリーン
印刷の回数を変えることにより数十μｍ〜数百μｍの範
囲で任意に設定して良い。加えて、本実施例ではセラミ
ック（Ａｌ２Ｏ３）粒子と鉛ホウケイ酸系結晶化ガラス
粉末とを１対１の割合で混ぜたが、実際には所望の基板
表面特性に応じた割合として良い。このようにして形成
した金属基板１について、衝撃強度、耐熱性、絶縁耐圧
及び熱伝導性の試験を行い、その結果を表１に示す。ま
た、基材層と絶縁層との密着性、耐熱衝撃性を従来のは
＊＊うろう基板と比較した結果及び放熱性を従来のセラ
ミック基板、はうろう基板と比較した結果を表２に示す
。 ［００１１］表１ ［００１２］ 表２ ［００１３１本発明に基づく金属基板は、表１に於ける
衝撃強度に於て実際には従来のほうろう基板に比較して
２倍以上であった。また、表２に良く示すように、本発
明に基づく金属基板は、従来のセラミック基板及びほう
ろう基板に比較して特に放熱性に於て優れていることが
わかる。 （００１４］尚、本実施例では、金属アルコキシド溶液
としてアルミニウムアルコキシド溶液を塗布したが、チ
タンアルコキシド溶液を用いればＴｉＯ２からなる金属
酸化層が形成される。また、本実施例ではセラミック粒
子４ａとしてＡｌ２Ｏ３粒子を用いたが、実際にはそれ
以外にＭｇＯ，Ｂｅｄ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ，ＡＩＮ等
、様々なセラミック材料を用いることができる。この場
合、例えばＳｉ３Ｎ４等を用いれば耐摩耗性の高い基板
が得られ、ＡＩＮ、ＢｅＯ等を用いれば熱伝導性の高い
基板が得られる。このセラミック粒子の種類、混合する
割合を変化させることにより所望に応じた基板表面の特
性を得ることができると共に基材層との密着性などを改
善することができる。更に、本実施例では金属アルコキ
シドを焼成して金属酸化物層を得たが、ＰＶＤ法、ＣＶ
Ｄ法、イオンスパッタリング法、陽極酸化法等により金
属酸化物層を形成しても良い。 ［００１５］図３は第２の実施例を示す図１と同様な模
式的斜視図であり、本発明を発熱回路を有する電気ヒー
タ用基板１１に適用している。本実施例に於ても第１の
実施例と同様に金属基材層１２の表面に金属酸化物層１
３が形成され、その表面にセラミック粒子が分散された
ガラスからなる絶縁層１４が形成されている。そして、
この絶縁層の表面に発熱回路１５がパターン形成されて
いる。それ以外の構成は第１の実施例と同様である。 ［００１６］
いて詳しく説明する。図１は本発明が適用された第１の
実施例を示す厚膜電気回路用基板の模式的斜視図であり
、図２は図１の側断面図である。これら図１及び図２に
併せて示すように、基板１は、−フェライト系ステンレ
ス（ＳＵＳ４３０など）からなる金属基材層２と、この
基板２の表面に形成されたδ−Ａ１２Ｏ３からなる厚さ
数μｍ以下の透明な金属酸化物層３と、Ａｌ２Ｏ３であ
って良いセラミック粒子４ａが分散するガラスからなる
厚さ２５μｍの絶縁層４とを有し、この絶縁層４の表面
に所望の配線パターン５が形成されている。 ［０００８］実際に基板１を形成するには、まず、金属
基材層２の表面に金属アルコキシド溶液（アルミナクリ
アーゾル ５Ｈ−５，商品名二川研ファインケミカル株
式会社製）を塗布し、この基板１を室温〜２００℃程度
で乾燥させた後、大気中にて毎分２０℃の速度で昇温さ
せ６００℃にて１０分間保持し、その後毎分２０℃の速
度で冷却することにより金属酸化物層３を焼成している
。 ［０００９］次に、この金属酸化物層３の表面に、セラ
ミック（Ａ１２Ｏ３）粒子と鉛ホウケイ酸系結晶化ガラ
ス粉末とを１対１の割合で有機溶剤からなるビヒクル中
に均一に分散させたペーストをスクリーン印刷を３回行
う二とにより塗布し、乾燥させた後、大気中にて毎分的
３５℃の速度で昇温させて９１０℃にて１０分間保持し
、その後毎分３５℃の速度で冷却させることにより絶縁
層４を焼成している。 ［００１０１ここで、本実施例では金属酸化物層３を６
００℃で焼成したが、実際には６００℃〜１０００℃の
範囲で焼成して良い。また、絶縁層４も本実施例では９
１０℃にて焼成したが、８００℃〜１０００℃の範囲で
５分間〜３０分間焼成すれば良い。更に、本実施例では
絶縁層４の厚さを２５μｍとしたが、例えばスクリーン
印刷の回数を変えることにより数十μｍ〜数百μｍの範
囲で任意に設定して良い。加えて、本実施例ではセラミ
ック（Ａｌ２Ｏ３）粒子と鉛ホウケイ酸系結晶化ガラス
粉末とを１対１の割合で混ぜたが、実際には所望の基板
表面特性に応じた割合として良い。このようにして形成
した金属基板１について、衝撃強度、耐熱性、絶縁耐圧
及び熱伝導性の試験を行い、その結果を表１に示す。ま
た、基材層と絶縁層との密着性、耐熱衝撃性を従来のは
＊＊うろう基板と比較した結果及び放熱性を従来のセラ
ミック基板、はうろう基板と比較した結果を表２に示す
。 ［００１１］表１ ［００１２］ 表２ ［００１３１本発明に基づく金属基板は、表１に於ける
衝撃強度に於て実際には従来のほうろう基板に比較して
２倍以上であった。また、表２に良く示すように、本発
明に基づく金属基板は、従来のセラミック基板及びほう
ろう基板に比較して特に放熱性に於て優れていることが
わかる。 （００１４］尚、本実施例では、金属アルコキシド溶液
としてアルミニウムアルコキシド溶液を塗布したが、チ
タンアルコキシド溶液を用いればＴｉＯ２からなる金属
酸化層が形成される。また、本実施例ではセラミック粒
子４ａとしてＡｌ２Ｏ３粒子を用いたが、実際にはそれ
以外にＭｇＯ，Ｂｅｄ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ，ＡＩＮ等
、様々なセラミック材料を用いることができる。この場
合、例えばＳｉ３Ｎ４等を用いれば耐摩耗性の高い基板
が得られ、ＡＩＮ、ＢｅＯ等を用いれば熱伝導性の高い
基板が得られる。このセラミック粒子の種類、混合する
割合を変化させることにより所望に応じた基板表面の特
性を得ることができると共に基材層との密着性などを改
善することができる。更に、本実施例では金属アルコキ
シドを焼成して金属酸化物層を得たが、ＰＶＤ法、ＣＶ
Ｄ法、イオンスパッタリング法、陽極酸化法等により金
属酸化物層を形成しても良い。 ［００１５］図３は第２の実施例を示す図１と同様な模
式的斜視図であり、本発明を発熱回路を有する電気ヒー
タ用基板１１に適用している。本実施例に於ても第１の
実施例と同様に金属基材層１２の表面に金属酸化物層１
３が形成され、その表面にセラミック粒子が分散された
ガラスからなる絶縁層１４が形成されている。そして、
この絶縁層の表面に発熱回路１５がパターン形成されて
いる。それ以外の構成は第１の実施例と同様である。 ［００１６］
【発明の効果】このように本発明によれば、絶縁層にセ
ラミック粒子を分散させたガラスを用いることにより、
放熱性が向上する。また、分散させるセラミック粒子を
選択して基板表面の特性を所望に応じて設定できること
から、基材層の金属の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を絶
縁層に持たせることができ、温度変化時の密着性が向上
する。また、上記基材層と絶縁層との間に金属酸化物層
を介在させることにより両者間の密着性が一層向上し、
衝撃強度、耐熱衝撃性が向上する。以上のことから本発
明の効果は極めて大である。
ラミック粒子を分散させたガラスを用いることにより、
放熱性が向上する。また、分散させるセラミック粒子を
選択して基板表面の特性を所望に応じて設定できること
から、基材層の金属の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を絶
縁層に持たせることができ、温度変化時の密着性が向上
する。また、上記基材層と絶縁層との間に金属酸化物層
を介在させることにより両者間の密着性が一層向上し、
衝撃強度、耐熱衝撃性が向上する。以上のことから本発
明の効果は極めて大である。
【図１】本発明が適用された第１の実施例を示す厚膜電
気回路用基板の模式的斜視図である。
気回路用基板の模式的斜視図である。
【図２】図１の要部側断面図である。
【図３１本発明が適用された第２の実施例を示す電気ヒ
ータ用基板の模式的斜視図である。 【符号の説明】 １ 基板 ２ 基材層 ３ 金属酸化物層 ４ 絶縁層 ４ａ セラミック粒子 ５ 配線パターン １１ 基板 １２ 基材層 １３ 金属酸化物層 １４ 絶縁層 １５ 配線パターン
ータ用基板の模式的斜視図である。 【符号の説明】 １ 基板 ２ 基材層 ３ 金属酸化物層 ４ 絶縁層 ４ａ セラミック粒子 ５ 配線パターン １１ 基板 １２ 基材層 １３ 金属酸化物層 １４ 絶縁層 １５ 配線パターン
Claims (5)
- 【請求項１】 金属からなる基材層と、セラミック粒子
が分散したガラス材からなる絶縁層とをこの順に積層し
てなることを特徴とする金属基板。 - 【請求項２】 前記基材層と前記絶縁層との間に金属酸
化物層が介在することを特徴とする請求項１に記載の金
属基板。 - 【請求項３】 金属からなる基材層と、絶縁層とをこの
順に積層する金属基板の製造方法であって、セラミック
粒子及びガラス粉末をビヒクルに均一に分散してなるペ
ーストを前記基材層の表面に塗布し、焼成することによ
り該絶縁層を形成する過程を有することを特徴とする金
属基板の製造方法。 - 【請求項４】 前記絶縁層の形成過程の前に、前記基材
層の表面に該基材層とは別の部材からなる金属酸化物層
を形成する過程を有し、前記絶縁層を前記金属酸化物層
の表面に形成することを特徴とする請求項３に記載の金
属基板の製造方法。 - 【請求項５】 前記金属酸化物層を形成する過程が、前
記基材層の表面に金属アルコキシド溶液を塗布し、焼成
する過程からなることを特徴とする請求項４に記載の金
属基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40538190A JP3090962B2 (ja) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | 金属基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40538190A JP3090962B2 (ja) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | 金属基板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209587A true JPH04209587A (ja) | 1992-07-30 |
| JP3090962B2 JP3090962B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=18514985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40538190A Expired - Fee Related JP3090962B2 (ja) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | 金属基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3090962B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100800119B1 (ko) * | 2005-05-18 | 2008-01-31 | 주식회사 에너지코리아 | 복사열 방사용 전기가열 장치 |
| JP2008521200A (ja) * | 2004-11-23 | 2008-06-19 | フェロ テクニーク ホールディング ビー．ヴイ． | 誘電体としての適用のためのエナメル組成物と、そのようなエナメル組成物の用途 |
-
1990
- 1990-12-05 JP JP40538190A patent/JP3090962B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008521200A (ja) * | 2004-11-23 | 2008-06-19 | フェロ テクニーク ホールディング ビー．ヴイ． | 誘電体としての適用のためのエナメル組成物と、そのようなエナメル組成物の用途 |
| KR100800119B1 (ko) * | 2005-05-18 | 2008-01-31 | 주식회사 에너지코리아 | 복사열 방사용 전기가열 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3090962B2 (ja) | 2000-09-25 |
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