JPH0897553A - 導電パターンの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加熱・冷却を施してもセラミック基板から導電
パターンが剥離しない回路基板を提供する。 【構成】絶縁体基板上に導電パターンを形成し、該導電
パターン上に電子部品等を配設するための回路基板に於
いて、少なくとも前記電子部品等の端子部と電気的に接
続する領域の導電パターンを多層構造とし、該多層構造
とした導電パターンの前記絶縁基板体と接する最下層よ
りも前記電子部品等を接続する最上層の方が、ガラス成
分の含有量が少なくなるよう構成した導電パターン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上利用分野】本発明は絶縁体上の導電パターンに
電子部品等を備える回路基板に関し、殊に前記絶縁体か
ら導電パターンが剥離することのない回路基板に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、配線を印刷したプリント基板に電
子部品等を固定して、一定の機能を有するよう構成した
ハイブリッドＩＣが提案され、実用化されている。該ハ
イブリッドＩＣは図２に示す如く、セラミック９０％以
上、セラミック焼結助剤等からなるセラミック基板１
に、導電性物質を十分含有した導電性ペーストをスクリ
ーン印刷手法等により塗布した後、加熱処理を施して硬
化した厚さ１０〜２０μｍの導電パターン２を形成し、
該導電パターン２の所定の位置に所望の電子部品等３を
半田等の導電性接着剤４で固定するのが一般的である。
尚、前記導電パターンとしては銀パラジウム系と銅系が
代表的となっているが、銅系導電パターンの方が信頼性
が高いと一般的に認識されている。

【０００３】前記ハイブリッドＩＣの製造工程に於い
て、セラミック基板上の電子部品等を取り付ける位置を
間違えたり、取り付けるときに位置がずれる等の不具合
が発生することがある。このような場合、半田を加熱・
溶解すれば、前記電子部品等の取り付け位置の間違い、
或いは位置ずれ等の不具合を容易に修正できるが、この
修正を数回行なうと半田付けをしている電子部品等の各
端子近傍の銅系導電パターンがセラミック基板から剥離
するという欠点が発生し、場合によっては前記導電パタ
ーンが切断し、電子部品等の導通が不能になるという欠
点が発生した。

【０００４】これは前述した如く、セラミック基板上の
電子部品等の取り付け位置を修正するに際しては、半田
を溶解するために加熱及び冷却を実施しており、この加
熱・冷却を繰り返すことによってセラミック基板と銅系
導電パターンとの接着強度が低下して剥離するものと考
えられる。そこで、セラミック基板に銅系導電パターン
を形成し、該セラミック基板を繰り返し加熱・冷却する
温度サイクル試験を実施し前記接着強度の変化を測定し
た。

【０００５】温度サイクルは図３に示す如く、−５５℃
低温槽に３０分間放置Ａ、＋２５℃定温に５分間放置
Ｂ、＋１２５℃高温槽に３０分間放置Ｃ、＋２５℃定温
に５分間放置Ｄ（参照：ＭＩＬ―ＳＴＤ―８８３Ｂ、試
験法１０１０．２条件（Ｂ））を１サイクルとした。該
温度サイクルの回数によって銅系導電パターン及びセラ
ミック基板の接着強度がどのように変化するのかを測定
した結果を図４に示す。セラミック基板と銅系導電パタ
ーンとの接着強度は、温度サイクル試験前は約１．６キ
ログラム／平方ミリメートルであったが、温度サイクル
２００回実施後は約０．６キログラム／平方ミリメート
ルまで低下するという結果を得た。

【０００６】従って、前記温度サイクル試験で得た結果
より、ハイブリッドＩＣを構成する電子部品等の修正作
業に於いて、半田を加熱・冷却することによって銅系導
電パターンが加熱・冷却され、その結果導電パターンが
セラミック基板から剥離し易いという現象を確認した。

【０００７】そこで、セラミック基板から剥離しにくい
導電パターンを検討した。該導電パターン中に存在して
いるガラス成分に注目し、セラミック基板との接着強度
が得られるように従来よりガラス成分を多くした。しか
しながら、ガラス成分を多くすると、電子部品等を固定
する半田と導電パターンとの接着強度が劣化するという
欠点があった。

【０００８】

【発明の目的】本発明は上述した如き銅系導電パターン
が有する欠点を除去する為になされたものであって、加
熱・冷却を施してもセラミック基板から導電パターンが
剥離しない回路基板を提供することを目的とする。

【０００９】

【発明の概要】上述の目的を達成するため本発明に係わ
る導電パターンの構造は、絶縁体基板上に導電パターン
を形成し、該導電パターン上に電子部品等を配設するた
めの回路基板に於いて、少なくとも前記電子部品等の端
子部と電気的に接続する領域の導電パターンを多層構造
とし、該多層構造とした導電パターンの前記絶縁基板体
と接する最下層よりも前記電子部品等を接続する最上層
の方が、ガラス成分の含有量が少なくなるよう構成した
ものである。

【００１０】

【発明の実施例】以下、本発明を実施例を示す図面と実
験結果とに基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実
施例を示す導電パターンの側面図である。

【００１１】即ち、セラミック基板５上に付着する導電
パターンをセラミック基板の表面から順にガラス成分の
多い銅系金属ペーストによる導電パターン６、該導電パ
ターン６よりガラス成分の少ない銅系金属ペーストによ
る導電パターン７の２層構造からなる銅系導電パターン
とする。

【００１２】前述した如く本願発明は導電パターンに含
有されるガラス成分に着目したものであって、セラミッ
ク基板にガラス成分が多い銅系導電パターンを付着する
のでぬれ性が向上して接着強度が高くなり、ガラス成分
の少ない銅系導電パターンは半田とのぬれ性が向上して
電子部品等との接着強度が向上する。従来の銅系導電パ
ターンは単層であったためセラミック基板と半田の両方
に最低限必要な接着強度が得られるよう、その組成を決
定していたが、本願発明によりセラミック基板と導電パ
ターン、及び、導電パターンと半田を接着する強度を、
夫々より高くすることが可能な導電パターンを得た。

【００１３】本願発明によって発振器を製造し、該発振
器に温度サイクルを施し、セラミック基板と導電パター
ンの剥離状態を確認する実験を行なった。温度サイクル
は従来技術で説明した温度サイクルと同じとし、温度サ
イクルサイクル終了後の母数を１００個としたときの発
振器の不具合発生数を確認した結果を表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】実験結果より、本願発明による銅系導電パ
ターンを利用することによって温度サイクルを実施す
る、即ち電子部品等を修正するために半田を溶解するこ
とを実施してもセラミック基板より銅系導電パターンが
剥離することのないハイブリッドＩＣが実現可能となっ
た。

【００１６】また、必ずしもセラミック基板上に形成し
た導電パターン全体を２層構造の導電パターンとする必
要はなく、電子部品等の端子部近傍のみ２層構造とし、
他の部分は単層の導電パターンとしてもよい。

【００１７】セラミック基板上に形成した導電パターン
の電子部品等の端子部近傍を３層以上の構造としてもよ
く、セラミック基板の表面に付着する層から徐々にガラ
ス成分を少なくすれば、より接着強度が高く、温度変化
に耐える導電パターンが得られる。

【００１８】尚、以上本発明を銅系金属ペーストにより
導電パターンを構成するハイブリッドＩＣに適用したも
のを例として説明したが、本発明はこれのみに限定され
るものではなく、銀パラジウム系導電パターン等の他の
材質で構成した導電パターンであってもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明は以上説明した如く構成するもの
であるからハイブリッドＩＣの製造工程に於いて、セラ
ミック基板上に形成した導電パターン上に電子部品等を
半田で固定した後、該半田を加熱・溶解して前記電子部
品等の取り付け位置間違い等の不具合を修正する上で著
しい効果を発揮し、高信頼性の導電パターンを得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる導電パターンの構成を示す側面
図

【図２】従来のハイブリッドＩＣの構成を示す側面図

【図３】温度サイクルの詳細図

【図４】温度サイクルによる導電パターンの付着強度特
性を示す実験データの図

【符号の説明】

５……セラミック基板 ６……ガラス成分の多い導電パターン ７……ガラス成分の少ない導電パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁体基板上に導電パターンを形成し、該
   導電パターン上に電子部品等を配設するための回路基板
   に於いて、少なくとも前記電子部品等の端子部と電気的
   に接続する領域の導電パターンを多層構造とし、該多層
   構造とした導電パターンの前記絶縁基板体と接する最下
   層よりも最上層の方が、ガラス成分の含有量が少なくな
   るよう構成したことを特徴とする導電パターンの構造。
2. 【請求項２】前記導電パターン各層を前記絶縁体表面側
   最下層から最上層の方向に向かって徐々にガラス成分の
   含有量が少なくなるよう構成したことを特徴とする請求
   項１記載の導電パターンの構造。