JPS5911554B2 - 絶縁物基板の金属被膜形成法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絶縁物基板の金属被膜形成法に係り、とくに電
子回路基板として用いられるガラス−セラミック基板な
どの低温焼成基板上に、導体回路パターンに泊った金属
被膜を金（Ａｕ）、銀パラジウム合金（Ａｇ−ｐｄ）な
どで形成する場合に適用して好適な絶縁物基板の金属被
膜形成法に係る。

一般に電子部品を塔載する基板は、ガラス−セラミック
またはセラミック等の素材からなるものが広く利用され
ている。

また、従来、このような絶縁物基板上に導体回路パター
ンを形成する際、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）などを主成分とする金属ペーストを基板上に印刷し
、この基板を還元雰囲気中、１４００〜１６００℃の高
温で焼成する方法がしばしば採用されている。

かかる従来の方法は、前記Ｗ、Ｍｏの如き高融点金属を
用いている場合に限定されている。

従って、絶縁物基板も高温の焼成温度に耐えるようなセ
ラミック材からなるものに限定されるが、このことから
、金（Ａｕ）、銀パラジウム合金（Ａｇ−ｐａ）等を前
記高融点金属に代って用いるなら、ガラス−セラミック
材等からなる低温焼成基板にも同様に金属被膜を形成し
うるであろうと考えられる。

なお低温焼成セラミックとはアルミナ、ベリリア、マグ
ネシアのように１４００℃以上、通常１６００°Ｃ近く
で焼成を行うセラミックに対し、ガラス含有量を増し、
８００〜１０００℃の範囲での焼成が可能なセラミック
材料を表わす。

このようなセラミック材料では、金、銀、銅などの電気
抵抗の低い導体材料との一体焼成が可能である。

具体的には、ガラス含有量４０−６０％位のポロシリケ
イト−アルミナ系ガラスセラミック、Ｌ ｉ ２０〜Ｓ
ｉＯ２系結晶化ガラス等が上げられる。

すなわち、前記Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ等を主成分とする金属
ペーストを前記ガラス−セラミック基板上に印刷して比
較的低温度で焼成するのである。

しかしながら、従来法において、材料や温度のみを変え
た上記の如き実験を行ったところ、形成された金属被膜
をろう剤によって他の導体または金属性コネクタと結合
するとき、基板と該金属性コネクタとの結合力が極めて
小であることが判明した。

第１図はこのときの状態を説明するための基板４と金属
被膜３とろう剤２と金属製コネクタ１とを示す断面図で
ある。

第１図ａに示すように、融触しているろう剤２を金属被
膜３上に載置し、このろう剤２に金属製コネクタ１を接
せしめると、金属被膜３を構成する金属がろう剤２の中
に溶は出る。

この結果、金属製コネクタ１は小さな力で基板から引剥
されてしまい、第１図すに示すように、引剥した基板４
上には金属ペースト中のガラス成分の多くが残っている
跡５がみられる。

以上のように従来の金属被膜形成法においては低融金属
に適用するときには、上記の如く基板と金属被膜若しく
は金属製コネクタとの結合が弱く簡単にはがれてしまう
欠点があった。

かくして、本発明は上記欠点の除去を目的としており、
この目的は本発明においては、ガラスセラミックおよび
低温焼成材からなる絶縁物基板上に金属被膜を形成する
に際し、先ず、該基板上に所望の金属とその金属より高
融点の金属との混合物からなる金属被膜を形成し、次い
でこの被膜上に前記所望の金属からなる金属被膜を形成
することによって達成されるが、以下その実施例を図面
に従って詳細に説明する。

第２図は、本発明に係る金属被膜形成法に従って形成さ
れた、下部金属破膜３ａと上部金属被膜３ｂとを介して
、ろう剤（銀ろう）２により金属製コネクタ１と基板４
とを結合した様子を示す断面図である。

図示のように本発明においては、基板４上に下部金属被
膜３ａと上部金属被膜３ｂとからなる２層の被膜を形成
するようにしている。

そして、前記上部金属被膜３ｂの素材は従来の１層の金
属被膜３と同一であり、周知のように、電気抵抗値が小
であるとか、該電気抵抗値が安定しているとか、また、
適当なろう剤に対してろう濡れ性が良く強く結合すると
か、基板４に対して密着団が良好である等の諸囲質を具
備するものである。

これに対して、下部金属被膜３ａの素材は前記上部金属
被膜３ｂの素材にその素材より融点の高い金属を混合し
たものからなっている。

従って、かかる素材は上部金属被膜３ｂより融点が幾分
高く、かつ上部金属被膜３ｂが備えているように基板４
に対する密着性が良好であり、熱論、上部金属被膜３ｂ
に対しての密着性も良好である。

尚、上部金属被膜３ｂが銀パラジウム合金（Ａｇ−Ｐｄ
）のようなとき、混合される２種の金属の組成比のみが
異なり、その化学組成は同一であることもあり得る。

さて、いま、かかる２層の金属被膜３ａ、３ｂを基板上
に形成し、次いで、図示のように、金属製コネクタ１を
ろう接法に従って結合することを考えてみる。

この場合、ろう剤たとえば銀ろう２は金属製コネクタ１
と上部金属被膜３ｂとを強固に結びつける。

一方、下部金属被膜３ａは、融点が高いのでろう剤２の
中に溶は出ることなく、基板４および上部金属被膜３ａ
ならびにろう剤２の一部と強固に結びつく。

この結果、金属製コネクタ１は基板４に強固に固定され
、従来のよう簡単に剥れてしまうことはなくなる。

次に前記２層の金属被膜の形成の要領を述べると、下部
金属被膜３ａをまず、スパッタリング、蒸着、または金
属ペーストの塗布後焼成することなどによって基板上に
形成し、次に上部金属被膜３ｂをその下部金属被膜３ａ
上に同様に形成するのであるが、以下より具体的な実施
例によってこれを説明する。

実施例 １ イ）基板の製造過程 下記第１表に示す組成のガラス−セラミック泥しようを
ポリエステル膜上にドクタブレード（塗布器）を使用し
て形成し、これを乾燥後切り抜き、しかる後切り抜いた
生シートを１０００℃で焼成した。

これによって、ガラス−セラミック基板を得た。

ロ）下部金属被膜の形成過程 下記第２表に示す組成からなる金−白金ペーストを基板
上に印刷し、次いでこの印刷がなされた基板を９５０℃
で焼成し、これによって下部金属被膜を形成した。

ノ→上部金属被膜の形成過程 下記第３表に示す組成からなる金ペーストを上記下部金
属被膜上に印刷し、これを９００℃で焼成して、上部金
属被膜を形成した。

ニ）形成した２層の金属被膜の機械的強度測定上記イ）
、口）、ハ）の過程によって基板上に形成した２層の金
属被膜上に、第２図々示の如く銀ろうを用いて直径１ｍ
／ｍのニクロム線（Ａｕメッキ）を接着した。

このニクロム線を基板面に垂直な方向に引張り、基板上
から金属被膜を引剥した。

このとき、金属被膜に加えた応力の最高値（以下、これ
を引剥し強度という）を測定したところ、１．７５ｋｇ
／ｕｒｎ以上もあった。

参考例 純度９６％および９９．５％のアルミナ材料それぞれか
らなるセラミック基板上に、実施例１の口）、ハ）の過
程と同様に、金−白金でできた下部金属被膜と金ででき
た上部金属被膜をいずれも形成し、これらの金属被膜に
対して実施例１の二）と同様に引剥し強度を測定した。

そうしたところ、純度９６％のアルミナ基板と純度９９
．５％のアルミナ基板とのそれぞれについて前記引剥し
強度ば２．２ ｋｇ／−と２−１ ｋｇ／−とであった
。

比較例（従来法の適用）前記実施例１、参考例において
用いたガラス−セラミックおよび純度９６％、９９．５
％のアルミナ基板上に、いずれも市販のＡｕペーストを
印刷し、これを９００℃で焼成して金属被膜（１層）を
形成した。

これらの基板上の金属被膜各々に対して前記引剥し強度
を測定したところ、その値はいずれも０．８ｋｇ／−以
下であった。

以上、実施例１、参考例および比較例等の具体例でより
明らかになったように、本発明によれば前記引剥し強度
が飛躍的に増大した金属被膜を形成することができ、そ
の効果は犬である。

尚、本発明に於いては、金と金〜白金以外の金属被膜素
材であっても、適宜これらを選択し、適用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金属被膜を用いて金属製コネクタと基板
とを結合する様子を示す断面図、第２図は本発明に係る
金属被膜を用いた金属製コネクタと基板とのろう接を示
す断面図である。 １・・・・・・金属製コネクタ、２・・・・・・ろう剤
、３・・・・・・金属被膜、３ａ・・・・・・下部金属
被膜、３ｂ・・・・・・上部金属被膜、４・・・・・・
基板、５・・・・・・金属ペースト中のガラス成分の多
くが残った跡。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガラスセラミックおよび低温焼成セラミックなどの
   低温焼成材からなる絶縁物基板上に金属被膜を形成する
   に際し、先ず、該基板上に金と白金との混合物からなる
   金属被膜を形成し、次いでこの被膜上に金からなる金属
   被膜を形成することを特徴とする絶縁物基板の金属被膜
   形成法。