JPS60103190A - ホ−ロ被覆金属板の製造法 - 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、集積回路やプリント基板などの電子部品用基
板などに利用されるホーロ被覆金属板の製造法に関する
。

従来例の構成とその問題点 従来、厚膜ノ・イブリットＩＣやプリント基板の基板に
はアルミナ基板やエポキシ　ガラス基板が用いられてい
る。アルミナ基板の欠点は、小さくて壊れやすいことで
あり、他方、エポキシ・ガラス基板では、導電材料を焼
き付ける上で耐熱性に問題がある。

これらの従来の基板に対して、最近、金属板をホーロで
被覆したホーロ基板が注目されている。

このホーロ基板を用いた場合の特徴は、機械的。

熱的特性に優れていることであり、さらに、大量に使う
と、エポキシ・ガラス基板に比べても、低価格になる特
徴を持っている。

ホーロ基板は、少なくともプリント基板と同じ大きさで
、放熱：）：りと接地用導体層を内蔵し１０００個以上
のチップを１攬１＆できる可能性を有している。

さらに熱的ＩＩ冒／１．が自５いので、このホーロ基板
の上に直接導電性やＩＩ（抗性のインクを印刷して焼き
付けることができる。これによってほとんどの部品のア
センブリだけでなく、現在必要なメッキやエツチング工
程をまったく省略して、コストを大幅に削減できる。さ
らに、とのホーロ基板の特徴はホーロ加工前に、金属基
板を簡単に曲げたり成形しｊｊりすることに」、す、任
意の形状にできることである。−１：た、このホーロ基
板はセラミックやプラスチックの両刀に対して有害な環
境にも耐えら扛る特徴を有している。

しかし、従来のホーロ基板は、電気絶縁特性に問題があ
る。その１つは、金属基板上に形成するため、基材金属
の膨張率に適合させるために、ガラスフリット中にＮａ
２ｏ、に２０．Ｌｉ２Ｏなどのアルカリ成分を２０〜３
６重量係含有しており、これらアルカリ成分によって絶
縁抵抗が著しく劣化することである。このことからガラ
スフ１ルソトはアルカリ成分の少ない低アルカリフリッ
トもしくは無アルカリフリットで構成すればよいわけで
あるが、この種のガラスをホーロ焼成すると、ガラス被
覆層としての流動性に乏しく、いわゆる半流動状態でホ
ーロ層が形成されるため、金Ｊ’ｔ６基板中から発生し
たガスがホーロ層中にボイドとして存在し、絶縁破壊を
起こしやすくなる問題をイ］している。

ホーロに用いられる金属基板には、ホーロ用鋼板、低炭
素鋼板、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミナイズド
鋼板、鋳鉄などがあるが、いずれも若干のカーボンを含
有しており、このカーボンがホーロ層の焼成中にＣｏ２
ガスとなり、このガスにより、ホーロ層中あるいはホー
ロ表面にボイドあるいはブリスターを発生することにな
る。特に低アルカリフリットあるいは無アルカリフリン
トは、一般に用い１しれているアルカリ成分の含有量が
多いホーロノリノドに昆べ、釉薬の粘性や表面張力がよ
り犬であるため、ホーロ層よりのガスの逸散が困難とな
り、Ｃ０２ガスに起因するボイドやブリスターの発生が
より顕著である。

したがって、低アルカリフリットや無アルカリフリット
を用いれば、ホーロ層の絶縁抵抗は向」ニするが、□絶
縁耐圧が低いため、ホーロ基板は、実用性に乏しかった
。

発明の目的 本発明は、前記のようにホーロ層中に介在するボイドの
問題をｊＱ！ｒ沃し、電気的特性、特に絶縁制圧を改善
し、信頼性、量産性に優れたホーロ被覆金属板を提供す
る、ことを目的とする。

発明の構成 本発明は、金属板の表面に非酸化性雰囲気中で焼成して
ホーロ層を形成することを特徴とする。

実施例の説明 第１図に本発明によるホーロ基板の製造工程を示す。

金属基板には、アルミニウム、アルミダイキャスト、鋳
鉄、アルミナイズド鋼、低炭素鋼、ホーロ用鋼板、ある
いはステンレス鋼板が使用され、その選択にあたっては
使用条件、使用温度１．基板の形状、加工性より決定さ
れる。

ホーロ層に用いられるガラスフリットは、電気的性質（
絶縁抵抗、絶縁耐力）が重要なポイントとなる。

電気的性質、例えば絶縁抵抗を決定ず７．　ｆｆｉ　′
我な因子としては、ホーロ層の膜厚の他に、ガラスの体
積固有抵抗がある。それは次の式に」；つて表される。

Ｒ：絶縁抵抗 ρ２１体積固有抵抗 Ａ　：電極面積 ｄ　：ホーロ層の膜厚 ここで、ホーロ層の膜厚は、ホーロ密着性の観点から決
定されるもので、たかだが１００〜６００／１ｍ程度で
ある３、この点からホーロ層の電気的特性を向上させる
だめには、体積固有抵抗の優れたガラスフリットでホー
ロ層を構成する必要があり、ガラスフリントの選択が重
要となってくる。

本発明は、ガジスンリット組成を規制するものではない
か、前述１．たように、Ｎａ２ｏ、に２０ＩＬ　１２０
のアルカリ成分の少ない低アルカリガラスフリットや、
こＪＬらを含まない無アルカリガラスソリッドがＩｔＩ
＝Ｌシい。その代表的な組成を第１表に示す。

以下余白 第　１　表 一方、絶縁耐力についてば、ガラスフリット組成、ホー
ロ層の膜厚などにも起因するが、・−酢の要因はホーロ
層のボイドの介在の有無にある。すなわち、小さなボイ
ドで、しかも少ない方がより絶縁面耐力が高くなるわけ
である。

前にも述べたように、ホーロに用いられる金属基板は若
干のカーボンを含有していることから、空気中でａ’／
ｉ成し人一時は、カーボンと酸素が反応してＣＯ２ガス
が・究生じ、ホーロ層にボイドとして介在するわけであ
るから、絶縁耐力は低くなる。

一般のボー口であれば１．電気的特性を要求されること
はます岳無に等しいので、空気中で焼成を行っており、
その他の焼成方法は使われていない。

本発明は、金属基板に含まれるカーボンがホーロ層に悪
影響を及ぼさないように、ホーロを非酸化性雰囲気中で
焼成するものである。

第２図ａは′／７−気中で焼成したホーロ層、同すは非
酸化性雰囲気中で焼成したホーロ層の各断面（莫弐図を
示ず１．１は金属基板、２はホーロ層、３はボイドを表
す。非酸化性雰囲気で焼成したホーロ層は、ボイドの大
きさ、発生数が明らかに空気中で焼成したそれ」：りも
少なくなっており、従−て、絶縁耐力を向」二すること
ができる。

また、ホーロの焼成時には、金属とガラスとの反応が行
われ、ホーロ層に金属が拡散され２．また、反応による
トＩ２ガスも発生し、これらもボイドの発生や、金属の
拡散による絶縁耐力の低下につなかっていたが、非酸化
性雰囲気中で焼成し／こものは、金属の拡散が少なく、
Ｎ２　ガス発生も少なくなっている。この原因について
は寸だ明らかになっていない。

なお、非酸化性雰囲気とは窒素、アルゴン、ヘリウム、
水素ガスあるいは真空中などであり、コスト、量産性、
安全性の観点から、窒素を用いＺ）のが最も好ましい。

次に具体例を説明する。

金属基板として大きさ１００Ｘ１００ｍｍのホーロ用鋼
板を用いた。これを、通常ホーロで用いられている前処
理条件で前処理した。次に、第１表に示したガラスフリ
ット組成のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄを用い、第２表に示すミル組
成でもってそれぞれスリツクを作成した。

第　２　表 フリット　ｉｏｏ重量部 ＭｇＯ１，○　〃 ５１０２（微粉）　１．ｏｔｒ それぞれのスリップを前記金属基板に膜厚が約１５０μ
ｍになる」、うに塗布し乾燥した。その後、空気中、Ｎ
２中、アルゴン中にて、それぞれの試料を焼成した。焼
成０１５度は、ガラスフリットＡを用いたものでｉ、Ｊ
、ａ　３０　℃、Ｂでは７８０℃、ＣでＶより２０℃、
Ｄテｉｌ、６５０℃とした。

これらの試オ゛［について、ホーロ層の電気的特性（絶
縁抵抗、絶Ｊ１＋１ｌｊＩ力）を測定した。その結果を
第３表に示す。なお、絶縁抵抗、絶縁ｉＪ力の測定はＪ
ＩＳ−０２１４１に準じて測定した。

以下余白 第　３　表 第３表より、非酸化性雰囲気中でホーロを焼成したもの
は、空気中でホーロを焼成したものに比べて、絶縁耐力
が高いことがわかる。筐／こ、絶縁抵抗についても、絶
縁耐力が高いため、高い値を示した。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、電気的特性、特に絶縁
耐力を著しく改善したホーロ被覆金属板をうろことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるホーロ基板の製造工程を示す図、
第２図はホーロ基板の断面を比較した模式図である。 １・・・・・金属基板、２・・・・・・ホーロ層、３・
・・・・ボイド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属板の表面に非酸化性雰囲気中で焼成してホーロ層を
   形成することを特徴とするホーロ被覆金属板の製造法。