JPS6048919B2 - メタライジング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミック体上に電子回路パターン等の導体層
を形成するメタライジング方法に関し、さらに詳しくは
塩化パラジウムのみ、または塩化パラジウムと白合粉と
を印刷ビヒクルに混練してなるメタライジング用組成物
を生セラミック体に印刷後同時焼成することから成るメ
タライジング方法に関するものである。

セラミック上へのメタライズは古くからコンデンサーの
電極焼付や電子管、気密端子などの金属封着技術として
用いられており最近ではセラミック多層配線基板として
欠く事のてきない重要な技術になつている。

従来セラミックの焼成と回路パターンの同時形成にはタ
ングステン又はモリブデン粉末を主体とした印刷ペース
トを直接又は転写によりセラミックの生のシートに印刷
し水素還元雰囲気で高温焼成する方法が用いられ実用化
されているがこの方法では設備が大型になり又雰囲気用
ガスの消費が大でありその焼成費用は大気中焼成に比べ
かなり高くなる。また還元雰囲気の条件によりメタライ
ズ特性が変化しそのプロセスコントロールが困難である
。更にいつたん焼結したものでも数百℃以上にさらされ
るとこれら焼きつけられたタングステン又はモリブデン
金属が酸化されるため空気中焼成が必要な厚膜ペースト
との適合性に欠ける。このタングステン又はモリブデン
層はそのままではハンダ付やボンディングが不可能なた
めＮｉメッキ等の表面処理を施す必要がある。これらの
作業の複雑性を解決するため白金やパラジウムを用い酸
化雰囲気で焼成する事も行れているが従来の酸化雰囲気
によるメタライジングは白金金属粉やパラジウム金属粉
あるいは両者の混合粉をペースト化しセラミック生シー
トあるいはセラミック焼成品に塗布するものであり（希
に水素化合物の白金やパラジウムを用いる事もある）そ
の接着強度は非常に弱く積層コンデンサーの内部電極の
様に比較的接着強度の必要とされないがメタライズ後再
度酸化雰囲気で焼成される様Ｊな部分に実用化されてい
るだけである。従つてセラミック多層配線基板等への応
用に関しては、上記の如き種々の問題点があり完全なも
のではなかつた。本発明者等は、セラミツクヘの電子回
路バター５ンのメタライジングに関し上記欠点を解消す
べくいろいろ研究した結果本発明に到達したものである
。

即ち本発明は、セラミックの高温メタライズ用印刷ペー
ストにおいて、塩化パラジウムのみ、あるいは塩化パラ
ジウムと白金粉とを印刷用ビヒクルに混練してなる組成
物を、アルミナのセラミック生シートに塗布後同時に焼
成することを特徴とする該アルミナ絶縁体へのメタライ
ジング法にある。

本発明の特徴は、塩化パラジウムと白金粉とをセラミッ
クの焼成温度における最適混合比に調合しビヒクルを加
え混練しペーストとし、これをセラミックの生成形品に
塗布しセラミックとペーストを同時に酸化焼成する事に
よつてセラミック上に、ロー付やハンダ付あるいはボン
ディング可能なかつセラミック基体と接着強度の大きい
金属層を形成する方法である。

第１図は、塩化パラジウムー白金を印刷用ビヒクルに混
練して成る組成物をアルミナ生シートに塗布した後１６
２０℃で同時焼成して金属膜を形成させた場合、横軸に
該組成物中の塩化パラジウム（ＰｄＣｌ。

・２Ｙ１２０として）と白金粉の重量分率（％）、縦軸
に上記の同時焼成により形成される金属膜の接着強度を
とり両者の関係を示したものである。接着強度は接着面
に対し直角方向に引張るいわゆるピーリング強度で表わ
した。第１図に示される如く白金７７％、塩化パラジウ
ム（ＰｄＣｌ，・ −州。Ｏとして）２３％において、
その接着強度は最高の値を示すことが見い出された。本
発明者等は上記の事実に基づき本発明を完成したもので
該メタライジング組成物をセラミック生成形品に塗布し
セラミックとペーストを同時焼こ成酸化することによつ
てセラミック上にロー付やハングあるいはボンデング可
能な金属層を形成することができる。

本発明によれば従来の面倒な水素雰囲気焼成やメッキ処
理工程を不要にすることができ、そのため製造工程が簡
潔になること、手３間が省けること、同時に酸化焼成等
による熱エネルギー等の節約等により製造コストを低減
できるほかメッキ廃液等の公害防止の点からも好ましい
ものである。メタライジングにおいて金属層の過度の焼
結は４（セラミックとの接合強度を弱くするため１３０
０℃以上の焼成温度を必要とするアルミナの場合、接着
強度を大にするためには金属層の過度の焼結が生じない
よう白金粉の添加が望ましい。

即ちベースとなるセラミックの焼結温度に合せて塩化パ
ラジウムと白金粉の比率を変えるのが望ましく、その焼
成温度１４５０゜〜１６２０゜Ｃにおいて実質上差支え
ないペースト中の塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２・２Ｈ２
０として）と白金粉の比率はＰｄＣｌ。・２Ｈ２０：Ｐ
ｔ＝（４０〜１０）：（６０〜９０）の範囲にあること
が好ましい。上記した該組成物中のその範囲を逸脱する
と、形成される該金属層の接着強度が低下し実用上不都
合をきたすものである。本発明において適用可能な生セ
ラミックとしては、上記の如くアルミナの生シート等の
生成形品に対し酸化雰囲気でメタライズする場合特に好
適に使用しえる。

また本発明に用いる塩化パラジウム（ＰｄＣｌ。・紐。
Ｏ）及び白金粉は微粒子状にしたものを用い、また印刷
用ビヒクルは一般に市販されているものならなんでも使
用でき、例えばエチルセルローズ或いはメタアクリル酸
樹脂等及び必要なら可塑剤等をアルコール、エステル及
びケトン等の溶剤に添加混合しスクリーン印刷に適した
粘度としたもの等は好ましいものである。上記のように
本発明の目的は、ベースとなるセラミック質、その焼成
温度及び該組成物中の組成を巧みに選択することによつ
て、セラミック生シートにメタライズする上記組成物の
調製及びこれを用いて改善された接合強度をもつ焼成さ
れた連続金属被膜をそのベースセラミック絶縁体上に形
成させることである。

又本発明によれば、生シート上にメタライズ層を印刷後
更にこの上に絶縁層を印刷したり、絶縁用の生シートを
積層したり或いはこれら絶縁層に穴をあけるいわゆるス
ルーホールを形成せしめて上下の導体層を連結せしめる
等のことは自在である。又、厚膜法との適合性があるた
め、この様にして製造した導体パタをもつ絶縁体の上に
更に厚膜法により抵抗体、導体、絶縁層をほどこす事が
可能であり、高温メタライズと厚膜法の両者の特徴を備
えたものを製造する事が可能であるのも従来のＷ，ＭＯ
系メタライズでは出来なかつた技術である。又本法によ
るリード線の接着強度は厚膜法のそれに比較して強いの
も特徴である。また、Ｐｄ−Ｐｔ以外に公知の適当な金
属粉、金属酸化物等を適宜添加することにより任意の抵
抗持性をもたせることもできる。

以下実施例をあげて本発明のメタライズ機構を説明する
。

なお、実施例中、％はすべて重量基準である。実施例１ 塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２・川。

Ｏ）１６％及び白金粉５３％を印刷用ビヒクル３１％に
混練して得られた印刷ペーストを、Ａｌ。Ｏ。９８部、
タルク２部、ブチラール樹脂６部及びＤＯＰ３部から成
る９８％アルミナ生シート （スリップキャスト品：厚
さ０．８７ｒｇｎ）の印刷基板に印刷した。

第２図ａは上記材料でスクリーン印刷後の図で１’は基
板、２’は印刷された層、３’は溶剤に溶けた塩化パラ
ジウムが基板に浸とうした層である。

第２図ｂは１６２０℃焼成後の図で２は白金パラジウム
による金属連続膜になり表面酸化は生じない。

３はアルミナ基板中に金属パラジウムが分散した形にな
つており黒色を呈している。

これにコバールのリード線をつけハンダ槽に浸漬すると
コバールをハング付けし得る。このリード線の垂直方向
への接着強度は０．８ｋ９／ＴＦｇｉであつた。実施例
２塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２・２Ｈ２０）９％と白金
粉６０％を印刷用ビヒクル３１％に十分混練して得られ
た印刷ペーストを用いた以外は実施例１に準じ、１６２
０゜Ｃで焼成した結果その接着強度は０．５ｋ９／Ｔｎ
ｉｔとなるが実用上不都合はなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法により高温メタライジング組成
物をアルミナ生シートへ塗布し１６２０℃で焼成した場
合、該組成物の組成変化と接着強度の関係を示したもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 塩化パラジウム（ＰｄＣｌ＿２・２Ｈ＿２Ｏとして
   ）と白金粉とを、混合比（重量％）がＰｄＣｌ＿２・２
   Ｈ＿２Ｏ：Ｐｔ＝４０〜１０：６０〜９０となるように
   、印刷用ビヒクルに混練してなる組成物を、アルミナ質
   基体に印刷後酸化雰囲気下で１４５０゜〜１６２０℃に
   おいて同時焼成することを特徴とする、高接着強度の金
   属層を該基体上に形成せしめるメタライジング方法。