JPS6149833B2

JPS6149833B2 -

Info

Publication number: JPS6149833B2
Application number: JP3105677A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kuze; Masato Sakai; Shoji Makuchi; Hirozo Sugai
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1986-10-31
Also published as: JPS53116473A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、たとえば集積回路装置などの半導体
装置や基板上に抵抗要素を形成載置するための電
気装置用基板の改良に関する。従来この種の基板にはセラミツクが主として使
用されてきた。その最大の理由は絶縁性にすぐれ
ている点である。しかし、セラミツク基板は機械
的強度、特に抗折力が弱く、また平坦度を必要と
するこの種基板においては焼成後研磨加工を施さ
ねばならない。そこで、金属基体の使用が考えられるが、この
場合電気装置用基板としての絶縁性を付与するこ
とが必要である。このために金属基体上にガラス
層を形成する方法がある。この方法についてはた
とえば特公昭47−7396号には、ガラス粒子の流動
床に調節酸化させた基体を配置し、被覆された基
体を流動床の外側で焼成してガラス被膜を熟成さ
せる方法が開示されている。また、特公昭49−
33824号には無アルカリガラスと金属酸化物とか
ら構成される釉を金属板上に焼付けた琺瑯材料集
積回路基板が開示されている。これら公知技術は
主として絶縁層の形成技術について詳しく述べら
れているが、基体金属に対する考察はほとんど無
い。本発明は金属基体上にガラス層を形成した電気
装置用基板において、特にその基体金属組成を中
心に改良を図ろうとするものである。本発明基板は第１図に示すように金属基体１と
該基体表面に形成された基体金属酸化層と、該酸
化層を被覆する軟質ガラス層とを具備するもので
ある。基体合金は次の１〜４の組成である。１クロム３〜８重量％、ニツケル40〜48重量
％、残部実質的に鉄よりなる合金。２クロム３〜８重量％、ニツケル40〜48重量
％、アルミニウム0.05〜1.5重量％、残部実質
的に鉄よりなる合金。３クロム３〜８重量％、ニツケル40〜48重量
％、チタン0.05〜1.0重量％、残部実質的に鉄
よりなる合金。４クロム３〜８重量％、ニツケル40〜48重量
％、アルミニウム0.05〜1.0重量％、チタン0.05
〜1.0重量％、残部実質的に鉄よりなる合金。本発明においては基体合金を上記組成とし、ガ
ラスを軟質ガラスとすることにより電気装置の製
造、使用の際の熱的、機械的影響に対しても安定
な点で有利である。また、アルミニウムを含有する合金を用いると
より均一で電気抵抗の高い、しかも基体との密着
性にすぐれた酸化層が形成され、電気装置用基板
としてさらに好ましい。またチタンを含有する合金を用いると、酸化速
度が速くなり（無添加の約４倍）電気抵抗の高い
酸化膜が得やすい点で有利である。基体合金の熱膨張係数は70〜105×10^-7／℃で
あり、したがつてガラス層としての軟質ガラスは
熱膨張係数70〜105×10^-7／℃のものを用いるこ
とができる。本発明の他利点は次のとおりである。たとえばシリコンペレツトのマウント時の高温
あるいはろう付、溶接等の熱的、機械的変化に対
して十分な強度を保ちうる。また、使用時、作動時の温度上昇に伴なう熱歪
み、熱サイクルに対して十分に耐え、また耐候性
も有する。また、ガラスの使用は、基板の絶縁性を高め、
ペースト塗布時のにじみを無くし、また熱伝導率
を適当に制御しうる点で利点を有する。基体合金としての前記組成合金の使用は次のよ
うな有利な点をも有する。たとえば、加工性にすぐれているので様々な形
状に対応できる。さらに熱伝導性にすぐれている
ので大規模な集積回路などの熱放散性を要求され
る分野での使用に好適する。この熱伝導性の良好
な点は基体合金層、酸化層、ガラス層のそれぞれ
の厚さを選択することにより熱放散性を調節する
ことができることを意味し、したがつて容易に任
意の熱的特性をもつた基板を製造できる。また本
発明基板の基体合金は耐食性及び耐熱性にすぐれ
ているので電気装置の製造、使用等における各種
環境に耐えることができる。たとえば使用温度は
400℃以上にても可能であり、酸洗等の処理もで
きる。基板の基体合金はロウ付性、溶接性にもす
ぐれているので電気装置の組立てに都合がよい。
さらに機械的強度も良いので、基板基体として好
適である。この合金基体にガラムを被覆するには、合金基
体表面のガラス被覆を必要とする部分に酸化層を
形成する必要がある。このための一般的方法は合
金基体を酸化して、ガラスとの接着性に富んだ酸
化層を形成する。前記の組成範囲にある合金はガ
ラスとの接着可能な酸化層を形成するものであ
る。即ち、前記合金を高温酸化すると良好な酸化
層が形成され、ガラスと良好に接着する。基体合金と酸化物層との接着性も重要である。
この点で、前記合金でアルミニウムやチタンを含
有させる手段は望ましい。本発明を構成する基体合金についての好ましい
範囲及び最も好ましい範囲を第１表に示す。

【表】また、基体合金を酸化する手段について第２表
に示す。

【表】次に本発明基体合金組成を前記値に限定する理
由を実験データとともに説明する。本発明基体合金組成を決定した最大の要因は熱
膨張係数基体と酸化層の密着性及び形成される酸
化層の電気抵抗値である。第３表から本発明基体
合金はこの点で有利であることが明らかにされ
る。

【表】ガラスを被覆する方法は粉末ガラスをペースト
状にし、基体上に塗布して炉で加熱、封着する方
法、ガラス板を基体上に乗せ、加熱、封着する方
法等がある。ガラス層の厚さは0.01mm以上が絶縁性の点から
好ましい。さらに好ましくは0.1〜0.5mmである。本発明基板はガラス層を表面に有するので平坦
性は良好である。また、金やアルミニウムの蒸着が可能であり、
有機接着剤の使用も可能である。さらに、第２図に示すごとく多層構造を得るこ
とも容易である。第２図において４は金属層、５
は酸化層、６はガラス層である。また、基体表面に対し局部的、部分的にガラス
被覆を行うこともできる。実施例第３表に示す本発明基体合金を用いて、これら
に高温酸化処理として湿潤水素中で1000℃にて30
分間加熱して酸化膜を付着させる。次に軟質ガラ
ス粉末を沈積させ加熱し、基体酸化膜にガラスを
付着させる。このようにして得た基板はいずれも絶縁性にす
ぐれたガラス面を有していた。また酸化層と基体
との密着性もすぐれていた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明基板の実施例を示す
断面図である。１……基体、２，５……酸化層、３，６……ガ
ラス層、４……金属層。

Claims

【特許請求の範囲】１クロム３〜８重量％、ニツケル40〜48重量％
残部実質的に鉄よりなる合金で形成された基体
と、該基体表面に高温酸化により形成された基体
合金酸化層と、該酸化層を被覆する軟質ガラス層
とを具備してなる電気装置用基板。２クロム３〜８重量％、ニツケル40〜48重量
％、アルミニウム0.05〜1.5重量％、残部実質的
に鉄よりなる合金で形成された基体と、該基体表
面に高温酸化により形成された基体合金酸化層
と、該酸化層を被覆する軟質ガラス層とを具備し
てなる電気装置用基板。３クロム３〜８重量％、ニツケル40〜48重量
％、チタン0.05〜1.0重量％、残部実質的に鉄よ
りなる合金で形成された基体と、該基体表面に高
温酸化により形成された基体合金酸化層と、該酸
化層を被覆する軟質ガラス層とを具備してなる電
気装置用基板。４クロム３〜８重量％、ニツケル40〜48重量
％、アルミニウム0.05〜1.0重量％、チタン0.05〜
1.0重量％、残部実質的に鉄よりなる合金で形成
された基体と、該基体表面に高温酸化により形成
された基体合金酸化層と、該酸化層を被覆する軟
質ガラス層とを具備してなる電気装置用基板。