JP2003101170A - セラミック配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック配線基板の上面のメタライズ配線
導体にめっき金属層を被着させる際に下面の厚膜回路に
分割溝を伝ってめっき液等が浸入し、厚膜回路に腐食・
剥離等が発生してしまう。 【解決手段】 セラミック母基板１の少なくとも下面に
分割溝３を縦横に形成し、この分割溝３によって区画さ
れた四角形状の領域１ａの上面にめっき金属層が被着さ
れたメタライズ配線導体２を、下面に有機樹脂から成る
樹脂層６で被覆された厚膜回路５をそれぞれ形成して成
るセラミック配線基板７であって、セラミック母基板１
の四角形状の領域の外側に位置する分割溝３を、金属ペ
ーストを焼結して成る被覆材４で被覆している。分割溝
３からの厚膜回路５へのめっき液等の浸入を効果的に防
止して腐食・剥離等の発生を防止することができ、セラ
ミック配線基板７の信頼性を優れたものとすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、厚膜回路とメタラ
イズ配線導体とを具備し、半導体素子等の電子部品が搭
載されるセラミック配線基板に関するものであり、詳細
には、セラミック母基板を分割溝で区画してなる四角形
状の領域の上面にメタライズ配線導体を、下面に厚膜回
路をそれぞれ形成したセラミック配線基板に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】従来、例えば半導体集積回路素子等の半
導体素子や容量素子等の電子部品を搭載するためのセラ
ミック配線基板として、酸化アルミニウム質焼結体等の
電気絶縁体から成る絶縁基体の上面にタングステンやモ
リブデン等の高融点金属材料から成るメタライズ配線導
体を、下面に銅・ランタン−ボロン系合金・酸化錫系合
金等からなる厚膜配線や厚膜抵抗体等の厚膜回路をそれ
ぞれ被着させて成るセラミック配線基板が知られてい
る。なお、メタライズ配線導体と厚膜回路とは、通常、
絶縁基体の内部配線層等を介して電気的に接続されてい
る。 【０００３】そして絶縁基体の上面に電子部品を搭載す
るとともにその電極を半田やボンディングワイヤを介し
てメタライズ配線導体に接続することにより、電子部品
・メタライズ配線導体および厚膜回路により電気回路が
形成され、必要に応じて電子部品を樹脂や蓋体で封止す
ることにより製品としての電子装置として完成する。 【０００４】なお、メタライズ配線導体は電子部品の電
極を厚膜回路と接続したり、外部に導出したりする主導
電路として機能し、また厚膜回路は、上記の電気回路に
おいて抵抗や低電気抵抗回路・容量等の回路素子として
機能する。 【０００５】この場合、メタライズ配線導体は、その酸
化腐食を防止するとともに、半田やボンディングワイヤ
の接続を確実かつ容易とするために、ニッケル・銅・金
等のめっき金属層が被着される。 【０００６】また、厚膜回路は、銅・酸化錫等の酸化・
腐食し易い素材から成ることから、メタライズ配線導体
と同様に酸化防止のために被覆層を被着させる必要があ
るが、厚膜回路にめっき金属層を被着させると、厚膜回
路の電気特性が所定の数値からずれてしまうため、通常
は、有機樹脂から成る樹脂層で被覆されている。この有
機樹脂としては、一般に紫外線硬化型・熱硬化型等のエ
ポキシ樹脂が使用される。 【０００７】なお、このようなセラミック配線基板は、
一般に、その取り扱いを容易にするため、製品となる四
角形状の領域の外側を取り囲む部位にダミーの耳部を設
け、このダミーの耳部と製品となる中央部の領域とを分
割溝で区画したセラミック母基板の形態で製作され、ダ
ミーの耳部は、電子部品の搭載等の所定の工程を終えた
後、分割溝に沿ってセラミック母基板から分割すること
によって除去される。 【０００８】このようなセラミック配線基板は、例え
ば、以下のようにして製作される。 【０００９】まず、セラミック母基板となるセラミック
グリーンシートを準備し、その少なくとも下面にこのセ
ラミックグリーンシートの中央部を配線基板領域として
四角形状に区画するような分割溝となる切り込みを形成
するとともに、この四角形状の領域の上面にタングステ
ン・モリブデン等の金属ペーストを印刷塗布し、その
後、高温で焼成して上面にメタライズ配線導体が形成さ
れたセラミック母基板を得る。 【００１０】次に、このセラミック母基板の四角形状の
領域の下面に銅・ランタン−ボロン等の金属ペーストを
印刷塗布するとともに、上記の焼成温度よりも低い温度
で熱処理して、絶縁基体の下面に厚膜回路を形成する。 【００１１】次に、厚膜回路をエポキシ樹脂等の有機樹
脂で被覆し、最後にメタライズ配線導体のみにめっき金
属層を被着させることにより、セラミック配線基板が製
作される。 【００１２】なお、セラミック母基板の上面のメタライ
ズ配線導体にめっき金属層を被着させるとき、セラミッ
ク母基板の下面の厚膜回路および厚膜回路を被覆する有
機樹脂は、マスキングテープにより被覆される。これ
は、厚膜回路にめっき金属層が被着するのを防止するた
めであり、また、被覆用の有機樹脂が酸・アルカリ性溶
液により腐食し易いため、酸・アルカリ性のめっき用処
理液やめっき液から有機樹脂を保護するためである。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のセラミック配線基板は、その少なくとも下面に分割
溝が形成されていることから、セラミック配線基板のメ
タライズ配線導体にめっき金属層を被着させる際に、厚
膜回路および厚膜回路を被覆する有機樹脂を被覆するた
めセラミック母基板の下面にマスキングテープを貼った
とき、分割溝を形成した部位において、マスキングテー
プとセラミック母基板とが密着せずに隙間が生じてしま
う。このため、この状態でセラミック配線基板をめっき
用処理液やめっき液に浸漬すると、これらの薬液が前述
の隙間から分割溝を伝ってマスキングテープとセラミッ
ク母基板およびセラミック母基板上に形成した厚膜回路
との間に浸入し、厚膜回路に腐食・剥離等が発生してし
まうという問題があった。 【００１４】本発明は上記従来の技術における問題点に
鑑みて案出されたものであり、その目的は、セラミック
母基板においてセラミック配線基板の上面のメタライズ
配線導体にめっき金属層を被着させる際に、下面の厚膜
回路に腐食・剥離等を発生させることがないセラミック
配線基板を提供することにある。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明のセラミック配線
基板は、セラミック母基板の少なくとも下面に分割溝を
縦横に形成し、この分割溝によって区画された四角形状
の領域の上面にめっき金属層が被着されたメタライズ配
線導体を、下面に有機樹脂から成る樹脂層で被覆された
厚膜回路をそれぞれ形成して成るセラミック配線基板で
あって、前記セラミック母基板の前記四角形状の領域の
外側に位置する前記分割溝を、金属ペーストを焼結して
成る被覆材で被覆していることを特徴とするものであ
る。 【００１６】本発明のセラミック配線基板によれば、セ
ラミック母基板の四角形状の領域の外側に位置する分割
溝を、金属ペーストを焼結して成る被覆材で被覆してい
ることから、分割溝の外周部においてもマスキングテー
プをセラミック母基板に金属ペーストを焼結して成る被
覆材を介して十分に密着させることができ、外周部の分
割溝を形成した部位からのめっき用処理液やめっき液の
厚膜回路上への浸入を効果的に防ぐことができるため、
厚膜回路に腐食・剥離等が発生することを極めて有効に
防ぐことができる。 【００１７】 【発明の実施の形態】次に、本発明を添付の図面に基づ
き詳細に説明する。 【００１８】図１（Ａ）は本発明のセラミック配線基板
の実施の形態の一例を示す断面図であり、図１（Ｂ）は
その平面図である。 【００１９】図中、１はセラミック母基板（絶縁基
体）、２はセラミック母基板１の上面に被着形成された
メタライズ配線導体、３はセラミック母基板１の下面に
形成された分割溝、４は金属ペーストを塗布して焼結し
て成る被覆材、５はセラミック母基板１の下面に被着形
成された厚膜回路、６はセラミック母基板１の下面を被
覆する有機樹脂から成る樹脂層である。このセラミック
母基板１・メタライズ配線導体２・分割溝３・被覆材４
・厚膜回路５・樹脂層６により、セラミック配線基板７
が構成される。 【００２０】セラミック母基板１は、酸化アルミニウム
質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質結晶
焼結体・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラス
セラッミックス焼結体等の電気絶縁材料から成る。例え
ば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸
化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カ
ルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ
・溶剤を添加混合して得たセラミックスラリーを従来周
知のドクターブレード法によりシート状となすととも
に、これに適当な打ち抜き加工を施すことによりセラミ
ック母基板１用のセラミックグリーンシートを得、次い
でこれらのセラミックグリーンシートを上下に積層する
とともに適当な形状・大きさに切断してセラミック母基
板１用の生セラミック成形体となし、しかる後、この成
形体を還元雰囲気中にて約1600℃の温度で焼成すること
によって製作される。 【００２１】セラミック母基板１は、その少なくとも下
面に分割溝３が形成され、この分割溝により中央部に四
角形状の領域（製品となる配線基板領域）１ａが区画さ
れ、この四角形状の領域１ａを区画する分割溝３よりも
外側の領域である外周部１ｂがダミーの耳部となる。こ
のような分割溝３は、セラミック母基板１となるセラミ
ックグリーンシートの下面にカッター刃等を押し込ん
で、溝状に切り込みを設けておくことにより形成するこ
とができる。 【００２２】また、セラミック母基板１の四角形状の領
域１ａは、上面にメタライズ配線導体２が形成されてい
る。 【００２３】このメタライズ配線導体２は、セラミック
配線基板７に搭載した電子部品（図示せず）の電極が接
続されるとともに、この電極を外部に導出したり、厚膜
回路５と接続したりするための導電路として機能する。 【００２４】メタライズ配線導体２は、タングステンや
モリブデン・銅・銀等の金属粉末から成り、タングステ
ン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合
して得た金属ペーストをセラミック母基板１となるセラ
ミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法等
により所定のパターンに印刷塗布しておき、セラミック
グリーンシートと共に焼成されることにより形成され
る。 【００２５】メタライズ配線導体２は、その露出表面
に、例えば電子部品の電極を低融点ロウ材やボンディン
グワイヤを介して接続するときのロウ材の接合性やボン
ディング性等を良くするために、１〜10μｍ程度の厚み
のニッケルめっき膜と0.1〜３μｍ程度の厚みの金めっ
き膜とからなるめっき金属膜を被着させておくことが好
ましい。 【００２６】このニッケルめっき層と金めっき層とから
なるめっき金属膜は、例えば硫酸ニッケルおよびリン系
またはホウ素系の還元剤を主成分とする無電解ニッケル
めっき浴（酸性）と、シアン化金力リウムおよびホウ素
系還元剤を主成分とする無電解金めっき浴（アルカリ
性）とを準備し、各々のめっき浴にセラミック配線基板
７を順次、所定時間ずつ浸漬することによって、メタラ
イズ配線導体２の露出表面に所定厚みに被着形成され
る。 【００２７】セラミック母基板１の四角形状の領域１ａ
の下面には、メタライズ配線導体２と電気的に接続する
ようにして厚膜回路５が被着形成されている。 【００２８】このような厚膜回路５は、例えばランタン
−ボロン（ＬａＢ₆）系合金や酸化錫（ＳｎＯ₂）等の抵
抗体粉末から成る。酸化錫から成る場合であれば、酸化
錫粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得た
抵抗体ペーストを、セラミック母基板１の四角形状の領
域１ａの下面に、例えばセラミック母基板１の内部に予
め設けた内部配線（図示せず）を介してメタライズ配線
導体２と接続するようにして所定パターンに印刷塗布
し、これを約900℃の温度で熱処理して焼き付けること
により、セラミック母基板１の下面に被着形成される。 【００２９】なお、メタライズ配線導体２と厚膜回路５
とを接続する内部配線は、セラミック母基板１となるセ
ラミックグリーンシートに貫通孔を設け、このセラミッ
クグリーンシートの表面および貫通孔内にメタライズ配
線導体２と同様の金属ペーストを印刷塗布・充填してお
くことにより形成することができる。 【００３０】また、厚膜回路５上には、一般に、その表
面に保護ガラス（図示せず）が被着されている。この保
護ガラスは、厚膜回路５の酸化を防ぐとともに、例えば
厚膜回路５が厚膜抵抗体である場合、後述するように厚
膜抵抗体にレーザートリミングを施す際に、トリミング
される部位以外の部位の露出裏面がダメージを受けるこ
とを防ぐ作用をなす。 【００３１】このような保護ガラスは、例えば酸化ホウ
素系ガラス等のガラスから成り、酸化ホウ素系ガラスの
粉末に適当な有機バインダ・液剤を添加・混合して得た
ガラスペーストを厚膜抵抗体の全面を覆うようにして印
刷塗布し、約600〜650℃で処理して焼き付けることによ
り被着形成される。 【００３２】さらに、保護ガラスで覆われた厚膜回路５
は、レーザートリミングによりその電気抵抗値が所定の
値に調整されることによって、トリミングされた部位が
保護ガラスから露出するため、この露出部が酸化するこ
とを防ぐために、紫外線硬化型等の有機樹脂から成る樹
脂層６により被覆される。 【００３３】有機樹脂から成る樹脂層６は、例えば、紫
外線硬化型のエポキシ樹脂で形成され、未硬化のエポキ
シ樹脂前駆体を適当な光重合開始剤等の添加成分と混合
し、厚膜回路５が形成されたセラミック母基板１の下面
の所定の場所を覆うようにして印刷塗布するとともに、
約300ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射して光硬化させること
によって、厚膜回路５および保護ガラスを被覆するよう
にしてセラミック母基板１の下面に被着形成される。 【００３４】このセラミック母基板１の下面に形成した
厚膜回路５は、上述のようにセラミック母基板１上面の
メタライズ配線導体２にめっき金属層を被着させるため
にセラミック配線基板７をニッケル・金等のめっき液や
酸・アルカリ性の各種めっき用処理液に浸漬する際、こ
のめっき液等と接触しないように、マスキングテープ
（図示せず）により被覆される。なお、マスキングテー
プは、厚膜回路５および樹脂層６の全面を被覆するた
め、セラミック母基板１の下面のほぼ全面を覆うように
して貼る。 【００３５】このようにセラミック母基板１の下面に樹
脂層６を被着させるとともにマスキングテープを貼り、
メタライズ配線導体２にめっき金属層を被着させる際、
本発明では、少なくともセラミック母基板１の四角形状
の領域の外側に位置する分割溝３を、金属ペーストを塗
布して焼結して成る被覆材４で被覆しておくことが重要
である。 【００３６】被覆材４でセラミック母基板１の四角形状
の領域の外側に位置する分割溝３を被覆していることに
より、前記四角形状の領域の外側に位置する分割溝３が
形成された部位においてもセラミック母基板１とマスキ
ングテープとの間にできる隙間を無くすことができ、セ
ラミック母基板１を金等のめっき液や塩酸・アルカリ脱
脂液等のめっき用処理液に浸漬させた際に、四角形状の
領域の外側に位置する分割溝から厚膜回路５へのめっき
液等の浸入を効果的に防止することができる。 【００３７】これによって、厚膜回路５へのめっき液等
の浸入が効果的に防げることで厚膜回路５に腐食・剥離
等を生じることが有効に防止され、セラミック配線基板
７としての信頼性を優れたものとすることができる。 【００３８】このような金属ペーストは、例えば、タン
グステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム
等の金属の粉末に有機溶剤・バインダ等を添加し混練す
ることにより作製することができる。 【００３９】ここで、セラミック母基板１の四角形状の
領域の外側に位置する分割溝３上に施す金属ペーストを
塗布して焼結して成る被覆材４は、セラミック母基板１
の上面のメタライズ配線導体２と同一材質としてもよ
い。例えば、メタライズ配線導体２がタングステンから
成る場合であれば、メタライズ配線導体２を形成するの
と同様の金属ペーストを、メタライズ配線導体２となる
金属ペーストと同時にセラミックグリーンシートの表面
に印刷塗布しておくことにより形成される。 【００４０】また、被覆材４は、その外縁部でセラミッ
ク母基板１の下面に形成された厚膜回路５上の樹脂層６
の厚みより薄くなるようにしておくことが好ましい。こ
れは、セラミック母基板１と被覆材４との間に熱応力等
の応力が生じたとき、応力が被覆材４の外縁部で大きく
なって被覆材４が外縁端から剥がれることを防ぎ、被覆
材４をセラミック母基板１により一層強固に被着させる
ことができるためである。 【００４１】なお、本発明のセラミック配線基板は上述
の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であ
る。 【００４２】例えば、上述の例では分割溝３はセラミッ
ク母基板１の下面のみに形成していたが、下面の分割溝
３に対向させて、あるいはこれとは異なる分割を行なう
ために下面の分割溝３とは異なる位置に、セラミック母
基板１の上面にも分割溝を形成してよい。 【００４３】また、上述の例では分割溝３によって区画
された四角形状の領域１ａはセラミック母基板１の中央
部に１つだけ形成した例を示したが、この四角形状の領
域１ａは、縦横の並びに配列された複数の四角形状の配
線基板領域に形成して、いわゆる多数個取りのセラミッ
ク配線基板としてもよく、その場合も、それら多数の配
線基板領域の下面にそれぞれ形成された厚膜回路５を樹
脂層６で被覆するとともに、そのセラミック母基板１の
配線基板領域の外側に位置する分割溝３を、金属ペース
トを塗布して焼結して成る被覆材４で被覆していればよ
い。 【００４４】 【発明の効果】本発明のセラミック配線基板によれば、
少なくとも下面に分割溝を縦横に形成し、この分割溝に
よって区画された四角形状の領域の上面にメッキ金属層
が被着されたメタライズ配線導体を、下面に有機樹脂か
ら成る樹脂層で被覆された厚膜回路をそれぞれ形成して
成るセラミック配線基板であって、セラミック母基板の
四角形状の領域の外側に位置する分割溝を金属ペースト
を焼結して成る被覆材で被覆していることから、セラミ
ック母基板の下面に厚膜回路を形成後に、上面のメタラ
イズ配線導体にめっき金属層を被着させるために、樹脂
層で被覆された厚膜回路を有する下面にマスキングを施
す際に、分割溝が形成された部位からのめっき液等の厚
膜回路への浸入を効果的に防ぐことができるため、厚膜
回路に腐食・剥離等が発生することを極めて有効に防ぐ
ことができる。 【００４５】以上により、本発明によれば、セラミック
母基板においてセラミック配線基板の上面のメタライズ
配線導体にめっき金属層を被着させる際に、下面の厚膜
回路に腐食・剥離等を発生させることがないセラミック
配線基板を提供することができた。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のセラミック配線基板の実施の形態の一
例を示す（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。 【符号の説明】 １・・・セラミック母基板（絶縁基体） １ａ・・・四角形状の領域（製品となる配線基板領域） １ｂ・・・耳部（外周部） ２・・・メタライズ配線導体 ３・・・分割溝 ４・・・被覆材 ５・・・厚膜回路 ６・・・樹脂層 ７・・・セラミック配線基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E314 AA24 BB06 BB11 BB12 CC01 DD06 DD07 DD08 FF02 FF12 FF24 GG01 5E338 AA02 AA03 AA18 BB02 BB19 BB25 BB47 BB75 CC01 CD11 EE32 EE33

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 セラミック母基板の少なくとも下面に分
   割溝を縦横に形成し、該分割溝によって区画された四角
   形状の領域の上面にめっき金属層が被着されたメタライ
   ズ配線導体を、下面に有機樹脂から成る樹脂層で被覆さ
   れた厚膜回路をそれぞれ形成して成るセラミック配線基
   板であって、前記セラミック母基板の前記四角形状の領
   域の外側に位置する前記分割溝を、金属ペーストを焼結
   して成る被覆材で被覆していることを特徴とするセラミ
   ック配線基板。