JP2003163443A - 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、下面に保護ガラス層５と
この保護ガラス層５を覆う有機樹脂から成る被覆層６と
で被覆された厚膜回路４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１ａの外側に位置する分割溝３を、低融点ガラ
スから成る被覆材８で被覆している。外周部１ｂの分割
溝３からの厚膜回路４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、保護ガラス層と、この保護ガラス層を覆う有機樹脂
から成る被覆層とで被覆されている。この保護ガラス層
は、例えば酸化ホウ素系ガラス等のガラスから成り、ガ
ラスペーストを厚膜回路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。また、被覆層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、厚膜回路上に酸化ホウ素系ガラス等
のガラスペーストを印刷し、厚膜回路を形成するときの
熱処理の温度よりも低い温度で焼成して厚膜回路を保護
ガラス層で被覆し、さらにこの保護ガラス層をエポキシ
樹脂等の有機樹脂から成る被覆層で被覆し、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保
護ガラス層および有機樹脂から成る被覆層は、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
用のガラスおよび有機樹脂が酸・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保護ガラス層および有
機樹脂から成る被覆層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、下面に保護ガラス層とこの保護ガラス層を覆
う有機樹脂から成る被覆層と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、熱可塑性接着材から成る被覆材で被覆
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
ラミック母基板の下面の外周部に形成された分割溝を熱
可塑性接着材から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絶縁基体
に熱可塑性接着材から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はセラミック母基板１の下面に被
着形成された厚膜回路、５はセラミック母基板１の下面
の厚膜回路４を被覆する保護ガラス層、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被覆層であ
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・厚膜回路４・保護ガラス層５・被覆層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３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４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層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
なるめっき金属層は、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、シアン化金カ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４が被着形成されている。 【００２８】このような厚膜回路４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４
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４上には、その表面に保護
ガラス層５が被着されている。この保護ガラス層５は、
厚膜回路４の酸化を防ぐとともに、例えば厚膜回路４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層５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、保護ガラス層５で覆われた厚膜回
路４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
位が保護ガラス層５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
ら成る被覆層６により被覆される。 【００３３】有機樹脂から成る被覆層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４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４および保護ガラス層５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４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４・保護ガラス層５および被覆層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の下面に被
覆層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の下面の外
周部１ｂに形成された分割溝３を熱可塑性接着材から成
る被覆材８で被覆しておくことが重要である。 【００３６】熱可塑性接着材から成る被覆材８でセラミ
ック母基板１の下面の外周部１ｂに形成された分割溝３
を被覆していることにより、外周部１ｂの分割溝３が形
成された部位において、セラミック母基板１と被覆材
８、および被覆材８とマスキングテープをどちらも強固
に接着させることができるため、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、外周
部１ｂの分割溝３から厚膜回路４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４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４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】ここで、セラミック母基板１の外周部１ｂ
に形成された分割溝３を被覆する被覆材８は、酢酸ビニ
ル・塩化ビニル等のビニル系や、ポリエチレン・ポリプ
ロピレン等のポリオレフィン系、（メタ）アクリル系等
の熱可塑性接着材により形成される。このような熱可塑
性接着材から成る被覆材８は、例えば、押出しコーティ
ング法やロールコーティング法・ラミネート加工法等の
周知の手段でセラミック母基板１の外周部１ｂに被着さ
せることにより分割溝３を被覆することができる。 【００３９】被覆材８を熱可塑性接着材で形成しておく
と、この被覆材８の上にマスキングテープを貼り、めっ
き処理を施すとき、例えば加温されためっき液や処理液
等（一般に50〜80℃程度）から熱が加わると、熱可塑性
接着材の粘着性が高くなり、セラミック母基板１および
マスキングテープに被覆材８をより一層強く接着させる
ことができ、めっき液の分割溝３からの浸入を極めて効
果的に防止することができる。 【００４０】この場合、被覆材８を形成する熱可塑性接
着材は、溶融点が約80〜100℃のものを用いることが好
ましく、それにより、めっき液や処理液等からの加温で
被覆材８が溶融・流失することがなく、かつ接着性を効
果的に向上させることができる。 【００４１】また、被覆材８は、その外縁部で厚みが薄
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８との間に熱応力等の応力が生じ
たとき、応力が被覆材８の外縁部で大きくなって被覆材
８が外縁端から剥がれることを防ぎ、被覆材８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。 【００４２】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。 【００４３】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。 【００４４】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４を保
護ガラス層５および被覆層６で被覆するとともに、その
外周部１ｂに形成された分割溝３を熱可塑性接着材から
成る被覆材８で被覆していればよい。 【００４５】また、上述の例では、外周部１ｂの分割溝
３を被覆する被覆材８は、中央部の四角形状の領域１ａ
とは別に分割溝３に対応させて被覆した例を示したが、
外周部１ｂの全体を被覆材８で被覆することによって分
割溝３を被覆してもよい。 【００４６】 【発明の効果】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下面の外周部に形成された、分割溝
によって区画された四角形状の領域の外側に位置する分
割溝を熱可塑性接着材から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、保護ガラス層とこの保護ガラス層を覆う有
機樹脂から成る被覆層と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、セラミック母基板の外周
部すなわち分割溝で区画された四角形状の領域の外側に
位置する分割溝においてもマスキングテープを絶縁基体
に熱可塑性接着材から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。 【００４７】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 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・・・厚膜回路 ５・・・保護ガラス層 ６・・・被覆層 ７・・・セラミック配線基板 ８・・・被覆材

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、下面に保護ガラス層と該保護ガラス層を
   覆う有機樹脂から成る被覆層と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、熱可塑性接着材から成る被覆材で被
   覆していることを特徴とするセラミック配線基板。