JP3093602B2 - セラミック回路基板の製造方法 - Google Patents
セラミック回路基板の製造方法Info
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Description
覆われた外部抵抗体を表面に有するセラミック回路基板
の製造方法に関する。更に詳しくはトリミングによって
得られた正確な抵抗値を安定に維持する外部抵抗体を有
するセラミック回路基板を提供する方法に関する。
板において、多層回路基板の層間に設けられる内蔵抵抗
体の他に、セラミック回路基板の表面に印刷された導体
パターンと外部抵抗体などからなる回路が設けられ、セ
ラミック回路基板の高機能化、低コスト化に貢献してい
る。
にはガラス組成分にRuO2などの抵抗性物質を加えた
ものをペースト状にして印刷し、焼結して抵抗体とす
る。この際、抵抗体の保護や耐候性の向上を目的とし
て、抵抗体をガラス系材料で覆うように印刷し、焼成す
ることによりオーバーコートすることも行われている。
更に、レーザートリミングなどの手法を用いて抵抗値が
微調整される。
部抵抗体は、抵抗体を800〜900℃で焼成後、低融
点のオーバーコートガラスを印刷し、500〜600℃
で焼成する。抵抗体に用いられるRuO2の熱膨張係数
は約6.0×10~6/℃であり、これを成分とする抵抗
体の熱膨張係数は5.5〜7.0×10~6/℃である。
これに対して、アルミナ基板の熱膨張係数の方が7.0
〜8.0×10~6/℃と大きいため、アルミナ基板上に
形成される抵抗体には圧縮の力が加わっている。この結
果、レーザーで抵抗体をトリミングしてもクラックが進
行しなかった。
ック基板も高密度のための多層化、シリコンチップ搭載
のために低熱膨張化の傾向にある。このような回路基板
には低温焼成基板が用いられている。しかし、抵抗体よ
り小さい熱膨張係数をもつ基板に抵抗体を形成すると、
焼成後に引張りの力が抵抗体に加わり、レーザートリミ
ング後、抵抗体にクラックが発生する原因となってい
た。
ミック回路基板上に設けられた従来の外部抵抗体の平面
図であり、図2はその断面図である。セラミック基板の
表面1に金属ペーストなどを配線材料として印刷して表
面の導体パターン2が形成され、その一部が抵抗体3へ
の電極となっている。抵抗体3はガラス成分にRuO2
などの抵抗材料を加えたものが用いられ、その上部を覆
ってガラス材料がオーバーコート4されている。そし
て、抵抗体3とオーバーコート4とで外部抵抗体7が形
成されている。このオーバーコート4は個々の抵抗体3
よりやや広くなるように覆ってもよいし、複数の抵抗体
3を導体パターン2をも含めて広い面積にわたって一様
に覆ってもよい。広い範囲をオーバーコートする場合に
は、必要な個所にビアホールを設け、更に外部との導通
を図ることもできる。
ングすると図示されるようなトリミング溝5がオーバー
コート4と抵抗体3中に形成される。
しながら行われるが、抵抗体に対する膨張力の存在はこ
のような精密なトリミングを困難にするばかりでなく、
トリミング溝よりマイクロクラック6が生ずることにな
る。また、トリミング中にはクラックが生じていなくて
も、製品としての使用にクラックが発生することもあ
る。
体と同時焼成されたオーバーコートを有する外部抵抗体
を有し、該抵抗体がレーザートリミング後にクラックを
発生しないセラミック回路基板を提供することにある。
結果、抵抗体とオーバーコートガラスの熱膨張係数が特
定の関係を有する時に上記目的が達成されることを見出
し本発明に至った。
5.0〜7.0×10-6/℃のセラミック回路基板の表
面に、熱膨張係数が5.5〜7.0×10-6/℃のRu
O2とガラスからなる抵抗体及びオーバーコートガラス
からなる外部抵抗体を、抵抗体の熱膨張係数がオーバー
コートガラスの熱膨張係数以上として塗布し、同時焼成
して形成することを特徴とするセラミック回路基板の製
造方法である。
ラミックを絶縁体として使用するものであれば単層でも
多層でもよく、多層のセラミック回路基板の場合はその
製法として、グリーンシート積層法、グリーンシート印
刷法が挙げられる。又、基板の片面のみの回路基板でも
両面回路基板でもよい。
は特に限定されず、熱膨張係数が5.0〜7.0×10
~6/℃のものが用いられる。例えば、アルミナ粉末にガ
ラス粉末を混入した低温焼成セラミックも用いることが
できる。内層に用いられる導体材料は基板材料によって
異なり、アルミナや窒化アルミニウムではモリブデンや
タングステンのような高融点金属が使われる。比較的低
温で焼成できる基板材料のときは、金、銀、銀−パラジ
ウム、銅、ニッケルなどの金属が用いられる。
d−Ptなどの導通抵抗が小さく、酸化焼成が可能なA
g系導体を使用し、これらの導体材料の融点(900〜
1200℃)以下で焼成できるセラミック材料を絶縁体
として用いた低温焼成セラミック多層配線基板は、本発
明のセラミック基板として特に好ましい。一般に約12
00℃以下で焼成されるセラミック基板を低温焼成セラ
ミック基板といい、導体として内層および表層にAg系
またはCu系等が用いられる。
としては、内蔵する例えばAg系導体材料の融点よりも
低い温度で焼成できるものを使用するのが好ましい。A
g導体やPdおよびPtの含有率の低いAg合金系導体
を使用する場合には、それらの多層に形成される金属の
融点が約900〜1200℃と低いので、800〜11
00℃で焼成できる材料を使用する必要があり、代表的
なものとしては、ホウケイ酸ガラスやさらに数種類の酸
化物(例えばMgO,CaO,Al2O3,PbO,K2
O,Na2O,ZnO,Li2Oなど)を含むガラス粉末
とアルミナ、石英などのセラミック粉末の混合物を原料
とするものや、コージエライト系、αスポジュメン系の
結晶化が生じるガラス粉末を原料とするものがある。
SiO2−Al2O3−B2O3系やMgO−SiO2−Al
2O3−B2O3系のガラスとAl2O3粉末の混合物を80
0〜1000℃で焼成するものが挙げられる。
いることができるが、積層して多層基板とするために
は、グリーンシートを使用したグリーンシート積層法が
用いられる。例えば、セラミック絶縁体材料粉末に溶
剤、樹脂等を加えドクターブレード法により成形し、厚
み0.1〜0.5mm程度のグリーンシートを得る。そ
して必要な配線パターンをAg、Ag−Pd、Ag−P
t、Ag−Pd−Ptなどの導体材料ペーストを使用し
てスクリーン印刷する。また、他の導体層が接続できる
ように、打ち抜き金型やパンチングマシーンでグリーン
シートに0.1〜2.0mmφ程度の貫通スルーホール
を形成する。配線用ビアホールにはAg系導体材料を充
填しておく。同様の方法で回路を形成するのに必要なだ
け、他のグリーンシートにも配線パターンを印刷する。
これらのグリーンシートを各グリーンシートに穴明けし
た位置決め穴を用いて正確に積層した後、80〜150
℃、10〜250kg/cm2の条件で熱圧着し一体化
する。
気で焼成されるRuO2,Bi2Ru2O7系の抵抗を形成
する。その場合には抵抗用電極とともに内層用グリーン
シートに印刷しておく。
焼成し、導体内蔵セラミック多層基板を得る。
したが、これらは本発明の好ましい態様であるが、これ
に限定されるものではない。
抵抗体とオーバーコートガラスからなる。これらはペー
スト状でセラミック回路基板に厚膜法で、通常は印刷さ
れる。抵抗体の具体例としては、RuO2系やBi2Ru
2O7系の電気抵抗成分とCaO−Al2O3−SiO2−
B2O3系のガラス成分からなり、所望により添加物が添
加される。オーバーコートガラスの具体例としては、C
aO−Al2O3−SiO2−Cr2O3−B2O3系ガラス
からなるガラス粉末60〜80%とアルミナ粉末10〜
40%のものが挙げられる。そして、本発明においては
これら抵抗体とオーバーコートガラスは同時焼成され
る。この焼成は通常の空気中で行われる。
く説明する。
作成された熱膨張係数が5.0、5.5、6.0、6.
9×10~6/℃の低温焼成セラミックを用いた。各基板
の重量組成は表1に示す。ここでガラス粉末は平均粒径
1.0μmであり、のAl2O3粉末と混合して粉末成分
とした。
と重量比でアクリル樹脂10%、トルエン30%、イソ
プロピルアルコール10%及びジブチルフタレート5%
をボールミルで混合し、ドクターブレード法にて膜厚
0.4mmのグリーンシートを作成した。次いでこのグ
リーンシートに金型で所定の位置に穴をあけ、Agペー
ストを穴にスクリーン印刷法で充填した。乾燥後Agペ
ーストで配線パターンをスクリーン印刷法で形成した。
同様の方法で他の配線パターンの印刷されたグリーンシ
ートを作成し、所定の層に重ね合せ熱圧着した。この積
層体を900℃20分ホールドで焼成し、セラミック回
路基板を得た。
の熱膨張率が6.0、6.5×10~6/℃である抵抗体
を抵抗体部が巾1mm、長さ2mmになるように印刷し
た。オーバーコート材料としては、表2に示される重量
組成のものを上記抵抗体上に印刷した。
890℃で10分間、空気中で同時焼成した。
とは、トリミング後、−55℃から150℃の熱サイク
ルを100回与えたときの抵抗値の変化率の最大のもの
である。ここで、実験番号14〜16は比較例を示して
いる。
体の熱膨張係数がオーバーコートガラスの熱膨張係数以
上である時は、抵抗変化率が非常に少なく、したがっ
て、レーザートリミング後のクラックの発生が少ないこ
とがわかる。又、実験番号14〜16のように、両者の
熱膨張係数の大小関係が逆の場合には、抵抗変化率が比
較的大きくなって、レーザートリミング後のクラックの
発生が多くなる。
とそれと同時焼成されたオーバーコートを有するセラミ
ック回路基板が得られ、トリミング後の抵抗体にクラッ
クが発生するのを防止し、耐候性、安定性に優れた低抗
性能を発揮するものである。
Claims (1)
- 【請求項1】 焼成された熱膨張係数が5.0〜7.0
×10-6/℃のセラミック回路基板の表面に、熱膨張係
数が5.5〜7.0×10-6/℃のRuO2とガラスか
らなる抵抗体及びオーバーコートガラスからなる外部抵
抗体を、抵抗体の熱膨張係数がオーバーコートガラスの
熱膨張係数以上として塗布し、同時焼成して形成するこ
とを特徴とするセラミック回路基板の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07049726A JP3093602B2 (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | セラミック回路基板の製造方法 |
US08/980,172 US5955938A (en) | 1995-03-09 | 1997-11-26 | RuO2 resistor paste, substrate and overcoat system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07049726A JP3093602B2 (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | セラミック回路基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08250623A JPH08250623A (ja) | 1996-09-27 |
JP3093602B2 true JP3093602B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=12839198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07049726A Expired - Lifetime JP3093602B2 (ja) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | セラミック回路基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3093602B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010084813A1 (ja) | 2009-01-20 | 2010-07-29 | 株式会社村田製作所 | 積層型セラミック電子部品およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-03-09 JP JP07049726A patent/JP3093602B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08250623A (ja) | 1996-09-27 |
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