JP3505659B2 - 導電膜付メタライズ基板の製造方法 - Google Patents
導電膜付メタライズ基板の製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
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-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，厚膜電子回路の導体層
形成及びセラミックス基板上の実装された電気機器用素
子，部品等が動作することによって，発生する熱を拡散
するための銅回路を形成するためのメタライズセラミッ
クスに基板に関する。
形成及びセラミックス基板上の実装された電気機器用素
子，部品等が動作することによって，発生する熱を拡散
するための銅回路を形成するためのメタライズセラミッ
クスに基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子回路基板には，高絶縁性，機械的強
度，他の電子素子を劣化させないこと，金属導体と容易
に接合体になること，及び熱伝導率が大きいなどの性質
が要求されている。この要求を満たす基板としては，ア
ルミナ及び窒化合物セラミックス等が例示できる。しか
し，セラミックス単体では，電子機器に用いられるトラ
ンジスタ，ダイオード，ＩＣ，ＬＳＩ，その他各種の電
子部品を直接実装することができない。そのため，セラ
ミックス表面にメタライズ膜を形成し，このメタライズ
膜に導体あるいは金属とを接合することにより電子回路
を製造している。
度，他の電子素子を劣化させないこと，金属導体と容易
に接合体になること，及び熱伝導率が大きいなどの性質
が要求されている。この要求を満たす基板としては，ア
ルミナ及び窒化合物セラミックス等が例示できる。しか
し，セラミックス単体では，電子機器に用いられるトラ
ンジスタ，ダイオード，ＩＣ，ＬＳＩ，その他各種の電
子部品を直接実装することができない。そのため，セラ
ミックス表面にメタライズ膜を形成し，このメタライズ
膜に導体あるいは金属とを接合することにより電子回路
を製造している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来，ハイブリッド集
積回路（ＨＩＣ）等に使用されている厚膜導体ペースト
によるメタライズ膜は，直径２５〜５０μｍのＡｕ線に
よる直接の結線は可能であるが，大電流供給用の直径２
５０μｍ以上の導線，例えば，ＡｌやＣｕ線を直接結線
することは困難であった。
積回路（ＨＩＣ）等に使用されている厚膜導体ペースト
によるメタライズ膜は，直径２５〜５０μｍのＡｕ線に
よる直接の結線は可能であるが，大電流供給用の直径２
５０μｍ以上の導線，例えば，ＡｌやＣｕ線を直接結線
することは困難であった。
【０００４】そこで，本発明の技術的課題は，前述の大
電流供給用の導体，例えば，Ａｌ又はＣｕ線唐等による
結線を容易にすることができるメタライズ金属組成物を
用いた導電膜付きメタライズ基板の製造方法を提供する
ことにある。
電流供給用の導体，例えば，Ａｌ又はＣｕ線唐等による
結線を容易にすることができるメタライズ金属組成物を
用いた導電膜付きメタライズ基板の製造方法を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，予め定
められた平均粒径を有する第１の銅粉末と，前記第１の
銅粉末よりも平均粒径の小さな第２の銅粉末との混合物
とからなる銅粉末混合物を重量％で７０〜９５．５％
と，残部が前記第１の銅粉末と等しい平均粒径を有する
チタン粉末とからなる金属組成物と結合剤とを含むメタ
ライズ用ペーストをセラミックス基板上に真空又は不活
性雰囲気下で焼き付けてメタライズ膜を形成し、前記メ
タライズ膜上にＮｉ膜及びＡｕ膜のうちのいずれか一種
を形成することを特徴とする導電膜付メタライズ基板の
製造方法が得られる。
められた平均粒径を有する第１の銅粉末と，前記第１の
銅粉末よりも平均粒径の小さな第２の銅粉末との混合物
とからなる銅粉末混合物を重量％で７０〜９５．５％
と，残部が前記第１の銅粉末と等しい平均粒径を有する
チタン粉末とからなる金属組成物と結合剤とを含むメタ
ライズ用ペーストをセラミックス基板上に真空又は不活
性雰囲気下で焼き付けてメタライズ膜を形成し、前記メ
タライズ膜上にＮｉ膜及びＡｕ膜のうちのいずれか一種
を形成することを特徴とする導電膜付メタライズ基板の
製造方法が得られる。
【０００６】また、本発明によれば、前記導電膜付メタ
ライズ基板の製造方法において、前記銅粉末混合物は，
前記第１の銅粉末が５０重量％，前記第２の銅粉末が５
０重量％であることを特徴とする導電膜付メタライズ基
板の製造方法が得られる。
ライズ基板の製造方法において、前記銅粉末混合物は，
前記第１の銅粉末が５０重量％，前記第２の銅粉末が５
０重量％であることを特徴とする導電膜付メタライズ基
板の製造方法が得られる。
【０００７】さらに、本発明によれば、前記いずれかの
導電膜付メタライズ基板の製造方法おいて、前記セラミ
ックス基板はアルミナ及び窒化アルミニウムのうちの少
なくとも一種からなることを特徴とする導電膜付きメタ
ライズ基板の製造方法が得られる。
導電膜付メタライズ基板の製造方法おいて、前記セラミ
ックス基板はアルミナ及び窒化アルミニウムのうちの少
なくとも一種からなることを特徴とする導電膜付きメタ
ライズ基板の製造方法が得られる。
【０００８】尚，本発明においては，第１の銅粉末は平
均粒径が１０μｍ程度，第２の銅粉末は、０．５〜１μ
ｍ程度、及びチタン粉末は１０μｍ程度であることが好
ましい。
均粒径が１０μｍ程度，第２の銅粉末は、０．５〜１μ
ｍ程度、及びチタン粉末は１０μｍ程度であることが好
ましい。
【０００９】
【作用】本発明においては，メタライズ基板を製造する
ための金属粉末組成物は，重量％表示で主成分の銅粉末
において，チタン粉末と同径は，３５〜４７．５％，チ
タン粉末よりも細かい銅粉末は，３５〜４７．５％と
し，チタン粉末は，０．５〜３０％の組成を有する。こ
の元素の粉末を混合し，ペースト状にし，アルミナ及び
窒化アルミニウムの表面に塗布し，高真空雰囲気中乃至
不活性ガス雰囲気中において，熱処理を施すことによっ
てメタライズ膜が形成され，そのメタライズ表面に表面
酸化防止及び半田の濡れ性を確保するために，ニッケル
めっき又は金めっき等を施すことによって，セラミック
スに対して高い接合強度が得られ，回路の結線（ワイヤ
ーボンディング）が容易となる。
ための金属粉末組成物は，重量％表示で主成分の銅粉末
において，チタン粉末と同径は，３５〜４７．５％，チ
タン粉末よりも細かい銅粉末は，３５〜４７．５％と
し，チタン粉末は，０．５〜３０％の組成を有する。こ
の元素の粉末を混合し，ペースト状にし，アルミナ及び
窒化アルミニウムの表面に塗布し，高真空雰囲気中乃至
不活性ガス雰囲気中において，熱処理を施すことによっ
てメタライズ膜が形成され，そのメタライズ表面に表面
酸化防止及び半田の濡れ性を確保するために，ニッケル
めっき又は金めっき等を施すことによって，セラミック
スに対して高い接合強度が得られ，回路の結線（ワイヤ
ーボンディング）が容易となる。
【００１０】
【実施例】以下，本発明の実施例について，説明する。
【００１１】本発明の実施例に係るメタライズ組成物
は，銅粉末及びチタン粉末を含有している。銅粉末は，
平均粒径１０μｍ及び０．５〜１μｍの２種類の微粉末
である。また，チタン粉末は，平均粒径１０μｍであ
る。この銅粉末及びチタン粉末を所要の量秤量混合し
て，銅が７０〜９５．５重量％，残部のチタンが５〜３
０重量％となるように混合する。得られたメタライズ粉
末混合物にビヒクルを添加混合して，三本ロールミル等
を用いて十分混練し，均一に分散させてスクリーンに印
刷に適した粘度に調整しペースト状とする。この混合粉
末に，添加されるバインダーとしては，アクリル系樹脂
など従来から使用されているものを用いれば良い。
は，銅粉末及びチタン粉末を含有している。銅粉末は，
平均粒径１０μｍ及び０．５〜１μｍの２種類の微粉末
である。また，チタン粉末は，平均粒径１０μｍであ
る。この銅粉末及びチタン粉末を所要の量秤量混合し
て，銅が７０〜９５．５重量％，残部のチタンが５〜３
０重量％となるように混合する。得られたメタライズ粉
末混合物にビヒクルを添加混合して，三本ロールミル等
を用いて十分混練し，均一に分散させてスクリーンに印
刷に適した粘度に調整しペースト状とする。この混合粉
末に，添加されるバインダーとしては，アクリル系樹脂
など従来から使用されているものを用いれば良い。
【００１２】こうして得られたペースト状金属組成物
を，セラミックス基板表面に塗布する。ここで，セラミ
ックス基板は，酸化物，窒素化合物，あるいは，数％の
焼結助剤を含むセラミックス焼結体のいずれでも良い。
尚，酸化物として，酸化アルミニウム（Ａｌ（エル）２
Ｏ３），或いは，窒化物として，窒化アルミニウム（Ａ
ｌＮ）が例示できる。
を，セラミックス基板表面に塗布する。ここで，セラミ
ックス基板は，酸化物，窒素化合物，あるいは，数％の
焼結助剤を含むセラミックス焼結体のいずれでも良い。
尚，酸化物として，酸化アルミニウム（Ａｌ（エル）２
Ｏ３），或いは，窒化物として，窒化アルミニウム（Ａ
ｌＮ）が例示できる。
【００１３】表面にペースト状金属組成物が塗布された
セラミックス基板を高真空中，又は不活性ガス雰囲気下
で熱処理を施すことによって，メタライズセラミックス
基板が得られる。このメタライズセラミックス基板の素
子実装時の半田の濡れ性及び表面酸化を防止するため，
電気ニッケルめっき或いは電気金めっきが施される。
セラミックス基板を高真空中，又は不活性ガス雰囲気下
で熱処理を施すことによって，メタライズセラミックス
基板が得られる。このメタライズセラミックス基板の素
子実装時の半田の濡れ性及び表面酸化を防止するため，
電気ニッケルめっき或いは電気金めっきが施される。
【００１４】尚，めっきは，ニッケル，金の外に，導電
性めっきであればいずれのめっきでもよく，無電解めっ
き法によっても形成することができる。
性めっきであればいずれのめっきでもよく，無電解めっ
き法によっても形成することができる。
【００１５】表１に従来のＨＩＣ用厚膜ペーストと本発
明の実施例に係るメタライズ用ペーストとを用いて，メ
タライズ基板を作製したときのワイヤーボンディング強
度を各々示す。
明の実施例に係るメタライズ用ペーストとを用いて，メ
タライズ基板を作製したときのワイヤーボンディング強
度を各々示す。
【００１６】
【表１】
表１で示す各特性の測定は，超音波振動による加圧方式
のワイヤーボンディング装置を用いて行った。測定方法
は，上記方式により，メタライズ表面に高さ２〜３ｍｍ
程度のループを形成し，ループにフックを掛け垂直に引
っ張ったときの引張力を示している。
のワイヤーボンディング装置を用いて行った。測定方法
は，上記方式により，メタライズ表面に高さ２〜３ｍｍ
程度のループを形成し，ループにフックを掛け垂直に引
っ張ったときの引張力を示している。
【００１７】上記表１から明らかなように，従来のＨＩ
Ｃ用厚膜ペーストや銅粉末の粒径が１種類のペーストに
比べ，本発明を用いたメタライズ基板の場合の方が，ボ
ンディング強度の点で優れている。
Ｃ用厚膜ペーストや銅粉末の粒径が１種類のペーストに
比べ，本発明を用いたメタライズ基板の場合の方が，ボ
ンディング強度の点で優れている。
【００１８】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，メタライズ用金属組成物の主成分である銅粉末の粒
径を２種類以上にすることによって，セラミックス基板
に対する接合強度は変化なく，ワイヤーボンディング強
度の優れた導電膜付メタライズ基板を得ることができ
る。
ば，メタライズ用金属組成物の主成分である銅粉末の粒
径を２種類以上にすることによって，セラミックス基板
に対する接合強度は変化なく，ワイヤーボンディング強
度の優れた導電膜付メタライズ基板を得ることができ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｂ 1/00 Ｈ０１Ｂ 1/00 Ｋ
Ｌ
1/22 1/22 Ａ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01B 13/00 503
H05K 3/12 610
H05K 1/09
C04B 41/88
H01B 1/22
H01B 1/00
C04B 37/02
Claims (3)
- 【請求項１】 予め定められた平均粒径を有する第１の
銅粉末と，前記第１の銅粉末よりも平均粒径の小さな第
２の銅粉末との混合物とからなる銅粉末混合物を重量％
で７０〜９５．５％と，残部が前記第１の銅粉末と等し
い平均粒径を有するチタン粉末とからなる金属組成物と
結合剤とを含むメタライズ用ペーストをセラミックス基
板上に真空又は不活性雰囲気下で焼き付けてメタライズ
膜を形成し、前記メタライズ膜上にＮｉ膜及びＡｕ膜の
うちのいずれか一種を形成することを特徴とする導電膜
付メタライズ基板の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の導電膜付メタライズ基板
の製造方法において、前記銅粉末混合物は，前記第１の
銅粉末が５０重量％，前記第２の銅粉末が５０重量％で
あることを特徴とする導電膜付メタライズ基板の製造方
法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の導電膜付メタライ
ズ基板の製造方法おいて、前記セラミックス基板はアル
ミナ及び窒化アルミニウムのうちの少なくとも一種から
なることを特徴とする導電膜付メタライズ基板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27413692A JP3505659B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 導電膜付メタライズ基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27413692A JP3505659B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 導電膜付メタライズ基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122901A JPH06122901A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3505659B2 true JP3505659B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=17537527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27413692A Expired - Fee Related JP3505659B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 導電膜付メタライズ基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3505659B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05167737A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 通話録音式移動無線電話装置 |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP27413692A patent/JP3505659B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05167737A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 通話録音式移動無線電話装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06122901A (ja) | 1994-05-06 |
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