JP5762875B2 - 透光性配線基板 - Google Patents
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透光性アルミナ基板の表面に形成されている下地層と、この下地層上に形成されている配線パターンとを備えており、前記透光性アルミナ基板の前記表面のうち前記配線パターンによって被覆されていない領域に透光性アルミナ基板の平滑面が露出して前記透光性配線基板としての透過率を確保しており、下地層が、モリブデンおよびタングステンからなる群より選ばれた一種以上の金属5〜60容量%およびアルミナ95〜40容量%の組成を有するサーメットからなることを特徴とする。
透光性アルミナ基板の表面に形成されている下地層と、この下地層上に形成されている配線パターンとを備えており、前記透光性アルミナ基板の前記表面のうち前記配線パターンによって被覆されていない領域に透光性アルミナ基板の平滑面が露出して前記透光性配線基板としての透過率を確保しており、下地層が、50〜200ppmのシリカを含有するアルミナからなることを特徴とする。
アルミナ原料粉末を成形、焼結させることによって、透光性アルミナ基板を作製する。この時点では、透光性アルミナ基板の表面は平滑面をなしている。これは、基板表面が粗れていると、基板の全透過率が著しく低下するからである。
透光性アルミナは、例えば発光ダイオード素子用をマウントする基板として使用でき、これによって発光ダイオード素子の寿命を飛躍的に延長することが可能である。
前述した助剤は、高純度アルミナ粉末の焼結を促進する助剤であり、MgO、ZrO2, Y2O3,La2O3,
Sc2O3を例示でき、酸化マグネシウムが特に好ましい。
なお、ここでいう平均粒子径とはSEM写真(倍率:X30000。任意の2視野)上における2次凝集粒子を除く1次粒子の(最長軸長+最短軸長)/2の値のn=500平均値のことである。
(1) 無機物粉体とともに、ゲル化剤となるポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のプレポリマーを、分散剤と共に分散媒中に分散してスラリーを調製し、注型後、架橋剤により三次元的に架橋してゲル化させることにより、スラリーを固化させる。
(2) 反応性官能基を有する有機分散媒とゲル化剤とを化学結合させることにより、スラリーを固化させる。
第一の発明では、下地層が、モリブデンおよびタングステンからなる群より選ばれた一種以上の金属5〜60容量%およびアルミナ95〜40容量%の組成を有するサーメットからなる。ただし、前記金属とアルミナとの合計量を100容量%として組成を算出する。
前記サーメットからなる下地層を形成するには、サーメットペーストを製造し、透光性アルミナ基板の仮焼体表面に塗布し、常法によって基板の仮焼体と共に還元性雰囲気下で焼結させる。塗布の際には、ペーストをスクリーン印刷、インクジェット印刷、パッド印刷することができる。
第二の発明においては、下地層が、50〜200質量ppmのシリカを含有するアルミナからなる。これによって、熱サイクル印加後の配線パターンの接着力が著しく向上する。この観点からは、シリカ含有量は、100質量ppm以上とすることが更に好ましく、また150質量ppm以下とすることが更に好ましい。
Sc2O3を例示でき、酸化マグネシウムが特に好ましい。
前記アルミナからなる下地層を形成するには、アルミナペーストを製造し、透光性アルミナ基板の仮焼体表面に塗布し、常法によって基板の仮焼体と共に還元性雰囲気下で焼結させる。塗布の際には、ペーストをスクリーン印刷、インクジェット印刷、パッド印刷することができる。
本発明では、透光性アルミナ基板の表面に平滑面が形成されており、配線パターンに被覆されていない領域に露出している。これによって、配線基板全体の透過率を向上させ、確保することができる。平滑面の面粗度Raは、全透過率の向上という観点から、0.3μm以下が更に好ましい。また、平滑面の面粗度の下限は特にないが、加工上は0.1μm以上が実際的である。
透光性アルミナ基板に平滑面を形成するには、成形金型に平滑面に対応する平滑部を設けることができる。また、透光性アルミナ基板の表面をダイヤモンドペースト等を用いて、研磨加工することによって、平滑面を形成できる。
また、下地層の直下は、平滑面であってよく、粗面であってもよい。この場合、粗面の面粗度Raは、熱サイクル印加後の配線パターンとの接着性という観点からは、0.5μm以上であることが好ましく、1.0μm以上であることが更に好ましい。また、粗面の損粗度Raを3.0μm以下とすることによって、微細なパターンを印刷する際のかすれや断線、印刷時のスクリーンマスクの破損を防止できる。
配線パターンを形成する方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、パッド印刷法がある。
透光性アルミナセラミックス基板1を、以下のようにして作製した。すなわち、原料粉末としてアルミナ粉末100重量部(純度99.95質量%以上)、及びマグネシア0.025重量部、分散媒として多塩基酸エステル30重量部、ゲル化剤として、MDI樹脂4重量部、分散剤としてマリアリムAKM0351(商品名、日本油脂株式会社製)2重量部及び触媒としてトリエチルアミン0.2重量部を混合したものを用いた。このスラリーを、アルミニウム合金製の型に室温で注型後、室温で1時間放置し、固化してから離型した。さらに、室温、次いで90℃のそれぞれの温度にて2時間放置して、基板状の粉末成形体を得た。これを大気中1200℃で仮焼し、仮焼体を得た。
また、この基板の配線パターン以外の部分の組成を誘導結合プラズマ質量分析を用いて測定したところ、アルミナの純度は99.9%であった。
実施例A1と同様にして配線基板を製造し、各種特性を測定した。ただし、下地層を形成する際のサーメットについて、実施例A2、A3においてはタングステン粉末を用い、実施例A4〜A6ではモリブデン粉末を用いた。また、サーメットにおけるモリブデン、タングステンの質量比率を、表1に示すように変更した。結果を表1に示す。
実施例A1と同様にして配線基板を製造し、各種特性を測定した。ただし、下地層を形成せず、アルミナ基板表面に前記配線パターンを直接形成した。得られた基板表面に配線パターンを持つスクリーン製版を用いて銀ペーストを印刷した。その後、95℃の乾燥器で15分乾燥させ、850℃の温度で熱処理を行い、配線パターンを基板表面に密着させた。
実施例A1と同様にして配線基板を製造し、各種特性を測定した。ただし、下地層を形成する際のサーメットについて、比較例A2、A3においてはタングステン粉末、モリブデン粉末の質量比率を70質量%に増加させた。
透光性アルミナセラミックス基板1を、以下のようにして作製した。すなわち、原料粉末としてアルミナ粉末100重量部(純度99.95質量%以上)及びマグネシア0.025重量部、分散媒として多塩基酸エステル30重量部、ゲル化剤として、MDI樹脂4重量部、分散剤としてマリアリムAKM0351(商品名、日本油脂株式会社製)2重量部及び触媒としてトリエチルアミン0.2重量部を混合したものを用いた。このスラリーを、アルミニウム合金製の型に室温で注型後、室温で1時間放置し、固化してから離型した。さらに、室温、次いで90℃のそれぞれの温度にて2時間放置して、基板状の粉末成形体を得た。これを大気中1200℃で仮焼し、仮焼体を得た。
実施例B1と同様にして配線基板を製造し、各種特性を測定した。ただし、下地層を形成する際のアルミナペーストについて、実施例B2、B3においてはシリカ比率を50、100質量ppmに変更した。結果を表3に示す。
実施例B1と同様にして配線基板を製造し、各種特性を測定した。ただし、下地層を形成する際のアルミナペーストについて、比較例B1、B2においてはシリカ比率を300質量ppm、30質量ppmに変更した。
Claims (10)
- 透光性アルミナ基板と、この透光性アルミナ基板上に形成されている配線パターンとを備えている透光性配線基板であって、
前記透光性アルミナ基板の表面に形成されている下地層と、この下地層上に形成されている配線パターンとを備えており、
前記透光性アルミナ基板の前記表面のうち前記配線パターンによって被覆されていない領域に透光性アルミナ基板の平滑面が露出して前記透光性配線基板としての透過率を確保しており、前記下地層が、モリブデンおよびタングステンからなる群より選ばれた一種以上の金属5〜60容量%およびアルミナ95〜40容量%の組成を有するサーメットからなることを特徴とする、透光性配線基板。 - 透光性アルミナ基板と、この透光性アルミナ基板上に形成されている配線パターンとを備えている透光性配線基板であって、
前記透光性アルミナ基板の表面に形成されている下地層と、この下地層上に形成されている配線パターンとを備えており、前記透光性アルミナ基板の前記表面のうち前記配線パターンによって被覆されていない領域に透光性アルミナ基板の平滑面が露出して前記透光性配線基板としての透過率を確保しており、前記下地層が、50〜200ppmのシリカを含有するアルミナからなることを特徴とする、透光性配線基板。 - 半導体発光素子用基板であることを特徴とする、請求項1または2記載の透光性配線基板。
- 前記下地層を構成するアルミナが、150〜1000ppmの焼結助剤および50〜200ppmのシリカを含有するアルミナ焼結体からなることを特徴とする、請求項2または3記載の透光性配線基板。
- 前記下地層が前記配線パターンによって被覆されており、前記透光性アルミナ基板の前記表面に露出していないことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の透光性配線基板。
- 前記平滑面の面粗度Raが0.3μm以下であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つの請求項に記載の透光性配線基板。
- 前記透光性アルミナ基板が、150〜1000ppmの焼結助剤を含有するアルミナ焼結体からなることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つの請求項に記載の透光性配線基板。
- 前記透光性アルミナ基板を構成する前記アルミナ焼結体における前記焼結助剤を除くアルミナの純度が99.8質量%以上であることを特徴とする、請求項7記載の透光性配線基板。
- 前記透光性アルミナ基板の平均粒径が15μm以上であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一つの請求項に記載の透光性配線基板。
- 前記配線パターンがスクリーン印刷により形成されていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一つの請求項に記載の透光性配線基板。
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