JPH02196491A - 厚膜回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は厚膜回路基板に係り、銅を導体とした回路基板
において半田付は性等の導体特性を良好とした厚膜回路
基板に関する。

（従来の技術） 近年、電子機器等の小形軽量化に伴い、ハイブリッドＩ
Ｃが多用されて来ている。このパイプリッドＩＣは、一
般に、アルミナ等のけラミック材料で形成された絶縁基
板上に膜技術によって導体及び抵抗体を形成した厚膜回
路基板に、面付は可能なチップ部品を半田付（プして構
成されるものである。

このようなハイブリッドＩＣの厚膜回路Ｕ板の分野にお
いては、銅をη体とし−（用いたものが注目されている
。これは、従来の銀・パラジウム導体を使用したものに
比較して、（１）インピーダンスが低い、（２）エレク
トロマイグレーション（移行現象）が発生し難い、等の
利点があるＩＣめである。

一方、銅導体の欠点として、焼成時の雰囲気によっては
容易に表面が酸化し、半田付は性が劣化することが知ら
れている。

また、半田付は後の回路基板を熱エージングターると、
半田付はランド部において銅導体と絶縁基板間の接着力
が低下する現象を生じることがあるが、これは半田中の
錫が銅と金属間化合物を形成するためであると推定され
ている。

ところで、銅を導体とした厚膜回路単板の作成において
は、上記した利点の（１）　、　（２）を生かし銀・パ
ラジウム）９体を使用した場合よりファインライン化し
、微細な導体パターンを形成することが求められる。フ
ァインライン化を可能とするためには、銅ペーストのレ
オロジー的挙動の最適化ら必要であるが、印刷、乾燥時
のダレ、ニジミを防止するため、導体厚さを減じる必要
がある。しかしながら、導体厚さを減少すると、前述し
たように熱エージング後に導体の接着力の低下を招き、
信頼性が低下するという欠点があった。

また、一方、実装密度の向上に伴い、銅を導体として用
いたハイブリッドＩＣでも、絶縁層を使用した多層化が
行われている。即ち、絶縁基板上に下層の導体層を形成
し、さらに絶縁層を介在して上層の導体層を形成してい
くような場合に、下層メ）体層は（れ自体の焼成後に、
絶縁層、上層心体層の焼成を受けることになり、焼成雰
囲気によっては半田付は性の低下が発生づるという欠点
があった。

（発明が解決しようとする課題） 上記の如く、従来は、銅導体を用いて微細な導体パター
ンを形成しようとすると、導体の厚さを減じる必要があ
り、熱エージングによって導体の接着力の低下を招くと
いう欠点がある。また、多層基板においては多層化の際
の焼成によって半［７（付は性の低下を沼くという欠点
があった。

そこで、本発明は上記の欠点を除去するためのもので、
銅を導体としで用いた場合に、導体の接着力の低下や半
田付は性の低下を招くことなく、ファインライン性にも
優れ、導体特性の良好な厚膜回路基板を提供することを
目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の厚膜回路基板は、絶縁基板上に形成される第１
の銅導体層の半田付はランド部上に、更に第２の銅導体
層を形成したことを特徴とするものである。

（作用） 本発明にａ５いては、部品Ａ′）リード線等が半田付ｉ
Ｊされる半田付はランド部が複数の銅導体層から（１が
成され、半田４１けランド部の導体厚さを回路部分の導
体厚さよりも増加できるので、熱エージング後に半田付
はランド部のｔ！ｉ４尋休層の体着力を低下させず、厚
膜回路基板の信頼性を向上させることができる。即ら、
回路部分のファインライン性を保持したまま半田付は部
分の銅・錫の金属間化合物の発生原因となる錫の銅ど１
体への拡散の影響を、半田付はランド部の股厚増人にて
軽減づることが可能となる。

また、多層４板を構成１ろ場合は、半田付はランド部の
導体層の内、下部の導体層を回路部分の下層導体層と同
時に焼成し、上部の導体層を回路部分の上Ｆｉ３９体層
と同時に焼成する。これにより、繰り返し焼成の場合に
問題となる半田付（プ性の低下を防止することができ、
ファインライン性を具備しかつ熱エージング後の信頼性
を備えた厚膜回路基板を１ワることができる。

（実施例） 以下、本発明の厚膜回路基板に係る一実施例について、
図面を参照して説明する。

第１図は本発明の−′尖施例の厚膜回路基板を丞す側断
面図である。

第１図（ａ）はアルミナ等のセラミック材料で形成され
た絶縁基板１を示している。この絶縁Ｍ板１の上には、
第１図（ｂ）に示すように銅ペース（・をスクリーン印
刷法を用いて印刷しくこのときの膜厚は２０〜３０μｍ
Ｐｉ！度ｒある）、１２０℃で１０分間空気中で乾燥後
、ピーク渇ｌな６００℃で１０分間に亘りベルト炉で窒
素中焼成し、銅導体層２Ａを形成する。銅シー）体層２
Ａの内、符号３髪よ半田付はランド部、４は微細パター
ンで構成されるファインライン部を示している。ファイ
ンライン部４のライン幅は１００μｍ、ライン間のスペ
ースは１００μｍである。更に、第１図（Ｃ）に示すよ
うに半田付はランド部３上にスクリーン印刷法にて印刷
し、上記と同様にして乾燥・焼成して第２の銅導体層２
Ｂを形成する。このとき、第１の銅導体層２Ａには繰り
返し焼成による変質層５が形成される。しかしながら、
半ＦＴ］付はランド部３にはこの様な変質層は形成され
ず、しかも２層構造であるので半田付は後に熱エージン
グを行っても錫の銅導体への拡散の影響が少なく絶縁基
板に対する接着力が損なわれない。

次に、第１図の実施例における銅導体の各種特性を比較
１゛るため、第２図〜第４図に比較例を示第２図に示づ
第１の比較例は、第１図の実施例（第１図（ｂ））と同
様にして絶縁基板１上に銅ベーストを印刷し、乾燥・焼
成して銅導体層２Δを形成したものである。その後に１
（田（＝Ｊけランド部３に銅ペーストを再度印刷するこ
となく、このままでサンプルとした。

第３図に示す第２の比較例は、第１図の実施例（第１図
（Ｃ））で得たサンプルに対し、ピーク温度６００℃で
１０分間のベル１−炉による窒素中焼成を更に２回行っ
たものである。これは、銅導体層と銅導体層の間に絶縁
層を介在させて多層基板を構成づる場合と同一の条件と
なるように繰り返し焼成を行ったものである。

第４図に示す第３の比較例は、絶縁基板１上に銅ペース
トをスクリーン印刷刃る場合のスクリーンの製版条件を
変更し、銅導体層２Ａの膜厚を第２図の比較例（即ち、
第１図（ｂ）の例）の場合の略２倍に厚く形成したもの
である。それ以外は第２図の比較例と同一の条件で印刷
、乾燥、焼成を行い、サンプルとした。

以上説明した第１図の実施例及び第２図〜第４図の第１
〜第３の比較例につき、銅導体の各秤特性を比較した結
果を第１表に示す。但し、表中に示す熱エージング後の
接着強度については、１５０℃で１０００時間の熱エー
ジング後に、接着強度が１ｋＱ／４ｍｍ２以上のものを
「○」とし、それ以下を「×」とした。ファインライン
性については、ラインとスペースの各々の幅を１００μ
ｍとしてパターン形成が可能なものを「○」とし、不可
能なものを「×」とした。また、半田角１ブランド部の
半田付は性については、半田付は状態（濡れ性等）を目
視し、良好なものをｒＯＪとし、不良なものを「×」と
した。

第１表によれば、本発明の実施例は導体に求められる必
要な特性を全て」にね備えていることが分る。

第１表 尚、上記実施例では、銅導体層を２層に÷（４成づ−る
場合について説明しているが、本発明は銅導体層を２層
以上の多層に構成づる場合にも応用できる。

また、厚膜回路基板が少なくとも２層以上の導体層を右
する所謂多層基板を構成する場合には、半田付はランド
部の導体層の内、下部の導体層を回路部分の下層導体層
と同時に焼成し、上部の３＋７体層を回路部分の上層導
体層と同時に焼成する。

これにより、繰り返し焼成の場合に問題となる半田付は
性の低下を防止づることができ、ファインライン性を具
備しかつ熱エージング後の信頼性を備えた厚膜回路基板
を得ることができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、ファインライン性を
備え、半田付はランド部で問題となる熱エージング後の
接着強度低下や、半田付は性の低下のない、導体特性に
優れた厚膜回路基板を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の厚膜回路基板を示す側断面
図、第２図乃至第４図は第１図の本発明実施例に対する
比較例を示す側断面図である。 １・・・絶縁基板、２Ａ、２Ｂ・・・銅導体層、３・・
・半田付はランド部。 １ゼ１ｖ１女 第１図 １２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絶縁基板と、 この絶縁基板に銅ペーストを印刷焼成して形成される第
   １の銅導体層と、 この第１の銅導体層の半田付けランド部上にさらに銅ペ
   ーストを印刷焼成して形成される第２の銅導体層とを具
   備したことを特徴とする厚膜回路基板。