JPH0312379A

JPH0312379A - メタライズペースト

Info

Publication number: JPH0312379A
Application number: JP14707689A
Authority: JP
Inventors: Shuji Yamazaki; 修司山崎; Shoichi Koyama; 小山　昌一
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1991-01-21
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JP2836847B2

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】（産業上の利用分野）本発明はセラミック基板に導体パターンを形成する際に
用いるメタライズペーストに関する。

（従来の技術）アルミナ等のセラミック基板に導体パターンを形成する
場合、焼成済みのセラミック基板に対してメタライズペ
ーストを印刷し、このメタライズペーストを基板に焼き
付けて形成する方法がある。

メタライズペーストを焼き付けた後は、導体パターン部
分に金めつき等のめっきを施し、回路基板等として提供
される。

このような焼成済みのセラミック基板に対して用いられ
るメタライズペーストは、従来、一般には、はとんど、
モリブデンとマンガンとを主成分とするペーストが用い
られている。このモリブデンとマンガンとを主成分とす
るメタライズペーストは、アルミナ等のセラミック基板
の焼成温度よりも低温で焼き付けることができる等の理
由から、一般に多用されているものである。

（発明が解決しようとする問題点）上記のように、焼成済みのセラミック基板に対しては、
モリブデンとマンガンとを主成分とするメタライズペー
ストが従来用いられているのであるが、このメタライズ
ペーストを用いた際の問題点として、得られるメタライ
ズ層がセラミック基板と十分な接着強度を有しないこと
、焼き付は時にメタライズ成分が揮散して、焼き付は後
のメタライズ層の厚さが薄くなること、また、メタライ
ズ層上への金めつきの付着性が悪いことがあげられる。

なお１本出願人はとくにベリリアセラミックに対して好
適に用いられるメタライズペーストとして、モリブデン
粉末を主成分とし、これに酸化マグネシウムおよび酸化
ケイ素を加えたペーストを開発している（特願昭６２−
３０８３４５号）、このメタライズペーストは、従来の
メタライズペーストにくらべて、メタライズ層のろう付
は強度が向上でき、ベリリアセラミック中へのメタライ
ズペーストの拡散が抑えられて導体パターンの滲みがな
くなり、メタライズ部の比抵抗値を小さくできる等の利
点を有する。しかしながら、このメタライズペーストの
場合も、無電解金めっきのような無電解めっきをそのま
ま施す場合は、めっき時の前処理等によってメタライズ
層が劣化するため、無電解金めっきを施す場合は、まず
、！！！、電解ニッケルめっきを施した後電解金めっき
を行っている。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、セラミック基板とメタラ
イズ層との密着性をさらに高めることができるとともに
、焼き付は終了後、そのまま無電解めっきを施すことが
でき、かつ導体部の比抵抗値等の特性をさらに改善する
ことのできるメタライズペーストを提供するにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、タングステン粉末を８０重重量以上〜９９．
９重量％以下、酸化マグネシウムおよび／または酸化ケ
イ素をそれぞれ０．１重量％以上〜１５重量％以下の配
合比で含有することを特徴とする。

（発明の概要）本発明のメタライズペーストは、タングステン粉末を主
成分とし、タングステン粉末に酸化マグネシウムおよび
酸化ケイ素を添加するか、酸化マグネシウムまたは酸化
ケイ素をそれぞれ単独で添加し、バインダとともに混練
した後、溶剤を加えてペースト状に形成して成る。

このメタライズペーストを用いてセラミック基板に焼き
付ける場合は、焼成済みのセラミック基板に所定パター
ンでスクリーン印刷し、１２００℃〜１５００℃に加熱
して焼き付けることができる。

メタライズペーストは、焼き付は時に自己焼結すること
と、セラミック中に焼結助剤として含まれるガラス相が
メタライズペースト中のタングステン粉末の粒界へ拡散
・浸入することによって、セラミックと接合する。メタ
ライズペーストに加えた酸化マグネシウムまたは酸化ケ
イ素は、セラミック基板とメタラズペースト間のガラス
相のかけけしとして作用するもので、同時に、焼き付は
温度をセラミックの焼成温度よりも低くするという作用
を有する。

本発明のメタライズペーストによれば、セラミック基板
とメタライズ層との密着性がきわめて向上すると共に、
焼き付は時にメタライズペーストが揮散する量が少ない
ことによりメタライズ層を厚付けすることができる。ま
た、本発明のメタライズペーストをベリリアセラミック
に用いた場合も、ベリリアセラミック中へのメタライズ
ペーストの拡散・浸入が少なく、導体パターンの境界部
が明確に形成されて、微細パターンの形成に適する。ま
た、メタライズ層が厚付けでき、そのまま無電解金めっ
き等の無電解めっきを施すことができる。

また、得られた導体パターン部の比抵抗値も、従来のモ
リブデンとマンガンとを主成分とするメタライズペース
トにくらべてはるかに小さくすることができるという特
徴がある。

なお、メタライズ層として良好なろう付は強度、比抵抗
値を得るため、メタライズペーストの各組成比としては
、タングステン粉末が重量比にして８０％以上〜９９．
９％以下、酸化マグネシウムが０．１％以上〜１５％以
下、酸化ケイ素が０．１％以上〜１５％以下であるもの
が好適に用いられる。

（実施例）以下本発明の好適な実施例を説明する。

平均粒径１．０μｍのタングステン粉末を主材料とし、
これに平均粒径２．０μｍの酸化ケイ素と酸化マグネシ
ウムとバインダーとしてエチルセルロースを添加し、乾
式ボールミルにて粉砕・混合した後、これに溶剤として
テルピネオール、ブチルカルピトールを加え、らいかい
機にて混練してメタライズペーストを得た。

得られたメタライズペーストを焼成済みのアルミナセラ
ミック基板にスクリーン印刷法で印刷し、乾燥させた後
、１２００〜１４００℃の還元雰囲気中で焼き付けた。

焼き付けた後の導体パターン部の形状をｌＩＩｍしたと
ころ、導体パターンの外観は良好であり、導体パターン
の側面がセラミック基板から起立して形成され、厚付け
された。また、導体パターンの境界部も滲みがなく明確
に形成された。

なお、タングステン粉末、酸化マグネシウム、酸化ケイ
素の組成比をそれぞれ変えて焼成し、導体パターン部の
ろう付は強度および比抵抗値を測定した。その結果、酸
化マグネシウムを１５重重量以上添加するとメタライズ
層が焼結せず粉々してしまい、酸化ケイ素を１５重重量
以上添加するとメタライズ層の表面にガラス成分かうき
出て、ろう付けすることが困雅になると同時に、比抵抗
値も大きくなる。また、タングステン粉末の含有比が９
９．９％重量以上の場合はメタライズ層が焼結できなか
った。

ろう付は強度は鉄−ニッケル合金あるいは鉄−ニッケル
ーコバルト合金からなるリードをろう付けした後の引っ
張り強度を測定した。同実験によって、焼成後の９２％
アルミナ含有セラミック基板に形成したメタライズ層の
ろう付は強度は、接合したリードが切れる近辺まで向上
することが確認できた。

また、ベリリアセラミックにおいても、従来のモリブデ
ンを主成分とするメタライズ層に比べてろう付は強度を
さらに向上させることができた。

ベリリアセラミックに形成した導体パターン部を観察し
たところ、メタライズペーストがベリリアセラミック中
に拡散せず、導体パターンの境界部が明確に形成され、
導体パターンの側面がセラミック表面から起立するよう
に形成された。

なお、セラミック基板にアルミナセラミックを用い、従
来のモリブデンとマンガンとを主成分とするメタライズ
ペーストを用いて導体パターンを焼き付けた際のろう付
は強度と本実施例のメタライズペーストを用いた場合の
ろう付は強度は、従来のモリブデンとマンガンとを主成
分とするメタライズペーストを用いたものの５倍〜７倍
程度向上していた。また、比抵抗値は９２％アルミナ含
有セラミック基板に形成したメタライズ層と同程度であ
った。

また、本実施例のメタライズペーストを用いたものでは
、導体パターンが厚付けでき、焼き付は後にそのまま無
電解金めっき等の無電解めっきを施すことが可能であっ
た。

また、導体パターン部にそのまま金めっきを施したもの
であってもろう付は強度は従来のアルミナセラミック基
板におけるろう付は強度と同等であり、チップ付けおよ
びボンディング付は性等についても通常のアルミナセラ
ミック基板と同等の特性を有することが認められた。

なお、上述した実施例においてはタングステン粉末にた
いして酸化マグネシラおよび酸化ケイ素を加えたが、こ
れらに加えてさらにアルミナ、酸化クロム、酸化カルシ
ウム等を適宜添加してもよし１゜また、前述したように、酸化マグネシウムと酸化ケイ素
をそれぞれ単独でタングステン粉末に加えた場合も、上
記例と同様に導体パターンの境界部の滲みがなく明確に
形成され、ろう付は強度、比抵抗値のいずれも従来のモ
リブデンとマンガンとを主成分とするメタライズペース
トを用いた場合に比較して向上した。

上記実施例では、セラミック基板としてアルミナセラミ
ック、ベリリアセラミックに適用した例について説明し
たが、この他、サファイヤ、窒化アルミニウム、ムライ
トセラミックに対しても適用することができる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

（発明の効果）上述したように、本発明に係るメタライズペーストは、
アルミナ、ベリリアセラミック等の各種セラミックに適
用して、セラミック基板との密着性に優れた導体パター
ンを形成することができ、ろう付は強度を向上させるこ
とができる。また。

導体パターンの比抵抗値を下げることができる。

さらに、導体パターンを厚付けでき、焼き付は後、その
まま無電解めっきを施すことが可能となり、セラミック
回路基板の製造を容易にすることができる等の著効を奏
する。

手続補正書

Claims

【特許請求の範囲】

１、タングステン粉末を８０重量％以上〜９９．９重量
％以下、酸化マグネシウムおよび／または酸化ケイ素を
それぞれ０．１重量％以上〜１５重量％以下の配合比で
含有することを特徴とするメタライズペースト。