JPH03175690A - セラミックプリント配線板 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、高精度、高信頼性を有するセラミックプリン
ト配線板に関する。

（従来の技術） 湿式めっき法を用いたセラミックプリント配線板におい
て、厚膜（焼成タイプ）抵抗体層とめっき導体回路を組
み合わせようとするこころみは、すでに行われている。

例えば、厚膜抵抗体を焼成により形成し、導体回路と接
する厚膜抵抗体層の端子部に、パラジウムを含むガラス
ペーストを印刷後焼成して端子部（接続端子）を形成し
、感光性ポリイミドを絶縁層かつめっきレジストとして
被覆し、化学めっきにより接続端子に一部重なるように
して導体回路を形成する方法が、知られている。さらに
特開昭４９−８２９８８号公報には、厚膜導体パッドを
形成し該導体パッド間に、抵抗体を印刷焼成し、かつ化
学めっきにより導体回路を形成する方法も開示されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように抵抗体端子部に、パラジウムを含むガラ
ス層を介′在させた場合、抵抗体として、特に電流ノイ
ズの増大を伴ってしまうという欠点があった。さらに該
導体端子部とセラミック基板との密着性を支えるガラス
成分が後のめっき工程及びバターニング工程での薬品処
理で侵しよくされ、劣化してしまう場合がある。

また基板を粗面化処理して、めっき導体と基板の密着強
度を高めようとするとき、端子部（厚膜導体層）に含ま
れるガラス成分が基板表面に広がり、せっかくの粗面化
面を埋めてしまい、（厚膜導体）端子部周辺で密着性が
低下し、熱履歴によりふくれが生じる等の問題がある。

さらに厚膜導体端子部の膜厚が約１０μｍと厚いため、
抵抗体の印刷性、バターニング性が悪く、膜厚や寸法の
ばらつきが生じ、その結果抵抗値のばらつきが大きくな
るという問題がある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、従来技術の問題点を解決し、高精度、高
特性を有するセラミックプリント配線板の作製を鋭意検
討した結果、本発明に到達した。

ナなわち、本発明は、セラミック基板上に、厚膜抵抗体
層、湿式めっきによる導体回路、および該導体回路と該
厚膜抵抗体層の接続のための接続端子が少なくとも配さ
れてなるセラミックプリント配線板において、該接続端
子が、金属元素含有有機化合物を主成分とするペースト
を印刷、焼成したものであることを特徴とするセラミッ
クプリント配線板である。

本発明におけるセラミック基板とは、アルミナ系基板、
窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板、ガラス系基板
などのセラミック系基板である。また前記セラミック系
基板はそのまま使用することができるが、好ましくはめ
っき導体の密着力を上げるために基板表面を機械的及び
化学的に粗面化したセラミック基板を使用する。特に、
溶融アルカリによって粗面化されたアルミナ系基板が好
適である。

これらのセラミック基板は必要によりスルーホールを形
成したものでもよい。

本発明における接続端子（以後薄膜導体端子層とも称す
る）とは厚８抵抗体層と導体回路パターンを形成してい
るめっき導体層とを接続するための耐薬品性の中間端子
層で、ガラス成分及び金属粉末を含まず、かつ金属元素
を含んだ有機化合物（有機金属化合物）を主成分とする
ペーストを印刷、焼成させることにより形成される。厚
さは、５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、さらに好ま
しくは０．５〜０．１μｍが良い。また厚膜導体層に比
べて電気抵抗が小さい程好ましい。該有機金属化合物の
種類は特に限定されないが、好ましくは金、銀、白金、
銅、パラジウム、ニッケルの化合物が良い。該有機金属
化合物の例として、液状金属レジネートがある。

厚膜抵抗体層と湿式めっきによる導体回路との間に薄膜
導体端子層を介在させて、厚膜抵抗体層と湿式めっきに
よる導体回路との接合性を向上させる方法としては第１
図に示すような例が考えられるが、特に限定されるもの
ではなく、接続端子（薄膜導体端子層）を介在しておれ
ばよく、その他の方法を用いてもよい。

また単に接続端子としてだけではなく、湿式めっきによ
る導体回路のかわりに導体回路として使用することも何
ら限定されることはない。

本発明における厚膜抵抗体層とは、例えば、銀、パラジ
ウム、ルテニウム化合物、Ｔａｔ　Ｓｎｔ　Ｉｎの酸化
物、Ｌ　ａ　Ｂ　ａなどの導電性微粉末、ガラス質フリ
ット、金属酸化物及び有機ビヒクルから成り、薄膜導体
端子層の一部又は全部に接続するような位置に抵抗体層
を印刷し、適当な条件下で焼成したものである。本発明
において、湿式めっきを施す前にめっき液が抵抗体層に
触れないように第１図で示すような絶縁体層で抵抗体層
を完全に覆うことが好ましい。絶縁体層とは厚膜抵抗体
層を保護する耐薬品性のもので、例えば厚膜無機絶縁体
とか樹脂系の絶縁体がある。厚膜無機絶縁体とはガラス
質フリット、金属酸化物及び有機ビヒクルから成り、厚
膜抵抗体層上に厚膜無機絶縁体を印刷し、適当な条件下
で焼成する。又樹脂系の絶縁体も同様に、厚膜抵抗体層
上に印刷し、適当な条件下で硬化を行う。

本発明における湿式めっきとは、銅及び銀、白金、白金
属、金、ルテニウム、ニッケル、コバルトの無電解めっ
き及び又は、これらを下部層とする電気めっきである。

導体パターンの形成法としては、公知のセミアデイティ
ブ法、フルアデイティブ法、又はサブトラクト法があり
、いずれでも実施可能である。

（実施例） 本発明を更に詳細に説明するために実施例を挙げるが、
本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるもので
はない。

性能評価のための測定は次の方法によった。

ＴＣＲ（抵抗温度係数）特性：所定の回路パターンを形
成し、基板を恒温チャンバー内の端子に接続し、チャン
バー内を２５℃に調節し、その時の値を抵抗値とし、そ
の後温度を１２６℃に上げ、その時の抵抗値を記録し、
次式によりＴＣＲを算出した。

ノイズ（電流雑音指数）特性：所定の回路パターンを形
成し、基板を室温（２５℃）においてＱｕａｎ−Ｔｅｃ
ｈ　Ｒｅ５ｉｓｔｏｒ−Ｎｏｉｓｅ　Ｔｅ５ｔ　ＳＥＴ
　３１５Ｂを用いて測定した。

〈実施例１〉 アルミナ９６％含有する縦５０．８ｍｍ、横５０．８嘗
嘗、厚さ０．６３５ｍ嘗の白色セラミック基板を３４０
℃に保持された溶融苛性ソーダに、１０分間浸漬し基板
表面を適度に粗面化した。

次に液状金しジネー）（Ａ−１１１８ｒ工ンゲルハード
社」製）をスクリーン印刷法により所望箇所に塗布し、
１５０°Ｃで１０分間乾燥した後、８５０℃で１０分間
（トータル６０分間）空気焼成し、薄膜導体端子層を形
成した。

薄膜導体端子層間の間隔は１．０ｍｍとした。

次いで両薄膜導体端子層にそれぞれ一部重なる様に厚膜
抵抗体焼成ペース）　（Ｒ９３１ＯＮ　ｒ昭栄化学工業
・矯」）をスクリーン印刷法により塗布し、１５０℃で
１０分間乾燥し、８５０°Ｃで１０分間（トータル３５
分間）空気焼成した。

更に厚膜抵抗体を保諧するため厚膜抵抗体層全面を被う
様に厚膜絶縁体焼成ペース）（ＡＰ５２３１「旭硝子」
）をスクリーン印刷法により塗布Ｌ、１５０℃で１０分
間乾燥し、その後６００℃で１０分間（トータル３０分
間）空気中焼成した。

厚膜抵抗体の焼成後の形状は巾１．０ｍ鵬、長さ１゜５
闘、厚さ１０μｍである。又厚膜絶縁体層の焼成後の形
状は巾１．２．．１長さ１．０ｍｍ、厚さ１０μｍであ
る。

上記、抵抗体端子用薄膜導体層、厚膜抵抗体層及び厚膜
絶縁体層形成後のアルミナ基板にフルアデイティブ法に
より薄膜導体端子層の一部に重なる様に、めっき導体回
路パターンを形成した。具体的にはまず、前記基板全面
を触媒活性化し、その後感光性ドライフィルムを用いて
ネガ型のめっきレジストを薄膜導体端子層の一部に重な
るように回路パターン状に形成し、化学銅めっきを約１
０μｍ析出させた。

化学銅めっきは、ＫＣ−１０Ｃ日本鉱業コを用いた。こ
の特性の測定結果を表１に示す。

〈実施例２〉 実施例１に示したと同一の方法で粗面化した白色セラミ
ック基板に厚膜抵抗体焼成ペース）（Ｒ９３１ＯＮ　ｒ
昭栄化学鉱業・看」）をスクリーン印刷法により塗布し
、１５０℃で１０分間乾燥し、８５０　”Ｃで１０分間
（トータル３５分間）空気焼成した。次に液状金レジネ
ート（Ａ−１１１８「エンゲルハード社」製）をスクリ
ーン印刷法により、抵抗体と一部重なる様に塗布し、１
５０’Ｃで１０分間乾燥した後、８５０℃で１０分間（
トータル６０分間）空気焼成し薄膜導体端子層を形成し
た。薄膜導体端子層間の間隔は１．０ｍｍとした。更に
厚膜抵抗体を保刻するため厚膜抵抗体層全面を被う様に
厚膜絶縁体焼成ペース）　（ＡＰ５２３１「旭硝子」）
をスクリーン印刷法により塗布し、１５０″Ｃで１０分
間乾燥し、その後６００℃で１０分間（トータル３０分
間）空気中焼成した。厚膜抵抗体層の焼成後の形状は巾
１．０ｍｍ、長さ１．５−ｍ１厚さ１０μｍである。上
記厚膜抵抗体層薄膜導体端子層及び厚膜絶縁体形成後の
アルミナ基板に実施例１と同様にフルアデイティブ法に
より薄膜導体端子層の一部又は全部に重なる様にめっき
導体回路パターンを形成した。この特性を表１に示す。

〈実施例３〉 実施例１に示したと同一の方法で粗面化した白色セラミ
ック基板に液状金しジネー）（Ａｌｌｌ８「エンケルハ
ード社」製）をスクリーン印刷法により所望箇所に塗布
し、１５０℃で１０分間乾燥した後、８５０℃で１０分
間（トータル６０分間）空気焼成し、薄膜導体端子層を
形成した。薄膜導体端子層間の間隔は１．０關とした。

次いで両薄膜導体端子層のそれぞれ一部重なる様に厚膜
抵抗体焼成ペース）（Ｒ９３１ＯＮｒ昭栄化学工業・力
」）をスクリーン印刷法により塗布し、１５０℃で１０
分間乾燥し、８５０℃で１０分間（トータル３５分間）
空気焼成した。更に厚膜抵抗体を保護するため厚膜抵抗
体層全面を被う様に厚膜絶縁体焼成ペースト（ＡＰ５２
３１ｒ旭硝子」）をスクリーン印刷法により塗布し、１
５０″Ｃで１０分間乾燥し、その後６００℃で１０分間
（トータル３０分間）空気中焼成した。厚膜抵抗体の焼
成後の形状は巾１．０＋ｕ１長さ１．６＋ｎ、厚さ１０
μｍである。又厚膜絶縁体層の焼成後の形状は中１．２
關、長さ１．０ｍｍ、厚さ１０μｍである。上記抵抗体
端子用薄膜導体層、厚膜抵抗体層及び厚膜絶縁体層形成
後のアルミナ基板にサブトラクト法により薄膜導体端子
層の一部又は全部に重なる様にめっき導体回路パターン
を形成した。

この特性を表１に示す。

く比較例１〉 実施例１に示したと同一の方法で、粗面化した白色セラ
ミック基板に厚膜導体焼成ペース１−（ＴＲ−４９４Ｏ
ｒ国中マッセイ９１Ｊ）を用いて、スクリーン印刷法に
より形成し、１５０℃で１０分間乾燥後、８５０℃で１
０分間（トータル３５分間）空気焼成し、厚膜導体端子
層を形成した。

厚膜両端子層の間隔は１．０ｍｍとした。次いで同厚膜
導体端子層にそれぞれ一部重なる様に厚膜焼成型抵抗体
ベース）（Ｒ９３１ＯＮｒ昭栄化学工業ＩＩ）を用いて
スクリーン印刷法により所望パターン状に塗布し、１５
０℃で１０分間乾燥後、８５０℃で１０分間（トータル
３５分間）空気中焼成した。この抵抗体層上に抵抗体採
譜用厚膜ガラスペースト（ＡＰ５２３１ｒ旭硝子」）を
スクリーン印刷法により塗布し、１６０℃で１０分間乾
燥後ｅＯＯ℃で１０分間（トータル３０分間）空気焼成
した。厚膜抵抗体層の焼成抜形状は中１゜０■、長さ１
．５ｍｍ、厚さ１０μｍである。又厚膜絶縁体層の焼成
後の形状は、中１．２ｍｍ、長さｉ、ｏ、、、厚さ１０
μｍである。上記、厚膜抵抗体層、厚膜導体端子層及び
厚膜絶縁体形成後のアルミナ基板に実施例１と同様にフ
ルアデイティブ法により厚膜導体端子層の一部又は全部
に重なるように、めっき導体回路パターンを形成した。

この特性を表１に示す。

く比較例２〉 実施例１に示したと同一の方法で、粗面化した白色セラ
ミック基板に厚膜焼成型抵抗体ペースト（Ｒ９３１ＯＮ
ｒ昭栄化学工業Ｇ′ＪＪＪ’）をスクリーン印刷法によ
り塗布し、１５０℃で１０分間乾燥し、８５０℃で１０
分間（トータル３５分間）空気焼成した。次に厚膜導体
焼成ベース）　（ＴＲ−４９４Ｏｒ国中マッセイ１１」
）をスクリーン印刷法により抵抗体と一部重なる様に塗
布し、１５０°Ｃで１０分間乾燥した後、８５０℃で１
０分間（トータル３５分間）空気焼成し、厚膜導体端子
層を形成した。厚膜導体端子層間の間隔は１．０目とし
た。更に厚膜導体抵抗体を保護するため厚膜抵抗体層全
面を被う様に厚膜絶縁体焼成ペースト（Ａ６２３１　ｒ
旭硝子」）をスクリーン印刷法により塗布し、１５０℃
で１０分間乾燥し、その後６００℃で１０分間（トータ
ル３０分間）空気中焼成した。厚膜抵抗体層の焼成後の
形状は巾１．０目、長さ１．５關、厚さ１０μｍである
。

又厚膜絶縁体層の焼成後の形状は巾１．２ｍｍ、長さ１
．０■■、厚さ１０μｍである。上記厚膜抵抗体層、厚
膜導体端子層及び厚膜絶縁体形成後のアルミナ基板に実
施例１と同様にフルアデイティブ法により厚膜導体端子
層の一部又は全部に重なる様にめっき導体回路パターン
を形成した。この特性を表１に示す。

（発明の効果） 本発明の実施に当たり、めっき導体回路と厚膜抵抗体の
接続に本発明の接続端子を用いることにより、厚膜抵抗
体の本来の電気的特性と接続の信頼性を向上できること
は、セラミックプリント配線板の高精度化、高特性化、
高歩留り化に極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の例を示す概略図であり、第３
図、第４図は従来の厚膜導体幼子層を用いたときの例を
示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック基板上に、厚膜抵抗体層、湿式めっき
   による導体回路、および該導体回路と該厚膜抵抗体層の
   接続のための接続端子が少なくとも配されてなるセラミ
   ックプリント配線板において、該接続端子が、金属元素
   含有有機化合物を主成分とするペーストを印刷、焼成し
   たものであることを特徴とするセラミックプリント配線
   板。