JPH04137752A - メタライズ金属層を有するセラミック基板の製造方法 - 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） 本発明は半・導体素子を収容する半導体素子収納用パッ
ケージや半導体素子、抵抗、コンデンサ等が搭載接続さ
れる回路基板等に用いられるメタライズ金属層を有する
セラミック基板の製造方法に関し、より詳細には広面積
のセラミック体を出発材料として小面積のメタライズ金
属層を有するセラミック基板を可能な限り多数個集約的
に、且つ生産性良く得る方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、半導体素子収納用パッケージや回路基板等に使用
されるセラミック基板は、アルミナセラミック等の電気
絶縁材料から成る基板の上面に配線導体としてのタング
ステン、モリブデン等の高融点金属粉末から成るメタラ
イズ金属層を多数接合させた構造を有しており、かかる
従来のセラミック基板は通常、その量産性を考慮し、第
２図に示す方法によって製作されている。

即ち、 ■まず第２図に（ａ）に示す如く、上面に配線導体とし
てのメタライズ金属層１２を接合させた広面積のセラミ
ック体１１を準備する。

■次に第２図（ｂ）に示す如く、前記セラミック体１１
に接合させたメタライズ金属層１２の露出外表面に、該
メタライズ金属層１２の酸化腐食を防止するために、ま
たメタライズ金属層１２と半導体素子、抵抗、コンデン
サ等との電気的接続を強固とするためにニッケル、金等
から成る金属層１３をメッキにより層着させる。

■そして最後に前記セラミック体１１をメタライズ金属
層１２と共にダイシングマシン等により切断しセラミッ
ク体１１を小面積の複数個に分離することによって表面
にメタライズ金属層１２を有するセラミック基板１４を
一度に多数個集約的に製作している。

（発明が解決しようとする課題） しかし乍ら、この従来の製造方法によれば、メタライズ
金属層１２の露出外表面に層着させたニッケル、金等か
ら成る金属層１３か軟質であることから広面積のセラミ
ック体１１をメタライズ金属層１２と共にダイシングマ
シン等で切断し、小面積のセラミック基板１４に分離す
る際、金属層１３の切断部１３ａに多量のパリが形成さ
れてしまい、メタライズ金属層１２が多数個、近接して
セラミック基板１４の表面に接合されている場合には、
前記パリか隣接するメタライズ金属層１２間を短絡させ
、半導体素子収納用パッケージや回路基板等に使用でき
なくなるという欠点を有していた。

また上記方法によって製作されたセラミック基板を光半
導体素子か搭載される回路基板に使用した場合、前記パ
リか光半導体素子の光軸上に位置すると光がパリによっ
て散乱、或いは遮断され、その結果、光半導体素子の特
性を大幅に劣化させてしまうという欠点も有していた。

（発明の目的） 本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は
表面にメタライズ金属層が接合された広面積のセラミッ
ク体をダイシングマシン等て切断し、小面積のセラミッ
ク基板に分離したとしてもメタライズ金属層の露出外表
面に層着させたメッキ金属層の切断部にパリが発生する
のを皆無となし、半導体素子収納用パッケージや回路基
板等として好適に使用することができるメタライズ金属
層を有するセラミック基板の製造方法を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明のメタライズ金属層を有するセラミック基板の製
造方法は表面にメタライズ金属層を接合させた広面積の
セラミック体に、該セラミック体及びメタライズ金属層
の一部を覆う如く帯状の絶縁層を被着させる工程と、 前記セラミック体表面に接合させたメタライズ金属層の
露出外表面にメッキ金属層を層着させる工程と、 前記メタライズ金属層を接合させたセラミック体を絶縁
層の被着させた部位より切断し、複数個の小面積のセラ
ミック基板に分離する工程とから成ることを特徴とする
ものである。

（実施例） 次に本発明のメタライズ金属層を有するセラミック基板
の製造方法を第１図に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。

まず第１図（ａ）に示す如く、上面にメタライズ金属層
２を接合させた広面積のセラミック体１を準備する。

前記セラミック体１．は酸化アルミニウム質焼結体、窒
化アルミニウム質焼結体等から成り、例えば酸化アルミ
ニウム質焼結体から成る場合は、アルミナ、シリカ、カ
ルシア、マグネシア等の原料粉末にメチルメタアクリレ
ート、エチルアクリレート等の有機溶剤とトルエン等の
溶媒とを添加混合して泥漿状となすとともにこれをドク
ターブレード法、或いはカレンダーロール法を採用する
ことによってセラミックグリーンシート（セラミック生
シート）を形成し、しかる後、前記セラミックグリーン
シートを適当な形状に打抜き加工を施すとともに高温（
約１６００°Ｃ）で焼成することによって製作される。

また前記セラミック体１の上面に接合されるメタライズ
金属層２はタングステン、モリブデン、等の高融点金属
粉末から成り、該タングステン、モリブデン等の金属粉
末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペー
ストをセラミック体１となるセラミックグリーンシート
の上面に従来周知のスクリーン印刷法により所定パター
ンに印刷塗布するとともにこれを還元雰囲気中、約１６
００℃の温度で焼成し、セラミックグリーンシートと金
属ペーストとを焼結一体色させることによってセラミッ
ク体１の上面に接合される。

次に第１図（ｂ）に示す如く、前記メタライズ金属層２
を接合させたセラミック体１の上面に、該セラミック基
体１及びメタライズ金属層２の一部を覆う如く帯状の絶
縁層３を被着させる。

前記絶縁層３は例えば、酸化アルミニウム質焼結体から
成り、アルミナ、シリカ、カルシア、マグネシア等の原
料粉末にメチルメタアクリレート、エチルアクリレート
等の有機溶剤とトルエン等の溶媒とを添加混合して得た
絶縁ペーストをセラミック体１の上面に従来周知のスク
リーン印刷法により帯状に印刷塗布するとともにこれを
還元雰囲気中、約１６００°Ｃの温度で焼成することに
よってセラミック体１の上面所定位置に被着される。

前記絶縁層３は後述するセラミック体ｌを切断し複数個
のセラミック基板に分離する際、セラミック基板の切断
分離部分に多量のパリが発生するのを有効に防止すると
ともセラミック体ｌの切断分離部分を示す目印として作
用する。

尚、前記絶縁層３は上述の酸化アルミニウム質焼結体に
限定されるのではなく、他の電気絶縁材料、具体的には
エポキシ樹脂やシリコン樹脂等の有機物であってもよい
。但し、絶縁層３をセラミック体ｌと同じ材料で形成す
るとセラミック体１に絶縁層３を被着させる際、セラミ
ック体１と絶縁層３の間に両者の熱膨張係数の相違に起
因した応力が発生するのが皆無となり、セラミック体ｌ
と絶縁層３とを極めて強固に被着させることができる。

従って、絶縁層３とセラミック体１とを強固に被着させ
るには両者を同一の材料で形成しておくことが好ましい
。

また前記絶縁層３はその厚みが０．０５ｍｍを越えると
メタライズ金属層２に半導体素子や抵抗、コンデンサ等
の電子部品を自動機を使用して接続する際、絶縁層３が
自動機の邪魔となってメタライズ金属層２に電子部品を
良好に接続することができなくなる危険性がある。従っ
て、前記絶縁層３はその厚みを０．０５ｍｍ以下として
おくことが好ましい更に前記絶縁層３はその幅が０．１
５ｍｍ未満であるとセラミック体ｌを後述するダイシン
グマシン等で切断し多量のセラミック基板に分離する際
、ダイシングマシン等の切断面積が絶縁層３の幅よりも
大きくなってセラミック基板の切断分離部分に多量のパ
リが発生してしまい、また１、０ｍｍを越えると絶縁層
３が覆うメタライズ金属層２の面積が広くなり、メタラ
イズ金属層２に半導体素子や抵抗、コンデンサ等の電子
部品を接続し難くなる。

従って、前記絶縁層３の幅は０．１５乃至１．０ｍｍの
範囲としておくことが好ましい。

そして次に第１図（Ｃ）に示す如く、セラミック体１の
上面に接合させたメタライズ金属層２の露出外表面に該
メタライズ金属層２が酸化腐食するのを有効に防止し、
且つメタライズ金属層２に半導体素子や抵抗、コンデン
サ等を強固に接続させるための金属層４を層着させる。

尚、前記金属層４はニッケルや金等の耐蝕性に優れ、且
つ良導電性である金属が使用され、従来周知の電解メッ
キ法によりメタライズ金属層２の露出外表面に層着され
る。

また前記金属層４はその厚みが０．０５μｍ未満である
と金属層４がメタライズ金属層２の露出外表面を完全に
覆うことがてきず、メタライズ金属層２に酸化腐食が発
生したり、メタライズ金属層２と半導体素子や抵抗、コ
ンデンサ等との接続強度が弱いものとなってしまい、ま
た２０．０μｍを越えると製品としてのセラミック基板
が極めて高価なものとなってしまう。従って、金属層４
はその厚みを０．０５乃至２０．０μｍの範囲としてお
くことが好ましい。

そして最後に前記メタライズ金属層２を接合させたセラ
ミック体ｌはその上面に被着させた絶縁層３の部位でダ
イシングマシン等の機械的切断装置を使用することによ
って切断され、これによって第１図（ｄ）に示す如く、
表面にメタライズ金属層２を有する製品としてのセラミ
ック基板５が一度に多数個集約的に製作される。

尚、前記セラミック体ｌをダイシングマシン等の機械的
切断装置で切断する場合、セラミック体ｌの切断は絶縁
層３を被着させた部位であり、該切断部にはメタライズ
金属層２の外表面に層着させた金属層４が存在しないこ
とから金属層４にパリが発生することは一切なく、その
結果、前記パリによって隣接するメタライズ金属層２間
が短絡したり、パリが光半導体素子の光軸上に位置し、
光半導体素子の特性に劣化を招来したりすることは皆無
となって半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケ
ージや半導体素子、抵抗、コンデンサ等が搭載接続され
る回路基板に極めて好適に使用することが可能となる。

（発明の効果） 本発明のメタライズ金属層を有するセラミックス基板の
製造方法によれば、メタライズ金属層を接合させた広面
積のセラミックス体の上面に帯状の絶縁層を被着させる
とともに該セラミック体を絶縁層の被着させた部位より
切断することによって小面積のセラミックス基板を一度
に多数個集約的に製作するようになしたことから得られ
るセラミック基板は極めて安価なものとなすとともにメ
タライズ金属層の外表面に層着させた金属層にパリを発
生することかなく、該金属層に発生するパリによって隣
接するメタライズ金属層間が短絡したり、パリが光半導
体素子の光軸上に位置し、光半導体素子の特性に劣化を
招来させたりすることも皆無となる。従って、本発明の
製造方法によって製作されるセラミック基板は光半導体
素子等の半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケ
ージや半導体素子、抵抗、コンデンサ等が搭載接続され
る回路基板に極めて好適に使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）は本発明のメタ
ライズ金属層を有するセラミック基板の製造方法を説明
するための各工程毎の断面図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ
）は従来のメタライズ金属層を有するセラミック基板の
製造方法を説明するための各工程毎の断面図である。 １　・・セラミック体 ２　・・メタライズ金属層 ３・・絶縁層 ４・・金属層 ５・・セラミック基板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　表面にメタライズ金属層を接合させた広面積のセラミ
   ック体に、該セラミック体及びメタライズ金属層の一部
   を覆う如く帯状の絶縁層を被着させる工程と、 前記セラミック体表面に接合させたメタライズ金属層の
   露出外表面にメッキ金属層を層着させる工程と、 前記メタライズ金属層を接合させたセラミック体を絶縁
   層の被着させた部位より切断し、複数個の小面積のセラ
   ミック基板に分離する工程とから成るメタライズ金属層
   を有するセラミック基板の製造方法。