JPH0427180Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、混成集積回路等のデバイスを構成
するため、絶縁基板に電極が形成された厚膜回路
基板に関し、特に電極の接着強度を強化した厚膜
回路基板に関する。

〔従来の技術〕

従来の厚膜回路基板は、第５図及び第６図で示
すように、平坦な絶縁基板１の表面にAg−Pd系
ペースト等を印刷して電極２，２……が形成され
ている。そして結晶化ガラスペーストを印刷して
クロス絶縁層５が形成され、この上にクロス用の
導体６が形成されている。

この場合、回路の集積度を高めて、装置の小型
化を図るため、基板１の両面に電極２，２……が
印刷され、これら電極２，２にそれぞれ電子部品
が接続される。

上記電極２，２……の主成分であるAgは、半
田付けに際して高温の溶融半田に晒されると、そ
の電極中のAgが溶融した半田の中に溶け出す、
いわゆる銀喰れ現象を生じる。この結果、電極
２，２……の基板１に対する接着強度が弱くな
る。

電極２，２……への半田付けは基板１の各面毎
に行われるため、先に半田付けされた側の電極
２，２……は、それ自身の半田付け工程と、他面
側の電極２，２……への半田付け工程の２度に亙
つて高温の溶融半田に晒される。この結果、上記
接着強度の劣化が特に著しい。

例えば、Ag−Pd系ペースト（Ag55wt％、
Pd15wt％、ガラス成分15wt％及び残部がバイン
ダと溶剤）をアルミナ基板１に印刷し、これを焼
き付けて作つた電極２，２……に、クリーム半田
（Sn63wt％、Pd35wt％及びAg2wt％の金属成分
とフラツクス）を使用して半田付けをするに際
し、電極２，２……を210〜220℃の温度で40〜60
秒加熱すると、電極２，２……の基板１に対する
接着強度は、0.5Kg／mm以下となつてしまう。

このため従来の場合は、電極２，２……の膜厚
を厚目にすることで電極の接着強度を所要の値に
保つている。

また、絶縁基板１に対する電極２，２……の接
着強度を高める他の手段として、特開昭58−
155792号公報に示されたように、絶縁基板１の電
極２，２……が形成される位置に研磨材を吹き付
けて、その部分の表面を予め粗くしておき、そこ
に導電ペーストを印刷し、焼付けて電極２，２…
…を形成する手段が提案されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、前者の従来技術のように、電極２，２
……の膜厚を厚目にするためには、ペーストの印
刷工程を２度以上行う必要があり、製造工数を増
加させる欠点がある。さらに、２度目の印刷を行
うときは、１度目より印刷パターンを狭くして、
いわゆる印刷パターンのはみ出しを防ぐ必要があ
る。従つて、印刷用のスクリーンマスクを２種類
用意する必要がある。

また、後者の従来技術においても、回路配線パ
ターンを形成する前に、絶縁基板１の表面にマス
クを施して、電極部分のみに研磨材を吹き付ける
という工程が別に必要となる。このため、前者の
ものよりさらに面倒な工程を付加しなければ回路
基板が製造できないという課題がある。

さらに、単に絶縁基板１の表面に研磨材を吹き
付けて表面を粗くすることで、電極２，２……と
絶縁基板１との初期の密着強度を或る程度高くす
ることができる。しかし、表面を粗くした程度で
は、電極２，２……の膜厚を厚くすることができ
ないため、前述した銀喰われ現象が電極絶縁基板
１の表面に密着している電極２，２……の深部に
も及び、そこの銀成分が流失していまう。このた
め、半田付け後の電極２，２……の絶縁基板１表
面への密着強度が低下したり、電気抵抗が増大し
てしまうという課題を解消することはできない。

この考案は、従来の厚膜回路基板が持つ上記の
欠点を解消し、工程の増加を伴うことなく製造で
きると共に、電極の接着強度の強い印刷回路基板
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

すなわちこの考案では、上記目的を達成するた
め、絶縁基板１１の上に、絶縁層１５と、導電性
被膜からなる電極１２とが形成された厚膜回路基
板において、前記絶縁層１５と同じ材料により絶
縁基板１１の上に絶縁被膜１３による凹凸模様を
有する厚膜パターンが形成され、この絶縁被膜１
３を含む領域上に電極１２が形成されたことを特
徴とする厚膜回路基板を提供する。

なお、前記厚膜パターンを形成する絶縁被膜１
３の厚さは、10〜30μｍが望ましく、同被膜は、
ガラス被膜がよい。

〔作用〕

この考案による回路基板では、絶縁基板１１の
上に印刷された絶縁被膜１３による凹凸模様を有
する厚膜パターンによつて、絶縁被膜１３の間の
凹部分に電極１２，１２……を形成するための導
電ペーストを比較的多量に保持できる。このた
め、１度の印刷工程で膜厚の厚い電極を形成する
ことができる。また、電極１２と基板１１及び電
極１２と絶縁被膜１３との総体的な接触面積が広
くなるため、電極１２と絶縁基板１１との強い接
着強度が得られる。

しかも上記絶縁被膜１３は、絶縁基板１１の上
に印刷される他の絶縁層１５と同じ材料で形成さ
れており、同絶縁層１５と同時に印刷、焼付する
ことができるため、既存の回路基板の製造工程に
特別な工程を付加せずに製造することができる。

なお、上記絶縁被膜１３としてガラスを印刷し
た場合は、電極１２の焼き付けの際に、その中の
ガラス成分が絶縁被膜と結着し合うため、より高
い接着強度が得られる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を、第１図〜第４図を
参照しながら説明する。図示されたように、実施
例による厚膜回路基板は、アルミナ基板等の絶縁
基板１１の上に、絶縁層１５を有する回路基板に
おいて、突起を構成する絶縁被膜１３，１３……
による凹凸模様を有する厚膜パターンを形成し、
この上に電極１２，１２……を設けている。

絶縁被膜１３，１３……用の絶縁物は、ガラ
ス、セラミツク、プラスチツク等を使用すること
ができ、前記絶縁層１５と同じ材料のものを用い
る。一般的には配線導体の絶縁用クロスガラスに
使用される結晶化ガラスが用いられる。また、そ
の被膜の厚さは、焼付後において10〜30μｍ程度
がよい。

この回路基板は、例えば次のような方法で製作
される。まず基板１１の上にAg−Pdペースト等
を印刷し、さらにこれを乾燥し、焼き付けて下部
導体１４ａ，１４ｂを設ける。次ぎにガラスペー
ストを所定のパターンで印刷し、これを乾燥し、
焼き付けて下部導体１４ｂの上に絶縁層１５（図
示の場合は、クロスガラス）を設けると同時に、
絶縁被膜１３による厚膜パターンを設ける。その
後、Ag−Pdペースト等を印刷し、これを乾燥
し、焼き付け、電極１２，１２……と上部導体１
６を設ける。

なお、絶縁被膜１３の厚膜パターンの例として
は、第１図及び第４図ニに示すような、全体が連
続する格子状のものや、第４図イ〜ハに示すよう
な、各種形状の小さな絶縁被膜が不連続的に散在
するもの等が一般的である。

次に、より具体的な実施例について説明する
と、第７図で示すように、アルミナ基板１の上に
結晶化ガラスペーストを線幅0.2mm、線間隔0.2mm
で格子状に印刷し、これを乾燥し、焼き付けて絶
縁被膜１３を作つた。この絶縁被膜１３の厚さ
は、約20μｍであつた。次ぎにこの上に1.2×1.2
mmの形状でAg−Pdペーストを印刷し、これを乾
燥し、焼き付けて電極１２を設けた。なお、上記
ペーストの印刷厚さは、絶縁被膜１３が存在しな
い基板１１の上の部分で約22μｍ、絶縁体１３の
上の部分で約9μｍであつた。

そしてこのようにして作つた試料について、次
の方法で電極１２の基板１１に対する接着強度を
測定した。

まず電極１２の上に５mgのクリーム半田を0.2
〜0.3mmの厚さに塗布し、第９図で示すように、
この上に直径0.5mmのＬ字形の銅線１８の一方の
腕を添え、他方の腕を基板１１に対して垂直に立
てた。さらにこの銅線１８の上に５mgの糸半田を
乗せ、270〜300℃の温度でこの銅線１８を電極１
２に半田付けした。なお、半田付けの際の加熱時
間を10秒、20秒、50秒と時間を変え、それぞれ24
個宛実施した。また、これらについては、何れも
電極１２の縁から直立する銅線１７の一方の腕の
中心軸までの距離を0.6mmと一定にした。

この状態で、上記銅線１７の直立した一方の腕
を基板１１に対して垂直に上方へ引つ張り、電極
１２が基板１１から剥離する荷重を測定した。さ
らにこの測定結果を電極１mm当たりの荷重に換算
し、電極１２の接着強度を求めた。この平均値を
半田付けの加熱時間毎にプロツトしたのが第１０
図において実線で示したグラフである。

他方、上記実施例との比較のため、第８図で示
すように、アルミナ基板１の上に1.2×1.2mmの形
状でAg−Pdペーストを前記実施例と同条件で印
刷し、これを乾燥し、焼き付けて電極２を設け
た。なお、焼き付け後の電極２の厚さは約10μｍ
であつた。

これについて、上記実施例と同じ方法で電極２
の基板１に対する接着強度を測定し、その平均値
を半田付けの加熱時間毎にプロツトして示したの
が第１０図において点線で示したグラフである。

第１０図から明らかな通り、実施例では比較例
に比べて何れの場合も高い接着強度が得られ、例
えば半田付けの際の加熱時間が50秒の場合でも、
約２倍の接着強度が得られた。

〔考案の効果〕

以上説明した通り、この考案の厚膜回路基板に
よれば、電極１２を１回の印刷工程で設けるだけ
で、半田付け後も基板１１に対する高い接着強度
を保つことができる。しかも既存の回路基板の製
造工程に特別な工程を付加せずに製造することが
できる。従つて、信頼性の高い回路基板を提供で
きると共に、基板加工の工数を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の厚膜回路基板の一実施態様
を示す模式平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線切
断部端面図、第３図は第２図の一部拡大図、第４
図は絶縁被膜のパターンの例を示す平面図、第５
図は従来の厚膜回路基板を示す模式平面図、第６
図は第５図のＢ−Ｂ線切断部端面図、第７図はこ
の考案の実施例を示す平面図、第８図は比較例を
示す平面図、第９図は上記実施例と比較例による
電極の接着強度の測定試料を示す斜視図、第１０
図は試料複数個の接着強度の測定値の平均を半田
付け時の加熱時間毎にプロツトしたグラフであ
る。 １１……基板、１２……電極、１３……絶縁被
膜、１５……絶縁層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 絶縁基板１１の上に、絶縁層１５と、導電性
   被膜からなる電極１２とが形成された厚膜回路
   基板において、前記絶縁層１５と同じ材料によ
   り絶縁基板１１の上に絶縁被膜１３による凹凸
   模様を有する厚膜パターンが形成され、この絶
   縁被膜１３を含む領域上に電極１２が形成され
   たことを特徴とする厚膜回路基板。 (2) 前記厚膜パターンを形成する絶縁被膜１３の
   厚さが10〜30μｍである実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載の厚膜回路基板。 (3) 前記厚膜パターンを形成する絶縁被膜１３が
   ガラス被膜である実用新案登録請求の範囲第１
   項または第２項に記載の厚膜回路基板。