JPH04280880A - メタライザ及びセラミックスメタライズ基板 - Google Patents
メタライザ及びセラミックスメタライズ基板Info
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- JPH04280880A JPH04280880A JP6938291A JP6938291A JPH04280880A JP H04280880 A JPH04280880 A JP H04280880A JP 6938291 A JP6938291 A JP 6938291A JP 6938291 A JP6938291 A JP 6938291A JP H04280880 A JPH04280880 A JP H04280880A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、厚膜電子回路の導体層
形成及びセラミックス基板上に実装された電子機器用素
子、部品などが動作することにより発生する熱を拡散す
るための銅回路を形成するために使用されるメタライザ
に関する。
形成及びセラミックス基板上に実装された電子機器用素
子、部品などが動作することにより発生する熱を拡散す
るための銅回路を形成するために使用されるメタライザ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電子回路基板には高絶縁性、機
械的強度、他の電子素子を劣化させない、金属導体と容
易に接合体となる、熱伝導率が大きい等の性質が要求さ
れる。この様な基板として、アルミナ、窒化物セラミッ
クスなどがある。ここで、回路基板としてセラミックス
を単体で用いるとトランジスタ、ダイオード、ＩＣ、Ｌ
ＳＩ等の電子部品を直接実装することができないので、
セラミックス表面に金属化膜を形成して使用する。
械的強度、他の電子素子を劣化させない、金属導体と容
易に接合体となる、熱伝導率が大きい等の性質が要求さ
れる。この様な基板として、アルミナ、窒化物セラミッ
クスなどがある。ここで、回路基板としてセラミックス
を単体で用いるとトランジスタ、ダイオード、ＩＣ、Ｌ
ＳＩ等の電子部品を直接実装することができないので、
セラミックス表面に金属化膜を形成して使用する。
【０００３】従来、セラミックス基板表面上への金属化
膜の形成は、まず、銅導体ペーストを１０乃至３０μｍ
程度の厚みにスクリーン印刷し、乾燥させた後、窒素雰
囲気下で焼成を行い、金属化膜を形成している。
膜の形成は、まず、銅導体ペーストを１０乃至３０μｍ
程度の厚みにスクリーン印刷し、乾燥させた後、窒素雰
囲気下で焼成を行い、金属化膜を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法で形成された金属化膜と、セラミックス基板との接
着強度は、２ｍｍ角パッドの垂直引っ張り試験において
２Ｋｇ程度である。即ち、接合強度が弱い。また、１５
０℃の高温エージング試験を行った場合には、１００時
間前後で接合強度が初期の接合強度に比べ半分程度以下
にまで低下する。特に、窒化物セラミックス用の銅ペー
ストは、接合強度および信頼性の点で十分なものが得ら
れていない。
方法で形成された金属化膜と、セラミックス基板との接
着強度は、２ｍｍ角パッドの垂直引っ張り試験において
２Ｋｇ程度である。即ち、接合強度が弱い。また、１５
０℃の高温エージング試験を行った場合には、１００時
間前後で接合強度が初期の接合強度に比べ半分程度以下
にまで低下する。特に、窒化物セラミックス用の銅ペー
ストは、接合強度および信頼性の点で十分なものが得ら
れていない。
【０００５】本発明は、セラミックス基板上に、接合強
度が高く、かつ環境試験において信頼性の高い金属化膜
の形成を可能にするメタライザ及びこのメタライザを用
いて表面に金属化膜を形成したセラミックス基板を提供
することを目的とする。
度が高く、かつ環境試験において信頼性の高い金属化膜
の形成を可能にするメタライザ及びこのメタライザを用
いて表面に金属化膜を形成したセラミックス基板を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、セラミ
ックスと金属とを接合するための金属粉末であるメタラ
イザにおいて、銅及びチタンを含み、前記銅を７０乃至
９５重量％、前記チタンを５乃至３０重量％として接合
強度を向上させたことを特徴とするメタライザが得られ
る。また、このメタライザに所定の添加物を添加してペ
ースト状にしたペースト状メタライザが真空雰囲気下及
び不活性ガス雰囲気下のいずれかの条件下で焼き付けら
れて成ることを特徴とするセラミックスメタライズ基板
が得られる。さらに、このメタライザに所定の添加物を
添加してペースト状にしたペースト状メタライザが表面
に塗布され、該ペースト状メタライザ上に金属箔を位置
させ、真空中及び不活性ガス雰囲気下のいずれかの条件
下で焼成することにより金属箔が接合されて成ることを
特徴とするセラミックメタライズ基板が得られる。
ックスと金属とを接合するための金属粉末であるメタラ
イザにおいて、銅及びチタンを含み、前記銅を７０乃至
９５重量％、前記チタンを５乃至３０重量％として接合
強度を向上させたことを特徴とするメタライザが得られ
る。また、このメタライザに所定の添加物を添加してペ
ースト状にしたペースト状メタライザが真空雰囲気下及
び不活性ガス雰囲気下のいずれかの条件下で焼き付けら
れて成ることを特徴とするセラミックスメタライズ基板
が得られる。さらに、このメタライザに所定の添加物を
添加してペースト状にしたペースト状メタライザが表面
に塗布され、該ペースト状メタライザ上に金属箔を位置
させ、真空中及び不活性ガス雰囲気下のいずれかの条件
下で焼成することにより金属箔が接合されて成ることを
特徴とするセラミックメタライズ基板が得られる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。本発明の
メタライザは、平均粒径が１乃至１０μｍの微粉末銅（
Ｃｕ）及び微粉末チタン（Ｔｉ）を成分とする。このＣ
ｕ及びＴｉを秤量混合して所定の組成比にする。即ち、
Ｃｕが７０〜９５重量％、Ｔｉが５〜３０重量％となる
ように混合する。こうして得られたメタライザにビヒク
ルを添加混合し、三本ロールミル等を用いて十分に混練
する。バインダーとしてビヒクルを均一に分散させたメ
タライザをスクリーン印刷に適する粘度に調整してペー
スト状にする。ここでバインダーはアクリル系樹脂など
従来から使用されているものを用いれば良い。
メタライザは、平均粒径が１乃至１０μｍの微粉末銅（
Ｃｕ）及び微粉末チタン（Ｔｉ）を成分とする。このＣ
ｕ及びＴｉを秤量混合して所定の組成比にする。即ち、
Ｃｕが７０〜９５重量％、Ｔｉが５〜３０重量％となる
ように混合する。こうして得られたメタライザにビヒク
ルを添加混合し、三本ロールミル等を用いて十分に混練
する。バインダーとしてビヒクルを均一に分散させたメ
タライザをスクリーン印刷に適する粘度に調整してペー
スト状にする。ここでバインダーはアクリル系樹脂など
従来から使用されているものを用いれば良い。
【０００８】こうして得られたペースト状メタライザを
セラミックス基板の表面に塗布する。ここでセラミック
ス基板は窒化物、酸化物、あるいは数％の焼結助剤等を
含むセラミックス焼結体である。なお、窒化物として、
例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ
３ Ｎ４ ）、酸化物として、酸化アルミニウム（Ａｌ
２ Ｏ３ ）等がある。表面にペースト状メタライザが
塗布されたセラミックス基板を高真空中、または不活性
ガス雰囲気下で熱処理を施すことによりメタライズセラ
ミックス基板が得られる。また、ペースト状メタライザ
を塗布した後、銅箔をペースト状メタライザの上に位置
させて高真空中、または不活性ガス雰囲気下で熱処理を
施すようにしても良い。
セラミックス基板の表面に塗布する。ここでセラミック
ス基板は窒化物、酸化物、あるいは数％の焼結助剤等を
含むセラミックス焼結体である。なお、窒化物として、
例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ
３ Ｎ４ ）、酸化物として、酸化アルミニウム（Ａｌ
２ Ｏ３ ）等がある。表面にペースト状メタライザが
塗布されたセラミックス基板を高真空中、または不活性
ガス雰囲気下で熱処理を施すことによりメタライズセラ
ミックス基板が得られる。また、ペースト状メタライザ
を塗布した後、銅箔をペースト状メタライザの上に位置
させて高真空中、または不活性ガス雰囲気下で熱処理を
施すようにしても良い。
【０００９】表１に組成比の違いによる接合強度の違い
を示す。
を示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】測定は、上記のようにアクリル系のバイン
ダーであるビヒクルを各組成のメタライザに添加し、混
練してペースト状にした後、２ｍｍ角のパッドを窒化ア
ルミニウム基板上にスクリーン印刷し、乾燥させ、真空
中で８００℃で焼き付けを行って形成したメタライズ層
で行った。表１には、このメタライズ層に、半田により
Ｆｅ−Ｎｉ製のピンを垂直に立て、基板表面に対し垂直
に引っ張ったときの引っ張り力を示してある。表１から
明らかなように、従来のメッキ法やガラス入りＣｕペー
ストを用いる方法に比べ、本発明のメタライザを用いた
場合のほうが接合強度の点で優れている。
ダーであるビヒクルを各組成のメタライザに添加し、混
練してペースト状にした後、２ｍｍ角のパッドを窒化ア
ルミニウム基板上にスクリーン印刷し、乾燥させ、真空
中で８００℃で焼き付けを行って形成したメタライズ層
で行った。表１には、このメタライズ層に、半田により
Ｆｅ−Ｎｉ製のピンを垂直に立て、基板表面に対し垂直
に引っ張ったときの引っ張り力を示してある。表１から
明らかなように、従来のメッキ法やガラス入りＣｕペー
ストを用いる方法に比べ、本発明のメタライザを用いた
場合のほうが接合強度の点で優れている。
【００１２】なお、メタライザの組成において、Ｔｉを
５重量％未満とした場合は、セラミックス基板との接合
が極めて弱く、まったく接合できない場合もある。また
、Ｔｉを３５重量％以上とした場合は導体抵抗が増大し
、回路基板として適さない。よって、メタライザの組成
をＣｕ７０〜９５重量％、Ｔｉ５〜３０重量％とした。
５重量％未満とした場合は、セラミックス基板との接合
が極めて弱く、まったく接合できない場合もある。また
、Ｔｉを３５重量％以上とした場合は導体抵抗が増大し
、回路基板として適さない。よって、メタライザの組成
をＣｕ７０〜９５重量％、Ｔｉ５〜３０重量％とした。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、メタライザの組成をＣ
ｕ７０〜９５重量％、Ｔｉ５〜３０重量％とすることで
、セラミックス基板に対する接合強度を従来の方法に比
べ高くすることができる。
ｕ７０〜９５重量％、Ｔｉ５〜３０重量％とすることで
、セラミックス基板に対する接合強度を従来の方法に比
べ高くすることができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 セラミックスと金属とを接合するため
の金属粉末であるメタライザにおいて、該メタライザは
銅及びチタンを含み、前記銅を７０乃至９５重量％、前
記チタンを５乃至３０重量％として接合強度を向上させ
たことを特徴とするメタライザ。 - 【請求項２】 請求項１のメタライザに所定の添加物
を添加してペースト状にしたペースト状メタライザが真
空雰囲気下及び不活性ガス雰囲気下のいずれかの条件下
で焼き付けられて成ることを特徴とするセラミックスメ
タライズ基板。 - 【請求項３】 請求項１のメタライザに所定の添加物
を添加してペースト状にしたペースト状メタライザが表
面に塗布され、該ペースト状メタライザ上に金属箔を位
置させ、真空雰囲気下及び不活性ガス雰囲気下のいずれ
かの条件下で焼成することにより金属箔が接合されて成
ることを特徴とするセラミックメタライズ基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6938291A JPH04280880A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | メタライザ及びセラミックスメタライズ基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6938291A JPH04280880A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | メタライザ及びセラミックスメタライズ基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280880A true JPH04280880A (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=13400976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6938291A Pending JPH04280880A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | メタライザ及びセラミックスメタライズ基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04280880A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0618309A1 (en) * | 1992-10-21 | 1994-10-05 | Tokin Corporation | Metal powder composition for metallization and metallized substrate |
| US5766305A (en) * | 1992-10-21 | 1998-06-16 | Tokin Corporation | Metal powder composition for metallization and a metallized substrate |
| CN109930024A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-25 | 东北大学 | 一种高强韧铜钛合金及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0292872A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-04-03 | Kyocera Corp | セラミック体と銅材の接合方法 |
| JPH02153884A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-13 | Hitachi Ltd | チタン窒化物のメタライズおよび接合方法 |
| JPH0437660A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-07 | Shin Etsu Chem Co Ltd | セラミックス―金属接合体の製造方法 |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP6938291A patent/JPH04280880A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0292872A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-04-03 | Kyocera Corp | セラミック体と銅材の接合方法 |
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| KR100275820B1 (ko) * | 1992-10-21 | 2000-12-15 | 도낀 가부시끼가이샤 | 금속화용 금속분말 조성물 및 금속화 기판(metal powder composition for metallization and metallized substrate) |
| CN109930024A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-25 | 东北大学 | 一种高强韧铜钛合金及其制备方法 |
| CN109930024B (zh) * | 2019-04-02 | 2021-01-12 | 东北大学 | 一种高强韧铜钛合金及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980805 |