JPH0475397A - 厚膜ハイブリッドｉｃ用半田パット - Google Patents
厚膜ハイブリッドｉｃ用半田パットInfo
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- JPH0475397A JPH0475397A JP18889590A JP18889590A JPH0475397A JP H0475397 A JPH0475397 A JP H0475397A JP 18889590 A JP18889590 A JP 18889590A JP 18889590 A JP18889590 A JP 18889590A JP H0475397 A JPH0475397 A JP H0475397A
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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
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
-
- 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
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
-
- 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
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/4007—Surface contacts, e.g. bumps
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、厚膜ハイブリッドＩＣ用半田パットに関する
。更に詳しくは、温度などに対する耐環境性を改善せし
めた厚膜ハイブリッ、ドＩＣ用半田パットに関する。
。更に詳しくは、温度などに対する耐環境性を改善せし
めた厚膜ハイブリッ、ドＩＣ用半田パットに関する。
現在、産業用電気機器の構成部品として用いられている
ハイブリッドＩＣは、アルミナ基板などのセラミックス
基板上に、スクリーン印刷、焼成によりＡｇ−Ｐｄ、
Ａｇ−Ｐｔ、Ａｕなどの導体層を設け、更にコートガラ
ス（Ｓｉｎ、）を印刷、焼成して保護体層とした構成を
有しており、保護体層の一部を開口部とし、そこを半田
パットとして用いている。
ハイブリッドＩＣは、アルミナ基板などのセラミックス
基板上に、スクリーン印刷、焼成によりＡｇ−Ｐｄ、
Ａｇ−Ｐｔ、Ａｕなどの導体層を設け、更にコートガラ
ス（Ｓｉｎ、）を印刷、焼成して保護体層とした構成を
有しており、保護体層の一部を開口部とし、そこを半田
パットとして用いている。
ところで、セラミックス基板と導体層との接着は、そも
そも酸化物と金属体との結合であり、接着界面でのセラ
ミックスの流動による金属粒子の再配列による結合であ
るため、導体として用いられるＡｇ−Ｐｄ系あるいはＡ
ｇ−Ｐｔ系における無機バインダの含有量が多くなる程
セラミックス基板と導体層との接着強度は大きくなる。
そも酸化物と金属体との結合であり、接着界面でのセラ
ミックスの流動による金属粒子の再配列による結合であ
るため、導体として用いられるＡｇ−Ｐｄ系あるいはＡ
ｇ−Ｐｔ系における無機バインダの含有量が多くなる程
セラミックス基板と導体層との接着強度は大きくなる。
しかるに、ハイブリッドＩＣは、前述の如くその導体層
の一部を半田パットとして用いていることから、無機バ
インダの含有量を多くすると半田濡れ性が低下するので
、セラミックス基板との間に強い接着強度が求められる
場合でもその含有量を増すことができず、現行ではそれ
が金属との混合物巾約２０重量ｘ程度が限界と考えられ
ており、従って導体層の接着強度と半田付は性とは両立
し得ない状況にある。
の一部を半田パットとして用いていることから、無機バ
インダの含有量を多くすると半田濡れ性が低下するので
、セラミックス基板との間に強い接着強度が求められる
場合でもその含有量を増すことができず、現行ではそれ
が金属との混合物巾約２０重量ｘ程度が限界と考えられ
ており、従って導体層の接着強度と半田付は性とは両立
し得ない状況にある。
そのための一般的な対策としては、無機バインダ含有量
を多くした導体を用い、半田メツキあるいはニッケルメ
ッキなどを行う方法がとられているが、結果的には半田
によるパットの半田くわれや安定性に問題があるため、
Ａｇ−ＰｄあるいはＡｇ−Ｐｔに対する無機バインダ
の最適組成を見出し、それを導体に用いるという煩雑な
方法がとられており、問題の根本的な解決とはなってい
ないのが現状である。
を多くした導体を用い、半田メツキあるいはニッケルメ
ッキなどを行う方法がとられているが、結果的には半田
によるパットの半田くわれや安定性に問題があるため、
Ａｇ−ＰｄあるいはＡｇ−Ｐｔに対する無機バインダ
の最適組成を見出し、それを導体に用いるという煩雑な
方法がとられており、問題の根本的な解決とはなってい
ないのが現状である。
また、このような構成の厚膜ハイブリッドＩＣは、セラ
ミックス基板上に金属系導体を焼成接着し。
ミックス基板上に金属系導体を焼成接着し。
導体の一部には半田付は用のパットを有するという構造
をとっているため、雰囲気温度の変化により、基板、導
体、半田の各熱膨張率の違いから、セラミックスと導体
との界面あるいは導体と半田との界面において、熱スト
レスによる割れや剥離が起こり易く、殊に熱のかかり易
い個所や熱ショックの受は易い個所には、信頼性の上で
問題がみられた。
をとっているため、雰囲気温度の変化により、基板、導
体、半田の各熱膨張率の違いから、セラミックスと導体
との界面あるいは導体と半田との界面において、熱スト
レスによる割れや剥離が起こり易く、殊に熱のかかり易
い個所や熱ショックの受は易い個所には、信頼性の上で
問題がみられた。
そこで、その対策として、半田パットの形を熱膨張によ
る応力を緩和するような設計にしたり、あるいは接着強
度を上げるために導体元素の組成を改良したものなどが
提案されているが、いずれも根本的な解決とはなってお
らず、またこの種の製品は耐温度環境性能が劣るものと
認識されている。
る応力を緩和するような設計にしたり、あるいは接着強
度を上げるために導体元素の組成を改良したものなどが
提案されているが、いずれも根本的な解決とはなってお
らず、またこの種の製品は耐温度環境性能が劣るものと
認識されている。
本発明は、ハイブリッドＩＣの導体層の組成および構成
を変えることにより、温度などに対する耐環境性を改善
せしめた厚膜ハイブリッドＩＣ用半田パットを提供する
ことを目的としている。
を変えることにより、温度などに対する耐環境性を改善
せしめた厚膜ハイブリッドＩＣ用半田パットを提供する
ことを目的としている。
〔課題を解決するための手段Ｊ
かかる本発明の目的は、セラミックス基板上に、Ｐｄ、
Ｐｔまたはこれらを３０重量％以上含有するＡｇとの
混合金属よりなる一定面積の導体層（Ａ）、Ｐｄまたは
Ｐｔを３０重量Ｘ以下含有するＡｇとの混合金属よりな
り、該導体層（Ａ）を全面的に被覆する導体層（Ｂ）お
よび前記導体層（Ａ）上の位置にそれより面積の小さい
開口部を有する保護体層を順次形成せしめた厚膜ハイブ
リッドＩＣ用半田パットによって達成される。
Ｐｔまたはこれらを３０重量％以上含有するＡｇとの
混合金属よりなる一定面積の導体層（Ａ）、Ｐｄまたは
Ｐｔを３０重量Ｘ以下含有するＡｇとの混合金属よりな
り、該導体層（Ａ）を全面的に被覆する導体層（Ｂ）お
よび前記導体層（Ａ）上の位置にそれより面積の小さい
開口部を有する保護体層を順次形成せしめた厚膜ハイブ
リッドＩＣ用半田パットによって達成される。
セラミックス基板としては、一般にアルミナ基板（純度
９６ｘ）が用いら九るが、この他に高純度アルミナ基板
（純度９９．６％）、窒化アルミナ基板などが用いられ
る。
９６ｘ）が用いら九るが、この他に高純度アルミナ基板
（純度９９．６％）、窒化アルミナ基板などが用いられ
る。
これらのセラミックス基板上には、一定面積の導体層（
Ａ）が、 Ｐｄ、 Ｐｔまたはこれらを３０重量ｘ以上
含有するＡｇとの混合金属から、スクリーン印刷、焼成
法あるいはスパッタリング法、蒸着法などにより、一般
に約１〜２０μｍ、好ましくは約８〜１０μｍの膜厚で
形成される。この導体層（Ａ）は、半田パットを形成さ
せる保護体層開口部の寸法および形状に応じて一定面積
を有するように形成される。
Ａ）が、 Ｐｄ、 Ｐｔまたはこれらを３０重量ｘ以上
含有するＡｇとの混合金属から、スクリーン印刷、焼成
法あるいはスパッタリング法、蒸着法などにより、一般
に約１〜２０μｍ、好ましくは約８〜１０μｍの膜厚で
形成される。この導体層（Ａ）は、半田パットを形成さ
せる保護体層開口部の寸法および形状に応じて一定面積
を有するように形成される。
スクリーン印刷法では、ガラス系無機バインダ（ＰｂＯ
−５ｉＯ□−Ｂ２０３系、その酸化物またはこれらの混
合物）を用い、ブチルカルピトールアセテートなどのビ
ヒクルと混合し、ペースト状にしたものが用いられる。
−５ｉＯ□−Ｂ２０３系、その酸化物またはこれらの混
合物）を用い、ブチルカルピトールアセテートなどのビ
ヒクルと混合し、ペースト状にしたものが用いられる。
この際、本発明においては、Ｐｄ、 Ｐｔまたはこれら
とＡｇとの混合金属との混合物中無機バインダが約１〜
６０重量％を占めるような割合で用いることができる。
とＡｇとの混合金属との混合物中無機バインダが約１〜
６０重量％を占めるような割合で用いることができる。
この割合は、従来技術における無機バインダの割合が前
述の如く約１〜２０重量〆であったのと比べ著しく高濃
度での使用を可能としており。
述の如く約１〜２０重量〆であったのと比べ著しく高濃
度での使用を可能としており。
これによってセラミックス基板と導体層（Ｂ）との接着
性を十分強固なものとしている。ただし、約６０重量％
をこえる混合割合での使用は、導体層（Ａ）と導体層（
Ｂ）との界面接着力を低下させ、半田パットとして機能
しなくなるので好ましくない。
性を十分強固なものとしている。ただし、約６０重量％
をこえる混合割合での使用は、導体層（Ａ）と導体層（
Ｂ）との界面接着力を低下させ、半田パットとして機能
しなくなるので好ましくない。
かかる導体層（Ａ）上には、それを全面的に被覆する導
体層（Ｂ）が設けられる。導体層（Ｂ）は、Ｐｄまたは
Ｐｔを３０重量％以下含有するＡｇとの混合金属から、
やはりスクリーン印刷、焼成法あるいはスパッタリング
法により、一般に約１〜２５μｍ、好ましくは約８〜１
２μｍの膜厚で形成される。
体層（Ｂ）が設けられる。導体層（Ｂ）は、Ｐｄまたは
Ｐｔを３０重量％以下含有するＡｇとの混合金属から、
やはりスクリーン印刷、焼成法あるいはスパッタリング
法により、一般に約１〜２５μｍ、好ましくは約８〜１
２μｍの膜厚で形成される。
なお、導体層（Ｂ）をスクリーン印刷法で形成させる場
合には、従来と同様に金属との混合物中無機バインダが
約１〜２０重量％を占めるような割合で用いられる。ま
た、Ａｇとの混合金属を形成するＰｄまたはＰｔが３０
重量％以下に限定されるのは、 ＰｄまたはＰｔはマイ
グレーションおよび半田くわれ性を防止するのが主たる
目的であり、ここでは半田付は時のパットの強度を保つ
働きをなしており、このような作用からみて規定された
割合以下で十分である。
合には、従来と同様に金属との混合物中無機バインダが
約１〜２０重量％を占めるような割合で用いられる。ま
た、Ａｇとの混合金属を形成するＰｄまたはＰｔが３０
重量％以下に限定されるのは、 ＰｄまたはＰｔはマイ
グレーションおよび半田くわれ性を防止するのが主たる
目的であり、ここでは半田付は時のパットの強度を保つ
働きをなしており、このような作用からみて規定された
割合以下で十分である。
更に、この導体層（Ｂ）上には、コートガラス（Ｓｉｎ
２）などよりなる保護層が一般に約５〜３０μｍ、好ま
しくは約８〜２０μｍの膜厚で形成されるが、それの導
体層（Ａ）の上の部分には導体層（Ａ）より面積が小さ
い開口部が設けられ、そこに半田パット部を形成させる
。開口部面積は、一般に導体層（Ａ）の面積の約７０％
以下、好ましくは約７０〜１０％の大きさに設定され、
しかもその形状を互いに相似形とすることにより、開口
部内周縁が導体層（Ａ）の外周縁上に重なるようにされ
る。このような寸法および形状の開口部を有する保護層
の形成は、スクリーン印刷法などにより行われる。
２）などよりなる保護層が一般に約５〜３０μｍ、好ま
しくは約８〜２０μｍの膜厚で形成されるが、それの導
体層（Ａ）の上の部分には導体層（Ａ）より面積が小さ
い開口部が設けられ、そこに半田パット部を形成させる
。開口部面積は、一般に導体層（Ａ）の面積の約７０％
以下、好ましくは約７０〜１０％の大きさに設定され、
しかもその形状を互いに相似形とすることにより、開口
部内周縁が導体層（Ａ）の外周縁上に重なるようにされ
る。このような寸法および形状の開口部を有する保護層
の形成は、スクリーン印刷法などにより行われる。
セラミックス基板上に、ＰｄまたはＰｔを３０重量％以
下含有するＡｇとの混合金属よりなる導体層および半田
パットを形成する開口部を有する保護体層を順次形成さ
せた厚膜ハイブリッドＩＣ用半田パットにおいて、セラ
ミックス基板と導体層との間に、保護層開口部より大き
い一定面積で、Ｐｄ、 Ｐｔまたはこれらを３０重量％
以上含有するＡｇとの混合金属よりなり、スクリーン印
刷、焼成法では高濃度の無機バインダを使用可能とした
導体層を更に設け。
下含有するＡｇとの混合金属よりなる導体層および半田
パットを形成する開口部を有する保護体層を順次形成さ
せた厚膜ハイブリッドＩＣ用半田パットにおいて、セラ
ミックス基板と導体層との間に、保護層開口部より大き
い一定面積で、Ｐｄ、 Ｐｔまたはこれらを３０重量％
以上含有するＡｇとの混合金属よりなり、スクリーン印
刷、焼成法では高濃度の無機バインダを使用可能とした
導体層を更に設け。
複合的に用いることにより、半田濡れ性を低下させるこ
となく、温度などに対する耐環境性を大きく改善させ、
セラミックス基板との接着強度および半田付は強度の点
においてすぐれたものを得ることができる。
となく、温度などに対する耐環境性を大きく改善させ、
セラミックス基板との接着強度および半田付は強度の点
においてすぐれたものを得ることができる。
また、半田パットのセラミックス基板界面での割れや半
田界面での割れ、剥離などがみられなくなるということ
は、電気回路上でのオープン故障を防止できるため、信
頼性上の重要な改良といえる。
田界面での割れ、剥離などがみられなくなるということ
は、電気回路上でのオープン故障を防止できるため、信
頼性上の重要な改良といえる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例
アルミナ基板（純度９６％）上に、３０重量でのＰｄを
含有するＡｇとの混合金属３３重量部、ガラス系無機バ
インダ５６重量部およびブチルカルピトールアセテート
１１重量部からなるペーストを用い、導体層（Ａ）を膜
厚１０ ｐ ｗｉｃＭＩＮ）で２．５ｍｍ角の正方形状
にスクリーン印刷、焼成法により形成させた。この導体
層（Ａ）上には、それを全面的に覆う導体層ＣＢ）を、
スクリーン印刷、焼成法により２０重量％のＰｄを含有
するＡｇとの混合金属７２重量部、ガラス系無機バイン
ダ１８重量部およびブチルカルピトールアセテート１０
重量部からなるペーストを用い、膜厚１０μｍ（ＭＩＮ
）で形成させた。更に、この導体層（Ｂ）の上に、導体
層（Ａ）の上部に位置し、２ｍｍ角の正方形状の開口部
を有する保護層を、スクリーン印刷法により。
含有するＡｇとの混合金属３３重量部、ガラス系無機バ
インダ５６重量部およびブチルカルピトールアセテート
１１重量部からなるペーストを用い、導体層（Ａ）を膜
厚１０ ｐ ｗｉｃＭＩＮ）で２．５ｍｍ角の正方形状
にスクリーン印刷、焼成法により形成させた。この導体
層（Ａ）上には、それを全面的に覆う導体層ＣＢ）を、
スクリーン印刷、焼成法により２０重量％のＰｄを含有
するＡｇとの混合金属７２重量部、ガラス系無機バイン
ダ１８重量部およびブチルカルピトールアセテート１０
重量部からなるペーストを用い、膜厚１０μｍ（ＭＩＮ
）で形成させた。更に、この導体層（Ｂ）の上に、導体
層（Ａ）の上部に位置し、２ｍｍ角の正方形状の開口部
を有する保護層を、スクリーン印刷法により。
膜厚５０μｍ（ＭＩＮ）のコートガラス層として形成さ
せた。
せた。
比較例
実施例において、導体層（Ａ）を形成させなかった。
以上の実施例および比較例でそれぞれ作製されたサンプ
ル各３０個について、次の各項目の試験を行い、その平
均値を後記衣に示した。なお、半田濡れ性については、
実施例および比較例のもの共、いずれも合格している。
ル各３０個について、次の各項目の試験を行い、その平
均値を後記衣に示した。なお、半田濡れ性については、
実施例および比較例のもの共、いずれも合格している。
半田濡れ性二半田デイツプを行い、６０Ｓｎ−３８Ｐｂ
−２Ａｇ、 ２３０±５℃、５±０．５秒の条件下で９
０％以上が濡れるものを合格 とする 熱サイクル：温度サイクル（−４０℃と１５０℃に各１
時間）および熱衝撃（−４５℃と１２５℃に各３０分分
間型温に５分間）につ いて最高１０００サイクル実施したと きの引張強度を測定 高温放置＝１５０℃に最高２０００時間放置したときの
引張強度を測定 なお、引張強度は、基板上の導体層上に０ 、６ｍｍｍ
縮径ツキ軟鋼線の一部を９０°折り曲げた状態で半田付
けし、半田付けされない方の錫メツキ軟銅線部分をその
長さ方向（垂直方向）に引張り、そのときの強度（単位
： ｋｇ／２ Ｘ ２ｍｍ）として測定した。
−２Ａｇ、 ２３０±５℃、５±０．５秒の条件下で９
０％以上が濡れるものを合格 とする 熱サイクル：温度サイクル（−４０℃と１５０℃に各１
時間）および熱衝撃（−４５℃と１２５℃に各３０分分
間型温に５分間）につ いて最高１０００サイクル実施したと きの引張強度を測定 高温放置＝１５０℃に最高２０００時間放置したときの
引張強度を測定 なお、引張強度は、基板上の導体層上に０ 、６ｍｍｍ
縮径ツキ軟鋼線の一部を９０°折り曲げた状態で半田付
けし、半田付けされない方の錫メツキ軟銅線部分をその
長さ方向（垂直方向）に引張り、そのときの強度（単位
： ｋｇ／２ Ｘ ２ｍｍ）として測定した。
（以下余白）
」ｌ捜」写ヅ仁
一一熱衝！−一
４．４
２．０
１．５
０．５（割れあり）
（パット界面の割れ）
Claims (4)
- １．セラミックス基板上に、Ｐｄ、Ｐｔまたはこれらを
３０重量％以上含有するＡｇとの混合金属よりなる一定
面積の導体層（Ａ）、ＰｄまたはＰｔを３０重量％以下
含有するＡｇとの混合金属よりなり、該導体層（Ａ）を
全面的に被覆する導体層（Ｂ）および、前記導体層（Ａ
）上の位置にそれより面積の小さい開口部を有する保護
体層を順次形成せしめてなる厚膜ハイブリッドＩＣ用半
田パット。 - ２．導体層（Ａ）が、金属との合計量中無機バインダが
約１〜６０重量％を占める混合物をペーストとして用い
、スクリーン印刷、焼成法により形成されたものである
請求項１記載の厚膜ハイブリッドＩＣ用半田パット。 - ３．導体層（Ｂ）が、金属との合計量中無機バインダが
約１〜２０重量％を占める混合物をペーストとして用い
、スクリーン印刷、焼成法により形成されたものである
請求項１記載の厚膜ハイブリッドＩＣ用半田パット。 - ４．保護体層開口部面積を導体層（Ａ）の面積の約７０
％以下に設定した請求項１記載の厚膜ハイブリッドＩＣ
用半田パット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18889590A JPH0475397A (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 厚膜ハイブリッドｉｃ用半田パット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18889590A JPH0475397A (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 厚膜ハイブリッドｉｃ用半田パット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475397A true JPH0475397A (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=16231763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18889590A Pending JPH0475397A (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 厚膜ハイブリッドｉｃ用半田パット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0475397A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015016173A1 (ja) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 京セラ株式会社 | 配線基板、リード付き配線基板および電子装置 |
-
1990
- 1990-07-17 JP JP18889590A patent/JPH0475397A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015016173A1 (ja) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 京セラ株式会社 | 配線基板、リード付き配線基板および電子装置 |
| US9414486B2 (en) | 2013-07-29 | 2016-08-09 | Kyocera Corporation | Wiring board, wiring board with lead, and electronic device |
| JPWO2015016173A1 (ja) * | 2013-07-29 | 2017-03-02 | 京セラ株式会社 | 配線基板、リード付き配線基板および電子装置 |
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