JPH0525199B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はタングステン等の高温焼結導体を配し
たセラミツク基板上に、はんだ濡れ性や導体抵抗
の改善等を目的にした銅厚膜導体を形成するのに
好適なセラミツク基板上の電極形成方法に関す
る。
たセラミツク基板上に、はんだ濡れ性や導体抵抗
の改善等を目的にした銅厚膜導体を形成するのに
好適なセラミツク基板上の電極形成方法に関す
る。
従来の接続の例としては特開昭59−36948に開
示されているようにタングステン導体上に無電解
ニツケルめつきと、無電解金めつきを施した後、
銀パラジウム等の酸化雰囲気による焼成を行ない
厚膜ペーストを接続する方法がとられている。し
かし、本発明での、窒素雰囲気で焼成する厚膜銅
の場合、従来のニツケルめつきや、ニツケルめつ
きに金めつきを組合せた接続では、接合強度が弱
く、十分な信頼性が得られない。
示されているようにタングステン導体上に無電解
ニツケルめつきと、無電解金めつきを施した後、
銀パラジウム等の酸化雰囲気による焼成を行ない
厚膜ペーストを接続する方法がとられている。し
かし、本発明での、窒素雰囲気で焼成する厚膜銅
の場合、従来のニツケルめつきや、ニツケルめつ
きに金めつきを組合せた接続では、接合強度が弱
く、十分な信頼性が得られない。
本発明の目的は、タングステン等を導体とした
セラミツク基板上に、高周波回路等で要求される
電導性の良い厚膜銅導体を形成する場合に、タン
グステン等の高温焼結した導体と厚膜銅導体を信
頼性良く接続した電極を形成する方法を提供する
ことにある。
セラミツク基板上に、高周波回路等で要求される
電導性の良い厚膜銅導体を形成する場合に、タン
グステン等の高温焼結した導体と厚膜銅導体を信
頼性良く接続した電極を形成する方法を提供する
ことにある。
タングステン等の高温焼結導体を配したセラミ
ツク基板では、多層化や導体強度の安定性の面で
は、優れているもののはんだ濡れ性や導体抵抗の
面では、厚膜銅導体に比べて劣る。ことに導体抵
抗では１ケタの差があるため、高周波回路等では
抵抗の少ない銅厚膜導体が必要視されている。そ
こで、本発明では、これらの性質の異なる両者の
導体を安定に接続する方法として、高温焼結導体
上にはまず従来より用いられているニツケル金属
を配した。しかる後に、ニツケルと厚膜銅導体の
両者に接続性の良好な銅金属をめつき等の方法で
形成し、その上に厚膜銅導体を焼成する。
ツク基板では、多層化や導体強度の安定性の面で
は、優れているもののはんだ濡れ性や導体抵抗の
面では、厚膜銅導体に比べて劣る。ことに導体抵
抗では１ケタの差があるため、高周波回路等では
抵抗の少ない銅厚膜導体が必要視されている。そ
こで、本発明では、これらの性質の異なる両者の
導体を安定に接続する方法として、高温焼結導体
上にはまず従来より用いられているニツケル金属
を配した。しかる後に、ニツケルと厚膜銅導体の
両者に接続性の良好な銅金属をめつき等の方法で
形成し、その上に厚膜銅導体を焼成する。
本発明で用いるニツケル金属の形成方法は、ど
のような方法でもよいが、工業的には、無電解ニ
ツケルめつきが良く、また基板の構造や形状か
ら、電気めつきを行なつてもよい。また、無電解
ニツケルめつきについては、一般的に用いられて
いる、次亜リン酸ナトリウム等の還元剤を用いた
リン系ニツケルめつきや、ジメチルアミンボラン
を用いたボロン系ニツケルめつきを用いればよい
が、銅めつき上に形成する厚膜銅導体の焼成温度
によつては、リン系ニツケルめつき膜は融点が約
900℃と低く使用上問題が生ずる場合がある。す
なわち厚膜銅導体の焼結温度は、約600℃から
1100℃の焼結温度となつている場合が多いためリ
ン系ニツケルめつき膜では、溶出してしまうこと
がある。しかしながら、リン系ニツケルめつき
は、めつき析出速度が早く、ボロン系めつきに比
べ約２〜５倍と作業性がよいため、600℃付近の
低温域で焼成する厚膜銅導体に利用すると作業性
の向上が期待できる。また、ニツケル金属層、銅
金属層を形成した後に金属間の結合性を高めるた
めに、熱処理を行なつてもよい。熱処理の条件と
しては、温度は500℃から1000℃で約５〜10分程
維持すればよい。またこの時の雰囲気としては、
窒素やアルゴンガスによる中性雰囲気またはこれ
らの不活性ガスに、水素ガスを５％以上混入した
還元雰囲気が適用できる。ただし、900℃前後の
比較的温度が高い範囲では、ニツケルが銅膜を通
して上に露出してくるため、中性雰囲気では、表
面酸化が進行する。このため、500〜600℃では、
中性雰囲気による熱処理でもよいが、600℃以上
の場合は還元雰囲気が望ましい。
のような方法でもよいが、工業的には、無電解ニ
ツケルめつきが良く、また基板の構造や形状か
ら、電気めつきを行なつてもよい。また、無電解
ニツケルめつきについては、一般的に用いられて
いる、次亜リン酸ナトリウム等の還元剤を用いた
リン系ニツケルめつきや、ジメチルアミンボラン
を用いたボロン系ニツケルめつきを用いればよい
が、銅めつき上に形成する厚膜銅導体の焼成温度
によつては、リン系ニツケルめつき膜は融点が約
900℃と低く使用上問題が生ずる場合がある。す
なわち厚膜銅導体の焼結温度は、約600℃から
1100℃の焼結温度となつている場合が多いためリ
ン系ニツケルめつき膜では、溶出してしまうこと
がある。しかしながら、リン系ニツケルめつき
は、めつき析出速度が早く、ボロン系めつきに比
べ約２〜５倍と作業性がよいため、600℃付近の
低温域で焼成する厚膜銅導体に利用すると作業性
の向上が期待できる。また、ニツケル金属層、銅
金属層を形成した後に金属間の結合性を高めるた
めに、熱処理を行なつてもよい。熱処理の条件と
しては、温度は500℃から1000℃で約５〜10分程
維持すればよい。またこの時の雰囲気としては、
窒素やアルゴンガスによる中性雰囲気またはこれ
らの不活性ガスに、水素ガスを５％以上混入した
還元雰囲気が適用できる。ただし、900℃前後の
比較的温度が高い範囲では、ニツケルが銅膜を通
して上に露出してくるため、中性雰囲気では、表
面酸化が進行する。このため、500〜600℃では、
中性雰囲気による熱処理でもよいが、600℃以上
の場合は還元雰囲気が望ましい。
このようにして形成したニツケル金属層と銅金
属層の上に銅厚膜を印刷して乾燥する。その後焼
成を行なうがペーストによつて焼成温度が異な
る。一般的に、600〜1100℃で焼成することが多
く、また、雰囲気としてはN2雰囲気により焼成
する。
属層の上に銅厚膜を印刷して乾燥する。その後焼
成を行なうがペーストによつて焼成温度が異な
る。一般的に、600〜1100℃で焼成することが多
く、また、雰囲気としてはN2雰囲気により焼成
する。
実施例 １
以下、本発明の一実施例を第１図から第３図を
用いて説明する。第１図はアルミナ生シートにタ
ングステンペーストにてスルーホール印刷や表面
の導体印刷後アルミナペーストにて導体印刷層の
一部をコートしたものを1600℃の還元雰囲気にて
焼結を行なつたのち無電解ニツケルめつきを行な
つたものの断面を示す断面図である。すなわちグ
リーンシートアルミナ１の焼結体上にタングステ
ン導体３とアルミナ絶縁層２を配して後、無電解
ニツケルめつきを施した。第２図は第１図の一部
を拡大した断面図で、無電解ニツケルめつき層４
上に無電解銅めつき５を施したものである。この
時に用いた各めつき液は、市販のめつき液を用い
た。次に還元雰囲気により700℃の熱処理を10分
行なつて、ニツケルめつきと銅めつきを拡散せし
めた。その後、銅厚膜７を印刷し、乾燥後900℃
のN2雰囲気で、10分間焼成を行なつた。この時、
拡散層６では、ニツケルめつきと銅めつきが拡散
すると同時に、タングステン導体や厚膜銅の層と
も一部拡散して接合強度が向上した。
用いて説明する。第１図はアルミナ生シートにタ
ングステンペーストにてスルーホール印刷や表面
の導体印刷後アルミナペーストにて導体印刷層の
一部をコートしたものを1600℃の還元雰囲気にて
焼結を行なつたのち無電解ニツケルめつきを行な
つたものの断面を示す断面図である。すなわちグ
リーンシートアルミナ１の焼結体上にタングステ
ン導体３とアルミナ絶縁層２を配して後、無電解
ニツケルめつきを施した。第２図は第１図の一部
を拡大した断面図で、無電解ニツケルめつき層４
上に無電解銅めつき５を施したものである。この
時に用いた各めつき液は、市販のめつき液を用い
た。次に還元雰囲気により700℃の熱処理を10分
行なつて、ニツケルめつきと銅めつきを拡散せし
めた。その後、銅厚膜７を印刷し、乾燥後900℃
のN2雰囲気で、10分間焼成を行なつた。この時、
拡散層６では、ニツケルめつきと銅めつきが拡散
すると同時に、タングステン導体や厚膜銅の層と
も一部拡散して接合強度が向上した。
以上のように作製した基板について接合強度を
測定したところ、タングステン上の銅厚膜は、約
10Kg/mm2と、強くアルミナ基板の一部を破損した。
同時に、アルミナ絶縁層上の銅厚膜についても強
度測定を行なつたところ、４Kg/mm2と十分な強度
を有していることが確認できた。本実施例での厚
膜銅はデユポン（Dupont）社製の9922ペースト
を用いた。
測定したところ、タングステン上の銅厚膜は、約
10Kg/mm2と、強くアルミナ基板の一部を破損した。
同時に、アルミナ絶縁層上の銅厚膜についても強
度測定を行なつたところ、４Kg/mm2と十分な強度
を有していることが確認できた。本実施例での厚
膜銅はデユポン（Dupont）社製の9922ペースト
を用いた。
実施例 ２
第４図に断面を示すようにアルミナ生シート１
に、モリブデン−マンガン（Mo−Mn）よりな
る導体ペースト９を印刷により形成した後、還元
雰囲気焼成炉で焼結（1650℃）した。その後、次
亜リン酸ナトリウム等を用いた、リン系無電解ニ
ツケルめつきを、約3μm施した。次に、このニツ
ケルめつき層の密着を安定化するために、水素を
20％混合した窒素ガス雰囲気で、700℃の熱処理
を行なつた。しかる後に、硫酸銅を主体とした銅
めつき液により電気めつきを行ないニツケルめつ
き上に15μmの銅めつき層を形成した。続いて600
℃にて焼成が可能な厚膜銅ペースト８を印刷・乾
燥後、窒素ガス（N2）雰囲気で焼成を行なつた。
第４図は、その完成した構造を示した断面図であ
る。このようにして加工した基板の導体強度を測
定したところ、いずれの部分も１Kg/mm2以上の強
度を有し、充分な接合がなされていることを確認
した。
に、モリブデン−マンガン（Mo−Mn）よりな
る導体ペースト９を印刷により形成した後、還元
雰囲気焼成炉で焼結（1650℃）した。その後、次
亜リン酸ナトリウム等を用いた、リン系無電解ニ
ツケルめつきを、約3μm施した。次に、このニツ
ケルめつき層の密着を安定化するために、水素を
20％混合した窒素ガス雰囲気で、700℃の熱処理
を行なつた。しかる後に、硫酸銅を主体とした銅
めつき液により電気めつきを行ないニツケルめつ
き上に15μmの銅めつき層を形成した。続いて600
℃にて焼成が可能な厚膜銅ペースト８を印刷・乾
燥後、窒素ガス（N2）雰囲気で焼成を行なつた。
第４図は、その完成した構造を示した断面図であ
る。このようにして加工した基板の導体強度を測
定したところ、いずれの部分も１Kg/mm2以上の強
度を有し、充分な接合がなされていることを確認
した。
本発明によれば、タングステン導体のような、
高温焼結導体と、銅厚膜導体のような２種の性質
の異なつた導体を同一回路内で組合せ接続するこ
とにより従来にない新しい性質の回路基板を提供
できる。すなわち、高温焼結導体部では、多層配
線が容易なため、小型化が可能となり、また銅厚
膜導体部では、低抵抗導体であるためたとえば高
周波回路を搭載形成するのに都合がよい。また、
一般に使用している銀・パラジウム（Ag・Pd）
等の厚膜導体に比べ、はんだ濡れ性が優れてお
り、また、はんだ割れも少ないため部品の補修が
やりやすい等、製品の歩留を向上することが可能
である等の効果がある。
高温焼結導体と、銅厚膜導体のような２種の性質
の異なつた導体を同一回路内で組合せ接続するこ
とにより従来にない新しい性質の回路基板を提供
できる。すなわち、高温焼結導体部では、多層配
線が容易なため、小型化が可能となり、また銅厚
膜導体部では、低抵抗導体であるためたとえば高
周波回路を搭載形成するのに都合がよい。また、
一般に使用している銀・パラジウム（Ag・Pd）
等の厚膜導体に比べ、はんだ濡れ性が優れてお
り、また、はんだ割れも少ないため部品の補修が
やりやすい等、製品の歩留を向上することが可能
である等の効果がある。
第１図から第４図は、本発明の実施例による基
板の断面を示した断面図である。 １…アルミナグリーンシートの焼結体、２…ア
ルミナ絶縁ペーストの焼結体、３…タングステン
導体ペーストの焼結体、４…無電解ニツケルめつ
き、５…無電解銅めつき、６…ニツケルと銅めつ
き等の拡散層、７…厚膜銅体層。
板の断面を示した断面図である。 １…アルミナグリーンシートの焼結体、２…ア
ルミナ絶縁ペーストの焼結体、３…タングステン
導体ペーストの焼結体、４…無電解ニツケルめつ
き、５…無電解銅めつき、６…ニツケルと銅めつ
き等の拡散層、７…厚膜銅体層。
Claims (1)
- １ アルミナを主材とした焼結絶縁体と、タング
ステンやモリブデン・マンガン等の焼結導体から
なるセラミツク基板上に銅厚膜導体を複合して形
成する際に前記焼結導体上にニツケル金属層をめ
つき形成し、さらにその上に銅金属層をめつき形
成して後、銅厚膜導体を形成したことを特徴とす
るセラミツク基板の電極形成方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60076574A JPS61236192A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | セラミツク基板の電極形成方法 |
| DE19863612261 DE3612261A1 (de) | 1985-04-12 | 1986-04-11 | Vielschicht-keramikleiterplatte |
| CN198686103221A CN86103221A (zh) | 1985-04-12 | 1986-04-12 | 多层陶瓷电路板 |
| US06/851,729 US4713494A (en) | 1985-04-12 | 1986-04-14 | Multilayer ceramic circuit board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60076574A JPS61236192A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | セラミツク基板の電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61236192A JPS61236192A (ja) | 1986-10-21 |
| JPH0525199B2 true JPH0525199B2 (ja) | 1993-04-12 |
Family
ID=13609015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60076574A Granted JPS61236192A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | セラミツク基板の電極形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4713494A (ja) |
| JP (1) | JPS61236192A (ja) |
| CN (1) | CN86103221A (ja) |
| DE (1) | DE3612261A1 (ja) |
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- 1986-04-11 DE DE19863612261 patent/DE3612261A1/de not_active Withdrawn
- 1986-04-12 CN CN198686103221A patent/CN86103221A/zh active Pending
- 1986-04-14 US US06/851,729 patent/US4713494A/en not_active Expired - Fee Related
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