JPH06103787B2 - 導電性膜付ガラスセラミック基板 - Google Patents

導電性膜付ガラスセラミック基板

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JPH06103787B2
JPH06103787B2 JP63185760A JP18576088A JPH06103787B2 JP H06103787 B2 JPH06103787 B2 JP H06103787B2 JP 63185760 A JP63185760 A JP 63185760A JP 18576088 A JP18576088 A JP 18576088A JP H06103787 B2 JPH06103787 B2 JP H06103787B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、マイカを含有するガラスセラミック基板に導
電性の膜を形成してなる、導電性膜付ガラスセラミック
基板に関するものであり、特に付着強度が強く、パター
ン加工精度の良い導電性の膜を有するガラスセラミック
基板に関するものである。
（背景技術） 従来より、マイカを含有するガラスセラミック基板に導
電性の膜を形成し、導体回路や電極を作ったり、メタラ
イズして半田付けやろう付けを可能にしたりして、マイ
カを含有するガラスセラミック基板の電気絶縁性、機械
加工性、無孔性、断熱性、快削性、耐食性等の何れかの
特徴と、所定の導電性膜の特性とを組み合わせた導電性
膜付ガラスセラミック基板が提案されており、これらの
提案では、例えばディスプレイ用の放電パネル、アング
ルトランスジューサー等の回路基板、通電記録ヘッド
（特開昭62-238767号公報）等への適用が示唆されてい
る。
しかしながら、このような導電性膜付ガラスセラミック
基板には、導電性膜の付着強度が弱いという問題があっ
た。尤も、この膜付着強度を改善するために、マイカを
含有するガラスセラミック基板の表面を若干粗にして導
電性膜を付着させる方法も考えられるが、この方法で
は、導電性の膜の表面が粗くなり、導電性膜の物性的、
形状的な特性面での欠点を生じる場合がある。また、通
常でも、マイカを含有するガラスセラミック基板表面に
設けた導電性膜をエッチングすることにより、パターン
形成する場合には、基板表面粗さとは別に、マイカが何
等かの影響を及ぼし、良好なエッチング加工精度が得ら
れないという問題があるところから、更に基板表面を粗
にすると、その影響でパターンの直線性（真直度）等に
おいて良好な寸法精度が一層得られ難くなるという欠点
も生じていた。
（解決課題） ここにおいて、本発明は、かかる事情に鑑みて為された
ものであって、その解決課題とするところは、上記した
従来の欠点を解消し、マイカを含有するガラスセラミッ
ク基板に、付着強度が強くて、良好なパターンの寸法加
工精度が得られる導電性膜が形成された、導電性膜付ガ
ラスセラミック基板を実現しようとすることにある。
（解決手段） そして、本発明は、かかる課題を解決すべく、マイカを
含有するガラスセラミック基板に、導電性の膜を形成し
てなる導電性膜付ガラスセラミック基板において、表面
の所定の部分に少なくとも酸化ケイ素を含む接合層を形
成した、前記マイカを含有するガラスセラミック基板
に、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタ
ン、タンタル、クロムのうちの少なくとも何れかの元素
を含有する導電性膜を形成したことを特徴とする導電性
膜付ガラスセラミック基板を、その要旨とするものであ
る。
ところで、かかる本発明は、次のような知見に基づいて
完成されたものである。すなわち、アルミニウム，タン
グステン，モリブデン，チタン，タンタル，クロム等の
元素を含有する導電性の膜が、通常のガラス基板等には
比較的良好に付着すると一般的に言われているにも拘わ
らず、マイカを含有するガラスセラミック基板には強く
付着しないことに鑑み、その原因を検討した結果、前記
基板表面層のマイカとガラスとの間の接合力、更にはマ
イカに対する前記導電性膜の付着力が弱いことを見い出
し、また基板表面層のマイカが基板表面の平坦性及び均
一性を乱し、更には導電性の膜の物性にまで影響するこ
とによって、導電性の膜のエッチング加工精度に悪影響
を与えることをも見い出したのである。
そこで、本発明者らは、上記の知見に基づき種々検討し
た結果、前記基板表面の所定の部分に、酸化ケイ素を含
む接合層を形成した場合に、該接合層と前記基板表面層
が強く接合すると共に、該接合層と前記導電性膜も強く
付着することを見い出し、この両方の作用を利用するこ
とによって、前記基板に前記導電性膜が強く付着した導
電性膜付ガラスセラミック基板を得たのである。また、
このような酸化ケイ素を含む接合層を用いて、基板表面
層のマイカを滑らかに被覆することによって、マイカが
エッチング加工精度に及ぼす悪影響を緩和出来ることを
見い出し、以てエッチング法によって寸法精度良く、パ
ターン形成することが出来る導電性膜を得る手法を確立
したことにより、付着力とエッチング加工精度が共に優
れた導電性膜付ガラスセラミック基板を実現することが
出来たのである。
ところで、かかる本発明において、酸化ケイ素を含む接
合層をガラスセラミック基板の所定の部位上に形成する
に際しては、真空蒸着法，スパッタ法，イオンプレーテ
ィング法，クラスタイオンビーム法,CVD法等の薄膜形成
法を用いて、それを基板表面に形成しても、また少なく
ともケイ素化合物を含む溶液を、特に好ましくは、ケイ
素を含むアルコキシド，ケイ酸，有機シリコン化合物，
シリカゲルの少なくとも何れかを含む溶液を、スピナ
ー，ディッピング，吹付け（スプレー），刷毛塗り等の
何れかを用いて基板表面に塗布した後、加熱処理すると
いう塗布法により形成しても、更にはシリカガラス系ペ
ーストを印刷し、加熱処理するという印刷法により形成
しても良いが、特に基板との接合力に優れ、クラックの
少ない表面が得られるという点で、スピナー，ディッピ
ング等の塗布法を用いて接合層を形成することが好まし
い。また、塗布法で比較的厚い接合層を形成する場合に
は、塗布−加熱処理という工程を複数回行なって、所定
の膜厚の接合層とすることが、好ましい。
なお、かかる接合層の厚さに関しては、0.1〜20μｍの
範囲の厚さが、付着力，パターン加工精度及び基板の平
坦性の点において好ましく、その中でも、特にクラック
の少ない表面が得られる、0.3〜３μｍの範囲の厚さが
好ましい。
また、本発明に係る接合層には、導電性の膜を付着させ
る前に、200℃〜1000℃の温度範囲において加熱処理を
行なうことが、付着力，基板の平坦性の点で好ましく、
特に400〜800℃の温度範囲の加熱処理が、接合層にクラ
ックが生じ難いところから、より好適である。そして、
このような加熱処理は、一般に大気中において行なわれ
ることとなる。
更に、本発明において、接合層に含まれる酸化ケイ素と
しては、多結晶状でも、ガラス状でも、またどのような
状態のものでも良いが、特にクラックが生じ難いという
点から、ガラス状のものが好適に採用される。
更にまた、本発明にあっては、ガラスセラミック基板と
して、特に、ガラスを結合剤としてマイカを焼き固めた
ガラスセラミック基板、或いはガラスを熱処理して結晶
化させ、マイカを生成させたガラスセラミック基板が、
好適に用いられる。なお、このガラスセラミック基板中
のマイカ含有量は、目的とする導電性膜付基板の用途や
特性に応じて適宜に選定されることとなるが、一般に30
〜80重量％（ガラス:70〜20重量％）程度、好適には50
〜70重量％（ガラス:50〜30重量％）の範囲内の値とさ
れる。
そして、本発明に係る導電性膜付ガラスセラミック基板
の導電性の膜としては、アルミニウム，タングステン，
モリブデン，チタン，タンタル，クロム等の元素の少な
くとも一つを含む膜、換言すればそのような元素からな
る金属膜、それら元素の合金膜、或いはそれら元素の導
電性化合物の膜等が用いられるが、エッチング加工性と
付着強度の点から、タングステン，モリブデン，チタ
ン，クロムの１種若しくはそれ以上の元素を含む膜が好
ましく、特にクロム元素を含む膜が、より好適に採用さ
れる。また、かかる導電性膜の膜形成方法としては、公
知の各種の手法が採用され、特に限定されるものではな
いが、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング
法、クラスタイオンビーム法、無電解メッキ法等の各種
の手法が適宜に採用されるものである。
また、本発明に係る導電性膜付ガラスセラミック基板に
あっては、上記の如き導電性の膜を接合層上に形成した
後、それら導電性膜と接合層を加熱処理して、それらの
付着強度を強めることが望ましい。この場合の加熱処理
の温度範囲としては、一般に500〜1000℃程度が好まし
く、特に800〜1000℃の温度範囲が好適である。また、
加熱雰囲気としては、膜が導電性を失わないような非酸
化性雰囲気が適しており、N2ガス雰囲気や（H2＋N2）混
合ガス雰囲気等が好適に採用される。更に、このような
雰囲気中の加熱処理によって、前記導電性膜を構成する
金属元素（好ましくはクロム）を導電性の合金乃至は化
合物、例えば窒素を含む合金或いは化合物に、変えるこ
とも可能である。
（実施例） 以下、本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的に明
らかにすることとするが、本発明が、かかる実施例の記
載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、
言うまでもないところである。
また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべ
きである。
先ず、基板として、ガラスを熱処理して作製した、硼ケ
イ酸ガラスとフッ素金雲母（マイカ）を主成分とするガ
ラスセラミック基板を用意し、下記第１表に記載の接合
層厚さとなるように、それぞれ、シリカガラス系ペース
トによる印刷法により、或いはケイ素アルコキシドを主
成分とする溶液を用いたディッピング法により塗布し
て、乾燥させた後、下記第１表記載の温度にて加熱処理
を行ない、導電性薄膜形成用の基板を調製し、次いで、
その表面に、通常のマグネトロン・スパッタ法により、
膜厚が３μｍとなるように、下記第１表記載の元素を含
む導電性の膜を形成した。そして、通常のフォトエッチ
ング法を用いて、第１図に示されるような80μｍ幅のス
トライプ状のパターンの100本を形成し、第１表記載の
温度で、（H2＋N2）ガス雰囲気において、加熱処理を行
ない、本発明に係る導電性膜付ガラスセラミック基板を
得た。なお、第１図において、１はマイカを含有するガ
ラスセラミック基板であり、２はストライプ状のパター
ン（導電性膜）であり、３はそれら基板１とパターン２
との間に形成された接合層である。
このようにして得られた導電性膜付ガラスセラミック基
板の性能を調べるために、エッチング加工精度の目安と
して、ストライプ状のパターンのエッジの真直度を、第
２図に示されるように、かかるパターン（100本）のエ
ッジに形成される凹部４や凸部５の凹凸度の最大値
（ｗ）にて評価した。また、付着強度の目安として、か
かる導電性膜付ガラスセラミック基板の導電性膜の接着
部にメッキを施し、更にその上にフレキシブルプリント
回路（ピール試験のリード線として用いる）を半田接着
したものを用い、今田製作所製SV50型万能引張圧縮試験
機にて、20mm/minの引き上げ速度で前記フレキシブルプ
リント回路の剥離試験を実施することにより、剥離強度
を測定した。
その結果を、下記第２表に示す。
かかる第２表から明らかなように、本発明（No.2〜No.2
3）に比して、比較例（No.1）は、膜の付着強度が弱い
上に、一部マイカによると思われる欠陥が認められ、真
直度も劣っていた。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の導電性膜付ガ
ラスセラミック基板は、膜の付着強度とエッチング加工
性に優れており、マイカを含有するガラスセラミック基
板の特徴と導電性膜の特徴を充分に活かすことが出来
る。従って、本発明の導電性膜付ガラスセラミック基板
は、各種パネル、各種回路基板，各種通電記録ヘッド等
に好適に採用され得るのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例において形成されたストライ
プ状パターンを示す概念図であり、第２図は、かかる実
施例における真直度の評価を説明する概念図である。 1:ガラスセラミック基板 2:導電性膜のストライプ状パターン 3:接合層、4:凹部 5:凸部、w:最大凹凸度値

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マイカを含有するガラスセラミック基板
    に、導電性の膜を形成してなる導電性膜付ガラスセラミ
    ック基板において、 表面の所定の部分に少なくとも酸化ケイ素を含む接合層
    を形成した、前記マイカを含有するガラスセラミック基
    板に、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタ
    ン、タンタル、クロムのうちの少なくとも何れかの元素
    を含有する導電性膜を形成したことを特徴とする導電性
    膜付ガラスセラミック基板。
  2. 【請求項２】前記酸化ケイ素を含む接合層が、少なくと
    もケイ素化合物を含む溶液を基板表面に塗布した後、加
    熱処理を行なうことによって、形成されていることを特
    徴とする請求項（１）記載の導電性膜付ガラスセラミッ
    ク基板。
  3. 【請求項３】前記導電性膜を膜形成した後に、非酸化性
    雰囲気中において加熱処理が施されていることを特徴と
    する請求項第（１）または（２）記載の導電性膜付ガラ
    スセラミック基板。
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