JPH077241A - 厚膜導体装置及びその製造方法 - Google Patents

厚膜導体装置及びその製造方法

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JPH077241A
JPH077241A JP14609093A JP14609093A JPH077241A JP H077241 A JPH077241 A JP H077241A JP 14609093 A JP14609093 A JP 14609093A JP 14609093 A JP14609093 A JP 14609093A JP H077241 A JPH077241 A JP H077241A
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Yoshiaki Matsumoto
恵明 松本
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4007Surface contacts, e.g. bumps

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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 厚膜導体装置の他の導体接続部分の信頼性を
向上させること。 【構成】 ガラス成分を含む厚膜導体層15が基板11
上に焼成された厚膜導体装置10において、厚膜導体層
15に含まれるガラス成分を前記焼成時に吸収した多孔
質層14が、厚膜導体層15の導体接続面151近傍部
分に接して基板11上に焼成されていること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、厚膜導体装置及びその
製造方法に関し、特に、他の導体接続部分の信頼性を向
上させることができる厚膜導体装置及びその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の厚膜導体装置が実開平2−146
474号公報に開示されている。この従来例を図6に示
す。図6において、平板状アルミナ基板41の図示上面
に印刷銅導体層42、抵抗体層43及びオーバーコート
層44がスクリーン印刷及び焼成により形成されてい
る。更に、印刷銅導体層42のオーバーコート層44で
覆われていないはんだ付け部分上にめっき銅導体層45
が形成されている。このめっき銅導体層45によって、
前記焼成時に印刷銅導体層42の表面のはんだ付け部分
にガラス成分が浮きだすことが防止され、はんだ濡れ性
を向上させることができるので、前記はんだ付け部分の
はんだ付けの信頼性を向上させることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例においては、印刷銅導体層42を印刷する設備の
他に、めっき銅導体層45を形成するめっき設備も必要
になるので、コスト高になるという欠点があった。した
がって、本発明の課題は、上述の従来例の欠点をなく
し、コストが安く、ボンディングワイヤ等の他の導体の
接続強度がよく、厚膜導体装置の信頼性を良くすること
ができる厚膜導体装置及びその製造方法を提供すること
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1の構成は、ガラス成分を含む厚膜導体
層が基板上に焼成された厚膜導体装置において、前記厚
膜導体層に含まれるガラス成分を前記焼成時に吸収した
多孔質層が、前記厚膜導体層の導体接続面近傍部分に接
して前記基板上に焼成されていることである。更に、第
2の構成は、ガラス成分を含む厚膜導体材料層を基板上
に形成し、次に、この厚膜導体材料層を焼成して厚膜導
体層にする厚膜導体装置の製造方法において、前記厚膜
導体層における導体接続面となる部位の前記基板上に、
多孔質材料層を形成する第1工程と、前記基板上及び前
記多孔質材料層上に前記厚膜導体材料層を形成する第2
工程と、前記厚膜導体材料層及び前記多孔質材料層を焼
成することにより、前記厚膜導体材料層を前記厚膜導体
層とし、かつ前記多孔質材料層を多孔質層とするととも
に、前記厚膜導体材料層中のガラス成分を前記多孔質層
に吸収させる第3工程とを備えることである。更に、第
3の構成は、ガラス成分を含む厚膜導体材料層を基板上
に形成し、次に、この厚膜導体材料層を焼成して厚膜導
体層にする厚膜導体装置の製造方法において、前記厚膜
導体材料層を前記基板上に形成する工程と、前記厚膜導
体層における導体接続面に隣接する部位の前記基板上
に、多孔質材料層を形成する工程と、前記厚膜導体材料
層及び前記多孔質材料層を焼成することにより、前記厚
膜導体材料層を前記厚膜導体層とし、かつ前記多孔質材
料層を多孔質層とするとともに、前記厚膜導体材料層中
のガラス成分を前記多孔質層に吸収させる工程とを備え
ることである。
【0005】
【作用】上記第1の構成によると、厚膜導体層の導体接
続面のガラス成分が、前記厚膜導体層の導体接続面近傍
部分に接して基板上に焼成された多孔質層によって吸収
されているため、導体接続面にガラス成分が浮きだすこ
となく、導体接続強度を向上させることができる。この
ため、従来例のようなめっき銅導体層を形成しなくて
も、厚膜導体層に他の導体を直接接続することができ
る。更に、上記第2の構成によれば、結果的に基板及び
多孔質層を覆うように厚膜導体層を焼成するので、前記
多孔質層の上方の前記厚膜導体層の表面にガラス成分が
浮きだすことなく、ここに他の導体を強く接続すること
ができる。更に、上記第3の構成によれば、結果的に厚
膜導体層のうち導体接続面となる部分に隣接するよう
に、基板上に前記多孔質層を形成するので、導体接続面
に浮きだすガラス成分が多孔質層に吸収され、導体接続
面に他の導体を強く接続することができる。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明に係わる製造方法の第1実施例を
示す。図1は(a)〜(e)の部分からなる。まず、
(a)に示すように、平板状アルミナ基板11をセット
する。次に、(b)に示すように、多孔質材料層として
アルミナペースト層12をアルミナ基板11上にスクリ
ーン印刷により形成する。なお、アルミナペースト層1
2は、アルミナ粉末と有機ビヒクル(バインダー)によ
り構成されている。その後、5分間放置によりレベリン
グした後に、160℃の温度にて10分間乾燥する。こ
のようにして形成したアルミナペースト層12の厚さ
は、後述する厚膜導体層材料13の厚さの1/10であ
る。一般に、厚膜導体にはガラス成分が10%含まれる
ので、仮に厚膜導体材料層13の層厚を25μmにする
場合には、アルミナペースト層12の層厚は2μm必要
になる。次に、(c)に示すように、アルミナ基板11
及びアルミナペースト層12を覆うように厚膜導体材料
層13をスクリーン印刷により形成する。この厚膜導体
材料層13は、金属成分(導電材)、ガラス成分(アル
ミナ基板11との結合材)及び有機成分(印刷及び乾燥
後から焼成前までの形状保持材であり、後述する焼成に
よって消失する。)からなる。その後、5分間放置によ
るレベリングをした後、10分間160℃の温度にて乾
燥させる。このようにして形成した厚膜導体材料層13
の厚さは、20〜40μm である。次に、(d)に示す
ように、上述の(c)の工程で製造したもの10C をト
ンネル炉20中にて焼成する。この焼成の温度プロファ
イルは、最大850℃を10分間保持し、昇温降温含め
全体として60分間のものである(図5参照)。この焼
成により、アルミナペースト層12及び厚膜導体材料層
13をアルミナ基板11に焼き付ける。また、この焼成
によって、アルミナペースト層12がアルミナ多孔質層
14となり、一方厚膜導体材料層13が厚膜導体層15
となる。更に、この焼成により、厚膜導体材料層13に
含まれるガラス成分がアルミナ多孔質層14に吸収され
る。このため、アルミナ多孔質層14近傍の厚膜導体層
15のワイヤ接続面151には前記ガラス成分が存在し
ないことになる。なお、この焼成工程では、ベルトコン
ベア21にて上述の(c)の工程にて製造したもの10
C をトンネル炉20中に搬入し、焼成によって厚膜導体
装置10とした後搬出する。なおトンネル炉20内に設
けられた複数のヒーター22がこの焼成の熱原となる。
次に、(e)に示すように、アルミニウム、金等のボン
ディングワイヤ16を厚膜導体層15のワイヤ接続面1
51に超音波ワイヤボンディングにより直接接続する。
【0007】以上の構成によって、次のようになる。ア
ルミナ基板11の材質が緻密なために、上述の焼成によ
って前記ガラス成分が厚膜導体層15の表面にしみで
る。このため、前記焼成後に前記ガラス成分が厚膜導体
層15の表面を皮膜する。このガラス成分は、ボンディ
ングワイヤ16を厚膜導体層15のワイヤ接続面151
にボンディングする際にボンディングワイヤ16とワイ
ヤ接続面151との金属結合を阻害する。しかしなが
ら、上述のようにアルミナ多孔質層14を厚膜導体層1
5のワイヤ接続面151の近傍部分とアルミナ基板11
との間に形成して、このアルミナ多孔質層14によって
前記ガラス成分を吸収しているので、厚膜導体層15の
ワイヤ接続面151にガラス成分が含まれなくなる。こ
の結果、ボンディングワイヤ16をワイヤ接続面151
に直接ボンディングによって接続でき、かつその接続強
度を充分なものにするとができる。また、アルミナ多孔
質層14を厚膜導体層15の下側に設けるので、ワイヤ
接続面151が前記アルミナ多孔質層14の上方に位置
するため、焼成時にワイヤ接続面151の位置がずれな
い。
【0008】図2は、本発明に係わる厚膜導体装置の第
1実施例(上述の製造方法の第1実施例によって製造さ
れたもの)に係わる厚膜導体装置10の断面構造を示
す。図2において、上述のように形成された厚膜導体装
置10においては、アルミナ基板11上にアルミナ多孔
質層14が形成され、更に、アルミナ基板11及びアル
ミナ多孔質層12を覆うように厚膜導体層15が形成さ
れている。そして、厚膜導体層15のワイヤ接続面15
1にボンディングワイヤ16が接続されている。また、
矢印17は、厚膜導体層15に含まれるガラス成分がア
ルミナ多孔質層14に吸収される方向を示す。以上の構
成によって、厚膜導体装置10において、上述のように
ボンディングワイヤ16をワイヤ接続面151に直接ボ
ンディングによって接続でき、かつその接続強度を充分
なものにすることができる。
【0009】図3は、本発明に係わる製造方法の第2実
施例によって製造された厚膜導体装置の断面構造を示
す。なお図3においては、上述の図1と共通する部分は
除かれている。まず、アルミナ基板11上に厚膜導体材
料層をスクリーン印刷によって形成する。次に、厚膜導
体層15aのうちワイヤ接続面153の近傍部分154
に隣接するように、アルミナ基板11上にアルミナペー
スト層をスクリーン印刷によって形成する。次に、上述
の第1実施例と同様に焼成して、厚膜導体層15a及び
アルミナ多孔質層14aを焼成し、厚膜導体装置10a
を完成する。以上の構成によって、ボンディングワイヤ
16をワイヤ接続面153に強固にボンデイングするこ
とができるとともに、厚膜導体層15aの図示下側にア
ルミナ多孔質層14aを形成する必要がないので、厚膜
導体層15aの表面152(前記ワイヤ接続面153を
含む。)を平らにすることができる。
【0010】図4は、上述の製造方法の各実施例に使用
する印刷機の正面を示す。図4において、印刷機30
は、アルミナ基板11を載置するベース31、このアル
ミナ基板11の図示上面に接するスクリーン32、この
スクリーン32の両端を固定するスクリーン枠33、前
記スクリーン32を前記アルミナ基板11に印圧するス
キージ34及びインク返し35からなる。スクリーン3
2には印刷用パターンが形成されている。スクリーン3
2のメッシュは250メッシュである。またクリーン3
2の張力は10kg/in2 、スキージ34の移動速度は1
00mm/sec である。なお、スキージ34で印圧されて
いないときのスクリーン32を二点鎖線で示す。また、
インク36は印刷材料である。なお、アルミナペースト
層12を印刷するときには、インク36はアルミナペー
ストであり、厚膜導体材料層13を印刷するときには、
インク36は厚膜導体材料である。矢印37はスクリー
ン印刷時のスキージ移動方向を示し、矢印38は前記印
圧方向を示す。以上の構成によって、スクリーン印刷す
るときは、まずスクリーン32の図示上面にインクを薄
く塗布し、次にスキージ34でスクリーン32の図示上
面を矢印38方向にに印圧しつつ、スキージ34を矢印
36方向に移動させる。このようにすると、インク36
がベース31上のアルミナ基板11の図示上面に印刷さ
れる。次に、印刷終了時にインク返し35をスクリーン
32の図示上面に接触させつつ、スキージ34及びイン
ク返し35を図示左方向(矢印37と反対方向)に移動
させて、スキージ34及びインク返し35を印刷開始直
前の位置まで戻す。この過程において、インク36はイ
ンク返し35によってスクリーン32の図示上面に薄く
延ばされる。このため、次回の印刷を連続して行うこと
ができる。
【0011】図5は、上述の製造方法の各実施例におけ
る焼成工程の温度プロファイルを示す。図5のグラフに
おいて、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。なお、
上述のガラス成分吸収用多孔質材料層として、アルミペ
ースト層の代わりに酸化珪素SiO2 、窒化アルミニウ
ムAlN、炭化珪素SiC等のセラミックス系粉末をペ
ースト状にしたものを使用できる。また鉄粉等の金属粉
末をペースト状にしたものでも融点が焼成温度(850
℃)よりも高いものであれば使用可能である。また、上
述のボンデイングワイヤの代わりにチップ部品の電極用
導体等をワイヤ接続面に接続することもできる。
【0012】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の厚
膜導体装置及びその製造方法によれば、厚膜導体層のボ
ンディングワイヤ等の他の導体接続面に直接ボンディン
グワイヤ等の他の導体を接続することができ、かつその
接続強度を充分なものにすることができる。このため、
厚膜導体装置の信頼性を向上させることができる。ま
た、従来例のようなめっき設備が不要となるので、厚膜
導体装置を安価なものにすることができる。更に、多孔
質層及び基板を覆うように厚膜導体層を形成することに
よって、厚膜導体層のワイヤ接続面の位置がずれないよ
うにすることができる。更に、基板上に形成された厚膜
導体層のうちワイヤ接続面近傍部分に隣接するように、
基板上に多孔質層を形成することによって、厚膜導体層
の表面(ワイヤ接続面を含む)を平らにすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる製造方法の第1実施例の説明図
である。
【図2】本発明に係わる厚膜導体装置の第1実施例の断
面図である。
【図3】本発明に係わる製造方法の第2実施例の説明図
である。
【図4】前記製造方法の各実施例に使用する印刷機の正
面図である。
【図5】前記製造方法の各実施例の焼成の温度プロファ
イルを示すグフフである。
【図6】従来例の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
10 厚膜導体装置 11 アルミナ基板 12 アルミナペースト層 13 厚膜導体材料層 14、14a アルミナ多孔質層 15、15a 厚膜導体層 151、153 ワイヤ接続面 16 ボンディングワイヤ 17 矢印

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス成分を含む厚膜導体層が基板上に
    焼成された厚膜導体装置において、 前記厚膜導体層に含まれるガラス成分を前記焼成時に吸
    収した多孔質層が、前記厚膜導体層の導体接続面近傍部
    分に接して前記基板上に焼成されていることを特徴とす
    る厚膜導体装置。
  2. 【請求項2】 ガラス成分を含む厚膜導体材料層を基板
    上に形成し、次に、この厚膜導体材料層を焼成して厚膜
    導体層にする厚膜導体装置の製造方法において、 前記厚膜導体層における導体接続面となる部位の前記基
    板上に、多孔質材料層を形成する第1工程と、 前記基板上及び前記多孔質材料層上に前記厚膜導体材料
    層を形成する第2工程と、 前記厚膜導体材料層及び前記多孔質材料層を焼成するこ
    とにより、前記厚膜導体材料層を前記厚膜導体層とし、
    かつ前記多孔質材料層を多孔質層とするとともに、前記
    厚膜導体材料層中のガラス成分を前記多孔質層に吸収さ
    せる第3工程とを備えることを特徴とする厚膜導体装置
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 ガラス成分を含む厚膜導体材料層を基板
    上に形成し、次に、この厚膜導体材料層を焼成して厚膜
    導体層にする厚膜導体装置の製造方法において、 前記厚膜導体材料層を前記基板上に形成する工程と、 前記厚膜導体層における導体接続面に隣接する部位の前
    記基板上に、多孔質材料層を形成する工程と、 前記厚膜導体材料層及び前記多孔質材料層を焼成するこ
    とにより、前記厚膜導体材料層を前記厚膜導体層とし、
    かつ前記多孔質材料層を多孔質層とするとともに、前記
    厚膜導体材料層中のガラス成分を前記多孔質層に吸収さ
    せる工程とを備えることを特徴とする厚膜導体装置の製
    造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011046036A1 (ja) * 2009-10-14 2011-04-21 株式会社小糸製作所 回路装置及びその製造方法

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