JPH079382Y2 - セラミック基板 - Google Patents
セラミック基板Info
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- JPH079382Y2 JPH079382Y2 JP20139787U JP20139787U JPH079382Y2 JP H079382 Y2 JPH079382 Y2 JP H079382Y2 JP 20139787 U JP20139787 U JP 20139787U JP 20139787 U JP20139787 U JP 20139787U JP H079382 Y2 JPH079382 Y2 JP H079382Y2
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- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31678—Of metal
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ICパッケージ基板等に用いられるメタライズ
層を備えたセラミック基板に関するものである。
層を備えたセラミック基板に関するものである。
［従来の技術］ 従来より、ICパッケージ基板、マルチチップ搭載基板、
圧力センサー用基板等にセラミック基板が用いられてい
る。このような用途のセラミック基板表面には、封止板
を半田付したり、あるいは外部リードピンを半田付する
ためにメタライズ層が設けられている。
圧力センサー用基板等にセラミック基板が用いられてい
る。このような用途のセラミック基板表面には、封止板
を半田付したり、あるいは外部リードピンを半田付する
ためにメタライズ層が設けられている。
近年、省エネルギー、工程の簡素化等の観点から焼成前
のセラミック基板（グリーンシート）上に、メタライズ
成分を塗布し、セラミック基板の焼成と同時にメタライ
ズ層を形成することが行われる。このようにメタライズ
層の形成とセラミック基板の焼成とを同時に行う場合、
800〜1100℃の低温で焼成を行うセラミック材料を用い
ると、焼成温度に近い融点を有するAu系、Cu系、Pt系ま
たはPd系の金属を使用することができる。特に、Au、Cu
は従来のアルミナ系セラミックの同時焼成用金属として
使用されるＷ、Mo等に比べて著しく導通抵抗値が小さ
く、電気信号の伝達速度が向上したり、電力損失の低下
など利点がある。
のセラミック基板（グリーンシート）上に、メタライズ
成分を塗布し、セラミック基板の焼成と同時にメタライ
ズ層を形成することが行われる。このようにメタライズ
層の形成とセラミック基板の焼成とを同時に行う場合、
800〜1100℃の低温で焼成を行うセラミック材料を用い
ると、焼成温度に近い融点を有するAu系、Cu系、Pt系ま
たはPd系の金属を使用することができる。特に、Au、Cu
は従来のアルミナ系セラミックの同時焼成用金属として
使用されるＷ、Mo等に比べて著しく導通抵抗値が小さ
く、電気信号の伝達速度が向上したり、電力損失の低下
など利点がある。
［考案が解決しようとする課題］ しかし、Au系あるいはCu系の金属からなるメタライズ層
では、通常使用される錫−鉛系合金の半田を使用する
と、半田中の鉛または錫成分がメタライズ層中に浸透し
て、メタライズ層の成分と接着強度の低い合金を作って
しまうことがある。
では、通常使用される錫−鉛系合金の半田を使用する
と、半田中の鉛または錫成分がメタライズ層中に浸透し
て、メタライズ層の成分と接着強度の低い合金を作って
しまうことがある。
本考案は、錫−鉛系合金の半田を使用しても接着強度等
の劣化の無いセラミック基板を提供することを課題とし
てなされたものである。
の劣化の無いセラミック基板を提供することを課題とし
てなされたものである。
［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記課題を解決するためになされたものであ
り、その要旨は、 板状セラミックの表面にAu系金属またはCu系金属からな
るメタライズ層を設けると共に、該メタライズ層に重ね
てNiメッキ層を設けたことを特徴とするセラミック基板
にある。
り、その要旨は、 板状セラミックの表面にAu系金属またはCu系金属からな
るメタライズ層を設けると共に、該メタライズ層に重ね
てNiメッキ層を設けたことを特徴とするセラミック基板
にある。
ここで、上記メタライズ層は、上記板状セラミックの焼
成と同時に形成すると、省エネルギー、工程の簡素化等
に寄与するため好ましい。
成と同時に形成すると、省エネルギー、工程の簡素化等
に寄与するため好ましい。
上記のようにメタライズ層の形成を板状セラミックの焼
成と同時に行う場合には、上記板状セラミックの材料と
して、焼成温度が800〜1100℃と低温であるものを使用
すると、メタライズ層の酸化等を防ぐため好ましい。こ
のような板状セラミックの材料として、例えば、 特開昭59-92943に記載されるSiO2:57〜63重量％、Al
2O3:20〜28重量％、MgO:10〜18重量％、ZnO:2〜６重量
％からなる主成分に、B2O3及び／又はP2O5:0.1〜６重量
％添加した結晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し、
成形後、再度焼成結晶化させてなる結晶化ガラス体や、 特開昭59-645445に記載される熱膨張係数が５〜45×10
-7のガラス又は結晶化ガラス中に、表面にSiO2皮膜を持
たせたセラミック粒子を５〜60容量％分散させたガラス
−セラミック複合体や、 特開昭59-83957に記載されるSiO2:40〜52重量％、Al
2O3:27〜37重量％、MgO:10〜20重量％、B2O3:2〜８重量
％、CaO:2〜８重量％、ZrO2:0.1〜３重量％からなる結
晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し、成形後、再度
焼成結晶化させてなる結晶化ガラス体や、 特開昭59-137341に記載されるSiO2:55〜63重量％、Al2O
3:20〜28重量％、Y2O3:1〜８重量％、MgO:10〜20重量％
からなる主成分に、B2O3及び／又はP2O5:0.1〜５重量％
添加した結晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し、成
形後、再度焼成結晶化させてなる結晶化ガラス体等を使
用することができる。
成と同時に行う場合には、上記板状セラミックの材料と
して、焼成温度が800〜1100℃と低温であるものを使用
すると、メタライズ層の酸化等を防ぐため好ましい。こ
のような板状セラミックの材料として、例えば、 特開昭59-92943に記載されるSiO2:57〜63重量％、Al
2O3:20〜28重量％、MgO:10〜18重量％、ZnO:2〜６重量
％からなる主成分に、B2O3及び／又はP2O5:0.1〜６重量
％添加した結晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し、
成形後、再度焼成結晶化させてなる結晶化ガラス体や、 特開昭59-645445に記載される熱膨張係数が５〜45×10
-7のガラス又は結晶化ガラス中に、表面にSiO2皮膜を持
たせたセラミック粒子を５〜60容量％分散させたガラス
−セラミック複合体や、 特開昭59-83957に記載されるSiO2:40〜52重量％、Al
2O3:27〜37重量％、MgO:10〜20重量％、B2O3:2〜８重量
％、CaO:2〜８重量％、ZrO2:0.1〜３重量％からなる結
晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し、成形後、再度
焼成結晶化させてなる結晶化ガラス体や、 特開昭59-137341に記載されるSiO2:55〜63重量％、Al2O
3:20〜28重量％、Y2O3:1〜８重量％、MgO:10〜20重量％
からなる主成分に、B2O3及び／又はP2O5:0.1〜５重量％
添加した結晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し、成
形後、再度焼成結晶化させてなる結晶化ガラス体等を使
用することができる。
また、上記メタライズ層の材料としては、Au系金属であ
るAu,Au-Pt合金及びAu-Pd合金のいずれか、あるいはCu
系金属であるCu,Cu-Pt合金及びCu-Pd合金のいずれかが
好ましい。
るAu,Au-Pt合金及びAu-Pd合金のいずれか、あるいはCu
系金属であるCu,Cu-Pt合金及びCu-Pd合金のいずれかが
好ましい。
上記メタライズ層に重ねて形成されるNiメッキ層は、無
電解メッキ、電解メッキ、スパッタリング等従来より知
られている方法により形成される。このNiメッキ層の厚
さは、２〜４μｍが好ましく、２μｍより薄いとNiメッ
キによる被覆の効果が少なく、また、４μｍより厚いと
メッキ層の膨れ、剥離が発生することがあり、好ましく
ない。
電解メッキ、電解メッキ、スパッタリング等従来より知
られている方法により形成される。このNiメッキ層の厚
さは、２〜４μｍが好ましく、２μｍより薄いとNiメッ
キによる被覆の効果が少なく、また、４μｍより厚いと
メッキ層の膨れ、剥離が発生することがあり、好ましく
ない。
［作用］ 本考案のセラミック基板は、板状セラミック表面に形成
されたメタライズ層が、Niメッキ層によって覆われてい
る。
されたメタライズ層が、Niメッキ層によって覆われてい
る。
そのため、錫−鉛系の半田を使用しても、半田中の鉛ま
たは錫成分がメタライズ層中に浸透することがなく、接
着強度が低下することが無い。
たは錫成分がメタライズ層中に浸透することがなく、接
着強度が低下することが無い。
［実施例］ 本考案の実施例を説明する。
第１図は、本考案を適用したICパッケージ基板の分解斜
視図である。
視図である。
このICパッケージ基板は、各々特開昭59-92943に記載さ
れる結晶化ガラスセラミックで形成されたべース10とキ
ャップ20とから構成される。
れる結晶化ガラスセラミックで形成されたべース10とキ
ャップ20とから構成される。
べース10は、ICチップ（図示せず）が固定される底部30
と、リード線（図示せず）によってICチップと接続され
る配線パターン（図示せず）が形成される段部40とを有
する開口部45を備える。また、底部30の中央部には、封
止された後に封止部の気密性を調査するための空気抜き
孔50が設けられている。そして、開口部45の周囲には、
べース10の焼成と同時に形成されたAu系金属あるいはCu
系金属からなるメタライズ層70が設けられるとともに、
メタライズ層70にはNiメッキが施されている。
と、リード線（図示せず）によってICチップと接続され
る配線パターン（図示せず）が形成される段部40とを有
する開口部45を備える。また、底部30の中央部には、封
止された後に封止部の気密性を調査するための空気抜き
孔50が設けられている。そして、開口部45の周囲には、
べース10の焼成と同時に形成されたAu系金属あるいはCu
系金属からなるメタライズ層70が設けられるとともに、
メタライズ層70にはNiメッキが施されている。
また、キャップ20のべース10と接合される部分には、べ
ース10と同様のメタライズ層80が設けられるとともに、
このメタライズ層80にもNiメッキが施されている。
ース10と同様のメタライズ層80が設けられるとともに、
このメタライズ層80にもNiメッキが施されている。
そして、べース10とキャップ20とのメタライズ層70,80
が半田付けされることにより、ICパッケージ基板が一体
とされる。
が半田付けされることにより、ICパッケージ基板が一体
とされる。
このべース10およびキャップ20は以下のようにして製造
される。
される。
特開昭59-92943に記載される組成のグリーンシートを
所定の厚さに形成する。
所定の厚さに形成する。
上記グリーンシートを打ち抜いて、開口部45、空気抜
き孔50等となる所定形状の孔を形成する。
き孔50等となる所定形状の孔を形成する。
Au系金属ペーストあるいはCu系金属ペーストを厚膜印
刷により、上記グリーンシート上に塗布する。尚、Cu系
金属ペースト中にはCu系金属の他にCuOも含まれてい
る。
刷により、上記グリーンシート上に塗布する。尚、Cu系
金属ペースト中にはCu系金属の他にCuOも含まれてい
る。
上記グリーンシートを必要に応じて積層した後、べー
ス10およびキャップ20の所定形状に切断する。
ス10およびキャップ20の所定形状に切断する。
上記所定形状に切断されたグリーンシートの樹脂抜き
を行う。
を行う。
上記グリーンシートを焼成する。
メタライズ層としてAuを使用する場合には、大気中で所
定温度で焼成する。
定温度で焼成する。
メタライズ層としてCuを使用する場合には、大気中で仮
焼し、H2ガス中で還元焼成し、N2ガス中で本焼成する。
焼し、H2ガス中で還元焼成し、N2ガス中で本焼成する。
上記焼成体のメタライズ層上に、電解メッキまたは無
電解メッキで２〜３μｍの厚さのNiメッキ層を形成す
る。
電解メッキで２〜３μｍの厚さのNiメッキ層を形成す
る。
このようにして製造されたべース10およびキャップ20を
錫60重量％、鉛40重量％の半田で半田付して得られたIC
パッケージ基板についてNiメッキの効果を以下の実験に
より調べ、結果を表に記した。
錫60重量％、鉛40重量％の半田で半田付して得られたIC
パッケージ基板についてNiメッキの効果を以下の実験に
より調べ、結果を表に記した。
上記ICパッケージ基板を、120℃に加熱し、上記半田付
によって封止された部分の漏れ（リーク）をHeリークデ
ィテクタによって測定した。このHeリークデテクタは、
先ず、ICパッケージ基板の空気抜き孔50から内部の空気
を抜き、次いで周囲からICパッケージ基板にHeガスを吹
き付け、その時べース10とキャップ20との接合部分を介
してICパッケージ基板内に侵入したHeガスの量を測定す
るものであり、Heガスの侵入が認められた試料を不良と
した。
によって封止された部分の漏れ（リーク）をHeリークデ
ィテクタによって測定した。このHeリークデテクタは、
先ず、ICパッケージ基板の空気抜き孔50から内部の空気
を抜き、次いで周囲からICパッケージ基板にHeガスを吹
き付け、その時べース10とキャップ20との接合部分を介
してICパッケージ基板内に侵入したHeガスの量を測定す
るものであり、Heガスの侵入が認められた試料を不良と
した。
また、このメタライズ層の接着強度を以下のように調
べ、上記リーク試験の結果と共に表に記した。
べ、上記リーク試験の結果と共に表に記した。
接着強度は、上記ICパッケージ基板と同材質の試験片上
に、上記ICパッケージ基板と同材質のメタライズ層を1.
6mm×1.6mmに形成し、該メタライズ層に銅線を錫60重量
％、鉛40重量％の半田で半田付し、垂直方向に銅線を引
っ張り、銅線とメタライズ層とが剥離したときの荷重を
引っ張りゲージで測定し、複数の試料の平均値を表に示
した。尚、手で触れただけで銅線がメタライズ層と剥離
してしまうものを表中で「低下」と表した。
に、上記ICパッケージ基板と同材質のメタライズ層を1.
6mm×1.6mmに形成し、該メタライズ層に銅線を錫60重量
％、鉛40重量％の半田で半田付し、垂直方向に銅線を引
っ張り、銅線とメタライズ層とが剥離したときの荷重を
引っ張りゲージで測定し、複数の試料の平均値を表に示
した。尚、手で触れただけで銅線がメタライズ層と剥離
してしまうものを表中で「低下」と表した。
表から明らかなように、メタライズ層70,80の材質がA
u、Cuいずれの場合にもNiメッキを施すことによって、
リークの低下、接着強度の低下を防ぐことができる。
u、Cuいずれの場合にもNiメッキを施すことによって、
リークの低下、接着強度の低下を防ぐことができる。
尚、他のAu系金属あるいはCu系金属においても同様のこ
とが確認された。
とが確認された。
また、本実施例では、べース10とキャップ20との接合部
分のメタライズ層70,80にNiメッキを施しているだけで
あるが、例えば、外部リードピンとの接合部等となるメ
タライズ層にNiメッキを施してもよい。
分のメタライズ層70,80にNiメッキを施しているだけで
あるが、例えば、外部リードピンとの接合部等となるメ
タライズ層にNiメッキを施してもよい。
［考案の効果］ 以上の如く、Niメッキにより被覆されたAu系金属あるい
はCu系金属からなるメタライズ層には、錫−鉛系の半田
を使用しても半田中の鉛成分が浸透することがなく、接
着強度が低下することが無い。
はCu系金属からなるメタライズ層には、錫−鉛系の半田
を使用しても半田中の鉛成分が浸透することがなく、接
着強度が低下することが無い。
そのため、安定した接着強度を有するICパッケージ基板
等として利用できる。
等として利用できる。
第１図は本考案の実施例を説明する分解斜視図である。 10……べース、20……キャップ、70,80……メタライズ
層
層
Claims (5)
- 【請求項１】板状セラミックの表面にAu系金属またはCu
系金属からなるメタライズ層を設けると共に、該メタラ
イズ層に重ねてNiメッキ層を設けたことを特徴とするセ
ラミック基板。 - 【請求項２】上記メタライズ層が、上記板状セラミック
の焼成と同時に形成される実用新案登録請求の範囲第１
項記載のセラミック基板。 - 【請求項３】上記板状セラミックの焼成温度が800〜110
0℃である実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
記載のセラミック基板。 - 【請求項４】上記Au系金属が、Au,Au-Pt合金及びAu-Pd
合金のいずれかである実用新案登録請求の範囲第１項な
いし第３項いずれか記載のセラミック基板。 - 【請求項５】上記Cu系金属が、Cu,Cu-Pt合金及びCu-Pd
合金のいずれかである実用新案登録請求の範囲第１項な
いし第３項いずれか記載のセラミック基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20139787U JPH079382Y2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | セラミック基板 |
| US07/290,941 US5011734A (en) | 1987-12-28 | 1988-12-28 | Ceramic substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20139787U JPH079382Y2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | セラミック基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104729U JPH01104729U (ja) | 1989-07-14 |
| JPH079382Y2 true JPH079382Y2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=16440412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20139787U Expired - Lifetime JPH079382Y2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | セラミック基板 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5011734A (ja) |
| JP (1) | JPH079382Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103077928A (zh) * | 2013-02-16 | 2013-05-01 | 马国荣 | 单面局部镀金的盖板结构 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5992943A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-29 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 結晶化ガラス体 |
| US4540621A (en) * | 1983-07-29 | 1985-09-10 | Eggerding Carl L | Dielectric substrates comprising cordierite and method of forming the same |
| US4546065A (en) * | 1983-08-08 | 1985-10-08 | International Business Machines Corporation | Process for forming a pattern of metallurgy on the top of a ceramic substrate |
| JPS60137884A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-22 | 株式会社日立製作所 | セラミツク多層配線回路基板の製造法 |
| US4599277A (en) * | 1984-10-09 | 1986-07-08 | International Business Machines Corp. | Control of the sintering of powdered metals |
| US4712161A (en) * | 1985-03-25 | 1987-12-08 | Olin Corporation | Hybrid and multi-layer circuitry |
| JPH0634452B2 (ja) * | 1985-08-05 | 1994-05-02 | 株式会社日立製作所 | セラミツクス回路基板 |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP20139787U patent/JPH079382Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-12-28 US US07/290,941 patent/US5011734A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01104729U (ja) | 1989-07-14 |
| US5011734A (en) | 1991-04-30 |
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