JPH08204302A - グレーズド基板 - Google Patents

グレーズド基板

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JPH08204302A
JPH08204302A JP1350595A JP1350595A JPH08204302A JP H08204302 A JPH08204302 A JP H08204302A JP 1350595 A JP1350595 A JP 1350595A JP 1350595 A JP1350595 A JP 1350595A JP H08204302 A JPH08204302 A JP H08204302A
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JP
Japan
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substrate
thin film
glass layer
metal
metal thin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1350595A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Toyoda
誠司 豊田
Yoshio Kuromitsu
祥郎 黒光
Kunio Sugamura
邦夫 菅村
Akira Nakabayashi
明 中林
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
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Publication of JPH08204302A publication Critical patent/JPH08204302A/ja
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  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファインラインでファインピッチの微細な回
路パターンに対してパターン切れを起こすことなく金属
薄膜を形成でき、金属薄膜の密着性が高い。 【構成】 Al23基板、AlN基板、SiC基板、タ
ングステン基板、モリブデン基板、銅基板等の基板11
上のガラス層12の表面に貴金属有機化合物を含むペー
ストを塗布し焼成してなる金属薄膜13が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は基板表面に金属薄膜を有
するガラスグレーズド基板に関する。更に詳しくはサー
マルヘッド用基板、薄膜回路用基板又は薄膜技術を用い
たマルチチップモジュール(MCM−D)用基板に適す
る貴金属薄膜付きグレーズド基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のセラミック基板は、基板
表面に金属薄膜を形成する前に、セラミック基板を表面
研磨して鏡面仕上げを施すか、或いは基板の平滑性及び
化学安定性を高めるために鏡面仕上げの代わりに基板を
グレーズ処理している。薄膜回路を形成する場合、鏡面
仕上げした基板表面やグレーズ処理した基板表面にC
r,Ti等をスパッタリングした後、Cuをスパッタリ
ングすることにより金属薄膜が形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鏡面仕上げし
た基板は表面のセラミックスの結晶粒子が脱落している
ため、金属薄膜をファインラインでファインピッチの微
細な回路パターンで形成した場合、パターン切れを起こ
すことがあった。またグレーズ処理した基板はパターン
切れを起こさない反面、表面平滑度が高過ぎ、スパッタ
リング法等によりガラス層上に金属薄膜を形成した場
合、金属薄膜のガラス層に対する密着性が良好でなかっ
た。本発明の目的は、金属薄膜をファインラインでファ
インピッチの微細な回路パターンに対してパターン切れ
を起こすことなく形成でき、金属薄膜の密着性が高いグ
レーズド基板を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】図1に示すように、本発
明のグレーズド基板10は、基板11上にガラス層12
を備えたグレーズド基板10の改良である。その特徴あ
る構成は、ガラス層12上に貴金属有機化合物を含むペ
ーストを塗布し焼成してなる金属薄膜13が形成された
ことにある。
【0005】以下、本発明を詳述する。本発明の基板1
1は、Al23(アルミナ)基板、AlN(窒化アルミ
ニウム)基板、SiC(炭化珪素)基板等の絶縁性セラ
ミック基板、又はタングステン基板、モリブデン基板、
銅基板等の金属基板の中から選ばれる。また本発明のガ
ラス層12を構成するガラス成分は、例えばPbO−S
iO2−B23系にAl23、アルカリ土類金属、アル
カリ金属等が添加された系である。このガラス層12
は、熱膨張係数が基板の熱膨張係数に近いことが、ガラ
ス層形成時にクラック等の欠陥を生じないため、好まし
い。例えば基板がAlN基板の場合、ガラス層の熱膨張
係数はこの基板の熱膨張係数に近い4.4±1.0×1
-6/℃であることが好ましい。ガラス層12は、上記
ガラス粉末を溶剤と混合してガラスペーストとし、この
ガラスペーストを基板の表面にスクリーン印刷、スプレ
ーコーティング、ディップコーティング、スピンコーテ
ィング等の方法により塗布して乾燥した後、焼成しガラ
スを軟化させることにより形成される。ガラス層12は
0.1μm〜100μmの厚さを有することが好まし
い。0.1μm未満では基板の表面平滑性が十分でな
く、100μmを越えると基板全体の熱伝導性を極端に
低下させる不具合がある。
【0006】更に本発明のガラス層12上に形成される
金属薄膜13は、貴金属有機化合物を含むペーストを塗
布し焼成してなる金属薄膜である。この金属薄膜13に
含まれる貴金属はAu、Ag、Pt、Pd又はこれらの
合金であって、貴金属はペースト中に15〜75重量%
含まれることが好ましい。20〜50重量%が更に好ま
しい。貴金属の含有量が15重量%未満では連続した緻
密な薄膜が得難く、75重量%を越えるとガラス層に対
する密着力が劣るようになる。貴金属以外の金属ペース
トを用いると焼成時に金属が酸化されるため、貴金属で
あることが必要である。特に貴金属としてAu系を用い
ると、電気的抵抗がCuと同程度で低く、緻密な連続膜
を形成し易い。従来の金属ペーストと異なり、本発明の
ペーストは貴金属が粉末の状態でなく、貴金属成分及び
微量の他の金属成分が有機成分と化合物を形成し、液状
になっているため、1μm以下の厚さの連続した薄膜も
得られる特長がある。この液状の貴金属有機化合物に、
例えばα−テレピネオール、エチルセルロース等の有機
物を添加し、ペースト化する。この有機物はペーストに
粘性を付与して塗工性を高めるとともに、焼成後のバイ
ンダとしての機能を有する。他の金属成分としてはP
b,Bi,Si等が挙げられる。金属薄膜13は、貴金
属有機化合物ペーストをガラス層12の表面にスクリー
ン印刷、スプレーコーティング、ディップコーティン
グ、スピンコーティング等の方法により塗布して乾燥し
た後、焼成することにより形成される。この金属薄膜1
3の厚さは、グレーズド基板の用途に応じて、0.1μ
m〜10μmの厚さに形成される。この金属薄膜13が
Au系薄膜である場合に、金属薄膜13の上に更にAu
めっきを施せば、電気的特性がより向上し好ましい。
【0007】
【作用】ガラス層12の上に貴金属有機化合物ペースト
を塗布して乾燥した後、焼成すると、このペースト中の
Pb,Cr,Siが酸化物となり、これらがガラス層1
2のガラス成分と化学的に結合する。これにより金属薄
膜でファインラインでファインピッチの微細な回路パタ
ーンを形成したときにも、パターン切れを起こすことな
くガラス層の表面に金属薄膜を形成できるとともに、ガ
ラス層の表面に高い密着力で金属薄膜を形成できる。
【0008】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 <実施例>まず、形状が76×76×1mmのAl23
基板を準備した。この基板はAl23焼結体であって、
表面平均粗さRaが0.5μmであり、表面に直径20
〜30μmの欠陥が多数存在していた。この焼結体の表
面全体に軟化点が750℃のPbO−SiO2−B23
系ガラス粒子を含むペーストをスクリーン印刷法により
塗布した。ペーストを塗布したAl23基板を150℃
で10分間乾燥した後、大気中で1000℃で1時間焼
成することにより厚さ約10μmのガラス層を表面に有
するグレーズド基板を得た。このAl23基板及びガラ
ス層の各熱膨張係数はそれぞれ6.8×10-6/℃及び
7.0×10-6/℃で互いに近似していたため、100
0℃に焼成してガラス成分を軟化し冷却したときに、A
23基板もガラス層と同様に挙動し、ガラス層には全
くクラック等の欠陥は生じなかった。
【0009】次にこのAl23基板のガラス層上に2m
m□パッドの形状で厚さ1.0μmの金属薄膜を形成し
た。これらの金属薄膜は、貴金属成分としてAu,P
t,Pdを27重量%含み、他の金属成分としてPb,
Bi,Siを3重量%含む有機化合物と、残部がα−テ
レピネオール、エチルセルロース等の有機物からなる貴
金属有機化合物ペーストをスクリーン印刷法により塗布
して乾燥した後、大気中で700℃で10分間焼成する
ことにより得た。得られたパッド上に1mmφのCu線
をそれぞれ固定し、50In−50Pbはんだを用いて
はんだ付けを行い、薄膜のピーリング試験を行った。な
お、試料数n=10とした。この密着強度の平均値は
4.0kgf/2mm□であり、その破断モードは全て
基板内であった。
【0010】<比較例>一方、比較のために、実施例と
同一のAl23基板に実施例と同様にガラス層を形成し
た後、スパッタリング法を用いて2mm□パッドの形状
で、Crを厚さ0.1μm、Cuを厚さ5μmだけ成膜
して金属薄膜を形成した。これらのパッド上に実施例と
同様に1mmφのCu線をはんだ付けし、薄膜のピーリ
ング試験を行った。なお、試料数n=10とした。この
密着強度の平均値は1.0kgf/2mm□であり、そ
の破断モードは10%が基板内で、残り90%が薄膜/
基板界面であった。この結果より、実施例のAl23
板と金属薄膜との密着性は、比較例よりも非常に優れて
いることが判明した。
【0011】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のグレーズド
基板では、基板上のガラス層上に貴金属有機化合物を含
むペーストを塗布し焼成することにより金属薄膜が形成
されているので、金属薄膜でファインラインでファイン
ピッチの微細な回路パターンを形成したときにも、パタ
ーン切れを起こすことなくガラス層の表面に金属薄膜を
形成できるとともに、ガラス層の表面に高い密着力で金
属薄膜を形成できる。特に従来、スパッタリング法や蒸
着法でCu等の金属薄膜を形成する場合に先ずガラス層
表面にCr,Ti等の活性金属を成膜する必要があった
ものが、本発明ではそのような成膜をしなくても信頼性
の高い金属薄膜が形成されたグレーズド基板が得られる
利点もある。更に本発明のグレーズド基板は、サーマル
ヘッド用基板、薄膜回路用基板又は薄膜技術を用いたマ
ルチチップモジュール(MCM−D)用基板に適し、そ
の利用価値は絶大である。また本発明の金属薄膜を薄膜
コンデンサの下部電極層にすれば、信頼性の高い薄膜コ
ンデンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のグレーズド基板の部分拡大断面図。
【符号の説明】
10 グレーズド基板 11 基板 12 ガラス層 13 金属薄膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鏡面仕上げし
た基板は表面のセラミックスの結晶粒子が脱落している
ため、金属薄膜をファインラインでファインピッチの微
細な回路パターンで形成した場合、パターン切れを起こ
すことがあった。またグレーズ処理した基板はパターン
切れを起こさない反面、表面平滑度が高過ぎ、スパッタ
リング法等によりガラス層上に金属薄膜を形成した場
合、金属薄膜のガラス層に対する密着性が良好でなかっ
た。本発明の目的は、ファインラインでファインピッチ
の微細な回路パターンに対してパターン切れを起こすこ
となく金属薄膜を形成でき、金属薄膜の密着性が高いグ
レーズド基板を提供することにある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【作用】ガラス層12の上に貴金属有機化合物ペースト
を塗布して乾燥した後、焼成すると、このペースト中の
Pb,Cr,Siが酸化物となり、これらがガラス層1
2のガラス成分と化学的に結合する。これによりファイ
ンラインでファインピッチの微細な回路パターンを金属
薄膜で形成したときにも、パターン切れを起こすことな
くガラス層の表面に金属薄膜を形成できるとともに、ガ
ラス層の表面に高い密着力で金属薄膜を形成できる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のグレーズド
基板では、基板上のガラス層上に貴金属有機化合物を含
むペーストを塗布し焼成することにより金属薄膜が形成
されているので、ファインラインでファインピッチの微
細な回路パターンを金属薄膜で形成したときにも、パタ
ーン切れを起こすことなくガラス層の表面に金属薄膜を
形成できるとともに、ガラス層の表面に高い密着力で金
属薄膜を形成できる。特に従来、スパッタリング法や蒸
着法でCu等の金属薄膜を形成する場合に先ずガラス層
表面にCr,Ti等の活性金属を成膜する必要があった
ものが、本発明ではそのような成膜をしなくても信頼性
の高い金属薄膜が形成されたグレーズド基板が得られる
利点もある。更に本発明のグレーズド基板は、サーマル
ヘッド用基板、薄膜回路用基板又は薄膜技術を用いたマ
ルチチップモジュール(MCM−D)用基板に適し、そ
の利用価値は絶大である。また本発明の金属薄膜を薄膜
コンデンサの下部電極層にすれば、信頼性の高い薄膜コ
ンデンサが得られる。
フロントページの続き (72)発明者 中林 明 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板(11)上にガラス層(12)を備えたグレ
    ーズド基板(10)において、 前記ガラス層(12)上に貴金属有機化合物を含むペースト
    を塗布し焼成してなる金属薄膜(13)が形成されたことを
    特徴とするグレーズド基板。
  2. 【請求項2】 基板(11)がAl23基板、AlN基板、
    SiC基板、タングステン基板、モリブデン基板又は銅
    基板である請求項1記載のグレーズド基板。
  3. 【請求項3】 金属薄膜(13)に含まれる貴金属がAu、
    Ag、Pt、Pd又はこれらの合金であって、前記貴金
    属がペースト中に15〜75重量%含まれる請求項1記
    載のグレーズド基板。
  4. 【請求項4】 ガラス層(12)の厚さが0.1μm〜10
    0μmである請求項1記載のグレーズド基板。
JP1350595A 1995-01-31 1995-01-31 グレーズド基板 Withdrawn JPH08204302A (ja)

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JP1350595A JPH08204302A (ja) 1995-01-31 1995-01-31 グレーズド基板

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JPH08204302A true JPH08204302A (ja) 1996-08-09

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ID=11835003

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006229144A (ja) * 2005-02-21 2006-08-31 Kyocera Corp 配線基板及びその製造方法
JP2007123468A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Tdk Corp 薄膜電子部品用基板及びそれを用いた薄膜電子部品並びにそれらの製造方法
JP2016066798A (ja) * 2014-09-25 2016-04-28 山村フォトニクス株式会社 光デバイス装置および光デバイスを覆うための保護カバー
US9793011B2 (en) 2012-11-21 2017-10-17 Hitachi, Ltd. Structure, electronic element module, heat exchanger, fuel rod, and fuel assembly

Cited By (5)

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JP2006229144A (ja) * 2005-02-21 2006-08-31 Kyocera Corp 配線基板及びその製造方法
JP4703212B2 (ja) * 2005-02-21 2011-06-15 京セラ株式会社 配線基板及びその製造方法
JP2007123468A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Tdk Corp 薄膜電子部品用基板及びそれを用いた薄膜電子部品並びにそれらの製造方法
US9793011B2 (en) 2012-11-21 2017-10-17 Hitachi, Ltd. Structure, electronic element module, heat exchanger, fuel rod, and fuel assembly
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Effective date: 20020402