JPH08259342A - セラミックス電子回路基板の製造方法 - Google Patents
セラミックス電子回路基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH08259342A JPH08259342A JP8877795A JP8877795A JPH08259342A JP H08259342 A JPH08259342 A JP H08259342A JP 8877795 A JP8877795 A JP 8877795A JP 8877795 A JP8877795 A JP 8877795A JP H08259342 A JPH08259342 A JP H08259342A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- plate
- ceramic
- substrate
- circuit pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
せることにより金属とセラミックスとの複合体を形成
し、これを用いて耐ヒートサイクル性に優れたセラミッ
クス電子回路基板を製造する方法の提供。 【構成】 板状のセラミックス部材2を、ヒーター4で
加熱された金属溶湯1を保持しているるつぼ7の一方の
壁に連結した入口側ダイス6Aに導入し、この中を水平
に通過させて金属溶湯1中に導入し、さらに該溶湯中を
通過させてるつぼ7の他方の壁に連結された出口側ダイ
ス6B中に導入しこれらを通過させる間にセラミックス
部材の両面に溶湯から凝固した金属5を平板状に接合さ
せる。該接合金属5の表面を研磨して均質化した後、所
定パターンのレジスト膜を形成し、エッチングにより所
定の回路パターンを形成した後めっき処理してセラミッ
クス電子回路基板を得る。
Description
クス電子回路基板の製造方法に関するものであり、特に
自動車部品、電子部品で耐ヒートサイクル性の要求され
る電子回路基板の製造方法に関するものである。
点、絶縁性、高硬度などの特性と、金属の持つ高強度、
高靭性、易加工性、導電性などの特性とを生かした金属
−セラミックス複合部材は、自動車、電子装置などに広
く使用されている。その代表的な例として、自動車ター
ボチャージャー用のローター、大電力電子素子実装用の
基板およびパッケージなどが挙げられる。
方法としては、接着、めっき、メタライズ、溶射、ろう
接、DBC、焼き嵌め、鋳ぐるみなどの各種方法が知ら
れている。このうち接着法は、有機系または無機系接着
剤で金属部材とセラミックス部材を接着する方法であ
り、めっき法はセラミックス部材の表面を活性化した後
めっき液に入れて金属めっきを施す方法であり、メタラ
イズ法は、金属粉末を含むペーストをセラミックス部材
の表面に塗布した後焼結し、金属層を形成する方法であ
り、溶射法は金属(セラミックス)の粉末をセラミック
ス(金属)部材の表面に噴射し、セラミックス(金属)
部材の表面に金属(セラミックス)層を形成する方法で
ある。
は、一般に直接接合法(DBC)とろう接法が主流とな
っている。前者は酸化物セラミックスと銅との接合のた
めに開発された技術で、酸素を含有する銅板を使って、
不活性雰囲気中で加熱することによって銅とセラミック
スを接合させるものであり、一方、後者は銅とセラミッ
クスとの間に活性金属のろう材を介して接合する方法で
あり、この場合、ろう材として一般にAg−Cu−Ti
系ろう材が使用されている。
る金属が銅に限られ、且つ接合温度がCu−Oの共晶点
近くの狭い範囲に限られているため、膨れ、未接のよう
な接合欠陥が発生しやすいという問題点がある。一方、
ろう接法の場合は、高価なろう材を使用し、且つ接合を
真空中で行わなければならないため、コストが非常に高
く、応用範囲が限られている。また、ろう材には、一般
に接合する金属と他の金属さらには非金属を添加した共
晶合金が使用され、それ自体は一般に接合する金属より
硬いので、直接接合体に比べて、ろう接体の耐ヒートサ
イクル寿命が短いなどの問題点がある。
ターや、大電力電子素子実装用の基板およびパッケージ
の用途が拡大することによって耐ヒートサイクル性の高
い基板の開発が望まれていたが、上記銅−セラミックス
複合基板では限度があった。
優れた金属−セラミックス複合基板として、特願平4−
355211号「セラミックス電子回路基板の製造方
法」や特願平6−96941号「金属−セラミックス複
合部材の製造方法」で、アルミニウム溶湯をセラミック
ス基板上に直接凝固させて、アルミニウム金属板をセラ
ミックスに直接接合した複合部材を開示した。
造方法は、いずれもセラミックス部材の表・裏面に溶湯
金属を凝固させて直接接合させて金属−セラミックス複
合部材とする方法を開示するものの、回路基板として直
ちに使用できるものとするためにはさらにエッチング処
理技術や、細かい技術の開発が必要であった。
用いて電子回路基板としての製品を得るための製造工程
を確立し、耐ヒートサイクル性に優れたアルミニウム−
セラミックス電子回路基板を製造することを目的とする
ものである。
を解決するために鋭意研究したところ、回路形成用金属
としてのアルミニウム金属体に回路を形成するためのエ
ッチング液を開発することができ、本発明法を開発する
ことができた。
板を金属溶湯に接触させた状態で移動し、溶湯で濡らし
た後冷却することによって該セラミックス基板の表裏両
面に溶湯から凝固した金属板を接合し、金属−セラミッ
クス複合部材と成す接合工程と;次いで上記表裏両面の
金属板を研磨することによって均質化する研磨工程と;
次いで研磨した表面金属板上に感光性樹脂膜を加熱圧着
し、フォトマスクを通して露光した後現像処理すること
により回路パターン形状のレジスト膜を形成し、一方、
研磨した裏面金属板上には表面金属板上と同様の手法で
放熱板形状のレジスト膜を形成するレジスト形成工程
と;次いでエッチング液によってセラミックス基板の片
面上に所望の金属回路パターンを、裏面には金属放熱板
を形成するエッチング工程と;次いで得られた金属回路
パターン並びに放熱板上にめっき処理を施すめっき工程
と;から成ることを特徴とするセラミックス電子回路基
板の製造方法であり、第2は、前記セラミックス基板が
酸化物、窒化物および炭化物からなる群より選ばれたい
ずれか1種のセラミックス基板であり、前記金属はアル
ミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金である
セラミックス電子回路基板の製造方法であり、第3は、
前記レジスト形成工程が、研磨した表面金属板上に液状
のレジストを所望の回路パターン形状に印刷用マスクで
印刷し、これを紫外線で固化することによって所望形状
のレジスト膜を形成し、一方、研磨した裏面金属板上に
は表面金属板上と同様の手法で放熱板形状のレジスト膜
を形成することを特徴とするセラミックス電子回路基板
の製造方法である。
は、アルミナのような酸化物セラミックス、窒化アルミ
ニウムのような窒化物セラミックス、炭化ケイ素のよう
な炭化物セラミックスであり、溶湯金属としてはアルミ
ニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金がある。
つぼ7内にアルミニウムあるいはアルミニウム合金のい
ずれかを溶解して得た金属溶湯1を満たし、この中を、
所望寸法の基板に分割可能な連続体のセラミックス基板
2を供給側鋳型(入口側ダイス)6Aから連続的に供給
することによって移動させ、該セラミックス部材の表・
裏面に溶湯を付着凝固させて冷却し、直接接合させて金
属−セラミックス複合部材を生成せしめる(接合工
程)。
材5の表面金属板に感光レジスト膜を圧着し遮光パター
ンマスクを当てて露光し現像処理することにより所望の
回路形状のレジスト膜を形成するとともに、一方、裏面
金属板には、表面と同様に感光レジスト膜の圧着および
遮光パターンマスクを通しての露光とその後の現像処理
によりセラミックス基板の最終製品となる形状の外周よ
りやや小さめの外周を持つ形状で全面を覆うレジスト膜
を形成する(レジスト形成工程)。
液状のレジストを所望の回路パターンおよび加熱板形状
に印刷用のマスクを使用して印刷し、これに紫外線など
をあてて固化して、所望形状のレジスト膜を形成しても
よい。
して、所望の回路を形成する(エッチング工程)。この
場合、回路端面が、凹凸少なく且つスカート状を呈しな
いものとするために適正なエッチング液として塩化第二
鉄30〜40%、塩酸5〜15%、残部水からなる組成
のエッチング液を用いる。
ッチング処理して製品基板の外周よりやや小さい外周を
持つ形状の放熱板を形成する。この場合、上下面のエッ
チング処理を上面−下面の順で行ってもよいし、また、
上下面同時の処理でも構わない。
てAl2 O3 の酸化膜を形成し易いため、亜鉛置換処理
を行った後無電解めっき処理を行うとよい(めっき工
程)。
順でよく、本発明法においてはクリーニング−エッチン
グ−ジスマット酸洗−ジンケート−酸洗−ジンケート処
理を行い、最後に無電解めっき処理を行って、Al金属
板上にNiめっきを施して目的とするセラミックス電子
回路基板を得た。
本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
ミニウムをるつぼ7の中にセットし、セラミックス部材
2としてのアルミナ板を入口側ダイス6Aの入口から水
平に入れて、その先端がるつぼ7の内壁から少しるつぼ
内部に出るようにセットしてから、窒素ガス(N2 )雰
囲気中においてるつぼをヒーター4により加熱し、アル
ミニウムを溶解して金属溶湯1とする。
6Bの中に入るが、ダイス中を流れる間に先端部分の温
度が融点以下に下がり、その部分が凝固して出口を塞
ぎ、溶湯の流出を防ぐ。
つぼとの間の隙間の中に溶湯が入らないようにするに
は、そのクリアランスをある寸法以下にしなければなら
ないが、本実施例の場合、そのクリアランスを0.1mm
以下にした。
ニウム溶湯にした後、入口側からアルミナ板を連続的に
供給するとアルミナ板材は、順番に該溶湯中に入り、溶
湯に濡れてから出口側のダイスに入り、最後には、アル
ミナ板材の両表面に厚さ0.5mmのアルミニウム体が接
合した状態で、出口から連続的に押し出され、金属−セ
ラミックス複合部材として回収された(接合工程)。
量30L/min の窒素雰囲気下、アルミナ板材がアルミニ
ウム溶湯に濡れるまでに該溶湯中を移動する最短距離D
minは35mmという条件の下で上記複合部材を得たが、
このアルミニウムの組織は緻密で、ピール強度は35kg
/cm をこえていた。
ニウム金属板表面を交互に研磨機で研磨して、表面を均
一な面にした(研磨工程)。
膜を圧着し、遮光パターンマスクを当てて露光し、さら
に現像処理を行い遮光した部分のレジスト膜を除去し
た。この場合、遮光パターンマスクにはアルミナ基板の
分割溝に対応する部分が遮光されるように形成した遮光
パターンと、製品の回路パターンに対応する非回路パタ
ーン部分が遮光されるように形成した遮光パターンを具
備しているものを用いた(レジスト形成工程)。
基板の分割溝と外周より0.5mm幅の周辺部が遮光され
るように形成した遮光パターンを具備している遮光パタ
ーンマスクを当てて、露光した後現像処理した。
合基板をエッチング処理することによって、レジストが
接合したマスキング部分を残して他部のアルミニウムを
塩化第二鉄−塩酸混合エッチング溶液で溶解することに
よってアルミナ基板の表側には、非回路パターン部分と
分割溝部分に対応するアルミニウムが溶解した(エッチ
ング工程)。
が現われるとともに各単位ユニット内には所望の回路パ
ターンのアルミニウム板が接合された状態となった。
理することによって、セラミック基板外周および分割線
からそれぞれ0.5mm内側に入った外周を持つ四辺形の
放熱板が形成されていた。
レジスト膜を除去した。
した後、通常の無電解めっき処理を行うために、エッチ
ング−ジスマット酸洗−ジンケート−酸洗−ジンケート
処理を行った。このようにして基板の表面を均一にし
て、無電解めっきを行い、約1〜10μmのNiめっき
を施した(めっき処理工程)。
分割し、さらにその囲りのダミー部分を分割除去し最終
製品として26mm×51mm×0.635mmのアルミナ基
板の上下面に、厚さ0.5mmの回路パターンと放熱板と
をそれぞれなすAl金属板を直接接合した電子回路基板
として製品化することができた。
ている銅板に代えてアルミニウム金属を直接接合させた
複合基板を用い、特定範囲組成のエッチング液を用いて
エッチング処理することによって断面が略垂直である所
望の回路等を安価に且つ大量に製造可能な製造法であ
る。
クス複合部材を製造するための装置の模式断面図であ
る。
接合基板の模式図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 セラミックス基板を金属溶湯に接触させ
た状態で移動し、溶湯で濡らした後冷却することによっ
て該セラミックス基板の表裏両面に溶湯から凝固した金
属板を接合し、金属−セラミックス複合部材と成す接合
工程と;次いで上記表裏両面の金属板を研磨することに
よって均質化する研磨工程と;次いで研磨した表面金属
板上に感光性樹脂膜を加熱圧着し、フォトマスクを通し
て露光した後現像処理することにより回路パターン形状
のレジスト膜を形成し、一方、研磨した裏面金属板上に
は表面金属板上と同様の手法で放熱板形状のレジスト膜
を形成するレジスト形成工程と;次いでエッチング液に
よってセラミックス基板の片面上に所望の金属回路パタ
ーンを、裏面には金属放熱板を形成するエッチング工程
と;次いで得られた金属回路パターン並びに放熱板上に
めっき処理を施すめっき工程と;から成ることを特徴と
するセラミックス電子回路基板の製造方法。 - 【請求項2】 前記セラミックス基板が酸化物、窒化物
および炭化物からなる群より選ばれたいずれか1種のセ
ラミックス基板であり、前記金属はアルミニウムまたは
アルミニウムを主成分とする合金である請求項1記載の
セラミックス電子回路基板の製造方法。 - 【請求項3】 前記レジスト形成工程が、研磨した表面
金属板上に液状のレジストを所望の回路パターン形状に
印刷用マスクで印刷し、これを紫外線で固化することに
よって所望形状のレジスト膜を形成し、一方、研磨した
裏面金属板上には表面金属板上と同様の手法で放熱板形
状のレジスト膜を形成することを特徴とする請求項1お
よび請求項2記載のセラミックス電子回路基板の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8877795A JP3550212B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | セラミックス電子回路基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8877795A JP3550212B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | セラミックス電子回路基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08259342A true JPH08259342A (ja) | 1996-10-08 |
JP3550212B2 JP3550212B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=13952292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8877795A Expired - Fee Related JP3550212B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | セラミックス電子回路基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3550212B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003060129A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 回路基板及び回路基板の部分メッキ方法 |
JP2008283210A (ja) * | 2008-07-14 | 2008-11-20 | Dowa Holdings Co Ltd | 金属セラミックス回路基板の製造方法 |
-
1995
- 1995-03-22 JP JP8877795A patent/JP3550212B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003060129A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 回路基板及び回路基板の部分メッキ方法 |
JP2008283210A (ja) * | 2008-07-14 | 2008-11-20 | Dowa Holdings Co Ltd | 金属セラミックス回路基板の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3550212B2 (ja) | 2004-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6183875B1 (en) | Electronic circuit substrates fabricated from an aluminum ceramic composite material | |
KR100201887B1 (ko) | 금속 접합 세라믹 물질 또는 소자 생산 방법, 그 방법에 의해 생산된 금속 접합 세라믹 물질 또는 소자, 그 물질로 제조된 전자회로 기판 | |
JP2004115337A (ja) | アルミニウム−セラミックス接合体 | |
JP2002076551A (ja) | 金属セラミックス回路基板及びその製造方法 | |
JP2003112242A (ja) | 金属成形体製造方法およびこれにより製造される金属成形体 | |
JP3648189B2 (ja) | 金属−セラミックス回路基板 | |
JP2003514749A (ja) | 金属マトリックス複合材料(mmc)から形成される成形体をセラミック成形体に固定する方法 | |
JP2016152324A (ja) | 金属−セラミックス回路基板の製造方法 | |
JPH08259342A (ja) | セラミックス電子回路基板の製造方法 | |
JP3796855B2 (ja) | バイアホールを有する回路基板の製造方法 | |
JP3392594B2 (ja) | アルミニウム−セラミックス複合基板のエッチング処理方法およびエッチング液 | |
JP2011082502A (ja) | パワーモジュール用基板、ヒートシンク付パワーモジュール用基板、パワーモジュール及びパワーモジュール用基板の製造方法 | |
JP2001217362A (ja) | 積層放熱部材、および同放熱部材を用いたパワー半導体装置、並びにそれらの製造方法 | |
JP3890540B2 (ja) | 金属−セラミックス複合基板及びその製造法 | |
JP4669965B2 (ja) | アルミニウム−セラミックス接合基板およびその製造方法 | |
JP4237284B2 (ja) | 金属ーセラミックス複合部材の製造方法、製造装置、及び製造用鋳型 | |
JP2001144224A (ja) | 金属−セラミックス複合基板 | |
JPH10180433A (ja) | 金属−セラミックス複合基板製造用鋳型 | |
JPH04322491A (ja) | セラミックス回路基板の製造法 | |
JP4446093B2 (ja) | 金属−セラミックス複合部材の製造用鋳型および製造装置 | |
JP2004122150A (ja) | 金属−セラミックス複合部材製造用鋳型及び製造方法 | |
JPH1070212A (ja) | パワーモジュール用基板 | |
JPH01201085A (ja) | 電子部品用銅張りセラミック基板の製造方法 | |
JP3185010B2 (ja) | 金属−セラミックス複合部材の製造装置 | |
JP2004010371A (ja) | 金属−セラミックス接合体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040206 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20040318 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040413 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040423 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080430 Year of fee payment: 4 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080430 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110430 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120430 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |