JPH0864932A - メタライズ基板の製造方法 - Google Patents

メタライズ基板の製造方法

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JPH0864932A
JPH0864932A JP22578394A JP22578394A JPH0864932A JP H0864932 A JPH0864932 A JP H0864932A JP 22578394 A JP22578394 A JP 22578394A JP 22578394 A JP22578394 A JP 22578394A JP H0864932 A JPH0864932 A JP H0864932A
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JP
Japan
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pattern
screen
metallized
thickness
squeegee
Prior art date
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Pending
Application number
JP22578394A
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English (en)
Inventor
Yohei Watabe
洋平 渡部
Yukio Nishinomiya
幸雄 西宮
Shinichi Iwata
伸一 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 厚みが30μm以上で、平坦性が良好で、ボ
イドの発生のない導体金属層を形成するメタライズ層の
形成方法を供する。 【構成】 エッジ部分がスキージ進行方向(S)に対
し、直交しないようなスクリーンパターンを使用する。
又、スクリーンパターンのエッジ部分のレジスト2の断
面形状をスクリーンメッシュ側に狭くなるような形状と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、厚膜電子回路の導体層
及びセラミックス基板上の実装された電気機器用素子、
部品等が動作することによって発生する熱を放熱するた
めの導体回路を形成するためのメタライズ層をスクリー
ン印刷法によって形成したメタライズ基板の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子回路を構成するための基板
としては、金属絶縁基板、有機基板、セラミックス基板
があるが、高い絶縁性、機械的強度が確保されること、
他の電子素子を劣化させないこと、金属導体と容易に接
合体を形成できること、熱伝導率が大きいことなどの性
質が要求されている。この要求を満足する材料としては
セラミックス基板があり、この基板用のセラミックスと
して、アルミナ、窒化物アルミニウム等がある。しか
し、セラミックス単体では、電子機器に用いられるトラ
ンジスタ、ダイオード、IC、LSI、その他、各種電
子部品を直接実装することができない。
【0003】そのため、セラミックス表面に金属化膜
(メタライズ層)を形成し、導体層として使用するか、
または金属化膜を介して導体金属箔とを接合することに
より、電子回路を構成している。その方法として、導体
金属ペーストによるセラミックス基板上への金属化膜形
成は、10〜30μm程度の厚みにスクリーン印刷、乾
燥、焼成を行い回路形成を行う方法と、300μmの導
体金属箔とセラミックス基板の間にろう付け用のペース
トや箔を挿入して接合を行い、回路形成を行う方法があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
導体金属ペーストを用いて、金属化膜を形成する方法の
場合、導体厚みが10〜30μmと薄いため、回路に流
せる電流が100A以下と使用範囲が限定されてしまう
欠点があり、後者の接合基板の場合、金属箔によって回
路を構成するため導体厚みを200〜500μmにする
ことは可能であるが、回路のパターンを金型によって作
製した箔を精度良く設置したり、あるいは塩化物や酸に
よるエッチングで回路を形成するなど製造プロセスが複
雑である。また、エチルセルロースを主体とするビヒク
ルを用いた導電ペーストはスクリーン印刷法により、3
0μm以上の厚みを形成する場合、スクリーンのメッシ
ュを通してペーストを基板に転写し、スクリーンが離れ
る際に表面張力により、パターンのエッジ部分に盛り上
がりやボイドを生じる。また、乾燥時において、2〜5
mm幅のパターンに収縮が起こり、凹部が発生するなど
の問題があった。このような、凹凸があるメタライズ基
板に電子部品を実装した場合、電子部品とメタライズ導
体回路間に空隙が生じ熱抵抗を増加させる原因となる。
【0005】そこで、本発明の技術的課題は、導体金属
ペーストをセラミックス基板上に印刷するためのスクリ
ーンパターンを用いて、平坦性が良好でポイドの発生が
無く、導体金属層の厚みが30μm以上であるメタライ
ズ層を形成したメタライズ基板の製造方法を提供するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】金属粉末ペーストを印刷
する際のスクリーンパターンは、スキージ進行方向に対
してスクリーンパターンの縁端形状が、従来ではスキー
ジ進行方向に平行および直交しているのに対して、本発
明においては、スキージ進行方向に対して前後する方向
のパターンの縁端の直線がスキージ進行方向に対し、9
0゜の角度を持たないものを使用する。このことは、前
記のスクリーンパターンの縁端のスキージ進行方向との
なす角度が、直交する場合には、レジストとメッシュの
間の部分にペーストが多く供給されるので、これを防ぐ
ために、スキージ進行方向に対する角度が90゜以上に
なる程、または90゜以下になる程、その防止効果が顕
著であることからくる。
【0007】また、前記のスクリーンパターンのパター
ンエッジ部分のレジスト断面形状が、スクリーンメッシ
ュ側に幅が狭くなるような傾斜を持たせる。
【0008】
【作用】金属粉末ペースト用スクリーンのパターンの端
部における形状が、スキージ進行方向に対して、直角で
ないもので構成されたスクリーンを使用して印刷するこ
とにより、印刷物上のペーストの供給量が前記パターン
の端部と中央部との差がなく、またパターン端部で乳剤
(レジスト)厚によるペーストが引かれる効果も減少す
るため、結果として、パターン全域で均一な厚みが得ら
れ、かつパターン端部での空隙の発生を防止することが
できる。
【0009】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、説明す
る。
【0010】図1には、本発明による金属粉末ペースト
用スクリーンパターン(a)、レジストの断面構造
(b)、このスクリーンパターンを使用して印刷した場
合のメタライズ層の断面形状(c)を示す。矢印は、ス
キージ進行方向(S)を示している。1がスクリーンメ
ッシュ、2がレジスト、3がメタライズ層、4がセラミ
ックス基板を示している。断面図(c)で示すt1とt2
の差がメタライズ層の厚さの差を表している。
【0011】図2では、従来の金属粉末ペースト用スク
リーンパターン(a)、レジストの断面構造(b)、こ
のスクリーンパターンで印刷した場合のメタライズ層の
断面形状(c)を示す。符号は、図1と同じものを使用
している。
【0012】本発明の実施例に係る導電金属組成物は、
銅、銅−チタン、銀、銀−パラジウム粉末を含有してい
る。この導電金属粉末に結合剤、分散剤とからなるビヒ
クルを添加混合して、三本ロールミル等を用いて十分混
練し、均一に分散させてスクリーン印刷に適した粘度に
調整しペースト状とする。この場合の粘度は、1回印刷
で200〜300μmの厚みを形成させるため、500
〜1000dPa・sとする。スクリーンは、80〜1
25メッシュの開口率の大きい、乳剤厚みが200〜4
00μmの物を用いる。スクリーンと基板の印刷ギャッ
プは、100〜150μmとする。印刷圧力は、ペース
トのスクリーン目詰りを防止するため、従来の印刷圧力
に対し、0.5〜1kg/mm2増加させる。また、この
混合粉末に、添加されている結合剤としては、エチルセ
ルロース、アクリル系樹脂等、従来から使用されている
ものを用いればよい。
【0013】こうして得られたペースト状金属組成物
を、本発明のスクリーンパターンを使用してセラミック
ス基板表面に1回塗布・乾燥で、メタライズ層の厚みが
250μmとなるように形成し、高真空中、または不活
性ガス雰囲気下で熱処理を施すことによって、メタライ
ズセラミックス基板が得られる。ここで、セラミックス
基板は、熱伝導率のよい、酸化物、窒化物、あるいは、
数%の焼結助剤を含むセラミックス焼結体のいずれでも
よい。なお、酸化物として、酸化アルミニウム(Al2
3)、あるいは、窒化物として、窒化アルミニウム
(AlN)が例示できる。
【0014】図2(a)に示すように、従来のスクリー
ンパターンを用いた場合、スキージ進行方向(S)に直
交するパターン縁端と印刷物との接触面積が広くなるた
め、スクリーンからセラミックス基板が離れる際に、表
面張力が大きく働き、端部のパターンが持ち上げられた
り、スクリーンに目詰まりを生じ、その結果として、パ
ターン端部にボイドを発生させる。又、従来のレジスト
構造[図2(b)参照]のスクリーンを用いた場合、ス
キージによるスクリーンの伸びに伴い、スキージに平行
するパターン端部のレジスト断面構造[図2(b)の2
参照]が、スクリーンメッシュに対し、垂直であったも
のが、パターン側に傾き、その結果、スキージに平行す
るパターン端部でペーストの塗出量がパターン中央部に
比べて多くなり、厚みの差(t2−t1)が生じてしま
う。
【0015】図1に示す、本発明によるスクリーンパタ
ーンは、そのパターン縁端部(直線状)のスキージ方向
とのなす角度は、45゜、レジスト2の断面構造は、レ
ジストの厚み方向に対して10゜の傾斜のもので、パタ
ーン端部の接触面積を小さくし、端部へのペーストの供
給を少なくすることが可能であり、表面張力を減少させ
ることができる。
【0016】表1に、本発明と従来スクリーンパターン
を用いてパターン端部近傍の厚みと中央部分の厚み、及
びスクリーンの目詰まりが、印刷何回目で生じるか、比
較した結果を示す。
【0017】
【表1】
【0018】表1からわかる通り、従来法では、約50
μm前後の差(t1−t2)が発生するのに対して、本発
明では、約15μm前後程度の厚み差の発生に抑えるこ
とができる。更に、パターン端部接触面積減少に伴う表
面張力の低下による目詰まりによるボイドの発生は、大
幅に改善された。
【0019】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明による導
電金属ペーストを印刷する際のスクリーンパターンを用
いて形成されたメタライズ層は平坦であり、パターン端
部でのボイドの発生のないメタライズ基板を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明による実施例に用いた導
体金属ペースト用スクリーンパターンを示す図。図1
(b)は、本発明による実施例に用いたスクリーンのレ
ジスト構造の断面図。図1(c)は、図1(a)、図1
(b)のパターンで印刷した時の断面図。
【図2】図2(a)は、従来法による導体金属ペースト
用スクリーンパターンを示す図。図2(b)は、従来法
によるスクリーンのレジスト構造の断面図。図2(c)
は、図2(a)、図2(b)のパターンで印刷した時の
断面図。
【符号の説明】
1 スクリーンメッシュ 2 レジスト 3 メタライズ層 4 セラミック基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品を実装するためのセラミックス
    基板上に金属導体回路を形成したメタライズ基板の製造
    方法において、セラミックス基板上にスクリーン印刷法
    により金属粉末と有機ビヒクルからなる金属ペーストを
    30μm以上の厚みを1回或は数回塗りで導体回路を形
    成する際に、スキージ進行方向に対し直角をなす直線状
    の縁端を持たないスクリーンパターンを使用することを
    特徴とするメタライズ基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のスクリーンパターンの縁
    端部分のスキージ方向に平行なレジストの断面形状がス
    クリーンメッシュ側に向かって狭くなるような傾斜を有
    することを特徴とするメタライズ基板の製造方法。
JP22578394A 1994-08-25 1994-08-25 メタライズ基板の製造方法 Pending JPH0864932A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015162547A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 トッパン・フォームズ株式会社 スクリーン印刷版、印刷配線基板の製造方法及び印刷配線基板
US10178774B2 (en) 2011-05-16 2019-01-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic electronic component and manufacturing method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10178774B2 (en) 2011-05-16 2019-01-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic electronic component and manufacturing method thereof
JP2015162547A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 トッパン・フォームズ株式会社 スクリーン印刷版、印刷配線基板の製造方法及び印刷配線基板

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