JPS5856498A - 厚膜回路基板の製造方法 - Google Patents

厚膜回路基板の製造方法

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JPS5856498A
JPS5856498A JP15513881A JP15513881A JPS5856498A JP S5856498 A JPS5856498 A JP S5856498A JP 15513881 A JP15513881 A JP 15513881A JP 15513881 A JP15513881 A JP 15513881A JP S5856498 A JPS5856498 A JP S5856498A
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JP
Japan
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substrate
circuit board
thick film
solder
manufacturing
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JP15513881A
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Inventor
義孝 福岡
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、絶縁性基板の表面および裏面に互いに電気的
に接続された導体パターンを形成してなる厚膜回路基板
の製造方法に関する。
近年、様々な分野において電子機器の小型軽量化、高信
頼性化の要求が益々高まっており、プリント配線基板上
にDIP型l ct4ッヶージを搭載するような従来が
らの実装方法では、その要求を十分に満足させることが
できなくなってきている。このような要求を満足するだ
めの一方法として、例えばアルミナセラミ、り等の絶縁
性基板上に導体ペーストと絶縁体イーストを印刷し、乾
燥、焼成することにょ多積層する所謂、厚膜回路基板を
形成し、その上にICチップ等のチップ部品を直接搭載
し全体をシーリンクスる、所請マルチチップパ、ケーソ
ング技術が開発されつつある。
このような厚膜回路基板において、今までは基板の表面
にのみ配線層を形成していたが、高集積化、多機能化の
要求が高まるにつれ、基板の裏面にも配線層を形成する
必要が生じて来た。
例えば基板の表面には厚膜抵抗体に依る発熱素子を形成
し、裏面にはその発熱素子の駆動回路を構成するICチ
ップを搭載したシ、あるいは基板表面および裏面の双方
にチップ部品を搭載したシすることが考えられる。この
際、新たに問題となってくるのは、基板表面に形成され
る導体パターンと裏面に形成される導体パターンとの電
気的接続をいかなる方法で行なうかということである。
この電気的接続を実現する方法として従来、第1図(a
)に示すように、例えば50μ〜200μの内径を有す
る通孔2を形成したアルミナセラミック等の絶縁性基板
IKスキージゴム3で厚膜導体ペースト4を塗シ付けて
通孔2内にすシ込み、乾燥、焼成の後、第1図(b) 
K示すように基板1の表面および裏面に導体ペーストを
スクリーン印刷法等で印刷し、乾燥、焼成して厚膜によ
シ導体・臂ターン5.6を形成し、導体パターン5と6
とを電気的に接続する方法がとられていた。
しかしながら、このような方法では導体パターン5と6
との電気的接続が必らずしも第1図(b)のAの如く正
しく行なわれず、同図B、Cの如き接続不良事故がしば
しば発生する。しかも、基板1の厚さが機械的強度の要
求により増した場合は、スキージゴム3等で導体ペース
ト4を通孔2内にすり込む作業は極めて困難となり、導
体パターン5と6との電気的接続を達成することはほと
んど不可能となることが予想される。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、基板の表面に形成される導体ツク
ターンと裏面に形成される導体パターンとの電気的接続
を確実に行なうことができる厚膜回路基板の製造方法を
提供することにある。
本発FIAハ、基板の通孔の内壁および表面に蒸着また
はスパッタによ多形成される金属膜を含む導体層を形成
して、厚膜により基板の表面に形成される導体パターン
と裏面に形成される導体パターンとを電気的に接続する
ようにしたことを特徴としている。仁の方法によれば、
通孔の径がかなり小さく、また基板の厚さが増えても、
通孔の内壁への蒸着またはスバ、りによる金属膜の形成
は可能なので、上記電気的■を確実に行なうことができ
る。
また、本発明においては通孔の内壁および基板の表面に
形成された導体層を利用して、通孔内に人、出力端子と
なる金属ピンを挿入し、半田により支持固定することが
可能となシ、これによって基板の周辺部等に人、出力端
子を襦密度に、かつ歩留シよく、さらに十分な機械的強
度で形成することができる。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第2図に本発明による厚膜回路基板の製造工程を示す。
まず第2図(鳳)に示すように、アルミナセラミック等
の絶縁性基板11に通孔12を形成する。次に、この基
板11の表面にファインライン性の優れた例えばAuペ
ースト等をスクリーン印刷法等により/ダターニングし
、これを乾燥、焼成を行なう挙によシ表面導体/4ター
ン半田に対する拡散速度が極めて速いことを考慮してお
かないといけない。基板11の表面には、さらに必要に
応じて絶縁体ペーストをスクリーン印刷法等によF) 
ノ4?ターニングし、乾燥、焼成することにより絶縁体
層14を形成する。一方、基板11の裏面にはファイン
ライン性はさほど良くないが、半田に対する拡散速度の
比較的遅い、例えばNl 、 Ag e Ag/Pdペ
ースト等をスクリーン印刷法等にて印刷し、乾燥、焼成
することにより裏面導体t4ターン15を形成する。
次に、第2図(C)に示すように基板110表面側より
半田に対する拡散係数がAuよシ小さい全域材料、また
は半田に対する拡散速度よシも半田からの拡散速度の方
が大きい金属材料、例えばNi 、 Cu等からなる厚
さ1〜5μの金属膜17を蒸着あるいはスノe yりに
より形成する。
この時蒸着またはスノク、夕による金属粒子は、微小粒
子であるため、通孔12の内壁にも回シ込んで付着し、
これによって表面導体ノ9ターン13と裏面導体/4タ
ーン15との電気的接続を完全に行なうことができる。
なお、仁の場合接着強度を良くするためこれらの蒸着あ
るいはスノクツタによる金属膜1fiと基板IZとの間
に必要に応じ、予め酸化し易く、かつ酸素との結合力の
大きい金属材料、例えばCr、TI、V、N1等゛から
なる接着層16を蒸着あるいはスノや、り等によシ形成
してもよい。
ここで、第3図に示す如く通孔12に人、出力端子とな
る金属ビン20を例えば半田21rlCて支持固定する
場合を考えると、表面導体パターン13である例えばA
u等の厚膜は多孔質であるため、この上に蒸着あるいは
ス/譬、夕で低拡散物質を被覆させたのでは、程度の差
は多少あるがやはシ多孔質の被膜ができることと、冷却
て半田はこのような孔や格子欠陥に沿って速やかに拡散
するので、金属膜17のうち表面導体ノ4ターン13で
あるAu厚膜上に形成された部分は、半田、特にan/
Pb半田に対して、半田の拡散防止効果を十分に奏し難
い。そこでとの実施例では、第2図(d)に示すように
半田に対してAuよりも拡散係数の小さい金属材料、例
えばCuあるいはNiからなる厚さ5〜15μのメッキ
膜18を、電解あるいは無電解メッキにて形成し、その
後基板11の表面および裏面にレゾストあるいはドライ
フィルム等を塗布あるいはラミネートし、該レジストあ
るいはドライフィルムを寓光、現像することにより、基
板11表面の必要な回路ノ譬ターンおよび通孔12内壁
を除いた不必要な部分のメッキ膜および蒸着あるいはス
・母、タリングによる金属膜を選択的にエツチング除去
プることによシ、第2図(・)に示す如く基板11表面
の所定回路/譬ターンおよび通孔12の内壁に半田に対
しムUよシも拡散係数の小さい例えばCuあるいはN1
等のメッキ膜18を表面導体とする導体層19を形成す
る。
そして次に、第3図に示すように必要に応じ通孔12内
に通孔12の径よシも小さな径を有する人、出力端子用
の例えばアルミナセラRツク等の基板11と熱膨張係数
の等しい金属、例えばコパールあるいはF@、/N14
2合金等からなる0、35〜0.75−φ程度の径の金
属−ン20を半田21にて支持固定する。この際、金属
ぎン20には半田ヌレ性を良くするために、予めN1メ
ッキ、 Auメッキあるいはanメ、キ等を施しておい
ても良い。
上述した方法によれば、表面導体パターンIsと裏面導
体ノぐターン15とを導体層19によりて確実に電気的
に接続することができる。
なお、この方法において第2図(、)に示す基板11の
厚さAと、通孔12の径Bとの関係は、導体層19が蒸
着あるいはスパッタにより形成される金属膜17を含む
関係上、B/Aの比が0.05〜1.0程度であること
が望ましい。具体例を挙げれば、A=1〜2■、B=0
.05〜2置程度が適当である。これはB/Aが0.1
5未満であると、蒸着あるいはスノf、りによりても金
属xzyを通孔12の内INK形成することが難しくな
り、またB/Aが1.0を越えると、第1図で説明した
厚膜導体ペーストを用いる方法によっても導体241タ
ーン13.115の電気的接続を行なうことができ、高
価な蒸着あるいはス/ぐツタ法を採用する意味がなくな
るからである。
また、上記実施例によれば金属ピン2oからなる人、出
力端子を十分な強度で高密度にがり歩留シよく配記する
ことが可能である。すなわち、従来の厚膜回路基板では
、周辺に厚膜からなる人、出力端子取付用・ヤツドを形
成し、半田にてクリップリードを支持固定することにょ
シム。出力端子を形成する方法をとっていた。この従来
法では入、出方端子のど、チは実用上2、54 sea
程度であシ、これが1.27−にも小さくなると、歩留
シが著しく低下し、さらに/ぐラドにAg4−スト等を
用いた場合には、マイグレーションが起シ、端子間の絶
縁抵抗の劣化や短絡事故などが生じる問題がありた。
これに対し、本発明によれば第4図に示すように基板3
1の周辺に2.54 vmピッチの人、出力端子32を
例えば2列に形成したシ、あるいは3列にも4列にも形
成することが可能で、高集積化に伴なう人、出力端子数
の増加に対しても十分対応することが可能となる。しか
も、この方法によれば人、出力端子32の基板31への
接着強度は、前記通孔12の内壁に半田ヌレ性の良い導
体層が存在することに依〕、十分な強度を維持している
し、人、出力端子32間のマイグレーション等の問題、
すなわち絶縁抵抗の劣化や短絡事故等の問題もすべて解
決される。
なお、上記実施例においては基板に半田にて入、出力端
子を支持固定し形成する場合を主に述べたが、本発明は
それに限定されるものではなく、単に基板の表面導体ノ
9ターンと裏面導体14ターンとの電気的接続を容易に
形成する場合にも適用可能でアシ、その場合は通孔はさ
らに径の小さい例えば0.05−〜0.2−φ程度で十
分である。また、この場合通孔内壁に蒸着あるいはスノ
々ツタによシ形成される金属膜の材料は、電気伝導性の
良好な金属材料であればどんなものでも良い、さらにメ
ッキ膜社必らずしも形成する必要は無いが、より接続の
信頼性を上げる意味で必要に応じて形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)は従来の厚膜回路基板の製造
工程とその構造を示す断面図、第2図(、)〜(・)お
よび第3図は本発明の一実施例に係る厚膜回路基板の製
造工程を示す断面図、第4図は基板上の人、出力端子の
配設状態を示す平面図および側面図である。 1 f−・・絶縁性基板、x z−・・通孔、1B、I
li・・・導体Iり一ン、16−、接着層、11・−蒸
着またはスパッタによシ、形成される金属膜、1B−・
メ、・キ膜、19・・・導体層、XO−・・金属ビン、
21−・・半田、31・・・基板、32・・・人、出力
端子。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 (a) (b) 第2図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁性基板に通孔を形成し、この基板の表面およ
    び裏面にそれぞれ導体イーストを印刷し、乾燥、焼成し
    て導体パターンを形成した後、前記通孔の内壁および前
    記基板の表面に蒸着あるいはス/4 ツタによ多形成さ
    れる金属膜を含む導体層を形成して、前記基板の表面に
    形成された導体ノ母ターンと裏面に形成された導体パタ
    ーンとを電気的に接続することを特徴とする厚膜回路基
    板の製造方法。
  2. (2)通孔の内壁および基板の表面に形成される導体層
    は、酸素との結合力が大きい易酸化性金属材料からなる
    接着層を含むものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の厚膜回路基板の製造方法。
  3. (3)通孔の内壁および基板の表1iK形成される導体
    層は、蒸着あるいはス/4.夕によって形成される金属
    膜上にメッキ膜を形成したものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の厚膜回路基板
    の製造方法。
  4. (4)絶縁性基板に通孔を形成し、この基板の表面およ
    び裏面にそれぞれ導体ペーストを印刷し、乾燥、焼成し
    て導体パターンを形成した後、前記通孔の内壁および前
    記基板の表面に蒸着あるいはスパッタによ多形成される
    金属膜を含む導体層を形成して、前記基板の表面に形成
    された導体パターンと裏面に形成された導体パターンと
    を電気的に接続するとともに、前記通孔内に人、出力端
    子となる金属ピンを挿入し、この金^ピンを半田により
    支持固定することを特徴とする厚膜回路基板の製造方法
  5. (5)通孔の内壁および基板の表面に形成される導体層
    は、蒸着あるいはスパッタによ多形成される金属膜が基
    板の表面および裏面に形成される導体・母ターンよシも
    半田に対する拡散係数の小さい金属材料、または半田に
    対する拡散速度よシも半田からの拡散速度の方が大きい
    金属材料からなることを特徴とする特許請求の範囲第4
    項記載の厚膜回路基板の製造方法。
  6. (6)通孔の内壁および基板の表面に形成される導体層
    は、酸素との結合力が大きい易酸化性金属材料からなる
    接着層を含むものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第4項または第5項記載の厚膜回路基板の製造方法。
  7. (7)通孔の内壁および基板表面に形成される導体層は
    、蒸着あるいはスバ、りによ多形成される金属膜上に、
    基板の表面および裏面にそれぞれ形成される導体パター
    ンよシも半田に対する拡散速度の小さい金属材料、また
    は半田に対する拡散速度よシも半田からの拡散速度の方
    が大きい金属材料からなるメッキ膜を形成したものであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第4項〜第6項のい
    ずれかに記載の厚膜回路基板の製造方法。
  8. (8)人、出力端子となる金属ビンはノ1ン〆のヌレ性
    のよいメッキを施したものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第4項記載の厚膜回路基板の製造方法。
JP15513881A 1981-09-30 1981-09-30 厚膜回路基板の製造方法 Pending JPS5856498A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6287476U (ja) * 1985-11-19 1987-06-04

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6287476U (ja) * 1985-11-19 1987-06-04

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