JPS5873185A - 厚膜回路基板の製造方法 - Google Patents

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】 １）発明の技術分野 この発明は厚膜回路基板の製造方法に関する。

２）従来技術及びその問題点 ノ１膜回路基板は、黄金属例えば金、銀、白金、パラジ
ウムを主体とする厚膜導体及び酸化ルテニウムを主体と
するＪツ膜抵抗を形成したものが良くカｊられている。

しかし貴金属が尚騰している現今では卑金属材料ｆ：使
用する方向への転換が試みられるに到った。卑金禰中特
に銅を主体とする所開鍬厚膜ペースト使用の厚膜導体は
、半田付性にすぐれ、千田反漬についても例えば銀−パ
ラジウム糸溝体より格段にすぐれ、電気抵抗も１〜３ｍ
Ω／［ｊｌｉ　１Ｕで低く、金導体に匹敵する。又アル
ミニウムワイヤボンアイング性も備えて低コストである
ことを含め、配線回路基板の導体材料として最も好まし
い材料である。

しかし使用される銅厚膜ペーストは、銅自体が空気によ
る酸化を受は易いため、焼成時に雰囲気を調整しなけれ
ばならない。実験にょシ得られた結果からは、焼成炉中
に導入される雰囲気ガスとしては窒素ガスを用い、＃水
量を１５ｐｐｍ以下におさえる必要が認められる４、シ
かしこのように高純度の窒素ガスをベルト式焼成炉中に
充満させるについては可成の流量を要し、又この窒素ガ
ス雰囲気を焼成工程の間保持させるには窒素ｔを美大に
要する。このため金属材料費を低価格にしても、工程で
の雰囲気費用を大にし、空気中で焼成出来る貴金属系導
体ペーストに比較して利点を乏（７くするのである。又
酸化ルテニウム系抵抗体とｍ４体を組合わせた厚膜回路
基板では、抵抗体が高温窒素雰囲気中で還元作用を受け
て金属ルテニウムが゛生じ、抵抗値の異常低下を招く欠
点がある。そこでこの欠点を除き厚膜抵抗体との整合性
を確保しなくて杜ならないことも製造を困難にしている
。

ｙ銅厚膜導体上に厚膜誘電体を形成し、この積層を繰返
し形成して銅厚膜導体を多層に形成する際には、ペース
ト中の分解性樹脂が窒素雰囲気中では分解を不充分にし
て炭素を残留し、ブリスターを成牛ずる等の障害を招く
。

３）発明の目的 空気中で焼成出来れば例えば酸化ルテニウム系抵抗体を
組合わせる時に整合性を確保出来、又例えば誘電材料を
積層することに対する支障も発生しない。そして経済的
に安価ＶＣ厚膜回路基板を形成出来ることになる。この
発明はこのような利点釡思い、空気中で焼成のプロセス
を検討してなされたものである。

４）発明の構成 即ちこの発明は耐熱性絶縁基板トに少くとも銅Ｊ！！膜
ペーストを印刷して空気中で４００℃乃至１１００’Ｃ
に一次焼成１ペーストを分解させ、形成さ９た酸化鋼面
を固体炭素質材に接触させた状態において空気中で５０
０℃乃至１０００　’Ｃに二次焼成することにより厚膜
導体を得させる厚膜回路基板の製造方法、又は（２）酸
化銅面に接触する固体炭素質材は、前記銅面に密着する
カーボン板体である前記（１１項に記載の厚膜回路基板
の製造方法、又は（３）酸化銅面に接触する固体炭素質
材線、前記鋼面、に印刷され且つ二次焼成時に揮散する
樹脂とカーボンとから成るカーボンペーストである前記
（１）項に記載の厚膜回路基板の製造方法、又は（４）
・耐熱性基板は、銅厚膜ペースト及び酸化ルテニウム系
抵抗ペーストを印刷後−次焼成され、−次焼成抵抗面を
除く少くとも酸化銅面にカーボンペーストが印刷されて
二次焼成されるものである前記（１）項に記載のＪ￥ｌ
ｉＭ回路基板の製造方法にある。

このようなこの発明に於いてはまず】〜３υμの銅粉又
は酸化銅粉、ガラスフリット、ビヒクル、溶剤とから成
る銅厚膜ペーストをと＼のえる。ここでガラスフリット
は酸化鉛、酸化ケイ素、酸化蒼鉛、酸化ホウ素、その低
酸化物から成り、又ビヒクルは例えばエチルセルローズ
等セルローズ糸樹脂、ビニルアルコール系樹脂、アクリ
ル酸エステル系樹脂等であってよい。溶剤は高沸点有機
化金物で、特にテレピン油、ブチルカルピトールアセテ
ート、テトラリン等が適する。例えばデュポン社製銅厚
膜ペースト９９２２．９９２３．９９２４．４３４７等
は既に調合されていて、実施例に直ちに使用出来る銅厚
膜ペーストである。

耐熱性絶縁基板、例えばアルミナ磁器製基板の表面に何
れか銅厚膜ペーストを所望形状に印刷して乾燥する。も
し必要であるならば酸化ルテニウム系抵抗用ペーストを
別に印刷して乾燥しておく。

こ＼で一次焼成を空気中で行う。この−次焼成条件は銅
厚膜ペースト中に含まれる有機成分を良く卦解揮散させ
るために空気雰囲気で４００℃乃至１１００℃の範囲で
選択する。この−次焼成にょシ酸化銅面が形成される。

次に炭素質から成る例えばグラファイト平板上に、この
ように−次焼成され酸化鋼面を形成した基板を、酸化銅
面が対接するようにして配置し密層させる。この状態の
ま＼空気中で５００℃乃至１０００℃に二次焼成する。

この二次焼成条件は、炭素の還元作用の下で再焼成し、
酸化鋼面を金属鋼面に変換させるために定められる。こ
の結果銅厚膜回路基板が得られる。但しこの場合酸化ル
テニウム系抵抗用ペーストが印刷されているときには、
抵抗部分が二次焼成で還元さ・れることを避ける。この
ため−次焼成後、カーボン粉末と熱分解性樹脂とから成
るカーボンペーストを酸化銅面のみに選択的に被着し、
抵抗用酸化ルテニウム面ｋｌｌ出させて二次焼成するこ
とにする。このようにすれば、基板面に銅厚膜及び抵抗
厚膜を設けることが容易になされる。

このような処理規程を踏襲せずにもしも銅厚膜ペースト
を印刷したものをそのま＼例えば固体炭素質材に接触さ
せた状態で空気中に５００°Ｃ乃主１０００℃に焼成す
るときには、存在するビヒクルの有機物の分解が不充分
となり、銅厚膜導体を弱体にしふくれを生じ基板との被
着を不完全にするのである０ ５）発明の実施例 以下実施例について述べる。

（１）厚さＱ、５ｓｅａ５ｃｍ角の９６％アルミナ基板
にｆユポン社製商品名９９２２の銅厚膜ペーストを所望
範囲に印Ｗｌｌ　Ｌ　、空気中でピーク温度６００℃に
１０分の温度プロファイルで一次焼成して選択的に酸化
銅面を形成する。次いで、平均粒径１０μの人造黒鉛粉
と、エチルセルローズ樹脂及びテレピン油により炭素質
ペーストを調整し、これを基板全面に厚さ４０μ印刷す
る。１２０℃に１０分乾燥Ｉてから、ピーク温度８５０
℃ｌＯ分の温度プロ７“ｆイルで空気中で一次焼成する
。焼成完了後基板面をブラシでかるくあ／Ｃる。このよ
うＶこして形成された銅厚膜回１路基板に対し、３８／
６２の鉛／錫半田クリームを用いて半田濡れ性を試験し
た所、良好な結果が得られた１、又２ａｍｘ２ａａ　バ
ッドに１誠の銅線を垂直に半田付けし引張り強度を測定
した所、試料個数１０個で６〜１Ｑｌｙの強度が得られ
、実用上充分な強度番備え−〔いることが認められる。

との実施例に対し、炭素質ペーストの代υにグ。

ラフｆイト板を酸化銅面に接触させて二次焼成を施しで
もよろしく、形成される銅厚膜回路基板の性能は変らな
い。

（２）又例えばデュポン社製商品名＋　７２１　、１（
ｌｆＨ：／１□の酸化ルテニウム系抵抗ペーストを、前
記実施例に使用の銅厚膜導体ペーストを電極とするよう
に印刷パターニング（２て９００℃に一次焼成し、前記
実施例に使用の炭素質ペーストを抵抗体予定面を除く残
部表面に印刷し６５０℃に二次焼成する。、水洗乾燥後
に測定しｉこ抵抗値は１００Ω／１］±２０％Ｃある。

６）発明の効果 このようなこの発明によると、−次焼成の焼成雰囲気を
調整する心安は−なく空気中で焼成しＣ艮いため、雰囲
気費用を計上しなくても艮い　父−次焼成も、固体炭素
質材を酸化銅面に接触させる条件下で空気中での焼成で
あるから、酸化物系抵抗を併設出来る。更に銅厚膜ペー
ストの分解か確実であるため、との銅厚膜導体上に厚膜
誘イ体を積層することを繰返す多層体形成を支障なくさ
せる。

代理人　弁理士　井　上　−男 ３１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　耐熱性絶縁基板上に少くとも銅厚膜ペースト
   を印刷して空気中で４００℃乃至１１００°Ｃに一次焼
   成させ、形成された酸化銅面を固体炭素質材に接触させ
   た状態において空気中で５００”０１’ｌ全１ｏ００’
   Ｃに二次焼成することにより厚膜導体を得させることを
   特徴とする厚膜回路基板の製造方法（２）酸化鋼面に接
   触する固体炭素質材は、ＡｆＪ　’６ｅ−−面に密着す
   るカーボン板体であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の＋！ｖ膜回路基板の製造方法 （３）酸化＠面に接触する固体炭素質材ｌま、ｎ’Ｊ　
   ＠＋。 銅面に印刷され且つ二次焼成時に揮散する８４　Ｈ’ｎ
   とカーボンとから成るカーボンペーストであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項にｉ上載の厚膜回路基板
   の製造方法 （４）耐熱性基板は、銅厚膜ペースト及び酸イヒルテニ
   ウム系抵抗ペーストを印刷後−次暁成され、−次焼成抵
   抗面を除く少くとも酸化銅面にカーボンペーストが印刷
   されて二次焼成されるものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の厚膜回路基板の製造方法