JPS61284995A - セラミツク配線板とその製造方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、セラミック配線板の製造方法に関する。

〔発明の背景〕

炭化ケイ素よ）なる基板は熱伝導率が高く、線膨張係数
がＩＣチップの材料であるシリコンに近く、熱衝撃に強
く、強度が大きいと込うすぐれた特性を有するため配線
基板に使用されはじめた（ＵＳＰ３９５５６３６）。

そして、上記配線基板に配線パターンを形成するには、
導体金属をがラスで接着していた。しかし、この方法で
はガラス自体の強度が弱かったシ。

ガラスと基板との接着力が小さいため、接着強度が弱か
った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなく［７、配
線パターン（導体路とスルホール中の導電体）の接着強
度の大きいセラミック配線板とその製造方法を提供する
にある。

〔発明の概要〕

上記目的は、導体路、スルホール充填用導電体に用いる
金属粉末とセラミック基板とを接着する材料に、焼成に
よって基板と同一成分になる有機重合体を用いることで
達成される。

次に本発明で使用する材料などについて説明する。上記
の焼成によってセラミック基板と同一材し、ｎ＝１００
〜５００００、側鎖けＣ，Ｈ，Ｏ。

Ｎ等によ多構成されている）で表わされる有機ケーゝ１
１− （但し、　ｎ＝１００〜５００００．側鎖はＣ，Ｈ。

０、Ｎ等により構成されている）で表わされる有機ケイ
素重合体を用いる。上記ポリカルボシラン。

ポリシラザンは、それぞれ単独もしくは二種類以上混合
して用いる。

金属は、有機ケイ素重合体の分解・接着温度以上の融点
を有するものが使用できる。具体的には、Ｗ、　Ｍｏ、
　Ｐｔ等がある。これら金属は単独もしくけ二種以上混
合して用いる。

上記金属粉末の平均粒径けｃＬ１μｒｎ〜１０＃ｍが良
く、好ましくけα１ｊＩｍ〜５μｍ、更に好ましくは３
μｍと０．５μｍの上記金属粉末を重量比で６：４に混
合したもの、２ｓｍとα５ｓｍの上記金属粉末を重量比
で５：５に混合したものである。

導電ペーストは、上記金属粉末と、焼成によって基板と
同一材質になる有機重合体と、有機溶剤、有機バインダ
の少なくとも一方を混合して作成する。上記金属粉末と
焼成によって基板と同一材質になる有機重合体の配合割
合は、焼成後の体積で上記金属粉末が５０〜９８　ｖｏ
１％、上記の焼成によ勺基板と同一材質になる有機重合
体が５０〜２ｖｏ１％が良い。上記の焼成によシ基板と
同一材質になる有機重合体が２　ｖｏｌによ勺少ないと
基板の接着強度が悪くなり、５０ｖｏ１％よル多いと焼
成によう形成した配線パターンの電気抵抗が実用的でな
くなシ、いずれの場合も好ましくない。

上記有機ケイ素重合体は、トルエンなどの有機溶剤に溶
解して使用するのが好ましい。配合割合は、上記有機ケ
イ素重合体１０〜３０溶量％、上記有機溶剤９０〜７０
溶量％が良い。

有機ビヒクルは、上記ケイ素重合体が少ない時には添加
した方が導電ペーストのセラミック基板への粘着性が良
好となる。具体的にはエチルセルロースのジエチレング
リコール溶液等である。その配合割合はエチルセルロー
ス１０〜３０容量％。

ジエチレングリコール９０〜７０容量％である。

導電ベース）Ｋは、粘度調整剤を添加しても良い。具体
的には、ブチルカルピトール等を用いる。

添加量は、導電ペースト１００容量部に対して５〜３０
容量部である。

セラミック配線板は、上記のようにして作成した導電ペ
ーストを、セラミック基板表面の少なくとも一方に所望
のパターンに印刷し、スルーポールがあればその中に導
電ペーストを充填し、１２００℃〜１６００℃、好まし
くは１５００℃で焼成して製造する。焼成時開け１０分
〜１時間である。

なお、焼成は窒素、水素、水蒸気の混合雰囲気中で行な
う。その配合割合は容積比で１：１：１〜１：［Ｌ５：
ｃｌ、５である。そして、上記焼成温度では、上記有機
ケイ素重合体が分解してセラミック基板と同一材質にな
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。

実施例１ セラミック基板には１表面粗さ約１μｍの縦４０ｍｍ、
横Ａ　Ｏｍｍ、厚さ１５　ｍｍの炭化ケイ素基板を用い
た。

導電ペーストは、平均粒径３μｍ、０．５Ｊｍのモリブ
デン粉末を重量比で６＝４の割合に配合し、この金属粉
末７０容量部に、ポリカルボシランの２０％トに：ｒ−
７溶液２　ｏ容ｉ部、エチルセルロース２容量部、ジエ
チレングリコール８容貴部を配合し、らいかい機で３時
間混練した。ついで、この混練物１に３本ロールで更に
３０分間混練し、ブチルカルピトールを１０容量部加え
印刷に適した粘度に調整し、導電ペーストとした。

上記セラミック基板表面に、上記導電ペーストを印刷し
２　ｍｍ角の導体パターンを含む未焼成の導体路を形成
し、乾燥した。

ついで、導体路を印刷したセラミック基板を。

箱型電気炉（発熱体はモリブデン）′Ｉｔ用い、窒素。

水素、水蒸気を１：１：１の割合で混合した混合ガス雰
囲気中で、１５００℃で１時間かけて焼成して炭化ケイ
素配線板を得た。

形成された導体路上には、ニッケルめっき、金めつきを
行ない、ビンを銀ろう付けした。このピンを引張シ、導
体路の基板に対する接着強度を測定した。１００回測定
したところ、４〜７　ｋｇ／ｍ／と良好であった。

また、ポリカルボシランが分解して生成した炭化ケイ素
とモリブデンとの体積比け１：９．であった。

実施例２ 金属粉末に平均粒径２βｍ、　０．５μｍのタングステ
ン粉末を重量比で５：５の割合に配合した以外は、実施
例１と同様にして炭化ケイ素配線板を得た。

また、実施例１と同様ＫＬ、−ｒ導体路の基板に対する
接着強度を測定したところ、３５〜５　ｋｇ／ｒｎｔｒ
？と良好であった。

なお、カルボシランが分解して生成した炭化ケイ素とモ
リブデンとの体積比け１：９であった。

実施例３ 実施例１の導電ペーストにコージェライト粉末を添加し
た場合について述べる。すなわち、平均粒径３μｍと０
５μｍのモリブデン粉末を重量比で６：４の割合に配合
し、この金属粉末６５容量部に、平均粒径３μｍのコー
ジェライト粉末５容量部、ポリカルボシランの３０％ト
ルエン溶液２０容景部、エチルセルロース２容量部、ジ
エチレングリコール８容量部を配合し、これを用いて実
施例１と同様にして導電ペーストを得た。

そして実施例１と同様にして炭化ケイ素配線板を得、実
施例１と同様にして導体路の基板に対する接着強度を測
定したところ、２〜４　ｋｇ７’ｍｖｒ？という良好な
接着強度を得た。

実施例４ 実施例３のモリブデン粉末のかわシに、平均粒径２ｊ１
ｍ、［１，５μｍのタングステン粉末を重量比で５＝５
の割合に配合したものを用いた以外は、すべて実施例１
と同様にして炭化ケイ素配線板を測定し、導体路の接着
強度を測定した。その結果接着強度は、２〜５ｋｇ／ｍ
−と良好であった。

実施例５ セラミック基板の材質が窒化ケイ素であシ、ポリカルボ
シランの代わシにポリシラザンを用いた以外は、すべて
実施例２と同様にして窒化ケイ素配線板を得た。そして
、導体路の基板に対する接着強度を実施例１と同様にし
て測定したところ、２．０〜４．０　ｋｇ／ｍｍ’と良
好であった。

実施例６ セラミック基板の材質が窒化ケイ素であり、ポリカルボ
シランの代わシにポリシラザンを用いた以外は、すべて
実施例１と同様にして窒化ケイ素配線板を得た。そして
、導体路の基板に対する接着強度を実施例１と同様にし
て測定したところ。

２．０〜３．０ｋｇ７’ｍ−と良好であった。

比較例１ 導電ペーストの組成が、平均粒径５ｐｍ、α５μｍのモ
リブデン粉末を重量比で６：４に配合したもの７２容量
部、平均粒径５μｍのコージェライト粉末８容量部、エ
チルセルロース２５容量部。

ジエチレングリコール１７．５容量部である以外はすべ
て実施例１と同様にして炭化ケイ素配線板を得た。そし
て実施例１と同様にして導体路の基板に対する接着強度
を測定したところ、０５〜１８ｋｇ／ｍ−であった。

比較例２ モリブデン粉末の代わシに平均粒径２μｍ、　０５ｊｍ
のタングステン粉末を重責比で５＝５の割合に配合した
ものを用いた以外はすべて実施例１と同様にして炭化ケ
イ素配線板を作製し、実施例１と同様にして導体路の基
板に対する接着強度を測定したところ、０５〜１．５　
ｋｇ／ｍｍ’であった。

比較例５ セラミック基板が窒化ケイ素であり、導電ベーストに比
較例１と同じものを用いた以外はすべて実施例１と同様
にして窒化ケイ素配線板を得た。

そして、実施例１と同様にして導体路の基板に対する接
着強度を測定したところ、ｃＬ５〜ｔｏ　ｋｇ／ｍｍ’
であった。

比較例４ セラミック基板が窒化ケイ素であり、導電ペーストに比
較例２と同じものを用いた以外はすべて実施例１と同様
にして窒化ケイ素配線板を得た。

そして、実施例１と同様にして導体路の接着強度を測定
したところ、ＣＬ５〜１９　ｋｇ、７ｗ−であった。

〔発明の効果〕

以上述べたごとぐ本発明によれば、導体路の基板に対す
る接着強度のすぐれたセラミック配線板が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック基板と、この基板表面の少なくとも一方
   に形成された導体路からなっていて、前記導体路が導電
   物質およびセラミック基板と同一材質の混合物よりなる
   ことを特徴とするセラミック配線板。 ２、スルーホールを形成したセラミック基板と、この基
   板のスルーホール内に充填された導電体と前記基板表面
   の少なくとも一方に形成された導体路からなっていて、
   前記導電体と前記導体路が、導電物質およびセラミック
   基板と同一材質の混合物よりなることを特徴とするセラ
   ミック配線板。 ３、セラミック基板表面の少なくとも一方に、導電物質
   粉末、焼成によってセラミック基板と同一材質になる有
   機重合体、および有機溶剤、ビヒクルの少なくとも一方
   よりなる導電ペーストを印刷し、焼成することを特徴と
   するセラミック配線板の製造方法。 ４、セラミック基板表面の少なくとも一方と、このセラ
   ミック基板に形成されたスルーホール内に導電物質粉末
   、焼成によってセラミック基板と同一材質になる有機重
   合体、および有機溶材、ビヒクルの少なくとも一方より
   なる導電ペーストを印刷し、充填し、焼成することを特
   徴とするセラミック配線板の製造方法。