JPS6187397A - セラミツクス回路基板の作製方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、生産性、経済性に浸れたセラミックス回路
基板の作製方法に関し、テレビ、ビデオテレビカメラ、
パーソナルコンピュータ等の電子礪器の回路基板を提供
するものである。

従来の技術 ６００〜１２００℃で焼成可能なセラミックスグリーン
シートと、銀、パラジウム、白金、金等の貴金属ペース
トを用いて導体回路を印刷し、セラミックスと貴金属導
体とを同時に焼成して作製するセラミックス回路基板は
貴金属導体が回路の電極となり、チップコンデンサー等
の部品の搭ｉｌｌ！およびリード線を取付【プるため、
半田にぬれることが必要である。

しかしながら、負金属をペースト化して導体層として用
いると、セラミックス中のガラス成分が、焼成中に貴金
属導体膜表面に析出し、半田ぬれ性を悪くしていた。ガ
ラス成分は負金属導体をセラミックス基板と接着させる
作用をし、必要なものであるが、上記同時焼成法では、
セラミックス中のガラス成分が多量に導体股上へ析出す
る傾向がある。

そこで、かかる現象の対策として、通常の、　　スクリ
ーン印刷を２回以上行ない、焼成後の導体膜厚を３０μ
ｍ以上とし、半田ぬれ性を良くして実用に供していた。

発明が解決しようとづ−る問題点 上記従来の方法では、高価なｎ金属が５巾に必要となり
、不経済であった。

そのため、スクリーン印刷は１回で、導体膜厚は１５μ
ｍ以下で、半田ぬれ性の良い導体膜をセラミックスとの
同時焼成で形成することが望まれていた。

問題点を解決するための手段 この発明は、６００〜１２００℃で焼成可能なセラミッ
クグリンシート上に、銀、パラジウム、白金、金よりな
る群から選ばれた一種以上の貴金属粉末１００重量部と
、クロム、酸化クロムまたは焼成時クロムまたは酸化ク
ロムとなる化合物を金属換算で０．０１〜８重量部、ガ
ラス粉末１０重量部以下からなる導電性ペーストをもっ
て回路パターンを形成し、６００〜１２００℃で焼成す
ることを特徴とするセラミックス回路基板の作製方法で
ある。

この発明の回路基板に用いるセラミックスとしては、６
００〜１２００℃の比較的低温に適正焼結温度を有する
セラミックスが用いられる。

その例として、例えばアルミナに Ｐｂ　ＯＳｉ　０２−ＡＩ　２０３−８２０３（アルミ
ノホウケイ酸鉛ガラス） ８２０３−３ｉ　０２　　（ホウケイ酸ガラス）Ａｌ　
２０３−８２０３−８ｉ　０２　　（アルミノボウケイ
酸ガラス） Ｌｉ　２０−ＡＩ　２０３−３ｉ　０２−８２０３（リ
シアアルミノホウケイ酸ガラス） ｔｖｌｏ○−Ａｌ　２０３−３ｉ　０２−Ｂ２Ｏ３〈マ
グネシアアルミノホウケイ酸ガラス）ＣａＯ−Δ！２０
３−８ｉ　０２−Ｂ２０３（カルシアアルミノホウケイ
酸ガラス）等のガラス粉末を加えたものが挙げられる。

上記セラミックスのグリーンシートは、所望のセラミッ
ク粉末と有機バインダーとを混練し、ドクターブレード
法等により成形して得られる。

通常有機バインダーとしては、ポリビニルブチラール、
メタクリル酸エステルの重合物等が用いられる。また有
機バインダーにジブチルフタレート、ジオクチルフタレ
ート等の可塑剤を添加することもできる。

この発明において、導体材料として、銀、パラジウム、
白金、金に限定した理由は、これら金属が大気中におい
て安定性が１）れているからである。これらは粒度が０
．０１〜１０４ｚ　ｍ程度のものが好適である。

クロム、酸化クロムまたは６００〜１２００″Ｃに加熱
することによってクロムまたは酸化クロムとなるクロム
化合物は半田ぬれ性を改善するもので、その量が金属ク
ロム換算で０．０１重量部より少ないか、８重量部より
多い場合には半田ぬれ性が改善されない。

上記６００〜１２００°Ｃの加熱によりクロムまたは酸
化クロムとなる化合物としては、硫酸クロム、硝酸クロ
ム等の無機クロム化合物、クロムアルコキシド、クロム
レジネート等の有機クロム化合物が挙げられる。

ガラス粉末は、金属と基板との接着の目的で添加される
が、その吊はｎ金属に対して１０重量部以下である。そ
の理由は、あまりにも多くなると電気抵抗を増大させ、
かつ、半田ぬれ性を悪くするからである。

ガラス粉末を添加しなくても基板よりガラス質成分が移
行してくるため、導体の接着に対し、実用上さしつかえ
のない範囲で少ない程好結果が１ｑられる。

また、ガラス成分と金属または金属とセラミックス基板
との接着性を良くする目的で酸化銅、酸化ヒスマス、酸
化カドミウムを加えることもできる。

かかる導電性材料は有機ビヒクルを添加してペーストと
して用いる。

有機ビヒクルとしては、エチルセルローズ、メタクリル
酸エステルの重合物等をテルピネオール、ブチルカルピ
トールアセテート、ブチルカルピトール等の溶剤で溶解
させた溶液が用いられる。

こうして１８られる導電性ペーストはセラミックグリー
ンシートの表面にスクリーン印刷法によって塗布され、
必要によって積層され、ついで６００〜１２００℃に焼
成されて導電層が形成される。

この場合、必要に応じてＲｕ　０２などのように抵抗ペ
ーストによる抵抗回路、 ３ａ　Ｔｉ　Ｏ３などよりなる誘電体ペーストによるコ
ンデンサー回路を同時に形成してもよい。

また、外部電極としては、銀、パラジウム、白金、金よ
りなる群から選ばれた貴金属１００重量部に対し、クロ
ム金属換算で０．０１〜８重吊部回部ロムまたはクロム
酸化物が添加された金属を用いるとよい。

作　　　用 この発明の方法によれば、導電性ペースト中に、クロム
、クロム酸化物が添加された結果、セラミックスからの
ガラス成分が導電体表面に析出せず、後記の表２に示す
ように、半田ボールを加熱した導体上におき、その拡が
り状況を半田高さで評価するとき、著しく半田拡がりが
向上した。その理由は、白金属粉末がＣｒ成分の添加に
より、緻密な焼結体となり、ガラス成分の導体表面への
析出を防ぐためと考えられる。

実施例 ◎グリーンシートの作製 Ｓｉ　０２−Ｃａ　０−ＡＩ　２０３−８２０３系ガラ
ス粉末〈平均粒度３μ）　６０重量部に対し、平均粒度
１．θμのアルミナ粒子を４０重間部混合し、ポリメタ
クリル酸エステルをバインダーとして１０重回部、可塑
剤としてジブチルフタレート５重量部、溶剤としてトル
エン３０重量部、イソプロピルアルコール１０重量部を
加え、常法によってスラリーとし、ドクターブレード法
によって厚さ０．５ｍｍのグリーンシートＮ００１を得
ＩＣＱまた組成を変えたグリーンシートＮｏ、２　、Ｎ
ｏ、３も作製した。これらをまとめて表１に示す。

表１　セラミックス組成 実施例１ 銀粉（平均粒径１，５μｍ）１００重量部金属クロム粉
（平均粒径２．０μｍ） １重量部 １０％エチルセルローステルピネオール溶液４０重昂部 を３本ロールを用い、混合し導電ペーストとした。これ
をグリーンテープＮ０．１上に導体膜厚１２μｍとなる
ようスクリーン印刷し、最高温度８２０℃で３０分間焼
成し厚膜回路基板を得た。かくして得られた厚膜回路基
板について半田濡れ性シート抵抗を測定し表２の結果を
得た。

半田濡れ性は半田ボール（Ｓｎ６０ｗｔ％ｐｂ４０ｗｔ
％直径３φ）を２３０℃に加熱した導体上に３０秒間買
きその拡がりを半田高さくｌ−！：ｍｍ）を基準として
評価した。

シート抵抗は焼成後の導体膜厚１２μで測定した。

半田濡れ性は溶解した半田ボールの高さが１．５＋１）
ｍ以下であれば充分であるが本発明の厚膜回路基板の半
田濡れ性は１．２０であり、づぐれたものであった。

実施例２〜１６ 実施例１と同様に操作して各秤厚膜回銘塁板を作製した
。その結果を表２に示す。金属クロム、酸化クロム、硫
酸クロムの添加により半田濡れ性が改良されていること
がみ２められる。

また参考例として１〜７を表２にイ）１記した。

表２ 発明の効宋 この発明では、セラミックスの焼成時に導電回路も同時
に形成することができ、さらに場合によっては抵抗回路
コンデンサー回路も同時に形成することができ、また、
得られた導電層は薄くともすぐれた半円濡れ性を有する
ため、チップコンデンサ等の部品の搭載やリード線の取
付けが容易でかつ確実となる。

したがって、テレビ、ビデオテレビカメラ、パーソナル
コンピューター等の電子機器の回路基板として有用なも
のである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）６００〜１２００℃で焼成可能なセラミックグリ
   ンシート上に、銀、パラジウム、白金、金よりなる群か
   ら選ばれた一種以上の貴金属粉末１００重量部と、クロ
   ム、酸化クロムまたは焼成時クロムまたは酸化クロムと
   なる化合物を金属換算で０．０１〜８重量部、ガラス粉
   末１０重量部以下からなる導電性ペーストをもつて回路
   パターンを形成し、６００〜１２００℃で焼成すること
   を特徴とするセラミックス回路基板の作製方法。
2. （２）ＲｕＯ＿２などによりなる抵抗ペーストによる抵
   抗回路、ＢａＴｉＯ＿３などによりなる誘電体ペースト
   によるコンデンサー回路を同時に形成する特許請求の範
   囲（１）記載のセラミックス回路基板の作製方法。