JPS6194394A - 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】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョン受像機やビデオテープレコーダな
どの広範な電子機器に用いられる両面スルーホールタイ
プの厚膜回路基板の製造方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、電子機器の小型、軽量化や高機能化に対する要求
が高まるにつれ、それらの電子回路をいかに高密度化し
信頼性を高めてゆくかが極めて重要な課題となっている
。

このような中にあって昨今、ノ・イブリッドＩＣと称す
る混成集積回路部品を使用して電子回路を構成する実装
方法が広く行なわれるようになってきた。

この混成集積回路部品は一般に、アルミナなどのセラミ
ック絶縁基板に銀を主成分としたメタルグレーズ系の導
体回路と酸化ルテニウムから成るメタルグレーズ系の抵
抗回路を形成したいわゆる厚膜回路基板に所望の機能回
路を構成するのに必要な回路素子をはんだ付けすること
によって構成したものである。

このような混成集積回路部品は、他の多くの回路素子と
一緒にマザー印刷配線板に実装して電子回路を構成し、
これによシミ子回路全体の小型化や高信頼化がはかられ
るが、反面このような実装方法ではコストが高くつくた
め、その利用分野は限られたものであった。このコスト
の原因としては、混成集積回路部品を構成する厚膜回路
基板と９わけ回路の高密度をはかるための両面タイプの
厚膜回路基板のコストが高くつくことが最も大きな要因
となっていた。

従来、両面スルーホールタイプの厚膜回路基板は第１図
のＡ−Ｄに示す製造工程を経て作られていた０ 即ち、この製造法はまず第１図Ａに示すようにアルミナ
などのセラミック絶縁基板１を用いてその必要な個所に
貫通孔２をあけ、次いで第１図Ｂに示すようにこのアル
ミナ絶縁基板の表裏両面に銀や銀−パラジウムから成る
メタルグレーズ系の導体ペーストを用いてスクリーン印
刷法に下りそれぞれ所望の配線回路図形状に塗布し、８
Ｑｏ〜８５０度の高温中で焼成することによって回路導
体層ｓａ、３ｂを形成する。

この際、アルミナ絶縁基板１の表裏に形成された回路導
体層ｓａ、３ｂ間の導通をはかる方法としては導体ペー
ストを配線回路状に印刷すると同時に貫通孔２の中にも
導体ペーストを充填してスルーホール接続をはかってい
る。

そして第１図Ｃに示すようにセラミック絶縁基板の少な
くとも一方の主面上に酸化ルテニウムから成るメタルグ
レーズ系の抵抗ペーストをスクリーン印刷法により塗布
し、同じ＜　ＳＯＯ〜８５０度の高温度中で焼成するこ
とにより抵抗体層４を形成する。

それから、第１図りに示すようにこの抵抗体層４の表面
にガラス系の絶縁保護膜５を形成し、しかる後にレーザ
ートリミング技術を用いてガラス絶縁保護膜６を通して
抵抗体層４の表面をカッティングして所定の抵抗値にな
るように調整し、複数の抵抗体素子を有する両面スルー
ホールタイプの厚膜回路基板を作るものである。

ところがこのような方法による両面スルーホール厚膜回
路基板は、導体回路が全て銀や、銀−パラジウムなどの
極めて高価な貴金属によって構成されるので経済性に欠
けることはもとより、銀糸導体回路特有の問題点として
高温高湿負荷による導体回路間の銀のマイグレーション
や、はんだすけ作業に於ける銀くわれ現象が発生し、こ
のために回路導体層の短絡不良も断線不良による信頼性
や歩留９の低下を招くこと、さらにはこの厚膜回路基板
の製造方法ではセラミック絶縁基板の両面に形成した回
路導体層間のスルーホール接続を行うのに貫通孔に導体
ペーストを充填させて行なうが、この方法では孔径の大
きさによってスルーホール導通の確実性が太きく影響さ
れ、微細孔を用いてスルーホール接続をはかることが困
難なため、高密度で信頼性の高い両面厚膜回路基板が得
られにくい問題があった。

発明の目的 本発明の目的は、上述した従来例の欠点を解消すると共
に、スルーホール接続を確実に行なうことが可能で、且
つマイグレーションやはんだすけ作業による断線不良や
短絡不良の生じない信頼性にすぐれた回路導体層を有す
る高密度両面スル−ホール厚膜回路基板の製造方法を提
供することである。

発明の構成 本発明による厚膜回路基板は、セラミック絶縁基板の所
定の位置に貫通孔をあけて、このセラミック絶縁基板に
活性化処理を行なう工程、セラミック絶縁基板の表裏両
面の必要個所にメタルグレーズ系の貴金属導体ペースト
を選択的に塗布し、高温焼成により接続端子用導体層を
形成する工程、セラミック絶縁基板の少なくとも一主面
上に形成した接続端子用導体層間の必要個所にメタルグ
レーズ系の抵抗体層を形成する工程、抵抗体層の全面と
接続端子用導体層の一部が被覆されるようにセラミック
絶縁基板の表裏両面に逆配線図形状に耐めっき性のレジ
スト層を形成する工程、露出した貫通孔内壁面とセラミ
ック絶縁基板表面に無電解めっき法により導電金属層を
析出させる工程を経て作られるものであり、これにより
、スルーホール接続を容易にしかも確実に行い、スルー
ホール接続の信頼性にすぐれた両面厚膜回路基板が得ら
れ、さらに断線不良や短絡不良のない導体回路層を備え
たローコスト両面厚膜回路基板が実現できるものである
。

実施例の説明 以下本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。

第２図Ａ−Ｅは本発明の一実施例に於ける両面厚膜回路
基板の製造方法を説明するための各製造工程に於ける要
部断面図である。

第２図において６はセラミック絶縁基板、７は貫通孔、
８は活性化層、９ａ　、ｓｂはメタルグレーズ系の接続
用導体層、１ｏは抵抗体層、１１は耐めっきレジスト層
、１２は導電金属層である。

以上のように構成された本実施例による厚膜回路基板の
製造方法について以下その詳細を説明する０ 本実施例による厚膜回路基板はまず第２図Ａに示すよう
にアルミナなどのセラミック絶縁基板６の所定の位置に
レーザー光を用いてスルーホール接続を行うだめの貫通
孔７をあけるか、または焼成前のアルミナ絶縁シート即
ちグリーンシートに金型を用いて貫通孔７をあけ、この
グリーンノートを１４００〜１５００度の高温で焼成し
て作ったアルミナ基板を用いて、このアルミナ基板を塩
化第１錫と塩化パラジウムなどの塩酸酸性溶液から成る
活性化処理液に順次浸漬してアルミナ絶縁基板の全面に
金属パラジウムの微粒子核から成る活性化層８を付着さ
せる。

次いで第２図Ｂに示すようにこのアルミナ絶縁基板６の
表裏両面の所定の位置に銀の微粉末をガラスフリットと
樹脂バインダーに分散混合してつくったいわゆる通常の
メタルグレーズ系の導体ペーストを用い、スクリーン印
刷法等の公知の方法により所望の形状になるように選択
的に塗布してこの導体ペーストを８００〜８５０度の空
気中で高温焼成することによシメタルグレーズ系の接続
用導体層９ａ、９ｂをそれぞれ形成する。

この場合、導体ペーストはアルミナ絶縁基板との密着性
に優れていることは勿論のこと、酸やアルカリなどの化
学薬品に対し優れた耐性を有することが必要で１、この
目的に合致する導体ペーストとして本実施例では硼型酸
系ガラスフリットと銀の微粉末を樹脂バインダーで混合
した導４ペーストを使用した。

また、この工程において導体材料として銀糸の材料を使
用する理由は次工程で形成する抵抗体層の電極端子とし
て良好な接続状態を得ることができると共に回路素子を
はんだずけするのにアルミナ絶縁基板との良好な接着性
をもたせるためであり、このような目的を達成するだめ
の電極材料としては銀の他に銀−パラジウム、白金、銀
−白金、金などから成るメタルグレーズ系の導体ペース
トが使用できるが、本実施例では経済性を考慮にいれ銀
のみから成る導体ペーストを使用した。

つぎに、第２図Ｃに示すように接続端子用の導体層９ａ
、９ｂを形成したアルミナ絶縁基板６の少なくとも一方
の面に酸化ルテニウムの微粉末をガラスフリットと樹脂
バインダーて分散混合して調合して作ったいろいろな抵
抗ペーストをスクリーン印刷法により所定の図形状に塗
布し、導体ペーストと同じく８Ｑｏ〜８５０度の高温中
で焼成することによシ抵抗体層１ｏを形成し、さらに所
定の抵抗値を得るためにこの抵抗体層１０をレーザー光
やサンドブラスト法によシカッティングし、所定の抵抗
値に調整した。

それから第２図りに示すようにこのセラミック絶縁基板
６０表裏両面に抵抗体層１０が完全に被覆されるように
所望の配線回路模様とは逆回形状に耐めっき性のレジス
ト層１１をそれぞれ形成し、しかる後にこのセラミック
基板を銅やニッケルなどの無電解めっき液に浸漬して第
２図Ｅに示すように露出した接続端子用導体層９ａ　、
９ｂの一部と、セラミック絶縁基板の表面及び貫通孔７
の内壁部に付着した活性化層８に銅やニッケルなどの導
電金属層１２を析出させ、回路導体層を形成し゛た。

本実施例では、無電解めっきとしてニッケルめっきを行
なったが、このニッケルめっき浴としては硫酸ニッケル
、エチレンジアミン、次亜リン酸ナトリウムから成るｐ
　Ｈ６〜７の無電解ニッケルめっき液を用い、浴温度６
５〜７０度でめっきをして金属ニッケルを５〜２Ｑμの
厚さに析出させた。

また、この無電解めっきを行うに際し、セラミック基板
上に形成する耐めっき性のレジスト層１１として本実施
例では、２通りの方法を試みた。

即ちその一つは、抵抗体表面の永久保護膜を兼ねてガラ
ス系の絶縁ペーストを使用したものであり、耐薬品性や
耐環境性にすぐれると共に、低融点でセラミック基板や
メタルグレーズ系の抵抗体層と熱膨張係数が類似し、抵
抗体層への影響が少なく、しかもレーザー光の吸収性の
高い性質を有するガラス絶縁ペーストとして硼珪酸鉛ガ
ラスを用いて、このガラスペーストをスクリーン印刷法
によりセラミック絶縁基板の両面に塗布して４００〜６
００度の温度で焼成することにより耐めっき性のレジス
ト層１１を形成した。

またもう一つの方法は、無電解めっき後に容易に剥離で
きるようなレジン系のレジストとして一般の印刷配線板
の製造に用いられるエツチ７グレジストを使用してこの
レジン系レジストをスクリーン印刷法によりアルミナ絶
縁基板の両面にそれぞれ逆配線図形状に塗布して耐めっ
き性のレジスト層１１を形成し、無電解めっき後にこの
レジスト層１１を溶剤や稀アルカリ溶液で除去して第３
図に示すような構成とし、最終的に抵抗体層とけんだず
けを必要とする回路導体層の一部が露出するようにガラ
ス系の絶縁保穫膜を形成した。

尚、この方法により得られた厚膜回路基板はセラミック
絶縁基板の表面に付着した金属パラジウムの微粒子核か
ら成る活性化層８の上に直接抵抗体層１０が形成された
構造となるが、この活性化層の残存による抵抗体層への
影響は、高抵抗のもの種設定した抵抗値よりも若干抵抗
値が低く成る傾向があることがわかったが、本実施例で
作成した厚膜回路基板では抵抗値範囲がそれ程広くない
ため、大きな影響はなかった。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明による厚膜回路基
板は、所定の個所に貫通孔をあけたセラミック絶縁基板
を用いてまずその表裏両面の必要個所に銀糸のメタルグ
レーズ導体ペーストを選択的に塗布して、高温焼成する
ことにより接続端子用導体層を形成し、次いでこのセラ
ミック絶縁基板の少なくとも一方の面にメタルグレーズ
系の抵抗体層を形成してから、この抵抗体層が完全に保
護されるようにセラミック絶縁基板の表裏両面に所望の
回路図形とは逆配線図形状に耐めっき性を有するレジス
ト層を形成し、しかる後に無電解めっきを行なって露出
したセラミック基板の表面と貫通孔内壁面に導電金属層
を析出させることにより作られたものである。

従って、本発明による厚膜回路基板はばんだずけを行う
回路導体層がメタルグレーズ系の導体層上に無電解めっ
きがされ、はんだずけを必要としないその他の回路導体
層は無電解めっきによる導電金属層で形成された構造と
なるため、従来例のような銀糸のメタルグレーズ導体層
の問題点である回路導体間のマイグレーションによる短
絡不良や、回路素子のはんだすけ作業に於ける回路導体
層の断線不良が皆無になると共に、セラミック基板の両
面に形成された回路導体層のスルーホール接続が無電解
めっきにより行なわれるためにその貫通孔の大きさに無
関係にスルーホールが接続がより確実にできるので、信
頼性と歩留りの向上がはかれるなど、従来例にない多く
の効果が得ら五るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｄは従来例による厚膜回路基板の製造工程を
説明するための要部断面図、第２図Ａ〜Ｅは本発明の一
実施例に於ける厚膜回路基板の裏面図である。 ６・・・・・・セラミック絶縁基板、７・・・貫通孔、
８・・・・・・活性化層、９ａ、ｓｂ・・・・・・接続
端子用導体層、１ｏ・・・・・抵抗体層、１１・・・・
・・耐めっきレジスト層、１２・・・・・・導電金属層
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック絶縁基板の所定の位置に貫通孔をあけ
   、前記セラミック絶縁基板に活性化処理を行なう工程、
   前記セラミック絶縁基板の表裏両面の必要個所にメタル
   グレーズ系の貴金属導体ペーストを選択的に塗布し、高
   温焼成により接続端子用導体層を形成する工程、前記セ
   ラミック絶縁基板の少なくとも一方の主面上に形成した
   接続端子用導体層間の必要個所にメタルグレーズ系の抵
   抗体層を形成する工程、前記抵抗体層の全面と接続端子
   用導体層の一部が被覆されるように前記セラミック絶縁
   基板の表裏両面に逆配線図形状に耐めっき性のレジスト
   層を形成する工程、および前記露出した貫通孔内壁部と
   セラミック絶縁基板の表面に無電解めっき法により導電
   金属層を選択的に析出させる工程から成る厚膜回路基板
   の製造方法。
2. （２）耐めっき性のレジストとしてガラスを主成分とし
   たペーストを使用した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）耐めっき性のレジストとして容易に剥離可能なレ
   ジン系のペーストを使用し、無電解めっき処理後に前記
   ペーストを除去した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。