JPS62130591A

JPS62130591A - 厚膜回路の形成方法

Info

Publication number: JPS62130591A
Application number: JP27185385A
Authority: JP
Inventors: 広野　友英; 慎一工藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-12-03
Filing date: 1985-12-03
Publication date: 1987-06-12

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、各種通信機器・計算機等の電気電子機器等に
用いられている電気電子回路を形成する厚膜回路の形成
方法に関するものである。

従来の技術従来より厚膜回路の形成には、１）貴金属と少量の低融点ガラス粉とを有機質バインダ
に分散した塗料でセラミック等の基板上に回路を印刷し
、これを焼成し金属の回路パターンを形成する方法（高
温焼成型導電塗料法）。

１１）金属粉末と有機質バインダの混合物からなる塗料
をプラスチック等の基板上に印刷して回路を形成する方
法（低温焼成型導電塗料法）。

形成する方法として、回路描画という手法が考案され一
部で実用化されている。

この方法は厚、膜回路を形成するために、先の細いノズ
ルから高温焼成型導電塗料を基板上に送り出し、逐次回
路パターンを描き出すことにより回路を形成しようとす
るものである。

発明が解決しようとする問題点前述のごとく通常の厚膜回路は、金属粉末（含む貴金属
粉）にガラス質粉末もしくは有機質バインダ等を配合し
た厚膜ペーストを前記のスクリーン印刷や描画法で印刷
し焼成することにより形成されるため、回路には導体以
外に有機質やガラスなどの絶縁物質が入ることになり、
回路の導体部分のインピーダンスが増加し、その結果と
して周波数特性などの回路特性の低下を招くことになる
。

有機質バインダを含んだ材料から厚膜回路を形成する場
合、高温で焼成することにより有機質バインダをバーン
アウトする工程が必要となる。この工程ではバインダが
加熱によって分解しガス化するために、多層基板を作る
場合に多層基板の表面に凹凸ができたり、基板にそりが
できりすることがある。

１だ通常のスクリーン印刷による回路形成では、回路パ
ターンを印刷するためにマスクが必要となるため、回路
の変更を行うには長い時間（約３日間）を必要とし、パ
ターンの修正等には機敏な対応ができない。また、機種
切り換え時には概にできているパターン同士の交換が必
要となるが、こノ際ニマスクパターン・スキージの洗浄
に時間がかかり多品種少量生産には不向きである。

このような多品種少量生産の問題に対処する方法として
は回路描画という方法が提案されている。

この方法は描画する経路情報データを数値として入力す
ればよいので、パターンの変更等は容易に行うことがで
きる。しかし回路パターンをすべて描かなければならな
いため、長い全長を持つ回路を形成するには長い時間が
必要となるので、きわめて少ない量の生産には適してい
るが実際の生産には向いていないと考えられる。

前述の課題を整理すると、１）回路形成用材料に含まれる絶縁物質は最少限にする＋ｉ）　　マスクパターンを用いずに回路を形成する１
１１）回路形成を数値データにより達成できる１ｖ）短
いタクトで作業を繰り返すことができるとなり、これら
を解決する厚膜回路形成方法を本発明は提供するもので
ちる。

問題点を解決するための手段前述の課題を解決するため、本発明方法では、磁性層を
有する物体の表面に磁気潜像を形成し、次に磁気潜像に
導電性を有する磁性粉体を付着させ現像し、さらに前記
磁性粉体をセラミックグリーンシートに転写した後、セ
ラミックグリーンシートを焼成する各工程を有するもの
である。さらに本発明の第２番目の発明ではセラミノク
グＩＪ−ン／−トを多層にして焼成する工程を有する。

４電性を有する磁性粉体には、ニッケル・コバルト・鉄
のような金属強磁性体を単独で使用することも可能では
ある。しかし導電性を上げ回路のインピーダンスを下げ
るためには、これらの磁性材料の一粒子ずつをそれぞれ
核としてその周囲に金・銀・銅などの低抵抗値金属をコ
ートした粒子を磁性粉体とすることが好適である。

金・銀などをコーティングした磁性粉体を用いた場合に
は、空気中で焼成することも可能ではある。しかし、高
温で焼成するため、核となっているＮ１−ｃｏ−Ｆｅな
どが酸化してしまい導電性を損ねインピーダンスを高く
してしまうことがあり、窒素雰囲気中で焼成することが
低インピーダンス化には適している。

作　　　用上記手段による作用は次のようになる。

すなわち、厚膜を形成する粉体と潜像は、磁力によって
結びついているため、安定した膜厚が確保できる。この
ため本手段を用いて形成される回路は、一様な膜厚とな
り、基板内における特性のバラツキ、基板相互間の特性
の違い等を少なくすることが可能である。転写を行う際
にグリーンシートを基板に選定し、また圧力をかけて転
写する方法を用いて、いるためグリーンシート内に厚膜
を構成する粉体が圧入される形となり、転写のためにバ
インダー等の絶縁物質を混入する必要がほとんどなく、
しかも圧力のために粉体同士が強く結びつくので低イン
ピーダンスの回路を容易に実現できる。さらに厚膜中に
樹脂を含んでいないだめ、基板を多層化した場合にも焼
成をする際に樹脂成分を燃焼させ気化しないので、基板
自身のそりや表面に凹凸などが発生しない。

実施例以下に本発明の詳細な説明する。

導電性を有する磁性粉体の構成要素としては、核となる
磁性材料と、核をコートする低抵抗体の２つが必要であ
る。核には、フェライトなどの酸化物磁性体も使用でき
るが導電性を阻害しないだめにＮｉ　−Ｃｏ　−Ｆｅな
どの金属強磁性体が好ましい。

Ｎｉを全粉体の５〜５０　ｗｔ％の範囲内で配合するこ
とが望ましく、５ｗｔ％以下では磁気による付着力が弱
くなり十分な付着量が得られず、まだ５゜ｗｔ％以上で
は回路のインピーダンスが高くなり回路の特性が低下し
てしまう。

コートする低抵抗体にばＡｕ　−Ａｇ　−Ｐｔ　−Ｐｄ
などの貴金属類や、Ｃｕ　−Ｎｉ　−Ａｌ１など通常導
体回路に用いられる金属材料を、単成分もしくはＡｑ−
Ｐｄのように組み合わせて使用する。

回路パターンを高精度化するためには磁性粉の粒子の大
きさも影響を及ぼす。このため粒径は０．１〜１ｏμｍ
の範囲が実用的であるっ本実施例ではＮｉ分を３０　ｗ
ｔ％、Ｃｕ分を７０ｗｔ％の組成とした平均粒径１７ｚ
ｍのＣｕココ−Ｎｉ粉を磁性粉１として用いた。また、
コート粉の他にガラス粉末や樹脂等の絶縁物質は使用し
なかった。

次に第１図に示す設備において磁気潜像を形成し、現像
・転写を行うことができる。２はセラミックグリーンシ
ート、３は磁気ドラム、４は磁気記録ヘッド、５は消磁
ヘッド、６は磁性粉供給装置、８はドラムクリーナ、１
３は磁性粉回収装置、１２は転写ローラである。本実施
例では、磁気ドラム３の表面には、５ｓｏｏｅの保磁力
を持つ酸化鉄の塗布膜を形成したシートを非磁性体のド
ラムに巻きつけて磁気ドラムにしである。

第１図の設備において、磁気記録へノド４は磁気ドラム
３の回転による主走査と連動してドラム軸方向に駆動さ
れ副走査される、又、磁気ドラム３にはドラム軸にロー
タリーエンコーダ１５を接続してあり、その発生するパ
ルスに対応して所定位置で磁気記録ヘッド４に通電する
ことにより潜像を形成する。ただし潜像は所望の回路パ
ターンの鏡像パターンの磁気潜像を形成するようにする
。

この場合、ドラムを５００ｒ、ｐ、ｍで回転させるとす
れば、２分根度で１００ＭＭ×２５０ＷＮの潜像が形成
できる。

磁気ドラム３表面に形成された磁気潜像は、磁性粉供給
装置６で、磁性粉１を磁気ドラム３の表面に浮着させる
ことによシ現像される。続いて磁性粉回収装置１３で、
磁性粉は吸引され、現像部分に付着している粉体の厚み
を一定にすると同時に非磁化部分に付着してしまった磁
性粉を除去する。

磁性ドラム３０表面に現像された厚膜回路の鏡像パター
ンは、転写ローラ１２と磁気ドラム３の間にセラミック
グリーンシート２を挿入し、ドラムの回転に同期して移
動させることにより、基板２０所定位置に転写される。

この際、セラミックグリーンシートが１ｏ〜１ｏ　ｏ　
Ｋｐｆ　／ｃｒｔｉ程度の圧力を受けるように磁気ドラ
ム３と転写ローラ１２の間に力を作用させると良好な転
写が行え、本実施例では５ＱＫＰｆ／ｃイの圧力で転写
を行った。

なお記録ヘッド４での書き込み１回に対し、現像は数百
回以上行うことができた。

粉体の圧力転写を終えたセラミックグリーンシート２は
、カッタ１４で裁断され、焼成炉１６中で焼成される。

本実施例では、炉は近赤外線炉を用いて行われた。炉で
は、約千度のピーク温度を１時間保持しトータルで２４
時間はどかけてＨ２で焼成した。

第２図において導電性磁性粉の粒子の拡大図を示す。粒
子はＨｉなどの強磁性体を核２１として、導電性の良い
金属、すなわち貴金属類やＡｅ−ｃｕなどをコート材２
２にしている。

第３図は多層化した場合のセラミ、クグリーンソート３
２及び導体パターン３１の模式図である。

これは、第一層のセラミックグリーン７−　）　３２ａ
　。

第二層のセラミックグリーンシート３２ｂに、それぞれ
回路パターンを前記の方法で形成した後、別のセラミッ
クグリーンシート３２ｃをのせ圧力をかけ一体成形した
後焼成した場合である。この場合には、回路材料に樹脂
分を含んでいないため焼成時に樹脂の気化がし、練成後
の基板のそり・凹凸等が防止できる。また、多層基板の
内部導体として磁性粉体を用いセラミックグリーンシー
トに転写した後、グリーン７−トを重ね合わせて多層化
することにより前記磁性粉体は基板間で保持されるので
セラミック基板と導体パターンとのはく離を防止する目
的で通常添加されるガラス粉は全く不要となり、回路特
性の向上につながる。

また第一層の回路と第二層の回路はピアホール３３によ
り接続されるが、このピアホール３３は既存の技術で形
成される。例えば、導体描画装置を用いてピアホールご
とに導体を圧入していく方法があげられる。この場合、
回路パターンを当該方法で形成した後ピアホールを形成
すると粉体が描画機のノズルを傷める可能性があるので
、回路形成前にピアホールを形成しておくことが好まし
い３゜発明の効果以上の説明かられかる通り、本発明ではセラミックグリ
ーンシートの持つ粘着性・弾性を利用して樹脂バインダ
ーを含まなくても磁性粉体を転写することができるため
、以下の効果を得ることができる。

１）厚膜形成材料が絶縁物質をほとんど含んでいないた
め、低インピーダンスで回路特性の優れた厚膜導体回路
を得ることができる。

１１）従来の描画法・スクリーン印刷法に比較して回路
形成材料がペースト状になっていないだめ、ペースト特
有のにじみがなく高解像度の導体回路を得ることができ
る。

１１１）マスクを用いておらず磁気潜像の形成は電気信
号により行っているため、ＣＡ　Ｄシステムなどとの結
合が容易であり、厚膜導体回路のパターン設計から製造
壕での流れを一括して計算機的に処理することが可能で
あり、多品種少量生産に適している。しかも描画法のよ
うに回路形成に長い時間を必要としないため、中量生産
にも対応することが可能である。

【図面の簡単な説明】

、窮１図は本発明の設備構成の一例を示す模式図、第２
図は第１図の設備において用いられる厚模形収用導電性
磁性扮の粒子構造を示す断面図、第３図は本発明の一実
施例によって得られだ厚膜回路の断面図である。１・・・・・・導電性磁性粉、２・・・・・・セラミッ
クグリーンシート、３・・・・・・磁気ドラム、４・・
・・・・磁気記録ヘッド、５・・・・・・消磁ヘッド、
ｅ・・・・・・磁性粉供給装置、１０・・・・クリーナ
、１２・・・・転写ローラ、１３・・・・・・磁性粉回
収装置、１４・・・・・・カッタ、１５・・・・・・ロ
ータリーエンコーダ、１６・・・・・・焼成炉、２１・
・・・・磁性粉の核、２２・・・・・磁性粉のコート材
、３１・・・磁性粉による回路パターン、３２・・・・
・多層化した場合のセラミックグリーンノートの各層、
３３・・・ピアホール。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁性層を有する物体の表面に、所望の磁気潜像を
形成する工程と、前記磁気潜像に導電性を有する磁性粉
体を付着させ現像する工程と、前記磁性粉体をセラミッ
クグリーンシートに転写する工程と、前記セラミックグ
リーンシートを焼成する工程を含む厚膜回路の形成方法
。
（２）導電性を有する磁性粉体が、磁性材料を核として
外周に導電性金属層を設けたコート粉である特許請求の
範囲第１項記載の厚膜回路の形成方法。
（３）現像工程では磁性粉体に加え絶縁物質を５ｗｔ％
以下含む材料を使用する特許請求の範囲第１項記載の厚
膜回路の形成方法。
（４）磁性層を有する物体の表面に、所望の磁気潜像を
形成する工程と、前記磁気潜像に導電性を有する磁性粉
体を付着させ現像する工程と、前記磁性粉体をセラミッ
クグリーンシートに転写する工程と、転写工程によって
得た異なる回路パターンを有するセラミックグリーンシ
ートを複数枚重ねる工程と、この複数枚のセラミックグ
リーンシートを焼成する工程とを含む厚膜回路の形成方
法。