JPS62198138A - 電気装置用絶縁基板 - Google Patents
電気装置用絶縁基板Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
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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。
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、たとえば混成集積回路のような電気装置用絶
縁基板の改良に関する。
縁基板の改良に関する。
（従来技術）
従来混成集積回路用基板のような電気装置用絶縁基板に
は電気絶縁性に優れたセラミック基板が主として用いら
れている。しかしセラミックは機械的強度、特に抗折力
が弱く、加工することができない。またセラミック基板
は、基板が大きくなるにしたがって平坦度が悪くなり、
このためセラミックで大形の基板を作ることは困難であ
る。
は電気絶縁性に優れたセラミック基板が主として用いら
れている。しかしセラミックは機械的強度、特に抗折力
が弱く、加工することができない。またセラミック基板
は、基板が大きくなるにしたがって平坦度が悪くなり、
このためセラミックで大形の基板を作ることは困難であ
る。
このためセラミック基板に代えて金属基体を用いること
が考えられている。金属基体の場合は、この上に形成す
る電子回路を金属基体から絶縁する必要があり、各種方
法が提案されている。例えば鉄を主成分とする金属基体
を用いる場合、この表面にガラス層を形成した基板が提
案されており、更に金属基体上に酸化物層を形成し、そ
の上にガラス層を形成して、ガラス層が金属表面に密着
するようにした基板も提案されている。
が考えられている。金属基体の場合は、この上に形成す
る電子回路を金属基体から絶縁する必要があり、各種方
法が提案されている。例えば鉄を主成分とする金属基体
を用いる場合、この表面にガラス層を形成した基板が提
案されており、更に金属基体上に酸化物層を形成し、そ
の上にガラス層を形成して、ガラス層が金属表面に密着
するようにした基板も提案されている。
しかしこの基板を厚膜用の混成集積回路用基板として用
い、た場合、次のような問題がある。即ち厚膜用の場合
、基板上にガラス質絶縁物層を形成する時、又は基板上
に電子回路を形成する時、いずれも８００℃以上の高温
で焼く工程が繰返されるため、密着性が劣化し、ガラス
層が金属表面から剥離することがある。
い、た場合、次のような問題がある。即ち厚膜用の場合
、基板上にガラス質絶縁物層を形成する時、又は基板上
に電子回路を形成する時、いずれも８００℃以上の高温
で焼く工程が繰返されるため、密着性が劣化し、ガラス
層が金属表面から剥離することがある。
（発明が解決しようとする技術的課題）本発明は、この
問題を解決すべくなされたもので、その目的とするとこ
ろは、厚膜用電子回路の焼成を繰返しても絶縁層と金属
基体表面との密着性が低下せず、両者間での密着性に優
れた電気装置用絶縁基板を得んとするものである。
問題を解決すべくなされたもので、その目的とするとこ
ろは、厚膜用電子回路の焼成を繰返しても絶縁層と金属
基体表面との密着性が低下せず、両者間での密着性に優
れた電気装置用絶縁基板を得んとするものである。
（技術的課題を解決するための手段）
すなわちこの発明は、クロム１０〜３０重量％、アルミ
ニウム０．０５〜７重量％を含む鉄合金、又はクロム１
０〜３０重量％、アルミニウム０．０５〜７重量％、チ
タン０．１〜７重量％を含む鉄合金、あるいはクロム１
０〜３０重量％、シリコン０．１〜７重量％含む鉄合金
からなる金属基体と、この金属基体の表面に形成された
酸化被膜と、この酸化被膜上に酸化被膜とガラスの反応
によって形成された反応層と、この反応層を介して上記
酸化被膜上に形成されたガラス質絶縁物層とを具備して
なる電気装置用絶縁基板である。
ニウム０．０５〜７重量％を含む鉄合金、又はクロム１
０〜３０重量％、アルミニウム０．０５〜７重量％、チ
タン０．１〜７重量％を含む鉄合金、あるいはクロム１
０〜３０重量％、シリコン０．１〜７重量％含む鉄合金
からなる金属基体と、この金属基体の表面に形成された
酸化被膜と、この酸化被膜上に酸化被膜とガラスの反応
によって形成された反応層と、この反応層を介して上記
酸化被膜上に形成されたガラス質絶縁物層とを具備して
なる電気装置用絶縁基板である。
以下この発明を図示する実施例を参照して説明する。本
発明にかかる電気装置用絶縁基板は、金属基体１の表面
に酸化被膜層２を形成しその上に反応層３を形成し、更
に反応層３のうえにガラス質絶縁物層４を形成している
。
発明にかかる電気装置用絶縁基板は、金属基体１の表面
に酸化被膜層２を形成しその上に反応層３を形成し、更
に反応層３のうえにガラス質絶縁物層４を形成している
。
金属基体１は、クロム１０〜３０％含む鉄合金である。
この鉄合金は、アルミニウムや鉄と異なり、加工性、耐
食性、耐熱性がいずれも優れ、金属基体として最適なも
のである。この範囲としたのは、含有量が少ないと、上
述した効果が発揮されず、また多すぎると材料の加工性
が悪くなるためである。鉄合金にアルミニウムを添加し
た理由は、アルミニウム酸化物に富む酸化被膜を得るた
めである。即ち、酸化被膜にアルミニウム酸化物が多い
と、ガラス質物質と酸化被膜との反応が過度に進行せず
、酸化被膜が残存するためである。
食性、耐熱性がいずれも優れ、金属基体として最適なも
のである。この範囲としたのは、含有量が少ないと、上
述した効果が発揮されず、また多すぎると材料の加工性
が悪くなるためである。鉄合金にアルミニウムを添加し
た理由は、アルミニウム酸化物に富む酸化被膜を得るた
めである。即ち、酸化被膜にアルミニウム酸化物が多い
と、ガラス質物質と酸化被膜との反応が過度に進行せず
、酸化被膜が残存するためである。
しかも製造された基板上において回路の焼成を繰返して
も両者間の密着性は余り劣化しない。このような効果は
、シリコンの添加によっても同様に得られる。アルミニ
ウムまたはシリコンの添加量を上記範囲に限定した理由
は、少くなすぎるとこの効果が発揮されず、多すぎると
材料の加工性が悪くなるためである。またチタンは、金
属基体と酸化物層との密着性を向上させるために添加し
、少なすぎるとこの効果が発揮されず多すぎると材料の
加工性が悪くなるためである。次いで金属基体１の表面
に加熱処理等により酸化被膜層２を形成する。この酸化
被膜層２は、ガラス質絶縁物層４に対して金属基体１よ
りも密着性が良く、金属基体１とガラス質絶縁物層４の
密着性を向上させることができる。この膜厚は０．０４
〜５ｔｎＲ特に０．１〜２ｉｍが好適である。厚すぎる
と金属基体１と酸化被膜２との密着性が部分的に悪くな
る場合があり、薄すぎると後の焼成工程等で酸化被膜２
が全てガラスと反応して反応層３となってしまうためで
ある。次にこの酸化被膜２の上にガラス質絶縁物層４、
例えば、ホウケイ酸鉛を主成分とする結晶化ガラスを印
刷等の手段により形成する。
も両者間の密着性は余り劣化しない。このような効果は
、シリコンの添加によっても同様に得られる。アルミニ
ウムまたはシリコンの添加量を上記範囲に限定した理由
は、少くなすぎるとこの効果が発揮されず、多すぎると
材料の加工性が悪くなるためである。またチタンは、金
属基体と酸化物層との密着性を向上させるために添加し
、少なすぎるとこの効果が発揮されず多すぎると材料の
加工性が悪くなるためである。次いで金属基体１の表面
に加熱処理等により酸化被膜層２を形成する。この酸化
被膜層２は、ガラス質絶縁物層４に対して金属基体１よ
りも密着性が良く、金属基体１とガラス質絶縁物層４の
密着性を向上させることができる。この膜厚は０．０４
〜５ｔｎＲ特に０．１〜２ｉｍが好適である。厚すぎる
と金属基体１と酸化被膜２との密着性が部分的に悪くな
る場合があり、薄すぎると後の焼成工程等で酸化被膜２
が全てガラスと反応して反応層３となってしまうためで
ある。次にこの酸化被膜２の上にガラス質絶縁物層４、
例えば、ホウケイ酸鉛を主成分とする結晶化ガラスを印
刷等の手段により形成する。
次いでこれを焼成して、酸化被膜層とガラス質絶縁物層
とを反応させて両者の境界部分に反応層を形成する。こ
の反応層の介在によりガラス質絶縁層と酸化被膜層との
密着性を向上する。この反応層の膜厚は、もとの酸化被
膜の厚さから反応後において残存している酸化被膜の厚
さを引いた値にほぼ等しく、少なくとも数十オングスト
ロームあることが望ましい。残存する酸化被膜の膜厚が
あまり薄いと、基板上に厚膜電子回路を形成するための
回路形成ペースト焼成中に焼成が進行して、酸化被膜が
全て反応層になってしまう恐れがあるためである。
とを反応させて両者の境界部分に反応層を形成する。こ
の反応層の介在によりガラス質絶縁層と酸化被膜層との
密着性を向上する。この反応層の膜厚は、もとの酸化被
膜の厚さから反応後において残存している酸化被膜の厚
さを引いた値にほぼ等しく、少なくとも数十オングスト
ロームあることが望ましい。残存する酸化被膜の膜厚が
あまり薄いと、基板上に厚膜電子回路を形成するための
回路形成ペースト焼成中に焼成が進行して、酸化被膜が
全て反応層になってしまう恐れがあるためである。
（発明の効果）
この発明によれば酸化被膜層とガラス質絶縁物層との間
に密着性の優れた反応層を形成し、しかも酸化被膜も確
実に残存するので、焼成時に熱膨張係数差によって金属
基体とガラス質絶縁物層との間に応力が働いても、両者
の密着性が大きいためガラス質絶縁物層の剥離を確実に
防止することができる。
に密着性の優れた反応層を形成し、しかも酸化被膜も確
実に残存するので、焼成時に熱膨張係数差によって金属
基体とガラス質絶縁物層との間に応力が働いても、両者
の密着性が大きいためガラス質絶縁物層の剥離を確実に
防止することができる。
実施例
１５クロム−４アルミニウム一鉄合金からなる金属基体
を大気中、９００℃、１０分で処理して酸化被膜を形成
し、次いでこの上にガラス質絶縁物をスクリーン印刷し
た後乾燥し、しかる後８５０℃大気中で１０分間焼成し
て反応層を形成せしめた。このようにして得られた絶縁
基板をＩＭＡで調べたところ、酸化被膜及び反応層が共
に存在し、ガラス成分の拡散は酸化被膜中全部には、及
んでいないことが確認された。
を大気中、９００℃、１０分で処理して酸化被膜を形成
し、次いでこの上にガラス質絶縁物をスクリーン印刷し
た後乾燥し、しかる後８５０℃大気中で１０分間焼成し
て反応層を形成せしめた。このようにして得られた絶縁
基板をＩＭＡで調べたところ、酸化被膜及び反応層が共
に存在し、ガラス成分の拡散は酸化被膜中全部には、及
んでいないことが確認された。
比較例
１８クロム−鉄合金からなる金属基体を９００℃、大気
中、１０分で処理して酸化被膜を形成した。次にこれに
ガラス質絶縁物をスクリーン印刷により形成したのち、
８５０℃、大気中で１０分間焼成して絶縁基板を得た。
中、１０分で処理して酸化被膜を形成した。次にこれに
ガラス質絶縁物をスクリーン印刷により形成したのち、
８５０℃、大気中で１０分間焼成して絶縁基板を得た。
この絶縁基板を調べたところ酸化被膜及び反応層が共に
存在していた。
存在していた。
このようにして得られた両絶縁基板試料を８５０℃で６
０分焼成したところ比較例のものは、ガラス絶縁物層が
剥離してしまった。これに対して実施例のものは、３０
Ｋｇ１５ｍφの密着強度を示した。比較例のものが剥離
したのは、８５０℃で６０分間焼成したために残存する
酸化被膜層がなくなってしまったためである。
０分焼成したところ比較例のものは、ガラス絶縁物層が
剥離してしまった。これに対して実施例のものは、３０
Ｋｇ１５ｍφの密着強度を示した。比較例のものが剥離
したのは、８５０℃で６０分間焼成したために残存する
酸化被膜層がなくなってしまったためである。
図面は本発明の一実施例を示す断面図である。
１・・・金属基体、２・・・酸化被膜層、３・・・反応
層、４・・・ガラス質絶縁物層。
層、４・・・ガラス質絶縁物層。
Claims (5)
- （１）クロム１０〜３０重量％、アルミニウム０．０５
〜７重量％を含む鉄合金からなる金属基体と、この金属
基体の表面に形成されたアルミニウム酸化物に富む酸化
被膜と、この酸化被膜上に酸化被膜とガラスの反応によ
って形成された反応層と、この反応層を介して上記酸化
被膜上に形成されたガラス質絶縁物層とを具備してなる
電気装置用絶縁基板。 - （２）金属基体がクロム１０〜３０重量％、アルミニウ
ム０．０５〜７重量％、チタン０．１〜３重量％を含む
鉄合金である特許請求の範囲第１項記載の電気装置用絶
縁基板。 - （３）金属基体が、クロム１０〜３０重量％、シリコン
０．１〜３重量％を含む鉄合金である特許請求の範囲第
１項記載の電気装置用絶縁基板。 - （４）金属基体がクロム１０〜３０重量％、アルミニウ
ム０．０５〜７重量％、シリコン０．１〜３重量％を含
む鉄合金である特許請求の範囲第１項記載の電気装置用
絶縁基板 - （５）金属基体がクロム１０〜３０重量％、アルミニウ
ム０．０５〜７重量％、シリコン０．１〜３重量％、チ
タン０．１〜３重量％を含む鉄合金である特許請求の範
囲第１項記載の電気装置用絶縁基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61040723A JPH0712068B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 電気装置用絶縁基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61040723A JPH0712068B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 電気装置用絶縁基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62198138A true JPS62198138A (ja) | 1987-09-01 |
| JPH0712068B2 JPH0712068B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=12588522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61040723A Expired - Fee Related JPH0712068B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 電気装置用絶縁基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712068B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2356396A (en) * | 1999-10-07 | 2001-05-23 | Rolls Royce Plc | A metallic article having a chromised coating and a glass coating |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP61040723A patent/JPH0712068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2356396A (en) * | 1999-10-07 | 2001-05-23 | Rolls Royce Plc | A metallic article having a chromised coating and a glass coating |
| US6444332B1 (en) | 1999-10-07 | 2002-09-03 | Rolls-Royce Plc | Metallic article having a protective coating and a method of applying a protective coating to a metallic article |
| GB2356396B (en) * | 1999-10-07 | 2003-11-19 | Rolls Royce Plc | A metallic article having a protective coating and a method of applying a protective coating to a metallic article |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0712068B2 (ja) | 1995-02-08 |
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