JPS62277788A

JPS62277788A - セラミツク配線基板およびその製造方法

Info

Publication number: JPS62277788A
Application number: JP12153286A
Authority: JP
Inventors: 健二東山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1987-12-02

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】３、発明の詳細な説明産業上の利用分野本発明は電気回路形成に用いられるセラミック配線基板
および、その製造方法に関するものである。

従来の技術近年の電子機器の発達は著しいものかあシ、省資源、省
スペース、デザイン等の観点から、不乱薄形化傾向にあ
る。特に小型、薄形化のために電子部品る高密度に実装
する必要から、アルミナ。

セラミック基板を用いたハイブリッドＩＣの使用が急速
に進んでいる。

従来のハイブリッドＩＣ用配線基板は、第３図に示した
如くアルミ°す粉末を１５００℃以上で焼成した基板（
アルミナ含有量９６チ以上）１０の表面にスクリーン印
刷方法で導体（銀−パラジウム系が主流）１１を印刷し
、８５０℃程度で焼成し形成される。また、基板表面に
は抵抗体１２も同じ方法で形成されている。また、基板
の表、裏の接続は、スルーホール１３を使用し配線用導
体材料で形成されるのが通常である。

発明が解決しようとする問題点しかしながら前述の如き従来の配線基板は、導体１１を
ペースト状の導体材料をスクリーン印刷法によシ形成す
るため０．１．以下の配線巾を形成することは、配線間
の短絡や配線切れ等が発生し安価に形成することが困難
であった。そのため、あらかじめ巾広く配線用導体部を
印刷、焼成しておき、その上に必要とする線巾部のみ露
出したマスク材を塗布し、化学的にエツチングして形成
するのが普通である。そのため、配線形成のため多くの
工程が必要となシ安価に製造することができなかった。

さらに従来の配線基板は、平坦なセラミック基板上に導
体を形成するため導体部分と導体を形成されてない部分
間に凹凸が発生する。通常の導体厚みは１５μｍ前後で
あるが、この１５μｍの段差は、■　導体形成後、抵抗
体１２を印刷方法で形成するため、１６μｍ段差の上に
抵抗ペーストを印刷するとスクリーンが強く張られてい
るため正確に凹凸に追従せず押し出された抵抗体ペース
トに厚み方向のバラツキと平面方向の拡がりムラが生じ
、焼成後の抵抗値にバラツキが生じる。通常±２０〜３
０％程度変動する。そのため抵抗体形成後、抵抗体の１
部を切削する抵抗値の調整が給体必要であり、そのため
、高価な設備が要求され、製造工程の増加、製造コスト
の増大と多くの問題点を有していた。また、最近の如く
、基板表面に数層の配線を形成する印刷多層配線基板に
おいては、１５μｍの段差が、積層する毎に加算され１
層以上の多層化が困難となっている。

さらに、従来の配線基板の表、裏回路の接続は、セラミ
ック基板にあけられたスルーホール穴に表裏の導体と同
じペーストを印刷法で吸い込み形成されているが、スル
ーホール穴の内面に均一な厚みでペーストを印刷する印
刷機が皆無であるのが現状である。そのため、表、裏、
スルーホール部と３回印刷し、加えて全スルーホールの
導通確認検査をしているため多くの工程と時間が必要で
あり、ハイブリッドＩＣのコストｕｐの一因となってい
る。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するため、本発明のセラミック配線基
板は、金属の酸化物、窒化物、炭化物の少なくとも一つ
を主成分とする電気絶縁材料の焼結体よりなる基板表面
の一部を還元して金属化した配線部分を有する構造を特
徴とする。

作　　用上記構成によれば、従来の如く、基板材料の表面部に異
種の導体材料を塗布、焼成して導体層を形成するのでな
く、基板構成材料そのものを金属状態に変化させるもの
であるため、導体層と他の部分との段差は生じないもめ
である。

実施例以下図面を参照しながら基板材料に酸化銅の焼結体を用
いた本発明のセラミック配線基板について具体的に説明
する。第１図は、本発明によるセラミック配線基板の断
面図である。酸化銅の焼結体基板１の表、裏およびスル
ーホール部３の酸化銅を還元し金属鋼とした電気配線部
２を有したセラミック配線基板である。図面より明らか
な如く、基板表面部と配線形成部は平坦であり、凹凸は
、はとんど発生しない。また、スルーホール部も基板材
料自体が導体に変化するため、非常に均一な厚みで導体
層が形成され、かつ、表、裏の導体部と確実に接続する
ため、スルーホール部の信頼性は確実に向土する。以下
、さらに詳細に本発明について述べる。

まず、酸化銅絶縁基板よシ述べる。

酸化銅粉末にアクリル系バインダー、粘結剤１分散剤、
メチルエチルケトンを、例えば、酸化銅粉末１００部に
バインダー、粘結剤１分散剤の混合物を１０部加え、メ
チルエチルケトンを混合物の粘度が２０００〜４０００
０ＰＳ　　の粘度になるよう加え、通常のボールミルに
入れ４８時間混合する。

混合したスラリーを、マイラーフィルム上にドクターブ
レード法でシート成型し、室温で乾燥して過剰のメチル
エチルケトンを蒸発させる。こノ時、シート乾燥膜厚を
１．０ｍｍ程度とする。次に成形したシートをマイラー
フィルムより剥離し必要な位置にスルーホール用穴（０
，３〜０．４ｍｍφ）全パンチング法であけ、必要とす
るサイズにシートを切断する。この様にして形成された
シートを空気雰囲気中、４５０℃、５時間加熱し脱バイ
ンダーを行なう。次に９５０℃で２時間、空気雰囲気中
で焼成し基板材料を得る。基板材料形成方法は前記した
方法によらなくとも別な方法でもなんら問題ない。酸化
銅焼結体基板を得るのが真の目的ではないためである。

次に第２図イに示した如く焼結した酸化銅基板４の表面
にポリイミド前駆体５をスクリーン印刷法等で塗布し、
３ｏｏ℃の温度で硬化させる。この時、配線部としたい
基板表面部ｅ＆〜６ｅおよび、スルーホール部７は露出
させておく。

次に電気炉又は、乾燥器中に前記処理された基板を入れ
る。この時基板のポリイミド樹脂５が塗布されてない部
分６ａ〜６ｅが雰囲気にさらされる様に置く。炉内雰囲
気を９％の水素を含んだ窒素ガスで置換し、温度を３５
０℃に昇温し３０分保持する。この時、炉内には常に新
鮮な前記ガスを供給する。その結果、第２図口に示した
如く、ポリイミド樹脂５でマスクされてない部分６ａ〜
６ｅおよび、スルーホール部７の基板表面は金属銅８ａ
〜８ｅに還元される。最後にマスキングに使用したポリ
イミド樹脂層６を水酸化カリウム溶液で処理し、除去し
て第１図に示した如き、本発明のセラミック配線基板を
得る。前記配線用金属銅８ａ〜８ｅの厚みは、窒素ガス
中の水素ガスの含有量、および還元温度、時間で正確に
コントロールすることができる。

本実施例では、絶縁基板材料として酸化銅について説明
したが、金属に還元でき、かつ還元された金属が電気の
良導体であれば、他の酸化物、あるいは複数の酸化物の
混合体、同容体、あるいは、酸化物以外の窒化物、炭化
物も本発明の方法で、本発明の構成の本発明の特徴を有
するセラミック配線基板が形成できることは、勿論のこ
とである。

前述の実施例では、マスク用ポリイミドを印刷法で形成
したが、０．１＋ｍ以下の配線巾を必要とする場合は、
感光性ポリイミドを塗布し希望する配線パターンを有す
るフィルムを乗せ、ホトエツチング法でマスクパターン
を形成すれば、さらにファインな配線基板を得ることが
できる。言うまでもないが、ポリイミド樹脂以外の有機
、無機材料も、耐熱、耐薬品性の条件に合えば使用でき
ることは、勿論のことである。

本実施例では、水素ガスによる還元法について述べたが
、酸化・還元反応を用いた湿式法による金属への還元も
なんら問題なく適用出来る。

この様にして形成した本実施例の配線基板は表面が平坦
なため、抵抗体を印刷した場合、抵抗体の厚み、形状の
再現性が大巾に改良され、抵抗値精度は±１０ｑ６程度
まで改良することが可能となった。

発明の効果以上のように、本発明の方法で構成された新規なセラミ
ンク配線基板は、基板構成材料自体を還元法で金属化し
配線材料とするだめ、基板表面の平坦性が失なわれるこ
となく、真のフラットな配線基板が提供できる。そのた
め、その上に形成する抵抗体も正確に再現性よく形成で
き、抵抗値の精度も大巾に改良された。また、スルーホ
ール内部の導体形成も材料自体が金属化され形成される
ため、その膜厚が均一で、かつ、従来法の如き、多くの
工程を通らなくとも一度の還元工程で、表。

裏面と同時に形成できる。また、感光性ホトレジストを
マスク材に使用することにより、非常にファインな配線
パターンが簡単に形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミック配線基板の断面図、第２図
イは本発明のセラミック配線基板の一製造工程であるマ
スク材料コート状態を示す断面図、口は基板材料の必要
部分を還元し配線部を形成した断面図、第３図は従来の
ハイブリッドＩＣ用セラミック配線基板の断面図である
。１．４．１０・・・・・・セラミック基板、２，８ａ〜
８ｅ・・・・・・配線導体、３，７，９．１３・・・・
・・スルーホール部、５・・・・・・マスキング材料。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属の酸化物、窒化物、炭化物の少なくとも一つ
を主成分とする電気絶縁材料の焼結体よりなる基板表面
の一部を還元して金属化した電気配線部分を有する構造
を特徴とするセラミック配線基板。
（２）基板構成の主成分材料が銅の酸化物の焼結体であ
り、電気配線部分が銅であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のセラミック配線基板。
（３）金属の酸化物、窒化物、炭化物の少なくとも一つ
を主成分とする焼結体よりなる電気絶縁材料基板の表面
の金属化すべき部分以外をマスク材料層にて覆い、その
マスク材料層の形成された電気絶縁材料基板を、還元雰
囲気中にて前記の露出した部分のみを還元した金属化し
た後、前記マスク材料層を除去し配線基板を形成するこ
とを特徴とするセラミック配線基板の製造方法。