JPS6229192A - 電子回路用ホ−ロ−基板 - 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】 く技術分野〉 本発明は、電子回路に使用するホーロー基板に関し、特
に、電気特性の良い電子回路用ホーロー基板に関する。

〈従来の技術〉 混成ＩＣ用基板などの電子回路用基板において、電子部
品の性能向上と高密度化により、発生する熱をいかに放
熱するかが重要な課題になっている。このため熱放散性
の良好な金属基板の表面に、絶縁処理した基板が使用さ
れてきた。しかし従来の有機絶縁物で絶縁処理したもの
は、耐熱性が不十分なので、更に耐熱性の高いホーロー
被覆した金属基板が使用されるようになってきた。この
ような金属基板の１つであるほうろう鉄板は、基板の芯
が鉄であるため、放熱性が良く、基板の強度が高く、特
に撓みが少い。

しかし、ホーロー被覆金属基板は、単一金属を用いた場
合は、ホーロー層と金属との熱膨張係数のミスマツチに
よ番］、位置、冷却速度が遅く、ホーロー層の剥離、密
着不良などがおこり、電子部品製造時の歩留りも悪かっ
た。また、シリコンチップやセラミ・、りを直接金属基
板に搭載する要求も強くなり、シリコンチップやセラミ
ックと熱膨張係数がマツチした金属基板が開発されつつ
ある。

シリコンチップやセラミック（熱膨張係数２〜８Ｘ１０
−６／”０）との熱膨張係数が、はぼ等しいホーロー基
板用の芯材としては、ＮｉやＣＯを含む鉄合金であるコ
バールや、４２７０イ、インバーなどがあり、これらの
鉄合金板の両面に銅または銅合金をクラッドした複合金
属板に、ホーロー被覆したものが、放熱性が良く、強度
が高く、しかも熱膨張係数のマツチングが良好なので、
電子回路用ホーロー基板として注目されている。第３図
にこのようなホーロー基板を示す。

第３図に示すホーロー基板は、鉄台金製の芯材１に、銅
系層２をクラッドし、表面にホーロー掛けした基板であ
る。

ところが、第３図に示したクラツド材に、高温（６００
〜９００℃）でホーロー層４を焼成する際に、クラフト
材の表面の銅が゛酸化し、ホーロー層４中に溶解し、電
子回路用基板としての誘電率（ε）や誘電正接（ｔａｎ
δ）を阻害する欠陥があった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、前記の技術」この欠陥を解消し、誘電
率（ε）や誘電正接（ｔａｎδ）等の電気特性を大１１
’ｌに改善した電子回路用ホーロー基板を提供すること
にある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、Ｎｉおよび／またはＣｏを含む鉄合金を芯材
とし、この芯材の両面に銅または銅合金をクラッドした
複合金属板上に、ホーロー層を形成した電子回路用ホー
ロー基板において、前記鋼または銅合金と前記ホーロー
層との間に、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏからなる群から選ば
れた少なくとも１種の元素で構成される金属層を設けて
なることを特徴とする電子回路用ホーロー基板である。

本発明者等は、鉄合金に銅または銅合金を積層した、ク
ラツド材にホーロー層を高温で焼成すると、クラツド材
の表面の銅が酸化し、ホーロー層中に溶解し、電子回路
用基板としての、誘電率（ε）や誘電正接（ｔａｎδ）
を高くしてしまう問題に対して、ホーロー層と銅系層と
の間に、Ｆｅ、Ｎｔ、Ｃｏなどで構成される金属層が存
在すると、バリヤー効果が大きいことを知見し、本発明
に至ったものである。この金属層は上記元素の合金層で
もよいし、また上記元素および／または上記元素の合金
の複合層であってもよい。

以下に図面に示す好適実施例について、本発明の詳細な
説明する。

第１図に示すように、本発明は、芯材１と、銅系層２と
、金属層３と、ホーロー層４よりなる基板であり、各層
は以下の構成である。

芯材ｌは、Ｎｉおよび／またはＣｏを含む鉄合金が用い
られる。Ｎｉおよび／またはＣｏと鉄の量比は、電子回
路での使用目的に応じていかなるものであってもよいが
、シリコンチップやセラミック（熱膨張係数２〜８×１
０″８／℃）との熱膨張係数のマツチングのよいコバー
ル、４２アロイ、インバー（Ｆｅ−３６％Ｎ＋）等が好
ましい。

芯材１の厚みは、０．５〜２−Ｑ　ａｍが好ましい。

銅系層２は、銅または銅合金を用い、基板の放熱性をあ
げるために設けられる。銅系層２は、芯材１に、銅また
は銅合金めっきを行って積層される。芯材１に銅系層２
をクラッドしたクラツド材の熱膨張係数は、鉄合金の芯
材ｌと両側の銅系層２との断面積比（銅比）によって決
定されるが、銅比が５０％以上になると、８膨張係数が
１０×１０−６以上となり、シリコンやセラミックと差
が大きくなるので、銅比は５０％以丁が好ましい。

銅比があまり小さいと、基板の放熱性が低くなるので、
２０％以上が好ましい。クラツド材としては、Ｃｕ　／
　ＤパーＪｌ／　／　Ｃｕ　、Ｃｕ　／　４２合金／Ｃ
ｕ、Ｃｕ／インバー／　Ｃｕ等がある。

金属層３は、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏからなる群から選ば
れた少なくとも１種の元素で構成される金属層である。

上記の如く、この金属層は上記元素の合金層でもよく、
また上記元素および／または合金の複合層であってもよ
い９合金層とする場合の各元素の比率はいかなるもので
もよい、特にＮｉ１００％、Ｃｏ２０％−Ｆｅ合金、Ｆ
ｅ１００％、Ｃｏ１０Ｏ％等が好ましい、金属層３は、
０．１−以上の厚さで、銅系層２の銅の酸化物のホーロ
ー層４への溶解を有効に防止する効果を示すが、２０−
を超えると経済的でないので、０．１〜２０−の厚みが
好ましい、金属層３は、所望の組成の金属浴を用いて、
クラツド材にめっきすることが良い。

金属層３は、工程として容易なので、クラツド材全面に
被覆されることが多いが、必ずしもクラツド材全面に被
覆する必要はなく、ホーロー層４と銅系層２との間に介
挿すればよい、１例として、第２図に示す片面ホーロー
基板の場合は、第２図では全面に設けであるが１片面ホ
ーロー層４の下層にのみ設けてもよい。

上記以外にクラツド材に直接金属層３をめっきせず、ク
ラツド材にあらかじめ銅めっきを行なった後金属層３を
めっきしてもよい、また金属Ｒ３は、単層である必要は
なく、必要に応じて、二層以上重ねる多層めっき層であ
ってもよい。

本発明は、ホーローで直接濡れる層がＦｅ。

ＣＯｌおよびＮｉからなる群から選ばれた少なくとも一
種の元素または合金よりなる金属層である場合、良好な
効果を示すものである。

本発明においてホーロー層４は、はうけい酸ガラス等の
通常のホーローが用いられ、７００℃〜９００℃で、焼
成し、金属層３を介して、クラツド材にホーロー掛けさ
れる（第１図参照）、ホーロー層４の厚さは、電子回路
用部品として要求される絶縁性が確保できる厚さとする
。

ホーロー層４は、第１図に示すように基板全面に掛けら
れてもよいし、第２図に示すように片面ホーロー層４と
してもよいし、その他所型の面に設けられる。

〈実施例〉 実施例 芯材１として、インバー（Ｆｅ−３６％Ｎｉ）を用い、
第１図に示す本発明の電子回路用ホーロー基板を作成し
た。銅系層２は、Ｃｕ１００％を用い、クラツド材の構
成断面積比は、Ｃｕ−１６％、インバー−６８％、Ｃｕ
−１６％とした。クラツド材の全板厚は、１ｍ＋＊であ
った。このクラツド材に、表１に示す。

金属層３を設け、その上に厚さ０．１４ｍｍのホーロー
掛けを行った。

比較例 比較例として、第３図に示す、従来例のホーロー基板を
作成した。実施例中の金属層３を設けていない他は、実
施例と同様の材質で、同様のサイズで作成した。

実施例と比較例のホーロー基板の特性を調べ、結果を、
表１に示した。特性試験はＪＩＳ　Ｃ６４８１に従った
。

〈発明の効果〉 本発明の電子回路用ホーロー基板は、ホーロー層と銅系
層との間に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉからなる群から選ばれた
少なくとも一種の元素で構成される少なくとも一層の金
属層を有するので、ホーローを高温で焼成しても、銅が
醇化してホーロー中に溶解することがなく、絶縁耐圧が
高く、表面抵抗、体積抵抗が大きく、誘電率や誘電正接
が低い、電気特性の優れた電子回路用ホーロー基板であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のホーロー基板の一実施例を示す横断
面図である。 第２図は、本発明のホーロー基板の他の実施例を示す横
断面図である。 第３図は、従来のホーロー基板の例を示す横断面図であ
る。 符号の説明 １・・・芯材、２・・・銅系層、３・・・金属層、４・
・・ホーロー層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎｉおよび／またはＣｏを含む鉄合金を芯材とし
   、この芯材の両面に銅または銅合金をクラッドした複合
   金属板上に、ホーロー層を形成した電子回路用ホーロー
   基板において、 前記銅または銅合金と前記ホーロー層との間に、Ｆｅ、
   ＮｉおよびＣｏからなる群から選ばれた少なくとも１種
   の元素で構成される金属層を設けてなることを特徴とす
   る電子回路用ホーロー基板。
2. （２）前記金属層の厚みは、０．１〜２０μｍである特
   許請求の範囲第１項に記載の電子回路用ホーロー基板。
3. （３）前記金属層は、前記元素および／または前記元素
   の合金の複合層である特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の電子回路用ホーロー基板。