KR20170097117A - 회로 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
회로 기판의 제조 방법은, 금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방의 분말을 은 (Ag) 분말에 첨가한 도체 페이스트를 제작하는 공정과 ; 소성 완료된 세라믹 기판의 표면에 도체 페이스트를 도포하는 공정과 ; 도체 페이스트를 도포한 후, 세라믹 기판의 표면에 유리 페이스트를 도포하는 공정과 ; 표면에 도포한 도체 페이스트를 소성함으로써 도체 패턴을 형성하는 공정과 ; 표면에 도포한 유리 페이스트를 소성함으로써 피복층을 형성하는 공정을 구비한다.
Description
본 발명은, 회로 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
회로 기판에는, 알루미나, 멀라이트, 질화규소, 질화알루미늄, 유리 세라믹스 등으로 주로 이루어지는 세라믹 기판을 사용한 것이 있다.
세라믹 기판을 사용한 회로 기판으로서, 세라믹 기판의 표면에, 은 (Ag) 으로 주로 이루어지는 도체 패턴과, 유리 성분을 함유함과 함께 도체 패턴을 덮는 피복층이 형성된 것이 알려져 있다 (특허문헌 1 을 참조). 피복층은, 오버코트 유리층으로도 불린다. 도체 패턴 및 피복층은, 세라믹 기판의 표면에 도체 페이스트 및 유리 페이스트를 도포한 후에 소성함으로써 형성된다.
특허문헌 1 의 기술에서는, 소성에 의해 도체 패턴 및 피복층을 형성할 때, 도체 패턴의 은 성분이 피복층으로 확산됨으로써, 피복층에 있어서 전기 절연성의 저하 및 변색이 발생하는 경우가 있었다. 피복층으로의 은 성분의 확산은, 도체 패턴에 함유되는 은 성분의 산화에 의해 촉진되는 것으로 생각된다.
본 발명은, 상기 서술한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.
(1) 본 발명의 일 형태는, 세라믹스로 주로 이루어지는 표면을 갖는 세라믹 기판과 ; 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 형성되고, 은 (Ag) 으로 주로 이루어지는 도체 패턴과 ; 유리 성분을 함유하고, 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 형성되고, 상기 도체 패턴을 덮는 피복층을 구비하는 회로 기판을 제조하는 회로 기판의 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법은, 상기 세라믹 기판을 소성하는 공정과 ; 금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방의 분말을 은 (Ag) 분말에 첨가한 도체 페이스트를 제작하는 공정과 ; 소성 완료된 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 상기 도체 페이스트를 도포하는 공정과 ; 상기 도체 페이스트를 도포한 후, 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 유리 페이스트를 도포하는 공정과 ; 상기 표면에 도포한 상기 도체 페이스트를 소성함으로써 상기 도체 패턴을 형성하는 공정과 ; 상기 표면에 도포한 상기 유리 페이스트를 소성함으로써 상기 피복층을 형성하는 공정을 구비한다. 이 형태에 의하면, 도체 페이스트에 첨가된 금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방의 첨가 성분이 소성 중에 산화됨으로써, 도체 패턴의 은 성분이 피복층으로 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 피복층에 있어서 전기 절연성의 저하 및 변색이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 회로 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
(2) 상기 형태의 제조 방법에 있어서, 상기 금속 붕화물은, 육붕화란탄 (LaB6), 육붕화규소 (SiB6) 및 이붕화티탄 (TiB2) 중 적어도 1 개를 함유해도 된다. 이 형태에 의하면, 도체 패턴으로부터 피복층으로의 은 성분의 확산을 억제할 수 있다.
(3) 상기 형태의 제조 방법에 있어서, 상기 금속 규화물은, 이규화지르코늄 (ZiSi2) 및 이규화탄탈 (TaSi2) 중 적어도 1 개를 함유해도 된다. 이 형태에 의하면, 도체 패턴으로부터 피복층으로의 은 성분의 확산을 억제할 수 있다.
(4) 상기 형태의 제조 방법에 있어서, 상기 도체 페이스트에 함유되는 무기 성분에 있어서의 상기 금속 붕화물 및 상기 금속 규화물을 합친 함유량은 3 체적% 이상 15 체적% 이하여도 된다. 이 형태에 의하면, 도체 패턴으로부터 피복층으로의 은 성분의 확산을 충분히 억제할 수 있다.
(5) 상기 형태의 제조 방법에 있어서, 상기 도체 페이스트를 제작하는 공정은, 상기 금속 붕화물 및 상기 금속 규화물의 적어도 일방의 상기 분말을 상기 은 (Ag) 분말의 표면에 부착시키는 공정을 포함해도 된다. 이 형태에 의하면, 도체 패턴으로부터 피복층으로의 은 성분의 확산을 더욱 억제할 수 있다.
(6) 상기 형태의 제조 방법에 있어서, 상기 도체 페이스트와 함께 상기 유리 페이스트를 소성함으로써, 상기 도체 패턴과 함께 상기 피복층을 형성해도 된다. 이 형태에 의하면, 도체 패턴과 피복층을 별도로 형성하는 경우와 비교하여, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
(7) 상기 형태의 제조 방법에 있어서, 상기 도체 페이스트를 소성함으로써 상기 도체 패턴을 형성한 후, 상기 유리 페이스트를 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 도포해도 된다. 이 형태에 의하면, 도체 패턴으로부터 피복층으로의 은 성분의 확산을 더욱 억제할 수 있다.
(8) 본 발명의 일 형태는, 세라믹스로 주로 이루어지는 표면을 갖는 세라믹 기판과 ; 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 형성되고, 은 (Ag) 으로 주로 이루어지는 도체 패턴과 ; 유리 성분을 함유하고, 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 형성되고, 상기 도체 패턴을 덮는 피복층을 구비하는 회로 기판을 제공한다. 이 회로 기판에 있어서, 상기 피복층에 함유되는 규소 원자 (Si) 및 붕소 원자 (B) 의 적어도 일방의 농도는, 상기 도체 패턴에 인접하는 영역에 있어서 상기 도체 패턴에 가까워질수록 높아진다. 이 형태에 의하면, 피복층에 있어서 전기 절연성의 저하 및 변색이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 회로 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 회로 기판 및 그 제조 방법에 한정되지 않고 다양한 형태로 실현할 수 있고, 예를 들어, 회로 기판을 구비하는 장치, 회로 기판을 제조하는 제조 장치 등의 형태로 실현될 수 있다.
도 1 은, 회로 기판의 단면을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 2 는, 회로 기판의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 3 은, 평가 시험의 결과를 나타내는 표이다.
도 4 는, 제 2 실시형태에 있어서의 회로 기판의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 2 는, 회로 기판의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 3 은, 평가 시험의 결과를 나타내는 표이다.
도 4 는, 제 2 실시형태에 있어서의 회로 기판의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
A. 실시형태
도 1 은, 회로 기판 (100) 의 단면을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 회로 기판 (100) 에는, 소정의 기능을 실현하는 회로의 적어도 일부가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 회로 기판 (100) 에는, 전자 부품에 신호를 전달하기 위한 회로가 형성되어 있다. 회로 기판 (100) 은, 세라믹 기판 (110) 과, 도체 패턴 (170) 과, 피복층 (180) 을 구비한다.
회로 기판 (100) 의 세라믹 기판 (110) 은, 판상을 이루는 세라믹스이다. 본 실시형태에서는, 세라믹 기판 (110) 은, 유리 세라믹스로 주로 이루어진다. 본 명세서에 있어서, 「(성분) 으로 주로 이루어진다」란, 그 성분이 전체의 50 질량% 이상을 차지하는 것을 의미한다. 다른 실시형태에서는, 세라믹 기판 (110) 의 주성분은, 알루미나, 멀라이트, 질화규소, 질화알루미늄 등 다른 세라믹 재료여도 된다. 본 실시형태에서는, 세라믹 기판 (110) 은, 저온 소성 세라믹스 기판이다. 세라믹 기판 (110) 은, 복수의 절연 세라믹층 (도시되지 않음) 이 적층된 구조를 갖는다. 본 실시형태에서는, 세라믹 기판 (110) 에는, 회로를 구성하는 도체로서, 도체층, 비아, 스루홀 등 (도시되지 않음) 이 형성되어 있다.
세라믹 기판 (110) 은 표면 (111, 112) 을 갖는다. 표면 (112) 은 표면 (111) 에 대향하는 위치에 배치된 이면이다. 표면 (111) 에는 도체 패턴 (170) 및 피복층 (180) 이 형성되어 있다. 다른 실시형태에서는, 표면 (112) 에도 표면 (111) 과 마찬가지로 도체 패턴 (170) 및 피복층 (180) 이 형성되어 있어도 된다.
표면 (111, 112) 은 세라믹스로 주로 이루어진다. 본 실시형태에서는, 표면 (111, 112) 은, 붕규산계 유리 분말과 알루미나 (Al2O3) 분말을 소성한 세라믹층의 표면이다. 붕규산계 유리는, 이산화규소 (SiO2), 알루미나 (Al2O3) 및 산화붕소 (B2O3) 를 주성분으로 한다.
회로 기판 (100) 의 도체 패턴 (170) 은, 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 형성된 도전성 세라믹스이다. 도체 패턴 (170) 은, 은 (Ag) 으로 주로 이루어진다. 본 실시형태에서는, 도체 패턴 (170) 은, 은 (Ag) 분말과 붕규산계 유리 분말을 함유하고, 도전성을 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 도체 패턴 (170) 의 전체가 피복층 (180) 에 덮여 있다. 다른 실시형태에서는, 도체 패턴 (170) 의 일부가 피복층 (180) 으로부터 노출되어 있어도 된다. 본 실시형태에서는, 도체 패턴 (170) 의 두께는 약 10 ㎛ 이다.
회로 기판 (100) 의 피복층 (180) 은, 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 형성된 절연성 세라믹스이다. 피복층 (180) 은 유리 성분을 함유한다. 피복층 (180) 은 오버코트 유리층으로도 불린다. 본 실시형태에서는, 피복층 (180) 은 유리 세라믹스로 주로 이루어진다. 본 실시형태에서는, 피복층 (180) 은, 붕규산계 유리 분말과 알루미나 (Al2O3) 분말을 소성한 절연성 세라믹스이다. 피복층 (180) 은, 도체 패턴 (170) 의 적어도 일부를 덮는다. 본 실시형태에서는, 피복층 (180) 의 두께는 약 10 ∼ 20 ㎛ 이다.
피복층 (180) 은, 도체 패턴 (170) 에 인접하는 영역 (181) 을 갖는다. 피복층 (180) 에 함유되는 규소 원자 (Si) 및 붕소 원자 (B) 의 적어도 일방의 농도는, 도체 패턴 (170) 에 인접하는 영역 (181) 에 있어서 도체 패턴 (170) 에 가까워질수록 높아진다.
도 2 는, 회로 기판 (100) 의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 먼저, 소성에 의해 세라믹 기판 (110) 을 제작한다 (공정 P110).
세라믹 기판 (110) 을 제작할 준비로서, 세라믹 기판 (110) 의 베이스가 되는 그린 시트를 제작한다. 그린 시트는, 무기 성분의 분말에, 결합제 (바인더), 가소제, 용제 등을 혼합하여 박판상 (시트상) 으로 성형한 것이다. 본 실시형태에서는, 무기 성분의 분말인 붕규산계 유리 분말과 알루미나 분말을, 체적비 60 : 40, 총량으로 1 ㎏ 이 되도록 칭량한 후, 이들 분말을 알루미나제의 용기 (포트) 에 넣는다. 그 후, 결합제로서 120 g 의 아크릴 수지와, 용제로서 적당량의 메틸에틸케톤 (MEK) 과, 가소제로서 적당량의 디옥틸프탈레이트 (DOP) 를, 포트 내의 재료에 첨가한다. 그 후, 5 시간, 포트 내의 재료를 혼합함으로써 세라믹 슬러리를 얻는다. 그 후, 독터 블레이드법에 의해, 세라믹 슬러리로부터 그린 시트를 제작한다. 본 실시형태에서는, 그린 시트의 두께는 0.15 ㎜ 이다. 본 실시형태에서는, 타발 가공에 의해 그린 시트를 성형한다.
그린 시트를 제작한 후, 도체 페이스트를 그린 시트에 도포한다. 본 실시형태에서는, 도체 페이스트는, 은 (Ag) 분말과 붕규산계 유리 분말을 혼합한 무기 성분의 분말에, 결합제, 가소제 및 용제 등을 혼합한 페이스트이다. 본 실시형태에서는, 무기 성분의 분말에, 결합제로서 에틸셀룰로오스와, 용제로서 테르피네올을 첨가한 후, 3 개 롤 밀을 사용하여 재료를 혼련함으로써, 도체 페이스트를 얻는다. 그 후, 스크린 인쇄 및 구멍 메움 인쇄에 의해 도체 페이스트를 그린 시트에 도포한다.
도체 페이스트를 그린 시트에 도포한 후, 복수의 그린 시트를 적층한 적층체를 제작한다. 본 실시형태에서는, 절삭 가공에 의해 적층체를 소성에 적합한 형상으로 성형한다. 본 실시형태에서는, 250 ℃ 의 대기 중에 10 시간, 적층체를 노출시킴으로써 적층체를 탈지한다.
적층체를 제작한 후, 적층체를 소성함으로써 세라믹 기판 (110) 을 제작한다. 본 실시형태에서는, 900 ℃ 의 대기 중에 60 분, 적층체를 노출시킴으로써 적층체를 소성한다. 이들 공정을 거쳐 세라믹 기판 (110) 을 얻는다.
세라믹 기판 (110) 을 제작한 후 (공정 P110), 도체 패턴 (170) 의 소성 전의 형태인 도체 페이스트를 제작한다 (공정 P120). 도체 패턴 (170) 의 소성 전의 형태인 도체 페이스트는, 금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방의 분말을 은 (Ag) 분말에 첨가한 페이스트이다.
피복층 (180) 으로의 은의 확산을 억제하는 관점에서, 도체 페이스트에 첨가되는 금속 붕화물은, 육붕화란탄 (LaB6), 육붕화규소 (SiB6) 및 이붕화티탄 (TiB2) 중 적어도 1 개인 것이 바람직하다. 피복층 (180) 으로의 은의 확산을 억제하는 관점에서, 도체 페이스트에 첨가되는 금속 규화물은, 이규화지르코늄 (ZiSi2) 및 이규화탄탈 (TaSi2) 중 적어도 1 개인 것이 바람직하다.
피복층 (180) 으로의 은의 확산을 충분히 억제하는 관점에서, 도체 페이스트에 함유되는 무기 성분에 있어서의 금속 붕화물 및 금속 규화물을 합친 함유량은 3 체적% 이상 15 체적% 이하인 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 도체 패턴 (170) 의 소성 전의 형태인 도체 페이스트를 제작할 때, 도체 페이스트의 무기 성분 재료로서, 도체 재료인 은 (Ag) 분말에, 세라믹 기판 (110) 의 성분과 공통되는 붕규산계 유리 분말을 혼합한 혼합 분말을 준비한다. 그 후, 금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방의 분말과, 결합제로서 에틸셀룰로오스와, 용제로서 테르피네올을, 무기 성분의 혼합 분말에 첨가한다. 그 후, 3 개 롤 밀을 사용하여 재료를 혼련함으로써, 도체 페이스트를 얻는다.
도체 페이스트를 제작한 후 (공정 P120), 소성 완료된 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 도체 페이스트를 도포한다 (공정 P130). 본 실시형태에서는, 스크린 인쇄에 의해 도체 페이스트를 세라믹 기판 (110) 에 도포한다.
도체 페이스트를 도포한 후 (공정 P130), 도체 페이스트가 도포된 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에, 피복층 (180) 의 소성 전의 형태인 유리 페이스트를 도포한다 (공정 P150). 본 실시형태에서는, 유리 페이스트의 무기 성분 재료로서, 붕규산계 유리 분말과 알루미나 분말을 혼합한 혼합 분말을 준비한다. 그 후, 결합제로서 에틸셀룰로오스와, 용제로서 테르피네올을, 무기 성분의 혼합 분말에 첨가한다. 그 후, 3 개 롤 밀을 사용하여 재료를 혼련함으로써, 유리 페이스트를 얻는다. 본 실시형태에서는, 스크린 인쇄에 의해 유리 페이스트를 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 도포한다.
유리 페이스트를 도포한 후 (공정 P160), 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 도포한 도체 페이스트 및 유리 페이스트를 소성함으로써, 도체 패턴 (170) 및 피복층 (180) 을 형성한다 (공정 P160). 본 실시형태에서는, 850 ℃ 의 대기 중에 60 분, 도체 페이스트 및 유리 페이스트가 도포된 세라믹 기판 (110) 을 노출시킴으로써, 도체 페이스트 및 유리 페이스트를 소성한다. 이로써, 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 도체 패턴 (170) 및 피복층 (180) 이 형성된다. 이들 공정을 거쳐 회로 기판 (100) 이 완성된다.
소성에 의해 도체 패턴 (170) 및 피복층 (180) 을 형성할 때, 도체 페이스트에 함유되는 첨가 성분 (금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방) 의 산화 반응에 의해, 도체 페이스트 근방의 산소가 소비된다. 이로써, 도체 페이스트에 함유되는 은 성분의 산화가 억제된다. 따라서, 피복층 (180) 으로의 은 성분의 확산이 억제된다.
소성 중에 산화한 첨가 성분의 적어도 일부는, 피복층 (180) 중 도체 패턴 (170) 에 인접하는 영역 (181) 으로 확산된다. 그 때문에, 피복층 (180) 에 함유되는 규소 원자 (Si) 및 붕소 원자 (B) 의 적어도 일방의 농도는, 도체 패턴 (170) 에 인접하는 영역 (181) 에 있어서 도체 패턴 (170) 에 가까워질수록 높아진다.
도 3 은, 평가 시험의 결과를 나타내는 표이다. 도 3 의 평가 시험에서는, 각각 상이한 도체 페이스트 및 유리 페이스트를 사용한 회로 기판 (100) 으로서 시료 S01 ∼ S10 을 제작하였다. 도 3 의 표에 있어서, 도체 패턴 (170) 의 소성 전의 형태인 도체 페이스트에 있어서의 첨가제의 함유량은, 도체 페이스트에 함유되는 무기 성분에 있어서의 첨가제의 체적 백분율을 나타낸다.
시료 S01 ∼ S07 의 제조 방법은, 도 2 의 제조 방법과 동일하다. 시료 S08 의 제조 방법은, 회로 기판 (100) 의 각 부의 재료에 함유되는 붕규산계 유리 분말을 Na2-ZnO-B2O3 계 유리 분말로 바꾸어 사용하는 점, 그리고, 도체 페이스트 및 유리 페이스트의 소성 온도가 600 ℃ 인 점을 제외하고, 도 2 의 제조 방법과 동일하다. 시료 S09 의 제조 방법은, 도체 페이스트에 금속 붕화물 및 금속 규화물을 첨가하지 않는 점을 제외하고, 도 2 의 제조 방법과 동일하다. 시료 S10 의 제조 방법은, 도체 페이스트에 금속 붕화물 및 금속 규화물을 첨가하지 않는 점을 제외하고, 시료 S08 의 제조 방법과 동일하다.
주사형 전자 현미경 (SEM) 및 전자선 마이크로 애널라이저 (EPMA) 를 사용하여 각 시료의 단면을 관찰함으로써, 피복층 (180) 으로의 은의 확산 거리를 측정하였다. 도체 패턴 (170) 과 피복층 (180) 의 계면에 있어서의 은 (Ag) 농도를 기준치로 하고, 그 계면으로부터 피복층 (180) 에 있어서 은 (Ag) 농도가 기준치의 절반이 되는 위치까지의 거리를 10 개 지점에서 측정하고, 그 평균치를 은의 확산 거리로서 구하였다.
다음의 기준으로 각 시료를 판정하였다.
○ (우수) : 은의 확산 거리가 5 ㎛ 미만
× (열등) : 은의 확산 거리가 5 ㎛ 이상
시료 S01 ∼ S03 과 시료 S09 의 평가 결과에 의하면, 금속 붕화물인 육붕화란탄 (LaB6), 육붕화규소 (SiB6) 및 이붕화티탄 (TiB2) 을, 도체 패턴 (170) 의 베이스가 되는 도체 페이스트에 첨가함으로써, 피복층 (180) 으로의 은의 확산을 억제할 수 있음을 알 수 있다.
시료 S04 ∼ S05 와 시료 S09 의 평가 결과에 의하면, 금속 규화물인 이규화지르코늄 (ZiSi2) 및 이규화탄탈 (TaSi2) 을, 도체 패턴 (170) 의 베이스가 되는 도체 페이스트에 첨가함으로써, 피복층 (180) 으로의 은의 확산을 억제할 수 있음을 알 수 있다.
시료 S01 ∼ S07 의 평가 결과에 의하면, 도체 패턴 (170) 의 베이스가 되는 도체 페이스트에 함유되는 무기 성분에 있어서의 금속 붕화물 및 금속 규화물을 합친 함유량이 3 체적% 이상 15 체적% 이하인 경우, 피복층 (180) 으로의 은의 확산을 충분히 억제할 수 있음을 알 수 있다.
시료 S01, S08 과 시료 S09, S10 의 평가 결과에 의하면, 유리 페이스트의 재료가 Na2-ZnO-B2O3 계 유리 분말인 경우여도, 유리 페이스트의 재료가 붕규산계 유리인 경우와 마찬가지로, 피복층 (180) 으로의 은의 확산을 억제할 수 있음을 알 수 있다.
이상 설명한 실시형태에 의하면, 도체 페이스트에 첨가된 금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방의 첨가 성분이 소성 중에 산화됨으로써, 도체 패턴 (170) 의 은 성분이 피복층 (180) 으로 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 피복층 (180) 에 있어서 전기 절연성의 저하 및 변색이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 회로 기판 (100) 의 품질을 향상시킬 수 있다.
또, 도체 페이스트에 첨가되는 금속 붕화물은, 육붕화란탄 (LaB6), 육붕화규소 (SiB6) 및 이붕화티탄 (TiB2) 중 적어도 1 개를 함유해도 된다. 이로써, 도체 패턴으로부터 피복층으로의 은 성분의 확산을 억제할 수 있다.
또, 도체 페이스트에 첨가되는 금속 규화물은, 이규화지르코늄 (ZiSi2) 및 이규화탄탈 (TaSi2) 중 적어도 1 개를 함유해도 된다. 이로써, 도체 패턴으로부터 피복층으로의 은 성분의 확산을 억제할 수 있다.
또, 도체 페이스트에 함유되는 무기 성분에 있어서의 금속 붕화물 및 금속 규화물을 합친 함유량은 3 체적% 이상 15 체적% 이하인 경우, 도체 패턴 (170) 으로부터 피복층 (180) 으로의 은 성분의 확산을 충분히 억제할 수 있다.
또, 도체 페이스트와 함께 유리 페이스트를 소성함으로써, 도체 패턴 (170) 과 함께 피복층 (180) 을 형성하기 때문에 (공정 P160), 도체 패턴 (170) 과 피복층 (180) 을 별도로 형성하는 경우와 비교하여, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
B. 제 2 실시형태
도 4 는, 제 2 실시형태에 있어서의 회로 기판 (100) 의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 제 2 실시형태의 제조 방법은, 도체 페이스트를 도포하는 공정 (공정 P130) 으로부터 후공정이 상이한 점을 제외하고, 제 1 실시형태와 동일하다.
제 2 실시형태에서는, 도체 페이스트를 도포한 후 (공정 P130), 도체 페이스트를 소성함으로써 도체 패턴 (170) 을 형성한다 (공정 P240). 본 실시형태에서는, 850 ℃ 의 대기 중에 60 분, 세라믹 기판 (110) 에 도포한 도체 페이스트를 노출시킴으로써, 도체 페이스트를 소성한다. 이로써, 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 도체 패턴 (170) 이 형성된다.
도체 패턴 (170) 을 형성한 후 (공정 P240), 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에, 피복층 (180) 의 베이스가 되는 유리 페이스트를 도포한다 (공정 P250). 제 2 실시형태에 있어서의 유리 페이스트를 제작 및 도포하는 수법은, 제 1 실시형태와 동일하다.
유리 페이스트를 도포한 후 (공정 P250), 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 도포한 유리 페이스트를 소성함으로써 피복층 (180) 을 형성한다 (공정 P260). 본 실시형태에서는, 600 ℃ 의 대기 중에 60 분, 세라믹 기판 (110) 에 도포한 유리 페이스트를 노출시킴으로써, 유리 페이스트를 소성한다. 이로써, 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 피복층 (180) 이 형성된다. 이들 공정을 거쳐 회로 기판 (100) 이 완성된다.
제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 도체 패턴 (170) 의 은 성분이 피복층 (180) 으로 확산되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 피복층 (180) 에 있어서 전기 절연성의 저하 및 변색이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 회로 기판 (100) 의 품질을 향상시킬 수 있다.
또, 도체 페이스트를 소성함으로써 도체 패턴을 형성한 후 (공정 P240), 유리 페이스트를 세라믹 기판 (110) 의 표면 (111) 에 도포하기 때문에, 도체 패턴 (170) 으로부터 피복층 (180) 으로의 은 성분의 확산을 더욱 억제할 수 있다.
C. 다른 실시형태
본 발명은, 상기 서술한 실시형태나 실시예, 변형예에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 개요란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시형태, 실시예, 변형예 중의 기술적 특징은, 상기 서술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 혹은, 상기 서술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 적절히 교체나 조합을 실시할 수 있다. 또, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 도체 패턴 (170) 의 베이스가 되는 도체 페이스트를 제작할 때 (공정 P120), 은 (Ag) 분말에 결합제 및 용제를 첨가하기 전에, 금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방의 분말을 은 (Ag) 분말에 혼합함으로써, 금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방의 분말을 은 (Ag) 분말의 표면에 부착시켜도 된다. 이로써, 도체 패턴 (170) 으로부터 피복층 (180) 으로의 은 성분의 확산을 더욱 억제할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 도체 페이스트를 도포한 후 (공정 P130), 유리 페이스트를 도포하기 전 (공정 P150) 에, 저항체의 베이스가 되는 페이스트를 세라믹 기판 (110) 에 도포해도 된다. 저항체의 베이스가 되는 페이스트는, 산화루테늄 분말과 붕규산계 유리 분말을 결합제 및 용제와 혼련한 페이스트여도 된다.
100 : 회로 기판
110 : 세라믹 기판
111 : 표면
112 : 표면
170 : 도체 패턴
180 : 피복층
181 : 영역
110 : 세라믹 기판
111 : 표면
112 : 표면
170 : 도체 패턴
180 : 피복층
181 : 영역
Claims (8)
- 세라믹스로 주로 이루어지는 표면을 갖는 세라믹 기판과,
상기 세라믹 기판의 상기 표면에 형성되고, 은 (Ag) 으로 주로 이루어지는 도체 패턴과,
유리 성분을 함유하고, 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 형성되고, 상기 도체 패턴을 덮는 피복층을 구비하는 회로 기판을 제조하는 회로 기판의 제조 방법으로서,
상기 세라믹 기판을 소성하는 공정과,
금속 붕화물 및 금속 규화물의 적어도 일방의 분말을 은 (Ag) 분말에 첨가한 도체 페이스트를 제작하는 공정과,
소성 완료된 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 상기 도체 페이스트를 도포하는 공정과,
상기 도체 페이스트를 도포한 후, 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 유리 페이스트를 도포하는 공정과,
상기 표면에 도포한 상기 도체 페이스트를 소성함으로써 상기 도체 패턴을 형성하는 공정과,
상기 표면에 도포한 상기 유리 페이스트를 소성함으로써 상기 피복층을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 회로 기판의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속 붕화물은, 육붕화란탄 (LaB6), 육붕화규소 (SiB6) 및 이붕화티탄 (TiB2) 중 적어도 1 개를 함유하는, 회로 기판의 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 금속 규화물은, 이규화지르코늄 (ZiSi2) 및 이규화탄탈 (TaSi2) 중 적어도 1 개를 함유하는, 회로 기판의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도체 페이스트에 함유되는 무기 성분에 있어서의 상기 금속 붕화물 및 상기 금속 규화물을 합친 함유량은 3 체적% 이상 15 체적% 이하인, 회로 기판의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도체 페이스트를 제작하는 공정은, 상기 금속 붕화물 및 상기 금속 규화물의 적어도 일방의 상기 분말을 상기 은 (Ag) 분말의 표면에 부착시키는 공정을 포함하는, 회로 기판의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도체 페이스트와 함께 상기 유리 페이스트를 소성함으로써, 상기 도체 패턴과 함께 상기 피복층을 형성하는, 회로 기판의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도체 페이스트를 소성함으로써 상기 도체 패턴을 형성한 후, 상기 유리 페이스트를 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 도포하는, 회로 기판의 제조 방법. - 세라믹스로 주로 이루어지는 표면을 갖는 세라믹 기판과,
상기 세라믹 기판의 상기 표면에 형성되고, 은 (Ag) 으로 주로 이루어지는 도체 패턴과,
유리 성분을 함유하고, 상기 세라믹 기판의 상기 표면에 형성되고, 상기 도체 패턴을 덮는 피복층을 구비하는 회로 기판으로서,
상기 피복층에 함유되는 규소 원자 (Si) 및 붕소 원자 (B) 의 적어도 일방의 농도는, 상기 도체 패턴에 인접하는 영역에 있어서 상기 도체 패턴에 가까워질수록 높아지는 것을 특징으로 하는 회로 기판.
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