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JP3940589B2 - Manufacturing method of ceramic wiring board - Google Patents

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JP3940589B2
JP3940589B2 JP2001359650A JP2001359650A JP3940589B2 JP 3940589 B2 JP3940589 B2 JP 3940589B2 JP 2001359650 A JP2001359650 A JP 2001359650A JP 2001359650 A JP2001359650 A JP 2001359650A JP 3940589 B2 JP3940589 B2 JP 3940589B2
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ceramic
thick film
film circuit
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ceramic mother
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広繁 伊藤
成司 秋吉
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  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚膜回路とメタライズ配線導体とを具備し、半導体素子等の電子部品が搭載されるセラミック配線基板の製造方法に関するものであり、詳細には、セラミック母基板を分割溝で区画してなる四角形状の領域の上面にメタライズ配線導体を、下面に厚膜回路をそれぞれ形成したセラミック配線基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば半導体集積回路素子等の半導体素子や容量素子等の電子部品を搭載するためのセラミック配線基板として、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁体から成る絶縁基体の上面にタングステンやモリブデン等の高融点金属材料から成るメタライズ配線導体を、下面に銅・ランタン−ボロン系合金・酸化錫系合金等からなる厚膜配線や厚膜抵抗体等の厚膜回路をそれぞれ被着させて成るセラミック配線基板が知られている。なお、メタライズ配線導体と厚膜回路とは、通常、絶縁基体の内部配線層等を介して電気的に接続されている。
【0003】
そして絶縁基体の上面に電子部品を搭載するとともにその電極を半田やボンディングワイヤを介してメタライズ配線導体に接続することにより、電子部品・メタライズ配線導体および厚膜回路により電気回路が形成され、必要に応じて電子部品を樹脂や蓋体で封止することにより製品としての電子装置として完成する。
【0004】
なお、メタライズ配線導体は電子部品の電極を厚膜回路と接続したり、外部に導出したりする主導電路として機能し、また厚膜回路は、上記の電気回路において抵抗や低電気抵抗回路・容量等の回路素子として機能する。
【0005】
この場合、メタライズ配線導体は、その酸化腐食を防止するとともに、半田やボンディングワイヤの接続を確実かつ容易とするために、ニッケル・銅・金等のめっき金属層が被着される。
【0006】
また、厚膜回路は、銅・酸化錫等の酸化・腐食し易い素材から成ることから、メタライズ配線導体と同様に酸化防止のために被覆層を被着させる必要があるが、厚膜回路にめっき金属層を被着させると、厚膜回路の電気特性が所定の数値からずれてしまうため、通常は、保護ガラス層と、この保護ガラス層を覆う有機樹脂から成る被覆層とで被覆されている。この保護ガラス層は、例えば酸化ホウ素系ガラス等のガラスから成り、ガラスペーストを厚膜回路の全面を覆うようにして印刷塗布し、約600〜650℃で処理して焼き付けることにより被着形成される。また、被覆層の有機樹脂としては、一般に紫外線硬化型・熱硬化型等のエポキシ樹脂が使用される。
【0007】
なお、このようなセラミック配線基板は、一般に、その取り扱いを容易にするため、製品となる四角形状の領域の外側を取り囲む部位にダミーの耳部を設け、このダミーの耳部と製品となる中央部の領域とを分割溝で区画したセラミック母基板の形態で製作され、ダミーの耳部は、電子部品の搭載等の所定の工程を終えた後、分割溝に沿ってセラミック母基板から分割することによって除去される。
【0008】
このようなセラミック配線基板は、例えば、以下のようにして製作される。
【0009】
まず、セラミック母基板となるセラミックグリーンシートを準備し、その少なくとも下面にこのセラミックグリーンシートの中央部を配線基板領域として四角形状に区画するような分割溝となる切り込みを形成するとともに、この四角形状の領域の上面にタングステン・モリブデン等の金属ペーストを印刷塗布し、その後、高温で焼成して上面にメタライズ配線導体が形成されたセラミック母基板を得る。
【0010】
次に、このセラミック母基板の四角形状の領域の下面に銅・ランタン−ボロン等の金属ペーストを印刷塗布するとともに、上記の焼成温度よりも低い温度で熱処理して、絶縁基体の下面に厚膜回路を形成する。
【0011】
次に、厚膜回路上に酸化ホウ素系ガラス等のガラスペーストを印刷し、厚膜回路を形成するときの熱処理の温度よりも低い温度で焼成して厚膜回路を保護ガラス層で被覆し、さらにこの保護ガラス層をエポキシ樹脂等の有機樹脂から成る被覆層で被覆し、最後にメタライズ配線導体のみにめっき金属層を被着させることにより、セラミック配線基板が製作される。
【0012】
なお、セラミック母基板の上面のメタライズ配線導体にめっき金属層を被着させるとき、セラミック母基板の下面の厚膜回路および厚膜回路を被覆する保護ガラス層および有機樹脂から成る被覆層は、マスキングテープにより被覆される。これは、厚膜回路にめっき金属層が被着するのを防止するためであり、また、被覆用のガラスおよび有機樹脂が酸・アルカリ性溶液により腐食し易いため、酸・アルカリ性のめっき用処理液やめっき液から有機樹脂を保護するためである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のセラミック配線基板は、その少なくとも下面に分割溝が形成されていることから、セラミック配線基板のメタライズ配線導体にめっき金属層を被着させる際に、厚膜回路および厚膜回路を被覆する保護ガラス層および有機樹脂から成る被覆層を被覆するためセラミック母基板の下面にマスキングテープを貼ったとき、分割溝を形成した部位において、マスキングテープとセラミック母基板とが密着せずに隙間が生じてしまう。このため、この状態でセラミック配線基板をめっき用処理液やめっき液に浸漬すると、これらの薬液が前述の隙間から分割溝を伝ってマスキングテープとセラミック母基板およびセラミック母基板上に形成した厚膜回路との間に浸入し、厚膜回路に腐食・剥離等が発生してしまうという問題があった。
【0014】
本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、セラミック母基板においてセラミック配線基板の上面のメタライズ配線導体にめっき金属層を被着させる際に、下面の厚膜回路に腐食・剥離等を発生させることがないセラミック配線基板の製造方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック配線基板の製造方法は、セラミック母基板の少なくとも下面に分割溝を縦横に形成する工程と前記セラミック母基板の前記分割溝によって区画された四角形状の領域の上面にメタライズ配線導体を形成する工程と前記セラミック母基板の前記四角形状の領域の下面に厚膜回路を形成する工程と、前記厚膜回路上に保護ガラス層を被着する工程と、前記分割溝を低融点ガラスから成る被覆材で被覆する工程と、前記保護ガラス層で覆われた前記厚膜回路を有機樹脂から成る被覆層で被覆する工程と、前記セラミック母基板の下面のほぼ全面を覆うようにしてマスキングテープを貼る工程と、前記マスキングテープを貼った前記セラミック母基板の前記メタライズ配線導体にめっき金属層を被着する工程とを具備することを特徴とするものである。
【0016】
本発明のセラミック配線基板の製造方法によれば、セラミック母基板の下面の外周部に形成された分割溝を低融点ガラスから成る被覆材で被覆していることから、分割溝の外周部においてもマスキングテープを絶縁基体に低融点ガラスから成る被覆材を介して十分に密着させることができ、外周部の分割溝を形成した部位からのめっき用処理液やめっき液の厚膜回路上への侵入を効果的に防ぐことができるため、厚膜回路に腐食・剥離等が発生することを極めて有効に防ぐことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付の図面に基づき詳細に説明する。
【0018】
図1(A)は本発明のセラミック配線基板の製造方法の実施の形態の一例を示す断面図であり、図1(B)はその平面図である。
【0019】
図中、1はセラミック母基板(絶縁基体)、2はセラミック母基板1の上面に被着形成されたメタライズ配線導体、3はセラミック母基板1の下面に形成された分割溝、4はセラミック母基板1の下面に被着形成された厚膜回路、5はセラミック母基板1の下面の厚膜回路4を被覆する保護ガラス層、6はセラミック母基板1の下面を被覆する有機樹脂から成る被覆層である。このセラミック母基板1・メタライズ配線導体2・分割溝3・厚膜回路4・保護ガラス層5・被覆層6により、セラミック配線基板7が構成される。
【0020】
セラミック母基板1は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質結晶焼結体・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラスセラッミックス焼結体等の電気絶縁材料から成る。例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得たセラミックスラリーを従来周知のドクターブレード法によりシート状となすとともに、これに適当な打ち抜き加工を施すことによりセラミック母基板1用のセラミックグリーンシートを得、次いでこれらのセラミックグリーンシートを上下に積層するとともに適当な形状・大きさに切断してセラミック母基板1用の生セラミック成形体となし、しかる後、この成形体を還元雰囲気中にて約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【0021】
セラミック母基板1は、その少なくとも下面に分割溝3が形成され、この分割溝3により中央部に四角形状の領域(製品となる配線基板領域)1aが区画され、この四角形状の領域1aを区画する分割溝3よりも外側の領域である外周部1bがダミーの耳部となる。このような分割溝3は、セラミック母基板1となるセラミックグリーンシートの下面にカッター刃等を押し込んで、溝状に切り込みを設けておくことにより形成することができる。
【0022】
また、セラミック母基板1の四角形状の領域1aは、上面にメタライズ配線導体2が形成されている。
【0023】
このメタライズ配線導体2は、セラミック配線基板7に搭載した電子部品(図示せず)の電極が接続されるとともに、この電極を外部に導出したり、厚膜回路4と接続したりするための導電路として機能する。
【0024】
メタライズ配線導体2は、タングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末から成り、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペーストをセラミック母基板1となるセラミックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法等により所定のパターンに印刷塗布しておき、セラミックグリーンシートと共に焼成されることにより形成される。
【0025】
メタライズ配線導体2は、その露出表面に、例えば電子部品の電極を低融点ロウ材やボンディングワイヤを介して接続するときのロウ材の接合性やボンディング性等を良くするために、1〜10μm程度の厚みのニッケルめっき膜と0.1〜3μm程度の厚みの金めっき膜とからなるめっき金属層を被着させておくことが好ましい。
【0026】
このニッケルめっき層と金めっき層とからなるめっき金属層は、例えば硫酸ニッケルおよびリン系またはホウ素系の還元剤を主成分とする無電解ニッケルめっき浴(酸性)と、シアン化金カリウムおよびホウ素系還元剤を主成分とする無電解金めっき浴(アルカリ性)とを準備し、各々のめっき浴にセラミック配線基板7を順次、所定時間ずつ浸漬することによって、メタライズ配線導体2の露出表面に所定厚みに被着形成される。
【0027】
セラミック母基板1の四角形状の領域1aの下面には、メタライズ配線導体2と電気的に接続するようにして厚膜回路4が被着形成されている。
【0028】
このような厚膜回路4は、例えばランタン−ボロン(LaB6)系合金や酸化錫(SnO2)等の抵抗体粉末から成る。酸化錫から成る場合であれば、酸化錫粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得た抵抗体ペーストを、セラミック母基板1の四角形状の領域1aの下面に、例えばセラミック母基板1の内部に予め設けた内部配線(図示せず)を介してメタライズ配線導体2と接続するようにして所定パターンに印刷塗布し、これを約900℃の温度で熱処理して焼き付けることにより、セラミック母基板1の下面に被着形成される。
【0029】
なお、メタライズ配線導体2と厚膜回路4とを接続する内部配線は、セラミック母基板1となるセラミックグリーンシートに貫通孔を設け、このセラミックグリーンシートの表面および貫通孔内にメタライズ配線導体2と同様の金属ペーストを印刷塗布・充填しておくことにより形成することができる。
【0030】
また、厚膜回路4上には、その表面に保護ガラス層5が被着されている。この保護ガラス層5は、厚膜回路4の酸化を防ぐとともに、例えば厚膜回路4が厚膜抵抗体である場合、後述するように厚膜抵抗体にレーザートリミングを施す際に、トリミングされる部位以外の部位の露出裏面がダメージを受けることを防ぐ作用をなす。
【0031】
このような保護ガラス層5は、例えば酸化ホウ素系ガラス等のガラスから成り、酸化ホウ素系ガラスの粉末に適当な有機バインダ・液剤を添加・混合して得たガラスペーストを厚膜抵抗体の全面を覆うようにして印刷塗布し、約600〜650℃で処理して焼き付けることにより被着形成される。
【0032】
さらに、保護ガラス層5で覆われた厚膜回路4は、レーザートリミングによりその電気抵抗値が所定の値に調整されることによって、トリミングされた部位が保護ガラス層5から露出するため、この露出部が酸化することを防ぐために、紫外線硬化型等の有機樹脂から成る被覆層6により被覆される。
【0033】
有機樹脂から成る被覆層6は、例えば、紫外線硬化型のエポキシ樹脂で形成され、未硬化のエポキシ樹脂前駆体を適当な光重合開始剤等の添加成分と混合し、厚膜回路4が形成されたセラミック母基板1の下面の所定の場所を覆うようにして印刷塗布するとともに、約300mJ/cm2の紫外線を照射して光硬化させることによって、厚膜回路4および保護ガラス層5を被覆するようにしてセラミック母基板1の下面に被着形成される。
【0034】
このセラミック母基板1の下面に形成した厚膜回路4は、上述のようにセラミック母基板1上面のメタライズ配線導体2にめっき金属層を被着させるためにセラミック配線基板7をニッケル・金等のめっき液や酸・アルカリ性の各種めっき用処理液に浸漬する際、このめっき液等と接触しないように、マスキングテープ(図示せず)により被覆される。なお、マスキングテープは、厚膜回路4・保護ガラス層5および被覆層6の全面を被覆するため、セラミック母基板1の下面のほぼ全面を覆うようにして貼る。
【0035】
このようにセラミック母基板1の下面に被覆層6を被着させるとともにマスキングテープを貼り、メタライズ配線導体2にめっき金属層を被着させる際、本発明では、少なくともセラミック母基板1の下面の外周部1bに形成された分割溝3を低融点ガラスから成る被覆材8で被覆しておくことが重要である。
【0036】
低融点ガラスから成る被覆材8でセラミック母基板1の下面の外周部1bに形成された分割溝3を被覆していることにより、外周部1bの分割溝3が形成された部位においてもセラミック母基板1とマスキングテープとの間にできる隙間を無くすことができ、セラミック母基板1を金等のめっき液や塩酸・アルカリ脱脂液等のめっき用処理液に浸漬させた際に、外周部1bの分割溝3から厚膜回路4へのめっき液等の浸入を効果的に防止することができる。
【0037】
これによって、厚膜回路4へのめっき液等の浸入が効果的に防げることで厚膜回路4に腐食・剥離等を生じることが有効に防止され、セラミック配線基板7としての信頼性を優れたものとすることができる。
【0038】
ここで、セラミック母基板1の外周部1bに形成された分割溝3を被覆する被覆材8は、ケイ酸系・ホウ酸系・リン酸系・ホウケイ酸系等のガラス成分にアルミニウム・ナトリウム・鉛・カリウム・ベリリウム・リチウム等の酸化物等を含有させたガラス組成物により形成される。このような低融点ガラスから成る被覆材8は、例えばシート状のものをセラミック母基板1の外周部1bの分割溝3を被覆するようにして載せ、加熱して焼き付けることによりセラミック母基板1の外周部1bに接着させ、分割溝3を被覆することができる。
【0039】
また、被覆材8を形成する低融点ガラスは、酸化アルミニウム質焼結体等から成るセラミック母基板1に強固に被着することができるとともに、被覆材8を融着させる時に保護ガラス層5の溶融を防止するとともに、この時の熱収縮応力によるセラミック母基板1のクラックを抑えるために、600℃未満で焼き付けが可能なホウ珪酸鉛系ガラスを用いることが好ましい。
【0040】
また、被覆材8は、その外縁部で厚みが薄くなるようにしておくことが好ましい。これは、セラミック母基板1と被覆材8との間に熱応力等の応力が生じたとき、応力が被覆材8の外縁部で大きくなって被覆材8が外縁端から剥がれることを防ぎ、被覆材8をセラミック母基板1により一層強固に被着させることができるためである。
【0041】
なお、本発明のセラミック配線基板の製造方法は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【0042】
例えば、上述の例では分割溝3はセラミック母基板1の下面のみに形成していたが、下面の分割溝3に対向させて、あるいはこれとは異なる分割を行なうために下面の分割溝3とは異なる位置に、セラミック母基板1の上面にも分割溝を形成してよい。
【0043】
また、上述の例では分割溝3によって区画された四角形状の領域1aはセラミック母基板1の中央部に1つだけ形成した例を示したが、この四角形状の領域1aは、縦横の並びに配列された複数の四角形状の配線基板領域に形成して、いわゆる多数個取りのセラミック配線基板としてもよく、その場合も、それら多数の配線基板領域の下面にそれぞれ形成された厚膜回路4を保護ガラス層5および被覆層6で被覆するとともに、その外周部1bに形成された分割溝3を低融点ガラスから成る被覆材8で被覆していればよい。
【0044】
また、上述の例では、外周部1bの分割溝3を被覆する被覆材8は、中央部の四角形状の領域1aとは別に分割溝3に対応させて被覆した例を示したが、外周部1bの全体を被覆材8で被覆することによって分割溝3を被覆してもよい。
【0045】
【発明の効果】
本発明のセラミック配線基板の製造方法によれば、セラミック母基板の下面の外周部に形成された、分割溝によって区画された四角形状の領域の外側に位置する分割溝を低融点ガラスから成る被覆材で被覆していることから、セラミック母基板の下面に厚膜回路を形成後に、上面のメタライズ配線導体にめっき金属層を被着させるために、保護ガラス層とこの保護ガラス層を覆う有機樹脂から成る被覆層とで被覆された厚膜回路を有する下面にマスキングを施す際に、セラミック母基板の外周部すなわち分割溝で区画された四角形状の領域の外側に位置する分割溝においてもマスキングテープを絶縁基体に低融点ガラスから成る被覆材を介して十分に密着させることができ、外周部の分割溝を形成した部位からのめっき用処理液やめっき液の厚膜回路への侵入を効果的に防ぐことができるため、厚膜回路に腐食・剥離等が発生することを極めて有効に防ぐことができる。
【0046】
以上により、本発明によれば、セラミック母基板においてセラミック配線基板の上面のメタライズ配線導体にめっき金属層を被着させる際に、下面の厚膜回路に腐食・剥離等を発生させることがないセラミック配線基板の製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のセラミック配線基板の製造方法の実施の形態の一例を示す(A)は断面図、(B)は平面図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic wiring board having a thick film circuit and a metallized wiring conductor and on which electronic components such as semiconductor elements are mounted. Specifically, the ceramic mother board is partitioned by dividing grooves. The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic wiring board in which a metallized wiring conductor is formed on the upper surface of a quadrangular region and a thick film circuit is formed on the lower surface.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a ceramic wiring board for mounting electronic components such as semiconductor elements such as semiconductor integrated circuit elements and capacitive elements, tungsten, molybdenum, etc. on the upper surface of an insulating base made of an electrical insulator such as an aluminum oxide sintered body A ceramic made by depositing a metallized wiring conductor made of a refractory metal material and a thick film circuit made of copper, lanthanum-boron alloy, tin oxide alloy, etc. A wiring board is known. The metallized wiring conductor and the thick film circuit are usually electrically connected via an internal wiring layer of an insulating base.
[0003]
By mounting electronic components on the upper surface of the insulating substrate and connecting the electrodes to the metallized wiring conductor via solder or bonding wires, an electric circuit is formed by the electronic component / metalized wiring conductor and the thick film circuit. Accordingly, the electronic component is sealed with a resin or a lid to complete an electronic device as a product.
[0004]
The metallized wiring conductor functions as a main conductive path for connecting the electrodes of electronic components to the thick film circuit and leading out to the outside. The thick film circuit is a resistor, low electric resistance circuit / capacitance in the above electric circuit. Functions as a circuit element.
[0005]
In this case, the metallized wiring conductor is coated with a plated metal layer of nickel, copper, gold or the like in order to prevent oxidative corrosion of the metallized wiring conductor and to reliably and easily connect the solder and bonding wires.
[0006]
In addition, the thick film circuit is made of a material that easily oxidizes and corrodes, such as copper and tin oxide. Therefore, as with the metallized wiring conductor, it is necessary to apply a coating layer to prevent oxidation. When the plated metal layer is deposited, the electrical characteristics of the thick film circuit deviate from a predetermined value, so that it is usually coated with a protective glass layer and a coating layer made of an organic resin that covers the protective glass layer. Yes. This protective glass layer is made of glass such as boron oxide glass, for example, and is formed by applying a glass paste so as to cover the entire surface of the thick film circuit, and processing and baking at about 600 to 650 ° C. The Further, as the organic resin for the coating layer, generally, an ultraviolet curable epoxy resin or a thermosetting epoxy resin is used.
[0007]
In general, in order to facilitate the handling of such a ceramic wiring board, a dummy ear portion is provided in a portion surrounding the outside of a rectangular region that is a product, and the dummy ear portion and a center that is a product are provided. The dummy ear is divided from the ceramic mother substrate along the dividing groove after completing a predetermined process such as mounting of electronic components. Is removed.
[0008]
Such a ceramic wiring board is manufactured as follows, for example.
[0009]
First, a ceramic green sheet to be a ceramic mother board is prepared, and at least a lower surface thereof is formed with a notch that becomes a dividing groove that divides the central portion of the ceramic green sheet into a square shape as a wiring board region. A metal paste such as tungsten / molybdenum is printed on the upper surface of the region, and then fired at a high temperature to obtain a ceramic mother substrate having a metallized wiring conductor formed on the upper surface.
[0010]
Next, a metal paste such as copper, lanthanum-boron or the like is printed and applied to the lower surface of the rectangular region of the ceramic mother substrate, and heat treated at a temperature lower than the above firing temperature to form a thick film on the lower surface of the insulating substrate. Form a circuit.
[0011]
Next, a glass paste such as boron oxide glass is printed on the thick film circuit, and the thick film circuit is covered with a protective glass layer by firing at a temperature lower than the temperature of the heat treatment when forming the thick film circuit. Further, this protective glass layer is covered with a coating layer made of an organic resin such as an epoxy resin, and finally a plated metal layer is deposited only on the metallized wiring conductor, thereby producing a ceramic wiring board.
[0012]
Note that when the plated metal layer is applied to the metallized wiring conductor on the upper surface of the ceramic mother board, the thick film circuit on the lower surface of the ceramic mother board, the protective glass layer covering the thick film circuit, and the coating layer made of organic resin are masked. Covered with tape. This is to prevent the plating metal layer from adhering to the thick film circuit, and the coating glass and organic resin are easily corroded by the acid / alkaline solution. This is to protect the organic resin from the plating solution.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, since this conventional ceramic wiring substrate has a dividing groove formed on at least the lower surface thereof, when the plated metal layer is applied to the metallized wiring conductor of the ceramic wiring substrate, the thick film circuit and the thick film circuit are not provided. When a masking tape is applied to the lower surface of the ceramic mother board to cover the protective glass layer and the organic resin coating layer, the masking tape and the ceramic mother board are not in close contact with each other at the part where the dividing grooves are formed. Will occur. For this reason, when the ceramic wiring board is immersed in the plating processing solution or plating solution in this state, these chemical solutions travel along the dividing grooves from the gaps described above and are formed on the masking tape, the ceramic mother substrate, and the ceramic mother substrate. There was a problem that the thick film circuit was corroded and peeled in between the circuit and the thick film circuit.
[0014]
The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems in the prior art, and its purpose is to provide a lower surface when a plated metal layer is deposited on the metallized wiring conductor on the upper surface of the ceramic wiring substrate in the ceramic mother substrate. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a ceramic wiring board that does not cause corrosion, peeling, or the like in the thick film circuit.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
Method for producing a ceramic wiring substrate of the present invention comprises at least a step of forming a split groove in a matrix on the lower surface, main Taraizu wiring on the upper surface of the ceramic matrix rectangular regions partitioned by the dividing groove of the substrate of ceramic matrix substrate A step of forming a conductor, a step of forming a thick film circuit on a lower surface of the rectangular region of the ceramic mother substrate, a step of depositing a protective glass layer on the thick film circuit, and a step of reducing the dividing groove. A step of covering with a covering material made of melting point glass, a step of covering the thick film circuit covered with the protective glass layer with a covering layer made of organic resin, and covering almost the entire lower surface of the ceramic mother substrate. Rukoto be provided a step of affixing a masking tape, and a step of depositing a plated metal layer on the metallized wiring conductor of the ceramic matrix substrate stuck the masking tape Te It is an feature.
[0016]
According to the method for manufacturing a ceramic wiring board of the present invention, the divided grooves formed on the outer peripheral portion of the lower surface of the ceramic mother substrate are covered with the coating material made of low melting point glass. The masking tape can be sufficiently adhered to the insulating substrate through a coating material made of low-melting glass, and the plating solution or plating solution can penetrate into the thick film circuit from the part where the peripheral groove is formed. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of corrosion / peeling in the thick film circuit.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1A is a sectional view showing an example of an embodiment of a method for producing a ceramic wiring board according to the present invention, and FIG. 1B is a plan view thereof.
[0019]
In the figure, 1 is a ceramic mother substrate (insulating base), 2 is a metallized wiring conductor deposited on the upper surface of the ceramic mother substrate 1, 3 is a dividing groove formed on the lower surface of the ceramic mother substrate 1, and 4 is a ceramic mother. A thick film circuit deposited on the lower surface of the substrate 1, 5 is a protective glass layer that covers the thick film circuit 4 on the lower surface of the ceramic mother substrate 1, and 6 is a coating made of an organic resin that covers the lower surface of the ceramic mother substrate 1. Is a layer. This ceramic mother substrate 1, metallized wiring conductor 2, dividing groove 3, thick film circuit 4, protective glass layer 5 and coating layer 6 constitute a ceramic wiring substrate 7.
[0020]
The ceramic mother substrate 1 is made of an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite crystalline sintered body, a silicon carbide sintered body, a silicon nitride sintered body, a glass ceramic sintered body, or the like. Made of electrically insulating material. For example, in the case of an aluminum oxide sintered body, a ceramic slurry obtained by adding and mixing an appropriate organic binder and solvent to ceramic raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide has been conventionally known. The sheet is formed by the doctor blade method, and a ceramic green sheet for the ceramic mother board 1 is obtained by performing an appropriate punching process on the sheet. Then, these ceramic green sheets are stacked one above the other and the appropriate shape and size are obtained. The green body is cut into a green ceramic molded body for the ceramic mother substrate 1 and then the molded body is fired at a temperature of about 1600 ° C. in a reducing atmosphere.
[0021]
The ceramic mother board 1 has a dividing groove 3 formed on at least the lower surface thereof, and the dividing groove 3 defines a square area (wiring board area as a product) 1a at the center, and the square area 1a is defined. The outer peripheral part 1b which is an area | region outside the division | segmentation groove | channel 3 to be used becomes a dummy ear | edge part. Such a dividing groove 3 can be formed by pressing a cutter blade or the like into the lower surface of the ceramic green sheet to be the ceramic mother substrate 1 and providing a cut in a groove shape.
[0022]
Further, a metallized wiring conductor 2 is formed on the upper surface of the rectangular region 1a of the ceramic mother substrate 1.
[0023]
The metallized wiring conductor 2 is connected to an electrode of an electronic component (not shown) mounted on the ceramic wiring substrate 7 and is electrically connected to lead the electrode to the outside or to connect to the thick film circuit 4. Functions as a road.
[0024]
The metallized wiring conductor 2 is made of a metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, or silver, and a ceramic green that forms a ceramic mother substrate 1 by using a metal paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder and solvent to the metal powder such as tungsten. It is formed by printing and applying a predetermined pattern on a sheet by a conventionally known screen printing method or the like and firing together with a ceramic green sheet.
[0025]
The metallized wiring conductor 2 has an exposed surface of about 1 to 10 μm in order to improve, for example, the bonding property and bonding property of the brazing material when an electrode of an electronic component is connected via a low melting point brazing material or a bonding wire. It is preferable to deposit a plating metal layer consisting of a nickel plating film having a thickness of about 0.1 to 3 μm and a gold plating film having a thickness of about 0.1 to 3 μm.
[0026]
The plated metal layer composed of the nickel plating layer and the gold plating layer includes, for example, an electroless nickel plating bath (acidic) mainly composed of nickel sulfate and a phosphorus-based or boron-based reducing agent, and potassium cyanide and boron-based. An electroless gold plating bath (alkaline) containing a reducing agent as a main component is prepared, and the ceramic wiring board 7 is sequentially immersed in each plating bath for a predetermined time, whereby a predetermined thickness is formed on the exposed surface of the metallized wiring conductor 2. Is formed on the substrate.
[0027]
A thick film circuit 4 is deposited on the lower surface of the rectangular region 1 a of the ceramic mother substrate 1 so as to be electrically connected to the metallized wiring conductor 2.
[0028]
Such a thick film circuit 4 is made of a resistor powder such as a lanthanum-boron (LaB 6 ) alloy or tin oxide (SnO 2 ). If it is made of tin oxide, a resistor paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder and solvent to the tin oxide powder is applied to the lower surface of the rectangular region 1a of the ceramic mother substrate 1, for example, the ceramic mother substrate 1 The ceramic mother is printed and applied in a predetermined pattern so as to be connected to the metallized wiring conductor 2 via an internal wiring (not shown) provided in advance in the interior of the ceramic substrate, and this is heat-treated at a temperature of about 900 ° C. and baked. It is deposited on the lower surface of the substrate 1.
[0029]
The internal wiring for connecting the metallized wiring conductor 2 and the thick film circuit 4 is provided with a through hole in the ceramic green sheet to be the ceramic mother board 1, and the metallized wiring conductor 2 and the surface of the ceramic green sheet and in the through hole. It can be formed by applying and filling a similar metal paste.
[0030]
A protective glass layer 5 is deposited on the surface of the thick film circuit 4. The protective glass layer 5 prevents the thick film circuit 4 from being oxidized. For example, when the thick film circuit 4 is a thick film resistor, the protective glass layer 5 is trimmed when laser trimming is performed on the thick film resistor as described later. It acts to prevent the exposed back surface of parts other than the part from being damaged.
[0031]
Such a protective glass layer 5 is made of, for example, a glass such as boron oxide glass, and a glass paste obtained by adding and mixing a suitable organic binder and liquid to the boron oxide glass powder is used for the entire surface of the thick film resistor. The coating is applied so as to cover the film, and the film is deposited at a temperature of about 600 to 650 ° C. by baking.
[0032]
Further, the thick film circuit 4 covered with the protective glass layer 5 has its trimmed portion exposed from the protective glass layer 5 by adjusting its electric resistance value to a predetermined value by laser trimming. In order to prevent the portion from being oxidized, it is covered with a coating layer 6 made of an organic resin such as an ultraviolet curable resin.
[0033]
The coating layer 6 made of an organic resin is formed of, for example, an ultraviolet curable epoxy resin, and an uncured epoxy resin precursor is mixed with an additive component such as a suitable photopolymerization initiator to form the thick film circuit 4. The thick film circuit 4 and the protective glass layer 5 are coated by printing and coating so as to cover a predetermined place on the lower surface of the ceramic mother substrate 1 and by irradiating it with ultraviolet rays of about 300 mJ / cm 2. In this way, it is deposited on the lower surface of the ceramic mother substrate 1.
[0034]
In the thick film circuit 4 formed on the lower surface of the ceramic mother board 1, the ceramic wiring board 7 is made of nickel, gold or the like in order to deposit the plated metal layer on the metallized wiring conductor 2 on the upper surface of the ceramic mother board 1 as described above. When immersed in a plating solution or various acid / alkali plating treatment solutions, it is covered with a masking tape (not shown) so as not to come into contact with the plating solution. The masking tape is applied so as to cover almost the entire lower surface of the ceramic mother substrate 1 in order to cover the entire surface of the thick film circuit 4, the protective glass layer 5 and the covering layer 6.
[0035]
Thus, when the coating layer 6 is applied to the lower surface of the ceramic mother substrate 1 and the masking tape is applied, and the plating metal layer is applied to the metallized wiring conductor 2, at least the outer periphery of the lower surface of the ceramic mother substrate 1 is used in the present invention. It is important to cover the dividing groove 3 formed in the part 1b with a covering material 8 made of low melting point glass.
[0036]
Since the dividing groove 3 formed on the outer peripheral portion 1b of the lower surface of the ceramic mother substrate 1 is covered with the coating material 8 made of low melting point glass, the ceramic mother is also formed at the portion where the dividing groove 3 is formed on the outer peripheral portion 1b. A gap formed between the substrate 1 and the masking tape can be eliminated. When the ceramic mother substrate 1 is immersed in a plating solution such as gold or a plating solution such as hydrochloric acid / alkali degreasing solution, the outer peripheral portion 1b Infiltration of the plating solution or the like from the dividing groove 3 into the thick film circuit 4 can be effectively prevented.
[0037]
As a result, it is possible to effectively prevent the penetration of the plating solution or the like into the thick film circuit 4, thereby effectively preventing the thick film circuit 4 from being corroded or peeled off, and the reliability as the ceramic wiring board 7 is excellent. Can be.
[0038]
Here, the covering material 8 that covers the dividing groove 3 formed on the outer peripheral portion 1b of the ceramic mother substrate 1 is made of glass components such as silicic acid-based, boric acid-based, phosphoric acid-based, borosilicate-based materials such as aluminum, sodium, It is formed of a glass composition containing oxides such as lead, potassium, beryllium, and lithium. The covering material 8 made of such a low-melting glass is, for example, a sheet-like material placed on the outer peripheral portion 1b of the ceramic mother board 1 so as to cover the divided grooves 3, and heated and baked to form the ceramic mother board 1. The dividing groove 3 can be covered by being adhered to the outer peripheral portion 1b.
[0039]
Further, the low melting point glass forming the covering material 8 can be firmly attached to the ceramic mother substrate 1 made of an aluminum oxide sintered body or the like, and the protective glass layer 5 is formed when the covering material 8 is fused. In order to prevent melting and to suppress cracks in the ceramic mother substrate 1 due to thermal contraction stress at this time, it is preferable to use lead borosilicate glass that can be baked at less than 600 ° C.
[0040]
Moreover, it is preferable that the coating material 8 is made thin in the outer edge part. This prevents the coating material 8 from peeling off from the edge of the outer edge when stress such as thermal stress is generated between the ceramic mother substrate 1 and the coating material 8 and the stress is increased at the outer edge of the coating material 8. This is because the material 8 can be more firmly attached to the ceramic mother substrate 1.
[0041]
The method for manufacturing a ceramic wiring board according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0042]
For example, in the above-described example, the dividing groove 3 is formed only on the lower surface of the ceramic mother substrate 1, but the lower dividing groove 3 is opposed to the dividing groove 3 on the lower surface or to perform a different division. Divided grooves may also be formed on the upper surface of the ceramic mother substrate 1 at different positions.
[0043]
In the above example, only one rectangular region 1a defined by the dividing grooves 3 is formed at the center of the ceramic mother substrate 1. However, this rectangular region 1a is arranged in a vertical and horizontal arrangement. It is also possible to form so-called multi-piece ceramic wiring boards by forming them in a plurality of rectangular wiring board regions, and in this case also, the thick film circuits 4 respectively formed on the lower surfaces of these many wiring board regions are protected. While covering with the glass layer 5 and the coating layer 6, the division | segmentation groove | channel 3 formed in the outer peripheral part 1b should just be coat | covered with the coating | covering material 8 which consists of low melting glass.
[0044]
Further, in the above-described example, the covering material 8 that covers the dividing groove 3 of the outer peripheral portion 1b is shown in an example in which the covering material 8 is covered in correspondence with the dividing groove 3 separately from the rectangular region 1a in the central portion. The dividing groove 3 may be covered by covering the whole 1b with the covering material 8.
[0045]
【The invention's effect】
According to the method for manufacturing a ceramic wiring board of the present invention, the dividing groove formed on the outer periphery of the lower surface of the ceramic mother board and positioned outside the quadrangular region defined by the dividing groove is coated with low melting glass. Since a thick film circuit is formed on the lower surface of the ceramic mother substrate, the protective glass layer and an organic resin that covers the protective glass layer are used to deposit the plated metal layer on the upper metallized wiring conductor. When masking a lower surface having a thick film circuit covered with a coating layer made of a masking tape in the outer peripheral portion of the ceramic mother board, that is, in the dividing groove located outside the rectangular area defined by the dividing groove Can be sufficiently adhered to the insulating substrate through a coating material made of low-melting glass. Since it is possible to prevent the penetration of the membrane circuit effectively, it is possible to prevent the corrosion and peeling in the thick film circuit generates very effectively.
[0046]
As described above, according to the present invention, when the plated metal layer is applied to the metallized wiring conductor on the upper surface of the ceramic wiring substrate in the ceramic mother substrate, the ceramic that does not cause corrosion, peeling, or the like in the thick film circuit on the lower surface A method for manufacturing a wiring board could be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view and FIG. 1B is a plan view showing an example of an embodiment of a method for producing a ceramic wiring board according to the present invention.

Claims (1)

セラミック母基板の少なくとも下面に分割溝を縦横に形成する工程と前記セラミック母基板の前記分割溝によって区画された四角形状の領域の上面にメタライズ配線導体を形成する工程と
前記セラミック母基板の前記四角形状の領域の下面に厚膜回路を形成する工程と、
前記厚膜回路上に保護ガラス層を被着する工程と、
前記分割溝を低融点ガラスから成る被覆材で被覆する工程と、
前記保護ガラス層で覆われた前記厚膜回路を有機樹脂から成る被覆層で被覆する工程と、前記セラミック母基板の下面のほぼ全面を覆うようにしてマスキングテープを貼る工程と、
前記マスキングテープを貼った前記セラミック母基板の前記メタライズ配線導体にめっき金属層を被着する工程と
を具備することを特徴とするセラミック配線基板の製造方法
Forming the vertical and horizontal dividing grooves at least on the lower surface of the ceramic matrix substrate, forming a main Taraizu wiring conductor on the upper surface of the ceramic matrix wherein the dividing groove rectangular regions partitioned by the substrate,
Forming a thick film circuit on the lower surface of the rectangular region of the ceramic mother substrate ;
A step of depositing a protective glass layer on the thick film circuit,
Coating the dividing grooves with a coating material made of low-melting glass;
A step of coating the thick film circuit covered with the protective glass layer with a coating layer made of an organic resin, a step of applying a masking tape so as to cover almost the entire lower surface of the ceramic mother substrate,
Applying a plated metal layer to the metallized wiring conductor of the ceramic mother board to which the masking tape is applied;
Method for producing a ceramic wiring board characterized that you include a.
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