(57)【要約】【課題】めっき処理など煩雑な工程を追加することなく、セラミック基板上へ強固な固着強度を有し、且つはんだ濡れ性に優れた導体を形成した配線基板を提供することを目的とする。【解決手段】下地の第一導電層１０２にガラスフリットを含む金属ペーストを使用することで容易に導電層を基板１０１上へ強固に固着することができると共に、上部の第二導電層１０３にガラスフリットを含まない金属ペーストを使用することで容易に良好なはんだ濡れ性を確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に直接設けられる第一導電層と、
前記第一導電層上に形成される第二導電層と
を有し、前記第一導電層と前記第二導電層との内で前記第一導電層にのみガラス成分を含有させ、前記第一導電層と前記第二導電層とで任意の形状の電気配線パターンを形成することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第一導電層と前記第二導電層との主成分が同一の金属であり、前記第一導電層と前記第二導電層との境界で、前記金属が一体化することを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記金属が銀であることを特徴とする請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
絶縁基板に第一導電層を所定形状に形成する第一導電層形成工程と、
前記第一導電層の上に第二導電層を形成する第二導電層形成工程と、
前記第一導電層と前記第二導電層とを焼結する焼結工程と
を有し、前記第一導電層と前記第二導電層との内で前記第一導電層にのみガラス成分を含有させることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項５】
絶縁基板に第一導電層を所定形状に形成する第一導電層形成工程と、
前記第一導電層を焼結する第一焼結工程と、
前記第一導電層の上に第二導電層を形成する第二導電層形成工程と、
前記第二導電層を焼結する第二焼結工程と
を有し、前記第一導電層と前記第二導電層との内で前記第一導電層にのみガラス成分を含有させることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記第一導電層形成工程と前記第二導電層形成工程とを、スクリーン印刷法により行うことを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第一導電層形成工程と前記第二導電層形成工程とを、フォトリソグラフィ法により行うことを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基板表面に導電層が形成された配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の配線基板は、例えば、セラミック基板を用いてＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔなどからなる導体ペーストをパターン印刷し、乾燥後焼成することにより、基板上に配線パターンが形成されていた。Ａｇは電気抵抗度が小さく、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕに比べて安価に入手できるものであることからセラミック基板などの各種電子部品の導体として広く使用されている。
【０００３】
さらに、配線の亀裂や電気抵抗値の増大やはんだ濡れ性の低下を防止するために、導体ペーストにＡｇやＰｄなどの導電性粉末と特殊なガラス粉末、無機結合物、有機ビヒクルなどを配合した特殊な導電性ペーストで厚膜配線基板を形成しているものもあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３４０６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の厚膜配線基板では、導電性ペースト組成中のガラス粉末が導体膜をセラミック基板上に固着させるための結合体として機能する。そのため、ガラス粉末を含む導電性ペーストが導体表面に析出した場合、導電性ペースト内のガラス成分がハンダをはじいてしまうために、ガラス粉末を含む導電性ペーストは、ガラス成分を含まないＡｇペーストに比べてはんだ濡れ性が低下するという問題があった。
【０００６】
そのため、はんだ濡れ性を向上させることを目的として、ガラス成分を含むＡｇペーストからなる導体の表面に、Ｎｉ上にＡｕを積層した機能めっきを施すことがあった。しかし、このような機能めっきを施すことで製造工程が煩雑になるとともに製品コストが上昇するという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、めっき処理など煩雑な工程を追加することなく、セラミック基板上へ強固な固着強度を有し、且つはんだ濡れ性に優れた導体を形成した配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の配線基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に直接設けられる第一導電層と、前記第一導電層上に形成される第二導電層とを有し、前記第一導電層と前記第二導電層との内で前記第一導電層にのみガラス成分を含有させ、前記第一導電層と前記第二導電層とで任意の形状の電気配線パターンを形成することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の配線基板の製造方法は、絶縁基板に第一導電層を所定形状に形成する第一導電層形成工程と、前記第一導電層の上に第二導電層を形成する第二導電層形成工程と、前記第一導電層と前記第二導電層とを焼結する焼結工程とを有し、前記第一導電層と前記第二導電層との内で前記第一導電層にのみガラス成分を含有させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、下地の第一導電層にガラスフリットを含む金属ペーストを使用することで容易に導電層を基板上へ強固に固着することができると共に、上部の第二導電層にガラスフリットを含まない金属ペーストを使用することで容易に良好なはんだ濡れ性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における配線基板の構成を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態２における配線基板の製造方法の工程に沿った断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における配線基板の構成を示す断面図である。
【００１３】
図１において、１０１はアルミナからなるセラミック基板である。また、１０２はセラミック基板１０１表面に所定パターンに形成された第一導電層であり、ガラスフリットを含む金属ペーストを焼結して形成される。第一導電層１０２は、ガラスフリットの組成成分が０重量％より大きく１５重量％以下である。金属ペーストは少なくとも銀を含み、必要に応じてパラジウムまたは白金を含む。また、１０３は第一導電層１０２に積層された第二導電層であり、ガラスフリットを含まない金属ペーストを焼結した導体から形成される。第二導電層１０３の金属ペーストも、少なくとも銀を含み、必要に応じてパラジウムまたは白金を含む。
【００１４】
第二導電層１０３は任意の電気配線パターンを形成するように形成される。また、第一導電層１０２はセラミック基板１０１と第二導電層１０３との間に形成され、少なくとも第二導電層１０３全面の下層に形成される。図では、セラミック基板１０１の中央部に１本の電気配線パターンを形成しているが、電気配線パターンの形状は様々な形状にすることができ、電気配線パターンの数も任意である。
【００１５】
このように形成された、基板に任意の導電層が形成された配線基板には、用途に応じて電子部品や金属ワイヤ等がはんだ付けにより実装、接続される。
このとき第一導電層１０２と第二導電層１０３の金属ペーストは同一金属を主成分とすることが好まく、例えば、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ等を用いることができる。これにより、第一導電層１０２と第二導電層１０３との界面近傍に金属が凝集し、第一導電層１０２と第二導電層１０３とを強固に接合すると共に、第一導電層１０２に含まれるガラス成分が第二導電層１０３に進入することを防止することができる。
【００１６】
第一導電層１０２は１μｍ以上５０μｍ以下の膜厚に形成され、第二導電層１０３は１μｍ以上５０μｍ以下の膜厚に形成されている。
この状態で、導電層の膜厚は、第一導電層１０２に比べて第二導電層１０３を厚く形成することがより好ましい。例えば、第一導電層１０２をガラス成分２．５重量％以上５重量％以下で膜厚１０μｍとし、第二導電層１０３を２０μｍとしたとき、第一導電層１０２はセラミック基板１０１との界面で金属ペーストに含まれるガラスの接着効果により強固に結合することができる。また、第一導電層１０２と第二導電層１０３との界面はペーストの金属が一体化した状態になり、析出した金属を介して第一導電層１０２と第二導電層１０３とが結合し、第一導電層１０２のガラス成分が第一導電層１０２と第二導電層１０３との界面の金属層に阻まれて、第二導電層１０３の表面ははんだ濡れ性を阻害するガラス成分が析出しないために、第二導電層１０３は良好なはんだ濡れ性を得ることができる。なお、この際、第一導電層１０２と第二導電層１０３の金属ペーストを同一金属を主成分とすることにより、より強固に金属層が一体化した状態になる。
【００１７】
以上のように、基板上に任意の形状の導電層が形成される配線基板において、任意の形状に形成された第二導電層１０３を、第一導電層１０２を介してセラミック基板１０１上に形成し、第一導電層１０２のみにガラスフリットを添加することにより、セラミック基板１０１と第一導電層１０２とを強固に接合し、第二導電層１０３にはガラスフリットを添加しないことにより導電体のはんだ濡れ性を確保することができる。これにより、容易に基板上に導体を強固に固着すると共に、導体表面のはんだ濡れ性を向上させることができる。
【００１８】
なお、以上の説明ではセラミック基板を例に説明したが、基板の材質は、絶縁性を有するものであれば任意である。また、第一導電層１０２と第二導電層１０３との共通な主成分である金属はＡｇに限らず、様々な導体金属を用いることができる。
【００１９】
また、上記の説明では、基板の１つの主面に導体を形成する場合を例に説明したが、基板の主面およびその裏面に同様の導体を形成することもできる。
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における配線基板の製造方法の工程に沿った断面図である。
【００２０】
本発明の配線基板の製造方法は、まず、アルミナからなるセラミック基板１０１の表面にスクリーン印刷法でガラス成分を含む金属ペーストからなる第一導電層１０２を所定の形状に形成した後、約１００℃の炉内で強制的に乾燥させる（図２（ａ））。
【００２１】
次に、導電層１０２の上にガラス成分を含まない金属ペーストからなる第二導電層１０３をスクリーン印刷法で形成した後、約１００℃の炉内で強制的に乾燥させる（図２（ｂ））。
【００２２】
最後に、第一導電層１０２と第二導電層１０３とから形成された導電層１０４を約８５０℃で焼結して配線基板を形成する（図２（ｃ））。
このとき、導電層１０４はセラミック基板１０１との界面においては析出したガラスの接着効果により強固に結合しており、さらに導電層１０４表面はガラス成分を含まない金属ペーストからなる第二導電層１０３で被覆されており、導電層１０４にガラス成分が析出することはない。そのために導電層１０４は良好なはんだ濡れ性を有している。
【００２３】
かかる構成によれば、第一導電層１０２はセラミック基板１０１との界面で析出したガラスの接着効果により強固に結合している。また、第一導電層１０２と第二導電層１０３はペーストの金属が一体化した状態になり、第二導電層３の表面ははんだ濡れ性を阻害するガラス成分表面に析出しないため、 はんだ濡れ性を確保することができる。
（実施の形態３）
次に、図２を用いて、実施の形態３として実施の形態２の配線基板の製造方法と異なる製造方法を説明する。
【００２４】
実施の形態３の配線基板の製造方法では、まず、アルミナからなるセラミック基板１０１の表面にフォトリソグラフィ法でガラスフリットを含む金属ペーストからなる第一導電層１０２を形成したあと約１００℃の炉内で強制的に乾燥させる。
【００２５】
次に、第一導電層１０２を約８５０℃で焼結する（図２（ａ））。
このとき、第一導電層１０２はセラミック基板１０１と直接焼結されることになり結合がより強固になって強固な固着性が実現される。
【００２６】
次に、焼結した導電層１０２の上層にガラス成分を含まない金属ペーストからなる第二導電層１０３をフォトリソグラフィ法で形成したあと約１００℃の炉内で強制的に乾燥させる（図２（ｂ））。
【００２７】
次に、焼結した第一導電層１０２と第二導電層１０３とから形成された導電層１０４を約８５０℃で焼結し配線基板を形成する（図２（ｃ））。
このとき、導電層１０４はセラミック基板１０１との界面に析出したガラスの接着効果により強固に結合しており導電層１０４上部にはガラス成分を含まないペーストを使用した第二導電層１０３が形成されているために、導電層１０４は良好なはんだ濡れ性を有する。
【００２８】
かかる構成によれば、第一導電層１０２はセラミック基板１０１との界面で析出したガラスの接着効果により強固に結合している。また、第一導電層１０２と第二導電層１０３はペーストの金属が一体化した状態になり、第二導電層１０３の表面ははんだ濡れ性を阻害するガラス成分を含まないペーストを使用しているために良好なはんだ濡れ性を有することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、容易に基板上に導体を強固に固着すると共に、導体表面のはんだ濡れ性を向上させることができ、絶縁基板表面に導電層が形成された配線基板等に有用である。
【符号の説明】
【００３０】
１０１    セラミック基板
１０２    第一導電層
１０３    第二導電層
１０４    導電層
【図１】
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【図２】
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