(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面にガラスペーストを印刷または塗布したのち焼付けて、ガラスから成る下地層を被着させる工程と、
前記下地層の上面に、下地層を形成するガラスよりも比重の大きい導電材料を含む導電ペーストを所定パターンに印刷する工程と、
前記導電ペーストを下地層の軟化点よりも高温で所定時間加熱し、導電ペースト中の導電材料を自重によって下地層内へ下降させることにより、少なくとも一部が下地層中に埋設された配線導体を形成するとともに、前記下地層および前記配線導体の界面に両者を形成する材料同士が混在された拡散層を形成する工程と、
前記配線導体に対して、両側を前記下地層上まで延在させるようにニッケルメッキ膜及び／または金メッキ膜を被覆する工程と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記複数の配線導体は、電力を選択的に印加される請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記複数の配線導体同士の間隔が１０〜１００μｍである請求項２記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の配線基板は、例えば図４に示す如く、ガラス等から成る基板１１の上面に、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の導電材料から成る複数個の配線導体１２を所定パターンに被着させた構造を有している。
【０００３】
かかる従来の配線基板は、基板１１の上面に、上述の導電材料を用いて作製した導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって所定パターンに印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることによって形成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の配線基板の製造方法においては、基板１１の軟化・変形を避けるために、通常、導電ペーストを基板１１の軟化点よりも低い温度で焼き付けるようにしている。
【０００５】
しかしながら、このような製法によって得られる配線基板の配線導体１２はその下面を導電ペースト中に含有させたガラスフリットの接着力のみによって下地に被着させたものであることから、下地に対する密着力がやや不足する傾向がある。それ故、配線導体１２の表面にメッキ膜を被着させたり、或いは、配線基板がその使用時に高温になったりすると、配線導体１２と下地との間に大きな応力が印加され、配線導体１２が前記応力によって下地より剥離するという欠点を有していた。
【０００６】
また上述した従来の製法によって製作された配線基板は、複数個の配線導体１２が例えば１０μｍ〜１００μｍ程度の間隔で高密度に配列されていると、これら配線導体１２に電力を選択的に印加したとき、隣接する配線導体１２，１２間に大きな電位差を生じる。この場合、配線導体１２を形成する銀やアルミニウム等がマイグレーションを起こし、隣り合う配線導体同士を電気的に短絡させる欠点が誘発される。
【０００７】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、配線導体を下地に対して強固に被着させておくことが可能な高信頼性の配線基板を得ることができる配線基板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板の製造方法は、基板の上面にガラスペーストを印刷または塗布したのち焼付けて、ガラスから成る下地層を被着させる工程と、  前記下地層の上面に、下地層を形成するガラスよりも比重の大きい導電材料を含む導電ペーストを所定パターンに印刷する工程と、前記導電ペーストを下地層の軟化点よりも高温で所定時間加熱し、導電ペースト中の導電材料を自重によって下地層内へ下降させることにより、少なくとも一部が下地層中に埋設された配線導体を形成するとともに、前記下地層および前記配線導体の界面に両者を形成する材料同士が混在された拡散層を形成する工程と、前記配線導体に対して、両側を前記下地層上まで延在させるようにニッケルメッキ膜及び／または金メッキ膜を被覆する工程と、を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明の配線基板の製造方法において、前記複数の配線導体は、電力を選択的に印加されることが望ましい。
【００１０】
また、本発明の配線基板の製造方法において、前記複数の配線導体同士の間隔は１０〜１００μｍであることが好ましい。
【００１１】
本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体の少なくとも一部が下地層中に埋設され、配線導体はその下面のみならず側面の一部でも下地層に接着されることから、下地に対する配線導体の密着強度が向上される。従って、配線導体の表面にメッキ膜を被着させる場合や配線基板が使用時等に高温となる場合であっても、配線導体が下地より剥離することは殆どなく、信頼性の高い配線基板を得ることができる。
【００１２】
また本発明の配線基板の製造方法によれば、前記下地層と前記配線導体との界面に、両者を形成する材料同士が混在された拡散層を形成することにより、下地層に対する配線導体の密着強度がより強固なものとなり、得られる配線基板の信頼性が更に向上される。
【００１３】
更に本発明の配線基板の製造方法によれば、前記配線導体を、両側が下地層上まで延在されたニッケルメッキ膜及び／または金メッキ膜で被覆しておくことにより、配線導体に電力を選択的に印加したとき、隣接する配線導体間に大きな電位差を生じた場合であっても、配線導体間でマイグレーションが発生するのを有効に防止することができ、これによっても配線基板の信頼性が向上される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の製造方法によって製作した配線基板の途中の状態を示す断面図であり、１は基板、２は下地層、４は配線導体である。
【００１５】
前記基板１は、アルミナセラミックス、ムライト、窒化アルミニウム、ガラスセラミックス、石英のセラミック材料やソーダライムガラス、無アルカリガラス等の高軟化点のガラス材料から成り、その上面には下地層２を介して複数個の配線導体４が被着され、これらを支持する支持母材として機能する。
【００１６】
また前記基板１の上面に被着されている下地層２は、鉛系ガラスやビスマス系ガラス等の低軟化点のガラス材料から成り、その上面には配線導体４を個々に支持するための複数個の凹部３が設けられている。
【００１７】
そして前記下地層２の凹部３内に配設されている複数個の配線導体４は、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）或いはこれらの金属の合金を例えば８５ｗｔ％以上含んだ導電材料から成り、隣接する配線導体間に１０μｍ〜１００μｍの間隔を空けて高密度に配設されている。
【００１８】
これらの配線導体４には、配線基板の使用時、図示しないスイッチングトランジスタ等によって５ｍＷ〜１５ｍＷの電力が個々に選択的に印加されるようになっている。
【００１９】
かかる配線導体４は、その下面のみならず、側面の一部でも下地層２に接着されており、下地に対する配線導体４の密着強度が向上されている。
【００２０】
また前記配線導体４と下地層２との界面には、両者を形成する材料同士を混在させた厚み０．１μｍ程度の拡散層が形成されており、この拡散層によって下地層２に対する配線導体４の密着強度がより強固なものとなっている。
【００２１】
次に上述した配線基板の製造方法を図２に基づいて説明する。
（１）まず基板１を準備し、その上面に、図２（ａ）に示す如くガラスから成る下地層２を被着させる。
【００２２】
前記基板１は、例えばアルミナセラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加・混合して泥漿状になすとともに、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用することによってセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、該グリーンシートを所定形状に打ち抜いた上、高温（約１６００℃）で焼成することにより製作される。
【００２３】
また前記下地層２は、ガラスから成る場合、例えばビスマス系ガラスの粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷により基板１の上面全体にわたって印刷・塗布し、これを３５０℃〜１０００℃の温度で焼き付けることにより基板１の上面に例えば１μｍ〜１００μｍの厚みに被着・形成される。
【００２４】
（２）次に図２（ｂ）に示す如く、前記下地層２の上面に、下地層２を形成するガラスよりも比重の大きい導電材料を含む導電ペースト４’を所定パターンに印刷する。
【００２５】
前記導電ペースト４’に含有される導電材料としては、下地層２が比重２．５、軟化点５００℃のビスマス系ガラスから成る場合、比重１０．５の銀粉末や比重２．７のアルミニウム粉末等が使用され、かかる導電材料に適当な有機溶剤、樹脂バインダー、ガラスフリット等を添加・混合して得た所定の導電ペースト４’を従来周知のスクリーン印刷によって下地層２の上面に所定パターンに印刷する。
【００２６】
（３）そして最後に、前記導電ペースト４’を、下地層２の軟化点よりも高温で所定時間加熱し、導電ペースト４’中の導電材料を自重によって下地層２内へ下降させることによって一部が下地層２中に埋設された配線導体４を形成する。
【００２７】
前記導電ペースト４’の加熱温度は、基板１の軟化点が６００℃で、下地層２を形成するガラスの軟化点が５００℃の場合、５１０℃〜５９０℃に設定され、この温度領域で導電ペースト４’が印刷された基板１を約１０分間保持することによって導電ペースト４’中の導電材料が自重によって下地層２内へ下降し、下地層２の上面に凹部３が形成されるとともに該凹部３内で導電ペースト４’が焼結され、一部が下地層２中に埋設された配線導体４が得られる。
【００２８】
この場合、配線導体４は、導電ペースト４’中に含有させたガラスフリットによって、その下面のみならず側面の一部でも下地層２に接着されることから、下地に対する配線導体４の密着強度が向上されており、従って、配線導体４の表面にメッキ膜を被着させる場合や配線基板が使用時等に高温となる場合であっても、配線導体４が下地より剥離することは殆どなく、信頼性の高い配線基板を得ることができる。
【００２９】
また上述の如く、導電ペースト４’が印刷されている下地層２を軟化させた状態で導電ペースト４’を焼き付ける場合、導電ペースト４’を焼結させてなる配線導体４と下地層２との界面には、両者を形成する材料同士が混在された拡散層が形成されるため、下地層２に対する配線導体４の密着強度はより強固なものとなる。従って、配線導体４の表面に更にメッキ膜等を被着させるような場合であっても、メッキ液が配線導体４と下地層２との間に浸入して配線導体４を剥離させることは一切なく、得られる配線基板の信頼性が更に向上される。
【００３０】
このような配線導体４は、例えば１μｍ〜１５μｍの厚みに形成され、その１０％以上が下地層２中に埋設されることとなる。
【００３１】
尚、本発明は上述の形態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において種々の変更、改良等が可能である。
【００３２】
なお、本発明では、上述した（３）の工程の後、図３に示す如く、複数個の配線導体４を、両側が下地層２上まで延在されたニッケル及び／または金から成るメッキ膜５で被覆する。前記メッキ膜５は従来周知の無電解メッキ法等によって例えば０．０１μｍ〜５μｍの厚みに被着され、この場合、配線導体４に電力を選択的に印加したとき、隣接する配線導体間に大きな電位差を生じた場合であっても、配線導体間でマイグレーションが発生するのを有効に防止することができ、これによっても配線基板の信頼性が向上されることとなる。
【００３３】
また上述の形態において配線導体４をエポキシ樹脂等から成る保護膜で被覆するようにしても構わない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体の一部が下地層中に埋設され、配線導体はその下面のみならず側面の一部でも下地層に接着されることから、下地に対する配線導体の密着強度が向上される。従って、配線導体の表面にメッキ膜を被着させる場合や配線基板が使用時等に高温となる場合であっても、配線導体が下地より剥離することは殆どなく、信頼性の高い配線基板を得ることができる。
【００３５】
また本発明の配線基板の製造方法によれば、前記下地層と前記配線導体との界面に、両者を形成する材料同士を混在させた拡散層を形成することにより、下地層に対する配線導体の密着強度がより強固なものとなり、得られる配線基板の信頼性が更に向上される。
【００３６】
更に本発明の配線基板の製造方法によれば、前記配線導体を、両側が下地層上まで延在されたニッケルメッキ膜及び／または金メッキ膜で被覆しておくことにより、配線導体に電力を選択的に印加したとき、隣接する配線導体間に大きな電位差を生じた場合であっても、配線導体間でマイグレーションが発生するのを有効に防止することができ、これによっても配線基板の信頼性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によって製作した配線基板の途中の状態を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【図３】本発明の製造方法によって製作した配線基板の形態を示す断面図である。
【図４】従来の配線基板の断面図である。
【符号の説明】
１・・・基板、２・・・下地層、４・・・配線導体、４’・・・導電ペースト、５・・・メッキ膜
【図１】
0004540193.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004540193.tif 000005