本發(fā)明涉及電路基板和其制造方法。

背景技術(shù)：

電路基板有時(shí)使用主要由氧化鋁、富鋁紅柱石、氮化硅、氮化鋁、玻璃陶瓷等形成的陶瓷基板。

作為使用陶瓷基板的電路基板，已知在陶瓷基板的表面形成有主要由銀(ag)形成的導(dǎo)體圖案、和含有玻璃成分且覆蓋導(dǎo)體圖案的被覆層的電路基板(參照專利文獻(xiàn)1)。被覆層也被稱為硬涂玻璃層。導(dǎo)體圖案和被覆層通過在陶瓷基板的表面上涂布導(dǎo)體糊劑和玻璃糊劑后進(jìn)行焙燒而形成。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平7-135394號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，通過焙燒形成導(dǎo)體圖案和被覆層時(shí)，導(dǎo)體圖案的銀成分向被覆層擴(kuò)散，從而被覆層中有時(shí)產(chǎn)生電絕緣性的降低和變色。認(rèn)為，銀成分向被覆層的擴(kuò)散被導(dǎo)體圖案所含的銀成分的氧化所促進(jìn)。

用于解決問題的方案

本發(fā)明是為了解決上述課題而作出的，可以以以下的方案而實(shí)現(xiàn)。

(1)本發(fā)明的一個(gè)方案提供制造如下電路基板的電路基板的制造方法，所述電路基板具備：具有主要由陶瓷形成的表面的陶瓷基板；形成于前述陶瓷基板的前述表面、且主要由銀(ag)形成的導(dǎo)體圖案；和，含有玻璃成分、形成于前述陶瓷基板的前述表面、且覆蓋前述導(dǎo)體圖案的被覆層。該制造方法具備如下工序：將前述陶瓷基板焙燒的工序；制作導(dǎo)體糊劑的工序，所述導(dǎo)體糊劑是在銀(ag)粉末中添加金屬硼化物和金屬硅化物中的至少一者的粉末而得到的；在經(jīng)過焙燒的前述陶瓷基板的前述表面上涂布前述導(dǎo)體糊劑的工序；涂布前述導(dǎo)體糊劑后，在前述陶瓷基板的前述表面上涂布玻璃糊劑的工序；將涂布于前述表面的前述導(dǎo)體糊劑進(jìn)行焙燒，從而形成前述導(dǎo)體圖案的工序；和，將涂布于前述表面的前述玻璃糊劑進(jìn)行焙燒，從而形成前述被覆層的工序。根據(jù)該方案，添加于導(dǎo)體糊劑的金屬硼化物和金屬硅化物中的至少一者的添加成分在焙燒中進(jìn)行氧化，從而可以抑制導(dǎo)體圖案的銀成分向被覆層擴(kuò)散。因此，可以抑制被覆層中電絕緣性的降低和產(chǎn)生變色。其結(jié)果，可以提高電路基板的品質(zhì)。

(2)上述方案的制造方法中，前述金屬硼化物可以包含六硼化鑭(lab6)、六硼化硅(sib6)和二硼化鈦(tib2)中的至少一者。根據(jù)該方案，可以抑制銀成分從導(dǎo)體圖案向被覆層的擴(kuò)散。

(3)上述方案的制造方法中，前述金屬硅化物可以包含二硅化鋯(zisi2)和二硅化鉭(tasi2)中的至少一者。根據(jù)該方案，可以抑制銀成分從導(dǎo)體圖案向被覆層的擴(kuò)散。

(4)上述方案的制造方法中，前述導(dǎo)體糊劑所含的無機(jī)成分中的前述金屬硼化物和前述金屬硅化物的總含量可以為3體積％以上且15體積％以下。根據(jù)該方案，可以充分抑制銀成分從導(dǎo)體圖案向被覆層的擴(kuò)散。

(5)上述方案的制造方法中，前述制作導(dǎo)體糊劑的工序可以包括如下工序：使前述金屬硼化物和前述金屬硅化物中的至少一者的前述粉末附著于前述銀(ag)粉末的表面。根據(jù)該方案，可以進(jìn)一步抑制銀成分從導(dǎo)體圖案向被覆層的擴(kuò)散。

(6)上述方案的制造方法中，將前述導(dǎo)體糊劑與前述玻璃糊劑一起進(jìn)行焙燒，從而可以與前述導(dǎo)體圖案一起形成前述被覆層。根據(jù)該方案，與分別形成導(dǎo)體圖案與被覆層的情況相比，可以簡(jiǎn)化制造工序。

(7)上述方案的制造方法中，可以將前述導(dǎo)體糊劑焙燒，從而形成前述導(dǎo)體圖案后，將前述玻璃糊劑涂布于前述陶瓷基板的前述表面。根據(jù)該方案，可以進(jìn)一步抑制銀成分從導(dǎo)體圖案向被覆層的擴(kuò)散。

(8)本發(fā)明的一個(gè)方案提供一種電路基板，其具備：具有主要由陶瓷形成的表面的陶瓷基板；形成于前述陶瓷基板的前述表面、且主要由銀(ag)形成的導(dǎo)體圖案；和，含有玻璃成分、形成于前述陶瓷基板的前述表面、且覆蓋前述導(dǎo)體圖案的被覆層。該電路基板中，在與前述導(dǎo)體圖案相鄰的區(qū)域中，前述被覆層所含的硅原子(si)和硼原子(b)中的至少一者的濃度越接近前述導(dǎo)體圖案越高。根據(jù)該方案，可以抑制被覆層中電絕緣性的降低和產(chǎn)生變色。其結(jié)果，可以提高電路基板的品質(zhì)。

本發(fā)明可以以各種方案實(shí)現(xiàn)而不限定于電路基板和其制造方法，例如可以以具備電路基板的裝置、制造電路基板的制造裝置等方案實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1為示意性示出電路基板的截面的說明圖。

圖2為示出電路基板的制造方法的工序圖。

圖3為示出評(píng)價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果的表。

圖4為示出第2實(shí)施方式中的電路基板的制造方法的工序圖。

具體實(shí)施方式

a.實(shí)施方式

圖1為示意性示出電路基板100的截面的說明圖。電路基板100上形成有實(shí)現(xiàn)規(guī)定功能的電路中的至少一部分。本實(shí)施方式中，電路基板100上形成有用于將信號(hào)傳導(dǎo)至電子部件的電路。電路基板100具備：陶瓷基板110、導(dǎo)體圖案170和被覆層180。

電路基板100的陶瓷基板110為呈板狀的陶瓷。本實(shí)施方式中，陶瓷基板110主要由玻璃陶瓷形成。本說明書中，“主要由(成分)形成”是指，其成分占整體的50質(zhì)量％以上。其他實(shí)施方式中，陶瓷基板110的主成分可以為氧化鋁、富鋁紅柱石、氮化硅、氮化鋁等其他陶瓷材料。本實(shí)施方式中，陶瓷基板110為低溫焙燒陶瓷基板。陶瓷基板110具備層疊有多個(gè)絕緣陶瓷層(未作圖示)的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中，陶瓷基板110上設(shè)置有作為構(gòu)成電路的導(dǎo)體的導(dǎo)體層、導(dǎo)通孔、通孔等(未作圖示)。

陶瓷基板110具有表面111、112。表面112為配置于與表面111對(duì)置的位置的背面。表面111上形成有導(dǎo)體圖案170和被覆層180。其他實(shí)施方式中，表面112上，也與表面111同樣地，可以形成有導(dǎo)體圖案170和被覆層180。

表面111、112主要由陶瓷形成。本實(shí)施方式中，表面111、112是將硼硅酸系玻璃粉末與氧化鋁(al2o3)粉末焙燒而得到的陶瓷層的表面。硼硅酸系玻璃以二氧化硅(sio2)、氧化鋁(al2o3)和氧化硼(b2o3)為主成分。

電路基板100的導(dǎo)體圖案170是形成于陶瓷基板110的表面111的導(dǎo)電性陶瓷。導(dǎo)體圖案170主要由銀(ag)形成。本實(shí)施方式中，導(dǎo)體圖案170包含銀(ag)粉末和硼硅酸系玻璃粉末，且具備導(dǎo)電性。本實(shí)施方式中，導(dǎo)體圖案170的整體由被覆層180覆蓋。其他實(shí)施方式中，導(dǎo)體圖案170的一部分可以自被覆層180露出。本實(shí)施方式中，導(dǎo)體圖案170的厚度約為10μm。

電路基板100的被覆層180是形成于陶瓷基板110的表面111的絕緣性陶瓷。被覆層180含有玻璃成分。被覆層180也被稱為硬涂玻璃層。本實(shí)施方式中，被覆層180主要由玻璃陶瓷形成。本實(shí)施方式中，被覆層180是將硼硅酸系玻璃粉末與氧化鋁(al2o3)粉末焙燒而得到的絕緣性陶瓷。被覆層180覆蓋導(dǎo)體圖案170的至少一部分。本實(shí)施方式中，被覆層180的厚度為約10～20μm。

被覆層180具有與導(dǎo)體圖案170相鄰的區(qū)域181。在與導(dǎo)體圖案170相鄰的區(qū)域181中，被覆層180所含的硅原子(si)和硼原子(b)中的至少一者的濃度越接近導(dǎo)體圖案170越高。

圖2為示出電路基板100的制造方法的工序圖。首先，通過焙燒制作陶瓷基板110(工序p110)。

作為制作陶瓷基板110的準(zhǔn)備，制作作為陶瓷基板110的基礎(chǔ)的生片。生片在無機(jī)成分的粉末中混合粘合劑(粘結(jié)劑)、增塑劑、溶劑等而成形為薄板狀(片狀)。本實(shí)施方式中，將作為無機(jī)成分的粉末的硼硅酸系玻璃粉末與氧化鋁粉末以體積比60：40、以總量成為1kg的方式稱量，然后將它們的粉末放入氧化鋁制的容器(罐)中。之后，將作為粘合劑的120g的丙烯酸類樹脂、作為溶劑的適量的甲乙酮(mek)、和作為增塑劑的適量的鄰苯二甲酸二辛酯(dop)加入至罐內(nèi)的材料。之后，用5小時(shí)將罐內(nèi)的材料混合，從而得到陶瓷漿料。之后，利用刮刀法，自陶瓷漿料制作生片。本實(shí)施方式中，生片的厚度為0.15mm。本實(shí)施方式中，利用沖裁加工將生片成形。

制作生片，然后將導(dǎo)體糊劑涂布于生片。本實(shí)施方式中，導(dǎo)體糊劑是在混合有銀(ag)粉末與硼硅酸系玻璃粉末的無機(jī)成分的粉末中混合粘合劑、增塑劑和溶劑等而成的糊劑。本實(shí)施方式中，在無機(jī)成分的粉末中加入作為粘合劑的乙基纖維素、和作為溶劑的萜品醇，然后使用三輥磨，將材料混煉，從而得到導(dǎo)體糊劑。之后，利用絲網(wǎng)印刷和填孔印刷，將導(dǎo)體糊劑涂布于生片。

將導(dǎo)體糊劑涂布于生片，然后制作層疊有多個(gè)生片的層疊體。本實(shí)施方式中，利用切削加工，將層疊體成形為適于焙燒的形狀。本實(shí)施方式中，在250℃的大氣中，將層疊體暴露10小時(shí)，從而將層疊體脫脂。

制作層疊體，然后將層疊體焙燒，從而制作陶瓷基板110。本實(shí)施方式中，在900℃的大氣中，將層疊體暴露60分鐘，從而將層疊體焙燒。經(jīng)過這些工序得到陶瓷基板110。

制作陶瓷基板110(工序p110)，然后制作作為導(dǎo)體圖案170焙燒前的形態(tài)的導(dǎo)體糊劑(工序p120)。作為導(dǎo)體圖案170焙燒前的形態(tài)的導(dǎo)體糊劑是在銀(ag)粉末中添加金屬硼化物和金屬硅化物中的至少一者的粉末而成的糊劑。

從抑制銀向被覆層180擴(kuò)散的觀點(diǎn)出發(fā)，添加至導(dǎo)體糊劑的金屬硼化物優(yōu)選為六硼化鑭(lab6)、六硼化硅(sib6)和二硼化鈦(tib2)中的至少一者。從抑制銀向被覆層180擴(kuò)散的觀點(diǎn)出發(fā)，添加至導(dǎo)體糊劑的金屬硅化物優(yōu)選為二硅化鋯(zisi2)和二硅化鉭(tasi2)中的至少一者。

從充分抑制銀向被覆層180擴(kuò)散的觀點(diǎn)出發(fā)，導(dǎo)體糊劑所含的無機(jī)成分中的金屬硼化物和金屬硅化物的總含量?jī)?yōu)選為3體積％以上且15體積％以下。

本實(shí)施方式中，制作作為導(dǎo)體圖案170焙燒前的形態(tài)的導(dǎo)體糊劑時(shí)，作為導(dǎo)體糊劑的無機(jī)成分材料，準(zhǔn)備如下混合粉末：其是在作為導(dǎo)體材料的銀(ag)粉末中混合與陶瓷基板110的成分共通的硼硅酸系玻璃粉末而成的。之后，將金屬硼化物和金屬硅化物中的至少一者的粉末、作為粘合劑的乙基纖維素、和作為溶劑的萜品醇加入至無機(jī)成分的混合粉末。之后，使用三輥磨，將材料混煉，從而得到導(dǎo)體糊劑。

制作導(dǎo)體糊劑(工序p120)，然后在經(jīng)過焙燒的的陶瓷基板110的表面111涂布導(dǎo)體糊劑(工序p130)。本實(shí)施方式中，利用絲網(wǎng)印刷，將導(dǎo)體糊劑涂布于陶瓷基板110。

涂布導(dǎo)體糊劑(工序p130)，然后在涂布有導(dǎo)體糊劑的陶瓷基板110的表面111上涂布作為被覆層180焙燒前的形態(tài)的玻璃糊劑(工序p150)。本實(shí)施方式中，作為玻璃糊劑的無機(jī)成分材料，準(zhǔn)備混合硼硅酸系玻璃粉末與氧化鋁粉末而成的混合粉末。之后，將作為粘合劑的乙基纖維素、和作為溶劑的萜品醇加入至無機(jī)成分的混合粉末。之后，使用三輥磨，將材料混煉，從而得到玻璃糊劑。本實(shí)施方式中，利用絲網(wǎng)印刷，將玻璃糊劑涂布于陶瓷基板110的表面111。

涂布玻璃糊劑(工序p160)，然后將涂布于陶瓷基板110的表面111的導(dǎo)體糊劑和玻璃糊劑焙燒，從而形成導(dǎo)體圖案170和被覆層180(工序p160)。本實(shí)施方式中，在850℃的大氣中，將涂布有導(dǎo)體糊劑和玻璃糊劑的陶瓷基板110暴露60分鐘，從而將導(dǎo)體糊劑和玻璃糊劑焙燒。由此，在陶瓷基板110的表面111形成導(dǎo)體圖案170和被覆層180。經(jīng)過這些工序完成電路基板100。

通過焙燒形成導(dǎo)體圖案170和被覆層180時(shí)，利用導(dǎo)體糊劑中所含的添加成分(金屬硼化物和金屬硅化物中的至少一者)的氧化反應(yīng)，導(dǎo)體糊劑附近的氧被消耗。由此，導(dǎo)體糊劑中所含的銀成分的氧化被抑制。因此，銀成分向被覆層180的擴(kuò)散被抑制。

焙燒中氧化了的添加成分的至少一部分向與被覆層180中的導(dǎo)體圖案170相鄰的區(qū)域181擴(kuò)散。因此，在與導(dǎo)體圖案170相鄰的區(qū)域181中，被覆層180所含的硅原子(si)和硼原子(b)中的至少一者的濃度越接近導(dǎo)體圖案170越高。

圖3為示出評(píng)價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果的表。圖3的評(píng)價(jià)試驗(yàn)中，作為使用各不同的導(dǎo)體糊劑和玻璃糊劑的電路基板100，制作試樣s01～s10。圖3的表中，作為導(dǎo)體圖案170焙燒前的形態(tài)的導(dǎo)體糊劑中的添加劑的含量表示導(dǎo)體糊劑所含的無機(jī)成分中的添加劑的體積百分率。

試樣s01～s07的制造方法與圖2的制造方法同樣。試樣s08的制造方法除使用電路基板100的各部分材料中所含的硼硅酸系玻璃粉末代替na2-zno-b2o3系玻璃粉末的方面、以及導(dǎo)體糊劑和玻璃糊劑的焙燒溫度為600℃的方面之外，與圖2的制造方法同樣。試樣s09的制造方法除不在導(dǎo)體糊劑中添加金屬硼化物和金屬硅化物的方面之外，與圖2的制造方法同樣。試樣s10的制造方法除不在導(dǎo)體糊劑中添加金屬硼化物和金屬硅化物的方面之外，與試樣s08的制造方法同樣。

使用掃描型電子顯微鏡(sem)和電子探針顯微分析儀(epma)，對(duì)各試樣的截面進(jìn)行觀察，從而測(cè)定銀向被覆層180的擴(kuò)散距離。以導(dǎo)體圖案170與被覆層180的界面中的銀(ag)濃度為基準(zhǔn)值，在10處測(cè)定從該界面至被覆層180中銀(ag)濃度達(dá)到基準(zhǔn)值的一半的位置的距離，將其平均值作為銀的擴(kuò)散距離而求出。

以如下基準(zhǔn)判定各試樣。

○(優(yōu))：銀的擴(kuò)散距離低于5μm

×(差)：銀的擴(kuò)散距離為5μm以上

根據(jù)試樣s01～s03與試樣s09的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，將作為金屬硼化物的六硼化鑭(lab6)、六硼化硅(sib6)和二硼化鈦(tib2)添加至作為導(dǎo)體圖案170的基礎(chǔ)的導(dǎo)體糊劑，從而可以抑制銀向被覆層180的擴(kuò)散。

根據(jù)試樣s04～s05與試樣s09的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，將作為金屬硅化物的二硅化鋯(zisi2)和二硅化鉭(tasi2)添加至作為導(dǎo)體圖案170的基礎(chǔ)的導(dǎo)體糊劑，從而可以抑制銀向被覆層180的擴(kuò)散。

根據(jù)試樣s01～s07的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，作為導(dǎo)體圖案170的基礎(chǔ)的導(dǎo)體糊劑所含的無機(jī)成分中的金屬硼化物和金屬硅化物的總含量為3體積％以上且15體積％以下時(shí)，可以充分抑制銀向被覆層180的擴(kuò)散。

根據(jù)試樣s01、s08與試樣s09、s10的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，玻璃糊劑的材料為na2-zno-b2o3系玻璃粉末的情況下，也與玻璃糊劑的材料為硼硅酸系玻璃的情況同樣地，可以抑制銀向被覆層180的擴(kuò)散。

根據(jù)以上說明的實(shí)施方式，添加至導(dǎo)體糊劑的金屬硼化物和金屬硅化物中的至少一者的添加成分在焙燒中發(fā)生氧化，從而可以抑制導(dǎo)體圖案170的銀成分向被覆層180擴(kuò)散。因此，被覆層180中，可以抑制電絕緣性的降低和變色發(fā)生。其果，可以提高電路基板100的品質(zhì)。

另外，添加至導(dǎo)體糊劑的金屬硼化物可以包含六硼化鑭(lab6)、六硼化硅(sib6)和二硼化鈦(tib2)中的至少一者。由此，可以抑制銀成分從導(dǎo)體圖案向被覆層的擴(kuò)散。

另外，添加至導(dǎo)體糊劑的金屬硅化物也可以包含二硅化鋯(zisi2)和二硅化鉭(tasi2)中的至少一者。由此，可以抑制銀成分從導(dǎo)體圖案向被覆層的擴(kuò)散。

另外，導(dǎo)體糊劑所含的無機(jī)成分中的金屬硼化物和金屬硅化物的總含量為3體積％以上且15體積％以下時(shí)，可以充分抑制銀成分從導(dǎo)體圖案170向被覆層180的擴(kuò)散。

另外，將導(dǎo)體糊劑與玻璃糊劑一起進(jìn)行焙燒，從而與導(dǎo)體圖案170一起形成被覆層180(工序p160)，因此，與分別形成導(dǎo)體圖案170和被覆層180的情況相比，可以簡(jiǎn)化制造工序。

b.第2實(shí)施方式

圖4為示出第2實(shí)施方式中的電路基板100的制造方法的工序圖。第2實(shí)施方式的制造方法除比涂布導(dǎo)體糊劑的工序(工序p130)靠后的工序不同的方面之外，與第1實(shí)施方式同樣。

第2實(shí)施方式中，涂布導(dǎo)體糊劑(工序p130)，然后焙燒導(dǎo)體糊劑，從而形成導(dǎo)體圖案170(工序p240)。本實(shí)施方式中，在850℃的大氣中，將涂布于陶瓷基板110的導(dǎo)體糊劑暴露60分鐘，從而將導(dǎo)體糊劑焙燒。由此，在陶瓷基板110的表面111形成導(dǎo)體圖案170。

形成導(dǎo)體圖案170(工序p240)，然后在陶瓷基板110的表面111涂布作為被覆層180的基礎(chǔ)的玻璃糊劑(工序p250)。制作和涂布第2實(shí)施方式中的玻璃糊劑的方法與第1實(shí)施方式同樣。

涂布玻璃糊劑(工序p250)，然后將涂布于陶瓷基板110的表面111的玻璃糊劑焙燒，從而形成被覆層180(工序p260)。本實(shí)施方式中，在600℃的大氣中，將涂布于陶瓷基板110的玻璃糊劑暴露60分鐘，從而將玻璃糊劑焙燒。由此，在陶瓷基板110的表面111形成被覆層180。經(jīng)過這些工序完成電路基板100。

根據(jù)第2實(shí)施方式，與第1實(shí)施方式同樣地，可以抑制導(dǎo)體圖案170的銀成分向被覆層180擴(kuò)散。因此，可以抑制被覆層180中電絕緣性的降低和變色發(fā)生。其結(jié)果，可以提高電路基板100的品質(zhì)。

另外，將導(dǎo)體糊劑焙燒而形成導(dǎo)體圖案(工序p240)，然后將玻璃糊劑涂布于陶瓷基板110的表面111，因此可以進(jìn)一步抑制銀成分從導(dǎo)體圖案170向被覆層180的擴(kuò)散。

c.其他實(shí)施方式

本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以以各種構(gòu)成實(shí)現(xiàn)。例如，與發(fā)明內(nèi)容的欄中記載的各方案中的技術(shù)特征對(duì)應(yīng)的實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例中的技術(shù)特征是為了解決上述課題的一部分或全部、或者為了達(dá)成上述效果的一部分或全部，而可以適當(dāng)進(jìn)行替換、組合。另外，該技術(shù)特征如果不是在本說明書中作為必須的特征而進(jìn)行說明，則適當(dāng)可以刪除。

其他實(shí)施方式中，制作作為導(dǎo)體圖案170的基礎(chǔ)的導(dǎo)體糊劑時(shí)(工序p120)、在銀(ag)粉末中加入粘合劑和溶劑之前將金屬硼化物和金屬硅化物中的至少一者的粉末混合在銀(ag)粉末中，從而可以使金屬硼化物和金屬硅化物中的至少一者的粉末附著于銀(ag)粉末的表面。由此，可以進(jìn)一步抑制銀成分從導(dǎo)體圖案170向被覆層180的擴(kuò)散。

其他實(shí)施方式中，可以在涂布導(dǎo)體糊劑后(工序p130)且涂布玻璃糊劑前(工序p150)，在陶瓷基板110上涂布作為電阻體的基礎(chǔ)的糊劑。作為電阻體的基礎(chǔ)的糊劑是將氧化釕粉末和硼硅酸系玻璃粉末與粘合劑和溶劑混煉而成的糊劑。

附圖標(biāo)記說明

100…電路基板

110…陶瓷基板

111…表面

112…表面

170…導(dǎo)體圖案

180…被覆層

181…區(qū)域