JP6233973B2 - Metal-ceramic circuit board manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックス基板の一方の面に金属回路板が接合された金属−セラミックス回路基板の製造方法に関し、特に、金属回路板上のチップ部品や端子の半田付けが必要な部分などに部分的にめっきが施された金属−セラミックス回路基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a metal-ceramic circuit board in which a metal circuit board is bonded to one surface of a ceramic substrate, and in particular, to a part on a metal circuit board where soldering of chip parts or terminals is necessary. The present invention relates to a method for producing a metal-ceramic circuit board plated with a metal.
従来、電気自動車、電車、工作機械などの大電力を制御するために、パワーモジュールが使用されている。このようなパワーモジュール用の絶縁基板として、セラミックス基板の一方の面に接合された金属回路板上のチップ部品や端子の半田付けが必要な部分などに部分的にめっきが施された金属−セラミックス回路基板が使用されている。 Conventionally, a power module is used to control a large electric power of an electric vehicle, a train, a machine tool, and the like. As an insulating substrate for such a power module, a metal-ceramic in which a chip component on a metal circuit board bonded to one surface of a ceramic substrate or a portion where terminals need to be soldered is partially plated A circuit board is used.
このような金属−セラミックス回路基板の製造方法として、セラミックス基板に接合した金属板上に回路パターン形状の回路パターン形成用レジストを印刷し、金属板の不要部分をエッチング除去して回路パターンを形成し、回路パターン形成用レジストを剥離した後、回路パターン上の半田付けが必要な部分などの所定の部分以外に部分めっき用レジストを印刷して所定の部分にめっきを施した後に部分めっき用レジストを剥離するか、あるいは、回路パターン形成用レジストを剥離した後、回路パターン上の全面にめっきを施して、そのめっきの所定の部分に部分めっき用レジストを印刷してめっきの不要部分をエッチング除去した後に部分めっき用レジストを剥離する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a method of manufacturing such a metal-ceramic circuit board, a circuit pattern forming resist having a circuit pattern shape is printed on a metal plate bonded to the ceramic substrate, and unnecessary portions of the metal plate are removed by etching to form a circuit pattern. After removing the resist for forming the circuit pattern, printing the partial plating resist on a portion other than the predetermined portion such as the portion that needs to be soldered on the circuit pattern, and plating the predetermined portion, and then applying the partial plating resist. After peeling or removing the circuit pattern forming resist, plating is performed on the entire surface of the circuit pattern, and a partial plating resist is printed on a predetermined portion of the plating to remove unnecessary portions of the plating by etching. A method of peeling off the partial plating resist later is known (for example, see Patent Document 1).
しかし、特許文献1の方法では、回路パターン形成用レジストを剥離し、部分めっき用レジストを印刷した後、部分めっき用レジストを剥離しているので、2回のレジスト剥離工程を行う必要があり、金属−セラミックス回路基板の製造時間が長くなり、製造コストが高くなる。 However, in the method of Patent Document 1, the resist for circuit pattern formation is peeled off, and after the resist for partial plating is printed, the resist for partial plating is peeled off. The manufacturing time of the metal-ceramic circuit board becomes longer and the manufacturing cost becomes higher.
このような問題を解消するため、セラミックス基板に接合した回路形成用金属板を所定の部分に窓部が設けられたマスキング部材に押圧しながら、窓部を介して回路形成用金属板の所定の部分にめっき液を噴射して、スパージャ方式(高圧噴射ジェット方式)により部分的にめっきを施す方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In order to eliminate such problems, the circuit forming metal plate bonded to the ceramic substrate is pressed against a masking member provided with a window portion at a predetermined portion, while the predetermined portion of the circuit forming metal plate is pressed through the window portion. There has been proposed a method in which a plating solution is sprayed onto a portion and plating is partially performed by a sparger method (high-pressure jet method) (see, for example, Patent Document 2).
特許文献2の方法では、部分めっき用レジストの印刷および除去の工程がないので、製造時間を短くすることができるが、所定の形状のマスキング部材を作製する必要があるので、製造コストの削減は十分とはいえず、めっきが必要な部分の大きさや形状が異なる金属−セラミックス回路基板を製造する場合に、マスキング部材を再度作製する必要がある。また、セラミックス基板に接合した回路形成用金属板の表面が凹状または凸状に反っている場合に、回路形成用金属板の表面にマスキング部材を密着させることができず、めっきが必要な部分からめっきがはみ出して、めっきパターンの精度が悪化したり、回路形成用金属板の角部にピンホールが形成され易くなる。 In the method of Patent Document 2, since there is no step of printing and removing the resist for partial plating, the manufacturing time can be shortened. However, since it is necessary to produce a masking member having a predetermined shape, the manufacturing cost can be reduced. When manufacturing metal-ceramic circuit boards in which the size and shape of the portions that need to be plated are not sufficient, it is necessary to re-create the masking member. Also, when the surface of the circuit-forming metal plate bonded to the ceramic substrate is warped in a concave or convex shape, the masking member cannot be brought into close contact with the surface of the circuit-forming metal plate. The plating protrudes, the accuracy of the plating pattern is deteriorated, and pinholes are easily formed at the corners of the circuit forming metal plate.
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、セラミックス基板に接合された金属板上の所定の部分に精度よくめっきを施すことができるとともに製造コストを削減することができる、金属−セラミックス回路基板の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of such a conventional problem, the present invention can accurately apply plating to a predetermined portion on a metal plate bonded to a ceramic substrate and reduce the manufacturing cost. It aims at providing the manufacturing method of a ceramic circuit board.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、セラミックス基板に接合した金属板の略全面を覆うように第1のレジストを形成し、この第1のレジストの所定の部分を除去して金属板の一部を露出させ、この金属板の露出した部分にめっき皮膜を形成した後、このめっき皮膜を覆うように第2のレジストを形成し、第1のレジストの所定の部分を除去して金属板の一部を露出させ、この金属板の露出した部分をエッチング処理により除去した後、第1および第2のレジストを剥離することにより、セラミックス基板に接合された金属板上の所定の部分に精度よくめっきを施すことができるとともに製造コストを削減することができる、金属−セラミックス回路基板の製造方法を提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors formed a first resist so as to cover substantially the entire surface of the metal plate bonded to the ceramic substrate, and formed a predetermined portion of the first resist. After removing and exposing a part of the metal plate, and forming a plating film on the exposed part of the metal plate, a second resist is formed so as to cover the plating film, and a predetermined portion of the first resist On the metal plate bonded to the ceramic substrate by removing the first and second resists after removing the exposed portion of the metal plate by etching treatment. The present invention has been found to provide a method for producing a metal-ceramic circuit board capable of accurately plating a predetermined portion of the metal and reducing the production cost. This has led to the.
すなわち、本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法は、セラミックス基板に接合した金属板の略全面を覆うように第1のレジストを形成し、この第1のレジストの所定の部分を除去して金属板の一部を露出させ、この金属板の露出した部分にめっき皮膜を形成した後、このめっき皮膜を覆うように第2のレジストを形成し、第1のレジストの所定の部分を除去して金属板の一部を露出させ、この金属板の露出した部分をエッチング処理により除去した後、第1および第2のレジストを剥離することを特徴とする。 That is, according to the metal-ceramic circuit board manufacturing method of the present invention, the first resist is formed so as to cover substantially the entire surface of the metal plate bonded to the ceramic substrate, and a predetermined portion of the first resist is removed. After exposing a part of the metal plate and forming a plating film on the exposed part of the metal plate, a second resist is formed so as to cover the plating film, and a predetermined part of the first resist is removed. Then, a part of the metal plate is exposed, and the exposed part of the metal plate is removed by etching, and then the first and second resists are peeled off.
この金属−セラミックス回路基板の製造方法において、第1および第2のレジストが電着レジストであるのが好ましく、第1のレジストの除去をレーザー加工によって行うのが好ましい。また、めっきはめっき液に浸漬して行うのが好ましい。また、金属板がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるのが好ましい。 In this metal-ceramic circuit board manufacturing method, the first and second resists are preferably electrodeposition resists, and the first resist is preferably removed by laser processing. The plating is preferably performed by dipping in a plating solution. The metal plate is preferably made of aluminum or an aluminum alloy.
また、金属板とセラミックス基板との接合を、金属溶湯をセラミックス基板の一方の面に接触させた後に冷却して固化させて金属板を形成することにより行うのが好ましい。この場合、金属溶湯をセラミックス基板の一方の面に接触させる際に、金属溶湯をセラミックス基板の他方の面に接触させ、冷却して固化させることにより金属部材を形成してセラミックス基板の他方の面に接合してもよい。また、金属部材が金属板と同じアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるのが好ましい。また、金属部材のセラミックス基板と反対側の面に板状または柱状のフィンを形成してもよい。さらに、めっき皮膜が、電気めっきまたは無電解めっきにより形成されるのが好ましく、Ni、Ni合金、AuまたはAgからなるのが好ましい。 The metal plate and the ceramic substrate are preferably joined by forming a metal plate by bringing the molten metal into contact with one surface of the ceramic substrate and then cooling and solidifying it. In this case, when the molten metal is brought into contact with one surface of the ceramic substrate, the molten metal is brought into contact with the other surface of the ceramic substrate, and is cooled and solidified to form a metal member to form the other surface of the ceramic substrate. You may join to. Moreover, it is preferable that a metal member consists of the same aluminum or aluminum alloy as a metal plate. Further, plate-like or columnar fins may be formed on the surface of the metal member opposite to the ceramic substrate. Furthermore, the plating film is preferably formed by electroplating or electroless plating, and is preferably made of Ni, Ni alloy, Au or Ag.
本発明によれば、セラミックス基板に接合された金属板上の所定の部分に精度よくめっきを施すことができるとともに製造コストを削減することができる、金属−セラミックス回路基板の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a metal-ceramic circuit board capable of accurately plating a predetermined portion on a metal plate bonded to a ceramic substrate and reducing the manufacturing cost. Can do.
以下、添付図面を参照して、本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態について説明する。 Embodiments of a method for producing a metal-ceramic circuit board according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
まず、図1Aに示すように、セラミックス基板10の一方の面に回路用金属板12が接合した金属−セラミックス接合基板を製造する。この金属−セラミックス接合基板は、鋳型内において金属溶湯をセラミックス基板10の一方の面に接触させ、冷却して固化させること(所謂溶湯接合法)により回路用金属板12を形成してセラミックス基板10の一方の面に接合することによって製造することができる。また、セラミックス基板10の他方の面にベース用金属板14が接合した金属−セラミックス接合基板を製造してもよい。この金属−セラミックス接合基板は、金属溶湯をセラミックス基板10の一方の面に接触させる際に、金属溶湯をセラミックス基板10の他方の面に接触させ、冷却して固化させることによりベース用金属板14を形成してセラミックス基板10の他方の面に接合することによって製造することができる。これらの場合、金属溶湯がアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯であるのが好ましい。あるいは、所謂溶湯接合法に代えて、セラミックス基板10の一方の面に銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる回路用金属板12を直接またはろう材を介して接合してもよく、他方の面に銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるベース金属板14を直接またはろう材を介して接合してもよい。
First, as shown in FIG. 1A, a metal-ceramic bonding substrate in which a
次に、図1Bに示すように、回路用金属板12とベース用金属板16の表面(それぞれセラミックス基板10と反対側の面)の略全面を覆うように(第1の)レジスト16を形成する。このレジスト16は、電着レジストであるのが好ましい。電着によって形成される電着レジストは、回路用金属板12とベース用金属板14の表面に凹凸があっても略均一の厚さにすることができる。なお、レジスト16をスプレー式(噴射式)やディップ式(浸漬式)などにより形成することもできるが、スプレー式ではレジストインクのロスが多く、また、ベース用金属板14の裏面(セラミックス基板10と反対側の面)に多数のフィンが狭ピッチで形成されている場合には、スプレー式やディップ式では、略均一の厚さのレジスト16を形成することができず、レジスト16が薄い部分にピンホールが形成され易く、ディップ式では、レジストインクの排出に時間がかかるため、レジストインクからの引き上げ速度が遅くなって、生産性が悪くなる。
Next, as shown in FIG. 1B, a (first)
次に、図1Cに示すように、回路用金属板12の表面に形成されたレジスト16の所定の部分(めっきをする部分)を除去して、部分めっき用レジストを形成する。このレジスト16の除去は、レジスト16の所定の部分にレーザー照射するレーザー加工によって行うのが好ましい。
Next, as shown in FIG. 1C, a predetermined portion (a portion to be plated) of the resist 16 formed on the surface of the
次に、図1Dに示すように、回路用金属板12の表面のレジスト16が除去された部分にNi、Ni合金、AuまたはAgなどからなるめっき皮膜18を形成する。このめっき皮膜18の形成は、回路用金属板12をめっき液に浸漬して行うのが好ましく、電気めっきまたは無電解めっきのいずれでもよい。このようにしてめっき皮膜18を形成することにより、スパージャ方式(高圧噴射ジェット方式)で部分めっきを行う場合のように、形状が異なる毎にマスキング部材を作製する必要がなく、製造コストを削減することができる。また、セラミックス基板10に接合した回路用金属板12の表面が凹状または凸状に反っていても、めっきが必要な部分からめっきがはみ出すのを抑制して、めっき皮膜18を精度よく形成することができる。
Next, as shown in FIG. 1D, a
次に、図1Eに示すように、めっき皮膜18を覆うように(第2の)レジスト16を形成する。このレジスト16は、電着レジストであるのが好ましい。電着レジストであれば、めっき皮膜18を覆う(第2の)レジスト16の厚さを他の部分の(第1の)レジスト16と同じ厚さにして、回路用金属板12の表面のめっき皮膜18が形成されていない部分と形成されている部分で略均一の厚さに形成することができ、後でレジスト16を剥離するのが容易である。このように(第2の)レジスト16を形成することにより、回路用金属板12とめっき皮膜18の表面の略全面が(第1および第2の)レジスト16に覆われる。
Next, as shown in FIG. 1E, a (second) resist 16 is formed so as to cover the
次に、図1Fに示すように、回路用金属板12とベース用金属板14の表面に形成されたレジスト16の所定の部分(回路用金属板12とベース用金属板14の不要部分に対応する部分)除去して、回路パターン形成用レジストおよび金属ベース板形成用レジストを形成する。このレジスト16の除去は、レーザー加工によって行うのが好ましい。
Next, as shown in FIG. 1F, a predetermined portion of the resist 16 formed on the surfaces of the
次に、図1Gに示すように、塩化第二鉄溶液などのエッチング液によってエッチング処理を行うことにより、回路用金属板12の不要部分を除去して所望の回路パターンの金属回路板12を形成するとともに、ベース用金属板14の不要部分を除去して金属ベース板14を形成する。
Next, as shown in FIG. 1G, an unnecessary portion of the
次に、図1Hに示すように、(第1および第2の)レジスト16を剥離することにより、セラミックス基板10の一方の面に所望の回路パターンの金属回路板12が接合されるとともに他方の面に金属ベース板14が接合された金属−セラミックス回路基板が得られる。なお、レジスト16の剥離工程が1回だけであるので、金属−セラミックス回路基板の製造時間および製造コストを削減することができるとともに、レジスト16の剥離液によるめっきの密着性の低下や金属板12、14およびセラミックス基板10へのダメージを抑制することができる。
Next, as shown in FIG. 1H, the
また、図2に示すように、平板状の金属ベース板14の裏面(セラミックス基板10と反対側の面)から略垂直方向に突出するとともに互いに所定の間隔で離間して略平行に伸びるように複数の板状の放熱フィン14aが金属ベース板14と一体に形成された板フィン付金属ベース板をセラミックス基板10に接合してもよいし、平板状の金属ベース板14の裏面から略垂直方向に突出するとともに互いに所定の間隔で離間して配置するように多数の柱状(ピン状)の放熱フィン14bが金属ベース板14と一体に形成されたピンフィン付金属ベース板をセラミックス基板10に接合してもよい。
Further, as shown in FIG. 2, it protrudes in a substantially vertical direction from the back surface (surface opposite to the ceramic substrate 10) of the flat
以下、本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施例について詳細に説明する。 Examples of the method for producing a metal-ceramic circuit board according to the present invention will be described in detail below.
[実施例1]
セラミックス基板を収容する空洞部が内部に形成されるとともにこの空洞部の両側にそれぞれベース用金属板と回路用金属板に対応する形状の空洞部が形成された鋳型内に、セラミックス基板を配置してアルミニウム溶湯を注入した後に冷却して固化させることにより、100mm×50mm×0.6mmの大きさの窒化アルミニウムからなるセラミックス基板の一方の面に90mm×40mm×0.6mmの大きさの平板状のベース用金属板が直接接合するとともに、他方の面に90mm×40mm×0.8mmの大きさの平板状の回路用金属板が直接接合した一体の金属−セラミックス接合基板を作製した。この金属−セラミックス接合基板は、回路用金属板側が凹状に反っていた。
[Example 1]
The ceramic substrate is placed in a mold in which a cavity for accommodating the ceramic substrate is formed and a cavity having a shape corresponding to the base metal plate and the circuit metal plate is formed on both sides of the cavity. After injecting molten aluminum, it is cooled and solidified to form a flat plate of 90 mm × 40 mm × 0.6 mm on one surface of a ceramic substrate made of aluminum nitride of 100 mm × 50 mm × 0.6 mm. An integrated metal / ceramic bonding substrate in which a flat circuit metal plate having a size of 90 mm × 40 mm × 0.8 mm was directly bonded to the other surface was prepared. In this metal-ceramic bonding substrate, the circuit metal plate side warped in a concave shape.
この金属−セラミックス接合基板を電着槽内の電着フォトレジスト液に浸漬し、回路用金属板とベース用金属板に電極を取り付けて120Vの電圧を印加することにより、回路用金属板とベース用金属板の表面(それぞれセラミックス基板と反対側の面)の略全面を覆うように電着レジスト皮膜を形成し、80℃で30分間乾燥した後、紫外線により露光して硬化させることにより、厚さ40μmの(第1の)電着レジストを形成した。 The metal-ceramic bonding substrate is dipped in an electrodeposition photoresist solution in an electrodeposition bath, electrodes are attached to the circuit metal plate and the base metal plate, and a voltage of 120 V is applied, so that the circuit metal plate and the base are applied. An electrodeposition resist film is formed so as to cover substantially the entire surface of the metal plate (the surface opposite to the ceramic substrate), dried at 80 ° C. for 30 minutes, and then exposed to UV light and cured to obtain a thickness. A (first) electrodeposition resist having a thickness of 40 μm was formed.
次に、回路用金属板の表面に形成されたレジストの15mm×15mmの大きさの略矩形の部分にレーザー照射して、その部分のレジストを除去して回路用金属板を露出させた後、ワット浴からなるNiめっき液に浸漬して、電気めっきにより回路用金属板の露出部分に厚さ6μmのNiめっき皮膜を形成した。 Next, after irradiating a laser to a substantially rectangular portion having a size of 15 mm × 15 mm of the resist formed on the surface of the circuit metal plate to remove the resist of the portion and exposing the circuit metal plate, A 6 μm thick Ni plating film was formed on the exposed portion of the circuit metal plate by electroplating by dipping in a Ni plating solution comprising a Watt bath.
次に、上記の(第1の)電着レジストの形成方法と同様の方法により、めっき皮膜を覆うように厚さ40μmの(第2の)電着レジストを形成した。 Next, a (second) electrodeposition resist having a thickness of 40 μm was formed so as to cover the plating film by the same method as the above (first) electrodeposition resist formation method.
次に、回路用金属板の表面に形成されたレジストがめっき皮膜を取り囲む85mm×35mmの大きさの略矩形になり、ベース用金属板の表面のレジストが85mm×35mmの大きさの略矩形になるように、レジストの不要部分にレーザーを照射することにより、その不要部分のレジストを除去して回路用金属板およびベース用金属板を露出させた後、塩化第二鉄溶液によってエッチング処理を行うことにより、回路用金属板の不要部分を除去して所望の回路パターンの金属回路板を形成するとともに、ベース用金属板の不要部分を除去して金属ベース板を形成し、その後、乳酸を主成分とするレジスト剥離液によりレジストを剥離して、セラミックス基板の一方の面に所望の回路パターンの金属回路板が直接接合するとともに他方の面に平板状の金属ベース板が直接接合した金属−セラミックス回路基板を作製した。 Next, the resist formed on the surface of the circuit metal plate has a substantially rectangular shape with a size of 85 mm × 35 mm surrounding the plating film, and the resist on the surface of the base metal plate has a substantially rectangular shape with a size of 85 mm × 35 mm. In this way, by irradiating the unnecessary portion of the resist with a laser, the unnecessary portion of the resist is removed to expose the circuit metal plate and the base metal plate, and then etching is performed with a ferric chloride solution. As a result, an unnecessary portion of the circuit metal plate is removed to form a metal circuit plate having a desired circuit pattern, and an unnecessary portion of the base metal plate is removed to form a metal base plate. The resist is stripped off using a resist stripping solution as a component, and a metal circuit board with a desired circuit pattern is directly bonded to one side of the ceramic substrate and flat on the other side. A metal-ceramic circuit board in which a plate-like metal base plate was directly bonded was produced.
このようにして作製した金属−セラミックス回路基板について、工場顕微鏡によりめっき皮膜のはみ出し量(めっきが必要な部分からはみ出した部分の長さ)を測定してめっきパターンの精度を評価し、目視によりピンホールの発生の有無を観察してレジストの耐性を評価したところ、めっき皮膜のはみ出し量は0.01〜0.03mmと小さく、めっきパターンの精度は良好であり、金属回路板と金属ベース板にピンホールはなく、レジストの耐性は良好であった。 With respect to the metal-ceramic circuit board thus produced, the amount of protrusion of the plating film (the length of the portion protruding from the portion requiring plating) was measured with a factory microscope to evaluate the accuracy of the plating pattern, and the pin was visually checked. When the resistance of the resist was evaluated by observing the presence or absence of holes, the protruding amount of the plating film was as small as 0.01 to 0.03 mm, and the accuracy of the plating pattern was good. There was no pinhole, and the resistance of the resist was good.
[実施例2]
回路用金属板の大きさが90mm×40mm×0.4mmであり、回路用金属板側が凸状に反った以外は、実施例1と同様の金属−セラミックス接合基板を使用して、実施例1と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を作製し、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価したところ、めっき皮膜のはみ出し量は0.01〜0.03mmと小さく、めっきパターンの精度は良好であり、金属回路板と金属ベース板にピンホールはなく、レジストの耐性は良好であった。
[Example 2]
Example 1 using the same metal-ceramic bonding substrate as Example 1 except that the size of the circuit metal plate is 90 mm × 40 mm × 0.4 mm and the circuit metal plate side is warped convexly. Using the same method as above, a metal-ceramic circuit board was prepared, the amount of protrusion of the plating film was measured to evaluate the accuracy of the plating pattern, and the resistance of the resist was evaluated by the presence or absence of pinholes. The amount of protrusion was as small as 0.01 to 0.03 mm, the accuracy of the plating pattern was good, there were no pinholes in the metal circuit board and the metal base board, and the resist resistance was good.
[実施例3]
平板状の金属ベース板の代わりに、150mm×60mm×4mmの大きさの平板状の金属ベース板の裏面(セラミックス基板と反対側の面)から略垂直方向に突出するとともに互いに2mmの間隔で離間して略平行に伸びるように長さ90mm×幅5mm×高さ15mmの大きさの6個の板状の放熱フィンが金属ベース板と一体に形成された板フィン付金属ベース板がセラミックス基板に接合し、金属回路板側に凸状に反っていた以外は、実施例1と同様の金属−セラミックス回路基板を作製し、実施例1と同様の方法により、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価したところ、めっき皮膜のはみ出し量は0.01〜0.03mmと小さく、めっきパターンの精度は良好であり、金属回路板と金属ベース板にピンホールはなく、レジストの耐性は良好であった。
[Example 3]
Instead of the flat metal base plate, it protrudes from the back surface (surface opposite to the ceramic substrate) of the flat metal base plate having a size of 150 mm × 60 mm × 4 mm in a substantially vertical direction and is spaced apart by 2 mm from each other. Then, a metal base plate with plate fins, in which six plate-like heat radiation fins of length 90 mm × width 5 mm × height 15 mm are formed integrally with the metal base plate so as to extend substantially in parallel to the ceramic substrate, A metal-ceramic circuit board similar to that of Example 1 was prepared except that the metal circuit board was bonded and warped in a convex shape, and the amount of protrusion of the plating film was measured by the same method as in Example 1. When the accuracy of the plating pattern was evaluated and the resistance of the resist was evaluated based on the presence or absence of pinholes, the protruding amount of the plating film was as small as 0.01 to 0.03 mm. Accuracy is good, no pinholes in the metal circuit plate and the metal base plate, resistance of the resist was good.
[実施例4]
平板状の金属ベース板の代わりに、150mm×60mm×4mmの大きさの平板状の金属ベース板の裏面(セラミックス基板と反対側の面)から略垂直方向に突出するとともに互いに2mmの間隔で離間して配置するように直径2.5mm×高さ8mmの大きさの160個のピン状の放熱フィンが金属ベース板と一体に形成されたピンフィン付金属ベース板がセラミックス基板に接合し、金属回路板側に凸状に反っていた以外は、実施例1と同様の金属−セラミックス回路基板を作製し、実施例1と同様の方法により、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価したところ、めっき皮膜のはみ出し量は0.01〜0.03mmと小さく、めっきパターンの精度は良好であり、金属回路板と金属ベース板にピンホールはなく、レジストの耐性は良好であった。
[Example 4]
Instead of the flat metal base plate, it protrudes from the back surface (surface opposite to the ceramic substrate) of the flat metal base plate having a size of 150 mm × 60 mm × 4 mm in a substantially vertical direction and is spaced apart by 2 mm from each other. A metal base plate with pin fins, in which 160 pin-shaped radiating fins each having a diameter of 2.5 mm and a height of 8 mm are formed integrally with the metal base plate so as to be disposed, is joined to the ceramic substrate. A metal-ceramic circuit board similar to that in Example 1 was prepared except that the plate was warped in a convex shape, and the amount of protrusion of the plating film was measured by the same method as in Example 1 to increase the accuracy of the plating pattern. When the resistance of the resist was evaluated by evaluating the presence or absence of pinholes, the protruding amount of the plating film was as small as 0.01 to 0.03 mm, and the accuracy of the plating pattern was A good, no pinholes in the metal circuit plate and the metal base plate, resistance of the resist was good.
[実施例5]
Niめっき皮膜を形成した後、Auめっき液に浸漬して、Niめっき皮膜上にAuめっき皮膜を(めっき皮膜全体の厚さが6μmになるように)形成した以外は、実施例1と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を作製し、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価したところ、めっき皮膜のはみ出し量は0.01〜0.03mmと小さく、めっきパターンの精度は良好であり、金属回路板と金属ベース板にピンホールはなく、レジストの耐性は良好であった。
[Example 5]
After forming the Ni plating film, it was immersed in the Au plating solution, and the same as in Example 1 except that the Au plating film was formed on the Ni plating film (so that the total thickness of the plating film was 6 μm). The metal-ceramic circuit board was prepared by the method, the amount of protrusion of the plating film was measured to evaluate the accuracy of the plating pattern, and the resistance of the resist was evaluated by the presence or absence of pinholes. The amount of protrusion of the plating film was The accuracy of the plating pattern was good, as small as 0.01 to 0.03 mm, the metal circuit board and the metal base board had no pinholes, and the resist had good resistance.
[実施例6]
Niめっき皮膜を形成した後、Agめっき液に浸漬して、Niめっき皮膜上にAgめっき皮膜を(めっき皮膜全体の厚さが6μmになるように)形成した以外は、実施例1と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を作製し、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価したところ、めっき皮膜のはみ出し量は0.01〜0.03mmと小さく、めっきパターンの精度は良好であり、金属回路板と金属ベース板にピンホールはなく、レジストの耐性は良好であった。
[Example 6]
After forming the Ni plating film, it was immersed in an Ag plating solution, and the same as in Example 1 except that the Ag plating film was formed on the Ni plating film (so that the total thickness of the plating film was 6 μm). The metal-ceramic circuit board was prepared by the method, the amount of protrusion of the plating film was measured to evaluate the accuracy of the plating pattern, and the resistance of the resist was evaluated by the presence or absence of pinholes. The amount of protrusion of the plating film was The accuracy of the plating pattern was good, as small as 0.01 to 0.03 mm, the metal circuit board and the metal base board had no pinholes, and the resist had good resistance.
[実施例7]
電気めっきに代えて無電解Ni−Pめっきによりめっき皮膜を形成したした以外は、実施例1と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を作製し、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価したところ、めっき皮膜のはみ出し量は0.01〜0.03mmと小さく、めっきパターンの精度は良好であり、金属回路板と金属ベース板にピンホールはなく、レジストの耐性は良好であった。
[Example 7]
A metal-ceramic circuit board was produced in the same manner as in Example 1 except that the plating film was formed by electroless Ni-P plating instead of electroplating, and the plating pattern was measured by measuring the amount of protrusion of the plating film. The resistance of the resist was evaluated by the presence or absence of the occurrence of pinholes. The protruding amount of the plating film was as small as 0.01 to 0.03 mm, the accuracy of the plating pattern was good, and the metal circuit board There was no pinhole in the metal base plate, and the resistance of the resist was good.
[比較例1]
実施例1と同様の方法により作製した(回路用金属板側が凹状に反った)金属−セラミックス接合基板について、15mm×15mmの大きさの開口部が設けられたマスキング部材に回路用金属板を押圧しながら、開口部を介して回路用金属板にワット浴からなるめっき液を噴射して、スパージャ方式(高圧噴射ジェット方式)により、回路用金属板に厚さ6μmのNiめっき皮膜を形成した。
[Comparative Example 1]
For a metal / ceramic bonding substrate manufactured by the same method as in Example 1 (the circuit metal plate side warped in a concave shape), the circuit metal plate was pressed against a masking member provided with an opening of 15 mm × 15 mm. However, a plating solution comprising a Watt bath was sprayed onto the circuit metal plate through the opening, and a Ni plating film having a thickness of 6 μm was formed on the circuit metal plate by a sparger method (high pressure jet jet method).
次に、回路用金属板とベース用金属板の表面(それぞれセラミックス基板と反対側の面)の略全面を覆うように、スプレーコートによりレジストを塗布した。 Next, a resist was applied by spray coating so as to cover substantially the entire surfaces of the circuit metal plate and the base metal plate (surfaces opposite to the ceramic substrate, respectively).
次に、回路用金属板の表面に形成されたレジストが85mm×35mmの大きさの略矩形になり、ベース用金属板の表面のレジストが85mm×35mmの大きさの略矩形になるように、レジストの不要部分にレーザーを照射することにより、その不要部分のレジストを除去して回路用金属板およびベース用金属板を露出させた後、塩化第二鉄溶液によってエッチング処理を行うことにより、回路用金属板の不要部分を除去して所望の回路パターンの金属回路板を形成するとともに、ベース用金属板の不要部分を除去して金属ベース板を形成し、その後、水酸化ナトリウム溶液によりレジストを剥離した。 Next, the resist formed on the surface of the circuit metal plate has a substantially rectangular shape with a size of 85 mm × 35 mm, and the resist on the surface of the metal plate for base has a substantially rectangular shape with a size of 85 mm × 35 mm. By irradiating the unnecessary part of the resist with laser, the resist of the unnecessary part is removed to expose the circuit metal plate and the base metal plate, and then the etching process is performed with a ferric chloride solution. A metal circuit board having a desired circuit pattern is formed by removing an unnecessary portion of the metal plate for use, and a metal base plate is formed by removing an unnecessary portion of the metal plate for the base. It peeled.
このようにしてセラミックス基板の一方の面に所望の回路パターンの金属回路板が直接接合するとともに他方の面に平板状の金属ベース板が直接接合した金属−セラミックス回路基板を作製し、実施例1と同様の方法により、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価した。その結果、金属回路板の表面にマスキング部材を密着させることができず、めっき皮膜のはみ出し量が0.2mmと大きく、めっきパターンの精度が悪く、金属回路板の角部にピンホールが形成され、レジストの耐性は良好でなかった。 In this way, a metal-ceramic circuit board in which a metal circuit board having a desired circuit pattern is directly bonded to one surface of the ceramic substrate and a flat metal base plate is directly bonded to the other surface is produced. In the same manner as above, the amount of protrusion of the plating film was measured to evaluate the accuracy of the plating pattern, and the resistance of the resist was evaluated based on the presence or absence of pinholes. As a result, the masking member cannot be brought into close contact with the surface of the metal circuit board, the protruding amount of the plating film is as large as 0.2 mm, the accuracy of the plating pattern is poor, and pinholes are formed at the corners of the metal circuit board. The resistance of the resist was not good.
[比較例2]
実施例2と同様の方法により作製した(回路用金属板側が凸状に反った)金属−セラミックス接合基板を使用して、比較例1と同様の方法により金属−セラミックス回路基板を作製し、実施例1と同様の方法により、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価した。その結果、めっき皮膜のはみ出し量が0.1mmと大きく、めっきパターンの精度が良好でなく、金属回路板と金属ベース板の角部にピンホールが形成され、レジストの耐性は良好でなかった。
[Comparative Example 2]
A metal-ceramic circuit board was produced by the same method as in Comparative Example 1 using a metal-ceramic bonding board produced by the same method as in Example 2 (the metal plate side for the circuit was warped in a convex shape). By the same method as in Example 1, the amount of protrusion of the plating film was measured to evaluate the accuracy of the plating pattern, and the resistance of the resist was evaluated based on whether or not pinholes were generated. As a result, the protruding amount of the plating film was as large as 0.1 mm, the accuracy of the plating pattern was not good, pinholes were formed at the corners of the metal circuit board and the metal base board, and the resistance of the resist was not good.
[比較例3]
平板状の金属ベース板の代わりに、150mm×60mm×4mmの大きさの平板状の金属ベース板の裏面(セラミックス基板と反対側の面)から略垂直方向に突出するとともに互いに2mmの間隔で離間して略平行に伸びるように長さ90mm×幅5mm×高さ15mmの大きさの6個の板状の放熱フィンが金属ベース板と一体に形成された板フィン付金属ベース板がセラミックス基板に接合し、金属回路板側が凸状に反っていた以外は、比較例1と同様の金属−セラミックス回路基板を作製し、実施例1と同様の方法により、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価した。その結果、めっき皮膜のはみ出し量が0.1mmと大きく、めっきパターンの精度が良好でなく、金属回路板の角部と放熱フィンの側面にピンホールが形成され、レジストの耐性は良好でなかった。
[Comparative Example 3]
Instead of the flat metal base plate, it protrudes from the back surface (surface opposite to the ceramic substrate) of the flat metal base plate having a size of 150 mm × 60 mm × 4 mm in a substantially vertical direction and is spaced apart by 2 mm from each other. Then, a metal base plate with plate fins, in which six plate-like heat radiation fins of length 90 mm × width 5 mm × height 15 mm are formed integrally with the metal base plate so as to extend substantially in parallel to the ceramic substrate, A metal-ceramic circuit board similar to that of Comparative Example 1 was prepared except that the metal circuit board side was warped in a convex shape, and the amount of protrusion of the plating film was measured by the same method as in Example 1 to perform plating. The accuracy of the pattern was evaluated, and the resistance of the resist was evaluated based on the presence or absence of pinholes. As a result, the protruding amount of the plating film was as large as 0.1 mm, the accuracy of the plating pattern was not good, pinholes were formed in the corners of the metal circuit board and the side surfaces of the radiation fins, and the resist resistance was not good. .
[比較例4]
平板状の金属ベース板の代わりに、150mm×60mm×4mmの大きさの平板状の金属ベース板の裏面(セラミックス基板と反対側の面)から略垂直方向に突出するとともに互いに2mmの間隔で離間して配置するように直径2.5mm×高さ8mmの大きさの160個のピン状の放熱フィンが金属ベース板と一体に形成されたピンフィン付金属ベース板がセラミックス基板に接合し、金属回路板側が凸状に反っていた以外は、比較例1と同様の金属−セラミックス回路基板を作製し、実施例1と同様の方法により、めっき皮膜のはみ出し量を測定してめっきパターンの精度を評価し、ピンホールの発生の有無によりレジストの耐性を評価した。その結果、めっき皮膜のはみ出し量が0.1mmと大きく、めっきパターンの精度が良好でなく、金属回路板の角部と放熱フィンの側面にピンホールが形成され、レジストの耐性は良好でなかった。
[Comparative Example 4]
Instead of the flat metal base plate, it protrudes from the back surface (surface opposite to the ceramic substrate) of the flat metal base plate having a size of 150 mm × 60 mm × 4 mm in a substantially vertical direction and is spaced apart by 2 mm from each other. A metal base plate with pin fins, in which 160 pin-shaped radiating fins each having a diameter of 2.5 mm and a height of 8 mm are formed integrally with the metal base plate so as to be disposed, is joined to the ceramic substrate. A metal-ceramic circuit board similar to Comparative Example 1 was prepared except that the plate side was warped, and the amount of protrusion of the plating film was measured by the same method as in Example 1 to evaluate the accuracy of the plating pattern. The resistance of the resist was evaluated based on the presence or absence of pinholes. As a result, the protruding amount of the plating film was as large as 0.1 mm, the accuracy of the plating pattern was not good, pinholes were formed in the corners of the metal circuit board and the side surfaces of the radiation fins, and the resist resistance was not good. .
10 セラミックス基板
12 回路用金属板(金属回路板)
14 ベース用金属板(金属ベース板)
14a 板状の放熱フィン
14b 柱状(ピン状)の放熱フィン
16 レジスト
18 めっき
10
14 Metal plate for base (metal base plate)
14a Plate-shaped
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