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JPH0235793A - 導電性膜付ガラスセラミック基板 - Google Patents

導電性膜付ガラスセラミック基板

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JPH0235793A
JPH0235793A JP63185760A JP18576088A JPH0235793A JP H0235793 A JPH0235793 A JP H0235793A JP 63185760 A JP63185760 A JP 63185760A JP 18576088 A JP18576088 A JP 18576088A JP H0235793 A JPH0235793 A JP H0235793A
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conductive film
glass
ceramic substrate
substrate
bonding layer
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幸久 武内
Masayasu Ishikawa
雅康 石川
Koji Kimura
浩二 木村
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、マイカを合−有するガラスセラミック基板に
導電性の膜を形成してなる、導電性膜付ガラスセラミッ
ク基板に関するものであり、特に付着強度が強く、パタ
ーン加工精度の良い導電性の膜を有するガラスセラミッ
ク基板に関するものである。
（背景技術） 従来より、マイカを含有するガラスセラミック基板に導
電性の膜を形成し、導体回路や電極を作ったり、メタラ
イズして半田付けやろう付けを可能にしたりして、マイ
カを含有するガラスセラミック基板の電気絶縁性、機械
加工性、無孔性、断熱性、快削性、耐食性等の何れかの
特徴と、所定の導電性膜の特性とを組み合わせた導電性
膜付ガラスセラミック基板が提案されており、これらの
提案では、例えばデイスプレィ用の放電パネル、アング
ルトランスジューサー等の回路基板、通電記録ヘッド（
特開昭６２−２３８７６７号公報）等への適用が示唆さ
れている。
しかしながら、このような導電性膜付ガラスセラミック
基板には、導電性膜の付着強度が弱いという問題があっ
た。尤も、この膜付着強度を改善するために、マイカを
含有するガラスセラミック基板の表面を若干粗にして導
電性膜を付着させる方法も考えられるが、この方法では
、導電性の膜の表面が粗くなり、導電性膜の物性的、形
状的な特性面での欠点を生じる場合がある。また、通常
でも、マイカを含有するガラスセラミック基板表面に設
けた導電性膜をエツチングすることにより、パターン形
成する場合には、基板表面粗さとは別に、マイカが何等
かの影響を及ぼし、良好なエツチング加工精度が得られ
ないという問題があるところから、更に基板表面を粗に
すると、その影響でパターンの直線性（真直度）等にお
いて良好な寸法精度が一層得られ難くなるという欠点も
生じていた。
（解決課題） ここにおいて、本発明は、かかる事情に鑑みて為された
ものであって、その解決課題とするところは、上記した
従来の欠点を解消し、マイカを含有するガラスセラミッ
ク基板に、付着強度が強くて、良好なパターンの寸法加
工精度が得られる導電性膜が形成された、導電性膜付ガ
ラスセラミック基板を実現しようとすることにある。
（解決手段） そして、本発明は、かかる課題を解決すべく、マイカを
含有するガラスセラミック基板に、導電性のｎりを形成
してなる導電性膜付ガラスセラミック基板において、表
面の所定の部分に少なくとも酸化ケイ素を含む接合層を
形成した、前記マイカを含有するガラスセラミック基板
に、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタン
、タンタル、クロムのうちの少なくとも何れかの元素を
含有する導電性膜を形成したことを特徴とする導電性膜
付ガラスセラミック基板を、その要旨とするものである
。
ところで、かかる本発明は、次のような知見に基づいて
完成されたものである。すなわち、アルミニウム、タン
グステン、モリブデン、チタン。
タンタル、クロム等の元素を含有する導電性の膜が、通
常のガラス基板等には比較的良好に付着すると一般的に
言われているにも拘わらず、マイカを含有するガラスセ
ラミック基板には強く付着しないことに鑑み、その原因
を検討した結果、前記基板表面層のマイカとガラスとの
間の接合力、更にはマイカに対する前記導電性膜の付着
力が弱いことを見い出し、また基板表面層のマイカが基
板表面の平坦性及び均一性を乱し、更には導電性の膜の
物性にまで影響することによって、導電性の膜のエツチ
ング加工精度に悪影響を与えることをも見い出したので
ある。
そこで、本発明者らは、上記の知見に基づき種々検討し
た結果、前記基板表面の所定の部分に、酸化ケイ素を含
む接合層を形成した場合に、該接合層と前記基板表面層
が強く接合すると共に、該接合層と前記導電性膜も強く
付着することを見い出し、この両方の作用を利用するこ
とによって、前記基板に前記導電性膜が強く付着した導
電性膜付ガラスセラミック基板を得たのである。また、
このような酸化ケイ素を含む接合層を用いて、基板表面
層のマイカを滑らかに被覆することによって、マイカが
エツチング加工精度に及ぼす悪影響を緩和出来ることを
見い出し、以てエツチング法によって寸法精度良く、パ
ターン形成することが出来る導電性膜を得る手法を確立
したことにより、付着力とエツチング加工精度が共に優
れた導電性膜付ガラスセラミック基板を実現することが
出来たのである。
ところで、かかる本発明において、酸化ケイ素を含む接
合層をガラスセラミック基板の所定の部位上に形成する
に際しては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンブレーテ
ィング法、クラスタイオンビーム法、ＣＶＤ法等の薄膜
形成法を用いて、それを基板表面に形成しても、また少
なくともケイ素化合物を含む溶液を、特に好ましくは、
少なくとも金属アルコキシド、ケイ酸、有機シリコン化
合物、シリカゲルの何れかを含む溶液を、スピナディッ
ピング、吹付け（スプｌ／−）、刷毛塗り等の何れかを
用いて基板表面に塗布した後、加熱処理するという塗布
法により形成しても、更にはシリカガラス系ペーストを
印刷し、加熱処理するという印刷法により形成しても良
いが、特に基板との接合力に優れ、クラックの少ない表
面が得られるという点で、スピナー、ディッピング等の
塗布法を用いて接合層を形成することが好ましい。
また、塗布法で比較的厚い接合層を形成する場合には、
塗布−加熱処理という工程を複数回行なって、所定の膜
厚の接合層とすることが、好ましい。
なお、かかる接合層の厚さに関しては、０．１〜２０μ
ｍの範囲の厚さが、付着力、パターン加工精度及び基板
の平坦性の点において好ましく、その中でも、特にクラ
ックの少ない表面が得られる、０．３〜３μｍの範囲の
厚さが好ましい。
また、本発明に係る接合層には、導電性の膜を付着させ
る前に、２００°Ｃ−１０００’Ｃの温度範囲において
加熱処理を行なうことが、付着力、基板の平坦性の点で
好ましく、特に４００〜８００°Ｃの温度範囲の加熱処
理が、接合層にクラックが生じ難いところから、より好
適である。そして、このような加熱処理は、一般に大気
中において行なわれることとなる。
更に、本発明において、接合層に含まれる酸化ケイ素と
しては、多結晶状でも、ガラス状でも、またどのような
状態のものでも良いが、特にクラックが生じ難いという
点から、ガラス状のものが好適に採用される。
更にまた、本発明にあっては、ガラスセラミンク基板と
して、特に、ガラスを結合剤としてマイカを焼き固めた
ガラスセラミック基板、或いはガラスを熱処理して結晶
化させ、マイカを生成させたガラスセラミック基板が、
好適に用いられる。
なお、このガラスセラミック基板中のマイカ含有量は、
目的とする導電性膜付基板の用途や特性に応じて適宜に
選定されることとなるが、一般に３０〜８０重量％（ガ
ラスエフ０〜２０重景％）程度、好適には５０〜７０重
量％（ガラス：５０〜３０重量％）の範囲内の値とされ
る。
そして、本発明に係る導電性膜付ガラスセラミック基板
の導電性の膜としては、アルミニウムタングステン、モ
リブデン、チタン、タンクルクロム等の元素の少なくと
も一つを含む膜、換言すればそのような元素からなる金
属膜、それら元素の合金膜、或いはそれら元素の導電性
化合物の膜等が用いられるが、エツチング加工性と付着
強度の点から、タングステン、モリブデン、チタンクロ
ムの１種若しくはそれ以上の元素を含む膜が好ましく、
特にクロム元素を含む膜が、より好適に採用される。ま
た、かかる導電性膜の膜形成方法としては、公知の各種
の手法が採用され、特に限定されるものではないが、真
空蒸着法、スバ・フタ法、イオンブレーティング法、ク
ラスタイオンビーム法、無電解メツキ法等の各種の手法
が適宜に採用されるものである。
また、本発明に係る導電性膜付ガラスセラミック基板に
あっては、上記の如き導電性の膜を接合層上に形成した
後、それら導電性膜と接合層を加熱処理して、それらの
付着強度を強めることが望ましい。この場合の加熱処理
の温度範囲としては、一般に５００〜１０００°Ｃ程度
が好ましく、特に８００〜１０００°Ｃの温度範囲が好
適である。また、加熱雰囲気としては、膜が導電性を失
わないような非酸化性雰囲気が適しており、Ｎ２ガス雰
囲気や（Ｈ２＋Ｎ２　）混合ガス雰囲気等が好適に採用
される。更に、このような雰囲気中の加熱処理によって
、前記接合層を構成する金属元素を導電性の合金乃至は
化合物に変えることも可能である。
（実施例） 以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的に
明らかにすることとするが、本発明が、かかる実施例の
記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは
、言うまでもないところである。
また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正
、改良等を加え得るものであることが、理解されるべき
である。
先ず、基板として、ガラスを熱処理して作製した、硼ケ
イ酸ガラスとフッ素金雲母（マイカ）を主成分とするガ
ラスセラミック基板を用意し、下記第１表に記載の接合
層厚さとなるように、それぞれ、シリカガラス系ペース
トによる印刷法により、或いはケイ素アルコキシドを主
成分とする溶液を用いたディッピング法により塗布して
、乾燥させた後、下記第１表記載の温度にて加熱処理を
行ない、導電性薄膜形成用の基板を調製し、次いで、そ
の表面に、通常のマグネトロン・スパッタ法により、膜
厚が３μｍとなるように、下記第１表記載の元素を含む
導電性の膜を形成した。そして、通常のフォトエツチン
グ法を用いて、第１図に示されるような８０μｍ幅のス
トライプ状のパターンの１００本を形成し、第１表記載
の温度で、（Ｈｘ　＋Ｉ’ｔＪｚ　）ガス雰囲気におい
て、加熱処理を行ない、本発明に係る導電性膜付ガラス
セラミック基板を得た。なお、第１図において、１はマ
イカを含有するガラスセラミック基板であり、２はスト
ライプ状のパターン（導電性膜）であり、３はそれら基
板１とパターン２との間に形成された接合層である。
第　　１ 表 このようにして得られた導電性膜付ガラスセラミック基
板の性能を調べるために、エツチング加工精度の目安と
して、ストライプ状のパターンのエツジの真直度を、第
２図に示されるように、かかるパターン（１００本）の
エツジに形成される凹部４や凸部５の凹凸度の最大値（
Ｗ）にて評価した。また、付着強度の目安として、かか
る導電性膜付ガラスセラミック基板の導電性膜上にメツ
キを施し、更にその上にフレキシブルプリント回路を接
着したものを用い、今日製作所製５Ｖ５０型万能引張圧
縮試験機にて、２０ｍ／ｍｊｎの引き上げ速度で前記フ
レキシブルプリント回路の剥離試験を実施することによ
り、剥離強度を測定した。
その結果を、下記第２表に示す。
かかる第２表から明らかなように、本発明（Ｎｏ。
２〜Ｎｏ、２３）に比して、比較例（Ｎｏ、１）は、膜
の付着強度が弱い上に、一部マイカによると思われ（発
明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の導電性膜付ガ
ラスセラミック基板は、膜の付着強度とエツチング加工
性に優れており、マイカを含有するガラスセラミック基
板の特徴と導電性膜の特徴を充分に活かすことが出来る
。従って、本発明の導電性膜付ガラスセラミック基板は
、各種パネル、各種回路基板、各種通電記録ヘッド等に
好適に採用され得るのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例において形成されたストライ
プ状パターンを示す概念図であり、第２図は、かかる実
施例における真直度の評価を説明する概念図である。 １ニガラスセラミツク基板 ２：導電性膜のストライプ状パターン ３：接合層　　　　　４：凹部 ５：凸部　　　　　　Ｗ：最大凹凸度値手続補正書（自
発） 平成１年７月１１日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 ２、発明の名称 導電性膜付ガラスセラミック基板 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　特許出願人 名　称　　　　　（４０６）日本碍子株式会社４、代理
人 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第６頁第２０行〜第７頁第１行の「少なく
とも金属アルコキシド、」を「ケイ素を含むアルコキシ
ド、」に訂正する。 （２）同　第７頁第２行の「シリカゲルの何れかＪを「
シリカゲルの少なくとも何れか」に訂正する。 （３）同　第１０頁第１０〜１１行の「前記接合層・・
・化合物に」を［前記導電性膜を構成する金属元素（好
ましくはクロム）を導電性の合金乃至は化合物、例えば
窒素を含む合金或いは化合物に、」に訂正する。 （４）同　第１４頁第８行の「導電性膜上に」を「導電
性膜の接着部に」に訂正する。 （５）同　第１４頁第９〜１０行の「フレキシブルプリ
ント回路を接着した」を「フレキシブルプリント回路（
ビール試験のリード線として用いる）を半田接着した」
に訂正する。 （６）図面中、第２図を別紙の通りに訂正する。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）マイカを含有するガラスセラミック基板に、導電
    性の膜を形成してなる導電性膜付ガラスセラミック基板
    において、 表面の所定の部分に少なくとも酸化ケイ素を含む接合層
    を形成した、前記マイカを含有するガラスセラミック基
    板に、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタ
    ン、タンタル、クロムのうちの少なくとも何れかの元素
    を含有する導電性膜を形成したことを特徴とする導電性
    膜付ガラスセラミック基板。
  2. （２）前記酸化ケイ素を含む接合層が、少なくともケイ
    素化合物を含む溶液を基板表面に塗布した後、加熱処理
    を行なうことによって、形成されていることを特徴とす
    る請求項（１）記載の導電性膜付ガラスセラミック基板
    。
  3. （３）前記導電性膜を膜形成した後に、非酸化性雰囲気
    中において加熱処理が施されていることを特徴とする請
    求項第（１）または（２）記載の導電性膜付ガラスセラ
    ミック基板。
JP63185760A 1988-07-26 1988-07-26 導電性膜付ガラスセラミック基板 Expired - Fee Related JPH06103787B2 (ja)

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