電子機器製造における高性能・高信頼性の追求において、従来の基板材料はますます厳しさを増す要求に応えられなくなっています。熱伝導率の低さ、高温安定性の低さ、そして表面精度の不足は、厚膜・薄膜回路開発のボトルネックとなりつつあります。そのため、業界は、優れた絶縁性、効率的な放熱性、卓越した寸法安定性、そして理想的な表面平坦性を兼ね備え、精密回路の印刷・焼結プロセスを支える新たな基板材料を緊急に求めています。
基板用厚膜/フィルム回路のコア性能要件：
高性能エレクトロニクス分野において、厚膜回路と薄膜回路は極めて重要な微細加工技術です。それぞれの加工プロセスは異なりますが、回路を形成する基板材料には、多くの共通した厳しい要件が課せられます。
厚膜回路は、導電性、抵抗性、または絶縁性のペーストをスクリーン印刷により基板表面に塗布し、高温焼結により固化させて回路パターンを形成することで形成されます。典型的な焼結温度は約850℃～900℃ですが、具体的な温度はスラリーの種類と基板によって異なります。このプロセスの核心は、基板が高温の熱衝撃に耐え、焼結プロセス中に極めて高い寸法安定性（反りや収縮なし）と化学的不活性を維持し、ペーストとの反応を防ぐこと、そして同時に、印刷に必要な平坦性と密着性を満たすことです。
薄膜回路は、真空コーティング、リソグラフィー、エッチングなどのプロセスを用いて、基板上にマイクロメートル、さらにはナノメートルレベルの微細配線を形成します。このため、回路の精密な形成を保証するために、基板表面の粗さは極めて低く（ほぼ原子レベルの滑らかさ）、製造工程中の欠陥や不純物の混入を防ぐため、微細構造の均一性と化学的純度に優れていなければなりません。
全体として、これら2つの技術の実装方法は異なりますが、いずれも基板材料に優れた熱安定性、精密な表面特性、卓越した寸法精度、そして安定した化学的特性が求められます。従来の有機基板や金属基板は、このようなハイエンド用途ではしばしば不十分です。しかし、セラミック基板は、これらの厳しい課題に対処するために設計された理想的な材料です。その独自の性能の組み合わせは、ベースキャリアにおける厚膜回路と薄膜回路の究極の要件を完璧に満たします。
セラミック基板の利点は、ハイエンド回路の問題点に直接対処します。
(1) 究極の熱安定性と寸法剛性
セラミック材料（Al₂O₃やAlNなど）は高い融点と優れた熱安定性を有し、厚膜焼結温度においても軟化、変形、収縮を起こしません。この「剛性」により、多層回路の精密な配置が確保され、焼結時の内部応力が低減し、長期信頼性が向上します。また、様々な材料の熱膨張係数を半導体や印刷ペーストと整合させることで、熱応力をさらに低減できます。
(2) 表面処理および精密加工性
薄膜回路の場合、セラミック基板は精密研磨によりナノメートルレベルの平坦度（Ra）を実現できるため、フォトリソグラフィーおよびコーティング工程の精度を確保できます。厚膜回路の場合、適度な表面粗さがペーストの密着性を高めます。セラミック基板は、表面処理によって様々なプロセス要件に柔軟に対応できます。
(3) 優れた化学純度と不活性
先端セラミック原料は、高純度、緻密な構造、そして高温・真空環境下における優れた化学的安定性を備えています。厚膜焼結においても、Ag/Ag-Pdペーストなどのペーストと反応しません。また、フィルム製造工程において、低揮発性不純物を低減することで、真空汚染や欠陥を最小限に抑え、最終製品の歩留まりを向上させることができます。
(4) 優れた熱管理能力
高い熱伝導率（AlNは150～200W/m·K）により、パワーデバイスから発生する熱を速やかに拡散させ、局所的な過熱を防ぎ、デバイスの信頼性と熱安定性を向上させます。
(5) 機械的強度と長期信頼性
高い硬度と高い曲げ強度により、セラミック基板は加工、輸送、長期使用中に破損する可能性が低くなります。また、温度サイクル耐性、耐湿熱性、耐腐食性にも優れているため、自動車、航空、産業用制御などの高信頼性が求められる用途に適しています。
全体的に、セラミック基板は熱、機械、化学、表面特性の面で総合的な利点を備えているため、厚膜および薄膜の精密回路をサポートするのに理想的なプラットフォームとなり、電子設計における高電力、高密度、高精度の要件も満たします。
当社は、厚膜・薄膜回路印刷におけるお客様の多様なアプリケーションをサポートするため、多様なセラミック基板材料を取り揃えております。お問い合わせはお気軽にご連絡ください。
お問い合わせ