JPH11298122A - 回路基板及び回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚膜ペーストを使用するものであっても、め
っきと樹脂部との密着力を十分得ることができる回路基
板及び回路基板の製造方法を提供する。 【解決手段】 アルミナ積層基板４の配線材料であるタ
ングステン３に施された銅めっき５の表面に、厚膜導体
６，厚膜抵抗体７や保護ガラス８を焼成した場合等に付
着した不純物をプラズマクリーニング処理することによ
って除去し、界面層５ａを形成した後にソルダレジスト
１６を塗布して硬化させると、銅めっき５とソルダレジ
スト１６との密着力が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
る配線材料を覆うめっき部と、例えば、前記基板上に形
成される配線材料間を電気的に接続するためなどに配置
される厚膜ペーストと、前記めっき部についてはんだ付
け不要な部分などを覆う樹脂部とを備えてなる回路基板
及びその回路基板の製造方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば、プリント配線
基板のはんだ付け不要な部分をマスクするソルダレジス
トに一般的に用いられる材料の一つとして、紫外線硬化
型のエポキシ樹脂がある。通常は、この樹脂を、プリン
ト配線基板の所定部分に１０μｍ〜４０μｍ程度の厚さ
で印刷した後、紫外線を照射することによって硬化させ
る。この様なエポキシ樹脂は、プリント配線基板の配線
部材としての銅箔や、或いは配線部材を覆う銅めっきな
どに対して十分な密着力を有している。

【０００３】しかしながら、例えば、アルミナなどのセ
ラミック基板の表面または裏面に、導体，抵抗体若しく
は保護ガラスなどをの絶縁体を形成するために厚膜ペー
ストを配置し焼成するものについて、配線部材に施され
た銅めっき上にソルダレジストとしてエポキシ樹脂を配
置した場合は、銅めっきと樹脂との間の密着力が低下し
てしまうという問題がある。銅めっきと樹脂との間の密
着力が低下すると、ソルダレジストが剥離する場合もあ
り、ソルダレジストとしての機能をなさなかったり、或
いは、剥離した部分の絶縁性が低下したりする。

【０００４】この場合に密着力が低下する原因として
は、厚膜ペースト中に含まれているバインダが焼成工程
中に炭化して銅めっき上に付着したり、厚膜ペースト自
体の成分が銅めっき上に付着或いは化合したりすること
などが考えられる。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、厚膜ペーストを使用するものであっ
ても、めっきと樹脂部との密着力を十分得ることができ
る回路基板及び回路基板の製造方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の回路基板によれ
ば、基板上に形成される配線材料に施されためっき部の
少なくとも樹脂部によって覆われる部分に、当該樹脂部
に対する密着性が良好な界面層を備える（請求項１）。
そして、めっき部の界面層を、具体的には、エッチング
処理（請求項２），プラズマクリーニング処理（請求項
３），機械的摩擦処理（請求項４）またはサンドブラス
ト処理（請求項５）によって形成する。

【０００７】また、本発明の回路基板の製造方法によれ
ば、基板上に形成される配線材料に施されためっき部の
樹脂部によって覆われる部分の表面を、予め不純物除去
処理する（請求項８）。不純物除去処理としては、具体
的には、エッチング処理（請求項９），プラズマクリー
ニング処理（請求項１０），機械的摩擦処理（請求項１
１）またはサンドブラスト処理（請求項１２）などを行
う。

【０００８】そして、何れの場合も、基板をアルミナ，
窒化アルミニュウムまたはムライトを材料として構成す
ると良く（請求項６，１３）、また、樹脂部としては、
紫外線硬化型の樹脂を用いると良い（請求項７，１
４）。

【０００９】即ち、基板上に導体，抵抗体若しくは絶縁
体を形成するために配置される厚膜ペーストを焼成する
ことにより、めっき部の表面にペースト中に含まれてい
るバインダが炭化して付着したり、或いは、ペースト自
体の成分がめっき部上に付着或いは化合しても、それら
を不純物除去処理によってめっき部の表面から除去して
界面層を形成し、その界面層の上に樹脂部が配置され
る。従って、めっき部と樹脂部との間の密着力を向上さ
せることができ、樹脂部としての機能や、樹脂部で覆わ
れた部分の絶縁性を維持することができる。

【００１０】そして、一般に、基板上の配線材料にめっ
きが施されたり、厚膜ペーストが用いられるアルミナ，
窒化アルミニュウムまたはムライトを材料として構成さ
れる基板に有効に適用することができる。また、樹脂部
が紫外線硬化型の樹脂である場合は、その樹脂とめっき
部との密着力の向上を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１実施例）以下、本発明の第
１実施例について図１乃至図５を参照して説明する。図
３は、アルミナ積層基板を構成するためのアルミナグリ
ーンシート単体の形成工程を模式的な断面図として示す
ものである。先ず、アルミナグリーンシート１の所定部
位にスルーホール１ａを形成し（図３（ａ），（ｂ）参
照）、そのスルーホール１ａにモリブデン（Ｍｏ）２の
ペーストを充填する（図３（ｃ）参照）。そして、モリ
ブデン２が充填されているスルーホール１ａの表面側に
タングステン（Ｗ，配線材料）３のペーストを印刷す
る。

【００１２】この様にして形成されたアルミナグリーン
シート１を、図４に示すように複数枚積層して加圧し、
アルミナ積層基板（回路基板）４を形成する。一般に、
アルミナ積層基板４は多数枚取りで形成されるため、各
単体のアルミナ積層基板４に切り離した後、約１６００
℃の還元雰囲気中で焼成される（図５（ａ），（ｂ）参
照）。次に、タングステン３上のみに析出する銅めっき
（めっき部）５を、厚さ４μｍ程度に形成してから、約
９００℃の中性雰囲気で熱処理を行う（図５（ｃ）参
照，第１工程）。すると、タングステン３と銅めっき
５、及び銅めっき５の粒子同士の密着性が向上する。

【００１３】次に、図１に示す工程を行う。先ず、アル
ミナ積層基板４裏面のタングステン３にかかるように、
銅を主成分とした厚膜導体（厚膜ペースト）６を印刷し
て約９００℃の窒素中にて焼成する（図１（ａ）参
照）。次に、厚膜導体６の間に、ホウ化ランタンを主成
分とした厚膜抵抗体（厚膜ペースト）７を印刷して約９
００℃の窒素中にて焼成する（図１（ｂ）参照，第２工
程）。

【００１４】そして、厚膜導体６及び厚膜抵抗体７を覆
うように保護ガラス（厚膜ペースト）８を印刷して、約
６５０℃の窒素中にて焼成する（図１（ｃ）参照）。次
に、厚膜抵抗体７の抵抗値を所定の値に調整するため
に、例えばレーザなどを用いてトリミングを行う（図１
（ｄ）参照）。そして、厚膜抵抗体７のトリミング部７
ａを保護するために、その上から、例えばエポキシアク
リレートを主成分とする紫外線硬化型樹脂９を印刷し、
紫外線を照射して硬化させる（図１（ｅ）参照）。

【００１５】この時点で、アルミナ積層基板４の表面側
にある銅めっき５の表面には、厚膜導体６や厚膜抵抗体
７または保護ガラス８を印刷，焼成した際に、そのペー
スト自体或いはペースト中にバインダとして含まれてい
る成分が炭化して付着した状態にある。そこで、次に、
銅めっき５の表面からこれらの不純物を除去するため
に、不純物除去処理を行う（図１（ｆ）参照）。

【００１６】図２（ａ）は、プラズマクリーニング装置
１０内に図１（ｅ）の処理後のアルミナ積層基板４を配
置して、不純物除去処理を行う状態を模式的に示す断面
図である。プラズマクリーニング装置１０は、アルミ製
のトレイ（陰極）１１上にクリーニング対象たるアルミ
ナ積層基板４を載置して、絶縁体であるオーリング１２
を介してアルミ製のカバー（陽極）１３で覆う。

【００１７】カバー１３の図２（ａ）中右上方側からは
アルゴン（Ａｒ）ガス１４が内部に吸入され、カバー１
３の左上方側から排出されるようになっている。そし
て、カバー１３は接地されており、トレイ１１には電源
１５により高周波電界が印加されるようになっている。
カバー１３内には、例えば流量５０ｓｃｃ(Standard C
C: 標準圧力) ／Ｍでアルゴンガス１４を導入する。

【００１８】斯様な構成のプラズマクリーニング装置１
０は、カバー１３とトレイ１１との間に１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電界を印加してグロー放電を発生させること
で、アルゴンガス１４をプラズマ化する。すると、プラ
ズマ中の電子は、重量が大きいアルゴンイオンよりも高
周波電界に対してより速く追従するので、プラズマは正
の電位Ｖｐに帯電する一方、トレイ１１上に載置されて
いるアルミナ積層基板４の側にはイオンシースが形成さ
れて、トレイ１１側には負の自己バイアス電圧Ｖｓが生
じる。

【００１９】そして、プラズマ化したアルゴンガス１４
のアルゴンイオン（＋）は、電位差（Ｖｐ−Ｖｓ）で加
速され、アルミナ積層基板４の銅めっき５に衝突する
（図２（ｂ）参照）。すると、その衝撃により銅めっき
５の表面に存在する銅（Ｃｕ）原子がスパッタされるこ
とで、銅めっき５の表面は極僅かずつ研削されて行く
（スパッタエッチング）。

【００２０】例えば、上記条件により、出力７５０Ｗで
３０秒間のプラズマクリーニングを施すと、銅めっき５
の表面は１０ｎｍ程度削れて界面層５ａが形成される。
この作用により、銅めっき５の表面に付着していた不純
物はＣｕ原子と共に除去されることになる。

【００２１】以上のようにして不純物除去処理を行った
後、図１（ｇ）に示すように、アルミナ積層基板４表面
側にある銅めっき５のはんだ付け不要な部分（界面層５
ａの一部）に、紫外線硬化型の樹脂からなるソルダレジ
スト（樹脂部）１６を印刷により塗布し、紫外線を照射
して硬化させる（第３工程）。すると、界面層５ａにお
いては不純物が除去されていることにより、銅めっき５
とソルダレジスト１６との密着力を十分に得ることがで
きる。

【００２２】以上のように本実施例によれば、アルミナ
積層基板４の配線材料であるタングステン３に施された
銅めっき５の表面に、厚膜導体６，厚膜抵抗体７や保護
ガラス８を焼成した場合等に付着した不純物をプラズマ
クリーニング処理することによって除去して界面層５ａ
を形成し、その界面層５ａに紫外線硬化型の樹脂からな
るソルダレジスト１６を塗布して硬化させるので、銅め
っき５とソルダレジスト１６との密着力を従来よりも高
めることができ、ソルダレジストとしての機能や配線部
分の絶縁性等を良好に維持することができる。

【００２３】また、制御性の良好なプラズマクリーニン
グによって、銅めっき５の表面を極めて薄くエッチング
することが容易に行えるので、表面に付着した不純物を
短時間で確実に除去することができる。そして、スパッ
タエッチング作用を利用していることから、めっき材料
がどの様なものであっても、その材料に応じてガスを選
択して使用する必要がなく、全てアルゴンガス１４を用
いてエッチングすることができる。

【００２４】図６乃至図８は、何れも本発明の不純物除
去処理によって界面層５ａを形成する部分についての他
の実施例である。 （第２実施例）図６に示す第２実施例は、第１実施例の
プラズマクリーニングに代わる不純物除去処理として、
ウエットエッチング処理を行うものである。

【００２５】エッチング槽１７の中に、例えば、濃度５
％程度の希リン酸，希塩酸，希硝酸または希硫酸など
の、金属に対して軽度のエッチング作用を有するエッチ
ング液１８を満たして、そのエッチング液１８の中に、
アルミナ積層基板４（図６では図示せず）を複数枚収納
するマガジントレイ１９を一定時間浸漬させて、銅めっ
き５の表面に付着した不純物を除去して界面層５ａを形
成する。

【００２６】（第３実施例）また、図７に示す第３実施
例は、アルミナ積層基板４をベルトコンベア２０により
搬送して、ベルトコンベア２０上方の所定部位に回転式
のナイロンブラシ２１を配置する。そして、ナイロンブ
ラシ２１の回転方向を例えばベルトコンベア２０の進行
方向に一致させ（進行方向と反対向きに回転させても良
い）、アルミナ積層基板４をナイロンブラシ２１の下方
を通過させることにより、ナイロンブラシ２１の機械的
な摩擦処理によって銅めっき５の表面に付着した不純物
を除去して界面層５ａを形成する。

【００２７】（第４実施例）図８に示す第４実施例は、
不純物除去処理としてサンドブラスト処理を行うもので
ある。第３実施例と同様に、アルミナ積層基板４をベル
トコンベア２２により搬送して、ベルトコンベア２０上
方の所定部位にサンドブラスト用のノズル２３を配置し
ておく。そして、そのノズル２３の下方をアルミナ積層
基板４が通過する際にノズル２３によって高圧が印加さ
れた砂粒２４を吹き付けることで、銅めっき５の表面に
付着した不純物を除去して界面層５ａを形成する。以上
のような第２乃至第４実施例によっても、第１実施例と
同様の効果が得られる。

【００２８】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。不純物除去処理としては、その他、
プラズマクリーニング以外のドライエッチング（例え
ば、反応性イオンエッチング）や、Ｒ２２５やエタノー
ルなどの有機溶剤を浸透させたウエスによって、銅めっ
き５の表面を擦するなどの処理で行っても良い。回路基
板は、アルミナ積層基板４に限ることなく、厚膜単層基
板や低温焼成基板などでも良い。また、基板の材質も、
アルミナに限ることなく、窒化アルミニュウムやムライ
トなどでも良い。

【００２９】めっき部を形成するものとしては、銅めっ
き５に限ることなく、ニッケルめっきや金めっきでも良
い。また、導体、或いは抵抗体を形成する厚膜ペースト
としては、銅やホウ化ランタンを主成分とするものに限
らず、酸化スズ，金，銀，パラジウム，プラチナなどを
主成分とするものでも良い。樹脂部は、エポキシ系の樹
脂に限らず、シリコン系の樹脂でも良い。また、紫外線
硬化型の樹脂に限ることなく、加熱により硬化するもの
などその他の材料でも良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すアルミナ積層基板の
要部の製造工程を示す図

【図２】プラズマクリーニング装置により不純物除去処
理を行う状態を説明するための模式的な断面図であり、
（ｂ）は（ａ）の銅めっき表面部分の拡大図

【図３】アルミナグリーンシート単板の製造工程を示す
図

【図４】複数枚のアルミナグリーンシートを積層してア
ルミナ積層基板を製造する工程を示す図

【図５】アルミナ積層基板を焼成すると共に、銅めっき
する工程を示す図

【図６】本発明の第２実施例における不純物除去処理を
説明する図

【図７】本発明の第３実施例における図６相当図

【図８】本発明の第４実施例における図６相当図

【符号の説明】

３はタングステン（配線材料）、４はアルミナ積層基板
（回路基板）、５は銅めっき（めっき部）、５ａは界面
層、６は厚膜導体（厚膜ペースト）、７は厚膜抵抗体
（厚膜ペースト）、８は保護ガラス（厚膜ペースト）、
１６はソルダレジスト（樹脂部）を示す。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成される配線材料を覆うめっ
   き部と、前記基板上に導体，抵抗体若しくは絶縁体を形
   成するために配置される厚膜ペーストと、前記めっき部
   を覆う樹脂部とを備えてなる回路基板において、 前記めっき部は、少なくとも前記樹脂部によって覆われ
   る部分に、当該樹脂部に対する密着性が良好な界面層を
   備えていることを特徴とする回路基板。
2. 【請求項２】 前記めっき部の界面層は、エッチング処
   理によって形成されていることを特徴とする請求項１記
   載の回路基板。
3. 【請求項３】 前記めっき部の界面層は、プラズマクリ
   ーニング処理によって形成されていることを特徴とする
   請求項２記載の回路基板。
4. 【請求項４】 前記めっき部の界面層は、機械的摩擦処
   理によって形成されていることを特徴とする請求項１記
   載の回路基板。
5. 【請求項５】 前記めっき部の界面層は、サンドブラス
   ト処理によって形成されていることを特徴とする請求項
   １記載の回路基板。
6. 【請求項６】 前記基板は、アルミナ，窒化アルミニュ
   ウムまたはムライトを材料として構成されていることを
   特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の回路基板。
7. 【請求項７】 前記樹脂部は、紫外線硬化型の樹脂であ
   ることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の回
   路基板。
8. 【請求項８】 基板上に形成される配線材料にめっきを
   施す第１工程と、前記基板上に導体若しくは抵抗体を形
   成するために厚膜ペーストを配置して焼成する第２工程
   と、前記めっきを施した部分を樹脂部で覆う第３工程と
   を備えてなる回路基板の製造方法において、 前記第２工程と第３工程との間に、前記めっきを施した
   部分の少なくとも前記樹脂部によって覆われる部分の表
   面を不純物除去処理する工程を備えたことを特徴とする
   回路基板の製造方法。
9. 【請求項９】 前記不純物除去処理は、エッチング処理
   によるものであることを特徴とする請求項８記載の回路
   基板。
10. 【請求項１０】 前記不純物除去処理は、プラズマクリ
    ーニング処理によるものであることを特徴とする請求項
    ９記載の回路基板の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記不純物除去処理は、機械的摩擦処
    理によるものであることを特徴とする請求項８記載の回
    路基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記不純物除去処理は、サンドブラス
    ト処理によるものであることを特徴とする請求項８記載
    の回路基板の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記基板は、アルミナ，窒化アルミニ
    ュウムまたはムライトを材料として構成されていること
    を特徴とする請求項８乃至１２の何れかに記載の回路基
    板の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記樹脂部は、紫外線硬化型の樹脂で
    あることを特徴とする請求項８乃至１３の何れかに記載
    の回路基板の製造方法。