JPS61159792A - セラミツク配線基板の製法 - Google Patents
セラミツク配線基板の製法Info
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- JPS61159792A JPS61159792A JP72585A JP72585A JPS61159792A JP S61159792 A JPS61159792 A JP S61159792A JP 72585 A JP72585 A JP 72585A JP 72585 A JP72585 A JP 72585A JP S61159792 A JPS61159792 A JP S61159792A
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- ceramic wiring
- phosphoric acid
- ceramic substrate
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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。
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〕
この発明は、電子基材として使用されるセラミック配線
基板の製法に関する。
基板の製法に関する。
セラミック等の無機系配線基板からなる回路板を作る方
法として、従来、タングステンスラリーで焼成前のアル
ミナグリーンセ・ラミックシート上に回路を描き、還元
雰囲気中で一体に焼成する方法、あるいは、Ａｇ／Ｐｄ
、Ａｇ／Ｐ ｔ、Ａｕ。
法として、従来、タングステンスラリーで焼成前のアル
ミナグリーンセ・ラミックシート上に回路を描き、還元
雰囲気中で一体に焼成する方法、あるいは、Ａｇ／Ｐｄ
、Ａｇ／Ｐ ｔ、Ａｕ。
Ｃｕ等の金属微粉末をガラスフリット、有機系ビヒクル
と混合しペースト化し、セラミック基板上にスクリーン
印刷した後、ガラスフリットがセラミック基板に熔融接
合する温度で焼成し、回路を形成する方法が一般的であ
る。これらの方法は、配線抵抗が大きいので微細配線に
は不向きで、かつ、ファインパターンを形成しにくい、
また、ガラス質を含むため、はんだ付着性が劣り、不良
品が出やすく、使用時に故障をおこしやすい等の欠点が
ある。
と混合しペースト化し、セラミック基板上にスクリーン
印刷した後、ガラスフリットがセラミック基板に熔融接
合する温度で焼成し、回路を形成する方法が一般的であ
る。これらの方法は、配線抵抗が大きいので微細配線に
は不向きで、かつ、ファインパターンを形成しにくい、
また、ガラス質を含むため、はんだ付着性が劣り、不良
品が出やすく、使用時に故障をおこしやすい等の欠点が
ある。
セラミック基板と銅箔とを接着剤を用いて貼着して所定
回路部分にエツチングレジスト被膜を形成する。そして
、所定回路部分以外をエツチング除去したのち、エツチ
ングレジスト被膜を剥離することにより回路を形成する
方法もある。しかしながら、現在、無機系のよい接着剤
がなく、有機系の接着剤は耐熱性、耐薬品性１寸法安定
性等の特性の点で劣るため、この方法は一般に使用され
ていない。
回路部分にエツチングレジスト被膜を形成する。そして
、所定回路部分以外をエツチング除去したのち、エツチ
ングレジスト被膜を剥離することにより回路を形成する
方法もある。しかしながら、現在、無機系のよい接着剤
がなく、有機系の接着剤は耐熱性、耐薬品性１寸法安定
性等の特性の点で劣るため、この方法は一般に使用され
ていない。
セラミック配線基板の製法としては、この他、蒸着、ス
パッタリング、あるいはイオンプレーティング等のＰＶ
Ｄ法により回路を形成する方法がある。ＰＶＤ法は、上
に述べたような欠点を有してないため、実用性にすぐれ
た方法と言える。しかし、基板と金属層との間に強い密
着力を得ることが困難であるとともに膜厚を厚くするこ
とも非常に困難である。
パッタリング、あるいはイオンプレーティング等のＰＶ
Ｄ法により回路を形成する方法がある。ＰＶＤ法は、上
に述べたような欠点を有してないため、実用性にすぐれ
た方法と言える。しかし、基板と金属層との間に強い密
着力を得ることが困難であるとともに膜厚を厚くするこ
とも非常に困難である。
一般に、配線基板において要求される第１の要素として
、基板材料と配線金属との密着力の良いことが挙げられ
る。したがって、ＰＶＤ法における上記の欠点は、この
方法を実用化する上で重大な問題点であると言える。ガ
ラスエポキシ等の有機系配線基板材料に対しては、この
密着力を上げる手段の一つとして、基板表面を粗化した
後にメタライズし、いわゆるアンカー効果によって物理
的に基板と金属層とを接合するという方法が取られてい
る例があるが、セラミック等の無機系配線基板に対して
は、このように、基板表面を粗化した後にメタライズす
るという方法によって密着力を向上させている実用的な
例はない。すなわち、セラミック基板表面を粗化する方
法としては、従来よりＮａＯＨ融液、ＨＦ等が考えられ
ているが、均一に、しかも微細に粗化することができな
いからである。
、基板材料と配線金属との密着力の良いことが挙げられ
る。したがって、ＰＶＤ法における上記の欠点は、この
方法を実用化する上で重大な問題点であると言える。ガ
ラスエポキシ等の有機系配線基板材料に対しては、この
密着力を上げる手段の一つとして、基板表面を粗化した
後にメタライズし、いわゆるアンカー効果によって物理
的に基板と金属層とを接合するという方法が取られてい
る例があるが、セラミック等の無機系配線基板に対して
は、このように、基板表面を粗化した後にメタライズす
るという方法によって密着力を向上させている実用的な
例はない。すなわち、セラミック基板表面を粗化する方
法としては、従来よりＮａＯＨ融液、ＨＦ等が考えられ
ているが、均一に、しかも微細に粗化することができな
いからである。
この発明は、このような現状に鑑みてなされたものであ
り、配線抵抗の小さい卑金属導体により、微細パターン
まで形成でき、かつ、セラミックと前記導体との密着が
安定して強固であるセラミック配線基板を提供すること
にある。
り、配線抵抗の小さい卑金属導体により、微細パターン
まで形成でき、かつ、セラミックと前記導体との密着が
安定して強固であるセラミック配線基板を提供すること
にある。
従来、Ｈ３ＰＯ４，ホウ砂、ｖ２ ｏ５などの溶液、融
液が、ガラスを含むセラミックの化学的加工法および５
化学的研磨方法として用いられている。発明者らは、こ
の化学的方法のうち、リン酸を用いる方法がセラミック
基板の表面粗化に利用できるのではないかと着想し、種
々実験研究を重ね、通用できるとの見通しを得た。さら
に、基板のクレーンサイズの調整も重要であるとの知見
を得た。そして、ここに、この発明を完成した。
液が、ガラスを含むセラミックの化学的加工法および５
化学的研磨方法として用いられている。発明者らは、こ
の化学的方法のうち、リン酸を用いる方法がセラミック
基板の表面粗化に利用できるのではないかと着想し、種
々実験研究を重ね、通用できるとの見通しを得た。さら
に、基板のクレーンサイズの調整も重要であるとの知見
を得た。そして、ここに、この発明を完成した。
したがって、この発明は、セラミック基板の平均クレー
ンサイズを８μｍ以下にしておいて、その表面をリン酸
により粗化し、かつ、この粗化表面上にＰＶＤのみによ
る方法、および、ＰＶＤを行ったのち電解めっきを施す
方法のうちのいずれか１つの方法により金属層を形成す
ることを特徴とするセラミック配線基板の製法を要旨と
する。
ンサイズを８μｍ以下にしておいて、その表面をリン酸
により粗化し、かつ、この粗化表面上にＰＶＤのみによ
る方法、および、ＰＶＤを行ったのち電解めっきを施す
方法のうちのいずれか１つの方法により金属層を形成す
ることを特徴とするセラミック配線基板の製法を要旨と
する。
この発明にかかるセラミック配線基板の製造プロセスを
第１図に示す、以下、この図に従って製造プロセスを詳
しく説明する。
第１図に示す、以下、この図に従って製造プロセスを詳
しく説明する。
■ 焼結したセラミック基板を準備する。焼結時、基板
のクレーンサイズを８μｍ以下になるようにコントロー
ルする。基板の材質としては、アルミナ、フォルステラ
イト、ステアタイト、ジルコン、ムライト、コージライ
ト、ジルコニア、チタニア等の酸化物系セラミックを主
として考え、炭化物系、および、窒化物系セラミックも
使用できる。
のクレーンサイズを８μｍ以下になるようにコントロー
ルする。基板の材質としては、アルミナ、フォルステラ
イト、ステアタイト、ジルコン、ムライト、コージライ
ト、ジルコニア、チタニア等の酸化物系セラミックを主
として考え、炭化物系、および、窒化物系セラミックも
使用できる。
■ セラミック基板の表面粗化を行う。表面粗化方法に
用いるエツチング剤としては、従来より知られているエ
ツチング剤全てについて実験してみたが、大面積が均一
に粗化できて、かつ、エツチング剤が残っても密着力を
低下させず、こののちに基板上に形成される金属膜に対
しても悪影響を与えないエツチング剤は、オルトリン酸
、ピロリン酸、メタリン酸等のリン酸溶液、あるいは溶
融塩であることが分かり、これを採用した。
用いるエツチング剤としては、従来より知られているエ
ツチング剤全てについて実験してみたが、大面積が均一
に粗化できて、かつ、エツチング剤が残っても密着力を
低下させず、こののちに基板上に形成される金属膜に対
しても悪影響を与えないエツチング剤は、オルトリン酸
、ピロリン酸、メタリン酸等のリン酸溶液、あるいは溶
融塩であることが分かり、これを採用した。
ちなみに、一般に良く知られているＨＦを９０℃にして
エツチングすると、セラミック表面層を粗化することは
可能であるが、ＨＦが残った場合、じわじわとエツチン
グが進行したり、セラミック基板が劣化したり、金属膜
層を腐食したりするうえ、微細で均一な粗面化は不可能
である。
エツチングすると、セラミック表面層を粗化することは
可能であるが、ＨＦが残った場合、じわじわとエツチン
グが進行したり、セラミック基板が劣化したり、金属膜
層を腐食したりするうえ、微細で均一な粗面化は不可能
である。
また、リン酸は、２５０℃以下の処理温度ではエツチン
グ能力が低く、３６０℃以上でも分解したり縮合がはげ
しくなるため、やはりエツチング能力が低い。２５０〜
３６０℃の処理温度で、１〜３０分、好ましくは３〜１
０分処理すると、強度劣化もない表面粗化基板が得られ
る。なお、リン酸による粗化は、浸漬によるものでなく
てもよい。
グ能力が低く、３６０℃以上でも分解したり縮合がはげ
しくなるため、やはりエツチング能力が低い。２５０〜
３６０℃の処理温度で、１〜３０分、好ましくは３〜１
０分処理すると、強度劣化もない表面粗化基板が得られ
る。なお、リン酸による粗化は、浸漬によるものでなく
てもよい。
■ 水洗および乾燥を行う。金属膜の密着不良をおこさ
ないように充分水洗および乾燥を行う必要がある。
ないように充分水洗および乾燥を行う必要がある。
■ ＰＶＤ法により金属層を形成する。これは、蒸着、
スパッタリング、イオンプレーティング等の一般的に用
いられる方法を用いて銅、ニッケル等の卑金属層を形成
させる。これらの方法では厚膜の金属層を形成させるこ
とが非常に難しい。
スパッタリング、イオンプレーティング等の一般的に用
いられる方法を用いて銅、ニッケル等の卑金属層を形成
させる。これらの方法では厚膜の金属層を形成させるこ
とが非常に難しい。
■ 必要に応じ、電解めっきを行う。電解めつきは、必
要とする金属層の厚みが厚い場合、前記ＰＶＤ法による
金属層の形成を基板上に施したのち、銅めっき、あるい
は、ニッケルめっき等をして行う。
要とする金属層の厚みが厚い場合、前記ＰＶＤ法による
金属層の形成を基板上に施したのち、銅めっき、あるい
は、ニッケルめっき等をして行う。
■ 必要に応じ、エツチングによる回路形成を行う。Ｐ
ＶＤ法またはその上への電解めっきによって直ちに必要
な回路が形成される場合もあるが、全面めっき等の場合
は、エツチングによる回路形成を行うのである。回路形
成法は、一般に用いられている方法による。
ＶＤ法またはその上への電解めっきによって直ちに必要
な回路が形成される場合もあるが、全面めっき等の場合
は、エツチングによる回路形成を行うのである。回路形
成法は、一般に用いられている方法による。
この製法によると、配線抵抗の小さい卑金属導体により
、微細パターンを形成することが可能であり、また、金
属層とセラミック基板との密着力も均一で、安定して強
固なセラミック配線基板を作ることができる。
、微細パターンを形成することが可能であり、また、金
属層とセラミック基板との密着力も均一で、安定して強
固なセラミック配線基板を作ることができる。
なお、一般市販のセラミック基板の平均クレーンサイズ
は、８〜３０μｍであるが、焼結コントロールしてクレ
ーンサイズをおさえ、平均クレーンサイズ８μｍ以下の
ものを作り、それを粗化する。粗化後の表面粗度を測定
すると、Ｒｍａ ｘ １〜ＩＯμｍと均一に微細粗化で
きた。この発明において、セラミック基板の平均クレー
ンサイズを８μｍ以下に調整する理由は、ここにある。
は、８〜３０μｍであるが、焼結コントロールしてクレ
ーンサイズをおさえ、平均クレーンサイズ８μｍ以下の
ものを作り、それを粗化する。粗化後の表面粗度を測定
すると、Ｒｍａ ｘ １〜ＩＯμｍと均一に微細粗化で
きた。この発明において、セラミック基板の平均クレー
ンサイズを８μｍ以下に調整する理由は、ここにある。
クレーンサイズの大きい焼結セラミック基板を用いると
、粗化後の表面粗度も大きい。表面粗度Ｒｍ ａＸは１
０μｍ以下好ましくは５μｍ以下にする必要がある。こ
のようなセラミック基板を使用するようにすると、市販
の基板を使用して作ったセラミック配線基板に比べ、セ
ラミック基板と金属層との密着力、金属表面の粗さ、微
細パターンの形成性２歩留り等の点で、すぐれた効果を
得ることができる。たとえば、密着力は平均して１．５
倍になり、バラつきが半分になった。金属層表面の粗さ
も２〜３倍向上させることができた。また、歩留りは２
倍に向上し、微細パターンも線幅、線間３０μｍまで作
ることが可能となった。
、粗化後の表面粗度も大きい。表面粗度Ｒｍ ａＸは１
０μｍ以下好ましくは５μｍ以下にする必要がある。こ
のようなセラミック基板を使用するようにすると、市販
の基板を使用して作ったセラミック配線基板に比べ、セ
ラミック基板と金属層との密着力、金属表面の粗さ、微
細パターンの形成性２歩留り等の点で、すぐれた効果を
得ることができる。たとえば、密着力は平均して１．５
倍になり、バラつきが半分になった。金属層表面の粗さ
も２〜３倍向上させることができた。また、歩留りは２
倍に向上し、微細パターンも線幅、線間３０μｍまで作
ることが可能となった。
この特性向上の原因について、以下に説明する。セラミ
ック基板を粗面化する場合、エツチング剤は、グレイン
バンダリー（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ粒界）を攻
撃し、基板をエツチングしていく。焼結セラミック基板
の平均クレーンサイズを小さくすれば、単位面積当たり
の穴の数は増加し、浅くても理想的なくぼみの穴を明け
ることができる。このため、アンカー効果が向上し、金
属層とセラミック基板の密着力が向上するのである。
ック基板を粗面化する場合、エツチング剤は、グレイン
バンダリー（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ粒界）を攻
撃し、基板をエツチングしていく。焼結セラミック基板
の平均クレーンサイズを小さくすれば、単位面積当たり
の穴の数は増加し、浅くても理想的なくぼみの穴を明け
ることができる。このため、アンカー効果が向上し、金
属層とセラミック基板の密着力が向上するのである。
なお、焼結体におけるクレーンサイズ（多結晶体粒子の
大きさ）の測定は、電子顕微鏡写真により行う。
大きさ）の測定は、電子顕微鏡写真により行う。
以下に、この発明にかかる実施例を説明する。
（実施例１）
アルミナ、ステアタイト、ジルコニア、ムライト等で、
厚み１．０〜２．０ｉｍ、クレーンサイズ１〜８μｍに
コントロールした焼結セラミック基板を試作した。この
基板を、２５０〜３６０℃に加熱したリン酸に１〜３０
分間浸漬し表面粗化をした。粗化後、充分に水洗して乾
燥を行った。この試料に、蒸着、スパッタリング、イオ
ンプレーティング等のＰＶＤ法により、銅またはニッケ
ルをメタライズした。つづいて、電解めっきにより銅ま
たはニッケルの金属層を形成して金属層の厚みを３５μ
ｍに調整した。そして、セラミック基板の表面粗度、お
よび、金属層とセラミックの密着強度（９０°ピール強
度、Ｌ字型引張り強度）を測定した。また、微細パター
ンとしては、線幅、線間３０μｍまでのものを作ること
ができた。この結果を比較例と併せて第１表に示す。表
中、比較例１〜４は無粗化のセラミック基板、比較例５
゜６は市販のセラミック基板をリン酸粗化したものに、
ＰＶＤおよび電解めっきを施したものである（以 下
余 白） 〔発明の効果〕 この発明にかかるセラミック配線基板の製法は、配線抵
抗の小さい卑金属導体により、微細パターンを形成する
ことが可能であり、また、セラミック基板と金属層との
密着が均一で安定し、かつ、強固なセラミック配線基板
を作ることができる
厚み１．０〜２．０ｉｍ、クレーンサイズ１〜８μｍに
コントロールした焼結セラミック基板を試作した。この
基板を、２５０〜３６０℃に加熱したリン酸に１〜３０
分間浸漬し表面粗化をした。粗化後、充分に水洗して乾
燥を行った。この試料に、蒸着、スパッタリング、イオ
ンプレーティング等のＰＶＤ法により、銅またはニッケ
ルをメタライズした。つづいて、電解めっきにより銅ま
たはニッケルの金属層を形成して金属層の厚みを３５μ
ｍに調整した。そして、セラミック基板の表面粗度、お
よび、金属層とセラミックの密着強度（９０°ピール強
度、Ｌ字型引張り強度）を測定した。また、微細パター
ンとしては、線幅、線間３０μｍまでのものを作ること
ができた。この結果を比較例と併せて第１表に示す。表
中、比較例１〜４は無粗化のセラミック基板、比較例５
゜６は市販のセラミック基板をリン酸粗化したものに、
ＰＶＤおよび電解めっきを施したものである（以 下
余 白） 〔発明の効果〕 この発明にかかるセラミック配線基板の製法は、配線抵
抗の小さい卑金属導体により、微細パターンを形成する
ことが可能であり、また、セラミック基板と金属層との
密着が均一で安定し、かつ、強固なセラミック配線基板
を作ることができる
第１図は、この発明にかかるセラミック配線基板の製造
プロセスを示すブロック図である。 代理人 弁理士 松 本 武 彦 第１図
プロセスを示すブロック図である。 代理人 弁理士 松 本 武 彦 第１図
Claims (3)
- （１）セラミック基板の平均クレーンサイズを８μｍ以
下にしておいて、その表面をリン酸により粗化し、かつ
、この粗化表面上にＰＶＤのみによる方法、および、Ｐ
ＶＤを行つたのち電解めつきを施す方法のうちのいずれ
か１つの方法により金属層を形成することを特徴とする
セラミック配線基板の製法。 - （２）ＰＶＤが、蒸着、スパッタリングおよびイオンプ
レーティングよりなる群より選ばれた１つの方法である
特許請求の範囲第１項記載のセラミック配線基板の製法
。 - （３）リン酸が、オルトリン酸、ピロリン酸およびメタ
リン酸からなる群より選ばれた１つのリン酸の溶液およ
び溶融塩のうちいずれかである特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載のセラミック配線基板の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP72585A JPS61159792A (ja) | 1985-01-07 | 1985-01-07 | セラミツク配線基板の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP72585A JPS61159792A (ja) | 1985-01-07 | 1985-01-07 | セラミツク配線基板の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61159792A true JPS61159792A (ja) | 1986-07-19 |
| JPH0533555B2 JPH0533555B2 (ja) | 1993-05-19 |
Family
ID=11481713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP72585A Granted JPS61159792A (ja) | 1985-01-07 | 1985-01-07 | セラミツク配線基板の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61159792A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004146835A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Ｌｅｄおよび発光変換体を有する光源、および発光変換体の製造方法 |
| JP2006270120A (ja) * | 2003-12-19 | 2006-10-05 | Kyocera Corp | 発光ダイオード装置 |
-
1985
- 1985-01-07 JP JP72585A patent/JPS61159792A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004146835A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Ｌｅｄおよび発光変換体を有する光源、および発光変換体の製造方法 |
| JP4621421B2 (ja) * | 2002-10-22 | 2011-01-26 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Ｌｅｄおよび発光変換体を有する光源、および発光変換体の製造方法 |
| JP2006270120A (ja) * | 2003-12-19 | 2006-10-05 | Kyocera Corp | 発光ダイオード装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533555B2 (ja) | 1993-05-19 |
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