JPH0452281A - 金属層の形成方法 - Google Patents
金属層の形成方法Info
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は窒化アルミニウム基板の表面に金属層を形成
する方法に関する。
する方法に関する。
高密度実装用、高出力半導体素子用のプリント配線板の
製造に通した絶縁基板として、セラミック基板がある。
製造に通した絶縁基板として、セラミック基板がある。
セラミック基板には優れた電気絶縁性および熱伝導性が
要求されるが、現在、アルミナ（Ａ ｌ ｔ Ｏｘ ）
基板がよく利用されている。
要求されるが、現在、アルミナ（Ａ ｌ ｔ Ｏｘ ）
基板がよく利用されている。
しかし、さらに実装密度や出力を上げるために、アルミ
ナ基板兼の電気絶縁性をもち、アルミニウム基板に比べ
熱伝導性の良い（１桁良い熱伝導率である）窒化アルミ
ニウム（Ａ Ａ Ｎ）基板が注目されている。窒化アル
ミニウム基板は、その他、熱膨張係数が半導体棄子自体
並の小さい値であるため、大型の半導体素子の実装に適
する。
ナ基板兼の電気絶縁性をもち、アルミニウム基板に比べ
熱伝導性の良い（１桁良い熱伝導率である）窒化アルミ
ニウム（Ａ Ａ Ｎ）基板が注目されている。窒化アル
ミニウム基板は、その他、熱膨張係数が半導体棄子自体
並の小さい値であるため、大型の半導体素子の実装に適
する。
もちろん、窒化アルミニウム基板は、表面に回路用の金
属層を形成して使うものであることは言うまでもない。
属層を形成して使うものであることは言うまでもない。
窒化アルミニウム基板の表面に金属層を形成する方法に
は、銅箔を窒化アルミニウム基板の表面に接合する方法
（例えば、エレクトロニクス・セラミックス １９８８
年１１月号 Ｐ、１７〜２１）、あるいは、無電解銅メ
ッキ法により窒化アルミニウム基板の表面に銅層を析出
させる方法（例えば、エレクトロニクス・セラミックス
１９８８年１１月号 Ｐ、３８〜４２）がある。
は、銅箔を窒化アルミニウム基板の表面に接合する方法
（例えば、エレクトロニクス・セラミックス １９８８
年１１月号 Ｐ、１７〜２１）、あるいは、無電解銅メ
ッキ法により窒化アルミニウム基板の表面に銅層を析出
させる方法（例えば、エレクトロニクス・セラミックス
１９８８年１１月号 Ｐ、３８〜４２）がある。
前者の銅箔接合方法の場合、銅箔の密着力が十分である
という特徴があるが、銅箔を使う関係上、銅層の厚みが
どうしても厚く、回路の微細化が難しく高密度化に適し
ていない。それに、銅箔接合処理の際に温度及び雰囲気
を厳密に制御しなければならないという欠点がある。
という特徴があるが、銅箔を使う関係上、銅層の厚みが
どうしても厚く、回路の微細化が難しく高密度化に適し
ていない。それに、銅箔接合処理の際に温度及び雰囲気
を厳密に制御しなければならないという欠点がある。
後者の無電解銅メッキ法の場合、厚みの薄い銅層が形成
できるという特徴があり、高密度化に通した方法である
と言える。しかしながら、銅層の密着力が十分でなく、
また、フクレが発生し易いという問題がある。これは、
銅層の密着力を高めるため、窒化アルミニウム基板の表
面を予め粗化しておくのではあるが、無電解銅メッキ液
が強アルカリ性であるため、銅の析出と平行して窒化ア
ルミニウム基板表面のエツチングが進行し、粗化面が侵
され、粗化（アンカー）効果が失われてしまうからであ
る。メッキ処理の際に、下記式（１１の反応が進行し表
面が滑らかになるのである。
できるという特徴があり、高密度化に通した方法である
と言える。しかしながら、銅層の密着力が十分でなく、
また、フクレが発生し易いという問題がある。これは、
銅層の密着力を高めるため、窒化アルミニウム基板の表
面を予め粗化しておくのではあるが、無電解銅メッキ液
が強アルカリ性であるため、銅の析出と平行して窒化ア
ルミニウム基板表面のエツチングが進行し、粗化面が侵
され、粗化（アンカー）効果が失われてしまうからであ
る。メッキ処理の際に、下記式（１１の反応が進行し表
面が滑らかになるのである。
ＡＩＮ＋ＮａＯＨ＋４ＨｚＯ→ＮＨ４ＯＨ＋ＮａＡ１（
ＯＨ）４・・・（ｔｌこの発明は、上記事情に鑑み、窒
化アルミニウム基板表面にフクレのない密着力十分な金
属層を形成する方法を提供することを課題とする。
ＯＨ）４・・・（ｔｌこの発明は、上記事情に鑑み、窒
化アルミニウム基板表面にフクレのない密着力十分な金
属層を形成する方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、表面が粗化されている窒化ア
ルミニウム基板の前記表面に無電解メッキ法により金属
層を形成するにあたり、前記窒化アルミニウム基板とし
て、表面が酸化されている基板を用いるようにしている
。
ルミニウム基板の前記表面に無電解メッキ法により金属
層を形成するにあたり、前記窒化アルミニウム基板とし
て、表面が酸化されている基板を用いるようにしている
。
通常、窒化アルミニウム表面を酸化してから表面を粗化
する。
する。
基板表面を酸化するには、例えば、常圧空気雰囲気下、
１０００〜１４００℃の温度で熱処理すればよい。この
酸化処理で出来る酸化層（Ａ １ｔ０３層）の厚みは、
３〜１０μの範囲であることが好ましい。３μ未満では
次ぎの粗化処理で表面の酸化層が薄れ未酸化層が覗くな
ど必要厚みが確保されない恐れがある。１０Ｉ！＠を越
えると酸化層と非酸化層の間にＡ１．Ｏ，とＡｌＮの熱
膨張率差に起因するクランクが入り易くなる。ただ、Ｎ
１−Ｐ系の無電解メッキの場合は、粗化面損傷作用が比
較的軽いため、酸化層が多少薄くてもかまわない。
１０００〜１４００℃の温度で熱処理すればよい。この
酸化処理で出来る酸化層（Ａ １ｔ０３層）の厚みは、
３〜１０μの範囲であることが好ましい。３μ未満では
次ぎの粗化処理で表面の酸化層が薄れ未酸化層が覗くな
ど必要厚みが確保されない恐れがある。１０Ｉ！＠を越
えると酸化層と非酸化層の間にＡ１．Ｏ，とＡｌＮの熱
膨張率差に起因するクランクが入り易くなる。ただ、Ｎ
１−Ｐ系の無電解メッキの場合は、粗化面損傷作用が比
較的軽いため、酸化層が多少薄くてもかまわない。
基板表面を粗化するには、例えば、サンドブラスト法等
の機械的粗化方法、酸性液、アルカリ性液を用いた化学
的粗化方法があるが、後者の化学的粗化方法の方が、微
細・均一な粗化が行えるので好ましい。化学的粗化方法
の場合、具体的には、例えば、２５０〜３３０℃のリン
酸浴に、０．５〜５分程度窒化アルミニウム基板を浸漬
するようにする。この粗化処理の後、酸化層が約１μ以
上残っているようにすることが望ましい。
の機械的粗化方法、酸性液、アルカリ性液を用いた化学
的粗化方法があるが、後者の化学的粗化方法の方が、微
細・均一な粗化が行えるので好ましい。化学的粗化方法
の場合、具体的には、例えば、２５０〜３３０℃のリン
酸浴に、０．５〜５分程度窒化アルミニウム基板を浸漬
するようにする。この粗化処理の後、酸化層が約１μ以
上残っているようにすることが望ましい。
粗化処理の後、普通、核（Ｐｄ等）付は処理してから、
銅系、あるいは、Ｎ１−Ｐ系の無電解メッキ液に浸漬し
、銅層、あるいは、ニッケル層を形成する。強アルカリ
性で液温の高い高速無電解銅メッキ液などでも何ら問題
ない、金属層は、２〜３ ｋｇ／ｊ程度の十分な強度で
確りと窒化アルミニウム基板表面に密着している。
銅系、あるいは、Ｎ１−Ｐ系の無電解メッキ液に浸漬し
、銅層、あるいは、ニッケル層を形成する。強アルカリ
性で液温の高い高速無電解銅メッキ液などでも何ら問題
ない、金属層は、２〜３ ｋｇ／ｊ程度の十分な強度で
確りと窒化アルミニウム基板表面に密着している。
酸化処理、粗、化処理は、上記例示の処理に限らないこ
とは言うまでもない。酸化処理、粗化処理の順序も、窒
化アルミニウム基板の表面を粗化してから酸化するとい
う上記と逆の順であってもよい。
とは言うまでもない。酸化処理、粗化処理の順序も、窒
化アルミニウム基板の表面を粗化してから酸化するとい
う上記と逆の順であってもよい。
窒化アルミニウム基板の表面は、酸化により無電解メッ
キ液でエツチングされ難くなっており、無電解メッキ中
も粗化面が正常な状態で維持されるため、形成される金
属層は、密着力が従来よりも高くてフクレのないものと
なる。
キ液でエツチングされ難くなっており、無電解メッキ中
も粗化面が正常な状態で維持されるため、形成される金
属層は、密着力が従来よりも高くてフクレのないものと
なる。
以下、この発明の詳細な説明する。
一実施例１−
市販の窒化アルミニウム基板（厚み０．６３５ｍ、縦２
インチ、横２インチ）を、常圧大気雰囲気下、１２５０
℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸化層の厚み
は、３〜４μであった。
インチ、横２インチ）を、常圧大気雰囲気下、１２５０
℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸化層の厚み
は、３〜４μであった。
ついで、表面を酸化した窒化アルミニウム基板を、３３
０℃のリン酸浴中に０．５分浸漬し、粗化処理した。
０℃のリン酸浴中に０．５分浸漬し、粗化処理した。
粗化処理後、通常のセンシーアクチ法によりＰｄ核付は
処理した後、無電解銅メッキ液に浸漬し、厚みＩｏｎの
銅層を表面に形成した。
処理した後、無電解銅メッキ液に浸漬し、厚みＩｏｎの
銅層を表面に形成した。
一実施例２−
実施例１と同じアルミニウム基板を、常圧大気雰囲気下
、１２５０℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、３〜４ｎであったついで、表面を酸化し
た窒化アルミニウム基板を、３００℃のリン酸浴中に１
．０分浸漬し、粗化処理した。
、１２５０℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、３〜４ｎであったついで、表面を酸化し
た窒化アルミニウム基板を、３００℃のリン酸浴中に１
．０分浸漬し、粗化処理した。
以後、実施例１と同様にして、厚み１０μの銅層を形成
した。
した。
一実施例３一
実施例１と同じアルミニウム基板を、常圧大気雰囲気下
、１３００℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、５〜５．ｎであったついで、表面を酸化
した窒化アルミニウム基板を、３３０℃のリン酸浴中に
０．５分浸漬し、粗化処理した。
、１３００℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、５〜５．ｎであったついで、表面を酸化
した窒化アルミニウム基板を、３３０℃のリン酸浴中に
０．５分浸漬し、粗化処理した。
以後、実施例１と同様にして、厚み１０μの銅層を形成
した。
した。
一実施例４一
実施例１と同じアルミニウム基板を、常圧大気雰囲気下
、１３００℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、５〜６μであったついで、表面を酸化し
た窒化アルミニウム基板を、２８０℃のリン酸浴中に１
．５分浸漬し、粗化処理した。
、１３００℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、５〜６μであったついで、表面を酸化し
た窒化アルミニウム基板を、２８０℃のリン酸浴中に１
．５分浸漬し、粗化処理した。
以後、実施例１と同様にして、厚みＩｏｎの銅層を形成
した。
した。
一実施例５一
実施例１と同じアルミニウム基板を、常圧大気雰囲気下
、１３５０℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、８〜ＩｏＩｎＡであった。
、１３５０℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、８〜ＩｏＩｎＡであった。
ついで、表面を酸化した窒化アルミニウム基板を、３３
０℃のリン酸浴中に１．０分浸漬し、粗化処理した。
０℃のリン酸浴中に１．０分浸漬し、粗化処理した。
以後、実施例１と同様にして、厚みＩｏｎの銅層を形成
した。
した。
−実施例６−
実施例１と同じアルミニウム基板を、常圧大気雰囲気下
、１１５０℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、１〜２μであったついで、表面を酸化し
た窒化アルミニウム基板を、３００℃のリン酸浴中に１
．０分浸漬し、粗化処理した。
、１１５０℃の温度で１時間熱処理し酸化処理した。酸
化層の厚みは、１〜２μであったついで、表面を酸化し
た窒化アルミニウム基板を、３００℃のリン酸浴中に１
．０分浸漬し、粗化処理した。
粗化処理後、通常のセンシーアクチ法でＰｄ核付は処理
した後、Ｎ１−Ｐ系無電解銅メッキ液に浸漬し、厚み１
０ｎのニッケル層を形成した。
した後、Ｎ１−Ｐ系無電解銅メッキ液に浸漬し、厚み１
０ｎのニッケル層を形成した。
−比較例１
酸化処理しなかった他は、実施例１と同様にして厚みＬ
Ｏｔｒｍの銅層を形成した。
Ｏｔｒｍの銅層を形成した。
比較例２
酸化処理しなかった他は、実施例２と同様にして厚み１
０μの銅層を形成した。
０μの銅層を形成した。
一比較例３一
実施例１と同じ窒化アルミニウム基板を酸化処理せずに
、５０℃のｌＮ−ＮａＯＨ浴中に６０分浸漬し粗化処理
した。
、５０℃のｌＮ−ＮａＯＨ浴中に６０分浸漬し粗化処理
した。
粗化処理後、通常のセンシーアクチ法によりＰｄ核付は
処理した後、無電解銅メッキ液に浸漬し、厚み１０ｍの
銅層を表面に形成した。
処理した後、無電解銅メッキ液に浸漬し、厚み１０ｍの
銅層を表面に形成した。
比較例４−
ＩＮ−ＮａＯＨ浴中の浸漬時間が８０分である他は、比
較例３と同様にして厚み１（ｌｎｗの銅層を形成した。
較例３と同様にして厚み１（ｌｎｗの銅層を形成した。
実施例および比較例で形成した金属層の接着強度および
フクレの有無を調べた。結果を、第１表に示す。
フクレの有無を調べた。結果を、第１表に示す。
第１表
実施例１〜６で形成された金属層は十分な密着強度を有
しフクレが生じておらず、これに対し、比較例１〜４で
形成された金属層は十分な密着強度を有さずフクレが生
じている。これにより、窒化アルミニウム基板の表面を
酸化することが有用な作用を発揮することがよく分かる
。
しフクレが生じておらず、これに対し、比較例１〜４で
形成された金属層は十分な密着強度を有さずフクレが生
じている。これにより、窒化アルミニウム基板の表面を
酸化することが有用な作用を発揮することがよく分かる
。
以上に述べたように、この発明にかかる金属層の形成方
法では、窒化アルミニウム基板の粗化面が無電解メッキ
中も正常な状態で維持されるため、形成される金属層は
、密着力が従来よりも高くてフクレの無いものとなる。
法では、窒化アルミニウム基板の粗化面が無電解メッキ
中も正常な状態で維持されるため、形成される金属層は
、密着力が従来よりも高くてフクレの無いものとなる。
代理人 弁理士 松 本 武 彦
手続補正書（帥
平成２年８月ｒ１゛
Claims (1)
- １ 表面が粗化されている窒化アルミニウム基板の前記
表面に無電解メッキ法により金属層を形成する方法にお
いて、前記窒化アルミニウム基板として、表面が酸化さ
れている基板を用いることを特徴とする金属層の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16232790A JPH0452281A (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 金属層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16232790A JPH0452281A (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 金属層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452281A true JPH0452281A (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=15752433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16232790A Pending JPH0452281A (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 金属層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0452281A (ja) |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP16232790A patent/JPH0452281A/ja active Pending
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