JPH10139573A - セラミック基板への銅メタライズ用下地層 - Google Patents

セラミック基板への銅メタライズ用下地層

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JPH10139573A
JPH10139573A JP28783896A JP28783896A JPH10139573A JP H10139573 A JPH10139573 A JP H10139573A JP 28783896 A JP28783896 A JP 28783896A JP 28783896 A JP28783896 A JP 28783896A JP H10139573 A JPH10139573 A JP H10139573A
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JP
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copper
ceramic substrate
underlayer
film
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JP28783896A
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Hiroaki Takahashi
広明 高橋
Izuru Yoshizawa
出 吉澤
Tomoyuki Kawahara
智之 川原
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Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
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    • C04B41/5127Cu, e.g. Cu-CuO eutectic

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック基板に銅メタライズする際に形成
しておく下地層であって、セラミック基板表面の粗面化
を行うことなく銅メタライズしても、密着力が強い銅の
導体層を得ることを可能にする下地層を提供する。 【解決手段】 セラミック基板にメッキ法で銅メタライ
ズする際に予めセラミック基板表面に形成しておく下地
層であって、セラミック基板の表面に形成した銅、ビス
マス及びマグネシウムの各元素を含有する膜を、酸化性
雰囲気中で熱処理した後、還元性溶液中に浸漬して還元
処理してなる下地層。また、上記の銅メタライズ用下地
層において、膜がアルミニウム元素をも含有している下
地層。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック配線板
の製造等のために、セラミック基板にメッキ法で銅メタ
ライズする際に、予めセラミック基板表面に形成してお
く下地層に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、セラミック基板表面に銅メタライ
ズして形成した銅の導体層に、配線パターンを形成して
製造するセラミック配線板には、(1)銅の導体層のシ
ート抵抗が低いこと、(2)銅の導体層の密着力が強い
こと、(3)高周波における伝送特性の向上のために、
銅の導体層を形成しているセラミック基板表面の平滑性
が優れていることが、要求される。セラミック基板表面
への銅メタライズ法としては、厚膜銅ペーストを用いる
方法が一般的である。しかし、一般に厚膜銅ペースト中
にはセラミック基板との密着力を強めるために、焼成温
度で溶解してセラミック基板に融着するガラス成分を含
んでいる。そのため、この方法で形成した銅の導体層は
純銅に比べ、ガラス成分を含んでいる分だけシート抵抗
が高くなる欠点があった。一方、純銅に近いシート抵抗
の銅導体を得る方法として、メッキ法(無電解メッキ法
又は電解メッキ法)で銅メタライズすることが行われて
いる。しかし、セラミック基板表面を粗面化せずに、メ
ッキ法で形成した銅の導体層は、セラミック基板との密
着力が劣るという欠点があり、やむなく、セラミック基
板表面を粗面化してから、メッキ法で銅の導体層を形成
することが行われている。なお、メッキ法が無電解メッ
キの場合には、予めセラミック基板表面に、無電解メッ
キの核となる下地層を形成しておく必要があり、また、
メッキ法が電解メッキの場合には、予めセラミック基板
表面に導電性の下地層を形成しておく必要がある。すな
わち、何れのメッキ法においても、予めセラミック基板
表面に下地層を形成しておくことが必要である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
事情に鑑みてなされたものであって、本発明の目的とす
るところは、セラミック基板にメッキ法で銅メタライズ
する際に予めセラミック基板表面に形成しておく下地層
であって、高周波における伝送特性の点で不利となる、
セラミック基板表面の粗面化を行うことなく、セラミッ
ク基板にメッキ法で銅メタライズしても、密着力が強い
銅の導体層を得ることを可能にする銅メタライズ用下地
層を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明のセ
ラミック基板への銅メタライズ用下地層は、セラミック
基板にメッキ法で銅メタライズする際に予めセラミック
基板表面に形成しておく下地層であって、セラミック基
板の表面に形成した銅、ビスマス及びマグネシウムの各
元素を含有する膜を、酸化性雰囲気中で熱処理した後、
還元性溶液中に浸漬して還元処理してなる下地層であ
る。
【0005】請求項2に係る発明のセラミック基板への
銅メタライズ用下地層は、請求項1記載の銅メタライズ
用下地層において、膜が含有する銅元素の供給源が金属
銅又はその酸化物であることを特徴とする。
【0006】請求項3に係る発明のセラミック基板への
銅メタライズ用下地層は、請求項2記載の銅メタライズ
用下地層において、膜が含有する銅元素の供給源が、金
属銅又はその酸化物であって、且つ、平均粒径が0.0
4〜5.0μmの粉末であることを特徴とする。
【0007】請求項4に係る発明のセラミック基板への
銅メタライズ用下地層は、請求項1から請求項3までの
何れかに記載の銅メタライズ用下地層において、膜が含
有するビスマス元素の供給源が、ビスマス元素を含有し
ている有機金属化合物であることを特徴とする。
【0008】請求項5に係る発明のセラミック基板への
銅メタライズ用下地層は、請求項1から請求項4までの
何れかに記載の銅メタライズ用下地層において、膜が含
有するマグネシウム元素の供給源が、マグネシウム元素
を含有している有機金属化合物であることを特徴とす
る。
【0009】請求項6に係る発明のセラミック基板への
銅メタライズ用下地層は、請求項1から請求項5までの
何れかに記載の銅メタライズ用下地層において、膜がア
ルミニウム元素をも含有していることを特徴とする。
【0010】請求項7に係る発明のセラミック基板への
銅メタライズ用下地層は、請求項6記載の銅メタライズ
用下地層において、膜が含有するアルミニウム元素の供
給源が、アルミニウム元素を含有している有機金属化合
物であることを特徴とする。
【0011】請求項8に係る発明のセラミック基板への
銅メタライズ用下地層は、請求項6記載の銅メタライズ
用下地層において、膜が含有するアルミニウム元素の供
給源が、アルミナであることを特徴とする。
【0012】請求項9に係る発明のセラミック基板への
銅メタライズ用下地層は、請求項8記載の銅メタライズ
用下地層において、膜が含有するアルミニウム元素の供
給源が、平均粒径0.04〜5.0μmのアルミナ粉末
であることを特徴とする。
【0013】請求項10に係る発明のセラミック基板へ
の銅メタライズ用下地層は、請求項8記載の銅メタライ
ズ用下地層において、膜が含有するアルミニウム元素の
供給源が、金属銅又はその酸化物の表面にアルミナをコ
ーティングした粉末材料であることを特徴とする。
【0014】請求項11に係る発明のセラミック基板へ
の銅メタライズ用下地層は、請求項10記載の銅メタラ
イズ用下地層において、膜が含有するアルミニウム元素
の供給源が、金属銅又はその酸化物の表面にアルミナを
コーティングした粉末材料であって、この粉末材料の平
均粒径が0.04〜5.0μmであることを特徴とす
る。
【0015】本発明の下地層は、セラミック基板の表面
に形成した銅、ビスマス及びマグネシウムの各元素を含
有する膜を、酸化性雰囲気中で熱処理した後、還元性溶
液中に浸漬して還元処理してなる下地層であるので、こ
の下地層の上にメッキ法で銅の導体層を形成した場合、
セラミック基板表面の粗面化を行っていなくても、密着
力が強い銅の導体層を得ることが可能となる。
【0016】本発明の下地層中の金属元素の含有率につ
いては、特に限定するものではないが、銅、ビスマス、
マグネシウム及びアルミニウムの各元素の合計量に対し
て、銅は15重量%以上、ビスマスは4重量%以上、マ
グネシウムは0.1〜2.5重量%、アルミニウムは0
〜2.5重量%であることが、下地層の上に銅メタライ
ズをして形成した銅の導体層とセラミック基板との密着
力を優れるものとするためには好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【0018】本発明に係る銅メタライズ用下地層は焼結
したセラミック基板の表面に形成する下地層であって、
銅、ビスマス及びマグネシウムの各元素を含有する膜
を、酸化性雰囲気中で熱処理した後、還元性溶液中に浸
漬して還元処理することにより形成する。前記膜は、
銅、ビスマス及びマグネシウムの各元素を含有する材料
を、セラミック基板の表面に、ディップ、スピンコート
法、スクリーン印刷法等の手法でコーティングして形成
する。
【0019】本発明で膜中に必須元素として含有させる
銅元素は、酸化性雰囲気中で熱処理により酸化銅とな
り、次の還元処理により金属銅となる。そして、膜が含
有する銅元素の供給源は金属銅又はその酸化物であるこ
とが好ましく、さらには、金属銅又はその酸化物であっ
て、且つ、平均粒径が0.04〜5.0μmの粉末であ
ることが、均一な組成の下地層を得るためには好まし
い。
【0020】本発明で膜中に必須元素として含有させる
ビスマス元素は、酸化性雰囲気中での熱処理により銅と
共晶反応するので、密着力の優れた下地層を生じさせる
ための熱処理温度を低下させる働きをする。また、ビス
マス元素は酸化性雰囲気中での熱処理により酸化ビスマ
スとなるが、この酸化ビスマスはセラミックとの濡れ性
が良いので、拡散してセラミック基板に対する密着剤と
して作用する。そして、膜が含有するビスマス元素の供
給源はビスマス元素を含有している有機金属化合物であ
ることが、酸化性雰囲気中での熱処理の際の反応活性が
優れるので好ましい。
【0021】本発明で膜中に必須元素として含有させる
マグネシウム元素は、酸化性雰囲気中での熱処理により
酸化マグネシウムとなる。この酸化マグネシウムは、形
成した下地層の機械的強度の強化に寄与しているためと
考えられるが、下地層の上に銅メタライズして形成した
銅の導体層とセラミック基板との密着強度のバラツキを
低減する働きをする。そして、膜が含有するマグネシウ
ム元素の供給源はマグネシウム元素を含有している有機
金属化合物であることが、酸化性雰囲気中での熱処理の
際の反応活性が優れるので好ましい。
【0022】本発明で膜中にアルミニウム元素をも含有
していると、アルミニウム元素は酸化性雰囲気中での熱
処理によりアルミナとなる。このアルミナは、セラミッ
ク基板の表層に存在するシリカ成分との濡れ性が良く、
且つ、酸化マグネシウムとも反応性が良いので、シリカ
成分を1.0重量%以上含有しているセラミック基板に
対しても下地層の上に形成する銅の導体層の密着強度を
向上する作用がある。そして、膜が含有するアルミニウ
ム元素の供給源としては、アルミニウム元素を含有して
いる有機金属化合物やアルミナ等を例示できるが、アル
ミナであると、確実に上記の作用をするので好ましい。
アルミナが、平均粒径0.04〜5.0μmのアルミナ
粉末であると、セラミック基板の表層に存在するシリカ
成分と均一な反応をするので好ましい。さらに、アルミ
ナが、金属銅又はその酸化物の表面にアルミナをコーテ
ィングした粉末材料であると反応効率の点で優れるので
好ましく、この粉末材料の平均粒径が0.04〜5.0
μmであると、前記したように、シリカ成分と均一な反
応をするのでより好ましい。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0024】(実施例1〜実施例9)実施例1〜実施例
9における、銅元素の供給源としては、平均粒径1.3
8μm、水素還元減量(酸化度合いの目安)2.4%の
金属銅粉末を使用し、ビスマス元素の供給源としては、
ビスマス有機金属錯体ペースト(エヌ・イー・ケムキャ
ット社製、品番H95C−1、ビスマス含有率15重量
%)を使用し、マグネシウム元素の供給源としては、マ
グネシウム有機金属錯体ペースト(エヌ・イー・ケムキ
ャット社製、品番Z95C−3、マグネシウム含有率
1.3重量%)を使用した。
【0025】上記の各元素の供給源である各材料を、金
属銅粉末53重量部、ビスマス有機金属錯体ペースト1
00重量部、マグネシウム有機金属錯体ペースト23重
量部の割合で混合して、混合物(ペースト)を得、この
混合物を、表1に示すセラミック基板の表面に、スクリ
ーン印刷法によりコーティングして、銅、ビスマス及び
マグネシウムの各元素を含有する膜を形成した。なお、
実施例7〜実施例9で使用したガラスセラミックは、M
gO−CaO−Al2 3 −SiO2 −B2 3 系のガ
ラス粉末とアルミナ粉末の混合比率を下記に示す比率と
した混合粉末を、900℃で焼成した、シリカ含有率の
異なる(数値は表1に示す)低温焼成ガラスセラミック
基板を使用した。
【0026】実施例7:ガラス粉末20重量%+アルミ
ナ粉末80重量% 実施例8:ガラス粉末50重量%+アルミナ粉末50重
量% 実施例9:ガラス粉末80重量%+アルミナ粉末20重
量%
【0027】この場合の膜中の金属元素の含有率は、
銅、ビスマス、マグネシウム及びアルミニウムの各元素
の合計量に対して、銅は77.6重量%、ビスマスは2
2重量%、マグネシウムは0.4重量%、アルミニウム
は0重量%であった。なお、これらの値は各元素の供給
源とした材料の塗布量と、材料中の各元素の含有率を基
に算出した値である。
【0028】次いで、表面に膜を形成したセラミック基
板を、125℃で10分間の乾燥処理を行った後、93
0℃、15分間の大気中での熱処理を施した。次いで、
80℃に加温したpH12.5の水素化ホウ素ナトリウ
ム水溶液中に、熱処理を終えたセラミック基板を浸漬し
て、表面の酸化銅層を還元して金属銅として、セラミッ
ク基板表面に銅メタライズ用下地層を形成した。次い
で、表面に下地層を形成したセラミック基板に対し、無
電解銅メッキ処理を施して、全膜厚が10μmの銅の導
体層を形成した。
【0029】以上の工程を経て得られた、銅の導体層を
形成したセラミック基板について、銅の導体層とセラミ
ック基板との密着力を測定し、その結果を表1に示し
た。表1で明らかなように、実施例1〜実施例9では銅
の導体層とセラミック基板との密着力は良好であること
が確認された。なお、密着力の測定は、図1に示すよう
に、セラミック基板1の表面にエッチング法で形成した
2mm角のパッド2(銅の導体層よりなる)に、半田3
によってスズメッキ銅線4を接合し、このスズメッキ銅
線4を矢印方向に引っ張り、密着力を測定するという方
法で行った。
【0030】
【表1】
【0031】(実施例10〜実施例15)実施例10〜
実施例15における、銅元素の供給源としては、平均粒
径0.51μm、水素還元減量(酸化度合いの目安)
2.5%の金属銅粉末を使用し、ビスマス元素の供給源
としては、ビスマス有機金属錯体ペースト(エヌ・イー
・ケムキャット社製、品番H95C−1、ビスマス含有
率15重量%)を使用し、マグネシウム元素の供給源と
しては、マグネシウム有機金属錯体ペースト(エヌ・イ
ー・ケムキャット社製、品番Z95C−3、マグネシウ
ム含有率1.3重量%)を使用し、アルミニウム元素の
供給源としては、アルミニウムMOD(MetalOrganic D
ecomposition )塗布型材料(高純度化学研究所社製、
品番AL−03、酸化アルミニウム濃度3重量%)を使
用した。
【0032】上記の各元素の供給源である各材料を、金
属銅粉末53重量部、ビスマス有機金属錯体ペースト1
00重量部、マグネシウム有機金属錯体ペースト23重
量部、アルミニウムMOD塗布型材料10重量部の割合
で混合して、混合物(ペースト)を得、この混合物を、
表2に示すセラミック基板の表面に、スクリーン印刷法
によりコーティングして、銅、ビスマス、マグネシウム
及びアルミニウムの各元素を含有する膜を形成した。な
お、実施例13〜実施例15で使用したガラスセラミッ
ク基板は、それぞれ前記の実施例7〜実施例9で使用し
たガラスセラミック基板と同じものを使用した。
【0033】この場合の膜中の金属元素の含有率は、
銅、ビスマス、マグネシウム及びアルミニウムの各元素
の合計量に対して、銅は77.5重量%、ビスマスは2
1.9重量%、マグネシウムは0.4重量%、アルミニ
ウムは0.2重量%であった。なお、これらの値は各元
素の供給源とした材料の塗布量と、材料中の各元素の含
有率を基に算出した値である。
【0034】次いで、表面に膜を形成したセラミック基
板を、125℃で10分間の乾燥処理を行った後、93
0℃、15分間の大気中での熱処理を施した。次いで、
80℃に加温したpH12.5の水素化ホウ素ナトリウ
ム水溶液中に、熱処理を終えたセラミック基板を浸漬し
て、表面の酸化銅層を還元して金属銅として、セラミッ
ク基板表面に銅メタライズ用下地層を形成した。次い
で、表面に下地層を形成したセラミック基板に対し、無
電解銅メッキ処理を施して、全膜厚が10μmの銅の導
体層を形成した。
【0035】以上の工程を経て得られた、銅の導体層を
形成したセラミック基板について、銅の導体層とセラミ
ック基板との密着力を、実施例1と同様にして測定し、
その結果を表2に示した。表2で明らかなように、実施
例10〜実施例15では銅の導体層とセラミック基板と
の密着力は良好であることが確認された。特に実施例1
3〜実施例15と実施例7〜実施例9の比較で明らかな
ように、シリカ含有率が1.0重量%以上であるセラミ
ック基板に対しては、下地層中にアルミニウムを含有す
る実施例13〜実施例15では、アルミニウムを含有し
ない実施例7〜実施例9に比べ、銅の導体層の密着強度
が向上していることが確認された。
【0036】
【表2】
【0037】(実施例16〜実施例18)実施例16〜
実施例18における、銅元素の供給源としては、平均粒
径3.05μm、水素還元減量(酸化度合いの目安)
2.0%の金属銅粉末を使用し、ビスマス元素の供給源
としては、ビスマス有機金属錯体ペースト(エヌ・イー
・ケムキャット社製、品番H95C−1、ビスマス含有
率15重量%)を使用し、マグネシウム元素の供給源と
しては、マグネシウム有機金属錯体ペースト(エヌ・イ
ー・ケムキャット社製、品番Z95C−3、マグネシウ
ム含有率1.3重量%)を使用し、アルミニウム元素の
供給源としては、平均粒径0.06μmのアルミナ粉末
を使用した。
【0038】上記の各元素の供給源である各材料を、金
属銅粉末65重量部、ビスマス有機金属錯体ペースト1
00重量部、マグネシウム有機金属錯体ペースト30重
量部、アルミナ粉末2重量部の割合で混合して、混合物
(ペースト)を得、この混合物を、表3に示すセラミッ
ク基板の表面に、スクリーン印刷法によりコーティング
して、銅、ビスマス、マグネシウム及びアルミニウムの
各元素を含有する膜を形成した。
【0039】この場合の膜中の金属元素の含有率は、
銅、ビスマス、マグネシウム及びアルミニウムの各元素
の合計量に対して、銅は79.8重量%、ビスマスは1
8.4重量%、マグネシウムは0.5重量%、アルミニ
ウムは1.3重量%であった。なお、これらの値は各元
素の供給源とした材料の塗布量と、材料中の各元素の含
有率を基に算出した値である。
【0040】次いで、表面に膜を形成したセラミック基
板を、125℃で10分間の乾燥処理を行った後、93
0℃、15分間の大気中での熱処理を施した。次いで、
80℃に加温したpH12.5の水素化ホウ素ナトリウ
ム水溶液中に、熱処理を終えたセラミック基板を浸漬し
て、表面の酸化銅層を還元して金属銅として、セラミッ
ク基板表面に銅メタライズ用下地層を形成した。次い
で、表面に下地層を形成したセラミック基板に対し、無
電解銅メッキ処理を施して、全膜厚が10μmの銅の導
体層を形成した。
【0041】以上の工程を経て得られた、銅の導体層を
形成したセラミック基板について、銅の導体層とセラミ
ック基板との密着力を、実施例1と同様にして測定し、
その結果を表3に示した。表3で明らかなように、実施
例16〜実施例18では銅の導体層とセラミック基板と
の密着力は良好であることが確認された。
【0042】
【表3】
【0043】(実施例19〜実施例21)実施例19〜
実施例21では、それぞれ前記の実施例7〜実施例9で
使用したガラスセラミック基板と同じものを、セラミッ
ク基板として使用した。
【0044】そして、実施例19〜実施例21におけ
る、銅元素及びアルミニウム元素の供給源としては、金
属銅粉末の表面にアルミナをコーティングしたアルミナ
コート銅粉末(平均粒径1.42μm、アルミナ含有率
0.55重量%)を使用し、ビスマス元素の供給源とし
ては、ビスマス有機金属錯体ペースト(エヌ・イー・ケ
ムキャット社製、品番H95C−1、ビスマス含有率1
5重量%)を使用し、マグネシウム元素の供給源として
は、マグネシウム有機金属錯体ペースト(エヌ・イー・
ケムキャット社製、品番Z95C−3、マグネシウム含
有率1.3重量%)を使用した。
【0045】上記の各元素の供給源である各材料を、ア
ルミナコート銅粉末60重量部、ビスマス有機金属錯体
ペースト100重量部、マグネシウム有機金属錯体ペー
スト25重量部の割合で混合して、混合物(ペースト)
を得、この混合物を、表4に示すセラミック基板の表面
に、スクリーン印刷法によりコーティングして、銅、ビ
スマス、マグネシウム及びアルミニウムの各元素を含有
する膜を形成した。
【0046】この場合の膜中の金属元素の含有率は、
銅、ビスマス、マグネシウム及びアルミニウムの各元素
の合計量に対して、銅は79.5重量%、ビスマスは1
9.9重量%、マグネシウムは0.4重量%、アルミニ
ウムは0.2重量%であった。なお、これらの値は各元
素の供給源とした材料の塗布量と、材料中の各元素の含
有率を基に算出した値である。
【0047】次いで、表面に膜を形成したセラミック基
板を、125℃で10分間の乾燥処理を行った後、93
0℃、15分間の大気中での熱処理を施した。次いで、
80℃に加温したpH12.5の水素化ホウ素ナトリウ
ム水溶液中に、熱処理を終えたセラミック基板を浸漬し
て、表面の酸化銅層を還元して金属銅として、セラミッ
ク基板表面に銅メタライズ用下地層を形成した。次い
で、表面に下地層を形成したセラミック基板に対し、無
電解銅メッキ処理を施して、全膜厚が10μmの銅の導
体層を形成した。
【0048】以上の工程を経て得られた、銅の導体層を
形成したセラミック基板について、銅の導体層とセラミ
ック基板との密着力を、実施例1と同様にして測定し、
その結果を表4に示した。表4で明らかなように、実施
例19〜実施例21では銅の導体層とセラミック基板と
の密着力は良好であることが確認された。
【0049】
【表4】
【0050】(比較例1〜比較例3)表5に示すセラミ
ック基板を準備した。そして、比較例1〜比較例3で
は、これらのセラミック基板をそのまま使用した場合
と、セラミック基板を熱リン酸処理(330℃、3分浸
漬)して、基板表面の粗面化を行ってから使用した場合
について、銅の導体層とセラミック基板との密着力を測
定するようにした。
【0051】上記の粗面化処理を施した基板と、粗面化
処理を施していない基板を、塩化パラジウムコロイド溶
液に浸漬して、パラジウム核付け処理を行い、無電解メ
ッキの核となる下地層を形成した。次いで、表面に下地
層を形成したセラミック基板に対し、無電解銅メッキ処
理を施して、全膜厚が10μmの銅の導体層を形成し
た。
【0052】以上の工程を経て得られた、銅の導体層を
形成したセラミック基板について、銅の導体層とセラミ
ック基板との密着力を、実施例1と同様にして測定し、
その結果を表5に示した。表5で明らかなように、粗面
化処理を施していない基板を使用した場合には、銅の導
体層の密着力は非常に弱いことが確認された。なお、粗
面化処理を施した基板を使用した場合には、セラミック
基板表面の平滑性が損なわれるため、高周波における伝
送特性が低下する問題はあるが、銅の導体層の密着力は
良好であった。
【0053】
【表5】
【0054】(比較例4〜比較例6)比較例4〜比較例
6における、銅元素の供給源としては、平均粒径1.3
8μm、水素還元減量(酸化度合いの目安)2.4%の
金属銅粉末を使用し、ビスマス元素の供給源としては、
ビスマス有機金属錯体ペースト(エヌ・イー・ケムキャ
ット社製、品番H95C−1、ビスマス含有率15重量
%)を使用した。なお、これらの材料は実施例1で使用
した材料と同じ材料である。
【0055】上記の各元素の供給源である各材料を、金
属銅粉末53重量部、ビスマス有機金属錯体ペースト1
00重量部の割合で混合して、混合物(ペースト)を
得、この混合物を、表6に示すセラミック基板の表面
に、スクリーン印刷法によりコーティングして、銅元素
及びビスマス元素を含有する(マグネシウム元素は含有
しない)膜を形成した。
【0056】この場合の膜中の金属元素の含有率は、
銅、ビスマス、マグネシウム及びアルミニウムの各元素
の合計量に対して、銅は77.9重量%、ビスマスは2
2.1重量%、マグネシウムは0重量%、アルミニウム
は0重量%であった。なお、これらの値は各元素の供給
源とした材料の塗布量と、材料中の各元素の含有率を基
に算出した値である。次いで、表面に膜を形成したセラ
ミック基板に対し、以降の工程は実施例1と同様にし
て、銅メタライズ用下地層の形成、及び全膜厚が10μ
mの銅の導体層を形成した。
【0057】以上の工程を経て得られた、銅の導体層を
形成したセラミック基板について、銅の導体層とセラミ
ック基板との密着力を、実施例1と同様にして測定し、
その結果を表6に示した。表6と表1の比較で明らかな
ように、マグネシウム元素を含有していない比較例4〜
比較例6は、実施例1〜実施例3よりも、銅の導体層の
密着力が劣ることが確認された。
【0058】
【表6】
【0059】
【発明の効果】請求項1〜請求項5に係るセラミック基
板への銅メタライズ用下地層は、銅、ビスマス及びマグ
ネシウムの各元素を含有する膜を、酸化性雰囲気中で熱
処理した後、還元性溶液中に浸漬して還元処理してなる
下地層であるので、この下地層を形成したセラミック基
板は、セラミック基板表面の粗面化を行っていなくて
も、メッキ法で銅メタライズして形成する銅の導体層の
密着力が優れたものとなる。従って、請求項1〜請求項
5に係るセラミック基板への銅メタライズ用下地層は、
セラミック基板にメッキ法で銅メタライズする際に、予
めセラミック基板表面に形成しておく下地層として有用
である。
【0060】請求項6〜請求項11に係るセラミック基
板への銅メタライズ用下地層は、請求項1から請求項5
までの何れかに記載の銅メタライズ用下地層において、
膜がアルミニウム元素をも含有しているので、請求項6
〜請求項11に係るセラミック基板への銅メタライズ用
下地層によれば、上記の請求項1〜請求項5に係る下地
層が奏する効果に加えて、アルミニウム元素を含まずに
形成した下地層の場合に比べ、シリカ含有率が1.0重
量%以上であるセラミック基板に対して、下地層の上に
形成する銅の導体層の密着強度が優れたものとなるとい
う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】銅の導体層とセラミック基板との密着力の測定
方法を示す概略図である。
【符号の説明】
1 セラミック基板 2 銅の導体層(2mm角) 3 半田 4 スズメッキ銅線

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック基板にメッキ法で銅メタライ
    ズする際に予めセラミック基板表面に形成しておく下地
    層であって、セラミック基板の表面に形成した銅、ビス
    マス及びマグネシウムの各元素を含有する膜を、酸化性
    雰囲気中で熱処理した後、還元性溶液中に浸漬して還元
    処理してなる、セラミック基板への銅メタライズ用下地
    層。
  2. 【請求項2】 膜が含有する銅元素の供給源が金属銅又
    はその酸化物であることを特徴とする請求項1記載のセ
    ラミック基板への銅メタライズ用下地層。
  3. 【請求項3】 膜が含有する銅元素の供給源が、金属銅
    又はその酸化物であって、且つ、平均粒径が0.04〜
    5.0μmの粉末であることを特徴とする請求項2記載
    のセラミック基板への銅メタライズ用下地層。
  4. 【請求項4】 膜が含有するビスマス元素の供給源が、
    ビスマス元素を含有している有機金属化合物であること
    を特徴とする請求項1から請求項3までの何れかに記載
    のセラミック基板への銅メタライズ用下地層。
  5. 【請求項5】 膜が含有するマグネシウム元素の供給源
    が、マグネシウム元素を含有している有機金属化合物で
    あることを特徴とする請求項1から請求項4までの何れ
    かに記載のセラミック基板への銅メタライズ用下地層。
  6. 【請求項6】 膜がアルミニウム元素をも含有している
    ことを特徴とする請求項1から請求項5までの何れかに
    記載のセラミック基板への銅メタライズ用下地層。
  7. 【請求項7】 膜が含有するアルミニウム元素の供給源
    が、アルミニウム元素を含有している有機金属化合物で
    あることを特徴とする請求項6記載のセラミック基板へ
    の銅メタライズ用下地層。
  8. 【請求項8】 膜が含有するアルミニウム元素の供給源
    が、アルミナであることを特徴とする請求項6記載のセ
    ラミック基板への銅メタライズ用下地層。
  9. 【請求項9】 膜が含有するアルミニウム元素の供給源
    が、平均粒径0.04〜5.0μmのアルミナ粉末であ
    ることを特徴とする請求項8記載のセラミック基板への
    銅メタライズ用下地層。
  10. 【請求項10】 膜が含有するアルミニウム元素の供給
    源が、金属銅又はその酸化物の表面にアルミナをコーテ
    ィングした粉末材料であることを特徴とする請求項8記
    載のセラミック基板への銅メタライズ用下地層。
  11. 【請求項11】 膜が含有するアルミニウム元素の供給
    源が、金属銅又はその酸化物の表面にアルミナをコーテ
    ィングした粉末材料であって、この粉末材料の平均粒径
    が0.04〜5.0μmであることを特徴とする請求項
    10記載のセラミック基板への銅メタライズ用下地層。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003013245A (ja) * 2001-06-26 2003-01-15 Okuno Chem Ind Co Ltd 樹脂基材上への導電性皮膜の形成法

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