JPS6297392A - セラミツクス配線板の製造方法 - Google Patents

セラミツクス配線板の製造方法

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JPS6297392A
JPS6297392A JP23641185A JP23641185A JPS6297392A JP S6297392 A JPS6297392 A JP S6297392A JP 23641185 A JP23641185 A JP 23641185A JP 23641185 A JP23641185 A JP 23641185A JP S6297392 A JPS6297392 A JP S6297392A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックス基板表面に所望パターンの配線
が形成されたセラミックス配線板の製造方法に関する。
更に詳しくは、セラミックス基板表面に低抵抗の高密度
配線を安価、珪つ高性能に製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、セラミックス基板表面に配線を形成する方法とし
ては、薄膜法及び厚膜法が広く知られている。
薄119法は、セラミックス基板表面に金属を蒸着した
後、該ツム着された金属を配線を形成する部分を除いて
エツチング除去することにより、基板Lに残存させた蒸
着金属からなる所望パターンの配線を形成するものであ
る。薄膜法は、高密度配線には適しているものの、量産
性が悪く経済的でない、又、セラミックス基板と蒸着金
属の接着強度が低い等の欠点がある為に適用範囲が限ら
れている。
厚膜法は、貴金属の粒子よりなるペーストを印刷、焼成
して配線を形成する方法であり広く使用されている。し
かしながら、厚膜法では印刷法を用いて配線を形成する
為、得られる配線が導体幅において 150μs以下で
あるような高密度回路の形成が困難であり、またペース
ト中にはガラス等の高抵抗成分が含まれていることが多
い為に低抵抗の配線を形成し難い等の欠点があり、セラ
ミックス基板表面に低抵抗の高密度配線を安価、且つ高
性能に製造する方法としては必ずしも適当なものではな
い。
一方、近年セラミックス基板上に低抵抗の高密度配線を
安価、且つ高性能に形成する方法として、セラミックス
基板表面に銅メッキを行い、配線を形成する部分以外の
基板上のメッキ銅をエツチング除去することにより、所
望の配線を得る方法が検3・すされている、この方法は
、純粋な金属メッキ銅を配線材料とする為、極めて低抵
抗の配線を得ることができ、またエツチング法を使用す
るので、高密度、且つファインラインの配線を得ること
が可能である。又、メッキ法は、量産性が高く極めて経
済的に配線を形成できるという利点も有している。しか
しながらセラミックス基板上に直接銅メッキする方法で
は、セラミックス基板とメッキ銅との密着強度を充分に
確保することができず、これが実用化への大きな障壁と
なっている。
このような問題を解消する為に、セラミックス基板との
密着強度に優れたニッケルを用いてセラミックス配線板
を製造する方法も検討されているが、ニッケルメッキで
は形成された配線の抵抗値が高い為に低抵抗の配線用と
しては不向きであった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明はセラミックス基板における上記のような問題に
鑑み成されたものであって、本発明の主たる目的は、上
記従来例のセラミックス配線板における問題点を解消し
、低抵抗の高密度配線を安価、且つ高性能に製造し得る
新規なセラミックス配線板の製造方法を提供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
4二記目的を達成する本発明は、 (1)セラミックス基板に無電解ニッケルメッキを施し
、該基板上にニッケル層を積層する第一の工程と、 (2)該ニッケル層が積層されたセラミックス基板に、
無電解銅メッキ又は/及び電解銅メッキを施し、該基板
のニッケル層上に銅層を積層する第二の工程と、 (3)該ニッケル層および銅層が順次積層されたセラミ
ックス基板の該ニッケル層および銅層を残存させる部分
にレジスト層を積層する第三の工程と。
(4)該ニッケル層、銅層およびレジスト層が順次積層
されたセラミックス基板にエツチング処理を施し、該レ
ジスト層が積層されている部分以外の該基板上のニッケ
ル層および銅層を除去した後、該レジスト層を除去する
ことによって、該レジスト層が積層されていた部分にニ
ッケル層および銅層を残存させてなる配線を形成する第
四の工程と、 (5)該配線の形成されたセラミックス基板に熱処理を
施す第五の工程とを含んでなることを特徴とするセラミ
ックス配線板の製造方法である。
すなわち、本発明は、上記(1)〜(5)の工程を含む
諸工程を実施することによって、セラミック基板上にニ
ッケル層および銅層が順次積層されてなる所望パターン
の配線を形成するものである。
本発明に於けるセラミックス基板としては、A120 
jを主成分とするアルミナセラミックス基板が代表的な
ものとして挙げられる。、l!!板形状は、形成される
セラミックス配線板の用途などに応した所望のものとす
ることができるが、一般には板状のものである。配線は
、このようなセラミックス基板の所望の部位に設けられ
る。基板形状によっても異なるが、例えば板状基板であ
れば、基板の片面のみに設けてもよいし、両面に設けて
もよい、もちろん、これら面の全面に設けてもよいし、
一部分のみの設けてもよい。
本発明に於いては、セラミックス基板に無電解ニッケル
メッキを施す第一の工程に先立って、該基板に好ましく
は脱脂処理又は/及びエツチングが施される。脱脂処理
には、一般にメタノール等の溶剤もしくはカセイソーダ
等のアルカリ水溶液が使用される。
ニー2チングは、弗化水素酸、ケイ弗酸、酸性弗化アン
モニウム、塩酸、硝酸等の酸、あるいはカセイソーダ、
炭酸ソーダ等のアルカリ水溶液等を用いる湿式エツチン
グが一般的であるが、ドライエツチングであってもかま
わない、なお、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩類
が、酸もしくはアルカリと組み合わされて使用されても
一向に差しつかえない。
本発明に於ける第一の工程では、セラミックスノ、(板
に無電解ニッケルメッキが施され、該基板上にニッケル
層が積層される。なお、本工程では無電解ニッケルメッ
キに先立って、基板の感受性化又は/及び活性化処理を
行なっておくことが好ましい、感受性化には、塩化第1
スズ溶液が一般に使用される。活性化処理−は、パラジ
ウムもしくはパラジウムコロイドを含む水溶液により、
あるいは銀イオンを含む水溶液とパラジウムもしくはパ
ラジウムコロイドを含む水溶液とにより行なうのが実用
的である。
本発明に於ける無電解ニッケルメー、キは、具体的には
例えば下記に示す組み合せの無電解メッキ浴等を用いて
行なわれる。
例えば、 1)ニッケルーリン系メッキ浴 硫酸ニッケル十次亜すン酸ナトリウム+クエン酸mナト
リウム 2)ニッケルーポロン系メッキ浴 塩化ニッケル+〇MAB ((CH3) 2 NHBI
43)十酒石酸frナトリウム などである。
第一の工程における無電解ニッケルメツ午は、セラミッ
クス基板表面の全面に施すのが製造上簡易であるが、必
ずしも全面に施す必要はなく、例えば基板の片面のみと
したり、あるいは配線を形成する部分の基板面に限定す
る等のことも可能である。
第一の工程に於ける無電解ニッケルメッキの厚みは、セ
ラミックス基板との密着強度を充分に確保し、且つ第一
乃至第五の工程を経て形成される配線の導体抵抗を良好
に保つ為0.01μs〜3.0μsが好ましい。
第一の工程に続いて行なわれる第二の工程では、第一の
工程を経てその表面にニッケル層が積層されたセラミッ
クス基板に、無電解銅メッキ又は/及び電解鋼メッキが
施され、該基板のニッケル層上に銅層が積層される。銅
層は、ニッケル層の全面を覆うように積層するのが好ま
しい。
本発明に於ける無電解銅メッキは、例えばEDTA、 
EDTA−銅、バラホルムアルデヒドピリジルの混合液
等の無電解銅メッキ液を用いて行なわれる.一方、電解
銅メッキとしては、硫酸及び硫酸鋼よりなる硫酸銅系メ
ッキ液、及び/又はビロリン酸銅,ピロリン酸カリウム
、アンモニア、光沢剤よりなるビロリン酸鋼系メッキ液
を用いるのが一般的である.電界銅メッキは、硫酸を用
いた酸活性処理後に行なうのが好ましい。
なお、上記ニッケル層および銅層には、これらニッケル
および銅からなる合金層が形成されていてもよい。
第二の工程に続いて行なわれる第三の工程では、上記第
一および第二の工程を経てセラミックス基板上に順次積
層されたニッケル層および銅層上に,更にレジスト層が
積層される.レジスト層は,本工程終了後に行なわれる
第四の工程に於いて、配線として残存させる部分のニッ
ケル層および銅層上に選択的に積層される。レジストは
、セラミックス配線板に要求されるパターンのファイン
ライン性に応じ,レジストインク、ドライフィルムフォ
トレジスト、液状フォトレジスト等から適当なものを適
宜選択して使用するとよい。
第三の工程に続いて行なわれる第四の工程では、上記第
一乃至第三の工程を経てニッケル層。
銅層およびレジスト層が順次積層されたセラミックス基
板にエツチング処理が施され、該レジスト層が積層され
た部分以外の該基板上のニッケル層および銅層がエツチ
ング除去される。続いて、上記エツチング処理を経た後
にセラミックス基板上に残存しているニッケル層、銅層
およびレジスト層からなる部分のレジスト層を除去する
。該レジスト除去によって、ニッケル層および銅層が順
次積層された所望パターンの配線がセラミックス基板上
に形成される。
本工程に於けるエツチングは、湿式エツチングおよびド
ライエツチングの何れを用いてもよいが、湿式エツチン
グであれば、例えば塩化第一鉄、塩化第二銅、悄酸銅、
塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、弗酸等の一種またはそれ等
の組み合せからなるエツチング液を用いて行なうとよい
、又、レジストの除去は、アセトン、トリクレンの如き
溶剤もしくはカセイソーダの如きアルカリ水溶液等を用
いて行なうとよい。
上記第四の工程に続く第五の工程では、第四の工程で得
られた所望パターンの配線を有するセラミックス基板に
熱処理が施される。熱処理はオーブン、焼成炉などを用
い、50℃〜400℃、5分〜5時間の熱処理条件で行
なうのが好ましい。
本工程に於ける熱処理は、セラミ−、クス基板と該基板
上に順次積層されたニッケル層および銅層からなる配線
との密着強度の向上を主たる目的として行なわれるもの
である。しかしながら、このような熱処理を第五の工程
より以前の工程で実施すると、例えば後述する比較例2
に示したように、基板との密着性を向上させることはで
きるものの、基板との密着性の向上によって配線形成時
に於けるエツチング処理の際に基板からの導体の除去が
困難となり、基板上にエツチング残りが生じて導体間に
シマートを発生してしまう等の問題を生じ、本発明の目
的を達成することができない。
尚、上記第一乃至第五の工程級了後に、例えば必要に応
じて、セラミックス基板上の配線の酸化銅被膜を機械的
又は/及び化学的に除去したり、また該配線上に更にニ
ッケルメッキ又は/及び金メッキ等を施して、装着部品
とセラミック配線板との密着性を良くしてやる等の処理
を行なうことは一向に差しつかえないものである。
〔作用〕
本発明では、セラミックス基板との密着強度に優れたニ
ッケルおよび低抵抗材料である銅を用い、これらニッケ
ルおよび銅を基板上に順次積層して配線を形成する為、
これら銅およびニッケルの利点が生かされた低抵抗で、
且つセラミックス基板との密着性にも優れたセラミック
ス配線板を得ることができる。
また、これらニッケルおよび銅を用いて形成される配線
が、高密度配線を量産性良く且つ経済的に形成すること
のできるメッキ法によって形成される為、高密度、且つ
ファインラインの配線を安価、且つ高性能に形成し得る
ものである。
〔実施例〕
以下、本発明を更に詳細に説明する為に、実施例を示す
実施例1 本実施例に於いては、セラミックス基板として、厚さ0
.635mm、基板サイズ80mmX 80amの純度
86%のAl2O3よりなるものを用い、下記条件(イ
)の脱脂処理と(ロ)のニー、チング処理を施した後、
本発明に言う第一の工程から第五の工程を下記(ハ)〜
(ル)の条件および順序で実施することによって、高密
度配線を有するセラミックス配線板を作成した。得られ
たセラミックス配線板は、低抵抗、且つ密着性の良好な
ものであり、また配線形成時のエツチング性にも優れ、
基板上には所望のファインパターンの配線が高密度に形
成されていた。
なお、下記の処理には、常法に於けると同様に、必要に
応じて、水洗、乾燥などの処理が入ることは言うまでも
ないことである。
(イ)脱脂処理 メチルアルコール 条件: 室温 5分 (ロ)エツチング処理 エツチング液組成: 酸性フッ化アンモニウム  100g/ A塩化ナトリ
ウム      100g/ を条件、  so℃ 1
5分 第−の工程 (ハ)感受性化処理 センシタイジング液組成: 塩化第1スズ       0.05g/j!条件:2
5℃ 5分 (ニ)活性化処理 アクチベーション液組成: 塩化パラジウム      0 、10g/ 1条件:
25℃ 5分 (ホ)無電解ニッケルメッキ処理 ニッケルメッキ液組成: にッケルーリン系) 硫酸ニッケル0.01mol/を 次亜リン酸ナトリウム   0.04mol//クエン
酸三ナトリウム   0.02rsol/ 1条件=7
5°C15分 第二の工程 (へ)酸活性処理 活性液組成:硫酸   10% 条件: 室温 1分 (ト)電解銅メッキ処理 銅メツキ浴組成:硫酸銅  70g/ /硫酸   1
70g/を 光沢剤  5cc/ j! 条件:23℃ 30〜80分  2A/dm’第三の工
程 (チ)パターン印刷処理 レジストインクとして太陽インク■製 KB−30を使用し、第二の工程を終了したセラミック
ス基板上にこれをシルクスクリーン印刷し、 100℃
で10分間硬化してレジストパターンを形成した。
第四の工程 (す)エツチング処理 エツチング液組成二 リン酸 500al/j!硝酸 
 250tl/ を 条件:50°C4秒 (ヌ)レジスト除去処理 トリクレンに浸漬してレジストを剥離した。
第五の工程 (ル)熱処理 空気中 250°C2時間 本実施例に於いて形成されたセラミックス配線板の性能
を第1表に示す、尚、比較例として本実施例に於ける第
五の工程を省いたものを比較例1とし、また上記第五の
工程であるところの熱処理を第二の工程と第三の工程と
の間に行ったものを比較例2をとして、該比較例1およ
び2で得られたセラミックス配線板の性能を同じく第1
表に示す。
尚、第1表に示した密着強度の試験法は下記の通りであ
る。
(1)測定ランドとして2mmX2m■のランドを形成
する。
(2)直径0.6膳履φの錫メッキ銅線を測定ランドの
中心に基板と垂直方向に立て260±10℃の半田ゴテ
で5秒以内に半田付し、トリクレンで洗浄する。
(3)半田付の終ったサンプルを150±lO℃の恒温
槽に12時間保管する。
(4)乾燥の終ったサンプルを引っ張り試験機で基板と
垂直方向に引っ張り、導体部の剥れた時の値を測定し、
密着強度とした。
実施例2 実施例1に於ける第二の工程の電解銅メッキ処理を下記
の無電解銅メッキに置きかえ、その他の工程はすべて実
施例1の通りにして、セラミックス配線板を製造した。
第二の工程 無電解銅メッキ処理 無電解銅メッキ浴組成: EDTA銅        Lg/l (銅として) EDTA          40g/ j!バラホル
ムアルデヒド 7g/l α−α°ジピリジル  10ppm 条件 60℃ 2時間 pH12 得られたセラミック配線板は、エツチングが容易であり
、無電解重メッキ0.2JL1m、電解Cuメッキ5.
2μsで、導体抵抗3+wm/口、密着強度9.5Kg
/2m厘X 2+smの良好な性能を示した。
〔発明の効果〕
以上に説明した如く、本発明によって従来のセラミック
ス配線基板の製造方法に於ける問題点が解消され、低抵
抗の高密度配線を安価、且つ高性能に製造し得るように
なった。
特許出願人  三井東圧化学株式会社 エビナ電化工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(1)セラミックス基板に無電解ニッケルメッキを
    施し、該基板上にニッケル層を積層する第一の工程と、 (2)該ニッケル層が積層されたセラミックス基板に、
    無電解銅メッキ又は/及び電解銅メッキを施し、該基板
    のニッケル層上に銅層を積層する第二の工程と、 (3)該ニッケル層および銅層が順次積層されたセラミ
    ックス基板の該ニッケル層および銅層を残存させる部分
    にレジスト層を積層する第三の工程と、 (4)該ニッケル層、銅層およびレジスト層が順次積層
    されたセラミックス基板にエッチング処理を施し、該レ
    ジスト層が積層されている部分以外の該基板上のニッケ
    ル層および銅層を除去した後、該レジスト層を除去する
    ことによって、該レジスト層が積層されていた部分にニ
    ッケル層および銅層を残存させてなる配線を形成する第
    四の工程と、 (5)該配線の形成されたセラミックス基板に熱処理を
    施す第五の工程とを含んでなることを特徴とするセラミ
    ックス配線板の製造方法。
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Cited By (1)

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