JP2000299540A

JP2000299540A - メタライズ基板

Info

Publication number: JP2000299540A
Application number: JP10546899A
Authority: JP
Inventors: Miho Nakamura; 美保中村; Hideki Sato; 英樹佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-24
Anticipated expiration: 2019-04-13
Also published as: JP4761595B2

Abstract

(57)【要約】【課題】導体層の腐食を効果的に防止でき、かつ導体層
の半田濡れ性を大幅に改善したメタライズ基板を提供す
る。【解決手段】セラミックス基板２表面に回路となる導体
層３を形成したメタライズ基板１において、上記導体層
３の表面部，側面部および導体層３とセラミックス基板
２との接合端部を被覆するように導体層３からセラミッ
クス基板２の表面まで連続しためっき層５ａを形成した
ことを特徴とするメタライズ基板１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセラミックス基板表
面に、回路となる導体層を形成したメタライズ基板に係
り、特に導体層の腐食が少なく、かつ導体層の半田濡れ
性を大幅に改善したメタライズ基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器や半導体装置の構成部品とし
て、図５および図６に示すように、アルルミナ（Ａｌ_２
Ｏ_３）基板や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板などのセ
ラミックス基板２の表面および内層に回路となる導体層
（メタライズ配線層）３を一体に形成した各種のメタラ
イズ基板（セラミックス回路基板）１ｃ，１ｄが広く用
いられている。

【０００３】上記のようなＡｌＮメタライズ基板やアル
ミナメタライズ基板としては、例えば自動車のエンジン
制御回路に使用されるメタライズ基板のように高温度の
雰囲気中において使用されるメタライズ基板や、ＮＯｘ
やＳＯｘのような腐食性ガスが発生した雰囲気中で使用
されるメタライズ基板がある。そして、そのような過酷
な雰囲気によって導体層が酸化腐食されることを防止す
る目的として、また導体層に外部リード端子などの他の
金属部品を半田接合する際の接合を容易化し、かつ接合
強度を強固にするための半田濡れ性を高める目的とし
て、導体層表面にニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）などか
ら成る所定厚さのめっき層が形成されている。

【０００４】この際、上記めっき層に欠陥が存在する場
合には、その欠陥部分を起点として導体層の腐食が急速
に進行することがある。そのため、一般的な対策とし
て、導体層の表面に形成するめっき層の厚さを一定以上
に厚く確保することにより、上記のようなめっき層の欠
陥の存在確率を低減せしめて導体層の腐食を防止する手
法が採用されている。

【０００５】また、他の金属部品との接合性を高める観
点から、例えば金属部品をろう付け接合や半田付けによ
って導体層に接合する場合には、図５に示すように、厚
さ１．８μｍ程度の電解ニッケルめっき層４が導体層３
の表面に形成される。また、図６に示すように、厚さ
１．２μｍ程度の無電解ニッケルめっき層５を導体層３
の表面に形成するめっき構造も採用されている。

【０００６】さらに、Ａｕ−Ｓｉ系接合材やＡｕ−Ｇｅ
系接合材など金を含有する接合材を用いる場合、また
は、接合材の濡れ性をより向上させる場合には、ニッケ
ルめっき層を下地にして電解Ａｕめっき層をさらに形成
する構造も採用されている。

【０００７】上記のような各めっき層の形成法のうち、
ニッケルめっき法については、無電解めっき液のコスト
が電解めっき液と比較して高価である上に、無電解ニッ
ケルめっき法の方が工程管理がより複雑になる。そのた
め、数か所程度のパターン部から成る単純なメタライズ
基板に対しては、バレルめっき法や治具鍍金法を利用し
て電解ニッケルめっき法により所定厚さのニッケルめっ
き層を形成する一方、より複雑なパターン形状を有する
メタライズ基板に対しては、無電解ニッケルめっき法に
よりめっき層を形成するというように、導体層の複雑さ
の程度に応じてめっき法が使い分けられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のめっき法により形成しためっき層構造で
は、高い濡れ性および品質を維持するようにめっき処理
を行う場合には以下のような問題点があった。すなわ
ち、電解めっき法だけで形成しためっき層では濡れ性が
不十分である一方、無電解めっき法だけで形成しためっ
き層を形成する場合には、十分なめっき反応を進行させ
るために、予めセラミックス基板を薬品により前処理す
る必要があり、工程が煩雑になる欠点があった。特にセ
ラミックス基板としてのＡｌＮ基板は耐薬品性が低いた
め、前処理段階でＡｌＮ基板が腐食損傷したり、セラミ
ックス基板と導体層との境界部がダメージを受け易く、
メタライズ基板の製造歩留りが低下する問題点があっ
た。

【０００９】また、ニッケルめっき層表面に、さらに金
めっき層を形成することにより濡れ性は飛躍的に向上さ
せることは可能であるが、金めっき自体の処理コストが
高いため、メタライズ基板の製造コストが大幅に増加し
てしまう難点がある。

【００１０】一方、上記のように導体層表面に形成した
めっき層に欠陥が存在しないように厳格なめっき管理を
実施した場合においても、図５および図６に示すように
導体層３の外周部とセラミックス基板２との境界部分で
めっき層４，５の厚さが薄くなったり、不連続になり、
別の欠陥が発生し易い構造であった。そして、上記欠陥
部から水蒸気，イオン，腐食性ガスなどが浸入して導体
層の腐食が進行し、回路基板としてのメタライズ基板の
動作信頼性が低下してしまう問題点もあった。

【００１１】上記のような導体層の外周部とセラミック
ス基板との境界部から進行する腐食は、従来構造のよう
に導体層表面に形成するめっき層の厚さを制御しても防
止することが困難であった、特に車載用のメタライズ基
板のようにメタライズ基板の封止が高気密仕様でない場
合において、上記導体層の腐食がより顕著になり、何ら
かの腐食防止対策を講じることが技術上の課題になって
いた。

【００１２】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、特に導体層の腐食を効果的に防止でき、
かつ導体層の半田濡れ性を大幅に改善したメタライズ基
板を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係るメタライズ基板は、セラミックス基板表面
に回路となる導体層を形成したメタライズ基板におい
て、上記導体層の表面部，側面部および導体層とセラミ
ックス基板との接合端部を被覆するように導体層からセ
ラミックス基板表面まで連続しためっき層を形成したこ
とを特徴とする。

【００１４】また、導体層の側面からセラミックス基板
表面上に張り出して形成されるめっき層の幅は３μｍ以
上，好ましくは５〜２０μｍの範囲であることが望まし
い。

【００１５】さらに、めっき層が下地めっき層から最外
めっき層までの複数のめっき層から成り、下地めっき層
が電解めっき法で形成されためっき層である一方、最外
めっき層が無電解めっき法で形成されためっき層である
ことが好ましい。

【００１６】また、めっき層はニッケル（Ｎｉ）および
金（Ａｕ）の少なくとも一方から形成するとよい。さら
に、セラミックス基板が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基
板である場合に特に有効である。また、導体層は、モリ
ブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），チタン（Ｔ
ｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ）およ
びその化合物から選択される少なくとも１種から構成す
るとよい。さらに、めっき層の厚さは０．５〜８μｍの
範囲が好ましい。

【００１７】本発明に係るメタライズ基板に使用される
セラミックス基板としては、特に限定されるものではな
く、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）基板（アルミナ基
板），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板，窒化けい素
（Ｓｉ_３Ｎ_４）基板，ムライト基板，炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ）基板，ガラスセラミックス基板などの電気絶縁性を
有する各種セラミックス基板が使用される。

【００１８】また、導体層はモリブデン（Ｍｏ），タン
グステン（Ｗ）などの高融点金属材，チタン（Ｔｉ），
ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），その化合
物から成り、半導体素子の各電極を外部リード端子等に
電気的に接続するための回路層（導電路）としてセラミ
ックス基板の表層部に形成される。またセラミックス基
板が多層基板である場合には内層部にも導体層が形成さ
れる。

【００１９】めっき層は、導体層が酸化腐食することを
防止するとともに、外部リード端子，ボンディングワイ
ヤのような他の金属部品と導体層との接合を容易にして
接合強度を高めるために形成される。特に本発明におい
て、上記めっき層は導体層の表面部，側面部および導体
層とセラミックス基板との接合端部を被覆するように導
体層からセラミックス基板表面まで連続して形成され
る。

【００２０】上記のように導体層の表面部，側面部およ
び接合端部が連続しためっき層で被覆されているため、
導体層の外周部分において、水蒸気（湿分），イオン，
腐食性ガスなどの導体層への直接的な接触はめっき層に
よって阻止され、導体層の腐食が効果的に抑止される。
すなわち、水蒸気，イオン，腐食性ガス等が導体層に接
触するまでには、導体層の表面および外周部に形成され
ためっき層の内部を拡散するか、あるいは導体層とセラ
ミックス基板とめっき層との界面に沿って移動する必要
がある。しかしながら、めっき層の内部における腐食性
ガス等の拡散は、めっき層の膜厚を大きくすることによ
り抑制でき、導体層の腐食が防止できる。特に、本発明
によれば導体層の表面からセラミックス基板との接合端
部を含め、セラミックス基板上面まで張り出すように連
続してめっき層が形成されているため、水蒸気，腐食性
ガス等は、いずれの経路によっても、その移動が十分に
抑制される結果、導体層の腐食が効果的に防止できる。

【００２１】ここで、上記導体層の側面からセラミック
ス基板表面上に張り出して形成されるめっき層の幅は３
μｍ以上であることが好ましい。上記めっき層の幅が３
μｍ未満であると、導体層とセラミックス基板との接合
端部を完全に被覆することが困難になり、めっき層の不
連続部が形成され易く、この不連続部から腐食が進行し
易くなる。そのため、めっき層の張り出し幅は３μｍ以
上とされるが、５〜２０μｍの範囲がより望ましい。

【００２２】上記めっき層の厚さは、０．５〜８μｍの
範囲とされる。上記めっき層の厚さが０．５μｍ未満の
場合には、めっきの未着部分がない均一なめっき層が得
られなくなり、導体層の腐食防止が困難になるととも
に、導体層の半田濡れ性が不十分になり、導体層と他の
金属部品との接合強度が低下してましう。一方、上記め
っき層の厚さが８μｍを超えるように過大になると、め
っき処理時間が増加してメタライズ基板の製造コストが
上昇してしまう。したがって、上記めっき層の厚さは
０．５〜８μｍの範囲とされるが１〜５μｍの範囲がよ
り好ましい。

【００２３】上記めっき層の厚さおよびセラミックス基
板表面上に張り出して形成されるめっき層の幅は、めっ
き液の濃度，電解時間等のめっき条件を適宜制御して調
整することができる。すなわち、めっき液の濃度を高め
たり、電解電圧を高めたりする、いわゆる“強めっき処
理”を実施することにより、めっき層の厚さおよび張り
出し幅を大きく設定することが可能である。

【００２４】また、上記めっき層を形成する金属として
はニッケル（Ｎｉ）または金（Ａｕ）等を使用できる。
但し、Ａｕめっき層は半田濡れ性が極めて良好である反
面、めっき液が高価であるため、より安価なＮｉで構成
しためっき層の方が好ましい。

【００２５】上記めっき層は単層で形成してもよいが、
下記のように複層構造となるように形成してもよい。す
なわち、めっき層を下地めっき層から最外めっき層まで
の複数のめっき層から構成し、下地めっき層が電解めっ
き法で形成されためっき層である一方、最外めっき層が
無電解めっき法で形成されためっき層であるように構成
してもよい。

【００２６】具体的には、ＡｌＮ基板表面に導体層を形
成したＡｌＮメタライズめっき部品の表面に電解ニッケ
ルめっき法により第１めっき層を形成し、しかる後に無
電解ニッケルめっき法により第２めっき層を順次形成す
る。または、電解ニッケルめっきを施工した後に、還元
雰囲気ガス中で温度５００〜８００℃で焼成し、さらに
無電解ニッケルめっきを施工したり、または再度電解ニ
ッケルめっきを施工した後に、無電解ニッケルめっきを
施工して複層構造のめっき層を形成してもよい。

【００２７】ここで、上記電解ニッケルめっき法は、前
処理工程および後処理工程のｐＨ，温度などのめっき条
件でもセラミックス基板に与える損傷は少ない。そのた
め、特に水やアルカリなどの薬品と反応し浸食され易い
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板をセラミックス基板と
して使用した場合に特に有効である。すなわち、ＡｌＮ
メタライズ部品表面に、まず下地めっき層として電解ニ
ッケルめっき層を形成した場合には、ＡｌＮ基板の表面
や導体層との接合端部における浸食は発生せず、また導
体層の接合強度の劣化等が発生することがない。

【００２８】また、予め下地めっき層として電解ニッケ
ルめっき層を形成したメタライズ部品であれば、下地が
ニッケルであるので、強アルカリ溶液を使用する過酷な
エッチング処理等の前処理を実施しなくても、その表面
上に無電解ニッケルめっき法により、均一で緻密なニッ
ケルめっき層を形成することが可能になる。

【００２９】このように下地めっき層としての電解めっ
き層と無電解めっき層とを組み合せることにより、無電
解めっき処理を行う際に必須であったエッチング処理を
省略したり、緩和することができる。また電解めっき層
の上面に、半田濡れ性が良好な無電解めっき層を形成す
ることにより、セラミックス基板の損傷や導体層の接合
不良を招くことなく、導体層の半田濡れ性を大幅に向上
させることが可能となる。

【００３０】また上記のように電解めっき層と無電解め
っき層を順次別工程で形成するため、めっき工程時間は
若干長くなるが、高価なＡｕめっき層を形成しないた
め、メタライズ基板の製造コストの上昇は少ない。

【００３１】上記のように構成したメタライズ基板によ
れば、導体層の表面部，側面部および導体層とセラミッ
クス基板との接合端部を被覆するように導体層からセラ
ミックス基板表面まで連続しためっき層を形成している
ため、水蒸気，イオン，腐食性ガス等の導体層への浸入
がめっき層によって阻止される結果、導体層の腐食が効
果的に防止できる。

【００３２】また、導体層とセラミックス基板との接合
端部にも連続しためっき層が形成されているため、さら
に無電解めっき層を形成する場合においても、無電解め
っき施工前の前処理や後処理によって接合端部が浸食さ
れるおそれも少ない。

【００３３】さらに、下地めっき層としての電解めっき
層と無電解めっき層とを組み合せてめっき層を構成する
ことにより、無電解めっき処理を行う際に必須であった
エッチング処理を省略したり、緩和することができる。
また電解めっき層の上面に、半田濡れ性が良好な無電解
めっき層を形成することにより、セラミックス基板の損
傷や導体層の接合不良を招くことなく、導体層の半田濡
れ性を大幅に向上させることが可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について添
付図面を参照しながら下記の実施例に基づいて具体的に
説明する。

【００３５】実施例１〜５平均粒径２μｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）原料粉末
に、焼結助剤としてのＹ_２Ｏ_３粉末を５重量％を添加
し、さらにバインダーおよび溶剤を添加混合して泥漿状
のセラミックススラリーを調製した。次に、得られたス
ラリーをドクターブレード法により成形してシート状の
ＡｌＮグリーンシートを多数調製した。次に得られたＡ
ｌＮグリーンシートを切断加工して所定寸法のシート状
成形体とした。

【００３６】一方、タングステン（Ｗ）粉末にバインダ
ーおよび溶剤を添加して導体ペーストを調製し、導体ペ
ーストを上記シート状成形体表面にスクリーン印刷法等
の厚膜手法を採用して図１に示すような所定の導体パタ
ーン形状に印刷塗布した。

【００３７】そして導体パターンを印刷したＡｌＮグリ
ーンシートを窒素・水素・水蒸気雰囲気中で加熱して脱
バインダー処理を行った後に、窒素雰囲気中で温度１７
５０℃で焼結することにより、回路としての導体層を一
体に形成したＡｌＮメタライズ部品を多数調製した。

【００３８】次に、図１および図２に示すように、Ａｌ
Ｎメタライズ部品のＡｌＮ基板２の表面に接合した導体
層３の表面部，側面部および導体層３とＡｌＮ基板２と
の接合端部を被覆するように、導体層３からＡｌＮ基板
２の表面まで連続したニッケルめっき層５ａを無電解め
っき法により、それぞれ形成した。なお、図２に示すよ
うに、導体層３の側面からＡｌＮ基板２表面上に張り出
して形成される各めっき層５ａの幅Ｗおよび厚さは、表
１に示す値となるように、めっき液の濃度およびめっき
処理時間を調整した。

【００３９】こうして調製された実施例１〜５に係るメ
タライズ基板１は、図１および図２に示すように、Ａｌ
Ｎ基板２の上面側に一体に形成されたＷ導体層３の表面
にＮｉから成る所定厚さの無電解ニッケルめっき層５ａ
を形成した構造を有する。また、各メタライズ基板１は
導体層３の外周部からＡｌＮ基板２の上面までに亘っ
て、幅Ｗが３μｍ以上のめっき膜を備えている。

【００４０】比較例１一方、実施例１において調製したＡｌＮ基板２の表面に
同様にＷ導体層３を形成し、このＷ導体層３の表面に、
図５に示すように、電解ニッケルめっき法により、厚さ
１．８μｍであり、従来形状のＮｉめっき層４を一体に
形成することにより、比較例１に係るメタライズ基板１
ｃを調製した。

【００４１】比較例２一方、実施例１において調製したＡｌＮ基板２の表面に
同様にＷ導体層３を形成し、このＷ導体層３の表面に、
図６に示すように、無電解ニッケルめっき法により、厚
さ１．２μｍであり、従来形状のＮｉめっき層５を一体
に形成することにより、比較例２に係るメタライズ基板
１ｄを調製した。

【００４２】上記のように調製した各実施例および比較
例に係るメタライズ基板の耐食性を評価するために、下
記のような腐食試験を実施した。すなわち、温度６０℃
で関係温度が８０％である高温高湿状態に調整した試験
炉内に各メタライズ基板を配置し、外観から導体層の腐
食が発生したことが確認できた時間を測定した。測定結
果を下記表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】上記表１に示す結果から明らかなように、
導体層からＡｌＮ基板の表面までの範囲に所定の張り出
し幅Ｗでめっき層を連続的に形成した各実施例に係るメ
タライズ基板においては、試験時間として４００時間が
経過して初めて導体層の腐食が観察され、特に幅Ｗが５
μｍ以上のものは、１０００時間以上腐食されず、優れ
た耐食性を有することが確認できた。

【００４５】一方、ＡｌＮ基板表面まで連続的にめっき
層を形成していない比較例１〜２に係るメタライズ基板
においては、試験時間が２０時間経過した時点で、既に
導体層の腐食が発生し始めることが判明し、耐食性が低
いことが再確認できた。

【００４６】実施例６熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋであり、焼結助剤としての
イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）を３重量％含有し、縦１０ｍｍ
×横１０ｍｍ×厚さ１ｍｍである窒化アルミニウム（Ａ
ｌＮ）基板の両面にＭｏ−ＴｉＮペーストをスクリーン
印刷法により塗布し、窒素雰囲気中で温度１７００℃で
１時間加熱することによりＡｌＮメタライズ基板を得
た。

【００４７】次に、得られたＡｌＮメタライズ基板を、
室温（２５℃）下で濃度５０％の塩酸前処理液中に１分
間浸漬した後に、電解ニッケルめっき浴（ワット浴）中
にてバレルめっき法を用い、電流値５０Ａで２０００カ
ウントの条件下で電解ニッケルめっき層を形成した。蛍
光Ｘ線膜厚計により、ニッケルめっき層の厚さを測定し
たところ、０．９μｍであった。

【００４８】さらに、上記ＡｌＮメタライズ基板を窒素
・水素雰囲気中で温度８００℃で３分間焼成した後に、
室温（２５℃）下で濃度５０％の塩酸前処理液中に１分
間浸漬した後に、温度５５℃の酸エッチング液中で１分
間処理した後に、温度６５℃の無電解ニッケルホウ素
（Ｎｉ−Ｂ）めっき液中に３分間浸漬する処理を行って
無電解ニッケルめっき層を形成することにより、実施例
６に係るメタライズ基板を製造した。なお、無電解ニッ
ケルめっき層の厚さを測定したところ、１．５μｍであ
った。

【００４９】実施例６に係るメタライズ基板１ａにおい
ては、図３に示す通り、ＡｌＮ基板２の表面にＭｏ−Ｔ
ｉＮから成る導体層３が一体に形成され、さらに導体層
３の表面に厚さ０．９μｍの電解ニッケルめっき層４ａ
と、厚さ１．５μｍの無電解ニッケルめっき層５ｂとが
順次形成されて複層のめっき層６を構成している。

【００５０】上記実施例６のメタライズ基板１ａの半田
濡れ性の良否を評価するために、下記の濡れ性試験を行
った。すなわち、重量％で９５％Ｐｂ−３．５％Ｓｎ−
１．５％Ａｇなる組成を有する高温半田ペレットをメタ
ライズ基板１ａのめっき層６表面に載置して窒素・水素
雰囲気中で温度４００℃に加熱して半田ペレットを溶融
せしめ、金属部品の接合面積に対する半田の濡れ面積の
割合を測定したところ、９５％という高い値が得られ、
半田濡れ性が極めて良好であることが確認できた。

【００５１】一方、他の金属部品との接合性を評価する
ために、下記の接合試験を行った。すなわち、Ｐｂ−Ｓ
ｎ共晶半田を用いて銅製のネールヘッドピンを導体層に
接合し、引張り試験機を使用してピンの接合強度（ピー
ル強度）を測定したところ、３ｋｇ／ｍｍ^２という高い
値が得られ、他の金属部品との接合性も良好であること
が判明した。

【００５２】実施例７実施例１において、導体層の表面に厚さ０．９μｍの電
解ニッケルめっき層４ａを形成したＡｌＮメタライズ基
板を、窒素・水素雰囲気中で温度８００℃で３分間焼成
した後に、室温（２５℃）下で濃度５０％の塩酸前処理
液中に１分間浸漬した後に、電解ニッケルめっき浴（ワ
ット浴）中にてバレルめっき法を用い、電流値５０Ａで
１０００カウントの条件下で電解ニッケルめっき層を形
成した。蛍光Ｘ線膜厚計により、ニッケルめっき層の厚
さを測定したところ、０．６μｍであった。

【００５３】引き続き、上記ＡｌＮメタライズ基板を室
温（２５℃）下で濃度５０％の塩酸前処理液中に１分間
浸漬した後に、温度５５℃の酸エッチング液中で１分間
処理した後に、温度６５℃の無電解ニッケルホウ素（Ｎ
ｉ−Ｂ）めっき液中に３分間浸漬する処理を行って無電
解ニッケルめっき層を形成することにより、実施例７に
係るメタライズ基板を製造した。なお、無電解ニッケル
めっき層の厚さを測定したところ、１．９μｍであっ
た。

【００５４】実施例７に係るメタライズ基板１ｂにおい
ては、図４に示す通り、ＡｌＮ基板２の表面にＭｏ−Ｔ
ｉＮから成る導体層３が一体に形成され、さらに導体層
３の表面に厚さ０．９μｍの電解ニッケルめっき層４ａ
と、厚さ０．６μｍの電解ニッケルめっき層４ｂと、厚
さ１．９μｍの無電解ニッケルめっき層５ｃとが順次形
成されて３層構造のめっき層６ａを構成している。

【００５５】上記実施例７のメタライズ基板１ｂの半田
濡れ性の良否を評価するために、実施例１と同様の濡れ
性試験を行って金属部品の接合面積に対する半田の濡れ
面積の割合を測定したところ、９７％という高い値が得
られ、半田濡れ性が極めて良好であることが確認でき
た。

【００５６】一方、他の金属部品との接合性を評価する
ために、実施例１と同様の引張り試験を実施してピンの
接合強度（ピール強度）を測定したところ、２．９ｋｇ
／ｍｍ^２という高い値が得られ、他の金属部品との接合
性も良好であることが判明した。

【００５７】比較例３実施例１において導体層をＡｌＮ基板表面に一体に形成
したＡｌＮメタライズ基板を、濃度５０％の塩酸前処理
液（温度２５℃）中に１分間浸漬した後に、電解ニッケ
ルめっき浴（ワット浴）中にてバレルめっき法を用い、
電流値５０Ａで２０００カウントの条件下で電解ニッケ
ルめっき層を形成して図５に示すような比較例３に係る
メタライズ基板１ｃを調製した。電解ニッケルめっき層
の膜厚を測定したところ、１．７μｍであった。

【００５８】得られたメタライズ基板１ｃについて。実
施例１と同様の濡れ性試験および引張り強度試験を実施
したところ、接合面積に対する半田の濡れ面積の割合は
９１％であり、ピンの接合強度は３．０ｋｇ／ｍｍ
^２と、前記実施例６，７と比較して低い値となり、濡れ
性が低下した。

【００５９】比較例４実施例１において導体層をＡｌＮ基板表面に一体に形成
したＡｌＮメタライズ基板を、濃度５０％の塩酸前処理
液（温度２５℃）中に１分間浸漬した後に水洗し、さら
に温度６０℃で濃度５０％のアルカリ系触媒溶液中に３
分間浸漬した後に水洗した。次に、濃度５０％の塩酸液
中で３０秒間処理した後に、無電解ニッケルめっき液中
で６分間処理することにより、無電解ニッケルめっき層
を形成し、さらに水洗して、図６に示すような比較例４
に係るメタライズ基板１ｄを調製した。無電解ニッケル
めっき層５の膜厚を測定したところ、１．１μｍであっ
た。

【００６０】得られたメタライズ基板１ｄについて。実
施例１と同様の濡れ性試験および引張り強度試験を実施
したところ、接合面積に対する半田の濡れ面積の割合は
１００％と良好であったが、ピンの接合強度は２．３ｋ
ｇ／ｍｍ^２と、前記実施例６，７と比較して低い値とな
り、接合強度が低下することが判明した。

【００６１】上記実施例６〜７と比較例３〜４との比較
から明らかなように、電解ニッケルめっき層の上面にさ
らに無電解ニッケルめっき層を順次形成した各実施例に
係るメタライズ基板においては、無電解ニッケルめっき
層の作用により、半田濡れ性が大幅に改善される。ま
た、下地めっき層としての電解ニッケルめっき層によ
り、接合強度の低下が少ないＡｌＮメタライズ基板が得
られることが判明した。さらに、めっき層の張り出し幅
Ｗを３μｍとし、実施例１と同様の腐食試験を実施した
ところ、１０００時間放置したものであっても腐食は観
察されず、耐食性も向上していることが判明した。

【００６２】

【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係るメタライ
ズ基板によれば、導体層の表面部，側面部および導体層
とセラミックス基板との接合端部を被覆するように導体
層からセラミックス基板表面まで連続しためっき層を形
成しているため、水蒸気，イオン，腐食性ガス等の導体
層への浸入がめっき層によって阻止される結果、導体層
の腐食が効果的に防止できる。

【００６３】また、導体層とセラミックス基板との接合
端部にも連続しためっき層が形成されているため、さら
に無電解めっき層を形成する場合においても、無電解め
っき施工前の前処理や後処理によって接合端部が浸食さ
れるおそれも少ない。

【００６４】さらに、下地めっき層としての電解めっき
層と無電解めっき層とを組み合せてめっき層を構成する
ことにより、無電解めっき処理を行う際に必須であった
エッチング処理を省略できる。また電解めっき層の上面
に、半田濡れ性が良好な無電解めっき層を形成すること
により、セラミックス基板の損傷や導体層の接合不良を
招くことなく、導体層の半田濡れ性を大幅に向上させる
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメタライズ基板の一実施例を示す
平面図。

【図２】図１に示すメタライズ基板のＩＩ−ＩＩ矢視拡
大断面図。

【図３】本発明に係るメタライズ基板の他の実施例を示
す拡大断面図。

【図４】本発明に係るメタライズ基板のその他の実施例
を示す拡大断面図。

【図５】従来のメタライズ基板の構成例を示す断面図。

【図６】従来のメタライズ基板の他の構成例を示す断面
図。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄメタライズ基板（セラミ
ックス回路基板）２セラミックス基板（ＡｌＮ基板，Ａｌ_２Ｏ_３基板）３導体層（Ｍｏ−ＴｉＮメタライズ層，メタライズ配
線層）４，４ａ電解ニッケルめっき層５，５ａ，５ｂ，５ｃ無電解ニッケルめっき層６，６ａめっき層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4E351 AA09 AA12 BB01 BB31 BB33 BB35 BB38 CC06 CC07 CC12 CC22 CC30 CC33 CC35 DD17 DD52 EE24 EE27 GG02 GG13 GG15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックス基板表面に回路となる導体
層を形成したメタライズ基板において、上記導体層の表
面部，側面部および導体層とセラミックス基板との接合
端部を被覆するように導体層からセラミックス基板表面
まで連続しためっき層を形成したことを特徴とするメタ
ライズ基板。
【請求項２】導体層の側面からセラミックス基板表面
上に張り出して形成されるめっき層の幅が３μｍ以上で
あることを特徴とする請求項１記載のメタライズ基板。
【請求項３】導体層の側面からセラミックス基板表面
上に張り出して形成されるめっき層の幅が５〜２０μｍ
であることを特徴とする請求項１記載のメタライズ基
板。
【請求項４】めっき層が下地めっき層から最外めっき
層までの複数のめっき層から成り、下地めっき層が電解
めっき法で形成されためっき層である一方、最外めっき
層が無電解めっき法で形成されためっき層であることを
特徴とする請求項１記載のメタライズ基板。
【請求項５】めっき層がニッケル（Ｎｉ）および金
（Ａｕ）の少なくとも一方から形成されていることを特
徴とする請求項１記載のメタライズ基板。
【請求項６】セラミックス基板が窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）基板であることを特徴とする請求項１記載の
メタライズ基板。
【請求項７】導体層は、モリブデン（Ｍｏ），タング
ステン（Ｗ），チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚ
ｒ），ハフニウム（Ｈｆ）およびその化合物から選択さ
れる少なくとも１種から成ることを特徴とする請求項１
記載のメタライズ基板。
【請求項８】めっき層の厚さが０．５〜８μｍである
ことを特徴とする請求項１記載のメタライズ基板。
【請求項９】セラミックス基板表面に回路となる導体
層を形成したメタライズ基板において、上記導体層には
下地めっき層から最外めっき層までの複数のめっき層が
形成され、下地めっき層が電解めっき法で形成されため
っき層である一方、最外めっき層が無電解めっき法で形
成されためっき層であることを特徴とするメタライズ基
板。
【請求項１０】めっき層の厚さが０．５〜８μｍであ
ることを特徴とする請求項９記載のメタライズ基板。