JP2003017837A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡｌＮを主成分とする基体上に銅からなる配
線パターンが形成されたプリント配線板であって、配線
パターンと基体材料との間の密着強度が十分に高いプリ
ント配線板を効率よく製造する方法を提供する。 【解決手段】 ＡｌＮを主成分とする基体上に該基体と
の密着性に優れたＴｉ等からなる第一下地膜を形成した
後に該第一下地膜上にスパッタリング法等の実質的に酸
素を含有しない雰囲気下で膜形成が可能な方法で銅から
なる第二下地膜を形成し、その上にメッキ法により銅か
らなる配線パターンを形成し、最後に当該配線パターン
の各配線が電気的に接続しないように前記第一下地膜及
び第二下地膜を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品をマウン
トするためのプリント配線板の製造方法に関する。より
詳しくは窒化アルミニウムを主成分とするセラミック基
板上に銅からなる配線パターンが形成されたプリント配
線板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品がマウントされる基板として、
一般的に絶縁基板上に金属配線が施された所謂プリント
回路基板が好適に用いられているが、近年の著しいＬＳ
Ｉ技術の発展に伴い、各々の電子部品から発せられる熱
は増大しており従来のプリント基板に放熱機能を付与し
た構造の基板が使用されるようになっている。例えば、
搭載される素子等の電子部品や配線部分で発生した熱を
効率よく放散するために基材材料としてＡｌＮやＳｉＣ
等の熱伝導性のよいセラミックス材料を用い、更に配線
材料そのものも大電流に対応できる材料を使用したプリ
ント配線板が開発されている。

【０００３】大電流に対応するための配線材料としては
電気伝導特性の観点から銅を用いる場合が多く、通常絶
縁体上に膜回路形成技術を用いて約１０μｍ以上の厚さ
の配線パターンが形成される。膜回路形成技術として
は、印刷法、メッキ法、蒸着法、スパッタ法等の方法が
知られているが、シート抵抗が低い上記のような厚さの
配線パターンを短時間で形成できることからメッキ法が
特に好適に採用される。ところが、セラミック基体上に
金属配線パターンを形成する場合、基体とパターンの密
着力が高いことが要求されるが、メッキ法で形成したパ
ターンの密着性は低いという問題がある。

【０００４】密着性を改善するための方法として、特開
平９−２２７２５６号公報には、セラミック基体に銅を
メッキする際に、先ず下地層として銅、ビスマス、アル
ミニウム、或いはマグネシウムの各元素を含有する層を
形成し、次いで当該層を酸化性雰囲気中６００℃〜１１
００℃で熱処理して酸化物とした後に還元性溶液に浸漬
してから銅メッキをする方法が開示されている。該方法
においては、酸化性雰囲気中での熱処理において銅以外
の金属はセラミック基体に対する密着性向上剤や強化剤
となって基体側に拡散し、下地層の最表面は酸化銅とな
るので、該酸化銅を還元処理によって金属銅としてから
メッキを行なうと、最終的にセラミック基体に強固に密
着した銅メタライズ層が得られると説明されている。そ
して、当該技術によりセラミック基体上に引張り強度で
表した密着性が約６．３Ｋｇｆ／４ｍｍ^２（１．５８Ｋ
ｇｆ／ｍｍ^２）の銅メタライズ膜を形成することに成功
している。しかしながら、近年では電子回路の信頼性向
上の観点からより高いレベルの密着性が要求されるよう
になっており、上記密着強度（引っ張り強度）は必ずし
も満足の行くものではない。なお、基体材料としては、
絶縁特性の良好なセラミック材料の中でも高い熱伝導率
を有している窒化アルミニウムが近年特に注目されてい
るが、上記公報においては、基体として窒化アルミニウ
ム基体も使用できると説明されているものの実際に効果
を確認するために用いられている基体はガラスセラミッ
ク基体のみであり、窒化アルミニウム基体を用いた場合
の密着強度は定量的に検討されていない。

【０００５】また、窒化アルミニウム基体上に高い密着
強度で導体パターンを形成する方法として、カルシウム
及びイットリウムを特定量含む窒化アルミニウム基体上
に、先ずＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ、ＴａＮ、Ａｌ、Ｍ
ｏ、Ｗのうちの１種以上からなる金属薄膜層を形成し、
次いで該金属薄膜層上に導体層を形成することにより基
体との密着強度が２．５ｋｇｆ／ｍｍ^２以上の導体パタ
ーンを形成できることが知られている（特開平１−８４
６４８号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１−８４６４８号公報に具体的に開示されている導
体層の形成方法は、スパッタリング法や真空蒸着法等の
物理蒸着法であり、製膜速度が遅いため、前記したよう
な約１０μｍ以上の厚みの導体膜を形成するには製造効
率の点で問題がある。そこで、本発明者等は、該公報に
開示されている方法において製膜速度の点で有利なメッ
キ法で銅からなる導体膜を形成することを試みた。とこ
ろが、後述する比較例に示すように、Ｔｉからなる薄膜
上に直接メッキ法により銅膜を形成した場合には、物理
蒸着法により導体膜を形成した場合と異なり、所期の高
い密着強度が得られないことが判明した。

【０００７】そこで、本発明は、窒化アルミニウム基体
上に、強く密着した銅配線パターンをメッキ法により形
成する方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、窒化アルミニ
ウムを主成分とするセラミック基体の表面にスパッタリ
ング法によりチタン薄膜形成し、その上に同じくスパッ
タリング法で薄い銅膜を形成してから、該銅薄膜上にメ
ッキ法を用いて銅の配線パターンを形成した場合には、
高い密着強度で基板に密着した配線パターンが得られる
という知見を得た。そして、該知見に基づき更に検討を
行なった結果、上記銅薄膜の形成を実質的に酸素を含有
しない雰囲気下で行なった場合には同様の効果が得られ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明は、窒化アルミニウムを主成
分とするセラミック基体の表面にチタン、クロム、ニッ
ケル−クロム合金、窒素化タンタル、アルミニウム、モ
リブデン、及びタングステンからなる群より選ばれる少
なくとも１種の金属又は化合物からなる第一下地膜を形
成した後に、該第一下地膜上に実質的に酸素を含有しな
い雰囲気下で銅からなる第二下地膜を形成し、次いで該
第二下地膜上にメッキ法を用いて銅からなる配線パター
ン（以下、単に銅配線パターンともいう。）を形成した
後に当該配線パターンの各配線が電気的に接続しないよ
うに（即ち、電圧を印加したときに短絡しないように）
前記第一下地膜及び第二下地膜を除去することを特徴と
するプリント配線板の製造方法である。

【００１０】上記の本発明製造方法によれば、素子等を
搭載して使用した時に発生する熱の放熱特性が優れたプ
リント配線板である、“窒化アルミニウムを主成分とす
るセラミック基体上に強固に密着した銅配線パターンが
形成されたプリント配線板”を効率よく製造することが
できる。本発明の製造方法においては、メッキ法により
形成される銅層との濡れ性が良好な同種金属からなり第
一下地層に対する密着性が高い第二下地層が、セラミッ
ク基体と強固に密着している第一下地層とメッキ層との
間に介在することによりこのような効果が発現するもの
と思われる。

【００１１】該本発明の製造方法において、減圧下で前
記セラミック基体の熱処理を行なった後、該セラミック
基体を外気と接触させることなく且つセラミック基体温
度を当該熱処理時の最高温度より低い温度、好ましくは
５０℃以上低い温度に維持して物理蒸着法又は化学蒸着
法により前記第一下地膜を形成することにより、セラミ
ック基体と該第一下地層との間の密着強度をより高くす
ることができる。また、表面に配線パターンが形成され
た基体を２００〜６００℃で非酸化性雰囲気下に熱処理
することにより、第二下地層と銅配線パターンとの間の
密着強度をより高くすることができる。更にまた、前記
第二下地層を形成した後に、該第二下地層上に配線パタ
ーンが形成される部分が凹欠した保護膜を密着させ、該
保護膜の凹欠部分の第二下地層上にメッキ法により銅層
を形成し、次いで該保護膜を除去することにより銅から
なる配線パターンを形成することにより、必要な部分に
のみ厚い銅膜を形成することができるので使用するメッ
キ液を減らすことが可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を詳し
く説明する。図１は、本発明の製造方法の代表的な製造
工程フローを示す図である。図１に示す製造工程フロー
では、先ず、窒化アルミニウムを主成分とするセラミッ
ク基体（以下、単にＡｌＮ基体ともいう。）１１０上に
ＡｌＮ基体の表面にチタン、クロム、ニッケル−クロム
合金、窒素化タンタル、アルミニウム、モリブデン、及
びタングステンからなる群より選ばれる少なくとも１種
の金属又は化合物からなる第一下地膜１２０を形成する
｛工程（１）｝。該第一下地層はその下層（ＡｌＮ基
体）と上層（第二下地膜）とを強固に接合するための密
着用金属層として作用する。

【００１３】本発明の製造方法で使用するＡｌＮ基体１
１０としては、窒化アルミニウムを主成分とするセラミ
ックからなる成形体であって、その表面に配線パターン
が形成可能なセラミック基体であれば特に限定されず、
例えば窒化アルミニウム粉末にカルシア、イットリア等
の焼結助剤を添加し加圧等により成形したのちに焼結す
ることにより製造するされる板状体、又は多結晶を板状
に加工したもの等が好適に使用できる。なお、板状体の
形状、及び厚みは特に限定されない。また、第一下地膜
１２０は、チタン、クロム、ニッケル−クロム合金、窒
素化タンタル、アルミニウム、モリブデン、及びタング
ステンからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属又
は化合物からなる膜であればその厚さは特に限定されな
いが、密着性向上効果および製造効率の観点から、０．
０２〜１．０μｍ、特に０．０３〜０．７μｍであるの
が好適である。該膜の厚さが上記範囲を超えて極端に薄
すぎる場合には十分な接着強度が得られず、また、０．
１μｍ以上では密着性に関する効果は変わらない。

【００１４】上記第一下地膜１２０を形成する方法とし
ては、金属薄膜を形成することが可能な方法であれば特
に限定されず、基体上に膜を成形する方法として知られ
ている公知の製膜方法の中から金属層の材質に応じて適
用可能な方法が制限なく採用できる。このような製膜方
法としては、物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ）等の乾式製膜法、メッキ法等の湿式製膜法、および
印刷法が使用できる。なお、物理蒸着法としては、真空
蒸着法として、抵抗加熱、電子ビーム、高周波、または
レーザー加熱を用いた通常の真空蒸着法、フラッシュ蒸
着法、ガス散乱蒸着法、電界蒸着法、反応性蒸着法、分
子線エキタピシー（ＭＢＥ）法が；イオンインプレーテ
ィング法として、ＤＣイオンインプレーティング法（Ma
ttox法、ARE法）、高周波（RF）イオンインプレーティ
ング法、イオンビーム蒸着法、ＨＤＣ法、アーク放電型
イオンインプレーティング法、クラスタイオンビーム蒸
着法等が；スパッタリング法としてＤＣスパッタリング
法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリ
ング法、イオンビームスパッタリング法が挙げられる。
また、化学蒸着法としては、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法、光ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法、プラズマ
重合法等が挙げられる。これらの中でも真空蒸着法、ス
パッタリング法、及び化学蒸着（ＣＶＤ）法は高純度の
物質を膜厚精度よく形成可能であるため特に好適に採用
できる。

【００１５】たとえば、蒸着法により第一下地膜を形成
する場合には、真空装置内のハースと呼ばれる金属源を
投入する容器内に目的とする第一下地膜の原料となる金
属を入れて１×１０^−５〜０．１Ｐａ程度の真空状態で
電子ビームを金属に照射することにより溶融、蒸発さ
せ、該真空容器内に設置した基体上に金属薄膜を形成で
きる。また、スパッタリング法により膜形成する際には
目的とする金属で構成されるターゲット材を準備して、
アルゴンガスを導入した真空雰囲気中（通常、０．００
１〜１０Ｐａ程度の真空状態）で高周波を当該ターゲッ
ト材に供給することによりアルゴンイオンにより金属の
スパッタリング現象によって基体上に所望の金属膜を形
成することが可能である。これら方法により製膜を行な
った場合、水晶振動子を用いた膜厚モニターで蒸着物質
の膜厚を測定することで正確に付着膜厚を管理すること
が可能である。さらに、化学蒸着法により金属チタン及
び金属銅を形成する場合、膜を構成する元素を含有する
ガス化可能な材料化合物を反応容器内に導入して、高周
波、マイクロ波、光、熱等、材料ガスを分解可能なエネ
ルギーを供給して反応容器内へ設置した基材上へ目的と
する膜を堆積させることにより製膜することが可能であ
る。この場合、予め形成条件毎の製膜スピードを測定し
ておくことにより、製膜時間を制御して膜厚を正確に見
積もることができる。なお、希釈ガスとしては水素の他
にヘリウム、窒素、アルゴン、キセノン、ネオン、クリ
プトンなどの非堆積性ガスを用いることができる。

【００１６】上記した物理蒸着法又は化学蒸着法で第一
下地膜を形成する場合、得られる第一下地膜と基体との
密着性を高める上で製膜時に基体を５０〜４５０℃、特
に８０℃〜３５０℃に加熱することが好適である。基体
の加熱は、例えば製膜装置内の基体を設置するための基
体支持台に埋め込まれたヒーターにより加熱する方法、
赤外線ランプにより加熱する方法、及び、高周波誘導加
熱により行う方法等が採用可能である。本発明の製造方
法においては、基体と第一下地膜との密着性をより高め
るために第一下地膜の製膜に先立ち減圧下で基体を製膜
時の設定温度より高い温度で熱処理するのが望ましい。
該熱処理時の基体の加熱温度は製膜時の基体温度より高
ければ特に限定されず、例えば１００〜５００℃の温度
範囲から適宜決定すればよいが、密着性上効果の観点か
ら、少なくとも製膜時の基体温度より５０℃以上高くす
るのが好適である。処理時間は特に限定されないが、効
果の点から１０〜６０分とするのが好ましい。また、加
熱処理時の圧力は製膜時の圧力と同等若しくはそれ以下
とするのが好適である。該加熱処理は製膜装置外で行な
うこともできるが、操作も簡単で、処理後に基体が外気
と接触することがないことから、製膜装置内で行なうの
が好適である。

【００１７】本発明の製造方法では、メッキ法により銅
配線パターンを形成する前に、上記のようにして製膜さ
れた第一下地膜１２０上に実質的に酸素を含有しない雰
囲気下で銅からなる第二下地膜１３０を形成する｛工程
（２）｝ことが重要である。このような条件下で製膜し
た第二下地膜上にメッキ法により配線パターンとなる銅
膜を形成することにより銅配線パターンとＡｌＮ基体と
の密着性を向上させることが可能になる。第一下地膜上
に直接メッキ処理を行なったり、印刷法等により酸素含
有雰囲気下で第二下地膜を形成した場合には、高い密着
強度を得ることができない。第二下地膜の厚は特に限定
されないが、密着性向上効果および製造効率の点から
０．１μｍ〜５．０μｍ、特に０．２μｍ〜３．０μｍ
とするのが好適である。第二下地膜の厚さが薄すぎる場
合には、密着性向上効果が発現し難くなり、また膜厚を
５．０μｍより厚くしてもその効果は変わらない。

【００１８】第二下地膜を形成する方法は、実質的に酸
素を含有しない雰囲気下で銅薄膜を形成することができ
る方法であれば特に限定されないが、同一装置で連続し
て製膜が可能であるという観点から、第一下地膜の製法
と同じ製膜方法を採用するのが好適である。例えば、ス
パッタリング装置として、同一反応容器内に異種の複数
のターゲット材がセット可能で、大気開放することなく
ターゲットの交換をすることができる多元蒸着装置を用
いることにより、同一装置内で連続して製膜を行うこと
ができる。第二下地膜を物理蒸着法又は化学蒸着法で製
膜するに際しては、第一下地膜の製膜時と同様に基体を
５０〜４５０℃、特に８０℃〜３５０℃に加熱するのが
好適である。なお、第一下地膜の製膜方法と別の製膜方
を法採用するができることは勿論であるが、この場合、
第二下地膜形成前に中間製品を一旦大気と接触させた場
合には第一下地膜の表面が酸化されたり、汚染されたり
することがあるので、第二下地膜の形成前には還元処理
やエッチング処理を行なうのが好ましい。

【００１９】本発明の製造方法では、上記のようにして
形成した第二下地膜上にメッキ法を用いて銅配線パター
ンを形成した後に当該配線パターンの各配線が電気的に
接続しないように前記第一下地膜及び第二下地膜を除去
する｛工程（３）〜（１０）｝。銅配線パターンの形成
としては印刷法、写真法（リソグラフィー法）の何れも
採用可能だが、解像度に優れ、高密度化、高精度化が図
れることからリソグラフィー法を採用するのが好適であ
る。リソグラフィー法を用いた銅配線パターン形成は、
工程（３）〜（６）に示すように前記第二下地膜を形成
した後に、該第二下地膜１３０上にフォトレジスト１４
０ａを塗布し、その上部に、配線パターンに対応するフ
ォトマスク（図示しない）を密着させる。そして露光現
像によって、フォトレジスト層の保護膜１５０ａとなる
部分を残し、該保護膜の凹欠部分１５１（該凹欠部分の
形状が配線パターンに相当する。）のレジストを除去
し、該凹欠部の第二下地膜上にメッキ法により銅配線パ
ターン１６０となる銅層を形成し、次いで該保護膜１５
０ａを除去することにより好適に行なうことができる。
このようにパターニングを行ってからメッキ処理を行な
うことにより、必要部分にのみメッキ法による銅膜形成
が可能となるので、メッキ液の使用量を低減し、製造上
コストを削減することができる。第二下地膜１３０に密
着した上記保護膜１５０ａの形成は、第二下地膜を形成
した後に基体を装置から取り出し、第二下地膜上１３０
に液状レジスト材を塗布するか又はドライタイプのレジ
スト材料（ドライフィルム）を貼付するかしてレジスト
膜１４０を形成し｛工程（３）｝、配線パターンに対応
するフォトマスクを用いて露光・現像する｛工程
（４）｝ことにより行なうことができる。このとき、液
状レジスト材料を使用する場合の塗布方法、ドライフィ
ルの貼付方法、露光、現像方法、としてはリソグラフィ
ー法で通常使用されている公知の方法が制限なく採用で
きる。例えば、液状レジスト材料を使用する場合には、
スピンコーティング法やディッピング法等により基体上
にレジスト剤を塗布乾燥して、当該レジスト上にマスク
パターンを露光転写して、炭酸ナトリウム水溶液等の弱
アルカリ性水溶液を用いて現像することにより所望のパ
ターンを形成することができる。また、ドライフィルム
を用いる場合には、１枚又は必要に応じて所望の厚さに
なるように複数枚重ね貼りしてから、上記と同様に露光
・現像すればよい。液状タイプレジスト材料としては、
ノボラック系樹脂系等の公知の液状タイプレジスト材料
が制限なく使用でき、ドライフィルムとしては、アクリ
ル酸、メタクリレート、ベンゾフェノン等から構成され
た公知のドライフィルムが制限なく使用できる。ただ
し、操作の簡便性の点からドライフィルムを使用するの
が好ましい。

【００２０】本発明の製造方法では、例えば上記のよう
にして形成された保護膜の凹欠部分１５１の第二下地膜
上に銅層を形成して銅配線パターン１６０を形成する
｛工程（５）｝が、このときの銅配線パターン１６０と
なる銅膜の形成は、メッキ法で行う必要がある。大きな
電流を流す場合には、配線の厚さを厚くする必要がある
が、厚い銅膜を形成する場合、前記したような物理蒸着
法や化学蒸着法では製膜速度が遅いため、これら方法を
採用すると製造時間が長くなってしまう。また、比較的
厚い膜を形成することに適する印刷法を採用した場合に
は得られる銅膜中に不純物が含まれシート抵抗が高くな
るばかりでなく、高い密着性が得られ難い。メッキ法で
形成する銅配線パターンの厚さは特に限定されないが、
大電流を流したときの耐久性の観点から２０〜５００μ
ｍ、特に３０〜３００μｍとするのが好適である。銅配
線パターンを形成する際のメッキ法としては従来のメッ
キ法が特に制限無く使用できる。例えば、電解銅メッキ
を行う場合、メッキ浴中に硫酸銅水溶液等からなる電解
銅メッキ液に必要に応じて種々のレベラー、ブライトナ
ー、ポリマー等の添加剤を加えて通電することにより表
面に露出した第二下地膜上に金属銅を析出させメッキす
ることができる。電解メッキ液としては上記硫酸銅系や
ピロ燐酸銅系が一般的に使用される。また、添加剤とし
てはＮ，Ｎ−ジメチルジチオカルバミン酸系のナトリウ
ム塩等のブライトナー；アセトアミド等のレベラー；ポ
リビニルアルコール等のポリマー等が一般的に使用され
る。これらの添加剤は電解メッキにおいて得られる銅膜
の表面光沢を向上させたり、均一な膜厚等を得る為に用
いられる。また、メッキ処理に際しては、メッキ処理に
より形成される銅膜の密着性がより向上することから、
露出した第二下地膜の表面を過硫酸ナトリウムや硫酸−
過酸化水素系のエッチング液で０．１〜０．５μｍ程度
エッチングして後にメッキ処理を行なうのが好適であ
る。なお、また、本発明の製造方法では、必要に応じて
銅配線パターン上に表面酸化からの保護や半田付けのた
めメッキ法によって形成された銅膜上に更に無電解メッ
キ法を用いてニッケル−リン膜、ニッケルボロン膜を形
成してもよく、更にその上に無電解金メッキを施しても
よい。

【００２１】このようにしてメッキを行なった後、必要
に応じて純水洗浄を行なってから、前記保護膜１５０ａ
（パターン形成のために設けたレジスト剤）を水酸化ナ
トリウム水溶液やアセトン等の剥離液を用いて除去する
｛工程（６）｝ことにより銅配線パターンを形成するこ
とができる。

【００２２】本発明の製造方法では、このようにして銅
配線パターンを形成した後、該銅配線パターンの各配線
が電気的に接続しないように前記第一下地膜及び第二下
地膜を除去するが、これら膜の除去方法は特に限定され
ず、銅配線パターンの上面にレジスト１４０ｂを用いて
保護膜１５０ｂを形成した｛工程（７）〜（８）｝後、
過硫酸ナトリウム水溶液、弗硝酸水溶液等を用いてエッ
チングを行ない｛工程（９）｝、さらにレジスト剥離に
より保護膜１５０ｂを除去する｛工程（１０）｝ことに
より好適に行なうことができる。なお、本発明の製造方
法においては、第二下地層と銅配線パターンとの間の密
着強度をより高くするために表面に銅配線パターンが形
成された基体を２００〜６００℃、特に２５０〜４５０
℃で非酸化性雰囲気下に熱処理するのが好適である。該
熱処理は銅配線パターン形成後であればいつ行なっても
よいが、上記エッチング処理時にメッキ銅膜が剥離した
りするが防止できるという観点から、前記第一下地膜及
び第二下地膜を除去する前に行なうのが好適である。な
お、ここで非酸化性雰囲気下とは、酸素を含有しない雰
囲気下の意であり、具体的には、真空下、又は窒素等の
不活性ガス、水素等の還元性ガス、或いはこれらの混合
ガスの中を意味する。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。尚、以下の実施例及び比較例において、第一
下地層及び第二下地層の形成は図２に示す様な構造の多
元蒸着可能なスパッタリング装置Ａを用い、また銅配線
パターの形成は図３に示す様な構造のメッキ装置Ｂを用
いて形成した。

【００２４】図２に示すスパッタリング装置Ａは、ＳＵ
Ｓ３０４などのステンレス鋼等から構成され、真空状態
に維持される反応容器２０１を備えており、反応チャン
バー側壁に形成された排気口２０３ａ、２０３ｂを介し
て真空ポンプなどの真空源に接続されることにより一定
の真空状態に維持されるようになっている。図中２０５
および２０７ａはそれぞれターボ分子ポンプおよび油回
転ポンプであり、これらのポンプによって反応容器２０
１内を高真空排気することができる。また、２０６はメ
カニカルブースターポンプ、２０７ｂは油回転ポンプで
あり、これらのポンプは第１下地膜、第２下地膜の製膜
時に使用する。また、排気量を調整するための真空バル
ブ２０４ａ、２０４ｂが配設されている。該装置Ａの反
応容器２０１の内部には、基体２１３を設置するための
試料台２０２ａが配置されている。この試料台の中には
基体を加熱するするためのヒーター２１４が埋め込まれ
ており、基体の温度調節ができるような機構になってい
る。また、この試料台は、反応容器２０１の底壁を貫通
して図示しない駆動機構によって上下に摺動可能に構成
され、位置調整可能になっている。なお、図示しないが
試料台２０２ａと反応容器２０１底壁との間の摺動部分
には、反応容器２０１の真空度を確保するために、シー
リングなどのシール部材が配設されている。一方、反応
容器２０１の内部には試料台２０２ａと対向してカソー
ド電極２０２ｂが配設されており、このカソード電極に
はスパッタリングする材料２１５がマウントされてい
る。２０２ｂには、チューニング装置２１１を介して高
周波電源２１２から高周波を３０１内へ導くことができ
ようになっている。さらに、反応容器上方にはスパッタ
ガス供給口２０８ａ、２０８ｂが配設されており、ガス
流量調節器２０９を通して反応容器内にガスを導入でき
るようになっている。スパッタガスと高周波を同時に供
給することにより反応容器内のカソード電極と試料台間
（２０２ａ―２０２ｂ）にガスプラズマを形成して、基
体２１３上に金属膜を形成することができる。

【００２５】また、図３に示すメッキ装置Ｂは電解メッ
キ液３１６を充填可能な樹脂製の反応容器３０１の内部
には基材３１３をセットするための基板ホルダー３１
５、金属銅性の電極３１１が配設されている。基材３１
３と金属銅電極は配線により結ばれ、その間には定電流
電源３１２が設置される構造の電解メッキ装置である。

【００２６】また、以下の実施例及び比較例において金
属膜の評価は以下の（１）〜（２）に示す方法によって
行った。

【００２７】（１）膜厚測定 第１下地膜、第２下地膜の厚みは、図２に示す装置を用
いて予め、窒化アルミニウム基体上に実施例において製
膜した製膜条件で所定時間スパッタリングを行ない第一
下地膜となる金属膜又は第二下地膜となる銅膜を形成
し、得られた膜の厚みを触針式膜厚計で求め、該厚みを
製造時間で除して、まず、膜厚製造速度を求め、該製膜
速度に実施例における製膜時間を乗ずることにより厚み
を求めた。

【００２８】（２）引張り試験 窒化アルミニウム基体上に形成された金属膜の表面にニ
ッケルメッキしたピンを垂直に半田付けした。ピンは先
端が平坦で、ピン径φ０．５ｍｍ、４２−アロイ製のも
のを使用し、半田は錫６０重量％、鉛４０重量％の組成
のものを使用した。これを株式会社東洋精機製作所製ス
トログラフＭ２にセットしてピンを垂直方向に引張った
際の破壊強度を測定した。引張り速度は１０ｍｍ／分と
した。単位はＫｇ／ｍｍ^２である。また、剥離モードは
試験後のは界面を実体顕微鏡、金属顕微鏡、またはＸ線
マイクロアナライザーにより観測することにより調べ
た。

【００２９】実施例１ 窒化アルミニウムを主成分とするセラミック基体（２５
ｍｍ×２５ｍｍ×０．５ｍｍｔ）をスパッタリング装置
内の基体設置台へセットして、反応容器内を真空引きす
ると同時に基体設置台を３５０℃に加熱した。スパッタ
リングのためのターゲット材としてチタンをセットし
た。基体の温度が安定するまで約３０分間保持（熱処
理）するとともに、反応容器内の圧力が５×１０^−６Ｔ
ｏｒｒ以下となったのを確認し、反応容器内にアルゴン
ガスを１０ｃｃ／分の流量で導入し、排気バルブを調節
することによって反応容器内の圧力を５ｍＴｏｒｒに設
定した。次に、基材の温度を２００℃に設定して約３０
分間保持したのち高周波電源から５０Ｗの出力で反射損
失が最小となるようにチューナーでチューニングして高
周波を高周波印加電極へ供給した。得られる金属チタン
膜の膜厚が５０ｎｍとなるように約５分間高周波電力を
供給して金属チタン膜（第一下地膜）を基体上へ析出さ
せた。反応終了後、ターゲット材を銅に変更して、引続
き銅のスパッタリングを行い約２００ｎｍの厚みの銅膜
（第二下地膜）をチタン上に形成した。尚、この時の基
材温度は２００℃とした。反応容器内の残留ガスを排気
するとともに、基体の温度が１００℃以下となるのを確
認した後、反応容器を大気開放してチタン及び銅が形成
された基体をスパッタリング装置から取出した。

【００３０】次に、該基板にパターニングを施すために
感光性のドライフィルムを厚みが１００μｍとなる様に
基板上に貼り付けた。そして、所望のパターンを有する
パターン形成用の金属マスクを通して紫外線を該基板に
照射して露光を行い、炭酸ナトリウム溶液にて現像し
た。このようにして得られたパターン上に銅配線パター
ンとなる銅膜を電解メッキ法により形成するため、当該
基板をメッキ用の基材ホルダーにセットして過硫酸ナト
リウム溶液で前処理後、硫酸銅が入ったメッキ浴へ浸漬
した。そして電極間に３Ａ／ｄｍ^２の電流密度で定電流
電源から電流を供給して電解メッキを銅の厚みが５０μ
ｍとなるまで行った。その後、レジストフィルムを水酸
化ナトリウムで除去したのち、窒素−水素雰囲気中３５
０℃にて熱処理（アニール）を行った。この後、過硫酸
ナトリウム、ふっ硝酸にて不要部の金属を除去し、更に
金属部に無電解ニッケルメッキ、無電解金メッキを施し
た。

【００３１】得られた積層金属膜に対して引張り試験を
行った結果、引張り強度４．５Ｋｇ／ｍｍ^２が得られ
た。また、剥離モードは半田−半田間であった。

【００３２】実施例２ 実施例１においてスパッタリングにより作製する金属チ
タン膜（第一下地膜）を作製する前に実施する基体のア
ニール温度（熱処理温度）を３０℃とする以外はすべて
実施例１と同様に本発明の配線基板を形成した。得られ
た積層金属膜に対して引張り試験を行った結果、引張り
強度２．５Ｋｇ／ｍｍ^２が得られた。また、剥離モード
は基体―チタン界面であった。

【００３３】実施例３ 実施例１においてスパッタリングにより作製する金属チ
タンを作製する前に実施する基体のアニール温度を２０
０℃、金属チタン及び第１の金属銅を形成する温度を１
５０℃とする以外はすべて実施例１と同様に本発明の配
線基板を形成した。引張り試験を行った結果、引張り強
度は３Ｋｇ／ｍｍ^２であった。また剥離モードは基体―
チタン界面であった。

【００３４】実施例３ 実施例１において同パターン形成後の還元性雰囲気下で
のアニールなしとする以外はすべて実施例１と同様にし
て配線基板を形成した。引張り試験を行った結果、引張
り強度は３．５Ｋｇ／ｍｍ^２であった。また剥離モード
は第２下地膜―メッキ膜界面であった。

【００３５】実施例４ 実施例１において第二下地膜をクロムとする以外はすべ
て実施例１と同様にして配線基板を形成した。引張り試
験を行った結果、引張り強度は３．２Ｋｇ／ｍｍ^２であ
った。また剥離モードは半田−半田間であった。

【００３６】比較例１ 実施例１において第二下地膜を形成しないこと以外はす
べて実施例１と同様にして配線基板を形成した。引張り
試験を行った結果、引張り強度は０．３Ｋｇ／ｍｍ^２で
あった。また剥離モードは基体―チタン界面であった。

【００３７】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、電子部品が
マウントされるプリント配線板であって、基体材料とし
てとして搭載される素子等の電子部品や配線部分で発生
した熱を効率よく放散できる窒化アルミニウムを用い、
配線として大電流に対応できる厚い銅配線パターンを有
するプリント配線板を効率よく製造することができる。
しかも、銅配線パターンの成形方法としてメッキ法を採
用しているにもかかわらず、該銅配線パターンと基材と
の密着性を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本図は、本発明の製造方法の代表的な工程フ
ローを示す図である。

【図２】 本図は、本発明の製造方法において第一下地
膜及び／又は第二下地膜を形成するために好適に使用で
きるスパッタリング装置の該略図である。

【図３】 本図は、本発明の製造方法において銅配線パ
ターンとなる銅膜を形成するために好適に使用できる電
解メッキ装置の該略図である。

【符号の説明】

１１０：ＡｌＮ基体 １２０：第一下地膜 １３０：第二下地膜 １４０ａ、１４０ｂ：フォトレジスト １５０ａ、１５０ｂ：保護膜 １５１：凹欠部分 １６０：銅配線パターン Ａ：スパッタリング装置 ２０１：反応容器 ２０２ａ：基体設置電極 ２０２ｂ：高周波印加電圧 ２０３ａ：真空排気口 ２０３ｂ：真空排気口 ２０４ａ：真空バルブ ２０４ｂ：真空バルブ ２０５：ターボ分子ポンプ ２０６：メカニカルブースターポンプ ２０７ａ：油回転ポンプ ２０７ｂ：油回転ポンプ ２０８ａ：ガス供給口 ２０８ｂ：ガス供給口 ２０９：ガス流量調整器 ２１１：チューナー ２１２：高周波電源 ２１３：基体 ２１５：ターゲット材 Ｂ：電解銅メッキ装置 ３０１：メッキ浴 ３１１： 銅電極 ３１２：定電流電源 ３１３：基体 ３１５：基体ホルダー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒化アルミニウムを主成分とするセラミ
   ック基体の表面にチタン、クロム、ニッケル−クロム合
   金、窒素化タンタル、アルミニウム、モリブデン、及び
   タングステンからなる群より選ばれる少なくとも１種の
   金属又は化合物からなる第一下地膜を形成した後に、該
   第一下地膜上に実質的に酸素を含有しない雰囲気下で銅
   からなる第二下地膜を形成し、次いで該第二下地膜上に
   メッキ法を用いて銅からなる配線パターンを形成した後
   に当該配線パターンの各配線が電気的に接続しないよう
   に前記第一下地膜及び第二下地膜を除去することを特徴
   とするプリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 減圧下で前記セラミック基体の熱処理を
   行なった後、該セラミック基体を外気と接触させること
   なく且つセラミック基体温度を当該熱処理時の最高温度
   より低い温度に維持して物理蒸着法又は化学蒸着法によ
   り前記第一下地膜を形成することを特徴とする請求項１
   に記載の製造方法。
3. 【請求項３】 表面に配線パターンが形成されたセラミ
   ック基体を２００〜６００℃で非酸化性雰囲気下に熱処
   理することを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方
   法。
4. 【請求項４】 前記第二下地層を形成した後に、該第二
   下地層上に配線パターンが形成される部分が凹欠した保
   護膜を密着させ、該保護膜の凹欠部分の第二下地層上に
   メッキ法により銅層を形成し、次いで該保護膜を除去す
   ることにより銅からなる配線パターンを形成することを
   特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の製造方法。