JP2720063B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体集積回路素子が搭載される回路配線基
板や半導体集積回路素子を収容する半導体素子収納用パ
ッケージ等に好適に使用される配線基板の製造方法に関
するものである。

（従来の技術） 従来、半導体集積回路素子等を搭載する配線基板はア
ルミナセラミックス等の電気絶縁材料から成る基体と該
基体の表面及び内部に埋設、焼付けられているタングス
テン（Ｗ）、モリブデン（Mo）等の高融点金属より成る
配線導体とにより構成されている。

かかる従来の配線基板は通常、電気絶縁性に優れたア
ルミナ（Al₂O₃）等のセラミックスから成るグリーンシ
ートを使用し、その表面にタングステン（Ｗ）、モリブ
デン（Mo）、マンガン（Mn）等の高融点金属から成る導
体ペーストをスクリーン印刷法により所定パターンに厚
膜印刷するとともにこれを複数枚積層し、しかる後、前
記積層したものを約1500℃の温度で焼成することによっ
て形成されている。

しかし乍ら、近年に至り、ハイブリッドIC及びLSI等
の半導体集積回路素子の高密度化、高集積化の急激な進
歩に伴い、該LSI等を実装する配線基板もその配線密度
を高めることが要求され、従来の配線基板では配線導体
が厚膜技術により形成されていることから配線導体の微
細化が難しく、かつ全体の厚みが厚くなって多層化が困
難となり、十分な高密度化が達成できないという問題が
あった。

そこで上記欠点を解消するために回路配線としての配
線導体を従来の厚膜技術により形成するのに代えて微細
化が可能な薄膜技術を用いて形成し、かつ各配線導体の
絶縁を高分子材料から成る絶縁膜で行った配線基板が提
案されている。

かかる配線基板は通常、まずメタライズ導体より成り
外部回路に接続される端子を有する絶縁基体を準備し、 次ぎに前記接続端子にニッケル（Ni）から成る金属層
及び金（Au）から成る被覆層を順次、、メッキ方法によ
り被着させ、 そして次ぎに絶縁基体上に、蒸着、スパッタリング等
の薄膜形成技術により形成される配線導体とポリイミド
樹脂等の高分子材料より形成される絶縁膜とで構成され
る多層配線膜を配線導体の一部が前記接続端子と接続す
るように被着させることによって製作される。

尚、前記金（Au）から成る被覆層は接続端子を外部回
路に半田等のロウ材を介して接続する際、或いは接続端
子に外部回路と接続される外部リード端子を接合させる
際、ロウ材との濡れ性（反応性）を改善し、接続端子を
外部回路に、また接続端子に外部リード端子を確実に接
合、接続させるためのものであり、ニッケル（Ni）から
成る金属層は接続端子と金（Au）の被覆層とを強固に接
合させるためのものである。

（発明が解決しようとする課題） しかし乍ら、この配線導体は絶縁基体に設けた接続端
子にニッケル（Ni）から成る金属層と金（Au）から成る
被覆層を被着させた後に配線導体と絶縁膜とから成る多
層配線膜が被着されていること、及びポリイミド樹脂等
の高分子材料により絶縁膜を形成する場合、約300〜400
℃の熱処理が必要であることから以下に述べる欠点を有
する。

即ち、絶縁基体上にポリイミド樹脂等の高分子材料か
ら成る絶縁膜を形成する際、約300〜400℃の熱を加えて
熱処理すると該熱によって接続端子に被着されている金
（Au）の被覆層とニッケル（Ni）から成る金属層との間
に相互拡散が起こり、金（Au）の被覆層表面にニッケル
（Ni）が析出するとともにこれが酸化されて半田等のロ
ウ材と濡れ性（反応性）の悪いニッケルの酸化物、水酸
化物が生成し、その結果、接続端子を外部回路にロウ材
を介して強固に接続することができず、また接続端子に
外部リード端子を強固に接合させることができないとい
う欠点を有していた。

尚、上記欠点を改良するために絶縁基体に多層配線膜
を形成した後、接続端子表面にニッケル（Ni）から成る
金属層と金（Au）から成る被覆層を被着すること、或い
は接続端子にまずニッケル（Ni）から成る金属層を被着
し、その後に多層配線膜を被着させ、最後に前記ニッケ
ル（Ni）から成る金属層表面に金（Au）から成る被覆層
を被着させる２つの方法が考えられるが、前者の場合は
絶縁基体上にポリイミド樹脂等の高分子材料から成る絶
縁膜を形成する際の熱によって接続端子の露出する表面
に酸化物が形成され、該酸化物によって接続端子ニッケ
ル（Ni）から成る金属層と金（Au）から成る被覆層を強
固に被着させることができなくなり、また後者の場合は
ニッケル（Ni）から成る金属層の表面に酸化物が形成さ
れ、該酸化物によってニッケル（Ni）から成る金属層の
表面に金（Au）から成る被覆層を強固に被着させること
ができなくなる。

（発明の目的） 本発明者等は上記諸欠点に鑑み種々検討した結果、ニ
ッケル（Ni）にホウ素を含有させておくと該ニッケルに
ポリイミド樹脂等、高分子材料から成る絶縁膜を形成す
る際の熱が印加されたとしてもその酸化が大きく抑制さ
れ、酸化物生成が殆ど起こらないことを知見した。

本発明は上記知見に基づき接続端子を半田等のロウ材
を介し外部回路に強固に接続することができ、また接続
端子に外部リード端子を強固に接合させることができる
配線基板の製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の配線基板の製造方法は、 絶縁基体に設けたメタライズ導体より成り外部回路に
接続される端子にホウ素を含有するニッケルから成る金
属層を被着させ、 次ぎに前記絶縁基体上に、薄膜形成技術により形成さ
れる配線導体と高分子材料からなる絶縁膜の多層配線膜
を配線導体が前記接続端子と接続するようにして被着さ
せ、 最後に前記ホウ素を含有するニッケルから成る金属層
の外表面を金から成る被覆層で被覆したことを特徴とす
るものである。

（実施例） 次ぎに本発明の配線基板の製造方法について第１図に
示す工程図に基づき詳細に説明する。

まず第１図（ａ）に示す如く、メタライズ導体より成
る外部回路に接続される端子２を有する絶縁基体１を準
備する。

前記絶縁基体１は、例えばアルミナセラミックス（Al
₂O₃）から成り、アルミナセラミックス（Al₂O₃）の原料
粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状とな
すと共にこれをドクターブレード法等を採用することに
よってセラミックグリーンシート（生シート）を形成
し、しかる後、前記セラミックグリーンシート（生シー
ト）に適当な打ち抜き加工、穴あけ加工を施すと共に高
温で焼成することによって製作される。

また前記絶縁基体１に設けられた接続端子２はタング
ステン（Ｗ）、モリブデン（Mo）、マンガン（Mn）等の
高融点金属から成り、該高融点金属粉末に有機溶剤、溶
媒を添加混合した得た導体ペーストを前記絶縁基体１と
なるセラミックグリーンシートの表面及び穴内にスクリ
ーン印刷法により印刷塗布し、しかる後、セラミックグ
リーンシートを焼成する際に同時に焼成されて絶縁基体
１に一体的に被着される。

前記接続端子２は後述する絶縁基体１に被着される配
線導体を外部回路に接続するための接続導電路として作
用する。

次ぎに第１図（ｂ）に示す如く、絶縁基体１に被着さ
せた接続端子２の露出する外表面に金属層３を被着させ
る。

前記金属層３は電解、或いは無電解メッキ方法により
形式され、例えば無電解メッキ方法により形成するに
は、まず接続端子２を有する絶縁基体１を塩化アンミン
パラジウム2g/、水酸化カリウム、50g/、エチレン
ジアミンテトラアセティクアシッド5g/から成る70℃
の活性液中に５分間浸漬して接続端子２の露出する外表
面を活性化させ、次ぎにこれを硫酸ニッケル30g/、ク
エン酸ナトリウム50g/、酢酸アンモニウム10g/、ジ
メチルアミンボラン3g/から成るpH6.0、液温60℃のニ
ッケルメッキ浴中に20分間程、浸漬し接続端子２の露出
する外表面にニッケルを析出させることによって行われ
る。

前記金属層３は後述する金（Au）から成る被覆層を接
続端子２に強固に接合させるための下地金属層として作
用する。

また前記金属層３はホウ素を含有するニッケル（Ni）
から成り、極めて酸化されにくい材質であることから、
後述する絶縁基体１上に高分子材料より成る絶縁膜を被
着させる際の熱（300〜400℃）が印加されたとしても表
面に酸化物を形成することは殆どない。

尚、前記ホウ素を含有するニッケル（Ni）はそのホウ
素の含有量が0.5重量％以下であるとニッケル（Ni）の
酸化を抑止する効果が劣り、絶縁基体１に高分子材料よ
り成る絶縁膜を被着させる際の熱によって金属層３表面
に多量の酸化物が生成してしまい、また1.0重量％を超
えると金属層３表面にホウ素の膜が形成され、これが酸
化されて酸化物の膜を形成してしまい、いずれの場合
も、後で被着させる被覆層を強固に接合させることがで
きなくなる傾向にあることからホウ素を含有するニッケ
ル（Ni）はそのホウ素の含有量を0.5〜1.0重量％の範囲
としておくことが望ましい。

また金属層３は接続端子２に被着させた後、約800℃
の温度で10分間程度焼成しておくと、後述する配線導体
を形成する際に使用する薬剤に対して耐薬品性が大きく
向上し、好適であることから金属層３は接続端子２に被
着させた後焼成（シンター）させておくことが望まし
い。

そして次ぎに第１図（ｃ）に示す如く、絶縁基体１
に、高分子材料から成る絶縁膜４と薄膜形成技術により
形成される配線導体５とにより構成される多層絶縁膜６
を配線導体５が前記接続端子２と接続するようにして被
着させる。

前記絶縁膜４はボリイミド樹脂等の高分子材料からな
り、例えば4,4′−ジアミノジフェニルエーテル50モル
％、ジアミノジフェニルスルホン50モル％、3,3′,4,
4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から成るポ
リマ溶液を絶縁基体１上にスピンコーティング法により
塗布し、しかる後、400℃の熱を加えポリマ溶液を熱架
橋させることによって形成される。

また前記配線導体４は例えばモリブデン（Mo）、銅
（Cu）等の金属から成り、蒸着やスパッタリング等の薄
膜形成技術を採用することにより被着される。

尚、前記絶縁膜４と配線導体５とにより構成される多
層配線膜６は上述の絶縁膜４の形成方法と配線導体４の
形成方法を順次、繰り返すことによって形成される。

また前記絶縁膜４を形成する際、400℃の熱処理が行
われ、金属層３にこの熱が印加されるが、金属層３はホ
ウ素を含有するニッケル（Ni）よりなることから表面に
酸化物を形成することは殆どない。

そして最後に、第１図（ｄ）に示す如く、ホウ素を含
有するニッケル（Ni）から成る金属層３の外表面に金
（Au）から成る被覆層７を被着させる。

前記金（Au）から成る被覆層７は絶縁基体１に配した
接続端子２を外部回路に半田等のロウ材を介し接続する
際、或いは外部回路に接続される外部リード端子をロウ
材を介して接合する際、ロウ材との濡れ性（反応性）を
改善し、接続端子２と外部回路との電気的接続、及び接
続端子２と外部回路に接続される外部リード端子との接
合を確実なものにする作用を為す。

また前記金（Au）から成る被覆層７は電解、或いは無
電解メッキ方法により形成され、例えば無電解メッキ方
法により形成するにはまず第１図（ｃ）で得た絶縁基体
１をシアン化金カリウム5g/、クエン酸カリウム50g/
、エチレンジアミンテトラセティクアシッド5g/か
ら成るpH6.0、液温90℃の一次金メッキ浴中に５分間浸
漬し、しかる後、シアン化金カリウム5g/、シアン化
カリウム10g/、クエン酸カリウム50g/、水酸化カリ
ウム15g/、ジメチルアミンボラン20g/から成る液温
70℃の二次金メッキ浴中に30分間浸漬することによって
被着され、これによって製品しての配線基板が完了す
る。

尚、前記金（Au）から成る被覆層７は下地の金属層３
の表面に酸化物の生成が殆ど無いことから金属層３に接
合強度を大として被着させることができる。

（発明の効果） 本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁基体に設
けた接続端子にホウ素を含有するニッケルから成る金属
層を被着させることから該金属層に高分子材料よりなる
絶縁膜を形成する際の熱が印加されたとしてもその表面
に酸化物を形成することは殆どなく、その結果、前記金
属層表面に金（Au）から成る被覆層を強固に接合させる
ことができ、接続端子を半田等のロウ材を介し外部回路
に、また接続端子を外部回路に接続される外部リード端
子に強固に接合、接続させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明の配線基板の
製造方法を説明するための各工程毎の断面図である。 １……絶縁基体、２……接続端子 ３……金属層、４……絶縁膜 ５……配線導体、６……多層配線膜 ７……被覆層縁膜

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基体に設けたメタライズ導体より成
   り、外部回路に接続される端子にホウ素を0.5乃至1.0重
   量部％含有するニッケルから成る金属層を被着させ、 次に前記絶縁基体上に、薄膜形成技術により形成される
   配線導体と高分子材料からなる絶縁膜の多層配線膜を配
   線導体が前記接続端子と接続するようにして被着させ、 最後に前記ホウ素を含有するニッケルから成る金属層の
   外表面を金から成る被覆層で被覆したことを特徴とする
   配線基板の製造方法。