JP2990955B2 - 銅メタライズ法 - Google Patents
銅メタライズ法Info
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- JP2990955B2 JP2990955B2 JP4166921A JP16692192A JP2990955B2 JP 2990955 B2 JP2990955 B2 JP 2990955B2 JP 4166921 A JP4166921 A JP 4166921A JP 16692192 A JP16692192 A JP 16692192A JP 2990955 B2 JP2990955 B2 JP 2990955B2
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- Japan
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- copper
- substrate
- plating
- metallization method
- metallization
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
- H05K3/181—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックス、ガラス等
と銅とを接合する方法に関し、特に電子機器用配線板を
製造するに際して、基板材料であるセラミックス、ガラ
ス等と、配線材料である金属銅とを接合する銅メタライ
ズ法に関する。
と銅とを接合する方法に関し、特に電子機器用配線板を
製造するに際して、基板材料であるセラミックス、ガラ
ス等と、配線材料である金属銅とを接合する銅メタライ
ズ法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器用配線板を製造するに際して、
基板材料であるセラミックス、ガラス等と、配線材料で
ある金属銅とを接合する方法として、以下のものが知ら
れている。
基板材料であるセラミックス、ガラス等と、配線材料で
ある金属銅とを接合する方法として、以下のものが知ら
れている。
【０００３】（イ）銅メタライズ法 図２に従来の銅メタライズ法の工程例を示す。まず基板
Ｂ１を洗浄、乾燥し、銅化合物、酸化ケイ素および溶剤
からなる銅化合物ペーストＢ２を塗布して乾燥する。こ
のペーストを大気中１，０００〜１，３００℃で焼成し
て酸化銅層を形成し、次にこの銅層の表面を約３００℃
で水素還元する。最後に前記還元面に電解銅メッキＢ３
を施す。
Ｂ１を洗浄、乾燥し、銅化合物、酸化ケイ素および溶剤
からなる銅化合物ペーストＢ２を塗布して乾燥する。こ
のペーストを大気中１，０００〜１，３００℃で焼成し
て酸化銅層を形成し、次にこの銅層の表面を約３００℃
で水素還元する。最後に前記還元面に電解銅メッキＢ３
を施す。
【０００４】（ロ）銅法（耐熱メタライズ法） 図３に従来の銅法（耐熱メタライズ法）の工程例を示
す。まず基板Ｃ１を洗浄、乾燥後、基板Ｃ１とニッケル
板Ｃ３の間に酸化させた銅板Ｃ２を挟み、１，０６０〜
１，１００℃で焼成する。最後に前記ニッケル板表面に
電解銅メッキＣ４を施す。
す。まず基板Ｃ１を洗浄、乾燥後、基板Ｃ１とニッケル
板Ｃ３の間に酸化させた銅板Ｃ２を挟み、１，０６０〜
１，１００℃で焼成する。最後に前記ニッケル板表面に
電解銅メッキＣ４を施す。
【０００５】（ハ）厚膜印刷法（銅ペースト法） 樹脂、銅粉およびガラスフリットを混合したペーストを
基板に印刷し、還元雰囲気中８００〜９００℃で焼成す
る。
基板に印刷し、還元雰囲気中８００〜９００℃で焼成す
る。
【０００６】（ニ）直接メッキ法 セラミックス表面に微細な凹凸面を形成し無電解銅メッ
キを施す。
キを施す。
【０００７】（ホ）スパッタリング法 基板上にＣrあるいはＴi薄膜層を設け、その上に銅を付
着させる。
着させる。
【０００８】上記従来の銅メタライズ法および銅法（耐
熱メタライズ法）については、１，０００℃以上の高温
で処理する工程が必要なため、基板と銅（銅化合物）と
の熱膨張差が内部応力となって密着強度に悪い影響を与
える。従って耐熱性の基板以外には使用できないという
難点があった。
熱メタライズ法）については、１，０００℃以上の高温
で処理する工程が必要なため、基板と銅（銅化合物）と
の熱膨張差が内部応力となって密着強度に悪い影響を与
える。従って耐熱性の基板以外には使用できないという
難点があった。
【０００９】厚膜印刷法（銅ペースト）については、８
００〜９００℃の高温の還元性雰囲気中で焼成するため
焼成費用が嵩み、また上記他の従来法と同じく耐熱性基
板以外には使用できないという難点があった。また直接
メッキ法は、常温プロセスであるが表面を粗面とするた
め平滑な基板へのメッキには適用できず、さらにスパッ
タリング法については、低温で平滑な基板にもメタライ
ズできるが装置が複雑・高価なため生産性が上がらない
という弱点があった。
００〜９００℃の高温の還元性雰囲気中で焼成するため
焼成費用が嵩み、また上記他の従来法と同じく耐熱性基
板以外には使用できないという難点があった。また直接
メッキ法は、常温プロセスであるが表面を粗面とするた
め平滑な基板へのメッキには適用できず、さらにスパッ
タリング法については、低温で平滑な基板にもメタライ
ズできるが装置が複雑・高価なため生産性が上がらない
という弱点があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に酸化
銅層を形成する第一の工程と、前記酸化銅層の外表面を
還元して金属銅とする第二の工程と、前記金属銅表面に
電解銅メッキを施す第三の工程からなる銅メタライズ法
の第一の工程において、前記基板上に酸化亜鉛膜を形成
させ、この酸化亜鉛膜上に無電解銅メッキを施し、次に
酸素雰囲気中で熱処理することによって前記酸化銅層を
形成することを特徴とする銅メタライズ法に関する。
銅層を形成する第一の工程と、前記酸化銅層の外表面を
還元して金属銅とする第二の工程と、前記金属銅表面に
電解銅メッキを施す第三の工程からなる銅メタライズ法
の第一の工程において、前記基板上に酸化亜鉛膜を形成
させ、この酸化亜鉛膜上に無電解銅メッキを施し、次に
酸素雰囲気中で熱処理することによって前記酸化銅層を
形成することを特徴とする銅メタライズ法に関する。
【００１１】本発明の方法においては、上記各工程の処
理温度が４００℃以下であることが好ましい。
理温度が４００℃以下であることが好ましい。
【００１２】
【作用】本発明の方法によれば、高温での焼成工程が不
要のため、耐熱性以外の基板であっても支障なく使用す
ることができ密着強度が低下することがない。また基板
表面を粗面にする必要がないため、平滑な基板にもメタ
ライズすることができる。
要のため、耐熱性以外の基板であっても支障なく使用す
ることができ密着強度が低下することがない。また基板
表面を粗面にする必要がないため、平滑な基板にもメタ
ライズすることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明に基づく実施例を示す。ここ
で、図１は本発明の方法の一例を示す銅メタライズ法の
工程図であり、本図の（ａ）〜（ｆ）に沿って実施例を
説明する。
で、図１は本発明の方法の一例を示す銅メタライズ法の
工程図であり、本図の（ａ）〜（ｆ）に沿って実施例を
説明する。
【００１４】（ａ）ガラス基板（コーニング社製 705
9）を洗浄した後乾燥した。基板としては、公知のどの
様なものでも使用できるが、例を挙げれば、フェライ
ト、チタン酸化合物等のセラミックス類あるいは石英ガ
ラス等のガラス類がある。また従来メタライズが困難で
あった窒化アルミ等も用いることができる。また基板表
面の平滑なものでも凹凸のあるものでもメタライズする
ことができる。
9）を洗浄した後乾燥した。基板としては、公知のどの
様なものでも使用できるが、例を挙げれば、フェライ
ト、チタン酸化合物等のセラミックス類あるいは石英ガ
ラス等のガラス類がある。また従来メタライズが困難で
あった窒化アルミ等も用いることができる。また基板表
面の平滑なものでも凹凸のあるものでもメタライズする
ことができる。
【００１５】（ｂ）スプレー法により、２５０〜４５０
℃に加熱した基板上に酢酸亜鉛（又は塩化亜鉛）の溶液
を吹き付けて厚さ０．６ミクロンの酸化亜鉛の膜付けを
行った。加熱温度は好ましくは３００〜４００℃、さら
に好ましくは３５０〜４００℃である。膜付け法の他の
例としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法があるがスプ
レー法が比較的容易で低コストである。
℃に加熱した基板上に酢酸亜鉛（又は塩化亜鉛）の溶液
を吹き付けて厚さ０．６ミクロンの酸化亜鉛の膜付けを
行った。加熱温度は好ましくは３００〜４００℃、さら
に好ましくは３５０〜４００℃である。膜付け法の他の
例としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法があるがスプ
レー法が比較的容易で低コストである。
【００１６】（ｃ）無電解銅メッキ 酸化亜鉛を膜付けした基板をＰd溶液に浸漬して触媒付
け処理を行い、次に無電解銅メッキ液に浸して厚さ０．
２ミクロンの銅メッキを施した。
け処理を行い、次に無電解銅メッキ液に浸して厚さ０．
２ミクロンの銅メッキを施した。
【００１７】（ｄ）銅酸化処理 上記のメッキした銅を大気中で２００〜５００℃に加熱
処理して酸化銅とした。この銅酸化処理によって銅と酸
化亜鉛との密着強度が向上する。酸化処理は大気中に限
らず酸素雰囲気中であればよい。また酸化処理温度は好
ましくは３００〜４００℃、さらに好ましくは３５０〜
４００℃である。
処理して酸化銅とした。この銅酸化処理によって銅と酸
化亜鉛との密着強度が向上する。酸化処理は大気中に限
らず酸素雰囲気中であればよい。また酸化処理温度は好
ましくは３００〜４００℃、さらに好ましくは３５０〜
４００℃である。
【００１８】（ｅ）銅表面還元処理 次工程の電解銅メッキの前処理として上記銅表面を還元
した。この還元は以下の方法で行った。すなわち、上記
酸化銅の標準電極電位より卑である金属粉（Ｚn、Ｆe、
Ｓn、Ａl等）を銅表面に付着させて室温下、酸で処理す
ることにより、金属粉から活性な水素が発生する。この
水素によって上記酸化銅が還元される。
した。この還元は以下の方法で行った。すなわち、上記
酸化銅の標準電極電位より卑である金属粉（Ｚn、Ｆe、
Ｓn、Ａl等）を銅表面に付着させて室温下、酸で処理す
ることにより、金属粉から活性な水素が発生する。この
水素によって上記酸化銅が還元される。
【００１９】（ｆ）電気銅メッキ 公知の電気銅メッキによって、所望の膜厚迄銅をメッキ
した。
した。
【００２０】上記によって作成し配線板の、ガラス基板
に対する銅メタライズの密着強度を測定するために、２
mm×２mm角のパターンを作成して引張り試験を行ったと
ころ、メタライズ金属が剥離する前に基板が破壊され
た。即ち本発明に基づく配線板は、実用上充分なメタラ
イズ強度を有するものである。
に対する銅メタライズの密着強度を測定するために、２
mm×２mm角のパターンを作成して引張り試験を行ったと
ころ、メタライズ金属が剥離する前に基板が破壊され
た。即ち本発明に基づく配線板は、実用上充分なメタラ
イズ強度を有するものである。
【００２１】上記で明らかなように本実施例の方法によ
って形成した配線板には、従来の方法によって形成した
配線板に比較して格段に強靭な銅メッキが施されてい
た。
って形成した配線板には、従来の方法によって形成した
配線板に比較して格段に強靭な銅メッキが施されてい
た。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、各
工程の処理温度が低いため、ほとんどのセラミックス、
ガラス等を基板として使用することができる。また従来
の低温メタライズでは不可能であった表面の平滑な基板
も用いることができる。また酸化亜鉛の場合は銅のエッ
チング液で容易にエッチングができるので、フォトエッ
チングによりファインパターンの配線ができる。更に従
来メタライズが困難であった窒化アルミ基板にもメタラ
イズを行うことが可能である。また還元処理を行ってい
るのでシート抵抗が下がり、メッキ時の電流密度を高く
できるため、メッキ速度が上がって時間を短縮でき、メ
ッキ厚のばらつきがなくなり、その結果量産性を挙げる
ことができる。
工程の処理温度が低いため、ほとんどのセラミックス、
ガラス等を基板として使用することができる。また従来
の低温メタライズでは不可能であった表面の平滑な基板
も用いることができる。また酸化亜鉛の場合は銅のエッ
チング液で容易にエッチングができるので、フォトエッ
チングによりファインパターンの配線ができる。更に従
来メタライズが困難であった窒化アルミ基板にもメタラ
イズを行うことが可能である。また還元処理を行ってい
るのでシート抵抗が下がり、メッキ時の電流密度を高く
できるため、メッキ速度が上がって時間を短縮でき、メ
ッキ厚のばらつきがなくなり、その結果量産性を挙げる
ことができる。
【図１】本発明に基づく銅メタライズ法の一例を示す工
程図である。
程図である。
【図２】従来技術による銅メタライズ法の一例を示す工
程図である。
程図である。
【図３】従来技術による銅法（耐熱メタライズ法）の一
例を示す工程図である。
例を示す工程図である。
Ａ１、Ｂ１、Ｃ１…基板、Ａ２…酸化亜鉛膜、Ａ３…無
電解銅メッキ層、Ａ４、Ｂ３、Ｃ４…電解銅メッキ層、
Ｂ２…銅化合物ペースト、Ｃ２…酸化銅板、Ｃ３…ニッ
ケル板
電解銅メッキ層、Ａ４、Ｂ３、Ｃ４…電解銅メッキ層、
Ｂ２…銅化合物ペースト、Ｃ２…酸化銅板、Ｃ３…ニッ
ケル板
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に酸化銅層を形成する第一の工程
と、前記酸化銅層の外表面を還元して金属銅とする第二
の工程と、前記金属銅表面に電解銅メッキを施す第三の
工程からなる銅メタライズ法の第一の工程において、前
記基板上に酸化亜鉛膜を形成させ、この酸化亜鉛膜上に
無電解銅メッキを施し、次に酸素雰囲気中で熱処理する
ことによって前記酸化銅層を形成することを特徴とする
銅メタライズ法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の各工程の処理温度が４
００℃以下である銅メタライズ法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4166921A JP2990955B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 銅メタライズ法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4166921A JP2990955B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 銅メタライズ法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05331660A JPH05331660A (ja) | 1993-12-14 |
| JP2990955B2 true JP2990955B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=15840126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4166921A Expired - Lifetime JP2990955B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 銅メタライズ法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2990955B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW470734B (en) * | 1994-01-31 | 2002-01-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Method of coating a copper film on a ceramic substrate |
| DE19914338A1 (de) * | 1999-03-30 | 2000-10-05 | Pac Tech Gmbh | Kontakthöcker mit Trägermetallisierung sowie Verfahren zur Herstellung der Trägermetallisierung |
| JP2006165430A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インダクタンス部品およびその製造方法 |
| JP4803549B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2011-10-26 | 地方独立行政法人 大阪市立工業研究所 | 亜酸化銅膜に金属銅層を形成する方法 |
| CN105593410A (zh) * | 2013-09-26 | 2016-05-18 | 德国艾托特克公司 | 用于衬底表面金属化的新颖粘着促进方法 |
| JP6469657B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2019-02-13 | アトテツク・ドイチユラント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングＡｔｏｔｅｃｈ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨ | 基材表面を金属化するための新規の密着性促進体 |
| CN104562122B (zh) * | 2014-12-26 | 2016-12-07 | 惠州市特创电子科技有限公司 | 电镀铜厚的延时补偿方法和系统 |
| CN113853451B (zh) * | 2020-06-30 | 2023-05-23 | 松下知识产权经营株式会社 | 层叠膜结构及层叠膜结构的制造方法 |
| US20230284629A1 (en) * | 2020-09-28 | 2023-09-14 | The Trustees Of Princeton University | Antimicrobial and antiviral treatments of materials |
| JPWO2022153995A1 (ja) * | 2021-01-14 | 2022-07-21 |
-
1992
- 1992-06-02 JP JP4166921A patent/JP2990955B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05331660A (ja) | 1993-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990914 |