JP4986757B2 - 多数個取り基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セラミック配線基板が複数個配置された多数個取り基板の製造方法に関し、詳しくは、半導体集積回路素子が搭載される回路基板や半導体集積回路素子などの電子部品を収容する電子部品用パッケージ、例えば水晶振動子用パッケージ、水晶発振器用パッケージ、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ用パッケージ等をなすセラミック配線基板が複数個配置された多数個取り基板の製造方法に関するものである。

従来より、電子部品用パッケージ等のセラミック配線基板は、多数のセラミック配線基板が配置された１枚の多数個取り基板から、切り分けられるようにして製造されている。
つまり、多数個取り基板には、多数のセラミック配線基板が格子状に配置され、各セラミック配線基板間はブレイク溝（分割溝）により区分されており、このブレイク溝に沿って割ることによって、各セラミック配線基板が分離される。

また、この様な多数個取り基板では、分離後の各セラミック配線基板に電子部品を装着するために、基板表面などに導体層が形成されている。
この導体層を形成する技術としては、例えばセラミック基板上にメタライズ層を形成し、無電解メッキによってメタライズ層の表面上にニッケル−ホウ素（Ｎｉ−Ｂ）合金層を形成し、この上に無電解メッキによってニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）合金層を形成し、更に無電解メッキにより金（Ａｕ）層を形成する方法が開示されている（特許文献１参照）。
特開平１０−２１９４６９号公報

しかしながら、上述した従来技術では、無電解メッキの前に、油やガラス成分を洗浄するために、アルカリ脱脂を行っているが、それによる不都合が生じることがあった。
つまり、多数個取り基板をアルカリ性の脱脂液に漬けて脱脂を行う際には、図５（ａ）に示す様に、ブレイク溝１０１にも脱脂液１０３が入り込むので、その後基板表面を水等で洗浄した場合でも、ブレイク溝１０１から完全に脱脂液１０３を除去できないことがある。そのような状態のまま無電解メッキを行うと、ブレイク溝１０１に残留したアルカリ性の脱脂液１０３により局所的なｐＨ変動が発生して、図５（ｂ）にブレイク溝１０１を拡大して示す様に、ブレイク溝１０１中にメッキ１０５が析出してしまう。

このメッキ１０５がブレイク溝１０１に析出すると、図５（ｃ）に示す様に、多数個取り基板のブレイク溝に沿って分割し個々のセラミック配線基板１０７を取り出した場合、図５（ｄ）に示す様に、セラミック配線基板１０７の表面（ブレイク溝１０１に対応する側面）にメッキ１０５が付着した状態（ダレが発生した状態）となるので、セラミック配線基板１０７を使用する際にショート等の問題が発生することがあった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ブレイク溝内
にメッキが析出することを防止できる多数個取り基板の製造方法を提供することである。

（１）請求項１の発明は、表面に導体層を備えたセラミック配線基板が、ブレイク溝により区分されて複数個配置された多数個取り基板の製造方法において、前記多数個取り基板に対して、前記導体層を形成するための無電解メッキの前処理として、酸性脱脂を行うことを特徴とする。

本発明では、無電解メッキの前処理（油分等を除去する脱脂処理）として酸性脱脂を行うので、酸性脱脂液がブレイク溝に残留した場合でも、無電解メッキの際にブレイク溝に金属が析出すること（ダレが発生すること）を抑制できる。これは、酸性脱脂液の存在下では金属が析出しにくい状態（ｐＨ）となるからである。

よって、多数個取り基板を分割してセラミック配線基板を取り出した場合に、セラミック配線基板の外側表面に、メッキによって析出したメッキ層が付着していないので、セラミック配線基板を使用する際に、ショート等の不具合の発生を防止できる。

（２）請求項２の発明では、前記導体層を構成するベース導体層の表面に、前記無電解メッキによってメッキ層を形成することを特徴とする。
セラミック配線基板の導体層は、ベース導体層の表面にメッキ層が形成されたものであり、本発明では、酸性脱脂を採用することにより、このメッキ層の形成の際に、本来金属が析出すべきでないブレイク溝に金属が析出することを防止できる。

（３）請求項３の発明では、前記ベース導体層は、前記多数個取り基板の焼成時又は焼成後に形成されたメタライズ層であることを特徴とする。
本発明は、ベース導体層を例示したものである。ベース導体層であるメタライズ層は、多数個取り基板を（セラミックグリーンシートから）焼成により作成する際（即ち同時焼成）や、焼成した多数個取り基板に例えばメタライズペーストを塗布して焼成することにより形成することができる。

（４）請求項４の発明では、前記無電解メッキは、ニッケル−リンメッキ及びニッケル−ホウ素メッキのうち、少なくとも１種であることを特徴とする。
本発明は、無電解メッキを例示したものである。なお、特にニッケル−リンメッキの前に、酸性脱脂を行うと、ダレの発生防止の効果が高い。

（５）請求項５の発明では、前記ニッケル−ホウ素メッキの後に、前記ニッケル−リンメッキを行うことを特徴とする。
本発明は、無電解メッキの例を示したものである。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
［実施形態］
ａ）まず、本実施形態の多数個取り基板について説明する。

図１に示す様に、多数個取り基板１は、例えばアルミナ等の絶縁材料からなる凹部（キャビティ）１１を有するセラミック配線基板（電子部品用パッケージ）３が、縦横に複数配列された板状の基板である。

この多数個取り基板１の表面及び裏面の両側には、各セラミック配線基板３間を分離するように、断面がくさび状のブレイク溝５が縦横に格子状に形成されている。また、各セラミック配線基板３が配置された製品部分７を取り囲むように、多数個取り基板１の外縁部に沿って耳部９が形成されている。なお、ブレイク溝５は、各セラミック配線基板３を分離し易いように、製品部分７だけではなく耳部９にまで伸びている。

図２（ａ）に示す様に、多数個取り基板１の各セラミック配線基板３には、電子部品を収容するためのキャビティ１１が形成されており、図２（ｂ）に示す様に、各セラミック配線基板３のキャビティ１１内には、電子部品を搭載（電気的に接続して接合）するために、導体層１３が形成されている。なお、セラミック配線基板３の内部にも導体層は形成されているが、図２ではセラミック配線基板３の内部の導体層は図示されていない。

また、本実施形態では、図２（ｃ）に示す様に、セラミック配線基板３の外側表面（ブレイク溝５のあった側面）には、後述するように、メッキによる金属（ニッケル）の析出がない。即ち、セラミック配線基板３の外側表面には、ニッケルが付着していない。

図３に示すように、基板表面の導体層１３は、メタライズ層（ベース導体層）１５と、その表面に形成されたメッキ層１７とから構成されている。詳しくは、タングステン等からなるメタライズ層１５の表面に、ニッケル−ホウ素からなるＮｉ−Ｂ合金層１９と、ニッケル−リンからなるＮｉ−Ｐ合金層２１と、金からなる第１Ａｕ層２３と、同様に金からなる第２Ａｕ層２５とが順次形成されている。

ｂ）次に、本実施形態の多数個取り基板１の製造方法について説明する。
(1)基板作製工程
・まず、図４（ａ）に示す様に、所定のアルミナ原料粉体に有機溶剤等を添加混合してスラリーとし、これをドクターブレード法等を採用することにより、３枚の多数個取り用のセラミックグリーンシート３１、３３、３５を作成した。

・このうち、１枚のセラミックグリーンシート３１に対して、所定の配線を形成するために、図４（ｂ）に示す様に、必要に応じてビア孔３７を空けて、図４（ｃ）に示す様に、Ｗペーストを充填した。

・次に、図４（ｄ）に示す様に、このセラミックグリーンシート３１の表面の所定位置（導体層１３の形成位置）に、Ｗペーストをスクリーン印刷して、メタライズパターン３９を形成した。

・また、これとは別に、図４（ｅ）に示す様に、他のセラミックグリーンシート３３、３５に対して、前記キャビティ１１に対応する位置に、打ち抜きにより貫通孔４１を形成した。

・次に、図４（ｆ）に示す様に、上述したセラミックグリーンシート３１〜３５を圧着し積層して積層体４３を形成した。
・次に、この積層体４３に対して、前記各セラミック配線基板３間を分離するために、ブレイク溝５用の切れ目４５を形成した。詳しくは、積層体４３の表面と裏面とに、カッターにより、向かい合うように切れ目４５を入れた。

・次いで、この積層体４３を、１６００℃にて同時焼成し、多数個取り基板１用の焼成基板４７を得た。なお、この焼成基板４７には、同時焼成より、（切れ目４５による）ブレイク溝５と（メタライズパターン３９による）メタライズ層１５が形成されている。

(2)メッキ工程
・そして、前記焼成基板４７を洗浄し乾燥した後に、前記メタライズ層１５の上に、硫酸ニッケルとＤＭＡＢジメチルアミンボランを還元剤として含む無電解メッキ液（奥野製薬工業（株）製のトップケミアロイＢ−１（商品名））を用いて、液温６５℃、ｐＨ６．７、メッキ時間１５分という条件でメッキを行い、Ｎｉ−Ｂ合金層１９を厚さ１．２μｍ被着形成した。

・次に、Ｎｉ−Ｂ合金層１９の表面に対して、酸性の脱脂液を使用して脱脂を行った。詳しくは、焼成基板４７を、脱脂液（奥野製薬工業（株）製のＯＣＰアシッドクリン１１５（商品名））に漬け、濃度２００ｍｌ／ｌ、液温４５℃、脱脂時間５分という条件で酸性脱脂を行った。なお、脱脂の後は、水で洗浄し乾燥した。

・次いで、脱脂後のＮｉ−Ｂ合金層１９の上に、硫酸ニッケルと次亜リン酸ナトリウムを還元剤として含む無電解メッキ液（上村工業（株）製のニムデン７８Ｓ（商品名））を用いて、液温９０℃、ｐＨ６．０、メッキ時間１０分という条件でメッキを行い、Ｎｉ−Ｐ合金層２１を厚さ３．０μｍ被着形成した。

・次いで、光洋リンドバーク社製のメッシュベルト式連続炉を用いてシンタリングを行った。この加熱装置は、入口から出口にかけての温度分布が略正規分布形状であり、基板の最高温度が６５０℃、６００℃以上のキープ時間が１０分となるように設定した。

・続いて、置換型無電解金メッキ用のメッキ液（エヌ・イーケムキャット（株）製のアトメックス（商品名））を用いて、液温８５℃、ｐＨ６．０、メッキ時間３分という条件でメッキを行い、金層のうち下層に相当する第１Ａｕ層２３を厚さ０．０１〜０．１μｍ被着形成した。

・最後に、水素化ホウ素ナトリウムを還元剤として含む無電解メッキ液（奥野製薬工業（株）製のＯＰＣムデンゴールド２５（商品名））を用いて、液温７３℃、ｐＨ１３．５、メッキ時間３０分という条件でメッキを行い、金層のうち上層に相当する第２Ａｕ層２５を厚さ２．０μｍ被着形成した。

このようにして、前記図１及び図２（ａ）に示す構造の多数個取り基板１を作製した。
その後、ブレイク溝５に沿って割ることにより、多数個取り基板１から個々のセラミック配線基板３を分離した。

ｃ）このように、本実施形態では、ニッケル−リンメッキを行う前に、酸性脱脂を行うので、たとえ酸性脱脂液がブレイク溝５に残留していたとしても、ニッケル−リンメッキの際に、ブレイク溝５中に、ニッケルが析出することがない。つまり、脱脂液は酸性であるので、ニッケルの析出を抑制することができる。

これにより、多数個取り基板１から得られたセラミック配線基板３の外側側面に、ダレが発生することがないので、ショート等の発生を防止することができる。
［実験例］
次に、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。

本発明の範囲内の実施例１〜４では、酸性脱脂液の種類を変更し、前記実施形態と同様にして、セラミック配線基板を、それぞれ１６個製造し、ダレの発生率を調べた。
なお、実施例１の酸性脱脂液は、濃度２００ｍｌ／ｌの奥野製薬工業（株）製のＯＣＰアシッドクリン１１５（商品名）、実施例２の酸性脱脂液は、濃度１５０ｍｌ／ｌの奥野製薬工業（株）製のＩＣＰクリーンＳ−１３５Ｋ（商品名）、濃度２００ｍｌ／ｌの実施例３の酸性脱脂液は、奥野製薬工業（株）製のＩＣＰクリーンＳ−１３５（商品名）、濃度１００ｍｌ／ｌの実施例４の酸性脱脂液は、奥野製薬工業（株）製のＤＰ−３３３（商品名）である。

また、比較例として、アルカリ脱脂を行って、同様にダレの発生率を調べた。なお、他の製造工程は、前記実施形態と同様である。この比較例１では、アルカリ脱脂液として、奥野製薬工業（株）製エースクリン８５０ 濃度５０ｇ／ｌを用い、その脱脂条件は、液温５０℃、脱脂時間３分とした。また、比較例２では、アルカリ脱脂液として、水酸化ナトリウム溶液を用い、その脱脂条件は、濃度１０ｇ／ｌ、液温５０℃、浸漬時間３分とした。

その結果を、下記表１に記す。

この表１から明らかな様に、本発明の範囲内の実施例１〜４では、ダレ発生率が０％であり好適であった。それに対して、比較例１、２では、ダレ発生率が６９％以上であり、好ましくない。

尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、ニッケル−ホウ素の無電解メッキの前に、酸性脱脂を行ってもよい。

実施形態の多数個取り基板を模式的に示す平面図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ断面を模式的に示す断面図、（ｂ）はセラミック配線基板を模式的に示す断面図、（ｃ）はセラミック配線基板の外側側面を示す説明図である。 導体層の断面を拡大して示す説明図である。 多数個取り基板の製造方法を示す説明図である。 従来技術を示し、（ａ）は多数個取り基板に脱脂液が付着した状態を示す断面図、（ｂ）はメッキ後における多数個取り基板の要部を拡大して示す断面図、（ｃ）はセラミック配線基板を示す断面図、（ｄ）はセラミック配線基板の外側側面にダレの発生状態を示す説明図である。

符号の説明

１…多数個取り基板
３…セラミック配線基板
５…ブレイク溝
１１…キャビティ
１３…導体層
１５…メタライズ層
１７…メッキ層

Claims (5)

1. 表面に導体層を備えたセラミック配線基板が、ブレイク溝により区分されて複数個配置された多数個取り基板の製造方法において、
   前記多数個取り基板に対して、前記導体層を形成するための無電解メッキの前処理として、酸性脱脂を行うことを特徴とする多数個取り基板の製造方法。
2. 前記導体層を構成するベース導体層の表面に、前記無電解メッキによってメッキ層を形成することを特徴とする請求項１に記載の多数個取り基板の製造方法。
3. 前記ベース導体層は、前記多数個取り基板の焼成時又は焼成後に形成されたメタライズ層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多数個取り基板の製造方法。
4. 前記無電解メッキは、ニッケル−リンメッキ及びニッケル−ホウ素メッキのうち、少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多数個取り基板の製造方法。
5. 前記ニッケル−ホウ素メッキの後に、前記ニッケル−リンメッキを行うことを特徴とする請求項４に記載の多数個取り基板の製造方法。

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