JPH03259595A - 表面導体層形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要］ 例えばセラミック基板の表面に表面導体層を形成する方
法に関し、 下側の導体部との電気的接続に関する信頼性を向上させ
ることを可能とすることを目的とし、開口窓を有する所
定厚さの絶縁膜の表面に導体層を有し、該導体層が上記
開口窓の部位で上記絶縁膜の下側の導体部と電気的に接
続されてなる構成の表面導体層形成方法において、感光
性絶縁材を塗布して上記所定厚さより薄い膜を形成し、
これを露光、現像して、開口窓部を有する絶縁膜部を形
成する工程を複数回行い、上記開口窓部については、同
一部位に、先に形成されている開口窓部より大きいもの
を順次形成して、前記の所定の厚さを有し、底部側が所
定の面積を有し、開口端側の面積が上記底部側の面積よ
りも広い形状である開口窓を有する絶縁膜を形成する工
程と、上記絶縁膜のうち上記開口窓を含む部分の表面に
表面導体層を形成する工程とよりなるよう構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は例えばセラミック基板の表面に表面導体層形成
方法に関する。

セラミックプリント配線板においては、セラミック基板
の表面に表面導体層が形成されている。

この表面導体層は、セラミックプリント配線板の表面上
のポリイミド層上に形成してあり、ポリイミド層の開口
窓を通してセラミック基板の表面の導体部と電気的に接
続されている。

この表面導体層は、上記導体部との電気的接続について
の信頼性が高いことが重要である。

従って、表面導体層を形成する方法は、導体部との電気
的接続が確実になされる状態に表面導体層を形成しうる
ちのであることが望ましい。

〔従来の技術〕 第２図（Ａ）乃至（Ｃ）は従来例を示す。

各図中、１はセラミック基板、２はパイヤホール、３は
導体部である。

まず、同図（Ａ＞に示すように、セラミック基板１の表
面に感光性を有するポリイミド樹脂を塗布して、ポリイ
ミド樹脂塗布ｐＡ４を形成し、この表面にガラスマスク
５をセットし、紫外線を照射して露光させる。

これを現像すると、同図（Ｂ）に示すように、開口窓６
を有するポリイミド樹脂膜７ができ、開口窓６の底部に
導体部３の一部３ａが露出している。開口窓６の径ｄ１
は約８０μｍである。またこの露出部３ａの面積はＳｌ
である。

次いで、スパッタリングにより、同図（Ｃ）に示すよう
に、表面導電層としての銅層８を形成する。銅層８は、
膜７の表面、開口窓６の周壁面６ａ、上記露出部３ａに
被着され、面１ａ　Ｓ　＋で導体部３と導通接続されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ポリイミド樹脂膜７は、製造工程中における膜内へのボ
イドの発生、異物侵入等があった場合にも、層間の絶縁
性を十分に確保できるようにするため、現在のところ厚
さｔｌは約２ＣＩＩと厚いことが必要とされる。

開口窓６の開口端側６ｂの径ｄ２は、底部側６Ｃの径ｄ
３と略等しい。ｄ＋　＝ｄ２＝ｄ３である。

従って開口窓６は、開口端側６ｂの広さが狭く、深さが
深い形状となる。

このため、開口窓６の奥部である底部側６Ｃについては
スパッタリング時に銅が析出しにくくなり、銅層８のう
ち開口窓６の底部側６Ｃについては、符号８ａで示すよ
うに、薄くなってしまう。

従って、銅層８と導体部３との電気的接続に関しては十
分な信頼性を得ることが困難となる。

また、ポリイミド樹脂塗布１４の厚さが２０μ−程度と
厚いと、厚さが１０ｕＩ１１程度の場合に比べて、露光
時間（紫外線の照射量）、現像液を吹き付ける現像時間
を約２倍の長さに設定する必要があり、セラミック基板
１の表面のうち場所によっては露光不足、露光オーバ、
現像不足、現像オーバが起き易くなる。

現像不足（又は露光オーバ）かあると、第３図（Ａ）中
符号１０で示すように、開口窓は底部側が狭まったもの
となる。このため、導体部３のうちの開口窓１０への露
出部分３ｂは、通常の場合よりも狭いものとなり、同図
（Ｂ）に示すように形成された銅層８と導体部３との電
気的接続部分の面積は所定の面積Ｓ１よりも狭くなって
５２となってしまい、銅層８と導体部３との電気的接続
の信頼性は更に低下してしまう。

また、逆に現像オーバ（又は露光不足）があると、開口
窓は第４図（Ａ）中符号１１で示すように、底部側が余
分にえぐられた形状となり、この部分はスパッタに対し
て影の部分となってこの部分には銅は析出しにくく、銅
層は同図（Ｂ）中符号８ｂで示す如くに、極めて薄くな
る。このため、銅層８と導体部３との電気的接続の信頼
性は上記と同様に低下したものとなってしまう。

本発明は、下側の導体部との電気的接続に関する信頼性
を向上させることを可能とした表面導体層形成方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、開口窓を有する所定厚さの絶縁膜の表面に導
体層を有し、該導体層が上記開口窓の部位で上記絶縁膜
の下側の導体部と電気的に接続されてなる構成の表面導
体層形成方法において、感光性絶縁材を塗布して上記所
定厚さより薄い膜を形成し、これを露光、現像して、開
口窓部を有する絶縁膜部を形成する工程を複数回行い、
上記開口窓部については、同一部位に、先に形成されて
いる開口窓部より大きいものを順次形成して、前記の所
定の厚さを有し、底部側が所定の面積を有し、開口端側
の面積が上記底部側の面積よりも広い形状である開口窓
を有する絶縁膜を形成する工程と、 上記絶縁膜のうち上記開口窓を含む部分の表面に表面導
体層を形成する工程とよりなる構成である。

〔作用〕

塗布、露光、現像を複数行って開口窓を有する絶縁膜を
形成する工程により、絶縁膜については所定の厚みを有
し、開口窓については、開口端側の面積の大きい形状の
ものを形成することが可能となる。

この開口窓は、開口窓の底面への金属の析出を良好とし
、表面導体層は開口窓の内面全体に亘って略均−の厚さ
で形成される。

〔実施例） 第１図（Ａ）乃至（Ｇ）は本発明の一実施例を示す。図
中、第２図（Ａ）乃至（Ｃ）に示す構成部分と対応する
部分には同一符号を付す。

まず、同図（Ａ）に示すように、セラミック基板１の表
面に、感光性を有するポリイミド樹脂を、前記の所定の
厚さｔｌの１７２である厚さｔ＋ｏ＝１０μｍで塗布し
て、第１のポリイミド樹脂塗布膜２０を形成する。

次いで、同図（Ｂ）に示すように、この表面に第１のガ
ラスマスク２１をセットし、紫外線を照射して露光させ
る。黒色部２１ａは径がｄ　１０であり、面積は５１Ｇ
である。

これを現像すると、未感光の部分２０ａが現像液によっ
て洗い流されて除去され、同図（Ｃ）に示すように、第
１の開口窓部２２が形成される。

この第１の開口窓部２２の面積はＳ　Ｉ＋であり、上記
の５１０と等しい。

露光された部分は感光されて化学変化し、第１のポリイ
ミド樹脂膜部２３として残る。

ここで、第１のポリイミド樹脂塗布膜２０の厚さｔ　１
０は１０μ−と従来に比べて薄いため、露光及び現像は
、紫外Ｊｌ露光ＦＲ間Ｔ１及び現像時間Ｔ２を共に従来
の場合の約半分の時間に設定されて行われ、露光不足、
露光オーバ、現像不足、現像オーバは従来に比べて生じ
にくくなる。

このため、第１の開口窓部２２は、深さａの方向上全長
に亘って径ｄ　Ｉ＋が同一である形状となり、導体部３
のうち第１の開口窓部２２に露出している部分３ｃの面
積はＳ　Ｉ＋である。

次に、同図（Ｄ）に示すように、第１のポリイミド樹脂
膜部２３の表面に、再度、感光性を有するポリイミド樹
脂を、上記厚さｔ　１０と等しい厚さ１ｎ＝１０μｍで
塗布して、第２のポリイミド樹脂塗布膜２４を形成する
。この塗布ｇ！２４は、ポリイミド樹脂が第１の開口窓
部２２を埋めた状態で形成される。

次に、同図（Ｅ）に示すように、第２のガラスマスク２
５をセットし、紫外線を照射して露光させる。

黒色部２５ａは径ｄ　１２が１２０μ国であり、面積３
１２は前記Ｓ　１０より大である。マスク２５は、黒色
部２５ａの中心を第１の開口窓部２２の中心と一致させ
てセットされる。

露光時間は、前記の第１の塗布ｌｌ１２ｏに対する場合
と同じく、Ｔ１である。

次いで、これを現像する。これにより、未感光の部分２
４ａが現像液により洗い流されて除去され、同図（Ｆ）
に示すように第１の開口窓部２２が再現すると共に、径
ｄ、３−１２０μｍであり面積５１３（＝Ｓ１２）の第
２の開口窓部２６が形成される。

露光された部分は感光されて化学変化し、第２のポリイ
ミド樹脂膜部２７として残る。

ここで、第２の開口窓部２６が形成されたことにより、
第１の開口窓部２２の底部は開口端から２０μ−と深く
なり、第１の開口窓部２２内を埋めているポリイミド樹
脂のうち第１の開口窓部２２の底面の隅の部分に存在す
るものは、洗い流されにくくなって、同図（Ｆ）中皿点
鎖線で示すように残渣２８となり易い。

そこで、現像時間は第１回目の時間Ｔ２より若干長い時
間Ｔ３としている。即ち、若干現像オーバの状態とする
。

これにより、第１の開口窓部２０内を埋めているポリイ
ミド樹脂は全て洗い流されて除去され、残渣は残らない
。

なお、上記のように若干現像オーバとなるけれども、第
１のポリイミド樹脂膜部２３は既に感光されているため
、これは少しも除去されず、第１の開口窓部２２は側方
にえぐられることなく正しく再現される。

第２の開口窓部２６は、第１の開口窓部２２と同心状に
形成される。

これにより、同図（Ｆ）に示すように、セラミック基板
１の表面に、第１のポリイミド樹脂膜部２３の上に第２
のポリイミド樹脂膜部２７が積層された厚さｉ＋ｚ＝２
０μｍのポリイミド樹脂膜３０が形成された状態となる
。

且つ、導体部３の部分に、下側の第１の開口窓部２２と
上側の第２の開口窓部２６とよりなる開口窓３１が形成
された状態となる。

開口窓３１の底部側３１ａは、径がｄ１１＝８０μｍで
あり、面積Ｓ　１１である。露出部分３Ｃは所定の面積
５１１である。

開口窓３１の開口端側３１ｂは、径がｄ１３−１２０μ
陽であり、面積Ｓ　１３である。この面積Ｓｔ３は底部
側の面積Ｓ　Ｉ＋の約１．６倍と広い。

また開口窓３１は、深さ方向上途中に段部を有する形状
であり、底部側の周側面３２と、開口側の周側面３３と
、両者間の環状面３４とを有する。

次に、スパッタリングを行って、表面３０ａに銅を析出
させ、銅層３５を形成する。３５ａはポリイミド樹脂膜
３０の表面の銅層部であり、３５ｂは開口窓３１内の銅
層部である。

開口窓３１は、深さは従来と同じくａであるけれども、
開口側の面積Ｓ　１３が従来の場合の約１６倍と広いた
め、しかも、スパッタに対して影となる部分が無いため
、上記開口側の周側面３３及び環状面３４上には勿論、
底部側の導体部３の露出部分３Ｃ上にも、底部側の周側
面３２にも良好に析出される。これにより、開口窓３１
内には、特に薄い部分が無く、全体に亘って略均−の厚
さｔｎとされた銅層部３５ｂが形成される。

上記の銅層部３５ｂのうち、符号３５ｂ−１で示す部分
が導体部３と接触しており、この部分の面積はＳ　Ｉ＋
である。

上記のように、導体部３と銅層部３５ｂとが所定の面積
Ｓ　１１で接触しており、且つ銅層部３５ｂは全体に亘
って均一の厚さであるため、銅層部３５ａは導体部３に
対して高い信頼性で電気的に接続された状態となる。

また、第１図（Ｇ）より分かるように、銅層部３５ｂは
、途中に、符号４０．４１で示すように二つの折曲部を
有する。この折曲部４０．４１が以下に述べるように銅
層部３５ｂに作用する熱応力を緩和する。

即ち、後の■稈で熱処理がされることがある。

この場合に、ポリイミド樹脂膜３０は熱膨脹する。

特に厚さ方向の熱膨脹に対しては、上記折曲部４０．４
１が角度を拡げる方向に変形することにより、二個所で
分散して吸収され、クランクが入りにくくなる。

なお、本発明は上記実施例に限らず、プリント配線板一
般の表面導体層の形成に適用可能であり、更には半導体
装置の表面導体層の形成にも適用可能である。

また、ポリイミド樹脂の塗布、露光、現像は、上記のよ
うに皿回に限らず、三回以上行なってもよい。

また、銅層は、スパッタリングに限らず、無電解めっき
による析出形成でもよい。

（発明の効果〕 以上説明した様に、本発明によれば、底面において導体
部のうち所定の面積が露出し、且つ開口端側の面積が上
記の面積より犬であり、しかも、金属析出に対して影と
なる部分が無い形状の開口窓を形成することが出来る。

これにより、開口窓内への金属の析出を開口窓の底部側
の部分についても良好に行わしめることが出来、導体層
との電気的接続を確実化した表面導体層を形成すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の表面導体層形成方法の一実施例を説明
する図、 第２図は従来のプリント配線板の表面導体層形成方法の
１例を示す図、 第３図は従来例において生ずる欠点の１例を示す図、 第４図は従来例において生ずる欠点の別の例を示す図で
ある。 図において、 １はセラミック基板、 ２はパイヤホール、 ３は導体部、 ３Ｃは露出部分、 ２０は第１のポリイミド樹脂塗布膜層、２０ａ、２４ａ
は未感光部分、 ２１は第１のガラスマスク、 ２１ａ、２５ａは黒色部、 ２２は第１の開口窓部、 ２３は第１のポリイミド樹脂膜部、 ２４は第２のポリイミド樹脂塗布膜層、２５は第２のガ
ラスマスク、 ２６は第２の開口窓部、 ２７は第２のポリイミド樹脂膜部、 ３０はポリイミド樹脂膜、 ３０ａは表面、 ３１は開口窓、 ３５は銅層 を示す。 （Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　開口窓を有する所定厚さの絶縁膜の表面に導体層を有
   し、該導体層が上記開口窓の部位で上記絶縁膜の下側の
   導体部と電気的に接続されてなる構成の表面導体層形成
   方法において、 感光性絶縁材を塗布して上記所定厚さより薄い膜を形成
   し、これを露光、現像して、開口窓部を有する絶縁膜部
   を形成する工程を複数回行い、上記開口窓部については
   、同一部位に、先に形成されている開口窓部より大きい
   ものを順次形成して、前記の所定の厚さ（ｔ＿１＿２）
   を有し、底部側が所定の面積（Ｓｎ）を有し、開口端側
   の面積（Ｓ＿１＿３）が上記底部側の面積よりも広い形
   状である開口窓（３１）を有する絶縁膜（３０）を形成
   する工程と、 上記絶縁膜（３０）のうち上記開口窓（３１）を含む部
   分の表面（３０ａ）に表面導体層（３５）を形成する工
   程とよりなることを特徴とする表面導体層形成方法。