JPH04116177A - セラミックスへの導体形成方法 - 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〕 セラミックスへの導体形成方法に係り、特に窒化物セラ
ミックス等への導体パターンやスルーホールを形成する
方法に関し、 形成プロセスが容易、簡素で、導体層の形成途中で設計
変更も容易なセラミックスへの導体形成方法を提供する
ことを目的とし、 金属化合物からなるセラミックス材料に、不活性雰囲気
でレーザーを照射し、前記セラミックス材料表面部を選
択的に溶融し、前記成分金属を析出させることを構成と
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はセラミックスへの導体形成方法に係り、特に窒
化物セラミックス等への導体パターンやスルーホールを
形成する方法に関するものである。

近年の電子機器の高性能化にともない、部品実装の世界
では、セラミックスは必要不可欠な基板材料になってき
ている。このセラミックスを用いる利点としては、従来
の樹脂基板材料に比べてＳ】やＧａＡｓなどのデバイス
材料と熱膨張係数が近いことから、パッケージ材料とし
て使用するとグイボンディングした際にデバイスチップ
とパッケージ用基板との間で発生する応力を少なくする
ことが可能になる。また、回路基板材料にもセラミック
を用いた場合、ＬＣＣのようにリードを介さず直接、回
路基板にはんだ接合することが可能になったり、あるい
は、ペアチップ実装に対応できることがあげられる。

〔従来の技術〕

セラミック基板の表面やスルーホールに導体パターンを
形成する方法としては、セラミックグリーンシートに選
択的に厚膜ペーストを印刷し、それらを重ね合わせてプ
レス（圧縮成形）し−括焼成する方法や、リフトオフや
エツチングを用いた薄膜プロセスなどによって導体膜や
スルーホールを形成する方法が行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の方法では、前者の場合、グリーンシートを焼成し
た際、縮み、反り、割れなどが発生し、導体層がオープ
ン不良などを起こしたりするおそれがあるため、複雑な
焼成条件のもとてパターン形成を行うことが必要である
。また、後者の場合には、リフトオフやエツチングを用
いるため、レジスト膜の形成工程や蒸着工程、蒸着膜の
エツチング工程、レジスト膜の剥離工程などいくつもの
複雑な工程があるため、製造に長時間を要する。

本発明は形成プロセスが容易、簡素で、導体層の形成途
中で設計変更も容易なセラミックスへの導体形成方法を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、本発明によれば 金属化合物からなるセラミックス材料に、不活性雰囲気
でレーザーを照射し、前記セラミックス材料表面部を選
択的に溶融し、前記成分金属を析出させることを特徴と
するセラミックスへの導体形成方法によって解決される
。

本発明で用いるセラミックス材料は窒化物セラミックス
が熱分解性の点で好ましく、特にＩＮ（窒化アルミニウ
ム）基板、５１３Ｎ４、等が用いられる。本方法を不活
性雰囲気中で行うのは酸化防止のためである。

本発明ではレーザー照射により析出（露出）した成分金
属上にめっき例えば無電解めっきを施しはんだ付けがで
きる状態にすることも可能である。

更に又本発明によって加工したセラミックスの電極上に
薄膜パッドを形成し、パッケージ材料、回路基板材料等
の実装材料に用いることも可能となる。

〔作　用〕

本発明によればセラミックス材料に単にレーザーを照射
するだけでセラミックスを形成する成分金属を露出でき
、導体層が形成できる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施例を説明
するための模式断面図である。

第１図（ａ）はセラミック基板のスルーホールに導体層
が形成された断面図であり、第１図（ｂ）はその導体層
上にめっき層が形成された断面図である。

本実施例は第２図に示すようにＮｄ−ＹＡＧレーザ−５
から反射ミラー６を介してＡＡ’Ｎ（窒化アルミニウム
）からなる基板：ＡβＮ基板１にレーザー光１０を照射
し、直径５０〜２００Ｒ１のスルーホール（貫通孔）２
を形成した。この時ＡＩＮ基板１の表面と裏面で導通し
ていることが確認された。このスルーホール面にはＡＩ
Ｎ基板の厚さ約４００印のＡ１層３が露出しており、金
属光沢が極わずかに確言忍できた。

ＡＩＮとこの金属光沢の部分をＸ線マイクロアナライザ
によって窒素の特性Ｘ線を調べた結果、金属光沢の部分
ではＩＮの部分に比べ著しく窒素のピークが減少してお
り、上述の如きＡβの析出が確認できた。

なおレーザーの照射条件はパルス幅１〜３ｍｓ、出力５
〜３０Ｊ、焦点はずし量Ｏｍｍ、焦点距離１００ｍｍ、
シールドガスＡｒで行った。

ＡＡを析出したスルーホール面を有する第１図（ａ）の
ＡβＮ基板を無電解のＮ１めっき液（６０℃）に約２時
間浸漬した。その結果十分な金属光沢が詔約られ、第１
図（ｂ）に示すようにＮｉ膜４が形成できた。また、こ
のときにめっき浴の浸漬時間を調節すればスルーホール
にも、貫通導体にもなる。

第３図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施例を説明
するための模式断面図である。

特に第３図（ａ）はへβＮ基板１に溝７を形成スルーホ
ールの孔を貫通しないものでその溝表面にはＡｎ層３が
析出している状態を示す断面図である。水弟２の実施例
でも第１実施例と同様にＡβＮ基板１の表面と裏面間で
導通していることが確認され金属光沢も極わずかに確認
できた。レーザー光の照射条件も上記第１の実施例と同
様に行った。

次に第３図（ａ）のＡ、ｆ’Ｎ基板を第１実施例と同一
のめっき条件でめっきし溝７を埋めるようにＮ１膜４を
形成した。

第４図及び第５図（ａ）及び（ｂ）は第３の実施例を説
明するための斜視図及び断面図である。

第３の実施例はへβＮ基板１表面の一部を第４図に示す
如くレーザー光１０を走査しＡ１層３を析出させた。

レーザーはＮｄ−ＹＡＧレーザーを用い、照射はパルス
幅３〜５ｍｓ、出力５〜３０Ｊ、焦点はずし量Ｑ　ｍｍ
、焦点距離１００ｍｍ、シールドガスＡｒで行った。導
体は、レーザーを５０ｍスキャンさせＡ１を析出させた
。その後、両端をテスクであたり、電気抵抗が２００Ω
を確認した。また、無電解のＮ１めっき液（６０℃）に
約１時間浸漬し、再度、電気４抵抗を測定した結果、５
０Ωとなり、Ａ１層３上にＮｉ膜４の形成が明らかにな
った（第５図（ａ）、　　（ｂ））。

第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。水
弟３の実施例ではＡｎ層の厚さは約３００〜４００人、
Ｎ１層（めっき）４の厚さは約２５００〜３０００人で
あった。ＡＡの電気抵抗率は２．６９Ｘ１０−８（Ω・
ｍ）、Ｎｌの電気抵抗率は６．８　Ｘｌ０−８（Ω・ｍ
）である。

１・・・ＡβＮ基板、 ３・・・Ａ１層、 ５・・・Ｎｄ−ＹＡＧレーザ− ７・・・溝、 ２・・・スルーホール、 ４・・・Ｎｉ膜（めっき）、 ６・・・反射ミラー １０・・・レーザー光。

〔発駄の効果〕

以上説明したように本発明によれば、セラミック基板に
容易に導体パターンが形成され、しかもレーザーの出力
やめっき時間の調節によりスルーホールや貫通導体の形
成が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（、ａ　）及び（ｂ）は本発明の第１の実施例を
説明するための模式断面図であり、第２図は本発明に係
るレーザー照射方法を示す模式図であり、 第３図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施例を説明
するための模式断面図であり、第４図及び第５図（ａ）
及び（ｂ）は第３の実施例を説明するための斜視図及び
断面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．金属化合物からなるセラミックス材料に、不活性雰
   囲気でレーザーを照射し、前記セラミックス材料表面部
   を選択的に溶融し、前記成分金属を析出させることを特
   徴とするセラミックスへの導体形成方法。
2. ２．前記レーザーの照射により、前記セラミックス材料
   に貫通孔あるいは該セラミックス材料の表面から裏面迄
   が連続した状態で前記成分金属を析出させることを特徴
   とする請求項１記載の方法。
3. ３．前記析出された成分金属上に金属めっきを施すこと
   を特徴とする請求項１記載の方法。
4. ４．前記金属化合物からなるセラミックス材料が窒化ア
   ルミニウム基板であることを特徴とする請求項１記載の
   方法。