JPH05235517A - 銅セラミック回路板の製法 - Google Patents
銅セラミック回路板の製法Info
- Publication number
- JPH05235517A JPH05235517A JP14748591A JP14748591A JPH05235517A JP H05235517 A JPH05235517 A JP H05235517A JP 14748591 A JP14748591 A JP 14748591A JP 14748591 A JP14748591 A JP 14748591A JP H05235517 A JPH05235517 A JP H05235517A
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- Japan
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- nickel
- layer
- copper
- nickel layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミック基板上に、銅層を形成し、この銅
層の上に電気メッキによりニッケル層を形成した後、さ
らにこのニッケル層の上に金皮膜を形成した銅セラミッ
ク回路板を高温の雰囲気に曝したときに発生する膨れを
防止する。 【構成】 前記ニッケル層を電流密度10〜20A/dm2 の条
件で電気メッキを施して形成することにより、ニッケル
の結晶がメッキ面に垂直な方向に成長するようにし、ニ
ッケル層がポーラスな結晶状態となるようにする。 【効果】銅セラミック回路板を高温の雰囲気に曝したと
きに発生する気化ガスは外部へ逃げれるようになり、膨
れが防止される。
層の上に電気メッキによりニッケル層を形成した後、さ
らにこのニッケル層の上に金皮膜を形成した銅セラミッ
ク回路板を高温の雰囲気に曝したときに発生する膨れを
防止する。 【構成】 前記ニッケル層を電流密度10〜20A/dm2 の条
件で電気メッキを施して形成することにより、ニッケル
の結晶がメッキ面に垂直な方向に成長するようにし、ニ
ッケル層がポーラスな結晶状態となるようにする。 【効果】銅セラミック回路板を高温の雰囲気に曝したと
きに発生する気化ガスは外部へ逃げれるようになり、膨
れが防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、銅セラミック回路板の
製法に関する。
製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気的接続を良好にする等の目的
で、表面に金皮膜を必要とする銅セラミック回路板で
は、銅層と金皮膜との間に銅の拡散を防止するためのバ
リヤーとしてニッケル層が設けられている。このニッケ
ル層は、硫酸ニッケルを主成分としたワット浴やスルフ
ァミン酸ニッケルを主成分としたスルファミン酸浴等の
メッキ浴を用い、電流密度 1〜5 A/dm2 の電気メッキに
より厚さ数μｍに形成されるのが一般的である。このよ
うにして得られる、銅セラミック回路板は、 500℃程度
の高温の雰囲気に曝すと、銅層とニッケル層の界面に膨
れが発生する問題点がある。
で、表面に金皮膜を必要とする銅セラミック回路板で
は、銅層と金皮膜との間に銅の拡散を防止するためのバ
リヤーとしてニッケル層が設けられている。このニッケ
ル層は、硫酸ニッケルを主成分としたワット浴やスルフ
ァミン酸ニッケルを主成分としたスルファミン酸浴等の
メッキ浴を用い、電流密度 1〜5 A/dm2 の電気メッキに
より厚さ数μｍに形成されるのが一般的である。このよ
うにして得られる、銅セラミック回路板は、 500℃程度
の高温の雰囲気に曝すと、銅層とニッケル層の界面に膨
れが発生する問題点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する課題はセラミック基板上に、銅層を形成し、この銅
層の上に電気メッキによりニッケル層を形成した後、さ
らにこのニッケル層の上に金皮膜を形成して製造された
銅セラミック回路板を高温の雰囲気に曝したときに、発
生する膨れを防止することである。
する課題はセラミック基板上に、銅層を形成し、この銅
層の上に電気メッキによりニッケル層を形成した後、さ
らにこのニッケル層の上に金皮膜を形成して製造された
銅セラミック回路板を高温の雰囲気に曝したときに、発
生する膨れを防止することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック基
板上に、銅層を形成し、この銅層の上に電気メッキによ
りニッケル層を形成した後、さらにこのニッケル層の上
に金皮膜を形成する銅セラミック回路板の製法におい
て、前記ニッケル層を電流密度10〜20A/dm2 の条件で電
気メッキを施して形成することを特徴とする銅セラミッ
ク回路板の製法である。
板上に、銅層を形成し、この銅層の上に電気メッキによ
りニッケル層を形成した後、さらにこのニッケル層の上
に金皮膜を形成する銅セラミック回路板の製法におい
て、前記ニッケル層を電流密度10〜20A/dm2 の条件で電
気メッキを施して形成することを特徴とする銅セラミッ
ク回路板の製法である。
【０００５】以下、図面を参照して説明する。図１は本
発明に係る銅セラミック回路板の断面図であり、この回
路板はセラミック基板１上に、銅層２を形成し、この銅
層２の上にニッケル層３を介して金皮膜４を形成して構
成される。セラミック基板１としてはアルミナ基板や窒
化アルミ基板などがあげられ、銅層２の形成法としては
スパッタリング法や無電解メッキ法などがあげられる。
発明に係る銅セラミック回路板の断面図であり、この回
路板はセラミック基板１上に、銅層２を形成し、この銅
層２の上にニッケル層３を介して金皮膜４を形成して構
成される。セラミック基板１としてはアルミナ基板や窒
化アルミ基板などがあげられ、銅層２の形成法としては
スパッタリング法や無電解メッキ法などがあげられる。
【０００６】本発明で、ニッケル層３の形成を電流密度
10〜20A/dm2 の条件の電気メッキにより行うことは重要
であり、この条件で行うと、得られるニッケル層３のニ
ッケルの結晶は、メッキ面に垂直な方向に成長し、図３
の模式図に示すように、ポーラスな結晶状態を形成す
る。それに対し、電流密度10A/dm2 未満の条件で電気メ
ッキを行うと、得られるニッケル層３のニッケルの結晶
は電流密度の低下と共に微細な結晶が多い状態になって
いく。そして、電流密度が1 〜 5A/dm2 という、従来行
われている条件ではニッケル層３の結晶状態は図２の模
式図に示すように、素地面である銅層２に近い部分は微
細結晶であり、この微細結晶の上に粗大結晶が成長して
いる状態となる。また、電流密度が20A/dm2 を越える条
件で電気メッキを行うと、得られるニッケル層３は膜を
形成せず、針状となり、目的とする銅の拡散を防止する
ためのバリヤーとはならないという不具合を生じる。
10〜20A/dm2 の条件の電気メッキにより行うことは重要
であり、この条件で行うと、得られるニッケル層３のニ
ッケルの結晶は、メッキ面に垂直な方向に成長し、図３
の模式図に示すように、ポーラスな結晶状態を形成す
る。それに対し、電流密度10A/dm2 未満の条件で電気メ
ッキを行うと、得られるニッケル層３のニッケルの結晶
は電流密度の低下と共に微細な結晶が多い状態になって
いく。そして、電流密度が1 〜 5A/dm2 という、従来行
われている条件ではニッケル層３の結晶状態は図２の模
式図に示すように、素地面である銅層２に近い部分は微
細結晶であり、この微細結晶の上に粗大結晶が成長して
いる状態となる。また、電流密度が20A/dm2 を越える条
件で電気メッキを行うと、得られるニッケル層３は膜を
形成せず、針状となり、目的とする銅の拡散を防止する
ためのバリヤーとはならないという不具合を生じる。
【０００７】上記の本発明の製法で得られる、メッキ面
に垂直な方向に成長した、ポーラスな結晶よりなるニッ
ケル層３であれば、銅層２の上にニッケル層３を介して
金皮膜４を形成した銅セラミック回路板を高温の雰囲気
に曝したときに、銅層２とニッケル層３の界面またはニ
ッケル層３中に残留するメッキ液やメッキ前処理液が気
化して発生する気化ガスはニッケル層３を通過して外部
へ逃げることができ、その結果銅セラミック回路板にお
いて、膨れが発生しにくくなる効果を達成することがで
きる。
に垂直な方向に成長した、ポーラスな結晶よりなるニッ
ケル層３であれば、銅層２の上にニッケル層３を介して
金皮膜４を形成した銅セラミック回路板を高温の雰囲気
に曝したときに、銅層２とニッケル層３の界面またはニ
ッケル層３中に残留するメッキ液やメッキ前処理液が気
化して発生する気化ガスはニッケル層３を通過して外部
へ逃げることができ、その結果銅セラミック回路板にお
いて、膨れが発生しにくくなる効果を達成することがで
きる。
【０００８】本発明でニッケル層３を形成するのに用い
るメッキ浴は、硫酸ニッケルを主成分としたワット浴や
スルファミン酸ニッケルを主成分としたスルファミン酸
浴等のメッキ浴であって、そのニッケル濃度は40〜120g
/lであることが望ましい。その理由は、40g/l 未満であ
ると、電流密度を10A/dm2 以上に高くした場合、ニッケ
ルの結晶が成長しにくく、数μｍという厚い膜を得るこ
とが困難であり、また120g/lを越えるニッケル濃度にす
ることはニッケル化合物の溶解性の点から困難なためで
ある。
るメッキ浴は、硫酸ニッケルを主成分としたワット浴や
スルファミン酸ニッケルを主成分としたスルファミン酸
浴等のメッキ浴であって、そのニッケル濃度は40〜120g
/lであることが望ましい。その理由は、40g/l 未満であ
ると、電流密度を10A/dm2 以上に高くした場合、ニッケ
ルの結晶が成長しにくく、数μｍという厚い膜を得るこ
とが困難であり、また120g/lを越えるニッケル濃度にす
ることはニッケル化合物の溶解性の点から困難なためで
ある。
【０００９】また、本発明において、ニッケル層３及び
金皮膜４の厚さは薄い方が、銅セラミック回路板を高温
の雰囲気に曝したときに発生する気化ガスが外部へ逃げ
やすいので、加熱による膨れの防止には望ましく、ニッ
ケル層３の厚さは 5μｍ以下、金皮膜４の厚さは 2μｍ
以下であることが好ましい。さらに、セラミック基板１
上の銅層２はピンホール等の欠陥がなく、緻密な結晶で
あるほど加熱によるセラミック基板１と銅層２の界面で
の膨れの発生が少なくなり、好ましい。
金皮膜４の厚さは薄い方が、銅セラミック回路板を高温
の雰囲気に曝したときに発生する気化ガスが外部へ逃げ
やすいので、加熱による膨れの防止には望ましく、ニッ
ケル層３の厚さは 5μｍ以下、金皮膜４の厚さは 2μｍ
以下であることが好ましい。さらに、セラミック基板１
上の銅層２はピンホール等の欠陥がなく、緻密な結晶で
あるほど加熱によるセラミック基板１と銅層２の界面で
の膨れの発生が少なくなり、好ましい。
【００１０】
【作用】本発明において、ニッケルメッキを電流密度10
〜20A/cm2 という高い電流密度で行うことは、ニッケル
の結晶がメッキ面に垂直な方向に成長し、ニッケル層３
がポーラスな結晶状態となるように働く。そして、ニッ
ケル層３がポーラスな結晶状態であれば、銅セラミック
回路板を高温の雰囲気に曝したときに、銅層２とニッケ
ル層３の界面またはニッケル層３中に残留するメッキ液
やメッキ前処理液が気化して発生する気化ガスはニッケ
ル層３を通過して外部へ逃げることができ、膨れが発生
しにくくなる。
〜20A/cm2 という高い電流密度で行うことは、ニッケル
の結晶がメッキ面に垂直な方向に成長し、ニッケル層３
がポーラスな結晶状態となるように働く。そして、ニッ
ケル層３がポーラスな結晶状態であれば、銅セラミック
回路板を高温の雰囲気に曝したときに、銅層２とニッケ
ル層３の界面またはニッケル層３中に残留するメッキ液
やメッキ前処理液が気化して発生する気化ガスはニッケ
ル層３を通過して外部へ逃げることができ、膨れが発生
しにくくなる。
【００１１】
【実施例】実施例１ セラミック基板１としてアルミナ基板を用い、このアル
ミナ基板にスパッタリングにより厚さ10μｍの銅層２を
形成し、次に、10％の硫酸を用いて酸洗いしてメッキの
前処理を行った後、下記の組成のニッケル濃度78.1g/l
のメッキ浴を用い、電流密度15A/dm2 の条件で電気メッ
キして、厚さ 4μｍのニッケル層３を形成した。さらに
その上に厚さ0.5 μｍの金メッキによる金皮膜４を形成
し、銅セラミック回路板を作成した。
ミナ基板にスパッタリングにより厚さ10μｍの銅層２を
形成し、次に、10％の硫酸を用いて酸洗いしてメッキの
前処理を行った後、下記の組成のニッケル濃度78.1g/l
のメッキ浴を用い、電流密度15A/dm2 の条件で電気メッ
キして、厚さ 4μｍのニッケル層３を形成した。さらに
その上に厚さ0.5 μｍの金メッキによる金皮膜４を形成
し、銅セラミック回路板を作成した。
【００１２】 ・メッキ浴の組成（ワット浴） 硫酸ニッケル 300 g/l 塩化ニッケル 45 g/l ほう酸 30 g/l 得られた銅セラミック回路板を窒素雰囲気中、 500℃、
10分間の耐熱性試験を行った後、表面状態を観察し、膨
れの発生状況を観察した。その結果を表１に示す。ま
た、ニッケル層３の断面を顕微鏡で観察したところ、ニ
ッケルの結晶は図３に示すように、メッキ面に垂直な方
向に成長し、ポーラスな結晶状態となっていた。
10分間の耐熱性試験を行った後、表面状態を観察し、膨
れの発生状況を観察した。その結果を表１に示す。ま
た、ニッケル層３の断面を顕微鏡で観察したところ、ニ
ッケルの結晶は図３に示すように、メッキ面に垂直な方
向に成長し、ポーラスな結晶状態となっていた。
【００１３】実施例２ 銅層２の形成をニッケルとリンを含有する液を用いて、
無電解メッキにより行った以外は実施例１と同様にして
銅セラミック回路板を作成した。得られた銅セラミック
回路板を窒素雰囲気中、 500℃、10分間の耐熱性試験を
行った後、表面状態を観察し、膨れの発生状況を観察し
た。その結果を表１に示す。また、ニッケル層３の断面
を顕微鏡で観察したところ、ニッケルの結晶は図３に示
すように、メッキ面に垂直な方向に成長し、ポーラスな
結晶状態となっていた。
無電解メッキにより行った以外は実施例１と同様にして
銅セラミック回路板を作成した。得られた銅セラミック
回路板を窒素雰囲気中、 500℃、10分間の耐熱性試験を
行った後、表面状態を観察し、膨れの発生状況を観察し
た。その結果を表１に示す。また、ニッケル層３の断面
を顕微鏡で観察したところ、ニッケルの結晶は図３に示
すように、メッキ面に垂直な方向に成長し、ポーラスな
結晶状態となっていた。
【００１４】実施例３ ニッケル層３を形成するのに、電流密度10A/dm2 の条件
で行った以外は実施例１と同様にして銅セラミック回路
板を作成した。得られた銅セラミック回路板を窒素雰囲
気中、 500℃、10分間の耐熱性試験を行った後、表面状
態を観察し、膨れの発生状況を観察した。その結果を表
１に示す。また、ニッケル層３の断面を顕微鏡で観察し
たところ、ニッケルの結晶は図３に示すように、メッキ
面に垂直な方向に成長し、ポーラスな結晶状態となって
いた。
で行った以外は実施例１と同様にして銅セラミック回路
板を作成した。得られた銅セラミック回路板を窒素雰囲
気中、 500℃、10分間の耐熱性試験を行った後、表面状
態を観察し、膨れの発生状況を観察した。その結果を表
１に示す。また、ニッケル層３の断面を顕微鏡で観察し
たところ、ニッケルの結晶は図３に示すように、メッキ
面に垂直な方向に成長し、ポーラスな結晶状態となって
いた。
【００１５】比較例１ ニッケル層３を形成するのに、電流密度 3A/dm2 の条件
で行った以外は実施例１と同様にして銅セラミック回路
板を作成した。得られた銅セラミック回路板を窒素雰囲
気中、 500℃、10分間の耐熱性試験を行った後、表面状
態を観察し、膨れの発生状況を観察した。その結果を表
１に示す。また、ニッケル層３の断面を顕微鏡で観察し
たところ、ニッケルの結晶は図２に示すように、銅層２
に近い部分は微細結晶であり、この微細結晶の上に粗大
結晶が成長している状態となっていた。
で行った以外は実施例１と同様にして銅セラミック回路
板を作成した。得られた銅セラミック回路板を窒素雰囲
気中、 500℃、10分間の耐熱性試験を行った後、表面状
態を観察し、膨れの発生状況を観察した。その結果を表
１に示す。また、ニッケル層３の断面を顕微鏡で観察し
たところ、ニッケルの結晶は図２に示すように、銅層２
に近い部分は微細結晶であり、この微細結晶の上に粗大
結晶が成長している状態となっていた。
【００１６】比較例２ ニッケル層３を形成するのに、電流密度 8A/dm2 の条件
で行った以外は実施例１と同様にして銅セラミック回路
板を作成した。得られた銅セラミック回路板を窒素雰囲
気中、 500℃、10分間の耐熱性試験を行った後、表面状
態を観察し、膨れの発生状況を観察した。その結果を表
１に示す。
で行った以外は実施例１と同様にして銅セラミック回路
板を作成した。得られた銅セラミック回路板を窒素雰囲
気中、 500℃、10分間の耐熱性試験を行った後、表面状
態を観察し、膨れの発生状況を観察した。その結果を表
１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、セラミック基板上に、
銅層を形成し、この銅層の上にニッケル層を形成した
後、さらにこのニッケル層の上に金皮膜を形成して製造
された銅セラミック回路板を高温の雰囲気に曝したとき
に発生する膨れを防止することができる。
銅層を形成し、この銅層の上にニッケル層を形成した
後、さらにこのニッケル層の上に金皮膜を形成して製造
された銅セラミック回路板を高温の雰囲気に曝したとき
に発生する膨れを防止することができる。
【図１】本発明に係る銅セラミック回路板の構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】従来の銅セラミック回路板の製造方法により得
られるニッケル層のニッケルの結晶状態を示す模式図で
ある。
られるニッケル層のニッケルの結晶状態を示す模式図で
ある。
【図３】本発明の銅セラミック回路板の製造方法により
得られるニッケル層のニッケルの結晶状態を示す模式図
である。
得られるニッケル層のニッケルの結晶状態を示す模式図
である。
１ セラミック基板 ２ 銅層 ３ ニッケル層 ４ 金皮膜
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミック基板上に、銅層を形成し、こ
の銅層の上に電気メッキによりニッケル層を形成した
後、さらにこのニッケル層の上に金皮膜を形成する銅セ
ラミック回路板の製法において、前記ニッケル層を電流
密度10〜20A/dm 2 の条件で電気メッキを施して形成する
ことを特徴とする銅セラミック回路板の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14748591A JPH05235517A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 銅セラミック回路板の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14748591A JPH05235517A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 銅セラミック回路板の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235517A true JPH05235517A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=15431463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14748591A Pending JPH05235517A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 銅セラミック回路板の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235517A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8278564B2 (en) | 2008-05-16 | 2012-10-02 | Samsung Techwin Co., Ltd. | Circuit board viaholes and method of manufacturing the same |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP14748591A patent/JPH05235517A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8278564B2 (en) | 2008-05-16 | 2012-10-02 | Samsung Techwin Co., Ltd. | Circuit board viaholes and method of manufacturing the same |
| KR101289803B1 (ko) * | 2008-05-16 | 2013-07-26 | 삼성테크윈 주식회사 | 회로 기판 및 그 제조 방법 |
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