JPH06334332A

JPH06334332A - 回路基板

Info

Publication number: JPH06334332A
Application number: JP14282293A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujishima; 昭藤嶋; Kazuhito Hashimoto; 和仁橋本; Yumiko Aoki; 由美子青木; Yasuhiro Sanada; 恭宏真田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1993-05-21
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【構成】セラミックスまたはガラスよりなる絶縁基体表
面に、有機金属組成物を塗布し焼成することにより金属
酸化物層を形成し、その上に無電解めっき法により回路
導体層を形成した回路基板であって、有機金属組成物
が、分枝した炭化水素基もしくは環状飽和炭化水素基を
有する有機酸の塩、キレート化剤によって少なくとも１
部がキレート化された金属化合物、またはそれらの混合
物である。【効果】高い接着強度を有し、かつ導体抵抗の低い微細
配線構造を持つ回路基板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスまたはガ
ラスを絶縁基体とした回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックス回路基板の形成には、主と
してタングステンを含んだ金属導体組成物を印刷した
後、還元性雰囲気中で焼成して要求する導体回路を得る
方法が一般的に用いられているが、導体抵抗が高く微細
配線には向いていない。

【０００３】また、低導体抵抗を有する銀、パラジウ
ム、銅などの金属微粉末をガラスフリットや有機系ビヒ
クルと混合したペーストとし、セラミックスまたはガラ
ス−セラミックスの基板上に印刷、焼成して厚膜回路を
形成する方法があるが、スクリーン印刷法を用いること
から、ファインパターンの形成には限界がある。さら
に、導体組成中にガラス質を含むため半田の濡れ性が劣
ることから、接続不良が発生しやすいなどの欠点を有し
ている。

【０００４】銅板とセラミックス基板とを、活性金属層
を介して接合する方法では、エッチングによりパターン
を形成することができるが、銅板の厚みが数ｍｍと厚
く、したがって微細な配線構造を必要とする回路基板に
は適していない。

【０００５】このため、無電解銅めっきによる回路形成
の開発が行われている。充分な接着強度を得るために、
基板の表面をアルカリエッチングにより粗化しアンカー
効果を利用する方法をとっているが、その表面粗度に伴
い微細配線の精度が低下するという欠点を有している。

【０００６】また、高熱伝導率を特徴とする窒化アルミ
ニウムなどのセラミックス基板表面に厚膜の無機絶縁性
層を形成することは、低熱伝導層ができることからその
特性を劣化させるため望ましくない。

【０００７】ガラス基体に対するめっき方法としては、
セラミックス粒子を含んだペーストを基体表面に焼き付
ける方法や、スパッタリングなどにより機能性酸化膜を
形成する方法がとられているが、ファインラインを目的
とした高接着強度を有する無電解めっき法による回路導
体層を有する回路基板は得られていない。

【０００８】これらを改良する方法として、スパッタや
スプレーパイロリシス法によって形成した酸化物薄膜を
接着層とする方法（特開平４−１７２１３号「絶縁体へ
の導電性層形成法」）があるが、前記発明は基板形状に
対する自由度が小さいという問題点を残している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
前記問題点を解消するもので、高接着強度を有する回路
導体層の微細配線構造が可能な、セラミックスまたはガ
ラスよりなる回路基板を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決すべくなされたものであり、セラミックスまたはガラ
スよりなる絶縁基体（以下、絶縁基体）表面に、有機金
属組成物を塗布し焼成することにより金属酸化物層を形
成し、その上に無電解めっき法により回路導体層を形成
した回路基板であって、有機金属組成物が、分枝した炭
化水素基もしくは環状飽和炭化水素基を有する有機酸の
塩、キレート化剤によって少なくとも１部がキレート化
された金属化合物、またはそれらの混合物であることを
特徴とする回路基板を提供する。すなわち、絶縁基体表
面上の酸化物薄膜層は、有機金属組成物の溶液を塗布し
た後焼成することによって、金属酸化物の多結晶体とし
て形成され、基体に対して高い接着強度を有することが
可能となる。

【００１１】塗布溶液に用いる有機金属組成物は亜鉛、
タングステンの有機酸塩、キレート化合物またはそれら
の混合物からなるもので、常温で液体もしくは、アルコ
ール等の有機溶剤または水溶液中での安定性の大きいも
のであることが好ましい。常温で溶液中における安定性
の小さいものは塗膜とした場合、粗大な粒子の析出や成
分の凝集が起こり均一な膜質が得られないおそれがあ
る。前記化合物は炭素数の比較的大きい側鎖や配位子を
有し、塗膜中で立体障害となることにより、乾燥じに亜
鉛成分の凝集を防ぎ、良好な膜質を得ることができる。
好ましい有機酸としては、分枝した炭化水素基を有する
オクチル酸、環状炭化水素基を有するナフテン酸が挙げ
られる。また、好ましい亜鉛のキレート化合物として
は、アセチルアセトンやＥＤＴＡ（エチレンジアミンテ
トラ酢酸）の金属キレートがある。

【００１２】溶液中の、金属酸化物として換算した濃度
は、好ましくは１〜１５重量％であり、さらに好ましく
は５〜１０重量％である。市販の脂肪族カルボン酸亜鉛
などを適量の有機溶媒で溶解または希釈することによっ
て、適切な溶液が調整される。好ましい有機溶媒として
はアルコール類が挙げられ、有機金属組成物の種類や濃
度によって、各塗布条件に対して最適な溶液粘度を調整
することができるアルコールを選択する。

【００１３】絶縁基体表面への前記溶液の塗布は、室温
下で行ってもよく、あるいは基体を加熱した状態で行っ
てもよい。塗布の方法は、スプレー、スピンコーティン
グ、ロールコーティングなど都合のよいいずれの方法で
も用いることができるが、スルーホール等の存在する複
雑な形状の基板にも塗布が可能な、浸漬が好ましい方法
である。

【００１４】有機金属組成物の塗膜は、３００〜９００
℃の焼成で熱分解反応および、酸化反応を進行させるこ
とにより、酸化物薄膜層を形成することができる。ま
た、上記塗布溶液の有機金属組成物の濃度、溶媒粘度、
塗布工程操作の繰り返しなどにより、酸化物薄膜層の厚
みや接着強度を調整することができる。

【００１５】酸化物薄膜層の厚みは、１．０μｍ以下で
あることが望ましく、さらに好ましくは０．５μｍ以下
である。この厚みが１．０μｍより大きくなると、導体
層から絶縁基体への熱伝導率の低下が顕著になるととも
に、酸化物層自体の破壊により接着強度を劣化させるお
それがある。また、この厚みが０．１μｍよりも小さい
場合は、絶縁基体表面を酸化物薄膜層が覆いきれず、充
分な接着強度は得られないことが多い。上記のように形
成した酸化物薄膜層の表面上に、塩化パラジウム溶液を
用いた活性化処理により、めっきの触媒となるパラジウ
ムを析出させた後、無電解めっきを行う。導体層となる
めっき膜の膜厚は必要に応じて調整し、電解めっきを用
いてもよい。

【００１６】微細配線構造は、金属層のエッチングによ
る回路パターンの形成によってもできるが、酸化物薄膜
層の段階で同様のエッチングによる回路パターンの形成
を行うことが望ましい。特にフォトレジストと酸系エッ
チャントを用いることにより、フォトプロセスによるパ
ターニングを行うことが可能であり、微細なパターニン
グができる。酸化物薄膜層でパターン形成を行うこと
は、より微細な配線を可能とし、配線幅３０μｍまで形
成することが可能であった。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明にかかる特定の実施例を説明
する。

【００１８】（実施例１）窒化アルミニウム基板への酸
化物薄膜層の形成および無電解めっきを以下のように行
った。この実施例においては、市販のオクチル酸亜鉛１
重量部とプロパノール１重量部を混合し、亜鉛濃度が５
重量％となるように、ブタノールで希釈して塗布溶液を
調整した。平均表面粗さ０．６μｍの窒化アルミニウム
の基板を上記塗布溶液に浸漬し静止した後、９ｃｍ／分
の速度で引き上げた。塗膜中のアルコールを乾燥後、６
００℃で３０分焼成した。塗布から焼成までの上記操作
を３回繰り返しすことにより得られた酸化亜鉛膜は、厚
みが０．５μｍの多結晶体であった。この酸化物薄膜層
に塩化パラジウム溶液にて触媒付与を行い、無電解銅め
っきにより１０μｍの銅導体層を形成した。この銅導体
層と基板の接着強度は、７．０ｋｇ／ｍｍ² と非常に高
い値を有していた。

【００１９】（実施例２）平均表面粗さ０．１μｍの酸
化アルミニウム基板を使用し、市販のナフテン酸亜鉛を
ブタノールで希釈して、亜鉛濃度が７重量％となるよう
に調整した塗布溶液からの引き上げ速度を２１ｃｍ／分
とし、焼成温度を５００℃とした以外は、実施例１と同
様にして酸化亜鉛薄膜を形成した。前記基板上の酸化物
薄膜層の厚みは０．３μｍ、接着強度は５．５ｋｇ／ｍ
ｍ² であった。

【００２０】（実施例３）平均表面粗さ０．４μｍのガ
ラス−セラミックス基板を使用し、焼成温度を５００℃
とした以外は、実施例１と同様にして酸化亜鉛薄膜を形
成した。この酸化物薄膜層の厚みは０．４μｍ、接着強
度は５．１ｋｇ／ｍｍ² であった。

【００２１】（実施例４）ガラス基板への酸化物薄膜層
の形成、および無電解めっきを以下のように行った。こ
の実施例においては、亜鉛のアセチルアセトナートを亜
鉛濃度が５重量％となるように、１００℃でブタノール
８重量部とアセチルアセトン２重量部の混合溶媒に溶解
し、塗布溶液を調整した。スピンコーターにて、２００
０ｒｐｍの速度で５秒の条件で溶液を塗布し、溶媒のア
ルコールを乾燥後、４００℃で３０分焼成した。塗布か
ら焼成までの操作を８回繰り返して、酸化物薄膜層の厚
みを０．４μｍとしたのち、無電解銅めっき法によりこ
の試料に５μｍの銅導体層を形成した。銅導体とガラス
基板の接着強度は４．５ｋｇ／ｍｍ² であった。

【００２２】（実施例５）平均表面粗さ０．８μｍの窒
化アルミニウム基板を使用して、市販のオクチル酸亜鉛
をエタノールで希釈して亜鉛濃度が１２重量％となるよ
うに調整した塗布溶液からの引き上げ速度を３５ｃｍ／
分とし、焼成温度を７００℃とした以外は、実施例１と
同様にして酸化亜鉛薄膜を形成した。前記基板上の酸化
物薄膜層の厚みは１．５μｍと厚いものであった。接着
強度は、２．８ｋｇ／ｍｍ² と比較的低い値であり、接
着の剥離は酸化物層内で起きていた。この接着強度は数
１０μｍのファインラインの形成においては好ましくな
いが、数１００μｍのラインや数ｍｍ角のパッドにおい
ては充分使用可能な強度である。

【００２３】（比較例）無機塩である塩化亜鉛１重量部
をエタノール２重量部に溶解し、亜鉛濃度が５重量％に
なるようにプロパノールで調整した。また、塗布溶液か
らの引き上げ速度を３５ｃｍ／分とし、焼成温度を２５
０℃とした以外は、実施例１と同様にして酸化亜鉛薄膜
を形成した。前記基板上の酸化物薄膜層としての厚みは
０．０８μｍであり、基体表面を均一に覆う様な薄膜層
が得られなかった。また、接着強度は、１．０ｋｇ／ｍ
ｍ² と低い値しか得られなかった。

【００２４】

【発明の効果】本発明により、セラミックス基体におい
て、量産性に優れた無電解めっきにて、タングステンを
印刷、還元焼成したものと同等の高い接着強度を有し、
なおかつ、導体抵抗の低い回路基板が製造できる。ま
た、ガラス基板においても強固な接着を有する低導体抵
抗の回路基板を可能とした。本発明は、酸化物薄膜層の
形成により、基体の形状、面積、表面粗度にかかわら
ず、強固な導体膜が得られるという優れた効果を有し、
特にフォトプロセスによるパターニングを行うことが可
能なことから、ファインラインの信頼性に優れ、高周波
回路基板にも対応することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本和仁神奈川県横浜市栄区小菅ケ谷町2000番地の 10 南小菅ケ谷住宅２棟506号 (72)発明者青木由美子神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者真田恭宏神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基体表面に、有機金属組成物を塗布し
焼成することにより金属酸化物層を形成し、その上に無
電解めっき法により回路導体層を形成した回路基板であ
って、有機金属組成物が、分枝した炭化水素基もしくは
環状飽和炭化水素基を有する有機酸の塩、キレート化剤
によって少なくとも１部がキレート化された金属化合
物、またはそれらの混合物であることを特徴とする回路
基板。
【請求項２】金属酸化物層を形成する有機金属組成物
は、少なくとも亜鉛もしくはタングステンを含むもので
あることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】金属酸化物層の厚さが０．１〜１．０μｍ
であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
回路基板。