JPH0661619A - Production of circuit board - Google Patents

Production of circuit board

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JPH0661619A
JPH0661619A JP13940392A JP13940392A JPH0661619A JP H0661619 A JPH0661619 A JP H0661619A JP 13940392 A JP13940392 A JP 13940392A JP 13940392 A JP13940392 A JP 13940392A JP H0661619 A JPH0661619 A JP H0661619A
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JP
Japan
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zinc oxide
metal
substrate
electroless plating
copper
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Inventor
Akira Fujishima
昭 藤嶋
Kazuhito Hashimoto
和仁 橋本
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Abstract

PURPOSE:To produce board material for electronic appliances at low cost by metallizing a ceramic or glass board having smooth or highly pure surface. CONSTITUTION:When a zinc oxide layer 2 is formed entirely or partially on the surface of a ceramic or glass board 1 and brought into contact 3 with a solution dissolving a salt of catalytic metal for electroless plating, metal ions in the metal salt are taken into the surface or the interior of a semiconductor in parallel with dissolving reaction of the zinc oxide. The phenomenon is utilized 4 in electroless plating bath of copper, nickel, silver, gold, and/or platinum thus depositing a metal layer on the surface of ceramic or glass board.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はセラミックス基板の全面
あるいは一部に金属層を形成し、回路基板を製造する方
法にかかり、特に、酸化亜鉛薄膜は種々のセラミックス
又はガラス基材と強い密着性を有し、かつ、無電解メッ
キの触媒となる金属を含む溶液中で溶解しながら、前記
金属塩中の金属イオンを表面及び内部に取り込み、さら
にこれを無電解メッキ浴中に入れると密着性の良い金属
層が形成されるという、本発明者が発見した新規な現象
を利用したものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a circuit board by forming a metal layer on the entire surface or a part of a ceramic substrate, and in particular, a zinc oxide thin film has strong adhesion to various ceramic or glass substrates. And, while being dissolved in a solution containing a metal that serves as a catalyst for electroless plating, the metal ions in the metal salt are taken into the surface and inside, and when this is put into an electroless plating bath, the adhesion is improved. The present invention relates to one utilizing a novel phenomenon discovered by the present inventor that a metal layer having good conductivity is formed.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミックス又はガラス基板表面に金属
層を密着性良く形成し、電子機器の回路基板材料を製造
するにあたっては、様々な方法が試みられているが、こ
こでは代表的な無電解メッキ法と物理蒸着法の典型的な
手法に関して紹介する。
2. Description of the Related Art Various methods have been tried for manufacturing a circuit board material for electronic devices by forming a metal layer on a ceramic or glass substrate surface with good adhesion. Here, a typical electroless plating is used. Methods and typical methods of physical vapor deposition are introduced.

【0003】まず、無電解メッキ法であるが、これはま
ず、セラミックス基板の表面を種々の方法で粗化し、そ
の後SnCl2 の濃塩酸溶液中で処理することにより表
面の感受性化を行い、次にPdCl2 の濃塩酸溶液中で
処理し、以下の(1)式によりセラミックス表面に、
金、銅またはニッケルなどの無電解メッキの触媒として
作用する、Pd金属核を形成させる。
First, the electroless plating method is used. First, the surface of the ceramic substrate is roughened by various methods, and then the surface of the ceramic substrate is sensitized by treatment in a concentrated hydrochloric acid solution of SnCl 2 , Is treated with a concentrated hydrochloric acid solution of PdCl 2, and the ceramic surface is treated by the following equation (1).
Form Pd metal nuclei that act as a catalyst for electroless plating of gold, copper or nickel.

【0004】Sn2++Pd2+→Sn4++Pd (1) これを金、銅またはニッケルなどの無電解メッキ浴中に
入れ、金属層を形成させる。また、所要に応じて更に電
着により補力する。
Sn 2+ + Pd 2+ → Sn 4+ + Pd (1) This is placed in an electroless plating bath of gold, copper or nickel to form a metal layer. Moreover, if necessary, the power is further assisted by electrodeposition.

【0005】また、物理蒸着法においては、セラミック
ス基板を真空容器中にいれ、例えばアルゴンスパッタリ
ングなどの方法により金属を気化し、基板上に金属を析
出させる。
Further, in the physical vapor deposition method, a ceramic substrate is placed in a vacuum container, and the metal is vaporized by a method such as argon sputtering to deposit the metal on the substrate.

【0006】コストの面からは無電解メッキ法が優れて
いるが、無電解メッキ法においては密着強度を得るため
にセラミックス表面を荒し、表面積を増大する必要があ
るという欠点を持つ。
Although the electroless plating method is excellent in terms of cost, the electroless plating method has a drawback that the ceramic surface must be roughened to increase the surface area in order to obtain adhesion strength.

【0007】また、例えば代表的なセラミックス基板材
料であるアルミナの場合、基板中に含まれる不純物を化
学エッチングすることにより表面粗化を行うため、純度
の低い基板材料にしか利用できないという欠点を持つ。
Further, for example, in the case of alumina, which is a typical ceramics substrate material, the surface roughening is performed by chemically etching impurities contained in the substrate, so that it has a drawback that it can be used only for a substrate material of low purity. .

【0008】これらの理由により、無電解メッキ法によ
り製造した金属化したセラミックス基板をエッチングし
て微細構造の金属層パターンを得るのには限界がある。
For these reasons, there is a limit in obtaining a metal layer pattern having a fine structure by etching a metallized ceramics substrate manufactured by an electroless plating method.

【0009】そこで表面の滑らかな、純度の高いセラミ
ックス基板を金属化するには、物理蒸着法がおもに用い
られている。例えば、ガラス基板や表面を十分に磨いた
高純度のアルミナ基板などの金属化の場合は、まずクロ
ム、次に銅あるいはニッケルなどをスパッタリング法に
より蒸着する。ここで、クロム層は密着強度を得るため
に、セラミックス基板と銅あるいはニッケル層の間に挟
んでいる。
Therefore, in order to metallize a ceramic substrate having a smooth surface and high purity, a physical vapor deposition method is mainly used. For example, in the case of metallizing a glass substrate or a high-purity alumina substrate whose surface is sufficiently polished, chromium, then copper or nickel, etc. are first deposited by a sputtering method. Here, the chromium layer is sandwiched between the ceramic substrate and the copper or nickel layer in order to obtain adhesion strength.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように、既存の技
術においては表面の滑らかな、あるいは純度の高いセラ
ミックス基板もしくはガラス基板を金属化し、電子機器
用等の基板材料を安価に製造することは困難であった。
As described above, according to the existing technology, it is not possible to inexpensively manufacture a substrate material for electronic equipment by metallizing a ceramic substrate or a glass substrate having a smooth surface or a high purity. It was difficult.

【0011】本発明の目的は、このような欠点を除去で
きる、新規な方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a new method which can eliminate such drawbacks.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、本発明者が発
見した新規な現象、すなわち、酸化亜鉛薄膜は種々のセ
ラミックス又はガラス基材と強い密着性を有し、かつ、
無電解メッキの触媒となる金属を含む溶液中で溶解しな
がら、前記金属塩中の金属イオンを表面及び内部に取り
込み、さらにこれを無電解メッキ浴中に入れると密着性
の良い金属層が形成される現象に基づいてなされたもの
であり、この新規な現象を利用して、セラミックス又は
ガラス基板の全面あるいは一部に金属層を形成し、電子
機器用等の回路基板を製造することを可能にしたもの
で、以下の各構成を有する。
The present invention provides a novel phenomenon discovered by the present inventor, that is, a zinc oxide thin film has strong adhesion to various ceramic or glass substrates, and
While dissolving in a solution containing a metal that serves as a catalyst for electroless plating, the metal ions in the metal salt are taken into the surface and inside, and when this is put into an electroless plating bath, a metal layer with good adhesion is formed. This new phenomenon can be used to form a metal layer on the entire surface or a part of a ceramics or glass substrate to manufacture a circuit board for electronic devices, etc. And has the following configurations.

【0013】(1)セラミックス又はガラス基板の全面
あるいは一部に酸化亜鉛層を形成し、無電解メッキの触
媒となる金属の金属塩を溶かした溶液と接触させた時、
酸化亜鉛の溶解反応に平行して、前記金属塩中の金属イ
オンが、前記半導体の表面及び内部に取り込まれるとい
う現象を利用し、これを銅、ニッケル、銀、金、及び/
または白金の無電解メッキ浴中に入れることにより、セ
ラミックス又はガラス基板の表面に金属層を積層させる
ことを特徴とした構成。
(1) When a zinc oxide layer is formed on the entire surface or a part of a ceramic or glass substrate and brought into contact with a solution in which a metal salt of a metal serving as a catalyst for electroless plating is dissolved,
Utilizing the phenomenon that metal ions in the metal salt are taken into the surface and the inside of the semiconductor in parallel with the dissolution reaction of zinc oxide, which is used for copper, nickel, silver, gold, and / or
Alternatively, a metal layer is laminated on the surface of the ceramic or glass substrate by placing it in a platinum electroless plating bath.

【0014】(2)構成(1)に記載の回路基板の製造
法において、前記酸化亜鉛層を、所要に応じてエッチン
グし、その後金属層を析出させることにより、パターン
化した金属層をセラミックス又はガラス基板上に形成す
ることを特徴とした構成。
(2) In the method for manufacturing a circuit board as described in Structure (1), the zinc oxide layer is etched as required, and then a metal layer is deposited to form a patterned metal layer on a ceramic or A structure characterized by being formed on a glass substrate.

【0015】[0015]

【作用】前記構成(1)において、前記酸化亜鉛層は、
種々のセラミックス又はガラス基材と、強い密着性を有
し、かつ、前記金属塩を含む溶液中で溶解しながら、前
記金属イオンの吸着、あるいは酸化亜鉛中の亜鉛との交
換反応が起き、前記酸化亜鉛層の表面および内部に前記
金属イオンの取り込みが起きる。
In the structure (1), the zinc oxide layer is
Having strong adhesion to various ceramics or glass substrates, and while dissolving in a solution containing the metal salt, adsorption of the metal ion or exchange reaction with zinc in zinc oxide occurs, Incorporation of the metal ions occurs on the surface and inside of the zinc oxide layer.

【0016】この場合の反応式は、例えば金属塩として
塩化パラジウムを用いた場合は、以下の(2)あるいは
(3)式のように考えられる。
The reaction formula in this case is considered to be the following formula (2) or (3), for example, when palladium chloride is used as the metal salt.

【0017】 ZnO +PdCl2 →Zn2++Pd2+(ad) +2・Cl2 (ad)+1/2 ・O 2 (2) ZnO +Pd2+→Zn2++PdO (3) ここで(ad)は吸着状態を意味する。上記(2)、および
(3)式のいずれにおいても、パラジウムは2価の状態
にある。
ZnO + PdCl 2 → Zn 2+ + Pd 2+ (ad) +2 ・ Cl 2 (ad) +1/2 ・ O 2 (2) ZnO + Pd 2+ → Zn 2+ + PdO (3) Where (ad) is It means the adsorption state. In both the above formulas (2) and (3), palladium is in a divalent state.

【0018】次にこの基板を無電解メッキ浴中に入れる
と、メッ浴中の還元剤により、(4)または(5)式に
示す金属イオンの還元反応が進行し、ゼロ価金属が析出
する。
Next, when this substrate is placed in an electroless plating bath, the reducing agent in the plating bath advances the reduction reaction of the metal ions represented by the formula (4) or (5) to deposit a zero-valent metal. .

【0019】 Pd2+(ad)+還元剤 → Pd (4) PdO +還元剤 → Pd+ 1/2・O 2 (5) このようにして前記酸化亜鉛上、あるいは酸化亜鉛内部
に取り込まれた金属は、無電解メッキの良い触媒として
作用する。したがって、この方法によれば、セラミック
ス基板上に金属を密着性良く形成することが可能にな
る。
Pd 2+ (ad) + reducing agent → Pd (4) PdO + reducing agent → Pd + 1/2 · O 2 (5) The metal thus incorporated on the zinc oxide or inside the zinc oxide Acts as a good catalyst for electroless plating. Therefore, according to this method, the metal can be formed on the ceramic substrate with good adhesion.

【0020】また、前記構成(2)によれば、セラミッ
クス基板上に形成した半導体層の一部を所要に応じてエ
ッチングし、その後、無電解メッキを行うことにより、
必要な回路にパターン化された部位にのみ無電解金属層
を形成することを可能にする。
Further, according to the above configuration (2), a part of the semiconductor layer formed on the ceramic substrate is etched as required, and then electroless plating is performed, whereby
It makes it possible to form the electroless metal layer only on the patterned portion of the required circuit.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の実施例にかかる電子機器用セ
ラミックス回路基板の製造法について説明する。
EXAMPLES A method of manufacturing a ceramics circuit board for electronic devices according to examples of the present invention will be described below.

【0022】(第1実施例)図1は本発明の第1実施例
にかかる電子機器用セラミックス回路基板の製造法の実
験手順を示した模式図である。図において、符号1はセ
ラミックス基板(断面図)、符号2は酸化亜鉛層、符号
3は無電解メッキの触媒となる金属核、符号4は無電解
メッキ銅金属層である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic view showing an experimental procedure of a method for manufacturing a ceramics circuit board for electronic equipment according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a ceramic substrate (cross-sectional view), reference numeral 2 is a zinc oxide layer, reference numeral 3 is a metal nucleus serving as a catalyst for electroless plating, and reference numeral 4 is an electroless plated copper metal layer.

【0023】まず、セラミックス基板上に、酸化亜鉛層
2を作製する。酸化亜鉛層2の作製方法としては、セラ
ミックス表面に酸化亜鉛層を形成することができるもの
であれば、いかなるものでも良く、ここでは、亜鉛のイ
オンを含む溶液をスプレー状にして、空気中、あるいは
酸素雰囲気下で加熱した基板上に噴霧する、スプレーパ
イロリシス法を用いた。
First, the zinc oxide layer 2 is formed on the ceramic substrate. The zinc oxide layer 2 may be produced by any method as long as it can form a zinc oxide layer on the surface of ceramics. Here, a solution containing zinc ions is sprayed, and then in air. Alternatively, a spray pyrolysis method of spraying on a substrate heated in an oxygen atmosphere was used.

【0024】次にこのセラミックス基板を前記金属塩を
含む溶液中にいれ、前記酸化亜鉛2の表面、および内部
に金属イオンを吸着させる。
Next, this ceramic substrate is put into a solution containing the metal salt to adsorb metal ions on the surface and inside of the zinc oxide 2.

【0025】次にこのセラミックス基板を銅の無電解メ
ッキ浴中に入れ、金属層4を析出させる。
Next, this ceramic substrate is placed in a copper electroless plating bath to deposit a metal layer 4.

【0026】このような方法によりセラミックス基板を
処理すると、セラミックス基板の表面全体を均一に、か
つ、密着性良く銅で覆うことができる。
When the ceramic substrate is treated by such a method, the entire surface of the ceramic substrate can be uniformly covered with copper with good adhesion.

【0027】この場合の実験条件は以下の通りである。The experimental conditions in this case are as follows.

【0028】セラミックス基板 高純度アルミナ基板(純度:99.9%、表面粗度:R
a =0.05μm) 酸化亜鉛薄膜 膜厚0.4μm 酸化亜鉛薄膜の作製法 スプレーコーティング法 スプレー溶液:0.05M酢酸亜鉛エタノール溶液 基板温度:400°C 金属塩溶液の組成 10-3MPdCl2 水溶液(pH=2.45) 無電解メッキ液 タイプA:荏原ユージライトPB−503 タイプB:荏原ユージライトPB−542 作製手順 1.基板の洗浄:アルミナ基板をエタノール中で5分間
超音波洗浄、その後空気乾燥を施した。
Ceramics substrate High-purity alumina substrate (purity: 99.9%, surface roughness: R
a = 0.05 μm) Zinc oxide thin film 0.4 μm thickness Zinc oxide thin film manufacturing method Spray coating method Spray solution: 0.05 M zinc acetate ethanol solution Substrate temperature: 400 ° C. Composition of metal salt solution 10 −3 MPdCl 2 aqueous solution (PH = 2.45) Electroless plating solution Type A: Ebara Eugelite PB-503 Type B: Ebara Eugelite PB-542 Preparation procedure 1. Substrate cleaning: The alumina substrate was ultrasonically cleaned in ethanol for 5 minutes and then air-dried.

【0029】2.酸化亜鉛薄膜作製:作製手順1により
得たアルミナ基板を、400゜Cに加熱したホットプレ
ート上におき、上方より0.05Mの酢酸亜鉛のエタノ
ール溶液を200ml噴霧した。その後、空気中400
゜Cで3時間アニーリング処理を施した。
2. Preparation of zinc oxide thin film: The alumina substrate obtained by the preparation procedure 1 was placed on a hot plate heated to 400 ° C., and 200 ml of a 0.05 M zinc acetate ethanol solution was sprayed from above. Then 400 in the air
Annealing treatment was performed at ° C for 3 hours.

【0030】3.触媒金属核作製:作製手順2により得
たアルミナ基板を前記金属塩水溶液中に約5分間浸し
た。
3. Preparation of catalytic metal nuclei: The alumina substrate obtained by the preparation procedure 2 was immersed in the metal salt aqueous solution for about 5 minutes.

【0031】4.銅金属層の作製:作製手順3により得
たアルミナ基板を前記無電解銅メッキ液Aで薄付けし、
さらに前記無電解銅メッキ液Bを用いて膜厚が約3μm
になるまで無電解メッキを行った。
4. Preparation of copper metal layer: The alumina substrate obtained by the preparation procedure 3 is thinned with the electroless copper plating solution A,
Further, using the electroless copper plating solution B, the film thickness is about 3 μm.
Electroless plating was performed until it became.

【0032】本実験により得られた銅皮膜の密着強度の
測定は、銅皮膜をフォトレジストにより、2×2mmの
正方区画にパターン形成し、その上にリード線をハンダ
付け後、垂直引っ張り強度を測定した。5×5cmの基
板で、16箇所測定を行った結果、最大値18.85k
g、最小値9.28kg、平均値13.59kgであっ
た。引きはがし試験により分離する界面は、常に銅・酸
化亜鉛界面であり、酸化亜鉛薄膜・アルミナ界面はより
強い密着性を持っていることがわかる。
The adhesion strength of the copper film obtained in this experiment was measured by patterning the copper film with a photoresist into a square section of 2 × 2 mm, soldering lead wires thereon, and then measuring the vertical tensile strength. It was measured. As a result of measuring 16 points on a 5 × 5 cm substrate, the maximum value is 18.85 k.
g, the minimum value was 9.28 kg, and the average value was 13.59 kg. It can be seen that the interface separated by the peeling test is always the copper / zinc oxide interface, and the zinc oxide thin film / alumina interface has stronger adhesion.

【0033】また、本実験により得られた銅張りセラミ
ックス基板から、通常のフォトレジストを用いてパター
ン形成後、銅エッチング、および、酸化亜鉛エッチング
により、線幅10μmの微細構造を持った電子回路パタ
ーンを得ることができた。このようにして作製されたセ
ラミックス基板上パターン化金属層の断面図を図2に示
す。図において、符号21はセラミックス基板(断面
図)、符号22は酸化亜鉛層、符号23は無電解メッキ
触媒核、符号24は無電解メッキ銅金属層である。
Further, an electronic circuit pattern having a fine structure with a line width of 10 μm was formed from the copper-clad ceramic substrate obtained in this experiment by patterning using a normal photoresist, followed by copper etching and zinc oxide etching. I was able to get A cross-sectional view of the patterned metal layer on the ceramic substrate manufactured in this way is shown in FIG. In the figure, reference numeral 21 is a ceramic substrate (cross-sectional view), reference numeral 22 is a zinc oxide layer, reference numeral 23 is an electroless plating catalyst nucleus, and reference numeral 24 is an electroless plating copper metal layer.

【0034】(第2実施例)第1実施例において用いた
銅の無電解メッキ浴としてニッケルの無電解メッキ浴に
変えて、それ以外は第1実施例と同様にして、セラミッ
クス基板の金属化を行った。
(Second Embodiment) The electroless plating bath of copper used in the first embodiment is replaced by an electroless plating bath of nickel, and otherwise the same as in the first embodiment, metallizing the ceramic substrate. I went.

【0035】この場合の実験条件は以下の通りである。The experimental conditions in this case are as follows.

【0036】セラミックス基板 高純度アルミナ基板(純度:99.9%、表面粗度:R
a =0.05μm) 酸化亜鉛薄膜 膜厚0.4μm 酸化亜鉛薄膜の作製法 スプレーコーティング法 スプレー溶液:0.05M酢酸亜鉛エタノール溶液 基板温度:400°C 金属塩溶液の組成 10-3MPdCl2 水溶液(pH=2.45) 無電解メッキ液 化成品興業Nicka727 作製手順 1.基板の洗浄:アルミナ基板をエタノール中で5分間
超音波洗浄、その後空気乾燥を施した。
Ceramics substrate High-purity alumina substrate (purity: 99.9%, surface roughness: R
a = 0.05 μm) Zinc oxide thin film 0.4 μm thickness Zinc oxide thin film manufacturing method Spray coating method Spray solution: 0.05 M zinc acetate ethanol solution Substrate temperature: 400 ° C. Composition of metal salt solution 10 −3 MPdCl 2 aqueous solution (PH = 2.45) Electroless plating solution Chemical Products Kogyo Nicka727 Manufacturing procedure 1. Substrate cleaning: The alumina substrate was ultrasonically cleaned in ethanol for 5 minutes and then air-dried.

【0037】2.酸化亜鉛薄膜作製:作製手順1により
得たアルミナ基板を、400℃に加熱したホットプレー
ト上におき、上方より0.05Mの酢酸亜鉛のエタノー
ル溶液を200ml噴霧した。その後、空気中400゜
Cで3時間アニーリング処理を施した。
2. Preparation of Zinc Oxide Thin Film: The alumina substrate obtained in Preparation Procedure 1 was placed on a hot plate heated to 400 ° C., and 200 ml of 0.05 M zinc acetate ethanol solution was sprayed from above. After that, an annealing treatment was performed in air at 400 ° C. for 3 hours.

【0038】3.触媒金属核作製:作製手順2により得
たアルミナ基板を前記金属塩水溶液中に約5分間浸し
た。
3. Preparation of catalytic metal nuclei: The alumina substrate obtained by the preparation procedure 2 was immersed in the metal salt aqueous solution for about 5 minutes.

【0039】4.銅金属層の作製:作製手順3により得
たアルミナ基板を前記無電解ニッケルメッキ液を用いて
膜厚が約3μmになるまで無電解メッキを行った。
4. Preparation of Copper Metal Layer: The alumina substrate obtained in Preparation Procedure 3 was electroless plated using the electroless nickel plating solution until the film thickness became about 3 μm.

【0040】(第3実施例)第1実施例において用いた
高純度アルミナ基板として窒化アルミ基板に変えて、そ
れ以外は第1実施例と同様にして、窒化アルミ基板の金
属化を行った。
(Third Example) The high-purity alumina substrate used in the first example was replaced with an aluminum nitride substrate, and the aluminum nitride substrate was metallized in the same manner as in the first example.

【0041】この場合の実験条件は以下の通りである。The experimental conditions in this case are as follows.

【0042】窒化アルミ基板 純度:99% 表面粗度:Ra =0.5μm 酸化亜鉛薄膜 膜厚0.4μm 酸化亜鉛薄膜の作製法 スプレーコーティング法 スプレー溶液:0.05M酢酸亜鉛エタノール溶液 基板温度:300°C 金属塩溶液の組成 10-3MPdCl2 水溶液(pH=2.45) 無電解メッキ液 タイプA:荏原ユージライトPB−503 タイプB:荏原ユージライトPB−542 作製手順 1.基板の洗浄:窒化アルミ基板をエタノール中で5分
間超音波洗浄、その後空気乾燥を施した。
Aluminum nitride substrate Purity: 99% Surface roughness: Ra = 0.5 μm Zinc oxide thin film thickness 0.4 μm Zinc oxide thin film preparation method Spray coating method Spray solution: 0.05M zinc acetate ethanol solution Substrate temperature: 300 ° C Composition of metal salt solution 10 -3 MPdCl 2 aqueous solution (pH = 2.45) Electroless plating solution Type A: Ebara Eugelite PB-503 Type B: Ebara Eugelite PB-542 Preparation procedure 1. Substrate cleaning: The aluminum nitride substrate was ultrasonically cleaned in ethanol for 5 minutes and then air-dried.

【0043】2.酸化亜鉛薄膜作製:作製手順1により
得た窒化アルミ基板を、300゜Cに加熱したホットプ
レート上におき、上方より0.05Mの酢酸亜鉛のエタ
ノール溶液を200ml噴霧した。
2. Preparation of zinc oxide thin film: The aluminum nitride substrate obtained in Preparation Procedure 1 was placed on a hot plate heated to 300 ° C., and 200 ml of a 0.05 M zinc acetate ethanol solution was sprayed from above.

【0044】3.触媒金属核作製:作製手順2により得
た窒化アルミ基板を前記金属塩水溶液中に約5分間浸し
た。
3. Preparation of catalytic metal nuclei: The aluminum nitride substrate obtained in Preparation Procedure 2 was immersed in the metal salt aqueous solution for about 5 minutes.

【0045】4.銅金属層の作製:作製手順3により得
た窒化アルミ基板を前記無電解銅メッキ液Aで薄付け
し、さらに前記無電解銅メッキ液Bを用いて膜厚が約3
μmになるまで無電解メッキを行った。
4. Preparation of copper metal layer: The aluminum nitride substrate obtained by the preparation procedure 3 is thinned with the electroless copper plating solution A, and further the electroless copper plating solution B is used to obtain a film thickness of about 3
Electroless plating was performed until the thickness became μm.

【0046】本実験により得られた銅皮膜の密着強度の
測定は、銅皮膜をフォトレジストにより、2×2mmの
正方区画にパターン形成し、その上にリード線をハンダ
付け後、垂直引っ張り強度を測定した。5×5cmの基
板で、16箇所測定を行った結果、最大値13.79k
g、最小値7.13kg、平均値10.00kgであっ
た。引きはがし試験により分離する界面は、常に銅・酸
化亜鉛界面であり、酸化亜鉛薄膜・窒化アルミ界面はよ
り強い密着性を持っていることがわかる。
The adhesion strength of the copper film obtained by this experiment was measured by patterning the copper film with a photoresist into a square section of 2 × 2 mm, soldering a lead wire thereon, and then measuring the vertical tensile strength. It was measured. As a result of measuring 16 points on a 5 × 5 cm substrate, the maximum value is 13.79 k.
g, the minimum value was 7.13 kg, and the average value was 10.00 kg. It can be seen that the interface separated by the peeling test is always the copper / zinc oxide interface, and the zinc oxide thin film / aluminum nitride interface has stronger adhesion.

【0047】(第4実施例)第1実施例において用いた
高純度アルミナ基板として各種ガラス基板に変えて、そ
れ以外は第1実施例と同様にして、ガラス基板の金属化
を行った。
(Fourth Embodiment) The glass substrate was metallized in the same manner as in the first embodiment except that various glass substrates were used as the high-purity alumina substrate used in the first embodiment.

【0048】この場合の実験条件は以下の通りである。The experimental conditions in this case are as follows.

【0049】ガラス基板 タイプA:パイレックスガラス(コーニング7104) タイプB:セルスターガラス(旭ガラス社製) タイプC:ソーダガラス 酸化亜鉛薄膜 膜厚0.8μm 酸化亜鉛薄膜の作製法 スプレーコーティング法 スプレー溶液:0.05M酢酸亜鉛エタノール溶液 基板温度:300°C 金属塩溶液の組成 10-3MPdCl2 水溶液(pH=2.45) 無電解メッキ液 タイプA:荏原ユージライトPB−503 タイプB:荏原ユージライトPB−542 作製手順 1.基板の洗浄:ガラス基板をエタノール中で5分間超
音波洗浄、その後空気乾燥を施した。
Glass substrate Type A: Pyrex glass (Corning 7104) Type B: Cellstar glass (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) Type C: Soda glass Zinc oxide thin film 0.8 μm Zinc oxide thin film preparation method Spray coating method Spray solution: 0.05M zinc acetate ethanol solution Substrate temperature: 300 ° C Composition of metal salt solution 10 -3 MPdCl 2 aqueous solution (pH = 2.45) Electroless plating solution Type A: Ebara Eugelite PB-503 Type B: Ebara Eugelite PB-542 manufacturing procedure 1. Substrate cleaning: A glass substrate was ultrasonically cleaned in ethanol for 5 minutes and then air-dried.

【0050】2.酸化亜鉛薄膜作製:作製手順1により
得たガラス基板を、300゜Cに加熱しホットプレート
上におき、上方より0.05Mの酢酸亜鉛のエタノール
溶液を200ml噴霧した。
2. Preparation of zinc oxide thin film: The glass substrate obtained by the preparation procedure 1 was heated to 300 ° C. and placed on a hot plate, and 200 ml of 0.05 M zinc acetate ethanol solution was sprayed from above.

【0051】3.触媒金属核作製:作製手順2により得
た窒化アルミ基板を前記金属塩水溶液中に約4分間浸し
た。
3. Preparation of catalytic metal nuclei: The aluminum nitride substrate obtained by the preparation procedure 2 was immersed in the metal salt aqueous solution for about 4 minutes.

【0052】4.銅金属層の作製:作製手順3により得
たガラス基板を前記無電解銅メッキ液Aで薄付けし、さ
らに前記無電解銅メッキ液Bを用いて膜厚が約3μmに
なるまで無電解メッキを行った。
4. Preparation of copper metal layer: The glass substrate obtained by the preparation procedure 3 is thinned with the electroless copper plating solution A, and further electroless plated with the electroless copper plating solution B until the film thickness becomes about 3 μm. went.

【0053】本実験により得られた銅皮膜の密着強度の
測定は、銅皮膜をフォトレジストにより、2×2mmの
正方区画にパターン形成し、その上にリード線をハンダ
付け後、垂直引っ張り強度を測定した。タイプA、タイ
プB、およびタイプCそれぞれのガラス基板において5
箇所づつ測定を行った結果、タイプAにおいては最大値
5.25kg、平均値3.28、タイプBにおいては最
大値5.87kg、平均値4.62kg、タイプCにお
いては最大値10kg平均値7.29であった。なお、
いずれのタイプのガラス基板においても基板自体が割れ
てしまう事が多かった。引きはがし試験により分離する
界面は、常に銅・酸化亜鉛界面であり、酸化亜鉛薄膜・
ガラス界面はより強い密着性を持っていることがわか
る。
The adhesion strength of the copper film obtained in this experiment was measured by patterning the copper film with a photoresist in a square section of 2 × 2 mm, soldering lead wires thereon, and then measuring the vertical tensile strength. It was measured. 5 for each type A, type B, and type C glass substrate
As a result of performing the measurement at each point, the maximum value is 5.25 kg in Type A, the average value is 3.28, the maximum value is 5.87 kg in Type B, the average value is 4.62 kg, and the maximum value is 10 kg in Type C. It was .29. In addition,
In any type of glass substrate, the substrate itself was often broken. The interface separated by the peeling test is always the copper / zinc oxide interface, and the zinc oxide thin film /
It can be seen that the glass interface has stronger adhesion.

【0054】(第5実施例)図3は本発明の第5実施例
にかかる電子機器用セラミックス回路基板の製造法の実
験手順を示した模式図である。図において、符号31は
セラミックス基板(断面図)、符号32は酸化亜鉛層、
符号33は無電解メッキ触媒核、符号34は無電解メッ
キ銅金属層である。
(Fifth Embodiment) FIG. 3 is a schematic view showing an experimental procedure of a method for manufacturing a ceramics circuit board for electronic equipment according to a fifth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 31 is a ceramic substrate (cross-sectional view), reference numeral 32 is a zinc oxide layer,
Reference numeral 33 is an electroless plating catalyst nucleus, and reference numeral 34 is an electroless plating copper metal layer.

【0055】本実施例では、第1実施例、第3実施例、
および第4実施例において、基板上に成膜した酸化亜鉛
薄膜を、種々の方法でパターン化し、その後無電解メッ
キを施す事により、所望の電子回路にパターン化された
金属層を直接得ることができる。
In this embodiment, the first embodiment, the third embodiment,
In the fourth embodiment, the zinc oxide thin film formed on the substrate is patterned by various methods, and then electroless plating is performed to directly obtain a patterned metal layer in a desired electronic circuit. it can.

【0056】酸化亜鉛薄膜のパターン化法としては、酸
化亜鉛の水溶液中での光溶解反応を利用するものなど、
いかなるものでも良い。ここではレジストを用いた光エ
ッチングの方法を採用した。
As a method for patterning a zinc oxide thin film, a method utilizing a photodissolution reaction of zinc oxide in an aqueous solution,
Anything will do. Here, a photo-etching method using a resist is adopted.

【0057】この場合の実験条件は以下の通りである。The experimental conditions in this case are as follows.

【0058】基板 ソーダガラス 酸化亜鉛薄膜 膜厚0.8μm 酸化亜鉛薄膜の作製法 スプレーコーティング法 スプレー溶液:0.05M 酢酸亜鉛エタノール溶液 基板温度:400°C フォトレジスト 東京応化 エッチング液 塩酸水溶液(pH=1.0) レジスト剥離液 東京応化 金属塩溶液の組成 10-3MPdCl2 水溶液(pH=2.45) 無電解メッキ液 タイプA:荏原ユージライトPB−503 タイプB:荏原ユージライトPB−542 作製手順 1.基板の洗浄:ガラス基板をエタノール中で5分間超
音波洗浄、その後空気乾燥を施した。
Substrate Soda glass Zinc oxide thin film 0.8 μm Zinc oxide thin film preparation method Spray coating method Spray solution: 0.05 M Zinc acetate ethanol solution Substrate temperature: 400 ° C. Photoresist Tokyo Ohka etching solution Hydrochloric acid aqueous solution (pH = 1.0) Resist stripping solution Composition of Tokyo Ohka metal salt solution 10 -3 MPdCl 2 aqueous solution (pH = 2.45) Electroless plating solution Type A: Ebara Eugelite PB-503 Type B: Ebara Eugelite PB-542 Procedure 1. Substrate cleaning: A glass substrate was ultrasonically cleaned in ethanol for 5 minutes and then air-dried.

【0059】2.酸化亜鉛薄膜作製:作製手順1により
得たガラス基板を、400゜Cに加熱したホットプレー
ト上におき、上方より0.05Mの酢酸亜鉛のエタノー
ル溶液を200ml噴霧した。
2. Preparation of Zinc Oxide Thin Film: The glass substrate obtained in Preparation Procedure 1 was placed on a hot plate heated to 400 ° C., and 200 ml of a 0.05 M zinc acetate ethanol solution was sprayed from above.

【0060】3.半導体薄膜のパターン化:作製手順2
により得たガラス基板に、前記フォトレジストを塗布、
さらにパターンマスクを通した光照射を行った後、前記
エッチング液中に40秒入れ、前記剥離液で硬化レジス
トの剥離を行った。
3. Patterning of semiconductor thin film: Fabrication procedure 2
On the glass substrate obtained by applying the photoresist,
After further irradiating with light through a pattern mask, it was placed in the etching liquid for 40 seconds, and the cured resist was peeled off with the peeling liquid.

【0061】4.触媒金属核作製:作製手順3により得
たガラス基板を前記金属塩水溶液中に約5分間浸した。
4. Preparation of catalytic metal nuclei: The glass substrate obtained by the preparation procedure 3 was immersed in the metal salt aqueous solution for about 5 minutes.

【0062】5.銅金属層の作製:作製手順4により得
たガラス基板を前記無電解銅メッキ液Aで薄付けし、さ
らに前記無電解銅メッキ液Bを用いて膜厚が約3μmに
なるまで無電解メッキを行った。
5. Preparation of copper metal layer: The glass substrate obtained by the preparation procedure 4 is thinned with the electroless copper plating solution A, and further electroless plated with the electroless copper plating solution B until the film thickness becomes about 3 μm. went.

【0063】本実験により線幅30μmの微細金属銅パ
ターンがソーダガラス上に得られた。、その銅皮膜に、
スコッチテープNo56を良く付着させて、引き剥すこ
とにより、密着試験を行ったが、前記テープには全く金
属銅は残らず、密着性の高いことがわかった。
By this experiment, a fine metallic copper pattern having a line width of 30 μm was obtained on soda glass. , On the copper film,
An adhesion test was carried out by adhering Scotch tape No. 56 well and peeling it off, but it was found that there was no metallic copper left on the tape and the adhesion was high.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、本発明
者が発見した新規な現象、すなわち、種々のセラミック
ス上に形成された酸化亜鉛薄膜は基材と強い密着性を有
し、かつ、無電解メッキの触媒となる金属を含む金属塩
を溶かした酸性水溶液と接触させた時、酸化亜鉛層の溶
解反応と平行して、前記金属塩中の金属イオンをが、前
記半導体の表面、及び内部に分散性良く取り込まれると
いう現象を利用し、種々のセラミックスの全面、また
は、一部に金属層を密着性良く形成し、電子回路基板材
料とすることを可能にしたものである。
As described above in detail, the present invention provides a novel phenomenon discovered by the present inventor, that is, a zinc oxide thin film formed on various ceramics has strong adhesion to a substrate, Further, when contacted with an acidic aqueous solution in which a metal salt containing a metal serving as a catalyst for electroless plating is contacted, metal ions in the metal salt are generated in parallel with the dissolution reaction of the zinc oxide layer, In addition, by utilizing the phenomenon of being taken in with good dispersibility inside, it is possible to form a metal layer with good adhesion on the whole surface or a part of various ceramics to make it an electronic circuit board material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例にかかる電子機器用回路基
板作製法の実施手順を示した模式図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an implementation procedure of a method for manufacturing a circuit board for an electronic device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例により作製された電子機器
用回路基板の断面を表す模式図。
FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of a circuit board for electronic equipment manufactured according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第5実施例にかかる電子機器用セラミ
ックス回路基板の製造法の実験手順を示した模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an experimental procedure of a method for manufacturing a ceramics circuit board for electronic devices according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21、31…セラミックス基板、2、22、32…
・酸化亜鉛層、3、23、33…無電解メッキ触媒核、
4、24、34…無電解メッキ銅層。
1, 21, 31 ... Ceramics substrate, 2, 22, 32 ...
・ Zinc oxide layer, 3, 23, 33 ... Electroless plating catalyst nucleus,
4, 24, 34 ... Electroless plated copper layer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックス又はガラス基板の全面ある
いは一部に酸化亜鉛層を形成し、無電解メッキの触媒と
なる金属の金属塩を溶かした溶液と接触させた時、酸化
亜鉛の溶解反応に並行して、前記金属塩中の金属イオン
が、前記半導体の表面及び内部に取り込まれるという現
象を利用し、これを銅、ニッケル、銀、金、及び/また
は白金の無電解メッキ浴中に入れることにより、セラミ
ックス又はガラス基板の表面に金属層を積層させること
を特徴とした回路基板の製造方法。
1. When a zinc oxide layer is formed on the entire surface or a part of a ceramic or glass substrate and brought into contact with a solution in which a metal salt of a metal serving as a catalyst for electroless plating is brought into contact, the dissolution reaction of zinc oxide is carried out in parallel. Then, by utilizing the phenomenon that the metal ions in the metal salt are taken into the surface and inside of the semiconductor, it is put in an electroless plating bath of copper, nickel, silver, gold, and / or platinum. A method for manufacturing a circuit board, comprising laminating a metal layer on the surface of a ceramics or glass substrate according to.
【請求項2】 請求項1に記載の回路基板の製造方法に
おいて、 前記酸化亜鉛層を、所要に応じてエッチングし、その後
金属層を析出させることにより、パターン化した金属層
をセラミックス基板上に形成することを特徴とした回路
基板の製造方法。
2. The method for manufacturing a circuit board according to claim 1, wherein the zinc oxide layer is optionally etched, and then a metal layer is deposited to form a patterned metal layer on a ceramic substrate. A method for manufacturing a circuit board, which comprises forming the circuit board.
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