JPH0664988A - メタライズドセラミック基板の製造方法 - Google Patents

メタライズドセラミック基板の製造方法

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JPH0664988A
JPH0664988A JP21935092A JP21935092A JPH0664988A JP H0664988 A JPH0664988 A JP H0664988A JP 21935092 A JP21935092 A JP 21935092A JP 21935092 A JP21935092 A JP 21935092A JP H0664988 A JPH0664988 A JP H0664988A
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Hiroaki Takahashi
広明 高橋
Kaoru Tone
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック基板の表面に対する金属膜の接着
力が十分であり、導体回路の形成後に行う厚膜抵抗体の
焼き付け等の加熱処理で、導体回路の一部にふくれが生
じることを回避できるメタライズドセラミック基板を得
る方法を提供する。 【構成】 この発明のメタライズドセラミック基板の製
造方法は、表面が予め粗面化処理されたセラミック基板
の前記粗面化処理済みの表面に金属膜を形成するにあた
り、前記粗面化処理が、酸を用いたエッチング処理によ
る粗面化を施した後に物理的エッチング処理による粗面
化をも施す処理とすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、セラミック基板の表
面に金属膜を形成してなるメタライズドセラミック基板
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミック配線板では、普通、セラミッ
ク基板の表面に導電性ペーストをスクリーン印刷機を用
いて所定のパターンで印刷して導体回路を形成する方
法、すなわち、いわゆる厚膜法が利用されている。しか
しながら、厚膜法の場合、スクリーン印刷の網目の影響
で回路精度が余り良くなくて回路を微細化することが難
しいし、加えて、導体回路の抵抗値が高いという欠点が
ある。抵抗値が高くなるのは、焼成温度で溶解しセラミ
ック基板に融着する非導電性ガラス成分が導電性ペース
トに含まれているため、純金属の導体回路に比べ、非導
電性ガラス成分の含有量分だけ抵抗値が高くなるのであ
る。
【0003】そのため、導体回路の高精度化・微細化と
低抵抗化を図るため、メタライズドセラミック基板、す
なわちセラミック基板の表面に無電解メッキ等の方法で
金属膜が形成されてなるセラミック基板の利用が考えら
れる。メタライズドセラミック基板の場合、高精度の微
細なパターン化が可能な写真法を利用して所定のパター
ンの導体回路形成ができる上、出来た導体回路は実質的
に純金属製であるため抵抗値が低い。
【0004】しかしながら、上のメタライズドセラミッ
ク基板の場合には、金属膜とセラミック基板の密着性
(接着力の強さ)が十分でない。接着力の低い基板は、
部品実装等に支障を来すため、実用性が低い。そこで、
金属膜の密着性を上げるため、金属膜を形成するセラミ
ック基板の表面を予め酸を用いたエッチング処理で粗面
化しておくことが提案されている(特開昭61−140
195号公報)。このエッチング処理による粗面化でグ
レインの境界(グレインバウンダリー)が侵食され、こ
こに後で形成される金属膜の一部が入り込むことで、い
わゆるアンカー効果が生じ、金属膜の密着性が向上する
のである。
【0005】ただ、上のようにして、金属膜の密着性を
向上させても、導体回路の形成後に行う厚膜抵抗体の焼
き付け用の加熱処理により、導体回路の一部にふくれ
(隆起)が生じるという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑み、セラミック基板の表面に対する金属膜の接着力
が十分であり、導体回路の形成後に行う厚膜抵抗体の焼
き付け用の加熱処理で、導体回路の一部にふくれが生じ
ることが回避可能なメタライズドセラミック基板を得る
ことのできる方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明にかかるメタライズドセラミック基板の製
造方法では、表面が予め粗面化処理されたセラミック基
板の前記粗面化処理済みの表面に金属膜を形成するにあ
たり、前記粗面化処理として、酸を用いたエッチング処
理による粗面化を施した後に物理的エッチング処理によ
る粗面化をも施すようにしている。
【0008】この発明で使うセラミック基板としては、
アルミナ基板、ジルコニア基板、ムライト基板等の酸化
物系セラミック基板や、窒化アルミニウム基板、炭化ケ
イ素系基板等の非酸化物系セラミック基板などが挙げら
れる。この発明における酸を用いたエッチング処理(化
学的エッチング処理)としては、加熱リン酸を用いたエ
ッチング処理などが挙げられ、物理的エッチング処理と
してはイオンエッチングなどが挙げられるが、これらに
限らない。
【0009】加熱リン酸を用いたエッチング処理で使う
リン酸としては、オルトリン酸、ピロリン酸、メタリン
酸等が挙げられ、これらのうち1種を単独使用したり2
種以上を併用使用したりする。イオンエッチングとして
は、プラズマエッチング、イオンビームエッチング等の
スパッタリング作用を利用する方法が挙げられる。
【0010】上記のように、二段回の粗面化を施したセ
ラミック基板の表面に、金属膜を形成すれば、メタライ
ズドセラミック基板の完成である。金属膜の形成方法と
しては、無電解メッキや電解メッキなどのメッキ法、蒸
着法、スパッタ法、溶射法などが挙げられる。金属膜の
種類としては、銅膜の他、アルミニウム膜、Ni膜など
様々な種類の金属膜が挙げられる。
【0011】
【作用】この発明のメタライズドセラミック基板の製造
方法の場合、最初の酸を用いたエッチング処理による粗
面化で、図2にみるように、セラミック基板1のグレイ
ンG,Gの境界が侵食されて隙Sが出来、続いて行う物
理的エッチング処理による粗面化で、図3にみるよう
に、各グレインG・・の表面に凹凸Bが生じる。そのた
め、図1にみるように、両粗面化を施した表面に形成し
た金属膜2は、一部が隙Sに入り込む(アンカー効果)
ことで相当の接着力が確保されるとともに、各グレイン
Gの表面の凹凸Bによるアンカー効果で各微小部分でも
密着した状態となる。相当の接着力が確保されているた
め、部品装着に何ら支障がないし、微細なパターンの導
体回路に加工したあとでも、導体回路は凹凸Bでしっか
りとセラミック基板の表面に密着していて、導体回路の
形成後に行う厚膜抵抗体の焼き付け用の加熱処理で導体
回路の一部にふくれが発生することもない。
【0012】図4にみるように、セラミック基板11の
表面が化学的なエッチング処理による粗面化だけの場
合、金属膜12には、グレインG間の隙S単独のアンカ
ー効果による密着性向上しかなく、また、セラミック基
板21の表面が物理的エッチング処理による粗面化だけ
の場合、図5にみるように、金属膜22には、グレイン
Gの表面の凹凸Bのアンカー効果による密着性向上しか
ない。これに対し、この発明のメタライズドセラミック
基板の製造方法の場合、隙Sと凹凸Bの両アンカー効果
により、十分な接着性の確保とふくれ発生回避を実現す
るのである。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。勿論、
この発明は、下記の実施例に限らない。 −実施例1− セラミック基板として、縦:4インチ、横:4インチ、
厚み:0.635mmの96%アルミナ基板を用いた。
【0014】まず、85%オルトリン酸を300℃に加
熱し、この中にアルミナ基板を3分間浸漬し、アルミナ
基板の表面を粗面化した。この化学的エッチング処理に
よる粗面化に続いて、アルミナ基板を十分に水洗・乾燥
した後、真空チャンバーに入れ、1×10-4TorrのAr
ガス圧下でイオンビームエッチングによる粗面化を行っ
た。この時のイオンビーム照射条件は、加速電圧100
0V、電流密度1mA/cm2 、照射時間20分間であ
る。
【0015】このように、二つの粗面化処理を行ったア
ルミナ基板にメッキ法による銅膜形成(メタライズ処
理)を行い、メタライズドセラミック基板を得た。 −実施例2− 実施例1と同じアルミナ基板を、実施例1と同様に熱リ
ン酸を用いたエッチング処理による粗面化を行い、十分
に水洗・乾燥した後、真空チャンバーに入れ、1×10
-1TorrのArガス圧下でスパッタエッチングによる粗面
化を行った。この時のスパッタ条件は、高周波(13M
Hz)による逆スパッタで入射波200W、スパッタ時間
10分である。この後、実施例1と同様にして、銅膜形
成を行い、メタライズドセラミック基板を得た。
【0016】−比較例1− 実施例1において、熱リン酸による粗面化を行った後、
イオンビームエッチングによる粗面化は行わずに銅膜形
成を行うようにした他は、実施例1と同様にしてメタラ
イズドセラミック基板を得た。 −比較例2− 実施例1において、熱リン酸による粗面化は行わずに、
イオンビームエッチングによる粗面化だけを行って銅膜
形成を行うようにした他は、実施例1と同様にしてメタ
ライズドセラミック基板を得た。
【0017】実施例および比較例で得られたメタライズ
ドセラミック基板について、加熱処理し金属膜にふくれ
が生じたか否か(耐熱性)を観察した。なお、加熱処理
の条件は、950℃、10分間である。また、金属膜の
接着力も測定した。結果は、以下のとおりである。 ふくれの有無(耐熱性) 金属膜の接着力 実施例1 ふくれの発生無し 2.5kg/mm2 実施例2 ふくれの発生無し 2.4kg/mm2 比較例1 ふくれの発生有り 2.1kg/mm2 比較例2 ふくれの発生無し 0.5kg/mm2 比較例1の場合、金属膜にふくれが生じており、比較例
2の場合、ふくれの発生は無いが、接着力が不十分で部
品実装等の面で実用上支障がある。これに対し、実施例
1,2の場合、ふくれも生じないし、接着力も十分であ
る。
【0018】
【発明の効果】以上に述べたように、この発明にかかる
方法で得られたメタライズドセラミック基板は、化学的
なエッチング処理で生じるグレイン間の隙による強固な
アンカー効果で十分な接着性が確保されているだけでな
く、物理的なエッチング処理によるグレイン表面の凹凸
によるアンカー効果で微小部分での密着性も向上してい
るために、導体回路形成後の熱処理の際のふくれ発生が
回避可能となっており、非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明により得られたメタライズドセラミッ
ク基板をあらわす断面図である。
【図2】酸を用いたエッチング処理で粗面化したセラミ
ック基板の表面近傍をあらわす説明図である。
【図3】酸を用いたエッチング処理による粗面化と物理
的エッチング処理による粗面化を施したセラミック基板
の表面近傍をあらわす説明図である。
【図4】化学的エッチング処理による粗面化のみを施し
たセラミック基板を用いて得たメタライズドセラミック
基板をあらわす断面図である。
【図5】物理的エッチング処理による粗面化のみを施し
たセラミック基板を用いて得たメタライズドセラミック
基板をあらわす断面図である。
【符号の説明】
1 セラミック基板 2 金属膜 B 凹凸 G グレイン S 隙

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面が予め粗面化処理されたセラミック
    基板の前記粗面化処理済みの表面に金属膜を形成するよ
    うにするメタライズドセラミック基板の製造方法におい
    て、前記粗面化処理が、酸を用いたエッチング処理によ
    る粗面化を施した後に物理的エッチング処理による粗面
    化をも施す処理であることを特徴とするメタライズドセ
    ラミック基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 酸を用いたエッチング処理が加熱リン酸
    を用いたエッチング処理であり、物理的エッチング処理
    がイオンエッチングである請求項1記載のメタライズド
    セラミック基板の製造方法。
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