JPH0687680A - 無機質基板への金属層形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粗面化処理が簡単である上、無機質基板の表
面に密着性が十分な金属層を形成することのできる方法
を提供する。 【構成】この発明の無機質基板への金属層形成方法で
は、無機質基板の表面にメッキ法により金属層を形成す
るにあたり、前記金属層を形成する前に、フッ化アンモ
ニウムを含有する酸により無機質基板の表面を予め粗面
化処理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、無機質基板の表面に
メッキ法により金属層を形成する無機質基板への金属層
形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】配線回路板などに使われるガラス系基板
（ガラス基板またはガラスセラミック基板）に金属層を
形成する方法としては、金属粒子を含有する導電性ペー
ストを塗布・焼成する厚膜法、金属材をスパッタリング
や真空蒸着により膜付けする薄膜法が知られている。

【０００３】しかしながら、前者の厚膜法の場合、一般
の導体ペーストに含有される金属粒子が貴金属であるた
めにコスト高となるという問題がある。さらに、印刷法
でパターンを形成するために微細なパターンには不向き
である。また、後者の薄膜法の場合、量産性に劣るため
にコストが高く、そのうえ、金属層を厚くし難いという
問題がある。

【０００４】一方、ガラス系基板の表面にメッキ法によ
り金属層を形成する方法がある。この方法の場合、従
来、金属層を形成する前にガラス系基板の表面を予め粗
面化処理することで金属層の密着性を確保するようにし
ている。粗面化処理によるアンカー効果で金属層の接着
力を高めるのである。例えば、特開昭53-5438 号公報あ
るいは特開昭60-195078 号公報では、ガラス基板の表面
をフッ酸、水酸化ナトリウム融液で粗面化している。し
かし、フッ酸を用いる方法では、表面が一様に侵食され
るため、均一かつ微細な粗面を形成できず十分な密着性
を確保することが出来ない。また、水酸化ナトリウム融
液を用いる方法でも、粗面化処理能力が大きすぎるた
め、ガラス基板の表面を微細に粗面化することが出来
ず、やはり十分な密着性は得られない。

【０００５】さらに、特開昭62-230652 号公報では、結
晶化ガラス基板の表面をフッ化物の溶液で粗面化してい
る。しかし、この方法では、粗面化に高温の処理液と長
い処理時間が必要であり、粗面化処理は簡単でない。

【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、粗面化処理が簡単である上、無機質基板の表面
に密着性が十分な金属層を形成す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、この発明の無機質基板への金属層形成方法では、無
機質基板の表面にメッキ法により金属層を形成するにあ
たり、前記金属層を形成する前に、フッ化アンモニウム
を含有する酸により無機質基板の表面を予め粗面化処理
するようにしている。

【０００８】以下、この発明を具体的に説明する。この
発明における無機質基板には、ガラス系基板やセラミッ
ク基板が挙げられる。ガラス系基板としては、ガラス基
板やガラスセラミック基板がある。具体的には、下記の
ような無機質基板が適当なものとして挙げられる。 ガラス複合系ガラスセラミック基板、例えば、「Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ＋ホウケイ酸ガラス」、「ＳｉＯ₂ ＋ホウケイ
酸ガラス」、「Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋ＣａＺｒＯ₃ ＋ガラス」な
どセラミックとガラスを複合した基板が挙げられる。

【０００９】 結晶ガラス系ガラスセラミック基板、
例えば、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂ Ｏ₃ ・５
ＳｉＯ₂ ）、β−スポジュメン（ＬｉＯ₂ ・Ａｌ₂ Ｏ₃
・４ＳｉＯ₂ ）等の結晶ガラス系の基板が挙げられる。 上記の他、公知のガラス基板、例えば、ＳｉＯ₂ 、
「ＲＡ₂ Ｏ−ＲＢＯ−ＳｉＯ₂ 」、「ＲＡ₂ Ｏ−Ｂ₂ Ｏ
₃ −ＳｉＯ₂ 」、「ＲＡ₂ Ｏ−ＲＢＯ−Ａｌ₂Ｏ₃ −Ｓ
ｉＯ₂ 」などのガラス基板が挙げられる（但し、ＲＡは
アルカリ金属、ＲＢはアルカリ土類金属）。

【００１０】 上記の他、フォルステライト（２Ｍｇ
Ｏ・ＳｉＯ₂ ）、ムライト（３Ａｌ ₂ Ｏ₃ ・２Ｓｉ
Ｏ₂ ）等のケイ酸塩系のセラミック基板も挙げられる。
無機質基板の粗面化処理は、フッ化アンモニウムを含有
する酸を使用するのであるが、処理液である水溶液は、
全体を１００wt％として、そのうち、フッ化アンモニウ
ムが２０〜５０wt％、酸が５〜２０wt％という組成であ
り、基本的にはフッ化アンモニウムが主成分となってい
る。また、ここで使われる酸としては、フッ酸、硫酸、
塩酸等の無機酸が用いられ、これらのうちフッ酸が好ま
しい。

【００１１】粗面化処理では、無機質基板は処理液中に
浸漬され、これにより、無機質基板の表面に微細な粗面
化が施せる。なお、スルホール配線回路板用の場合、ス
ルホール用の貫通孔を無機質基板に予め明けておいてか
ら粗面化すればスルホール内における基板表面も同じよ
うに粗面化される。処理条件は、処理液温度は２５〜６
０℃程度の低い温度であって、浸漬時間が１〜１５分程
度の短い時間であり、したがって、粗面化処理は簡単で
ある。

【００１２】上記粗面化で得る無機質基板の表面粗度
は、Ｒ_max ＝２〜１０μｍ、好ましくは、Ｒ_max ＝３〜
６μｍ程度である。表面粗度が余り大きいと、密着性は
向上するが、金属層を選択エッチングしパターンを形成
する際に、除くべき金属層が残存し易くなる。このよう
にして、粗面化処理した無機質基板は、表面を十分に洗
浄してから、例えば、公知のセンシーアクチ法で核付け
処理したあと、公知の無電解メッキ法を用い表面に金属
層を形成する。公知のセンシ−アクチ法で表面に無電解
メッキのための核付け処理した無機質基板を、公知の無
電解メッキ液に浸漬し金属層を表面に析出させるのであ
る。

【００１３】ここで、用いられる無電解メッキの種類と
しては、無電解銅メッキや無電解ニッケルメッキなどが
挙げられる。無電解メッキの後、必要があれば電気メッ
キを行うようにしてもよい。無電解メッキで形成した金
属層は、適切な粗面化による十分なアンカー効果で無機
質基板の表面にしっかりと機械的に結合している。スル
ホール用の貫通孔を無機質基板に予め明けておいて粗面
化して金属層を形成した場合、スルホール内における基
板表面が同じように粗面化されているためスルホール内
の金属層の密着性も良好であり、スルホール信頼性が高
くなる。

【００１４】金属層が形成された無機質基板は、この
後、公知のホトリソグラフィ法等の微細化パターン形成
に適した方法でパターン化して配線回路を形成するなど
して配線回路板となる。

【００１５】

【作用】この発明の場合、無機質基板の表面は、フッ化
アンモニウムを含有する酸による粗面化処理で微細な凹
凸が多数出来た適切な粗化面となっており、この表面に
形成された金属層が十分なアンカー効果でしっかりと無
機質基板の表面に機械的に結合するため、金属層の密着
性が向上する。

【００１６】それに、この発明で行うフッ化アンモニウ
ムを含有する酸による粗面化処理は、低い処理液温度で
短時間のうちに済ませられるため、粗面化処理は簡単で
ある。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この発
明は、勿論、下記の実施例に限らない。 −実施例１− 市販のＡｌ₂ Ｏ₃ ＋ホウケイ酸ガラスの複合系ガラスセ
ラミック基板を、フッ化アンモニウムを含有する酸で粗
面化した。処理液は、フッ化アンモニウムの濃度２５〜
３５wt％、酸であるＨＦの濃度１５〜２０wt％の組成で
温度３０〜４０℃の水溶液である。この水溶液に、基板
を２〜４分浸漬して粗面化した。粗面化のあと公知の無
電解銅メッキで厚み約１０μｍの銅層を形成した。

【００１８】−実施例２− 市販のコージェライト基板を、フッ化アンモニウムを含
有する酸で粗面化した。処理液は、フッ化アンモニウム
の濃度２０〜３０wt％、酸であるＨＦの濃度５〜１０wt
％の組成で温度３５〜４５℃の水溶液である。この水溶
液に、基板を３〜５分浸漬して粗面化した。粗面化のあ
と公知の無電解銅メッキで厚み約１０μｍの銅層を形成
した。

【００１９】−実施例３− 市販のムライト基板を、フッ化アンモニウムを含有する
酸で粗面化した。処理液は、フッ化アンモニウムの濃度
３０〜４０wt％、酸であるＨＦの濃度１５〜２０wt％の
組成で温度４０〜５０℃の水溶液である。この水溶液
に、基板を３〜５分浸漬して粗面化した。粗面化のあと
公知の無電解銅メッキで厚み約１０μｍの銅層を形成し
た。

【００２０】−実施例４− 市販のＲＡ₂ Ｏ−Ｂ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ 基板（ガラス基
板、ＲＡ：アルカリ金属）を、フッ化アンモニウムを含
有する酸で粗面化した。処理液は、フッ化アンモニウム
の濃度２５〜３５wt％、酸であるＨＦの濃度１５〜２０
wt％の組成で温度３０〜４０℃の水溶液である。この水
溶液に、基板を１〜３分浸漬して粗面化した。粗面化の
あと公知の無電解銅メッキで厚み約１０μｍの銅層を形
成した。

【００２１】−実施例５− 市販のＲＡ₂ Ｏ−ＲＢＯ−ＳｉＯ₂ 基板（ガラス基板、
ＲＡ：アルカリ金属、ＲＢはアルカリ土類金属）を、フ
ッ化アンモニウムを含有する酸で粗面化した。処理液
は、フッ化アンモニウムの濃度３０〜４０wt％、酸であ
るＨＦの濃度１０〜１５wt％の組成で温度４０〜５０℃
の水溶液である。この水溶液に、基板を２〜３分浸漬し
て粗面化した。粗面化のあと公知の無電解銅メッキで厚
み約１０μｍの銅層を形成した。

【００２２】−実施例６− 市販のＲＡ₂ Ｏ−ＲＢＯ−ＳｉＯ₂ 基板（ガラス基板、
ＲＡ：アルカリ金属、ＲＢはアルカリ土類金属）を、フ
ッ化アンモニウムを含有する酸で粗面化した。処理液
は、フッ化アンモニウムの濃度３０〜４０wt％、酸であ
るＨＦの濃度１０〜１５wt％の組成で温度４０〜５０℃
の水溶液である。この水溶液に、基板を２〜３分浸漬し
て粗面化した。粗面化のあと公知の無電解銅メッキで厚
み約１０μｍの銅層を形成した。

【００２３】−比較例１− 処理液は、フッ化アンモニウムを含まず、酸であるＨＦ
の濃度１５〜２０wt％の組成で温度３０〜４０℃の水溶
液であり、浸漬時間が１〜３分である他は、実施例１と
同様にして、約１０μｍの銅層を基板に形成した。 −比較例２− 処理液は、フッ化アンモニウムを含まず、酸であるＨＦ
の濃度２０〜３０wt％の組成で温度３０〜４０℃の水溶
液であり、浸漬時間が１〜３分である他は、実施例５と
同様にして、約１０μｍの銅層を基板に形成した。

【００２４】実施例および比較例の銅層の接着力と粗面
化後の基板の表面粗度は、下記の通りである。 銅層の接着力（ｋｇ／ｍｍ² ） 表面粗度Ｒmax （μｍ） 実施例１ １．５〜２．０ ４〜６ 実施例２ １．４〜１．８ ３〜５ 実施例３ １．５〜２．０ ４〜６ 実施例４ １．３〜１．８ ３〜５ 実施例５ １．５〜２．０ ４〜６ 実施例６ １．３〜１．８ ３〜５ 比較例１ ０．３〜０．５ ２〜３ 比較例２ ０．３〜０．５ １〜２ この結果から、実施例では基板に対する密着性がよい銅
層が形成できており、密着性の向上が表面粗度の善し悪
しとよく対応していることが分かる。比較例の場合、銅
層の密着性は悪いし、メッキ中にふくれ発生という事態
も起こっている。そして、各実施例の場合の粗面化処理
は、低い処理液温度と短い処理時間であり、簡単であ
る。

【００２５】

【発明の効果】この発明の場合、無機質基板の表面は、
フッ化アンモニウムを含有する酸により予め適切な粗面
化処理が施されていて、表面に形成された金属層は十分
なアンカー効果でしっかりと無機質基板の表面に機械的
に結合しているため、金属層の密着性が向上する上、粗
面化処理は、低い処理液温度で短時間のうちに済ませら
れるために簡単であり、したがって、この発明は、非常
に有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 雅也 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機質基板の表面にメッキ法により金属
   層を形成するようにする無機質基板への金属層形成方法
   において、前記金属層を形成する前に、フッ化アンモニ
   ウムを含有する酸により無機質基板の表面を予め粗面化
   処理することを特徴とする無機質基板への金属層形成方
   法。
2. 【請求項２】 無機質基板がガラス系基板である請求項
   １記載の無機質基板への金属層形成方法。