JPH0712987B2 - セラミツクスの表面粗化法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はセラミックス基板の製造技術の分野に属する。
さらに詳しくは、セラミックス基板の製造の際の必要な
処置としてのセラミックスの表面粗化の技術分野に属す
る。

〔背景技術〕

セラミックス基板に配線回路を形成する技術はすでに周
知である。すなわち、アルミナ等の無機質の基板上に銅
などの導電性金属の層を形成し（メタライズと称す
る）、これを電気回路に加工して電子機器用の素材とし
て利用する技術は、近年ますます重要性を増してしてい
る。

ところで、セラミックスを前記の電気回路形成用基板に
加工するには、まずセラミックスを板状に焼結し、これ
の表面を粗化してメタライズし易すくする工程が必要と
されている。

従来、セラミックスの表面粗化法として、水酸化ナトリ
ウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属化合物の融液中
にセラミックスを浸漬する方法、またはアルカリ金属化
合物を水溶液の状態にし、セラミックスをその中に浸
漬、乾燥して表面にアルカリ金属化合物を付着させた後
乾燥し、つぎにアルカリ金属化合物の融点以上に加熱す
る方法がある（たとえば、特開昭60−16885号公報、特
開昭60−16886号公報）。

しかし、前者の粗化法では、使用するアルカリ金属化合
物融液の温度が400℃以上と高温であるため、セラミッ
クスを前記融液に浸漬する前に予熱をしなければ、熱衝
撃によりクラックや割れが発生する欠点がある。また、
前記融液中にセラミックスの成分が解け込むため、前記
融液のセラミックスに対する粗化能力が経時変化を起こ
し、常に一定の粗化度のセラミックス表面を得るのは困
難であった。一方、後者の粗化法では乾燥工程において
アルカリ金属化合物が凝集しやすく、そのためセラミッ
クス表面にアルカリ金属化合物が不均一に付着し、セラ
ミックス表面が均質に粗化できない（いわゆる粗化ムラ
の発生）という欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、セラミックス基板の表面を均質に粗化する
ことの出来る粗化法を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

以上の目的を達成するため、この発明は、セラミックス
の表面を粗化するに際して、アルカリ金属化合物をペー
スト状にしてセラミックス基板上に付着させる工程と、
前記基板上のアルカリ金属化合物を、その融点以上の温
度で加熱処理する工程を含ませた点を要旨としている。
以下、この発明を詳しく説明する。

この発明において使用するアルカリ金属化合物として
は、たとえば潮解性を有し、水によって容易にペースト
状にすることのできる水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム等が望ましい。また、ペースト状にしたアルカリ金属
化合物を前記基板上に付着させるには、たとえばスクリ
ーン印刷、塗布等の方法が採用できる。

この発明で粗化の対象とするセラミック基板としては、
アルミナ、窒化アルミ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化
ホウ素、ベリリア、チタン酸塩、ケイ酸塩、あるいはこ
れらの混合物からなる基板が挙げられる。

前記アルカリ金属化合物を付着させた後の加熱は、アル
カリ金属化合物の融点以上の温度でなされる必要があ
り、アルカリ金属化合物が溶融していない状態ではセラ
ミックス基板を粗化することが出来ない。

以上のようにしてセラミックス基板を粗化した後は、粗
化のために使用したアルカリ金属化合物を洗浄等により
除去する。必要であれば酸洗い、水洗を行う。さらに必
要であれば数回繰り返す。

なお、セラミックスの粗化状態は、アルカリペーストの
アルカリ濃度、セラミックス表面への付着量、加熱処理
温度、加熱処理時間等によって異なるため、所望の粗化
状態を得るためにはこれらの条件を最適値に設定する必
要がある。たとえばペーストのアルカリ濃度をアルカリ
が吸収した水分量を重量法等の方法で測定してチェック
する。また、セラミックス表面への付着量はスクリーン
印刷を行なう場合、マスクのメッシュおよび印刷法等に
よってコントロールできる。

つぎに、本発明をアルカリ金属化合物として水酸化ナト
リウム、セラミッックス材料としてアルミナを選んだ場
合を例にとって具体的に説明する。

（１）ペレット状の水酸化ナトリウム粒をステンレス製
乳鉢で粉砕し、空気中で一昼夜放置した。潮解性を有す
るため、空気中の水分を吸収して融解した水酸化ナトリ
ウムを再び乳鉢で良く混練してペースト状にする。

（２）つぎに、この水酸化ナトリウムペーストをアルミ
ナ基板上に印刷等の方法で付着させ、乾燥を行う。

（３）つぎに、前記基板を水酸化ナトリウムの融点以上
の温度である328℃以上に加熱し、つぎに冷却し、水
洗、酸洗い、水洗の操作を充分に行なう。

（４）以上のようにして得られた、表面の粗化された基
板は、たとえば配線回路板等の用途に供される。

本発明は、以上のようにペースト状のアルカリ金属化合
物を印刷法等の方法でセラミックスに付着できるので、
セラミックス上に均一にアルカリを付着させることが容
易であり、したがって粗化ムラがなく、また、常に一定
の粗化度のセラミックスを容易に得ることができる利点
がある。

なお、必要な箇所のみにアルカリ金属化合物を付着させ
るので経済的である。

（実施例１） ペレット状の水酸化ナトリウム（融点:328℃）をステン
レス乳鉢で粉砕し、つぎに30重量％の水を加え、ふたた
び乳鉢で粉砕、混練してペースト状にした。

つぎに、この水酸化ナトリウムペーストをアルミナ含有
率96％のセラミックス基板（50×50×0.635mm）上に、2
00メッシュのステンレス製スクリーンマスクを用いてス
クリーン印刷を行なった後、充分に熱風乾燥を行なっ
た。

つぎにこの基板を、電気炉内に入れ、30℃／分の昇温速
度で450℃まで昇温し、約15分間その温度に保持した
後、室温まで自然冷却させた。

つぎに、超音波洗浄器を用いて水洗→酸洗→水洗を充分
に行なった。

（実施例２） ペレット状の水酸化カリウム（融点:360℃）をステンレ
ス乳鉢で粉砕し、つぎに30重量％の水を加え、ふたたび
乳鉢で粉砕、混練してペースト状にした。

つぎに、この水酸化カリウムペーストをアルミナ含有率
96％のセラミックス基板（50×50×0.635mm）上に、200
メッシュのステンレス製スクリーンマスクを用いてスク
リーン印刷を行なった後、充分に熱風乾燥を行なった。

つぎにこの基板を、電気炉内に入れ、40℃／分の昇温速
度で500℃まで昇温し、約10分間保持した後、室温まで
自然冷却させた。

つぎに、超音波洗浄器を用いて水洗→酸洗→水洗を充分
に行なった。

以上の実施例において得られたアルミナ基板表面をSEM
観察したところ全体が均質に粗化されており、またこの
アルミナ基板に所定の方法を用いて無電解銅メッキ処理
を施した後、メッキ銅箔を剥離し、アルミナ基板表面に
残ったメッキ銅跡を顕微鏡を使用して目視観察したとこ
ろ、全体に均質なメッキ銅跡が残っており、均質で良好
な粗化が行なわれたことがわかった。

（比較例） 96％のセラミックス基板（50×50×0.635mm）を、25℃
の水酸化ナトリウム水溶液（45％濃度）に浸漬した後、
150℃で20分間乾燥させた。

つぎに、前記基板を電気炉中に入れ、30℃／分の昇温速
度で450℃まで昇温させ、約15分間その温度に保持し、
つぎに電気炉より取り出して室温まで自然冷却した。

つぎに、超音波洗浄器を用いて水洗→酸洗→水洗を充分
に行なった。

以上の実施例、比較例で得た粗化されたアルミナ基板の
３枚をサンプルとして、これに所定の方法を用いて無電
解銅メッキ処理（厚さ２μｍ）を施した後、その上に電
気銅メッキを施して厚みを20μｍにした。つぎに、前記
銅面アルミナ基板に、密着強度引っ張り試験用パターン
をエッチングにより形成（各基板に1.5mm□のパターン
を25個形成）した後、垂直引っ張り試験により、メッキ
銅とアルミナ基板との密着強度を測定した。その結果を
第１表に示した。

第１表に示した結果からも判るように、実施例の場合
は、密着強度のバラツキ（標準偏差σ）が非常に少ない
ことが認められる。これは、この発明によりセラミック
ス基板の表面が均一に粗化されていることを示してい
る。

〔発明の効果〕

この発明に係るセラミックスの表面粗化法は、アルカリ
金属化合物をペースト状にしてセラミックス基板上に付
着させる工程と、セラミックス基板上のアルカリ金属化
合物を、その融点以上の温度で加熱処理する工程を含む
ことを特徴とするので、セラミックスの表面を均質に粗
化することができる効果がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルカリ金属化合物をペースト状にしてセ
   ラミックス基板上に付着させる工程と、セラミックス基
   板上のアルカリ金属化合物を、その融点以上の温度で加
   熱処理する工程を含むことを特徴とするセラミックスの
   表面粗化法。