JPH07142858A - セラミックス配線基板の製造方法 - Google Patents

セラミックス配線基板の製造方法

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JPH07142858A
JPH07142858A JP28467493A JP28467493A JPH07142858A JP H07142858 A JPH07142858 A JP H07142858A JP 28467493 A JP28467493 A JP 28467493A JP 28467493 A JP28467493 A JP 28467493A JP H07142858 A JPH07142858 A JP H07142858A
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wiring board
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ceramic
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board
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Noriko Shinosawa
法子 篠澤
Hironori Asai
博紀 浅井
Takayuki Naba
隆之 那波
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 より狭小な線幅および線間を有する、微細で
複雑なパターンの金属配線層を、セラミックス基板上に
再現性よく形成することを可能にする。さらには、活性
金属法に起因してセラミックス基板表面に残存する界面
生成物の除去に要する工数を削減し、製造コストの低減
を図る。 【構成】 所望の配線パターン形状を有する金属配線板
1を形成する。セラミックス基板2の表面に活性金属成
分を含むろう材層3を形成する。あるいは、金属配線板
の表面に活性金属成分を含むろう材層を形成する。これ
らろう材層3を介して、金属配線板1をセラミックス基
板2上に積層配置する。この積層体に熱処理を施し、セ
ラミックス基板2と金属配線板1とをろう材3により接
合する。必要に応じて、セラミックス基板2上の余分な
ろう材3を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス基板と金
属配線板とをろう材層を介して接合したセラミックス配
線基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックス基板は、高電気絶縁性、高
熱伝導性、低熱膨脹等の特徴を有することから、電子部
品特に高出力、高電力型の半導体素子の搭載用基板とし
て実用化されている。ところで、セラミックス基板を電
子部品の搭載用基板として利用する場合には、電気回路
の形成等を目的として、金属と接合することが不可欠と
されている。
【0003】上述したような配線基板を製造する際のセ
ラミックス基板と金属配線板との接合方法としては、所
要形状の銅配線板とセラミックス基板とを直接接合させ
る、いわゆるDBC法(ダイレクト・ボンディング・カ
ッパー法)や、IVa 族元素やVa族元素のような活性金属
を用いる接合方法等が知られている。活性金属法は、T
i、Zr、Nb等の金属元素がセラミックス材料に対して濡
れやすく、反応しやすいことを利用した接合法であり、
具体的には活性金属を添加したろう材を用いたろう付け
法や、セラミックス材料と金属材料との間に活性金属の
箔や粉体を介在させ、加熱接合する方法(固相拡散接
合)等として利用されている。一般的には、取扱い性や
処理のしやすさ等から、CuとAgとの共晶ろう材(Ag:72w
t%)にTi等の活性金属を添加し、これをセラミックス基
板と金属板との間に介在させ、適当な温度で熱処理して
接合する方法が多用されている。
【0004】ところで、上記したDBC法は、所要形状
の銅配線板をセラミックス基板上に直接接合できること
から、製造工程の短縮を図れる等の利点を有するもの
の、接合面全面の接合品質を安定に保つことが難しく、
未接合部分が残りやすいために、微細な配線パターンを
形成することが困難であるという問題を有していた。そ
こで、セラミックス基板上に板状の銅板等を活性金属法
により均一に接合し、この後に金属板にエッチング処理
を施して、微細な配線パターンを形成することが行われ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した活性金属法と
エッチング処理とを組み合せたセラミックス配線基板の
製造方法によれば、DBC法よりは微細な配線パターン
を形成することができるものの、板状の金属板を完全に
接合した後に、エッチング処理を行ってパターンニング
しているため、片面側からしかエッチングを行うことが
できず、配線部の側面を直線的にエッチングすることが
非常に困難であるという問題を有していた。すなわち、
配線部の側面基部にダレが発生しやすいため、配線幅を
狭くしたとしても、上記側面基部のダレにより線間を狭
くすることができず、十分に配線密度を高めることがで
きないという問題が生じている。このように、活性金属
法とエッチング処理とを組み合せた方法では、実質的に
形成可能な線幅および線間に限界があるため、多様化す
る微細配線パターンへの対応は十分になされていないの
というのが現状である。
【0006】また、上記した活性金属法とエッチング処
理とを組み合せた方法では、セラミックス基板表面の金
属板をエッチング処理によって除去した部分に導電性物
質が残存しやすく、これを取り除くのに多大な工数を要
し、製造コストが高くなると共に、エッチング処理後に
僅かに残留する導電性物質によって不良が発生しやすい
という問題があった。すなわち、活性金属法による場
合、セラミックス基板側の接合界面に、活性金属成分と
セラミックス基板との反応物、例えば TiNのような界面
生成物が生成する。一方、銅板のエッチング除去工程で
は、通常、塩化第二鉄溶液等のエッチング液が用いられ
ているが、このようなエッチング液では界面生成物を溶
解除去することはできない。そして、活性金属を含む界
面生成物は一般的に導電性を有しているため、セラミッ
クス基板上に残存したままでは配線基板として使用でき
ない。そこで、現状では特殊なエッチング液を用いて、
界面生成物を溶解除去している。このようなことから、
活性金属法に起因してセラミックス基板表面に残存する
界面生成物の除去に要する工数を削減することが求めら
れている。
【0007】本発明は、このような課題に対処してなさ
れたもので、より狭小な線幅および線間を有する、微細
で複雑なパターンの金属配線層を、セラミックス基板上
に再現性よく形成することを可能にしたセラミックス配
線基板の製造方法を提供することを主な目的としてお
り、さらには活性金属法に起因してセラミックス基板表
面に残存する界面生成物の除去に要する工数を削減する
ことによって、微細で複雑なパターンの金属配線層を安
価に形成することを可能にしたセラミックス配線基板の
製造方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明における第1のセ
ラミックス配線基板の製造方法は、セラミックス基板上
に、所望とする配線パターンの金属配線層を形成して、
セラミックス配線基板を製造するにあたり、前記セラミ
ックス基板表面に活性金属成分を含むろう材層を形成す
る工程と、前記ろう材層上に前記配線パターン形状の金
属配線板を積層配置する工程と、この積層体に熱処理を
施し、前記セラミックス基板と金属配線板とを前記ろう
材により接合する工程と、前記セラミックス基板上の余
分な前記ろう材を除去する工程とを具備することを特徴
としている。
【0009】また、第2のセラミックス配線基板の製造
方法は、セラミックス基板上に、所望とする配線パター
ンの金属配線層を形成して、セラミックス配線基板を製
造するにあたり、前記配線パターン形状の金属配線板の
表面に、活性金属成分を含むろう材層を形成する工程
と、前記ろう材層を介して、前記金属配線板を前記セラ
ミックス基板上に積層配置する工程と、この積層体に熱
処理を施し、前記セラミックス基板と金属配線板とを前
記ろう材により接合する工程とを具備することを特徴と
している。
【0010】
【作用】本発明のセラミックス配線基板の製造方法にお
いては、予めエッチング処理等によりパターニングした
金属配線板を用いているため、配線部の側面にダレ等を
生じさせることなく、複雑で微細な配線パターンを有す
る金属配線層を再現性よく形成することができる。ま
た、活性金属成分を含有するろう材層を、金属配線板側
に形成することによって、配線パターンの形成部位以外
のセラミックス基板表面に導電性物質、すなわち活性金
属の窒化物のような界面生成物が生成することを防止す
ることができる。これによって、導電性物質の除去工数
を極力省くことができ、製造コストを低減することがで
きる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【0012】図1は、本発明の一実施例によるセラミッ
クス配線基板の製造工程を順に示す図である。まず、金
属板にエッチング処理等を施し、予め所望の配線形状に
パターニングした金属配線板1を形成する(図1
(a))。金属配線板1の材質は、用途に応じて各種の
金属材料から適宜選択すればよく、例えはCu、Cu合金、
Ni、Ni合金、W 、Mo等が用いられる。
【0013】次に、セラミックス基板2の表面に、活性
金属含有ろう材を含む接合用ペーストを、例えばスクリ
ーン印刷法等を適用して塗布し、活性金属含有ろう材層
3を形成する(図1(b))。ここで、接合用ペースト
としては、例えば Ag-Cuの共晶組成もしくはその近傍の
組成を主とし、これにTi、Zr、Hf、Nb等の活性金属成分
を適量配合した活性金属含有ろう材を、適当な樹脂結合
剤および分散媒によってペースト化したものが用いられ
る。上記ろう材中の活性金属の添加量は、例えば 1重量
%〜10重量%程度である。また、ろう材の主体となる A
g-Cu合金は、基本的には共晶組成を満足するものとする
が、全ろう材成分中のCu量が15重量%〜35重量%程度で
あれば同様な効果を得ることができる。なお、ろう材の
主成分は、上記Ag -Cu系共晶ろう材に限らず、各種のろ
う材を使用することが可能である。また、使用するセラ
ミックス基板1としては、酸化アルミニウムのような酸
化物系セラミックス基板から、窒化アルミニウム、窒化
ケイ素、炭化ケイ素等の非酸化物セラミックス基板ま
で、各種のセラミックス基板を適用することが可能であ
る。
【0014】次いで、上記活性金属含有ろう材層3上
に、予め所望の配線形状にパターニングした金属配線板
1を位置合せしつつ積層配置する。そして、用いた活性
金属含有ろう材3に応じた条件(雰囲気、温度、時間
等)により熱処理を施し、セラミックス基板2と金属配
線板1とを接合する(図1(c))。なお接合は、例え
ば800℃〜 900℃程度の温度で加熱処理することにより
行われる。
【0015】この後、セラミックス基板2上の余分のろ
う材層3を溶解除去する。このろう材層の除去工程とし
ては、まずろう材層3の主成分、例えば Ag-Cu合金に応
じたエッチング液に接合体を浸漬し、あるいはエッチン
グ液でシャワーリングし、余分なろう材層3を溶解除去
する。このエッチング工程だけでは、セラミックス基板
2と活性金属との反応物である、導電性を有する界面生
成物が残留し、界面生成物により不要な導通が生じるた
め、界面生成物例えば TiNに応じたエッチング液を用い
て、これを溶解除去する。このようなろう材層の除去工
程を経ることによって、図1(d)に示すように、セラ
ミックス基板2上に所望の配線パターンを有する金属配
線層4が形成された、セラミックス配線基板5が得られ
る。
【0016】上記した実施例において、用いる金属配線
板1は、予めエッチング処理等によりパターニングして
いるため、より微細で複雑な形状を正確に再現すること
ができる。すなわち、配線部の側面にダレ等を生じさせ
ることがない。そして、このような微細な配線パターン
を正確に再現した金属配線板1を、セラミックス基板2
上に設けられたろう材層3上に配置し、セラミックス基
板2と金属配線板1とを加熱接合しているため、より狭
小な線幅および線間を有する金属配線層を正確に形成す
ることが可能となる。この実施例のセラミックス配線基
板の製造方法によれば、微細な配線パターンを安定して
再現することができる。
【0017】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。
【0018】図2は、本発明の他の実施例によるセラミ
ックス配線基板の製造工程を順に示す図である。まず、
上述した実施例と同様に、予め所望の配線形状にパター
ニングした金属配線板1を用意する(図2(a))。
【0019】次に、この金属配線板1の一方の表面に、
活性金属含有ろう材を含む接合用ペーストを、例えばス
クリーン印刷法等を適用して塗布し、活性金属含有ろう
材層3を形成する(図2(b))。
【0020】この後、セラミックス基板2上に、上記活
性金属含有ろう材層3を形成した金属配線板1をろう材
層3を対向させて位置合せしつつ積層配置する。そし
て、用いた活性金属含有ろう材3に応じた条件(雰囲
気、温度、時間等)により熱処理を施し、セラミックス
基板2と金属配線板1とを接合することによって、図2
(c)に示すように、セラミックス基板2上に所望の配
線パターンを有する金属配線層4が形成された、セラミ
ックス配線基板5が得られる。なお、金属配線層4の周
囲に、活性金属含有ろう材が浸み出している場合には、
前述した実施例と同様なエッチング処理を行えばよい。
【0021】上記した実施例において、前述した実施例
と同様に、より狭小な線幅および線間を有する金属配線
層を正確に形成することが可能となると共に、余分なろ
う材層の形成範囲が大幅に減少するため、導電性物質の
除去工数を大幅に削減することが可能となる。すなわ
ち、ろう材層3を金属配線板1側に形成しているため、
配線パターンの形成部位以外のセラミックス基板2表面
に導電性物質、すなわち活性金属の窒化物のような界面
生成物が生成することが防止できる。よって、導電性物
質の除去工程を省くことができ、製造コストを大幅に低
減することが可能となると共に、導電性物質の残留によ
る絶縁不良を招くこともなくなる。この実施例のセラミ
ックス配線基板の製造方法においても、微細な配線パタ
ーンを安定して再現することができる。
【0022】次に、上記した各実施例に基づく具体例に
ついて述べる。
【0023】実施例1 まず、50mm×24mm×0.3mmtの銅板(無酸素銅)にエッチ
ング処理を施し、所望の配線パターン形状の銅配線板
(無酸素銅)を作製した。この銅配線板の側面部は、い
ずれも直線状にエッチングされていた(図1(a))。
【0024】一方、Ag:Cu:Ti=70.6:27.4:2.0の組成を有
する活性金属含有ろう材を用意し、このろう材に樹脂バ
インダおよび分散媒を適量加え、十分に混合して接合用
ペーストを作製した。次に、50mm×24mm×0.8mmtの窒化
アルミニウム基板上に、上記接合用ペーストを一様にス
クリーン印刷した(図1(b))。
【0025】次に、接合用ペーストの塗布層上に、配線
パターン形状の銅配線板を位置合せしつつ積層配置し
た。次いで、この積層体に 1×10-4Torrの真空中にて 8
50℃×10分の条件で熱処理を施し、窒化アルミニウム基
板と銅配線板とを接合した(図1(c))。
【0026】この後、上記接合体をFeCl3 液中に浸漬
し、余分なろう材の主体部分を溶解除去した後、エチレ
ンジアミン四酢酸 2.76g、 H2 O 120cc 、 H2 O 2 36c
c、NH4OH 21cc の溶液を50℃に加熱したエッチヤント中
に浸漬して、ろう材の除去部分に残留する TiNを溶解除
去し、目的とするセラミックス配線基板を得た。
【0027】このようにして得たセラミックス配線基板
の銅配線層の形状を目視により観察したところ、当初の
想定通り正確に形成されていることを確認した。また、
従来法によるセラミックス配線基板(銅板全面接合/エ
ッチング処理)に比べて、製造コストを低減することが
できた。
【0028】実施例2 まず、実施例1と同一の配線パターンを有する銅配線板
を作製し、この銅配線板金属の一方の面に、実施例1と
同様な接合用ペーストを塗布した。次に、この接合用ペ
ーストの塗布層側を対向させて、実施例1と同一の窒化
アルミニウム基板上に位置合せしつつ積層配置した。こ
の後、実施例1と同一条件で窒化アルミニウム基板と銅
配線板とを接合した。なお、この接合後に銅配線板の周
囲に、僅かにろう材が浸み出していたため、実施例1と
同様なエッチング処理を施して、ろう材が浸み出し部分
を溶解除去した。
【0029】このようにして得たセラミックス配線基板
の銅配線層の形状を目視により観察したところ、当初の
想定通り正確に形成されていることを確認した。また、
従来法によるセラミックス配線基板(銅板全面接合/エ
ッチング処理)に比べて、製造コストを低減することが
できた。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クス配線基板の製造方法によれば、予め所望の配線パタ
ーン状とした金属配線板を用いているため、より狭小な
線幅および線間を有する、微細で複雑なパターンの金属
配線層を再現性よく形成することが可能となる。また、
ろう材層を金属配線板側に形成することによって、活性
金属法に起因してセラミックス基板表面に残存する界面
生成物の除去に要する工数を大幅に削減することが可能
となるため、製造コストの低減および品質の向上を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例によるセラミックス配線基
板の製造工程の要部を順に示す斜視図である。
【図2】 本発明の他の実施例によるセラミックス配線
基板の製造工程の要部を順に示す斜視図である。
【符号の説明】 1……金属配線板 2……セラミックス基板 3……活性金属含有ろう材層 4……金属配線層 5……セラミックス配線基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックス基板上に、所望とする配線
    パターンの金属配線層を形成して、セラミックス配線基
    板を製造するにあたり、 前記セラミックス基板表面に活性金属成分を含むろう材
    層を形成する工程と、 前記ろう材層上に前記配線パターン形状の金属配線板を
    積層配置する工程と、 この積層体に熱処理を施し、前記セラミックス基板と金
    属配線板とを前記ろう材により接合する工程と、 前記セラミックス基板上の余分な前記ろう材を除去する
    工程とを具備することを特徴とするセラミックス配線基
    板の製造方法。
  2. 【請求項2】 セラミックス基板上に、所望とする配線
    パターンの金属配線層を形成して、セラミックス配線基
    板を製造するにあたり、 前記配線パターン形状の金属配線板の表面に、活性金属
    成分を含むろう材層を形成する工程と、 前記ろう材層を介して、前記金属配線板を前記セラミッ
    クス基板上に積層配置する工程と、 この積層体に熱処理を施し、前記セラミックス基板と金
    属配線板とを前記ろう材により接合する工程とを具備す
    ることを特徴とするセラミックス配線基板の製造方法。
JP28467493A 1993-11-15 1993-11-15 セラミックス配線基板の製造方法 Withdrawn JPH07142858A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481227B1 (ko) * 2002-05-06 2005-04-07 한국전기연구원 금속배선층 패턴을 가진 회로기판의 제조방법
US7069645B2 (en) 2001-03-29 2006-07-04 Ngk Insulators, Ltd. Method for producing a circuit board
JP2009236721A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Kyocera Corp 基板、プローブカード・アセンブリ用基板および基板の製造方法
WO2017222061A1 (ja) * 2016-06-23 2017-12-28 三菱マテリアル株式会社 絶縁回路基板の製造方法、絶縁回路基板、熱電変換モジュール
US10798824B2 (en) 2016-06-23 2020-10-06 Mitsubishi Materials Corporation Method for manufacturing insulated circuit board, insulated circuit board, and thermoelectric conversion module

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7069645B2 (en) 2001-03-29 2006-07-04 Ngk Insulators, Ltd. Method for producing a circuit board
KR100481227B1 (ko) * 2002-05-06 2005-04-07 한국전기연구원 금속배선층 패턴을 가진 회로기판의 제조방법
JP2009236721A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Kyocera Corp 基板、プローブカード・アセンブリ用基板および基板の製造方法
WO2017222061A1 (ja) * 2016-06-23 2017-12-28 三菱マテリアル株式会社 絶縁回路基板の製造方法、絶縁回路基板、熱電変換モジュール
US10798824B2 (en) 2016-06-23 2020-10-06 Mitsubishi Materials Corporation Method for manufacturing insulated circuit board, insulated circuit board, and thermoelectric conversion module

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