JPH07326847A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】配線導体と外部電気回路等との電気的導通を良
好なものとして配線導体に所定の電気信号を正確に入力
するとともに、配線導体に所定電力を印加することが可
能な配線基板の製造方法を提供する。 【構成】絶縁基板１上に被着させたアルミニウムから成
る配線導体３の表面にニッケル、金の少なくとも１種か
ら成るめっき層４を被着させる工程と、前記絶縁基板１
上のめっき層４表面にレーザー光を照射し、配線導体３
とめっき層４とを融合させる工程とにより配線基板を製
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部電気回路に半田接
合等によって接続される配線基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、外部電気回路に半田接合等によって
接続される配線基板は、例えば図３に示す如く、アルミ
ナセラミックス等の電気絶縁性材料から成る絶縁基板１
１上に、アルミニウムから成る配線導体１２を被着させ
るとともに、該配線導体１２の一部表面にニッケル、金
等から成るめっき層１３を被着させた構造を有してお
り、前記配線導体１２をめっき層１３を介してＩＣチッ
プ１５、フレキシブルケーブル１６等の外部電気回路に
半田接合することによって外部電気回路に接続される。

【０００３】かかる従来の配線基板は、通常、以下の方
法によって製造されている。

【０００４】（１）まずアルミナセラミックス製の絶縁
基板１１上に、アルミニウムから成る配線導体１２をス
パッタリング法、フォトリソグラフィー技術によって所
定厚み、所定パターンに被着させ、（２）次に前記配線
導体１２の一部表面に無電解めっき法等によってニッケ
ルから成るめっき層１３を被着させ、これによって配線
基板が完成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の配線基板の製造方法によれば、配線導体１２上にめ
っき層１３を被着させる工程で、配線導体１２がめっき
液中に含まれる水分、硝酸、酢酸等に接触すること、及
び、配線導体１２を形成するアルミニウムが極めて容易
に酸化されることから、配線導体１２とめっき層１３と
の間に比抵抗の大きな酸化膜（酸化アルミニウムの比抵
抗：１０¹²Ω・ｃｍ）が介在される。このため、配線導
体１２上のめっき層１３をＩＣチップ１５やフレキシブ
ルケーブル等の外部電気回路に半田接合した場合、配線
導体１２と外部電気回路との電気的導通が前述の酸化膜
によって遮断されてしまい、その結果、配線導体１２に
外部電気回路より所定の電気信号を入力することが不可
となったり、或いは、外部電源からの電力が前述の酸化
膜によって多量に消費され、配線導体１２に所定の電力
を印加することができないという欠点を有していた。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑みて案出されたも
のであり、その目的は、配線導体と外部電気回路等との
電気的導通を良好なものとして配線導体に所定の電気信
号を正確に入力するとともに、配線導体に所定電力を印
加することが可能な配線基板の製造方法を提供すること
にある。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明の配線基板の製
造方法は、絶縁基板上に被着させたアルミニウムから成
る配線導体の表面にニッケル、金の少なくとも１種から
成るめっき層を被着させる工程と、前記めっき層表面に
レーザー光を照射し、配線導体とめっき層とを溶融し、
結合させる工程とから成ることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の製造方法を、感熱紙等に所定
の印字画像を形成するサーマルヘッドを例にとって詳細
に説明する。

【０００９】図１は、本発明の製造方法を適用して製作
したサーマルヘッドの断面図であり、１は絶縁基板、２
は発熱素子、３は配線導体、４はめっき層、５はＩＣチ
ップ、６はフレキシブルケーブルである。

【００１０】前記絶縁基板１はアルミナセラミックス等
の電気絶縁材料から成り、上面で発熱素子２、配線導体
３、ＩＣチップ５等を支持するとともに、サーマルヘッ
ドの温度を感熱紙等に良好な印字画像を形成するのに必
要な温度に制御する作用を為す。

【００１１】また前記配線基板１の上面には多数の発熱
素子２が例えば１６ｄｏｔ／ｍｍで高密度に被着配列さ
れており、更に各発熱素子２の両端には一対の配線導体
３が接続されている。

【００１２】前記発熱素子２は例えば窒化タンタル等か
ら成り、それ自体が所定の電気抵抗率を有しているた
め、一対の配線導体３を介して電力が印加されるとジュ
ール発熱を起こし、印字画像を形成するに必要な温度、
例えば２５０〜４００℃の温度に発熱する。

【００１３】また前記発熱素子２の両端に接続されてい
る一対の配線導体３はアルミニウムから成っており、該
一対の配線導体３は発熱素子２にジュール発熱を起こさ
せるために必要な所定の電力を印加する作用を為す。

【００１４】前記配線導体３の表面には、めっき層４が
部分的に被着されており、該めっき層４上には前記多数
の発熱素子２を印字信号に応じて選択的にジュール発熱
させるためのＩＣチップ５やサーマルヘッドをプリンタ
装置等に接続するためのフレキシブルケーブル６が半田
接合されている。

【００１５】前記めっき層４はニッケル、金の少なくと
も１種から成っており、配線導体３の半田ぬれ性を良好
になす作用を為す。

【００１６】かくして上述したサーマルヘッドは、ＩＣ
チップ５の駆動に伴って一対の配線導体３間に所定の電
力を印加し、発熱素子２を印字信号に応じて所定温度に
ジュール発熱させるとともに、該発熱した熱を感熱紙等
に伝導させ、感熱紙等に印字画像を形成することによっ
てサーマルヘッドとして機能する。

【００１７】次に、上述したサーマルヘッドの製造方法
について、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。

【００１８】（１）まず、図２（ａ）に示す如く、アル
ミナセラミックスから成る絶縁基板１を準備し、該基板
１上に発熱素子２及び配線導体３を被着させる。

【００１９】前記絶縁基板１は、アルミナ、シリカ、マ
グネシア等のセラミックス原料粉末に適当な有機溶剤、
溶媒を添加混合して泥漿状と成すとともにこれを従来周
知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用
することによってセラミックグリーンシートを形成し、
しかる後、前記セラミックグリーンシートを所定形状に
打ち抜き加工するとともに高温（約１６００℃）で焼成
することによって製作される。

【００２０】また前記絶縁基板１上の発熱素子２及び配
線導体３は、絶縁基板１の上面全域に、窒化タンタル及
びアルミニウムを従来周知のスパッタリング法により所
定の厚みをもって順次被着させ、次にフォトリソグラフ
ィー技術を採用し、前記窒化タンタル及びアルミニウム
を所定パターンに加工することによって絶縁基板１上に
被着される。

【００２１】（２）次に図２（ｂ）に示す如く、配線導
体３上に無電解めっき法を採用し、ニッケル、金の少な
くとも１種から成るめっき層４を部分的に被着させる。

【００２２】前記めっき層４は、まず配線導体３の表面
所定領域にパラジウムを無電解めっき法により１０Åの
厚みをもって被着させ、次にこれを例えば硫酸ニッケ
ル、シアン化金カリウム、硝酸、酢酸等を含むめっき液
中に約２０分間浸漬し、前記パラジウム上にニッケルを
２〜３μｍの厚みに沈澱させることによって配線導体３
上に被着される。

【００２３】尚、このとき、配線導体３を形成するアル
ミニウムは、めっき液中に含まれる水分、硝酸、酢酸等
に接触して表面に酸化膜（酸化アルミニウム）を形成す
るため、配線導体３とめっき層４との間には比抵抗の大
きな酸化膜が介在されることとなる。

【００２４】（３）次に図２（ｃ）（ｄ）に示す如く、
配線導体３上のめっき層４表面にレーザー光を照射して
配線導体３とめっき層４とを融合させる。

【００２５】前記配線導体３とめっき層４との融合は、
めっき層４表面に、所定のレーザー光照射装置（例えば
ＨＯＹＡ（株）製Ｌ−２１１）を用いて、パルス幅８ｎ
ｓ、ピークパワー０．９４ｍＷ、出力７．５ｍＪのＹＡ
Ｇレーザー光を照射することによって行われる。

【００２６】このとき、配線導体３及びめっき層４は前
記レーザー光が照射された部位の近傍で約８００〜１２
００℃の温度に加熱され、酸化膜に亀裂を生じたり、或
いは、酸化膜を溶融したりすることによって配線導体３
とめっき層４とが融合される。これにより、配線導体３
及びめっき層４間に介在されていた酸化膜が一部除去さ
れ、配線導体３とめっき層４との電気的導通が良好なも
のになる。

【００２７】またこの場合、レーザー光が照射されるめ
っき層４の表面に炭素粉末等の黒色物を予め部分的に塗
布しておけば、レーザー光をめっき層４に照射した際、
レーザー光がめっき層４によって反射されることは殆ど
なく、レーザー光照射部位の温度を短時間で効率良く上
昇させることができるようになる。従ってレーザー光が
照射されるめっき層４の表面に炭素粉末等の黒色物を予
め部分的に塗布しておくことが好ましい。

【００２８】（４）最後に、ＩＣチップ５を絶縁基板１
上にフェイスダウンボンディング法により実装するとと
もに、配線導体３にフレキシブルケーブル６を接続す
る。

【００２９】前記ＩＣチップ５は、チップ５の下面に設
けた半田バンプ５ａを配線導体３上のめっき層４に当接
させ、しかる後、前記半田バンプ５ａを所定温度（２０
０乃至２３０℃）で加熱溶融させ、配線導体３をめっき
層４を介してＩＣチップ５に半田接合することによって
絶縁基板１上に実装される。

【００３０】また前記フレキシブルケーブル６は、その
一端に設けた端子部６ａを配線導体３上のめっき層４に
半田７を介して当接させ、しかる後、前記半田７を所定
温度（２００乃至２３０℃）で加熱溶融させ、配線導体
３をめっき層４を介して端子部６ａに半田接合すること
によって配線導体３に接続される。

【００３１】この場合、めっき工程時に配線導体３及び
めっき層４間に介在される酸化膜は前述したレーザー光
の照射によって一部除去されており、配線導体３及びめ
っき層４間の電気的導通が良好なものになっているた
め、配線導体３と外部電気回路との電気的導通も良好な
ものとなり、フレキシブルケーブル６を介して外部より
入力される印字信号を配線導体３、ＩＣチップ５に正確
に伝えることができるようになり、また外部電源からの
電力を殆ど低下させることなくフレキシブルケーブル６
を介して配線導体３等に印加することが可能となる。従
って感熱紙等に所望の印字画像を鮮明に形成することが
できるサーマルヘッドを製作することが可能となる。

【００３２】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
では無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々
の変更は可能であり、例えば上述の実施例ではサーマル
ヘッドの製造方法について説明したが、混成集積回路装
置等の他の配線基板の製造にも適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明の配線基板の製造方法によれば、
絶縁基板上に被着させたアルミニウムから成る配線導体
の表面にニッケル、金の少なくとも１種から成るめっき
層を被着させ、前記配線導体上のめっき層表面にレーザ
ー光を照射し、配線導体とめっき層とを溶融し、結合さ
せたことから、めっき工程時に配線導体とめっき層との
間に介在される酸化膜が一部除去され、配線導体とめっ
き層との電気的導通が良好なものになる。この結果、配
線導体と該導体にめっき層を介して接続される外部電気
回路との電気的導通を良好として、配線導体に所定の電
気信号を正確に入力するとともに、配線導体に所定電力
を印加する外部からの電気信号を配線導体に正確に入力
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法をサーマルヘッドの製造に適
用し、製作したサーマルヘッドの断面図である。

【図２】（ａ）乃至（ｃ）は図１に示すサーマルヘッド
の製造工程毎の平面図、（ｄ）は（ｃ）のＡ部拡大図で
ある。

【図３】従来の配線基板の断面図である。

【符号の説明】

１・・・絶縁基板 ３・・・配線導体 ４・・・めっき層 ５・・・ＩＣチップ ６・・・フレキシブルケーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上に被着させたアルミニウムから
   成る配線導体の表面にニッケル、金の少なくとも１種か
   ら成るめっき層を被着させる工程と、 前記絶縁基板上のめっき層表面にレーザー光を照射し、
   配線導体とめっき層とを溶融し、接合させる工程とから
   成る配線基板の製造方法。