JPH0757717B2 - セラミツク表面の金属化法 - Google Patents
セラミツク表面の金属化法Info
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- JPH0757717B2 JPH0757717B2 JP61177036A JP17703686A JPH0757717B2 JP H0757717 B2 JPH0757717 B2 JP H0757717B2 JP 61177036 A JP61177036 A JP 61177036A JP 17703686 A JP17703686 A JP 17703686A JP H0757717 B2 JPH0757717 B2 JP H0757717B2
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- Japan
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- phosphoric acid
- substrate
- sulfuric acid
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
- H05K3/381—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by special treatment of the substrate
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、セラミックの表面を金属化するための技術分
野に属する。また、電子機材として使用されるセラミッ
ク基板を用いたプリント配線用板の製造技術の分野にも
属する。
野に属する。また、電子機材として使用されるセラミッ
ク基板を用いたプリント配線用板の製造技術の分野にも
属する。
〔背景技術〕 セラミックの表面を金属化する（メタライズ）する必要
性は各種の産業分野において存在する。たとえば、セラ
ミック基板を使用したプリント配線板を製造する際に
は、まずセラミック基板の表面を金属化しなければなら
ない。セラミック基板の表面を金属化する方法として、
導体ペースト塗布法、化学メッキ法あるいは、スパッタ
法、蒸着法等の気相法、溶射法等が知られている。
性は各種の産業分野において存在する。たとえば、セラ
ミック基板を使用したプリント配線板を製造する際に
は、まずセラミック基板の表面を金属化しなければなら
ない。セラミック基板の表面を金属化する方法として、
導体ペースト塗布法、化学メッキ法あるいは、スパッタ
法、蒸着法等の気相法、溶射法等が知られている。
一般に、セラミック基板を用いたプリント配線用板に要
求される特性として、セラミック基板とその表面上に形
成される金属層、すなわち導体層の密着力が強いことお
よび、導体層のシート抵抗が低いことが挙げられる。
求される特性として、セラミック基板とその表面上に形
成される金属層、すなわち導体層の密着力が強いことお
よび、導体層のシート抵抗が低いことが挙げられる。
この前者の要求を満たすため、Au、Ag、Pd、Cuペースト
等の導体ペーストには、焼成温度で溶融してセラミック
基板に溶着するガラスが含まれている。そのため純金属
に比べ、ガラス分だけ、シート抵抗は高くなり、また、
はんだ付着性を低下させる原因となっている。
等の導体ペーストには、焼成温度で溶融してセラミック
基板に溶着するガラスが含まれている。そのため純金属
に比べ、ガラス分だけ、シート抵抗は高くなり、また、
はんだ付着性を低下させる原因となっている。
一方、メッキ法や蒸着、スパッタ等の気相法で得られる
導体層は、不純物を含まないため、シート抵抗は純金属
と同レベルである。しかし、導体層は、物理的に基板と
接合しているため、密着力は一般に低い。
導体層は、不純物を含まないため、シート抵抗は純金属
と同レベルである。しかし、導体層は、物理的に基板と
接合しているため、密着力は一般に低い。
導体層の密着力を向上させる方法として、セラミック基
板の表面を粗化し、金属化処理を行ない、アンカー効果
により密着力を向上させる方法が考えられている。
板の表面を粗化し、金属化処理を行ない、アンカー効果
により密着力を向上させる方法が考えられている。
たとえば、溶融アルカリ金属化合物を用い、基板表面を
粗化した後、メッキ処理により導体層を形成する方法
（特開昭60−16885号公報、特開昭60−16886号公報）、
フッ化水素（HF）、加熱リン酸等の酸を用い、基板表面
を粗化した後、金属化する方法（特開昭60−46976号公
報）等が知られている。
粗化した後、メッキ処理により導体層を形成する方法
（特開昭60−16885号公報、特開昭60−16886号公報）、
フッ化水素（HF）、加熱リン酸等の酸を用い、基板表面
を粗化した後、金属化する方法（特開昭60−46976号公
報）等が知られている。
前者では、アルカリ金属化合物融液が、セラミック基板
のグレーン自体を侵食し、均一にしかも微細に粗化す
る。しかし、深さ方向には、深く粗化されないため、形
成される導体層の密着力は充分とは言えない。
のグレーン自体を侵食し、均一にしかも微細に粗化す
る。しかし、深さ方向には、深く粗化されないため、形
成される導体層の密着力は充分とは言えない。
一方、HF、加熱リン酸等の酸により、基板を粗化した場
合には、これらの酸がグレーンバウンダリーを攻撃し、
グレーンを脱落させ、表面を粗化する。
合には、これらの酸がグレーンバウンダリーを攻撃し、
グレーンを脱落させ、表面を粗化する。
ここで使用される酸のうち、加熱リン酸が最も効率よ
く、しかも、均一に粗化され、形成される導体層の密着
力も大きく、充分なものとなる。
く、しかも、均一に粗化され、形成される導体層の密着
力も大きく、充分なものとなる。
ところが、加熱リン酸中に基板を浸漬し、粗化処理を行
なう場合には、温度、時間とともにリン酸が脱水縮合し
て粘度が上昇する。また、ある回数、基板を処理すると
基板とリン酸との反応生成物が基板に付着し、均一な粗
化を阻害するようになり、処理浴の寿命が短かいという
問題がある。
なう場合には、温度、時間とともにリン酸が脱水縮合し
て粘度が上昇する。また、ある回数、基板を処理すると
基板とリン酸との反応生成物が基板に付着し、均一な粗
化を阻害するようになり、処理浴の寿命が短かいという
問題がある。
そこで、本発明者らは、加熱リン酸の脱水縮合を抑え、
また、反応生成物の基板への付着を防止できないかと考
え、種々実験を行なった結果、リン酸と硫酸を併用する
ことにより、上記の問題を解決する見通しを得、本発明
に至った。
また、反応生成物の基板への付着を防止できないかと考
え、種々実験を行なった結果、リン酸と硫酸を併用する
ことにより、上記の問題を解決する見通しを得、本発明
に至った。
本発明は、表面粗化剤として用いるリン酸の寿命を延ば
し、金属層の密着力が強いセラミック表面の金属化法を
提供することを目的とする。
し、金属層の密着力が強いセラミック表面の金属化法を
提供することを目的とする。
本発明は、セラミック表面の金属化法において、リン酸
と硫酸の混合溶液からなる加熱した処理浴でセラミック
表面を処理することとし、かつ前記加熱温度を250〜360
℃とし、かつ前記リン酸と硫酸の混合比を、オルトリン
酸に換算した１モルのリン酸に対し、硫酸が1.2〜3.6モ
ルの混合比としたことを特徴とするセラミック表面の金
属化法を提供するものである。
と硫酸の混合溶液からなる加熱した処理浴でセラミック
表面を処理することとし、かつ前記加熱温度を250〜360
℃とし、かつ前記リン酸と硫酸の混合比を、オルトリン
酸に換算した１モルのリン酸に対し、硫酸が1.2〜3.6モ
ルの混合比としたことを特徴とするセラミック表面の金
属化法を提供するものである。
本発明に適用されるセラミック基板としては、アルミ
ナ、ジルコニア、マグネシア、等の酸化物系セラミック
の他、窒化アルミ、窒化ケイ素、炭化ケイ素等の非酸化
物系セラミックが挙げられる。
ナ、ジルコニア、マグネシア、等の酸化物系セラミック
の他、窒化アルミ、窒化ケイ素、炭化ケイ素等の非酸化
物系セラミックが挙げられる。
基板に対して施す金属化のための処理としては、メッキ
法、蒸着、スパッタ等の気相法および溶射法が好ましい
が、Au、Ag、Pd等の導体ペースト塗布法も適用できる。
法、蒸着、スパッタ等の気相法および溶射法が好ましい
が、Au、Ag、Pd等の導体ペースト塗布法も適用できる。
リン酸としては、オルトリン酸が好ましいが、縮合リン
酸であるピロリン酸、メタリン酸も使用できる。また、
これらのリン酸の混合物も使用できる。本発明ではリン
酸に対して硫酸を混合して使用する。配合比は特に限定
する趣旨ではないが、ピロリン酸、メタリン酸あるい
は、混合リン酸等どのようなリン酸を用いるにしても、
オルトリン酸に換算した１モルのリン酸に対して1.2〜
3.6モルの硫酸を配合して使用する。
酸であるピロリン酸、メタリン酸も使用できる。また、
これらのリン酸の混合物も使用できる。本発明ではリン
酸に対して硫酸を混合して使用する。配合比は特に限定
する趣旨ではないが、ピロリン酸、メタリン酸あるい
は、混合リン酸等どのようなリン酸を用いるにしても、
オルトリン酸に換算した１モルのリン酸に対して1.2〜
3.6モルの硫酸を配合して使用する。
つぎに、粗化の効果を具体例に基づき説明する。すなわ
ち、リン酸としてオルトリン酸を用い、リン酸に加える
硫酸の量を変えて処理浴を調製し、これを300℃に加熱
し、市販の96％アルミナ基板を、好ましくは３〜10分間
浸漬して粗面処理を行なった時の処理枚数と硫酸／オル
トリン酸のモル比の関係を示すと、第１図のグラフのよ
うになる。ただし、処理枚数はオルトリン酸のみで粗化
処理した時の処理枚数を１としその倍数で示した。
ち、リン酸としてオルトリン酸を用い、リン酸に加える
硫酸の量を変えて処理浴を調製し、これを300℃に加熱
し、市販の96％アルミナ基板を、好ましくは３〜10分間
浸漬して粗面処理を行なった時の処理枚数と硫酸／オル
トリン酸のモル比の関係を示すと、第１図のグラフのよ
うになる。ただし、処理枚数はオルトリン酸のみで粗化
処理した時の処理枚数を１としその倍数で示した。
第１図によれば、硫酸の添加量を増やすにつれ、処理枚
数は増加する。しかし、硫酸／オルトリン酸の比が1.2
未満の領域では、ほとんど硫酸の添加による効果が見ら
れない。また、硫酸／オルトリン酸の比が3.6を超える
領域では、処理可能枚数は増えるけれども、得られる粗
面は均一とは言えず、また密着力は不充分となった。硫
酸／オルトリン酸＝1.2〜3.6の領域では、得られた粗面
は、均一で微細であり、密着力も満足できるものであっ
た。
数は増加する。しかし、硫酸／オルトリン酸の比が1.2
未満の領域では、ほとんど硫酸の添加による効果が見ら
れない。また、硫酸／オルトリン酸の比が3.6を超える
領域では、処理可能枚数は増えるけれども、得られる粗
面は均一とは言えず、また密着力は不充分となった。硫
酸／オルトリン酸＝1.2〜3.6の領域では、得られた粗面
は、均一で微細であり、密着力も満足できるものであっ
た。
これは硫酸を加えることにより、脱水縮合が抑えられ、
また、粗面化処理による反応生成物が粗化処理浴に可溶
性のものとなり、したがって反応生成物がセラミック表
面に付着せず、均一微細な粗化が実現でき、密着力も大
きくなり、さらに浴の寿命を延ばすものと考えられる。
なお、したがって、粗化処理が安価に実施できると言う
効果も得られる。
また、粗面化処理による反応生成物が粗化処理浴に可溶
性のものとなり、したがって反応生成物がセラミック表
面に付着せず、均一微細な粗化が実現でき、密着力も大
きくなり、さらに浴の寿命を延ばすものと考えられる。
なお、したがって、粗化処理が安価に実施できると言う
効果も得られる。
つぎに、実施例に基づいて詳細に説明する。
（実施例１） セラミック基板を用意する。
市販の96％アルミナ基板（２″□×0.635mm）を用意し
た。
た。
粗化処理を行なう。
85％オルトリン酸と98％硫酸を、モル比で1:3に混合し
た。つぎに、この混合浴を330℃に加熱し、96％アルミ
ナ基板を５分間浸漬し、基板表面を粗化した。得られた
粗面は、均一でしかも微細であり、表面粗さ計で測定し
た表面粗度はRmaxで５〜７μｍであった。
た。つぎに、この混合浴を330℃に加熱し、96％アルミ
ナ基板を５分間浸漬し、基板表面を粗化した。得られた
粗面は、均一でしかも微細であり、表面粗さ計で測定し
た表面粗度はRmaxで５〜７μｍであった。
金属化処理を行う。
先に得た粗化基板を充分水洗した後、金属化処理を行っ
た。金属化法としてはメッキ法を採用した。メッキ処理
は、公知のセンシーアクチ法により、粗化処理面上にパ
ラジウムの核付け処理を行った後、化学銅メッキ液中に
浸漬し、約１μｍの銅層を全面に形成させた。つぎに、
電気メッキとして硫酸銅メッキ液を用い、銅層が35μｍ
となるように厚付けを行なった。さらに、所望の回路と
なるようにエッチングレジストを塗布した後、公知の銅
エッチング加工法に従って回路形成を行い、セラミック
を基板としたプリント配線用板を得た。
た。金属化法としてはメッキ法を採用した。メッキ処理
は、公知のセンシーアクチ法により、粗化処理面上にパ
ラジウムの核付け処理を行った後、化学銅メッキ液中に
浸漬し、約１μｍの銅層を全面に形成させた。つぎに、
電気メッキとして硫酸銅メッキ液を用い、銅層が35μｍ
となるように厚付けを行なった。さらに、所望の回路と
なるようにエッチングレジストを塗布した後、公知の銅
エッチング加工法に従って回路形成を行い、セラミック
を基板としたプリント配線用板を得た。
なお、銅層の密着強度を測定したところ、90゜ピール強
度は1.8kg/cmであった。また、処理可能枚数は、オルト
リン酸のみで処理した場合の約1.4倍となり、処理浴の
長寿命化が達成できた。
度は1.8kg/cmであった。また、処理可能枚数は、オルト
リン酸のみで処理した場合の約1.4倍となり、処理浴の
長寿命化が達成できた。
（実施例２） 市販のアルミナ、ジルコニア、ステアタイト、窒化アル
ミの基板を用意し、85％オルトリン酸と98％硫酸の混合
比を変え、300〜330℃に加熱した浴を用意し、これに基
板を３〜８分間浸漬して粗面化処理を行なった。処理
後、基板を充分洗浄し、公知のセンシーアクチ法により
パラジウムの核付けを行ない、化学銅メッキ液に浸漬
し、全面に約１μｍの銅層を形成させた。さらに、電解
メッキにより銅の厚付けを行った。電解銅メッキは、メ
ッキ液として硫酸銅メッキ液を用い、銅層が35μｍとな
るまで行った。粗化処理後の基板は、均一にしかも微細
に粗化されていたので密着強度は、第１表に示す通り強
固であった。
ミの基板を用意し、85％オルトリン酸と98％硫酸の混合
比を変え、300〜330℃に加熱した浴を用意し、これに基
板を３〜８分間浸漬して粗面化処理を行なった。処理
後、基板を充分洗浄し、公知のセンシーアクチ法により
パラジウムの核付けを行ない、化学銅メッキ液に浸漬
し、全面に約１μｍの銅層を形成させた。さらに、電解
メッキにより銅の厚付けを行った。電解銅メッキは、メ
ッキ液として硫酸銅メッキ液を用い、銅層が35μｍとな
るまで行った。粗化処理後の基板は、均一にしかも微細
に粗化されていたので密着強度は、第１表に示す通り強
固であった。
また、粗化処理可能枚数は、オルトリン酸のみで粗化処
理した場合の1.2〜1.6倍であり、粗化処理浴の長寿命化
が認められた。
理した場合の1.2〜1.6倍であり、粗化処理浴の長寿命化
が認められた。
〔発明の効果〕 この発明は、セラミック表面の金属化法において、セラ
ミックの表面を金属化処理する前に、リン酸と硫酸の混
合溶液からなる加熱した処理浴でセラミック表面を処理
することとし、かつ前記加熱温度を250〜360℃とし、か
つ前記リン酸と硫酸の混合比を、オルトリン酸に換算し
た１モルのリン酸に対し、硫酸が1.2〜3.6モルの混合比
としたことを特徴とするので、粗化処理浴の寿命を延ば
すことができ、セラミック表面にセラミックとリン酸と
の反応生成物が付着せず、微細な粗化ができ、強固に密
着した金属化ができる効果がある。
ミックの表面を金属化処理する前に、リン酸と硫酸の混
合溶液からなる加熱した処理浴でセラミック表面を処理
することとし、かつ前記加熱温度を250〜360℃とし、か
つ前記リン酸と硫酸の混合比を、オルトリン酸に換算し
た１モルのリン酸に対し、硫酸が1.2〜3.6モルの混合比
としたことを特徴とするので、粗化処理浴の寿命を延ば
すことができ、セラミック表面にセラミックとリン酸と
の反応生成物が付着せず、微細な粗化ができ、強固に密
着した金属化ができる効果がある。
第１図は、硫酸／リン酸のモル比に対し、セラミック板
の粗化処理枚数を、オルトリン酸のみで処理した際の粗
化処理枚数に対する倍数でプロットしたグラフである。
の粗化処理枚数を、オルトリン酸のみで処理した際の粗
化処理枚数に対する倍数でプロットしたグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】セラミック表面の金属化法において、セラ
ミックの表面を金属化処理する前に、リン酸と硫酸の混
合溶液からなる加熱した処理浴でセラミック表面を処理
することとし、かつ前記加熱温度を250〜360℃とし、か
つ前記リン酸と硫酸の混合比を、オルトリン酸に換算し
た１モルのリン酸に対し、硫酸が1.2〜3.6モルの混合比
としたことを特徴とするセラミック表面の金属化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61177036A JPH0757717B2 (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | セラミツク表面の金属化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61177036A JPH0757717B2 (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | セラミツク表面の金属化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6335482A JPS6335482A (ja) | 1988-02-16 |
| JPH0757717B2 true JPH0757717B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=16024023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61177036A Expired - Fee Related JPH0757717B2 (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | セラミツク表面の金属化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757717B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0723125B2 (ja) * | 1989-01-12 | 1995-03-15 | 守 加茂 | 合成樹脂シート材製包装容器の封緘方法 |
| WO2023126757A1 (en) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 3M Innovative Properties Company | Metal-coated zirconia articles |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61151081A (ja) * | 1984-12-22 | 1986-07-09 | 松下電工株式会社 | セラミツク配線基板の製法 |
-
1986
- 1986-07-28 JP JP61177036A patent/JPH0757717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6335482A (ja) | 1988-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |