JPH10256699A - セラミック回路基板の製造方法 - Google Patents

セラミック回路基板の製造方法

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JPH10256699A
JPH10256699A JP5663697A JP5663697A JPH10256699A JP H10256699 A JPH10256699 A JP H10256699A JP 5663697 A JP5663697 A JP 5663697A JP 5663697 A JP5663697 A JP 5663697A JP H10256699 A JPH10256699 A JP H10256699A
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JP
Japan
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plating
plating film
layer
substrate
heat treatment
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Application number
JP5663697A
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English (en)
Inventor
Masataka Aoki
昌隆 青木
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック基板の表面に2層構造のCuめっ
き被膜を形成する場合に、Cuめっき被膜とセラミック
基板との密着強度を高める。 【解決手段】 表面を粗化したアルミナ基板11の表面
全面に無電解Cuめっきで1層目のCuめっき被膜12
を薄く形成した後、これを不活性ガス雰囲気中で300
〜400℃で加熱処理してCuめっき被膜12とセラミ
ック基板11との密着強度を高める(一次加熱処理)。
この後、Cuめっき被膜12の不必要な部分にめっきレ
ジスト13を塗布した後、1層目のCuめっき被膜12
の露出部分に電解Cuめっきで2層目のCuめっき被膜
14を厚く形成する。次に、めっきレジスト13を除去
した後、1層目のCuめっき被膜12の不必要な部分を
エッチングで除去する。この後、アルミナ基板11のC
uめっき被膜12,14を不活性ガス雰囲気中にて60
0〜950℃で加熱処理する(二次加熱処理)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック基板の
表面にCuめっきで導体層を形成するセラミック回路基
板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、アルミナ基板の表面にCuめ
っきで厚い導体層を形成する場合、セラミック基板の表
面に無電解Cuめっきで1層目のCuめっき被膜を形成
し、更に、その上に電解Cuめっきで2層目のCuめっ
き被膜を形成することで、Cuめっき被膜の厚みを厚く
するようにしている。このような2回のCuめっきによ
る導体層の形成は、一般にセミアディティブ法又はサブ
トラクティブ法によって行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、導体層とア
ルミナ基板との密着強度が低いと、導体層がアルミナ基
板が剥れやすくなり、信頼性が低下する。そのため、従
来より、密着強度を向上させるために、1層目のめっき
(無電解Cuめっき)を行う前に、アルミナ基板の表面
をエッチングにより粗化して基板表面に多数の微小凹部
を形成し、それによって、無電解Cuめっき時にCuめ
っき被膜の一部を基板表面の微小凹部に食い込ませて、
Cuめっき被膜と基板表面との結合力を投錨効果(アン
カー効果)により高めるようにしている。
【0004】しかし、投錨効果だけでは導体層の密着強
度向上に限界があり、プル強度測定法で1kgf/mm
2 未満の密着強度しか得られず、目標値(例えば2kg
f/mm2 以上)を達成できない。
【0005】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、セラミック基板の表
面に2層構造のCuめっき被膜を形成する場合に、Cu
めっき被膜とセラミック基板との密着強度を十分に高め
ることができるセラミック回路基板の製造方法を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のセラミック回路基板の製造方法は、セラミ
ック基板の表面を粗化した後、セラミック基板の表面に
無電解Cuめっきで1層目のCuめっき被膜を形成し、
この無電解Cuめっき工程から2層目のCuめっき被膜
を形成する電解Cuめっき工程までの間に1層目のCu
めっき被膜を加熱処理する一次加熱処理を行い、更に、
電解Cuめっき工程以後に導体層(2層構造のCuめっ
き被膜)を加熱処理する二次加熱処理を行うようにした
ものである。
【0007】この場合、一次加熱処理によりCuめっき
被膜の酸化層とセラミック基板とが反応して中間層が形
成され、この中間層による化学的な結合力と基板表面の
粗化処理による投錨効果(アンカー効果)との相乗効果
によってCuめっき被膜とセラミック基板との密着強度
が効果的に高められる。更に、2層目のCuめっき被膜
を形成する電解Cuめっき工程以降に二次加熱処理を行
うことにより、1層目のCuめっき被膜と2層目のCu
めっき被膜との密着強度も高められる。
【0008】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]以下、本発明をセミアディティブ法
に適用した第1の実施形態におけるセラミック回路基板
の製造方法を図1乃至図3に基づいて説明する。
【0009】まず、セラミック基板であるアルミナ基板
11を焼成する。その後、このアルミナ基板11の表面
をエッチング液(例えばフッ酸系溶液、フッ化アンモニ
ウム系溶液等)によってエッチングして粗化する。この
際、エッチング反応を促進するために、エッチング液を
例えば70℃程度に加温して行うことが好ましい。この
基板表面粗化工程は、基板表面に後工程でCuめっき被
膜12を形成するときに、Cuめっき被膜12の一部を
基板表面の微小凹部に食い込ませて、Cuめっき被膜1
2と基板表面との結合力を投錨効果(アンカー効果)に
より高めるために実施される。
【0010】この基板表面粗化工程終了後に、無電解C
uめっき工程に移り、アルミナ基板11の表面全面に無
電解Cuめっき用触媒の液を塗布した後、該アルミナ基
板11を無電解Cuめっき液に浸して、アルミナ基板1
1の表面全面に無電解Cuめっきで1層目のCuめっき
被膜12を薄く形成する。
【0011】この後、一次加熱処理工程に移り、アルミ
ナ基板11のCuめっき被膜12を不活性ガス雰囲気
(例えばN2 雰囲気)中にて300〜400℃で加熱処
理する。これにより、図2に示すように、Cuめっき被
膜12の酸化層12aとアルミナ基板11とが反応して
CuAl2 4 の中間層12bが形成され、この中間層
12bによる化学的な結合力と上述した基板表面の粗化
処理による投錨効果との相乗効果によってCuめっき被
膜12とアルミナ基板11との密着強度が効果的に高め
られる。
【0012】一次加熱処理工程終了後に、Cuめっき被
膜12の不必要な部分(つまり導体パターン部以外の部
分)にめっきレジスト13をスクリーン印刷して、導体
パターン部以外の部分をめっきレジスト13で被覆す
る。この後、電解Cuめっき工程に移り、アルミナ基板
11を電解Cuめっき液に浸して、1層目のCuめっき
被膜12の露出部分(つまり導体パターン部)に電解C
uめっきで2層目のCuめっき被膜14を厚く形成す
る。
【0013】電解Cuめっき工程終了後に、エッチング
液によってめっきレジスト13を溶解除去した後、ソフ
トエッチング工程に移り、塩化銅系のエッチング液で1
層目のCuめっき被膜12の不必要な部分(つまり導体
パターン部以外の部分)を溶解除去する。
【0014】この後、二次加熱処理工程に移り、アルミ
ナ基板11表面の導体層であるCuめっき被膜12,1
4を不活性ガス雰囲気(例えばN2 雰囲気)中にて60
0〜950℃で加熱処理する。これにより、1層目のC
uめっき被膜12と2層目のCuめっき被膜13との密
着強度が高められると共に、1層目のCuめっき被膜1
2の酸化層12aとアルミナ基板11との反応(CuA
2 4 の中間層12bが形成される反応)が更に進行
して、中間層12bによる化学的な結合力が更に高めら
れる。
【0015】本発明者は、以上説明した図1の製造方法
により作成したサンプル基板(実施例)についてアルミ
ナ基板11とCuめっき被膜12との密着強度をプル強
度測定法で測定したところ、図3に示すように、目標値
である2kgf/mm2 以上を確保できた。
【0016】これに対し、加熱処理を全く行わない従来
例では、アルミナ基板とCuめっき被膜との密着力は、
基板表面の粗化処理による投錨効果だけであるので、導
体層の密着強度に限界があり、プル強度測定法で1kg
f/mm2 未満の密着強度しか得られず、目標値を達成
できない。
【0017】また、図3に示す比較例は、一次加熱処理
を行わず、最終工程でのみ加熱処理を行った例(つまり
加熱処理を1回のみ行った例)である。この比較例の密
着強度は、従来例よりも向上するが、2kgf/mm2
未満の密着強度しか得られず、目標値を達成できない。
これは、最終工程で加熱処理を1回行っただけでは、C
uめっき被膜の酸化層とアルミナ基板との反応(CuA
2 4 の中間層が形成される反応)が十分に進行せ
ず、中間層による化学的な結合力が小さいためと考えら
れる。
【0018】これに対し、図1の製造方法で作製した実
施例のサンプル基板は、無電解Cuめっき後に一次加熱
処理を行い、更に、電解Cuめっきで2層目のCuめっ
き被膜14を形成した後の最終工程で二次加熱処理を行
うようにしたので、これら2回の加熱処理によりCuめ
っき被膜12の酸化層12aとアルミナ基板11との反
応(CuAl2 4 の中間層12bが形成される反応)
を十分に進行させることができて、中間層12bによる
化学的な結合力を十分に高めることができ、この化学的
な結合力と前述した基板表面の粗化処理による投錨効果
との相乗効果によってCuめっき被膜12とアルミナ基
板11との密着強度を効果的に高めることができ、目標
とする2kgf/mm2 以上の密着強度を確保できて、
信頼性を向上できる。
【0019】尚、図1の製造工程では、二次加熱処理を
ソフトエッチング後に行ったが、電解Cuめっき工程後
に二次加熱処理を行ったり、或は、めっきレジスト除去
工程後に二次加熱処理を行うようにしても良い。また、
一次加熱処理をめっきレジスト塗布工程後に行うように
しても良い。
【0020】[第2の実施形態]次に、本発明をサブト
ラクティブ法に適用した第2の実施形態におけるセラミ
ック回路基板の製造方法を図4に基づいて説明する。
【0021】アルミナ基板11の焼成後、前述した図1
のセミアディティブ法と同じく、アルミナ基板11の表
面をエッチングにより粗化して、無電解Cuめっきによ
ってアルミナ基板11の表面全面に1層目のCuめっき
被膜12を薄く形成する。この後、一次加熱処理工程に
移り、アルミナ基板11のCuめっき被膜12を不活性
ガス雰囲気(例えばN2 雰囲気)中で300〜400℃
で加熱処理し、Cuめっき被膜12の酸化層12aとア
ルミナ基板11とを反応させてCuAl2 4の中間層
12bを形成する(図2参照)。
【0022】この後、電解Cuめっき工程に移り、アル
ミナ基板11を電解Cuめっき液に浸して、1層目のC
uめっき被膜12の表面全面に電解Cuめっきで2層目
のCuめっき被膜14を厚く形成する。この電解Cuめ
っき工程終了後に、Cuめっき被膜14の必要な部分
(つまり導体パターン部)にエッチングレジスト15を
スクリーン印刷して、該導体パターン部をエッチングレ
ジスト15で被覆する。尚、エッチングレジスト15の
パターニングは写真法で行っても良い。
【0023】この後、エッチング工程に移り、不要なC
uめっき被膜を溶解するエッチング液によって導体パタ
ーン部以外の部分のCuめっき被膜12,14を溶解除
去する。これにより、エッチングレジスト15で被覆さ
れた導体パターン部のCuめっき被膜12,14のみが
残る。このエッチング終了後に、エッチングレジスト1
5を薬品を使って剥離除去し、導体パターン部のCuめ
っき被膜14を露出させる。
【0024】この後、二次加熱処理工程に移り、アルミ
ナ基板11表面の導体層であるCuめっき被膜12,1
4を不活性ガス雰囲気(例えばN2 雰囲気)中にて60
0〜950℃で加熱処理する。これにより、1層目のC
uめっき被膜12と2層目のCuめっき被膜14との密
着強度が高められると共に、1層目のCuめっき被膜1
2の酸化層12aとアルミナ基板11との反応(CuA
2 4 の中間層12bが形成される反応)が更に進行
して、中間層12bによる化学的な結合力が更に高めら
れる。
【0025】以上説明したサブトラクティブ法に適用し
た第2の実施形態においても、加熱処理を2回に分けて
行うので、前述したセミアディティブ法に適用した第1
の実施形態と同じく、Cuめっき被膜12の酸化層12
aとアルミナ基板11との反応(CuAl2 4 の中間
層12bが形成される反応)を十分に進行させることが
できて、中間層12bによる化学的な結合力を十分に高
めることができ、この化学的な結合力と前述した基板表
面の粗化処理による投錨効果との相乗効果によってCu
めっき被膜12とアルミナ基板11との密着強度を効果
的に高めることができ、目標とする2kgf/mm2
上の密着強度を確保できて、信頼性を向上できる。
【0026】尚、図4の製造工程では、二次加熱処理を
エッチングレジスト除去後に行ったが、電解Cuめっき
工程後に二次加熱処理を行ったり、或は、エッチングレ
ジスト塗布、エッチング、エッチングレジスト除去のい
ずれかの工程後に二次加熱処理を行うようにしても良
い。
【0027】その他、本発明は、フルアディティブ法に
も適用でき、要は、セラミック基板の表面に無電解Cu
めっきで1層目のCuめっき被膜を形成し、更に、その
上に電解Cuめっきで2層目のCuめっき被膜を形成す
る場合に本発明を適用できる。また、本発明を適用可能
なセラミック基板は、アルミナ基板に限定されず、窒化
アルミニウム基板等、他の種類のセラミック基板であっ
ても良い。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、セラミック基板の表面に無電解Cuめっきと
電解Cuめっきで2層構造のCuめっき被膜を形成する
セラミック回路基板の製造方法において、加熱処理を2
回に分けて行うようにしたので、Cuめっき被膜とセラ
ミック基板との密着強度を十分に高めることができて、
信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明をセミアディティブ法に適用した第1の
実施形態のセラミック回路基板の製造方法を示す工程図
【図2】加熱処理の効果を説明するための図
【図3】実施例、比較例、従来例におけるCuめっき被
膜とセラミック基板との密着強度を測定した結果を示す
【図4】本発明をサブトラクティブ法に適用した第2の
実施形態のセラミック回路基板の製造方法を示す工程図
【符号の説明】
11…アルミナ基板(セラミック基板)、12…1層目
のCuめっき被膜、12a…酸化層、12b…中間層、
13…めっきレジスト、14…2層目のCuめっき被
膜、15…エッチングレジスト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック基板の表面を粗化する工程
    と、前記セラミック基板の表面に無電解Cuめっきで1
    層目のCuめっき被膜を形成する無電解Cuめっき工程
    と、前記1層目のCuめっき被膜上に電解Cuめっきで
    2層目のCuめっき被膜を形成して導体層を形成する電
    解Cuめっき工程とを含むセラミック回路基板の製造方
    法において、 前記無電解Cuめっき工程から前記電解Cuめっき工程
    までの間に前記1層目のCuめっき被膜を加熱処理する
    一次加熱処理工程と、 前記電解Cuめっき工程以降に前記導体層を加熱処理す
    る二次加熱処理工程とを含むことを特徴とするセラミッ
    ク回路基板の製造方法。
JP5663697A 1997-03-11 1997-03-11 セラミック回路基板の製造方法 Pending JPH10256699A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110582166A (zh) * 2019-09-04 2019-12-17 广州陶积电电子科技有限公司 一种dbc与dpc结合的陶瓷板加工方法及陶瓷基板
CN113818061A (zh) * 2021-09-23 2021-12-21 镇江锦兴表面工程技术有限公司 一种用于陶瓷制品的表面电镀工艺

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