JPS5938314B2 - 厚膜ペ−ストのメツキ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は厚膜ペーストのメッキ方法に関し、詳しくは厚
膜回路基板の回路パターン形成等に適用される厚膜ペー
ストのメッキ方法に係る。

周知の如く、ＩＣやＬＳＩ等を実装する厚膜回路基板に
おいては、主として金ペーストを導体（回路パターン）
とし、ガラスセラミツクを絶縁基板として構成している
。

しかしながら、金ペーストは容易に半田に拡散するため
、半田付された導体の形成には適さない。このようなこ
とから、本発明者は先に金ペースト上に銅、ニツケル等
のメツキ膜を付着して、金ペーストの拡散バリアとする
方法（特願昭５３−４２９１号特開昭５４−９８９６３
号）を提案した。

この方法は絶縁基板上に互に独立した金ペーストパター
ンを形成した後、基板全面にＴｉ又はＣｒを蒸着し、さ
らにＣｕ又はＮｉを蒸着して前記各金ペーストパターン
の共通接続とする二重構造の金属蒸着膜を造る。次いで
、この金属蒸着膜全面に電気メツキ処理してメツキ膜を
付着した後、レジスト塗布、露光、現像処理して金ペー
ストパターン上の領域を除く部分が露出したレジストパ
ターンを作り、ひきつづき該レジストパターンをマスク
としてエツチングし、二層構造の金属蒸着膜及びメツキ
膜で拡散が防止された金パターンを形成する。しかＬな
がら、上記方法にあつては２回の蒸着処理やエツチング
処理を必要とするために高価な蒸着設備を要するばかり
か、工数が多大となり歩留り低下や作業能率の低下を招
く。

上述した方法の改善策として本発明者は絶縁基板上に互
に独立した複数の金ペーストパターンを形成すると共に
、それらのパターンを線状の金ペースト膜で共通接続し
、この線状金ペースト膜をメツキマスクで選択的に被覆
した後、電気メツキを施して各金ペーストパターン上に
半田に対して拡散し難いメツキ膜を付着し、ひきつづき
メツキマスクを除去し半田浴に浸漬して露出した線状金
ペースト膜を半田中に拡散してパターンを形成する方法
（特願昭５４−３２２６号（特開昭５５−９５３９２号
）を更に提案した。

この方法によれば、蒸着やエツチングの工程を省略でき
、大幅な工数短縮と歩留りの改善を図ることができるも
のの、金ペーストのパターン間を接続している線状金ペ
ースト膜を半田によつて拡散除去する迄は電気的な検査
をすることができない。その結果、半田付けの後不良個
所が見つかつた場合、半田付けの後からでは絶縁基板を
焼成することができないために、その不良個所を改質で
きず、かならずしも十分な歩留りの改善を図れない。こ
れに対し、本発明者は上記問題点を克服ずべく鋭意研究
を重ねた結果、絶縁基板上に形成される互に独立した複
数の金ペーストパターンを、メツキ液に浸されても基板
に対して接着力を失なわない金ペーストで構成し、一方
これらパターンを共通接続する線状又は帯状の金ペース
ト膜を、メツキ液に浸されると基板に対して接着力を失
なう金ペーストで構成することによつて、メツキ浴中に
浸漬してメツキ処理するに際して、金ペーストパターン
及び線状又は帯状の金ペースト膜にメツキ膜が付着され
ると共に、金ペーストパターンはメツキ液に浸されても
絶縁基板上に強固に接着されるが、パターンの共通接続
部としての金ペースト膜はメツキ液により絶縁基板に対
する接着力が失なわれることを究明した。

その結果、メツキ処理後の共通接続部としての金ペース
ト膜を機械的な手段等により簡単に剥離除去できること
によつて、極めて短縮された工程で、所定の互に独立し
た複数のパターンを形成できると共に、不良個所があつ
た場合でも簡便に改修して歩留りの著しい改善を図るこ
とができる厚膜ペーストのメツキ方法を見い出した。す
なわち、本発明は絶縁基板上に互に独立した複数の金ペ
ーストパターンを被着し、さらに該パターンに半田に対
して拡散し難いメツキ膜を被着してパターンを形成する
にあたり、上記絶縁基板上にメツキ液に浸されても接着
力を失なわない性質を有する互に独立した複数の金ペー
ストパターンを形成する工程と、これら金ぺーストパタ
ーンをメツキ液に浸されると接着力を失なう性質を有す
る線状又は帯状の金ペースト膜で共通接続する工程と、
メツキ処理を施して上記金ペーストパターン及び金ペー
スト膜に半田に対して拡散し難いメツキ膜を被着する工
程と、メツキ処理後、メツキ液によつて接着力を失なつ
た線状又は帯状の金ペースト膜を剥離除去せしめる工程
とを具備したことを特徴とするものである。

本発明で用いる絶縁基板としてはアルミナセラミツク基
板、ガラス基板等を挙げることができる。

なお、絶縁基板は被着される金ペーストパターン、線状
、帯状の金ペースト膜の種類によつて適宜選定すること
が望ましい。本発明における金ペーストパターンは金ペ
ーストとメツキ膜とにより所定の互に独立した複数のパ
ターンを形成する素材として利用することから、メツキ
処理後においても基板に対して強固に接着することが重
要であり、そのためメツキ液に浸されても接着力を失な
わない金ペーストで構成することが必要である。

かかる金ペーストとしてはそれ自体が絶縁基板に対して
接着力を失なわない場合と、絶縁基板上の特定な下地層
を介することにより基板に対して接着力を失なわない性
質を発揮させる場合と、がある。前者の金ペーストには
例えば硼珪酸鉛系ガラスフリツトを含む金ペースト等が
挙げられる。後者の金ペーストとしては、絶縁基板上に
硼珪酸鉛系ガラスを含む下地層を塗着し、この下地層を
介して被着される銅を接着用素材として含む金ペースト
（例えばＣｕＯを含むケミカルボンドペースト）等を挙
げることができる。本発明における線状又は帯状のペー
スト膜は互に独立した複数の金ペーストパターンを共通
接続して、それら金ペーストパターンにメツキ膜を被着
するのに利用するものであるが、基板上に金ペーストと
メツキ膜から成る互に独立した複数のパターンを形成す
ることからメツキ処理後、該線状又は帯状のペースト膜
は容易に除去されることが必要である。このため、本発
明では該金ペースト膜をメツキ液に浸されると基板に対
して接着力を失なう性質をもつペーストから構成してい
る。かかる金ペーストとしては、被着される絶縁基板の
種類に関係なくメツキ液に浸されると基板に対して接着
力を失なうものと、特定の絶縁基板を用いた場合にメツ
キ液に浸されると基板に対して接着力を失うものと、が
ある。前者の金ペーストとしては、例えば銀ペースト、
銀パラジウム、結晶化ガラス、鉛系珪酸ガラス、及びＢ
ａ，Ｃａ，Ｓｂの酸化物を含むガラスのうちの少なくと
も１種を含有した金ペースト等を挙げることができる。
後者の金ペーストとしてはアルミナセラミツク絶縁基板
に直接被着される銅を接着用素材として含む金ペースト
（例えばＣｕＯを含むケミカルボンドペースト）等を挙
げることができる。後者の金ペーストがメツキ液により
接着力を失なう挙動を説明すると、アルミナセラミツク
基板にケミカルボンドペーストを直接塗布し、焼成した
場合、該ケミカルボンドペースト中のＣｕと基板のアル
ミナとがＣｕアルミネートの結合物を形成してそれらが
相互に接着されるが、硫酸銅メツキ等のメツキ浴中に浸
するとＣｕアルミネート化合物中のＣｕが還元され、そ
の結果、ケミカルボンドペーストのアルミナセラミツク
に対する接着力が失なわれる。なお、上記線状又は帯状
の金ペースト膜で複数の金ペーストパターンを共通接続
するにあたつては、該金ペーストパターンを線状又は帯
状の金ペースト膜で完全に被覆しそれらパターン間を接
続してもよいし、複数の金ペーストパターンの一部分の
みを該金ペースト膜で覆つて最小限の電気的接続をとる
ようにしてもよい。また、この金ペースト膜を基板の側
面に被着して該基板土面に形成した金ペーストパターン
を共通接続してもよい。本発明におけるメツキ処理は複
数の金ペーストパターン上に・メツキ膜を被着す．るだ
けでなく該金ペーストパターンを共通接続する線状又は
帯状の金ペースト膜を絶縁基板に対して接着力を失なわ
せるのに利用するものである。かかるメツキ処理に用い
られるメツキ液としては、例えばピロリン酸銅メツキ液
、硫酸銅メツキ液、或いはピロリン酸ニツケルメツキ液
、硫酸ニツケルメツキ液等を挙げることができる。特に
、このメツキ液によりメツキ膜を析出させると同時に共
通接続部としての金ペースト膜を絶縁基板に対して接着
力を失なわせる観点から、ＰＨの低い硫酸銅メツキ液或
いは硫酸ニツケルメツキ液を用いることが有益である。
本発明においては、メツキ処理後の線状又は帯状の金ペ
ースト膜をサンドブラスト等の大がかりな除去装置を用
いずに、ナイフや接着テープなどにより簡便に剥離除去
できる利点を有する。つまり、メツキ液により金ペース
ト膜は絶縁基板に対する接着力が失なわれているため、
ナイフで該全ペースト膜の一部を剥がすことにより全体
を容易に剥離除去できる。また接着テープを用いる場合
は、金ペーストのメツキ膜に接着テープを付け、該テー
プを引ぱることによりその接着力により金ペーストを容
易に剥離除去できる。次に、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。

実施例 １ まず、第１図Ａ，ｂに示す如くアルミナセラミツク基板
１上に硼珪酸鉛系ガラスフリツトを５％含む厚膜金ペー
ストをシルク印刷法により被着して電気的に分離独立し
た複数の金ペーストパターン２・・・，２を形成し、さ
らに乾燥処理した。

つづいて、これら金ペーストパターン２・・・２にＣｕ
Ｏを主成分とするケミカルボンド金ペーストをそれらパ
ターン２・・・２を覆うように被着し、共通接続した。
この時、第２図Ａ，ｂに示ずようにケミカルボンド金ペ
ーストからなる金ペースト膜３は金ペーストパターン２
の上に被着されていると共に、パターン以外の領域では
アルミナセラミツク基板１上に直接被着されている。次
いで、金ペースト膜３のいずれかにメツキの陰極を接続
させた後、基板１を硫酸銅メツキ液中に浸し電気メツキ
処理を施して金ペースト膜３上に銅メツキ膜４を析出さ
せた（第３図Ａ，ｂ図示）。この時、アルミナセラミツ
ク基板１に直接接触している金ペースト膜部分はメツキ
液により基板１に対する接着力が失なわ槓接着強度は２
ｍ１Ｌのパツドで０．１１＜９以下となり、ナイフ、ゼ
ロテープ等で容易に除去できる程度になつた。その後、
基板１上の金ペースト膜部分をナイフで剥離除去したと
ころ、第４図Ａ，ｂに示すように半田に対して拡散し難
い銅で覆われ、互に分離独立した複数のパターン５・・
・５が得られた。実施例 ２ 第５図に示すようにアルミナセラミツ・ク基板１の上下
面全体に硼珪酸鉛系ガラスを含む下地層６，６を被覆し
た後、この下地層６，６にＣｕＯを主成分とするケミカ
ルボンド金ペーストをシルク印刷法により被着し、さら
に焼成して電気的に分離独立した複数の金ペーストパタ
ーン２ｔ・・２′を形成した。

つづいて、第６図に示すようにアルミナセラミツク基板
１の下地層６のない前方側面にケミカルボンド金ペース
ト膜３を被着し、さらに該ペースト膜３′から基板１の
下地層上の金ペーストパターン２ｔ・・２′を共通接続
した。次いで、金ペースト膜３′のいずれかにメツキの
陰極を接続させた後、基板１を硫酸銅メツキ液中に浸し
電気メツキ処理を施して金ペースト膜３／上に銅メツキ
膜４′を析出させた。この時、基板１の上下面に下地層
６，６を介して被着された金ペーストパターン２ｔ・・
２′はメツキ液により接着力が失なわれることなく、所
定の接着強度を有していたが基板１の側面に直接被着さ
れた金ペースト膜３′はメツキ液により接着力が失なわ
れた。ひきつづき、基板１の側面に被着された金ペース
ト膜３′部分をナイフで剥離除去したところ、第７図に
示すように半田に対して拡散し難い銅で覆われ、互に分
離独立した複数の出ヵ端子パターン５′・・・５１が得
られた。その後、第８図に示す如くパターン５′・・・
５′に半田付けしリードフレーム７・・・７を接続した
ところ、良好にリードフレーム７・・・７を接続できた
。以上詳述した如く、本発明によれば極めて短縮された
工程により半田に対して拡散し難いメツキ膜で覆われた
互に独立した複数の出力端子パターン等のパターンを形
成できると共に、メツキ後に不良個所があつた場合でも
簡便に改修して歩留りの著しい改善を図ることができる
厚膜ペーストのメツキ方法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，ｂ〜第４図Ａ，ｂは本発明の実施例１におけ
るパターン形成工程を示すもので、第１図ａ〜第４図ａ
は平面図、第１図ｂは第１図ａの１−１断面図、第２図
ｂは第２図ａの−断面図、第３図ｂは第３図ａの一断面
図、第４図ｂは第４図ａの−断面図である。 第５図〜第８図は本発明の実施例２におけるパターン形
成工程を示す斜視図である。１・・・・・・アルミナセ
ラミツク基板、２，７・・・・・・金ペーストパターン
、３，３Ｉ・・・・・・金ペースト膜、４，１・・・・
・・銅メツキ膜、５，５７・・・・・・パターン、６・
・・・・・下地層、７・・・・・・リードフレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁基板上に互に独立した複数の金ペーストパター
   ンを被着し、さらに該パターンに半田に対して拡散し難
   いメッキ膜を被着してパターンを形成するにあたり、上
   記絶縁基板上にメッキ液に浸されても接着力を失なわな
   い性質を有する互に独立した複数の金ペーストパターン
   を形成する工程と、これらの金ペーストパターンをメッ
   キ液に浸されると接着力を失なう性質を有する線状又は
   帯状の金ペースト膜で共通接続する工程と、メッキ処理
   を施して上記金ペーストパターン及び金ペースト膜に半
   田に対して拡散し難いメッキ膜を被着する工程と、メッ
   キ処理後、メッキ液によつて接着力を失なう線状又は帯
   状の金ペースト膜を剥離除去せしめる工程とを具備した
   ことを特徴とする厚膜ペーストのメッキ方法。 ２ メッキ液に浸されても接着力を失なわない性質を有
   する金ペーストが、硼珪酸鉛系ガラスフリットを含む金
   ペーストであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の厚膜ペーストのメッキ方法。 ３ メッキ液に浸されても接着力を失なわない性質を有
   する金ペーストが絶縁基板状に被覆された硼珪酸鉛系ガ
   ラスを含む下地層を介して形成される銅を接着用素材と
   して含む金ペーストであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の厚膜ペーストのメッキ方法。 ４ メッキ液に浸されると接着力を失なう性質を有する
   金ペーストが、銀ペースト、銀パラジウム、結晶化ガラ
   ス、鉛系珪酸ガラス、及びＢａ、Ｃａ、Ｓｒの酸化物を
   含むガラスのうちの少なくとも１種を含有した金ペース
   トであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   厚膜ペーストのメッキ方法。 ５ メッキ液に浸されると接着力を失なう金ペーストが
   、アルミナセラミックの絶縁基板上に直接形成された銅
   を接着用素材として含む金ペーストであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の厚膜ペーストのメッキ
   方法。 ６ 線状又は帯状の金ペースト膜を絶縁基板の側面に形
   成せしめることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ４項又は第５項いずれか記載の厚膜ペーストのメッキ方
   法。 ７ 半田に対して拡散し難いメッキ膜が銅又はニッケル
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の厚
   膜ペーストのメッキ方法。