JPS62193102A - セラミツク配線基板の製法 - Google Patents

セラミツク配線基板の製法

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JPS62193102A
JPS62193102A JP61035767A JP3576786A JPS62193102A JP S62193102 A JPS62193102 A JP S62193102A JP 61035767 A JP61035767 A JP 61035767A JP 3576786 A JP3576786 A JP 3576786A JP S62193102 A JPS62193102 A JP S62193102A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、電子基材として使用されるセラミック配線
基板の製法に関する。
〔背景技術〕
抵抗層を含むセラミック配線基板を作る方法として、従
来、焼結されたセラミック基板上にAg/Pd等を主成
分とする貴金属ペーストをスクリーン印刷等によって印
刷し、それとともに、酸化ルテニウムを主成分としたフ
リット入りの抵抗体ペーストをもスクリーン印刷等によ
って印刷して、600〜1000℃程度の温度で焼成し
、回路と抵抗層とを形成する方法が一般的である。また
、セラミック配線基板が多層配線基板である場合には、
焼結したセラミック基板上に、Ag/Pd、 Ag/P
t、 Au等の貴金属微粉末をガラスフリット有機ビヒ
クルと混合して形成した導体ペーストと、ガラスが主成
分である誘電体ペーストとを交互に印刷、焼成して、導
体層と絶縁層とを交互に積層し、それとともに、所望の
4体層上に、前記抵抗体ペーストをスクリーン印刷等で
印刷し、焼成して抵抗層を形成する方法が一般的である
。しかし、これらの方法は、スクリーン印刷等の方法に
よって回路を形成するものであるため、微細配線の形成
が困難であり、また、貴金属を用いているためコストが
高くなってしまう。また両方法ともペーストにガラス質
を含むため、はんだ付着性が劣り、不良品が出やすく、
使用時に故障をおこしやすい等の欠点がある。
〔発明の目的〕
この発明は、微細配線が可能で配線抵抗が小さく、かつ
、抵抗層を含んだセラミック配線基板を低コストで得る
ことができる製法を提供することを目的としている。
〔発明の開示〕
以上の目的を達成するため、この発明は、セラミック基
板の表面にメタライジング法によって金属層を形成する
工程と、この金属層を含むセラミック基板上の回路の所
望の位置に抵抗体ペーストを印刷、焼成して抵抗層を形
成する工程とを含んでいるセラミック配線基板の製法を
要旨としている。
以下に、この発明を、そのプロセスの一実施例をあられ
す第1図に従って、くわしく説明する。
■ 焼結したセラミック基板を準備する。焼結基板の材
質としては、アルミナ、フォルステライト、ステアタイ
ト、ジルコン、ムライト、コージライト ジルコニア、
チタニア等の酸化物系セラミックを主として用いるが、
炭化物系、および、窒化物系セラミックも使用できる。
このようなセラミック基板の表面を、必要に応じてリン
酸を用いて粗化処理する。この処理は、この発明に必ず
しも必要なものではないが、このようにセラミック基板
表面を粗化した上に金属層を形成すれば、いわゆるアン
カー効果によって、セラミック基板と金属層との間の密
着性を向上できるのである。
■ 金属層を基板上に形成させる。金属層は、化学めっ
き、蒸着、スパッタリングおよびイオンブレーティング
法の中から選ばれたいずれか1つの方法によって行うこ
とにより、形成される。化学めっきは公知のセンシタイ
ジングーアクチベーション法を用いて、セラミック基板
表面に金属パラジウムを析出させ、表面を活性化する。
つぎに、化学銅または化学ニッケルめっき浴に前記セラ
ミック基板を浸漬し、銅またはニッケルの金属層を形成
させる。蒸着、スパッタリングあるいはイオンブレーテ
ィングなどの気相法も通常の方法で金属層を形成させる
。また、前記気相法では、セラミック基板との密着力を
増すため、第1工程でCrまたはTiの金属層を形成し
、その上に第2工程として銅またはニッケルの金属層を
形成させる方法と、400℃程度に加熱された粗化済の
セラミック基板−Fに第1工程でCrまたはTiの金属
層を形成し、その上に第2工程として銅またはニッケル
の金属層を形成させる方法とがある。
■ 必要に応じ、電解めっきを行う。前記化学めっきあ
るいは気相法では、1〜数μmの薄い金属層しか形成で
きないので、必要とする金属層の厚みが厚い場合、前記
化学めっきまたは気相法により金属層を形成させたのち
、この電解めっきによって銅あるいはニッケル層を形成
すればよい。
■ 必要に応じ、エツチングによる回路形成を行う。化
学めっき、気相法またはその上への電解めっきによって
直ちに必要な回路が形成される場合もあるが、全面めっ
き等の場合は、エツチングによる回路形成を行うのであ
る。回路形成法は、一般に用いられている方法による。
この方法によると、従来世の中になかった配線抵抗の小
さい卑金属4体により、線幅、線間隔30μmという微
細パターンを形成することが可能となる。
■ 必要に応じ、金属層が形成されたセラミック基板を
加熱処理する。処理温度は200〜1000℃の範囲内
であることが好ましく、350〜700℃の範囲内であ
ることがより好ましい。処理時間は特に限定されないが
、1〜10分程度行えばよい。加熱処理は、全面めっき
終了後に行ってもよいし、エツチングによる回路の形成
後に行ってもかまわない。
■ 作成されるセラミック配線基板が単層である場合に
は、以上の工程で金属層が形成されたセラミック基板上
に、抵抗体ペーストを印刷した後、これを乾燥、焼成し
て、抵抗層を形成する。抵抗体ペーストとしては、Sn
もしくはLaB5系等の抵抗体成分を、Si、 Ca、
 AI等の酸化物を含むガラスや有機系ビヒクル等と混
合してペースト化したもの等、通常この用途に用いられ
ているものを使用することができる。乾燥、焼成の条件
は特に限定されないが、たとえば、つぎのような条件が
−・般的である。すなわち、スクリーン印刷等でセラミ
ック基板上に印刷された前記抵抗体ペーストを、50〜
200℃で乾燥したあと、成分中のガラスフリットがセ
ラミック基板に溶融接合する温度(好ましくは500〜
1100℃1より好ましくは600〜950℃の範囲)
で焼成を行えばよいのである。なお焼成時には、メタラ
イジング法によって形成された前記金属層が酸化される
ことを防くため、非酸化性雰囲気で焼成を行うことが好
ましい。
■ 必要に応じて抵抗層の1−リミングを行う。
トリミングの方法としては、種々の方法があるが、たと
えば、アブレノシブトリミング、レーザートリミング等
の方法がある。そして、その中でも、高速処理が行え、
高性能なレーザートリミングがこの発明に好ましいもの
としてあげられる。
作成されるセラミック配線基板が多層配線基板である場
合には、前記■までの工程で金属層が形成されたセラミ
ック基板上に、以下の■、■の工程により、絶縁層およ
び導体層を積層して前記金属層と導体層によって回路を
形成し、それとともに、この回路の所定の位置、すなわ
ち、前記金属層および導体層のいずれかに、前記抵抗体
ペーストを印刷した後、これを乾燥、焼成して、抵抗層
を形成する。この抵抗層には、必要に応じて、先の場合
と同様、トリミングを行うこともできる。
■ 金属層が形成された前記セラミック基板上に、誘電
体ペーストを印刷した後、これを乾燥2焼成して、絶縁
層を形成する。誘電体ペーストとしては、ガラス等のm
 <’tJ末を有機系ビヒクルと混合してペースト化化
したもの等、通常この用途に用いられているものを使用
することができる。乾燥、焼成の条件は特に限定されな
いが、たとえば、つぎのような条件が一般的である。す
なわち、スクリーン印刷等でセラミック基板上に印刷さ
れた前記誘電体ペーストを、50〜200℃で乾燥した
あと、ガラスフリットがセラミック基板に溶融接合する
温度(好ましくは500〜1100℃1より好ましくは
600〜950℃の範囲)で焼成を行えばよいのである
。なお焼成時には、メタライジング法によって形成され
た前記金属層が酸化されることを防ぐため、非酸化性雰
囲気で焼成を行うことが好ましい。
■ 絶縁層上に導体ペーストによって所定の回路を印刷
した後、これを乾燥、焼成して、導体層を形成する。導
体ペーストとしては、金属等の微粉末を有機系ビヒクル
と混合してベース1−化したもの等、通常この用途に用
いられているものを使用することができる。乾燥、焼成
の条件は特に限定されないが、たとえば、つぎのような
条件が一般的である。すなわち、スクリーン印刷等で絶
縁層上に印刷された前記導体ペーストを、50〜200
℃で乾燥したあと、ペースト中のガラスフリソ[・が前
記絶縁層に溶融接合する温度(好ましくは500〜11
00℃、より好ましくは600〜950℃の範囲)で焼
成を行えばよいのである。
なお焼成時には、メタライジング法によって形成された
前記金属層が酸化されることを防ぐため、非酸化性雰囲
気で焼成を行うことが好ましい。
以上の工程を繰り返して行い、セラミック基板上に必要
とする数だけの絶縁層、導体層および1氏抗層を交互に
形成すれば、セラミック多層配線基板が得られる。
以上のように、この発明のセラミック配線基板の製法に
よれば、従来世の中になかった配線抵抗の小さい卑金属
導体を使用することにより、線幅、線間隔30μmとい
うi散細パターンを形成することが可能となり、しかも
、抵抗層を含むセラミツク配線基板を低コストで得るこ
とが可能となるつぎに、この発明にかかるセラミック配
線基板の製法についての実施例を説明する。
(実施例1) 焼結セラミック基板として、96%アルミナ基板を使用
し、リン酸によってその表面を粗化処理したあと、充分
に洗浄して、乾燥させた。乾燥後、アルミナ基板の表面
に、化学めっきによって厚み5μmの銅層を形成した。
このものを、窒素雰囲気中で700℃の加熱処理を施し
たあと、エツチングを行い、線幅、線間隔50μmの回
路を形成した。この回路の抵抗値を測定したところ、表
面抵抗で1mΩ/口であった。このセラミック基板上に
誘電体ペーストと、導体ペーストであるCuペーストと
を交互にスクリーン印刷し、乾燥、焼成して、セラミッ
ク多層配線基板を得た。なお、両ペーストの焼成は、そ
れぞれ、窒素雰囲気中。
850℃の条件で行った。
得られたセラミック多層配線基板最上部の導体層上に、
抵抗体ペーストをスクリーン印刷し、乾燥後、窒素雰囲
気中850℃の条件で焼成を行い、抵抗層を形成した。
このあと、この抵抗層に対し、レーザートリマーによっ
てトリミングを行い、所定の抵抗値とした。
得られたセラミック多層配線基板の最上部の導体層とセ
ラミック基板との密着力、および、最上部の導体層とそ
の上に形成された抵抗層との密着力を測定したところ、
それぞれ、2.0〜3.0 Kg/am”と非常に高い
値を示した。また、前記最上部の導体層の抵抗値を測定
したところ、表面抵抗で2mΩ/口であった。
(実施例2) 焼結セラミック基板として、96%アルミナ基板を使用
し、リン酸によってその表面を粗化処理したあと、充分
に洗浄して、乾燥させた。乾燥後、アルミナ基板の表面
に、化学めっきによって銅層を形成したあと、さらに、
電解めっきによって金属銅の厚付けを行い、厚み10p
mの金属層を形成した。このものを、窒素雰囲気中で3
50 ”Cの加熱処理を施したあと、エツチングを行い
、線幅、線間隔50μmの回路を形成した。この回路の
抵抗値を測定したところ、表面抵抗で1mΩ/口であっ
た。このセラミック基板上に、抵抗体ペーストをスクリ
ーン印刷し、乾燥後、窒素雰囲気中850℃の条件で焼
成を行い、抵抗層を形成した。このあと、この抵抗層に
対し、レーザートリマーによってトリミングを行い、所
定の抵抗値とした。
得られたセラミック配線基板上の金属層の抵抗値を測定
したところ、表面抵抗で1mΩ/口であった。また、得
られたセラミ・ツク配線基板上の金属層と抵抗層との密
着力を測定したところ、2.0〜3.0 Kg/ am
” と非常に高い値を示した。
(実施例3) セラミック基板として、92%アルミナ基板を使用し、
金属層形成後の加熱処理温度を500℃とした以外は、
実施例Iと同様にしてセラミック多層配線基板を得た。
得られたセラミック多層配線71¥板の最上部の導体層
とセラミック基板との密着力、最上部の導体層とその上
に形成された抵抗層との密着力、ならびに、金属層およ
び基板最上部の導体層の抵抗値を測定したところ、実施
例1とほぼ同様の結果が得られた。
(実施例4) セラミック基板として、92%アルミナ基板を使用し、
抵抗体ペーストの焼成温度を900℃とした以外は、実
施例2と同様にしてセラミック配線基板を得た。得られ
たセラミック配線基板上の金属層と抵抗層の密着力およ
び金属層の抵抗値を測定したところ、実施例2とほぼ同
様の結果が得られた。
(実施例5) セラミック基板として、99%アルミナ基板を使用し、
金属層形成後の加熱処理温度を500 ’Cとした以外
は、実施例2と同様にしてセラミック配線基板を得た。
得られたセラミック配線基板上の金属層と抵抗層の密着
力および金属層の抵抗値を測定したところ、実施例2と
ほぼ同様の結果が得られた。
〔発明の効果〕
ごの発明のセラミック配線基板の製法は、以上のように
構成されており、メタライジング法によって、従来世の
中になかった配線砥抗の小さい卑金属導体を線幅、線間
隔30μmという微細パターンに形成することが可能と
なり、しかも、抵抗層を含むセラミック配線基板を低コ
ストで得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかるセラミック配線基板の製法の
プロセスの一例をあられすブロック図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セラミック基板の表面にメタライジング法によっ
    て金属層を形成する工程と、この金属層を含むセラミッ
    ク基板上の回路の所望の位置に抵抗体ペーストを印刷、
    焼成して抵抗層を形成する工程とを含んでいるセラミッ
    ク配線基板の製法。
  2. (2)形成された抵抗層をトリミングする工程をも含ん
    でいる特許請求の範囲第1項記載のセラミック配線基板
    の製法。
  3. (3)セラミック配線基板が、金属層上に誘電体ペース
    トと導体ペーストとを交互に印刷、焼成してなる絶縁層
    と導体層とが積層されたセラミック多層配線基板である
    とともに、前記導体層が回路の一部となるものである特
    許請求の範囲第1項または第2項記載のセラミック配線
    基板の製法。
  4. (4)金属層を形成したあと、200〜1000℃で加
    熱処理を行う特許請求の範囲第1項から第3項までのい
    ずれかに記載のセラミック配線基板の製法。
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