JPS63110688A - セラミツクプリント配線板 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はセラミックプリント配線板に関し、詳しくは配
線パターン（配線部）とセラミック基板とが強１羽に接
着したセラミックプリント配線板に関する。

（従来の技術） １８式めっき法にて作製されるセラミックプリント配線
板において、湿式めっき法により形成される配線パター
ンとセラミック基板との間に強固な１１７）を得るため
に、あらかしめセラミック基板表面を適度にｉｌｌ而化
面理した後に湿式めっきを行うことが提案されている。

例えば弗化水素酸、塩化水素酸、硫酸などの水素酸の水
溶液にセラミックＪ１１．仮を一定時間浸漬処理する方
法、溶巖したアルカリ金属化合物を用いた表面粗面化法
（特開昭６０−１６８８５号公報、特Ｕｉｌ昭６０−１
６８８６号公報）が挙げられる。

（発明が解決しようとする問題点） 水素酸水の溶液によるｉｌｌ而化面理においては、弗化
水素酸をのぞき↑１１面化程度は極めて小さく接着が充
分に強固とならない、また弗化水素酸の場合には、セラ
ミック基板表面に微）、１残存する弗素イオンによりセ
ラミック基板」−の金属反収の腐食が生じることが知ら
れている （　Ｊ、Ｅｌｅｃｔｒｏ　ｃｈｅｍ、ｓｏｃ、、１２０
巻、１５＋８頁（１９７３））。

アルカリ金属化合物での粗面化処理においては水酸化物
、炭酸塩、硝酸塩、およびこれらの混合物については例
示されているが、充分な粗面化ができ、強固な接着が得
られるのは、水酸化物たけである。アルカリ金属水酸化
物を用いた場合には、強固な接？′ｔが得られるｉｌｌ
而化面得られるがセラミ、クツ、を板自体の脆化を伴う
欠点を有しており、ＩＩＩ而化面微小で深い９触を伴っ
て行われ、該ｆｉｔ而化表化表面線パターン間に残留し
た触媒の除去が、Ｉｔ常に困難となる欠点を有している
。セラミック基板への触媒付与は絶縁物であるセラミッ
ク基板に無電解めっきを行うために必須である。しかし
、微小で深い浸触部に残留した触媒はセラミ、クツ、（
板の表面抵抗率を下げ配線パターン間の電気絶縁性を著
しく阻害する。アルカリ金属水酸化物を用いてｉｌ１面
化処理されたセラミック基板−にに形成された湿式めっ
き法による配線パターン間の触媒を充分に除去するため
に、湿式めっき法の配線パターン形成工程の最終段階で
ある触媒除去工程において化学的に活性の高い薬液に長
時間セラミック基板を浸漬する必要があるので配線パタ
ーンはその間に過エツチングを受け、パターン解像力が
著しく低下する等、アルカリ金属水酸化物でのセラミッ
ク基板の粗面化は種々の問題点を何している。配線パタ
ーンとセラミック）、（板との強固な接首力を有して、
かつ基板に過大な損傷のない、また付すされた触媒の除
去が容易である湿式めっき法によるセラミックプリント
配線板を得ることは従来至難であった。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、このような前記、従来技術の問題点を解
決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の処理剤によ
るセラミック基板の粗面化処理をすることで、従来の問
題点を解決することができた。すなわち、本発明は、セ
ラミックプリント配線板において、セラミック基板のプ
リント配線される側の面が、５００倍〜１０００倍の走
査型電子顕微鏡で観察したときに凸部が細長い稜線で形
成され四部が不定形であるように粗面化されたセラミッ
ク基板であることを特徴とするセラミックプリント配線
板である。

第１図と第２図に本願発明の粗面化されたセラミック基
板を示した。第３図と第４図に従来のアルカリ水酸化物
により粗面化されたセラミック７□（板を示した。第５
図と第６図に粗面化処理されていないセラミック基板を
示した。（各２０００〜５０００倍の走査型電顕写真で
ある）。本願発明による粗面化されたセラミック基板は
図かられかるようにその粗面化状態が、凸部が細長いも
のでその長辺と短辺の比が３以上さらには５以上のあた
かも連山の稜線の如き様相を示すものであり、凹部はそ
の稜線の下に広がる連山の斜面または谷の様相を示す不
定形のものである。これにくらべて、従来技術のアルカ
リ水酸化物による粗面化状態は、凸部は円形または正方
形または多角形に近い柱状物の頭部に似た形状であり凹
部は凸部と凸部間のすき間となっている様相を示し該凹
部がその開口部においてせまい面積をイｆしているもの
からなるものであることがわかる。さらに本願発明のｍ
重化状態はその凹部の開口部において実質上０．３μ以
上さらには０．５μ以上の幅を仔しているものであり、
０．３μ未満さらには０．１μ以下の幅の開口部がほと
んど見られず、またセラミツクツ、ζ板を形成している
粒子と粒子の界面と粗面化の凹部とがほとんど識別でき
ない状ｇである。これにくらべて第３図、第４図かられ
かるように従来技術の粗面化状態は、セラミック基板を
形成している粒子と粒子の界面と粗面化によって形成さ
れた凹部は明確に差があり、その粗面化は粒子側々の表
面がｉｌｌ而化面により粒子を構成している結晶と考え
られる微小構成物間の界面をｔ２触したように、凹部の
開口部がきわめて狭いものであることがわかり、該凹部
の開口部はほとんど０．３μ未満の幅のものであり、凸
部形状は長辺と短辺の比が１に近い形状のものであるこ
とがわかる。

本願発明の粗面化状態を適格を表現するのは困難ではあ
るが、あえて表現すると氷を無定形に破砕したものの集
合体状、または、牡蛎殻を破砕したものがその薄い部分
で積層された集合体状等が挙げられるが、いずれも粗面
化状態をＪＪ査へり電ｒ顕微鏡の５００〜１００００倍
で観察したときの本発明の状態を表現するものである。

セラミック基板はその種類、純度、構成粒子の大きさ、
その構成粒子の大きさの分Ａ１１　さらに構成粒子を＋
１カ成している結晶の大きさ分布が異なるが、本願発明
においては凹部の大きさまたは広さは、結晶の大きさに
依存せず構成粒子の大きさに依存していると考えられる
状態であるのに対し、従来技術のアルカリ水酸化物によ
る粗面化においては微小幅の凹部が形成され結晶の大き
さに強く依存し構成粒子の大きさには依存しない状態で
ある。

本願発明におけるセラミック基板のｔｎ面化方法として
、下記に示す処理方法が例として挙げることができる。

■　温度範囲がＯ″Ｃ〜２００″Ｃの二酸化硫黄のガス
を基板に吹付ける方法、またはこのガス中にセラミック
基板を置く方法。

■　温度範囲がＯ℃〜１００℃の二酸化硫黄を含有する
発煙硫酸にセラミック基板を浸漬する方法。

■　温度範囲が２９０℃〜３１５℃の二酸化硫黄を分解
生成している硫酸にセラミック基板を浸漬する方法、ま
たは常温の硫酸に浸漬後、２９０℃以上に加熱する方法
。

■　分解生成物として三酸化硫１′１７を生成する二硫
酸のアンモニウム塩、および金属塩の！１１独または二
Ｉ・■以−りの混合物の溶融塩にセラミック基板を浸漬
する方法。ここでいう二硫酸の金属塩とは、ナトリウム
、カリウム、マグネ／ラム、カルシウム、バリウム、銀
、鉄などの金属塩である。

■　分解生成物として三酸化硫黄を生成する金属二硫酸
塩の単独または二種以上の混合物の水溶液にセラミック
基板を侵イを後、水分を除去するために加熱した後さら
に溶融するに充分な温度で加熱する方法。

■　分解生成物として三酸化硫黄を生成する硫酸の金属
塩の無水物または水和物の単独または二種以上の混合物
をセラミ’７り基板に付着させ、加熱する方法。ここで
いう硫酸の金属塩とは、亜鉛、ニッケル、マグネ／ラム
を代表とする二価金属塩をいい、水和物としては７水塩
が最も好ましい。

本発明におけるセラミック基板の組成は酸化物系、非酸
化物系であるかを問わない。代表例を挙げれば、アルミ
ナ、ケイ酸塩、ベリリア、チタン酸塩、ジルコニア、マ
グネシア、カルシア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、
あるいはこれらの混合物などである。アルミナまたはア
ルミナを主成分とする基板に対して本発明は好ましく適
用される。本発明における湿式めっきとは、銅、ニッケ
ル、コバルト、錫、鉛、銀、金、白金などの金属、およ
びこれらの合金の無電解めっきを含む公知のあらゆる無
電解めっきおよびこれらの無電解めっき皮膜を最下層と
して、さらにその上に施す同一金属あるいは他金属の無
電解めっきあるいは電気めっき、さらにめっき皮膜中に
有機あるいは無機の分散粒子をふくむ分散めっきなどを
いう。

厚膜プリント配線板においても、本発明のセラミック基
板は好ましく適用することができる。

本発明におけるセラミ’７り基板上へのパターン形成法
としては以下の方法を例示することができあ３゜ （１）　　サブトラクティブ法１：セラミック基板全面
に湿式めっきを施し、湿式めっき皮膜−Ｌにレジスト皮
膜（ポジ）が形成し、エンチングによりレジスト皮膜で
２１ｆｆｉ　Ｉｎされた部分以外を溶融除去した後にレ
ノスト皮膜を７１１離し、配線パターン間の触媒を除去
する方法。

■　サブトラクティブ２：セラミック基板全面に湿式め
っきを施し、湿式めっき皮膜」−にレジスト皮膜（ボッ
）を形成し、エンチングによりレジスト皮膜で被覆され
た部分以外を溶解除去した後に配線パターン間の触媒を
除去し、レジスト皮膜を剥離する方ｌ太　。

に３）　　セミアディティブ法：セラミ、クツ、（板全
面に薄く湿式めっきを施し、湿式めっき皮膜−１−にレ
ジスト（ネガ）皮膜を形成、レノスト皮膜で被覆された
部分以外にさらに電気めっきを施し２堡かつ十分な膜厚
を得た後にレノスト皮膜を７１１離し、レジスト皮膜で
被覆されていた薄い湿式めっき皮膜を溶解除去した後に
配線パターン間の触媒を除去する方法。

（４）　　フルアディティブｌ太１：セラミノクノ、ｌ
ｉ板（こ配線パターン状に触媒を付与し、触媒上のみに
湿式めっきを施す方法。

う）　フルアディティブ法２：セラミック基板全面に触
媒を付与し、さらに配線パターン部分のみを触媒活性化
し、活性化された部分のみに湿式めっきを施した後に配
線パターン間の触媒を除去する方法。

（６）　　フルアディティブ法３：全面に触媒を付（メ
されたセラミック基板−Ｌに永久レジスト（ネガ）皮膜
を形成し、レジスト皮膜で被覆された部分以外に湿式め
っきを施す方法。

（′７）　　フルアディティブ法４：全面に触媒を付′
ｊされたセラミック基板−Ｌユにレジスト（ネガ）皮膜
を形成し、レジスト皮膜で被覆された部分以外にｌ１１
式めっきを施した後にレジスト皮膜を７ＩＩ　ｍし、配
線パターン間の触媒を除去する方法。

以下に実施例により本発明の詳細な説明するが本発明は
これら実施例に限定されるものではない。

［実施例１コ アルミナを９６％含イｆする縦５０．８．■、横５０．
８ｍｍ、厚さ０．６５．、の白色セラミ、り基板を４２
５℃の二値酸ナトリウム溶融塩に１０分間浸漬し、放冷
後充分に水洗した。この処理）、（仮に触媒付与剤Ｈ８
１０１Ｂｃｒ１立化成工″Ｌｔｌ′ＪＪ］を用いてパラ
ジウム触媒を付与し、促進化剤Ａ　Ｄ　Ｐ２０１　［ｒ
ｌｌ：／：化成工業ｔｌｔｌ　］を用いて促進化後、無
電解ｆｐ４　メツ：！ｓ　ｔ＆ＣＵ　Ｓ　Ｔ　２０１　
［：　ｒ、Ｉ　Ｖ’１．化成’Ｊｌ’Ｊ卸コに室温にて
１時間）、ｒ、板を浸？＋’ｊ　Ｌ／　Ｎセラミック基
板全面に無電解鋼めっきを０．６μｍ付けた。

次に、ドライフィルム法により直径２−■の円形のレノ
スト膜（ネガパターン）を形成し、露出している！！！
（電解鋼めっき皮膜上に酸性硫酸鋼めっき浴を用いて電
気銅めっきを１５μｍ付け、レジスト２＋１　ｍｉ後、
レジストに覆われていた無電解銅めっき部分を、硫酸・
過酸化水素系エツチング液（硫酸１４重量％、過酸化水
素５重量％）でエツチングして直径２嘗−の円形パッド
を得た。さらに１０重量％の塩化第二銅水溶液にセラミ
ック基板を浸漬し表面に残留している触媒を除去した。

次いで直径０．８．、の錫めっき銅線を共晶半田にて円
形パッド」−に半［口付けし、錫めっき銅線セラミック
基板と垂直方向に引張りその接着強度を−ＩＩ＋定した
。

セラミ・ｌり基板の脆化については上記試験において円
形パッドを引き剥がす際にセラミック基板が割れる確率
により判定した。触媒除去に容易さについては、１０重
量％の塩化第二銅水溶液にセラミックツλ板を１０秒間
浸漬した後のセラミック基板表面の色調およびセラミッ
ク基板表面の色調がセラミック基板本来の明白色となる
に必要な浸漬時間より判定した。第１表に接着強度、セ
ラミック基板の割れ確率（脆化）、塩化第二銅水溶液に
１０秒間浸漬した後のセラミック基板表面の色調および
セラミック基板表面の色調がセラミック基板本来の明白
色となるに必易な２Ａ　清時間を示した。

［実施例２］ アルミナを９６％含ａする白色セラミック基板（前出）
の全面に硫酸亜鉛と水和物の粉末を塗布した後、７λ板
を８００℃で１０分間加熱した後、室温まで冷却し充分
に水洗した。次いで、この処理基板に実施例１と同じ方
法に従って直径２１の円形パッドを形成し、セラミック
基板とめっき皮膜との接着強度、円形パッドを引き剥が
す際にセラミック基板が割れる確率、１０重量％の塩化
第二銅水溶液にセラミック基板を１０秒間浸♂ｔした後
のセラミ・ツク基板表面の色調およびセラミック基板表
面の色調がセラミ１り基板本来の明白色となるに必要な
浸漬時間を測定した。第１表に接着強度、セラミック基
板の割れ確率（脆化）、塩化第一銅水溶液に１０秒間浸
漬した後のセラミック基板表面の色調およびセラミンク
基板表面のセラミック基板本来の明白色となるに必要な
１）：　ＩＬ’ｉ時間を示した。

［比較例１コ アルミナを９６％含有する白色セラミック基板（前出）
を５０重量％水酸化ナトリウム水溶液に室温にて１０分
間浸漬した後、１５０℃で１０分間加熱することにより
水分を除去し、その後４５０℃にて１５分間加熱処理を
行った。さらに室温まで放冷後、１０重量％の硫酸で中
和した。

次いで、この処理基板に実施例１と同じ方法に従って直
径２■■の円形パッドを形成し、セラミツクツλ板とめ
っき皮膜との接着強度、円形パッドを引き２１１かす際
”にセラミック基板が割れる確率、１０重量％の塩化第
二銅水溶液にセラミック基板を１０秒秒間２漬した後の
セラミック基板表面の色調およびセラミック基板表面の
色調がセラミツクツ、（板木束の明白色となるに必要な
浸漬時間を測定した。第１表に接着強度、セラミック基
板の割れ確率（脆化）、塩化第二銅水溶液に１０秒間浸
γ、′ｔした後のセラミック基板表面の色調およびセラ
ミック基板表面の色調がセラミック基板本来の明白色と
なるに必要な浸漬時間を示した。セラミック基板表面の
色調がセラミック基板木来の明白色となっり時点では、
既にセラミック基板−にの円形ハツトの大部分が溶解し
、原形をとどめていた円形パッドは全体の１５％にすぎ
なかった。

［比較例２］ アルミナを９６％含有する白色セラミック基板（前出）
を５５％弗化水素酸に室温にて４０分間浸漬した後、十
分に水洗した。次いで、この処理ノ１（板に実施例１と
同じ方法に従って直径２ＩＩＩＩの円形パッドを形成し
、セラミツクツλ板とめっき皮膜とのｔｆｎ強度、円形
パッドを引き７１１がす際にセラミック基板が割れる確
率、１０重量％の塩化第二銅水溶液にセラミック基板を
１０秒間浸漬した後のセラミック基板表面の色調および
セラミック基板表面の色調がセラミック基板本来の明白
色となるに必要な浸漬時間を測定した。第１表に接着強
度セラミック基板の割れ確率（脆化）、塩化第二銅水溶
液に１０秒間浸漬した後のセラミック六℃板表面の色調
およびセラミック基板表面の色調がセラミック基板本来
の明白色となるに必要な浸漬時間を示した。セラミック
基板表面の色調がセラミック基板本来の明白色となった
時点では、セラミック基板上の円形パッドの８５％が原
形をとどめていた。しかし、円形パッドの直径は過工、
チングのため約３０ｔ１ｍ小さくなった。

以下余白 （発明の効果） 本発明のセラミックプリント配線板はセラミツクツ、（
板と配線パターン間に強固な接若力を汀し、セラミ’７
り基板の脆化を伴っていないためセラミック基板自体の
強度は低下せず、なおかつ配線パターン間の高い電気絶
縁性と高解像力をも兼備するという大きな長所をもつ。

（図面の簡ず１１な説明） 第１図は本願発明の２０００倍の走査型電子顕微鏡写真
、第２図は本願発明の５０００倍の走査（−リ電子顕微
鏡写真、第３図は２０００倍のＮａＯＨによるｉ１１而
化された基板の走査型電子顕微鏡写真、第４図は５００
０倍のＮａＯＨによる粗面化された基板の走査型電子顕
微鏡写真、第５図と第６図は未処理の基板の２０００倍
と５０００倍の走査型電子顕微鏡写真。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　セラミックプリント配線板において、セラミック基板
   のプリント配線される側の面が凸部が細長い稜線で形成
   され凹部が不定形であるように粗面化されたセラミック
   基板であることを特徴とするセラミックプリント配線板
   。