JPS63139087A - セラミツクスへの銅メタライズ法 - Google Patents
セラミツクスへの銅メタライズ法Info
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- JPS63139087A JPS63139087A JP28544986A JP28544986A JPS63139087A JP S63139087 A JPS63139087 A JP S63139087A JP 28544986 A JP28544986 A JP 28544986A JP 28544986 A JP28544986 A JP 28544986A JP S63139087 A JPS63139087 A JP S63139087A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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。
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〕
本発明はセラミックスへの銅メタライズ法についての技
術分野に属する。
術分野に属する。
従来よりセラミックスへの銅メタライズ法として湿式メ
ッキ法あるいは乾式メッキ法といった方法が行なわれて
いる。
ッキ法あるいは乾式メッキ法といった方法が行なわれて
いる。
湿式メッキ法はいわゆる化学メッキ、電気メッキのこと
を表わし、その方法としては銅のセラミックスに対する
密着力を上げるためにセラミックスをアルカリ金属化合
物等で粗面化し、その後化学メッキによりメタライズし
、場合によってはその後電気メッキにより厚付けする方
法である（特開昭６０−１６８８５号公報、特開昭６０
−１６８８６号公ＩＩ）。
を表わし、その方法としては銅のセラミックスに対する
密着力を上げるためにセラミックスをアルカリ金属化合
物等で粗面化し、その後化学メッキによりメタライズし
、場合によってはその後電気メッキにより厚付けする方
法である（特開昭６０−１６８８５号公報、特開昭６０
−１６８８６号公ＩＩ）。
また、乾式メッキ法とは、真空蒸着、スパッタリング、
イオンブレーティング、溶射等のＰ−ｖ・Ｄ或いはＣ，
Ｖ、Ｄ等を表わす。
イオンブレーティング、溶射等のＰ−ｖ・Ｄ或いはＣ，
Ｖ、Ｄ等を表わす。
然るに従来の方法によるセラミックスとめっき膜との密
着力は、粗化されたセラミックス表面に対するめっき金
属粒子のアンカー効果、つまり機械的接合でのみ保たれ
ているため、高温加熱処理が施された場合、セラミック
スとめっき金属との熱膨張率の違いや、めっき金属の結
晶粒成長等の要因により、密着力が著しく劣化するとい
った問題が生じた。
着力は、粗化されたセラミックス表面に対するめっき金
属粒子のアンカー効果、つまり機械的接合でのみ保たれ
ているため、高温加熱処理が施された場合、セラミック
スとめっき金属との熱膨張率の違いや、めっき金属の結
晶粒成長等の要因により、密着力が著しく劣化するとい
った問題が生じた。
なお、前記の高温加熱処理は、メタライズしたセラミッ
クスを回路板として使用する場合等において、抵抗ペー
スト等を焼付けて所定の用途に供するのであるが、この
際のペースト等の焼付に必要とされる処理であり、その
温度は通常５００〜９００°Ｃ程度である。
クスを回路板として使用する場合等において、抵抗ペー
スト等を焼付けて所定の用途に供するのであるが、この
際のペースト等の焼付に必要とされる処理であり、その
温度は通常５００〜９００°Ｃ程度である。
この発明は、以上のような実情に迄みてなされたもので
あって、高温加熱処理を行なっても密着強度が著しく劣
化することのない、セラミックスへの銅メタライズ法を
提供することを目的とする。
あって、高温加熱処理を行なっても密着強度が著しく劣
化することのない、セラミックスへの銅メタライズ法を
提供することを目的とする。
以上の目的を達成するためこの発明は、■少なくとも表
面が酸化物系であるセラミックスに銅をメタライズする
方法であって、第１層目をメタライズした後、これを酸
化させて酸化銅にする工程と、その後、第２層として前
記酸化銅の上に銅をメタライズする工程よりなること、
ならびに、■メタライズ法が湿式メッキ法或いは乾式メ
ッキ法よりなることを特徴とするセラミックスへの洞メ
タライズ法をその要旨としている。
面が酸化物系であるセラミックスに銅をメタライズする
方法であって、第１層目をメタライズした後、これを酸
化させて酸化銅にする工程と、その後、第２層として前
記酸化銅の上に銅をメタライズする工程よりなること、
ならびに、■メタライズ法が湿式メッキ法或いは乾式メ
ッキ法よりなることを特徴とするセラミックスへの洞メ
タライズ法をその要旨としている。
以下、第１図（イ）に示したフローチャートに従って各
工程を追うことにより、本発明の詳細な説明する。なお
、各工程に対応するメタライズ面の模式的断面図を第１
図（ロ）に示した。
工程を追うことにより、本発明の詳細な説明する。なお
、各工程に対応するメタライズ面の模式的断面図を第１
図（ロ）に示した。
■ セラミックス表面に第１層目の銅をメタライズする
。
。
メタライズ法としては湿式メッキ法（化学メッキ、電気
メッキ等）或いは乾式メッキ法（真空蒸着スパッタリン
グ、イオンブレーティング、溶射等のＰ・■・Ｄ或いは
Ｃ・■・Ｄ等）等があげられる。いずれの方法も接合の
原理はセラミックスに対する銅のアンカー効果によるも
のであり、銅を薄膜状にメタライズできるという特徴が
ある。
メッキ等）或いは乾式メッキ法（真空蒸着スパッタリン
グ、イオンブレーティング、溶射等のＰ・■・Ｄ或いは
Ｃ・■・Ｄ等）等があげられる。いずれの方法も接合の
原理はセラミックスに対する銅のアンカー効果によるも
のであり、銅を薄膜状にメタライズできるという特徴が
ある。
またこれらのメタライズによる密着力を大きくするため
に、（ロ）図に示すようにセラミックス基板２を、例え
ばアルカリ金属化合物等であらがじめ粗面化しておくこ
とが望ましい。また第１Ｎ目にメタライズする銅層の厚
みは余り厚くならない方が望ましい。具体的には０．５
μｍ以下であることが望ましい。この第１層目の銅は、
次の工程で酸化銅となり、厚膜抵抗ペースト焼付時等の
高温加熱処理において、基板のセラミックスと化合物を
形成させるためのものである。そのために必要な酸化銅
層の厚みは０．５μｍ以下で十分である。
に、（ロ）図に示すようにセラミックス基板２を、例え
ばアルカリ金属化合物等であらがじめ粗面化しておくこ
とが望ましい。また第１Ｎ目にメタライズする銅層の厚
みは余り厚くならない方が望ましい。具体的には０．５
μｍ以下であることが望ましい。この第１層目の銅は、
次の工程で酸化銅となり、厚膜抵抗ペースト焼付時等の
高温加熱処理において、基板のセラミックスと化合物を
形成させるためのものである。そのために必要な酸化銅
層の厚みは０．５μｍ以下で十分である。
またこの酸化銅層の厚みが０．５μｍ以上であると、化
合物形成後も化合物と、第２層目のメタライズ層との中
間に厚い酸化銅層が残存してしまう。
合物形成後も化合物と、第２層目のメタライズ層との中
間に厚い酸化銅層が残存してしまう。
この酸化銅層は金属銅に比べてもろく、そのため引張り
試験時にはこの酸化銅層で破壊されてしまう可能性があ
る。また、第２層目にメタライズする銅の密着強度を高
くするためにも、できるだけ基板のセラミックスの表面
アラサを残しておき、第２層目の銅にも強いアンカー効
果を発現させるようにする。それゆえ、第１層目の銅の
厚みはできるだけ薄い方が望ましく、具体的には０．５
μｍ以下が望ましい。（ロ）図の１はここで形成された
銅の層を示している。
試験時にはこの酸化銅層で破壊されてしまう可能性があ
る。また、第２層目にメタライズする銅の密着強度を高
くするためにも、できるだけ基板のセラミックスの表面
アラサを残しておき、第２層目の銅にも強いアンカー効
果を発現させるようにする。それゆえ、第１層目の銅の
厚みはできるだけ薄い方が望ましく、具体的には０．５
μｍ以下が望ましい。（ロ）図の１はここで形成された
銅の層を示している。
使用するセラミックスについては、前述したように高温
加熱処理時に銅と容易に化合物を形成できることが必要
であり、従って少なくともメタライズされる表面は酸化
物系セラミ・ノクスである必要がある。窒化物系、或い
は炭化物系等の非酸化物系セラミックスは上述の条件に
より通さないが、空気中で再焼成を行なう等の方法で表
面改質を行なって、表面を酸化物系セラミックスにした
ものは使用可能である。
加熱処理時に銅と容易に化合物を形成できることが必要
であり、従って少なくともメタライズされる表面は酸化
物系セラミ・ノクスである必要がある。窒化物系、或い
は炭化物系等の非酸化物系セラミックスは上述の条件に
より通さないが、空気中で再焼成を行なう等の方法で表
面改質を行なって、表面を酸化物系セラミックスにした
ものは使用可能である。
■ 第１層目の銅層を酸化させて、酸化銅にする。
酸化の方法については特に限定はしないが、例えば空気
中において、約１５０℃以上の温度で加熱酸化させる方
法がコストも安く、工程も簡単である。また、ここで形
成させる酸化銅は酸化第一銅と酸化第二銅のいずれでも
かまわない。（ロ）図の３は酸化銅の層を示している。
中において、約１５０℃以上の温度で加熱酸化させる方
法がコストも安く、工程も簡単である。また、ここで形
成させる酸化銅は酸化第一銅と酸化第二銅のいずれでも
かまわない。（ロ）図の３は酸化銅の層を示している。
■ 前記の工程■で形成された酸化銅の上に第２層目の
銅層をメタライズする。
銅層をメタライズする。
（ロ）図の４はこの工程で形成される銅の層を示してい
る。メタライズ法としては、工程■と同様に、湿式メッ
キ法、乾式メッキ法等があげられるが、下地が酸化銅で
あるので、電気メッキを直接施すことは不可能である。
る。メタライズ法としては、工程■と同様に、湿式メッ
キ法、乾式メッキ法等があげられるが、下地が酸化銅で
あるので、電気メッキを直接施すことは不可能である。
しかし、他の方法と併用すれば問題はない。なお、第２
層目の銅の膜厚は特に限定はしない。
層目の銅の膜厚は特に限定はしない。
以上が本発明の工程である。
本発明により得られた、銅メタライズ・セラミックスは
、銅の密着強度が高く、例えば窒素雰囲気中で９５０℃
という高温まで加熱処理しても、セラミックス基板とメ
ッキ銅膜の、密着強度は劣化しない。なぜなら、従来の
アンカー効果によるメタライズ法の密着強度が大きり素
化する８００°Ｃ以上の高温においてもセラミックスと
銅との界面にある酸化銅が、基板のセラミックスと化合
物を作り、いわゆるケミカルボンドを形成するため、密
着強度は初期に比べても劣化しない。逆に、本発明によ
る銅メタライズ・セラミックスを約９００℃以上の高温
で加熱処理を行なった場合、密着強度は初期よりもさら
に強くなるという結果も実験により得られている。
、銅の密着強度が高く、例えば窒素雰囲気中で９５０℃
という高温まで加熱処理しても、セラミックス基板とメ
ッキ銅膜の、密着強度は劣化しない。なぜなら、従来の
アンカー効果によるメタライズ法の密着強度が大きり素
化する８００°Ｃ以上の高温においてもセラミックスと
銅との界面にある酸化銅が、基板のセラミックスと化合
物を作り、いわゆるケミカルボンドを形成するため、密
着強度は初期に比べても劣化しない。逆に、本発明によ
る銅メタライズ・セラミックスを約９００℃以上の高温
で加熱処理を行なった場合、密着強度は初期よりもさら
に強くなるという結果も実験により得られている。
従って、銅の総膜厚が例えば５０μｍ以上であるような
厚い銅膜をメタライズする必要があるような場合は、よ
り高い密着強度を必要とするので第２層目の銅層をメタ
ライズした後、９００ ’Ｃ〜１０５０℃程度の温度で
の高温加熱処理を施すという工程を加えることが望まし
い。
厚い銅膜をメタライズする必要があるような場合は、よ
り高い密着強度を必要とするので第２層目の銅層をメタ
ライズした後、９００ ’Ｃ〜１０５０℃程度の温度で
の高温加熱処理を施すという工程を加えることが望まし
い。
以下、実施例、比較例に基づき、さらに詳しく説明する
。
。
（実施例１）
９６％のアルミナ基板を水酸化ナトリウムを用いて粗面
化した後、無電解銅メッキ法を用いて、銅を厚み０．３
μｍまでつけた。次に、これに空気中において１５０°
Ｃで３０分間、加熱酸化処理を施したところ、銅の酸化
により酸化銅が形成された。その後、この基板に無電解
銅メッキ法により厚み５μｍの銅をつけた。
化した後、無電解銅メッキ法を用いて、銅を厚み０．３
μｍまでつけた。次に、これに空気中において１５０°
Ｃで３０分間、加熱酸化処理を施したところ、銅の酸化
により酸化銅が形成された。その後、この基板に無電解
銅メッキ法により厚み５μｍの銅をつけた。
（実施例２）
９９％のアルミナ基板に、スパッタリング法を用い、厚
み０．０５μｍの銅をメタライズした後、これを空気中
において１５０℃で２０分間、加熱酸化処理を施し、酸
化銅を形成した。次にこの基板にスパッタリング法を用
い、厚み２μｍの銅をつけた。
み０．０５μｍの銅をメタライズした後、これを空気中
において１５０℃で２０分間、加熱酸化処理を施し、酸
化銅を形成した。次にこの基板にスパッタリング法を用
い、厚み２μｍの銅をつけた。
（実施例３）
９６％のアルミナ基板を、実施例１と同じ方法で粗面化
した後真空蒸着法を用いて厚み０．０４μｍの銅をメタ
ライズした。次に、これに空気中において１５０℃で２
０分間、加熱酸化処理を施し、酸化銅を形成させた。
した後真空蒸着法を用いて厚み０．０４μｍの銅をメタ
ライズした。次に、これに空気中において１５０℃で２
０分間、加熱酸化処理を施し、酸化銅を形成させた。
その後、さらにその上に無電解銅メッキ法により厚み０
．８μｍまで銅をつけ、次いで電気メツキ法により厚み
１００μｍの銅をつけた。
．８μｍまで銅をつけ、次いで電気メツキ法により厚み
１００μｍの銅をつけた。
そして、この基板を窒素雰囲気中で１０００°Ｃで１０
分間加熱処理を行なった。
分間加熱処理を行なった。
（実施例４）
窒化アルミニウム基板を空気中において１３００°Ｃで
１時間加熱処理を行ない、基板表面を酸化アルミニウム
に改質した。この基板にイオンブレーティング法を用い
て厚み０．０４μｍの銅をメタライズした後、空気中に
おいて１５０ ’ｃで２０分間、加熱酸化処理を施し、
酸化第一銅を形成した。その後この基板に無電解メッキ
法により、厚み５μｍの銅をつけた。
１時間加熱処理を行ない、基板表面を酸化アルミニウム
に改質した。この基板にイオンブレーティング法を用い
て厚み０．０４μｍの銅をメタライズした後、空気中に
おいて１５０ ’ｃで２０分間、加熱酸化処理を施し、
酸化第一銅を形成した。その後この基板に無電解メッキ
法により、厚み５μｍの銅をつけた。
（比較例１）
９６％のアルミナ基板を水酸化ナトリウムを用い粗面化
した後、無電解銅メッキ法を用いて厚み５μｍの銅をつ
けた。
した後、無電解銅メッキ法を用いて厚み５μｍの銅をつ
けた。
以上の方法で作成した銅メタライズセラミックス基板の
密着強度をそれぞれ、（１）初期、（２１Ｎ ｚ中８０
０°ＣＩＯ分間加熱処理後、（３１Ｎ ｚ中９５０ ’
０１０分間加熱処理後に測定した結果、第１表に示すよ
うな結果を得た。
密着強度をそれぞれ、（１）初期、（２１Ｎ ｚ中８０
０°ＣＩＯ分間加熱処理後、（３１Ｎ ｚ中９５０ ’
０１０分間加熱処理後に測定した結果、第１表に示すよ
うな結果を得た。
ｃ以下、余白］
第１表
第１表の結果から明らかなように、本発明によるセラミ
ックスへの銅メタライズ法により得られた銅メタライズ
・セラミックス基板は、８００〜９５０℃という高温で
加熱処理しても、密着強度が劣化しないことがわかる。
ックスへの銅メタライズ法により得られた銅メタライズ
・セラミックス基板は、８００〜９５０℃という高温で
加熱処理しても、密着強度が劣化しないことがわかる。
（発明の効果）
この発明に係るセラミックスへの銅メタライズ法は、少
なくとも表面が酸化物系であるセラミックスに銅をメタ
ライズする方法であって、第１層目をメタライズした後
、これを酸化させ酸化銅にする工程と、その後、第２層
として前記酸化銅の上に銅をメタライズする工程よりな
りることを特徴とするので、高温加熱処理を施しても密
着強度が劣化することのない、銅メタライズ・セラミッ
クスが得られる効果がある。
なくとも表面が酸化物系であるセラミックスに銅をメタ
ライズする方法であって、第１層目をメタライズした後
、これを酸化させ酸化銅にする工程と、その後、第２層
として前記酸化銅の上に銅をメタライズする工程よりな
りることを特徴とするので、高温加熱処理を施しても密
着強度が劣化することのない、銅メタライズ・セラミッ
クスが得られる効果がある。
第１図は、この発明に係る洞メタライズの工程を表す図
であり、（イ）は本発明法にかかるフローチャート、（
ロ）は各工程におけるメタライズ面の断面を表す図であ
る。 ｌは第り層としての銅層 ２はセラミックス ３は酸化銅層 ４は第２層としての銅層
であり、（イ）は本発明法にかかるフローチャート、（
ロ）は各工程におけるメタライズ面の断面を表す図であ
る。 ｌは第り層としての銅層 ２はセラミックス ３は酸化銅層 ４は第２層としての銅層
Claims (3)
- （１）少なくとも表面が酸化物系であるセラミックスに
銅をメタライズする方法において、第１層目の銅をメタ
ライズした後、これを酸化させて酸化銅にする工程と、
その後、第２層として前記酸化銅の上に銅をメタライズ
する工程よりなることを特徴とするセラミックスへの銅
メタライズ法。 - （２）メタライズ法が湿式メッキ法よりなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のセラミックスへの銅
メタライズ法。 - （３）メタライズ法が乾式メッキ法よりなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のセラミックスへの銅
メタライズ法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28544986A JPS63139087A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | セラミツクスへの銅メタライズ法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28544986A JPS63139087A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | セラミツクスへの銅メタライズ法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63139087A true JPS63139087A (ja) | 1988-06-10 |
Family
ID=17691661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28544986A Pending JPS63139087A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | セラミツクスへの銅メタライズ法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63139087A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04502435A (ja) * | 1989-02-27 | 1992-05-07 | シェファード，ドナルド、ウェルトン | 自転車用安定化装置 |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP28544986A patent/JPS63139087A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04502435A (ja) * | 1989-02-27 | 1992-05-07 | シェファード，ドナルド、ウェルトン | 自転車用安定化装置 |
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