JPS63308397A - セラミツクス基板の製造方法 - 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］ 本発明は接着性に優れた回路をもつセラミックス基板の
製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来セラミックス基板にメタライズを行って回路を構成
する方法としては、Ａｌｘ口。セラミックスに関しては
Ｍｏ−Ｍｎ法が知られている。この方法は、　Ｍｏ、　
Ｍｎの金属粉末を含イＩするペーストを用いて、＾Ｉ２
０．基板上に所定パターンに印刷し、これを焼成するも
のである。

しかしながら、かかる方法においては１７００℃程度と
極めて高温度で焼成する必要があるという問題点があっ
た。またかかる方法は、ＡＩＮ等の特定のセラミ・ンク
ス基板に対しては充分な接着強度の回路を形成すること
が難しいという間凹点があった。

ＡＩＮ基板に対しては、特開昭６１−１２３４９９号に
開示されるＡｇ−Ｃｕ−Ｖ合金をスクリーン印刷する方
法、１９８５年のＪＰＣ△シジー新技術セミナーテキス
ト１．１６に開示される。基板面を粗面化した後無電解
メッキ法によりＣｕ金属層を形成する方法が提案されて
いる。

しかしながら、　ＡＩＮ基板に対する前者の方法は、合
金を微粉化する技術が難しいという問題点があり、・方
後者の方法は基板との接着強度が充分でないという問題
点があった。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明は従来技術が有していた前述の問題点を解消し、
低温度で焼成でき、かつ基板との接着強度に優れるセラ
ミックス基板の製造方法の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、セラミックス基板に無電解メッキ法により金
属層を形成し次いで金属層の不要部位を除去して金属パ
ターンを形成するセラミックス基板の５１Ｊ　Ｔｉｈ法
において、該無電解メッキ法で使用するメッキ液にＴｉ
若しくはＺｒの金属又はこれらの金属の化合物を含有さ
せたことを特徴とするセラーミックス基板の！２造方法
を提供するものである。

本発明においては、基板との接着力を向上するためメッ
キ液中に特定の金属又はその化合物を含有させる。かか
る金属としてはＴｉ、　Ｚｒ。

Ａ１．　Ｙ、　Ｉｌｆ、アクチニド、ランタニドが挙げ
られる。中でもＴｉ、　Ｚｒは、金属として使用する場
合、それらの粉末とメッキ液との分散性に優れ、メッキ
液と反応する恐れが少ないので特に好ましい。

一方、化合物としては、Ｔ　ｉ　Ｉｔ　ｚ　、　Ｚ　ｒ
　Ｉｔ　ａ等の水素化物、　ＴｉＣｌ４．　ＺｒＣｌ４
．ＡｌＣｌ３．ＹＣ１＊、ＬａＣ１，。

ＣｃＣＬ等のハロゲン化物が挙げられる。かかる化合物
の場合、入手のし易さの点からＴｉ、　Ｚｒ。

Ａ１．　Ｙの化合物が好ましい。

かかる特定の金属は無電解メッキにより形成される金属
中に　１〜８０重量％含有することが好ましい、その理
由は特定の金属の含有量が、上記範囲より少ないと基板
との接着力が低くなるので好ましくなく、上記範囲より
多くなるとメッキ後の熱処理により、金属層がもろくな
りクラックを生じやすくなるので好ましくないからであ
る。

本発明において用いられるメッキ液は特に限定されず広
範囲のものが使用される。かかるメッキ液としては、硫
酸ニッケル又は塩化ニッケルの金属塩水溶液に少量の次
亜リン酸ナトリウム等の還元剤及び酢酸塩等の緩衝剤を
添加したＮｉ無電解メッキ液が挙げられる。更には、金
属塩として硫酸コバルトを使用したＣｏ無電解メッキ液
、硫酸銀を使用したＡｇ無電解メッキ液、硫酸銅を使用
したＣｕ無電解メッキ液、硫酸クロムを使用したＣ「無
電解メッキ液、硫酸含を使用したＡｕ無電解メッキ液も
使用される。

かかる無電解メッキ液に上記接着力を向上する特定の金
属を含有させるに当っては、メッキ液に対し所定の割合
になるように該金属又はその化合物を添加し混合するこ
とにより達成される。金属を使用する場合は粒径１０μ
ｍ以下のものを使用すると分散性に優れるので特に望ま
しい。

かくして調整した溶液を用いて金属パターンを形成する
方法としては次の２つの方法がある。第１の方法は、溶
液中にセラミックス基板を浸漬することによりセラミッ
クス基板上全面に無電解メッキが形成される。この際溶
液を攪拌し溶液中でセラミックス基板が反転するように
すると、均一な金属層を形成することができるので好ま
しい。また、浸漬時間は形成するメッキ層のＰノさ、メ
ッキ液の組成及びその温度により異なり、例えば常温の
メッキ液を使用してＮｉの無電解メッキを行う場合、数
分〜３０分間浸漬することにより約ＩＯμｍのＮｉ金属
層を形成できる。かかる金属層の厚さは、後に、電気メ
ッキを行う場合、それを行うためには充分な厚さである
。

セラミックス基板としては特に限定されないが、ＡＩＮ
を主成分とするものに対しては特に効果的である。

次いでセラミックス基板に形成した金属層の内不要な部
位を常法により除去し回路パターンを形成する。このパ
ターン形成方法としては。

例えばレーザ光線により金属層の不要部位を蒸発させて
除去する方法、回路パターンにレジストを塗布した後、
はく離削により金属層の不要部位を除去する方法がある
。

金属パターンを形成する第２の方法は、セラミックス基
板上にレジストによりネガのパターンを形成した後、こ
の基板を上記無電解溶液に浸漬する。この浸漬に当って
は」二記第１の方法が適用される。

また、レジストによりネガパターンを形成する方法とし
ては通常使用される樹脂、例えばアクリル系樹脂に有機
溶剤を添加しペースト状にしてこれをスクリーン印刷す
る方法がある。

無電解メッキを行なった基板は次いでトリクレン、カセ
イソーダ等のレジスト剥離剤によりレジスト部を除去し
金属パターンを形成する。

この第２の方法は、比較的粗目のパターンを形成する場
合には、高価なレーザ装置を使用することなく正確なパ
ターンを再現性よく形成できるので特に好ましい。

次いで、金属パターンを形成したこの基板を熱処理する
ことにより目的とする接着力に優れた回路をイｆするセ
ラミックス基板が得られる。

かかる熱処理は、真空中又は不活性ガス中で９００〜１
１００℃に１分〜１時間保持することにより達成される
。

このパターンをそのまま導体として使用することもでき
るが、その抵抗値を小さくするため、該パターン上にＣ
ｕ、　Ａｇ、＾Ｕ等の導電性に優れた金属の被覆層を形
成することが好ましい。

かかる被覆層の形成は、無電解メッキで行うこともでき
るが、生産性に優れる常法の電気メッキで行うことが好
ましい。この被覆層の厚さは特に限定されず通常の５〜
５０μｍ程度で充分である。

次いで、この被覆層の接着力を向上するため再度この基
板を熱処理することが望ましい。その熱処理は、真空中
又は不活性ガス中で６００〜８００℃の温度に１分間〜
１時間保持することにより達成される。

［実施例］ 実施例１ １２ｍｍ角、厚さ　０．６ｍｍのＡＩＮ基板を脱脂した
のち、Ｔｉ粉末の分散したＮｉ無電解メッキ液に１０分
間浸漬し１０μｍの膜厚のＮｉ金属層を形成した。

このＮｉ無電解メッキ液は硫酸ナトリウム１２０ｇ／ｆ
ｉ、次１臣リン酸ナトリウムＩＯｇ／Ｑ及び酢酸ナトリ
ウムｌＯｇ／Ｉ！、からなる通常の液　１０Ｏｃｃに対
し粒径１０μｍ未満のＴｉ金属の粉末０．５ｇを添加し
攪拌して得たものである。なお、Ｎｉ金属層の組成はＮ
ｉ７０重！１％、Ｔｉ２９重ｔ１％であった。次いで、
この基板のＮｉ金属層−ににレジスト（太陽インキ（株
）製Ｍ８５）を所定のパターンに塗布した後％Ｎｉメッ
キはく離削の溶液（ＩＩＮｏ、　８％。

１１３Ｐ０４４７％、　１１．０２２％）中に浸漬して
Ｎｉ金属層の不要部位を除去しＮｉのパターンを形成し
た。

次いでこの基板をＮ、ガス中に１０００℃で１時間保持
し熱処理を行った。次いでＮｉのパターン上に電気メッ
キにより約２０μｍ厚のＣｕ被覆層を形成したのち、　
Ｎｉガス中で７８０℃１０分間保持し熱処理を行い回路
を形成した。このようにして作成したＡＩＮ基板、ｌ〕
にＳｉチップを搭載し、！、２Ｗの電力を人力してもＳ
ｉチップには異常は発生しなかった。

実施例２ 実施例１においてＴｉにおいてＴｉ粉末をＺｒ粉末に変
え、他の条件は全〈実施例１と同様にして、ＡＩＮ基板
上に回路を形成した。この基板上にＳｉチップを搭載し
、１．２Ｗの電力を入力してもＳｉチップには異常は発
生しなかった。

実施例３ 実施例１と同様の方法によってＡＩＮ基板上に２ｍｍ角
のＣｕで被覆した金属層を形成した。この金属層にリー
ドをはんだ付した。次いで、リードと基板を引張り金属
層と基板とがはく離する強度（Ｆ）を求め、金属層の面
積ＳでＦを割った値ｆをもって接着強度を評価した。そ
の結果４ｋｇ／ｍｍ”以上の強度が得られた。

実施例４ 実施例１においてＮｉ無電解メッキ液をＣｕ無電解メッ
キ液に変え、他の条件は全〈実施例！と同様にしてＡＩ
Ｎ基板りに回路を形成した。この基板」二にＳｉチップ
を搭載し、１．２Ｗの電力を入力してもＳｉチップには
異常は発生しなかった。

実施例５ 実施例１においてＴｉ粉末Ｔ　ｉ　Ｉｔ　２粉末に変え
、他の条件は全〈実施例１と同様にして、ＡＩＮ基板−
Ｌに回路を形成した。この基板上にＳｉチップを搭載し
、１．２Ｗの電力を入力してもＳｉチップには異常は発
生しなかった。

実施例６ 実施例１においてＴｉ粉末をＴｉＣｌ４粉末に変え、他
の条件は全〈実施例１と同様にして、ＡＩＮ基板上に回
路を形成した。この基板上にＳｉチップを搭載し、ｉ、
ｚｗの電力を入力してもＳｉチップには異常は発生しな
かった。

実施例７ 実施例１で使用したものと同寸法のＡＩＮ基板を脱脂し
た後、この基板−１ユにＭΔ８３０（太陽インキ製造■
製）を用いてネガのパターンを形成した。次いでこの基
板を実施例Ｉで使用したものと同じメッキ液に１０分間
浸漬し無電解メッキを行なった。次いでこの基板をカセ
イソーダ溶液（０，７Ｎ＋　に浸ｊｓ”ｌ　Ｌ／不要部
を除去しＮｉのパターンを形成した。次いで、この基板
をＮ２雰囲気中に１０００℃で１時間保持した後、電気
メッキによりＮｉのパターン上に約２０μｍ厚のＣｕ’
ｍ１Ｔ１層を形成した。次いでＮ２ガス中に６００℃１
０分間保持し熱処理を行なった。

このようにして形成した金属パターンは、基板との接着
力に優れ、通常のＩ’ｂ−３ｎはんだとの接着性が７８
０℃で熱処理したものに比べ特に優れていた。

比較例Ｉ ＡＩＮ基板に対し、何も分散させないでＮｉ無電解メッ
キによりＮｉ金属層　（膜厚１０μｍｌを形成した。次
にこれを９００℃まで加熱したところ、界温過程でＮｉ
が＾ＩＮからはがれ、メタライズ層を形成することがで
きなかった。

［発明の効果］ 本発明によれば、セラミックス基板上に接着性に優れた
回路を低温度の熱処理で形成することができる。特に、
＾ＩＮ基板に対しても接着性に優れた回路を形成できる
ので、高周波特性、高密度実装、人界量化等の特性に優
れた電子部品を実用に供することができる。

また、金属パターンを形成した後の熱処理温度を６００
℃程度で行なうと、　Ｐｂ−３ｎ系はんだと金属パター
ンとの接着性が向上するので特に好ましい。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス基板に無電解メッキ法により金属層
   を形成し次いで金属層の不要部位を除去して金属パター
   ンを形成するセラミックス基板の製造方法において、該
   無電解メッキ法で使用するメッキ液にＴｉ若しくはＺｒ
   の金属又はこれらの金属の、化合物を含有させたことを
   特徴とするセラミックス基板の製造方法。
2. （２）前記金属層中のＴｉ又はＺｒの含有量が１〜８０
   重量％の範囲になるようにＴｉ若しくはＺｒの金属又は
   これらの化合物がメッキ液に含有される特許請求の範囲
   第１項記載のセラミックス基板の製造方法。
3. （３）前記無電解メッキ液はＮｉ無電解メッキ液である
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載のセラミックス基
   板の製造方法。
4. （４）前記金属パターンに対応するネガのパターンをセ
   ラミックス基板に形成し、次いで無電解メッキを行う特
   許請求の範囲第１項又は第３項記載のセラミックス基板
   の製造方法。