JPS6335482A

JPS6335482A - セラミツク表面の金属化法

Info

Publication number: JPS6335482A
Application number: JP17703686A
Authority: JP
Inventors: 悟小川; 昇山口; 吉沢　出
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1988-02-16
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0757717B2

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〕本発明は、セラミックの表面を金属化するための技術分
野に属する。また、電子機材として使用されるセラミッ
ク基板を用いたプリント配線用板の製造技術の分野にも
属する。

〔背景技術〕

セラミックの表面を金属化（メタライズ）する必要性は
各種の産業分野において存在する。たとえば、セラミッ
ク基板を使用したプリント配線板を製造する際には、ま
ずセラミック基板の表面を金属化しなければならない。

セラミック基板の表面を金属化する方法として、導体ペ
ースト塗布法、化学メツキ法あるいは、スパッタ法、蒸
着法等の気相法、溶射法等が知られている。

一般に、セラミック基板を用いたプリント配線用板に要
求される特性として、セラミック基板とその表面上に形
成される金属層、すなわち導体層の密着力が強いことお
よび、導体層のシート抵抗が低いことが挙げられる。

この前者の要求を満たすため、Ａｕ、　Ａｇ５Ｐｄ、　
Ｃｕペースト等の導体ペーストには、焼成温度で溶融し
てセラミック基板に溶着するガラスが含まれている。そ
のため純金属に比べ、ガラス分だけ、シート抵抗は高く
なり、また、はんだ付着性を低下させる原因となってい
る。

一方、メツキ法や蒸着、スパッタ等の気相法で得られる
導体層は、不純物を含まないため、シート抵抗は純金属
と同レベルである。しかし、導体層は、物理的に基板と
接合しているため、密着力は一般に低い。

導体層の密着力を向上させる方法として、セラミック基
板の表面を粗化し、金属化処理を行ない、アンカー効果
により密着力を向上させる方法が考えられている。

たとえば、溶融アルカリ金属化合物を用い、基板表面を
粗化した後、メツキ処理により導体層を形成する方法（
特開昭６０−１６８８５号公報、特開昭６０−１６８８
６号公報）、フン化水棄（ＨＦ）、加熱リン酸等の酸を
用い、基板表面を粗化した後、金属化する方法（特開昭
６０−４６９７６号公報）等が知られている。

前者では、アルカリ金属化合物融液が、セラミック基板
のブレーン自体を侵食し、均一にしがも微細に粗化する
。しかし、深さ方向には、深く粗化されないため、形成
される導体層の密着力は充分とは言えない。

一方、ＨＦ、加熱リン酸等の酸により、基板を粗化した
場合には、これらの酸がブレーンバウンダリーを攻撃し
、ブレーンを脱落させ、表面を粗化する。

ここで使用される酸のうち、加熱リン酸が最も効率よく
、しかも、均一に粗化され、形成される導体層の密着力
も大きく、充分なものとなる。

ところが、加熱リン酸中に基板を浸漬し、粗化処理を行
なう場合には、温度、時間とともにリン酸が脱水縮合し
て粘度が上昇する。また、ある回数、基板を処理すると
基板とリン酸との反応生成物が基板に付着し、均一な粗
化を阻害するようになり、処理浴の寿命が短かいという
問題がある。

そこで、本発明者らは、加熱リン酸の脱水縮合を抑え、
また、反応生成物の基板への付着を防止できないかと考
え、種々実験を行なった結果、リン酸と硫酸を併用する
ことにより、上記の問題を解決する見通しを得、本発明
に至った。

〔発明の目的〕

本発明は、表面粗化剤として用いるリン酸の寿命を延ば
し、金属層の密着力が強いセラミック表面の金属化法を
提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

本発明は、セラミック表面の金属化法において、セラミ
ックの表面を金属化処理する前に、リン酸と硫酸の混合
溶液を加熱したものを、セラミック板表面に接触させる
ことにより粗化することを特徴とするセラミックス表面
の金属化法を提供するものである。

本発明に通用されるセラミック基板としては、アルミナ
、ジルコニア、マグネシア、等の酸化物系セラミックの
他、窒化アルミ、窒化ケイ素、炭化ケイ素等の非酸化物
系セラミックが挙げられる。

基板に対して施す金属化のための処理としては・メツキ
法、蒸着、スパッタ等の気相法および溶射法が好ましい
が、Ａｕ、　Ａｇｓ　Ｐｄ等の導体ペースト塗布法も通
用できる。

リン酸としては、オルトリン酸が好ましいが、縮合リン
酸であるピロリン酸、メタリン酸も使用できる。また、
これらのリン酸の混合物も使用できる０本発明ではリン
酸に対して硫酸を混合して使用する。配合比は特に限定
する趣旨ではないが、ピロリン酸、メタリン酸あるいは
、混合リン酸等どのようなリン酸を用いるにしても、オ
ルトリン酸に換算した１モルのリン酸に対して１．２〜
３．６モルの硫酸を配合するのが好ましい。

つぎに、粗化の効果を具体例に基づき説明する。すなわ
ち、リン酸としてオルトリン酸を用い、リン酸に加える
硫酸の量を変えて処理浴を調製し、これを好ましくは２
５０〜３６０℃に加熱し、市販の９６％アルミナ基板を
、好ましくは３〜１０分間浸漬して粗面処理を行なった
時の処理枚数と硫酸／オルトリン酸のモル比の関係を示
すと、第１図のグラフのようになる。ただし、処理枚数
はオルトリン酸のみで粗化処理した時の処理枚数を１と
しその倍数で示した。

第１図によれば、硫酸の添加量を増やすにつれ、処理枚
数は増加する。しかし、硫酸／オルトリン酸の比が１．
２未満の領域では、はとんど硫酸の添加による効果が見
られない。また、硫酸／オルトリン酸の比が３．６を超
える領域では、処理可能枚数は増えるけれども、得られ
る粗面は均一とは言えず、また密着力は不充分となった
。硫酸／オルトリン酸＝１．２〜３．６の領域では、得
られた粗面は、均一で微細であり、密着力も満足できる
ものであった。

これは硫酸を加えることにより、親水縮合が抑えられ、
また、粗面化処理による反応生成物が粗化処理浴に可溶
性のものとなり、浴の寿命を延ばすものと考えられる。

なお、したがって、粗化処理が安価に実施できると言う
効果も得られる。

つぎに、実施例に基づいて詳細に説明する。

（実施例１） ■　セラミック基板を用意する。

市販の９６％アルミナ基板（２“口Ｘ０．６３５ｔ＠）
を用意した。

■　粗化処理を行なう。

８５％オルトリン酸と９８％硫酸を、モル比で１：３に
混合した。つぎに、この混合浴を３３０℃に加熱し、９
６％アルミナ基板を５分間浸漬し、基板表面を粗化した
。得られた粗面ば、均一でしかも微細であり、表面粗さ
計で測定した表面粗度はＲｍａｘで５〜７μｍであった
。

■　金属化処理を行う。

先に得た粗化基板を充分水洗した後、金属化処理を行っ
た。金属化法としてはメツキ法を採用した。メツキ処理
は、公知のセンシーアクチ法により、粗化処理面上にパ
ラジウムの核付は処理を行った後、化学銅メツキ液中に
浸漬し、約１μｍの銅層を全面に形成させた。つぎに、
電気メツキとして硫酸銅メツキ液を用い、銅層が３５μ
ｍとなるように厚付けを行なった。さらに、所望の回路
となるようにエツチングレジストを塗布した後、公知の
銅エツチング加工法に従って回路形成を行い、セラミッ
クを基板としたプリント配線用板を得た。

なお、銅層の密着強度を測定したところ、９０°ピ一ル
強度は１．８ｋｇ／ｃｍであった。また、処理可能枚数
は、オルトリン酸のみで処理した場合の約１．４倍とな
り、処理浴の長寿命化が達成できた。

（実施例２）市販のアルミナ、ジルコニア、ステアタイト、窒化アル
ミの基板を用意し、８５％オルトリン酸と９８％硫酸の
混合比を変え、３００〜３３０℃に加熱した浴を用意し
、これに基板を３〜８分間浸漬して粗面化処理を行なっ
た。処理後、基板を充分洗浄し、公知のセンシーアクチ
法によりパラジウムの核付けを行ない、化学銅メツキ液
に浸漬し、全面に約１μｍの銅層を形成させた。さらに
、電解メツキにより銅の厚付けを行った。電解銅メツキ
は、メツキ液として硫酸銅メツキ液を用い、銅層が３５
μｍとなるまで行った。粗化処理後の基板は、均一にし
かも微細に粗化されていたので密着強度は、第１表に示
す通り強固であった。

また、粗化処理可能枚数は、オルトリン酸のみで粗化処
理した場合の１．２〜１．６倍であり、粗化処理浴の長
寿命化が認められた。

［以下余白］〔発明の効果〕この発明は、セラミック表面の金属化法において、セラ
ミックの表面を金属化処理する前に、リン酸と硫酸の混
合溶液を加熱したもので、セラミック板表面を処理する
ことにより粗化することを特徴とするので、粗化処理浴
の寿命を延ばすことができ、しかも強固に密着した金属
化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、硫酸／リン酸のモル比に対し、セラミック板
の粗化処理枚数を、オルトリン酸のみで処理した際の粗
化処理枚数に対する倍数でプロットしたグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミック表面の金属化法において、セラミック
の表面を金属化処理する前に、リン酸と硫酸の混合溶液
を加熱したもので、セラミック表面を処理することによ
り粗化することを特徴とするセラミック表面の金属化法
。
（２）リン酸と硫酸の混合比が、オルトリン酸に換算し
た１モルのリン酸に対し、硫酸が１．２〜３．６モルの
混合比であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のセラミック表面の金属化法。