JPS6355185A

JPS6355185A - セラミツクス基板のメタライズ法

Info

Publication number: JPS6355185A
Application number: JP19965686A
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: 1986-08-26
Filing date: 1986-08-26
Publication date: 1988-03-09
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH0712992B2

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、セラミックス基板を用いた配線板の製造技
術の分野に属する。さらに詳しくは、セラミックス基板
をメタライズするための前処理としての表面粗化の技術
分野に属する。

［背景技術］一般にセラミックス基板を使用した印刷回路用板に要求
される特性として、セラミックス基板と、その表面に形
成されるメタライズ層、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。

導体層の密着力を強くするために、ｔｌ（Ａｕ）、銀／
白金（Ａｕ／Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）ペースト等の導体ペー
ストには、焼成温度で溶融し、セラミックス基板に融着
するガラスを含ませている。

そのために純金属に比べ、ガラス分だけシート抵抗は高
くなり、また、はんだ付着性を劣化させる原因ともなっ
ている。

一方、メッキ法あるいは蒸着法、スパッタ法等の気相法
により得られる導体層は、不純物を含まないためシート
抵抗が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、メタライズ処
理する前にセラミックス基板の表面を予め粗化し、アン
カ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使用し、基板表面
を粗化した後、メッ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６０−１６８
８６号公報）、フン化水素（ＨＦ）、加熱リン酸等の酸
を用い、基板表面を粗化した後、メタライズする方法（
特開昭６０−４６９７６号公報）が知られている。

前者ではアルカリ金属化合物融液が、セラミックス自体
のブレーンを侵食し、均一にしかも微細に粗化する。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
、ブレーンを説落させ、表面を相化する。これらの酸の
うち、加熱リン酸が最も効率良く、しかも均一に粗化で
き、メタライズ処理後の導体層の密着力も大きく、実用
上充分なものとなる。ところが加熱リン酸による粗化処
理では、深さ方向に、深く粗化され易く、粗化し過ぎる
傾向になり易い。その結果、導体層の表面が滑らかで無
くなる、エツチング後に導体のアンカ部が基板に残り絶
縁不良の原因となる、エツチング時の回路断線の原因と
なる、等の欠点が生じる。

そこで本発明者らは、セラミックス基板表面を、まず、
加熱リン酸により粗化した後、さらに、溶融アルカリ金
属化合物で粗化することにより、基板表面を深く相化し
過ぎることなく、しかも微細に粗化できるのではないか
と着想し、実験を重ねた結果、本発明に至った。

［考案の目的］この発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので
あり、セラミックス基板表面を微細に粗化することによ
り、セラミックス基板と導体層の密着力を安定させ、強
固にするセラミックス基板のメタライズ法を提供するこ
とを目的としている。

［発明の開示］本発明は、セラミックス基板をメタライズする際に、予
めセラミックス基板の表面を粗化する方法であって、ま
ず加熱リン酸で、ついで溶融アルカリ金属化合物により
粗化し、好ましくは加熱リン酸による表面粗化により、
表面粗度がＲｍａｘで５〜１０μｍ１ついで行う溶融ア
ルカリ金属化合物による表面粗化により、表面粗度がＲ
ｍａｘで３〜５μｍとすることを特徴とするものである
。

セラミックス基板としては、アルミナ、ジルコニア、ム
ライト等の酸化物系セラミックスの他、窒化アルミ、炭
化ケイ素等の非酸化物系セラミックスに対して通用でき
る。

リン酸としてオルトリン際、ピロリン酸、メタリン酸等
のうち、１種または２種以上の混合物が使用される。

溶融アルカリ金属化合物として、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウムおよびこれらの混合物の融液、炭酸ナトリ
ウムと硝酸カリウムの混合物等の融液が使用できる。

メタライズ処理としては、メッキ、蒸着、スパッタ、溶
射等の方法が好ましいが、Ａｕ、Ａｇ／Ｐｄ等の導体ペ
ーストに対しても適用できる。

以下に、第１図として示した、実施例としての製造工程
図に基づき詳細に説明する。なお、図に示した工程番号
に対応させて説明する。

■　セラミックス基板を用意する。

基板としては例えば、市販の９６％アルミナ基板（２“
口Ｘ　Ｏ，６３５１１１ｔ　）を用いる。

■　加熱リン酸によるセラミックス基板表面の粗化を行
う。

７５〜９０％のオルトリン酸を、２５０〜３６０℃に加
熱し、これに９６％アルミナ基板を、３〜１０分間浸漬
して粗化処理を行う。

以上のようにして、表面粗度がＲｍａｘで５〜１０μｍ
の範囲に粗化され、しかも均一に粗化された基板が得ら
れる。

なお、表面粗度は基板を充分洗浄し、乾燥した後、表面
粗さ計（Ｋｏｓａｋａ　ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＬｔｄ製
、三次元表面粗さ計、Ｍｏｄｅｌ　５Ｅ−３ＡＫ）によ
り測定した。

■　溶融アルカリ金属化合物による粗化を行う。

加熱リン酸による粗化の後、セラミックス基板を充分に
洗浄した後、溶融アルカリ金属化合物による粗化処理を
行う。

３０〜５０％の水酸化ナトリウム水溶液中にセラミック
ス基板を浸漬し、水酸化ナトリウム水溶液を塗布する。

つぎに、基板を充分乾燥させ、基板表面に水酸化ナトリ
ウムの層を析出させる。さらにこの基板を、電気炉中で
４００〜５００°Ｃ１５〜３０分間、加熱処理し、表層
の水酸化す）　ＩＪウムを融解させ、基板表面を粗化す
る。つぎに、充分水洗する。

このようにして、表面粗度がＲｍａｘで３〜５μｍの基
板が得られる。これは、加熱リン酸による粗化で形成さ
れた大きな凸部が、水酸化ナトリウム融液により侵食さ
れ、凸部が低くなったものと考えられる。

また、加熱リン酸による粗化により表面粗度が、Ｒｍａ
ｘで１０μｍを超える場合には、溶融リアルカリ金泥化
合物による粗化により、表面粗度を小さくすることがで
きず、さらに、加熱リン酸による粗化により、表面粗度
Ｒｍａｘが５μｍ未満となった場合には、溶融アルカリ
金属化合物のよる粗化により、表面粗度は小さくなるも
のの密着力は不充分なものとなる。

■　メタライズ処理を行う。

メタライズ処理として、メッキ処理を行う。溶融アルカ
リ全屈化合物による粗化処理後、充分洗浄した後、公知
のセンシーアクチ法により、表面粗化した基板表面に、
パラジウムの積付は処理を行う。つぎに、市販の無電解
銅めっき液中に、この基板を浸漬し、約１ｍｍの銅層を
形成させ、さらに、硫酸銅メッキ液を用いて厚付けを行
い、約３５＋ｍの銅層を基板上に形成する。最後に回路
状にエツチングレジストを塗布した後、エツチング加工
を行い、セラミックス基板の回路板を得る。

なお、以上のようにして得られる銅層の密着力は、９０
°ビ一ル強度で、１．３〜１．８ｋｇ／　ｃｍである。

つぎに、実施例に基づきさらに詳しく説明する。

実施例１〜５セラミックス基板として、９６％アルミナ基板と窒化ア
ルミ　（大きさ：２１０Ｘ　Ｏ，６３５１１ｔ　）を用
意した。

まず、８５９Ａオルトリン酸を３００〜３３０℃に加熱
し、この中に基板を３〜８分間浸漬し、基板表面を粗化
した。充分に水洗した後、４０％の水酸化ナトリウム水
溶液中に基板を？ｆ　？１ｉした。

つぎに、基板を乾燥させ、水分を除去した後、電気炉中
で４５０”Ｃ１１０〜１５分間熱処理し、水酸化ナトリ
ウムを融解させ、基板を処理した。放冷後、基板を充分
水洗し、メッキ法によるメタライズ処理により、導体層
の形成を行った。

第１表に、それぞれの粗化処理時の表面粗度およびメタ
ライズ層の密着力の測定値を示した。その結果からも判
るように、セラミックス基板表面を微細に粗化でき、し
かも、メタライズ層の密着力を安定させ、強固にしたセ
ラミックス基板の回路板が得られた。

比較例１〜４セラミックス基板として、９６％アルミナ基板（２“口
Ｘ　Ｏ，６３５ｍ１ｔ　）を用意し、つぎの粗化処理を
行った。まず、８５％オルトリン酸を、３３０℃に加熱
し、５分間処理した。

つぎに、４０％の水酸化ナトリウム水溶液に、基板を浸
漬した後、電気炉で４５０℃、１５分間処理した。

つぎに、８５％オルトリン酸を３００〜３３０℃に加熱
し、３〜１０分間、基板を処理した。つぎに４０％の水
酸化ナトリウム水溶液に基板を２５ｔ−消した後、基板
上の水分を除去し、電気炉中で４５０℃、１５〜２０分
間処理した。

また、メタライズ処理としては、メッキ法を用い、基板
表面に銅の導体層を形成した。

第１表に、表面粗度、密着力の測定結果を示したが、い
ずれも不充分であった。

［発明の効果］この発明は、セラミックス基板のメタライズ法において
、セラミックス基板表面をメタライズする前に、まず加
熱リン酸で、ついで溶融アルカリ金属化合物によりセラ
ミックス基板表面を処理して粗化することを特徴とする
ので、均一に粗化することができ、導体層の密着力を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例に係るセラミックスのメタ
ライズ工程を示す工程図である。特許出願人　　　松下電工株式会社代理人弁理士　　竹元敏丸（ほか２名）第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミックス基板のメタライズ法において、セラ
ミックス基板表面をメタライズする前に、まず加熱リン
酸で、ついで溶融アルカリ金属化合物によりセラミック
ス基板表面を粗化することを特徴とするセラミックス基
板のメタライズ法。
（２）加熱リン酸による表面粗化の程度が、表面粗度（
Ｒｍａｘ）で５〜１０μｍであり、溶融アルカリ金属化
合物による表面粗化の後の表面粗度（Ｒｍａｘ）が３〜
５μｍとなされ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基板のメタライズ法。