JPS639376B2 - - Google Patents
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- JPS639376B2 JPS639376B2 JP57202206A JP20220682A JPS639376B2 JP S639376 B2 JPS639376 B2 JP S639376B2 JP 57202206 A JP57202206 A JP 57202206A JP 20220682 A JP20220682 A JP 20220682A JP S639376 B2 JPS639376 B2 JP S639376B2
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- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/04—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching
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- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/14—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using spraying techniques to apply the conductive material, e.g. vapour evaporation
- H05K3/143—Masks therefor
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- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
- H05K3/244—Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は支持誘電体基板上のメタラージ・パタ
ーンの上に金属層を付着させる方法に係る。更に
具体的には本発明は半導体デバイスをのせるため
に用いられるセラミツク基板キヤリヤ上の耐火性
金属導電性パターンの上に保護金属被覆体を形成
するための方法に係る。
ーンの上に金属層を付着させる方法に係る。更に
具体的には本発明は半導体デバイスをのせるため
に用いられるセラミツク基板キヤリヤ上の耐火性
金属導電性パターンの上に保護金属被覆体を形成
するための方法に係る。
従つて本発明の目的は誘電体基板上の金属パタ
ーンに対して金属被覆体を設けるための新規な方
法を提供することにある。
ーンに対して金属被覆体を設けるための新規な方
法を提供することにある。
本発明の他の目的は誘電体基板上に存在する金
属パターンの上に異なつた金属被覆体を選択的に
付着させるための新規な方法を与えることにあ
る。
属パターンの上に異なつた金属被覆体を選択的に
付着させるための新規な方法を与えることにあ
る。
本発明の更に他の目的は誘電体基板上の金属パ
ターンを異なつた金属で被覆するための新規なマ
スクレス被覆法を与えることにある。
ターンを異なつた金属で被覆するための新規なマ
スクレス被覆法を与えることにある。
本発明の更に他の目的は、その上に半導体装置
を取付けるための改良された金属化誘電体基板キ
ヤリヤを製造するための新規な方法を与えること
にある。
を取付けるための改良された金属化誘電体基板キ
ヤリヤを製造するための新規な方法を与えること
にある。
本発明の更に他の目的は半導体デバイスを取付
けるために用いられるセラミツク基板キヤリヤ上
のモリブデン・パターンの上に、無電気メツキに
代わるマスクレス付着技術によつてニツケル被覆
を形成する方法を与えることにある。
けるために用いられるセラミツク基板キヤリヤ上
のモリブデン・パターンの上に、無電気メツキに
代わるマスクレス付着技術によつてニツケル被覆
を形成する方法を与えることにある。
IC／半導体パツケージ組立体用の誘電体基板
キヤリヤを製造するための多層セラミツク
（MLC）技術は公知である。そのようなMLC基
板は、適当なセラミツク粒子（例えばアルミナ）、
除去しやすい樹脂バインダ材、樹脂バインダ材の
ための溶剤及び可塑剤よりなるスラリーを調整
し、除去しうるベースの上にそのスラリーをドク
ター・ブレード法で付着し、続いて乾燥し、一般
にセラミツク・グリーン・シートと呼ばれる薄い
可撓性のシートを形成することによつて、そのよ
うなMLC基板が作られる。次にそのシートは、
バイアス・ホールを形成するためにパンチ加工処
理され、バイア・ホールが導電性の金属（例えば
モリブデン）を含むペーストでもつて満たされ
る。更にそのペーストは導電線のパターンの形に
形成され、最終的にこれはMLCの内部回路を形
成する。パンチされ、プリントされたグリーン・
シートは、選択的に相互に重ねられ、例えば15乃
至30のグリーン・シートからなる重積体のような
積層基板組立体が形成される。そしてその組立体
はシートを一体化し、連続した導電体パターンを
形成するために、シンタリング（焼結）されると
共にバインダ材が除去される。加熱されて出来た
MLC基板は、MLC基板の内部回路に対して電気
的に接続される半導体デバイスをフリツプ・チツ
プ装着するために用いることができる。
キヤリヤを製造するための多層セラミツク
（MLC）技術は公知である。そのようなMLC基
板は、適当なセラミツク粒子（例えばアルミナ）、
除去しやすい樹脂バインダ材、樹脂バインダ材の
ための溶剤及び可塑剤よりなるスラリーを調整
し、除去しうるベースの上にそのスラリーをドク
ター・ブレード法で付着し、続いて乾燥し、一般
にセラミツク・グリーン・シートと呼ばれる薄い
可撓性のシートを形成することによつて、そのよ
うなMLC基板が作られる。次にそのシートは、
バイアス・ホールを形成するためにパンチ加工処
理され、バイア・ホールが導電性の金属（例えば
モリブデン）を含むペーストでもつて満たされ
る。更にそのペーストは導電線のパターンの形に
形成され、最終的にこれはMLCの内部回路を形
成する。パンチされ、プリントされたグリーン・
シートは、選択的に相互に重ねられ、例えば15乃
至30のグリーン・シートからなる重積体のような
積層基板組立体が形成される。そしてその組立体
はシートを一体化し、連続した導電体パターンを
形成するために、シンタリング（焼結）されると
共にバインダ材が除去される。加熱されて出来た
MLC基板は、MLC基板の内部回路に対して電気
的に接続される半導体デバイスをフリツプ・チツ
プ装着するために用いることができる。
MLC基板に対する外部接続は、MLC基板の反
対側に通常半田付けされる複数のＩ／Ｏピンによ
つてその内部回路に対して与えられる。MLC基
板はICの発達に応じた微小化傾向に従つて、バ
イア及び線が高密度に形成されることが望まし
い。そのような微小化は、その上に取付けられる
対応して高密度化されたICデバイス・チツプに
対して、パツケージを適合させるために望ましい
ことである。そのような応用例においては、
MLC基板の上部表面に多数の小さなパツドを設
ける必要がある。それらのパツドは、対応して密
接して配置される半導体デバイスの端子、例えば
半田マウンドに対して、位置合せされた電気的接
触を与える。最新のIC技術を更に有効に用いる
ために、MLC基板に対してできる限り多数のIC
デバイスがのせられ、相互に接続される。そのよ
うな配列により、相互接続されるデバイスの間の
距離を小さくすることができ、それによつて、関
連するデバイス間の電気的信号の伝送時間を最小
にすることができる。更にこれによつて電気的結
線の数を減じることができ、更にはパツケージの
コストを減じ、信頼性を高めることができる。結
果として多数のICデバイスを取付けられる基板
の中に多数の小さな内部プリント回路が含まれた
高度な複雑なMLCパツケージが得られる。
対側に通常半田付けされる複数のＩ／Ｏピンによ
つてその内部回路に対して与えられる。MLC基
板はICの発達に応じた微小化傾向に従つて、バ
イア及び線が高密度に形成されることが望まし
い。そのような微小化は、その上に取付けられる
対応して高密度化されたICデバイス・チツプに
対して、パツケージを適合させるために望ましい
ことである。そのような応用例においては、
MLC基板の上部表面に多数の小さなパツドを設
ける必要がある。それらのパツドは、対応して密
接して配置される半導体デバイスの端子、例えば
半田マウンドに対して、位置合せされた電気的接
触を与える。最新のIC技術を更に有効に用いる
ために、MLC基板に対してできる限り多数のIC
デバイスがのせられ、相互に接続される。そのよ
うな配列により、相互接続されるデバイスの間の
距離を小さくすることができ、それによつて、関
連するデバイス間の電気的信号の伝送時間を最小
にすることができる。更にこれによつて電気的結
線の数を減じることができ、更にはパツケージの
コストを減じ、信頼性を高めることができる。結
果として多数のICデバイスを取付けられる基板
の中に多数の小さな内部プリント回路が含まれた
高度な複雑なMLCパツケージが得られる。
そのようなMLC基板は、ICデバイスに対して
電気的接続を形成したり、技術変更（EC）パツ
ドを設けるためにその上部表面側に、またＩ／Ｏ
パツド、ピンもしくは他のタイプの接続部に対す
る接続を形成するためにその底部表面側に、比較
的複雑な金属化パターンを必要とする。グリー
ン・セラミツクがシンタリングされると、通常17
乃至20％の収縮が生じる。しばしば、その収縮は
MLC基板全体に亘つて均一ではない。基板は相
対的に大きく、金属パターンの寸法は極めて小さ
いので、基板金属パターンの上に保護用の異なつ
た金属を被覆するためのマスクを形成することは
非常に困難である。即ち、基板金属パターンと一
致する開口領域を有する、もとの基板よりも17％
乃至20％小さいマスクを形成することは非常に困
難である。そのようなマスクは通常のマスキング
技術を用いて付加的な金属を付着させる場合に必
要である。シンタリングの前に付着されるMLC
基板積層体上の最初の金属パターンは、通常積層
シート上にスクリーニングされる耐火性金属（例
えばモリブデン）を含むペーストよりなる。シン
タリングの後、耐火性金属（例えばモリブデン、
タングステン等）は、例えばニツケル、クロム、
銅、金などのような異なつた金属でもつて保護の
ために被覆されなければならない。更に耐火性金
属は半導体デバイスに対する半田付け、ワイヤに
対する圧着ボンデイングあるいはＩ／Ｏピンに対
するろう付けなどによる接続の形成に対して適合
性を有する必要がある。モリブデンが用いられる
場合の耐火MLC基板金属パターンの保護被覆は
重要である。なぜならばモリブデンはMCLモジ
ユールもしくは基板の使用時に動作電位を加えら
れた状態で任意のPH値の湿気に曝されると、反応
性の腐食を受けやすいからである。この腐食は導
体を切断し、モジユールの故障を招くことにな
る。
電気的接続を形成したり、技術変更（EC）パツ
ドを設けるためにその上部表面側に、またＩ／Ｏ
パツド、ピンもしくは他のタイプの接続部に対す
る接続を形成するためにその底部表面側に、比較
的複雑な金属化パターンを必要とする。グリー
ン・セラミツクがシンタリングされると、通常17
乃至20％の収縮が生じる。しばしば、その収縮は
MLC基板全体に亘つて均一ではない。基板は相
対的に大きく、金属パターンの寸法は極めて小さ
いので、基板金属パターンの上に保護用の異なつ
た金属を被覆するためのマスクを形成することは
非常に困難である。即ち、基板金属パターンと一
致する開口領域を有する、もとの基板よりも17％
乃至20％小さいマスクを形成することは非常に困
難である。そのようなマスクは通常のマスキング
技術を用いて付加的な金属を付着させる場合に必
要である。シンタリングの前に付着されるMLC
基板積層体上の最初の金属パターンは、通常積層
シート上にスクリーニングされる耐火性金属（例
えばモリブデン）を含むペーストよりなる。シン
タリングの後、耐火性金属（例えばモリブデン、
タングステン等）は、例えばニツケル、クロム、
銅、金などのような異なつた金属でもつて保護の
ために被覆されなければならない。更に耐火性金
属は半導体デバイスに対する半田付け、ワイヤに
対する圧着ボンデイングあるいはＩ／Ｏピンに対
するろう付けなどによる接続の形成に対して適合
性を有する必要がある。モリブデンが用いられる
場合の耐火MLC基板金属パターンの保護被覆は
重要である。なぜならばモリブデンはMCLモジ
ユールもしくは基板の使用時に動作電位を加えら
れた状態で任意のPH値の湿気に曝されると、反応
性の腐食を受けやすいからである。この腐食は導
体を切断し、モジユールの故障を招くことにな
る。
基板金属パターンを保護するための１つの方法
は、マスクを必要としない無電気メツキ技術によ
つて例えばニツケルのような異なつた金属でもつ
て金属パターンを被覆することである。しかしな
がらそのような被覆体は後の結合工程（半田付
け、ろう付け、圧着ボンデイング等）において障
害となりうるリン、ホウ素のような不純物を含み
うる。
は、マスクを必要としない無電気メツキ技術によ
つて例えばニツケルのような異なつた金属でもつ
て金属パターンを被覆することである。しかしな
がらそのような被覆体は後の結合工程（半田付
け、ろう付け、圧着ボンデイング等）において障
害となりうるリン、ホウ素のような不純物を含み
うる。
保護金属層を電気メツキ技術によつて付着する
ことも可能である。しかしながらそのようなメツ
キ技術においては、メツキされるべき領域に対し
て夫々電気的な結線が必要とされる。MLC基板
においてはそのような結線は必ずしも使用可能で
はない。何故ならば、金属パターンのうちのある
パツドもしくは部分が電気的に浮いた状態にされ
ることがあるからである。
ことも可能である。しかしながらそのようなメツ
キ技術においては、メツキされるべき領域に対し
て夫々電気的な結線が必要とされる。MLC基板
においてはそのような結線は必ずしも使用可能で
はない。何故ならば、金属パターンのうちのある
パツドもしくは部分が電気的に浮いた状態にされ
ることがあるからである。
これらの無電気及び電気メツキ技術は高価で、
時間がかかり、制御が困難である。従つて、処理
工程が簡単であり、リンあるいはホウ素の汚染の
問題を伴なうことなく、歩どまりを大きく改良で
きるようなマスクレス被覆技術に対する必要性が
ある。
時間がかかり、制御が困難である。従つて、処理
工程が簡単であり、リンあるいはホウ素の汚染の
問題を伴なうことなく、歩どまりを大きく改良で
きるようなマスクレス被覆技術に対する必要性が
ある。
本発明は、誘電体基板上の金属パターンの上に
保護金属被覆を形成するための、無電気メツキ及
び電気メツキに代わるマスクレス技法を提供す
る。本発明の方法は金属パターンを有する誘電性
基板の上に保護金属層を（例えば蒸着、スパツタ
リング等により）全面付着し、保護金属層を金属
パターンの中へ拡散させるために加熱し、基板上
の非金属化部分の上の保護金属に亀裂破壊（熱的
スポーリング）を生じさせるために基板を冷却
し、そして、基板表面から保護金属を好ましくは
超音波の作用で機械的に除去することによつて行
なわれる。
保護金属被覆を形成するための、無電気メツキ及
び電気メツキに代わるマスクレス技法を提供す
る。本発明の方法は金属パターンを有する誘電性
基板の上に保護金属層を（例えば蒸着、スパツタ
リング等により）全面付着し、保護金属層を金属
パターンの中へ拡散させるために加熱し、基板上
の非金属化部分の上の保護金属に亀裂破壊（熱的
スポーリング）を生じさせるために基板を冷却
し、そして、基板表面から保護金属を好ましくは
超音波の作用で機械的に除去することによつて行
なわれる。
モリブデンのような耐火性金属を有するアルミ
ナMLC基板を用いる半導体技術に対する特定の
応用では、基板をニツケルのような保護金属でも
つて全面被覆し、モリブデンのような耐火性金属
内へニツケルを拡散させるために加熱し、セラミ
ツク表面における金属を亀裂破壊するために基板
を冷却し、例えば超音波の作用で保護金属をセラ
ミツク表面から除去する。
ナMLC基板を用いる半導体技術に対する特定の
応用では、基板をニツケルのような保護金属でも
つて全面被覆し、モリブデンのような耐火性金属
内へニツケルを拡散させるために加熱し、セラミ
ツク表面における金属を亀裂破壊するために基板
を冷却し、例えば超音波の作用で保護金属をセラ
ミツク表面から除去する。
保護被覆されたモリブデン金属パターンを有す
る例示のアルミナMLC基板の場合は、MLC基板
の拡散後の冷却の期間に、ニツケル・フイルム及
びセラミツク体の熱収縮率の差のために、ニツケ
ル／セラミツクの付着状態を完全に破壊する応力
が生じる。超音波処理において、セラミツク上に
ゆるく付着したニツケル・フイルムが除去され
て、セラミツク基板表面が現われた。そしてモリ
ブデン回路パターンのみがニツケル被覆体で覆わ
れた状態になる。
る例示のアルミナMLC基板の場合は、MLC基板
の拡散後の冷却の期間に、ニツケル・フイルム及
びセラミツク体の熱収縮率の差のために、ニツケ
ル／セラミツクの付着状態を完全に破壊する応力
が生じる。超音波処理において、セラミツク上に
ゆるく付着したニツケル・フイルムが除去され
て、セラミツク基板表面が現われた。そしてモリ
ブデン回路パターンのみがニツケル被覆体で覆わ
れた状態になる。
例えば金のような他の異なつた金属によつてニ
ツケル被覆体を表面安定化することが必要とされ
る場合、そのような表面安定化はモリブデン層へ
のニツケルの拡散と同時に行なうことができる。
この場合は、拡散ステツプの前に、例えばスパツ
タリングによつて金のような安定化金属でもつて
ニツケル層を更に全面被覆することができる。ニ
ツケル及び金は加熱によつてニツケルがモリブデ
ン金属層内へ拡散すると同時に相互に拡散する。
これは、もしもニツケル被覆プロセスが約750℃
を越えない拡散温度（金―ニツケル状態図の不混
和領域内にある）において実施される場合に実現
することができる。アルミナMLCのモリブデン
回路パターンを用いる例においては、スパツタリ
ングなどにより、ニツケルを約３乃至７ミクロン
の厚さに全面付着し、ニツケル層の上に金を約
0.25乃至0.5ミクロンの厚さに全面被覆すること
ができる。加熱の際に、ニツケル―モリブデン及
びニツケル―金は、750℃以下の温度において同
時に相互に拡散する。Ni―Au拡散に対する上限
は酸化耐性のある金に富んだAu―Ni固溶体の形
成を保証する必要度に応じて設定される。これは
Au―Ni状態図における不混和領域の存在によつ
て750℃以下の温度で行なわれる。
ツケル被覆体を表面安定化することが必要とされ
る場合、そのような表面安定化はモリブデン層へ
のニツケルの拡散と同時に行なうことができる。
この場合は、拡散ステツプの前に、例えばスパツ
タリングによつて金のような安定化金属でもつて
ニツケル層を更に全面被覆することができる。ニ
ツケル及び金は加熱によつてニツケルがモリブデ
ン金属層内へ拡散すると同時に相互に拡散する。
これは、もしもニツケル被覆プロセスが約750℃
を越えない拡散温度（金―ニツケル状態図の不混
和領域内にある）において実施される場合に実現
することができる。アルミナMLCのモリブデン
回路パターンを用いる例においては、スパツタリ
ングなどにより、ニツケルを約３乃至７ミクロン
の厚さに全面付着し、ニツケル層の上に金を約
0.25乃至0.5ミクロンの厚さに全面被覆すること
ができる。加熱の際に、ニツケル―モリブデン及
びニツケル―金は、750℃以下の温度において同
時に相互に拡散する。Ni―Au拡散に対する上限
は酸化耐性のある金に富んだAu―Ni固溶体の形
成を保証する必要度に応じて設定される。これは
Au―Ni状態図における不混和領域の存在によつ
て750℃以下の温度で行なわれる。
この変形の利点は、無電気ニツケル・メツキの
後に金メツキ及び金拡散を行なうことによつてこ
れまで得ていたキヤツプ構造体に類似した構造体
を、メツキを用いないマスクレス被覆技術で実現
できることである。
後に金メツキ及び金拡散を行なうことによつてこ
れまで得ていたキヤツプ構造体に類似した構造体
を、メツキを用いないマスクレス被覆技術で実現
できることである。
本発明は特に半導体デバイス・パツケージ用の
アルミナMLCのモリブデン回路パターンの表面
安定化に関連して説明されたが、本発明の範囲は
それに限定されるものでないこと及びニツケル被
覆に限定されるものでないこと並びにMLC基板
を含む応用に限定されないことを理解されたい。
本発明は装飾的金属被覆、ガラス―金属もしくは
セラミツク―金属シーリングのような他の応用を
も意図している。更に本発明は、ガラスもしくは
セラミツク内に埋設された金属パターンに対して
選択的に付着金属フイルムを拡散結合すると同時
にガラスもしくはセラミツク表面の付着フイルム
を破壊し、続いてセラミツクもしくはガラスの表
面から非付着性のフイルムを超音波除去する他の
応用をも意図するものである。
アルミナMLCのモリブデン回路パターンの表面
安定化に関連して説明されたが、本発明の範囲は
それに限定されるものでないこと及びニツケル被
覆に限定されるものでないこと並びにMLC基板
を含む応用に限定されないことを理解されたい。
本発明は装飾的金属被覆、ガラス―金属もしくは
セラミツク―金属シーリングのような他の応用を
も意図している。更に本発明は、ガラスもしくは
セラミツク内に埋設された金属パターンに対して
選択的に付着金属フイルムを拡散結合すると同時
にガラスもしくはセラミツク表面の付着フイルム
を破壊し、続いてセラミツクもしくはガラスの表
面から非付着性のフイルムを超音波除去する他の
応用をも意図するものである。
第１図を参照すると、シンタリングされたセラ
ミツク基板１（典型的には、USP3518756に示さ
れた方法によつて形成しうる多層セラミツク構造
体）が示される。第１図乃至第４図は断面図で示
されているが、基板における内部金属パターンは
図示されていない。これは本発明の重要な部分を
構成しないものであつて、本発明は基板１の表面
における露出された金属パターン２の処理に関す
るものであるからである。しかしながら、基板１
は多層構造体である必要はなく、その表面にだけ
金属パターンが形成された単一体構造の基板でも
よいことを理解されたい。更に金属パターンは基
板の両面に配置されうることを理解されたい。例
えばMLC構造体において、金属パターンは半田
付けされる半導体デバイスの端子に対する電気的
接続のために基板１の上部表面に設けることがで
きるだけでなく、Ｉ／Ｏピンを取付ける基板１の
底部表面にも設けることができる。更に、金属パ
ターン２は基板１の上に盛上つたパターンとして
示されているが、それはバイア金属４の露出した
部分３のような形を取ることも可能である。
ミツク基板１（典型的には、USP3518756に示さ
れた方法によつて形成しうる多層セラミツク構造
体）が示される。第１図乃至第４図は断面図で示
されているが、基板における内部金属パターンは
図示されていない。これは本発明の重要な部分を
構成しないものであつて、本発明は基板１の表面
における露出された金属パターン２の処理に関す
るものであるからである。しかしながら、基板１
は多層構造体である必要はなく、その表面にだけ
金属パターンが形成された単一体構造の基板でも
よいことを理解されたい。更に金属パターンは基
板の両面に配置されうることを理解されたい。例
えばMLC構造体において、金属パターンは半田
付けされる半導体デバイスの端子に対する電気的
接続のために基板１の上部表面に設けることがで
きるだけでなく、Ｉ／Ｏピンを取付ける基板１の
底部表面にも設けることができる。更に、金属パ
ターン２は基板１の上に盛上つたパターンとして
示されているが、それはバイア金属４の露出した
部分３のような形を取ることも可能である。
基板の材料は通常アルミナもしくは
USP3540894に示されるようなアルミナと他の材
料（例えばガラス）の組合せからなる。基板１の
表面に示される金属パターンはシンタリングの前
に付着された典型的にはモリブデンのような耐火
性金属からなることができる。
USP3540894に示されるようなアルミナと他の材
料（例えばガラス）の組合せからなる。基板１の
表面に示される金属パターンはシンタリングの前
に付着された典型的にはモリブデンのような耐火
性金属からなることができる。
第２図に示されるように、基板１は例えば約３
ミクロン乃至７ミクロンの厚さの異なた保護金属
層５を任意の適当な技術（例えば真空蒸着、スパ
ツタリング等）によつて全面付着される。金属層
５は金属パターン２内へ拡散することができ、こ
れによつて金属回路パターンに対する結合力を選
択的に増大させることができる。付着の際に、金
属は基板表面にも付着する。金、クロム等のよう
な種々の保護金属を用いることができるが、今の
ところ好ましい金属は、現在の無電気メツキ及び
電気メツキによる方法をそのまま置き換える形で
使用できるニツケルである。
ミクロン乃至７ミクロンの厚さの異なた保護金属
層５を任意の適当な技術（例えば真空蒸着、スパ
ツタリング等）によつて全面付着される。金属層
５は金属パターン２内へ拡散することができ、こ
れによつて金属回路パターンに対する結合力を選
択的に増大させることができる。付着の際に、金
属は基板表面にも付着する。金、クロム等のよう
な種々の保護金属を用いることができるが、今の
ところ好ましい金属は、現在の無電気メツキ及び
電気メツキによる方法をそのまま置き換える形で
使用できるニツケルである。
次のプロセスにおいて、第２図の全面被覆され
た構造体は、金属間の界面における金属の相互拡
散、例えば保護金属５の金属パターン２への拡
散、を誘起させるために両金属の融点よりも低い
温度まで加熱される。保護被覆体５として厚さ５
ミクロンのニツケルを用い、金属パターンとして
モリブデン・ベースの金属を用いた場合は、650
℃乃至1100℃の温度で５分間熱処理することによ
つてモリブデン内部へのニツケルの十分な拡散が
得られた。その結果得られた拡散領域６が第３図
に示されている。
た構造体は、金属間の界面における金属の相互拡
散、例えば保護金属５の金属パターン２への拡
散、を誘起させるために両金属の融点よりも低い
温度まで加熱される。保護被覆体５として厚さ５
ミクロンのニツケルを用い、金属パターンとして
モリブデン・ベースの金属を用いた場合は、650
℃乃至1100℃の温度で５分間熱処理することによ
つてモリブデン内部へのニツケルの十分な拡散が
得られた。その結果得られた拡散領域６が第３図
に示されている。
この熱処理は、保護金属フイルム５を金属パタ
ーン２に拡散結合する目的で行なわれるが、同時
に、比較的あらい粒子構造のフイルム５のシンタ
リングを行なつて、フイルムにおける横方向の結
合強度を高め、基板の裸の表面即ち非金属化表面
からの不要部分の除去を容易にする。
ーン２に拡散結合する目的で行なわれるが、同時
に、比較的あらい粒子構造のフイルム５のシンタ
リングを行なつて、フイルムにおける横方向の結
合強度を高め、基板の裸の表面即ち非金属化表面
からの不要部分の除去を容易にする。
基板の裸の表面から保護フイルム５を剥離する
ための基板１の初期の条件付けはその冷却の際に
得られる。金属フイルム５及び誘電体組成物の熱
収縮率の差によつて誘起される応力の結果とし
て、基板の裸の表面部分における金属フイルム５
に亀裂破壊が生じる。この現象は熱的スポーリン
グとして知られている。
ための基板１の初期の条件付けはその冷却の際に
得られる。金属フイルム５及び誘電体組成物の熱
収縮率の差によつて誘起される応力の結果とし
て、基板の裸の表面部分における金属フイルム５
に亀裂破壊が生じる。この現象は熱的スポーリン
グとして知られている。
冷却すると、金属フイルム５は裸の基板表面に
対して付着しない状態となり、そしてこの時点に
おいて、側部もしくは底部あるいはその両方に変
換器が取付けられている通常のタンク型の超音波
クリーナーにおいて水もしくは他の適当な媒体中
で超音波クリーニング処理することによつて機械
的に除去することができる。超音波クリーナーに
よるフイルム除去のメカニズムは、表面をたたく
衝撃波の作用によつて基板領域からゆるく付着し
た金属フイルム５をはがすことを含む。衝撃波は
超音波の作用による液状媒体内の気泡崩壊（キヤ
ビテーシヨン）によつて誘起される。金属フイル
ム５を除去するための１つの好ましい方法は、超
音波ホーンを用いて約100ワツト／cm2の非常に高
い局部的なエネルギを集中させて供給し、ホーン
表面（ここでは、キヤビテーシヨンは副次的な役
割を果すにすぎない）に近接した（約１乃至約10
mm）音場（ultrasonic field）の近接音場特性
（near field characteristics）を用いるものであ
る。そのような条件の下においては、ゆるく付着
した金属フイルム５を基板表面から非常に効率的
に除去することができる。例えば５ミクロンの厚
さの非付着性ニツケル・フイルムは約５乃至約30
秒でアルミナ・セラミツク表面から除去すること
ができる。
対して付着しない状態となり、そしてこの時点に
おいて、側部もしくは底部あるいはその両方に変
換器が取付けられている通常のタンク型の超音波
クリーナーにおいて水もしくは他の適当な媒体中
で超音波クリーニング処理することによつて機械
的に除去することができる。超音波クリーナーに
よるフイルム除去のメカニズムは、表面をたたく
衝撃波の作用によつて基板領域からゆるく付着し
た金属フイルム５をはがすことを含む。衝撃波は
超音波の作用による液状媒体内の気泡崩壊（キヤ
ビテーシヨン）によつて誘起される。金属フイル
ム５を除去するための１つの好ましい方法は、超
音波ホーンを用いて約100ワツト／cm2の非常に高
い局部的なエネルギを集中させて供給し、ホーン
表面（ここでは、キヤビテーシヨンは副次的な役
割を果すにすぎない）に近接した（約１乃至約10
mm）音場（ultrasonic field）の近接音場特性
（near field characteristics）を用いるものであ
る。そのような条件の下においては、ゆるく付着
した金属フイルム５を基板表面から非常に効率的
に除去することができる。例えば５ミクロンの厚
さの非付着性ニツケル・フイルムは約５乃至約30
秒でアルミナ・セラミツク表面から除去すること
ができる。
金属フイルム除去のメカニズムは次のようなも
のであると考えられる。近接音場領域において
は、変換器によつて発生された音場が金属フイル
ムを担持する基板の表面に結合する。金属フイル
ム５が基板に対して強く付着している個所、例え
ばフイルムの下の予め存在する金属回路パターン
の領域においては、超音波エネルギは単に金属フ
イルム５を通して基板内部へ透過しそして消散さ
れるに過ぎない。金属フイルム５が非付着性を呈
する個所、例えば裸の基板表面領域においては、
超音波エネルギは薄い金属フイルム５によつて実
質的に吸収され、フイルムは音場によつて振動す
る。この振動は、基板に付着しているフイルム境
界部分に、交番する（交互に向きが変わる）応力
を発生し、最終的にこれらの部分においてフイル
ムの破壊が生じる。高い音場周波数（例えば10乃
至450KHz）を用いた場合は、付着領域の境界部
において金属フイルム５に対して10〜40×103サ
イクルの交番応力が加えられ、そして金属フイル
ムの性質、その厚さ並びに隣接する付着領域間の
距離に応じて１乃至30秒でフイルムの疲労限度に
達する。基板表面から非付着性の金属フイルム５
を完全に除去することによつて、第４図に示され
るように予め設けられた金属回路パターン２のみ
が付着性の金属フイルム5/6を保持することにな
る。更に本発明は、もしもニツケル被覆が約750
℃を越えない拡散温度（Au―Niの不混和領域内
にある）において実施されるならば、保護ニツケ
ル・フイルム５に対して金の表面安定化被覆を設
けることができる。これは第５図に示されるよう
に、付着されたニツケル・フイルム５の上部に金
（0.25乃至0.5ミクロン）のフイルム１０を真空蒸
着、スパツタリングのような方法によつて付着
し、第６図及び第７図に示されるようなNi―Mo
固溶体６及びAu―Ni固溶体１１を同時に形成す
ることによつて達成することができる。これは
Au―Ni状態図における不混和領域の存在によつ
て750℃以下の温度で行なわれる。
のであると考えられる。近接音場領域において
は、変換器によつて発生された音場が金属フイル
ムを担持する基板の表面に結合する。金属フイル
ム５が基板に対して強く付着している個所、例え
ばフイルムの下の予め存在する金属回路パターン
の領域においては、超音波エネルギは単に金属フ
イルム５を通して基板内部へ透過しそして消散さ
れるに過ぎない。金属フイルム５が非付着性を呈
する個所、例えば裸の基板表面領域においては、
超音波エネルギは薄い金属フイルム５によつて実
質的に吸収され、フイルムは音場によつて振動す
る。この振動は、基板に付着しているフイルム境
界部分に、交番する（交互に向きが変わる）応力
を発生し、最終的にこれらの部分においてフイル
ムの破壊が生じる。高い音場周波数（例えば10乃
至450KHz）を用いた場合は、付着領域の境界部
において金属フイルム５に対して10〜40×103サ
イクルの交番応力が加えられ、そして金属フイル
ムの性質、その厚さ並びに隣接する付着領域間の
距離に応じて１乃至30秒でフイルムの疲労限度に
達する。基板表面から非付着性の金属フイルム５
を完全に除去することによつて、第４図に示され
るように予め設けられた金属回路パターン２のみ
が付着性の金属フイルム5/6を保持することにな
る。更に本発明は、もしもニツケル被覆が約750
℃を越えない拡散温度（Au―Niの不混和領域内
にある）において実施されるならば、保護ニツケ
ル・フイルム５に対して金の表面安定化被覆を設
けることができる。これは第５図に示されるよう
に、付着されたニツケル・フイルム５の上部に金
（0.25乃至0.5ミクロン）のフイルム１０を真空蒸
着、スパツタリングのような方法によつて付着
し、第６図及び第７図に示されるようなNi―Mo
固溶体６及びAu―Ni固溶体１１を同時に形成す
ることによつて達成することができる。これは
Au―Ni状態図における不混和領域の存在によつ
て750℃以下の温度で行なわれる。
前述のように基板は、冷却の際に、第７図に示
されるような構造体を生じるように基板１の裸の
表面からニツケル／金フイルム５及び１０を超音
波除去するための条件付けが行なわれる。
されるような構造体を生じるように基板１の裸の
表面からニツケル／金フイルム５及び１０を超音
波除去するための条件付けが行なわれる。
本発明のこの変形の利点は無電気ニツケル・メ
ツキの後に金メツキ及び金拡散を行なうことによ
つて、通常得ていたキヤツプ構造体に類似した構
造体を、メツキを用いないマスクレス被覆技術で
実現できることである。
ツキの後に金メツキ及び金拡散を行なうことによ
つて、通常得ていたキヤツプ構造体に類似した構
造体を、メツキを用いないマスクレス被覆技術で
実現できることである。
第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示
す図である。第５図乃至第７図は本発明の第２の
実施例を示す図である。 １……基板、２……金回路パターン、４……バ
イア金属、５……保護金属層、６……拡散領域、
１０……金フイルム、１１……Au―Ni固溶体。
す図である。第５図乃至第７図は本発明の第２の
実施例を示す図である。 １……基板、２……金回路パターン、４……バ
イア金属、５……保護金属層、６……拡散領域、
１０……金フイルム、１１……Au―Ni固溶体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 誘電性基板の表面に形成された金属パターン
を金属層で選択的に被覆する方法において、 上記金属パターンの全露出表面を含む、上記基
板の表面上に、この基板と異なる熱収縮率を有し
且つ上記パターンの金属と異なる金属の層を付着
する工程と、 上記基板を加熱して、上記金属層が上記金属パ
ターンと接触している領域において上記金属層を
上記金属パターンに拡散結合する工程と、 上記基板を冷却して、上記基板と上記金属層と
の間の熱収縮率の差により生じる応力によつて、
上記金属パターンが形成されていない基板領域上
の上記金属層の部分に亀裂破壊を生じさせる工程
と、 上記亀裂破壊を生じた上記金属層の部分を上記
基板領域から機械的に除去する工程と、 を含む、金属の選択的被覆方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US359444 | 1982-03-18 | ||
| US06/359,444 US4442137A (en) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | Maskless coating of metallurgical features of a dielectric substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58164249A JPS58164249A (ja) | 1983-09-29 |
| JPS639376B2 true JPS639376B2 (ja) | 1988-02-29 |
Family
ID=23413812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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