JP2000174423A

JP2000174423A - 配線基板およびその製造方法

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Publication number: JP2000174423A
Application number: JP35030798A
Authority: JP
Inventors: Yasutomi Asai; 浅井　　康富; Shinji Ota; 真治太田; Takashi Nagasaka; 長坂　　崇
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2000-06-23
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: JP4006860B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の表面配線層上に形成されためっき層を
覆うように基板上に保護ガラスを形成してなる配線基板
において、めっき層と保護ガラスの密着性を向上させ
る。【解決手段】アルミナ積層基板１の一面１ａ上に、表
面配線層３を形成し、その上に銅めっき層５を形成し、
銅めっき層５と電気的に接続するように所定パターンに
て厚膜状の抵抗体６を形成する。その後、銅めっき層５
の表面を熱処理して酸化膜５ａを形成し、続いて、基板
１の一面１ａ上において、銅めっき層５及び抵抗体６を
覆うように保護ガラス７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に設けられた
表面配線層の上にめっき層を形成し、該めっき層を覆う
ように基板の上に保護ガラスを形成してなる配線基板及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板に設けられた表面配線層の上
にめっき層を形成し、該めっき層を覆うように基板の上
に保護ガラスを形成してなる配線基板としては、例え
ば、特開昭５８−１０７６９４号公報や特開昭５７−１
４７２９５号公報等に記載のものがある。

【０００３】従来のこの種の配線基板の製造方法を、ア
ルミナ積層基板を用いた配線基板を例に挙げて説明す
る。図６（ａ）に示す様に、アルミナ積層基板Ｊ１の表
面配線層（表層メタライズ）Ｊ２上に銅めっき（めっき
層）Ｊ３を形成し、その銅めっきＪ３を電極として、厚
膜抵抗体Ｊ４を形成する。その後、図６（ｂ）に示す様
に、該抵抗体Ｊ４の保護体として厚膜抵抗体Ｊ４上およ
びその周囲に保護ガラスＪ５を印刷、焼成により形成す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等の検討によれば、上記の従来構造においては銅めっ
きＪ３と保護ガラスＪ５との密着強度が弱いため、ヒー
トサイクル試験を行ったところ、銅めっきＪ３と保護ガ
ラスＪ５との界面に剥離が生じ、配線基板の信頼性を低
下させるという問題が生じることがわかった。特に、そ
の剥離が抵抗体Ｊ４に及ぶと抵抗値が変動しやすくなる
という問題が発生する。

【０００５】本発明は上記問題に鑑み、基板の表面配線
層上に形成されためっき層を覆うように基板上に保護ガ
ラスを形成してなる配線基板において、めっき層と保護
ガラスとの密着性を向上させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
の結果、めっき層を構成する材質（銅めっきやニッケル
めっき等）を酸化させた酸化物と保護ガラスとの密着性
が良いということを実験的に見出した。以下、請求項１
〜請求項５の発明は、この知見に基づいてなされたもの
である。

【０００７】即ち、請求項１記載の発明においては、基
板（１）の表面配線層（３）上に形成されためっき層
（５）の表面を酸化して酸化膜（５ａ）を形成した後、
保護ガラス（７）を形成することを特徴としており、該
めっき層と該保護ガラスとの界面に介在するめっき層を
酸化させた該酸化膜によって、両者の密着性を、従来の
酸化膜の無い場合に比べて向上させることができる。

【０００８】また、請求項２記載の発明では、基板
（１）の一面に設けられた表面配線層（３）上にめっき
層（５）を形成し、該基板の一面において該めっき層の
一部と電気的に接続するように厚膜状の抵抗体（６）を
形成した後、該めっき層のうち少なくとも保護ガラス
（７）を形成する部位の表面を酸化して酸化膜（５ａ）
を形成し、続いて、該めっき層の少なくとも一部を覆う
ように該保護ガラスを形成することを特徴としている。

【０００９】本発明によれば、請求項１の発明と同様、
めっき層と保護ガラスの密着性を向上させることができ
るとともに、保護ガラスの剥離を抑え、抵抗体の抵抗値
の変動を防止できる。更に、検討を進めた結果、酸化膜
（５ａ）を２００オングストローム以上の膜厚にて形成
する（請求項４の発明）ことにより、めっき層と保護ガ
ラスとの密着強度を安定して高いレベルに維持すること
を実験的に見出した。

【００１０】また、請求項５記載の配線基板において
は、基板（１）の表面配線層の上に形成されためっき層
（５）と、該めっき層を覆うように基板の一面上に形成
された保護ガラス（７）とを、該めっき層を酸化させた
酸化膜（５ａ）を介して密着させたことを特徴としてお
り、該酸化膜によって、該めっき層と該保護ガラスとの
密着性を、従来の酸化膜の無い場合に比べて向上させる
ことができる。

【００１１】なお、上記した括弧内の符号は、後述する
実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、本実施形態に係る配線基板
１００の断面構成の模式図である。配線基板１００は、
複数（図示例では４枚）のセラミック基板が積層された
積層基板１を有する。複数のセラミック基板は、例えば
アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト等から構成され
ている。本例では、アルミナ基板が積層されたものとし
ている。

【００１３】積層基板１の内部には、内部配線層２が形
成されており、積層基板１の一面１ａには、内部配線層
２と導通する表面配線層３が形成され、他面１ｂには、
内部配線層２と導通する裏面配線層４が形成されてい
る。これら各配線層２〜４は、モリブデンやタングステ
ン等から構成され、さらに、表面配線層３及び裏面配線
層４の表面には、銅めっき層５が形成されている。

【００１４】また、積層基板１の一面１ａにおける銅め
っき層５の表面を含む部分には、硼化物（例えばランタ
ン、タンタル等）銅・ニッケル、酸化錫、珪素、珪化物
などを主成分とした厚膜等からなる抵抗体６が形成さ
れ、銅めっき層５を介して表面配線層３と電気的に接続
されている。これら各層２〜５及び抵抗体６により、配
線基板１００の配線部が構成されている。なお、抵抗体
６は、その一部が保護ガラス７上からレーザトリミング
等によって抵抗値を調整されたものとなっている。

【００１５】また、積層基板１の一面１ａには、配線基
板１００の配線部を保護するための保護ガラス７が、積
層基板１の一面１ａの表面配線層３、銅めっき層５及び
抵抗体６を覆うように形成されている。保護ガラス７は
例えば酸化亜鉛を主成分とする無機ガラス等を採用する
ことができる。ここで、銅めっき層５における保護ガラ
ス７との界面近傍部分は、銅めっきの表層を酸化させた
酸化銅からなる酸化膜５ａが、例えば２００オングスト
ローム以上の膜厚で形成され、銅めっき層５は、この酸
化膜５ａを介して保護ガラス７と良好に密着されてい
る。

【００１６】かかる構成を有する配線基板１００の製造
方法について述べる。図２〜図４は、配線基板１００の
製造方法を工程順に示す模式的断面図であり、図１の断
面に対応している。まず、図２（ａ）に示す様に、アル
ミナグリーンシート（以下シートという）１０〜１３を
複数枚（本例では４枚）用意する。なお、図２（ｃ）ま
では、各シートに同じ工程を施すため、便宜上シートは
１枚のみ図示してある。

【００１７】次に、図２（ｂ）に示す様に、各シート１
０〜１３をパンチングすることにより、各シート１０〜
１３の所定部位に穴１４を形成し（パンチング工程）、
その後、図２（ｃ）に示す様に、各穴１４に、モリブデ
ン（あるいはタングステン）を主成分とする導体ペース
ト２０を充填する（ペースト充填工程）。その後、図２
（ｄ）に示す様に、各シート１０〜１３の各面におい
て、各々所定のパターンでタングステン（あるいはモリ
ブデン）を主成分とする導体ペースト２１を、上記導体
ペースト２０と導通するように印刷する（ペースト印刷
工程）。

【００１８】続いて、図２（ｅ）に示す様に、これらの
シート１０〜１３を積層し、３０〜３００ｋｇ／ｃｍ²
の圧力で加圧する（積層工程）。そして、図３（ａ）に
示す様に、この積層体を還元雰囲気中、約１６００℃で
焼成し、本発明でいう基板としての積層基板１を得る
（積層基板焼成工程）。なお、この積層基板焼成工程の
際、積層体は全体的に若干収縮し、また、積層基板１の
内部の導体ペースト２０、２１が内部配線層２として構
成され、一面１ａ及び他面１ｂに露出した導体ペースト
２１が表面配線層３及び裏面配線層４として構成され
る。

【００１９】次に、図３（ｂ）に示す様に、積層基板１
の一面１ａに露出する表面配線層３の露出面に、選択的
に形成可能な無電解めっき法により、銅めっき層５を形
成する（めっき工程）。銅めっき層５を形成した後、図
３（ｃ）に示す様に、銅めっき層５と電気的に接続する
ように所定パターンにて抵抗体ペーストを厚膜状に印刷
し、９００℃窒素中にて焼成することで抵抗体６を形成
する（抵抗体形成工程）。

【００２０】その後、図４に示す様に、１５０℃で１０
分間程度放置（熱処理）することで、銅めっき層５にお
ける表面部分の銅めっきを酸化し、酸化膜５ａを形成す
る（めっき層表面酸化工程）。ここで、銅めっきを酸化
させる方法として１５０℃放置を行っているが、他の温
度でもかまわないし、例えば、薬品等を用いて化学的に
銅めっき層５の表面を酸化させる等、他の手法でも、か
まわない。

【００２１】次に、抵抗体６及び酸化膜５ａが形成され
た銅めっき層５の一部を覆うように、ガラスペーストを
印刷し、６５０℃窒素中にて焼成することにより、保護
ガラス７を形成する。この時、保護ガラス７の下地であ
る銅めっき層５の表面は酸化されており、その酸化物と
保護ガラス７との強い結合により銅めっき層５と保護ガ
ラス７との接合性を確保できる。

【００２２】次に、レーザトリミングにより、抵抗体６
の抵抗値を調整して、図１に示す配線基板１００を得
る。このようにして得られた配線基板１００において
は、銅めっき層５と保護ガラス７との界面に介在する酸
化膜５ａによって、両者の密着性を、従来の酸化膜の無
い場合（例えば上記図６に示す配線基板）に比べて向上
させることができ、保護ガラス７の剥離を抑え、抵抗体
６の抵抗値の変動を防止できるため、信頼性の高い配線
基板とできる。

【００２３】ここで、上記のめっき層表面酸化工程にお
いて、酸化膜形成条件を１５０℃で１０分間程度の放置
とした根拠を、図５を参照して述べる。図５において、
（ａ）は１５０℃の酸化時間（放置時間）と銅めっき層
５の表面に形成される酸化膜５ａの膜厚との関係を示す
グラフであり、（ｂ）は酸化膜５ａの膜厚に対する銅め
っき層５と保護ガラス７との接着強度を示すグラフであ
る。

【００２４】図５（ｂ）に示す様に、酸化膜５ａの膜厚
を２００オングストローム以上とすれば、強い接着強度
が確保でき、良好な信頼性を得るためには好ましい。そ
して、この範囲の膜厚を得るためには、図５（ａ）から
分かるように、１５０℃の酸化時間（放置時間）は１０
分間以上であれば良い。なお、この配線基板１００は、
後工程で保護ガラス７で覆われていない部分において、
各配線層等に配線を接続する。ここで、酸化膜５ａの膜
厚をあまり厚くすると、配線を接続する際、はんだ濡れ
性やワイヤボンド性が低下するが、プラズマクリーニン
グ装置等を用いて接続部分の酸化膜５ａを薄くするよう
にすれば、これら実装性を損なわないようにすることが
できる。

【００２５】また、本実施形態では、基板としてアルミ
ナ積層基板、めっき層として銅めっき層とした構成につ
いて説明したが、ニッケル系めっきなどの他のめっきや
窒化アルミニウムやムライトなどの他の基板（積層、単
層を問わない）にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る配線基板の断面構成を
示す図である。

【図２】上記実施形態に係る配線基板の製造方法を示す
工程図である。

【図３】図２に続く製造方法を示す工程図である。

【図４】図３に続く製造方法を示す工程図である。

【図５】（ａ）は酸化時間と酸化膜の膜厚との関係を示
すグラフ、（ｂ）は酸化膜の膜厚に対する銅めっき層と
保護ガラスとの接着強度を示すグラフである。

【図６】従来の配線基板の製造方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…積層基板、３…表面配線層、５…銅めっき層、５ａ
…酸化膜、６…抵抗体、７…保護ガラス。

フロントページの続き (72)発明者長坂崇愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 5E314 AA06 BB06 BB11 FF02 FF17 GG11 5E346 AA43 AA54 CC17 CC32 CC35 CC36 DD09 DD23 EE24 GG17 GG36 HH01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板（１）の少なくとも一面上に設けら
れた表面配線層（３）上にめっき層（５）を形成し、該
めっき層を覆うように前記基板の一面上に保護ガラス
（７）を形成してなる配線基板の製造方法であって、前記めっき層の表面を酸化して酸化膜（５ａ）を形成し
た後、前記保護ガラスを形成することを特徴とする配線
基板の製造方法。
【請求項２】基板（１）の一面に設けられた表面配線
層（３）上にめっき層（５）を形成する工程と、前記基板の一面において、前記めっき層の一部と電気的
に接続するように厚膜状の抵抗体（６）を形成する工程
と、前記めっき層のうち少なくとも保護ガラス（７）を形成
する部位の表面を酸化して酸化膜（５ａ）を形成する工
程と、前記基板の一面において、前記抵抗体及び前記酸化膜が
形成された前記めっき層の少なくとも一部を覆うように
前記保護ガラスを形成する工程と、を備えることを特徴
とする配線基板の製造方法。
【請求項３】前記めっき層（５）として銅めっきを用
いることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基
板の製造方法。
【請求項４】前記酸化膜（５ａ）を２００オングスト
ローム以上の膜厚にて形成することを特徴とする請求項
１ないし３のいずれか１つに記載の配線基板の製造方
法。
【請求項５】一面上に形成された表面配線層（３）を
有する基板（１）と、前記表面配線層の上に形成された
めっき層（５）と、該めっき層を覆うように前記基板の
一面上に形成された保護ガラス（７）とを備え、前記めっき層と前記保護ガラスとは、前記めっき層を酸
化させた酸化膜（５ａ）を介して密着されていることを
特徴とする配線基板。