(57)【要約】【課題】特に優れた電気特性を得ることができるのみならず、一般のアルミナ基板に適用することにより、コストの低減を図れる基板の金属化工程を提供すること。【解決手段】穿孔ステップと、チタン層・銅層形成ステップと、化学銅メッキステップと、ドライフィルム形成ステップと、パターニングステップと、銅回路形成ステップと、剥離ステップと、ニッケルメッキステップと、金メッキステップと、チタン層・銅層除去ステップと、順次行う。【選択図】図１
2010180095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板に貫通孔を穿設する貫通孔穿設ステップと、
スパッタリング法にてセラミック基板に順次チタン層及び銅層を形成する、チタン層・銅層形成ステップと、
更に、化学銅メッキを行うことにより、前記チタン層・銅層形成ステップにおいて形成された通気孔又は気泡による電気伝導阻害を除去する化学銅メッキステップと、
ドライフィルムを貼付するドライフィルム形成ステップと、
マスクを介してセラミック基板の表面に対し露光、現像を行うことにより、回路パターンを形成するパターニングステップと、
前記セラミック基板に形成された回路パターンに銅メッキを施し、銅回路を形成する銅回路形成ステップと、
前記セラミック基板の表面に残留しているドライフィルムを剥離する剥離ステップと、
前記銅回路の表面に、エレクトロマイグレーション防止用ニッケルメッキ層を形成するニッケルメッキステップと、
前記銅回路の表面に形成されたニッケルメッキ層に金メッキ層を形成する金メッキステップと、
前記チタン層・銅層を除去するチタン層・銅層除去ステップと、
を順次行うことを特徴とする基板の金属化工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に直接に基板に銅メッキを施す（ＤＰＣ）金属化工程において、薄膜工程において高周波、高密度の特性を備えると共に、コストが上昇する恐れのない基板の金属化工程（基板の金属化方法）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セルラー方式、ワイヤレスラン、ワイヤレスモデムなどの無線設備が進歩するにつれて、回路基板において要求される条件も厳しくなってきており、例えば、高出力、高周波及び低損失などの特性は欠かせない条件となっている。従来の基板製造技術は、これらの条件を容易に達成できるものであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来の基板製造技術には、以下のような問題があった。
従来の薄膜工程は、真空雰囲気において特殊の金属網を用いて真空蒸着やスパッタリングなどの手法によって回路を形成するものであり、回路が滑らかに形成できることが利点として挙げられるが、その回路の薄さと、酸化物又は窒化物などの不純物を含有していることが問題視されている。
滑らかに形成される回路及び理想的な電気特性を求めるためには、アルミナの純度が高い（９９．６％）基板を使用しなくてはならないことから、製造コストが増大となる。
また、回路を形成する際に用いる塗料は、不純物を含有する粒状のものであることから、回路が薄い箇所においては、大量の不純物を含有しているようになってしまうので、電気伝導効率が悪くなると共に、放熱率も優れなかった。
【０００４】
また、他の低コストの厚膜工程により回路を形成した場合、その回路は、精確性に優れないと共に、高周波回路の要求に応えることができず、更に、その最適な線幅及び線間隔は、何れも６ミル以上でしか形成できないので、微細化を要する高周波回路に適用することができなかった。即ち、前記厚膜工程では、高周波回路が要求する条件を満足させることができなかった。
【０００５】
さらに、従来の基板の表面について、銅メッキの工程を行う前は、異なる径の貫通孔が散在している。これらの貫通孔は、スパッタリング時に、基板の表面における電気伝導効果に悪影響を及ぼす原因となり、また、前記貫通孔による通気孔又は気泡も回路の形成に悪影響を与える原因となっている。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、低コストで理想的な電気特性を備える回路を有する基板の金属化工程を提供するものであり、その金属化工程により金属網なしに基板の表面に対して直接にスパッタリングし、化学銅メッキステップによりスパッタリングによる通気孔又は気泡を除去すると共に、低コストの露光、現像及びメッキステップによって肉厚且つ高純度の金属回路を形成することにより、優れた電気特性を得ることができる。
さらに、一般の酸化アルミニウム基板にも適用できるので、低コスト化を図ることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の請求項１の発明は、セラミック基板（１０）に電気接続するための処理として、セラミック基板（１０）に貫通孔（１００）を穿設する穿孔ステップと、
セラミック基板（１０）に順次チタン層（１１）及び銅層（１２）を形成する、チタン層・銅層形成ステップと、
前記チタン層・銅層形成ステップにおいて形成された電気伝導効果を有しない通気孔又は気泡を、電気伝導可能にする化学銅メッキステップと、
ドライフィルム（１３）を貼付するドライフィルム形成ステップと、
マスク（１４）を介してセラミック基板（１０）の表面にパターンを露光、現像するパターニングステップと、
前記セラミック基板（１０）に形成された回路パターンに銅メッキを施し、銅回路（１５）を形成する銅回路形成ステップと、
前記セラミック基板（１０）の表面に残留しているドライフィルム（１３）を剥離する剥離ステップと、
前記銅回路（１５）に、エレクトロマイグレーションを阻止するためのニッケル層（１６）を形成するニッケルメッキステップと、
前記銅回路（１５）のニッケル層（１６）に金層（１７）を形成する金メッキステップと、
前記チタン層（１１）・銅層（１２）を除去するチタン層・銅層除去ステップと、
を順次行うことを特徴とする基板の金属化工程、を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る基板の金属化工程において、露光、現像及びエッチングにより回路を形成することから、回路を滑らかに且つ細い直線状に形成することができる。
【０００９】
また、回路はメッキにより直接に形成できる上、銅回路自身による理想的な電気伝導特性及び放熱効果を有するので、優れた高周波特性、低損失、低コスト及び物理的安定性などの利点を備える。
【００１０】
尚、前記ニッケルメッキステップは、銅回路形成ステップの直後に行っても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明に係る基板の金属化工程のフローチャートである。本発明に係る基板の金属化工程のフローチャートである。
【図２Ａ】本発明に係る基板の各金属化工程を示す側面断面図である。
【図２Ｂ】本発明に係る基板の各金属化工程を示す側面断面図である。
【図２Ｃ】本発明に係る基板の各金属化工程を示す側面断面図である。
【図２Ｄ】本発明に係る基板の各金属化工程を示す側面断面図である。
【図２Ｅ】本発明に係る基板の各金属化工程を示す側面断面図である。
【図２Ｆ】本発明に係る基板の各金属化工程を示す側面断面図である。
【図２Ｇ】本発明に係る基板の各金属化工程を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る基板の金属化工程のフローチャートであり、図２Ａ乃至２Ｇは本発明に係る基板の各金属化工程を示す側面断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明に係る基板の金属化工程は、セラミック基板（１０）に貫通孔（１００）を穿設する穿孔ステップと、該セラミック基板（１０）に順次チタン層（１１）・銅層（１２）を形成する、チタン層・銅層形成ステップと、該チタン層・銅層形成ステップにおいて形成された電気伝導効果を有しない通気孔又は気泡を、電気伝導可能にする化学銅メッキステップと、ドライフィルム（１３）を添付するドライフィルム形成ステップと、マスクを介して前記セラミック基板（１０）の表面にパターンを露光、現像するパターニングステップと、該セラミック基板（１０）に形成された回路パターンに銅メッキを施し、銅回路（１５）を形成する銅回路形成ステップと、該セラミック基板（１０）の表面に残留しているドライフィルム（１３）を剥離する剥離ステップと、該銅回路（１５）に、エレクトロマイグレーションを阻止するためのニッケル層（１６）を形成するニッケルメッキステップと、該銅回路（１５）のニッケル層（１６）に金層（１７）を形成する金メッキステップと、該チタン層（１１）・銅層（１２）を除去するチタン層・銅層除去ステップとを有するものである。
【００１５】
図２Ａは、上述したように、前記穿孔ステップにより、セラミック基板（１０）に複数の貫通孔（１００）を穿設した状態を示すものである。
【００１６】
図２Ｂは、前記チタン層・銅層形成ステップにより、スパッタリングしてなるチタン層（１１）及び銅層（１２）を順次セラミック基板（１０）の表面に形成すると共に、セラミック基板（１０）の底面に順次チタン層（１１）及び銅層（１２）が形成するものである。
また、本実施例においては、前記チタン層（１１）の厚さが3000Åであり、前記銅層（１２）の厚さが4000Åである。
このように、セラミック基板（１０）に順次チタン層（１１）及び銅層（１２）を形成することにより、セラミック基板（１０）に銅回路をメッキし易くなる。
【００１７】
しかしながら、前記チタン層・銅層形成ステップによる無数の通気孔又は気泡は、セラミック基板（１０）の電気接続に影響を及ぼし、電気伝導を不完全とする恐れがあり、また、前記貫通孔（１００）は、径が100μ以下に形成されると、その内周壁には、スパッタリングによる導電層を形成し難くなる。
従って、セラミック基板（１０）の電気接続に対する悪影響を避けるために、前記チタン層・銅層形成ステップの後に行われる化学銅メッキステップにおいて、さらに化学銅（１２０）をメッキする。
これにより、小径の貫通孔（１００）にも銅層を設けることができるので、セラミック基板（１０）の電気伝導効果を向上させることができる。
【００１８】
図２Ｃに示すように、前記ドライフィルム形成ステップにおいては、セラミック基板（１０）における回路を形成する面にドライフィルム（１３）が貼り付けられ、該ドライフィルム（１３）は、紫外線に反応する重合樹脂であり、回路がエッチングされないように保護するものである。
【００１９】
前記パターニングステップにおいては、上述したように、露光ステップと現像ステップとを行う。
【００２０】
図２Ｄに示すように、前記露光ステップにおいては、先ず回路パターン通りに製造されたポジマスク（１４）を位置決めしてから、ドライフィルム（１３）が貼り付けられたセラミック基板（１０）にさらに貼り付け、その後、露光装置により、セラミック基板（１０）に対して真空引き、プレス、紫外線照射を行う。
尚、該紫外線照射は、ドライフィルム（１３）を重合させることはできるが、マスク（１４）に形成された回路パターンにより覆われた部分まで届くことはない。
【００２１】
また、前記現像ステップにおける現像の役割は、現像液により重合が行われていないドライフィルム（１３）を除去する。即ち物理的又は化学的な剥離により、回路における必要な部分を残すことであり、前記ステップにより、構成される回路を滑らかに且つ細い直線状に形成することができる。
【００２２】
図２Ｅに示すように、前記銅回路形成ステップにおいては、セラミック基板（１０）に形成する回路パターンに銅メッキを施すことにより、既定の厚さを有する銅回路（１５）を形成する。
尚、このステップにおいては、メッキにより直接に銅回路を構成するものであるので、理想的な電気伝導特性及び放熱効果を得ることができる。
【００２３】
図２Ｆに示すように、前記剥離ステップにおいては、上述したように、セラミック基板（１０）の表面に残留するドライフィルム（１３）が除去される。
【００２４】
前記チタン層・銅層除去ステップにおいては、先ずセラミック基板（１０）の銅回路（１５）にフォトレジストが塗布され、その後、エッチングによりセラミック基板（１０）の表面における銅回路（１５）以外のチタン層（１１）及び銅層（１２）が除去される。
【００２５】
図２Ｇに示すように、前記ニッケルメッキステップにおいては、前記セラミック基板（１０）における銅回路（１５）の表面にニッケル層（１６）がメッキされ、該ニッケル層（１６）は、銅回路（１５）における銅イオンの、その後に形成される金層（１７）へのエレクトロマイグレーション（Electromigration）を防止するためのものである。
【００２６】
前記金メッキステップにおいては、回路に、高周波に適用できる条件を持たせるために、銅回路（１５）に金層（１７）が形成される。
【００２７】
前記各ステップは、本発明に係る金属化工程の具体的な流れであるが、該各ステップの順序はこれに限られるものではない。
例えば、前記ニッケルメッキステップ及び金メッキステップは、上述したように、チタン層・銅層除去ステップの後に行うこともできれば、化学銅メッキステップの直後に行うこともできる。
即ち、前記セラミック基板（１０）の表面に銅回路（１５）をメッキした後、すぐに該銅回路（１５）に銅イオンのエレクトロマイグレーションを防ぐためのニッケル層（１６）と、信号伝送を向上させる金層（１７）を形成し、続いて、剥離ステップと、チタン層・銅層除去ステップを行ってもよく、これによっても、前記工程と同様の効果を発揮することができる。
【００２８】
前記説明によれば、本発明に係る金属化工程は、少なくとも以下に示すような利点を有する。
【００２９】
１．回路を滑らかに且つ細い直線状に形成することができる。これは、高周波回路の基本的条件であり、即ち、前記露光、現像及びエッチングなどのステップによる回路構造は、非常に微細なものであるので、高密度配置に適しており、また、形成された回路は精確性に優れているので、高周波回路として使用するのに最適である。
【００３０】
２．高熱伝導効率と電気特性とを有する。本発明では、銅回路がメッキにより直接に好適な厚さに形成されるので、その銅回路が理想的な放熱効果を有すると共に、優れた電気伝導効率、安定した物理性及び低損失などの特徴も有している。
【００３１】
３．低コスト。本発明は、銅回路がメッキにより好適な厚さに形成されることから、理想的な電気特性を有するので、アルミナの純度が低い（約９６％）の基板を用いることができ、これにより、有効的にコストを低減することができる。
【００３２】
本発明は、上記の構成を有するので、従来の高周波回路基板の製造工程より簡単に且つ効率的に製造でき、コストも低減することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０        セラミック基板
１００        貫通孔
１１        チタン層
１２        銅層
１２０        化学銅
１３        ドライフィルム
１４        マスク
１５        銅回路
１６        ニッケル層
１７        金層
【図１】
2010180095.tif 000003
【図２Ａ】
2010180095.tif 000004
【図２Ｂ】
2010180095.tif 000005
【図２Ｃ】
2010180095.tif 000006
【図２Ｄ】
2010180095.tif 000007
【図２Ｅ】
2010180095.tif 000008
【図２Ｆ】
2010180095.tif 000009
【図２Ｇ】
2010180095.tif 000010