(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成される配線材料にめっきを施す第１工程と、前記基板上に導体若しくは抵抗体を形成するために厚膜ペーストを配置して焼成する第２工程と、前記めっきを施した部分を樹脂部で覆う第３工程とを備えてなる回路基板の製造方法において、
前記第２工程と第３工程との間に、前記めっきを施した部分の少なくとも前記樹脂部によって覆われる部分の表面を不純物除去処理する工程を備えたことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記不純物除去処理は、エッチング処理によるものであることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記不純物除去処理は、プラズマクリーニング処理によるものであることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記不純物除去処理は、機械的摩擦処理によるものであることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記不純物除去処理は、サンドブラスト処理によるものであることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記基板は、アルミナ，窒化アルミニュウムまたはムライトを材料として構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂部は、紫外線硬化型の樹脂であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に形成される配線材料を覆うめっき部と、例えば、前記基板上に形成される配線材料間を電気的に接続するためなどに配置される厚膜ペーストと、前記めっき部についてはんだ付け不要な部分などを覆う樹脂部とを備えてなる回路基板の製造方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、プリント配線基板のはんだ付け不要な部分をマスクするソルダレジストに一般的に用いられる材料の一つとして、紫外線硬化型のエポキシ樹脂がある。通常は、この樹脂を、プリント配線基板の所定部分に１０μｍ〜４０μｍ程度の厚さで印刷した後、紫外線を照射することによって硬化させる。この様なエポキシ樹脂は、プリント配線基板の配線部材としての銅箔や、或いは配線部材を覆う銅めっきなどに対して十分な密着力を有している。
【０００３】
しかしながら、例えば、アルミナなどのセラミック基板の表面または裏面に、導体，抵抗体若しくは保護ガラスなどをの絶縁体を形成するために厚膜ペーストを配置し焼成するものについて、配線部材に施された銅めっき上にソルダレジストとしてエポキシ樹脂を配置した場合は、銅めっきと樹脂との間の密着力が低下してしまうという問題がある。銅めっきと樹脂との間の密着力が低下すると、ソルダレジストが剥離する場合もあり、ソルダレジストとしての機能をなさなかったり、或いは、剥離した部分の絶縁性が低下したりする。
【０００４】
この場合に密着力が低下する原因としては、厚膜ペースト中に含まれているバインダが焼成工程中に炭化して銅めっき上に付着したり、厚膜ペースト自体の成分が銅めっき上に付着或いは化合したりすることなどが考えられる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、厚膜ペーストを使用するものであっても、めっきと樹脂部との密着力を十分得ることができる回路基板の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の回路基板の製造方法によれば、基板上に形成される配線材料に施されためっき部の樹脂部によって覆われる部分の表面を、予め不純物除去処理する（請求項１）。不純物除去処理としては、具体的には、エッチング処理（請求項２），プラズマクリーニング処理（請求項３），機械的摩擦処理（請求項４）またはサンドブラスト処理（請求項５）などを行う。
【０００８】
そして、基板をアルミナ，窒化アルミニュウムまたはムライトを材料として構成すると良く（請求項６）、また、樹脂部としては、紫外線硬化型の樹脂を用いると良い（請求項７）。
【０００９】
即ち、基板上に導体，抵抗体若しくは絶縁体を形成するために配置される厚膜ペーストを焼成することにより、めっき部の表面にペースト中に含まれているバインダが炭化して付着したり、或いは、ペースト自体の成分がめっき部上に付着或いは化合しても、それらを不純物除去処理によってめっき部の表面から除去して界面層を形成し、その界面層の上に樹脂部が配置される。従って、めっき部と樹脂部との間の密着力を向上させることができ、樹脂部としての機能や、樹脂部で覆われた部分の絶縁性を維持することができる。
【００１０】
そして、一般に、基板上の配線材料にめっきが施されたり、厚膜ペーストが用いられるアルミナ，窒化アルミニュウムまたはムライトを材料として構成される基板に有効に適用することができる。また、樹脂部が紫外線硬化型の樹脂である場合は、その樹脂とめっき部との密着力の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図５を参照して説明する。図３は、アルミナ積層基板を構成するためのアルミナグリーンシート単体の形成工程を模式的な断面図として示すものである。先ず、アルミナグリーンシート１の所定部位にスルーホール１ａを形成し（図３（ａ），（ｂ）参照）、そのスルーホール１ａにモリブデン（Ｍｏ）２のペーストを充填する（図３（ｃ）参照）。そして、モリブデン２が充填されているスルーホール１ａの表面側にタングステン（Ｗ，配線材料）３のペーストを印刷する。
【００１２】
この様にして形成されたアルミナグリーンシート１を、図４に示すように複数枚積層して加圧し、アルミナ積層基板（回路基板）４を形成する。一般に、アルミナ積層基板４は多数枚取りで形成されるため、各単体のアルミナ積層基板４に切り離した後、約１６００℃の還元雰囲気中で焼成される（図５（ａ），（ｂ）参照）。次に、タングステン３上のみに析出する銅めっき（めっき部）５を、厚さ４μｍ程度に形成してから、約９００℃の中性雰囲気で熱処理を行う（図５（ｃ）参照，第１工程）。すると、タングステン３と銅めっき５、及び銅めっき５の粒子同士の密着性が向上する。
【００１３】
次に、図１に示す工程を行う。先ず、アルミナ積層基板４裏面のタングステン３にかかるように、銅を主成分とした厚膜導体（厚膜ペースト）６を印刷して約９００℃の窒素中にて焼成する（図１（ａ）参照）。次に、厚膜導体６の間に、ホウ化ランタンを主成分とした厚膜抵抗体（厚膜ペースト）７を印刷して約９００℃の窒素中にて焼成する（図１（ｂ）参照，第２工程）。
【００１４】
そして、厚膜導体６及び厚膜抵抗体７を覆うように保護ガラス（厚膜ペースト）８を印刷して、約６５０℃の窒素中にて焼成する（図１（ｃ）参照）。次に、厚膜抵抗体７の抵抗値を所定の値に調整するために、例えばレーザなどを用いてトリミングを行う（図１（ｄ）参照）。そして、厚膜抵抗体７のトリミング部７ａを保護するために、その上から、例えばエポキシアクリレートを主成分とする紫外線硬化型樹脂９を印刷し、紫外線を照射して硬化させる（図１（ｅ）参照）。
【００１５】
この時点で、アルミナ積層基板４の表面側にある銅めっき５の表面には、厚膜導体６や厚膜抵抗体７または保護ガラス８を印刷，焼成した際に、そのペースト自体或いはペースト中にバインダとして含まれている成分が炭化して付着した状態にある。そこで、次に、銅めっき５の表面からこれらの不純物を除去するために、不純物除去処理を行う（図１（ｆ）参照）。
【００１６】
図２（ａ）は、プラズマクリーニング装置１０内に図１（ｅ）の処理後のアルミナ積層基板４を配置して、不純物除去処理を行う状態を模式的に示す断面図である。プラズマクリーニング装置１０は、アルミ製のトレイ（陰極）１１上にクリーニング対象たるアルミナ積層基板４を載置して、絶縁体であるオーリング１２を介してアルミ製のカバー（陽極）１３で覆う。
【００１７】
カバー１３の図２（ａ）中右上方側からはアルゴン（Ａｒ）ガス１４が内部に吸入され、カバー１３の左上方側から排出されるようになっている。そして、カバー１３は接地されており、トレイ１１には電源１５により高周波電界が印加されるようになっている。カバー１３内には、例えば流量５０ｓｃｃ(Standard CC: 標準圧力) ／Ｍでアルゴンガス１４を導入する。
【００１８】
斯様な構成のプラズマクリーニング装置１０は、カバー１３とトレイ１１との間に１３．５６ＭＨｚの高周波電界を印加してグロー放電を発生させることで、アルゴンガス１４をプラズマ化する。すると、プラズマ中の電子は、重量が大きいアルゴンイオンよりも高周波電界に対してより速く追従するので、プラズマは正の電位Ｖｐに帯電する一方、トレイ１１上に載置されているアルミナ積層基板４の側にはイオンシースが形成されて、トレイ１１側には負の自己バイアス電圧Ｖｓが生じる。
【００１９】
そして、プラズマ化したアルゴンガス１４のアルゴンイオン（＋）は、電位差（Ｖｐ−Ｖｓ）で加速され、アルミナ積層基板４の銅めっき５に衝突する（図２（ｂ）参照）。すると、その衝撃により銅めっき５の表面に存在する銅（Ｃｕ）原子がスパッタされることで、銅めっき５の表面は極僅かずつ研削されて行く（スパッタエッチング）。
【００２０】
例えば、上記条件により、出力７５０Ｗで３０秒間のプラズマクリーニングを施すと、銅めっき５の表面は１０ｎｍ程度削れて界面層５ａが形成される。この作用により、銅めっき５の表面に付着していた不純物はＣｕ原子と共に除去されることになる。
【００２１】
以上のようにして不純物除去処理を行った後、図１（ｇ）に示すように、アルミナ積層基板４表面側にある銅めっき５のはんだ付け不要な部分（界面層５ａの一部）に、紫外線硬化型の樹脂からなるソルダレジスト（樹脂部）１６を印刷により塗布し、紫外線を照射して硬化させる（第３工程）。すると、界面層５ａにおいては不純物が除去されていることにより、銅めっき５とソルダレジスト１６との密着力を十分に得ることができる。
【００２２】
以上のように本実施例によれば、アルミナ積層基板４の配線材料であるタングステン３に施された銅めっき５の表面に、厚膜導体６，厚膜抵抗体７や保護ガラス８を焼成した場合等に付着した不純物をプラズマクリーニング処理することによって除去して界面層５ａを形成し、その界面層５ａに紫外線硬化型の樹脂からなるソルダレジスト１６を塗布して硬化させるので、銅めっき５とソルダレジスト１６との密着力を従来よりも高めることができ、ソルダレジストとしての機能や配線部分の絶縁性等を良好に維持することができる。
【００２３】
また、制御性の良好なプラズマクリーニングによって、銅めっき５の表面を極めて薄くエッチングすることが容易に行えるので、表面に付着した不純物を短時間で確実に除去することができる。そして、スパッタエッチング作用を利用していることから、めっき材料がどの様なものであっても、その材料に応じてガスを選択して使用する必要がなく、全てアルゴンガス１４を用いてエッチングすることができる。
【００２４】
図６乃至図８は、何れも本発明の不純物除去処理によって界面層５ａを形成する部分についての他の実施例である。
（第２実施例）
図６に示す第２実施例は、第１実施例のプラズマクリーニングに代わる不純物除去処理として、ウエットエッチング処理を行うものである。
【００２５】
エッチング槽１７の中に、例えば、濃度５％程度の希リン酸，希塩酸，希硝酸または希硫酸などの、金属に対して軽度のエッチング作用を有するエッチング液１８を満たして、そのエッチング液１８の中に、アルミナ積層基板４（図６では図示せず）を複数枚収納するマガジントレイ１９を一定時間浸漬させて、銅めっき５の表面に付着した不純物を除去して界面層５ａを形成する。
【００２６】
（第３実施例）
また、図７に示す第３実施例は、アルミナ積層基板４をベルトコンベア２０により搬送して、ベルトコンベア２０上方の所定部位に回転式のナイロンブラシ２１を配置する。そして、ナイロンブラシ２１の回転方向を例えばベルトコンベア２０の進行方向に一致させ（進行方向と反対向きに回転させても良い）、アルミナ積層基板４をナイロンブラシ２１の下方を通過させることにより、ナイロンブラシ２１の機械的な摩擦処理によって銅めっき５の表面に付着した不純物を除去して界面層５ａを形成する。
【００２７】
（第４実施例）
図８に示す第４実施例は、不純物除去処理としてサンドブラスト処理を行うものである。第３実施例と同様に、アルミナ積層基板４をベルトコンベア２２により搬送して、ベルトコンベア２０上方の所定部位にサンドブラスト用のノズル２３を配置しておく。そして、そのノズル２３の下方をアルミナ積層基板４が通過する際にノズル２３によって高圧が印加された砂粒２４を吹き付けることで、銅めっき５の表面に付着した不純物を除去して界面層５ａを形成する。
以上のような第２乃至第４実施例によっても、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００２８】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
不純物除去処理としては、その他、プラズマクリーニング以外のドライエッチング（例えば、反応性イオンエッチング）や、Ｒ２２５やエタノールなどの有機溶剤を浸透させたウエスによって、銅めっき５の表面を擦するなどの処理で行っても良い。
回路基板は、アルミナ積層基板４に限ることなく、厚膜単層基板や低温焼成基板などでも良い。また、基板の材質も、アルミナに限ることなく、窒化アルミニュウムやムライトなどでも良い。
【００２９】
めっき部を形成するものとしては、銅めっき５に限ることなく、ニッケルめっきや金めっきでも良い。
また、導体、或いは抵抗体を形成する厚膜ペーストとしては、銅やホウ化ランタンを主成分とするものに限らず、酸化スズ，金，銀，パラジウム，プラチナなどを主成分とするものでも良い。
樹脂部は、エポキシ系の樹脂に限らず、シリコン系の樹脂でも良い。また、紫外線硬化型の樹脂に限ることなく、加熱により硬化するものなどその他の材料でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すアルミナ積層基板の要部の製造工程を示す図
【図２】プラズマクリーニング装置により不純物除去処理を行う状態を説明するための模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）の銅めっき表面部分の拡大図
【図３】アルミナグリーンシート単板の製造工程を示す図
【図４】複数枚のアルミナグリーンシートを積層してアルミナ積層基板を製造する工程を示す図
【図５】アルミナ積層基板を焼成すると共に、銅めっきする工程を示す図
【図６】本発明の第２実施例における不純物除去処理を説明する図
【図７】本発明の第３実施例における図６相当図
【図８】本発明の第４実施例における図６相当図
【符号の説明】
３はタングステン（配線材料）、４はアルミナ積層基板（回路基板）、５は銅めっき（めっき部）、５ａは界面層、６は厚膜導体（厚膜ペースト）、７は厚膜抵抗体（厚膜ペースト）、８は保護ガラス（厚膜ペースト）、１６はソルダレジスト（樹脂部）を示す。
【図１】
0003945008.tif 000002
【図２】
0003945008.tif 000003
【図３】
0003945008.tif 000004
【図４】
0003945008.tif 000005
【図５】
0003945008.tif 000006
【図６】
0003945008.tif 000007
【図７】
0003945008.tif 000008
【図８】
0003945008.tif 000009