(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミック基板上に金属パターンをメッキする際にセラミック基板に生じ得る化学的な被害を最小化する方法を提供する。【解決手段】基板１０１上にシード層１０２を形成する段階と、上記シード層１０２上に熱可塑性樹脂からなりオープン領域を備えるパターン層１０３を形成する段階と、上記オープン領域を通して上記シード層１０２上にメッキ層１０４を形成する段階と、上記パターン層１０３に熱を加えて上記パターン層１０３を除去する段階とを含むメッキ層の形成方法。十分なメッキ厚さを確保しながらメッキ過程で基板、特に、セラミック基板に生じ得る化学的な被害を最少化することが出来る。【選択図】図１ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にシード層を形成する段階と、
前記シード層上に熱可塑性樹脂からなりオープン領域を備えるパターン層を形成する段階と、
前記オープン領域を通して前記シード層上にメッキ層を形成する段階と、
前記パターン層を除去する段階と、
を含むメッキ層の形成方法。
【請求項２】
前記パターン層は、ポリエチレン（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリビニリデン樹脂（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）及びその組み合せで構成されたグループから選択された一つの物質からなることを特徴とする請求項１に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項３】
前記パターン層の厚さは、２０〜３０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項４】
前記パターン層を除去する段階は、前記パターン層に熱を加えて行われることを特徴とする請求項１に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項５】
前記パターン層を除去する段階は、前記パターン層を２００〜３００℃の温度で２〜３時間加熱して行われることを特徴とする請求項４に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項６】
前記シード層は、Ｔｉ、Ｃｒ、ＺｎＯ及びその組み合せで構成されたグループから選択された一つの物質からなる第１層及び前記第１層上に形成されＣｕを含む第２層を備えることを特徴とする請求項１に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項７】
前記第１層の厚さは、０．０５〜０．３μｍであることを特徴とする請求項６に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項８】
前記第２層の厚さは、０．３〜１μｍであることを特徴とする請求項６に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項９】
前記シード層を形成する段階は、スパッタリングまたは電子ビーム蒸着工程により行われることを特徴とする請求項１に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項１０】
前記メッキ層を形成する段階は、電解メッキ方式で行われることを特徴とする請求項１に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項１１】
前記基板上にシード層を形成する段階は、前記基板上面の全体領域にシード層を形成する段階であることを特徴とする請求項１０に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項１２】
前記メッキ層を形成する段階は、Ｃｕ層、Ｎｉ層及びＡｕ層を順次に形成する段階であることを特徴とする請求項１に記載のメッキ層の形成方法。
【請求項１３】
前記基板は、その内部に前記メッキ層と電気的に連結された内部電極及び導電性ビアを備えるセラミック基板であることを特徴とする請求項１に記載のメッキ層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はメッキ層の形成方法に関するもので、より具体的に、十分なメッキ厚さを確保しながらメッキ過程で基板、特に、セラミック基板に生じ得る化学的な被害を最少化することが出来るメッキ層の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、多層セラミック基板は、半導体ＩＣチップのような能動素子とキャパシタ、インダクタ及び抵抗のような受動素子を複合化した部品として使われるか、または単純な半導体ＩＣパッケージとして使われている。より具体的に、上記多層セラミック基板はＰＡモジュール基板、ＲＦダイオードスイッチ、フィルター、チップアンテナ、各種パッケージ部品、複合デバイスなどの多様な電子部品を構成するため広く使われている。
【０００３】
このような多層セラミック基板の外部電極は、セラミック焼結体の表面に印刷された金属パターン上にＮｉ／Ａｕメッキ層をそれぞれ無電解／電解メッキ工程を通して形成することが一般である。しかし、このような方式により形成された外部電極の場合、上記Ｎｉ／Ａｕメッキ層の厚さが十分ではなく、基板の全体に均一な電流の供給が容易ではないため、メッキ層の厚さの均一度が高くない。これによって、上記外部電極にプローブチップなどを接合させる場合、接合力が落ち電気抵抗は高くなる。また、メッキ過程でメッキ液がセラミック基板の内部に浸透する場合、セラミック基板の脱色及び浸漬をもたらし、これは強度の低下につながる。
【０００４】
このような問題は多層セラミック基板の信頼性を低下させるため、当技術分野では、メッキ層が均一な厚さを有しながらも厚さを十分確保できる方案が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためのもので、本発明の一目的は、十分のメッキ厚さを確保しながらメッキ過程で基板、特に、セラミック基板に生じ得る化学的な被害を最少化することが出来るメッキ層の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成すべく、本発明の一実施形態は、基板上にシード層を形成する段階と、上記シード層上に熱可塑性樹脂からなりオープン領域を備えるパターン層を形成する段階と、上記オープン領域を通して上記シード層上にメッキ層を形成する段階と、上記パターン層を除去する段階とを含むメッキ層の形成方法を提供する。
【０００７】
この場合、上記パターン層はポリエチレン（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリビニリデン樹脂（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）及びその組み合せで構成されたグループから選択された一つの物質からなることが出来る。上記メッキ層の厚さが十分な水準になるよう上記パターン層の厚さは２０〜３０μｍであることが好ましい。
【０００８】
好ましくは、上記パターン層を除去する段階は、上記パターン層に熱を加えて行われることができる。この場合、具体的な工程条件として、上記パターン層を除去する段階は、上記パターン層を２００〜３００℃の温度で２〜３時間加熱して行われることができる。
【０００９】
上記シード層は、Ｔｉ、Ｃｒ、ＺｎＯ及びその組み合せで構成されたグループから選択された一つの物質からなる第１層、及び上記第１層上に形成されＣｕを含む第２層を備える構造であることが出来る。この場合、上記第１層の厚さは０．０５〜０．３μｍであることができ、上記第２層の厚さは０．３〜１μｍであることが出来る。
【００１０】
好ましくは、上記シード層を形成する段階は、スパッタリングまたは電子ビーム蒸着工程により行われることができる。
【００１１】
本発明において上記メッキ層を形成する方法が特に制限される必要は無いが、上記メッキ層を形成する段階は電解メッキ方式で行われることが好ましい。
【００１２】
この場合、上記基板上にシード層を形成する段階は、上記基板上面の全体領域にシード層を形成する段階であることが出来る。
【００１３】
好ましくは、上記メッキ層を形成する段階は、Ｃｕ層、Ｎｉ層及びＡｕ層を順次に形成する段階であることが出来る。
【００１４】
また、上記基板はその内部に上記メッキ層と電気的に連結された内部電極及び導電性ビアを備えるセラミック基板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、十分なメッキ厚さを確保しながらメッキ過程で基板、特に、セラミック基板に生じ得る化学的な被害を最少化することが出来るメッキ層を得ることが出来る。また、本発明によるメッキ層の形成方法により形成されたメッキ層は従来に比べてその厚さが均一であることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照に本発明の好ましい実施形態を説明する。但し、本発明の実施形態は様々な形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下で説明する実施形態により限定されるものではない。また、本発明の実施形態は当業界で平均的な知識を有している者に本発明をより完全に説明するため提供される。従って、図面における要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のため誇張されることがあり、図面上の同じ符号で表される要素は同じ要素である。
【００１７】
図１ａ乃至１ｄは、本発明の一実施形態によるメッキ層の形成方法を説明するための工程別の断面図である。
【００１８】
先ず、図１ａに図示された通り、基板１０１を備えて上記基板１０１の上面にシード層１０２を形成する。上記基板１０１は、その内部に形成された導電性ビア及び内部電極を備えることができ、特に、低温または高温同時焼成セラミックのようなセラミック基板が採用できるが、本発明はこれに制限されず、外部電極としてメッキ層が必要ないかなる基板も使用できる。上記シード層１０２は後述する工程により形成されるメッキ層のためのシードとして機能し、本実施形態の場合、スクリーン印刷法ではない焼結された基板１０１の上面全体にスパッタリングまたは電子ビーム蒸着工程を利用して形成することができる。このように、上記シード層１０２は上記基板１０１の上面全体に薄膜形態で形成され、これにより、後述する通り、メッキ層を電解メッキ方式で容易に形成することができる。
【００１９】
図２は、図１に図示されたシード層をより詳しく表した断面図である。図２を参照すると、上記シード層１０２は２層構造で、第１層はＴｉを含んでなるＴｉ層１０２ａで、第２層はＣｕを含んでなるＣｕ層１０２ｂである。この場合、上記Ｔｉ層１０２ａはセラミックなどからなる基板１０１とメッキ層との密着力を向上するためのもので、その厚さｔａは約０．０５〜０．３μｍに採用することができる。但し、実施形態によっては第１層としてＴｉの他にＣｒやＺｎＯを使用することができ、上記物質を相互混合して使用することも出来る。上記Ｃｕ層１０２ｂは実質的なシードとして機能し、このようなシードの機能を考えたとき、その厚さｔｂは約０．３〜１．０μｍに採用することができる。一方、図示してはいないが、上記シード層１０２と基板１０１の間にはＡｇなどからなる金属パッド層がされに含まれることも出来る。
【００２０】
次に、図１ｂに図示された通り、上記シード層１０２上にパターン層１０３を形成する。この場合、上記パターン層１０３のオープン領域Ｏはメッキ層を形成するための領域として提供される。特に、本実施形態で、上記パターン層１０３は熱により除去されるよう熱可塑性樹脂からなる。これによって、後述する通り、メッキ層を形成した後、上記パターン層１０３は容易に除去されることができ、除去過程で基板１０１、メッキ層などに与える損傷を最少化することができる。上記パターン層１０３として使用できる物質には、ポリエチレン（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリビニリデン樹脂（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）などが例として挙げられる。
【００２１】
上記パターン層１０３の厚さｔ１は、所望とするメッキ層の厚さを考えて定めることができ、本実施形態では電解メッキにより、厚いメッキ層を得ることを目的とするため、これを考えたとき、上記厚さｔ１は２０〜３０μｍの範囲を有することが好ましい。一方、上記パターン層１０３は熱可塑性樹脂からなるパターンを形成するための多様な方法、例えば、マスク工程の後、スピンコーティングする方法などを利用して形成することができる。
【００２２】
次に、図１ｃに図示された通り、上記オープン領域Ｏを通して上記シード層１０２上にメッキ層１０４を形成する。具体的に図示してはいないが、本メッキ工程は、シード層１０２及びパターン層１０３が形成されている基板１０１をメッキ液が入っているメッキ槽に入れた後電気化学反応を起こす、電解メッキ方式により行われることができる。電解メッキ方式が可能なのは、上述の通り、上記基板１０１の全面に薄膜形態でシード層１０２が形成されているためと理解できる。このように、本実施形態では、パターン層１０３の間の空間を通して電解メッキ方式でメッキ層１０４を厚く形成することができ、上記基板１０１とメッキ層１０４の接触力も優れるようになる。この場合、上記メッキ層１０４はシード層１０２の構成物質によって変わるが、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕの３層構造を有するよう形成することができる。
【００２３】
次に、図１ｄに図示された通り、基板１０１から上記パターン層１０３を除去する。上述の通り、上記パターン層１０３はポリエチレンなどの熱可塑性樹脂からなり、適切な加熱工程により容易に除去される。この場合、好ましい加熱工程条件として、加熱温度は３００〜４００℃で、加熱時間は２〜３時間程度であれば上記パターン層１０３を除去することができる。また、上記加熱工程は、上記メッキ層１０４の被害が最少化するよう上記メッキ層１０４をセラミック基板などで塞いだ状態で行われることができる。
【００２４】
上述の通り、上記パターン層１０３は化学的方法ではなく熱により容易に除去されるため、上記メッキ層１０４、基板１０１などは化学的な被害を受けない。上記パターン層１０３を感光性物質で形成した場合であると、これを除去するためには、強酸または強塩基の使用が求められ、これにより上記メッキ層１０４、基板１０１などは化学的な損傷を受けることがあるが、本実施形態の場合には、このような被害を殆ど受けないのである。従って、メッキ層１０４と基板１０１の接着力が向上し、さらに他の電気的素子を上記メッキ層１０４と接合する場合の接着力も向上することができる。
【００２５】
一方、本発明の他の実施形態では、図３に図示された通り、シード層１０２を一部除去してメッキ層１０４の形状と同じようにすることにより、所望の電極構造を得ることが出来る。図３は、図１の実施形態で好ましく追加できる工程を表したものである。この場合、上記シード層１０２は適切なマスクを使用して当該技術分野で公知の工程により除去されることができる。
【００２６】
本発明者は本発明の優れた効果をみせるための実験を行い、以下では、従来技術と本発明により形成されたメッキ層を比較して説明する。
【００２７】
先ず、熱可塑性パターンを使用せずＣｕ／Ｎｉ／Ａｕ３層構造のメッキ層を形成した従来技術と、本発明により形成されたＣｕ／Ｎｉ／Ａｕ３層構造のメッキ層を比較した。この場合、従来技術ではＮｉを無電解メッキで、Ａｕを電解メッキで形成し、本発明ではいずれも電解メッキを利用した。従来技術と本発明によって形成されたメッキ層の厚さを比較した結果、従来技術の場合、平均としてＣｕ層、Ｎｉ層、Ａｕ層がそれぞれ３．２μｍ、６．４μｍ、０．６９μｍで、本発明の場合、平均としてＣｕ層、Ｎｉ層、Ａｕ層がそれぞれ８．２μｍ、４．１μｍ、２．１μｍを得た。このように、本発明によるメッキ層は従来技術に比べて厚く形成されることができ、さらに、厚さの均一性も高かった。
【００２８】
次に、従来技術と本発明の固着強度を比較した結果、本発明によってメッキ層を形成し、これをプローブチップなどと接合させる場合、固着強度が大きく向上することが確認できた。即ち、従来技術の場合、メッキ層及びこれと接着したプローブチップを分離するまで必要なせん断応力が平均として約３６Ｎ／ｍｍ２であり、本発明はこれより２倍以上高い８２Ｎ／ｍｍ２であった。
【００２９】
本発明は上述の実施形態及び添付の図面により限定されるものではなく、添付の請求範囲により限定しようとする。従って、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有している者により多様な形態の置換、変形及び変更が可能で、これもまた本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１ａ】本発明の一実施形態によるメッキ層の形成方法を説明するための工程別の断面図である。
【図１ｂ】本発明の一実施形態によるメッキ層の形成方法を説明するための工程別の断面図である。
【図１ｃ】本発明の一実施形態によるメッキ層の形成方法を説明するための工程別の断面図である。
【図１ｄ】本発明の一実施形態によるメッキ層の形成方法を説明するための工程別の断面図である。
【図２】図１に図示されたシード層をより詳しく表したものである。
【図３】図１の実施形態で好ましく追加できる工程を表したものである。
【符号の説明】
【００３１】
１０１  基板
１０２  シード層
１０３  パターン層
１０４  メッキ層
１０２ａ  Ｔｉ層
１０２ｂ  Ｃｕ層
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２】
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【図３】
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