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JPH1065294A - セラミックス配線基板およびその製造方法 - Google Patents

セラミックス配線基板およびその製造方法

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Publication number
JPH1065294A
JPH1065294A JP8214628A JP21462896A JPH1065294A JP H1065294 A JPH1065294 A JP H1065294A JP 8214628 A JP8214628 A JP 8214628A JP 21462896 A JP21462896 A JP 21462896A JP H1065294 A JPH1065294 A JP H1065294A
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JP
Japan
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layer
metallized layer
substrate
metallized
wiring board
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8214628A
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English (en)
Inventor
Yasuaki Yasumoto
恭章 安本
Hideki Yamaguchi
秀樹 山口
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Electronic Engineering Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US08/909,740 priority patent/US6040068A/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メタライズ層を有する非酸化物系セラミック
ス基板において、金属メッキ層の膜厚確保、膜厚の均一
化、付着強度の向上等を図る。 【解決手段】 窒化アルミニウムや窒化ケイ素等を主成
分とする焼結体からなる非酸化物系セラミックス基板
と、この非酸化物系セラミックス基板上に設けられたメ
タライズ層２を有するセラミックス配線基板である。メ
タライズ層２にはプラズマエッチング処理が施されてお
り、メタライズ層２の表面部２ａに位置するメタライズ
層の構成金属粒子４の表面には、 0.5〜 150nmの間隔
で、深さ 0.5〜100nmのディンプル５が存在している。
このようなメタライズ層２上に金属メッキ層を形成す
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、窒化アルミニウム
や窒化ケイ素等を主成分とする非酸化物系セラミックス
基板を用いたセラミックス配線基板およびその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化、高速化、
大消費電力化、大型チップ化等に伴って、セラミックス
基板の需要は年々増加している。特に窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）基板は、熱伝導率が高く、放熱性に優れると
共に、Ｓｉに近い線熱膨張係数を有すること等から、ア
ルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）基板に代る回路基板や半導体パッ
ケージ用基体等として期待されている。
【０００３】また、窒化アルミニウム基板に比べると熱
伝導率は劣るものの、熱膨張率がＳｉに近似すると共
に、機械的強度や破壊靭性値に優れる窒化ケイ素（Ｓｉ
3 Ｎ4 ）基板も、回路基板や半導体パッケージ用基体等
への応用が進められている。窒化ケイ素基板において
も、原料となる窒化ケイ素粉末の粒径や焼結助剤組成等
を制御することにより、アルミナ基板を超える40W/m K
以上の熱伝導率が実現されるようになってきており、基
板材料としての実用性が認められつつある。
【０００４】上述した窒化アルミニウム基板や窒化ケイ
素基板を電子部品搭載用の回路基板やパッケージ用基体
等として利用する場合、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐｄ、
Ａｇ、Ａｌ、Ｍｎ等からなるメタライズ層が電極や配線
層等として形成される。このようなメタライズ層は、基
板との同時焼成により形成したり、あるいは基板焼成後
に導電性ペーストを塗布、焼成することにより形成され
る。このようにして形成されるメタライズ層上には、通
常、半田との接合性やワイヤボンディング性等を付与す
るために、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、あるいはこれらの
組合せ等からなる金属メッキ層が形成される。
【０００５】ところで、上記したようなメタライズ層、
特に基板との同時焼成により形成したメタライズ層の表
面には、基板焼結時に形成されるＹ2 Ｏ3 、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＡｌＮ、ＷＮ、ＷＯ3 、ＳｉＯ2 、ＳｉＮ等の
1種または 2種以上の化合物からなる液相化合物が存在
している。これは、窒化アルミニウムや窒化ケイ素の緻
密化が進行する際に、焼結助剤として添加した化合物を
主体とする液相成分が焼結雰囲気中の炭素と反応して、
窒化アルミニウム基板や窒化ケイ素基板の外部に移動
（排出）するためである。従って、メタライズ層の表面
には上記した液相化合物の他に、液相化合物の構成元素
と炭素との化合物等も存在している。
【０００６】上述した液相化合物やそれと炭素との化合
物等からなる変質層は、メタライズ層上に金属メッキ層
を堆積する際に障害となる。ここで、メタライズ層上に
金属メッキ層を形成する場合には、予め前処理として酸
液やアルカリ液でウエットエッチングすることが一般的
である。このようなウエットエッチングには、通常、Ｎ
Ｈ4 ＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、フェリシアン化カリウ
ム、ＫＣＮ等のアルカリ水溶液が用いられているが、こ
れらの水溶液は窒化アルミニウム基板や窒化ケイ素基板
等の非酸化物系のセラミックス基板に対してもエッチャ
ントとして作用し、変質層との間でエッチングにおける
選択比を十分なものとすることができないという問題が
ある。
【０００７】このため、上述したような変質層を十分除
去し得るようなエッチング条件を選択すると、窒化アル
ミニウム基板や窒化ケイ素基板等の変質や劣化等を招い
てしまい、一方窒化アルミニウム基板や窒化ケイ素基板
等の変質や劣化等を防ぐようなエッチング条件を選択す
ると、変質層を十分に除去することができないため、金
属メッキ層を良好に堆積させることができず、金属メッ
キ層を十分な膜厚で形成することができないと共に、金
属メッキ層の膜厚が不均一となったり、また金属メッキ
層の付着強度が低下する等という問題を招いていた。特
に、最近の半導体用パッケージは、入出力パターンの微
細化や高密度化を達成する上で電極、すなわちメタライ
ズ層の面積が微小化されており、上述した変質層の影響
が増大している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、窒化
アルミニウム基板や窒化ケイ素基板等の非酸化物系セラ
ミックス基板上に形成したメタライズ層においては、液
相化合物やそれと炭素との化合物等からなる変質層をウ
エットエッチングで除去する技術が確立されておらず、
このために金属メッキ層を良好に堆積させることができ
ないという問題が生じている。このようなことから、メ
タライズ層を有する非酸化物系セラミックス基板におい
ては、金属メッキ層の膜厚確保、膜厚の均一化、付着強
度の向上等が課題とされている。また、ウエットエッチ
ングを適用した場合、非酸化物系セラミックス基板やメ
タライズ層がポーラスであるとエッチング液が染み込
み、メッキ後に液が表面に染みだして反応生成物が形成
され、変色が起こりやすいというような課題もある。
【０００９】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、窒化アルミニウム基板や窒化ケイ素
基板等の非酸化物系セラミックス基板上に形成したメタ
ライズ層に対して、膜厚が十分かつ均一な金属メッキ層
を良好な付着強度の下で形成することを可能にしたセラ
ミックス配線基板およびその製造方法を提供することを
目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックス配
線基板は、請求項１に記載したように、非酸化物系セラ
ミックス基板と、前記非酸化物系セラミックス基板上に
設けられたメタライズ層と、前記メタライズ層上に形成
された金属メッキ層とを具備するセラミックス配線基板
において、前記メタライズ層の表面部に位置する前記メ
タライズ層の構成金属粒子の表面に、 0.5〜 150nmの間
隔で、深さ 0.5〜 100nmのディンプルが存在しているこ
とを特徴としている。
【００１１】また、本発明のセラミックス配線基板の製
造方法は、請求項４に記載したように、表面にメタライ
ズ層を有する非酸化物系セラミックス基板を作製する工
程と、少なくとも前記メタライズ層の表面をプラズマエ
ッチングする工程と、前記プラズマエッチングした前記
メタライズ層上に、金属メッキ層を形成する工程とを有
することを特徴としている。
【００１２】本発明においては、メタライズ層に対して
プラズマエッチングを施しており、このプラズマエッチ
ングを施すことで、非酸化物系セラミックス基板の変質
や劣化等を招くことなく、メタライズ層表面に存在する
液相化合物やそれと炭素との化合物等からなる変質層を
良好に除去することができると共に、メタライズ層の表
面部に位置するメタライズ層の構成金属粒子の表面に、
0.5〜 150nmの間隔で、深さ 0.5〜 100nmのディンプル
を形成することができる。このようなディンプルは、メ
タライズ層に金属メッキする際に析出の核となるため、
金属メッキ層を十分な膜厚で形成することができると共
に、金属メッキ層の膜厚の均一性を高めることが可能と
なる。さらに、ディンプルは金属メッキ層に対してアン
カー効果をもたらし、上記した金属メッキ層の膜厚均一
性等と相俟って、金属メッキ層の付着強度を高めること
ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。
【００１４】図１は、本発明のセラミックス配線基板の
一実施形態の要部を示す断面図である。同図において、
１は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とする焼結体
や窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分とする焼結体等か
らなる非酸化物系セラミックス基板である。
【００１５】ここで、上記非酸化物系セラミックス基板
１として用いられるＡｌＮ焼結体としては、一般に基板
材料として使用されている熱伝導率が80W/m K 以上のも
のが好ましい。また、Ｓｉ3 Ｎ4 焼結体としては、特に
50W/m K 以上の熱伝導率を有するものが好ましく用いら
れる。Ｓｉ3 Ｎ4 焼結体は、高強度・高靭性のセラミッ
クス焼結体としてよく知られており、さらに例えば焼結
体原料となる窒化ケイ素粉末の微粒子化、高純度化、焼
結助剤組成等の組成制御等を行うことによって、本来の
高強度・高靭性という機械的特性を損うことなく、熱伝
導率が50W/m K以上というように、比較的熱伝導性に優
れたＳｉ3 Ｎ4 焼結体が得られる。
【００１６】上述した非酸化物系セラミックス基板１の
表面１ａ上には、メタライズ層２が形成されており、こ
のメタライズ層２は電極、入出力端子、表面配線層、素
子搭載部等として機能するものである。メタライズ層２
としては、種々の方法で形成したものを使用することが
でき、その形成方法に特に限定されるものではない。メ
タライズ層２の形成方法としては、例えばＷやＭｏ等の
高融点金属を主成分とし、必要に応じてＮｉ、Ｃｒ、Ｐ
ｄ、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｎ等を配合した高融点金属ペースト
の塗布層を、非酸化物系セラミックス基板１と同時焼成
してメタライズ層２を形成する同時焼成法、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｎ等から選ばれる少な
くとも 1種を含むメタライズ組成物のペーストを非酸化
物系セラミックス基板１上に塗布し、これを焼成してメ
タライズ層２を形成する厚膜法、スパッタ法や蒸着法等
の薄膜形成法で各種金属薄膜をメタライズ層２として形
成する薄膜法等が例示される。これらのうち、特に同時
焼成法によるメタライズ層２は、その表面に液相化合物
が染だしやすいことから、本発明が有効に適用される。
【００１７】なお、図１ではメタライズ層２を非酸化物
系セラミックス基板１の表面のみに形成した状態を示し
ているが、同時焼成法により非酸化物系セラミックス基
板１の内部にメタライズ層（導体層）が形成されていて
もよく、従って非酸化物系セラミックス基板１は単板状
の基板および多層基板のいずれであってもよい。
【００１８】メタライズ層２上には、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、あるいはこれらの組合せ等からなる金属メッ
キ層３が形成されるが、この金属メッキ層３の形成部位
となるメタライズ層２の表面部には、後に詳述するプラ
ズマエッチング処理が施されている。
【００１９】このように、メタライズ層２にプラズマエ
ッチングを施すことによって、ＡｌＮ焼結体やＳｉ3 Ｎ
4 焼結体等からなる非酸化物系セラミックス基板１の変
質や劣化等を招くことなく、メタライズ層２表面に存在
するＹ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、ＷＮ、ＷＯ3 、Ｓ
ｉＯ2 、ＳｉＮ等の 1種または 2種以上の化合物からな
る液相化合物、さらには液相化合物の構成元素と炭素と
の化合物等からなる変質層を良好に除去することができ
ると共に、図２に示すように、メタライズ層２の表面部
２ａに位置するメタライズ層２の構成金属粒子４の表面
に、 0.5〜 150nmの間隔で、深さ 0.5〜 100nmのディン
プル５を多数形成することができる。
【００２０】すなわち、メタライズ層２の表面部２ａに
位置する構成金属粒子４の表面には0.5〜 150nmの間隔
で、深さ 0.5〜 100nmのディンプル５が多数存在してお
り、このディンプル５は構成金属粒子４の表面に方向性
なく、全面に対して均一に存在している。プラズマエッ
チングを施したメタライズ層２は、液相化合物やそれと
炭素との化合物等からなる変質層が除去されて金属メッ
キ層３の形成状態が良好となるだけでなく、上述したメ
タライズ層２の構成金属粒子４の表面に存在する多数の
ディンプル５によって、金属メッキ層３の膜厚、膜厚の
均一性、付着強度等を高めることができる。
【００２１】メタライズ層２の構成金属粒子４の表面に
存在するディンプル５は、例えば無電解メッキによりＮ
ｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属を析出させる際の核とな
るため、金属メッキ層３を十分な膜厚で形成することが
でき、またこのメッキ金属の析出の核となるディンプル
５が多数均一に存在しているため、金属メッキ層３の膜
厚の均一性を高めることができる。特に、後に詳述する
ように、無電解メッキの前処理として塩化パラジウム
（ＰｄＣｌ2 ）等で処理する場合、ディンプル５が反応
促進部として機能し、Ｐｄを均一に析出させることがで
きることから、その後に形成する金属メッキ層３の膜厚
やその均一性を十分に高めることが可能となる。さら
に、ディンプル５は金属メッキ層３に対してアンカー効
果をもたらし、上記した金属メッキ層３の膜厚均一性等
と相俟って、金属メッキ層３の付着強度を高めることが
できる。
【００２２】上述したディンプル５は深さが 0.5〜 100
nmの範囲であり、このようなディンプル５が 0.5〜 150
nmの間隔で形成されている。ここで、ディンプル５の深
さおよび間隔は、図３に示すように、各ディンプル５の
深さｄとその間隔ｐを指すものである。ディンプル５
は、上述したようにメタライズ層２の構成金属粒子４の
表面に方向性なく、全面に対して均一に存在しているこ
とが好ましい。このようなディンプル５は、ＳＥＭ（走
査型電子顕微鏡）やＡＦＭ（原子間力顕微鏡）等による
観察で確認することができ、その規則性（繰り返し性／
間隔）や大きさ（深さ）等によりメタライズ層２表面の
凹凸とは区別することができる。
【００２３】ディンプル５の深さが 0.5nm以下である
と、メッキ金属粒子やその前処理用の金属粒子の析出の
核としての機能を十分に発揮させることができず、一方
100nmを超えると金属メッキ層３の膜厚ムラが大きくな
る。また、ディンプル５の間隔が 0.5nm未満であると、
メッキ金属粒子やその前処理用の金属粒子の析出が不十
分となり、一方 150nmを超えると金属メッキ層３の均一
性が損われる。
【００２４】上述したように、表面部２ａに位置する構
成金属粒子４の表面に多数のディンプル５が存在してい
るメタライズ層２上には、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、あ
るいはこれらの組合せ等からなる金属メッキ層３が形成
され、これらによってセラミックス配線基板６が構成さ
れる。
【００２５】金属メッキ層３は、単層構造および複数層
の積層構造のいずれであってもよく、またその構成材料
も上述したように特に限定されるものではない。金属メ
ッキ層３の具体例としては、Ｎｉメッキ層とＡｕメッキ
層との積層構造が挙げられ、これらは半田接合時におけ
る電気的、機械的信頼性の確保やＮｉ層表面の酸化防止
等の機能を有するものであり、またＡｕメッキ層はワイ
ヤボンディング性の付与層としても機能する。このよう
に、金属メッキ層３は用途に応じて適宜選択して使用さ
れる。
【００２６】上記実施形態のセラミックス配線基板６の
具体的な使用例としては、回路基板やパッケージ用基体
等が挙げられる。例えば、セラミックス配線基板６をパ
ッケージ用基体として用いる場合には、内部導体層を有
する多層構造の非酸化物系セラミックス基板１を用い、
この内部導体層と電気的に接続されたメタライズ層２と
金属メッキ層３との積層部は、半導体素子との接続電極
や外部入出力端子用の導体、具体的には入出力端子の半
田接合部等として機能する。入出力端子の半田接合の具
体例としては、ＢＧＡパッケージにおける半田バンプや
ＰＧＡパッケージにおける入出力ピン等の半田接合等が
挙げられる。また、半導体素子をフリップチップ接合す
る場合も同様である。
【００２７】特に、入出力パターンの微細化や高密度化
を達成する上で電極や端子用導体、すなわちメタライズ
層２の面積を微小化したパッケージ用基体等に対して、
本発明のセラミックス配線基板は有効である。
【００２８】次に、上記実施形態のセラミックス配線基
板６の製造方法について述べる。
【００２９】まず、少なくとも表面にメタライズ層２を
有する非酸化物系セラミックス基板１を作製する。この
基板作製工程は、前述したように、非酸化物系セラミッ
クス基板１とメタライズ層２とを同時焼成により実施し
てもよいし、また非酸化物系セラミックス基板１を作製
した後にメタライズ層２を形成してもよい。
【００３０】次に、上述した表面にメタライズ層２を有
する非酸化物系セラミックス基板１に対してプラズマエ
ッチングによるドライエッチング処理を施す。プラズマ
エッチング処理によれば、前述したように、ＡｌＮ焼結
体やＳｉ3 Ｎ4 焼結体等からなる非酸化物系セラミック
ス基板１の変質や劣化等を招くことなく、メタライズ層
２表面に存在する液相化合物やそれと炭素との化合物等
からなる変質層を良好に除去することができると共に、
メタライズ層２の表面部２ａに位置するメタライズ層２
の構成金属粒子４の表面に、 0.5〜 150nmの間隔で、深
さ 0.5〜 100nmのディンプル５を形成することができ
る。
【００３１】プラズマエッチング工程で用いるエッチン
グガスとしては、ＳＦ6 系、Ａｒ系、ＢｒＣｌ3 系、Ｈ
Ｂｒ系、ＳｉＣｌ4 系、ＣＣｌ4 系、ＣＨＣｌ3 系、Ｃ
ＦＣｌ3 系等を用いることができ、これらは単独で用い
てもよいが、Ｙ2 Ｏ3 等を含む液相化合物の除去性を高
める上で、Ｃｌ2 ガスとＯ2 ガスとの混合系として用い
ることが好ましい。特に、ＳＦ6 系のエッチングガス、
具体的にはＳＦ6 ＋Ｃｌ2 ＋Ｏ2 の混合ガスは還元性が
大きく、メタライズ層２表面に存在する液相化合物やそ
れと炭素との化合物等からなる変質層の除去性に優れる
と共に、良好で均一な形状を有するディンプル５が再現
性よく得られやすいことから、好ましいエッチングガス
ということができる。
【００３２】上記したＳＦ6 ＋Ｃｌ2 ＋Ｏ2 の混合ガス
組成は、ＳＦ6 を40〜98体積% 、Ｃｌ2 を 0.2〜50体積
% 、Ｏ2 を0.01〜40体積% とすることが好ましい。ＳＦ
6が40体積% 未満であったり、Ｃｌ2 が 0.2体積% 未満
であると、液相化合物やそれと炭素との化合物等からな
る変質層を十分に除去することができないおそれがあ
る。一方、ＳＦ6 が98体積% を超えたり、Ｃｌ2 が50体
積% を超えると、メタライズ層がエッチングされるおそ
れがある。また、Ｏ2 が0.01体積% 未満であると、Ｆの
非酸化物系セラミックス基板１やメタライズ層２への吸
着が激しくなり、表面変質を招くおそれがあり、一方40
体積% を超えるとメタライズ層２の酸化がされてしま
う。
【００３３】上記したようなエッチングガスを用いたプ
ラズマエッチングは、例えば図４に示すような装置を用
いて実施される。図４に示すプラズマエッチング装置に
おいて、反応室１１内にはアノード電極１２とカソード
電極１３とが対向配置されており、例えばカソード電極
１３上に被処理物であるセラミックス配線基板６が配置
される。アノード電極１２にはＲＦ電源１４が接続され
ており、アノード電極１２とカソード電極１３との間に
プラズマが形成される。また、反応室１１にはエッチン
グガス供給系１５が接続されていると共に、図示を省略
した排気系が接続されている。エッチングガス供給系１
５は、例えばＳＦ6 ガスボンベ１６、Ｃｌ2 ガスボンベ
１７、Ｏ2 ガスボンベ１８を有しており、これらはいず
れもガス流量コントローラ１９で流量制御されている。
【００３４】図４に示すしたプラズマエッチング装置に
おいては、カソード電極１３上に被処理物であるセラミ
ックス配線基板６を配置し、反応室１１内を例えば 1×
10-4Pa以下程度まで排気した後、各ガスボンベ１６、１
７、１８から所定流量のガスを導入しつつ、ＲＦ電源１
４からＲＦ電力を印加してプラズマを発生させることに
よって、セラミックス配線基板６特にメタライズ層２表
面のプラズマエッチングが行われる。この際のエッチン
グ条件、すなわち各ガスの流量、圧力、ＲＦ出力、エッ
チング時間等は適宜設定するものとする。
【００３５】上述したプラズマエッチング処理を施した
後に、メタライズ層２上に金属メッキ層３を形成する。
金属メッキ層３は、無電解メッキおよび電解メッキのい
ずれにより形成してもよいが、特にメタライズ層２の表
面状態によりメッキ厚やその均一性等が左右されやすい
無電解メッキで金属メッキ層３を形成する場合に、本発
明は有効である。
【００３６】例えば、無電解メッキでＮｉメッキ等を形
成する場合、まずＰｄＣｌ2 溶液等でメタライズ層２表
面の前処理を行う。この際、メタライズ層２の表面はプ
ラズマエッチング処理によって、液相化合物やそれと炭
素との化合物等からなる変質層が除去されていると共
に、 0.5〜 150nmの間隔で、深さ 0.5〜 100nmのディン
プル５が多数存在しているため、Ｐｄを均一に析出させ
ることができる。このような前処理状態のメタライズ層
２上に金属メッキ層３を形成することによって、Ｎｉ、
Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属を十分に堆積させることがで
きると共に、金属メッキ層３の膜厚の均一性や付着強度
を高めることができる。さらに、従来のウエットエッチ
ングのように、液の染み込み等が起こらないことから、
変色等を防止することができる。
【００３７】
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例およびその評
価結果について述べる。
【００３８】実施例１ まず、同時焼成によりＷメタライズ層を形成したＡｌＮ
基板を作製し、このＡｌＮ基板に対して以下に示す条件
でプラズマエッチング処理を施した。
【００３９】プラズマエッチング処理は、図４に示した
プラズマエッチング装置を用いて行い、アノード電極１
２およびカソード電極１３の寸法は 400× 400mm、両電
極１２、１３の間隔は50mmとした。エッチングガスとし
てはＳＦ6 ＋Ｃｌ2 ＋Ｏ2 の混合ガスを使用し、各ガス
の流量はＳＦ6 =180SCCM、Ｃｌ2 =10SCCM 、Ｏ2 =10SCC
Mとした。また、反応室１１内の圧力は 1Pa、ＲＦ出力
は600Wでプラズマを発生させた。このような条件下で 1
分間プラズマエッチングを行った。
【００４０】上記したプラズマエッチング処理前のＷメ
タライズ層表面の構成元素はＷ、Ａｌ、Ｎ、Ｙ、Ｏであ
ったのに対し、処理後のＷメタライズ層表面の構成元素
はＷ、Ａｌ、Ｎであり、液相化合物等の変質層は除去さ
れていることを確認した。また、プラズマエッチング処
理後のＷメタライズ層の表面部に位置するＷ粒子表面の
状態をＳＥＭで観察したところ、深さ20〜80nmのディン
プルが30〜 100nmの間隔で形成されていることを確認し
た。このディンプルの形状は、図５に示すように、Ｗメ
タライズ層２に対して 3方向（Ａ，Ｂ，Ｃ方向）に観察
した結果であり、方向性なく全面に均一に形成されてい
ることが確認された。
【００４１】また、上記プラズマエッチング処理後のＡ
ｌＮ基板表面の状態を調べたところ、変質や劣化等は生
じていなかった。さらに、Ｗメタライズ層自体のエッチ
ングもほとんど生じていなかった。
【００４２】次に、上述したＷメタライズ層上に、厚さ
2μm を目標として、Ｎｉメッキ層を無電解メッキによ
り堆積させた。なお、Ｎｉ無電解メッキの前にＰｄＣｌ
2 溶液による前処理を実施した。得られたＮｉメッキ層
の膜厚を膜面内10点で測定し、その平均値と最大値およ
び最小値の比から膜厚分布を求めたところ、膜厚の平均
値は 2.1μm であり、また膜厚分布は±100nm であっ
た。
【００４３】このように、Ｗメタライズ層にプラズマエ
ッチングを施すことによって、ＡｌＮ基板やＷメタライ
ズ層自体の劣化等を招くことなく、Ｗメタライズ層上に
十分な膜厚でかつ均一なＮｉメッキ層を形成することが
できる。
【００４４】実施例２〜１０ 表１に示すメタライズ層を有する各非酸化物系セラミッ
クス基板に対して、表１に示す条件（エッチングガスは
ＳＦ6 、Ｃｌ2 、Ｏ2 の各流量(SCCM)を表示／表１に示
す以外の条件は実施例１と同一）でプラズマエッチング
処理を施した後、それぞれ表１に示す金属メッキ層を形
成した。金属メッキ層はそれぞれ厚さ 2μm を目標とし
て無電解メッキにより堆積させた。そして、これら各セ
ラミックス配線基板のメタライズ層表面の構成元素、デ
ィンプルの深さおよび間隔、金属メッキ層の膜厚および
膜厚分布を、実施例１と同様にして測定、評価した。そ
の結果を併せて表１に示す。
【００４５】比較例１〜６ 表１に示すメタライズ層を有する各非酸化物系セラミッ
クス基板に対して、表１に示すエッチャント（各薬品の
モル濃度を表示）を用いてウエットエッチング（温度31
3K、時間 3分）を施した後、それぞれ表１に示す金属メ
ッキ層を形成した。金属メッキ層はそれぞれ厚さ 2μm
を目標として無電解メッキにより堆積させた。そして、
これら各セラミックス配線基板のメタライズ層表面の構
成元素、ディンプルの深さおよび間隔、金属メッキ層の
膜厚および膜厚分布を、実施例１と同様にして測定、評
価した。その結果を併せて表１に示す。
【００４６】
【表１】 表１から明らかなように、各実施例によればメタライズ
層上に液相化合物等は存在していないと共に、約数10nm
〜 100nm程度の間隔で数10nm〜 100nm程度の深さを有す
るディンプルが形成されており、これらによって面内の
膜厚分布が 1.1前後の均一な金属メッキ層を形成するこ
とができた。一方、メタライズ層に対してウエットエッ
チングを施した各比較例では、いずれもメタライズ層表
面に液相化合物が残留し、また表面形状もほとんど変化
なく、その結果メッキ膜厚が十分に得られず、また膜厚
分布も大きいものであった。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、非
酸化物系セラミックス基板上に形成したメタライズ層に
対して、膜厚が十分かつ均一な金属メッキ層を良好な付
着強度の下で形成することができる。従って、セラミッ
クス配線基板の実用特性や信頼性等を大幅に高めること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のセラミックス配線基板の一実施形態
の要部を示す断面図である。
【図２】 図１に示すセラミックス配線基板のメタライ
ズ層部分を拡大して示す断面模式図である。
【図３】 図２に示すメタライズ層のさらに表面を拡大
して示す断面模式図である。
【図４】 本発明のセラミックス配線基板の製造工程で
用いるプラズマエッチング装置の一構成例を示す図であ
る。
【図５】 本発明の実施例でメタライズ層表面の状態を
観察した方向を示す図である。
【符号の説明】
１……非酸化物系セラミックス基板 ２……メタライズ層 ２ａ…メタライズ層の表面部 ３……金属メッキ層 ４……メタライズ層の構成金属粒子 ５……ディンプル ６……セラミックス配線基板

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非酸化物系セラミックス基板と、前記非
    酸化物系セラミックス基板上に設けられたメタライズ層
    と、前記メタライズ層上に形成された金属メッキ層とを
    具備するセラミックス配線基板において、 前記メタライズ層の表面部に位置する前記メタライズ層
    の構成金属粒子の表面に、 0.5〜 150nmの間隔で、深さ
    0.5〜 100nmのディンプルが存在していることを特徴と
    するセラミックス配線基板。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のセラミックス配線基板に
    おいて、 前記ディンプルは、前記メタライズ層の構成金属粒子の
    表面に方向性なく、全面に対して均一に形成されている
    ことを特徴とするセラミックス配線基板。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のセラミックス配線基板に
    おいて、 前記非酸化物系セラミックス基板は、窒化アルミニウム
    または窒化ケイ素を主成分とする焼結体からなり、かつ
    前記メタライズ層は、ＷまたはＭｏから主としてなる前
    記非酸化物系セラミックス基板との同時焼成層であるこ
    とを特徴とするセラミックス配線基板。
  4. 【請求項４】 表面にメタライズ層を有する非酸化物系
    セラミックス基板を作製する工程と、 少なくとも前記メタライズ層の表面をプラズマエッチン
    グする工程と、 前記プラズマエッチングした前記メタライズ層上に、金
    属メッキ層を形成する工程とを有することを特徴とする
    セラミックス配線基板の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項４記載のセラミックス配線基板の
    製造方法において、 前記プラズマエッチング工程で、前記メタライズ層の表
    面部に位置する前記メタライズ層の構成金属粒子の表面
    に、 0.5〜 150nmの間隔で、深さ 0.5〜 100nmのディン
    プルを形成することを特徴とするセラミックス配線基板
    の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項４記載のセラミックス配線基板の
    製造方法において、 前記非酸化物系セラミックス基板として、窒化アルミニ
    ウムまたは窒化ケイ素を主成分とする焼結体を用い、か
    つ前記メタライズ層としてＷまたはＭｏから主としてな
    る前記非酸化物系セラミックス基板との同時焼成層を用
    いることを特徴とするセラミックス配線基板の製造方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項４記載のセラミックス配線基板の
    製造方法において、 前記プラズマエッチング工程で、ＳＦ6 系のエッチング
    ガスを用いることを特徴とするセラミックス配線基板の
    製造方法。
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