JP2011109057A - 高精密度セラミック基板製造工程 - Google Patents

Abstract

【課題】高精密度セラミック基板を提供する。
【解決手段】本発明の高精密度セラミック基板製造工程は、電気鍍金及び高精度の露光/エッチング方式で製造する必要があり、一般のプリント方式で製造するセラミック基板と異なり、セラミック基板表面に金属層を鍍金した後、金属層表面に乾燥型を貼付し、現像を行ない、露出した金属層表面に導電金属層を鍍金し、且つ回路部分を残した金属層及び導電金属層をエッチングし、所定位置の導電金属層表面に無酸素テープを粘着接合し、その無酸素テープは、セラミック粉、ガラス粉及び粘着剤を所定の比率で調合、積層して形成し、セラミック基板を無酸素炉に送り込み、同時焼成を行い、無酸素テープが遮蔽壁を成形し、無酸素炉内に同時焼成し、導電金属層は、酸化を発生せず、後続の溶接、電気鍍金工程を行なう時に既に鍍金した金属層が剥離、又は溶接不十分の欠陥が発生することがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、高密度セラミック基板製造工程に関し、高精密度セラミック基板製造工程は、電気鍍金及び高精度露光/エッチング方式で製造する必要があり、一般のプリント方式で製造するセラミック基板と異なり、特に、セラミック基板表面に金属層、導電金属層を鍍金した後、酸化アルミニウム、ガラス粉及び真空焼結粘着剤を所定の比率で調合、積層して形成した無酸素テープにより導電金属層上に粘着接合し、無酸素炉に送り込み、遮蔽壁に同時焼成し、導電金属層の酸化を回避することができ、後続の溶接、電気鍍金工程が円滑に作業することができる。

科学技術の発展及び人類のより高い生活品質への追及に伴い、多くの製品の応用特性に対して極めて厳格であることが要求され、新開発材料の使用が必要な手段となっており、昨今の集積回路パッケージ製造工程は、伝送効率の良好性及び体積の小型化の追求の影響を受け（例えば、携帯電話、小型ノートパソコン等の電子部材）、当業界は、この方面に相当な研究費を投入し、長年の研究を経た後、セラミック材質を使用して形成するセラミック基板を発明し、セラミック基板は、優良な絶縁性、化学安定性、電磁特性、高硬度、耐磨耗、耐高温を有するので、セラミック基板が達成できる効果は、従来の基板に比較し良好であり、従って、セラミック基板は、現在使用される頻度が益々高くなっている。

しかしながら、セラミック基板は、熱伝導が良好な利点を有し、昨今、広く普及している発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用上、高熱を発生する問題を有し、高熱を解決する最も常用される方式は、ヒートシンクフィンを利用し、熱を伝導発散するものであり、従って、セラミック基板を発光ダイオードの回路基板として利用する場合、熱伝導効率を向上する効果を達成することができるので、メーカーは、この部分の技術に対する研究開発に紛糾しているが、発光ダイオードの構造において光杯を有し、チップが発出する光源の照射方向を制限する必要があり、そうして始めて光源が散射し、照度が低減することを回避することができ、従って、セラミック基板の製造工程中に光杯を成型し、製造工程、鋳型費用を減少し、メーカーがセラミック材料を利用し、光杯の原料とし、この目的を達成することができる。

但し、一般のセラミック基板の原料は、大きく３種に分けられ、それぞれ窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）及び低温同時焼成セラミック（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ；ＬＴＣＣ）であり、そのうち、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）材質は、焼結を行なうのに真空炉を利用するが、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）及び低温同時焼成（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ；ＬＴＣＣ）は、一般の焼結炉を利用し、但し、セラミック基板が光杯焼結を行なう時、その上方の回路が既に成型され、一般の焼結炉中の酸素ガスが回路を酸化させ、後続の工程において溶接又は電気鍍金する時、既に鍍金した金属層が剥離又は溶接不十分の問題を発生し、製品に不良品又は廃品を発生し、従って、一般のメーカーは、光杯の製造において原料の制限を受け、異なる製造工程、加工は、異なる原料を利用する必要があり、このように、製造上、制限を受け、上記従来のセラミック材料の製造工程において、多くの問題及び欠陥を有し、当業者が改善を欲するところとなっている。

本発明の目的は、該セラミック基板表面に金属層及び導電金属層を鍍金し、露光現像、エッチングを行い、所定回路部分を形成した後、導電金属層表面に酸化アルミニウム、ガラス粉及び真空焼結粘着剤から形成した無酸素テープを粘着接合し、無酸素炉同時焼成を行ない、遮蔽壁とし、導電金属層が酸化し、溶接、電気鍍金工程が円滑に作業できるようにし、製品の廃品、不良品が発生することを回避し、製品の歩留まりを向上し、生産コストを低減することである。

本発明の高精密度セラミック基板製造工程は、酸化を回避し、後続の工程を円滑にすることができる製造方法であって、そのステップフローは、
（Ａ）セラミック基板表面に金属層を鍍金し、
（Ｂ）金属層表面に乾燥型２を貼付し、
（Ｃ）乾燥型に対して露光現像を行い、
（Ｄ）露出した回路部分の金属層表面に導電金属層を鍍金し、
（Ｅ）乾燥型を除去し、
（Ｆ）乾燥型を除去した金属層をエッチングし、回路部分の金属層を残し、
（Ｇ）所定位置の導電金属層表面にセラミック粉、ガラス粉及び粘着剤を所定の比率で調合、積層して形成した無酸素テープを粘着接合し、
（Ｈ）セラミック基板を無酸素炉に送り込み、同時焼成を行い、無酸素テープに遮蔽壁を成形させ、且つ導電金属層が酸化を発生しないようにする、
を含む。

本発明は、該セラミック基板表面に金属層及び導電金属層を鍍金し、露光現像、エッチングを行い、所定回路部分を形成した後、導電金属層表面に酸化アルミニウム、ガラス粉及び真空焼結粘着剤から形成した無酸素テープを粘着接合し、無酸素炉同時焼成を行ない、遮蔽壁とし、導電金属層が酸化し、溶接、電気鍍金工程が円滑に作業できるようにし、製品の廃品、不良品が発生することを回避し、製品の歩留まりを向上し、生産コストを低減する。

本発明の好適実施例のステップフロー図である。 本発明の好適実施例の製造工程の断面説明図１である。 本発明の好適実施例の製造工程の断面説明図２である。 本発明の好適実施例の製造工程の断面説明図３である。 本発明の他の実施例の断面図である。 本発明の他の実施例のステップフロー図である。

上記の目的及び効果を達成する為に本発明が採用する技術手段及びその構造について、図面に併せて本発明の実施例を上げ、その特徴及び機能を詳細に説明する。

図１、図２、図３、図４は、本発明の好適実施例のステップフロー図、好適実施例の製造工程の断面説明図１、断面説明図２、断面説明図３であり、図中から分かるように、高精密度セラミック基板の製造工程は、電気鍍金及び高精度露光/エッチング方式で製造する必要があり、一般の印刷方式で製造するセラミック基板と異なり、それは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）材質を利用し、グリーンシートを形成し、グリーンシートに孔を開け、焼結を行い、グリーン成型を１つ以上の貫通孔１１を設けるセラミック基板１とし、セラミック基板１表面にコーティング方式で金属層１２を鍍金し、その金属層１２は、ニッケル、クロム又はシリコン及び銅の合金（Ｎｉ/Ｃｒ/Ｓｉ＋Ｃｕ）、鉄コバルト合金（Ｆｅ/Ｃｏ）、鉄コバルトニッケル合金（Ｆｅ/Ｃｏ/Ｎｉ）等の材質から形成されることができ、且つ金属層１２の厚さは、０．１５μｍ〜０．５μｍである。

該金属層１２表面に乾燥型２を貼付し、乾燥型２は、光学リソグラフィ技術の露光現像処理を行なった後、所定回路箇所の乾燥型２を除去し、所定回路箇所において乾燥型２の遮蔽を受けない金属層１２上方は、鍍金方式を利用し、導電金属層１３を鍍金し、その導電金属層１３は、銅材質で形成され、且つ導電金属層１３の厚さが５０μｍ〜７５μｍであることができ、導電金属層１３上に鍍金方式で防エッチング金属層１４を鍍金し、その防エッチング金属層１４の厚さが０．０１μｍ〜０．１μｍであることができ、乾燥型２を除去した後、乾燥型２を除去した金属層１２に対してエッチング処理を行い、エッチング液（例えば、塩化鉄、塩化銅等）で金属層１２を除去し、必要な回路を残すことができ、この時、防エッチング金属層１４が残留していれば、更に除去薬剤により防エッチング金属層１４を導電金属層１３上から剥離する。

所定の導電金属層１３上に水圧機を利用し、無酸素テープ３を粘着接合し、その無酸素テープ３は、低温同時焼成（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ；ＬＴＣＣ）又は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）及びガラス粉及び粘着剤を所定の比率で調合、積層して形成し、粘着剤は、ポリアセトネス（Ｐｏｌｙａｃｅｔｏｎｅｓ）、低アルキルアクリレートコポリマー（Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ ｏｆ Ｌｏｗｅｒ Ａｌｋｙｌ Ａｃｒｙｌａｔｅｓ）又はメタクリレート（ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅｓ）等の真空状態下で焼結を行なうことができる材質であることができ、形成されるグリーシートは、無酸素炉に送り込まれ、同時焼成を行なう時、無酸素テープ３に遮蔽壁３１を成形させることができ、導電金属層１３表面に防酸化溶接層４を鍍金し、その防酸化溶接層４は、金、銀又はニッケル等の金属であることができ、本発明の製造工程を完成する。

図１、図２、図３、図４は、本発明の好適実施例のステップフロー図、好適実施例の製造工程の断面説明図１、断面説明図２、断面説明図３であり、図中から分かるように、本発明のセラミック基板１の製造工程のステップフローは以下を含む。
（１００）グリーンシートに孔をあける。
（１０１）グリーンシートを１つ以上の貫通孔１１を有するセラミック基板１に焼結する。
（１０２）セラミック基板１表面に金属層１２を鍍金する。
（１０３）金属層１２表面に乾燥型２を貼付する。
（１０４）乾燥型２に対して露光現像を行い、回路部分の乾燥型２を除去する。
（１０５）露出した回路部分の金属層１２表面に順に導電金属層１３及び防エッチング金属層１４を鍍金する。
（１０６）乾燥型２を除去する。
（１０７）乾燥型２を除去した金属層１２をエッチングする。
（１０８）導電金属層１３表面に酸化アルミニウム、ガラス粉及び粘着剤を所定の比率で調合、積層して形成した無酸素テープ３を粘着接合する。
（１０９）無酸素炉に送り込み、同時焼成を行い、無酸素テープ３に遮蔽壁３１を成形させる。
（１１０）導電金属層１３表面に防酸化溶接層４を鍍金する。

上記セラミック基板１表面に金属層１２を鍍金する方法は、チタン金属をスパッタリング又はナノメートル海面活性剤を利用しセラミック基板１に対して表面の改質を行い、更に、ニッケル、クロム、金、銀等の金属を鍍金し、且つ金属層１２、導電金属層１３、防エッチング金属層１４、防酸化溶接層４等のプロセスの塗膜方式は、真空鍍金、化学蒸着、スパッタリング又は化学電気鍍金等の普遍的且つ低コストな塗膜方式を利用することができるが、金属層１２、導電金属層１３、防エッチング金属層１４、防酸化溶接層４を鍍金する方法については、従来の技術であり、且つ該細部の構成は、本発明の要点ではないので、ここでは詳細を記載しない。

上記ステップを完成した後、後続の抵抗、容量又はその他の電子部材等を設置する工程を行い、無酸素炉で同時焼成し、無酸素テープ３にグリーンシートを焼結させる時、導電金属層１３表面は、酸素ガスに接触せず、銅材質の導電金属層１３が酸化し、酸化銅となることを回避し、酸化銅が溶接、電気鍍金工程において、比較的良好でない浸透を招き、既に鍍金した金属層が剥離し、溶接が不十分となり、後続の工程で問題を発生し、廃品、不良品となり、本発明は、無酸素炉同時焼成を利用し、蒸気問題の発生を回避し、歩留まりを向上するだけでなく、更に生産コストを大幅に低減することができる。

該無酸素テープ３が焼結後、遮蔽壁３１となり、このようにして、隣接する防酸化溶接層４に回路を敷設し、チップを被せるか、チップを溶接した後、遮蔽壁３１を利用し、チップが発する光源を遮蔽し、後続の工程を完成した発光ダイオードに光源を発出できるようにした後、遮蔽壁３１を利用し、光源射出方向を制限し、必要な光型の光源を発する目的を達成する。

図４、図５は、本発明の製造工程の断面説明図３、他の実施例の断面図であり、図から分かるように、セラミック基板１は、一側表面に金属層１２、導電金属層１３、遮蔽壁３１、防酸化溶接層４等を鍍金することができ、セラミック基板１の二側表面にそれぞれ金属層１２、導電金属層１３、遮蔽壁３１、防酸化溶接層４等を鍍金することもでき、貫通孔１１内に導電金属を鍍金し、二側の構造を相互に導電し、空間を節約し、体積縮小の目的を達成する。

また、図１、図２、図６は、本発明の好適実施例のステップフロー図、製造工程の断面説明図１、他の実施例のステップフロー図であり、図から分かるように、該セラミック基板１の製造工程のステップフローは、以下を含む。
（２００）グリーンシートを焼結し、セラミック基板１を形成する。
（２０１）セラミック基板１に孔をあけ、１つ以上の貫通孔１１を形成する。
（２０２）セラミック基板１表面に金属層１２を鍍金する。
（２０３）金属層１２表面に乾燥型２を貼付する。
（２０４）乾燥型２に対して露光現像を行い、回路部分の乾燥型２を除去する。
（２０５）露出した回路部分の金属層１２表面に順に導電金属層１３及び防エッチング金属層１４を鍍金する。
（２０６）乾燥型２を除去する。
（２０７）乾燥型２を除去した金属層１２をエッチングする。
（２０８）導電金属層１３表面に酸化アルミニウム、ガラス粉及び粘着剤を所定の比率で調合、積層して形成した無酸素テープ３を粘着接合する。
（２０９）無酸素炉に送り込み、同時焼成を行い、無酸素テープ３に遮蔽壁３１を成形させる。
（２１０）導電金属層１３表面に防酸化溶接層４を鍍金する。

上記ステップから分かるように、該窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）材質が形成するグリーンシートは、焼結後にレーザー方式で孔をあけ、１つ以上の貫通孔１１を形成するか、先にグリーンシートに孔をあけ、１つ以上の貫通孔１１を形成した後に、焼結することができ、本発明の権利範囲を制限するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

本発明は、高精密度セラミック基板製造工程に関し、セラミック基板１表面に所定の回路の金属層１２、導電金属層１３を形成した後、導電金属層１３表面に無酸素テープ３を粘着接合し、その無酸素テープ３は、酸化アルミニウム、ガラス粉、及び真空状態下で焼結を行なった粘着剤を所定の比率で調合、積層して形成し、無酸素炉に送り込み同時焼成し、無酸素テープ３に遮蔽壁３１を成形させ、銅材質の導電金属層１３が同時焼成時に酸化し酸化銅を形成することを回避し、後続の溶接、電気鍍金工程において廃品、不良品を発生させず、保護を行うものであり、なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

１ セラミック基板
１１ 貫通孔
１２ 金属層
１３ 導電金属層
１４ 防エッチング金属層
２ 乾燥型
３ 無酸素テープ
３１ 遮蔽壁
４ 防酸化溶接層

Claims (13)

1. 酸化を回避し、後続の工程を円滑にすることができる製造方法であって、そのステップフローは、
   （Ａ）セラミック基板表面に金属層を鍍金し、
   （Ｂ）金属層表面に乾燥型２を貼付し、
   （Ｃ）乾燥型に対して露光現像を行い、
   （Ｄ）露出した回路部分の金属層表面に導電金属層を鍍金し、
   （Ｅ）乾燥型を除去し、
   （Ｆ）乾燥型を除去した金属層をエッチングし、回路部分の金属層を残し、
   （Ｇ）所定位置の導電金属層表面にセラミック粉、ガラス粉及び粘着剤を所定の比率で調合、積層して形成した無酸素テープを粘着接合し、
   （Ｈ）セラミック基板を無酸素炉に送り込み、同時焼成を行い、無酸素テープに遮蔽壁を成形させ、且つ導電金属層が酸化を発生しないようにする、
   を含む高精密度セラミック基板製造方法。
2. 前記セラミック基板は、グリーンシートを利用し孔をあけた後、グリーンシートを焼結し、１つ以上の貫通孔を備えるセラミック基板を形成し、グリーンシートは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）材質で形成される請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
3. 前記セラミック基板は、グリーンシートを利用して焼結した後、レーザー方式で孔をあけ、１つ以上の貫通孔を備えるセラミック基板を形成し、グリーンシートは、窒化アルミニウム又は酸化アルミニウム材質で形成される請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
4. 前記乾燥型に露光現像を行なった後、回路部分の乾燥型を除去する請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
5. 前記導電金属層は、露出した回路部分の金属層表面上に鍍金される請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
6. 前記金属層表面に導電金属層を鍍金した後、導電金属層表面に防エッチング金属層を鍍金し、乾燥型を除去し、エッチング作業を行なう請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
7. 前記無酸素テープは、無酸素炉で同時焼成を行い、遮蔽壁を成形した後、導電金属層は、表面に防酸化溶接層を鍍金する請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
8. 前記防酸化溶接層が金、銀又はニッケル等の金属であることができる請求項７記載の高精密度セラミック基板製造方法。
9. 前記セラミック粉が低温同時焼成セラミック（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ；ＬＴＣＣ）又は酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）である請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
10. 前記粘着剤は、ポリアセトネス（Ｐｏｌｙａｃｅｔｏｎｅｓ）、低アルキルアクリレートコポリマー（Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ ｏｆ Ｌｏｗｅｒ Ａｌｋｙｌ Ａｃｒｙｌａｔｅｓ）又はメタクリレート（ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅｓ）である請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
11. 前記金属層は、ニッケル、クロム又はシリコン及び銅の合金（Ｎｉ/Ｃｒ/Ｓｉ＋Ｃｕ）、鉄コバルト合金（Ｆｅ/Ｃｏ）、鉄コバルトニッケル合金（Ｆｅ/Ｃｏ/Ｎｉ）である請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
12. 前記セラミック基板は、一側表面に金属層を鍍金することができる請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。
13. 前記セラミック基板は、二側表面に金属層を鍍金することができる請求項１記載の高精密度セラミック基板製造方法。

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