JP2001342580A - 電子部品の放熱板用めっき付き金属板・条材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置等の電子部品の放熱板において、
樹脂系接着剤との接着性を向上させる。 【解決手段】 接着剤にて樹脂と接着する部分の最表面
にアミノシラン化合物皮膜を有し、その下地にＮｉ又は
Ｎｉ合金めっき層を有する銅又は銅合金板・条材。アミ
ノシラン化合物を０．００１％以上含む溶液中に、Ｎｉ
又はＮｉ合金メッキ付き金属板・条材を浸漬することに
より製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置等の電
子部品の放熱板に用いるＮｉ又はＮｉ合金めっき付き金
属板・条材に関する。特に樹脂との密着性に優れ、ＢＧ
Ａ（Ball Grid Array）用の放熱板として好適であり、
さらに詳しくは樹脂系接着剤によって基板に接着される
ＢＧＡ用の放熱板として好適なＮｉ又はＮｉ合金めっき
付き金属板・条材に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高集積化、信号の高速化にとも
ない、半導体パッケージはＱＦＰ（Quad Flat Packag
e）からＢＧＡへと変化してきている。ＭＰＵ（Micro P
rocessing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific I
ntegrated Circuit）等の高集積半導体ではパッケージ
の放熱性が重要な課題となっており、放熱性を向上させ
るため放熱板を装着したＢＧＡが開発されてきた。放熱
板付きＢＧＡパッケージは、樹脂基板に樹脂系接着剤を
用い放熱板を接着することにより製造される。放熱板に
は通常、熱伝導性の高い銅又は銅合金板が使用され、そ
の表面には変色を防止するためのＮｉめっきが施されて
いる（特開平３−２９４４９４号公報参照）。

【０００３】これらのパッケージは、通常、リフローは
んだ付けによって一括してプリント基板に実装される
が、その際の熱応力などによる放熱板と樹脂基板の剥離
が問題となる場合がある。この放熱板と樹脂基板との剥
離は、樹脂基板が空気中の水分を吸収することによっ
て、より起こりやすくなる。このため、基板を製造して
からＬＳＩを組み立てるまでの間、また、パッケージと
なってからも実装されるまでの期間は低湿な保管条件に
保つ一方、これらの期間自体をより短くする必要があっ
た。また、半導体素子が放熱板から剥離し、その間に隙
間ができると、放熱性が低下し、部品の機能を失うこと
になる。

【０００４】上記の剥離問題の改善策として、放熱板と
樹脂基板や半導体チップとの密着性を強化する必要があ
る。そのために、放熱板の樹脂基板との接着面に黒化処
理を施し、樹脂密着性を向上させるなどの方策が取られ
る場合がある（特開平３−２３６２６７号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、密着性
を向上させるための黒化処理は処理コストが高く、黒化
処理皮膜の安定性が低い（物理的な接触により外観が変
わり易い）ためにハンドリングに注意する必要がある。
従って、このような黒化処理を施した放熱板に代わる、
樹脂密着性に優れ、かつ低コストな放熱板が求められて
いる。本発明は電子部品の放熱板として用いられ、樹脂
密着性に優れた、より端的にいえば樹脂系接着剤との接
着性に優れたＮｉ又はＮｉ合金めっき付き金属板・条材
（板材と条材の双方を意味する）を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】Ｎｉ又はＮｉ合金めっき
を行った金属素材と樹脂接着剤との接着性を向上させる
ためには、樹脂系接着剤とＮｉ又はＮｉ合金めっき材表
面の化学的な結合力を高める必要がある。Ｎｉ又はＮｉ
合金めっきと接着剤の接合は水素結合によってなされて
いるが、本発明者らは、その結合状態を結合エネルギー
の高いものとすることで密着性の向上を図ることができ
ることを見出した。特に、アミノ基を最表面に持つこと
で接着剤と化学反応を起こし、共有結合することで密着
性が向上することが分かった。そして、最表面のアミノ
基の形成は、最表面にアミノシラン化合物の皮膜を形成
することで可能となる。

【０００７】本発明に係る電子部品の放熱板用Ｎｉ又は
Ｎｉ合金めっき付き金属板・条材は、上記の知見に基づ
いてなされたもので、少なくとも接着剤にて樹脂と接着
する部分の最表面に、アミノシラン化合物皮膜を有し、
その下地にＮｉ又はＮｉ合金めっき層を有することを特
徴とする。アミノシラン化合物はアミノ基が端末である
とより効果が高い。

【０００８】

【発明の実施の形態】Ｎｉ又はＮｉ合金めっきの表面の
アミノシラン化合物の皮膜は、アミノシラン化合物を
０．００１％以上含む処理液にＮｉ又はＮｉ合金メッキ
板・条材を接触させることで形成することができる。濃
度が０．００１％未満では皮膜が十分に形成されず、密
着性が向上しないため、０．００１％以上とする必要が
ある。機能上、濃度の上限は特に限定されないが、コス
ト、廃水処理の点から１０％以下であることが望まし
い。処理液の溶媒として水が望ましく、有機溶剤を用い
ることもできる。水溶液にアルコールを添加してもよ
い。また、処理液への接触方法としては、例えば４０℃
以上の処理液に短時間（１秒程度で十分）浸漬すればよ
いが、スプレー、塗布など他の方法も採用できる。アミ
ノシラン化合物として、３-アミノプロピルトリエトキ
シシラン、Ｎ-（２-アミノエチル）-３-アミノプロピル
トリメトキシシラン、ｐ-［Ｎ-（２-アミノエチル）ア
ミノメチル］フェネチルトリメトキシシラン、３-［Ｎ-
アリル-Ｎ（２-アミノエチル）］アミノプロピルトリメ
トキシシランなどを用いることができる。

【０００９】また、Ｎｉ合金めっきとしては、Ｎｉ−Ｓ
ｎ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｏなどの二元系、
あるいはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｆｅ、Ｎｉ−
Ｃｏ−Ｐなどの三元系、さらには多元系であってもよ
い。Ｎｉ又はＮｉ合金めっきを施す放熱板用金属板・条
材としては、熱伝導性が必要であるため銅又は銅合金が
望ましく、例えば純銅（Ｃ１１００）、りん脱酸銅（Ｃ
１２２０等）、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ合金（Ｃ１９２１０、Ｃ
１９４００）、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金、Ｃｕ−Ｃｒ系
合金、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ系合金な
ど、必要とされる熱的な特性に合わせて適当なものを用
いればよく、特に制限はない。半導体実装、パッケージ
ングなどの工程及び電子部品使用中の変形を防止するた
めには、例えばＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系
など、耐熱性に優れるものを選択すればよい。

【００１０】

【実施例】板厚０．２ｍｍのＣｕ−０．１質量％Ｆｅ−
０．０３質量％Ｐ（Ｃ１９２１０）からなる銅合金板に
表１に示すめっき条件でＮｉ又はＮｉ合金めっきを行
い、その後、種々の濃度の処理溶液（水溶液、６０℃）
に浸漬して、最表面に表２に示すアミノシラン化合物皮
膜を形成させた（Ｎｏ．１〜８）。また、比較例とし
て、銅面黒化処理（Ｎｏ．９）、Ｎｉめっきのみ（Ｎ
ｏ．１０）、３-グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン溶液への浸漬（Ｎｏ．１１）を行った。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【表２】

【００１３】樹脂密着性は、得られた試験材にＳｉチッ
プをフィルムタイプのエポキシ系接着剤（エイフ゛ルスティック社
製561K）を用いて接着し、２００℃にてせん断強度（シ
ェア強度）を測定した。測定結果を表２にあわせて示
す。

【００１４】表２に示すように、最表面にアミノシラン
化合物皮膜を有するＮｏ．１〜７は、高温でのシェア強
度が黒化処理のもの（Ｎｏ．９）と同程度に高く、樹脂
内の破断となり、密着性に優れる。しかし、処理溶液に
含まれるアミノシラン化合物の濃度が０．００１ｖｏｌ
％より低い場合は効果がなく（Ｎｏ．８）、シラン化合
物でもアミノ基のないものでは効果がない（Ｎｏ．１
１）

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、樹脂密着性に優れるＮ
ｉ又はＮｉ合金めっき付き金属板・条材を提供すること
が可能となり、信頼性の高いＢＧＡ用放熱板を作製する
ことが可能となる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K044 AA06 AB02 AB04 BA06 BA21 BB04 BC04 BC12 CA04 CA18 CA53 CA64 5F036 AA01 BB01 BD01 BD11 BE01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも接着剤にて樹脂と接着する部
   分の最表面に、アミノシラン化合物皮膜を有し、その下
   地にＮｉ又はＮｉ合金めっき層を有することを特徴とす
   る電子部品の放熱板用Ｎｉ又はＮｉ合金めっき付き金属
   板・条材。
2. 【請求項２】 金属板・条材が銅又は銅合金からなるこ
   とを特徴とする請求項１に記載された電子部品の放熱板
   用Ｎｉ又はＮｉ合金めっき付き金属板・条材。
3. 【請求項３】 アミノシラン化合物を０．００１％以上
   含む溶液にＮｉ又はＮｉ合金メッキ付き金属板・条材を
   接触させることを特徴とする請求項１又は２に記載され
   たＮｉ又はＮｉ合金めっき付き金属板・条材の製造方
   法。