JP2002110838A - 配線基板 - Google Patents
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Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】平面積の狭い接続パッド表面にニッケルメッキ
層と金メッキ層を均一厚みに被着させることができな
い。 【解決手段】絶縁基体１と、該絶縁基体１の表面および
／または内部に形成された配線導体２と、前記絶縁基体
２の表面に形成され、前記配線導体２に電気的に接続し
ている接続パッド３とから成る配線基板５であって、前
記接続パッド３は平面積が０．５８ｍｍ2以下であり、
かつ表面に、ホウ素を０．０５乃至３重量％、硫黄を
０．００５乃至０．０８重量％、ビスマス、セレン、テ
ルルの少なくとも１種を０．００８乃至０．２重量％含
有しているニッケルメッキ層７と、金メッキ層８とが順
次被着されている。
層と金メッキ層を均一厚みに被着させることができな
い。 【解決手段】絶縁基体１と、該絶縁基体１の表面および
／または内部に形成された配線導体２と、前記絶縁基体
２の表面に形成され、前記配線導体２に電気的に接続し
ている接続パッド３とから成る配線基板５であって、前
記接続パッド３は平面積が０．５８ｍｍ2以下であり、
かつ表面に、ホウ素を０．０５乃至３重量％、硫黄を
０．００５乃至０．０８重量％、ビスマス、セレン、テ
ルルの少なくとも１種を０．００８乃至０．２重量％含
有しているニッケルメッキ層７と、金メッキ層８とが順
次被着されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子収納用
パッケージや回路基板等に使用される配線基板に関する
ものである。
パッケージや回路基板等に使用される配線基板に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子収納用パッケージや電子部品
搭載用基板等の各種の回路基板に使用される配線基板
は、各種のセラミックス材料や有機絶縁樹脂材料あるい
は無機絶縁物粉末を有機絶縁樹脂で結合したもの等から
成る絶縁基体と、その絶縁基体の表面ならびに必要に応
じて内部に形成された、タングステンやモリブデン、モ
リブデン−マンガン、銅、銀、銀−パラジウム等の金属
粉末メタライズや銅、銀等の金属粉末の焼結体あるいは
銅の金属箔等から成る信号用、接地用、電源用等の配線
導体と、絶縁基体の表面に形成され配線導体と電気的に
接続された接続パッドとから構成されている。
搭載用基板等の各種の回路基板に使用される配線基板
は、各種のセラミックス材料や有機絶縁樹脂材料あるい
は無機絶縁物粉末を有機絶縁樹脂で結合したもの等から
成る絶縁基体と、その絶縁基体の表面ならびに必要に応
じて内部に形成された、タングステンやモリブデン、モ
リブデン−マンガン、銅、銀、銀−パラジウム等の金属
粉末メタライズや銅、銀等の金属粉末の焼結体あるいは
銅の金属箔等から成る信号用、接地用、電源用等の配線
導体と、絶縁基体の表面に形成され配線導体と電気的に
接続された接続パッドとから構成されている。
【０００３】そして、絶縁基体の表面に形成された接続
パッドには、耐食性や低融点ロウ材の濡れ性を高める目
的で、通常はニッケルメッキ層と金メッキ層とが順次被
着形成されている。
パッドには、耐食性や低融点ロウ材の濡れ性を高める目
的で、通常はニッケルメッキ層と金メッキ層とが順次被
着形成されている。
【０００４】このようなメッキ層としては、ロウ材濡れ
性およびボンディング特性に優れ、無電解メッキ法によ
り接続パッドの表面に被着形成が可能なことから、ニッ
ケルメッキ層および金メッキ層が多用されている。特
に、ニッケルメッキ層の無電解メッキ法においてはホウ
素系の還元剤が用いられることが多く、そのためホウ素
系のニッケルメッキ層、いわゆるニッケル−ホウ素合金
メッキ層が広く用いられている。
性およびボンディング特性に優れ、無電解メッキ法によ
り接続パッドの表面に被着形成が可能なことから、ニッ
ケルメッキ層および金メッキ層が多用されている。特
に、ニッケルメッキ層の無電解メッキ法においてはホウ
素系の還元剤が用いられることが多く、そのためホウ素
系のニッケルメッキ層、いわゆるニッケル−ホウ素合金
メッキ層が広く用いられている。
【０００５】しかしながら、従来の無電解メッキ法によ
るホウ素系のニッケルメッキ層は耐食性に劣り、その表
面が金メッキ層で被覆されている場合であっても、金メ
ッキ層中に発生するピンホールを通じて侵入する空気や
水分との接触によって表面が酸化して低融点ロウ材の濡
れ性が低下し、低融点ロウ材の接合強度が低下するとい
う問題点があった。
るホウ素系のニッケルメッキ層は耐食性に劣り、その表
面が金メッキ層で被覆されている場合であっても、金メ
ッキ層中に発生するピンホールを通じて侵入する空気や
水分との接触によって表面が酸化して低融点ロウ材の濡
れ性が低下し、低融点ロウ材の接合強度が低下するとい
う問題点があった。
【０００６】一方、ホウ素系の無電解ニッケルメッキ層
については、そのメッキ層中のホウ素含有量を多くする
ことにより耐食性を向上させることができることが知ら
れているが、メッキ層中のホウ素含有量を多くするとニ
ッケルメッキ層中のニッケルの結晶性が低下してしま
い、特に、ホウ素が３重量％を超えるとニッケルが非晶
質の状態となり、その結果、メッキ層の導電性が接続パ
ッドの表面被膜としては不適当な程度にまで低下してし
まうという問題があった。
については、そのメッキ層中のホウ素含有量を多くする
ことにより耐食性を向上させることができることが知ら
れているが、メッキ層中のホウ素含有量を多くするとニ
ッケルメッキ層中のニッケルの結晶性が低下してしま
い、特に、ホウ素が３重量％を超えるとニッケルが非晶
質の状態となり、その結果、メッキ層の導電性が接続パ
ッドの表面被膜としては不適当な程度にまで低下してし
まうという問題があった。
【０００７】そこで上記問題を解決するため、本出願人
は、先に、接続パッドの表面に０．０５〜３重量％のホ
ウ素および０．００５〜０．０８重量％の硫黄を含有す
るニッケルメッキ層と金メッキ層とを順次被着させた配
線基板を提案した（特願平１１−４６６２０号）。
は、先に、接続パッドの表面に０．０５〜３重量％のホ
ウ素および０．００５〜０．０８重量％の硫黄を含有す
るニッケルメッキ層と金メッキ層とを順次被着させた配
線基板を提案した（特願平１１−４６６２０号）。
【０００８】かかる配線基板によれば、ニッケルメッキ
層に０．０５〜３重量％のホウ素と０．００５〜０．０
８重量％の硫黄を含有させたことからニッケルメッキ層
の導電性を低下させることなく耐食性を向上させること
が可能となった。
層に０．０５〜３重量％のホウ素と０．００５〜０．０
８重量％の硫黄を含有させたことからニッケルメッキ層
の導電性を低下させることなく耐食性を向上させること
が可能となった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
配線基板は各接続パッド上に被着形成されるニッケルメ
ッキ層の導電性、耐食性については問題ないものの各接
続パッドの表面積が０．５８ｍｍ2以下（直径が０．８
６ｍｍ以下の円形状、０．５３ｍｍ×１．０８ｍｍの長
方形状等）となった場合、これらの接続パッドが電気的
に接続されている配線導体の面積、厚み等の影響を受け
て各接続パッド間に電位差が生じ、この電位差に起因し
てニッケルメッキ層表面に金メッキ層を均一厚みに形成
することができず、その結果、接続パッドに電子部品の
電極をボンディングワイヤ等を介して強固に接合させる
ことが不可となり、配線基板への電子部品の接続信頼性
が大きく低下するという問題を誘発した。
配線基板は各接続パッド上に被着形成されるニッケルメ
ッキ層の導電性、耐食性については問題ないものの各接
続パッドの表面積が０．５８ｍｍ2以下（直径が０．８
６ｍｍ以下の円形状、０．５３ｍｍ×１．０８ｍｍの長
方形状等）となった場合、これらの接続パッドが電気的
に接続されている配線導体の面積、厚み等の影響を受け
て各接続パッド間に電位差が生じ、この電位差に起因し
てニッケルメッキ層表面に金メッキ層を均一厚みに形成
することができず、その結果、接続パッドに電子部品の
電極をボンディングワイヤ等を介して強固に接合させる
ことが不可となり、配線基板への電子部品の接続信頼性
が大きく低下するという問題を誘発した。
【００１０】本発明はかかる問題点に鑑み案出されたも
のであり、その目的は、平面積が０．５８ｍｍ2以下の
接続パッドに、導電性が高く、耐食性に優れたニッケル
メッキ層および耐食性、ロウ材濡れ性に優れた金メッキ
層を均一厚みに被着させることができ、これによって電
子部品の電極と接続パッドを介しての配線導体を確実、
強固とし、電子部品を長期にわたって安定に作動させる
ことができる、小型、高密度の配線基板を提供すること
にある。
のであり、その目的は、平面積が０．５８ｍｍ2以下の
接続パッドに、導電性が高く、耐食性に優れたニッケル
メッキ層および耐食性、ロウ材濡れ性に優れた金メッキ
層を均一厚みに被着させることができ、これによって電
子部品の電極と接続パッドを介しての配線導体を確実、
強固とし、電子部品を長期にわたって安定に作動させる
ことができる、小型、高密度の配線基板を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、絶
縁基体と、該絶縁基体の表面および／または内部に形成
された配線導体と、前記絶縁基体の表面に形成され、半
導体素子の電極が電気的接続手段を介して接続される接
続パッドとから成る配線基板であって、前記接続パッド
は平面積が０．５８ｍｍ2以下であり、かつ表面に、ホ
ウ素を０．０５乃至３重量％、硫黄を０．００５乃至
０．０８重量％、ビスマス、セレン、テルルの少なくと
も１種を０．００８乃至０．２重量％含有しているニッ
ケルメッキ層と、金メッキ層とが順次被着されているこ
とを特徴とするものである。
縁基体と、該絶縁基体の表面および／または内部に形成
された配線導体と、前記絶縁基体の表面に形成され、半
導体素子の電極が電気的接続手段を介して接続される接
続パッドとから成る配線基板であって、前記接続パッド
は平面積が０．５８ｍｍ2以下であり、かつ表面に、ホ
ウ素を０．０５乃至３重量％、硫黄を０．００５乃至
０．０８重量％、ビスマス、セレン、テルルの少なくと
も１種を０．００８乃至０．２重量％含有しているニッ
ケルメッキ層と、金メッキ層とが順次被着されているこ
とを特徴とするものである。
【００１２】本発明の配線基板によれば、平面積が０．
５８ｍｍ2以下の接続パッド表面に、ホウ素を０．０５
乃至３重量％、硫黄を０．００５乃至０．０８重量％、
ビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種を０．００
８乃至０．２重量％含有しているニッケルメッキ層と、
金メッキ層とを順次被着させたことからニッケルメッキ
層の導電性を高く、耐食性に優れたものにするとともに
ニッケルメッキ層上に耐食性、ロウ材濡れ性に優れた金
メッキ層を均一厚みに被着させることができ、その結
果、接続パッドに電子部品の電極をボンディングワイヤ
や低融点ロウ材等の導電性接続材を介して確実、強固に
接合させることが可能となり、電子部品の配線導体への
電気的接続の信頼性を極めて高いものとなすことができ
る。
５８ｍｍ2以下の接続パッド表面に、ホウ素を０．０５
乃至３重量％、硫黄を０．００５乃至０．０８重量％、
ビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種を０．００
８乃至０．２重量％含有しているニッケルメッキ層と、
金メッキ層とを順次被着させたことからニッケルメッキ
層の導電性を高く、耐食性に優れたものにするとともに
ニッケルメッキ層上に耐食性、ロウ材濡れ性に優れた金
メッキ層を均一厚みに被着させることができ、その結
果、接続パッドに電子部品の電極をボンディングワイヤ
や低融点ロウ材等の導電性接続材を介して確実、強固に
接合させることが可能となり、電子部品の配線導体への
電気的接続の信頼性を極めて高いものとなすことができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の配線基板を
半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージに適
用した場合の一実施例を示し、１は絶縁基体、２は配線
導体、３は接続パッドである。この絶縁基体１と配線導
体２と接続パッド３とで半導体素子４を塔載するための
配線基板５が形成される。
詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の配線基板を
半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージに適
用した場合の一実施例を示し、１は絶縁基体、２は配線
導体、３は接続パッドである。この絶縁基体１と配線導
体２と接続パッド３とで半導体素子４を塔載するための
配線基板５が形成される。
【００１４】前記絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼
結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、
酸化珪素質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミッ
ク焼結体等の各種セラミックス材料、またはエポキシ樹
脂やポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ガラス−エポキシ樹
脂等の有機絶縁樹脂材料、あるいは上記セラミックス材
料等の無機絶縁物粉末を上記有機絶縁樹脂で結合したも
ので形成され、上面に半導体素子搭載部１ａを有してい
る。
結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、
酸化珪素質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミッ
ク焼結体等の各種セラミックス材料、またはエポキシ樹
脂やポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ガラス−エポキシ樹
脂等の有機絶縁樹脂材料、あるいは上記セラミックス材
料等の無機絶縁物粉末を上記有機絶縁樹脂で結合したも
ので形成され、上面に半導体素子搭載部１ａを有してい
る。
【００１５】前記絶縁基体１は、例えば、酸化アルミニ
ウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウム、酸
化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の原料粉
末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合して泥漿状
のセラミックスラリーとなすとともに該セラミックスラ
リーを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロー
ル法等のシート成形技術を採用しシート状となすことに
よってセラミックグリーンシート（セラミック生シー
ト）を得、しかる後、前記セラミックグリーンシートを
切断加工や打ち抜き加工により適当な形状とするととも
にこれを複数枚積層し、最後に前記積層されたセラミッ
クグリーンシートを還元雰囲気中、約１６００℃の温度
で焼成することによって製作される。
ウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウム、酸
化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の原料粉
末に適当な有機バインダー、溶剤を添加混合して泥漿状
のセラミックスラリーとなすとともに該セラミックスラ
リーを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロー
ル法等のシート成形技術を採用しシート状となすことに
よってセラミックグリーンシート（セラミック生シー
ト）を得、しかる後、前記セラミックグリーンシートを
切断加工や打ち抜き加工により適当な形状とするととも
にこれを複数枚積層し、最後に前記積層されたセラミッ
クグリーンシートを還元雰囲気中、約１６００℃の温度
で焼成することによって製作される。
【００１６】また前記絶縁基体１は、その上面の半導体
素子搭載部１ａ周辺に多数個の接続パッド３が形成され
ているとともに、上面から下面にかけて信号用、接地
用、電源用等の多数の配線導体２が被着形成され、配線
導体２と接続パッド３とは電気的に接続されている。
素子搭載部１ａ周辺に多数個の接続パッド３が形成され
ているとともに、上面から下面にかけて信号用、接地
用、電源用等の多数の配線導体２が被着形成され、配線
導体２と接続パッド３とは電気的に接続されている。
【００１７】そして半導体素子搭載部１ａ上に半導体素
子４をロウ材、ガラス、樹脂等の接着材を介して接着固
定するとともに、接続パッド３に半導体素子４の各電極
をボンディングワイヤ６を介して電気的に接続すること
により、半導体素子４の各電極と配線導体２とが電気的
に接続される。
子４をロウ材、ガラス、樹脂等の接着材を介して接着固
定するとともに、接続パッド３に半導体素子４の各電極
をボンディングワイヤ６を介して電気的に接続すること
により、半導体素子４の各電極と配線導体２とが電気的
に接続される。
【００１８】前記配線導体２および接続パッド３は、塔
載される半導体素子４の各電極を外部電気回路基板に接
続する作用をなし、例えば、タングステン、モリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末から成り、タングステ
ン等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーや溶剤を
添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１となるセラ
ミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷
法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって
絶縁基体１の上面から下面にかけて被着される。
載される半導体素子４の各電極を外部電気回路基板に接
続する作用をなし、例えば、タングステン、モリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末から成り、タングステ
ン等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーや溶剤を
添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１となるセラ
ミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷
法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって
絶縁基体１の上面から下面にかけて被着される。
【００１９】なお、前記接続パッド３は、半導体素子の
上面外周に沿って高密度で形成された半導体素子の電極
と接続するため高密度で形成する必要があり、例えば、
幅０．５３ｍｍ×長さ１．０８ｍｍの長方形状等、その
平面積が０．５８ｍｍ2以下の小さなものとして形成す
る必要があり、特に幅が約０．１３ｍｍ以下の微細なパ
ターンとすることが好ましい。
上面外周に沿って高密度で形成された半導体素子の電極
と接続するため高密度で形成する必要があり、例えば、
幅０．５３ｍｍ×長さ１．０８ｍｍの長方形状等、その
平面積が０．５８ｍｍ2以下の小さなものとして形成す
る必要があり、特に幅が約０．１３ｍｍ以下の微細なパ
ターンとすることが好ましい。
【００２０】また、前記接続パッド３は図２に示すよう
に、その表面に、ニッケルメッキ層７及び金メッキ層８
が順次被着されている。
に、その表面に、ニッケルメッキ層７及び金メッキ層８
が順次被着されている。
【００２１】前記ニッケルメッキ層７は、ボンディング
ワイヤ６を接続パッド３に強固に接続するための金属層
として作用するとともに、接続パッド３に金メッキ層８
を密着性良く被着させる下地金属層として作用する。
ワイヤ６を接続パッド３に強固に接続するための金属層
として作用するとともに、接続パッド３に金メッキ層８
を密着性良く被着させる下地金属層として作用する。
【００２２】更に前記金メッキ層８は、ニッケルメッキ
層７の耐食性を向上させるとともにボンディングワイヤ
６のボンディング性を向上させる作用をなす。
層７の耐食性を向上させるとともにボンディングワイヤ
６のボンディング性を向上させる作用をなす。
【００２３】なお、前記ボンディングワイヤ６は、従来
周知の金、またはアルミニウムから成る金属細線が使用
されている。
周知の金、またはアルミニウムから成る金属細線が使用
されている。
【００２４】本発明においては、前記ニッケルメッキ層
７にホウ素を０．０５乃至３重量％、硫黄を０．００５
乃至００８重量％、ビスマス、セレン、テルルの少なく
とも１種を０．００８乃至０．２重量％含有させておく
ことが重要である。
７にホウ素を０．０５乃至３重量％、硫黄を０．００５
乃至００８重量％、ビスマス、セレン、テルルの少なく
とも１種を０．００８乃至０．２重量％含有させておく
ことが重要である。
【００２５】前記ニッケルメッキ層７にホウ素を０．０
５乃至３重量％、硫黄を０．００５乃至００８重量％、
ビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種を０．００
８乃至０．２重量％含有させておくと、ホウ素がニッケ
ルメッキ層７の耐食性を、硫黄が導電性を、ビスマス、
セレン、テルルの少なくとも１種が金メッキ層８の析出
形成の反応性を良好とし、これによって接続パッド３表
面に導電性が高く、耐食性に優れたニッケルメッキ層７
と、耐食性、ロウ材濡れ性に優れた金メッキ層８とを均
一厚みに被着させることができ、その結果、接続パッド
３に半導体素子４の電極を半田等の低融点ロウ材６を介
して確実、強固に接合させることが可能となり、半導体
素子４の配線導体２への電気的接続の信頼性を極めて高
いものとなすことができる。
５乃至３重量％、硫黄を０．００５乃至００８重量％、
ビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種を０．００
８乃至０．２重量％含有させておくと、ホウ素がニッケ
ルメッキ層７の耐食性を、硫黄が導電性を、ビスマス、
セレン、テルルの少なくとも１種が金メッキ層８の析出
形成の反応性を良好とし、これによって接続パッド３表
面に導電性が高く、耐食性に優れたニッケルメッキ層７
と、耐食性、ロウ材濡れ性に優れた金メッキ層８とを均
一厚みに被着させることができ、その結果、接続パッド
３に半導体素子４の電極を半田等の低融点ロウ材６を介
して確実、強固に接合させることが可能となり、半導体
素子４の配線導体２への電気的接続の信頼性を極めて高
いものとなすことができる。
【００２６】なお、前記ニッケルメッキ層７に含有され
るホウ素はその量が０．０５重量％未満であるとニッケ
ルメッキ層７の耐食性が低下し、接続パッド３に半導体
素子４の各電極を強固に接合させることができず、また
３重量％を超えるとニッケルメッキ層７中のニッケルが
非晶質の状態となってニッケルメッキ層７の導電性が接
続パッド３の表面被覆としては不適当な程度、具体的に
は２０Ω・ｃｍ以下にまで低下してしまう。従って、前
記ニッケルメッキ層７に含有されるホウ素はその量が
０．０５重量％乃至３重量％の範囲に特定される。
るホウ素はその量が０．０５重量％未満であるとニッケ
ルメッキ層７の耐食性が低下し、接続パッド３に半導体
素子４の各電極を強固に接合させることができず、また
３重量％を超えるとニッケルメッキ層７中のニッケルが
非晶質の状態となってニッケルメッキ層７の導電性が接
続パッド３の表面被覆としては不適当な程度、具体的に
は２０Ω・ｃｍ以下にまで低下してしまう。従って、前
記ニッケルメッキ層７に含有されるホウ素はその量が
０．０５重量％乃至３重量％の範囲に特定される。
【００２７】また前記ニッケルメッキ層７に含有される
硫黄はその量が０．００５重量％未満であるとニッケル
メッキ層７に微細なクラックが発生して接続パッド３に
対する被着強度が低下するとともに導電性が低下してし
まい、また０．０８重量％を超えるとニッケルメッキ層
７の耐食性が低下してしまう。従って、前記ニッケルメ
ッキ層７に含有される硫黄はその量が０．００５重量％
乃至０．０８重量％の範囲に特定される。
硫黄はその量が０．００５重量％未満であるとニッケル
メッキ層７に微細なクラックが発生して接続パッド３に
対する被着強度が低下するとともに導電性が低下してし
まい、また０．０８重量％を超えるとニッケルメッキ層
７の耐食性が低下してしまう。従って、前記ニッケルメ
ッキ層７に含有される硫黄はその量が０．００５重量％
乃至０．０８重量％の範囲に特定される。
【００２８】更に前記ニッケルメッキ層７に含有される
ビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種はその量が
０．００８重量％未満であるとニッケルメッキ層７表面
に金メッキ層８を均一厚みに被着させることができず、
また０．２重量％を超えるとニッケルメッキ層７の耐食
性が低下してしまう。従って、前記ニッケルメッキ層７
に含有されるビスマス、セレン、テルルの少なくとも１
種はその量が０．００８重量％乃至０．２重量％の範囲
に特定される。
ビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種はその量が
０．００８重量％未満であるとニッケルメッキ層７表面
に金メッキ層８を均一厚みに被着させることができず、
また０．２重量％を超えるとニッケルメッキ層７の耐食
性が低下してしまう。従って、前記ニッケルメッキ層７
に含有されるビスマス、セレン、テルルの少なくとも１
種はその量が０．００８重量％乃至０．２重量％の範囲
に特定される。
【００２９】また更に前記ニッケルメッキ層７は、例え
ば、アンモニア分解ガス雰囲気中、約８５０℃〜８７０
℃の温度で約１０〜３０分程度熱処理を加えておくとニ
ッケルメッキ層７の表層部（表面から約３００オングス
トロームの深さ）より金の析出を阻害するホウ素が揮散
除去され、これによってニッケルメッキ層７の表面に金
メッキ層８をより一層均一、かつ強固に被着させること
ができ、同時にニッケルメッキ層７に内在する応力が緩
和されてクラック等の不具合が生じ難くなるとともにニ
ッケルの結晶粒が粒成長して緻密化し、耐食性がさらに
向上する。従って、前記ニッケルメッキ層７は、一旦、
アンモニア分解ガス雰囲気中、約８５０℃〜８７０℃の
温度で約１０〜３０分程度熱処理を加えておくことが好
ましい。
ば、アンモニア分解ガス雰囲気中、約８５０℃〜８７０
℃の温度で約１０〜３０分程度熱処理を加えておくとニ
ッケルメッキ層７の表層部（表面から約３００オングス
トロームの深さ）より金の析出を阻害するホウ素が揮散
除去され、これによってニッケルメッキ層７の表面に金
メッキ層８をより一層均一、かつ強固に被着させること
ができ、同時にニッケルメッキ層７に内在する応力が緩
和されてクラック等の不具合が生じ難くなるとともにニ
ッケルの結晶粒が粒成長して緻密化し、耐食性がさらに
向上する。従って、前記ニッケルメッキ層７は、一旦、
アンモニア分解ガス雰囲気中、約８５０℃〜８７０℃の
温度で約１０〜３０分程度熱処理を加えておくことが好
ましい。
【００３０】前記ニッケルメッキ層７は、ホウ素系の無
電解ニッケルメッキ層として被着形成したり、硫酸ニッ
ケルを主成分とし、ジメチルアミンボラン等のホウ素化
合物を添加したメッキ液を用いて電解ニッケルメッキ層
として被着形成することができ、例えば、ニッケルメッ
キ層７を無電解ニッケルメッキ層として被着させる場合
であれば、メッキ液としては、ニッケル供給源である硫
酸ニッケルと、還元剤であるジメチルアミンボランとを
主成分とし、錯化剤として酢酸、マロン酸、コハク酸、
プロピオン酸またはこれらのナトリウム塩のうちいずれ
か２〜３種類と、ｐＨ調整剤として塩化アンモニウム
と、安定剤としてチオ二酢酸と、ビスマス、セレンまた
はテルルの供給源としてビスマス、セレンまたはテルル
の酸化物、硫酸塩、有機酸塩等の添加剤とを添加混合し
て調整したメッキ液を用いる。このメッキ液中に絶縁基
体１の表面に接続パッド３が形成されて成る配線基板５
をｐＨが５〜７程度、液温が５５℃〜６５℃程度の条件
で所定時間浸漬することにより、接続パッド３の表面に
所定厚みに被着させることができる。
電解ニッケルメッキ層として被着形成したり、硫酸ニッ
ケルを主成分とし、ジメチルアミンボラン等のホウ素化
合物を添加したメッキ液を用いて電解ニッケルメッキ層
として被着形成することができ、例えば、ニッケルメッ
キ層７を無電解ニッケルメッキ層として被着させる場合
であれば、メッキ液としては、ニッケル供給源である硫
酸ニッケルと、還元剤であるジメチルアミンボランとを
主成分とし、錯化剤として酢酸、マロン酸、コハク酸、
プロピオン酸またはこれらのナトリウム塩のうちいずれ
か２〜３種類と、ｐＨ調整剤として塩化アンモニウム
と、安定剤としてチオ二酢酸と、ビスマス、セレンまた
はテルルの供給源としてビスマス、セレンまたはテルル
の酸化物、硫酸塩、有機酸塩等の添加剤とを添加混合し
て調整したメッキ液を用いる。このメッキ液中に絶縁基
体１の表面に接続パッド３が形成されて成る配線基板５
をｐＨが５〜７程度、液温が５５℃〜６５℃程度の条件
で所定時間浸漬することにより、接続パッド３の表面に
所定厚みに被着させることができる。
【００３１】そして、ニッケルメッキ層７中のホウ素、
硫黄、及びビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種
の含有量を上記所定の範囲内に制御するには、例えば錯
化剤を２〜３種類組み合わせたり、セレン、テルル、ビ
スマスの酸化物、硫酸塩、有機酸塩等の添加剤の濃度を
調整してニッケルメッキ層７中のビスマス、セレン、ま
たはテルルの含有量を調整したり、ｐＨ、液温、撹拌ス
ピード等のメッキ条件を制御したりすることによって行
なわれる。
硫黄、及びビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種
の含有量を上記所定の範囲内に制御するには、例えば錯
化剤を２〜３種類組み合わせたり、セレン、テルル、ビ
スマスの酸化物、硫酸塩、有機酸塩等の添加剤の濃度を
調整してニッケルメッキ層７中のビスマス、セレン、ま
たはテルルの含有量を調整したり、ｐＨ、液温、撹拌ス
ピード等のメッキ条件を制御したりすることによって行
なわれる。
【００３２】なお、前記ニッケルメッキ層７中のホウ
素、ビスマス、セレン、テルルの各含有量は、ニッケル
メッキ層７を硝酸に溶解して発行分光分析することによ
り測定すればよい。また硫黄の含有量は、ニッケルメッ
キ層７を蛍光Ｘ線分析することにより測定すればよい。
素、ビスマス、セレン、テルルの各含有量は、ニッケル
メッキ層７を硝酸に溶解して発行分光分析することによ
り測定すればよい。また硫黄の含有量は、ニッケルメッ
キ層７を蛍光Ｘ線分析することにより測定すればよい。
【００３３】また、前記ニッケルメッキ層７は、その厚
みが４μｍ未満となると、接続パッド３に半導体素子４
の電極をボンディングワイヤ６を介して強固に接続する
ことが困難となって電気的、機械的な接続の信頼性が低
下する傾向にあり、１０μｍを超えると、内部応力によ
りニッケルメッキ層７の接続パッド３に対する被着強度
が低下する傾向にある。従って、前記ニッケルメッキ層
７は、その厚みを４μｍ〜１０μｍの範囲とすることが
好ましい。
みが４μｍ未満となると、接続パッド３に半導体素子４
の電極をボンディングワイヤ６を介して強固に接続する
ことが困難となって電気的、機械的な接続の信頼性が低
下する傾向にあり、１０μｍを超えると、内部応力によ
りニッケルメッキ層７の接続パッド３に対する被着強度
が低下する傾向にある。従って、前記ニッケルメッキ層
７は、その厚みを４μｍ〜１０μｍの範囲とすることが
好ましい。
【００３４】更に前記金メッキ層８は、無電解金メッキ
層として、あるいは電解金メッキ層として被着形成する
ことができ、例えば、金メッキ層８を無電解法により形
成する場合であれば、通常は置換型の無電解金メッキ層
８ａ上に自己触媒型の無電解金メッキ層８ｂを析出させ
た２層構造の金メッキ層が用いられる。
層として、あるいは電解金メッキ層として被着形成する
ことができ、例えば、金メッキ層８を無電解法により形
成する場合であれば、通常は置換型の無電解金メッキ層
８ａ上に自己触媒型の無電解金メッキ層８ｂを析出させ
た２層構造の金メッキ層が用いられる。
【００３５】置換型の無電解金メッキ層８ａは、ニッケ
ルメッキ層７の表面に金メッキ層８を被着させるために
必要なものであり、ニッケルメッキ層７表面のニッケル
と置換型無電解金メッキ層８ａを形成するためのメッキ
液中に含有される金とを化学的に置換させることにより
ニッケルメッキ層７の表面に無電解金メッキ層８ａが被
着される。
ルメッキ層７の表面に金メッキ層８を被着させるために
必要なものであり、ニッケルメッキ層７表面のニッケル
と置換型無電解金メッキ層８ａを形成するためのメッキ
液中に含有される金とを化学的に置換させることにより
ニッケルメッキ層７の表面に無電解金メッキ層８ａが被
着される。
【００３６】この置換型の無電解金メッキ層８ａは、例
えば、金の供給源であるシアン化金カリウムと、錯化剤
としてのエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、クエン
酸等と、ｐＨ調整剤等とから成る無電解メッキ液を用い
る。このメッキ液中に接続パッド３の表面にニッケルメ
ッキ層７が被着形成された配線基板をｐＨが４〜７程
度、液温が８５〜９５℃程度の条件で約３０秒〜３０分
程度浸漬することにより、接続パッド３の表面に被着さ
れたニッケルメッキ層７上に置換型の無電解金メッキ層
８ａを被着させることができる。
えば、金の供給源であるシアン化金カリウムと、錯化剤
としてのエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、クエン
酸等と、ｐＨ調整剤等とから成る無電解メッキ液を用い
る。このメッキ液中に接続パッド３の表面にニッケルメ
ッキ層７が被着形成された配線基板をｐＨが４〜７程
度、液温が８５〜９５℃程度の条件で約３０秒〜３０分
程度浸漬することにより、接続パッド３の表面に被着さ
れたニッケルメッキ層７上に置換型の無電解金メッキ層
８ａを被着させることができる。
【００３７】前記置換型の無電解金メッキ層８ａは、そ
の厚みが０．０１μｍ未満では、ニッケルメッキ層７の
表面を均質に覆うことが困難となる傾向にあり、また
０．０７μｍを超えると、ニッケルメッキ層７が金との
置換反応により腐食されて、その結果、ニッケルメッキ
層７と低融点ロウ材６との濡れ性が低下してしまう傾向
にある。従って、置換型の無電解金メッキ層８ａの厚み
は０．０１〜０．０７μｍの範囲が好ましい。
の厚みが０．０１μｍ未満では、ニッケルメッキ層７の
表面を均質に覆うことが困難となる傾向にあり、また
０．０７μｍを超えると、ニッケルメッキ層７が金との
置換反応により腐食されて、その結果、ニッケルメッキ
層７と低融点ロウ材６との濡れ性が低下してしまう傾向
にある。従って、置換型の無電解金メッキ層８ａの厚み
は０．０１〜０．０７μｍの範囲が好ましい。
【００３８】また自己触媒型の無電解金メッキ層８ｂ
は、ニッケルメッキ層７の表面に被着される金メッキ層
８を緻密かつ所定の厚みとする作用をなし、ニッケルメ
ッキ層７表面に被着された置換型の金メッキ層８ａ表面
の金を触媒としてこの金メッキ層８ａ上に自己触媒型の
無電解金メッキ層８ｂが緻密かつ所定の厚みに被着され
る。
は、ニッケルメッキ層７の表面に被着される金メッキ層
８を緻密かつ所定の厚みとする作用をなし、ニッケルメ
ッキ層７表面に被着された置換型の金メッキ層８ａ表面
の金を触媒としてこの金メッキ層８ａ上に自己触媒型の
無電解金メッキ層８ｂが緻密かつ所定の厚みに被着され
る。
【００３９】この自己触媒型の無電解金メッキ層８ｂ
は、例えば、金の供給源であるシアン化金カリウムと、
還元剤としての水酸化ナトリウム、ジメチルアミンボラ
ンと、錯化剤としてのシアン化カリウム等から成る無電
解メッキ液を用いる。このメッキ液中に接続パッド３の
表面のニッケルメッキ層７に置換型の無電解金メッキ層
８ａが被着形成された配線基板をｐＨが１２〜１４程
度、液温が５０〜６０℃程度の条件で約６０秒〜３０分
程度浸漬することにより、置換型の無電解金メッキ層上
に自己触媒型の無電解金メッキ層８ｂを被着させること
ができる。
は、例えば、金の供給源であるシアン化金カリウムと、
還元剤としての水酸化ナトリウム、ジメチルアミンボラ
ンと、錯化剤としてのシアン化カリウム等から成る無電
解メッキ液を用いる。このメッキ液中に接続パッド３の
表面のニッケルメッキ層７に置換型の無電解金メッキ層
８ａが被着形成された配線基板をｐＨが１２〜１４程
度、液温が５０〜６０℃程度の条件で約６０秒〜３０分
程度浸漬することにより、置換型の無電解金メッキ層上
に自己触媒型の無電解金メッキ層８ｂを被着させること
ができる。
【００４０】前記置換型の無電解金メッキ層８ａおよび
自己触媒型の無電解金メッキ層８ｂの合計厚みは０．０
３μｍ未満であると金メッキ層８に多量のピンホールが
形成され、金メッキ層８によりニッケルメッキ層７の耐
食性を向上させることが困難となる傾向にある。他方、
２．５μｍを超えると、接続パッド３と半導体素子４の
電極とを、例えばアルミニウムから成るボンディングワ
イヤ６を介して接続する際に従来周知のカーケンドール
効果によって金メッキ層８とボンディングワイヤ６との
間に空洞部が生じボンディングワイヤ６を接続パッド３
に強固に接合させることができなくなってしまう。従っ
て、ニッケルメッキ層７上に被着される金メッキ層８の
厚みは０．０３〜２．５μｍの範囲が好ましい。
自己触媒型の無電解金メッキ層８ｂの合計厚みは０．０
３μｍ未満であると金メッキ層８に多量のピンホールが
形成され、金メッキ層８によりニッケルメッキ層７の耐
食性を向上させることが困難となる傾向にある。他方、
２．５μｍを超えると、接続パッド３と半導体素子４の
電極とを、例えばアルミニウムから成るボンディングワ
イヤ６を介して接続する際に従来周知のカーケンドール
効果によって金メッキ層８とボンディングワイヤ６との
間に空洞部が生じボンディングワイヤ６を接続パッド３
に強固に接合させることができなくなってしまう。従っ
て、ニッケルメッキ層７上に被着される金メッキ層８の
厚みは０．０３〜２．５μｍの範囲が好ましい。
【００４１】かくして本発明の配線基板５によれば、絶
縁基体１上面に形成した接続パッド３に半導体素子４の
電極を低融点ロウ材６を介して電気的、機械的に接続
し、しかる後、絶縁基体１上面に金属やセラミックスか
ら成る蓋体９をガラスや樹脂、ロウ材等の封止材を介し
て接合させ、絶縁基体１と蓋体９とから成る容器内部に
半導体素子４を気密に収容することによって製品として
の半導体装置が完成する。
縁基体１上面に形成した接続パッド３に半導体素子４の
電極を低融点ロウ材６を介して電気的、機械的に接続
し、しかる後、絶縁基体１上面に金属やセラミックスか
ら成る蓋体９をガラスや樹脂、ロウ材等の封止材を介し
て接合させ、絶縁基体１と蓋体９とから成る容器内部に
半導体素子４を気密に収容することによって製品として
の半導体装置が完成する。
【００４２】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例では本
発明の配線基板を半導体素子を収容する半導体素子収納
用パッケージに適用したが、混成集積回路基板等の他の
用途に適用してもよい。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例では本
発明の配線基板を半導体素子を収容する半導体素子収納
用パッケージに適用したが、混成集積回路基板等の他の
用途に適用してもよい。
【００４３】
【発明の効果】本発明の配線基板によれば、平面積が
０．５８ｍｍ2以下の接続パッド表面に、ホウ素を０．
０５乃至３重量％、硫黄を０．００５乃至０．０８重量
％、ビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種を０．
００８乃至０．２重量％含有しているニッケルメッキ層
と、金メッキ層とを順次被着させたことからニッケルメ
ッキ層の導電性を高く、耐食性に優れたものにするとと
もにニッケルメッキ層上に耐食性、ロウ材濡れ性に優れ
た金メッキ層を均一厚みに被着させることができ、その
結果、接続パッドに電子部品の電極をボンディングワイ
ヤや低融点ロウ材等の導電性接続材を介して確実、強固
に接合させることが可能となり、電子部品の配線導体へ
の電気的接続の信頼性を極めて高いものとなすことがで
きる。
０．５８ｍｍ2以下の接続パッド表面に、ホウ素を０．
０５乃至３重量％、硫黄を０．００５乃至０．０８重量
％、ビスマス、セレン、テルルの少なくとも１種を０．
００８乃至０．２重量％含有しているニッケルメッキ層
と、金メッキ層とを順次被着させたことからニッケルメ
ッキ層の導電性を高く、耐食性に優れたものにするとと
もにニッケルメッキ層上に耐食性、ロウ材濡れ性に優れ
た金メッキ層を均一厚みに被着させることができ、その
結果、接続パッドに電子部品の電極をボンディングワイ
ヤや低融点ロウ材等の導電性接続材を介して確実、強固
に接合させることが可能となり、電子部品の配線導体へ
の電気的接続の信頼性を極めて高いものとなすことがで
きる。
【図１】本発明の配線基板の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】図１に示す配線基板の要部拡大図である。
１・・・・絶縁基体 ２・・・・配線導体 ３・・・・接続パッド ４・・・・半導体素子 ５・・・・配線基板 ６・・・・ボンディングワイヤ ７・・・・ニッケルメッキ層 ８・・・・金メッキ層 ８ａ・・・置換型の金メッキ層 ８ｂ・・・自己触媒型の金メッキ層 ９・・・・蓋体
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁基体と、該絶縁基体の表面および／ま
たは内部に形成された配線導体と、前記絶縁基体の表面
に形成され、前記配線導体に電気的に接続している接続
パッドとから成る配線基板であって、前記接続パッドは
平面積が０．５２ｍｍ2以下であり、かつ表面に、ホウ
素を０．０５乃至３重量％、硫黄を０．００５乃至０．
０８重量％、ビスマス、セレン、テルルの少なくとも１
種を０．００８乃至０．２重量％含有しているニッケル
メッキ層と、金メッキ層とが順次被着されていることを
特徴とする配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000294955A JP2002110838A (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000294955A JP2002110838A (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 配線基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002110838A true JP2002110838A (ja) | 2002-04-12 |
Family
ID=18777460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000294955A Pending JP2002110838A (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002110838A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6872470B2 (en) * | 2000-02-24 | 2005-03-29 | Ibiden Co., Ltd. | Nickel-gold plating exhibiting high resistance to corrosion |
| JP2006127999A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Fdk Energy Co Ltd | ニッケル光沢メッキを施した電池 |
-
2000
- 2000-09-27 JP JP2000294955A patent/JP2002110838A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6872470B2 (en) * | 2000-02-24 | 2005-03-29 | Ibiden Co., Ltd. | Nickel-gold plating exhibiting high resistance to corrosion |
| JP2006127999A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Fdk Energy Co Ltd | ニッケル光沢メッキを施した電池 |
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