JP2003155575A - 複合材料及びその製造方法 - Google Patents

複合材料及びその製造方法

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健 鈴木
Shuhei Ishikawa
修平 石川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】メッキされた複合材料を半田層等の接合層によ
って他の物体に接合する場合において、接合層へのクラ
ックや膨れ・剥離並びにボイドの発生を抑制できるよう
にする。 【解決手段】複合素材に対してマスキングを行った後、
複合素材に対して前処理を行う。その後、複合素材の表
面を活性化した後、複合素材の接合面並びにマスキング
テープの表面に金属触媒を付与し、その後、無電解メッ
キ処理を行って、複合素材の接合面並びにマスキングテ
ープの表面にメッキ層を形成する。このメッキ層の厚み
は５〜１００μｍであることが好ましい。その後、複合
素材に貼着されていたマスキングテープを除去した後、
接合面のみメッキ層が形成された複合素材に対して乾燥
処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質焼結体に金
属が含浸された複合素材を有し、接合層によって他の物
体に接合される複合材料及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、ＣＰＵを搭載したＩＣチップ等に
使用されるヒートシンクの構成材料としては、単に熱伝
導度を考えるのみでなく、半導体基体であるシリコンや
ＧａＡｓと熱膨張率がほぼ一致し、しかも、熱伝導度の
高い材料の選定が必要となってきている。
【０００３】ヒートシンク材の改善に関しては、多種多
様の報告があり、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を
使用した例や、Ｃｕ（銅）−Ｗ（タングステン）を用い
た例などがある。ＡｌＮは、熱伝導性と熱膨張性のバラ
ンスに優れており、特にＳｉの熱膨張率とほぼ一致する
ことから、半導体基体としてシリコン基板を用いた半導
体装置のヒートシンク材として好適である。
【０００４】また、Ｃｕ−Ｗは、Ｗの低熱膨張性とＣｕ
の高熱伝導性を兼ね備えた複合材料であり、しかも、焼
結成形が容易であることから、複雑な形状を有するヒー
トシンクの構成材料として好適である。
【０００５】また、他の例としては、ＳｉＣを主成分と
するセラミック基材に金属Ｃｕを２０〜４０ｖｏｌ％の
割合で含有させたもの（特開平８−２７９５６９号公報
参照）や、無機物質からなる粉末焼結多孔質体（多孔質
焼結体）にＣｕを５〜３０ｗｔ％含浸させたもの（特開
昭５９−２２８７４２号公報参照）などが提案されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、多孔質焼結
体にＣｕを含浸させた複合材料をヒートシンクとして用
いる場合には、該複合材料を半田付けあるいはろう付け
等によって半導体回路や基板に接合するようにしてい
る。
【０００７】しかしながら、上述の複合材料は半田やろ
う材に対する濡れ性（半田付け性、ろう付け性）が良好
でないという問題がある。そこで、前記複合材料の前記
濡れ性を良好にするためには、複合材料の表面にメッキ
層を形成することが有効であると考えられる。
【０００８】複合材料にメッキ層を形成した場合には、
以下のような新たな問題が生じる。即ち、上述の複合材
料には、多少の残留気孔が存在する。このため、この残
留気孔に残留液（加工研削液やメッキ処理液）が浸透
し、半田付け時に気化して半田層にボイド（残留気泡）
が発生することになる。
【０００９】具体的には、複合材料の表面に形成される
メッキ層の厚みが薄いと、メッキ層の未着部分が点在す
ることとなり、半田付け時にボイドが発生しやすくな
る。反対に前記メッキ層を厚くすると、半田付け時に前
記残留液の気化膨張時の応力で膨れや剥離が発生し、素
材とメッキ層の熱伝達が得られなくなる。
【００１０】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、メッキされた複合材料を半田層等の接合
層によって他の物体に接合する場合において、メッキ層
へのクラックや膨れ・剥離の発生並びに接合層へのボイ
ドの発生等を抑制することができる複合材料及びその製
造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る複合材料
は、多孔質焼結体に金属が含浸された複合素材を有し、
接合層によって他の物体に接合される複合材料であっ
て、前記複合素材の表面のうち、少なくとも前記接合層
が形成される部分にメッキ層が形成されていることを特
徴とする。
【００１２】これにより、接合層を介して他の物体に接
合する際、前記複合素材に残留していた液（切削液やメ
ッキ処理液等）が気化してガスとして流出することにな
るが、このとき、気化ガスは透過上の抵抗体として働く
メッキ層を避け、メッキ層が形成されていない部分ある
いはメッキ層が薄く形成された部分から流出することな
る。
【００１３】そのため、本発明においては、気化ガスの
流出に伴うメッキ層へのクラックや膨れ・剥離の発生並
びに接合層へのボイドの発生等が抑制される。
【００１４】そして、前記メッキ層は、第１のメッキ層
のみ、あるいは第１のメッキ層と第２のメッキ層で構成
されていてもよい。この場合、前記複合素材の表面のう
ち、少なくとも前記接合層が形成される部分に前記第１
のメッキ層が形成され、それ以外の部分には前記第２の
メッキ層が形成されていてもよいし、あるいは、前記複
合素材の表面のうち、少なくとも前記接合層が形成され
る部分に前記第１のメッキ層が形成され、それ以外の部
分には前記第２のメッキ層が形成されていない構成も好
ましく採用される。
【００１５】前記第１のメッキ層は、該第１のメッキ層
を透過する気化ガスによって前記接合層に発生するボイ
ド率が５％以下、好ましくは３％以下となるように形成
することが望ましい。あるいは、前記第１のメッキ層
は、残留液の気化ガスを透過しないことが好ましい。
【００１６】また、前記第１のメッキ層は、該第１のメ
ッキ層を透過する気化ガスの体積が前記接合層の体積の
５％以下、好ましくは３％以下となるように形成するこ
とが望ましく、前記第１のメッキ層のリーク性は、５．
０×１０-10ｃｃ−ａｔｍ／ｓｅｃ以下、好ましくは
２．０×１０-10ｃｃ−ａｔｍ／ｓｅｃ以下であること
が望ましい。
【００１７】また、前記第１のメッキ層は、前記複合素
材の表面に存在する開気孔を完全に被覆しているか、あ
るいは、前記開気孔を面積率で９０％以上被覆している
か、あるいは前記開気孔を面積率で９５％以上被覆して
いるか、あるいは前記開気孔を面積率で９９％以上被覆
していることが好ましい。
【００１８】また、前記第１のメッキ層は、少なくとも
最表面が無電解メッキによる層であってもよい。この場
合、前記第１のメッキ層は、：無電解メッキによる層
で、かつメッキクラックがないこと、あるいは、：無
電解メッキによる層で、かつ硬度が最高硬度の８０％以
下であることが好ましい。
【００１９】前記第１のメッキ層は、少なくとも最表面
が電解メッキによる層であってもよい。この場合、前記
第１のメッキ層は、少なくとも最表面がＮｉを含むこと
が好ましい。
【００２０】また、前記第１のメッキ層は、無電解メッ
キによる層と電解メッキによる層とで構成されていても
よい。
【００２１】また、前記第１のメッキ層は、気化ガスを
透過しない程度の厚み、あるいは前記複合素材の表面に
存在する開気孔の径の２倍以上の厚みを有することが好
ましい。具体的には、前記第１のメッキ層は、厚みが５
〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍ、更に好ましく
は５〜３０μｍ、より好ましくは１５〜２５μｍである
とよい。
【００２２】また、前記第１のメッキ層は、メッキ処理
を行った後、乾燥するという一連の処理をｎ回繰り返し
て形成するようにしてもよい。
【００２３】一方、前記第２のメッキ層は、残留液が気
化除去しやすい厚みであることが好ましく、少なくとも
前記第１のメッキ層より残留液の気化ガスを透過しやす
いことが好ましい。具体的には、前記第２のメッキ層
は、厚みが１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、更に
好ましくは３μｍ以下であるとよい。
【００２４】前記第２のメッキ層のリーク性は、５．０
×１０-10ｃｃ−ａｔｍ／ｓｅｃ以上、好ましくは１．
０×１０-9ｃｃ−ａｔｍ／ｓｅｃ以上であることが望ま
しい。
【００２５】また、前記第２のメッキ層は、無電解メッ
キによる層であってもよいし、電解メッキによる層であ
ってもよい。あるいは無電解メッキによる層と電解メッ
キによる層で構成されていてもよい。
【００２６】また、前記メッキ層は、少なくとも前記接
合層が形成される部分以外の部分をエッチングや研磨で
加工して薄膜化するようにしてもよい。
【００２７】次に、本発明に係る複合材料の製造方法
は、多孔質焼結体に金属が含浸された複合素材を有し、
接合層によって他の物体に接合される複合材料の製造方
法において、前記複合素材の表面のうち、少なくとも前
記接合層が形成される部分にメッキ層を形成する工程を
含むことを特徴とする。
【００２８】これにより、複合素材に残留する液の気化
ガスの流出に伴うメッキ層へのクラックや膨れ・剥離の
発生並びに接合層へのボイドの発生等が抑制され、複合
材料の品質並びに歩留まりを向上させることができる。
【００２９】そして、前記メッキ層を第１のメッキ層の
み、あるいは第１のメッキ層と第２のメッキ層で形成す
るようにしてもよい。
【００３０】この場合、前記複合素材の表面のうち、少
なくとも前記接合層が形成される部分に前記第１のメッ
キ層を形成し、それ以外の部分に前記第２のメッキ層を
形成するようにしてもよいし、あるいは前記複合素材の
表面のうち、少なくとも前記接合層が形成される部分に
前記第１のメッキ層を形成し、それ以外の部分には前記
第２のメッキ層を形成しないようにしてもよい。
【００３１】また、本発明は、前記第１のメッキ層を形
成する部分以外の表面に、メッキ層が形成されないよう
にする工程を含むようにしてもよいし、あるいは前記第
１のメッキ層を形成する部分以外の表面にマスキング処
理を施す工程を含むようにしてもよい。
【００３２】また、本発明は、前記第２のメッキ層を形
成した後、前記第１のメッキ層を形成する部分以外の第
２のメッキ層にマスキング処理を施した後、第１のメッ
キ層を形成する工程を含むようにしてもよいし、あるい
は前記第１のメッキ層を形成した後、少なくとも前記接
合層が形成される部分以外の部分をエッチングや研磨で
加工するようにしてもよい。
【００３３】そして、前記メッキ層を形成した後、乾燥
処理を行うことが好ましい。この場合、前記乾燥処理
は、少なくとも水分が気化除去可能な温度と時間で実施
することが好ましい。
【００３４】具体的には、前記乾燥処理は、３０〜６０
０℃の任意の温度で１〜３００分の任意の時間保持する
ことが好ましく、更に好ましくは２００〜４００℃の任
意の温度で１〜３００分の任意の時間保持する、より好
ましくは２００〜３００℃の任意の温度で１〜１２０分
の任意の時間保持するとよい。
【００３５】また、前記乾燥処理は、前記メッキ層の酸
化を抑制する雰囲気で行うことが好ましい。この場合、
前記雰囲気は、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気、及び還
元雰囲気から選択することができる。特に、前記還元雰
囲気を選択した場合は、水素が３％以上の雰囲気である
ことが好ましく、更に好ましくは、水素が３０％以上の
雰囲気であり、より好ましくは、水素が９０％以上の雰
囲気であるとよい。
【００３６】また、前記乾燥処理は、前記第１のメッキ
層及び第２のメッキ層に膨れを発生させない昇温レート
で行うことが好ましい。この場合、前記昇温レートは、
４００℃／ｈｒ以下であることが好ましく、更に好まし
くは、１００℃／ｈｒ以下であり、より好ましくは５０
℃／ｈｒ以下であるとよい。
【００３７】また、前記乾燥処理は、残留液の気化温度
付近で保持するヒートプログラムで実施することが好ま
しい。
【００３８】なお、前記第１のメッキ層及び第２のメッ
キ層は、メッキ処理を行った後、乾燥するという一連の
処理をｎ回繰り返して形成するようにしてもよい。この
場合、前記メッキ処理を行う前に、被メッキ処理面に金
属触媒を付与する処理を行ったり、被メッキ処理面を活
性化する処理を行うことが好ましい。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る複合材料及び
その製造方法の実施の形態例を図１〜図１８を参照しな
がら説明する。
【００４０】まず、第１の実施の形態に係る複合材料１
０Ａは、図１に示すように、カーボン又はその同素体、
あるいはＳｉＣを予備焼成してネットワーク化すること
によって得られる多孔質焼結体１２に金属１４が含浸さ
れた複合素材１６の表面にメッキ層１８が形成されて構
成されている。金属１４は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇから選択
された少なくとも１種、あるいはこれらの合金が用いら
れる。
【００４１】この場合、前記カーボン又はその同素体、
あるいはＳｉＣとして、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以
上、望ましくは１５０Ｗ／ｍＫ以上（気孔がない状態で
の推定値）、更に望ましくは２００Ｗ／ｍＫ以上（気孔
がない状態での推定値）のものを使用することが好まし
い。
【００４２】本例では、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上
のグラファイト、あるいはＳｉＣで構成された多孔質焼
結体１２の開気孔に銅を含浸させた複合素材１６を示
す。含浸する金属１４としては、銅のほかに、アルミニ
ウムや銀を使用することができる。
【００４３】また、多孔質焼結体１２と金属１４との体
積率は、多孔質焼結体１２が５０ｖｏｌ％〜８０ｖｏｌ
％、金属１４が５０ｖｏｌ％〜２０ｖｏｌ％の範囲とし
ている。これにより、熱伝導率が１８０〜２２０Ｗ／ｍ
Ｋ以上であって、かつ、熱膨張率が４×１０-6／℃〜７
×１０-6／℃である複合素材１６を得ることができる。
【００４４】前記多孔質焼結体１２の気孔率としては、
１０ｖｏｌ％〜５０ｖｏｌ％であることが望ましい。気
孔率が１０ｖｏｌ％以下では、１８０Ｗ／ｍＫ（室温）
の熱伝導率を得ることができず、５０ｖｏｌ％を超える
と多孔質焼結体１２の強度が低下し、熱膨張率を１５．
０×１０-6／℃以下に抑えることができないからであ
る。
【００４５】前記多孔質焼結体１２の平均開気孔径（気
孔径）の値としては、０．１〜２００μｍが望ましい。
前記気孔径が０．１μｍ未満であると、開気孔内に金属
１４を含浸することが困難になり、熱伝導率が低下す
る。一方、前記気孔径が２００μｍを超えると、多孔質
焼結体１２の強度が低下し、熱膨張率を低く抑えること
ができない。
【００４６】前記多孔質焼結体１２の平均開気孔に関す
る分布（気孔分布）としては、０．５〜５０μｍに９０
ｖｏｌ％以上分布することが好ましい。０．５〜５０μ
ｍの気孔が９０ｖｏｌ％以上分布していない場合は、金
属１４が含浸していない開気孔が増え、熱伝導率が低下
する可能性がある。
【００４７】また、多孔質焼結体１２に金属１４を含浸
して得た複合素材１６の閉気孔率としては、５ｖｏｌ％
以下であることが好ましい。５ｖｏｌ％を超えると、熱
伝導率が低下する可能性があるからである。
【００４８】なお、前記気孔率、気孔径及び気孔分布の
測定には、株式会社島津製作所製の自動ポロシメータ
（商品名「オートポア９２００」）を使用した。
【００４９】この第１の実施の形態に係る複合材料１０
Ａにおいて、例えばグラファイトを用いた場合は、該グ
ラファイトを予備焼成した際の閉気孔率を低減させる添
加物を添加させることが好ましい。この添加物として
は、ＳｉＣ及び／又はＳｉを挙げることができる。これ
により、焼成時の閉気孔（クローズドポア）を減少させ
ることができ、多孔質焼結体１２に対する金属１４の含
浸率を向上させることができる。
【００５０】また、グラファイト中に、該グラファイト
と反応し、カーバイド層を形成する元素を添加するよう
にしてもよい。この添加元素としては、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｂｅ、Ｖ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｂ、ミッシュメタ
ルから選択された１種以上を挙げることができる。これ
により、グラファイトの焼成時に、該グラファイトの表
面（開気孔の表面を含む）に反応層（カーバイド層）が
形成され、グラファイトの開気孔に含浸される金属１４
との濡れ性が改善し、低圧での含浸が可能になり、しか
も、微細開気孔への含浸も可能になる。
【００５１】一方、多孔質焼結体１２に含浸される金属
１４に、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｌｉ、Ｓｂ、
Ｔｌ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｎｉから選択された１種以上を添加
することが好ましい。これにより、多孔質焼結体１２と
金属１４との界面の濡れ性が改善され、多孔質焼結体１
２の開気孔内に金属１４が入り易くなる。特に、Ｎｉ
は、カーボンを溶解しやすく含浸しやすいという効果が
ある。
【００５２】また、多孔質焼結体１２に含浸される金属
１４に、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｖ、
Ｂ、Ｍｎから選択された１種以上を添加することが好ま
しい。これにより、グラファイトと金属１４との反応性
が向上し、開気孔内においてグラファイトと金属１４と
が密着し易くなり、閉気孔の発生を抑制することができ
る。
【００５３】また、多孔質焼結体１２に含浸される金属
１４に、固相／液相の温度範囲が３０℃以上、望ましく
は５０℃以上の元素、例えばＳｎ、Ｐ、Ｓｉ、Ｍｇから
選択された１種以上を添加することが好ましい。これに
より、含浸の際のばらつきを低減することができる。ま
た、前記金属１４に、融点を低減させるための元素を添
加することが好ましい。この添加元素としては、例えば
Ｚｎなどがある。
【００５４】ところで、上述の複合素材１６には、多少
の残留気孔が存在する。このため、複合素材１６の表面
にメッキ層１８を形成する場合、前記残留気孔に加工研
削液やメッキ処理液が浸透し、通常は、半田付け時に気
化して半田層にボイド（残留気泡）が発生することにな
る。
【００５５】しかし、第１の実施の形態では、複合素材
１６の表面におけるメッキ層１８を以下の工程を踏んで
形成するようにしている。即ち、複合素材１６の表面の
うち、少なくとも前記半田層が形成される部分にメッキ
層１８を形成する。
【００５６】例えば複合素材１６をヒートシンク材とし
て使用する場合を想定すると、図２に示すように、該複
合素材１６上に絶縁基板２０を介して例えばＩＣチップ
２２が実装されることになるが、複合素材１６への絶縁
基板２０の接合並びに絶縁基板２０へのＩＣチップ２２
の接合は例えば半田層２４によって行われることにな
る。そこで、複合素材１６の半田層２４に対する濡れ性
を良好とするために、複合素材１６の表面のうち、半田
層２４が形成される接合面１６ａ（例えば上面）にメッ
キ層１８を形成し、その他の面（例えば下面及び４つの
側面）にはメッキ層１８を形成しない。
【００５７】ここで、第１の実施の形態に係る複合材料
１０Ａの製造方法の具体例（第１の製造方法）について
及び図３〜図８を参照しながら説明する。
【００５８】この第１の製造方法は、まず、図３のステ
ップＳ１において、カーボン又はその同素体、あるいは
ＳｉＣを予備焼成してネットワーク化することによって
得られる多孔質焼結体１２に金属１４が含浸された複合
素材１６を作製する。
【００５９】その後、ステップＳ２において、複合素材
１６に対してマスキングを行う。このマスキングは、例
えば図４の「（１）マスキング」の工程に示すように、
ほぼ直方体状の複合素材１６の表面のうち、接合面１６
ａを除く面（例えば下面並びに４つの側面）にマスキン
グテープを貼り付ける。もちろん、マスキングテープに
代えて通常のフォトレジスト膜等を使用することができ
る。
【００６０】その後、ステップＳ３において、マスキン
グされた複合素材１６に対して前処理を行う。この前処
理は、例えば図４の「（２）前処理」の工程に示すよう
に、アルカリ脱脂処理及びクリーナーコンディショナー
処理が挙げられる。この前処理にて使用される薬品、濃
度、温度の例を図４に示す。この図４において、ＵＦ−
８０Ｋ及びＡＣＬ−００９は共に上村工業製の薬品であ
る。
【００６１】その後、図３のステップＳ４において、複
合素材１６の表面を活性化処理する。この活性化処理
は、例えば図４の「（３）活性化１」の工程に示すよう
に、エッチング処理及び酸洗処理が挙げられる。この活
性化処理にて使用される薬品、濃度、温度の例を図４に
示す。
【００６２】そして、その後に、無電解メッキ処理を行
う場合は、該無電解メッキ処理に先立って、図３のステ
ップＳ５において、複合素材１６の少なくとも接合面１
６ａに金属触媒を付与する。この金属触媒付与の条件
（薬品、濃度、温度）を、例えば図４の「（４）触媒付
与」の工程の欄に示す。この図４において、ＰＥＤ−１
０４、ＡＴ−１０５及びＡＴ−１０６は共に上村工業製
の薬品である。
【００６３】なお、無電解メッキ処理に代えて電解メッ
キ処理を行う場合は、後述するように、該工程（図３の
ステップＳ５）を省略することができる。従って、図３
では、ステップＳ５をかっこ書きで示す。
【００６４】その後、図３のステップＳ６において、無
電解メッキ処理を行って、複合素材１６の少なくとも接
合面１６ａにメッキ層１８を形成する。この無電解メッ
キ処理は、例えば図５の「（５）無電解メッキ」の工程
に示すように、ＮｉＰの無電解メッキ処理を行った後
に、ＮｉＢの無電解メッキ処理を行うことが挙げられ
る。これらの無電解メッキ処理の条件を図５に示す。こ
の図５において、ニムデンＳＸ、ＳＸ−Ｍ、ＳＸ−Ａ、
ＢＥＬ−９８０、ＢＥＬ−９８０Ｍ、ＢＥＬ−９８０
Ｓ、ＢＥＬ−９８０Ｐ、ＢＥＬ−９８０Ｔ、ＢＥＬ−９
８０Ｒはいずれも上村工業製の薬品である。
【００６５】このメッキ層１８の厚みｔ（図８参照）
は、複合素材１６に残留する液の気化ガスがメッキ層１
８を透過しない程度の厚み、あるいは、複合素材１６に
存在する開気孔を被覆できる程度の厚みを有することが
好ましい。ここで、複合素材１６に存在する開気孔を被
覆できる程度の厚みとは、複合素材１６に存在する開気
孔の平均径の２倍程度の厚みを示す。
【００６６】気化ガスの透過性（リーク性）で見た場
合、メッキ層１８のリーク性は、５．０×１０-10ｃｃ
−ａｔｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましく、更に好ま
しくは、２．０×１０-10ｃｃ−ａｔｍ／ｓｅｃ以下で
ある。
【００６７】具体的には、メッキ層１８の厚みｔは、５
〜１００μｍであり、好ましくは５〜５０μｍ、更に好
ましくは５〜３０μｍ、より好ましくは１５〜２５μｍ
である。
【００６８】その後、図３のステップＳ７において、マ
スキングテープの剥離処理を行う。この処理は、例えば
ピンセット等を使用して、メッキ処理された複合素材１
６の側面をつまんで、マスキングテープをメッキ層１８
から露出させた後、該マスキングテープを剥がすことに
より簡単に行うことができる。この剥離処理にて、図８
に示すように、複合素材１６の接合面１６ａのみにメッ
キ層１８が残存することになる。
【００６９】マスキングテープの代わりにフォトレジス
ト膜を使用した場合は、メッキ済みの複合素材１６をフ
ォトレジスト膜が溶解する液中に浸漬させることにより
行う。この処理によって、フォトレジスト膜の表面に形
成されていたメッキ層１８はフォトレジスト膜と共に除
去され（リフトオフ法）、結果的に、図８に示すよう
に、複合素材１６の接合面１６ａのみにメッキ層１８が
残存することになる。
【００７０】その後、図３のステップＳ８において、接
合面１６ａにメッキ層１８が形成された複合素材１６に
対して乾燥処理を行う。この乾燥処理は、例えば図６の
「（８）乾燥」の工程に示すように、予備乾燥を行った
後に、本乾燥を行うことが挙げられる。予備乾燥及び本
乾燥の条件を図６に示す。この乾燥処理では、メッキ層
１８の酸化を抑制する雰囲気、例えば還元雰囲気、不活
性ガス雰囲気、真空雰囲気で行うことが好ましい。つま
り、この乾燥処理工程は、要するに残留物の気化除去が
酸化しない条件で実施されることが好ましい。従って、
前記乾燥処理の雰囲気は、酸化を抑制するため、水素３
％以上の雰囲気、望ましくは水素３０％以上の雰囲気、
さらに望ましくは水素９０％以上の雰囲気がよい。
【００７１】また、前記乾燥処理においては、少なくと
も水分が気化除去可能な温度と時間で実施することが好
ましく、メッキ層１８の硬度が最高硬度の８０％以下の
硬度になるような、あるいはＨＶ７５０以下になるよう
な温度と時間で行うことが好ましい。
【００７２】ここで、メッキ層１８へのクラックの発生
原因について説明すると、例えばＮｉＰメッキ層を例に
した場合、メッキ層１８の時効析出によってメッキ層１
８自体が硬度アップ、延性低下、寸法収縮等が生じる。
その結果、母材である複合素材１６との熱応力差に追従
できずにクラックが発生することになる。この時効析出
は、例えばメッキ処理後に行われる乾燥処理の熱履歴で
発生することが判明した。
【００７３】そこで、メッキ層１８へのクラックの発生
を防止するためには、上述の条件を満足する温度と時間
に基づいたヒートプログラムで実施することが好まし
い。具体的には、乾燥処理は、３０〜６００℃の任意の
温度で１〜３００分の任意の時間保持することが好まし
く、更に好ましくは２００〜４００℃の任意の温度で１
〜３００分の任意の時間保持する、より好ましくは２０
０〜３００℃の任意の温度で１〜１２０分の任意の時間
保持するとよい。
【００７４】また、前記乾燥処理は、メッキ層１８に膨
れを発生させない昇温レートで行うことが好ましい。こ
の場合、前記昇温レートは、４００℃／ｈｒ以下である
ことが好ましく、更に好ましくは、２００℃／ｈｒ以下
であり、より好ましくは５０℃／ｈｒ以下である。
【００７５】前記ステップＳ８での乾燥処理が終了した
段階で、第１の実施の形態に係る複合材料１０Ａが完成
するが、その後、ステップＳ９において、保管がなされ
るか、あるいは梱包（ステップＳ９ａ：かっこ書きで示
す）、出荷されて、例えばユーザの元で保管される。
【００７６】そして、必要な場合に、前記保管されてい
た複合材料１０Ａの半田接合が行われることになる（ス
テップＳ１０）。
【００７７】例えば、図２に示すように、複合素材１６
にて構成されたヒートシンク材に対して半田層２４を介
して絶縁基板２０を接合する際、複合素材１６に残留し
ていた液（切削液やメッキ処理液等）が気化してガスと
して流出することになるが、このとき、気化ガスは透過
上の抵抗体として働くメッキ層１８を避け、メッキ層１
８が形成されていない部分から流出することになる。
【００７８】そのため、この第１の実施の形態において
は、気化ガスの流出に伴うメッキ層１８へのクラックや
膨れ・剥離の発生並びに半田層２４へのボイドの発生等
が抑制される。
【００７９】なお、保管の際には、アルミホイル等の密
閉性の高い材料を使用して梱包し、更には乾燥剤の併用
でシンター処理直後の品質を維持するようにしてもよ
い。このような処置を施すことで、保管後の半田接合時
にボイドが発生するということを回避することができ
る。
【００８０】上述の例では、メッキ層１８を無電解メッ
キ処理で形成した場合を示したが、その他、電解メッキ
処理で形成するようにしてもよい。この場合、図３に示
すステップＳ５での触媒付与工程を省略することができ
る。また、ステップＳ６で行われる電解メッキ処理は、
例えば図５の「（６）電解メッキ」の工程に示すような
条件で行うことができる。
【００８１】次に、第２の実施の形態に係る複合材料１
０Ｂについて図９を参照しながら説明する。
【００８２】この第２の実施の形態に係る複合材料１０
Ｂは、図９に示すように、上述した第１の実施の形態に
係る複合材料１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、複合
素材１６の表面に薄いメッキ層１８ｂが形成され、更
に、該薄いメッキ層１８ｂが形成された複合素材１６の
表面のうち、少なくとも前記半田層２４（図２参照）が
形成される部分に厚いメッキ層１８ａが形成されている
点で異なる。従って、複合素材１６の接合面１６ａには
下層の薄いメッキ層１８ｂと上層の厚いメッキ層１８ａ
による積層メッキ層１８が形成されたかたちとなる。
【００８３】この第２の実施の形態に係る複合材料１０
Ｂにおいては、複合素材１６にて構成されたヒートシン
ク材に対して半田層２４を介して絶縁基板２０を接合す
る際、複合素材１６に残留していた液（切削液やメッキ
処理液等）が気化してガスとして流出することになる
が、このとき、気化ガスは透過上の抵抗体として働く積
層メッキ層１８が形成された部分を避け、薄いメッキ層
１８ｂが形成された部分を通じて流出することになる。
【００８４】そのため、この第２の実施の形態において
も、気化ガスの流出に伴う積層メッキ層１８へのクラッ
クや膨れ・剥離の発生並びに半田層２４へのボイドの発
生等が抑制される。
【００８５】特に、この第２の実施の形態においては、
表面に薄いメッキ層１８ｂが形成された形態となるた
め、半田付けの際のハンドリングが良好になると共に、
外観的にも良好であり、湿気の吸収も低減することがで
きる。
【００８６】次に、この第２の実施の形態に係る複合材
料１０Ｂの製造方法の具体例（第２の製造方法）につい
て図４〜図７並びに図９及び図１０を参照しながら説明
する。なお、上述した第１の製造方法と重複する部分は
簡単な説明で留める。
【００８７】まず、図１０のステップＳ１０１におい
て、複合素材１６を作製し、その後、ステップＳ１０２
において、複合素材１６に対して前処理を行う。この前
処理は、例えば図４の「（２）前処理」の工程に示すよ
うに、アルカリ脱脂処理及びクリーナーコンディショナ
ー処理が挙げられる。
【００８８】その後、図１０のステップＳ１０３におい
て、複合素材１６の表面を活性化処理する。この活性化
処理は、例えば図４の「（３）活性化１」の工程に示す
ように、エッチング処理及び酸洗処理が挙げられる。
【００８９】そして、その後に、無電解メッキ処理を行
う場合は、該無電解メッキ処理に先立って、図１０のス
テップＳ１０４において、複合素材１６の表面に金属触
媒を付与する。この金属触媒付与の条件（薬品、濃度、
温度）を、例えば図４の「（４）触媒付与」の工程の欄
に示す。
【００９０】なお、無電解メッキ処理に代えて電解メッ
キ処理を行う場合は、上述したように、該工程（ステッ
プＳ１０４）を省略することができる。従って、図１０
では、ステップＳ１０４をかっこ書きで示す。
【００９１】その後、ステップＳ１０５において、無電
解メッキ処理を行って、図９に示すように、複合素材１
６の表面に薄いメッキ層１８ｂを形成する。この無電解
メッキ処理は、例えば図５の「（５）無電解メッキ」の
工程のうち、ＮｉＰの無電解メッキ処理が挙げられる。
【００９２】この薄いメッキ層１８ｂの厚みｔ２は、残
留液が気化除去しやすい厚み、少なくとも前記厚いメッ
キ層１８ａ（図９参照）より残留液の気化ガスを透過し
やすい厚みであることが好ましい。
【００９３】気化ガスの透過性（リーク性）で見た場
合、薄いメッキ層１８ｂのリーク性は、５．０×１０
-10ｃｃ−ａｔｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましく、
更に好ましくは、１．０×１０-9ｃｃ−ａｔｍ／ｓｅｃ
以上であるとよい。
【００９４】具体的には、薄いメッキ層１８ｂの厚みｔ
２は、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、更に好ま
しくは３μｍ以下であるとよい。
【００９５】その後、ステップＳ１０６において、表面
に薄いメッキ層１８ｂが形成された複合素材１６に対し
て乾燥処理を行う。この乾燥処理は、例えば図６の
「（８）乾燥」の工程に示すように、予備乾燥を行った
後に、本乾燥を行うことが挙げられる。
【００９６】その後、図１０のステップＳ１０７におい
て、表面に薄いメッキ層１８ｂが形成された複合素材１
６に対してマスキングを行う。このマスキングは、例え
ば図６の「（９）マスキング」の工程に示すように、表
面に薄いメッキ層１８ｂが形成された複合素材１６の表
面のうち、接合面１６ａを除く面（例えば下面並びに４
つの側面）にマスキングテープを貼り付ける。もちろ
ん、マスキングテープの代わりにフォトレジスト膜等を
用いてもよい。
【００９７】その後、ステップＳ１０８において、マス
キングされた複合素材１６に対して前処理を行う。この
前処理は、例えば図６の「（１０）前処理」の工程に示
すように、アルカリ脱脂処理及びクリーナーコンディシ
ョナー処理が挙げられる。この前処理にて使用される薬
品、濃度、温度の例を図６に示す。
【００９８】その後、図１０のステップＳ１０９におい
て、複合素材１６の表面を活性化処理する。この活性化
処理は、例えば図６の「（１１）活性化２」の工程に示
すように、シアン化活性処理が挙げられる。この活性化
処理にて使用される薬品、濃度、温度の例を図６に示
す。
【００９９】そして、その後に、無電解メッキ処理を行
う場合は、該無電解メッキ処理に先立って、図１０のス
テップＳ１１０において、複合素材１６の少なくとも接
合面１６ａ（薄いメッキ層１８ｂが露出している面）に
金属触媒を付与する。この金属触媒付与の条件（薬品、
濃度、温度）を、例えば図６の「（１２）触媒付与」の
工程の欄に示す。なお、無電解メッキ処理に代えて電解
メッキ処理を行う場合は、後述するように、該工程（図
１０のステップＳ１１０）を省略することができる。
【０１００】その後、ステップＳ１１１において、無電
解メッキ処理を行って、図９に示すように、複合素材１
６の少なくとも接合面１６ａ（薄いメッキ層１８ｂが露
出している面）に厚いメッキ層１８ａを形成する。この
無電解メッキ処理は、例えば図７の「（１３）無電解メ
ッキ」の工程に示すように、ＮｉＰの無電解メッキ処理
を行った後に、ＮｉＢの無電解メッキ処理を行うことが
挙げられる。これらの無電解メッキ処理の条件を図７に
示す。
【０１０１】このメッキ処理によって、複合素材１６の
接合面１６ａには、薄いメッキ層１８ｂと厚いメッキ層
１８ａとによる積層メッキ層１８が形成されることにな
る。
【０１０２】積層メッキ層１８の厚みｔ（＝ｔ１＋ｔ
２：図９参照）は、第１の実施の形態に係る複合材料１
０Ａのメッキ層１８と同様に、複合素材１６に残留する
液の気化ガスが積層メッキ層１８を透過しない程度の厚
み、あるいは、複合素材１６に存在する開気孔を被覆で
きる程度の厚みを有することが好ましい。具体的には、
５〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍ、更に好まし
くは５〜３０μｍ、より好ましくは１５〜２５μｍであ
るとよい。
【０１０３】その後、図１０のステップＳ１１２におい
て、マスキングテープの剥離処理を行う。この処理によ
って、図９に示すように、複合素材１６の接合面１６ａ
には積層メッキ層１８が残存し、複合素材１６の下面及
び４つの側面には薄いメッキ層１８ｂが残存することに
なる。
【０１０４】その後、ステップＳ１１３において、接合
面１６ａに積層メッキ層１８が形成された複合素材１６
に対して乾燥処理を行う。この乾燥処理は、例えば図７
の「（１６）乾燥」の工程に示すように、予備乾燥を行
った後に、本乾燥を行うことが挙げられる。予備乾燥及
び本乾燥の条件を図７に示す。
【０１０５】前記ステップＳ１０６及びこのステップＳ
１１３での乾燥処理の好ましい態様（雰囲気、硬度、温
度、時間、昇温レート等）は、上述した第１の実施の形
態と同様であるため、ここではその重複説明を省略す
る。
【０１０６】前記ステップＳ１１３での乾燥処理が終了
した段階で、第２の実施の形態に係る複合材料１０Ｂが
完成するが、その後、ステップＳ１１４において、保管
がなされるか、あるいは梱包（ステップＳ１１４ａ：か
っこ書きで示す）、出荷されて、例えばユーザの元で保
管される。
【０１０７】そして、必要な場合に、前記保管されてい
た複合材料１０Ｂの半田接合が行われることになる（ス
テップＳ１１５）。
【０１０８】上述の例では、薄いメッキ層１８ｂ及び厚
いメッキ層１８ａを共に無電解メッキ処理で形成した場
合を示したが、その他、薄いメッキ層１８ｂを無電解メ
ッキ処理で形成し、厚いメッキ層１８ａを電解メッキ処
理で形成してもよい。もちろん、薄いメッキ層１８ｂ及
び厚いメッキ層１８ａを共に電解メッキ処理で形成する
ようにしてもよい。電解メッキ処理を行う場合は、図１
０に示すステップＳ１０４やステップＳ１１０での触媒
付与工程を省略することができる。また、薄いメッキ層
１８ｂを電解メッキ処理で形成する場合は、例えば図５
の「（６）電解メッキ」の工程に示すような条件で行う
ことができ、厚いメッキ層１８ａを電解メッキ処理で形
成する場合は、例えば図７の「（１４）電解メッキ」の
工程に示すような条件で行うことができる。
【０１０９】次に、第２の実施の形態に係る複合材料１
０Ｂの製造方法の他の具体例（変形例に係る製造方法）
について図１１及び図１２を参照しながら説明する。
【０１１０】この変形例に係る製造方法は、上述した第
２の製造方法とほぼ同じ工程を含むが、ステップＳ１０
７のマスキング処理が異なる。具体的には、図１２に示
すように、表面に薄いメッキ層１８ｂが形成された２つ
の複合素材１６を上下に重ね合わせたものを１組のブロ
ック１６Ｂとしたとき、数組のブロック１６Ｂを並べ、
更にこの数組のブロック１６Ｂを枠５０内に収容したも
のを用意し、この状態で次の工程に投入する。
【０１１１】つまり、各複合素材１６の１つの面（接合
面１６ａ）以外の面（下面及び４つの側面）を、隣接す
る複合素材１６あるいは枠５０によって隠すことによっ
て、各複合素材１６において接合面１６ａのみを露出さ
せた形態とする。もちろん、複合素材１６を２枚合わせ
てなる前記ブロック１６Ｂの状態で次の工程に投入して
もよい。
【０１１２】その後、図１１のステップＳ１０８の前処
理、ステップＳ１０９の活性化処理、ステップＳ１１０
の触媒付与（その後に電解メッキ処理を行う場合は省
略）、ステップＳ１１１のメッキ処理（厚いメッキ層１
８ａの形成）を経ることにより、図９に示すように、複
合素材１６の接合面１６ａのみに厚いメッキ層１８ａが
形成されることになる。このメッキ処理によって、複合
素材１６の接合面１６ａには、厚いメッキ層１８ａと薄
いメッキ層１８ｂとによる積層メッキ層１８が形成され
る。
【０１１３】その後、図１１のステップＳ１１２におい
て、図１２に示す枠５０を解体、あるいは取り外して、
数組のブロック１６Ｂを個々の複合素材１６に分離す
る。その後、ステップＳ１１３の乾燥処理を経て、第２
の実施の形態に係る複合材料１０Ｂを得る。
【０１１４】この方法では、枠５０だけ用意すれば、マ
スキングテープが不要となるため、コスト的にも有利で
あり、また、多数個の複合素材１６を一度に処理するこ
とが可能となるため、工数の低減を図る上で有利とな
る。
【０１１５】次に、第３の実施の形態に係る複合材料１
０Ｃについて図１３を参照しながら説明する。
【０１１６】この第３の実施の形態に係る複合材料１０
Ｃは、図１３に示すように、上述した第２の実施の形態
に係る複合材料１０Ｂとほぼ同様の構成を有するが、複
合素材１６の少なくとも半田層２４（図２参照）が形成
される部分（接合面１６ａ）に直接厚いメッキ層１８ａ
が形成され、更に、前記厚いメッキ層１８ａの形成され
た複合素材１６の表面（厚いメッキ層１８ａの表面を含
む）に薄いメッキ層１８ｂが形成されている点で異な
る。従って、複合素材１６の接合面１６ａには下層の厚
いメッキ層１８ａと上層の薄いメッキ層１８ｂによる積
層メッキ層１８が形成されたかたちとなる。
【０１１７】この第３の実施の形態に係る複合材料１０
Ｃにおいては、前記第２の実施の形態に係る複合材料１
０Ｂと同様に、複合素材１６にて構成されたヒートシン
ク材に対して半田層２４を介して絶縁基板２０を接合す
る際、複合素材１６に残留していた液（切削液やメッキ
処理液等）が気化してガスとして流出することになる
が、このとき、気化ガスは透過上の抵抗体として働く積
層メッキ層１８が形成された部分を避け、薄いメッキ層
１８ｂが形成された部分を通じて流出することになる。
【０１１８】そのため、この第３の実施の形態において
も、気化ガスの流出に伴う積層メッキ層１８へのクラッ
クや膨れ・剥離の発生並びに半田層２４へのボイドの発
生等が抑制される。
【０１１９】また、この第３の実施の形態においても、
表面に薄いメッキ層１８ｂが形成された形態となるた
め、半田付けの際のハンドリングが良好になると共に、
外観的にも良好であり、湿気の吸収も低減することがで
きる。
【０１２０】次に、この第３の実施の形態に係る複合材
料１０Ｃの製造方法の具体例（第３の製造方法）につい
て図４〜図７並びに図１４を参照しながら説明する。な
お、上述した第２の製造方法と重複する部分は簡単な説
明で留める。
【０１２１】まず、図１４のステップＳ２０１におい
て、複合素材１６を作製し、その後、ステップＳ２０２
において、複合素材１６に対してマスキングを行う。こ
のマスキングは、複合素材１６の表面のうち、接合面１
６ａを除く面（例えば下面並びに４つの側面）にマスキ
ングテープを貼り付けることにより行われる。もちろ
ん、マスキングテープの代わりにフォトレジスト膜等を
用いてもよい。
【０１２２】その後、ステップＳ２０３において、複合
素材１６に対して前処理（アルカリ脱脂処理及びクリー
ナーコンディショナー処理）を行い、その後、ステップ
Ｓ２０４において、複合素材１６の表面を活性化処理
（エッチング処理及び酸洗処理）する。
【０１２３】そして、その後に、無電解メッキ処理を行
う場合は、該無電解メッキ処理に先立って、ステップＳ
２０５において、複合素材１６の接合面１６ａ及びマス
キングテープの表面に金属触媒を付与する。なお、無電
解メッキ処理に代えて電解メッキ処理を行う場合は、上
述したように、該工程（ステップＳ２０５）を省略する
ことができる。
【０１２４】その後、ステップＳ２０６において、無電
解メッキ処理を行って、複合素材１６の接合面１６ａ及
びマスキングテープの表面に厚いメッキ層１８ａを形成
する。この無電解メッキ処理は、例えば図７の「（５）
無電解メッキ」の工程に示すように、ＮｉＰの無電解メ
ッキ処理を行った後に、ＮｉＢの無電解メッキ処理を行
うことが挙げられる。この厚いメッキ層１８ａの好まし
い厚みは、第２の実施の形態に係る複合材料１０Ｂにお
ける厚いメッキ層１８ａの厚みと同様に、５〜１００μ
ｍ、好ましくは５〜５０μｍ、更に好ましくは５〜３０
μｍ、より好ましくは１５〜２５μｍであるとよい。
【０１２５】その後、ステップＳ２０７において、マス
キングテープの剥離処理を行う。この処理によって、複
合素材１６の接合面１６ａのみに厚いメッキ層１８ａが
残存することになる。その後、ステップＳ２０８におい
て、接合面１６ａに厚いメッキ層１８ａが形成された複
合素材１６に対して乾燥処理（予備乾燥処理及び本乾燥
処理）を行う。
【０１２６】その後、ステップＳ２０９において、乾燥
後の複合素材１６に対して前処理（アルカリ脱脂処理及
びクリーナーコンディショナー処理）を行った後、ステ
ップＳ２１０において、複合素材１６の表面を活性化処
理（シアン化活性処理）する。
【０１２７】そして、その後に、無電解メッキ処理を行
う場合は、該無電解メッキ処理に先立って、ステップＳ
２１１において、複合素材１６の表面（厚いメッキ層１
８ａの表面を含む）に金属触媒を付与する。なお、無電
解メッキ処理に代えて電解メッキ処理を行う場合は、後
述するように、該工程（ステップＳ２１１）を省略する
ことができる。
【０１２８】その後、ステップＳ２１２において、無電
解メッキ処理を行って、図１３に示すように、複合素材
１６の表面（厚いメッキ層１８ａの表面を含む）に薄い
メッキ層１８ｂを形成する。このメッキ処理によって、
複合素材１６の接合面１６ａには、厚いメッキ層１８ａ
と薄いメッキ層１８ｂとによる積層メッキ層１８が形成
されることになる。
【０１２９】その後、ステップＳ２１３において、接合
面１６ａに積層メッキ層１８が形成された複合素材１６
に対して乾燥処理（予備乾燥処理及び本乾燥処理）を行
う。
【０１３０】前記ステップＳ２０８及びこのステップＳ
２１３での乾燥処理の好ましい態様（雰囲気、硬度、温
度、時間、昇温レート等）は、上述した第１の実施の形
態と同様であるため、ここではその重複説明を省略す
る。
【０１３１】前記ステップＳ２１３での乾燥処理が終了
した段階で、第３の実施の形態に係る複合材料１０Ｃが
完成するが、その後、ステップＳ２１４において、保管
がなされるか、あるいは梱包（ステップＳ２１４ａ：か
っこ書きで示す）、出荷されて、例えばユーザの元で保
管される。
【０１３２】そして、必要な場合に、前記保管されてい
た複合材料１０Ｃの半田接合が行われることになる（ス
テップＳ２１５）。
【０１３３】上述の例では、厚いメッキ層１８ａ及び薄
いメッキ層１８ｂを共に無電解メッキ処理で形成した場
合を示したが、その他、厚いメッキ層１８ａを無電解メ
ッキ処理で形成し、薄いメッキ層１８ｂを電解メッキ処
理で形成してもよい。もちろん、厚いメッキ層１８ａ及
び薄いメッキ層１８ｂを共に電解メッキ処理で形成する
ようにしてもよい。電解メッキ処理を行う場合は、図１
４に示すステップＳ２０５やステップＳ２１１での触媒
付与工程を省略することができる。
【０１３４】次に、第４の実施の形態に係る複合材料１
０Ｄについて図１５を参照しながら説明する。
【０１３５】この第４の実施の形態に係る複合材料１０
Ｄは、上述した第１の実施の形態に係る複合材料１０Ａ
とほぼ同様の構成を有するが、図１５に示すように、複
合素材１６の表面に形成されたメッキ層１８のうち、一
部（例えば複合素材１６の下面に対応する部分及び／又
は４つの側面に対応する部分）がエッチング処理あるい
は研磨処理されて、該一部のメッキ層１８が薄膜化され
ている点で異なる。
【０１３６】この第４の実施の形態に係る複合材料１０
Ｄにおいては、前記第２の実施の形態に係る複合材料１
０Ｂと同様に、複合素材１６にて構成されたヒートシン
ク材に対して半田層２４を介して絶縁基板２０を接合す
る際、複合素材１６に残留していた液（切削液やメッキ
処理液等）が気化してガスとして流出することになる
が、このとき、気化ガスは透過上の抵抗体として働くメ
ッキ層１８が形成された部分を避け、メッキ層１８が薄
膜化された部分を通じて流出することになる。
【０１３７】そのため、この第４の実施の形態において
も、気化ガスの流出に伴うメッキ層１８へのクラックや
膨れ・剥離の発生並びに半田層２４へのボイドの発生等
が抑制される。
【０１３８】また、この第４の実施の形態においても、
表面にメッキ層１８が形成された形態となるため、半田
付けの際のハンドリングが良好になると共に、外観的に
も良好であり、湿気の吸収も低減することができる。
【０１３９】次に、この第４の実施の形態に係る複合材
料１０Ｄの製造方法の具体例（第４の製造方法）につい
て図１６を参照しながら説明する。なお、上述した第１
の製造方法と重複する部分は簡単な説明で留める。
【０１４０】まず、図１６のステップＳ３０１におい
て、複合素材１６を作製し、その後、ステップＳ３０２
において、複合素材１６に対して前処理（アルカリ脱脂
処理及びクリーナーコンディショナー処理）を行い、次
いで、ステップＳ３０３において、複合素材１６の表面
を活性化処理（エッチング処理及び酸洗処理）する。
【０１４１】そして、その後に、無電解メッキ処理を行
う場合は、該無電解メッキ処理に先立って、ステップＳ
３０４において、複合素材１６の表面に金属触媒を付与
する。なお、無電解メッキ処理に代えて電解メッキ処理
を行う場合は、上述したように、該工程（ステップＳ３
０４）を省略することができる。
【０１４２】その後、ステップＳ３０５において、無電
解メッキ処理を行って、図１５に示すように、複合素材
１６の表面にメッキ層１８を形成する。
【０１４３】このメッキ層１８の厚みｔは、上述したよ
うに、第１の実施の形態に係る複合材料のメッキ層１８
と同様に、複合素材１６に残留する液の気化ガスがメッ
キ層１８を透過しない程度の厚み、あるいは、複合素材
１６に存在する開気孔を被覆できる程度の厚みを有する
ことが好ましい。具体的には、５〜１００μｍであり、
好ましくは５〜５０μｍ、更に好ましくは５〜３０μ
ｍ、より好ましくは１５〜２５μｍである。
【０１４４】その後、ステップＳ３０６において、複合
素材１６の表面に形成されたメッキ層１８に対する部分
加工を行う。この処理は、複合素材１６の表面に形成さ
れたメッキ層１８のうち、その一部（例えば複合素材１
６の下面に対応する部分及び／又は４つの側面に対応す
る部分）をエッチング処理あるいは研磨処理して、該一
部のメッキ層１８を薄膜化する。
【０１４５】この薄膜化されたメッキ層１８の厚みｔ２
は、残留液が気化除去しやすい厚み、少なくとも接合面
１６ａにおけるメッキ層１８より残留液の気化ガスを透
過しやすい厚みであることが好ましい。具体的には、１
０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、更に好ましくは３
μｍ以下であるとよい。
【０１４６】その後、ステップＳ３０７において、表面
にメッキ層１８が形成された複合素材１６に対して乾燥
処理（予備乾燥処理及び本乾燥処理）を行う。この乾燥
処理の好ましい態様（雰囲気、硬度、温度、時間、昇温
レート等）は、上述した第１の実施の形態と同様である
ため、ここではその重複説明を省略する。
【０１４７】前記ステップＳ３０７での乾燥処理が終了
した段階で、第４の実施の形態に係る複合材料１０Ｄが
完成するが、その後、ステップＳ３０８において、保管
がなされるか、あるいは梱包（ステップＳ３０８ａ：か
っこ書きで示す）、出荷されて、例えばユーザの元で保
管される。
【０１４８】そして、必要な場合に、前記保管されてい
た複合材料１０Ｄの半田接合が行われることになる（ス
テップＳ３０９）。
【０１４９】上述の例では、メッキ層を無電解メッキ処
理で形成した場合を示したが、その他、電解メッキ処理
で形成してもよい。この場合、図１６に示すステップＳ
３０４での触媒付与工程を省略することができる。
【０１５０】次に、１つの実験例を示す。この実験例
は、図１７に示す比較例１及び２並びに実施例１〜４に
ついて、それぞれ半田付けを行った場合のメッキ層１８
へのクラックの発生状態、メッキ層１８の膨れ・剥離の
状態、ボイドの発生状態を見たものである。
【０１５１】比較例１は、上述の第１の製造方法におい
て、無電解メッキ処理によって複合素材１６の両面（も
しくは表面）に２０μｍのメッキ層１８（ＮｉＰメッキ
層：１８μｍ、ＮｉＢメッキ層：２μｍ）を形成した
後、乾燥処理を行った場合を示す。
【０１５２】比較例２は、上述の第１の製造方法におい
て、無電解メッキ処理によって複合素材１６の両面（も
しくは表面）に２．５μｍのメッキ層１８（ＮｉＰメッ
キ層：１．５μｍ、ＮｉＢメッキ層：１．０μｍ）を形
成した後、乾燥処理を行った場合を示す。
【０１５３】実施例１は、上述の第１の製造方法におい
て、無電解メッキ処理によって複合素材１６の接合面１
６ａのみに２０μｍのメッキ層１８（ＮｉＰメッキ層：
１７μｍ、ＮｉＢメッキ層：３μｍ）を形成した後、乾
燥処理を行った場合を示す。
【０１５４】実施例２は、上述の第１の製造方法におい
て、電解メッキ処理によって複合素材１６の接合面１６
ａのみに２０μｍのメッキ層１８（Ｎｉメッキ層：２０
μｍ）を形成した後、乾燥処理を行った場合を示す。
【０１５５】実施例３は、上述の第２の製造方法（又は
変形例に係る製造方法）において、無電解メッキ処理に
よって複合素材１６の両面（もしくは表面）に１μｍの
メッキ層１８ｂ（ＮｉＰメッキ層：１μｍ）を形成した
後、乾燥処理を行い、その後、無電解メッキ処理によっ
て複合素材１６の接合面１６ａのみに１９μｍのメッキ
層１８ａ（ＮｉＰメッキ層：１７μｍ、ＮｉＢメッキ
層：２μｍ）を形成した後、乾燥処理を行った場合を示
す。
【０１５６】実施例４は、実施例３と同様に、複合素材
１６の両面（もしくは表面）に１μｍのメッキ層１８ｂ
（ＮｉＰメッキ層：１μｍ）を形成した後、乾燥処理を
行い、更に、電解メッキ処理によって複合素材１６の接
合面１６ａのみに１９μｍのメッキ層１８ａ（Ｎｉメッ
キ層）を形成した後、乾燥処理を行った場合を示す。
【０１５７】上述の各乾燥処理は、予備乾燥を温度６０
℃で１２０分維持して行い、続いて本乾燥を温度２６０
℃で１０分間維持（水素１００％の雰囲気）して行っ
た。
【０１５８】この実験例の結果を図１８に示す。この図
１８において、メッキクラックの項目は、メッキ層１８
へのクラック状態を示し、○は未発生、×は多く発生し
不良状態を示す。膨れ・剥離の項目は、メッキ層１８の
膨れや剥離状態を示し、○は未発生、×は多く発生し不
良状態を示す。
【０１５９】ボイドの項目は、半田層へのボイドの発生
状態を以下の式により百分率で示したものである。な
お、ボイド部総面積や半田接合面積はＸ線透過写真で計
測した。
【０１６０】ボイド率（％）＝（ボイド部総面積／半田
接合面積）×１００ 図１８の結果から、比較例１及び２並びに実施例１〜４
のいずれもメッキクラックは発生しなかったが、比較例
１において、膨れ、剥離が多く生じていた。
【０１６１】ボイド率についてみると、比較例１及び２
は、複合素材１６の完成直後においては、共に１．０〜
２．０％で、十分に実用性はあるが、保管後において
は、１０．０〜２０．０％まで増加しており、品質が低
下していることがわかる。
【０１６２】一方、実施例１〜４については、複合素材
１６の完成直後並びに保管後のボイド率は共に１．０〜
２．０％であり、低いボイド率で、かつ、品質が安定し
ていることがわかる。
【０１６３】なお、この発明に係る複合材料及びその製
造方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨
を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもち
ろんである。
【０１６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る複合
材料及びその製造方法によれば、メッキされた複合材料
を半田層等の接合層によって他の物体に接合する場合に
おいて、メッキ層へのクラックや膨れ・剥離の発生並び
に接合層へのボイドの発生等を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る複合材料を一部破断し
て示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る複合材料における複合
素材をヒートシンク材として使用した場合の構成例を示
す断面図である。
【図３】第１の製造方法を示す工程ブロック図である。
【図４】各工程の内訳を示す表図（その１）である。
【図５】各工程の内訳を示す表図（その２）である。
【図６】各工程の内訳を示す表図（その３）である。
【図７】各工程の内訳を示す表図（その４）である。
【図８】第１の製造方法において、マスキングテープを
剥離した状態を示す説明図である。
【図９】第２の実施の形態に係る複合材料を示す断面図
である。
【図１０】第２の製造方法を示す工程ブロック図であ
る。
【図１１】第２の製造方法の変形例に係る製造方法を示
す工程ブロック図である。
【図１２】マスキングの他の手法を示す説明図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る複合材料を示す断面
図である。
【図１４】第３の製造方法を示す工程ブロック図であ
る。
【図１５】第４の実施の形態に係る複合材料を示す断面
図である。
【図１６】第４の製造方法を示す工程ブロック図であ
る。
【図１７】実験例に使用した比較例１及び２並びに実施
例１〜４の内訳を示す表図である。
【図１８】実験例の結果を示す表図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｄ…複合材料 １２…多孔質焼結
体 １４…金属 １６…複合素材 １８…メッキ層 １８ａ…厚いメッ
キ層 １８ｂ…薄いメッキ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２５Ｄ 7/00 Ｃ２５Ｄ 7/00 Ｑ Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｚ Ｆターム(参考） 4G026 BA13 BA14 BB01 BD02 BF01 BF18 BG02 BG28 BH07 BH11 4K022 AA01 AA02 AA41 BA14 CA03 CA06 DA01 DB02 EA01 4K024 AA03 AA14 AB01 AB02 AB08 AB17 BA01 BA11 BB12 BB26 BC10 DA04 DA10 DB01 GA16 4K044 AA01 AA06 AA11 AB10 BA06 BA18 BA19 BB03 BB04 BC12 CA04 CA15 CA18 CA62 5F036 AA01 BB01 BC06

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多孔質焼結体に金属が含浸された複合素材
    を有し、接合層によって他の物体に接合される複合材料
    であって、 前記複合素材の表面のうち、少なくとも前記接合層が形
    成される部分にメッキ層が形成されていることを特徴と
    する複合材料。
  2. 【請求項２】請求項１記載の複合材料において、 前記メッキ層が、第１のメッキ層のみ、あるいは第１の
    メッキ層と第２のメッキ層で構成されていることを特徴
    とする複合材料。
  3. 【請求項３】請求項２記載の複合材料において、 前記複合素材の表面のうち、少なくとも前記接合層が形
    成される部分に前記第１のメッキ層が形成され、それ以
    外の部分には前記第２のメッキ層が形成されていること
    を特徴とする複合材料。
  4. 【請求項４】請求項２記載の複合材料において、 前記複合素材の表面のうち、少なくとも前記接合層が形
    成される部分に前記第１のメッキ層が形成され、それ以
    外の部分には前記第２のメッキ層が形成されていないこ
    とを特徴とする複合材料。
  5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複合
    材料において、 前記第１のメッキ層を透過する気化ガスによって前記接
    合層に発生するボイド率が３％以下であることを特徴と
    する複合材料。
  6. 【請求項６】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複合
    材料において、 前記第１のメッキ層のリーク性は、５．０×１０-10ｃ
    ｃ−ａｔｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする複合材
    料。
  7. 【請求項７】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複合
    材料において、 前記第１のメッキ層は、前記複合素材の表面に存在する
    開気孔を面積率で９０％以上被覆していることを特徴と
    する複合材料。
  8. 【請求項８】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複合
    材料において、 前記第１のメッキ層は、無電解メッキによる層で、かつ
    メッキクラックがないことを特徴とする複合材料。
  9. 【請求項９】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複合
    材料において、 前記第１のメッキ層は、無電解メッキによる層で、かつ
    硬度が最高硬度の８０％以下であること特徴とする複合
    材料。
  10. 【請求項１０】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第１のメッキ層は、電解メッキによる層であること
    を特徴とする複合材料。
  11. 【請求項１１】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第１のメッキ層は、無電解メッキによる層と電解メ
    ッキによる層とで構成されていることを特徴とする複合
    材料。
  12. 【請求項１２】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第１のメッキ層は、気化ガスを透過しない程度の厚
    みをもつことを特徴とする複合材料。
  13. 【請求項１３】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第１のメッキ層は、前記複合素材の表面に存在する
    開気孔の径の２倍以上の厚みを有することを特徴とする
    複合材料。
  14. 【請求項１４】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第１のメッキ層は、厚みが５〜１００μｍであるこ
    とを特徴とする複合材料。
  15. 【請求項１５】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第１のメッキ層は、厚みが５〜５０μｍであること
    を特徴とする複合材料。
  16. 【請求項１６】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第２のメッキ層は、残留液が気化除去しやすい厚み
    であることを特徴とする複合材料。
  17. 【請求項１７】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第２のメッキ層は、少なくとも前記第１のメッキ層
    より残留液の気化ガスを透過しやすいことを特徴とする
    複合材料。
  18. 【請求項１８】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第２のメッキ層は、厚みが１０μｍ以下であること
    を特徴とする複合材料。
  19. 【請求項１９】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第２のメッキ層は、厚みが５μｍ以下であることを
    特徴とする複合材料。
  20. 【請求項２０】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第２のメッキ層のリーク性は、５．０×１０-10ｃ
    ｃ−ａｔｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする複合材
    料。
  21. 【請求項２１】請求項２〜４のいずれか１項に記載の複
    合材料において、 前記第２のメッキ層は、無電解メッキ及び電解メッキ、
    あるいはその両方による層であることを特徴とする複合
    材料。
  22. 【請求項２２】多孔質焼結体に金属が含浸された複合素
    材を有し、接合層によって他の物体に接合される複合材
    料の製造方法であって、 前記複合素材の表面のうち、少なくとも前記接合層が形
    成される部分にメッキ層を形成することを特徴とする複
    合材料の製造方法。
  23. 【請求項２３】請求項２２記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記メッキ層を第１のメッキ層のみ、あるいは第１のメ
    ッキ層と第２のメッキ層で形成することを特徴とする複
    合材料の製造方法。
  24. 【請求項２４】請求項２３記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記複合素材の表面のうち、少なくとも前記接合層が形
    成される部分に前記第１のメッキ層を形成し、それ以外
    の部分に前記第２のメッキ層を形成することを特徴とす
    る複合材料の製造方法。
  25. 【請求項２５】請求項２３記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記複合素材の表面のうち、少なくとも前記接合層が形
    成される部分に前記第１のメッキ層を形成し、それ以外
    の部分には前記第２のメッキ層を形成しないことを特徴
    とする複合材料の製造方法。
  26. 【請求項２６】請求項２３〜２５のいずれか１項に記載
    の複合材料の製造方法において、 前記第１のメッキ層を形成する部分以外の表面にマスキ
    ング処理を施す工程を含むことを特徴とする複合材料の
    製造方法。
  27. 【請求項２７】請求項２３〜２５のいずれか１項に記載
    の複合材料の製造方法において、 前記第２のメッキ層を形成した後、前記第１のメッキ層
    を形成する部分以外の第２のメッキ層にマスキング処理
    を施した後、第１のメッキ層を形成する工程を含むこと
    を特徴とする複合材料の製造方法。
  28. 【請求項２８】請求項２３〜２５のいずれか１項に記載
    の複合材料において、 前記第１のメッキ層及び第２のメッキ層は、メッキ処理
    を行った後、乾燥するという一連の処理をｎ回繰り返し
    て形成されることを特徴とする複合材料の製造方法。
  29. 【請求項２９】請求項２８記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記乾燥処理は、少なくとも水分が気化除去可能な温度
    と時間で実施することを特徴とする複合材料の製造方
    法。
  30. 【請求項３０】請求項２８記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記乾燥処理は、３０〜６００℃の任意の温度で１〜３
    ００分の任意の時間保持することを特徴とする複合材料
    の製造方法。
  31. 【請求項３１】請求項２８記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記乾燥処理は、２００〜４００℃の任意の温度で１〜
    ３００分の任意の時間保持することを特徴とする複合材
    料の製造方法。
  32. 【請求項３２】請求項２８記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記乾燥処理は、前記メッキ層の酸化を抑制する雰囲気
    で行うことを特徴とする複合材料の製造方法。
  33. 【請求項３３】請求項３２記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記雰囲気は、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気、及び還
    元雰囲気から選択されることを特徴とする複合材料の製
    造方法。
  34. 【請求項３４】請求項３３記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記還元雰囲気は、水素が３％以上の雰囲気であること
    を特徴とする複合材料の製造方法。
  35. 【請求項３５】請求項３３記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記還元雰囲気は、水素が３０％以上の雰囲気であるこ
    とを特徴とする複合材料の製造方法。
  36. 【請求項３６】請求項３３記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記還元雰囲気は、水素が９０％以上の雰囲気であるこ
    とを特徴とする複合材料の製造方法。
  37. 【請求項３７】請求項２８記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記乾燥処理は、前記第１のメッキ層及び第２のメッキ
    層に膨れを発生させない昇温レートで行うことを特徴と
    する複合材料の製造方法。
  38. 【請求項３８】請求項３７記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記昇温レートは、４００℃／ｈｒ以下であることを特
    徴とする複合材料の製造方法。
  39. 【請求項３９】請求項３７記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記昇温レートは、１００℃／ｈｒ以下であることを特
    徴とする複合材料の製造方法。
  40. 【請求項４０】請求項２８記載の複合材料の製造方法に
    おいて、 前記乾燥処理は、残留液の気化温度付近で保持するヒー
    トプログラムで実施することを特徴とする複合材料の製
    造方法。
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