JP2016518530A - 焼結材料上への厚い銅層の堆積方法 - Google Patents
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Abstract
Description
従って、本発明の課題は、伝導性の焼結層上への金属層の直接的な電着方法であって、前記金属層が焼結層への良好な付着性、少数のめっき欠陥および良好な導電性および熱伝導性を有する、前記方法を提供することである。
この課題は、少なくとも1つの銅層を導電性の焼結層上へ電着する方法であって、以下の段階:
(i) 少なくとも1つの導電性の焼結層を準備する段階、
(i.a) 前記少なくとも1つの導電性の焼結層を前処理する段階、
(ii) 前記焼結層と、電解銅めっき溶液とを接触させ、且つ前記焼結層と少なくとも1つのアノードとの間に電流を印加する段階、
(iii) そのことにより、銅層が前記焼結層上に堆積される段階
を含み、その際、前記焼結層の前処理は、段階(i.aa):
(i.aa) 少なくとも1つの導電性の焼結層と、硫黄含有溶液および酸化剤を含むマイクロエッチング剤とを接触させる段階
を含む、前記方法によって解決される。
本発明の方法は、少なくとも1つの銅層の導電性の焼結層上への電着方法であって、以下の段階:
(i) 少なくとも1つの導電性の焼結層を準備する段階、
(i.a) 前記少なくとも1つの導電性の焼結層を前処理する段階、
(ii) 前記焼結層と、電解銅めっき溶液とを接触させ、且つ前記焼結層と少なくとも1つのアノードとの間に電流を印加する段階、および
(iii) そのことにより、銅層が前記焼結層上に堆積される段階
を含み、その際、前記焼結層の前処理は、段階(i.aa):
(i.aa) 少なくとも1つの導電性の焼結層と、硫黄含有溶液および酸化剤を含むマイクロエッチング剤とを接触させる段階
を含む、前記方法である。
(i.a) 少なくとも1つの導電性の焼結層を前処理する段階
を含む。
(i.aa) 少なくとも1つの導電性の焼結層をマイクロエッチング剤と接触させる段階
を含む。
(i.aa) 少なくとも1つの導電性の焼結層と、少なくとも1つのハロゲン化物イオン源を含むマイクロエッチング剤とを接触させる段階
によって置き換えることができる。
(i.ab) 少なくとも1つの導電性の焼結層をアルカリ性洗浄剤と接触させる段階
を含むことができる。
(i.ac) 少なくとも1つの導電性の焼結層を酸性洗浄剤と接触させる段階
を含むことができる。
(ii) 焼結層と電解銅めっき溶液とを接触させ、且つ、焼結層と少なくとも1つのアノードとの間に電流を印加する段階
をさらに含む。
(ii.a) 焼結層と電解銅めっき溶液とを接触させ、且つ、方法段階(ii)におけるものよりも短い時間の間、焼結層と少なくとも1つのアノードとの間に電流を印加する段階
を含むことができる。
(iii.a) 上に堆積銅層を有する焼結層を200℃〜500℃の範囲の温度で保持する段階
を含むことができる。
長さ188mmおよび幅137mmの寸法を有する窒化アルミニウム製のセラミック基板を以下の実施例において使用した。該基板を、銅およびチタンを含有する導電性の焼結層で被覆した。該基板を本発明の方法によって金属被覆した。
100g/lのペルオキソ二硫酸二ナトリウム
20g/lの硫酸水素ナトリウム
0.15mol/lのフッ化ナトリウム
60g/lの硫酸(H2SO4)。
直流電流: 電流密度: 5.5A/dm2、前面での電流: 70A、裏面での電流: 40A
めっき時間=165分。
長さ188mmおよび幅137mmの寸法を有する酸化アルミニウム製のセラミック基板を以下の実施例において使用した。基板は、銀−銅−チタン合金製の導電性の焼結層のパターンを有する。従って、基板の一部を導電性の焼結層で被覆し、他の部分は焼結層がなく、セラミック表面が剥き出しであった。従って、焼結層のない部分は電気的に絶縁されており、且つ絶縁領域または非伝導性領域と称される。基板を、前処理段階(i.aa)を変化させて前処理し、前処理段階の全体の手順を表4に示す。前処理された基板を本発明の方法によって金属被覆した。
直流電流: 電流密度: 5.5A/dm2、前面での電流: 14A、裏面での電流: 14A、めっき時間=252分。
本発明により堆積された、および従来の銅堆積浴からの銅層の内部応力を測定した。本発明による銅電着浴は、銅(II)イオン、硫酸、塩化物イオン、光沢剤、レベリング剤を1〜10mg/lの濃度範囲で、および担体を0.2〜2g/lの濃度範囲で含有した。この浴を基板4〜6をめっきするために使用した。
Uは増大する広がりの数値であり、Tは堆積厚であり、且つKは前記片の較正定数である。
Claims (12)
- 少なくとも1つの銅層を導電性の焼結層上へ電着する方法であって、以下の段階:
(i) 少なくとも1つの導電性の焼結層を準備する段階、
(i.a) 前記少なくとも1つの導電性の焼結層を前処理する段階、
(ii) 前記焼結層と、電解銅めっき溶液とを接触させ、且つ前記焼結層と少なくとも1つのアノードとの間に電流を印加する段階、および
(iii) そのことにより、銅層が前記焼結層上に堆積される段階
を含み、その際、前記焼結層の前処理は、段階(i.aa):
(i.aa) 少なくとも1つの導電性の焼結層と、硫黄含有溶液および酸化剤を含むマイクロエッチング剤とを接触させる段階
を含む、前記方法。 - 焼結層を前処理する段階において、焼結層とマイクロエッチング剤との方法段階(i.aa)の接触を、選択的な方法段階(i.aa):
(i.aa) 少なくとも1つの導電性の焼結層と、硫黄含有溶液、酸化剤、および少なくとも1つのハロゲン化物イオン源を含むマイクロエッチング剤とを接触させる段階
によって置き換える、請求項1に記載の方法。 - 少なくとも1つの導電性の焼結層は、銅、チタン、銀、アルミニウム、タングステン、ケイ素、ニッケル、スズ、パラジウム、白金およびそれらの混合物の群から選択される金属を含む、請求項1または2に記載の方法。
- 少なくとも1つの導電性の焼結層が基板上に準備される、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記基板がセラミック、ガラス、エナメルおよび石英を含む群から選択される材料製である、請求項4に記載の方法。
- 前記電解銅めっき溶液が酸性である、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記電解銅めっき溶液は、銅イオン、塩化物イオンおよび硫酸を含む無機のマトリックスを含む、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記電解銅めっき溶液がさらに、光沢剤、レベリング剤、担体、湿潤剤およびそれらの混合物の群から選択される有機添加剤を含む、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記電解銅めっき溶液は、低濃度のレベリング剤および高濃度の担体を含有する、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記電流が直流電流、交流電流またはパルス電流のいずれかである、請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。
- 印加される電流が、3A/dm2を上回る平均電流密度を有する、請求項1から10までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記銅層が、100〜600μmの範囲の厚さを有する厚い銅層である、請求項1から11までのいずれか1項に記載の方法。
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