JP2841972B2 - 保護膜付銀合金導体箔及びその製造方法 - Google Patents
保護膜付銀合金導体箔及びその製造方法Info
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Description
スタ等の高耐圧素子を含む高電圧回路や大容量回路の導
体として用いて好適な保護膜付銀合金導体箔及びその製
造方法に関するものである。
半導体装置の高電圧回路や大容量回路において使用さ
れ、かつ、耐熱性や耐振動性が要求される環境下で使用
される導体としては、この導体自体の比抵抗が低く、か
つ、機械的強度及び耐熱性に優れている薄厚の銀または
銀合金製の導体箔(以下、導体箔と略称する。)が多用
されている。
圧の半導体装置Sの一例を示す図である。この半導体装
置Sは、パッケージ2に半導体素子(チップ)3がハン
ダ付けされ、この半導体素子3の電極4,4,…とパッ
ケージ2のリード端子5,5,…とが導体箔1,1,…
により接続されたものである。最後にパッケージ2上部
に蓋がされて製品とされる。
装置Sでは、振動などにより導体箔1が変形し易く、該
導体箔1と半導体素子3の隅部3aまたはパッケージ2
の隅部2aとが接触しショートする危険性があった。
面に絶縁性・安定性等に優れたポリイミド樹脂を塗布
し、導体箔1及びポリイミド樹脂を加熱して該ポリイミ
ド樹脂を硬化させポリイミド膜とした保護膜付導体箔も
試みられている。
は、導体箔1とポリイミド膜との密着強度が十分でない
ために、ポリイミド膜が導体箔1から剥離し易いという
欠点があった。この様な欠点は、例えば、電極4,4,
…とパッケージ2のリード端子5,5,…とを接続する
場合に導体箔1が浮き上がって接続不良を起こし易くな
る等の不具合が生じる原因となり、この半導体装置Sを
実装した製品の信頼性にも大きな影響を及ぼすこととな
る。
のであって、箔本体とポリイミド膜との密着強度を高め
ることができ、この導体箔が用いられた製品の信頼性を
向上させることのできる保護膜付銀合金導体箔及びその
製造方法を提供することにある。
に、本発明は次の様な保護膜付銀合金導体箔及びその製
造方法を採用した。
導体箔は、表面が酸化され更にカップリング剤により改
質された銀合金製の箔本体と、該箔本体の表面に形成さ
れたポリイミド膜とを備え、前記銀合金は、Caを10
〜1000ppm含有し、残部がAgと不可避不純物か
らなる組成を有することを特徴とする。
箔は、表面が酸化され更にカップリング剤により改質さ
れた銀合金製の箔本体と、該箔本体の表面に形成された
ポリイミド膜とを備え、前記銀合金は、Be,In及び
希土類元素から選択された少なくとも1種を10〜75
0ppm含有し、残部がAgと不可避不純物からなる組
成を有することを特徴とする。
箔は、表面が酸化され更にカップリング剤により改質さ
れた銀合金製の箔本体と、該箔本体の表面に形成された
ポリイミド膜とを備え、前記銀合金は、Caを10〜1
000ppm含有し、さらにBe,In及び希土類元素
から選択された少なくとも1種を10〜750ppm含
有し、残部がAgと不可避不純物からなる組成を有する
ことを特徴とする。
箔は、請求項1,2または3記載の保護膜付銀合金導体
箔において、前記カップリング剤は、シランカップリン
グ剤からなることを特徴とする。
箔の製造方法は、銀合金製の箔本体を酸化性雰囲気中に
おいて熱処理し、次いで、この箔本体の表面にカップリ
ング剤を塗布し、その後前記箔本体及びカップリング剤
を加熱して該箔本体の表面を改質し、この改質された箔
本体の表面にポリイミド樹脂を塗布し、次いで、前記箔
本体及びポリイミド樹脂を加熱して該ポリイミド樹脂を
硬化させ、前記箔本体の表面にポリイミド膜を形成する
ことを特徴とする。
箔の製造方法は、請求項5記載の保護膜付銀合金導体箔
の製造方法において、前記カップリング剤は、シランカ
ップリング剤からなることを特徴とする。
た理由を述べる。まず、本発明の請求項1または3記載
の保護膜付銀合金導体箔において、Caの含有量を10
〜1000ppmと限定したのは、その含有量が10p
pm未満では、経時的軟化を防止することができず、ま
た、表面に酸化層が十分形成されないために箔本体とポ
リイミド膜との密着強度を十分高めることができず、一
方その含有量が1000ppmを越えると、導電性の低
下が著しくなり、所望の導電性を確保するのが困難とな
るばかりでなく、硬度が増加しすぎて取り扱い難くなる
ためである。
合金導体箔において、Be,In及び希土類元素から選
択された少なくとも1種の含有量を10〜750ppm
含有と限定したのは、その含有量が10ppm未満で
は、所望の熱サイクルによる経時的硬さ低下を抑制する
作用を確保することができず、また、表面に酸化層が十
分形成されないために箔本体とポリイミド膜との密着強
度を十分高めることができず、一方その含有量が750
ppmを越えると、導電性に急激な劣化が見られるよう
になるとともに、酸化皮膜が形成され易くなりスポット
熔接が困難となり、また、硬度が増加しすぎて作業性も
低下する様になるためである。
成・粘度を有する液状のものが好ましい。
450poise/25℃に限定したのは、粘度が45
0poise/25℃よりも高過ぎると、ポリイミド樹
脂が均一な膜状になり難くなり、塗布作業の効率が低下
するという不都合が生じ、また、粘度が250pois
e/25℃よりも低過ぎると、塗布した膜の厚みが薄く
なり過ぎて所定の厚みを確保することができなくなると
いう不都合が生じるためである。
じみの悪い銀合金製の箔本体と耐熱性有機材料であるポ
リイミド樹脂の双方と化学結合できる官能基を有するも
ので、箔本体の表面の化学構造を抜本的に改質しポリイ
ミド樹脂との反応性を向上させるものが好ましい。
シラン系、シリルパーオキサイド系、チタン系、クロム
系等のカップリング剤が適用可能であるが、特に有機ケ
イ素化合物であるシランカップリング剤は、アルコキシ
基やハロゲン等の無機化合物と反応し易い加水分解性の
置換基と、ビニル基、アミノ基等の有機化合物と強い化
学結合をする官能基を有することから、銀合金製の箔本
体とポリイミド樹脂とを接合するには好適である。
金製の箔本体とポリイミド樹脂との接合のメカニズムに
ついて、Caが添加された銀合金からなる箔本体を例に
とり説明する。
理を行った箔本体11の表面11aの原子の結合状態を
模式化したものであるが、この表面11aにシランカッ
プリング剤を塗布して加熱すると、同図(b)に示す様
にシランカップリング剤12のSiーOーR結合が表面
11aのーCaーOーHと反応してCaーOーSi結合
となり、これらの結合が表面11aを覆うこととなる。
て加熱すると、表面11aのCaーOーSi結合と液状
のポリイミド樹脂(ポリイミド前駆体)13が反応し、
該ポリイミド樹脂13が表面11aに密着するとともに
該ポリイミド樹脂13が硬化しポリイミド膜14となる
(同図(c))。この様にして、箔本体11の表面11
aに強固なポリイミド膜14を形成することができる。
銀合金導体箔(以下、単に導体箔と略称する)21の部
分拡大断面図である。この導体箔21は、表面22a,
22bが酸化され更にシランカップリング剤により改質
された銀合金製の箔本体22(t1=30μm)と、こ
の改質された箔本体22の表面22a,22bに形成さ
れたポリイミド膜23,23(t2=7μm)とから構
成されている。
説明する。まず、表1に示すそれぞれの組成の銀合金を
作成し、長さ30mm、幅10mm、厚み30μmの箔
本体22とした。
中において所定の温度で30分間表面処理(熱処理)を
行い、該箔本体22の表面22a,22bに酸化膜を形
成した。
10mm角、厚み10μmとなる様にシランカップリン
グ剤を塗布し、次いで、該箔本体22及びシランカップ
リング剤を200〜300℃に加熱し、箔本体22の表
面22a,22bを改質した。
a,22bに10mm角、厚み15μmとなる様に液状
のポリイミド樹脂24,24を塗布し、次いで、該箔本
体22及びポリイミド樹脂24,24を熱処理してポリ
イミド樹脂24,24を硬化させ、該箔本体22の表面
22a,22bにそれぞれポリイミド膜23,23を形
成した。
下記の通りである。 80℃で30分間加熱→150℃で30分間加熱→20
0℃で30分間加熱→350℃で30分間加熱 熱処理時の雰囲気 N2雰囲気
れぞれの導体箔の特性を比較したものである。ここで
は、本発明の組成範囲の銀合金からなる導体箔を実施例
とし、本発明から外れた組成範囲の銀合金からなる導体
箔を比較例とした。また、表面に熱処理も改質も施さな
い銀合金からなる導体箔を従来例とした。
体箔のサンプル数を50個とし、プレッシャークッカー
を用いて121℃、湿度100%、2気圧の条件の下に
20時間、これらの導体箔を放置し、その後、これらの
導体箔のポリイミド膜に粘着テープを貼り付け、引き剥
がすことにより、ポリイミド膜に剥がれが生じたサンプ
ルの個数を計数することにより評価を行った。
と同様にサンプル数を50個とし、20mm角、厚み
0.5のシリコン板上に2μmの銀の薄膜を形成し、こ
の上に導体箔をスポット溶接した。次に、該導体箔の一
方を引っ張り、溶接部において剥離したものを不合格と
した。
は、剥離試験及びスポット溶接性双方において剥離する
ものが全く無く、従来例及び比較例の導体箔と比べて箔
本体22とポリイミド膜23,23との密着強度が大幅
に向上している。
1によれば、箔本体22とポリイミド膜23,23との
密着強度を大幅に向上させることができ、ポリイミド膜
23,23が箔本体22から剥離することがなくなる。
したがって、実装上の不具合が解消され、この導体箔2
1が用いられた製品の信頼性が向上する等の優れた効果
を奏することができる。
によれば、箔本体22とポリイミド膜23,23との密
着強度が大幅に向上した導体箔21を製造することがで
きる。
着強度を高めることができ、この導体箔が用いられた製
品の信頼性を向上させることのできる保護膜付銀合金導
体箔及びその製造方法を提供することが可能になる。
示す様に、シリコン板31,32同士を接続する用途と
しても好適に用いることができる。
載の保護膜付銀合金導体箔によれば、表面が酸化され更
にカップリング剤により改質された銀合金製の箔本体
と、該箔本体の表面に形成されたポリイミド膜とを備
え、前記銀合金は、Caを10〜1000ppm含有
し、残部がAgと不可避不純物からなる組成を有するこ
ととしたので、箔本体とポリイミド膜との密着強度を向
上させることができ、ポリイミド膜が箔本体から剥離す
る等の不具合が解消される。したがって、実装上の不具
合が解消され、この導体箔が用いられた製品の信頼性が
向上する等の優れた効果を奏することができる。
箔によれば、表面が酸化され更にカップリング剤により
改質された銀合金製の箔本体と、該箔本体の表面に形成
されたポリイミド膜とを備え、前記銀合金は、Be,I
n及び希土類元素から選択された少なくとも1種を10
〜750ppm含有し、残部がAgと不可避不純物から
なる組成を有することとしたので、箔本体とポリイミド
膜との密着強度を向上させることができ、ポリイミド膜
が箔本体から剥離する等の不具合が解消される。したが
って、実装上の不具合が解消され、この導体箔が用いら
れた製品の信頼性が向上する等の優れた効果を奏するこ
とができる。
箔によれば、表面が酸化され更にカップリング剤により
改質された銀合金製の箔本体と、該箔本体の表面に形成
されたポリイミド膜とを備え、前記銀合金は、Caを1
0〜1000ppm含有し、さらにBe,In及び希土
類元素から選択された少なくとも1種を10〜750p
pm含有し、残部がAgと不可避不純物からなる組成を
有することとしたので、箔本体とポリイミド膜との密着
強度を大幅に向上させることができ、ポリイミド膜が箔
本体から剥離する等の不具合が解消される。したがっ
て、実装上の不具合が解消され、この導体箔が用いられ
た製品の信頼性が大幅に向上する等の優れた効果を奏す
ることができる。
箔によれば、請求項1,2または3記載の保護膜付銀合
金導体箔において、前記カップリング剤は、シランカッ
プリング剤からなることとしたので、箔本体とポリイミ
ド膜との密着強度を更に大幅に向上させることができ、
ポリイミド膜が箔本体から剥離する等の不具合が解消さ
れる。したがって、実装上の不具合が解消され、この導
体箔が用いられた製品の信頼性が更に大幅に向上する等
の優れた効果を奏することができる。
箔の製造方法によれば、銀合金製の箔本体を酸化性雰囲
気中において熱処理し、次いで、この箔本体の表面にカ
ップリング剤を塗布し、その後前記箔本体及びカップリ
ング剤を加熱して該箔本体の表面を改質し、この改質さ
れた箔本体の表面にポリイミド樹脂を塗布し、次いで、
前記箔本体及びポリイミド樹脂を加熱して該ポリイミド
樹脂を硬化させ、前記箔本体の表面にポリイミド膜を形
成することとしたので、箔本体とポリイミド膜との密着
強度が向上した導体箔を製造することができる。
箔の製造方法によれば、請求項5記載の保護膜付銀合金
導体箔の製造方法において、前記カップリング剤は、シ
ランカップリング剤からなることとしたので、箔本体と
ポリイミド膜との密着強度が大幅に向上した導体箔を製
造することができる。
着強度を高めることができ、したがって、実装上の不具
合が解消され、この導体箔が用いられた製品の信頼性を
向上させることのできる保護膜付銀合金導体箔及びその
製造方法を提供することが可能になる。
状態を示す模式図である。
る。
である。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 表面が酸化され更にカップリング剤によ
り改質された銀合金製の箔本体と、該箔本体の表面に形
成されたポリイミド膜とを備え、 前記銀合金は、Caを10〜1000ppm含有し、残
部がAgと不可避不純物からなる組成を有することを特
徴とする保護膜付銀合金導体箔。 - 【請求項2】 表面が酸化され更にカップリング剤によ
り改質された銀合金製の箔本体と、該箔本体の表面に形
成されたポリイミド膜とを備え、 前記銀合金は、Be,In及び希土類元素から選択され
た少なくとも1種を10〜750ppm含有し、残部が
Agと不可避不純物からなる組成を有することを特徴と
する保護膜付銀合金導体箔。 - 【請求項3】 表面が酸化され更にカップリング剤によ
り改質された銀合金製の箔本体と、該箔本体の表面に形
成されたポリイミド膜とを備え、 前記銀合金は、Caを10〜1000ppm含有し、さ
らにBe,In及び希土類元素から選択された少なくと
も1種を10〜750ppm含有し、残部がAgと不可
避不純物からなる組成を有することを特徴とする保護膜
付銀合金導体箔。 - 【請求項4】 前記カップリング剤は、シランカップリ
ング剤からなることを特徴とする請求項1,2または3
記載の保護膜付銀合金導体箔。 - 【請求項5】 銀合金製の箔本体を酸化性雰囲気中にお
いて熱処理し、 次いで、この箔本体の表面にカップリング剤を塗布し、
その後前記箔本体及びカップリング剤を加熱して該箔本
体の表面を改質し、 この改質された箔本体の表面にポリイミド樹脂を塗布
し、次いで、前記箔本体及びポリイミド樹脂を加熱して
該ポリイミド樹脂を硬化させ、前記箔本体の表面にポリ
イミド膜を形成することを特徴とする保護膜付銀合金導
体箔の製造方法。 - 【請求項6】 前記カップリング剤は、シランカップリ
ング剤からなることを特徴とする請求項5記載の保護膜
付銀合金導体箔の製造方法。
Priority Applications (1)
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JP3280107A JP2841972B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 保護膜付銀合金導体箔及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3280107A JP2841972B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 保護膜付銀合金導体箔及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05222544A JPH05222544A (ja) | 1993-08-31 |
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JP2013131595A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Hitachi Ltd | 金属部材と樹脂の接合方法およびその接合体 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP3280107A patent/JP2841972B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH05222544A (ja) | 1993-08-31 |
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