JP2934504B2 - 陽極酸化アルミニウム電子パッケージ構成要素 - Google Patents

陽極酸化アルミニウム電子パッケージ構成要素

Info

Publication number
JP2934504B2
JP2934504B2 JP3515607A JP51560791A JP2934504B2 JP 2934504 B2 JP2934504 B2 JP 2934504B2 JP 3515607 A JP3515607 A JP 3515607A JP 51560791 A JP51560791 A JP 51560791A JP 2934504 B2 JP2934504 B2 JP 2934504B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current density
voltage
aluminum alloy
black
peak current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3515607A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06500360A (ja
Inventor
エム． パスクアロニ，アンソニー
マフリカー，ディーパック
ケイ． ジャロタ，サティッシュ
ジェイ． ブロック，アンドリュー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ORIN CORP
Original Assignee
ORIN CORP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ORIN CORP filed Critical ORIN CORP
Publication of JPH06500360A publication Critical patent/JPH06500360A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2934504B2 publication Critical patent/JP2934504B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/14—Producing integrally coloured layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01025—Manganese [Mn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01039—Yttrium [Y]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01077—Iridium [Ir]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/1515—Shape
    • H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/15165—Monolayer substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/1615—Shape
    • H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/44—Manufacturing insulated metal core circuits or other insulated electrically conductive core circuits

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子パッケージングの陽極酸化アルミニウ
ム構成要素に関する。更に詳述すれば、構成諸要素は、
赤外線吸収を最大化するための均等な黒い色彩および優
れた接着のための粗い表面を有する陽極酸化層で被覆さ
れている。
米国特許第4,939,316号には、半導体集積回路のよう
な電子装置を収容する接着的に密封されたパッケージが
開示されている。ベースおよびカバーは、アルミニウム
もしくはアルミニウム合金で形成されている。ベースと
カバーとの間には導線フレームが配設されている。エポ
キシ・ボンドのような接着剤により両者が結合されてい
る。少なくとも大気に露出されている面は陽極酸化され
ている。なるべくなら、接着剤に接触する面も陽極酸化
されることが望ましい。
陽極酸化された面は粗くなる。粗くされた面は、接着
剤の機械的固定を増大させて結合力を向上させる。この
陽極酸化によれば、更に、大気に露出された面の塩水噴
霧腐食防護が得られる。
陽極酸化層は淡黒色または黒色に着色される。黒い色
彩により、赤外線（IR）が最大化される。赤外線加熱
は、プリント回路板またはその他の外部回路部品へリー
ドフレームを鑞付けするために用いられる。黒色以外の
色は高い赤外線反射率を有する。導線は、鑞付け温度ま
では昇温しない。また黒色には装飾的価値もある。陽極
酸化アルミニウム・パッケージは、概ね黒色に彩色され
た成形プラスチック・パッケージを補足するものであ
る。
陽極酸化膜の厚さにより、パッケージの熱的ならびに
電気的性能が定められる。膜が余りに厚ければ、取り付
けられた半導体チップからの熱の伝導は不充分となる。
集積回路装置の作動温度のいかなる上昇によっても機能
寿命は低下される。より薄い陽極酸化層によって、より
良好な熱的性能がもたらされる。電気絶縁および耐食性
は、熱的性能に対して均等を保たれる。陽極酸化膜は、
パッケージおよび隣接回路部品の外面、ならびにパッケ
ージおよび装置の内部の両者間の良好な電気絶縁を確保
するに足りるだけ厚くなければならない。アルミニウム
合金は、塩水噴霧により腐食される。陽極酸化層は、腐
食に耐えるに足りるだけ厚くなければならない。
陽極酸化層の表面あらさは、エポキシ樹脂に良好な機
械的接着をもたらすに充分でなければならない。この粗
さにより、部品の装飾的外見が減退したり、アルミニウ
ム母材が露出したりしてはならない。
更に陽極酸化膜は、組立作業ならびに組立後の試験お
よび取扱いに充分耐える程に強力でなければならない。
導線をすずめっきするなどのため、パッケージをめっき
液中に浸漬する場合には、耐薬品性が必要である。陽極
酸化層は、赤外線鑞付けおよび熱サイクル中、電子装置
の加熱によって生ずる熱応力に耐えるに足る程に強力且
つ接着性でなければならない。耐食性は、塩水噴霧試験
に耐えるに充分でなければならない。
陽極酸化は通常、透明であるか、または、わずかな金
の色合いに着色される。更に強い色彩を生成するには幾
つかの方法がある。陽極皮膜の細孔内に有機染料を含浸
させることができる。酸化鉄のような無機顔料を細孔内
に析出させることができる。両方法共に限界がある。部
分毎に均等な色彩を得ることは困難である。着色は時を
経て薄れまたはブリードする傾向がある。
好適な着色方法は、内部着色陽極酸化である。顔料着
色は、皮膜中の極微粒子の吸蔵を含む種々な要因によっ
て生起される。この極微粒子は、アルミニウム合金の構
成成分との電解液の陽極反応の生成物である。生成され
る色彩は、合金の組成および調質により強く影響を受け
る。
内部着色陽極酸化は、米国特許第3,669,855号および
同第3,714,000号に開示されている。この米国特許3,66
9,855号には、64.6gm/lのスルホサリチル酸、5.8gm/lの
硫酸および1.7gm/lのアルミニウムを有する水成電解液
が開示されている。色彩は電圧／時間関係式を開発する
ことによって制御される。アンペア数およびめっき時間
は、この電圧／時間関係式に従って制御される。
米国特許第3,714,000号には、安息香酸またはカルボ
ン酸のような芳香族酸を含む電解液が開示されている。
米国特許第3,616,311号には、硫酸のような無機酸、
スルホン酸のような電圧構成成分および色彩制御用の有
機酸の金属塩を包含する浴による内部着色陽極酸化が開
示されている。電圧は、約5.17A/dm2（48A/ft2）の定電
流を維持すべく調整される。
上記の諸方法は、陽極酸化アルミニウム・パッケージ
構成要素の厳しい諸要件を満足させるものではない。定
常状態までのアンペア数の制御された増大はアルミニウ
ム合金に緑がかった色彩を付与するが、赤外線加熱に対
しては許容し難いものである。高圧および高電流密度で
の厳しい陽極酸化により、黒色の耐食性の膜が生成され
る。この膜厚は制御することが困難で、不充分な熱的特
性しかもたらされない。
従って本発明の目的は、電子パッケージ構成要素に適
した陽極酸化皮膜を提供することにある。本発明のその
上の目的は、この皮膜を生成する方法を提供することに
ある。本発明の構成は、皮膜が均等な黒色を備えている
ことである。表面組織は、小径の細孔および微視的な粗
さの双方の関数である。この皮膜は、化学薬品および塩
水噴霧の双方に対し、良好な耐食性を備えている。本発
明の利益は、請求された方法が、3xxxおよび6xxx系双方
のアルミニウム合金に適していることである。本発明の
その上の利益は、この方法が再現可能であり、在来の試
薬を使用していることである。本発明の更に別の利益
は、この方法が迅速であることである。所望の厚さが短
時間に得られる。
本発明によれば、アルミニウム合金で作られた電子パ
ッケージング構成要素が得られる。このアルミニウム合
金は、黒色の内部着色陽極酸化が可能なように選定され
る。陽極酸化層は少なくとも、外部環境にさらされる
か、または結合剤に接触するか、何れかの面に用いられ
る。皮膜は自然着色陽極酸化により形成される。アルミ
ニウム合金は適宜の電解液へ浸漬される。電流密度が、
約３分以内に零から約7.53ams/dm2（70A/ft2）を超える
に至るまで増大するように、上昇電圧が付加される。次
いで電圧は、所望の厚さおよび表面仕上げの黒色の自然
着色陽極酸化層を形成するに充分な時間の間、充分に高
い値に維持される。
本発明の上述の諸目的は、諸特徴および諸利点は、以
下の明細事項および図面により更に明らかになされる。
第１図は、従来技術において周知されている接着で密
封されたアルミニウム合金電子パッケージを断面図で示
している。
第２図は、陽極酸化膜を取り除かれたアルミニウム合
金面を平面図で示している。
第３図は、陽極酸化に従うアルミニウム合金面を平面
図で示している。
第４図は、従来周知の陽極酸化電流サイクルをグラフ
図で示している。
第５図は、本発明の内部発色膜を形成するための電圧
および電流密度サイクルをグラフ図で示している。
第１図には、米国特許第4,939,316号により公知のア
ルミニウム合金半導体パッケージ10が断面図で示されて
いる。このパッケージには、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金で形成されたベース構成要素12およびカバー
構成要素14が包含されている。陽極酸化層16に少なくと
も、大気にさらされるか、または高分子接着剤もしくは
封止ガラスであれば良い結合剤18と接触するベース12と
カバー14との部分を被覆する。
アルミニウム合金パッケージ10には更に、ベース12お
よびカバー14両構成要素の間に配設され、結合剤18によ
り両者に密封されたリードフレーム20が包含されてい
る。一般にリードフレームは、銅または銅合金から打抜
かれまたはエッチングされる。銅をベースとするリード
フレームによれば、アルミニウム合金構成要素のそれに
近い、高い導電率および熱膨張率の双方が得られる。Si
基半導体集積回路のような電子装置22が、適宜のダイ
（チップとも称される）装架材料24によりベース構成要
素12に結合されている。熱的に誘起された応力を吸収す
るために、ダイ装架材料24は変形容易であるか、または
緩衝装置を包含する。変形容易な適当なダイ装架材料の
例は、銀を充填したエポキシ樹脂である。
この陽極酸化層16は、うすい黒色ないし黒色の内部着
色を有する。この色は、赤外線吸収率を最大化するた
め、および装飾的な理由で、必要とされる。この内部着
色陽極酸化層の色彩は、合金成分の酸化物から誘導され
る。本発明のアルミニウム合金は、適当な色彩に寄与す
る合金成分を備えている。適当な２種類の合金成分はMn
とSiである。3xxxおよび6xxx系として、アメリカ金属協
会（ASM）により指定されたアルミニウム合金が望まし
い。
3xxx系の諸合金は、重量で最大1.5％までのMnおよび
その他の合金元素を含んでいる。これら諸合金は、良好
な熱伝導性と、1xxx系として指定された合金よりも約20
％高い（99.00％アルミニウムよりも大きい）強さとに
より特徴づけられる。
6xxx系の諸合金は、概ねMg2Siを形成する比率でMgSi
を含む。これら諸合金は、良好な成形適性と良好な機械
加工性とにより特徴づけられている。それらは熱処理可
能であり、析出硬化された合金を形成する。
最も望ましいアルミニウム合金は、公称組成（重量
％）がCu約0.12％の銅、Mu約1.2％、残部Alのアルミニ
ウム合金3003である。
陽極酸化層16は、うすい黒色ないし黒色の色彩を有す
る。表面は、結合剤18に対する機械的接着をもたらすべ
く粗くされる。陽極酸化層16は、錫めっき、赤外線（I
R）鑞付けおよび焼付けを含む組立て作業を許容するに
足りるだけ強力である。色彩、表面仕上げおよび強さの
相互関係ならびに諸特性がいかにして最大化されるか
は、第２図および第３図を参照すれば明らかとなろう。
第２図には、陽極酸化皮膜を取り除かれたアルミニウ
ム合金面の拡大された部分が平面図で示されている。こ
の面には、結晶粒界28で分離された複数の六角形の結晶
粒子26が包含されている。結晶粒子サイズ、対応する機
械的諸性質は、焼鈍、時効硬化のような、在来の冶金学
的手法によって調製される。
陽極酸化は、適当な電解槽内で行われる。電子パッケ
ージ構成要素は槽の陽極として役立つ。適当な陰極は鉛
合金である。電源により、槽を横切って電圧が印加され
る。この電源は、規定の電圧または電流を供給すること
ができる。この電源は更に、規定の割合で増大する電流
または電圧を供給することができる。槽を経て電流を導
くために、何れかの適当な電解液を用いることができ
る。望ましい電解液は、約１〜4gm/l H2SO4および約50
〜120gm/l C7H6Sの濃度範囲の硫酸およびスルホサリチ
ル酸の混合物である。
陽極酸化中、第３図に示す酸化物皮膜30が面上に生じ
る。この皮膜は、結晶粒界28を横断して延び、本質的に
連続する層を形成する。皮膜30内には、複数の細孔32が
介在している。細孔32は、結晶粒26のおおよその中心に
位置している。陽極酸化が進行すると、電解液が細孔を
介して金属面に接触する。皮膜30は、金属／酸化物界面
から上方へ連続的に延伸する。
細孔32は、高分子接着剤のような結合剤の、陽極酸化
アルミニウム合金面への機械的接着を増大させる表面あ
らさの一因である。細孔直径が過大であると、陽極酸化
槽隔壁34は過度に薄くなる。薄い槽隔壁により、不充分
な耐摩耗性を備えた皮膜がもたらされる。
細孔32の直径が過小であると、エポキシ樹脂またはそ
の他の高分子接着剤の表面張力により、接着剤が細孔を
浸透することを妨げられ、弱い高分子／金属結合がもた
らされる。
最適細孔サイズは、直径で約50〜約500Åと考えられ
ている。更に望ましくは、細孔サイズが約75〜約200Å
であるべきである。所望サイズの細孔は、ピーク電流密
度が約7.5A/dm2（70A/ft2（ASF））を超える際に形成さ
れる。ピーク電流密度は、望ましくは、約8.61A/dm2（8
0ASF）〜約11.84A/dm2（110ASF）の範囲内である。
細孔サイズは、電解液の温度、硫酸の濃度および本質
的に連続する陽極酸化皮膜が形成される時間中のピーク
電流密度を含む諸因子により決定される。陽極酸化サイ
クルのこの段階中にピーク電流密度を制御することによ
り、細孔サイズが調整される。電流密度が高くなれば、
細孔直径は小さくなる。細孔サイズを正確に制御するた
めには、ピークに達する時間を調整しなければならな
い。一旦、細孔サイズが設定されると、電流密度を低減
化することができる。電流密度の連続的な低減が望まし
い。次いで陽極酸化皮膜が更に緩徐な速度で延伸し、全
体な厚さを正確に制御できる。陽極酸化は、約5.1μ
（0.2mil）から約25.4μ（1.0mil）の膜厚に達するまで
継続される。良好な電気絶縁と耐食性とを保証するため
には、最小の膜厚が必要である。最大膜厚は、パッケー
ジの熱伝導の要件により設定される。膜厚は、最も望ま
しくは、約12.7μ（0.5mil）〜約20.3μ（0.8mil）であ
る。
陽極酸化皮膜は急速に形成する。ピーク電流密度は約
３分以内に達成されなければならない。ピーク電流密度
に達する時間は、望ましくは、約1.5〜2.5分である。上
昇する電圧ポテンシャルを付加することにより、電流は
迅速に増大する。電圧は、ピーク電流密度が達成される
まで、約10〜約50V/分の割合で連続的に増大される。最
も望ましい電圧増大の割合は、約30〜約40V/分である。
ピーク電流密度が達成された後に電圧は、後段に詳記の
如く、限界内で変更されるか、または一定に保たれる。
ピーク電流密度により細孔サイズが制御される。ピー
ク後の電流密度により、皮膜の延伸の速度と微視的表面
あらさとが決定される。微視的表面あらさは、プロフィ
ロメータ（粗さ計）で測定された皮膜の全体的組織によ
るものとする。約4000Åを超える平均表面あらさによ
り、高分子接着結合剤の接着性が向上される。この微視
的表面あらかは過度であってはならない。かすり傷を受
けた何れの卑金属も腐食をもたらす。過度のあらさはパ
ッケージのシーリングを妨げ、パッケージの装飾的外観
を損う。
電圧により、色彩および色彩強度が決定される。赤外
線はんだ付けに適する黒色は、少なくとも約70Vの電位
を必要とする。この電位は、更に望ましくは、約70〜約
90Vである。過剰な電圧により、電解液の分解とコーテ
ィングの溶解とをもたらす恐れのある熱が生成される。
若干の研究者は、この内部着色が金属／酸化物界面で
生じ、皮膜の残部は本質的に透明であると決めている。
しかし、本発明方法で形成された陽極酸化皮膜の断面解
析は、皮膜を介し複数帯域の色彩を示している。色彩
は、ピーク電流密度が達成された後も形成し続ける。電
圧は、陽極酸化サイクル中、黒色を維持するに足りる高
い値に保たれる。電圧は、それが所望の色彩を生成する
に足りるだけ高いままである限り、一定に保ちまたは変
動させることができる。
本発明の方法の諸利益は、次に続く諸例により、一層
明確に理解されよう。
例 １ アルミニウム合金3003の、２組の100個の試料、25.4m
m×25.4mm（1in×1in）が、1,1,1,トリクロロエタン中
で脱脂することにより、次いで緩アルカリ性浸漬により
洗浄をすることによって陽極酸化に備えられた。希薄燐
酸溶液内でのマイクロエッチが、材料の薄い表層を除去
することに続いた。硫酸第二鉄／重ふっ化ナトリウム溶
液中でのスマット（黒色異物）除去により部品準備が完
了した。脱イオン水洗浄が、活性化プロセスの各段階に
続いた。
洗浄された諸部品は電解槽内に浸漬された。電子パッ
ケージ構成要素が槽の陽極（アノード）を形成し、ステ
ンレス鋼の陰極（カソード）が使用された。電解液は、
3.5gm/l H2SC4および60gm/l C7H6O6Sの濃度の硫酸およ
びスルホサリチル酸であった。この溶液は温度20℃に維
持された。
第一の100部品、6.7dm2（0.72ft2）は、第４図に示す
在来の制御された登坂サイクルに従って陽極化された。
この陽極化サイクルにより、12.7〜20.3μ（0.5〜0.8mi
l）の範囲の皮膜厚さが得られた。陽極酸化された諸部
品は、良好な耐食性および許容し得る耐摩耗性を示し
た。諸部品は、色彩が鑞付けのための赤外線吸収率に関
しては許容し難い緑色であった。
例 ２ 100個のアルミニウム合金3003部品（表面積6.7dm
2（0.72ft2）の第二組は、同じ活性化手順を用い、硫酸
−スルホサリチル酸溶液中で陽極化された。電圧および
電流サイクルは、第５図に示す如く、本発明に従った。
電流密度は線36で表示されている。この電流密度は、約
1.5分以内に9.69A/dm2（90ASF）を超えて急速に増大し
た。約11.3A/dm2（105ASF）のピーク電流密度に続き、
電流は徐々に降板することができた。このサイクルによ
り、約12.7〜20.3μ（0.5〜0.8mil）の陽極酸化皮膜厚
さが生成された。
線38は、付加された電圧を示す。この電圧は毎分約40
Vの割合で増大された。電圧は、11.3A/dm2（105ASF）の
電流密度が達成されるまで増大された。ピーク電流密度
の点、電圧は約65Vであった。電圧は、黒色の内部着色
を達成するため、約85Vまで増大された。
一旦、85Vのピークに達すると、電圧は一定に保たれ
た。あるいはまた、黒色の内部着色に必要な範囲内で電
圧を変動させることもできた。電圧は、所望の厚さの陽
極酸化膜を形成するに充分な時間の間、約70Vより高く
保たれた。厚さ12.7〜20.3μ（0.5〜0.8mil）の皮膜の
場合、この時間は約８〜12分であった。電流密度は、厚
くなる酸化物の層の増大した抵抗率のため、徐々に低減
された。
所望の厚さが達成されると、電解液から諸部品が取り
出され、脱イオン水内で洗浄され、乾燥された。
本発明の電流および電圧サイクルに従って陽極酸化さ
れた諸部品は、均等な黒い色彩、良好な塩水噴霧耐食
性、良好な機械的耐摩耗性および高分子接着剤に対する
良好な接着性を備えていた。表１に示す如く、巨視的表
面あらさの可成りの増大量が測定された。表面のあらさ
の平均値は、ニューヨーク（NY）、プレインビューのヴ
ィーコ・インスツルメンツ（Veeco Instruments）で製
造されたデクタック（Dektak）3030表面プロフィロメー
タ（Profilometer）を用いて測定された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャロタ，サティッシュ ケイ. アメリカ合衆国06492 コネチカット州 ウォーリングフォード，ブロードビュー ドライブ 43 (72)発明者 ブロック，アンドリュー ジェイ. アメリカ合衆国06410 コネチカット州 チェシャー，ロイヤル ウッド コート 44 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25D 11/04 101 C25D 11/04 308 C25D 11/06

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】陽極酸化アルミニウム構成要素（12），
    （14）を生成する方法において、 （ａ）内部着色陽極酸化により薄い黒色ないし黒色を形
    成できるアルミニウム合金を前記構成要素（12），（1
    4）用として用意する段階と、 （ｂ）内部着色陽極酸化に適した電解槽内で、電流密度
    を約３分以内にゼロA/dm2から約7.53A/dm2（70A/ft2）
    を超えるピーク値まで増大させるために有効な速度で電
    解槽の電圧を増大させることにより、前記構成要素（1
    2），（14）を陽極酸化する段階と、 （ｃ）次いで前記電流密度を前記ピーク値から低下させ
    るとともに、その後、薄い黒色ないし黒色の内部着色陽
    極酸化層（16）を形成すべく約70Vの電圧を維持する段
    階とを包含することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、薄い黒色
    ないし黒色を形成するために、有効量の、MnまたはSiが
    前記アルミニウム合金に含まれることを特徴とする方
    法。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の方法において、前記アル
    ミニウム合金が3xxxまたは6xxx系から選択されることを
    特徴とする方法。
  4. 【請求項４】請求項３に記載の方法において、前記アル
    ミニウム合金が、アルミニウム合金3003であることを特
    徴とする方法。
  5. 【請求項５】請求項３に記載の方法において、前記電解
    液が、硫酸とスルホサリチル酸との水成混合物を含むこ
    とを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の方法において、硫酸の濃
    度が約１〜約4gm/lであり、スルホサリチル酸の濃度が
    約50〜約120gm/lであることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】請求項５に記載の方法において、階段
    （ｂ）の間に、前記電圧（38）を約10〜約50V/分の割合
    で増加させることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】請求項７に記載の方法において、階段
    （ｂ）の間に、前記電圧（38）を約30〜約40V/分の割合
    で増加させることを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】請求項７に記載の方法において、前記ピー
    ク電流密度（36）が約8.61A/dm2（80ASF）〜約11.84A/d
    m2（110ASF）であることを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】請求項９に記載の方法において、前記ピ
    ーク電流密度（36）を達成するに要する時間が約1.5〜
    約2.5分であることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】請求項９に記載の方法において、階段
    （ｃ）の間に、前記電圧（38）を約70を超え約90Vまで
    に維持されることを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】請求項９に記載の方法において、階段
    （ｃ）の間、厚さ約0.2〜約1.0milの陰イオン皮膜を生
    成するに充分な時間にわたり、約70Vを超えて前記電圧
    （38）が維持されることを特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】請求項12に記載の方法において、前記電
    圧（38）が約70Vを超えて維持される時間が約８〜約12
    分であることを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】請求項７に記載の方法において、前記の
    ピーク電流密度（36）、電解液温度および硫酸濃度が、
    平均直径約50〜約500Åを有する細孔を生成する上で有
    効であることを特徴とする方法。
  15. 【請求項１５】請求項14に記載の方法において、前記の
    ピーク電流密度（36）、電解液温度および硫酸濃度が、
    約75〜約200Åの有効直径を有する細孔を生成する上で
    有効であることを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】請求項14に記載の方法において、前記ピ
    ーク電流密度（36）に続く前記電流密度が、4,000Åを
    超える平均微視的表面あらさを生成するために有効であ
    ることを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】請求項16に記載の方法において、前記ピ
    ーク電流密度の後の電流密度が約4.30A/dm2（40ASF）を
    超える値に維持されることを特徴とする方法。
  18. 【請求項１８】請求項14に記載の方法において、前記電
    解液の温度が約20℃であり、前記硫酸濃度が約1gm/l〜
    約4gm/lであり、前記ピーク電流密度が約8.61A/dm2（80
    ASF）〜11.8A/dm2（110ASF）であることを特徴とする方
    法。
  19. 【請求項１９】第１および第２の反対側表面、および側
    部を有するアルミニウム合金基板と、 該アルミニウム合金基板の、少なくとも前記第２の表面
    と前記側部を覆い、 平均径約50Å〜約500Åの細孔を有するとともに、約400
    0Åを超える平均表面あらさを有する黒色の内部着色陽
    極酸化層皮膜と、 前記アルミニウム合金基板に接合された集積回路装置
    と、 前記第１の表面の部分に接触する接合剤とを含む電子パ
    ッケージ構成要素。
  20. 【請求項２０】請求項19に記載の電子パッケージ構成要
    素において、 前記内部着色陽極酸化層皮膜が、平均径約75Å〜約200
    Åの細孔を有することを特徴とする電子パッケージ構成
    要素。
  21. 【請求項２１】請求項19に記載の電気パッケージ構成要
    素において、 前記結合剤が、高分子接着剤であることを特徴とする電
    気パッケージ構成要素。
  22. 【請求項２２】請求項21に記載の電気パッケージ構成要
    素において、 前記結合剤に接触する前記第１の表面の部分もまた、黒
    色の内部着色陽極酸化層によって覆われていることを特
    徴とする電気パッケージ構成要素。
  23. 【請求項２３】請求項22に記載の電気パッケージ構成要
    素において、 前記内部着色陽極酸化層の厚さが、約0.2〜約1.0milで
    あることを特徴とする電気パッケージ構成要素。
  24. 【請求項２４】請求項23に記載の電気パッケージ構成要
    素おいて、 前記内部着色陽極酸化層の厚さが、約0.5〜約0.8milで
    あることを特徴とする電気パッケージ構成要素。
JP3515607A 1990-08-17 1991-07-25 陽極酸化アルミニウム電子パッケージ構成要素 Expired - Lifetime JP2934504B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US568,818 1990-08-17
US07/568,818 US5066368A (en) 1990-08-17 1990-08-17 Process for producing black integrally colored anodized aluminum components
PCT/US1991/005264 WO1992003846A1 (en) 1990-08-17 1991-07-25 Anodized aluminum electronic package components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06500360A JPH06500360A (ja) 1994-01-13
JP2934504B2 true JP2934504B2 (ja) 1999-08-16

Family

ID=24272870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3515607A Expired - Lifetime JP2934504B2 (ja) 1990-08-17 1991-07-25 陽極酸化アルミニウム電子パッケージ構成要素

Country Status (7)

Country Link
US (2) US5066368A (ja)
EP (1) EP0724778A1 (ja)
JP (1) JP2934504B2 (ja)
AU (1) AU8523491A (ja)
CA (1) CA2088165A1 (ja)
MX (1) MX9100563A (ja)
WO (1) WO1992003846A1 (ja)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5315155A (en) * 1992-07-13 1994-05-24 Olin Corporation Electronic package with stress relief channel
US5239131A (en) * 1992-07-13 1993-08-24 Olin Corporation Electronic package having controlled epoxy flow
US5367196A (en) * 1992-09-17 1994-11-22 Olin Corporation Molded plastic semiconductor package including an aluminum alloy heat spreader
TW238419B (ja) * 1992-08-21 1995-01-11 Olin Corp
US5608267A (en) * 1992-09-17 1997-03-04 Olin Corporation Molded plastic semiconductor package including heat spreader
US5324888A (en) * 1992-10-13 1994-06-28 Olin Corporation Metal electronic package with reduced seal width
US5477008A (en) * 1993-03-19 1995-12-19 Olin Corporation Polymer plug for electronic packages
US5578869A (en) * 1994-03-29 1996-11-26 Olin Corporation Components for housing an integrated circuit device
US5436407A (en) * 1994-06-13 1995-07-25 Integrated Packaging Assembly Corporation Metal semiconductor package with an external plastic seal
US5455387A (en) * 1994-07-18 1995-10-03 Olin Corporation Semiconductor package with chip redistribution interposer
US5629835A (en) * 1994-07-19 1997-05-13 Olin Corporation Metal ball grid array package with improved thermal conductivity
US5534356A (en) * 1995-04-26 1996-07-09 Olin Corporation Anodized aluminum substrate having increased breakdown voltage
US5892278A (en) * 1996-05-24 1999-04-06 Dai Nippon Printingco., Ltd. Aluminum and aluminum alloy radiator for semiconductor device and process for producing the same
TW342142U (en) * 1997-05-13 1998-10-01 Caesar Technology Inc A super slim IC structure
US5952083A (en) * 1997-10-21 1999-09-14 Advanced Technology Interconnect, Inc. Aluminum alloys for electronic components
EP1050606B1 (en) * 1997-12-17 2003-06-04 Isle Coat Limited Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminium alloys
US6778398B2 (en) * 2002-10-24 2004-08-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Thermal-conductive substrate package
US20050218004A1 (en) * 2003-11-26 2005-10-06 Calphalon Corporation Process for making a composite aluminum article
US7515431B1 (en) 2004-07-02 2009-04-07 Apple Inc. Handheld computing device
KR100726240B1 (ko) * 2005-10-04 2007-06-11 삼성전기주식회사 전자소자 내장 인쇄회로기판 및 그 제조방법
US7911771B2 (en) * 2007-05-23 2011-03-22 Apple Inc. Electronic device with a metal-ceramic composite component
US8824140B2 (en) 2010-09-17 2014-09-02 Apple Inc. Glass enclosure
KR101890966B1 (ko) 2011-02-08 2018-08-22 캠브리지 나노썸 리미티드 비금속성 코팅 및 이의 제조방법
US9512536B2 (en) 2013-09-27 2016-12-06 Apple Inc. Methods for forming white anodized films by metal complex infusion
DE212014000273U1 (de) 2014-08-29 2017-04-26 Apple Inc. Prozess zur Minderung der Spallation anodischer Oxidschichten von hochfesten Substratlegierungen
EP3038114B1 (de) 2014-12-23 2019-02-06 Hydro Aluminium Rolled Products GmbH Aluminiumlegierung für Leadframes
WO2016111693A1 (en) 2015-01-09 2016-07-14 Apple Inc. Processes to reduce interfacial enrichment of alloying elements under anodic oxide films and improve anodized appearance of heat treatable alloys
US9869623B2 (en) 2015-04-03 2018-01-16 Apple Inc. Process for evaluation of delamination-resistance of hard coatings on metal substrates
US20160289858A1 (en) * 2015-04-03 2016-10-06 Apple Inc. Process to mitigate grain texture differential growth rates in mirror-finish anodized aluminum
US10760176B2 (en) 2015-07-09 2020-09-01 Apple Inc. Process for reducing nickel leach rates for nickel acetate sealed anodic oxide coatings
US9970080B2 (en) 2015-09-24 2018-05-15 Apple Inc. Micro-alloying to mitigate the slight discoloration resulting from entrained metal in anodized aluminum surface finishes
US10711363B2 (en) 2015-09-24 2020-07-14 Apple Inc. Anodic oxide based composite coatings of augmented thermal expansivity to eliminate thermally induced crazing
US20170121837A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 Apple Inc. Anodic films for high performance aluminum alloys
US10174436B2 (en) 2016-04-06 2019-01-08 Apple Inc. Process for enhanced corrosion protection of anodized aluminum
US11352708B2 (en) 2016-08-10 2022-06-07 Apple Inc. Colored multilayer oxide coatings
US10927473B2 (en) * 2016-09-22 2021-02-23 Apple Inc. Oxide coatings for metal surfaces
US20180080138A1 (en) * 2016-09-22 2018-03-22 Apple Inc. Processes for reducing surface concentration of dyes in anodic oxides
US11242614B2 (en) 2017-02-17 2022-02-08 Apple Inc. Oxide coatings for providing corrosion resistance on parts with edges and convex features
KR20200089698A (ko) * 2017-11-17 2020-07-27 토아덴카 코., 엘티디. 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재 및 그의 제조 방법
US11549191B2 (en) 2018-09-10 2023-01-10 Apple Inc. Corrosion resistance for anodized parts having convex surface features
CN115548589A (zh) * 2022-10-24 2022-12-30 楚能新能源股份有限公司 一种电池模组用汇流排及其制备方法

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL238065A (ja) * 1958-04-14
GB1022423A (en) * 1964-03-20 1966-03-16 Reynolds Metals Co Anodizing aluminium and alloys thereof
US3423298A (en) * 1966-07-05 1969-01-21 Olin Mathieson Process for coloring aluminum
US3328274A (en) * 1966-11-25 1967-06-27 Kaiser Aluminium Chem Corp Method of anodizing aluminum
US3597339A (en) * 1968-09-09 1971-08-03 Scionics Of California Inc Process for anodizing aluminum and its alloys
US3708407A (en) * 1968-09-09 1973-01-02 Scionics Corp Process for anodizing aluminum and its alloys
US4026781A (en) * 1969-08-07 1977-05-31 Scionics Of California Inc. Anodizing means and techniques
US3639221A (en) * 1969-12-22 1972-02-01 Kaiser Aluminium Chem Corp Process for integral color anodizing
US3669855A (en) * 1970-01-28 1972-06-13 Kaiser Aluminium Chem Corp Control of integral color anodizing process
DE2207232C3 (de) * 1971-02-24 1975-09-18 Sumitomo Chemical Co., Ltd., Osaka (Japan) Verfahren zur Herstellung von in sich gefärbte n anodischen Oxidschichten auf Aluminiumlegierungen
US3860503A (en) * 1971-07-30 1975-01-14 Riken Light Metal Ind Co Method for forming a colored coating on aluminous materials
US3714000A (en) * 1971-11-29 1973-01-30 Kaiser Aluminium Chem Corp Integral color anodizing of aluminum
US3793089A (en) * 1971-12-22 1974-02-19 Kaiser Aluminium Chem Corp Aluminum sheet
US3819938A (en) * 1973-02-01 1974-06-25 Gen Electric Opto-electronic transducers for object detection
US4193848A (en) * 1973-08-13 1980-03-18 Swiss Aluminium Ltd. Process for the production of composite material
US3956675A (en) * 1974-10-15 1976-05-11 Robertshaw Controls Company Electrical control housing and support package
US3945895A (en) * 1974-12-05 1976-03-23 Fujisash Industries, Ltd. Method of producing colored anodic coating on aluminum and its alloys
US4100041A (en) * 1976-04-14 1978-07-11 Toyo Chuo Kagaku Kenkyusho Method of forming a colored and oxide film on aluminum and aluminum alloys
DE2819118C2 (de) * 1978-04-29 1982-09-23 Schott Glaswerke, 6500 Mainz Beheizbare Fläche aus einer Glas- oder Glaskeramikplatte mit angeklebtem Rahmen
JPS5683096A (en) * 1979-12-10 1981-07-07 Sony Corp Hybrid integrated circuit and method of manufacturing same
DE3104623A1 (de) * 1981-02-10 1982-08-26 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zum befestigen von bauelementen mit flaechigen anschlusskontakten und bauelement hierfuer
JPS59162300A (ja) * 1983-03-07 1984-09-13 Fujisash Co 接着性が改善されたアルミニウム材又はアルミニウム合金材の製造方法
JPS6192449A (ja) * 1984-10-12 1986-05-10 Fuji Photo Film Co Ltd エア−サンドイツチ型情報記録媒体
JPS63112193A (ja) * 1986-10-31 1988-05-17 Nippon Parkerizing Co Ltd 平版印刷用アルミニウム基板の製造方法
US4771637A (en) * 1987-03-18 1988-09-20 Kistler Instrument Corporation Accelerometer
US4791075A (en) * 1987-10-05 1988-12-13 Motorola, Inc. Process for making a hermetic low cost pin grid array package
US4898651A (en) * 1988-01-15 1990-02-06 International Business Machines Corporation Anodic coatings on aluminum for circuit packaging
US5013871A (en) * 1988-02-10 1991-05-07 Olin Corporation Kit for the assembly of a metal electronic package
DE3806738C1 (ja) * 1988-03-02 1989-09-07 Espe Stiftung & Co Produktions- Und Vertriebs Kg, 8031 Seefeld, De
US4939316A (en) * 1988-10-05 1990-07-03 Olin Corporation Aluminum alloy semiconductor packages
US5023398A (en) * 1988-10-05 1991-06-11 Olin Corporation Aluminum alloy semiconductor packages
US4996629A (en) * 1988-11-14 1991-02-26 International Business Machines Corporation Circuit board with self-supporting connection between sides
US4931151A (en) * 1989-04-11 1990-06-05 Novamax Technologies Holdings Inc. Method for two step electrolytic coloring of anodized aluminum
JPH02112580A (ja) * 1989-09-14 1990-04-25 Fujisash Co 室内建具の組子桟構造
US5043534A (en) * 1990-07-02 1991-08-27 Olin Corporation Metal electronic package having improved resistance to electromagnetic interference

Also Published As

Publication number Publication date
AU8523491A (en) 1992-03-17
MX9100563A (es) 1992-04-01
US5066368A (en) 1991-11-19
EP0724778A4 (en) 1995-08-14
US5403975A (en) 1995-04-04
CA2088165A1 (en) 1992-02-18
JPH06500360A (ja) 1994-01-13
EP0724778A1 (en) 1996-08-07
WO1992003846A1 (en) 1992-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2934504B2 (ja) 陽極酸化アルミニウム電子パッケージ構成要素
US5892278A (en) Aluminum and aluminum alloy radiator for semiconductor device and process for producing the same
KR101089201B1 (ko) 도체 기재, 반도체 장치 및 이들의 제조 방법
US4640747A (en) Process for surface treatment of copper product
JPH10504136A (ja) 熱放散体を内蔵するモールド成形された樹脂製半導体パッケージ
WO1994007263A1 (en) Plastic semiconductor package with aluminum heat spreader
US5322975A (en) Universal carrier supported thin copper line
US7416763B2 (en) Process for forming metal layers
JPH09148508A (ja) 半導体装置用リードフレーム及びこれを用いた樹脂封止型半導体装置
US5573845A (en) Superficial coating layer having acicular structures for electrical conductors
JP2000077594A (ja) 半導体装置用リードフレーム
US5112668A (en) Insulated metal substrates and process for the production thereof
US5230788A (en) Insulated metal substrates and process for the production thereof
JP2005105307A (ja) リフローＳｎめっき部材、前記部材の製造方法、および前記部材が用いられた電気電子機器用部品
JPS5912039B2 (ja) 印刷回路用銅箔およびその製造方法
JP2801732B2 (ja) 基板配線用クラッド材およびその製造方法
JPH06192778A (ja) アルミニウム基プリント配線基板
JP3506826B2 (ja) アルミニウム材及びその製造方法
JPH1018085A (ja) アルミニウム製放熱体の製造方法
JP7395331B2 (ja) リードフレームの製造方法
JPH0421358B2 (ja)
JP7364755B2 (ja) めっき材およびその製造方法
JPH09228094A (ja) リフローめっき部材とその製造方法
JPH10284668A (ja) 半導体装置用リードフレーム及びその表面処理方法並びにこのリードフレームを用いた半導体装置
JPH0818181A (ja) 金属ベース回路基板及びその製造方法