JP3567539B2 - 電子部品用基板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、耐熱性を必要とする電子部品用基板とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電子部品用基板には、アルミニウム金属がその軽量性と熱伝導性、加工容易性などから多く使用されている。特開平１−２０５５５５号公報では、さらにアルミニウム合金を用いた基板材料が開示されている。これはＡｌ−Ｓｉ合金を用いて、加工容易性、軽量性、熱膨張時の歪防止等を目的とし、そのままでは半田付け性不十分な為、基板材料に０．１〜２μｍの化学めっき層とその上に０．５〜２μｍの電気めっき層を施し、そこに金めっき層を置いて改善したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記技術により形成された基板材料に半田付け等の熱処理を加えると、Ａｌ−Ｓｉ合金材とめっき層の界面にめっき剥がれやフクレを生じる場合があり、また化学めっき層と電気めっき層を経て、Ｓｉ，Ａｌと金めっきが反応することにより、変色と耐蝕性の低下を生じさせる現象が見られ、改善を必要とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品用基板は、Ｓｉを１５ｗｔ％以上含むＡｌ−Ｓｉ合金から成る基体と、基体の表面上に形成した金属表面層とから成り、該金属表面層は基体に接する３〜２０μｍの化学めっき層と、その上に形成された０．１〜１０μｍの電気めっき層を持ち、且つ、該化学めっき層は電気めっき層より厚く形成され、さらに最上層に１．５〜５μｍの金めっき層を持つことを特徴とする。
【０００５】
本発明の電子部品用基板の製造方法としては、まずＳｉを１５ｗｔ％以上含むＡｌ−Ｓｉ合金からなる基体を脱脂、ＡｌエッチングそしてＳｉエッチングを行う。これはＡｌエッチングにより、Ａｌ表面の酸化皮膜を除去し、更にＳｉエッチングにより表面をＡｌリッチとすることにある。次に表面のＡｌとＺｎ−Ｎｉ−Ｃｕ合金とを、又は表面のＡｌとＰｄとを各々化学的置換で前処理する。この前処理は次工程の化学めっきを容易に行えるようにするためである。化学めっきを行った後３５０〜５５０℃の加熱処理し、さらにＮｉ又はＣｏの電気めっき処理してから、金めっきを施すことにより成し遂げられる。化学めっき及び電気めっきにより形成されるめっき層はＮｉ又はＣｏが好ましい。
【０００６】
【作用】
Ａｌ−Ｓｉ合金は、軽量で且つ表１に示す様に、熱膨張率がＳｉの含有率が増すに従い、小さくなることにより、半導体装置に用いる際の温度による歪を減少させる。使用可能な範囲はＳｉが１５ｗｔ％以上が好ましく、１５ｗｔ％未満では歪が大きくなり適当でない。
【０００７】
【表１】
【０００８】
Ａｌ−Ｓｉ合金の基板は、特に、Ｓｉ含有率大の場合はガスアトマイズ法等の噴霧法によって得た合金粉末を熱間での押し出しや鍛造により塑性加工して、所望の形状に作成する。作成された基板は、表面を中性洗剤を用いて脱脂し、アルカリによるＡｌエッチングによりＡｌ表面の酸化皮膜を除去した後、硝酸と弗化物を用いてＳｉエッチングを行って、Ｓｉを除去し、基板表面をＡｌリッチの状態にする。
【０００９】
上記下地処理の後、化学めっきの前処理としてＺｎジンケートにＮｉ及びＣｕを加えたＺｎ−Ｎｉ−Ｃｕ混合液又はＰｄＳＯ４，ＰｄＣｌ２溶液を用いて、表面のＡｌ，Ｓｉを遮蔽した後、ＮｉＰ，ＮｉＢ又はＣｏＰの化学めっきを行う。化学めっきはＡｌ部分に析出すると同時に、基板表面に残っているＳｉ露出部分にも広がる。Ｓｉ露出部分の大きさから、化学めっきの厚みを３μｍ以上とすれば、Ｓｉ部分を蔽うことができる。また、厚く付けすぎれば高価のため２０μｍ以下とするのが好ましい。
【００１０】
化学めっきされた基板は非酸化性雰囲気中で３５０〜５５０℃に加熱することにより、残留するＨ２Ｏ、Ｃｌ，Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｓ等のガス成分を排除する。３５０℃未満では排除がはかどらず、特に、Ａｌ−Ｓｉ基板とめっき層の界面にあるガス成分を排除するのが難しく、また素材中のＡｌとＮｉ又はＣｏの拡散層が出来ず、密着性が弱くなる。５５０℃を越えると、Ａｌ−Ｓｉ基板自体の耐熱性の限界に近づき、寸法精度の異常や変形などを起こしやすい。以上のことから４００℃〜５００℃にて加熱するのが好ましいと云える。
【００１１】
電気めっきは、Ｎｉ又はＣｏのめっきが好ましく下地層の化学めっきでＳｉ部分が遮蔽されるため、スルーホールが殆どなく、また熱処理によりガス成分を除去してあるが為にピンホールの形成も皆無となる。電気めっきは従って非常に薄くめっきするだけでよく０．１〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００１２】
前記理由により、電気めっき層は化学めっき層より薄くなるが、これは電気めっき層を厚くすると、めっき粒子が粗くなり電気めっき層を施すことによる面の緻密さを減ずるためでもある。好ましくは化学めっき層の１／２〜１／１００にするとよい。
【００１３】
最上層の金めっき層は、コストの見地から薄いことが望ましいが、１．５μｍ未満では半田付け等の処理による下地Ｎｉ層の拡散が抑えきれず変色しやすく、５μｍを越えると寸法精度に影響し、且つコストも高価になり好ましくない。
【００１４】
【実施例】
本発明での電子部品用基板の概念図を図１に示す。Ａｌ−Ｓｉ基板１上に化学めっき層２があり、その上に電気めっき層３が形成され、さらにその上に金めっき層４が形成されるものである。
【００１５】
（実施例１） ガスアトマイズ法で作成したＳｉ４０ｗｔ％含有のＡｌ−Ｓｉ合金粉末を加圧焼結により５０ｍｍ×５０ｍｍ，厚さ５ｍｍの基板を用意した。基板を中性洗剤を用いて脱脂したのち、水洗してＮａＯＨ１００ｇ／ｌの水溶液に３０秒放置し、Ａｌ酸化皮膜の除去をした。水洗後、濃硝酸を２倍に希釈した液に酸性弗化アンモニウムを１００ｇ／ｌの割合で加えたものに漬け１分間放置し、Ｓｉのエッチングを行った。さらに水洗後、この基板を酸化亜鉛とＮａＯＨからなるジンケート液にロッセル塩５０ｇ／ｌ、塩化ニッケル、塩化銅をそれぞれ１ｇ／ｌ加えて、ｌ分間放置した後水洗し、前処理を完了した。
【００１６】
その後、化学めっき（無電解めっき）にてＮｉＰの膜を５μｍ付着させた。無電解ＮｉＰめっき液はＮｉ濃度５ｇ／ｌ，ｐＨ４．５、浴温度９０±２℃のめっき液を使用する。所定の厚さの化学めっき層を形成した後、これをめっき液からとり出し、水洗したのち乾燥させて、水素ガスを通した還元炉に入れ、４００℃±５℃で３０分放置し熱処理した。冷却後、基板を陰極にしてＮｉの電気めっきを行い２μｍの膜を付着させた。電気Ｎｉめっきは通常のワット浴使用でｐＨ４．５，浴温度５５℃，電流密度２Ａ／ｄｍ２にて行なう。この後水洗して、さらに金めっきを施し３μｍ付着させて基板の作成を終えた。金めっきは通常のシアン化金めっき浴使用でｐＨ６，浴温度６０℃，電流密度０．３Ａ／ｄｍ２にてめっきする。
【００１７】
この作成基板を同時に複数枚処理した後、次の様な試験を行った。
耐熱試験・・・４５０℃×３０分の炉による加熱を行ったのち、基板表面のフクレと変色むらを調べた。フクレや変色ムラがあれば×、なければ○とした。
耐蝕試験・・・５％食塩水を用いて４８時間の塩水噴霧後、風乾かし、腐蝕によるフクレと変色むらを調べた。フクレや変色むらがあれば×、なければ○とした。
結果を表２に示す。
【００１８】
（実施例２） 前処理液をＰｄＳＯ４，ＰｄＣｌ２をＰｄ換算で５００ｐｐｍとした他は実施例１と同様に作成し試験した。他の実施例、比較例もそれぞれ表２に示す条件で試験した。またその結果を表２に合わせて示す。実施Ｎｏ．３，４，９，１０，１１，１４，１９は比較例である。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】
軽量で且つガラスやリードフレーム等と固着させても熱歪みの少ない
Ａｌ−Ｓｉ合金を用いることにより熱放散性に優れ、さらに本発明によるめっき層は加熱や腐蝕に強く、半田付けの熱やペーストに対して耐性を持ったものとなり、優れた半導体装置用基板材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明基板の概略図である。
【符号の説明】
１：Ａｌ−Ｓｉ基板
２：化学めっき層
３：電気めっき層
４：金めっき層
【産業上の利用分野】
本発明は、耐熱性を必要とする電子部品用基板とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電子部品用基板には、アルミニウム金属がその軽量性と熱伝導性、加工容易性などから多く使用されている。特開平１−２０５５５５号公報では、さらにアルミニウム合金を用いた基板材料が開示されている。これはＡｌ−Ｓｉ合金を用いて、加工容易性、軽量性、熱膨張時の歪防止等を目的とし、そのままでは半田付け性不十分な為、基板材料に０．１〜２μｍの化学めっき層とその上に０．５〜２μｍの電気めっき層を施し、そこに金めっき層を置いて改善したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記技術により形成された基板材料に半田付け等の熱処理を加えると、Ａｌ−Ｓｉ合金材とめっき層の界面にめっき剥がれやフクレを生じる場合があり、また化学めっき層と電気めっき層を経て、Ｓｉ，Ａｌと金めっきが反応することにより、変色と耐蝕性の低下を生じさせる現象が見られ、改善を必要とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品用基板は、Ｓｉを１５ｗｔ％以上含むＡｌ−Ｓｉ合金から成る基体と、基体の表面上に形成した金属表面層とから成り、該金属表面層は基体に接する３〜２０μｍの化学めっき層と、その上に形成された０．１〜１０μｍの電気めっき層を持ち、且つ、該化学めっき層は電気めっき層より厚く形成され、さらに最上層に１．５〜５μｍの金めっき層を持つことを特徴とする。
【０００５】
本発明の電子部品用基板の製造方法としては、まずＳｉを１５ｗｔ％以上含むＡｌ−Ｓｉ合金からなる基体を脱脂、ＡｌエッチングそしてＳｉエッチングを行う。これはＡｌエッチングにより、Ａｌ表面の酸化皮膜を除去し、更にＳｉエッチングにより表面をＡｌリッチとすることにある。次に表面のＡｌとＺｎ−Ｎｉ−Ｃｕ合金とを、又は表面のＡｌとＰｄとを各々化学的置換で前処理する。この前処理は次工程の化学めっきを容易に行えるようにするためである。化学めっきを行った後３５０〜５５０℃の加熱処理し、さらにＮｉ又はＣｏの電気めっき処理してから、金めっきを施すことにより成し遂げられる。化学めっき及び電気めっきにより形成されるめっき層はＮｉ又はＣｏが好ましい。
【０００６】
【作用】
Ａｌ−Ｓｉ合金は、軽量で且つ表１に示す様に、熱膨張率がＳｉの含有率が増すに従い、小さくなることにより、半導体装置に用いる際の温度による歪を減少させる。使用可能な範囲はＳｉが１５ｗｔ％以上が好ましく、１５ｗｔ％未満では歪が大きくなり適当でない。
【０００７】
【表１】
Ａｌ−Ｓｉ合金の基板は、特に、Ｓｉ含有率大の場合はガスアトマイズ法等の噴霧法によって得た合金粉末を熱間での押し出しや鍛造により塑性加工して、所望の形状に作成する。作成された基板は、表面を中性洗剤を用いて脱脂し、アルカリによるＡｌエッチングによりＡｌ表面の酸化皮膜を除去した後、硝酸と弗化物を用いてＳｉエッチングを行って、Ｓｉを除去し、基板表面をＡｌリッチの状態にする。
【０００９】
上記下地処理の後、化学めっきの前処理としてＺｎジンケートにＮｉ及びＣｕを加えたＺｎ−Ｎｉ−Ｃｕ混合液又はＰｄＳＯ４，ＰｄＣｌ２溶液を用いて、表面のＡｌ，Ｓｉを遮蔽した後、ＮｉＰ，ＮｉＢ又はＣｏＰの化学めっきを行う。化学めっきはＡｌ部分に析出すると同時に、基板表面に残っているＳｉ露出部分にも広がる。Ｓｉ露出部分の大きさから、化学めっきの厚みを３μｍ以上とすれば、Ｓｉ部分を蔽うことができる。また、厚く付けすぎれば高価のため２０μｍ以下とするのが好ましい。
【００１０】
化学めっきされた基板は非酸化性雰囲気中で３５０〜５５０℃に加熱することにより、残留するＨ２Ｏ、Ｃｌ，Ｏ，Ｈ，Ｎ，Ｓ等のガス成分を排除する。３５０℃未満では排除がはかどらず、特に、Ａｌ−Ｓｉ基板とめっき層の界面にあるガス成分を排除するのが難しく、また素材中のＡｌとＮｉ又はＣｏの拡散層が出来ず、密着性が弱くなる。５５０℃を越えると、Ａｌ−Ｓｉ基板自体の耐熱性の限界に近づき、寸法精度の異常や変形などを起こしやすい。以上のことから４００℃〜５００℃にて加熱するのが好ましいと云える。
【００１１】
電気めっきは、Ｎｉ又はＣｏのめっきが好ましく下地層の化学めっきでＳｉ部分が遮蔽されるため、スルーホールが殆どなく、また熱処理によりガス成分を除去してあるが為にピンホールの形成も皆無となる。電気めっきは従って非常に薄くめっきするだけでよく０．１〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００１２】
前記理由により、電気めっき層は化学めっき層より薄くなるが、これは電気めっき層を厚くすると、めっき粒子が粗くなり電気めっき層を施すことによる面の緻密さを減ずるためでもある。好ましくは化学めっき層の１／２〜１／１００にするとよい。
【００１３】
最上層の金めっき層は、コストの見地から薄いことが望ましいが、１．５μｍ未満では半田付け等の処理による下地Ｎｉ層の拡散が抑えきれず変色しやすく、５μｍを越えると寸法精度に影響し、且つコストも高価になり好ましくない。
【００１４】
【実施例】
本発明での電子部品用基板の概念図を図１に示す。Ａｌ−Ｓｉ基板１上に化学めっき層２があり、その上に電気めっき層３が形成され、さらにその上に金めっき層４が形成されるものである。
【００１５】
（実施例１） ガスアトマイズ法で作成したＳｉ４０ｗｔ％含有のＡｌ−Ｓｉ合金粉末を加圧焼結により５０ｍｍ×５０ｍｍ，厚さ５ｍｍの基板を用意した。基板を中性洗剤を用いて脱脂したのち、水洗してＮａＯＨ１００ｇ／ｌの水溶液に３０秒放置し、Ａｌ酸化皮膜の除去をした。水洗後、濃硝酸を２倍に希釈した液に酸性弗化アンモニウムを１００ｇ／ｌの割合で加えたものに漬け１分間放置し、Ｓｉのエッチングを行った。さらに水洗後、この基板を酸化亜鉛とＮａＯＨからなるジンケート液にロッセル塩５０ｇ／ｌ、塩化ニッケル、塩化銅をそれぞれ１ｇ／ｌ加えて、ｌ分間放置した後水洗し、前処理を完了した。
【００１６】
その後、化学めっき（無電解めっき）にてＮｉＰの膜を５μｍ付着させた。無電解ＮｉＰめっき液はＮｉ濃度５ｇ／ｌ，ｐＨ４．５、浴温度９０±２℃のめっき液を使用する。所定の厚さの化学めっき層を形成した後、これをめっき液からとり出し、水洗したのち乾燥させて、水素ガスを通した還元炉に入れ、４００℃±５℃で３０分放置し熱処理した。冷却後、基板を陰極にしてＮｉの電気めっきを行い２μｍの膜を付着させた。電気Ｎｉめっきは通常のワット浴使用でｐＨ４．５，浴温度５５℃，電流密度２Ａ／ｄｍ２にて行なう。この後水洗して、さらに金めっきを施し３μｍ付着させて基板の作成を終えた。金めっきは通常のシアン化金めっき浴使用でｐＨ６，浴温度６０℃，電流密度０．３Ａ／ｄｍ２にてめっきする。
【００１７】
この作成基板を同時に複数枚処理した後、次の様な試験を行った。
耐熱試験・・・４５０℃×３０分の炉による加熱を行ったのち、基板表面のフクレと変色むらを調べた。フクレや変色ムラがあれば×、なければ○とした。
耐蝕試験・・・５％食塩水を用いて４８時間の塩水噴霧後、風乾かし、腐蝕によるフクレと変色むらを調べた。フクレや変色むらがあれば×、なければ○とした。
結果を表２に示す。
【００１８】
（実施例２） 前処理液をＰｄＳＯ４，ＰｄＣｌ２をＰｄ換算で５００ｐｐｍとした他は実施例１と同様に作成し試験した。他の実施例、比較例もそれぞれ表２に示す条件で試験した。またその結果を表２に合わせて示す。実施Ｎｏ．３，４，９，１０，１１，１４，１９は比較例である。
【００１９】
【表２】
【発明の効果】
軽量で且つガラスやリードフレーム等と固着させても熱歪みの少ない
Ａｌ−Ｓｉ合金を用いることにより熱放散性に優れ、さらに本発明によるめっき層は加熱や腐蝕に強く、半田付けの熱やペーストに対して耐性を持ったものとなり、優れた半導体装置用基板材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明基板の概略図である。
【符号の説明】
１：Ａｌ−Ｓｉ基板
２：化学めっき層
３：電気めっき層
４：金めっき層
Claims (3)
- Ｓｉを１５ｗｔ％以上含むＡｌ−Ｓｉ合金からなる基体と、基体の表面上に形成した金属表面層とからなり、該金属表面層が基体に接する３〜２０μｍの化学めっき層と、その上に形成された０．１〜１０μｍの電気めっき層を持ち、且つ、該化学めっき層は電気めっき層より厚く形成され、更に最上層に１．５〜５μｍの金めっき層を持つことを特徴とする電子部品用基板。
- 前記化学めっき層と電気めっき層がＮｉ又はＣｏからなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用基板。
- Ｓｉを１５ｗｔ％以上含むＡｌ−Ｓｉ合金からなる基体を脱脂、ＡｌエッチングそしてＳｉエッチングを施し、Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃｕ合金置換またはＰｄ置換による前処理を行なった後、ＮｉＰ，ＮｉＢ，又はＣｏＰによる３〜２０μｍの厚さで化学めっき処理し、その後３５０〜５５０℃の加熱処理し、さらにＮｉ又はＣｏによる０．１〜１０μｍの厚さで電気めっき処理してから金めっきを施す電子部品用基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20070295A JP3567539B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 電子部品用基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20070295A JP3567539B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 電子部品用基板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0951054A JPH0951054A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3567539B2 true JP3567539B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=16428818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20070295A Expired - Fee Related JP3567539B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 電子部品用基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3567539B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2738802B1 (en) | 2011-07-28 | 2016-06-29 | Denka Company Limited | Heat dissipating component for semiconductor element |
| JP7023890B2 (ja) * | 2019-05-22 | 2022-02-22 | 成電智慧材料股▲フン▼有限公司 | 高伝導卑金属電極と合金ローオームチップ抵抗の作製方法 |
-
1995
- 1995-08-07 JP JP20070295A patent/JP3567539B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0951054A (ja) | 1997-02-18 |
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