JP6105815B2 - アルミニウム箔、これを用いた電子部品配線基板、およびアルミニウム箔の製造方法 - Google Patents
アルミニウム箔、これを用いた電子部品配線基板、およびアルミニウム箔の製造方法 Download PDFInfo
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Description
本実施形態に係るアルミニウム箔は、SnおよびBiの少なくとも一方を含有するアルミニウム箔であって、アルミニウム箔の全質量に対するSnおよびBiの合計質量の割合は、0.0075質量%以上15質量%以下である。
また、アルミニウム箔における「Alの体積に対するSnおよびBiの合計体積の割合」とは、次のように規定される。アルミニウム箔にSnが含まれ、Biが含まれない場合、アルミニウム箔に含まれるAlの質量に対するSnの質量の割合(Sn/Al×100)(%)に、Alの比重(2.7)を乗じ、Snの比重(7.3)で除した数値が、上記合計体積の割合となる。アルミニウム箔にSnが含まれず、Biが含まれる場合、アルミニウム箔に含まれるAlの質量に対するBiの質量の割合(Bi/Al×100)(%)に、Alの比重を乗じ、Biの比重(9.8)で除した数値が、上記合計体積の割合となる。アルミニウム箔にSnおよびBiが含まれる場合、アルミニウム箔に含まれるAlの質量に対するSnおよびBiの合計質量の割合{(Sn+Bi)/Al×100}(%)に、Alの比重を乗じ、SnおよびBiの混合物の比重(7.3から9.8の間で、SnとBiの混合比率によって変化する)で除した数値が、上記合計体積の割合となる。
本実施形態に係るアルミニウム箔の製造方法は、アルミニウム溶湯を準備する工程(アルミニウム溶湯準備工程)と、アルミニウム溶湯にSnおよびBiの少なくとも一方を添加することによって、SnおよびBiの合計質量の割合が0.0075質量%以上15質量%以下の混合溶湯を作製する工程(混合溶湯作製工程)と、混合溶湯を用いて鋳塊または鋳造板を形成する工程(鋳造工程)と、鋳塊または鋳造板を圧延することにより、SnおよびBiの合計質量の割合が0.0075質量%以上15質量%以下であり、かつJIS−H0001で規定される3/4HからHの範囲に調質されたアルミニウム箔を製造する工程(圧延工程)と、該調質されたアルミニウム箔を熱処理する工程(熱処理工程)、とを備える。以下、各工程について順に説明する。
まず、アルミニウム溶湯を準備する。アルミニウム溶湯は、上述の純アルミニウムまたはアルミニウム合金の融液からなる。
次に、アルミニウム溶湯にSnおよびBiの少なくとも一方を添加することによって、SnおよびBiの合計質量の割合が0.0075質量%以上15質量%以下の混合溶湯を作製する。具体的には、アルミニウム溶湯に対して、アルミニウム溶湯の質量とSnおよびBiの合計質量との和に対するSnおよびBiの合計質量の割合が0.0075質量%以上15質量%以下となるように、アルミニウム溶湯内にSnまたはBiまたはその両方の粉末または塊または母合金を投入し、SnまたはBiまたはその両方を溶け込ませる。このとき、アルミニウム溶湯は撹拌されていることが好ましい。なお、この混合溶湯準備工程は、前記のアルミニウム溶湯準備工程と同時に実施することもできる。
次に、混合溶湯を用いて鋳塊または鋳造板を形成する。具体的には、混合溶湯を鋳型に流し込み、これを冷却することによって直方体の塊としての鋳塊を製造する、または混合溶湯を2本の冷却ロール間を通す方法などで急速冷却し、これによって鋳造板を製造する。鋳塊または鋳造板を形成する前に、混合溶湯の脱ガス処理、フィルタ処理等を実施することにより、均質な鋳塊または鋳造板を形成することができる。
次に、鋳塊または鋳造板を圧延することにより、SnおよびBiの合計質量の割合が0.0075質量%以上15質量%以下であり、かつJIS−H0001で規定される3/4HからHの範囲に調質されたアルミニウム箔を製造する。具体的には、上記工程を経て得られた鋳塊の表面を切削除去した後にこれを圧延し、または上記工程を経て得られた鋳造板を圧延し、上記のJIS−H0001で規定される3/4HからHの範囲に調質されたアルミニウム箔を製造する。
次に、以上の工程を経た、調質されたアルミニウム箔に対して230℃以上の温度で熱処理を実施して、Oから1/4Hに調質したアルミニウム箔を製造する。具体的には、まず、調質されたアルミニウム箔を炉の中に配置し、炉内の温度を室温(25℃)から230℃以上の目的の温度にまで昇温させる。この昇温速度は特に制限されないが、1時間〜24時間程度の時間をかけて徐々に目的の温度にまで昇温させることが好ましい。昇温後、目的の温度を10分〜168時間維持し、その後、自然冷却により炉内温度を室温(25℃)にまで低下させる。ただし、必ずしも調質されたアルミニウム箔が配置された炉の炉内温度を室温まで下げる必要はなく、目的の温度を所定時間保持した直後に、炉内からアルミニウム箔を取り出してもよい。
以下のようにしてアルミニウム箔を製造した。まず、JIS−A1N90材からなるアルミニウム(純度99.98質量%以上)を溶融させたアルミニウム溶湯を準備した(アルミニウム溶湯準備工程)。次に、アルミニウム溶湯にSnを投入し、Snの含有量が10質量%である混合溶湯を作製した(混合溶湯作製工程)。そして、この混合溶湯を用いて鋳塊を形成した(鋳造工程)。次に、鋳塊の表面を切削除去した後、これを室温(25℃)にて冷間圧延し、厚さ30μm、50μm、100μmそれぞれのアルミニウム箔を製造した(圧延工程)。次に、アルミニウム箔を空気雰囲気中で400℃で熱処理を実施した。なお、このアルミニウム箔は、その質別がOに調質されたものであった。
実施例2〜7、比較例1および2は、混合溶湯におけるSnの混合割合を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法により、厚さ30μm、50μm、100μmのそれぞれのアルミニウム箔を製造した。
実施例1〜7および比較例1〜5のアルミニウム箔に対してチップ抵抗をはんだ付けし、アルミニウム箔とチップ抵抗との密着性を評価した。
アルミニウム溶湯準備工程において、アルミニウムに対してさらに1質量%のCuを添加した以外は、実施例1と同様の方法により、厚さ30μm、50μm、100μmのアルミニウム箔を製造して、実施例8のアルミニウム箔を製造した。
実施例8のアルミニウム箔に対し、実施例1と同様の方法により、チップ抵抗をはんだ付けし、シェア強度を測定した。その結果を表2に示す。また、実施例8のアルミニウム箔に対し、その表面積に占めるSnの割合(%)を測定した。その結果を表2に示す。
混合溶湯作製工程において、Snに代えてアルミニウムに対して5質量%のBiを添加した以外は、実施例2と同様の方法により、厚さ30μm、50μm、100μmのアルミニウム箔を製造して、実施例9のアルミニウム箔を製造した。
実施例9のアルミニウム箔に対し、実施例1と同様の方法により、チップ抵抗をはんだ付けし、シェア強度を測定した。その結果を表3に示す。また、実施例9のアルミニウム箔に対し、その表面積に占めるBiの割合(%)を測定した。その結果を表3に示す。なお、走査型電子顕微鏡により撮像された画像において、白色または明灰色の領域をBiが占める面積とし、暗灰色または黒色の領域をアルミニウムが占める面積として、アルミニウム箔の表面積に占めるBiの割合(%)を算出した。
熱処理工程において、焼鈍温度を250℃に変更した以外は、実施例3と同様の方法により、厚さ30μm、50μm、100μmのアルミニウム箔を製造して、実施例10のアルミニウム箔を製造した。また、熱処理工程において、焼鈍温度を300℃に変更した以外は、実施例3と同様の方法により、厚さ30μm、50μm、100μmのアルミニウム箔を製造して、実施例11のアルミニウム箔を製造した。また、熱処理工程において、焼鈍温度を200℃に変更した以外は、実施例3と同様の方法により、厚さ30μm、50μm、100μmのアルミニウム箔を製造して、比較例6のアルミニウム箔を製造した。
実施例10、11および比較例6のアルミニウム箔に対し、実施例1と同様の方法により、チップ抵抗をはんだ付けし、シェア強度を測定した。その結果を表4に示す。また、実施例10、11および比較例6のアルミニウム箔に対し、その表面積に占めるSnの表面積の割合(%)と、Alの体積に対するSnの体積の割合(%)とを算出し、Snの表面積の割合が、Alの体積に対するSnの体積の割合(%)の5倍以上であるか否かを評価した。その結果を表4に示す。Snの表面積の割合が、Alの体積に対するSnの体積の割合(%)の5倍以上のものについてXと表記し、5倍未満のものをYと表記した。
実施例6の厚さ30μmのアルミニウム箔を、厚さ35μmのポリイミドフィルムに接着剤を介して貼り合わせを行い、さらにアルミニウム箔の表面に、レジストパターンを印刷した。レジストパターンは、線幅1mm、線間2mmとした。印刷したアルミニウム箔とポリイミドフィルムの貼り合わせ品を、酸系エッチング液に浸漬し、レジスト印刷がない部分のアルミニウム箔をエッチングにより除去した後に水洗して乾燥し、実施例12のアルミニウム箔構成体を製造した。
実施例12のアルミニウム箔構成体に対し、エッチングで残ったアルミニウムの2本の線にそれぞれ上記のハンダペーストを1.5mgずつ塗布し、上記のチップ抵抗を配置した。さらに実施例1と同様の方法でチップ抵抗をはんだ付けし、シェア強度を測定した。その結果を表5に示す。
Claims (5)
- SnおよびBiのいずれか一方を含有するアルミニウム箔であって、
前記アルミニウム箔において、その全質量に対するSnまたはBiの割合は、0.0075質量%以上15質量%以下であり、残部はアルミニウムであり、かつ
前記アルミニウム箔において、前記アルミニウム箔の全表面積に対するSnまたはBiの表面積の割合は、0.01%以上65%以下であり、かつ前記表面積の割合は、Alの体積に対するSnまたはBiの体積の割合の5倍以上であり、
前記残部のアルミニウムは、99.0質量%以上がAlからなる純アルミニウム、および99.0質量%未満のAlと1.0質量%以上の添加元素とからなるアルミニウム合金のいずれかであり、
前記添加元素は、Cuであり、かつ前記添加元素の上限値は2.0質量%であり、
前記アルミニウム箔は、加工硬化後熱軟化処理物であり、Oから1/4Hの範囲に調質されている、アルミニウム箔。 - SnおよびBiのいずれか一方を含有するアルミニウム箔であって、
前記アルミニウム箔において、その全質量に対するSnまたはBiの割合は、0.0075質量%以上15質量%以下であり、残部はアルミニウムであり、かつ
前記アルミニウム箔は、加工硬化後熱軟化処理物であり、Oから1/4Hの範囲に調質されており、
前記残部のアルミニウムは、99.0質量%以上がAlからなる純アルミニウム、および99.0質量%未満のAlと1.0質量%以上の添加元素とからなるアルミニウム合金のいずれかであり、
前記添加元素は、Cuであり、かつ前記添加元素の上限値は2.0質量%である、アルミニウム箔。 - 前記アルミニウム箔は、はんだ付け用のアルミニウム箔である、請求項1または請求項2に記載のアルミニウム箔。
- 請求項1から3のいずれかに記載のアルミニウム箔を含む、電子部品配線基板。
- 99.0質量%以上がAlからなるアルミニウム溶湯、または99.0質量%未満のAlと1.0質量%以上の添加元素とからなるアルミニウム溶湯を準備する工程と、
前記アルミニウム溶湯にSnおよびBiのいずれか一方を添加することによって、SnまたはBiの割合が0.0075質量%以上15質量%以下の混合溶湯を作製する工程と、
前記混合溶湯を用いて鋳塊または鋳造板を形成する工程と、
前記鋳塊または鋳造板を圧延することにより、SnまたはBiの割合が0.0075質量%以上15質量%以下であり、かつ3/4HからHの範囲に調質されたアルミニウム箔を製造する工程と、
前記調質されたアルミニウム箔に対して230℃以上の温度で熱処理を実施して、Oから1/4Hの範囲に調質する工程と、を備え、
前記添加元素は、Cuであり、かつ前記アルミニウム溶湯における前記添加元素の上限値は2.0質量%である、アルミニウム箔の製造方法。
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