JPH03179793A - セラミックス基板の表面構造およびその製造方法 - Google Patents

セラミックス基板の表面構造およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子部品′：りをｆｇｕ＆させるためのセ
ラミックス基板に関するものであり、特に耐熱性に優れ
たセラミックス基板の表面構造およびその製造方法に関
するものである。
［従来の技術］ 電子部品の実装や封止を行なうために、セラミックス基
板の表面にメタライズ処理を施す。従来から行なわれて
いる典型的な例として、アルミナ等のセラミックス基板
上にＷＳＭｏ等の高融点金属を焼付け、さらにその上に
Ｎｉメッキ層を形成し、さらにその上にＡｕメッキ層を
形成したものがある。Ｎｉメッキ層は、電子部品等の半
田付けに便宜を与えるとともに、下層のメタライズ層を
保護する役目を果たす。Ａｕメッキ層は、下層のＮｉメ
ッキ層の酸化を防止することによって、Ｎｉメッキ層と
電子部品との間に良好な接続をもたらし、それによって
電子部品等の信頼性を良好に保つ役目をする。
〔発明が解決しようとする３題］ Ａｕメッキ上に半田を用いて素子等を接着する場合、セ
ラミックス基板またはセラミックス基板の表面を加熱す
ることになるが、この加熱によって最上層のＡｕが変色
し、良好な接着が得られないということがあった。Ａｕ
メッキ層の変色は、Ｎｉメ・ｔキ層中のＮｉが加熱によ
ってＡｕメッキ層中に拡散し、大気中から侵入した酸素
と結合してＮｉ酸化物を生成することが原図であると考
えられる。
上記問題点を回避するために、一般的には、Ａｕメッキ
層の厚みを約２μｍ程度と厚くすることが行なイ〕れて
いる。しかし、コスト低減のためには、Ａｕメッキ層の
厚みを小さくすることが望まれる。
特開昭５９−１１４８４６号公報は、Ｎｉメッキ層中の
ＮｉのＡｕメッキ層への拡散を抑制する方法を開示して
いる。具体的には、Ｎｉメッキ層を形成した後、このＮ
ｉメッキ層を還元性雰囲気中で９００℃から１４００℃
までの温度範囲で熱処理することによってＮｉメッキ層
の耐熱性を向上させようとしている。
しかしながら、上記方法によっても、Ａｕメッキ層の変
色を十分に防止することはできない。特に、Ａｕメッキ
層の厚みが１μｍ以下である場合には、電子部品等を接
着する際Ａｕメッキ層が変色してしまう。
この発明は上述のような状況を鑑みてなされたものであ
り、その目的は、Ｎｉ層中のＮｉのＡｕメッキ層中への
拡散を抑制するとともに、Ａｕメッキ層の厚みを小さく
することのできるセラミックス基板の表面構造およびそ
の製造方法を提供することである。
［課題を解決するための手段］ この発明に従ったセラミックス、！！仮の表面ｆＭ遣は
、セラミックス基板の表面にＡｕメッキ層を有し、さら
にその下層にＮｉＡｕ合金層を有することを特徴とする
。
この発明に従ったセラミックス基板の表面構造の製造方
法は、セラミックス基板の表面に、下から順にメタライ
ズ層、Ｎｉ層およびＡｕ層を形成し、上記基板を非酸化
性雰囲気中で加熱することによってＮｉ層とＡｕ層との
間で合金化反応を生じさせ、その後、Ｎ　Ｉ　Ａ　ｕ合
金層の上にＡｕメッキ層を形成することを特徴とする。
［発明の作用効果］ この発明では、Ａｕメッキ層の下にＮｉＡｕ合金層が位
置している。ＮｉＡｕ合金層中のＮｉは容易に離脱しな
いので、Ａｕメッキ層中へのＮｉの拡散は極力防止され
る。したがって、Ａｕメッキ層の厚みを小さくすること
ができる。
［実施例］ この発明に従ったセラミックス基板の表面構造を得るた
めの具体的な処理方法の一例を以下に説明する。
まず、セラミックス越板上にメタライズ層を形成する。
メタライズ層を形成する金属としては、たとえば、Ｗ、
Ｍｏ等の高融点金属が採用され得る。高融点金属層の上
にメッキ層を形成するようにしてもよい。メタライズ層
の形成方法としては、蒸着法、イオンブレーティング法
、スパッタ法等も採用され得る。
次に、メタライズ層の上に、Ｎｉ層を形成する。
Ｎｉ層を形成する方法として種々の方法が考えられるが
、好ましくは、電解メッキ法が採用される。
あるいは、無電解メッキ法が採用される。しかし、メッ
キ法に限定されず、蒸着法、イオンブレーティング法、
スパッタ法などによってＮｉ層を形成してもよい。
次に、Ｎｉ層の上に、Ａｕ層を形成する。この場合、常
法のメッキ法によってＡｕメッキ層を形成してもよく、
あるいは、蒸着法、イオンブレーティング法、スパッタ
法などによってＡｕ層を形成してもよい。なお、メタラ
イズ層上に直接Ｎｉ層を形成せず、他の金属層を形成し
た後に、Ｎｉ層を形成してもよい。
前述のＮｉ層およびＡｕ層は、」（に、全面にわたって
できるだけ均一の厚みを有するのが望ましい。それらの
層が不均一な厚みを有しているならば、色むらの発生に
つながるおそれがある。Ｎｉ層の厚みに対するＡｕ層の
厚みの比率は、好ましくは１／２以下とされる。Ａｕ層
の厚みがこの比率よりも大きくなれば、後に述べる合金
化処理によっでも、良好な合金層を得るのが１４−１Ｍ
になる。
Ｎｉ層の厚みに対するＡｕ層の１＆Ｊ７みの比率は、最
も好ましくは、１７１０以下である。
次に、その上にメタライズ層、Ｎｉ層およびＡＵ層を有
するセラミックス基板を５００℃以上の非酸化性雰囲気
中で４分から５分間加熱することによって、Ｎｉ層とＡ
ｕ層との間で合金化反応を生じさせる。この加熱処理に
よって、最上層としてＮｉＡｕ合金層が形成される。
次に、ＮｉＡｕ合金層の上に、常法のメッキ法によって
Ａｕメッキ層を形成する。好ましくは、Ａｕメッキ層を
形成する方法として、電解メッキ法または無電解メッキ
法が採用される。Ａｕメッキ層の厚みが大きいほど耐熱
性は向上する。しかし、下層のＮｉＡｕ合金層がＮｊの
離脱を抑制するので、Ａｕメッキ層中へのＮｉの拡散は
極力防止される。したがって、Ａｕメッキ層のｌｖみが
１゜０μｍ以下であっても、電子部品等の接着の際の加
熱時にＡｕメッキ層が変色するということは生じない。
接着のための加熱処理は、通常、４５０”ＣＸ３分間の
条件である。ＮｉＡｕ合金層がＮｉの離脱を抑制するの
で、−膜内には、Ａｕメ・ツキ層の厚みは０．２μｍ程
度で十分である。いずれにしても、Ａｕメッキ層の厚み
は必要な特性に応じて決定される。
実験例 Ｗメタライズを施した１６個のＡＩＮ基板を用意した。
各基板上には、それぞれ条件を変えて、まずＮｉメッキ
層を形成し、さらにその上にＡｕメッキ層を形成した。
第１表には、各試料に対応するメッキ層の厚みが記載さ
れている。
（以下余白） Ｎｏ、９の試料を除いて、１５個の試料に対して加熱温
度条件を変えて水素気流中で加熱処理を施し、Ｎｉメッ
キ層とＡｕメッキ層との間に合金化反応を生じさせた。
最終的に、各試料に対して、最上層としてＡｕメッキ層
を形成した。
各試料に対して、最上層のＡｕメッキ層の変色を評価し
た。この評価は、最終的に得られた試料を、４５０℃の
大気中で５分間加熱処理を行ない、この加熱後の最上層
Ａｕメッキ層の変色を観察したものである。第１表中、
ｒＯＪは変色がなかったことを示し、「Δ」はやや変色
があったことを示し、「×」はかなり変色したことを示
す。
なお、Ｎｏ、１５の試料に関しては、スパッタ法によっ
て４μｍの厚みのＮｉ層を形成し、さらにその上にメッ
キ法によって０．２μｍの厚みのＡｕメッキ層を形成し
た。Ｎｏ、１６の試料に関しては、スパッタ法によって
４μｍの厚みのＮｉ層を形威し、さらにその上にスパッ
タ法によって０．２μｍの厚みのＡｕ層を形成した。ま
た、Ｎｏ、１４の試料に関しては、変色はなかったが、
色むらが観察された。
変色の度合が大きかったＮＯ１９の試料に注目してみる
と、この試料に対しては合金化処理のための加熱が行な
われていなかった。このことが原因で最上層のＡｕメッ
キ層がかなり変色したものと弯えられる。
Ｎｏ、１の試料は、最上層のＡｕメッキ層の厚みが他の
試料に比べてかなり小さい。最上層のＡｕメッキ層の厚
みが小さすぎたために、やや変色したものと考えられる
。
Ｎｏ、６の試料に関しては、合金化処理のための加熱温
度が他の試料に比べて低い。この低い温度条件が原因と
なって変色を起こしているものと考えられる。
Ｎｏ、１０の試料に関しては、Ｎｌメッキ層の厚みが他
の試料に比べてかなり小さい。このことが原因となって
最上層のＡｕメッキ層に対して変色を生じさせているも
のと考えられる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）セラミックス基板の表面にＡｕメッキ層を有し、
    さらにその下層にＮｉＡｕ合金層を有することを特徴と
    する、セラミックス基板の表面構造
  2. （２）セラミックス基板の表面に、下から順にメタライ
    ズ層、Ｎｉ層およびＡｕ層を形成し、前記基板を非酸化
    性雰囲気中で加熱することによってＮｉ層とＡｕ層との
    間で合金化反応を生じさせ、その後 ＮｉＡｕ合金層の上にＡｕメッキ層を形成することを特
    徴とする、セラミックス基板の表面構造の製造方法。
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