JPH07100850B2 - Al蒸着膜の形成方法 - Google Patents
Al蒸着膜の形成方法Info
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- JPH07100850B2 JPH07100850B2 JP59013776A JP1377684A JPH07100850B2 JP H07100850 B2 JPH07100850 B2 JP H07100850B2 JP 59013776 A JP59013776 A JP 59013776A JP 1377684 A JP1377684 A JP 1377684A JP H07100850 B2 JPH07100850 B2 JP H07100850B2
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
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- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
- C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の背景と目的] 本発明は例えばCu基板の表面にAlを被覆したリードフレ
ームの製造方法などに適用できるAl蒸着膜の形成方法に
関するものである。
ームの製造方法などに適用できるAl蒸着膜の形成方法に
関するものである。
表面にAlを被覆したリードフレームは、従来、リードフ
レームの母材となるCu基板上にAlを真空蒸着法で被覆し
て製造しているが、この場合AlとCu基板との間の密着性
が悪く、この密着性を確保するためにはCu基板の前処理
に複雑な処理を施したり、また、Cu基板を高温加熱(例
えば300℃以上)する等の処理を施している。このため
前処理費用が増加し、また、高温加熱によりCu基板が軟
化あるいは変質したり、更に蒸着後の冷却に時間を要す
る等の問題があった。また、リードフレームとして使用
する時にも、特に高温多湿雰囲気下では真空蒸着膜の場
合、耐食性が問題になることもある。このような観点か
らCu基板の性質を損うことなく、高能率にCu基板との密
着性および耐食性に優れたAl蒸着膜を形成する方法が望
まれている。
レームの母材となるCu基板上にAlを真空蒸着法で被覆し
て製造しているが、この場合AlとCu基板との間の密着性
が悪く、この密着性を確保するためにはCu基板の前処理
に複雑な処理を施したり、また、Cu基板を高温加熱(例
えば300℃以上)する等の処理を施している。このため
前処理費用が増加し、また、高温加熱によりCu基板が軟
化あるいは変質したり、更に蒸着後の冷却に時間を要す
る等の問題があった。また、リードフレームとして使用
する時にも、特に高温多湿雰囲気下では真空蒸着膜の場
合、耐食性が問題になることもある。このような観点か
らCu基板の性質を損うことなく、高能率にCu基板との密
着性および耐食性に優れたAl蒸着膜を形成する方法が望
まれている。
ところで、近年新しい蒸着法としてイオン化蒸着法が開
発され、このイオン化蒸着法によれば密着力に優れた蒸
着膜が得られるので、イオン化蒸着法は種々の用途に応
用が試みられている。そこで、Al被覆リードフレームの
製造方法に適用すべくイオン化蒸着法の応用を試みたと
ころ、密着力は確に向上するが、得られるAl蒸着膜の硬
さが大きく、ワイヤボンディングの際にAl蒸着膜の変形
が十分でないことから、接着強度が低下する傾向がある
ことが判明した。そこで、イオン化蒸着法の特徴を生か
し、Cu基板との密着性に優れ、かつ軟質でワイヤボンデ
ィング性に優れたAl蒸着膜の形成方法が強く望まれてい
る状況にある。
発され、このイオン化蒸着法によれば密着力に優れた蒸
着膜が得られるので、イオン化蒸着法は種々の用途に応
用が試みられている。そこで、Al被覆リードフレームの
製造方法に適用すべくイオン化蒸着法の応用を試みたと
ころ、密着力は確に向上するが、得られるAl蒸着膜の硬
さが大きく、ワイヤボンディングの際にAl蒸着膜の変形
が十分でないことから、接着強度が低下する傾向がある
ことが判明した。そこで、イオン化蒸着法の特徴を生か
し、Cu基板との密着性に優れ、かつ軟質でワイヤボンデ
ィング性に優れたAl蒸着膜の形成方法が強く望まれてい
る状況にある。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、前
処理温度を高めることなくCu基板との密着性および耐食
性に優れ、かつ軟質でワイヤボンディング性に優れたAl
蒸着膜の形成方法を提供することにある。
処理温度を高めることなくCu基板との密着性および耐食
性に優れ、かつ軟質でワイヤボンディング性に優れたAl
蒸着膜の形成方法を提供することにある。
[発明の概要] すなわち、本発明の要旨とするところは、Cu基板を加熱
室を通して加熱により前処理し、次に第1のイオン化蒸
着室を通してCu基板上にイオン化蒸着法でAlの第1薄層
を形成し、次に真空蒸着室を通して前記Alの第1薄層の
上に真空蒸着法で所定厚さのAl層を形成し、さらに第2
のイオン化蒸着室を通して前記所定厚のAl層の上にイオ
ン化蒸着法でAlの第2薄層を形成する方法であって、前
記Alの第1薄層および第2薄層のそれぞれの厚さがAl蒸
着膜全体の厚さの5〜10%であることを特徴とするAl蒸
着膜の形成方法に有る。
室を通して加熱により前処理し、次に第1のイオン化蒸
着室を通してCu基板上にイオン化蒸着法でAlの第1薄層
を形成し、次に真空蒸着室を通して前記Alの第1薄層の
上に真空蒸着法で所定厚さのAl層を形成し、さらに第2
のイオン化蒸着室を通して前記所定厚のAl層の上にイオ
ン化蒸着法でAlの第2薄層を形成する方法であって、前
記Alの第1薄層および第2薄層のそれぞれの厚さがAl蒸
着膜全体の厚さの5〜10%であることを特徴とするAl蒸
着膜の形成方法に有る。
本発明によれば、Alの第1薄層はCu基板との間の密着性
を確保するための下地めっきであり、Alの第2薄層は最
表面の耐食性を確保するための仕上めっきに相当するも
のである。
を確保するための下地めっきであり、Alの第2薄層は最
表面の耐食性を確保するための仕上めっきに相当するも
のである。
イオン化蒸着法によるAlの第1薄層および第2薄層のそ
れぞれの厚さは、Al蒸着膜全体の機械的性質(例えば硬
さ等)に大きな影響を及ぼさない程度の厚さにすること
が必要であり、それぞれAl蒸着膜全体の5〜10%程度の
厚さにすればそのような機械的性質に大きな影響を及ぼ
さない出すむといえる。
れぞれの厚さは、Al蒸着膜全体の機械的性質(例えば硬
さ等)に大きな影響を及ぼさない程度の厚さにすること
が必要であり、それぞれAl蒸着膜全体の5〜10%程度の
厚さにすればそのような機械的性質に大きな影響を及ぼ
さない出すむといえる。
このようにすることにより、下地および最表面にそれぞ
れイオン化蒸着法でAlの薄層を設けてもAl蒸着膜全体と
しては硬くならず、真空蒸着法によるAl蒸着膜の機械的
性質がそのまま残されることから、ワイヤボンディング
性を低下させることにはならない。
れイオン化蒸着法でAlの薄層を設けてもAl蒸着膜全体と
しては硬くならず、真空蒸着法によるAl蒸着膜の機械的
性質がそのまま残されることから、ワイヤボンディング
性を低下させることにはならない。
イオン化蒸着法としては、直流法、高周波励起法、熱電
子活性法等各種の方法が知られているが、どの方法でも
有効である。
子活性法等各種の方法が知られているが、どの方法でも
有効である。
イオン化蒸着法では、真空蒸着法による場合よりも低い
温度で密着性に優れたAl蒸着膜が得られるが、一般に、
得られるAl蒸着膜の硬さは真空蒸着膜の場合より硬い傾
向にあり(例えば微小硬さでHv=40〜60に及ぶこともま
れではない)、Al被覆リードフレームなどではワイヤボ
ンディングの際にAl蒸着膜の変形が不十分なことから、
ワイヤボンディングに支障を来たすことがある。また、
イオン化蒸着膜は高温多湿下での耐食性が真空蒸着膜の
それより良好である。
温度で密着性に優れたAl蒸着膜が得られるが、一般に、
得られるAl蒸着膜の硬さは真空蒸着膜の場合より硬い傾
向にあり(例えば微小硬さでHv=40〜60に及ぶこともま
れではない)、Al被覆リードフレームなどではワイヤボ
ンディングの際にAl蒸着膜の変形が不十分なことから、
ワイヤボンディングに支障を来たすことがある。また、
イオン化蒸着膜は高温多湿下での耐食性が真空蒸着膜の
それより良好である。
他方、真空蒸着膜は、一般に硬さが小さく(例えば微小
硬さでHv=15〜20)、上記したワイヤボンディングの際
にAl蒸着膜が十分に変形することから、良好な接着強度
が得られる。
硬さでHv=15〜20)、上記したワイヤボンディングの際
にAl蒸着膜が十分に変形することから、良好な接着強度
が得られる。
Al蒸着膜としては、純Alにほかに少量の添加元素(例え
ばSi,Mn,Mg,Cu等)を加えたAl合金も使用することがで
きる。
ばSi,Mn,Mg,Cu等)を加えたAl合金も使用することがで
きる。
蒸着によって蒸着膜とCu基板との間の密着性を上げるた
めには、Cu基板を高温にて前処理する必要があり、この
ときCu基板にあってはその温度が200℃以上になると軟
化するおそれがあるが、本発明によれば、イオン化蒸着
法を用いることによりその前処理温度を低くすることが
できる。
めには、Cu基板を高温にて前処理する必要があり、この
ときCu基板にあってはその温度が200℃以上になると軟
化するおそれがあるが、本発明によれば、イオン化蒸着
法を用いることによりその前処理温度を低くすることが
できる。
以下、本発明の一実施例を添付図面に基いて詳述する。
[参考例] 0.25mm厚さのCu基板1上に、Arガス濃度1.5×10-4mmHg
の雰囲気下でかつ高周波出力約100W、基板電圧約−200
W、基板温度120℃で99.999%純度のAlを0.2μmの厚さ
だけイオン化蒸着してAlの薄層2を形成し、その後この
Al薄層2上に5.0×10-6mmHgの真空度の真空蒸着法でか
つ基板温度120℃で2μmの所定厚さまでAl層3を形成
することにより、第1図に示す構造のAl蒸着膜を形成し
その膜性能を調査した。一方、比較のために同一のCu基
板上に真空蒸着法のみによって2.2μm厚さのAl蒸着膜
を形成し同様の調査に供した。このうちワイヤボンディ
ング性については直径が30μφのAl−1%Si合金線を使
用した超音波ボンディング性によって調査したが、イオ
ン化蒸着法と真空蒸着法の2層膜による参考例では、真
空蒸着法のみのものと同様に良好なボンディング性を示
し、引張試験においても常に破断はワイヤ部で起り、ボ
ンディング部は健全であった。一方、温度95℃、湿度90
%の雰囲気下で前記2種類の製品を30時間放置後、その
表面を観察したところ、2層膜による参考例では、真空
蒸着法のみのものに比較して単位面積当りのふくれの発
生個数が1/20以下と非常に少なく、密着性が良好である
ことが確認された。
の雰囲気下でかつ高周波出力約100W、基板電圧約−200
W、基板温度120℃で99.999%純度のAlを0.2μmの厚さ
だけイオン化蒸着してAlの薄層2を形成し、その後この
Al薄層2上に5.0×10-6mmHgの真空度の真空蒸着法でか
つ基板温度120℃で2μmの所定厚さまでAl層3を形成
することにより、第1図に示す構造のAl蒸着膜を形成し
その膜性能を調査した。一方、比較のために同一のCu基
板上に真空蒸着法のみによって2.2μm厚さのAl蒸着膜
を形成し同様の調査に供した。このうちワイヤボンディ
ング性については直径が30μφのAl−1%Si合金線を使
用した超音波ボンディング性によって調査したが、イオ
ン化蒸着法と真空蒸着法の2層膜による参考例では、真
空蒸着法のみのものと同様に良好なボンディング性を示
し、引張試験においても常に破断はワイヤ部で起り、ボ
ンディング部は健全であった。一方、温度95℃、湿度90
%の雰囲気下で前記2種類の製品を30時間放置後、その
表面を観察したところ、2層膜による参考例では、真空
蒸着法のみのものに比較して単位面積当りのふくれの発
生個数が1/20以下と非常に少なく、密着性が良好である
ことが確認された。
[実施例] 参考例の場合と同様に、Cu基板1上にイオン化蒸着法で
Alの第1薄層2Aを形成し、このAlの第1薄層2A上に真空
蒸着法でAl層3を形成した後、このAl層3上に上記イオ
ン化蒸着法と同様の条件で0.2μmの厚さのAlの第2薄
層2Bを形成することにより、第2図に示す構造のAl蒸着
膜を形成した。ここで、第1図で示す構造のAl蒸着膜
(2層膜)と第2図に示す構造のAl蒸着膜(3層膜)に
ついて、それぞれ温度95℃、湿度90%の雰囲気下に放置
してみたところ、2層膜の場合は約150時間経過後から
表面に孔食が発生するのに対し、3層膜の場合は600時
間経過後初めて孔食が発生した。
Alの第1薄層2Aを形成し、このAlの第1薄層2A上に真空
蒸着法でAl層3を形成した後、このAl層3上に上記イオ
ン化蒸着法と同様の条件で0.2μmの厚さのAlの第2薄
層2Bを形成することにより、第2図に示す構造のAl蒸着
膜を形成した。ここで、第1図で示す構造のAl蒸着膜
(2層膜)と第2図に示す構造のAl蒸着膜(3層膜)に
ついて、それぞれ温度95℃、湿度90%の雰囲気下に放置
してみたところ、2層膜の場合は約150時間経過後から
表面に孔食が発生するのに対し、3層膜の場合は600時
間経過後初めて孔食が発生した。
本実施例の3層膜は、第3図に示す装置によって形成さ
れる。Cu基板10はまず加熱室11に装入され、前処理とし
て高温加熱される。ただし、高温といってもCu基板が軟
化しないような低い温度に制限されることはもちろんで
ある。次に、高温加熱されたCu基板10は、第1のイオン
化蒸着室12中で高周波電源13、基板バイアス電源14およ
びAl蒸発源15を用いることによって表面にAlの第1薄層
2Aが形成される。次に、Alの第1薄層2Aが表面に形成さ
れたCu基板10は、真空蒸着室16中でAl蒸発源15を用いる
ことによって所定厚さのAl層3が形成される。次に、Al
の第1薄層2AおよびAl層3すなわち2層膜が形成された
Cu基板10は、第2のイオン化蒸着室17中でやはり高周波
電源13、基板バイアス電源14、およびAl蒸発源15を用い
ることによってAlの第1薄層2Bが表面に形成される。最
後に、Alの第1薄層2A,Al層3およびAlの第2薄層2Bす
なわち3層膜が形成されたCu基板10は、冷却室18中で冷
却された後に取出される。
れる。Cu基板10はまず加熱室11に装入され、前処理とし
て高温加熱される。ただし、高温といってもCu基板が軟
化しないような低い温度に制限されることはもちろんで
ある。次に、高温加熱されたCu基板10は、第1のイオン
化蒸着室12中で高周波電源13、基板バイアス電源14およ
びAl蒸発源15を用いることによって表面にAlの第1薄層
2Aが形成される。次に、Alの第1薄層2Aが表面に形成さ
れたCu基板10は、真空蒸着室16中でAl蒸発源15を用いる
ことによって所定厚さのAl層3が形成される。次に、Al
の第1薄層2AおよびAl層3すなわち2層膜が形成された
Cu基板10は、第2のイオン化蒸着室17中でやはり高周波
電源13、基板バイアス電源14、およびAl蒸発源15を用い
ることによってAlの第1薄層2Bが表面に形成される。最
後に、Alの第1薄層2A,Al層3およびAlの第2薄層2Bす
なわち3層膜が形成されたCu基板10は、冷却室18中で冷
却された後に取出される。
[発明の効果] 上記した本発明によれば下記の効果がある。
(1)イオン化蒸着法によるAl蒸着膜を薄く下地に設け
ており、真空蒸着法のみによるAl蒸着膜の場合とくらべ
て、Cu基板との密着性に優れ、かつ軟質でワイヤボンデ
ィング性に優れたAl蒸着膜を容易に形成することができ
る。
ており、真空蒸着法のみによるAl蒸着膜の場合とくらべ
て、Cu基板との密着性に優れ、かつ軟質でワイヤボンデ
ィング性に優れたAl蒸着膜を容易に形成することができ
る。
(2)その上、最表面にイオン化蒸着法によるAl蒸着膜
を薄く設けており、耐食性に優れたAl蒸着膜を容易に形
成することができる。
を薄く設けており、耐食性に優れたAl蒸着膜を容易に形
成することができる。
(3)上記(1),(2)のイオン化蒸着法によるAl蒸
着膜のそれぞれの厚さがAl蒸着膜全体の5〜10%と薄い
ために、軟質でワイヤボンディング性に優れたAl蒸着膜
を容易に形成することができる。したがって、本発明を
Al被覆リードフレームの製造方法に適用すれば、ワイヤ
ボンディング部の信頼性が向上する。
着膜のそれぞれの厚さがAl蒸着膜全体の5〜10%と薄い
ために、軟質でワイヤボンディング性に優れたAl蒸着膜
を容易に形成することができる。したがって、本発明を
Al被覆リードフレームの製造方法に適用すれば、ワイヤ
ボンディング部の信頼性が向上する。
(4)イオン化蒸着法では、基板温度を高温にすること
なく蒸着を行うことができるので、イオン化蒸着法でAl
蒸着膜を下地に設けることにより、基板に対する前処理
温度を高めることなく密着性に優れたAl蒸着膜を容易に
形成することができ、また、Cu基板を軟化変質させるこ
とがなくなる。
なく蒸着を行うことができるので、イオン化蒸着法でAl
蒸着膜を下地に設けることにより、基板に対する前処理
温度を高めることなく密着性に優れたAl蒸着膜を容易に
形成することができ、また、Cu基板を軟化変質させるこ
とがなくなる。
第1図は参考例に係るAl蒸着膜の断面図、第2図は本発
明の一実施例に係るAl蒸着膜の断面図、第3図はAl蒸着
膜形成装置の模式図である。 1:Cu基板、2:Alの薄層、2A:Alの第1薄層、2B:Alの第2
薄層、3:Al層、10:Cu基板、11:加熱室、12:第1のイオ
ン化蒸着室、13:高周波電源、14:基板バイアス電源、1
5:Al蒸発源、16:真空蒸着室、17:第2のイオン化蒸着
室、18:冷却室。
明の一実施例に係るAl蒸着膜の断面図、第3図はAl蒸着
膜形成装置の模式図である。 1:Cu基板、2:Alの薄層、2A:Alの第1薄層、2B:Alの第2
薄層、3:Al層、10:Cu基板、11:加熱室、12:第1のイオ
ン化蒸着室、13:高周波電源、14:基板バイアス電源、1
5:Al蒸発源、16:真空蒸着室、17:第2のイオン化蒸着
室、18:冷却室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 淳一 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社金属研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−28567(JP,A) 特開 昭59−28569(JP,A) 特開 昭51−97544(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】Cu基板を加熱室を通して加熱により前処理
し、次に第1のイオン化蒸着室を通して前記基板上にイ
オン化蒸着法でAlの第1薄層を形成し、次に真空蒸着室
を通して前記Alの第1薄層の上に真空蒸着法で所定厚さ
のAl層を形成し、さらに第2のイオン化蒸着室を通して
前記所定厚さのAl層の上にイオン化蒸着法でAlの第2薄
層を形成する方法であって、前記Alの第1薄層および第
2薄層のそれぞれの厚さがAl蒸着膜全体の厚さの5〜10
%であることを特徴とするAl蒸着膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59013776A JPH07100850B2 (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Al蒸着膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59013776A JPH07100850B2 (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Al蒸着膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60159166A JPS60159166A (ja) | 1985-08-20 |
JPH07100850B2 true JPH07100850B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=11842642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59013776A Expired - Fee Related JPH07100850B2 (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Al蒸着膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07100850B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6299458A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 二層めつき鋼板の製造方法 |
US4663181A (en) * | 1986-02-24 | 1987-05-05 | Conoco Inc. | Method for applying protective coatings |
JP3814924B2 (ja) * | 1997-04-03 | 2006-08-30 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置用基板 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5197544A (en) * | 1975-02-26 | 1976-08-27 | Kuroomuhimakuno keiseihoho | |
JPS5928569A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 乾式メツキ法 |
JPS5928567A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被膜形成方法 |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59013776A patent/JPH07100850B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60159166A (ja) | 1985-08-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |