JPH07315970A - 金属薄膜積層セラミックス基板 - Google Patents
金属薄膜積層セラミックス基板Info
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- JPH07315970A JPH07315970A JP6105570A JP10557094A JPH07315970A JP H07315970 A JPH07315970 A JP H07315970A JP 6105570 A JP6105570 A JP 6105570A JP 10557094 A JP10557094 A JP 10557094A JP H07315970 A JPH07315970 A JP H07315970A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 セラミックス基板１２上に金属薄膜が複数層
積層された金属薄膜積層セラミックス基板１１におい
て、セラミックス基板１２上にＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｗか
ら選ばれた１種以上の元素からなる第１金属薄膜層１
３、ＦｅもしくはＦｅを含む合金からなる第２金属薄膜
層１４、Ｎｉ、Ｍｏから選ばれた１種類以上の元素から
なる第３金属薄膜層１５、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕから選ばれ
た１種類以上の元素からなる第４金属薄膜層１６が順次
積層されている金属薄膜積層セラミックス基板１１。 【効果】 大きな膜密着強度を有し、熱衝撃を受けても
膜密着強度の劣化しない金属薄膜積層セラミックス基板
を提供することができる。
積層された金属薄膜積層セラミックス基板１１におい
て、セラミックス基板１２上にＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｗか
ら選ばれた１種以上の元素からなる第１金属薄膜層１
３、ＦｅもしくはＦｅを含む合金からなる第２金属薄膜
層１４、Ｎｉ、Ｍｏから選ばれた１種類以上の元素から
なる第３金属薄膜層１５、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕから選ばれ
た１種類以上の元素からなる第４金属薄膜層１６が順次
積層されている金属薄膜積層セラミックス基板１１。 【効果】 大きな膜密着強度を有し、熱衝撃を受けても
膜密着強度の劣化しない金属薄膜積層セラミックス基板
を提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属薄膜積層セラミック
ス基板に関し、より詳細には強固で熱衝撃に対しても優
れた膜密着強度を有し、セラミックス基板上に薄膜で微
細回路配線が形成され、ＩＣパッケージ等に利用される
金属薄膜積層セラミックス基板に関する。
ス基板に関し、より詳細には強固で熱衝撃に対しても優
れた膜密着強度を有し、セラミックス基板上に薄膜で微
細回路配線が形成され、ＩＣパッケージ等に利用される
金属薄膜積層セラミックス基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスは優れた耐熱性、耐熱衝撃
性、高破壊強度を有する部材で、多種多様な面で使用さ
れている。半導体産業においてはＩＣパッケージ等とし
ても利用されている。しかし、セラミックスが単独で半
導体産業等で利用されることは少なく、ある種の加工が
施されて使用される。例えばＩＣパッケージとして利用
される場合であれば、セラミックス基板上に金属薄膜で
微細回路配線が形成され、リードフレームが接合され
る。したがってセラミックスを化学的に加工して利用す
ることが多い。またセラミックスと金属とが強固に接合
されることによって、始めてセラミックスの機能を十分
に発揮させることができる。
性、高破壊強度を有する部材で、多種多様な面で使用さ
れている。半導体産業においてはＩＣパッケージ等とし
ても利用されている。しかし、セラミックスが単独で半
導体産業等で利用されることは少なく、ある種の加工が
施されて使用される。例えばＩＣパッケージとして利用
される場合であれば、セラミックス基板上に金属薄膜で
微細回路配線が形成され、リードフレームが接合され
る。したがってセラミックスを化学的に加工して利用す
ることが多い。またセラミックスと金属とが強固に接合
されることによって、始めてセラミックスの機能を十分
に発揮させることができる。
【０００３】セラミックスと金属とを接合する場合、両
者を直接接合することは困難で、一旦セラミックスの表
面をある種の方法で金属化し、その後目的とする金属薄
膜体を接合する方法が従来から一般に採用されている。
この方法には、メタライズペーストをセラミックスの表
面にスクリーン印刷した後、還元性雰囲気中で加熱する
高融点金属法、化学的活性の高い金属をセラミックスの
表面にスパッタリングで物理蒸着させて真空容器内また
は不活性ガス雰囲気中で加熱する活性金属法、または真
空中で金属を加熱し、その時発生する蒸気を付着させる
化学蒸着法などがある。従来よりＩＣパッケージ等に利
用されている金属薄膜積層セラミックス基板の模式的断
面図を図３に示す。図中、１２はセラミックス基板を示
しており、セラミックス基板１２の表面に上記方法によ
り形成されたＴｉ等からなる第１金属薄膜層２３、この
第１金属薄膜層２３の上にＭｏ、Ｎｉ等からなる第２金
属薄膜層２４、この第２金属薄膜層２４の上にＡｇ、Ｃ
ｕ等からなる第３金属薄膜層２５がそれぞれ化学蒸着法
又は物理蒸着法により形成され、さらに最表層としてＣ
ｕ等の電解メッキによるメッキ膜層２６が形成され、こ
れら第１金属薄膜層２３、第２金属薄膜層２４、第３金
属薄膜層２５及びメッキ膜層２６により金属薄膜積層体
２７が構成され、これら金属薄膜積層体２７とセラミッ
クス基板１２とにより金属薄膜積層セラミックス基板２
１が構成されている。
者を直接接合することは困難で、一旦セラミックスの表
面をある種の方法で金属化し、その後目的とする金属薄
膜体を接合する方法が従来から一般に採用されている。
この方法には、メタライズペーストをセラミックスの表
面にスクリーン印刷した後、還元性雰囲気中で加熱する
高融点金属法、化学的活性の高い金属をセラミックスの
表面にスパッタリングで物理蒸着させて真空容器内また
は不活性ガス雰囲気中で加熱する活性金属法、または真
空中で金属を加熱し、その時発生する蒸気を付着させる
化学蒸着法などがある。従来よりＩＣパッケージ等に利
用されている金属薄膜積層セラミックス基板の模式的断
面図を図３に示す。図中、１２はセラミックス基板を示
しており、セラミックス基板１２の表面に上記方法によ
り形成されたＴｉ等からなる第１金属薄膜層２３、この
第１金属薄膜層２３の上にＭｏ、Ｎｉ等からなる第２金
属薄膜層２４、この第２金属薄膜層２４の上にＡｇ、Ｃ
ｕ等からなる第３金属薄膜層２５がそれぞれ化学蒸着法
又は物理蒸着法により形成され、さらに最表層としてＣ
ｕ等の電解メッキによるメッキ膜層２６が形成され、こ
れら第１金属薄膜層２３、第２金属薄膜層２４、第３金
属薄膜層２５及びメッキ膜層２６により金属薄膜積層体
２７が構成され、これら金属薄膜積層体２７とセラミッ
クス基板１２とにより金属薄膜積層セラミックス基板２
１が構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＬＳＩ素子を３５μｍ
の厚さのＣｕ配線パターンが形成されたＴＡＢ（ TapeA
utomated Bonding ) に実装した場合、ＬＳＩの引き剥
し試験においてＴＡＢにＣｕ配線切れが生じないことが
必要である。そのためには膜の密着強度を測るピール試
験において、膜密着強度の値が２ｋｇ／ｍｍ2 以上であ
ることが必要であるといわれている。金属薄膜積層セラ
ミックス基板においても、同様の膜密着強度が必要であ
るといわれているが、薄膜形成時の条件の変化等による
再現性や信頼性を考慮に入れると実際にはさらに高い膜
密着強度が望まれている。また、熱衝撃によって薄膜の
密着強度が劣化しないことも要求されている。
の厚さのＣｕ配線パターンが形成されたＴＡＢ（ TapeA
utomated Bonding ) に実装した場合、ＬＳＩの引き剥
し試験においてＴＡＢにＣｕ配線切れが生じないことが
必要である。そのためには膜の密着強度を測るピール試
験において、膜密着強度の値が２ｋｇ／ｍｍ2 以上であ
ることが必要であるといわれている。金属薄膜積層セラ
ミックス基板においても、同様の膜密着強度が必要であ
るといわれているが、薄膜形成時の条件の変化等による
再現性や信頼性を考慮に入れると実際にはさらに高い膜
密着強度が望まれている。また、熱衝撃によって薄膜の
密着強度が劣化しないことも要求されている。
【０００５】しかしながら、上述のような構成の従来の
金属薄膜積層セラミックス基板２１においては、膜密着
強度が充分でなくピール試験による膜密着強度の値が２
ｋｇ／ｍｍ2 を安定的に超えるようなものはほとんどな
く、また熱衝撃による劣化が大きいという課題があっ
た。
金属薄膜積層セラミックス基板２１においては、膜密着
強度が充分でなくピール試験による膜密着強度の値が２
ｋｇ／ｍｍ2 を安定的に超えるようなものはほとんどな
く、また熱衝撃による劣化が大きいという課題があっ
た。
【０００６】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、安定的に２ｋｇ／ｍｍ2以上の高い膜密着強
度を有し、耐熱衝撃性に優れた金属薄膜積層セラミック
ス基板を提供することを目的としている。
のであり、安定的に２ｋｇ／ｍｍ2以上の高い膜密着強
度を有し、耐熱衝撃性に優れた金属薄膜積層セラミック
ス基板を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る金属薄膜積層セラミックス基板は、セラ
ミックス基板上に金属薄膜が複数層積層された金属薄膜
積層セラミックス基板において、前記セラミックス基板
上にＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた１種類以上の元
素からなる第１金属薄膜層、ＦｅもしくはＦｅを含む合
金からなる第２金属薄膜層、Ｎｉ、Ｍｏから選ばれた１
種類以上の元素からなる第３金属薄膜層、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｕから選ばれた１種類以上の元素からなる第４金属薄
膜層が順次積層されていることを特徴としている。
に本発明に係る金属薄膜積層セラミックス基板は、セラ
ミックス基板上に金属薄膜が複数層積層された金属薄膜
積層セラミックス基板において、前記セラミックス基板
上にＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた１種類以上の元
素からなる第１金属薄膜層、ＦｅもしくはＦｅを含む合
金からなる第２金属薄膜層、Ｎｉ、Ｍｏから選ばれた１
種類以上の元素からなる第３金属薄膜層、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｕから選ばれた１種類以上の元素からなる第４金属薄
膜層が順次積層されていることを特徴としている。
【０００８】
【作用】前記セラミックス基板としては、例えばアルミ
ナ等の酸化物系セラミックス基板、あるいは窒化アルミ
ニウム、炭化珪素等の非酸化物系セラミックス基板が挙
げられるが、金属薄膜層との膜密着強度に問題のあるア
ルミナ基板を用いた場合に本発明は特に有効である。
ナ等の酸化物系セラミックス基板、あるいは窒化アルミ
ニウム、炭化珪素等の非酸化物系セラミックス基板が挙
げられるが、金属薄膜層との膜密着強度に問題のあるア
ルミナ基板を用いた場合に本発明は特に有効である。
【０００９】前記第１金属薄膜層の形成にはＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた１種類以上の元素が用いられ
る。これらの元素で構成された前記第１金属薄膜層は前
記セラミックス基板に対して高い活性を有しており、該
セラミックス基板中に拡散し易く、該セラミックス基板
と強固に結合される。前記第１金属薄膜層の厚さは、セ
ラミックス基板と十分に結合し、高温時における拡散に
よってもセラミックス基板と前記第２金属薄膜層との結
合性を十分に維持できるように、０．０１〜２μｍ、さ
らには０．０５〜０．２０μｍの範囲がより好ましい。
ｒ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた１種類以上の元素が用いられ
る。これらの元素で構成された前記第１金属薄膜層は前
記セラミックス基板に対して高い活性を有しており、該
セラミックス基板中に拡散し易く、該セラミックス基板
と強固に結合される。前記第１金属薄膜層の厚さは、セ
ラミックス基板と十分に結合し、高温時における拡散に
よってもセラミックス基板と前記第２金属薄膜層との結
合性を十分に維持できるように、０．０１〜２μｍ、さ
らには０．０５〜０．２０μｍの範囲がより好ましい。
【００１０】前記第２金属薄膜層の形成にはＦｅもしく
はＦｅを含む合金が用いられる。Ｆｅは前記第１金属薄
膜層を構成するＴｉ等と非常に化合物を形成し易い金属
であり、また前記第３金属薄膜層を構成するＮｉ等とも
非常に化合物を形成し易い金属である。このためＦｅも
しくはＦｅを含む合金により構成された前記第２金属薄
膜層を介して前記第１金属薄膜層と前記第３金属薄膜層
とは強固に結合されることとなる。
はＦｅを含む合金が用いられる。Ｆｅは前記第１金属薄
膜層を構成するＴｉ等と非常に化合物を形成し易い金属
であり、また前記第３金属薄膜層を構成するＮｉ等とも
非常に化合物を形成し易い金属である。このためＦｅも
しくはＦｅを含む合金により構成された前記第２金属薄
膜層を介して前記第１金属薄膜層と前記第３金属薄膜層
とは強固に結合されることとなる。
【００１１】前記第１金属薄膜層と前記第３金属薄膜層
との間で合金を形成するためには前記第２金属薄膜層の
膜厚として０．０１μｍは必要である。他方、該第２金
属薄膜層を０．０５μｍ以上蒸着等により形成するとＦ
ｅに基づく錆が生じ易くなる。このため前記第２金属薄
膜層の厚さは０．０１〜０．０５μｍ、さらには０．０
２〜０．０３μｍの範囲がより好ましい。
との間で合金を形成するためには前記第２金属薄膜層の
膜厚として０．０１μｍは必要である。他方、該第２金
属薄膜層を０．０５μｍ以上蒸着等により形成するとＦ
ｅに基づく錆が生じ易くなる。このため前記第２金属薄
膜層の厚さは０．０１〜０．０５μｍ、さらには０．０
２〜０．０３μｍの範囲がより好ましい。
【００１２】また、Ｆｅを含む合金中にＦｅは１０％以
上含まれていることが望ましい。また、Ｆｅは空気中で
容易に酸化され、水分を含む空気中では赤錆を生じ易
い。このため、前記第２金属薄膜層を蒸着等の手段によ
り形成する際には、水分、空気を含まない超高真空の条
件下で形成し、純粋なＦｅあるいはＦｅを含む合金とす
ることが望ましい。
上含まれていることが望ましい。また、Ｆｅは空気中で
容易に酸化され、水分を含む空気中では赤錆を生じ易
い。このため、前記第２金属薄膜層を蒸着等の手段によ
り形成する際には、水分、空気を含まない超高真空の条
件下で形成し、純粋なＦｅあるいはＦｅを含む合金とす
ることが望ましい。
【００１３】前記第３金属薄膜層の形成には、Ｎｉ、Ｍ
ｏから選ばれた１種類以上の元素が用いられる。前記第
３金属薄膜層は前記第１金属薄膜層を構成する金属の拡
散を防止するバリア層としての機能を有する。前記第３
金属薄膜層の厚さは前記第１金属薄膜層の拡散防止及び
応力緩和の点から、０．０１〜１μｍさらには０．１０
〜０．５０μｍの範囲がより好ましい。
ｏから選ばれた１種類以上の元素が用いられる。前記第
３金属薄膜層は前記第１金属薄膜層を構成する金属の拡
散を防止するバリア層としての機能を有する。前記第３
金属薄膜層の厚さは前記第１金属薄膜層の拡散防止及び
応力緩和の点から、０．０１〜１μｍさらには０．１０
〜０．５０μｍの範囲がより好ましい。
【００１４】前記第４金属薄膜層の形成にはＣｕ、Ａ
ｇ、Ａｕから選ばれた１種類以上の元素が用いられる。
前記第４金属薄膜層はメッキの下地層として機能し、メ
ッキ後における膜剥れや応力歪みの観点から、前記第４
金属薄膜層の厚さは０．０１〜０．５０μｍ、さらには
０．１０〜０．３０μｍの範囲がより好ましい。
ｇ、Ａｕから選ばれた１種類以上の元素が用いられる。
前記第４金属薄膜層はメッキの下地層として機能し、メ
ッキ後における膜剥れや応力歪みの観点から、前記第４
金属薄膜層の厚さは０．０１〜０．５０μｍ、さらには
０．１０〜０．３０μｍの範囲がより好ましい。
【００１５】前記第４金属薄膜層の上には該第４金属薄
膜層と同一元素を用いて、あるいはＡｕを用いて通常、
厚さ３〜４μｍのメッキ膜層が形成される。
膜層と同一元素を用いて、あるいはＡｕを用いて通常、
厚さ３〜４μｍのメッキ膜層が形成される。
【００１６】上記構成の金属薄膜積層セラミックス基板
によれば、前記セラミックス基板と前記第１金属薄膜層
とは強固に接合され、前記第１金属薄膜層と前記第３金
属薄膜層とは前記第２金属薄膜層の存在により強固に接
合され、また前記第１金属薄膜層が上層へ拡散すること
もなく、密着強度に優れた金属薄膜層がセラミックス基
板上に形成される。
によれば、前記セラミックス基板と前記第１金属薄膜層
とは強固に接合され、前記第１金属薄膜層と前記第３金
属薄膜層とは前記第２金属薄膜層の存在により強固に接
合され、また前記第１金属薄膜層が上層へ拡散すること
もなく、密着強度に優れた金属薄膜層がセラミックス基
板上に形成される。
【００１７】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係る金属薄膜積層
セラミックス基板の実施例を図面に基づいて説明する。
セラミックス基板の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１８】図１は実施例における金属薄膜積層セラミ
ックス基板の構造を示した模式的断面図である。図中、
１２はＡｌ2 Ｏ3 からなるセラミックス基板を示してお
り、セラミックス基板１２の表面にＴｉ、Ｚｒあるいは
Ｃｒからなる第１金属薄膜層１３、この第１金属薄膜層
１３の上にＦｅあるいはＦｅ−Ｎｉ合金からなる第２金
属薄膜層１４、第２金属薄膜層１４の上にＮｉあるいは
Ｍｏからなる第３金属薄膜層１５、第３金属薄膜層１５
の上にＡｕ、ＡｇあるいはＣｕからなる第４金属薄膜層
１６、第４金属薄膜層１６の上に最表層としてＡｕ、Ａ
ｇあるいはＣｕからなるメッキ膜層１７が積層され、こ
れら第１金属薄膜層１３、第２金属薄膜層１４、第３金
属薄膜層１５、第４金属薄膜層１６及びメッキ膜層１７
により金属薄膜積層体１８が構成され、これら金属薄膜
積層体１８とセラミックス基板１２とにより金属薄膜積
層セラミックス基板１１は構成されている。
ックス基板の構造を示した模式的断面図である。図中、
１２はＡｌ2 Ｏ3 からなるセラミックス基板を示してお
り、セラミックス基板１２の表面にＴｉ、Ｚｒあるいは
Ｃｒからなる第１金属薄膜層１３、この第１金属薄膜層
１３の上にＦｅあるいはＦｅ−Ｎｉ合金からなる第２金
属薄膜層１４、第２金属薄膜層１４の上にＮｉあるいは
Ｍｏからなる第３金属薄膜層１５、第３金属薄膜層１５
の上にＡｕ、ＡｇあるいはＣｕからなる第４金属薄膜層
１６、第４金属薄膜層１６の上に最表層としてＡｕ、Ａ
ｇあるいはＣｕからなるメッキ膜層１７が積層され、こ
れら第１金属薄膜層１３、第２金属薄膜層１４、第３金
属薄膜層１５、第４金属薄膜層１６及びメッキ膜層１７
により金属薄膜積層体１８が構成され、これら金属薄膜
積層体１８とセラミックス基板１２とにより金属薄膜積
層セラミックス基板１１は構成されている。
【００１９】次に、金属薄膜積層セラミックス基板１１
の製造方法を説明する。まず、Ａｌ 2 Ｏ3 からなるセラ
ミックス基板１２の表面に化学蒸着法または物理蒸着法
により、化学的活性度が高くＡｌ2 Ｏ3 と反応しやすい
Ｔｉ、ＺｒあるいはＣｒを用いて第１金属薄膜層１３を
０．０５〜０．２０μｍの厚さに形成する。このときＴ
ｉ等は下層のＡｌ2 Ｏ3 からなるセラミックス基板１２
と反応して金属間化合物を作る。
の製造方法を説明する。まず、Ａｌ 2 Ｏ3 からなるセラ
ミックス基板１２の表面に化学蒸着法または物理蒸着法
により、化学的活性度が高くＡｌ2 Ｏ3 と反応しやすい
Ｔｉ、ＺｒあるいはＣｒを用いて第１金属薄膜層１３を
０．０５〜０．２０μｍの厚さに形成する。このときＴ
ｉ等は下層のＡｌ2 Ｏ3 からなるセラミックス基板１２
と反応して金属間化合物を作る。
【００２０】第１金属薄膜層１３上に化学蒸着法または
物理蒸着法により、ＦｅあるいはＦｅ−Ｎｉ合金からな
る第２金属薄膜層１４、ＮｉあるいはＭｏからなる第３
金属薄膜層１５を形成する。第２金属薄膜層１４の厚さ
は０．０１〜０．０５μｍ、第３金属薄膜層１５の厚さ
は０．１０〜０．５０μｍにそれぞれ設定した。この第
２金属薄膜層１４は第１金属薄膜層１３と第３金属薄膜
層１５とを強固に接合させる接合強化層となる。第３金
属薄膜層１５は、第１金属薄膜層１３が第４金属薄膜層
１６ににじみでるのを防止するバリアーとなる。第２金
属薄膜層１４は０．０１〜０．０５μｍと薄い層である
ことが好ましく、これより厚い層とした場合はＦｅ内か
ら錆が生じ、膜密着強度が低下する傾向にある。
物理蒸着法により、ＦｅあるいはＦｅ−Ｎｉ合金からな
る第２金属薄膜層１４、ＮｉあるいはＭｏからなる第３
金属薄膜層１５を形成する。第２金属薄膜層１４の厚さ
は０．０１〜０．０５μｍ、第３金属薄膜層１５の厚さ
は０．１０〜０．５０μｍにそれぞれ設定した。この第
２金属薄膜層１４は第１金属薄膜層１３と第３金属薄膜
層１５とを強固に接合させる接合強化層となる。第３金
属薄膜層１５は、第１金属薄膜層１３が第４金属薄膜層
１６ににじみでるのを防止するバリアーとなる。第２金
属薄膜層１４は０．０１〜０．０５μｍと薄い層である
ことが好ましく、これより厚い層とした場合はＦｅ内か
ら錆が生じ、膜密着強度が低下する傾向にある。
【００２１】この第３金属薄膜層１５の上に化学蒸着法
または物理蒸着法により、導通抵抗の小さいＡｕ、Ａｇ
あるいはＣｕを用いて第４金属薄膜層１６を０．１０〜
０．３０μｍの厚さに形成する。この後、導通効果を上
げ、多目的に利用できるようにするためのメッキ膜層１
７を化学メッキ法によって３〜４μｍの厚さに形成す
る。このメッキ膜層１７は第４金属薄膜層１６と同族の
ＩＢ族元素を用いて形成する。
または物理蒸着法により、導通抵抗の小さいＡｕ、Ａｇ
あるいはＣｕを用いて第４金属薄膜層１６を０．１０〜
０．３０μｍの厚さに形成する。この後、導通効果を上
げ、多目的に利用できるようにするためのメッキ膜層１
７を化学メッキ法によって３〜４μｍの厚さに形成す
る。このメッキ膜層１７は第４金属薄膜層１６と同族の
ＩＢ族元素を用いて形成する。
【００２２】第１金属薄膜層１３からメッキ膜層１７ま
での膜厚については、微細回路配線を形成し、ＩＣパッ
ケージに使用することを目的とした場合に望ましい値を
示したが、これらは目的により任意の値に変化させても
よい。
での膜厚については、微細回路配線を形成し、ＩＣパッ
ケージに使用することを目的とした場合に望ましい値を
示したが、これらは目的により任意の値に変化させても
よい。
【００２３】物理蒸着法としては一般的な公知の方法を
採用することができ、たとえば真空蒸着法、イオンビー
ム蒸着法あるいはスパッタリング法等が挙げられ、これ
らは材質及び膜厚を自由に選定できるという特徴を有し
ている。また、最上層であるメッキ膜層１７形成のため
の化学メッキ法としても一般的な公知の方法を採用する
ことができ、例えば電解メッキ法、無電解メッキ法等が
挙げられる。
採用することができ、たとえば真空蒸着法、イオンビー
ム蒸着法あるいはスパッタリング法等が挙げられ、これ
らは材質及び膜厚を自由に選定できるという特徴を有し
ている。また、最上層であるメッキ膜層１７形成のため
の化学メッキ法としても一般的な公知の方法を採用する
ことができ、例えば電解メッキ法、無電解メッキ法等が
挙げられる。
【００２４】下記の表１〜６は上記実施例及び、第２金
属薄膜層１４を有さない金属薄膜層から構成された比較
例に係る金属薄膜積層セラミックス基板における膜密着
強度の測定結果を示している。該膜密着強度の測定は通
常のピール試験と、＋１５０℃／−６０℃の熱サイクル
を各３０分、昇温降温速度１０℃／分で２００サイクル
付与した後のピール試験（表では熱サイクル後と示す）
の両者で行った。
属薄膜層１４を有さない金属薄膜層から構成された比較
例に係る金属薄膜積層セラミックス基板における膜密着
強度の測定結果を示している。該膜密着強度の測定は通
常のピール試験と、＋１５０℃／−６０℃の熱サイクル
を各３０分、昇温降温速度１０℃／分で２００サイクル
付与した後のピール試験（表では熱サイクル後と示す）
の両者で行った。
【００２５】表１〜６に示した実施例及び比較例では、
ピール試験による膜密着強度の測定として図２に示した
ハンダプルテストを実施した。まず、金属薄膜積層セラ
ミックス基板１１上に直径約１ｍｍのＮｉリード線２２
をハンダ２０を用いて固着し、次にピン１本毎に毎分１
０ｍｍの速度で垂直方向に引っ張って破断し、破断した
ときの強度を膜密着強度とした。このとき、ハンダ切
れ、ハンダ２０と金属薄膜積層体１８との界面破断は正
当な膜強度として評価できないためデータから削除し
た。
ピール試験による膜密着強度の測定として図２に示した
ハンダプルテストを実施した。まず、金属薄膜積層セラ
ミックス基板１１上に直径約１ｍｍのＮｉリード線２２
をハンダ２０を用いて固着し、次にピン１本毎に毎分１
０ｍｍの速度で垂直方向に引っ張って破断し、破断した
ときの強度を膜密着強度とした。このとき、ハンダ切
れ、ハンダ２０と金属薄膜積層体１８との界面破断は正
当な膜強度として評価できないためデータから削除し
た。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】
【表５】
【００３１】
【表６】
【００３２】表１〜６から明らかなように、比較例１〜
１８のものでは通常の膜密着強度が３ｋｇ／ｍｍ2 以上
の値を示したものも存在したが、熱衝撃付与後の膜密着
強度はかなり劣化し、３ｋｇ／ｍｍ2 以上の値を維持で
きたものはなかった。
１８のものでは通常の膜密着強度が３ｋｇ／ｍｍ2 以上
の値を示したものも存在したが、熱衝撃付与後の膜密着
強度はかなり劣化し、３ｋｇ／ｍｍ2 以上の値を維持で
きたものはなかった。
【００３３】これに対し、実施例１〜３６のものでは熱
衝撃付与後も安定した強度を示し、ほとんどの実施例の
ものが熱衝撃付与後も３ｋｇ／ｍｍ2 以上の膜密着強度
を示した。
衝撃付与後も安定した強度を示し、ほとんどの実施例の
ものが熱衝撃付与後も３ｋｇ／ｍｍ2 以上の膜密着強度
を示した。
【００３４】このように、実施例に係る金属薄膜積層セ
ラミックス基板１１にあっては、高温状態においても、
第１金属薄膜層１３と第３金属薄膜層１５との接合強度
が第２金属薄膜層１４の存在により劣化せず、熱衝撃付
与後においても全体としての膜密着強度が劣化しないと
考えられる。
ラミックス基板１１にあっては、高温状態においても、
第１金属薄膜層１３と第３金属薄膜層１５との接合強度
が第２金属薄膜層１４の存在により劣化せず、熱衝撃付
与後においても全体としての膜密着強度が劣化しないと
考えられる。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る金属薄
膜積層セラミックス基板にあっては、セラミックス基板
上に金属薄膜が複数層積層された金属薄膜積層セラミッ
クス基板において、前記セラミックス基板上にＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた１種類以上の元素からなる第
１金属薄膜層、ＦｅもしくはＦｅを含む合金からなる第
２金属薄膜層、Ｎｉ、Ｍｏから選ばれた１種類以上の元
素からなる第３金属薄膜層、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕから選ば
れた１種類以上の元素からなる第４金属薄膜層が順次積
層されているので、前記セラミックス基板と金属薄膜積
層体及び該金属薄膜積層体中の各金属薄膜層間を強固に
結合させることができ、その結果大きな膜密着強度を有
し、熱衝撃を受けても膜密着強度が劣化しない金属薄膜
積層セラミックス基板を提供することができる。
膜積層セラミックス基板にあっては、セラミックス基板
上に金属薄膜が複数層積層された金属薄膜積層セラミッ
クス基板において、前記セラミックス基板上にＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｗから選ばれた１種類以上の元素からなる第
１金属薄膜層、ＦｅもしくはＦｅを含む合金からなる第
２金属薄膜層、Ｎｉ、Ｍｏから選ばれた１種類以上の元
素からなる第３金属薄膜層、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕから選ば
れた１種類以上の元素からなる第４金属薄膜層が順次積
層されているので、前記セラミックス基板と金属薄膜積
層体及び該金属薄膜積層体中の各金属薄膜層間を強固に
結合させることができ、その結果大きな膜密着強度を有
し、熱衝撃を受けても膜密着強度が劣化しない金属薄膜
積層セラミックス基板を提供することができる。
【図１】本発明の実施例に係る金属薄膜積層セラミック
ス基板を示した模式的断面図である。
ス基板を示した模式的断面図である。
【図２】ピール試験による膜密着強度測定方法を説明す
るために示した金属薄膜積層セラミックス基板の斜視図
である。
るために示した金属薄膜積層セラミックス基板の斜視図
である。
【図３】従来の金属薄膜積層セラミックス基板を示した
模式的断面図である。
模式的断面図である。
１１ 金属薄膜積層セラミックス基板 １２ セラミックス基板 １３ 第１金属薄膜層 １４ 第２金属薄膜層 １５ 第３金属薄膜層 １６ 第４金属薄膜層 １７ メッキ膜層
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミックス基板上に金属薄膜が複数層
積層された金属薄膜積層セラミックス基板において、前
記セラミックス基板上にＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｗから選ば
れた１種類以上の元素からなる第１金属薄膜層、Ｆｅも
しくはＦｅを含む合金からなる第２金属薄膜層、Ｎｉ、
Ｍｏから選ばれた１種類以上の元素からなる第３金属薄
膜層、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕから選ばれた１種類以上の元素
からなる第４金属薄膜層が順次積層されていることを特
徴とする金属薄膜積層セラミックス基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10557094A JP3336741B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 金属薄膜積層セラミックス基板 |
| US08/267,892 US5616423A (en) | 1994-05-19 | 1994-07-06 | Ceramic substrate having a multilayered metallic thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10557094A JP3336741B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 金属薄膜積層セラミックス基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07315970A true JPH07315970A (ja) | 1995-12-05 |
| JP3336741B2 JP3336741B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=14411192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10557094A Expired - Lifetime JP3336741B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 金属薄膜積層セラミックス基板 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5616423A (ja) |
| JP (1) | JP3336741B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| SE9403165D0 (sv) * | 1994-09-21 | 1994-09-21 | Electrolux Ab | Sätt att sintra föremål |
| US5874174A (en) * | 1995-08-09 | 1999-02-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Conductor film and its forming method |
| EP1009614A4 (en) * | 1997-06-13 | 2004-04-21 | Massachusetts Inst Technology | BLAST COATING WITH POWDER-SHAPED MATERIAL AND FINE-POWDER BED PRODUCED BY IT |
| JPH11162958A (ja) | 1997-09-16 | 1999-06-18 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びその方法 |
| US6742248B2 (en) * | 2001-05-14 | 2004-06-01 | The Boeing Company | Method of forming a soldered electrical connection |
| US20030049464A1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-13 | Afg Industries, Inc. | Double silver low-emissivity and solar control coatings |
| JP4571781B2 (ja) * | 2003-03-26 | 2010-10-27 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| US20050100757A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-05-12 | General Electric Company | Thermal barrier coating having a heat radiation absorbing topcoat |
| US7247376B1 (en) * | 2004-06-17 | 2007-07-24 | Wen-Jauh Chen | Powder containing Fe-Ni nano-particles and its manufacturing method |
| KR101154801B1 (ko) * | 2004-12-03 | 2012-07-03 | 엔지케이 스파크 플러그 캄파니 리미티드 | 세라믹 기판 및 발광 소자 수납용 세라믹 패키지 |
| FR3007892B1 (fr) * | 2013-06-27 | 2015-07-31 | Commissariat Energie Atomique | Procede de transfert d'une couche mince avec apport d'energie thermique a une zone fragilisee via une couche inductive |
| US10968768B2 (en) * | 2014-06-20 | 2021-04-06 | Borgwarner Inc. | Turbocharger with adjustable vanes |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3814633A (en) * | 1961-12-26 | 1974-06-04 | Rca Corp | Thermo-electric modular structure and method of making same |
| US4290079A (en) * | 1979-06-29 | 1981-09-15 | International Business Machines Corporation | Improved solder interconnection between a semiconductor device and a supporting substrate |
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