JPH09143756A - Cu/W基材のめっき処理方法 - Google Patents
Cu/W基材のめっき処理方法Info
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- JPH09143756A JPH09143756A JP7299842A JP29984295A JPH09143756A JP H09143756 A JPH09143756 A JP H09143756A JP 7299842 A JP7299842 A JP 7299842A JP 29984295 A JP29984295 A JP 29984295A JP H09143756 A JPH09143756 A JP H09143756A
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来においては、製造されたCu/W基材を
セラミック基板12にろう付けするための前処理工程と
して、前記Cu/W基材に3回のめっき処理と3回の熱
処理とを施さなければならず、前処理工程が非常に複雑
であり、前処理コストも高くつくという課題があった。
また、めっき被膜の厚さを厳密に管理しなければならな
いため、工程管理が難しいという課題もあった。 【解決手段】 Wの多孔質焼結体に溶融Cuを含浸して
得られるCu/W基材にめっき処理を施すCu/W基材
のめっき処理方法において、前記Cu/W基材にCuめ
っき処理を施した後、該Cuめっき処理が施されたCu
/W基材に無電解Ni−Pめっき処理を施す。
セラミック基板12にろう付けするための前処理工程と
して、前記Cu/W基材に3回のめっき処理と3回の熱
処理とを施さなければならず、前処理工程が非常に複雑
であり、前処理コストも高くつくという課題があった。
また、めっき被膜の厚さを厳密に管理しなければならな
いため、工程管理が難しいという課題もあった。 【解決手段】 Wの多孔質焼結体に溶融Cuを含浸して
得られるCu/W基材にめっき処理を施すCu/W基材
のめっき処理方法において、前記Cu/W基材にCuめ
っき処理を施した後、該Cuめっき処理が施されたCu
/W基材に無電解Ni−Pめっき処理を施す。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はCu/W基材のめっ
き処理方法に関し、より詳細には、PGA(PinGrid Ar
ray)等のピンを有するセラミックパッケージの部品と
してのCu/W基材のめっき処理方法に関する。
き処理方法に関し、より詳細には、PGA(PinGrid Ar
ray)等のピンを有するセラミックパッケージの部品と
してのCu/W基材のめっき処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】大量の情報を高速に処理する必要から情
報処理装置の主体を構成する半導体装置はその高集積化
が進み、LSIやVLSIが実用化されている。このよ
うな半導体装置の高集積化は単位素子の小型化により実
現されているため、集積度が向上するのに比例して発熱
量も増大し、半導体チップを通常の方法で配設したのみ
では発熱により半導体装置が正常に作動しなくなる場合
も考えられるようになってきている。そこで、このよう
な半導体装置用のパッケージとして、例えば熱伝導性に
優れた金属からなる放熱用基板を備えたセラミックパッ
ケージが用いられている。
報処理装置の主体を構成する半導体装置はその高集積化
が進み、LSIやVLSIが実用化されている。このよ
うな半導体装置の高集積化は単位素子の小型化により実
現されているため、集積度が向上するのに比例して発熱
量も増大し、半導体チップを通常の方法で配設したのみ
では発熱により半導体装置が正常に作動しなくなる場合
も考えられるようになってきている。そこで、このよう
な半導体装置用のパッケージとして、例えば熱伝導性に
優れた金属からなる放熱用基板を備えたセラミックパッ
ケージが用いられている。
【0003】図1はこの種の放熱用Cu/W基板を備え
たセラミックパッケージが用いられた半導体装置を模式
的に示した斜視図である。
たセラミックパッケージが用いられた半導体装置を模式
的に示した斜視図である。
【0004】図1に示した半導体装置11は、PGAタ
イプと呼ばれる半導体装置であり、セラミック基板12
の下部面にはキャビティ部(図示せず)が形成され、該
キャビティ部の内部にはLSI等が収納され、セラミッ
ク基板12に形成された導体配線部とはワイヤボンディ
ング等により接続されている。また、前記キャビティ部
はリッド部材(図示せず)を用いて封止されており、リ
ッド部材の周辺には多数の外部接続用ピン14がセラミ
ック基板12の下部面に形成された図示しない多数の金
属パッド部にろう付けされている。そして、この外部接
続用ピン14によりマザーボードとの接続が図られるよ
うになっている。一方、図中上部面、すなわちLSI等
が納められている面と反対側の面には、Wの多孔質焼結
体に溶融Cuを含浸させた基材を用いた放熱用Cu/W
基板13が配設されており、この放熱用Cu/W基板1
3は熱伝導性に優れているため、LSI等から発生する
熱を良好に放散させることができ、動作時のLSI等の
過熱が防止される。
イプと呼ばれる半導体装置であり、セラミック基板12
の下部面にはキャビティ部(図示せず)が形成され、該
キャビティ部の内部にはLSI等が収納され、セラミッ
ク基板12に形成された導体配線部とはワイヤボンディ
ング等により接続されている。また、前記キャビティ部
はリッド部材(図示せず)を用いて封止されており、リ
ッド部材の周辺には多数の外部接続用ピン14がセラミ
ック基板12の下部面に形成された図示しない多数の金
属パッド部にろう付けされている。そして、この外部接
続用ピン14によりマザーボードとの接続が図られるよ
うになっている。一方、図中上部面、すなわちLSI等
が納められている面と反対側の面には、Wの多孔質焼結
体に溶融Cuを含浸させた基材を用いた放熱用Cu/W
基板13が配設されており、この放熱用Cu/W基板1
3は熱伝導性に優れているため、LSI等から発生する
熱を良好に放散させることができ、動作時のLSI等の
過熱が防止される。
【0005】この放熱用Cu/W基板13は、前記した
ようにW粉末の成形、焼成により得られた多孔質焼結体
にCuを溶融、含浸させてCu/W基材を製造した後、
このCu/W基材にめっき処理等の種々の処理を施すこ
とにより形成され、この放熱用Cu/W基板13をセラ
ミック基板12にろう付けする。
ようにW粉末の成形、焼成により得られた多孔質焼結体
にCuを溶融、含浸させてCu/W基材を製造した後、
このCu/W基材にめっき処理等の種々の処理を施すこ
とにより形成され、この放熱用Cu/W基板13をセラ
ミック基板12にろう付けする。
【0006】このようにCu/W基材にめっき処理等の
処理を施す第一の理由は、Wの多孔質焼結体からなる板
状体にCuを溶融、含浸させたのみでは多くの開気孔が
存在し、セラミックパッケージの製造工程におけるエッ
チング等の処理で内部が腐食され易いため、表面に緻密
な被膜を形成してこの腐食等を防止するためであり、ま
た第二の理由はろう付けの際の放熱用Cu/W基板13
と銀ろうとの密着性を確保するためである。
処理を施す第一の理由は、Wの多孔質焼結体からなる板
状体にCuを溶融、含浸させたのみでは多くの開気孔が
存在し、セラミックパッケージの製造工程におけるエッ
チング等の処理で内部が腐食され易いため、表面に緻密
な被膜を形成してこの腐食等を防止するためであり、ま
た第二の理由はろう付けの際の放熱用Cu/W基板13
と銀ろうとの密着性を確保するためである。
【0007】Cu/W基材の処理工程をさらに詳しく説
明すると、以下のようになる。まず、Wの多孔質焼結体
に溶融させたCuを含浸させた後、このCu/W基材
に、例えば水素を約75vol%及び窒素を約25vo
l%含有する還元性ガス雰囲気でベーキング処理を施
し、主としてCu/W表面の酸化膜の還元を行う。次
に、前記ベーキング処理工程を経たCu/W基材に、硫
酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸等を主成分とするワ
ット浴を用いて第1番目のNi電解めっき処理を施し
(以下、第1めっき処理工程と記す)、表面に1μm程
度の薄いめっき被膜を形成する。その後、第1めっき処
理工程を経たCu/W基材にシンター処理を施し、前記
めっき処理によりその内部にトラップされた水分を蒸発
させ、めっき被膜を緻密化させて表面に存在していた開
気孔を塞ぐとともに、めっき被膜をCu/W基材に密着
させる。次に、前記シンター処理が施されたCu/W基
材にスルファミン酸ニッケル、NiBr2 、ホウ酸等を
主成分とするスルファミン酸浴を用いて第2番目の電解
Niめっき処理を施し(以下、第2めっき処理工程と記
す)、めっき被膜をさらに厚くし、耐エッチング性等を
改善する。次に、Cu/W基材をセラミック基板12に
ろう付けする際の密着性を改善するために、第2めっき
処理工程を経たCu/W基材に、さらに無電解Ni−P
めっき処理を施す(以下、第3めっき処理工程と記
す)。そして、第3めっき処理工程を経たCu/W基材
にもう一度シンター処理を施し、この処理でガス化した
水蒸気等により形成される突起状の被膜、いわゆるフク
レがないものを次のろう付け工程に用いる。
明すると、以下のようになる。まず、Wの多孔質焼結体
に溶融させたCuを含浸させた後、このCu/W基材
に、例えば水素を約75vol%及び窒素を約25vo
l%含有する還元性ガス雰囲気でベーキング処理を施
し、主としてCu/W表面の酸化膜の還元を行う。次
に、前記ベーキング処理工程を経たCu/W基材に、硫
酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸等を主成分とするワ
ット浴を用いて第1番目のNi電解めっき処理を施し
(以下、第1めっき処理工程と記す)、表面に1μm程
度の薄いめっき被膜を形成する。その後、第1めっき処
理工程を経たCu/W基材にシンター処理を施し、前記
めっき処理によりその内部にトラップされた水分を蒸発
させ、めっき被膜を緻密化させて表面に存在していた開
気孔を塞ぐとともに、めっき被膜をCu/W基材に密着
させる。次に、前記シンター処理が施されたCu/W基
材にスルファミン酸ニッケル、NiBr2 、ホウ酸等を
主成分とするスルファミン酸浴を用いて第2番目の電解
Niめっき処理を施し(以下、第2めっき処理工程と記
す)、めっき被膜をさらに厚くし、耐エッチング性等を
改善する。次に、Cu/W基材をセラミック基板12に
ろう付けする際の密着性を改善するために、第2めっき
処理工程を経たCu/W基材に、さらに無電解Ni−P
めっき処理を施す(以下、第3めっき処理工程と記
す)。そして、第3めっき処理工程を経たCu/W基材
にもう一度シンター処理を施し、この処理でガス化した
水蒸気等により形成される突起状の被膜、いわゆるフク
レがないものを次のろう付け工程に用いる。
【0008】このようにして製造された放熱用Cu/W
基板13をセラミック基板12にろう付けし、前記工程
により形成されたNiめっき層及びろう材層の表面や、
セラミック基板12のろう付け面とは反対側の面に形成
された金属パッド等に、最終的にNiめっき処理及びA
uめっき処理を施す(以下、Auめっき処理工程と記
す)ことにより、放熱用Cu/W基板13が配設された
セラミックパッケージが完成する。
基板13をセラミック基板12にろう付けし、前記工程
により形成されたNiめっき層及びろう材層の表面や、
セラミック基板12のろう付け面とは反対側の面に形成
された金属パッド等に、最終的にNiめっき処理及びA
uめっき処理を施す(以下、Auめっき処理工程と記
す)ことにより、放熱用Cu/W基板13が配設された
セラミックパッケージが完成する。
【0009】その後、セラミック基板のキャビティの内
部にLSI等を収納し、リッドにより封止することによ
り半導体装置11が完成する。
部にLSI等を収納し、リッドにより封止することによ
り半導体装置11が完成する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、製造されたCu/W基材をセラミック基板
12にろう付けするための前処理工程として、前記Cu
/W基材に3回のめっき処理と3回の熱処理とを施さな
ければならず、前処理工程が非常に複雑であり、前処理
コストも高くつくという課題があった。
においては、製造されたCu/W基材をセラミック基板
12にろう付けするための前処理工程として、前記Cu
/W基材に3回のめっき処理と3回の熱処理とを施さな
ければならず、前処理工程が非常に複雑であり、前処理
コストも高くつくという課題があった。
【0011】また、第1めっき処理工程においては、め
っき被膜の厚さを1μm程度にコントロールする必要が
あり、工程管理が難しいという課題もあった。
っき被膜の厚さを1μm程度にコントロールする必要が
あり、工程管理が難しいという課題もあった。
【0012】このような処理を施すのは、上記したよう
にCu/W基材の表面に開気孔等を含まない緻密な膜を
形成するためと、銀ろう接合を可能とするためとであ
る。
にCu/W基材の表面に開気孔等を含まない緻密な膜を
形成するためと、銀ろう接合を可能とするためとであ
る。
【0013】そこで、緻密性及び接合性を確保しながら
前記前処理工程を簡略化する方法を種々検討してみた。
銀ろうとの接合性を確保するためにはNi−Pめっき被
膜を形成する必要があり、このめっき処理工程は省略す
ることはできないが、他の前記前処理工程を簡略化する
ための方法として、まず、直接Cu/W基材表面に厚い
Ni−Pめっき被膜を形成する方法を考えた。しかし、
このような方法をとると、Ni−Pめっき被膜とCu/
W基材との密着性に劣り、また加熱により表面にフクレ
等が発生し易い。
前記前処理工程を簡略化する方法を種々検討してみた。
銀ろうとの接合性を確保するためにはNi−Pめっき被
膜を形成する必要があり、このめっき処理工程は省略す
ることはできないが、他の前記前処理工程を簡略化する
ための方法として、まず、直接Cu/W基材表面に厚い
Ni−Pめっき被膜を形成する方法を考えた。しかし、
このような方法をとると、Ni−Pめっき被膜とCu/
W基材との密着性に劣り、また加熱により表面にフクレ
等が発生し易い。
【0014】また、Cu/W基材とNiめっき被膜とは
材質が全く異なるため、Cu/W基板上に単にNiめっ
き被膜を形成したのみではCu/W基材との密着性に劣
り、この密着性を改善するために加熱処理(シンター)
の工程が必要であり、この加熱処理工程を省略すること
は困難であった。
材質が全く異なるため、Cu/W基板上に単にNiめっ
き被膜を形成したのみではCu/W基材との密着性に劣
り、この密着性を改善するために加熱処理(シンター)
の工程が必要であり、この加熱処理工程を省略すること
は困難であった。
【0015】
【課題を解決するための手段及びその効果】そこで本発
明者は前記課題に鑑み、Cu/W基材をセラミック基板
にろう付けする際のCu/W基材の前処理工程を簡略化
することを目的として種々の検討を行った結果、めっき
被膜の材料としてCuを選択することにより、Cu/W
基材表面にCu/W基材との密着性に優れためっき被膜
を形成することができ、熱処理工程も必要としないこと
を見出し、本発明を完成するに至った。
明者は前記課題に鑑み、Cu/W基材をセラミック基板
にろう付けする際のCu/W基材の前処理工程を簡略化
することを目的として種々の検討を行った結果、めっき
被膜の材料としてCuを選択することにより、Cu/W
基材表面にCu/W基材との密着性に優れためっき被膜
を形成することができ、熱処理工程も必要としないこと
を見出し、本発明を完成するに至った。
【0016】すなわち本発明に係るCu/W基材のめっ
き処理方法は、Wの多孔質焼結体に溶融Cuを含浸して
得られるCu/W基材にめっき処理を施すCu/W基材
のめっき処理方法において、前記Cu/W基材にCuめ
っき処理を施すCuめっき処理工程、及び該Cuめっき
処理が施されたCu/W基材に無電解Ni−Pめっき処
理を施すNi−Pめっき処理工程を含んでいることを特
徴としている。
き処理方法は、Wの多孔質焼結体に溶融Cuを含浸して
得られるCu/W基材にめっき処理を施すCu/W基材
のめっき処理方法において、前記Cu/W基材にCuめ
っき処理を施すCuめっき処理工程、及び該Cuめっき
処理が施されたCu/W基材に無電解Ni−Pめっき処
理を施すNi−Pめっき処理工程を含んでいることを特
徴としている。
【0017】上記Cu/W基材のめっき処理方法によれ
ば、Cu/W基材の表面は殆どCuにより形成されてい
るため、その表面に形成されたCuめっき被膜は、Cu
/W基材との密着性に優れ、膜厚が厚くても加熱による
フクレ等は発生しない。そのため、加熱処理等を行わな
くても、Cu/W基材表面に厚くて緻密なCuめっき被
膜を形成することができ、前記Cuめっき被膜の上にN
i−Pめっき被膜を形成することにより作製されたCu
/W基板をそのまま、セラミック基板にろう付けするこ
とができる。また、めっき被膜の厚さを厳密に管理する
ことが必要ないため、工程管理が容易になる。その結
果、製造コストの低い安価なセラミックパッケージを提
供することができる。
ば、Cu/W基材の表面は殆どCuにより形成されてい
るため、その表面に形成されたCuめっき被膜は、Cu
/W基材との密着性に優れ、膜厚が厚くても加熱による
フクレ等は発生しない。そのため、加熱処理等を行わな
くても、Cu/W基材表面に厚くて緻密なCuめっき被
膜を形成することができ、前記Cuめっき被膜の上にN
i−Pめっき被膜を形成することにより作製されたCu
/W基板をそのまま、セラミック基板にろう付けするこ
とができる。また、めっき被膜の厚さを厳密に管理する
ことが必要ないため、工程管理が容易になる。その結
果、製造コストの低い安価なセラミックパッケージを提
供することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るCu/W基材
のめっき処理方法の実施の形態を説明する。実施の形態
に係るCu/W基材のめっき処理方法においては、まず
最初に、製造されたCu/W基材表面に存在する酸化銅
被膜を除去する。
のめっき処理方法の実施の形態を説明する。実施の形態
に係るCu/W基材のめっき処理方法においては、まず
最初に、製造されたCu/W基材表面に存在する酸化銅
被膜を除去する。
【0019】この酸化銅被膜の除去は、クエン酸を数w
t%含有する水溶液をCu/W基材と接触させることに
より行う。
t%含有する水溶液をCu/W基材と接触させることに
より行う。
【0020】次に、酸化銅被膜が除去されたCu/W基
材に、Cuめっき処理を施すが、その方法として無電解
めっき処理方法と電解めっき処理方法とがあるので、以
下、それぞれの場合について説明する。
材に、Cuめっき処理を施すが、その方法として無電解
めっき処理方法と電解めっき処理方法とがあるので、以
下、それぞれの場合について説明する。
【0021】まず、酸化銅被膜が除去されたCu/W基
材に、無電解Cuめっき処理を施す方法について説明す
る。
材に、無電解Cuめっき処理を施す方法について説明す
る。
【0022】この場合、酸化銅被膜が除去されたCu/
W基材に、直接無電解Cuめっき処理を施すのではな
く、予めCu/W基材表面にめっきの析出核となる触媒
種(パラジウム)を吸着させておき、その後前記前処理
が施されたCu/W基材に無電解めっき処理を施すこと
により、Cu/W基材とCuめっき被膜との密着性が良
好になる。そのため、塩化第一スズ及び塩化パラジウム
を含有する酸性溶液にCu/W基材を浸漬し、Cu/W
基材表面にSn−Pd核を析出させる。次の塩酸浸漬工
程では下記のような化学反応が進行し、Cu/W基材表
面に金属パラジウムが析出することになる。このときの
処理条件は、従来から行われているパラジウムの析出条
件とほぼ同様でよい。
W基材に、直接無電解Cuめっき処理を施すのではな
く、予めCu/W基材表面にめっきの析出核となる触媒
種(パラジウム)を吸着させておき、その後前記前処理
が施されたCu/W基材に無電解めっき処理を施すこと
により、Cu/W基材とCuめっき被膜との密着性が良
好になる。そのため、塩化第一スズ及び塩化パラジウム
を含有する酸性溶液にCu/W基材を浸漬し、Cu/W
基材表面にSn−Pd核を析出させる。次の塩酸浸漬工
程では下記のような化学反応が進行し、Cu/W基材表
面に金属パラジウムが析出することになる。このときの
処理条件は、従来から行われているパラジウムの析出条
件とほぼ同様でよい。
【0023】
【化1】Sn2+ + Pd2+ = Sn4+ + Pd 前記処理の後、Cu/W基材に無電解Cuめっき処理を
施す。
施す。
【0024】この無電解Cuめっき処理の方法として
は、従来より行われている公知の方法と同様の方法をと
ることができる。すなわち、銅めっき処理液は、従来か
ら使用されているものを使用することができ、例えば酸
化第二銅を0.01〜0.1モル/リットル、エチレン
ジアミン四酢酸二ナトリウム塩(EDTA・2Na)を
0.01〜0.1モル/リットル、ホルマリンを0.0
5〜0.5モル/リットル、NaOHを0.1〜0.2
モル/リットル含有する液温が65〜75℃程度のアル
カリ性溶液にCu/W基材を浸漬することにより、Pd
層を有するCu/W基材上にCuめっき被膜を形成する
ことができる。このときに形成するCuめっき被膜の厚
さは、通常、2〜4μm程度である。
は、従来より行われている公知の方法と同様の方法をと
ることができる。すなわち、銅めっき処理液は、従来か
ら使用されているものを使用することができ、例えば酸
化第二銅を0.01〜0.1モル/リットル、エチレン
ジアミン四酢酸二ナトリウム塩(EDTA・2Na)を
0.01〜0.1モル/リットル、ホルマリンを0.0
5〜0.5モル/リットル、NaOHを0.1〜0.2
モル/リットル含有する液温が65〜75℃程度のアル
カリ性溶液にCu/W基材を浸漬することにより、Pd
層を有するCu/W基材上にCuめっき被膜を形成する
ことができる。このときに形成するCuめっき被膜の厚
さは、通常、2〜4μm程度である。
【0025】次に、酸化銅被膜が除去されたCu/W基
材に、電解Cuめっき処理を施す方法について説明す
る。
材に、電解Cuめっき処理を施す方法について説明す
る。
【0026】酸化銅被膜が除去されたCu/W基材に電
解めっき処理を施す場合にも、前記Cu/W基材をもう
一度希硫酸や希塩酸等の酸性溶液で洗浄し、密着性向上
のために表面を酸でさらに活性化する。
解めっき処理を施す場合にも、前記Cu/W基材をもう
一度希硫酸や希塩酸等の酸性溶液で洗浄し、密着性向上
のために表面を酸でさらに活性化する。
【0027】次に、酸洗浄が行われたCu/W基材に電
解Cuめっき処理を施すが、この場合にも従来より行わ
れている公知の方法と同様の方法をとることができる。
すなわち、例えば硫酸銅を70〜80g/リットル、硫
酸を160〜200g/リットル、HCl等の塩素イオ
ンを含有する化合物をCl- として60〜100mg/
リットル、光沢剤(例えば、上村工業製 スルカッップ
90)を通常の量含有する室温程度の液温の酸性溶液に
Cu/W基材を浸漬し、電流密度を1〜2A/dm2 に
設定して電流を流すことにより、Cu/W基材上にCu
めっき被膜を形成することができる。このときに形成す
るCuめっき被膜の厚さも、通常、2〜4μm程度であ
る。
解Cuめっき処理を施すが、この場合にも従来より行わ
れている公知の方法と同様の方法をとることができる。
すなわち、例えば硫酸銅を70〜80g/リットル、硫
酸を160〜200g/リットル、HCl等の塩素イオ
ンを含有する化合物をCl- として60〜100mg/
リットル、光沢剤(例えば、上村工業製 スルカッップ
90)を通常の量含有する室温程度の液温の酸性溶液に
Cu/W基材を浸漬し、電流密度を1〜2A/dm2 に
設定して電流を流すことにより、Cu/W基材上にCu
めっき被膜を形成することができる。このときに形成す
るCuめっき被膜の厚さも、通常、2〜4μm程度であ
る。
【0028】上記したようにCu/W基材に無電解Cu
めっき処理又は電解Cuめっき処理を施すことにより、
Cu/W基材表面にCuめっき被膜を形成し、次に、C
uめっき被膜が形成されたCu/W基材に、さらに無電
解Ni−Pめっき処理を施す。
めっき処理又は電解Cuめっき処理を施すことにより、
Cu/W基材表面にCuめっき被膜を形成し、次に、C
uめっき被膜が形成されたCu/W基材に、さらに無電
解Ni−Pめっき処理を施す。
【0029】前記方法により形成されたCuめっき被膜
上に、いきなり無電解めっき法によりNi−Pめっき被
膜を形成するのは難しい。そこで、カルバニックイニシ
エーションという方法を用いてCuめっき被膜上に薄い
Ni被膜を形成する。このカルバニックイニシエーショ
ンとは、めっき液中に自然発生電極電位による電流を流
してCuめっき被膜上にNi被膜を形成することをい
い、この場合には、Cuめっき被膜が形成されたCu/
W基材を硫酸等により酸洗した後、例えば塩化ニッケル
を30〜50g/リットル、クエン酸ナトリウムを5〜
15g/リットル、次亜リン酸ナトリウムを5〜15g
/リットル等の有機Pb化合物等を0.001〜0.0
05g/リットル含有するめっき液中にSUS製のラッ
クにCu/W基材を接続したもの、及びニッケル製の棒
を浸漬し、両者を導線で短絡することにより自然発生電
極電位による電流を流し、Cuめっき被膜上にNi被膜
を形成する。この後、同様の組成のめっき浴を用いて無
電解Ni−Pめっき処理を行い、前記Cuめっき被膜が
形成されたCu/W基材に2〜4μmの厚さのNi−P
めっき被膜を形成し、めっき処理工程を完了する。
上に、いきなり無電解めっき法によりNi−Pめっき被
膜を形成するのは難しい。そこで、カルバニックイニシ
エーションという方法を用いてCuめっき被膜上に薄い
Ni被膜を形成する。このカルバニックイニシエーショ
ンとは、めっき液中に自然発生電極電位による電流を流
してCuめっき被膜上にNi被膜を形成することをい
い、この場合には、Cuめっき被膜が形成されたCu/
W基材を硫酸等により酸洗した後、例えば塩化ニッケル
を30〜50g/リットル、クエン酸ナトリウムを5〜
15g/リットル、次亜リン酸ナトリウムを5〜15g
/リットル等の有機Pb化合物等を0.001〜0.0
05g/リットル含有するめっき液中にSUS製のラッ
クにCu/W基材を接続したもの、及びニッケル製の棒
を浸漬し、両者を導線で短絡することにより自然発生電
極電位による電流を流し、Cuめっき被膜上にNi被膜
を形成する。この後、同様の組成のめっき浴を用いて無
電解Ni−Pめっき処理を行い、前記Cuめっき被膜が
形成されたCu/W基材に2〜4μmの厚さのNi−P
めっき被膜を形成し、めっき処理工程を完了する。
【0030】そして、上記めっき処理が施された放熱用
Cu/W基板をセラミック基板にろう付けし、その後従
来の技術の項で説明したAuめっき処理工程を経ること
により、放熱用Cu/W基板が配設されたセラミックパ
ッケージを完成させる。
Cu/W基板をセラミック基板にろう付けし、その後従
来の技術の項で説明したAuめっき処理工程を経ること
により、放熱用Cu/W基板が配設されたセラミックパ
ッケージを完成させる。
【0031】
【実施例】以下、本発明に係るCu/W基材のめっき処
理方法の実施例を説明する。
理方法の実施例を説明する。
【0032】[実施例1]本実施例においては、Cu/
W基材に無電解Cuめっき処理法によりCuめっき被膜
を形成した後、無電解Ni−Pめっき法によりCuめっ
き被膜上にNi−Pめっき被膜を形成した。各工程にお
ける条件を記載する。
W基材に無電解Cuめっき処理法によりCuめっき被膜
を形成した後、無電解Ni−Pめっき法によりCuめっ
き被膜上にNi−Pめっき被膜を形成した。各工程にお
ける条件を記載する。
【0033】Cu/W基材:住友電気工業製のCMSF
W−10(31mm×31mm×1mm) Cu/W基材表面の酸化銅被膜の除去 使用した溶液:クエン酸を3wt%含有する溶液 処理条件:室温下でCu/W基材を3分間浸漬 パラジウム析出工程 使用した溶液:SnCl2 を10g/リットル及びPd
Cl2 を0.2g/リットル含有する塩酸酸性溶液 処理条件:室温下でCu/W基材を5分浸漬 酸洗浄工程 洗浄液:塩酸の濃度が5wt%の水溶液 洗浄条件:室温下でCu/W基材を3分浸漬 無電解Cuめっき処理工程 めっき浴の組成 酸化第二銅:0.04 モル/リットル EDTA・2Na:0.057 モル/リットル ホルマリン:0.1 モル/リットル 水酸化ナトリウム:0.11 モル/リットル めっき浴のpH:12.9 処理温度:70℃ 処理時間:40分 形成されたCuめっき被膜の厚さ:3.5μm 酸洗浄工程 洗浄液:硫酸の濃度が15wt%の水溶液 洗浄条件:室温下でCu/W基材を30秒浸漬 カルバニックイニシエーション 処理時間:1分 Ni−Pめっき処理工程 めっき浴の組成 塩化ニッケル:35 g/リットル クエン酸ナトリウム:10 g/リットル 次亜リン酸ナトリウム:10 g/リットル 有機鉛化合物:0.003 g/リットル めっき浴のpH:5.5 処理温度:95℃ 処理時間:20分 形成されたNi−Pめっき被膜の厚さ:3.5μm このような処理が施されたCu/W基材を、72%共晶
銀ろうを用い、790℃でセラミック基板に銀ろう付け
を行い、その際の銀ろう付けの良否について評価を行っ
た。
W−10(31mm×31mm×1mm) Cu/W基材表面の酸化銅被膜の除去 使用した溶液:クエン酸を3wt%含有する溶液 処理条件:室温下でCu/W基材を3分間浸漬 パラジウム析出工程 使用した溶液:SnCl2 を10g/リットル及びPd
Cl2 を0.2g/リットル含有する塩酸酸性溶液 処理条件:室温下でCu/W基材を5分浸漬 酸洗浄工程 洗浄液:塩酸の濃度が5wt%の水溶液 洗浄条件:室温下でCu/W基材を3分浸漬 無電解Cuめっき処理工程 めっき浴の組成 酸化第二銅:0.04 モル/リットル EDTA・2Na:0.057 モル/リットル ホルマリン:0.1 モル/リットル 水酸化ナトリウム:0.11 モル/リットル めっき浴のpH:12.9 処理温度:70℃ 処理時間:40分 形成されたCuめっき被膜の厚さ:3.5μm 酸洗浄工程 洗浄液:硫酸の濃度が15wt%の水溶液 洗浄条件:室温下でCu/W基材を30秒浸漬 カルバニックイニシエーション 処理時間:1分 Ni−Pめっき処理工程 めっき浴の組成 塩化ニッケル:35 g/リットル クエン酸ナトリウム:10 g/リットル 次亜リン酸ナトリウム:10 g/リットル 有機鉛化合物:0.003 g/リットル めっき浴のpH:5.5 処理温度:95℃ 処理時間:20分 形成されたNi−Pめっき被膜の厚さ:3.5μm このような処理が施されたCu/W基材を、72%共晶
銀ろうを用い、790℃でセラミック基板に銀ろう付け
を行い、その際の銀ろう付けの良否について評価を行っ
た。
【0034】評価項目は、(i) 銀ろう部分の空孔面積の
割合、(ii)めっき部分のフクレの発生、(iii) 銀ろう流
れの良否の3点である。(i) 及び(ii)については、50
個のサンプルについて評価を行い、(iii) については1
5個のサンプルについて評価を行った。
割合、(ii)めっき部分のフクレの発生、(iii) 銀ろう流
れの良否の3点である。(i) 及び(ii)については、50
個のサンプルについて評価を行い、(iii) については1
5個のサンプルについて評価を行った。
【0035】まず、(i) 銀ろう部分の空孔面積の割合に
ついては、顕微鏡により空孔の面積についての測定を行
い、放熱用Cu/W基板13の面積に対する空孔面積の
割合(%)を算出し、(ii)めっき部分のフクレの発生に
ついては、目視により検査を行い、(iii) 銀ろう流れの
良否については、2mm×2mmの銀ろうをCu/W基
板表面に流して、その半径を測定することにより、良否
を判断した。評価結果を下記の表1に示している。
ついては、顕微鏡により空孔の面積についての測定を行
い、放熱用Cu/W基板13の面積に対する空孔面積の
割合(%)を算出し、(ii)めっき部分のフクレの発生に
ついては、目視により検査を行い、(iii) 銀ろう流れの
良否については、2mm×2mmの銀ろうをCu/W基
板表面に流して、その半径を測定することにより、良否
を判断した。評価結果を下記の表1に示している。
【0036】[実施例2〜5]本実施例においては、C
u/W基材に電解めっき処理法によりCuめっき被膜を
形成した後、無電解Ni−Pめっき法によりCuめっき
被膜上にNi−Pめっき被膜を形成した。各工程におけ
る条件を記載する。
u/W基材に電解めっき処理法によりCuめっき被膜を
形成した後、無電解Ni−Pめっき法によりCuめっき
被膜上にNi−Pめっき被膜を形成した。各工程におけ
る条件を記載する。
【0037】Cu/W基材:実施例1の場合と同様 Cu/W基材表面の酸化銅被膜の除去:実施例1と
同様 酸洗浄工程(2段階) 第1段階 洗浄液:硫酸の濃度が15wt%の水溶液 洗浄条件:室温下でCu/W基材を30秒浸漬 第2段階 洗浄液:塩酸の濃度が10wt%の水溶液 洗浄条件:室温下でCu/W基材を30秒浸漬 電解Cuめっき処理工程 めっき浴の組成 硫酸銅:70 g/リットル 硫酸:180 g/リットル Cl- イオン:80 mg/リットル 光沢剤(上村工業製 スルカッップ90):適量 めっき浴のpH:0 処理温度:25℃ 処理時間:10秒〜5分 電流密度:1A/dm2 形成されたCuめっき被膜の厚さ: 0.3μm(実施例2)、0.9μm (実施例3)、1.8μm(実施例4)、2.4μm(実施例5) 酸洗浄工程、カルバニックイニシエーション及び
Ni−Pめっき処理工程は実施例1の場合と同様であ
り、その後の処理及び評価方法も同様である。評価結果
を下記の表1に示している。
同様 酸洗浄工程(2段階) 第1段階 洗浄液:硫酸の濃度が15wt%の水溶液 洗浄条件:室温下でCu/W基材を30秒浸漬 第2段階 洗浄液:塩酸の濃度が10wt%の水溶液 洗浄条件:室温下でCu/W基材を30秒浸漬 電解Cuめっき処理工程 めっき浴の組成 硫酸銅:70 g/リットル 硫酸:180 g/リットル Cl- イオン:80 mg/リットル 光沢剤(上村工業製 スルカッップ90):適量 めっき浴のpH:0 処理温度:25℃ 処理時間:10秒〜5分 電流密度:1A/dm2 形成されたCuめっき被膜の厚さ: 0.3μm(実施例2)、0.9μm (実施例3)、1.8μm(実施例4)、2.4μm(実施例5) 酸洗浄工程、カルバニックイニシエーション及び
Ni−Pめっき処理工程は実施例1の場合と同様であ
り、その後の処理及び評価方法も同様である。評価結果
を下記の表1に示している。
【0038】[比較例1]本比較例においては、従来の
技術に記載した方法と同様の方法によりCu/W基材に
めっき処理を施した。以下に処理条件を記載する。
技術に記載した方法と同様の方法によりCu/W基材に
めっき処理を施した。以下に処理条件を記載する。
【0039】Cu/W基材:実施例1の場合と同様 ベーキング処理 雰囲気:75vol%及び窒素を25vol%含有する
還元性ガス雰囲気 処理温度:800℃ 処理時間:5分間 第1めっき処理工程(ワット浴によるNi電解めっき) めっき浴の主成分 硫酸ニッケル:300 g/リットル 塩化ニッケル:30 g/リットル ホウ酸:80 g/リットル めっき浴のpH:3.8 処理温度:55℃ 処理時間:6分 電流密度:1.0 A/dm2 形成されたNiめっき被膜の厚さ:0.7μm シンター処理:ベーキング処理の条件と同様 第2めっき処理工程(スルファミン酸浴によるNi電解めっき) めっき浴の主成分 スルファミン酸ニッケル:440 g/リットル NiBr2 :30 g/リットル ホウ酸:30 g/リットル めっき浴のpH:3.5 処理温度:44℃ 処理時間:25分 電流密度:1.0 A/dm2 形成されたNiめっき被膜の厚さ:3μm 第3めっき処理工程(無電解Ni−Pめっき) めっき浴の組成 塩化ニッケル:35 g/リットル クエン酸ナトリウム:10 g/リットル 次亜リン酸ナトリウム:15 g/リットル 有機鉛化合物:0.003 g/リットル めっき浴のpH:5.5 処理温度:95℃ 処理時間:1〜25分 形成されたNi−Pめっき被膜の厚さ: 3.5μm(比較例1) 上記処理の後の放熱用Cu/W基板の処理及び評価方法
は実施例1の場合と同様である。評価結果を下記の表1
に示している。
還元性ガス雰囲気 処理温度:800℃ 処理時間:5分間 第1めっき処理工程(ワット浴によるNi電解めっき) めっき浴の主成分 硫酸ニッケル:300 g/リットル 塩化ニッケル:30 g/リットル ホウ酸:80 g/リットル めっき浴のpH:3.8 処理温度:55℃ 処理時間:6分 電流密度:1.0 A/dm2 形成されたNiめっき被膜の厚さ:0.7μm シンター処理:ベーキング処理の条件と同様 第2めっき処理工程(スルファミン酸浴によるNi電解めっき) めっき浴の主成分 スルファミン酸ニッケル:440 g/リットル NiBr2 :30 g/リットル ホウ酸:30 g/リットル めっき浴のpH:3.5 処理温度:44℃ 処理時間:25分 電流密度:1.0 A/dm2 形成されたNiめっき被膜の厚さ:3μm 第3めっき処理工程(無電解Ni−Pめっき) めっき浴の組成 塩化ニッケル:35 g/リットル クエン酸ナトリウム:10 g/リットル 次亜リン酸ナトリウム:15 g/リットル 有機鉛化合物:0.003 g/リットル めっき浴のpH:5.5 処理温度:95℃ 処理時間:1〜25分 形成されたNi−Pめっき被膜の厚さ: 3.5μm(比較例1) 上記処理の後の放熱用Cu/W基板の処理及び評価方法
は実施例1の場合と同様である。評価結果を下記の表1
に示している。
【0040】
【表1】
【0041】上記表1より明らかなように、実施例に係
るCu/W基材のめっき処理方法によりめっき処理が施
された放熱用Cu/W基板の銀ろう付け特性の良否につ
いては、比較例に係るCu/W基材のめっき処理方法に
よりめっき処理が施された放熱用Cu/W基板でその特
性が良好なものと同等であり、問題のない銀ろう付け特
性を示している。このように実施例に係るCu/W基材
のめっき処理方法おいては、大幅に処理工程が簡略化さ
れたにも拘らず、製造された放熱用Cu/W基板の銀ろ
う付け特性は良好であり、前記方法により大幅な製造コ
ストの削減を図ることができる。また、めっき被膜の厚
さの広い範囲にわたって、その銀ろう付け特性が変化し
ないため、めっき処理工程の管理が容易である。
るCu/W基材のめっき処理方法によりめっき処理が施
された放熱用Cu/W基板の銀ろう付け特性の良否につ
いては、比較例に係るCu/W基材のめっき処理方法に
よりめっき処理が施された放熱用Cu/W基板でその特
性が良好なものと同等であり、問題のない銀ろう付け特
性を示している。このように実施例に係るCu/W基材
のめっき処理方法おいては、大幅に処理工程が簡略化さ
れたにも拘らず、製造された放熱用Cu/W基板の銀ろ
う付け特性は良好であり、前記方法により大幅な製造コ
ストの削減を図ることができる。また、めっき被膜の厚
さの広い範囲にわたって、その銀ろう付け特性が変化し
ないため、めっき処理工程の管理が容易である。
【図1】放熱用Cu/W基板を備えたセラミックパッケ
ージが用いられた半導体装置を模式的に示した斜視図で
ある。
ージが用いられた半導体装置を模式的に示した斜視図で
ある。
13 放熱用Cu/W基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25D 3/38 101 C25D 3/38 101 H01L 23/40 H01L 23/40 F
Claims (1)
- 【請求項1】 Wの多孔質焼結体に溶融Cuを含浸して
得られるCu/W基材にめっき処理を施すCu/W基材
のめっき処理方法において、前記Cu/W基材にCuめ
っき処理を施すCuめっき処理工程、及び該Cuめっき
処理が施されたCu/W基材に無電解Ni−Pめっき処
理を施すNi−Pめっき処理工程を含んでいることを特
徴とするCu/W基材のめっき処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7299842A JPH09143756A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Cu/W基材のめっき処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7299842A JPH09143756A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Cu/W基材のめっき処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09143756A true JPH09143756A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=17877592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7299842A Pending JPH09143756A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | Cu/W基材のめっき処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09143756A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003510846A (ja) * | 1999-09-30 | 2003-03-18 | ラム リサーチ コーポレーション | 銅結線のシード層の処理方法および処理装置 |
CN103757674A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-30 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种钨铜复合材料的镀镍方法 |
-
1995
- 1995-11-17 JP JP7299842A patent/JPH09143756A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003510846A (ja) * | 1999-09-30 | 2003-03-18 | ラム リサーチ コーポレーション | 銅結線のシード層の処理方法および処理装置 |
CN103757674A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-30 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种钨铜复合材料的镀镍方法 |
CN103757674B (zh) * | 2013-12-20 | 2017-01-04 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种钨铜复合材料的镀镍方法 |
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