JPH0951054A - 電子部品用基板及びその製造方法 - Google Patents
電子部品用基板及びその製造方法Info
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Classifications
-
- 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
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半田付け等の加熱や腐蝕に対し変色やフクレ
を生ずることなく、軽量で且つ熱歪が少なく、さらに熱
放散性に優れた電子部品用基板とその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 Siを15wt%以上含むAl−Si合
金の基体に3〜20μmの化学めっき層と、その上に形
成された0.1〜10μmの電気めっき層を持ち、且
つ、該化学めっき層は電気めっき層より厚く形成され、
さらに最上層に1.5〜5μmの金めっき層を持つこと
により達成される。その製造方法として、Al−Si合
金の基体を脱脂し、AlエッチングとSiエッチングを
施し、Zn−Ni−Cu合金置換による前処理を行なっ
た後、NiP,NiB,又はCoPによる3〜20μm
の厚さで化学めっき処理し、その後350〜550℃の
加熱処理し、さらにNi又はCoの0.1〜10μmの
厚さで電気めっき処理してから金めっきを施すものであ
る。
を生ずることなく、軽量で且つ熱歪が少なく、さらに熱
放散性に優れた電子部品用基板とその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 Siを15wt%以上含むAl−Si合
金の基体に3〜20μmの化学めっき層と、その上に形
成された0.1〜10μmの電気めっき層を持ち、且
つ、該化学めっき層は電気めっき層より厚く形成され、
さらに最上層に1.5〜5μmの金めっき層を持つこと
により達成される。その製造方法として、Al−Si合
金の基体を脱脂し、AlエッチングとSiエッチングを
施し、Zn−Ni−Cu合金置換による前処理を行なっ
た後、NiP,NiB,又はCoPによる3〜20μm
の厚さで化学めっき処理し、その後350〜550℃の
加熱処理し、さらにNi又はCoの0.1〜10μmの
厚さで電気めっき処理してから金めっきを施すものであ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性を必要とする電
子部品用基板とその製造方法に関する。
子部品用基板とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から電子部品用基板には、アルミニ
ウム金属がその軽量性と熱伝導性、加工容易性などから
多く使用されている。特開平1−205555号公報で
は、さらにアルミニウム合金を用いた基板材料が開示さ
れている。これはAl−Si合金を用いて、加工容易
性、軽量性、熱膨張時の歪防止等を目的とし、そのまま
では半田付け性不十分な為、基板材料に0.1〜2μm
の化学めっき層とその上に0.5〜2μmの電気めっき
層を施し、そこに金めっき層を置いて改善したものであ
る。
ウム金属がその軽量性と熱伝導性、加工容易性などから
多く使用されている。特開平1−205555号公報で
は、さらにアルミニウム合金を用いた基板材料が開示さ
れている。これはAl−Si合金を用いて、加工容易
性、軽量性、熱膨張時の歪防止等を目的とし、そのまま
では半田付け性不十分な為、基板材料に0.1〜2μm
の化学めっき層とその上に0.5〜2μmの電気めっき
層を施し、そこに金めっき層を置いて改善したものであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記技術に
より形成された基板材料に半田付け等の熱処理を加える
と、Al−Si合金材とめっき層の界面にめっき剥がれ
やフクレを生じる場合があり、また化学めっき層と電気
めっき層を経て、Si,Alと金めっきが反応すること
により、変色と耐蝕性の低下を生じさせる現象が見ら
れ、改善を必要とした。
より形成された基板材料に半田付け等の熱処理を加える
と、Al−Si合金材とめっき層の界面にめっき剥がれ
やフクレを生じる場合があり、また化学めっき層と電気
めっき層を経て、Si,Alと金めっきが反応すること
により、変色と耐蝕性の低下を生じさせる現象が見ら
れ、改善を必要とした。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品用基板
は、Siを15wt%以上含むAl−Si合金から成る
基体と、基体の表面上に形成した金属表面層とから成
り、該金属表面層は基体に接する3〜20μmの化学め
っき層と、その上に形成された0.1〜10μmの電気
めっき層を持ち、且つ、該化学めっき層は電気めっき層
より厚く形成され、さらに最上層に1.5〜5μmの金
めっき層を持つことを特徴とする。
は、Siを15wt%以上含むAl−Si合金から成る
基体と、基体の表面上に形成した金属表面層とから成
り、該金属表面層は基体に接する3〜20μmの化学め
っき層と、その上に形成された0.1〜10μmの電気
めっき層を持ち、且つ、該化学めっき層は電気めっき層
より厚く形成され、さらに最上層に1.5〜5μmの金
めっき層を持つことを特徴とする。
【0005】本発明の電子部品用基板の製造方法として
は、まずSiを15wt%以上含むAl−Si合金から
なる基体を脱脂、AlエッチングそしてSiエッチング
を行う。これはAlエッチングにより、Al表面の酸化
皮膜を除去し、更にSiエッチングにより表面をAlリ
ッチとすることにある。次に表面のAlとZn−Ni−
Cu合金とを、又は表面のAlとPdとを各々化学的置
換で前処理する。この前処理は次工程の化学めっきを容
易に行えるようにするためである。化学めっきを行った
後350〜550℃の加熱処理し、さらにNi又はCo
の電気めっき処理してから、金めっきを施すことにより
成し遂げられる。化学めっき及び電気めっきにより形成
されるめっき層はNi又はCoが好ましい。
は、まずSiを15wt%以上含むAl−Si合金から
なる基体を脱脂、AlエッチングそしてSiエッチング
を行う。これはAlエッチングにより、Al表面の酸化
皮膜を除去し、更にSiエッチングにより表面をAlリ
ッチとすることにある。次に表面のAlとZn−Ni−
Cu合金とを、又は表面のAlとPdとを各々化学的置
換で前処理する。この前処理は次工程の化学めっきを容
易に行えるようにするためである。化学めっきを行った
後350〜550℃の加熱処理し、さらにNi又はCo
の電気めっき処理してから、金めっきを施すことにより
成し遂げられる。化学めっき及び電気めっきにより形成
されるめっき層はNi又はCoが好ましい。
【0006】
【作用】Al−Si合金は、軽量で且つ表1に示す様
に、熱膨張率がSiの含有率が増すに従い、小さくなる
ことにより、半導体装置に用いる際の温度による歪を減
少させる。使用可能な範囲はSiが15wt%以上が好
ましく、15wt%未満では歪が大きくなり適当でな
い。
に、熱膨張率がSiの含有率が増すに従い、小さくなる
ことにより、半導体装置に用いる際の温度による歪を減
少させる。使用可能な範囲はSiが15wt%以上が好
ましく、15wt%未満では歪が大きくなり適当でな
い。
【0007】
【表1】
【0008】Al−Si合金の基板は、特に、Si含有
率大の場合はガスアトマイズ法等の噴霧法によって得た
合金粉末を熱間での押し出しや鍛造により塑性加工し
て、所望の形状に作成する。作成された基板は、表面を
中性洗剤を用いて脱脂し、アルカリによるAlエッチン
グによりAl表面の酸化皮膜を除去した後、硝酸と弗化
物を用いてSiエッチングを行って、Siを除去し、基
板表面をAlリッチの状態にする。
率大の場合はガスアトマイズ法等の噴霧法によって得た
合金粉末を熱間での押し出しや鍛造により塑性加工し
て、所望の形状に作成する。作成された基板は、表面を
中性洗剤を用いて脱脂し、アルカリによるAlエッチン
グによりAl表面の酸化皮膜を除去した後、硝酸と弗化
物を用いてSiエッチングを行って、Siを除去し、基
板表面をAlリッチの状態にする。
【0009】上記下地処理の後、化学めっきの前処理と
してZnジンケートにNi及びCuを加えたZn−Ni
−Cu混合液又はPdSO4,PdCl2溶液を用いて、
表面のAl,Siを遮蔽した後、NiP,NiB又はC
oPの化学めっきを行う。化学めっきはAl部分に析出
すると同時に、基板表面に残っているSi露出部分にも
広がる。Si露出部分の大きさから、化学めっきの厚み
を3μm以上とすれば、Si部分を蔽うことができる。
また、厚く付けすぎれば高価のため20μm以下とする
のが好ましい。
してZnジンケートにNi及びCuを加えたZn−Ni
−Cu混合液又はPdSO4,PdCl2溶液を用いて、
表面のAl,Siを遮蔽した後、NiP,NiB又はC
oPの化学めっきを行う。化学めっきはAl部分に析出
すると同時に、基板表面に残っているSi露出部分にも
広がる。Si露出部分の大きさから、化学めっきの厚み
を3μm以上とすれば、Si部分を蔽うことができる。
また、厚く付けすぎれば高価のため20μm以下とする
のが好ましい。
【0010】化学めっきされた基板は非酸化性雰囲気中
で350〜550℃に加熱することにより、残留するH
2O、Cl,O,H,N,S等のガス成分を排除する。
350℃未満では排除がはかどらず、特に、Al−Si
基板とめっき層の界面にあるガス成分を排除するのが難
しく、また素材中のAlとNi又はCoの拡散層が出来
ず、密着性が弱くなる。550℃を越えると、Al−S
i基板自体の耐熱性の限界に近づき、寸法精度の異常や
変形などを起こしやすい。以上のことから400℃〜5
00℃にて加熱するのが好ましいと云える。
で350〜550℃に加熱することにより、残留するH
2O、Cl,O,H,N,S等のガス成分を排除する。
350℃未満では排除がはかどらず、特に、Al−Si
基板とめっき層の界面にあるガス成分を排除するのが難
しく、また素材中のAlとNi又はCoの拡散層が出来
ず、密着性が弱くなる。550℃を越えると、Al−S
i基板自体の耐熱性の限界に近づき、寸法精度の異常や
変形などを起こしやすい。以上のことから400℃〜5
00℃にて加熱するのが好ましいと云える。
【0011】電気めっきは、Ni又はCoのめっきが好
ましく下地層の化学めっきでSi部分が遮蔽されるた
め、スルーホールが殆どなく、また熱処理によりガス成
分を除去してあるが為にピンホールの形成も皆無とな
る。電気めっきは従って非常に薄くめっきするだけでよ
く0.1〜10μmの範囲が好ましい。
ましく下地層の化学めっきでSi部分が遮蔽されるた
め、スルーホールが殆どなく、また熱処理によりガス成
分を除去してあるが為にピンホールの形成も皆無とな
る。電気めっきは従って非常に薄くめっきするだけでよ
く0.1〜10μmの範囲が好ましい。
【0012】前記理由により、電気めっき層は化学めっ
き層より薄くなるが、これは電気めっき層を厚くする
と、めっき粒子が粗くなり電気めっき層を施すことによ
る面の緻密さを減ずるためでもある。好ましくは化学め
っき層の1/2〜1/100にするとよい。
き層より薄くなるが、これは電気めっき層を厚くする
と、めっき粒子が粗くなり電気めっき層を施すことによ
る面の緻密さを減ずるためでもある。好ましくは化学め
っき層の1/2〜1/100にするとよい。
【0013】最上層の金めっき層は、コストの見地から
薄いことが望ましいが、1.5μm未満では半田付け等
の処理による下地Ni層の拡散が抑えきれず変色しやす
く、5μmを越えると寸法精度に影響し、且つコストも
高価になり好ましくない。
薄いことが望ましいが、1.5μm未満では半田付け等
の処理による下地Ni層の拡散が抑えきれず変色しやす
く、5μmを越えると寸法精度に影響し、且つコストも
高価になり好ましくない。
【0014】
【実施例】本発明での電子部品用基板の概念図を図1に
示す。Al−Si基板1上に化学めっき層2があり、そ
の上に電気めっき層3が形成され、さらにその上に金め
っき層4が形成されるものである。
示す。Al−Si基板1上に化学めっき層2があり、そ
の上に電気めっき層3が形成され、さらにその上に金め
っき層4が形成されるものである。
【0015】(実施例1) ガスアトマイズ法で作成し
たSi40wt%含有のAl−Si合金粉末を加圧焼結
により50mm×50mm,厚さ5mmの基板を用意し
た。基板を中性洗剤を用いて脱脂したのち、水洗してN
aOH100g/lの水溶液に30秒放置し、Al酸化
皮膜の除去をした。水洗後、濃硝酸を2倍に希釈した液
に酸性弗化アンモニウムを100g/lの割合で加えた
ものに漬け1分間放置し、Siのエッチングを行った。
さらに水洗後、この基板を酸化亜鉛とNaOHからなる
ジンケート液にロッセル塩50g/l、塩化ニッケル、
塩化銅をそれぞれ1g/l加えて、l分間放置した後水
洗し、前処理を完了した。
たSi40wt%含有のAl−Si合金粉末を加圧焼結
により50mm×50mm,厚さ5mmの基板を用意し
た。基板を中性洗剤を用いて脱脂したのち、水洗してN
aOH100g/lの水溶液に30秒放置し、Al酸化
皮膜の除去をした。水洗後、濃硝酸を2倍に希釈した液
に酸性弗化アンモニウムを100g/lの割合で加えた
ものに漬け1分間放置し、Siのエッチングを行った。
さらに水洗後、この基板を酸化亜鉛とNaOHからなる
ジンケート液にロッセル塩50g/l、塩化ニッケル、
塩化銅をそれぞれ1g/l加えて、l分間放置した後水
洗し、前処理を完了した。
【0016】その後、化学めっき(無電解めっき)にて
NiPの膜を5μm付着させた。無電解NiPめっき液
はNi濃度5g/l,pH4.5、浴温度90±2℃の
めっき液を使用する。所定の厚さの化学めっき層を形成
した後、これをめっき液からとり出し、水洗したのち乾
燥させて、水素ガスを通した還元炉に入れ、400℃±
5℃で30分放置し熱処理した。冷却後、基板を陰極に
してNiの電気めっきを行い2μmの膜を付着させた。
電気Niめっきは通常のワット浴使用でpH4.5,浴
温度55℃,電流密度2A/dm2にて行なう。この後
水洗して、さらに金めっきを施し3μm付着させて基板
の作成を終えた。金めっきは通常のシアン化金めっき浴
使用でpH6,浴温度60℃,電流密度0.3A/dm
2にてめっきする。
NiPの膜を5μm付着させた。無電解NiPめっき液
はNi濃度5g/l,pH4.5、浴温度90±2℃の
めっき液を使用する。所定の厚さの化学めっき層を形成
した後、これをめっき液からとり出し、水洗したのち乾
燥させて、水素ガスを通した還元炉に入れ、400℃±
5℃で30分放置し熱処理した。冷却後、基板を陰極に
してNiの電気めっきを行い2μmの膜を付着させた。
電気Niめっきは通常のワット浴使用でpH4.5,浴
温度55℃,電流密度2A/dm2にて行なう。この後
水洗して、さらに金めっきを施し3μm付着させて基板
の作成を終えた。金めっきは通常のシアン化金めっき浴
使用でpH6,浴温度60℃,電流密度0.3A/dm
2にてめっきする。
【0017】この作成基板を同時に複数枚処理した後、
次の様な試験を行った。 耐熱試験・・・450℃×30分の炉による加熱を行っ
たのち、基板表面のフクレと変色むらを調べた。フクレ
や変色ムラがあれば×、なければ○とした。 耐蝕試験・・・5%食塩水を用いて48時間の塩水噴霧
後、風乾かし、腐蝕によるフクレと変色むらを調べた。
フクレや変色むらがあれば×、なければ○とした。 結果を表2に示す。
次の様な試験を行った。 耐熱試験・・・450℃×30分の炉による加熱を行っ
たのち、基板表面のフクレと変色むらを調べた。フクレ
や変色ムラがあれば×、なければ○とした。 耐蝕試験・・・5%食塩水を用いて48時間の塩水噴霧
後、風乾かし、腐蝕によるフクレと変色むらを調べた。
フクレや変色むらがあれば×、なければ○とした。 結果を表2に示す。
【0018】(実施例2) 前処理液をPdSO4,P
dCl2をPd換算で500ppmとした他は実施例1
と同様に作成し試験した。他の実施例、比較例もそれぞ
れ表2に示す条件で試験した。またその結果を表2に合
わせて示す。実施No.3,4,9,10,11,14,
19は比較例である。
dCl2をPd換算で500ppmとした他は実施例1
と同様に作成し試験した。他の実施例、比較例もそれぞ
れ表2に示す条件で試験した。またその結果を表2に合
わせて示す。実施No.3,4,9,10,11,14,
19は比較例である。
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】軽量で且つガラスやリードフレーム等と
固着させても熱歪みの少ないAl−Si合金を用いるこ
とにより熱放散性に優れ、さらに本発明によるめっき層
は加熱や腐蝕に強く、半田付けの熱やペーストに対して
耐性を持ったものとなり、優れた半導体装置用基板材料
として有用である。
固着させても熱歪みの少ないAl−Si合金を用いるこ
とにより熱放散性に優れ、さらに本発明によるめっき層
は加熱や腐蝕に強く、半田付けの熱やペーストに対して
耐性を持ったものとなり、優れた半導体装置用基板材料
として有用である。
【図1】本発明基板の概略図である。
1:Al−Si基板 2:化学めっき層 3:電気めっき層 4:金めっき層
Claims (3)
- 【請求項1】 Siを15wt%以上含むAl−Si合
金からなる基体と、基体の表面上に形成した金属表面層
とからなり、該金属表面層が基体に接する3〜20μm
の化学めっき層と、その上に形成された0.1〜10μ
mの電気めっき層を持ち、且つ、該化学めっき層は電気
めっき層より厚く形成され、更に最上層に1.5〜5μ
mの金めっき層を持つことを特徴とする電子部品用基
板。 - 【請求項2】 前記化学めっき層と電気めっき層がNi
又はCoからなることを特徴とする請求項1に記載の電
子部品用基板。 - 【請求項3】 Siを15wt%以上含むAl−Si合
金からなる基体を脱脂、AlエッチングそしてSiエッ
チングを施し、Zn−Ni−Cu合金置換またはPd置
換による前処理を行なった後、NiP,NiB,又はC
oPによる3〜20μmの厚さで化学めっき処理し、そ
の後350〜550℃の加熱処理し、さらにNi又はC
oによる0.1〜10μmの厚さで電気めっき処理して
から金めっきを施す電子部品用基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20070295A JP3567539B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 電子部品用基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20070295A JP3567539B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 電子部品用基板及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0951054A true JPH0951054A (ja) | 1997-02-18 |
JP3567539B2 JP3567539B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=16428818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20070295A Expired - Fee Related JP3567539B2 (ja) | 1995-08-07 | 1995-08-07 | 電子部品用基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3567539B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103733331A (zh) * | 2011-07-28 | 2014-04-16 | 电气化学工业株式会社 | 半导体元件用散热器件 |
JP2019195065A (ja) * | 2019-05-22 | 2019-11-07 | 國立成功大學National Cheng Kung University | 高伝導卑金属電極と合金ローオームチップ抵抗の作製方法 |
-
1995
- 1995-08-07 JP JP20070295A patent/JP3567539B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103733331A (zh) * | 2011-07-28 | 2014-04-16 | 电气化学工业株式会社 | 半导体元件用散热器件 |
US9524918B2 (en) | 2011-07-28 | 2016-12-20 | Denka Company Limited | Heat dissipating component for semiconductor element |
JP2019195065A (ja) * | 2019-05-22 | 2019-11-07 | 國立成功大學National Cheng Kung University | 高伝導卑金属電極と合金ローオームチップ抵抗の作製方法 |
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---|---|
JP3567539B2 (ja) | 2004-09-22 |
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