JPH10223794A - Wiring board for brazing electronic part with au-si and manufacture thereof - Google Patents

Wiring board for brazing electronic part with au-si and manufacture thereof

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JPH10223794A
JPH10223794A JP2702297A JP2702297A JPH10223794A JP H10223794 A JPH10223794 A JP H10223794A JP 2702297 A JP2702297 A JP 2702297A JP 2702297 A JP2702297 A JP 2702297A JP H10223794 A JPH10223794 A JP H10223794A
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    • H05K3/24Reinforcing the conductive pattern

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain a nickel-phosphorus alloy layer from separating from a brazing material-gold diffusion layer when an electronic part is brazed to a gold layer as a surface layer with gold-silicon alloy. SOLUTION: A metallized metal layer 3 is formed on an insulating board 2 in one piece, a nickel-baron allay layer 4 is deposited thereon through a reduction-type electroless plating method, and a nickel-phosphorus alloy layer 5 is deposited thereon through a reduction-type electroless plating method. Then, a sintering process is carried out at a temeprature of above 6050 deg.C a first gold layer 6b out of a gold layer is deposited on the alloy layer 5 through a substitution-type electroless gold plating method, and a second gold layer 6b out of the gold layer 6 is formed thereon through a reduction-type electroless gold plating method. When a chip 8 is brazed to the gold layer 6 which serves as the surface layer of an electronic part package main body 1 with gold-silicon alloy as brazing material, the gold layer 6 is diffused into brazing material to turn to a brazing material-gold diffusion layer 7, and the nickel-phosphorus alloy layer 5 is hardly separated from the brazing material-gold diffusion layer 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路素
子が搭載される回路基板や半導体集積回路素子などの電
子部品を収容する電子部品用バッケージ本体等をなす配
線基板及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit board on which a semiconductor integrated circuit element is mounted, a wiring board forming an electronic component package body for housing electronic components such as a semiconductor integrated circuit element, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ICパッケージ等の配線基板を作
成する際、例えば、図2(a)に示すように、素材であ
るセラミック絶縁基板52上にタングステンからなるメ
タライズ金属層53を形成し、このメタライズ金属層5
3の表面に還元型の無電解めっきによりニッケル−ホウ
素(Ni−B)合金層54を形成し、この上に同じく還
元型の無電解めっきによりニッケル−リン(Ni−P)
合金層55を形成し、この上に無電解めっきにより金
(Au)層56を形成していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, when fabricating a wiring board such as an IC package, a metallized metal layer 53 made of tungsten is formed on a ceramic insulating substrate 52 as a material, for example, as shown in FIG. This metallized metal layer 5
A nickel-boron (Ni-B) alloy layer 54 is formed on the surface of No. 3 by reduction type electroless plating, and nickel-phosphorus (Ni-P) is further formed thereon by reduction type electroless plating.
An alloy layer 55 was formed, and a gold (Au) layer 56 was formed thereon by electroless plating.

【0003】ここで、ニッケル−ホウ素合金層54は、
粗面なメタライズ金属層53の上にピンホール(小穴)
やボイド(小空隙)を形成することなく均一な厚みに被
着される点で有用であり、また、ニッケル−リン合金層
55は、表層である金層56と下層であるニッケル−ホ
ウ素合金層54との密着を強固にする役割を果たす点で
有用である。
[0003] Here, the nickel-boron alloy layer 54 is
Pinholes (small holes) on the rough metallized metal layer 53
Nickel-phosphorus alloy layer 55 has a surface layer of gold layer 56 and a lower layer of nickel-boron alloy layer 55. This is useful in that it plays a role in strengthening the adhesion with the H.54.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のニッ
ケル−リン合金層55の役割を十分に発揮させるために
は、ニッケル−リン合金層55を無電解めっきにより被
着形成した後、シンタリングを行う必要があった。
By the way, in order to sufficiently fulfill the role of the nickel-phosphorous alloy layer 55, the nickel-phosphorous alloy layer 55 is formed by electroless plating and then sintering. Had to do.

【0005】このようなシンタリングを行ったニッケル
−リン合金層55の上に無電解めっきにより金層56を
形成して得られた配線基板を用いて、この金層56上に
ICチップ58を金−シリコン合金で400〜500℃
でロウ付けした場合には、図2(b)に示すように、金
層56はロウ材である金−シリコン合金に拡散してロウ
材と一体化してロウ材−金拡散層57となる。
[0005] Using a wiring board obtained by forming a gold layer 56 by electroless plating on the nickel-phosphorus alloy layer 55 on which such sintering has been performed, an IC chip 58 is formed on the gold layer 56. 400-500 ° C with gold-silicon alloy
2B, the gold layer 56 is diffused into a gold-silicon alloy, which is a brazing material, and is integrated with the brazing material to form a brazing material-gold diffusion layer 57, as shown in FIG.

【0006】このようにしてICチップ58を接合した
配線基板では、ニッケル−リン合金層55とニッケル−
ホウ素合金層54との間の剥離は起きないものの、ニッ
ケル−リン合金層55とロウ材−金拡散層57との間の
密着性が十分でない場合があり、この間で剥離が起きる
ことがあった。
In the wiring board having the IC chip 58 bonded in this manner, the nickel-phosphorus alloy layer 55
Although peeling between the boron alloy layer 54 does not occur, the adhesion between the nickel-phosphorus alloy layer 55 and the brazing material-gold diffusion layer 57 may not be sufficient, and peeling may occur during this time. .

【0007】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、表層である金層に電子部品を金−シリコン合金をロ
ウ材としてロウ付けしたとき、ニッケル−リン合金層と
ロウ材−金拡散層との間で剥離が起きない配線基板及び
その製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a nickel-phosphorus alloy layer and a brazing material-gold diffusion layer when an electronic component is brazed to a surface gold layer using a gold-silicon alloy as a brazing material. It is an object of the present invention to provide a wiring board in which separation does not occur between the wiring board and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発
明の効果】本発明者は、[従来の技術]の欄で述べたよ
うに、配線基板の金層上にICチップ等の電子部品を金
−シリコン合金でロウ付けした場合、ニッケル−リン合
金層とロウ材−金拡散層との間で剥離が起きる現象につ
き鋭意研究した結果、このような剥離現象の起こる原
因としてニッケル−リン合金層とロウ材−金拡散層との
間に比較的脆弱な金属間化合物(Ni/P/Si)が生
成している可能性が高いこと、この金属間化合物の生
成率はニッケル−リン合金層のシンタリング温度に依存
していること、を見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems, Embodiments of the Invention, and Effects of the Invention As described in the section of [Prior Art], the present inventor has proposed an electronic component such as an IC chip on a gold layer of a wiring board. As a result of intensive research on the phenomenon of peeling between the nickel-phosphorus alloy layer and the brazing material-gold diffusion layer when brazing with a gold-silicon alloy, nickel-phosphorus alloy It is highly probable that a relatively fragile intermetallic compound (Ni / P / Si) has been formed between the layer and the brazing filler metal-gold diffusion layer. Sintering temperature, and completed the present invention.

【0009】即ち、請求項1記載の発明は、表層にシリ
コンチップ等の電子部品を金−シリコン合金をロウ材と
してロウ付けするための配線基板であって、素材上にニ
ッケル−リン合金層を有し、該ニッケル−リン合金層上
に表層としての金層を有し、該ニッケル−リン合金層
は、リン成分の多い部分と少ない部分とが斑状に分布し
ているか又はリン成分の多い部分が前記金層側に層状に
分離していることを特徴とする。
That is, the invention according to claim 1 is a wiring board for brazing electronic components such as silicon chips to a surface layer using a gold-silicon alloy as a brazing material, wherein a nickel-phosphorus alloy layer is formed on a material. Having a gold layer as a surface layer on the nickel-phosphorus alloy layer, wherein the nickel-phosphorus alloy layer has a portion with a large amount of phosphorus component and a portion with a small amount of phosphorus component, or a portion with a large amount of phosphorus component. Are separated into layers on the gold layer side.

【0010】また、請求項2記載の発明は、表層にシリ
コンチップ等の電子部品を金−シリコン合金をロウ材と
してロウ付けするための配線基板を製造する方法であっ
て、素材上に還元型の無電解めっきによりニッケル−リ
ン合金層を形成するNi−P形成工程と、このニッケル
−リン合金層を600℃以上で処理するシンタリング工
程と、シンタリング後のニッケル−リン合金層に無電解
めっきにより表層としての金層を形成するAu形成工程
とを含むことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wiring board for brazing an electronic component such as a silicon chip to a surface layer using a gold-silicon alloy as a brazing material. A Ni-P forming step of forming a nickel-phosphorous alloy layer by electroless plating, a sintering step of treating the nickel-phosphorous alloy layer at 600 ° C. or more, and an electroless plating of the nickel-phosphorous alloy layer after sintering. Forming an Au layer as a surface layer by plating.

【0011】上記Ni−P工程に用いる素材としては、
セラミック基板やガラス基板等の絶縁基板をそのまま用
いてもよいし、あるいは、これら絶縁基板の上に金属層
(例えばタングステン、モリブデン、モリブデン−マン
ガン合金等のメタライズ金属層やニッケル−ホウ素合金
層など)が形成されたものを用いてもよいし、あるい
は、絶縁基板上のメタライズ金属層にロウ付けした銅−
タングステン(ロウ付け前にニッケル合金でめっきされ
ていてもよい)を用いてもよい。
Materials used in the above-mentioned Ni-P process include:
An insulating substrate such as a ceramic substrate or a glass substrate may be used as it is, or a metal layer (eg, a metallized metal layer such as tungsten, molybdenum, a molybdenum-manganese alloy, or a nickel-boron alloy layer) on these insulating substrates May be used, or a copper brazed to a metallized metal layer on an insulating substrate may be used.
Tungsten (which may be plated with a nickel alloy before brazing) may be used.

【0012】また、Ni−P形成工程では、還元型の無
電解めっきのめっき液としては従来公知の硫酸ニッケル
と還元剤である次亜リン酸ナトリウムを含むめっき液な
どを用いることができ、具体的には上村工業(株)製の
ニムデン78S(商品名)等の市販のめっき液を用いる
ことができる。
In the Ni-P forming step, a conventionally known plating solution containing nickel sulfate and sodium hypophosphite as a reducing agent can be used as a plating solution for the reduction type electroless plating. Specifically, a commercially available plating solution such as Nimden 78S (trade name) manufactured by Uemura Kogyo KK can be used.

【0013】上記シンタリング工程では、600℃以上
の熱で処理する。例えば、ニッケル−リン合金層が形成
された素材を、入口から出口にかけての温度分布が略正
規分布形状であり、配線基板の最高温度が600℃以上
となるように加熱装置内を通過させることが、量産性の
点で好ましい。このとき、最高温度を600℃よりも高
く(例えば650℃)とし、600℃以上のキープ時間
を10分以上となるようにすると、温度にバラツキが生
じても確実に配線基板が600℃以上になるので好まし
い。
In the sintering step, the heat treatment is performed with heat of 600 ° C. or more. For example, the material on which the nickel-phosphorus alloy layer is formed may be passed through a heating device such that the temperature distribution from the inlet to the outlet has a substantially normal distribution shape, and the maximum temperature of the wiring board is 600 ° C. or higher. It is preferable in terms of mass productivity. At this time, if the maximum temperature is set to be higher than 600 ° C. (for example, 650 ° C.) and the keeping time at 600 ° C. or more is set to 10 minutes or more, the wiring substrate can be reliably maintained at 600 ° C. or more even if the temperature varies. Is preferred.

【0014】上記Au形成工程では、シンタリング後の
ニッケル−リン合金層に無電解めっきにより表層として
の金層を形成する。一般に、ニッケル−リン合金層に、
直接、還元型無電解めっきにより厚い(例えば>0.3
μm)金層を形成しようとしてもニッケル−リン合金層
の上にうまく金が析出しないため、膜厚の厚い金層を形
成するには、請求項3に記載したように、まずニッケル
−リン合金層に置換型の無電解めっきによって金めっき
を施して薄い金層(例えば0.01〜0.1μm)を被
着形成し、その後に還元型の無電解めっきによって金め
っきを施して厚い金層を被着形成し、厚みを厚くする方
法が採られる。
In the Au forming step, a gold layer as a surface layer is formed on the nickel-phosphorus alloy layer after sintering by electroless plating. Generally, in the nickel-phosphorus alloy layer,
Directly by reduction type electroless plating, thicker (eg,> 0.3
μm) Even if an attempt is made to form a gold layer, gold does not precipitate well on the nickel-phosphorus alloy layer. A thin gold layer (for example, 0.01-0.1 μm) is formed by applying gold plating to the layer by substitution type electroless plating, and then a thick gold layer is applied by gold plating by reduction type electroless plating. And increasing the thickness.

【0015】尚、置換型の無電解めっきによって金を被
着形成する際のめっき液としては、従来公知の可溶性金
塩にシアン化アルカリ安定化剤等を添加しためっき液等
を用いることができ、具体的にはエヌ・イーケムキャッ
ト社製のアトメックス(商品名)などを用いることがで
きる。また、還元型の無電解めっきによって金を被着形
成する際のめっき液としては、従来公知の水素化ホウ素
ナトリウムを還元剤として含むめっき液等を用いること
ができ、具体的には奥野製薬(株)製のOPCムデンゴ
ールド25(商品名)などを用いることができる。
As a plating solution for depositing and forming gold by substitution type electroless plating, a plating solution obtained by adding an alkali cyanide stabilizer or the like to a conventionally known soluble gold salt can be used. Specifically, Atomex (trade name) manufactured by N-Chemcat Corporation can be used. As a plating solution for forming gold by reduction-type electroless plating, a conventionally known plating solution containing sodium borohydride as a reducing agent can be used. Specifically, Okuno Pharmaceutical ( OPC Muden Gold 25 (trade name) manufactured by K.K.

【0016】本発明の製造方法では、シンタリング工程
を600℃以上で行うことにより、この配線基板の表層
である金層にシリコンチップ等の電子部品を金−シリコ
ン合金をロウ材としてロウ付けして用いた場合に、ニッ
ケル−リン合金層とロウ材−金拡散層との間の剥離を防
止できるという効果が得られる。
In the manufacturing method of the present invention, the sintering step is performed at a temperature of 600 ° C. or higher, so that an electronic component such as a silicon chip is brazed to a gold layer as a surface layer of the wiring board using a gold-silicon alloy as a brazing material. When used, an effect is obtained that separation between the nickel-phosphorus alloy layer and the brazing material-gold diffusion layer can be prevented.

【0017】シンタリング工程を600℃未満の温度で
行った場合には、ニッケル−リン合金層とロウ材−金拡
散層との間の剥離が起きる率が高くなるという問題が発
生する。これは、ニッケル−リン合金層とロウ材−金拡
散層との間に脆弱な金属間化合物(Ni/P/Si)が
多く生成されるためと推察される。また、この金属間化
合物の生成率はシンタリング温度(したがってニッケル
−リン合金層中のリン成分の分布状況)に依存している
と推察される。本発明者の行ったSEMの断面観察等に
よる結晶構造の観察によれば、600℃未満でシンタリ
ングを行った場合にはニッケル−リン合金層に特に変化
がなく、リン成分はほぼ均一に分布していると思われた
が、600〜740℃でシンタリングを行った場合には
ニッケル−リン合金層のリン成分の多い部分と少ない部
分とが表面から下方にかけて斑(まだら)状に分布して
いることが認められ、740℃を超えるとリン成分の多
い部分が表面(金層側)に層状に略分離していることが
認められた。
If the sintering step is performed at a temperature lower than 600 ° C., there is a problem that the rate of occurrence of separation between the nickel-phosphorus alloy layer and the brazing material-gold diffusion layer increases. This is presumed to be due to the generation of a large number of brittle intermetallic compounds (Ni / P / Si) between the nickel-phosphorus alloy layer and the brazing material-gold diffusion layer. Further, it is presumed that the generation rate of the intermetallic compound depends on the sintering temperature (therefore, the distribution of the phosphorus component in the nickel-phosphorus alloy layer). According to the observation of the crystal structure by SEM cross-section observation and the like performed by the present inventors, when sintering is performed at a temperature lower than 600 ° C., the nickel-phosphorus alloy layer has no particular change, and the phosphorus component is substantially uniformly distributed. However, when sintering was performed at 600 to 740 ° C., the portions of the nickel-phosphorous alloy layer having a large amount and the small amount of the phosphorus component were distributed in a spot-like (mottle) manner from the surface to the lower side. When the temperature exceeded 740 ° C., it was recognized that the portion containing a large amount of phosphorus was substantially separated into a layer on the surface (the gold layer side).

【0018】これは、加熱により、ニッケル−リン合金
層中において Ni3Pが生成されて集まり、リン成分の
多い部分を形成する一方、他の部分のリン成分量が相対
的に少なくなるのでリン成分の少ない部分を形成して、
斑状構造を呈するものと考えられる。また、更に高温と
なると、 Ni3Pが集まって表面側で層状になり、残余
のリン成分の少ない部分と層状に分離したものと考えら
れる。そして、このような成分分布構造が金属間化合物
の生成の仕方に寄与しているものと推察される。
This is because Ni 3 P is generated and gathered in the nickel-phosphorus alloy layer by heating to form a portion containing a large amount of phosphorus, while the other portion has a relatively small amount of the phosphorus component. Form a part with less components,
It is considered to have a patchy structure. Further, when the temperature further rises, it is considered that Ni 3 P gathers and forms a layer on the surface side, and separates into a layer from the remaining portion with little phosphorus component. Then, it is presumed that such a component distribution structure contributes to a method of generating an intermetallic compound.

【0019】本発明のシンタリング工程では、本発明の
効果を得るうえで特に上限温度はないが、配線基板に例
えば共晶銀ロウ(mp約780℃)によりピン等が接合
されている場合には銀ロウが溶融しない温度(安全を見
込んで約700℃未満)を上限とすることが好ましい。
In the sintering step of the present invention, there is no particular upper limit temperature for obtaining the effects of the present invention. However, when the pins and the like are joined to the wiring board by, for example, eutectic silver brazing (mp: about 780 ° C.). The upper limit of the temperature is preferably a temperature at which the silver solder does not melt (less than about 700 ° C. in consideration of safety).

【0020】本発明において、請求項4に記載したよう
に、ニッケル−リン合金層のリン含有量が5〜10重量
%となるようにした場合には、ニッケル−リン合金層の
上に金層が一様に形成され、且つ、両層間にフクレやハ
ガレが発生せず歩留まりが際立って向上する点で好まし
い。なお、このリン含有量の定量分析方法は特に限定す
るものではないが、例えば、エネルギー分散型X線分析
装置により定量することが好ましい。
In the present invention, when the phosphorus content of the nickel-phosphorus alloy layer is set to 5 to 10% by weight, a gold layer is formed on the nickel-phosphorus alloy layer. Are uniformly formed and the yield is remarkably improved without swelling or peeling between both layers. The method for quantitatively analyzing the phosphorus content is not particularly limited. For example, it is preferable to determine the phosphorus content using an energy dispersive X-ray analyzer.

【0021】ここで、リン含有量が10重量%を超える
と、ニッケル−リン合金層の耐食性が高くなるため、例
えば置換型無電解めっきにより金層を形成する場合に
は、ニッケル−リン合金層からニッケルが溶出しにくく
なり、その結果金が析出しにくくなる傾向にあるため、
好ましくない。
Here, if the phosphorus content exceeds 10% by weight, the corrosion resistance of the nickel-phosphorus alloy layer is increased. For example, when forming a gold layer by substitution type electroless plating, the nickel-phosphorus alloy layer Because nickel is less likely to elute from it, and as a result gold tends to be less likely to precipitate,
Not preferred.

【0022】一方、リン含有量が5重量%未満では、例
えば置換型無電解めっきにより金層を形成する場合に
は、ニッケル−リン合金層と金層との界面においてニッ
ケル酸化層が形成されやすくなること等によって両層の
密着性が悪くなる傾向にあるため、好ましくない。
On the other hand, when the phosphorus content is less than 5% by weight, for example, when a gold layer is formed by substitutional electroless plating, a nickel oxide layer is easily formed at the interface between the nickel-phosphorus alloy layer and the gold layer. It is not preferable because the adhesion between the two layers tends to be deteriorated due to the occurrence of the problem.

【0023】[0023]

【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を図面に基づ
いて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施
例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲
に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments of the present invention are not limited to the following examples at all, and it goes without saying that various embodiments can be adopted as long as they belong to the technical scope of the present invention.

【0024】[実施例1]図1は本実施例の電子部品用
パッケージ本体の構造を表す説明図であり、図1(a)
はシリコンチップ接合前の説明図、(b)はシリコンチ
ップ接合後の説明図である。尚、円内は拡大断面図であ
る。
[Embodiment 1] FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of an electronic component package body of this embodiment, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory view before a silicon chip is joined, and FIG. 2B is an explanatory view after a silicon chip is joined. The inside of the circle is an enlarged sectional view.

【0025】電子部品用パッケージ本体1は、図1
(a)に示すように、アルミナセラミックからなる絶縁
基板2、メタライズ金属層3、ニッケル−ホウ素合金層
4、ニッケル−リン合金層5、金層6を備えており、各
層はこの順序に積み上げられるように形成されている。
The electronic component package body 1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 1A, an insulating substrate 2 made of alumina ceramic, a metallized metal layer 3, a nickel-boron alloy layer 4, a nickel-phosphorus alloy layer 5, and a gold layer 6 are provided, and each layer is stacked in this order. It is formed as follows.

【0026】かかる電子部品用パッケージ本体1は、以
下の手順により製造した。即ち、所定のアルミナ原料粉
体に有機溶剤等を添加混合してスラリーとし、これをド
クターブレード法等を採用することによりセラミックグ
リーンシートとし、しかる後、タングステン粉末等から
なる導体ペーストを用いてセラミックグリーンシートに
スクリーン印刷し、次いで、これを図示はしないが適数
枚積層、圧着し、約1600℃にて同時焼成した。これ
により、絶縁基板2上にメタライズ金属層3を一体的に
形成した。
The electronic component package body 1 was manufactured according to the following procedure. That is, a predetermined alumina raw material powder is mixed with an organic solvent and the like to form a slurry, which is formed into a ceramic green sheet by employing a doctor blade method or the like, and thereafter, a ceramic is formed using a conductor paste made of tungsten powder or the like. Screen printing was performed on a green sheet, and then, though not shown, an appropriate number of the sheets were laminated, pressed and co-fired at about 1600 ° C. Thereby, the metallized metal layer 3 was integrally formed on the insulating substrate 2.

【0027】そして、このメタライズ金属層3の上に、
硫酸ニッケルとDMAB(ジメチルアミンボラン)を還
元剤として含む無電解めっき液(奥野製薬(株)製のト
ップケミアロイB−1(商品名))を用いて、液温65
℃、pH6.7、めっき時間15分という条件でめっき
を行い、ニッケル−ホウ素合金層4を厚さ1.2μm被
着、形成し、その後図示しないピンを銀ロウによりロウ
付けした。
Then, on this metallized metal layer 3,
Using an electroless plating solution (Top Chemialloy B-1 (trade name) manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) containing nickel sulfate and DMAB (dimethylamine borane) as reducing agents, a solution temperature of 65%
Plating was performed under the conditions of ° C., pH 6.7, and plating time of 15 minutes, a nickel-boron alloy layer 4 was applied and formed to a thickness of 1.2 μm, and then pins (not shown) were brazed with silver brazing.

【0028】次いで、このニッケル−ホウ素合金層4の
上に、硫酸ニッケルと次亜リン酸ナトリウムを還元剤と
して含む無電解めっき液(上村工業(株)製のニムデン
78S(商品名))を用いて、液温90℃、pH6.
0、めっき時間10分という条件でめっきを行い、ニッ
ケル−リン合金層5を厚さ3.0μm被着形成した。
Then, an electroless plating solution (Nimden 78S (trade name) manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd.) containing nickel sulfate and sodium hypophosphite as a reducing agent is used on the nickel-boron alloy layer 4. And a liquid temperature of 90 ° C. and a pH of 6.
The plating was carried out under the conditions of 0 and a plating time of 10 minutes, and a nickel-phosphorus alloy layer 5 was formed with a thickness of 3.0 μm.

【0029】次いで、加熱装置(光洋リンドバーグ社製
のメッシュベルト式連続炉)を用いてシンタリングを行
った。この加熱装置は、入口から出口にかけての温度分
布が略正規分布形状であり、基板の最高温度が650
℃、600℃以上のキープ時間が10分となるように設
定した。尚、加熱装置の通過距離は3050mm、通過
時間は22分であった。このようにすると、基板が確実
に600℃以上に加熱される。
Next, sintering was performed using a heating device (mesh belt type continuous furnace manufactured by Koyo Lindberg). In this heating device, the temperature distribution from the inlet to the outlet has a substantially normal distribution shape, and the maximum temperature of the substrate is 650.
The temperature was kept so that the keeping time at 600 ° C. or more was 10 minutes. The passing distance of the heating device was 3050 mm, and the passing time was 22 minutes. This ensures that the substrate is heated to 600 ° C. or higher.

【0030】続いて、置換型無電解金めっき用のめっき
液(エヌ・イーケムキャット(株)製のアトメックス
(商品名))を用いて、液温85℃、pH6.0、めっ
き時間3分という条件でめっきを行い、金層6のうち下
層に相当する第1金層6aを厚さ0.01〜0.1μm
被着形成した。
Subsequently, using a plating solution for substitutional electroless gold plating (Atomex (trade name) manufactured by NE Chemcat Corporation), the solution temperature was 85 ° C., the pH was 6.0, and the plating time was 3 minutes. Plating is performed under the conditions, and the first gold layer 6a corresponding to the lower layer of the gold layer 6 is formed to a thickness of 0.01 to 0.1 μm.
Formed.

【0031】最後に、水素化ホウ素ナトリウムを還元剤
として含む無電解めっき液(奥野製薬(株)製のOPC
ムデンゴールド25(商品名))を用いて、液温73
℃、pH13.5、めっき時間30分という条件でめっ
きを行い、金層6のうち上層に相当する第2金層6bを
厚さ2.0μm被着形成した。
Finally, an electroless plating solution containing sodium borohydride as a reducing agent (OPC manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.)
Liquid temperature 73 (Mudden Gold 25 (trade name))
Plating was performed under the conditions of a temperature of 1 ° C., a pH of 13.5, and a plating time of 30 minutes, and a second gold layer 6 b corresponding to the upper layer of the gold layer 6 was adhered and formed to a thickness of 2.0 μm.

【0032】このようにして、図1(a)に示す構造の
電子部品用パッケージ本体1を作製した。 [実施例2、3及び比較例1、2]実施例2、3及び比
較例1、2では、上記実施例1においてニッケル−リン
合金層を還元型無電解めっきにより被着形成した後のシ
ンタリング工程の最高温度を、下記表1に示す最高温度
に設定し、各最高温度より50℃低い温度以上の温度で
10分キープした以外は、上記実施例1と同様にして図
1(a)と同様の構造の電子部品用パッケージ本体を作
製した。尚、比較例1はシンタリングを行わずに置換型
無電解金めっき、還元型無電解金めっきを行った。
Thus, the electronic component package body 1 having the structure shown in FIG. 1A was manufactured. [Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2] In Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2, the sinter after forming the nickel-phosphorus alloy layer by the reduction type electroless plating in Example 1 described above. 1 (a) in the same manner as in Example 1 except that the maximum temperature of the ring process was set to the maximum temperature shown in Table 1 below, and kept at a temperature 50 ° C. lower than each maximum temperature for 10 minutes or more. An electronic component package body having the same structure as that described above was produced. In Comparative Example 1, substitution-type electroless gold plating and reduction-type electroless gold plating were performed without performing sintering.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[試験例]以上のようにして得られた実施
例1〜3及び比較例1、2の表層である金層6上に、金
−シリコン合金(シリコン1〜2%、mp370〜39
0℃)をロウ材としてこれを450℃の熱で溶かし、図
1(b)に示すように、シリコンチップ8をロウ付けし
た。
[Test Example] A gold-silicon alloy (silicon 1-2%, mp 370-39) was formed on the gold layer 6 as the surface layer of Examples 1-3 and Comparative Examples 1 and 2 obtained as described above.
(0 ° C.) was melted by heat of 450 ° C., and the silicon chip 8 was brazed as shown in FIG.

【0035】これにより、金層6はロウ材である金−シ
リコン合金に拡散してロウ材−金拡散層7となった。そ
して、ニッケル−リン合金層5とロウ材−金拡散層7と
の間の密着性を調べるため、シリコンチップ8に熱可塑
性テープ(3M社製)、セラミック板、熱可塑性テー
プ、アルミスタッドの順に重ねて接合し、電子部品用パ
ッケージ本体1を固定したうえでこのアルミスタッドを
上方に引っ張り、ハガレ発生率を求めた。尚、この試験
は、各実施例、各比較例につき100ピースずつ行っ
た。
As a result, the gold layer 6 diffused into the brazing material, ie, the gold-silicon alloy, to form the brazing material-gold diffusion layer 7. Then, in order to examine the adhesion between the nickel-phosphorus alloy layer 5 and the brazing material-gold diffusion layer 7, a thermoplastic tape (manufactured by 3M), a ceramic plate, a thermoplastic tape, and an aluminum stud are sequentially attached to the silicon chip 8. The aluminum studs were pulled upward after fixing the electronic component package body 1 by overlapping and joining, and the occurrence of peeling was determined. In addition, this test was performed for each Example and each Comparative Example by 100 pieces.

【0036】・ハガレ発生率 ニッケル−リン合金層5とロウ材−金拡散層7との間で
剥離が起こったピースを、ハガレが発生したピースとし
てカウントした。その結果を下記表2に示す。尚、ハガ
レが発生しなかったピースはシリコンチップ8が割れ
た。また、比較例1については、ニッケル−リン合金層
5とニッケル−ホウ素合金層4との間で剥離が起こっ
た。この剥離についてもハガレとしてカウントした。
Peeling rate Pieces in which peeling occurred between the nickel-phosphorus alloy layer 5 and the brazing material-gold diffusion layer 7 were counted as pieces in which peeling occurred. The results are shown in Table 2 below. Incidentally, the silicon chip 8 was broken in the piece in which no peeling occurred. In Comparative Example 1, peeling occurred between the nickel-phosphorus alloy layer 5 and the nickel-boron alloy layer 4. This peeling was also counted as peeling.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】尚、各試験例においてニッケル−リン合金
層5を無電解めっきにより被着形成した際(シンタリン
グ前)に、ニッケル−リン合金層5のリン含有量の定量
分析を行った。この定量分析は、機種:JEOL(日本
電子(株))製のJSM−820、検出器:トレイコア
・ノーザン(株)製のエネルギー分散型X線分析装置を
用いて、加速電圧20kV、分析倍率3700倍(30
×23μm)という条件で行った。その結果、リン含有
量は5〜10重量%の範囲にあった。
In each of the test examples, when the nickel-phosphorus alloy layer 5 was formed by electroless plating (before sintering), the phosphorus content of the nickel-phosphorus alloy layer 5 was quantitatively analyzed. This quantitative analysis was performed by using a model: JEOL (JEOL Co., Ltd.) JSM-820 and a detector: Tray Core Northern Co., Ltd. energy dispersive X-ray analyzer using an acceleration voltage of 20 kV and an analysis magnification of 3700. Double (30
× 23 μm). As a result, the phosphorus content was in the range of 5 to 10% by weight.

【0039】上記表2から明らかなように、ニッケル−
リン合金層5を被着形成した後のシンタリングの最高温
度が600℃以上のときには、ハガレ発生率はゼロであ
り、ニッケル−リン合金層5とロウ材−金拡散層7との
密着性が極めて強固であった。このため、実施例1〜3
の電子部品用パッケージ本体を用いれば、金−シリコン
合金でチップをロウ付けした場合に、チップが剥がれる
ことがないという効果が得られる。
As is clear from Table 2 above, nickel-
When the maximum sintering temperature after the formation of the phosphorus alloy layer 5 is 600 ° C. or more, the occurrence of peeling is zero, and the adhesion between the nickel-phosphorus alloy layer 5 and the brazing material-gold diffusion layer 7 is reduced. It was extremely strong. Therefore, Examples 1 to 3
The use of the electronic component package body of (1) has an effect that the chip does not peel off when the chip is brazed with a gold-silicon alloy.

【0040】尚、ニッケル−リン合金層5のリン含有量
が5〜10重量%から外れた場合についても、上記実施
例と同様にして電子部品用パッケージ本体を作製した
が、5重量%未満ではチップをロウ付けした際にニッケ
ル−リン合金層と金層との間にハガレ・フクレを生じ、
10重量%を超えると金層が形成されない無めっき部分
を生じた。
When the phosphorus content of the nickel-phosphorus alloy layer 5 was out of the range of 5 to 10% by weight, an electronic component package body was produced in the same manner as in the above embodiment. When the chip is brazed, nickel-phosphorus alloy layer and gold layer cause peeling,
If it exceeds 10% by weight, a non-plated portion where no gold layer is formed was produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例の電子部品用パッケージ本体の構造を
表す説明図であり、(a)はシリコンチップ接合前の説
明図、(b)はシリコンチップ接合後の説明図である。
FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams illustrating a structure of an electronic component package body according to an embodiment, in which FIG. 1A is an explanatory diagram before a silicon chip is joined, and FIG.

【図2】 従来例の電子部品用パッケージ本体の構造を
表す説明図であり、(a)はシリコンチップ接合前の説
明図、(b)はシリコンチップ接合後の説明図である。
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing a structure of a conventional electronic component package body, wherein FIG. 2A is an explanatory view before a silicon chip is joined, and FIG. 2B is an explanatory view after a silicon chip is joined.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・電子部品用パッケージ本体、2・・・絶縁基
板、3・・・メタライズ金属層、4・・・ニッケル−ホ
ウ素合金層、5・・・ニッケル−リン合金層、6・・・
金層、6a・・・第1金層、6b・・・第2金層、7・
・・ロウ材−金拡散層、8・・・シリコンチップ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Package body for electronic components, 2 ... Insulating substrate, 3 ... Metallized metal layer, 4 ... Nickel-boron alloy layer, 5 ... Nickel-phosphorus alloy layer, 6 ...
Gold layer, 6a: first gold layer, 6b: second gold layer, 7
..Braze material-gold diffusion layer, 8 ... silicon chip.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表層にシリコンチップ等の電子部品を金
−シリコン合金をロウ材としてロウ付けするための配線
基板であって、 素材上にニッケル−リン合金層を有し、 該ニッケル−リン合金層上に表層としての金層を有し、 該ニッケル−リン合金層は、リン成分の多い部分と少な
い部分とが斑状に分布しているか又はリン成分の多い部
分が前記金層側に層状に分離していることを特徴とする
配線基板。
1. A wiring board for brazing an electronic component such as a silicon chip on a surface layer using a gold-silicon alloy as a brazing material, comprising: a nickel-phosphorus alloy layer on a material; The nickel-phosphorus alloy layer has a portion containing a large amount of phosphorus and a portion containing a small amount of phosphorus, or a portion containing a large amount of phosphorus is layered on the side of the gold layer. A wiring board characterized by being separated.
【請求項2】 表層にシリコンチップ等の電子部品を金
−シリコン合金をロウ材としてロウ付けするための配線
基板を製造する方法であって、 素材上に還元型の無電解めっきによりニッケル−リン合
金層を形成するNi−P形成工程と、 このニッケル−リン合金層を600℃以上で処理するシ
ンタリング工程と、 シンタリング後のニッケル−リン合金層に無電解めっき
により表層としての金層を形成するAu形成工程とを含
むことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. A method of manufacturing a wiring board for brazing electronic components such as a silicon chip on a surface layer using a gold-silicon alloy as a brazing material, wherein nickel-phosphorus is formed on a material by reduction-type electroless plating. A Ni-P forming step of forming an alloy layer, a sintering step of treating the nickel-phosphorous alloy layer at a temperature of 600 ° C. or more, and a gold layer as a surface layer on the nickel-phosphorous alloy layer after sintering by electroless plating. And a step of forming an Au.
【請求項3】 前記Au形成工程では、置換型の無電解
金めっきを行った上で還元型の無電解金めっきを行うこ
とにより表層としての金層を形成することを特徴とする
請求項2記載の配線基板の製造方法。
3. The gold layer as a surface layer is formed by performing substitution-type electroless gold plating and then performing reduction-type electroless gold plating in the Au forming step. The method for manufacturing the wiring board according to the above.
【請求項4】 前記ニッケル−リン合金層はリン含有量
が5〜10重量%であることを特徴とする請求項2又は
3記載の配線基板の製造方法。
4. The method according to claim 2, wherein the nickel-phosphorus alloy layer has a phosphorus content of 5 to 10% by weight.
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