JPH10265872A - 樹脂密着性に優れた銅または銅合金材 - Google Patents
樹脂密着性に優れた銅または銅合金材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 樹脂との良好な密着性を与える銅または銅合
金材の提供。 【解決手段】 最終冷延または調質圧延時に、ダルロー
ル圧延された粗化表面を有する銅または銅合金材、また
は酸性溶液によりエッチングされた粗化表面を有する銅
または銅合金材であって、電子線３次元粗さ解析装置に
より１０００倍に拡大した表面に基づき、算術平均粗さ
が０．０５〜０．８μｍかつ表面積代替値が１．００５
〜１．０８である銅または銅合金材。最終冷延後におい
てアルカリ溶液中に浸漬され、表面に形成された酸化皮
膜による粗化表面を有する銅または銅合金材であって、
電子線３次元粗さ解析装置により３０００倍に拡大した
表面に基づき、算術平均粗さが０．０３〜０．５μｍか
つ表面積代替値が１．００５〜１．１である銅または銅
合金材。これらは樹脂との接合性に優れる。
金材の提供。 【解決手段】 最終冷延または調質圧延時に、ダルロー
ル圧延された粗化表面を有する銅または銅合金材、また
は酸性溶液によりエッチングされた粗化表面を有する銅
または銅合金材であって、電子線３次元粗さ解析装置に
より１０００倍に拡大した表面に基づき、算術平均粗さ
が０．０５〜０．８μｍかつ表面積代替値が１．００５
〜１．０８である銅または銅合金材。最終冷延後におい
てアルカリ溶液中に浸漬され、表面に形成された酸化皮
膜による粗化表面を有する銅または銅合金材であって、
電子線３次元粗さ解析装置により３０００倍に拡大した
表面に基づき、算術平均粗さが０．０３〜０．５μｍか
つ表面積代替値が１．００５〜１．１である銅または銅
合金材。これらは樹脂との接合性に優れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、およびポリイミドなどの樹脂との密着性
に優れた銅または銅合金材に係り、特に半導体パッケー
ジやヒートスプレッダ材、回路用材料として使用される
に適した銅または銅合金材に関する。
ェノール樹脂、およびポリイミドなどの樹脂との密着性
に優れた銅または銅合金材に係り、特に半導体パッケー
ジやヒートスプレッダ材、回路用材料として使用される
に適した銅または銅合金材に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属と樹脂とが接合された部分が、製品
の一部もしくは全体を構成している工業製品は多い。例
えば、半導体ＩＣなどを格納するパッケージは、金属製
リードフレームと封止用材料とから構成される。金属製
リードフレームとしては、銅または銅合金がしばしば使
用される。封止用材料には、過去にはセラミックスも使
用されたが、現在ではコストの安い樹脂（エポキシ樹脂
など）が主流を占めている。また、半導体パッケージ内
部には、ヒートスプレッダとよばれる銅製金属板が使用
される場合があるが、この金属板の周囲は樹脂で封止さ
れる。また、電子回路用基板では、銅箔がエポキシ樹脂
を含有するガラス布基材やフェノール樹脂などに接合さ
れている。
の一部もしくは全体を構成している工業製品は多い。例
えば、半導体ＩＣなどを格納するパッケージは、金属製
リードフレームと封止用材料とから構成される。金属製
リードフレームとしては、銅または銅合金がしばしば使
用される。封止用材料には、過去にはセラミックスも使
用されたが、現在ではコストの安い樹脂（エポキシ樹脂
など）が主流を占めている。また、半導体パッケージ内
部には、ヒートスプレッダとよばれる銅製金属板が使用
される場合があるが、この金属板の周囲は樹脂で封止さ
れる。また、電子回路用基板では、銅箔がエポキシ樹脂
を含有するガラス布基材やフェノール樹脂などに接合さ
れている。
【０００３】このように銅または銅合金材と樹脂とが接
合している製品では、樹脂密着性がしばしば問題にな
る。一例をあげると、図１は、銅製リードフレームＬの
ダイパッド３の上に半導体チップ２を接着し、半導体チ
ップをボンディングワイヤ５によりリードフレームのリ
ード４と接続し、これらを一体のものとして熱硬化性樹
脂からなる樹脂モールド１により封止することにより作
製した半導体パッケージを示す。こうした樹脂を使用し
た半導体パッケージでは、図１に示すように、リードフ
レームと樹脂との密着性が不十分である場合には、パッ
ケージ内部で樹脂が剥離したり、樹脂に亀裂が発生しや
すいという問題がある。これを具体的に説明すると、樹
脂内部に吸収された水分が、リードフレームダイパッド
と樹脂との界面にまで達し、界面に蓄積した水分が半導
体の発生する熱により膨張し、この膨張する力により樹
脂がリードフレームダイパッドから剥離したり、あるい
は樹脂に亀裂が発生するという現象である。この亀裂に
より、パッケージ内部の半導体は故障にいたるので、亀
裂の発生は極力防止しなければならない。上記の例のよ
うに、従来技術では、銅または銅合金のような金属材料
と樹脂との密着性不良を起因とした問題が発生する場合
があった。
合している製品では、樹脂密着性がしばしば問題にな
る。一例をあげると、図１は、銅製リードフレームＬの
ダイパッド３の上に半導体チップ２を接着し、半導体チ
ップをボンディングワイヤ５によりリードフレームのリ
ード４と接続し、これらを一体のものとして熱硬化性樹
脂からなる樹脂モールド１により封止することにより作
製した半導体パッケージを示す。こうした樹脂を使用し
た半導体パッケージでは、図１に示すように、リードフ
レームと樹脂との密着性が不十分である場合には、パッ
ケージ内部で樹脂が剥離したり、樹脂に亀裂が発生しや
すいという問題がある。これを具体的に説明すると、樹
脂内部に吸収された水分が、リードフレームダイパッド
と樹脂との界面にまで達し、界面に蓄積した水分が半導
体の発生する熱により膨張し、この膨張する力により樹
脂がリードフレームダイパッドから剥離したり、あるい
は樹脂に亀裂が発生するという現象である。この亀裂に
より、パッケージ内部の半導体は故障にいたるので、亀
裂の発生は極力防止しなければならない。上記の例のよ
うに、従来技術では、銅または銅合金のような金属材料
と樹脂との密着性不良を起因とした問題が発生する場合
があった。
【０００４】例えば、銅リードフレーム材では半導体の
組立工程において種々の加熱工程を経るので表面に酸化
膜が生成しており、この酸化膜のリードフレーム母材へ
の密着性が樹脂とリードフレーム材との密着性を支配し
ていることに鑑み、酸化膜の組成を改良するべく、リー
ドフレーム材を少量のＣｒ、Ｚｒ及びＺｎを含む銅合
金、更にはＦｅ及びＮｉを追加的に含む銅合金から作製
することが提唱されている。また、密着性不良を改善す
るべく、アンカー効果を得るよう表面を粗化する方法が
一般に採用されているが、いまだ十分の信頼性を得るに
至っていない。
組立工程において種々の加熱工程を経るので表面に酸化
膜が生成しており、この酸化膜のリードフレーム母材へ
の密着性が樹脂とリードフレーム材との密着性を支配し
ていることに鑑み、酸化膜の組成を改良するべく、リー
ドフレーム材を少量のＣｒ、Ｚｒ及びＺｎを含む銅合
金、更にはＦｅ及びＮｉを追加的に含む銅合金から作製
することが提唱されている。また、密着性不良を改善す
るべく、アンカー効果を得るよう表面を粗化する方法が
一般に採用されているが、いまだ十分の信頼性を得るに
至っていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特定の
組成の合金を使用する方法では、汎用性がなく、特定の
分野にしか適用できない。銅または銅合金材と樹脂との
接合部分が、製品の一部もしくは全体を構成している工
業製品の種類が多いことに鑑み、本発明は、汎用性のあ
る、そして十分の信頼性のある樹脂との密着性を与える
銅または銅合金材を提供することを課題とするものであ
る。
組成の合金を使用する方法では、汎用性がなく、特定の
分野にしか適用できない。銅または銅合金材と樹脂との
接合部分が、製品の一部もしくは全体を構成している工
業製品の種類が多いことに鑑み、本発明は、汎用性のあ
る、そして十分の信頼性のある樹脂との密着性を与える
銅または銅合金材を提供することを課題とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明者が研究を行った結果、ダルロールによる圧
延、酸性溶液によるエッチングまたはアルカリ溶液への
浸漬による酸化膜の形成により銅または銅合金材の表面
を特定範囲のプロフィルを有する粗化表面として形成す
ることにより、良好な樹脂密着性を得ることができるこ
とが見い出された。その場合、銅または銅合金材表面の
算術平均粗さ（Ｒａ）のみならず、銅または銅合金材材
と樹脂とが接合する部分の正味の面積の指標である表面
積代替値を適正な範囲とすることにより、良好な樹脂密
着性を得ることができることが見い出されたものであ
る。電子線３次元粗さ解析装置により表面を拡大して得
られためっき材表面を基準として測定を行うのが好適で
あることも判明した。
めに本発明者が研究を行った結果、ダルロールによる圧
延、酸性溶液によるエッチングまたはアルカリ溶液への
浸漬による酸化膜の形成により銅または銅合金材の表面
を特定範囲のプロフィルを有する粗化表面として形成す
ることにより、良好な樹脂密着性を得ることができるこ
とが見い出された。その場合、銅または銅合金材表面の
算術平均粗さ（Ｒａ）のみならず、銅または銅合金材材
と樹脂とが接合する部分の正味の面積の指標である表面
積代替値を適正な範囲とすることにより、良好な樹脂密
着性を得ることができることが見い出されたものであ
る。電子線３次元粗さ解析装置により表面を拡大して得
られためっき材表面を基準として測定を行うのが好適で
あることも判明した。
【０００７】こうした知見に基づいて、本発明は、
（１）最終冷延または調質圧延時に、ダルロールを用い
て圧延された粗化表面を有する銅または銅合金材であっ
て、電子線３次元粗さ解析装置により表面を１０００倍
に拡大して得られた表面に基づいて、算術平均粗さ（Ｒ
ａ）が０．０５〜０．８μｍであり、かつ（測定から得
られた試料の表面積）／（測定範囲の縦×横）として定
義される表面積代替値が１．００５〜１．０８であるこ
とを特徴とする樹脂との接合性に優れた銅または銅合金
材、（２）最終冷延後において、酸性溶液によりエッチ
ングされた粗化表面を有する銅または銅合金材であっ
て、電子線３次元粗さ解析装置により表面を１０００倍
に拡大して得られた表面に基づいて、算術平均粗さ（Ｒ
ａ）が０．０５〜０．８μｍであり、かつ（測定から得
られた試料の表面積）／（測定範囲の縦×横）として定
義される表面積代替値が１．００５〜１．０８であるこ
とを特徴とする樹脂との接合性に優れた銅または銅合金
材、及び（３）最終冷延後においてアルカリ溶液中に浸
漬され、該銅合金表面に形成された酸化皮膜による粗化
表面を有する銅または銅合金材であって、電子線３次元
粗さ解析装置により表面を３０００倍に拡大して得られ
た表面に基づいて、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０３〜
０．５μｍであり、かつ（測定から得られた試料の表面
積）／（測定範囲の縦×横）として定義される表面積代
替値が１．００５〜１．１であることを特徴とする樹脂
との接合性に優れた銅または銅合金材を提供する。
（１）最終冷延または調質圧延時に、ダルロールを用い
て圧延された粗化表面を有する銅または銅合金材であっ
て、電子線３次元粗さ解析装置により表面を１０００倍
に拡大して得られた表面に基づいて、算術平均粗さ（Ｒ
ａ）が０．０５〜０．８μｍであり、かつ（測定から得
られた試料の表面積）／（測定範囲の縦×横）として定
義される表面積代替値が１．００５〜１．０８であるこ
とを特徴とする樹脂との接合性に優れた銅または銅合金
材、（２）最終冷延後において、酸性溶液によりエッチ
ングされた粗化表面を有する銅または銅合金材であっ
て、電子線３次元粗さ解析装置により表面を１０００倍
に拡大して得られた表面に基づいて、算術平均粗さ（Ｒ
ａ）が０．０５〜０．８μｍであり、かつ（測定から得
られた試料の表面積）／（測定範囲の縦×横）として定
義される表面積代替値が１．００５〜１．０８であるこ
とを特徴とする樹脂との接合性に優れた銅または銅合金
材、及び（３）最終冷延後においてアルカリ溶液中に浸
漬され、該銅合金表面に形成された酸化皮膜による粗化
表面を有する銅または銅合金材であって、電子線３次元
粗さ解析装置により表面を３０００倍に拡大して得られ
た表面に基づいて、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０３〜
０．５μｍであり、かつ（測定から得られた試料の表面
積）／（測定範囲の縦×横）として定義される表面積代
替値が１．００５〜１．１であることを特徴とする樹脂
との接合性に優れた銅または銅合金材を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】銅または銅合金材と樹脂との密着
性を向上させることを目的として、選択された特定の方
法により形成された粗化表面において、３次元表面粗さ
解析装置の使用による表面粗さと表面積代替値とを最適
の範囲に定め、適正なアンカー効果と表面積を有する表
面特性を銅または銅合金材に賦与したことが本発明の特
徴であり、この材料の使用で、より強固な樹脂との密着
性を得ることができる。
性を向上させることを目的として、選択された特定の方
法により形成された粗化表面において、３次元表面粗さ
解析装置の使用による表面粗さと表面積代替値とを最適
の範囲に定め、適正なアンカー効果と表面積を有する表
面特性を銅または銅合金材に賦与したことが本発明の特
徴であり、この材料の使用で、より強固な樹脂との密着
性を得ることができる。
【０００９】本発明の銅または銅合金材は、純銅条もし
くはＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚ
ｎ、Ｐなどの合金元素を１種ないし複数種含有する銅合
金条であり、りん青銅や高力導電性を有するコルソン合
金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ）などの一般的な銅合金も含まれ
る。銅および銅合金は、電気および熱の良導体であるの
で、半導体パッケージや回路用材料として広く使用され
る。
くはＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚ
ｎ、Ｐなどの合金元素を１種ないし複数種含有する銅合
金条であり、りん青銅や高力導電性を有するコルソン合
金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ）などの一般的な銅合金も含まれ
る。銅および銅合金は、電気および熱の良導体であるの
で、半導体パッケージや回路用材料として広く使用され
る。
【００１０】本発明では、表面粗さと表面積代替値とを
規定するが、これらは株式会社エリオニクス製の３次元
表面粗さ解析装置を使用し、粗化表面を倍率１０００倍
または３０００倍で測定した値を採用している。これが
測定の信頼性と便宜性の観点から最適と判断したからで
ある。
規定するが、これらは株式会社エリオニクス製の３次元
表面粗さ解析装置を使用し、粗化表面を倍率１０００倍
または３０００倍で測定した値を採用している。これが
測定の信頼性と便宜性の観点から最適と判断したからで
ある。
【００１１】３次元表面粗さ解析装置は、電子プローブ
で試料表面を高速でスキャンし、微細表面形状を確実に
キャッチし、例えばＳＥＭ観察視野をリアルタイムでＣ
ＲＴに三次元表示することができ、また表面積、Ｒａ、
Ｒｚ、Ｒｍａｘ等や山数、粒度、等高線、面積率その他
をグラフ等で表示することができる。表面積の計算は、
微細表面形状画像において３点のサンプリング点を頂点
とした三角形の面積和として算出する。なおこの計算
は、測定機内部のコンピューターによりなされる。
で試料表面を高速でスキャンし、微細表面形状を確実に
キャッチし、例えばＳＥＭ観察視野をリアルタイムでＣ
ＲＴに三次元表示することができ、また表面積、Ｒａ、
Ｒｚ、Ｒｍａｘ等や山数、粒度、等高線、面積率その他
をグラフ等で表示することができる。表面積の計算は、
微細表面形状画像において３点のサンプリング点を頂点
とした三角形の面積和として算出する。なおこの計算
は、測定機内部のコンピューターによりなされる。
【００１２】粗化表面の算術平均粗さ（ＪＩＳ Ｂ０６
０１にて定義、以下Ｒａとよぶ）は、対象面からランダ
ムに抜き取った各部分における中心線平均粗さの算術平
均値である。
０１にて定義、以下Ｒａとよぶ）は、対象面からランダ
ムに抜き取った各部分における中心線平均粗さの算術平
均値である。
【００１３】表面積代替値は以下の式で表される：
【数４】（測定から得られた試料の表面積）／（測定範
囲の縦×横） 表面積代替値は、凹凸のある実際に樹脂と接触する表面
の面積が凹凸のない平面の面積の何倍になっているかを
表し、銅または銅合金材と樹脂とが接合する部分の正味
の面積に比例する。樹脂密着性を向上させるためには、
先述したアンカー効果のみならず、樹脂接合部の表面積
も重要である。例をあげると、Ｒａが大きい金属材料
と、Ｒａが小さい金属材料の樹脂密着性を比較すると、
前者の密着性が必ずしもよいというわけではなく、後者
の表面が微細に荒れて、表面積代替値が大きい場合に
は、後者の方がよくなる場合がある。すなわち、材料の
表面粗さと表面積代替値とを適当に制御することが重要
である。
囲の縦×横） 表面積代替値は、凹凸のある実際に樹脂と接触する表面
の面積が凹凸のない平面の面積の何倍になっているかを
表し、銅または銅合金材と樹脂とが接合する部分の正味
の面積に比例する。樹脂密着性を向上させるためには、
先述したアンカー効果のみならず、樹脂接合部の表面積
も重要である。例をあげると、Ｒａが大きい金属材料
と、Ｒａが小さい金属材料の樹脂密着性を比較すると、
前者の密着性が必ずしもよいというわけではなく、後者
の表面が微細に荒れて、表面積代替値が大きい場合に
は、後者の方がよくなる場合がある。すなわち、材料の
表面粗さと表面積代替値とを適当に制御することが重要
である。
【００１４】図３は、後で実施例と関連して示すダルロ
ールで圧延した純銅材の粗化表面の１０００倍の表面凹
凸の鳥瞰図である。ここでは、１２０ミクロンのＸ軸と
９０ミクロンのＹ軸が、測定範囲の縦×横として選択さ
れ、実際の微細輪郭が三次元表示されている。こぶ状の
凹凸の高さが左側の高さ−色表示に合わせて、カラーで
表されている。この場合、表面積代替値は、３次元表面
粗さ解析装置による測定から得られた試料の実際の表面
積を１２０ミクロン×９０ミクロンで割った値となる。
ールで圧延した純銅材の粗化表面の１０００倍の表面凹
凸の鳥瞰図である。ここでは、１２０ミクロンのＸ軸と
９０ミクロンのＹ軸が、測定範囲の縦×横として選択さ
れ、実際の微細輪郭が三次元表示されている。こぶ状の
凹凸の高さが左側の高さ−色表示に合わせて、カラーで
表されている。この場合、表面積代替値は、３次元表面
粗さ解析装置による測定から得られた試料の実際の表面
積を１２０ミクロン×９０ミクロンで割った値となる。
【００１５】本発明の第１の様相に従えば、銅または銅
合金材は、最終冷延または調質圧延時に、ダルロールを
用いて圧延し、所定のＲａおよび表面積代替値を有する
条を製造する。ダルロールとは、圧延ロールの一種であ
り、表面に微細な凹凸が形成されているロールである。
圧延機に使用するダルロールは、表面をショットブラス
トや放電加工や研削砥石により加工し、調整したもので
ある。ダルロールで圧延する理由は、本発明の銅または
銅合金を安価でしかも再現良く製造できるからである。
この場合、ダルロールで圧延した銅または銅合金材の粗
化表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０５〜０．８μｍ
の範囲に規定される。このＲａは、電子線３次元粗さ解
析装置により表面を１０００倍に拡大して得られた値で
ある。Ｒａが上記範囲にある場合は、金属材料が樹脂の
中に食い込み（アンカー効果）、良好な密着性が得られ
る。Ｒａが０．０５μｍ未満の場合には、アンカー効果
が不十分で、樹脂密着性向上の効果が期待できない。ま
た０．８μｍを超える場合には、樹脂密着性向上の効果
が飽和するのに対し、この金属条を製造するためのダル
ロールの製造コストが高くなるなどの不都合が生じる。
表面性状を規定するもうひとつの条件である表面積代替
値は、１．００５〜１．０８の範囲である。この値も、
電子線３次元粗さ解析装置により表面を倍率１０００倍
で拡大して得られた値である。表面積代替値が１．００
５未満の材料では、接合部の面積が十分ではなく、一
方、表面積代替値が１．０８を超えるものでは、樹脂密
着性向上効果が飽和する一方で、製造コストは上昇する
ので、不経済である。
合金材は、最終冷延または調質圧延時に、ダルロールを
用いて圧延し、所定のＲａおよび表面積代替値を有する
条を製造する。ダルロールとは、圧延ロールの一種であ
り、表面に微細な凹凸が形成されているロールである。
圧延機に使用するダルロールは、表面をショットブラス
トや放電加工や研削砥石により加工し、調整したもので
ある。ダルロールで圧延する理由は、本発明の銅または
銅合金を安価でしかも再現良く製造できるからである。
この場合、ダルロールで圧延した銅または銅合金材の粗
化表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０５〜０．８μｍ
の範囲に規定される。このＲａは、電子線３次元粗さ解
析装置により表面を１０００倍に拡大して得られた値で
ある。Ｒａが上記範囲にある場合は、金属材料が樹脂の
中に食い込み（アンカー効果）、良好な密着性が得られ
る。Ｒａが０．０５μｍ未満の場合には、アンカー効果
が不十分で、樹脂密着性向上の効果が期待できない。ま
た０．８μｍを超える場合には、樹脂密着性向上の効果
が飽和するのに対し、この金属条を製造するためのダル
ロールの製造コストが高くなるなどの不都合が生じる。
表面性状を規定するもうひとつの条件である表面積代替
値は、１．００５〜１．０８の範囲である。この値も、
電子線３次元粗さ解析装置により表面を倍率１０００倍
で拡大して得られた値である。表面積代替値が１．００
５未満の材料では、接合部の面積が十分ではなく、一
方、表面積代替値が１．０８を超えるものでは、樹脂密
着性向上効果が飽和する一方で、製造コストは上昇する
ので、不経済である。
【００１６】本発明の第２の様相に従えば、銅または銅
合金材は、通常の最終圧延または調質圧延後に、銅また
は銅合金条を硫酸、塩酸、硝酸、硫酸＋過酸化水素など
を含有する酸溶液中に浸漬させてエッチングし、所定の
Ｒａおよび表面積代替値を有する条を製造する。この場
合、先と同じく、電子線３次元粗さ解析装置により表面
を１０００倍に拡大して得られた表面に基づいて、銅ま
たは銅合金材粗化表面のＲａを０．０５〜０．８μｍそ
して表面積代替値を１．００５〜１．０８の範囲とす
る。これら範囲に設定した理由は、ダルロールで圧延し
て得られた粗化表面に関して述べた理由と同じである。
エッチング加工はダルロール加工に比べコストは高い
が、微細な凹凸を有する表面が得られるので、樹脂密着
性を向上させる効果はより大きい。
合金材は、通常の最終圧延または調質圧延後に、銅また
は銅合金条を硫酸、塩酸、硝酸、硫酸＋過酸化水素など
を含有する酸溶液中に浸漬させてエッチングし、所定の
Ｒａおよび表面積代替値を有する条を製造する。この場
合、先と同じく、電子線３次元粗さ解析装置により表面
を１０００倍に拡大して得られた表面に基づいて、銅ま
たは銅合金材粗化表面のＲａを０．０５〜０．８μｍそ
して表面積代替値を１．００５〜１．０８の範囲とす
る。これら範囲に設定した理由は、ダルロールで圧延し
て得られた粗化表面に関して述べた理由と同じである。
エッチング加工はダルロール加工に比べコストは高い
が、微細な凹凸を有する表面が得られるので、樹脂密着
性を向上させる効果はより大きい。
【００１７】本発明の第３の様相に従えば、通常の最終
圧延または調質圧延後に、金属条を水酸化ナトリウム、
水酸化ナトリウム＋過酸化水素などを含有するアルカリ
溶液に浸漬させることにより表面に酸化皮膜を形成さ
せ、所定のＲａおよび表面積代替値を有する条を製造す
る。この場合、電子線３次元粗さ解析装置により表面
を、ここでは測定の便宜上、３０００倍に拡大して得ら
れた表面に基づいて、銅または銅合金材の酸化皮膜によ
る粗化表面のＲａを０．０３〜０．５μｍ、そして表面
積代替値を１．００５〜１．１の範囲とする。Ｒａおよ
び表面積代替値が上記範囲未満では十分な効果が得られ
ず、また、上記範囲を超える場合には、効果が飽和しか
つコスト高になるので不経済である。この方法では、ダ
ルロール加工に比べコストは高いが、微細な凹凸を有す
る表面が得られるので、樹脂密着性を向上させる効果は
より大きい。
圧延または調質圧延後に、金属条を水酸化ナトリウム、
水酸化ナトリウム＋過酸化水素などを含有するアルカリ
溶液に浸漬させることにより表面に酸化皮膜を形成さ
せ、所定のＲａおよび表面積代替値を有する条を製造す
る。この場合、電子線３次元粗さ解析装置により表面
を、ここでは測定の便宜上、３０００倍に拡大して得ら
れた表面に基づいて、銅または銅合金材の酸化皮膜によ
る粗化表面のＲａを０．０３〜０．５μｍ、そして表面
積代替値を１．００５〜１．１の範囲とする。Ｒａおよ
び表面積代替値が上記範囲未満では十分な効果が得られ
ず、また、上記範囲を超える場合には、効果が飽和しか
つコスト高になるので不経済である。この方法では、ダ
ルロール加工に比べコストは高いが、微細な凹凸を有す
る表面が得られるので、樹脂密着性を向上させる効果は
より大きい。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を以下に示す。純銅または銅
合金材Ｃ７０２５（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｍｇ）条を製造
する工程において、最終圧延時または最終圧延後におい
て、以下に示す処理を行い、厚み０．２５ｍｍの金属条
試料を作製した： ［処理Ａ］ ショットブラスト法（金属に硬い微粒子を
吹きつけて表面を荒らす方法）により表面に凹凸を付け
た圧延ロールを使用し、最終圧延を行う。この際、粒子
を吹きつける時の圧力を変えて作製した数種のロールを
使用し、表面形状の異なる試料を作製する。 ［処理Ｂ］ 最終圧延後に、硫酸と過酸化水素とを含有
する水溶液（４０℃）に金属条を浸漬させてエッチング
する。この際、エッチング時間を変えて、表面形状の異
なる試料を作製する。 ［処理Ｃ］ 最終圧延後に、水酸化ナトリウムと過酸化
水素とを含有する水溶液（６０℃）に金属条を浸漬さ
せ、表面に酸化皮膜を形成させる。この際、浸漬時間を
変えて、表面形状の異なる試料を作製する。
合金材Ｃ７０２５（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｍｇ）条を製造
する工程において、最終圧延時または最終圧延後におい
て、以下に示す処理を行い、厚み０．２５ｍｍの金属条
試料を作製した： ［処理Ａ］ ショットブラスト法（金属に硬い微粒子を
吹きつけて表面を荒らす方法）により表面に凹凸を付け
た圧延ロールを使用し、最終圧延を行う。この際、粒子
を吹きつける時の圧力を変えて作製した数種のロールを
使用し、表面形状の異なる試料を作製する。 ［処理Ｂ］ 最終圧延後に、硫酸と過酸化水素とを含有
する水溶液（４０℃）に金属条を浸漬させてエッチング
する。この際、エッチング時間を変えて、表面形状の異
なる試料を作製する。 ［処理Ｃ］ 最終圧延後に、水酸化ナトリウムと過酸化
水素とを含有する水溶液（６０℃）に金属条を浸漬さ
せ、表面に酸化皮膜を形成させる。この際、浸漬時間を
変えて、表面形状の異なる試料を作製する。
【００１９】表面粗さ（Ｒａ）と表面積代替値は、株式
会社エリオニクス製３次元粗さ解析装置ＥＲＡ−８００
０を使用し、表面を１０００または３０００倍に拡大し
て測定した。樹脂との密着性の評価は、図２に示すよう
に、各種金属条の試験片の表面に、接合部の面積が５０
ｍｍ2 のエポキシ樹脂製の円柱体を密着硬化させ、試験
片と上記円柱体を徐々に反対方向に引張り、それらの界
面がせん断剥離するまでの引張強度で求めた。詳しく
は、図２（ａ）〜（ｄ）の手順に従った。すなわち、試
験に供する矩形の試験片（６０ｍｍ長×２５ｍｍ巾×
０．２５ｍｍ厚）上にテフロン（Du Pont 社のポリテト
ラフルオロエチレンの商標名）製の面積５０ｍｍ2の穴
の付いた型材（厚さ３ｍｍ）を穴が試験片の一端部近く
の中央に位置するように置き、穴にエポキシ樹脂を流し
込み、１００℃で２時間硬化させ（ａ）、試験片上に断
面積５０ｍｍ2 のエポキシ樹脂製の円柱体を形成した剪
断試験片を作成し（ｂ）、次いで円柱体にぴったりと嵌
合する穴のついた引張具をその穴がモールド樹脂円柱体
に嵌合するように試験片上に被せ置き（ｃ）、そして後
室温下で、引張試験機を使用して５ｍｍ／分の引張速度
で試験片端と引張具端を矢印のように反対方向に引っ張
る（ｄ）。こうして試験片上でのモールド樹脂の剪断強
度が測定された。
会社エリオニクス製３次元粗さ解析装置ＥＲＡ−８００
０を使用し、表面を１０００または３０００倍に拡大し
て測定した。樹脂との密着性の評価は、図２に示すよう
に、各種金属条の試験片の表面に、接合部の面積が５０
ｍｍ2 のエポキシ樹脂製の円柱体を密着硬化させ、試験
片と上記円柱体を徐々に反対方向に引張り、それらの界
面がせん断剥離するまでの引張強度で求めた。詳しく
は、図２（ａ）〜（ｄ）の手順に従った。すなわち、試
験に供する矩形の試験片（６０ｍｍ長×２５ｍｍ巾×
０．２５ｍｍ厚）上にテフロン（Du Pont 社のポリテト
ラフルオロエチレンの商標名）製の面積５０ｍｍ2の穴
の付いた型材（厚さ３ｍｍ）を穴が試験片の一端部近く
の中央に位置するように置き、穴にエポキシ樹脂を流し
込み、１００℃で２時間硬化させ（ａ）、試験片上に断
面積５０ｍｍ2 のエポキシ樹脂製の円柱体を形成した剪
断試験片を作成し（ｂ）、次いで円柱体にぴったりと嵌
合する穴のついた引張具をその穴がモールド樹脂円柱体
に嵌合するように試験片上に被せ置き（ｃ）、そして後
室温下で、引張試験機を使用して５ｍｍ／分の引張速度
で試験片端と引張具端を矢印のように反対方向に引っ張
る（ｄ）。こうして試験片上でのモールド樹脂の剪断強
度が測定された。
【００２０】これらの評価結果を表１に示す。本発明例
に示した銅および銅合金材では樹脂との密着がよく、一
貫した樹脂密着性（剪断引張強度）を示す。比較例１は
処理を行わなかった純銅の例である。比較例２〜４で
は、処理Ａ〜Ｃにおいて得られた表面の算術平均粗さ
（Ｒａ）および表面積代替値の一方が所定の範囲から外
れており、樹脂密着性（剪断引張強度）が低下してい
る。以上の結果より、本発明例に示した銅または銅合金
材は、樹脂密着性が優れることがわかる。
に示した銅および銅合金材では樹脂との密着がよく、一
貫した樹脂密着性（剪断引張強度）を示す。比較例１は
処理を行わなかった純銅の例である。比較例２〜４で
は、処理Ａ〜Ｃにおいて得られた表面の算術平均粗さ
（Ｒａ）および表面積代替値の一方が所定の範囲から外
れており、樹脂密着性（剪断引張強度）が低下してい
る。以上の結果より、本発明例に示した銅または銅合金
材は、樹脂密着性が優れることがわかる。
【００２１】
【表１】
【００２２】図３は、先にも触れたように、３次元表面
粗さ解析装置により観察した実施例１のダルロール圧延
材表面の倍率１０００倍の表面凹凸の鳥瞰図である。図
４は、３次元表面粗さ解析装置により観察した実施例３
の酸溶液エッチング材表面の倍率１０００倍の表面凹凸
の鳥瞰図である。図５は、３次元表面粗さ解析装置によ
り観察した実施例５のアルカリ液で酸化膜を形成した材
の表面の倍率３０００倍の表面凹凸の鳥瞰図である。図
５は、同じく３次元表面粗さ解析装置により観察した比
較例１の無処理の純銅材の倍率１０００倍の表面凹凸の
鳥瞰図である。図３〜５と図６の比較から明らかなよう
に、本発明材表面にはこぶ状の凹凸が多数形成されてい
る。また、酸溶液でエッチングした図４およびアルカリ
液で酸化膜を形成した図５の方が、ダルロール圧延によ
る図３より微細な凹凸を有する表面が得られている。
粗さ解析装置により観察した実施例１のダルロール圧延
材表面の倍率１０００倍の表面凹凸の鳥瞰図である。図
４は、３次元表面粗さ解析装置により観察した実施例３
の酸溶液エッチング材表面の倍率１０００倍の表面凹凸
の鳥瞰図である。図５は、３次元表面粗さ解析装置によ
り観察した実施例５のアルカリ液で酸化膜を形成した材
の表面の倍率３０００倍の表面凹凸の鳥瞰図である。図
５は、同じく３次元表面粗さ解析装置により観察した比
較例１の無処理の純銅材の倍率１０００倍の表面凹凸の
鳥瞰図である。図３〜５と図６の比較から明らかなよう
に、本発明材表面にはこぶ状の凹凸が多数形成されてい
る。また、酸溶液でエッチングした図４およびアルカリ
液で酸化膜を形成した図５の方が、ダルロール圧延によ
る図３より微細な凹凸を有する表面が得られている。
【００２３】
【発明の効果】本発明の樹脂密着性に密着性に優れた銅
または銅合金材では、樹脂との良好な密着性が得られ、
その結果、半導体パッケージなどの信頼性を向上させる
ことができる。
または銅合金材では、樹脂との良好な密着性が得られ、
その結果、半導体パッケージなどの信頼性を向上させる
ことができる。
【図１】樹脂モールドにより封止した半導体パッケージ
にクラックや剥離が生じた状況を示す説明図である。
にクラックや剥離が生じた状況を示す説明図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はめっき材と樹脂との密着性を
評価するための試験方法の段階を順次示す斜視図であ
る。
評価するための試験方法の段階を順次示す斜視図であ
る。
【図３】３次元表面粗さ解析装置により観察した実施例
１の純銅ダルロール圧延材表面の表面凹凸を示す画像写
真である（倍率１０００倍）。
１の純銅ダルロール圧延材表面の表面凹凸を示す画像写
真である（倍率１０００倍）。
【図４】３次元表面粗さ解析装置により観察した実施例
３の純銅酸溶液エッチング材表面の表面凹凸を示す画像
写真である（倍率１０００倍）。
３の純銅酸溶液エッチング材表面の表面凹凸を示す画像
写真である（倍率１０００倍）。
【図５】３次元表面粗さ解析装置により観察した実施例
５の純銅のアルカリ液酸化膜形成材表面の表面凹凸を示
す画像写真である（倍率３０００倍）。
５の純銅のアルカリ液酸化膜形成材表面の表面凹凸を示
す画像写真である（倍率３０００倍）。
【図６】３次元表面粗さ解析装置により観察した比較例
１の純銅材表面の画像写真である（倍率１０００倍）。
１の純銅材表面の画像写真である（倍率１０００倍）。
Ｌ リードフレーム １ 樹脂モールド ２ 半導体チップ ３ ダイパッド ４ リード ５ ボンディングワイヤ
Claims (3)
- 【請求項１】 最終冷延または調質圧延時に、ダルロー
ルを用いて圧延された粗化表面を有する銅または銅合金
材であって、電子線３次元粗さ解析装置により表面を１
０００倍に拡大して得られた表面に基づいて、算術平均
粗さ（Ｒａ）が０．０５〜０．８μｍの範囲であり、か
つ 【数１】（測定から得られた試料の表面積）／（測定範
囲の縦×横） として定義される表面積代替値が１．００５〜１．０８
の範囲であることを特徴とする樹脂との接合性に優れた
銅または銅合金材。 - 【請求項２】 最終冷延後において、酸性溶液によりエ
ッチングされた粗化表面を有する銅または銅合金材であ
って、電子線３次元粗さ解析装置により表面を１０００
倍に拡大して得られた表面に基づいて、算術平均粗さ
（Ｒａ）が０．０５〜０．８μｍの範囲であり、かつ 【数２】（測定から得られた試料の表面積）／（測定範
囲の縦×横） として定義される表面積代替値が１．００５〜１．０８
の範囲であることを特徴とする樹脂との接合性に優れた
銅または銅合金材。 - 【請求項３】 最終冷延後においてアルカリ溶液中に浸
漬され、該銅合金表面に形成された酸化皮膜による粗化
表面を有する銅または銅合金材であって、電子線３次元
粗さ解析装置により表面を３０００倍に拡大して得られ
た表面に基づいて、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０３〜
０．５μｍの範囲であり、かつ 【数３】（測定から得られた試料の表面積）／（測定範
囲の縦×横） として定義される表面積代替値が１．００５〜１．１の
範囲であることを特徴とする樹脂との接合性に優れた銅
または銅合金材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09133497A JP3881419B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 樹脂密着性に優れた銅または銅合金材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09133497A JP3881419B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 樹脂密着性に優れた銅または銅合金材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10265872A true JPH10265872A (ja) | 1998-10-06 |
| JP3881419B2 JP3881419B2 (ja) | 2007-02-14 |
Family
ID=14023551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09133497A Expired - Fee Related JP3881419B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 樹脂密着性に優れた銅または銅合金材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3881419B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008208442A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Hitachi Ltd | 金属化合物粒子を用いた接合方法 |
| WO2008126812A1 (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Taisei Plas Co., Ltd. | 銅合金複合体とその製造方法 |
| JPWO2007061112A1 (ja) * | 2005-11-28 | 2009-05-07 | 大日本印刷株式会社 | 回路部材、回路部材の製造方法、及び、回路部材を含む半導体装置 |
| JP2011219789A (ja) * | 2010-04-06 | 2011-11-04 | Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd | 銅張積層板用処理銅箔及び該処理銅箔を絶縁性樹脂基材に接着してなる銅張積層板並びに該銅張積層板を用いたプリント配線板。 |
| KR20130137104A (ko) | 2012-06-06 | 2013-12-16 | 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 | 프린트 배선판용 동박, 그 제조방법, 및 그 동박을 사용한 프린트 배선판 |
| JP2021123787A (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-30 | 株式会社原田伸銅所 | 抗菌性を有する表面をダルロールにて粗面化し光沢度の減少〈低光沢或いは艶なし〉と、抗菌性の顕著な増幅が見られるリン青銅合金及びそれを用いた物品 |
| JP2022070364A (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 冷延鋼板の製造方法 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP09133497A patent/JP3881419B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007061112A1 (ja) * | 2005-11-28 | 2009-05-07 | 大日本印刷株式会社 | 回路部材、回路部材の製造方法、及び、回路部材を含む半導体装置 |
| US8420446B2 (en) | 2005-11-28 | 2013-04-16 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Circuit member, manufacturing method of the circuit member, and semiconductor device including the circuit member |
| JP2008208442A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-11 | Hitachi Ltd | 金属化合物粒子を用いた接合方法 |
| WO2008126812A1 (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Taisei Plas Co., Ltd. | 銅合金複合体とその製造方法 |
| JPWO2008126812A1 (ja) * | 2007-04-06 | 2010-07-22 | 大成プラス株式会社 | 銅合金複合体とその製造方法 |
| JP4965649B2 (ja) * | 2007-04-06 | 2012-07-04 | 大成プラス株式会社 | 銅合金複合体とその製造方法 |
| US9017569B2 (en) | 2007-04-06 | 2015-04-28 | Taisei Plas Co., Ltd. | Copper alloy composite and method for manufacturing same |
| JP2011219789A (ja) * | 2010-04-06 | 2011-11-04 | Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd | 銅張積層板用処理銅箔及び該処理銅箔を絶縁性樹脂基材に接着してなる銅張積層板並びに該銅張積層板を用いたプリント配線板。 |
| KR20130137104A (ko) | 2012-06-06 | 2013-12-16 | 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 | 프린트 배선판용 동박, 그 제조방법, 및 그 동박을 사용한 프린트 배선판 |
| JP2021123787A (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-30 | 株式会社原田伸銅所 | 抗菌性を有する表面をダルロールにて粗面化し光沢度の減少〈低光沢或いは艶なし〉と、抗菌性の顕著な増幅が見られるリン青銅合金及びそれを用いた物品 |
| JP2022070364A (ja) * | 2020-10-27 | 2022-05-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 冷延鋼板の製造方法 |
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| JP3881419B2 (ja) | 2007-02-14 |
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