JPH1065297A - Ceramic board and manufacture thereof - Google Patents

Ceramic board and manufacture thereof

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JPH1065297A
JPH1065297A JP9011997A JP9011997A JPH1065297A JP H1065297 A JPH1065297 A JP H1065297A JP 9011997 A JP9011997 A JP 9011997A JP 9011997 A JP9011997 A JP 9011997A JP H1065297 A JPH1065297 A JP H1065297A
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賀津雄 木村
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和久 佐藤
Takahiro Shibata
隆博 柴田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the generation of a discoloration, which is generated in electroless Au-plated layers or an electroless Au-plated layer, when an IC chip is bonded to a ceramic board at about 450 deg.C, in the ceramic board, which has lower electroless Ni- plated layers, upper electroless Ni-plated layers and the electroless Au-plated layers in the order of the low electroless Ni-plated layers, or in the ceramic board, which has an electroless Ni-plated layer and the electroless Au-plated layer on a connection member. SOLUTION: In the case where this board 10 has metallized layers 2 and 3 formed on the surface of the board 10, lower electroless Ni-plated layers 2a and 3a, which are respectively formed on the layers 2 and 3, upper electroless Ni-plated layers 2b and 3b, which are respectively formed on the layers 2a and 3a, and electroless Au- plated layers 2c and 3c, which are respectively formed on the layers 2b and 3b, in this order of the layers 2 and 3, the layers 2a and 3a, the layers 2b and 3b and the layers 2c and 3c, the layers 2b and 3b are crystallized. Or an electroless Ni-plated layer 5b and an electroless Au-plated layer 5c are provided in this order of the layer 5b and the layer 5c on a connection member 5, formed on the surface of this board 10 and the layer 5b is crystallized. As a method of crystallizing the layers 2b and 3b or the layer 5b, it is preferable to heat the layers 2b and 3b or the layer 5b at 500 to 750 deg.C in a reducing atmosphere.

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、無電解Niメッキ
層と無電解Auメッキ層を有するセラミック基板および
その製造方法に関する。
The present invention relates to a ceramic substrate having an electroless Ni plating layer and an electroless Au plating layer, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来技術】セラミック基板表面に設けたタングステ
ン、モリブデン等の高融点金属からなるメタライズ層
は、直接IC(集積回路)チップを接合(ダイアタッ
チ)したり、Au線やAl線をワイヤボンディングする
ことは困難である。そこで、Ni−Coメッキ等の電解
NiメッキやNi−B、Ni−Pメッキ等の無電解Ni
メッキを施し、更に、電解または無電解メッキによりA
uメッキがなされている。
2. Description of the Related Art A metallized layer formed of a high melting point metal such as tungsten or molybdenum provided on the surface of a ceramic substrate is used to directly bond (die attach) an IC (integrated circuit) chip or wire bond an Au wire or an Al wire. It is difficult. Therefore, electroless Ni plating such as Ni-Co plating or electroless Ni such as Ni-B or Ni-P plating.
Plating, and further, by electrolytic or electroless plating,
u-plated.

【0003】ところで、電解メッキは、メッキ品質が良
く、メッキ形成速度も早く、メッキ液管理も容易である
等の利点を有する。しかし、メッキを被着しようとする
メタライズ層に電位を与える必要があるため、基板表面
あるいは基板中に電解メッキ用のタイバーを形成する等
の工夫が必要である。一方、無電解メッキは、前述のタ
イバー等は不要であるので、微細なメタライズ層などに
も容易にメッキを施すことができ、電気的に独立である
メタライズ層を有する基板にメッキを施すのに用いられ
ている。
Meanwhile, electrolytic plating has advantages such as good plating quality, high plating formation speed, and easy management of plating solution. However, since it is necessary to apply a potential to the metallized layer on which plating is to be applied, it is necessary to take measures such as forming a tie bar for electrolytic plating on the substrate surface or in the substrate. On the other hand, electroless plating does not require the above-mentioned tie bars and the like, so it is possible to easily perform plating on a fine metallized layer and the like, and to perform plating on a substrate having an electrically independent metallized layer. Used.

【0004】なお、メタライズ層上に42Ni−Fe合
金やコバール等からなるピンやリード等の外部接続端子
を銀ろう等のろう材で固着するタイプのセラミック基板
においては、タングステン等からなるメタライズ層に直
接ろう材により外部接続端子をろう付けすることは困難
である。そこで、まずメタライズ層に電解あるいは無電
解のNiメッキを施し、次いで、外部接続端子をろう付
けする。更にろうおよび外部接続端子上にNiメッキを
施した後、Auメッキを施すことが行われている。した
がって、メタライズ層上には、2層のNiメッキ層(以
下、それぞれ下部Niメッキ層、上部Niメッキ層とも
いう)およびAuメッキ層が形成された3層構造となっ
ている。一方、外部接続端子は、1層のNiメッキ層と
Auメッキ層からなる2層構造となっている。
[0004] In a ceramic substrate of a type in which external connection terminals such as pins and leads made of 42Ni-Fe alloy or Kovar are fixed on a metallized layer with a brazing material such as silver solder, a metallized layer made of tungsten or the like is used. It is difficult to directly braze the external connection terminals with a brazing material. Therefore, first, electrolytic or electroless Ni plating is applied to the metallized layer, and then external connection terminals are brazed. Further, Au plating is performed after Ni plating is performed on the solder and the external connection terminals. Accordingly, the metallized layer has a three-layer structure in which two Ni plating layers (hereinafter, also referred to as a lower Ni plating layer and an upper Ni plating layer, respectively) and an Au plating layer are formed. On the other hand, the external connection terminal has a two-layer structure including one Ni plating layer and Au plating layer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば、基
板のメタライズ層に形成した下部Niメッキ層上に、上
部無電解Ni−Pメッキ層および無電解Auメッキ層を
形成してダイパッドやワイヤボンディングパッドとし、
しかる後に約450℃に加熱してICチップをAu−S
iろうで基板のダイパッドに接合した場合に、Au−S
iろうで覆われなかったダイパッドやワイヤボンディン
グパッド、ピン等の外部接続端子のAuメッキ層が褐色
に変色することがあり、外観不良となるものがあった。
また、このように変色しているボンディングパッド部で
は、Al線等のワイヤボンディング時に接続強度が不十
分になることもあった。また、この変色は、メタライズ
層上のメッキ層ばかりでなく、外部接続端子、シールリ
ング、ヒートシンク等の基板に接続した後にメッキを施
す接続部材にも生じる。この原因は、無電解Ni−Pメ
ッキ層中のNi成分が、接合時の加熱によってAuメッ
キ層に拡散したためである。
However, for example, an upper electroless Ni-P plating layer and an electroless Au plating layer are formed on a lower Ni plating layer formed on a metallized layer of a substrate to form a die pad or a wire bonding pad. age,
Thereafter, the IC chip is heated to about 450 ° C. and the IC chip is Au-S
i-Soldering to the die pad of the substrate, Au-S
The Au plating layer of an external connection terminal such as a die pad, a wire bonding pad, and a pin that was not covered with the i-wax may be discolored to brown, resulting in poor appearance.
In addition, the bonding strength of the discolored bonding pad portion may be insufficient at the time of wire bonding of an Al wire or the like. In addition, this discoloration occurs not only in the plating layer on the metallized layer but also in a connecting member that is plated after being connected to a substrate such as an external connection terminal, a seal ring, and a heat sink. This is because the Ni component in the electroless Ni-P plating layer diffused into the Au plating layer due to heating during bonding.

【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ICチップの接合時などに熱が掛かっても
変色を生じないメッキ層を有するセラミック基板および
その製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic substrate having a plating layer which does not cause discoloration even when heat is applied at the time of bonding an IC chip, and a method of manufacturing the same. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項1に記載のセラミック基
板は、基板表面に形成されたメタライズ層上に、下部無
電解Niメッキ層と、上部無電解Niメッキ層と、無電
解Auメッキ層とをこの順に有するセラミック基板であ
って、該上部無電解Niメッキ層が結晶化されているこ
とを特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, a ceramic substrate according to the present invention comprises a lower electroless Ni plating layer on a metallized layer formed on the substrate surface. And a ceramic substrate having an upper electroless Ni plating layer and an electroless Au plating layer in this order, wherein the upper electroless Ni plating layer is crystallized.

【0008】ここで、メタライズ層とは、基板表面の一
部を金属化するために設けられた層であり、例えば、
W、Mo、Mo−Mn等の高融点金属からなるものが挙
げられる。なお、メタライズ層は、セラミック基板の焼
成と同時に、即ち、同時焼成により形成されても良く、
セラミック基板の焼成後に焼き付けても良い。また、無
電解Niメッキ層とは、純Niの他、Ni−P、Ni−
B等のNiを主成分とするNi合金からなる無電解メッ
キ層をも意味するものである。また、無電解Auメッキ
層についても、純Auメッキの他、Auを主成分とする
Au合金からなる無電解メッキ層をも含むものである。
さらに、無電解Auメッキには置換型、還元型などがあ
るが、無電解メッキの手法であればいずれのものも含ま
れ、両者を併用した場合でも良い。
[0008] Here, the metallized layer is a layer provided for metallizing a part of the substrate surface.
Examples thereof include those made of a high melting point metal such as W, Mo, and Mo-Mn. Note that the metallized layer may be formed simultaneously with firing of the ceramic substrate, that is, by simultaneous firing.
It may be baked after firing the ceramic substrate. The electroless Ni plating layer means not only pure Ni but also Ni-P, Ni-
It also means an electroless plating layer made of a Ni alloy containing Ni as a main component such as B. The electroless Au plating layer also includes an electroless plating layer made of an Au alloy containing Au as a main component, in addition to pure Au plating.
Further, there are a substitution type, a reduction type, and the like in the electroless Au plating, and any method is included as long as it is an electroless plating method, and both may be used in combination.

【0009】さらに、本発明において結晶化されている
とは、メッキによって被着されたNiやP、B等の大部
分が結晶を構成している状態をいい、具体的には、無電
解Niメッキ層をX線回折法(薄膜X線回折装置)によ
り分析したときに、NiやNi3P、Ni3B等の結晶の
鋭いピークが観察され、しかも、Ni等の回折ピークが
観察される角度より十分離れた角度におけるX線強度
(以下、ベースライン強度ともいう)と、Ni等の回折
ピーク相互間の谷底部の強度とが同程度となっている状
態をいう。換言すれば、回折強度のグラフを見たとき
に、非晶質のNi等の存在により検出されるなだらかな
ピーク(盛り上がり)の存在が観察されず、Ni等の結
晶の存在を示す鋭い回折ピークだけが観察される状態を
いう。
Further, the term "crystallized" in the present invention refers to a state in which most of Ni, P, B, and the like deposited by plating constitute crystals. When the plating layer is analyzed by an X-ray diffraction method (thin film X-ray diffractometer), sharp peaks of crystals of Ni, Ni 3 P, Ni 3 B, etc. are observed, and diffraction peaks of Ni, etc. are observed. This is a state in which the X-ray intensity at an angle sufficiently separated from the angle (hereinafter, also referred to as “baseline intensity”) and the intensity at the bottom of the valley between diffraction peaks of Ni or the like are substantially the same. In other words, when viewing the graph of the diffraction intensity, the presence of a gentle peak (bump) detected by the presence of amorphous Ni or the like is not observed, but a sharp diffraction peak indicating the presence of a crystal of Ni or the like. Only the state where it is observed.

【0010】変色の原因は、前述のようにICチップの
接合時の加熱によって上部無電解Niメッキ層中のNi
がAuメッキ層に拡散するためである。これは、無電解
メッキによって被着されたNi、または、Ni−P等の
Ni合金は、無電解メッキの性質上、メッキ液中の錯塩
等の成分からNi等が解離して析出することにより形成
されるものである。従って、単に被着した段階では結晶
化しておらず不安定な不定形であり、加熱によってNi
が拡散しやすいからである。しかし、本発明のように、
上部無電解Niメッキ層が結晶化されていると、Niが
拡散しがたい安定なNiメッキ層となり、ICチップの
接合時に加熱されても無電解Auメッキ層へのNiの拡
散が抑制され、メタライズ層上のAuメッキ層に変色の
生じない基板とすることができる。また、下部無電解N
iメッキ層の上に結晶化した上部無電解Niメッキ層が
形成されるので、上部無電解Niメッキ層は強固に下部
無電解Niメッキ層に固着し、はがれ等を生じることは
ない。
[0010] As described above, the discoloration is caused by the Ni in the upper electroless Ni plating layer due to the heating during the bonding of the IC chip.
Is to diffuse into the Au plating layer. This is because Ni deposited by electroless plating or Ni alloy such as Ni-P is dissociated and precipitated from components such as complex salts in the plating solution due to the nature of electroless plating. Is formed. Therefore, the amorphous phase is not crystallized at the stage of simple deposition and is unstable.
Is easily diffused. However, as in the present invention,
When the upper electroless Ni plating layer is crystallized, Ni becomes a stable Ni plating layer that is difficult to diffuse, and even when heated at the time of bonding an IC chip, diffusion of Ni into the electroless Au plating layer is suppressed, A substrate that does not cause discoloration in the Au plating layer on the metallized layer can be obtained. Also, the lower electroless N
Since the crystallized upper electroless Ni plating layer is formed on the i-plating layer, the upper electroless Ni plating layer is firmly fixed to the lower electroless Ni plating layer and does not peel off.

【0011】また、請求項2に記載のセラミック基板
は、前記上部無電解Niメッキ層が、Ni−Pメッキ層
であることを特徴としたものである。
Further, the ceramic substrate according to claim 2 is characterized in that the upper electroless Ni plating layer is a Ni-P plating layer.

【0012】無電解Ni−Pメッキ層と無電解Auメッ
キ層とは、密着強度が高く、両者の界面にフクレ等の不
具合を生じない。また、無電解Ni−Pメッキ層上に容
易に無電解Auメッキ層を形成できる。
[0012] The electroless Ni-P plating layer and the electroless Au plating layer have high adhesion strength, and no trouble such as blistering occurs at the interface between them. Further, an electroless Au plating layer can be easily formed on the electroless Ni-P plating layer.

【0013】さらに、請求項3に記載のセラミック基板
は、基板表面に形成された接続部材上に、無電解Niメ
ッキ層と、無電解Auメッキ層とをこの順に有するセラ
ミック基板であって、該無電解Niメッキ層が結晶化さ
れていることを特徴としたものである。
Further, the ceramic substrate according to claim 3 is a ceramic substrate having an electroless Ni plating layer and an electroless Au plating layer in this order on a connecting member formed on the surface of the substrate. It is characterized in that the electroless Ni plating layer is crystallized.

【0014】ここで、接続部材とは、基板に接続される
部材であって、基板接続後にメッキを施されるものを指
し、具体的には、外部接続端子、蓋体を封着するための
シールリング、放熱のためのヒートシンクなどが挙げら
れる。なお、外部接続端子には、セラミック基板を他の
セラミック基板、プリント基板等に接続するのに用いる
接続端子でピン、リードなどが該当する。接続部材の材
質としては、例えば、42Ni−Fe合金、コバール、
Cu−W合金、Cu−Mo合金等が挙げられる。また、
接続部材としては、これらの材質に前もってNiメッキ
を施しておき、これを基板に接続するものも含まれる。
Here, the connection member refers to a member to be connected to the substrate, which is plated after the connection to the substrate, and more specifically, a member for sealing an external connection terminal and a lid. Examples include a seal ring and a heat sink for heat dissipation. The external connection terminal corresponds to a connection terminal used to connect the ceramic substrate to another ceramic substrate, a printed circuit board, or the like, and corresponds to a pin, a lead, or the like. As the material of the connection member, for example, 42Ni-Fe alloy, Kovar,
Cu-W alloy, Cu-Mo alloy and the like can be mentioned. Also,
The connecting members include those in which these materials are plated in advance with Ni and connected to a substrate.

【0015】変色の原因は、前述のようにICチップの
接合時の加熱によって無電解Niメッキ層中のNiがA
uメッキ層に拡散するためである。これは、無電解メッ
キによって被着されたNi、または、Ni−P等のNi
合金は、無電解メッキの性質上、メッキ液中の錯塩等の
成分からNi等が解離して析出することにより形成され
るものである。従って、単に被着した段階では結晶化し
ておらず不安定な不定形であり、加熱によってNiが拡
散しやすいからである。しかし、本発明によれば、無電
解Auメッキ層の下地となる無電解Niメッキ層は結晶
化されており、拡散しがたい安定なNiメッキ層となっ
ているので、ICチップの接合時に加熱されても無電解
Auメッキ層へのNiの拡散が抑制され、接続部材にお
いてもAuメッキ層に変色の生じない基板とすることが
できる。また、接続部材の上に結晶化した無電解Niメ
ッキ層が形成されるので、無電解Niメッキ層は強固に
接続部材に固着し、はがれ等を生じることはない。
As described above, the cause of discoloration is that Ni in the electroless Ni plating layer becomes A due to heating at the time of bonding the IC chip.
This is for diffusing into the u plating layer. This may be Ni deposited by electroless plating or Ni such as Ni-P.
The alloy is formed by dissociating and depositing Ni and the like from components such as complex salts in the plating solution due to the nature of electroless plating. Therefore, it is not crystallized at the stage of being simply adhered and has an unstable amorphous shape, and Ni is easily diffused by heating. However, according to the present invention, the electroless Ni plating layer, which is the base of the electroless Au plating layer, is crystallized and is a stable Ni plating layer that is difficult to diffuse, so that it is heated during bonding of the IC chip. Even if this is done, the diffusion of Ni into the electroless Au plating layer is suppressed, and a substrate can be obtained in which the Au plating layer does not discolor even in the connection member. In addition, since the crystallized electroless Ni plating layer is formed on the connection member, the electroless Ni plating layer is firmly fixed to the connection member and does not peel off.

【0016】また、請求項4に記載のセラミック基板
は、前記無電解Niメッキ層が、Ni−Pメッキ層であ
ることを特徴とする。
The ceramic substrate according to claim 4 is characterized in that the electroless Ni plating layer is a Ni-P plating layer.

【0017】無電解Auメッキ層の下地としてのNi−
Pメッキ層が結晶化しているので、このNi−P層中の
Niは拡散し難く、ICチップの接合時に加熱されても
無電解Auメッキ層への拡散が抑制されるので変色の生
じない基板とすることができる。また、Ni−P層上に
高い密着強度で無電解Auメッキ層を形成でき、両者の
界面にフクレ等の不具合を生じない。また、Ni−P層
上には無電解Auメッキ層を容易に形成できる。
Ni- as an underlayer of the electroless Au plating layer
Since the P plating layer is crystallized, Ni in the Ni—P layer is unlikely to diffuse, and even if heated at the time of bonding the IC chip, diffusion into the electroless Au plating layer is suppressed, so that a substrate that does not cause discoloration. It can be. In addition, an electroless Au plating layer can be formed on the Ni-P layer with high adhesion strength, and no trouble such as blistering occurs at the interface between them. Further, an electroless Au plating layer can be easily formed on the Ni-P layer.

【0018】さらに、請求項5に記載のセラミック基板
の製造方法は、基板上に形成したメタライズ層上に下部
無電解Niメッキ層を形成する工程と、該下部無電解N
iメッキ層上に上部無電解Niメッキ層を形成する工程
と、該上部無電解Niメッキ層を還元雰囲気中で500
〜750℃で加熱して結晶化させる工程と、該結晶化上
部無電解Niメッキ層上に直接無電解Auメッキ層を形
成する工程とを有する。
Further, in the method of manufacturing a ceramic substrate according to the present invention, a step of forming a lower electroless Ni plating layer on a metallized layer formed on the substrate;
forming an upper electroless Ni plating layer on the i-plating layer;
A step of heating at about 750 ° C. for crystallization; and a step of forming an electroless Au plating layer directly on the crystallization upper electroless Ni plating layer.

【0019】500〜750℃で加熱して結晶化するこ
とにより、加熱前には不定形であった上部無電解Niメ
ッキ層は、結晶化して安定化する。従って、その後に4
50℃程度の加熱を行っても、上部無電解Niメッキ層
中のNiが無電解Auメッキ層中に拡散することが抑制
され、従って、変色も生じない。また、結晶化の方法と
して還元雰囲気中での加熱を用いたので、上部無電解N
iメッキ層の酸化を防止しつつ、結晶化の処理が容易か
つ確実である。また、上部無電解Niメッキ層の下層に
は、下部無電解Niメッキ層があるため、500〜70
0℃の温度で十分この両者が密着しはがれを生じること
もない。
By heating at 500 to 750 ° C. for crystallization, the upper electroless Ni plating layer, which was amorphous before heating, is crystallized and stabilized. Therefore, then 4
Even if heating is performed at about 50 ° C., diffusion of Ni in the upper electroless Ni plating layer into the electroless Au plating layer is suppressed, and therefore, no discoloration occurs. Further, since heating in a reducing atmosphere was used as a crystallization method, the upper electroless N
The crystallization process is easy and reliable while preventing oxidation of the i-plated layer. In addition, the lower electroless Ni plating layer has a lower electroless Ni plating layer under the upper electroless Ni plating layer.
At a temperature of 0 ° C., the two are in close contact with each other and no peeling occurs.

【0020】なお、より好ましくは、上部無電解Niメ
ッキ層として、Ni−Pメッキ層を形成するのがよい。
Ni−P層上には無電解Auメッキ層を容易に形成でき
るからである。また、Ni−P層上に高い密着強度で無
電解Auメッキ層を形成でき、両者の界面にフクレ等の
不具合を生じないからである。また、上部無電解Niメ
ッキ層を形成するのに先だって、下部無電解Niメッキ
層を加熱してメタライズ層との密着をより強固にしてお
くのが好ましい。なお、この加熱は、700℃以上の加
熱が好ましく、銀ろう等のろう材による接続部材のろう
付け工程の加熱で代用しても良い。
Preferably, a Ni-P plating layer is formed as the upper electroless Ni plating layer.
This is because an electroless Au plating layer can be easily formed on the Ni-P layer. Further, the electroless Au plating layer can be formed on the Ni-P layer with high adhesion strength, and no trouble such as blistering occurs at the interface between the two. Prior to forming the upper electroless Ni plating layer, it is preferable to heat the lower electroless Ni plating layer to further strengthen the adhesion with the metallized layer. The heating is preferably performed at a temperature of 700 ° C. or higher, and may be replaced by the heating in the brazing step of the connecting member using a brazing material such as silver brazing.

【0021】また、請求項6に記載のセラミック基板の
製造方法は、基板上に形成した接続部材上に無電解Ni
メッキ層を形成する工程と、該無電解Niメッキ層を還
元雰囲気中で500〜750℃で加熱して結晶化する工
程と、該結晶化上部無電解Niメッキ層上に直接無電解
Auメッキ層を形成する工程とを有する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a ceramic substrate, wherein the connecting member formed on the substrate is formed by electroless Ni.
A step of forming a plating layer, a step of heating the electroless Ni plating layer at 500 to 750 ° C. in a reducing atmosphere to crystallize, and a step of directly forming an electroless Au plating layer on the crystallized upper electroless Ni plating layer. Forming a step.

【0022】500〜750℃で加熱して結晶化するこ
とにより、加熱前には不定形であった無電解Ni−Pメ
ッキ層は、結晶化して安定化する。従って、その後に4
50℃程度の加熱を行た場合に、無電解Niメッキ層中
のNiが無電解Auメッキ層中に拡散することが抑制さ
れ、従って、Auメッキ層の変色も生じない。また、結
晶化の方法として還元雰囲気中での加熱を用いたので、
無電解Niメッキ層の酸化を防止しつつ、結晶化の処理
が容易かつ確実にできる。
By heating at 500 to 750 ° C. for crystallization, the amorphous electroless Ni—P plating layer, which was amorphous before heating, is crystallized and stabilized. Therefore, then 4
When the heating is performed at about 50 ° C., the diffusion of Ni in the electroless Ni plating layer into the electroless Au plating layer is suppressed, and therefore, the discoloration of the Au plating layer does not occur. In addition, since heating in a reducing atmosphere was used as a crystallization method,
Crystallization can be easily and reliably performed while preventing oxidation of the electroless Ni plating layer.

【0023】なお、より好ましくは、無電解Niメッキ
層として、Ni−Pメッキ層を形成するのがよい。Ni
−P層上には無電解Auメッキ層を容易に形成できるか
らである。また、Ni−P層上に高い密着強度で無電解
Auメッキ層を形成でき、両者の界面にフクレ等の不具
合を生じないからである。
It is more preferable to form an Ni-P plating layer as the electroless Ni plating layer. Ni
This is because an electroless Au plating layer can be easily formed on the -P layer. Further, the electroless Au plating layer can be formed on the Ni-P layer with high adhesion strength, and no trouble such as blistering occurs at the interface between the two.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を図
を参照して以下に説明する。図1にセラミック基板10
の断面図を示す。このセラミック基板10は、平面視し
て略正方形状であり、略中央に断面階段状の凹部1を有
し、底面部はICチップ(図示しない)を接合するため
のダイパッド2をなす。また、この周囲の階段部上部に
は、ICチップとワイヤで接続するためのボンディング
パッド3が先端をそれぞれダイパッド2側に向け基板内
部の配線(図示しない)から延在して列設されている。
さらに基板10の上面10aには、端子を接続するため
の接続パッド4が形成され、接続パッド4は、基板内部
から図中上方に延びるビアVによって基板内部の配線と
接続している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a ceramic substrate 10.
FIG. The ceramic substrate 10 has a substantially square shape in a plan view, has a concave portion 1 having a stepped cross section substantially in the center, and a bottom portion forms a die pad 2 for joining an IC chip (not shown). In addition, bonding pads 3 for connecting to an IC chip by wires are arranged in rows above the surrounding stairs, extending from wirings (not shown) inside the substrate with their tips facing the die pad 2 side. .
Further, a connection pad 4 for connecting a terminal is formed on the upper surface 10a of the substrate 10, and the connection pad 4 is connected to a wiring inside the substrate by a via V extending upward from the inside of the substrate in the drawing.

【0025】ここで、セラミック基板10は、周知のセ
ラミックグリーンシート形成技術、厚膜印刷技術、同時
焼成技術によって形成されている。即ち、周知の方法で
形成したアルミナを主成分とするセラミックグリーンシ
ートを、所定寸法に打ち抜き、さらにビアホールを穿孔
する。しかる後、ビアホールにタングステンやモリブデ
ンを主成分とする高融点金属ペーストを充填し、さらに
シート表面に所定のパターンで高融点金属ペーストを印
刷する。このシートを所定の順序で積層・圧着し、湿っ
た水素雰囲気下において、約1600℃で同時焼成して
セラミック基板10を形成した。従って、ダイパッド
2、ボンディングパッド3、接続パッド4はそれぞれ高
融点金属からなるメタライズ層である。
Here, the ceramic substrate 10 is formed by a well-known ceramic green sheet forming technique, a thick film printing technique, and a co-firing technique. That is, a ceramic green sheet mainly composed of alumina formed by a known method is punched into a predetermined size, and a via hole is formed. Thereafter, the via holes are filled with a refractory metal paste containing tungsten or molybdenum as a main component, and the refractory metal paste is printed on the sheet surface in a predetermined pattern. The sheets were laminated and pressed in a predetermined order, and were simultaneously fired at about 1600 ° C. in a humid hydrogen atmosphere to form a ceramic substrate 10. Therefore, each of the die pad 2, the bonding pad 3, and the connection pad 4 is a metallized layer made of a refractory metal.

【0026】このセラミック基板10のダイパッド2、
ボンディングパッド3、接続パッド4にPd核付けを行
った。Pd核付けには、日本高純度化学(株)製Pd−
5液を使用し、基板をこれに浸漬した後洗浄すること
で、各メタライズ層上にのみ無電解メッキの核となるP
dを残留させた。その後、無電解Ni−Pメッキ液(上
村工業(株)ニムデン78S、中リンタイプ)を用い、
図2(A)の拡大断面図に示すように、このメッキ液に浸
漬して各メタライズ層(ダイパッド2、ボンディングパ
ッド3、接続パッド4)上に厚さ0.5〜2.0μmの
下部Ni−P層2a’、3a’、4a’をそれぞれ形成
した。
The die pad 2 of the ceramic substrate 10
Pd nucleation was performed on the bonding pad 3 and the connection pad 4. For Pd nucleation, Pd-
By washing the substrate after immersing the substrate in the five liquids, P serving as a nucleus of electroless plating is formed only on each metallized layer.
d remained. After that, using an electroless Ni-P plating solution (Uemura Kogyo Co., Ltd. Nimden 78S, medium phosphorus type)
As shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 2A, the lower Ni layer having a thickness of 0.5 to 2.0 μm is immersed in the plating solution and formed on each metallized layer (die pad 2, bonding pad 3, connection pad 4). -P layers 2a ', 3a', and 4a 'were formed, respectively.

【0027】ついで、このセラミック基板10の接続パ
ッド4上に下部Ni−P層4a’を介して外部接続端子
としてネイルヘッド型ピン状端子5を銀ろう材6によっ
てろう付け接合する(図2(B)参照)。ここで下部Ni
−P層4a’は、ろう材に濡れにくい高融点金属からな
るメタライズ層を覆い、ろう付け可能とするために設け
られたものである。なお、ろう付けにより約800℃に
加熱されるため、各下部Ni−P層2a’、3a’、4
a’は、結晶化され安定化されて、それぞれ結晶化下部
Ni−P層2a、3a、4aとなっている。また、この
結晶化下部Ni−P層2a、3a、4aは、各メタライ
ズ層2、3、4に強固に密着する。
Next, a nail head type pin-shaped terminal 5 as an external connection terminal is brazed to the connection pad 4 of the ceramic substrate 10 via a lower Ni-P layer 4a 'by a silver brazing material 6 (FIG. 2 ( B)). Where the lower Ni
The -P layer 4a 'is provided for covering the metallized layer made of a high melting point metal which is hardly wetted by the brazing material so as to enable brazing. In addition, since it is heated to about 800 ° C. by brazing, each of the lower Ni—P layers 2a ′, 3a ′,
a ′ is crystallized and stabilized to form crystallized lower Ni—P layers 2a, 3a, and 4a, respectively. Further, the crystallized lower Ni-P layers 2a, 3a, 4a are firmly adhered to the metallized layers 2, 3, 4.

【0028】さらに、上記と同様にして、無電解メッキ
により結晶化下部Ni−P層2a、3aおよび端子5と
銀ろう材6上に上部Ni−P層2b’、3b’およびN
i−P層5b’をそれぞれ厚さ1.5〜5.0μmに形
成する(図3(A)参照)。この上部Ni−P層及びNi
−P層は、後述するAuメッキ層の下地の役割を果た
す。
Further, in the same manner as described above, the upper Ni-P layers 2b ', 3b' and N on the crystallized lower Ni-P layers 2a, 3a and the terminals 5 and the silver brazing material 6 by electroless plating.
The i-P layers 5b 'are each formed to a thickness of 1.5 to 5.0 [mu] m (see FIG. 3A). This upper Ni-P layer and Ni
The -P layer serves as a base for the Au plating layer described later.

【0029】次いで、セラミック基板10を、ベルト炉
を用い、75%水素+窒素混合ガスの還元雰囲気下で、
それぞれ最高温度が500〜750℃、最高温度保持時
間5分の条件で加熱処理して、上部Ni−P層及びNi
−P層を結晶化させて、それぞれ結晶化上部Ni−P層
2b、3bおよび結晶化Ni−P層5bとした(図3
(B)参照)。
Next, the ceramic substrate 10 is placed in a belt furnace under a reducing atmosphere of a 75% hydrogen + nitrogen mixed gas.
The upper Ni-P layer and the Ni were heated at a maximum temperature of 500 to 750 ° C. and a maximum temperature holding time of 5 minutes.
The −P layer was crystallized into a crystallized upper Ni—P layer 2b, 3b and a crystallized Ni—P layer 5b, respectively (FIG. 3).
(B)).

【0030】更に、図4に示すように、熱処理後のセラ
ミック基板10を、置換型無電解Auメッキ液(エヌ・
イーケムキャット(株)製、アトメックス)に浸漬し
て、置換Auメッキ(厚さ約0.05μm)を施した
後、還元型無電解Auメッキ液(小林化学薬品(株)製
オーレット)に浸漬して、結晶化上部Ni−P層2b、
3bおよび結晶化Ni−P層5b上にそれぞれAu層2
c、3c、5cを0.5〜2.0μmの厚さ(合計厚
さ)に形成した。
Further, as shown in FIG. 4, the ceramic substrate 10 after the heat treatment is replaced with a substitution type electroless Au plating solution (N.
After immersion in Echemcat Co., Ltd., Atmex), substitutional Au plating (thickness: about 0.05 μm), and then immersion in reduced electroless Au plating solution (Kolet, Kobayashi Chemical Co., Ltd.) The crystallization upper Ni-P layer 2b,
3b and the Au layer 2 on the crystallized Ni-P layer 5b, respectively.
c, 3c, and 5c were formed to a thickness of 0.5 to 2.0 μm (total thickness).

【0031】これにより、メタライズ層(ダイパッド、
ボンディングパッド)2、3上には、それぞれ結晶化下
部Ni−P層2a、3a、結晶化上部Ni−P層2b、
3bおよびAu層2c、3cが形成され、また、端子5
の表面上には、結晶化Ni−P層5bおよびAu層5c
が形成されたことになる。Ni−P層とAu層とは強固
に密着しており、両者の界面でフクレが発生するような
ことなかった。なお、比較例として上記Ni−P層の加
熱処理のみ行わないで、他は同じとしたもの、および加
熱処理として最高温度を300、400、800℃とし
たものも製作した。
Thus, the metallized layer (die pad,
On the bonding pads 2 and 3, the crystallized lower Ni-P layers 2a and 3a, the crystallized upper Ni-P layer 2b,
3b and Au layers 2c and 3c are formed.
A crystallized Ni-P layer 5b and an Au layer 5c
Is formed. The Ni-P layer and the Au layer were firmly adhered to each other, and there was no occurrence of blisters at the interface between them. In addition, as comparative examples, only the above-mentioned heat treatment of the Ni-P layer was not performed, and the other heat treatments were the same, and heat treatments with maximum temperatures of 300, 400, and 800 ° C. were also manufactured.

【0032】その後、ICチップの接合時の条件を想定
して、加熱試験として大気雰囲気中で、最高温度450
℃、最高温度保持時間3分の加熱を行い、各Au層2
c、3c、5cの色調の変化を観察した。変色の有無
は、黄金色を呈しているAu層の少なくとも一部に褐色
の色ムラおよび色調差が生じた場合に変色アリと判断し
た。結果を表1に示す。
Then, assuming the conditions at the time of bonding the IC chips, a heating test was performed in an air atmosphere at a maximum temperature of 450 ° C.
° C, the maximum temperature holding time is 3 minutes, and each Au layer 2
Changes in the color tone of c, 3c and 5c were observed. The presence or absence of discoloration was judged to be discolored ants when brown color unevenness and color tone difference occurred in at least a part of the Au layer presenting a golden color. Table 1 shows the results.

【0033】[0033]

【表1】 ※800℃の加熱では、銀ろう材の溶融が生じた。[Table 1] * When heated at 800 ° C., melting of the silver brazing material occurred.

【0034】表1の結果から明らかなように、加熱処理
のない場合(比較例1)および加熱処理をしてもその温
度が300℃や400℃と低い場合(比較例2、3)に
は、すべての試料においてAu層に変色が生じる。これ
は、結晶成長しつつ膜厚が増加する電解メッキと異な
り、無電解メッキは不定形の粒子が堆積して膜厚が増加
する。従って、無電解Ni−Pメッキ層のNiが安定で
なく、熱によって拡散しやすい。また、Au層も無電解
メッキによって形成されているため、Niが拡散して入
り込みやすい。そこで、ICチップの接合時に基板10
が加熱されると、または加熱試験において加熱される
と、Au層にNiが拡散して変色を生じるためと考えら
れる。
As is clear from the results in Table 1, when no heat treatment was performed (Comparative Example 1) and when the temperature was as low as 300 ° C. or 400 ° C. even after the heat treatment (Comparative Examples 2 and 3), In all the samples, discoloration occurs in the Au layer. This is different from electrolytic plating in which the film thickness increases while growing crystals. In electroless plating, amorphous particles are deposited and the film thickness increases. Therefore, Ni of the electroless Ni—P plating layer is not stable, and is easily diffused by heat. Further, since the Au layer is also formed by electroless plating, it is easy for Ni to diffuse and enter. Therefore, when bonding the IC chip,
It is considered that Ni is diffused into the Au layer to cause discoloration when is heated or in a heating test.

【0035】一方、この変色を防止するためには、無電
解メッキによる不定形の粒子を前もって結晶化して安定
化させればよく、500℃以上の加熱をすれば足りるこ
とが判る。上記結果から判るように、500℃以上の加
熱を行えば、変色はまったく起こらず、比較例や400
℃以下の加熱の場合と著しい対照をなしており、加熱お
よび結晶化させることの有効性を示している。なお、7
50℃を越える温度で加熱する場合(比較例4)には、
端子を接続しているろう材が溶融する(共晶銀ろうの融
点約780℃)問題があるほか、加熱温度が高ければコ
ストが掛かる。ICの接合時にセラミック基板10に掛
かる温度は、約450℃が最高温度であり、変色の生じ
ない範囲で低めの温度で処理を行えば足りる。
On the other hand, in order to prevent this discoloration, it is sufficient to crystallize and stabilize amorphous particles formed by electroless plating in advance, and it is found that heating at 500 ° C. or more is sufficient. As can be seen from the above results, if heating is performed at 500 ° C. or more, no discoloration occurs,
This is in sharp contrast to the case of heating below ℃, indicating the effectiveness of heating and crystallization. Note that 7
When heating at a temperature exceeding 50 ° C. (Comparative Example 4),
In addition to the problem that the brazing material connecting the terminals is melted (melting point of eutectic silver brazing is about 780 ° C.), the cost is increased if the heating temperature is high. The maximum temperature applied to the ceramic substrate 10 at the time of IC bonding is about 450 ° C., and it is sufficient to perform the processing at a lower temperature within a range in which discoloration does not occur.

【0036】このことを確かめるために、500℃、6
00℃および700℃でそれぞれ加熱処理した試料(実
施例1、2、3)および加熱処理しなかった試料(比較
例1)について、Auメッキを施す前の状態において、
以下の方法によって上部結晶化Ni−Pメッキ層(比較
例1は上部Ni−Pメッキ層)の結晶構造を調査した。
調査には、リガク(株)製、薄膜X線回折装置LAD−
RBを用い、X線波長1.540562オンク゛ストローム(C
u:Kα1)、加速電圧40kV、電流200mA、X
線入射角5.0degとして、回折X線の強度を角度2
θが10〜70度の範囲で測定した。各結晶回折ピーク
に対応する角度2θ(理論値)およびピーク強度を表2
に示す。また、回折X線の強度プロファイルと、このプ
ロファイルから算出した回折ピークの位置と強度を示す
ピークデータおよび対応する物質の理論的回折ピークデ
ータをそれぞれ図5〜8に示す。なお、プロファイルか
ら求めた回折ピークが、理論的回折ピークに対して若干
ずれて現れている。これは、Ni3P等の結晶を構成す
る元素が理論的な配合比(Ni3Pについていえば、N
i:P=3:1で)ではない状態から結晶が成長するの
で、結晶における成分が理論配合比より若干ずれるため
に生じるものと思われる。そこで、下表2においては、
回折X線角度2θとして、理論的回折ピーク角度を代表
させて標記した。
In order to confirm this, 500 ° C., 6
The samples (Examples 1, 2, and 3) heat-treated at 00 ° C. and 700 ° C., respectively, and the sample not subjected to the heat treatment (Comparative Example 1) were subjected to a state before Au plating.
The crystal structure of the upper crystallized Ni-P plating layer (Comparative Example 1 was the upper Ni-P plating layer) was investigated by the following method.
The investigation was conducted using a thin film X-ray diffractometer LAD- manufactured by Rigaku Corporation.
Using an RB, an X-ray wavelength of 1.540562 angstroms (C
u: Kα1), acceleration voltage 40 kV, current 200 mA, X
Assuming that the line incident angle is 5.0 deg, the intensity of the diffracted X-ray is
θ was measured in the range of 10 to 70 degrees. Table 2 shows the angle 2θ (theoretical value) and the peak intensity corresponding to each crystal diffraction peak.
Shown in 5 to 8 show the intensity profile of the diffraction X-ray, peak data indicating the position and intensity of the diffraction peak calculated from the profile, and the theoretical diffraction peak data of the corresponding substance, respectively. Note that the diffraction peak obtained from the profile appears slightly shifted from the theoretical diffraction peak. This is because the elements constituting the crystal such as Ni 3 P have a theoretical mixing ratio (for Ni 3 P, N
(i: P = 3: 1), the crystal grows from a state that is not (i: P = 3: 1), and it is considered that the components in the crystal slightly deviate from the theoretical mixing ratio. Therefore, in Table 2 below,
As the diffraction X-ray angle 2θ, the theoretical diffraction peak angle was represented as a representative.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】この表2並びに図5〜図8から明らかなよ
うに、加熱なしの場合(図8参照)には、角度43.6
24度(ピーク番号5)等にNi3Pの結晶回折ピーク
が観察されるものの、全体として、角度35〜55度に
かけてなだらかな回折ピーク(盛り上がり)が観察され
る。また、Niの結晶の存在を示す角度44.505度
(ピーク番号6)の強度が小さい(3236cps)。これら
は、成分のNi等が結晶状態でなく非晶質状態となって
いることを示すものである。即ち、一部にNi3P等の
結晶が存在するものの、全体として結晶状態にはないこ
とが判る。
As is clear from Table 2 and FIGS. 5 to 8, when no heating is performed (see FIG. 8), the angle is 43.6.
Although a crystal diffraction peak of Ni 3 P is observed at 24 degrees (peak number 5) and the like, a gentle diffraction peak (bump) is observed as a whole at an angle of 35 to 55 degrees. In addition, the intensity at an angle of 44.505 degrees (peak number 6) indicating the presence of Ni crystals is small (3236 cps). These indicate that the component Ni or the like is not in a crystalline state but in an amorphous state. That is, it can be seen that although crystals such as Ni 3 P exist partially, they are not in a crystalline state as a whole.

【0039】これに対し、500℃に加熱した場合(図
5)においては、加熱なしの場合(図8)においてはほ
とんどなかったNiの結晶回折ピークが45.505度
(ピーク番号6)に強く現れ、鋭い回折ピークをなして
いる。また、Ni3Pの回折ピークも、41.762度
(ピーク番号3)、43.624度(同5)、46.6
08度(同9)等に強く現れている。このことから、5
00℃の加熱処理により、Ni−Pメッキの成分がNi
の結晶およびNi3Pの結晶となったことが窺える。
On the other hand, in the case of heating to 500 ° C. (FIG. 5), the crystal diffraction peak of Ni, which was almost no in the case of no heating (FIG. 8), was strongly increased to 45.505 ° (peak number 6). Appear and form a sharp diffraction peak. The diffraction peaks of Ni 3 P are also 41.762 degrees (peak number 3), 43.624 degrees (5), and 46.6 degrees.
It appears strongly at 08 degrees (9). From this, 5
By the heat treatment at 00 ° C., the component of Ni-P plating is Ni
And Ni 3 P crystal.

【0040】また、図8においては、角度35〜55度
にかけてなだらかな回折ピークが存在していた。しか
し、図5においては、ピーク番号1と2の間の角度37
〜40度付近およびピーク番号9と10の間の角度47
〜50度付近の強度が、例えば、角度20度や60度近
傍の強度(ベースライン強度)とほぼ同じ値となってい
る。また、各回折ピークの間(例えば、41.762度
(ピーク番号3)と42.821度(ピーク番号4)の
回折ピークの間の42度付近、45.208度(ピーク
番号7)と46.008度(ピーク番号8)の回折ピー
クの間の46度付近など)の谷底部の強度もベースライ
ン強度とほぼ同じになっている。したがって、図7のよ
うななだらかな回折ピークは存在していないと考えられ
る。即ち、非晶質のNi等が存在していない(あるいは
非常に少ない)ことを示すものである。
In FIG. 8, a gentle diffraction peak exists at an angle of 35 to 55 degrees. However, in FIG. 5, the angle 37 between peak numbers 1 and 2
4740 degrees and angle 47 between peak numbers 9 and 10
The intensity around 50 degrees is, for example, almost the same value as the intensity around 20 degrees or 60 degrees (baseline intensity). In addition, between each diffraction peak (for example, around 42 degrees between the diffraction peaks of 41.762 degrees (peak number 3) and 42.821 degrees (peak number 4), 45.208 degrees (peak number 7) and 46 degrees The intensity at the bottom of the valley at 0.008 degrees (around 46 degrees between the diffraction peaks at peak number 8) is almost the same as the baseline intensity. Therefore, it is considered that a gentle diffraction peak as shown in FIG. 7 does not exist. That is, it indicates that amorphous Ni or the like does not exist (or is extremely small).

【0041】同様に、表2及び図7に示したように、7
00℃に加熱した場合においても、Niの結晶回折ピー
クが44.505度(ピーク番号6)に強く現れてい
る。また、Ni3Pの回折ピークも、同様に41.76
2度(ピーク番号3)、43.624度(同5)、4
6.608度(同9)等に強く現れている。なお、4
1.762度(ピーク番号3)の回折ピークが500℃
の場合に比較してより強く現れている。これは、加熱処
理の温度により、Ni3Pの成長しやすい結晶方向が異
なるためと推測される。いずれにしても、700℃の加
熱処理により、Ni−Pメッキの成分がNiの結晶およ
びNi3Pの結晶となったことが窺える。
Similarly, as shown in Table 2 and FIG.
Even when heated to 00 ° C., the crystal diffraction peak of Ni strongly appears at 44.505 degrees (peak number 6). Similarly, the diffraction peak of Ni 3 P is also 41.76.
2 degrees (peak number 3), 43.624 degrees (5), 4
6.608 degrees (9). In addition, 4
1.762 ° (peak number 3) diffraction peak at 500 ° C
It appears more strongly than in the case of. This is presumed to be because the crystal direction in which Ni 3 P grows easily varies depending on the temperature of the heat treatment. In any case, it can be seen that the heat treatment at 700 ° C. turned the Ni-P plating components into Ni crystals and Ni 3 P crystals.

【0042】また、図7においても、37〜40度付近
および47〜50度付近の強度が、角度20度や60度
近傍のベースライン強度とほぼ同じ値となっている。ま
た、図5の場合と同様に、各回折ピークの間の谷底部の
強度もベースライン強度とほぼ同じになっている。した
がって、図7のようななだらかな回折ピークは存在して
いないと考えられる。即ち、非晶質のNi等が存在して
いない(あるいは非常に少ない)ことを示すものであ
る。なお、600℃に加熱した場合にも、同様なことが
表2及び図7から読みとることができる。
Also, in FIG. 7, the intensity around 37 to 40 degrees and around 47 to 50 degrees have almost the same value as the baseline intensity around 20 degrees and 60 degrees. Also, as in the case of FIG. 5, the intensity of the valley bottom between the diffraction peaks is almost the same as the baseline intensity. Therefore, it is considered that a gentle diffraction peak as shown in FIG. 7 does not exist. That is, it indicates that amorphous Ni or the like does not exist (or is extremely small). The same can be read from Table 2 and FIG. 7 when heating to 600 ° C.

【0043】これらのことより、500℃、600℃お
よび700℃で加熱処理した場合には、上部Ni−Pメ
ッキ層は、結晶化して上部結晶化Ni−Pメッキ層とな
っていたことが確かめられた。そして、このように結晶
化された上部結晶化Ni−Pメッキ層上にAu層をメッ
キにより設けた場合に、ICチップの接続や450℃、
3分の加熱試験においてAu層の変色が生じないことか
ら、Ni−Pメッキ層を結晶化することにより、不安定
なNiがNiの結晶あるいはNi3Pの結晶に変化して
安定になりAu層への拡散が抑制されることが判る。
From these results, it was confirmed that when heat treatment was performed at 500 ° C., 600 ° C., and 700 ° C., the upper Ni—P plating layer was crystallized to become the upper crystallized Ni—P plating layer. Was done. Then, when an Au layer is provided by plating on the upper crystallized Ni—P plating layer crystallized in this way, connection of an IC chip or 450 ° C.
Since the discoloration of the Au layer does not occur in the heating test for 3 minutes, unstable Ni changes to Ni crystal or Ni 3 P crystal and becomes stable by crystallizing the Ni—P plating layer, and Au becomes stable. It can be seen that diffusion into the layer is suppressed.

【0044】なお、図5〜図7を比較するとほとんど違
いがないことから、500℃の加熱処理をすれば結晶化
には十分であり、変色を防止するのも十分であることが
判る。したがって、加熱処理温度や時間などのバラツキ
による結晶化の程度のバラツキを考慮した上で、できる
だけ低い温度で処理すればよく、低い温度で処理をすれ
ば、加熱処理の費用を低減することができる。
It should be noted that comparing FIGS. 5 to 7 shows that there is almost no difference, and it can be seen that a heat treatment at 500 ° C. is sufficient for crystallization, and that discoloration is also sufficiently prevented. Therefore, in consideration of variation in the degree of crystallization due to variation in the temperature and time of the heat treatment, the treatment may be performed at a temperature as low as possible, and if the treatment is performed at a low temperature, the cost of the heat treatment can be reduced. .

【0045】上記実施態様においては、下部Ni−P層
2a’、3a’、4a’も無電解Ni−Pメッキによっ
て形成した例を示したが、これに代えて、電解メッキの
手法の1つであるバレルメッキ法によってNiやNi−
Co層を形成しても良い。また、無電解Ni−Bメッキ
やNi−B−Pメッキによって形成しても良い。また、
上部Ni−P層を結晶化下部Ni−P層の上に直接設け
た例を示したが、無電解Ni−Bメッキ層を介在させて
上部Ni−P層を形成するなど上部Ni−P層の下層に
はメタライズ層の材質などに応じて適切な介在層を設け
ても良い。さらに、上記態様では無電解メッキによって
上部Ni−P層を形成した例を示したが、Ni−Pに代
えて、Ni(純Ni)やNi−B、Ni−P−B等のN
i合金からなる上部層を形成しても良い。この場合に
も、結晶化によりNiがAu層に拡散することを抑制す
ることができる。
In the above-described embodiment, an example is shown in which the lower Ni-P layers 2a ', 3a', and 4a 'are also formed by electroless Ni-P plating. Ni or Ni-
A Co layer may be formed. Moreover, you may form by electroless Ni-B plating or Ni-BP plating. Also,
Although the example in which the upper Ni-P layer is provided directly on the crystallized lower Ni-P layer has been described, the upper Ni-P layer is formed by forming the upper Ni-P layer with an electroless Ni-B plating layer interposed. An appropriate intervening layer may be provided as a lower layer according to the material of the metallized layer. Further, in the above embodiment, an example in which the upper Ni-P layer is formed by electroless plating has been described, but instead of Ni-P, N (pure Ni), Ni-B, Ni-P-B, or other N
An upper layer made of an i-alloy may be formed. Also in this case, diffusion of Ni into the Au layer due to crystallization can be suppressed.

【0046】なお、上記態様においては、結晶化を加熱
炉を用いて加熱処理によって行った例を示したが、結晶
化の手法はこれに限定されない。たとえば、適度なエネ
ルギーを持つレーザビームの照射によって、直接上部N
i−P層2b’、3b’、5b’を加熱し結晶化させて
も良い。この場合には、基板全体を加熱しないので、加
熱したくない部分や加熱により特性等の変動が見込まれ
るコンデンサ、抵抗体等を内蔵または表面に設けた基板
に適している。また、同様に電子ビームを照射しても良
い。但し、電子ビームを用いる場合には、真空容器中に
基板を投入する必要がある。
In the above embodiment, an example in which crystallization is performed by heat treatment using a heating furnace has been described, but the crystallization method is not limited to this. For example, irradiation of a laser beam having an appropriate energy directly
The i-P layers 2b ', 3b', and 5b 'may be heated and crystallized. In this case, since the entire substrate is not heated, it is suitable for a substrate that does not want to be heated or a substrate in which a capacitor, a resistor, or the like, whose characteristics and the like are expected to change due to heating, is built in or provided on the surface. Further, an electron beam may be similarly irradiated. However, when using an electron beam, it is necessary to put a substrate into a vacuum vessel.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上より明らかなように、上部無電解N
iメッキ層あるいは無電解Niメッキ層が結晶化されて
いることで、ICチップ接合時の加熱処理、または加熱
試験において、メタライズ層上や接続部材上に形成され
たAu層の変色が発生しないセラミック基板を供給する
ことができる。特に、上部無電解Niメッキ層あるいは
無電解Niメッキ層がNi−Pメッキ層である場合に
は、Ni−P層上に高い密着強度で無電解Auメッキ層
を形成でき、両者の界面にフクレ等の不具合を生じない
ものとすることができる。また、その手法としては、無
電解Niメッキ後に還元雰囲気中で500〜750℃に
加熱して結晶化させれば良く、処理が確実、容易で安価
にセラミック基板を供給できる。
As is clear from the above, the upper electroless N
A ceramic that does not cause discoloration of the Au layer formed on the metallized layer or the connection member in the heat treatment or the heat test at the time of IC chip bonding because the i-plated layer or the electroless Ni-plated layer is crystallized. A substrate can be provided. In particular, when the upper electroless Ni plating layer or the electroless Ni plating layer is a Ni-P plating layer, an electroless Au plating layer can be formed on the Ni-P layer with high adhesion strength, and a fringe is formed at the interface between the two. And the like can be avoided. In addition, as a method thereof, crystallization may be performed by heating to 500 to 750 ° C. in a reducing atmosphere after electroless Ni plating, and a ceramic substrate can be supplied reliably, easily and inexpensively.

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

【図1】セラミック基板のメッキおよび端子のろう付け
前の状態を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a state before plating of a ceramic substrate and brazing of terminals.

【図2】セラミック基板の各所にNi−Pメッキおよび
ピン状端子のろう付け工程を示す部分拡大断面図であ
る。
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing Ni-P plating and brazing of pin-shaped terminals on various portions of a ceramic substrate.

【図3】セラミック基板の各所にNi−Pメッキおよび
加熱処理を施す工程を示す部分拡大断面図である。
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing a step of performing Ni-P plating and heat treatment on various portions of a ceramic substrate.

【図4】セラミック基板の各所にAuメッキを施す工程
を示す部分拡大断面図である。
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing a step of applying Au plating to various portions of a ceramic substrate.

【図5】加熱処理温度500℃の試料のX線回折分析査
データを示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing X-ray diffraction analysis data of a sample at a heat treatment temperature of 500 ° C.

【図6】加熱処理温度600℃の試料のX線回折分析デ
ータを示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing X-ray diffraction analysis data of a sample at a heat treatment temperature of 600 ° C.

【図7】加熱処理温度700℃の試料のX線回折分析デ
ータを示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing X-ray diffraction analysis data of a sample at a heat treatment temperature of 700 ° C.

【図8】加熱処理なしの試料(比較例)のX線回折分析
データを示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing X-ray diffraction analysis data of a sample without heat treatment (Comparative Example).

【符号の簡単な説明】 10:セラミック基板 1:凹部 2:ダイパッド 3:ボンディングパッド 4:接続パッド 5:端子 6:銀ろう材 2a、3a、4a:結晶化下部Ni−P層 2b、3b:結晶化上部Ni−P層 5b:結晶化Ni−P層 2c、3c、5c:Au層BRIEF DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS 10: ceramic substrate 1: concave portion 2: die pad 3: bonding pad 4: connection pad 5: terminal 6: silver brazing material 2a, 3a, 4a: crystallized lower Ni-P layer 2b, 3b: Crystallized upper Ni-P layer 5b: crystallized Ni-P layer 2c, 3c, 5c: Au layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板表面に形成されたメタライズ層上に、
下部無電解Niメッキ層と、上部無電解Niメッキ層
と、無電解Auメッキ層とをこの順に有するセラミック
基板であって、 該上部無電解Niメッキ層が結晶化されていることを特
徴とするセラミック基板。
1. A metallized layer formed on a substrate surface,
A ceramic substrate having a lower electroless Ni plating layer, an upper electroless Ni plating layer, and an electroless Au plating layer in this order, wherein the upper electroless Ni plating layer is crystallized. Ceramic substrate.
【請求項2】前記上部無電解Niメッキ層が、Ni−P
メッキ層であることを特徴とする請求項1に記載のセラ
ミック基板。
2. The method according to claim 1, wherein the upper electroless Ni plating layer is made of Ni-P.
The ceramic substrate according to claim 1, wherein the ceramic substrate is a plating layer.
【請求項3】基板表面に形成された接続部材上に、無電
解Niメッキ層と、無電解Auメッキ層とをこの順に有
するセラミック基板であって、 該無電解Niメッキ層が結晶化されていることを特徴と
するセラミック基板。
3. A ceramic substrate having an electroless Ni plating layer and an electroless Au plating layer in this order on a connecting member formed on the substrate surface, wherein the electroless Ni plating layer is crystallized. A ceramic substrate.
【請求項4】前記無電解Niメッキ層が、Ni−Pメッ
キ層であることを特徴とする請求項3に記載のセラミッ
ク基板。
4. The ceramic substrate according to claim 3, wherein said electroless Ni plating layer is a Ni—P plating layer.
【請求項5】基板上に形成したメタライズ層上に下部無
電解Niメッキ層を形成する工程と、 該下部無電解ッキ層上に上部無電解Niメッキ層を形成
する工程と、 該上部無電解Niメッキ層を還元雰囲気中で500〜7
50℃で加熱して結晶化させる工程と、 該結晶化上部無電解Niメッキ層上に直接無電解Auメ
ッキ層を形成する工程とを有するセラミック基板の製造
方法。
5. A step of forming a lower electroless Ni plating layer on a metallized layer formed on a substrate; a step of forming an upper electroless Ni plating layer on the lower electroless nickel plating layer; Electrolytic Ni plating layer in reducing atmosphere
A method of manufacturing a ceramic substrate, comprising: a step of heating at 50 ° C. for crystallization; and a step of forming an electroless Au plating layer directly on the crystallization upper electroless Ni plating layer.
【請求項6】基板上に形成した接続部材上に無電解Ni
メッキ層を形成する工程と、 該無電解Niメッキ層を還元雰囲気中で500〜750
℃で加熱して結晶化する工程と、 該結晶化上部無電解Niメッキ層上に直接無電解Auメ
ッキ層を形成する工程とを有するセラミック基板の製造
方法。
6. An electroless Ni on a connecting member formed on a substrate.
Forming a plating layer; and forming the electroless Ni plating layer in a reducing atmosphere at 500 to 750.
A method of manufacturing a ceramic substrate, comprising: a step of crystallization by heating at a temperature of ° C .; and a step of forming an electroless Au plating layer directly on the crystallization upper electroless Ni plating layer.
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