JPH1112716A - ロウ接用材料およびその製造方法 - Google Patents
ロウ接用材料およびその製造方法Info
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- JPH1112716A JPH1112716A JP9162465A JP16246597A JPH1112716A JP H1112716 A JPH1112716 A JP H1112716A JP 9162465 A JP9162465 A JP 9162465A JP 16246597 A JP16246597 A JP 16246597A JP H1112716 A JPH1112716 A JP H1112716A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フラックスを用いることなく効果的にロウま
たはハンダの濡れ性を向上させる。 【解決手段】 真空チャンバ１０内の回転テーブル１６
に金属基材１８を配置する。金属基材１８の上方には、
スパッタ電極２４に取り付けた銅のターゲット２０が配
置してある。真空排気口１４からチャンバ１０内を排気
して所定の圧力にしたのち、ガス導入口１２から四フッ
化炭素ガスとアルゴンガスとを導入してスパッタ圧に制
御する。その後、回転テーブル１６を回転させるととも
に、ターゲット２０と金属基材１８との間に高周波電圧
を印加し、金属基材１８の表面にフッ化銅の層を成膜す
る。
たはハンダの濡れ性を向上させる。 【解決手段】 真空チャンバ１０内の回転テーブル１６
に金属基材１８を配置する。金属基材１８の上方には、
スパッタ電極２４に取り付けた銅のターゲット２０が配
置してある。真空排気口１４からチャンバ１０内を排気
して所定の圧力にしたのち、ガス導入口１２から四フッ
化炭素ガスとアルゴンガスとを導入してスパッタ圧に制
御する。その後、回転テーブル１６を回転させるととも
に、ターゲット２０と金属基材１８との間に高周波電圧
を印加し、金属基材１８の表面にフッ化銅の層を成膜す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロウまたはハンダ
を用いて接合するロウ接用材料に関する。
を用いて接合するロウ接用材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロウ接は、母材より融点の低い金属また
は合金を加熱溶融して母材間の隙間を満たし、母材の接
合部を溶融させることなく母材同士を接合する方法であ
る。そして、ロウ接は、複雑で精密な部品の接合ができ
ること、異種金属の接合ができること、母材への影響が
少ないことなどから、電子機器に広く利用されている。
ロウ接に使用されるロウには、銀や金などの比較的融点
の高い硬ロウと、比較的融点の低い軟ロウとがある。軟
ロウは、一般にハンダと呼ばれており、錫と鉛を主成分
としているものが多く、導電性が要求される電子機器の
リードフレーム接合に多用されている。ハンダは、一般
に強度よりも導電性が主体に考えられ、特に母材に対す
る濡れ性が高いことが要求されている。そして、ロウ接
時における硬ロウ（以下、単にロウという）またはハン
ダの濡れ性は、母材表面の酸化被膜が大きな影響を与え
ることが知られている。
は合金を加熱溶融して母材間の隙間を満たし、母材の接
合部を溶融させることなく母材同士を接合する方法であ
る。そして、ロウ接は、複雑で精密な部品の接合ができ
ること、異種金属の接合ができること、母材への影響が
少ないことなどから、電子機器に広く利用されている。
ロウ接に使用されるロウには、銀や金などの比較的融点
の高い硬ロウと、比較的融点の低い軟ロウとがある。軟
ロウは、一般にハンダと呼ばれており、錫と鉛を主成分
としているものが多く、導電性が要求される電子機器の
リードフレーム接合に多用されている。ハンダは、一般
に強度よりも導電性が主体に考えられ、特に母材に対す
る濡れ性が高いことが要求されている。そして、ロウ接
時における硬ロウ（以下、単にロウという）またはハン
ダの濡れ性は、母材表面の酸化被膜が大きな影響を与え
ることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、母材表面の酸化
被膜の除去は、一般にハンダ付けなどのロウ接時にフラ
ックスを使用して行っている。しかし、フラックスを用
いる方法は、電子機器のリード等の接合のために非腐食
系のフラックスを用いた場合でも、フラックス塗布に伴
う周辺機材の汚染を生じてしまうなどの問題がある。そ
して、ハロゲン成分を含んだフラックスを用いてハンダ
付け等を行う例が見られるが、一般的にはハンダ付けの
後に残留フラックスの洗浄を必要となる。また、ハンダ
付けの後に残留フラックスの洗浄を行わない場合もある
が、この場合はハロゲン成分が少ないフラックスを用い
てハンダの濡れ性を犠牲にするか、ハンダの濡れ性を確
保するため、ハロゲン成分が多いフラックスを用いて、
残留フラックスの中のハロゲン成分に起因するマイグレ
ーション発生の危険を犯すことになる。
被膜の除去は、一般にハンダ付けなどのロウ接時にフラ
ックスを使用して行っている。しかし、フラックスを用
いる方法は、電子機器のリード等の接合のために非腐食
系のフラックスを用いた場合でも、フラックス塗布に伴
う周辺機材の汚染を生じてしまうなどの問題がある。そ
して、ハロゲン成分を含んだフラックスを用いてハンダ
付け等を行う例が見られるが、一般的にはハンダ付けの
後に残留フラックスの洗浄を必要となる。また、ハンダ
付けの後に残留フラックスの洗浄を行わない場合もある
が、この場合はハロゲン成分が少ないフラックスを用い
てハンダの濡れ性を犠牲にするか、ハンダの濡れ性を確
保するため、ハロゲン成分が多いフラックスを用いて、
残留フラックスの中のハロゲン成分に起因するマイグレ
ーション発生の危険を犯すことになる。
【０００４】本発明は、ロウまたはハンダ材料の濡れ性
をフラックスを用いることなく効果的に向上させること
ができるようにしたロウ接用材料およびその製造方法を
提供することを目的としている。
をフラックスを用いることなく効果的に向上させること
ができるようにしたロウ接用材料およびその製造方法を
提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るロウ接用材料は、金属基材の表面に
ハロゲン化物層が設けてあることを特徴としている。こ
れにより、ハロゲン化物層が金属基材の表面を覆って金
属基材の酸化を防止するとともに、ロウ接時にハロゲン
が金属基材中への拡散、大気中への蒸発により、金属基
材がロウやハンダを構成する金属と結合しやすくなり、
フラックスを用いることなくロウやハンダの濡れ性を改
善することができ、フラックスなしで容易にロウ接を行
うことができる。
めに、本発明に係るロウ接用材料は、金属基材の表面に
ハロゲン化物層が設けてあることを特徴としている。こ
れにより、ハロゲン化物層が金属基材の表面を覆って金
属基材の酸化を防止するとともに、ロウ接時にハロゲン
が金属基材中への拡散、大気中への蒸発により、金属基
材がロウやハンダを構成する金属と結合しやすくなり、
フラックスを用いることなくロウやハンダの濡れ性を改
善することができ、フラックスなしで容易にロウ接を行
うことができる。
【０００６】ハロゲン化物層は、金属とハロゲンとの化
合物からなることが望ましい。特に、フッ化銀（Ａｇ
Ｆ）、フッ化銅（ＣｕＦ）、フッ化錫（ＳｎＦ2 ）など
のフッ化物、塩化銀（ＡｇＣｌ）、塩化銅（ＣｕＣ
ｌ）、塩化錫（ＳｎＣｌ2 ）などの塩化物がよい。ハロ
ゲン化物層の厚さは、金属基材の表面に存在する酸化物
の酸素原子とハロゲンとが置換でき、金属基材表面の酸
化を防止できるものであればよく、０．５〜３μｍ程度
でよい。ハロゲン化物層の厚さが０．５μｍより小さく
なると、金属基体の酸化を防止できないおそがある。ま
た、ハロゲン化物層の厚さが３μｍを超えると、腐食の
原因となるイオン成分の増加、または純金属との相対的
な濡れ性を低下させるおそれがある。
合物からなることが望ましい。特に、フッ化銀（Ａｇ
Ｆ）、フッ化銅（ＣｕＦ）、フッ化錫（ＳｎＦ2 ）など
のフッ化物、塩化銀（ＡｇＣｌ）、塩化銅（ＣｕＣ
ｌ）、塩化錫（ＳｎＣｌ2 ）などの塩化物がよい。ハロ
ゲン化物層の厚さは、金属基材の表面に存在する酸化物
の酸素原子とハロゲンとが置換でき、金属基材表面の酸
化を防止できるものであればよく、０．５〜３μｍ程度
でよい。ハロゲン化物層の厚さが０．５μｍより小さく
なると、金属基体の酸化を防止できないおそがある。ま
た、ハロゲン化物層の厚さが３μｍを超えると、腐食の
原因となるイオン成分の増加、または純金属との相対的
な濡れ性を低下させるおそれがある。
【０００７】また、本発明に係るロウ接用材料は、金属
中にハロゲンを含有させたことを特徴としている。この
ように構成すると、金属の表層部に存在するハロゲンが
金属の酸化を防止するため、フラックスを使用すること
なくロウまたはハンダの濡れ性を向上することができ
る。前記ハロゲンは、臭素（Ｂｒ）や沃素であってもよ
いが、活性に優れているところから、フッ素または塩素
が望ましい。金属に含有させるハロゲンの濃度は、体積
％で５０ｐｐｍ〜５％である。ハロゲンの含有量が５％
を超えると、上記したように腐食の原因となるイオンの
増加や純金属との濡れ性が低下するおそれがある。
中にハロゲンを含有させたことを特徴としている。この
ように構成すると、金属の表層部に存在するハロゲンが
金属の酸化を防止するため、フラックスを使用すること
なくロウまたはハンダの濡れ性を向上することができ
る。前記ハロゲンは、臭素（Ｂｒ）や沃素であってもよ
いが、活性に優れているところから、フッ素または塩素
が望ましい。金属に含有させるハロゲンの濃度は、体積
％で５０ｐｐｍ〜５％である。ハロゲンの含有量が５％
を超えると、上記したように腐食の原因となるイオンの
増加や純金属との濡れ性が低下するおそれがある。
【０００８】そして、本発明に係るロウ接用材料の製造
方法は、金属基材の表面に、スパッタまたは蒸着により
ハロゲン化物層を成膜することを特徴としている。成膜
は、ハロゲン化物を含む溶液中に金属基材を浸漬したの
ち、または金属基材にハロゲン化物を含む溶液を塗布し
たのち、加熱乾燥もしくは自然乾燥させてもよい。さら
に、成膜は、金属基材の表面にハロゲン化物を配置して
溶解したのち、加熱乾燥もしくは自然乾燥させることに
よって行ってもよい。
方法は、金属基材の表面に、スパッタまたは蒸着により
ハロゲン化物層を成膜することを特徴としている。成膜
は、ハロゲン化物を含む溶液中に金属基材を浸漬したの
ち、または金属基材にハロゲン化物を含む溶液を塗布し
たのち、加熱乾燥もしくは自然乾燥させてもよい。さら
に、成膜は、金属基材の表面にハロゲン化物を配置して
溶解したのち、加熱乾燥もしくは自然乾燥させることに
よって行ってもよい。
【０００９】さらに、本発明に係るロウ接用材料の製造
方法は、溶融金属中にハロゲン化物を添加して融解した
のち、前記溶融金属を固化することを特徴としている。
ハロゲン化物は、溶融金属と同じ金属とハロゲンとの化
合物であってよい。例えば、溶融金属が銅（Ｃｕ）であ
る場合、銅のハロゲン化物を添加し、溶融金属がアルミ
ニウム（Ａｌ）である場合、アルミニウムのハロゲン化
物を添加する。
方法は、溶融金属中にハロゲン化物を添加して融解した
のち、前記溶融金属を固化することを特徴としている。
ハロゲン化物は、溶融金属と同じ金属とハロゲンとの化
合物であってよい。例えば、溶融金属が銅（Ｃｕ）であ
る場合、銅のハロゲン化物を添加し、溶融金属がアルミ
ニウム（Ａｌ）である場合、アルミニウムのハロゲン化
物を添加する。
【００１０】そして、上記の各製造方法において、ハロ
ゲン化物は、フッ化物または塩化物を用いることが望ま
しい。
ゲン化物は、フッ化物または塩化物を用いることが望ま
しい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を詳細に説明する。
態を詳細に説明する。
【００１２】図１は、実施の形態に係るロウ接用材料の
製造方法の説明図であって、スパッタ装置による製造方
法の説明図である。図１において、真空チャン１０に
は、ハロゲンガスをチャンバ１０内に導入できるガス導
入口１２と、図示しない真空ポンプなどの排気装置に接
続して真空チャンバ１０内を減圧するための真空排気口
１４が設けてある。また、真空チャンバ１０の内部に
は、回転テーブル１６が配設してあって、この回転テー
ブル１６の上に例えばリードフレームや端子などの金属
基材１８を配置できるようになっている。そして、金属
基材１８の上方には、銅や銀、錫などの金属からなるタ
ーゲット２０が配設してある。このターゲット２０は、
絶縁材２２を介して真空チャンバ１０に取り付けたスパ
ッタ電極２４の表面に固定してある。そして、スパッタ
電極２４は、インピーダンスマッチング回路２６を介し
て高周波電源２８に接続してある。
製造方法の説明図であって、スパッタ装置による製造方
法の説明図である。図１において、真空チャン１０に
は、ハロゲンガスをチャンバ１０内に導入できるガス導
入口１２と、図示しない真空ポンプなどの排気装置に接
続して真空チャンバ１０内を減圧するための真空排気口
１４が設けてある。また、真空チャンバ１０の内部に
は、回転テーブル１６が配設してあって、この回転テー
ブル１６の上に例えばリードフレームや端子などの金属
基材１８を配置できるようになっている。そして、金属
基材１８の上方には、銅や銀、錫などの金属からなるタ
ーゲット２０が配設してある。このターゲット２０は、
絶縁材２２を介して真空チャンバ１０に取り付けたスパ
ッタ電極２４の表面に固定してある。そして、スパッタ
電極２４は、インピーダンスマッチング回路２６を介し
て高周波電源２８に接続してある。
【００１３】なお、ターゲット２０が金属であるため直
流電源を用いた直流スパッタによっても金属基材１８へ
の成膜が可能であるが、この実施形態においては、活性
なハロゲンガスを用いるリアクティブスパッタであると
ころから、再現性、放電安定性などに優れている高周波
スパッタを採用している。
流電源を用いた直流スパッタによっても金属基材１８へ
の成膜が可能であるが、この実施形態においては、活性
なハロゲンガスを用いるリアクティブスパッタであると
ころから、再現性、放電安定性などに優れている高周波
スパッタを採用している。
【００１４】このような一般的なスパッタ装置によるロ
ウ接用材料の製造は、次のごとくして行う。
ウ接用材料の製造は、次のごとくして行う。
【００１５】まず、排気装置により真空排気口１４から
真空引きをし、真空チャンバ１０の内部が所定の圧力に
なるまで排気する。この圧力は、通常、スパッタ圧の１
／１０〜１／１０００の圧力である。そして、チャンバ
１０内が所定の圧力になったならば、ガス導入口１２を
介して四フッ素炭素（ＣＦ4 ）や六フッ化硫黄（ＳＦ
6 ）あるいは三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、四塩化炭素
（ＣＣｌ4 ）等のハロゲンを含む反応ガスをアルゴンガ
ス（Ａｒ）などのキャリアガスとともに真空チャンバ１
０内に導入し、チャンバ１０内を所定のスパッタ圧（例
えば、１Ｐａ）に制御する。この状態で回転テーブル１
６を回転させながら高周波電圧をスパッタ電極２４と回
転テーブル１６、すなわちターゲット２０と金属基材１
８との間に印加し、金属基材１８の表面にスパッタによ
る銅などの金属のハロゲン化物による膜（層）を０．５
〜３μｍ成膜する。そして、所定時間スパッタによる成
膜を行ったならば、真空チャンバ１０を大気圧に戻して
金属基材１８を取り出す。これにより、金属基材１８の
表面に金属ハロゲン化物層が形成されたロウ接用材料を
得ることができる。
真空引きをし、真空チャンバ１０の内部が所定の圧力に
なるまで排気する。この圧力は、通常、スパッタ圧の１
／１０〜１／１０００の圧力である。そして、チャンバ
１０内が所定の圧力になったならば、ガス導入口１２を
介して四フッ素炭素（ＣＦ4 ）や六フッ化硫黄（ＳＦ
6 ）あるいは三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）、四塩化炭素
（ＣＣｌ4 ）等のハロゲンを含む反応ガスをアルゴンガ
ス（Ａｒ）などのキャリアガスとともに真空チャンバ１
０内に導入し、チャンバ１０内を所定のスパッタ圧（例
えば、１Ｐａ）に制御する。この状態で回転テーブル１
６を回転させながら高周波電圧をスパッタ電極２４と回
転テーブル１６、すなわちターゲット２０と金属基材１
８との間に印加し、金属基材１８の表面にスパッタによ
る銅などの金属のハロゲン化物による膜（層）を０．５
〜３μｍ成膜する。そして、所定時間スパッタによる成
膜を行ったならば、真空チャンバ１０を大気圧に戻して
金属基材１８を取り出す。これにより、金属基材１８の
表面に金属ハロゲン化物層が形成されたロウ接用材料を
得ることができる。
【００１６】金属基材１８の裏面にも金属ハロゲン化物
層を設ける必要があれば、金属基材１８を裏返しにして
同様の処理を行う。また、必要な部分だけにハロゲン化
物層を設けたい場合には、不要部をマスキングすること
により、必要個所のみにハロゲン化物層を設けることが
できる。
層を設ける必要があれば、金属基材１８を裏返しにして
同様の処理を行う。また、必要な部分だけにハロゲン化
物層を設けたい場合には、不要部をマスキングすること
により、必要個所のみにハロゲン化物層を設けることが
できる。
【００１７】なお、スパッタにおけるガスの流量、特に
ハロゲンを含むガスのアルゴンガスに対する流量は、成
膜した膜の質、特にハロゲン化度を左右する重要な因子
であり、ハロゲンを含むガスの流量を増すことによって
膜のハロゲン化度が増加する。このハロゲン化度は、ハ
ンダの濡れ性を決定するパラメータであり、ハロゲン化
度の上昇に伴いハンダの濡れ性も向上し、やがてあるレ
ベルのハロゲン化度に達するとハンダの濡れ性は飽和す
る。すなわち、金属基材１８あるいは成膜した膜の表面
のハロゲンの量とハンダの濡れ性との間には、ある範囲
において比例関係にある。金属基材１８を構成する金属
の種類によって、その表面に含まれ得るハロゲンの許容
最大量が決定される。そして、金属基材１８を構成する
金属の表面に、その金属の持つハロゲン許容最大量が添
加された時点で濡れ性も飽和モードとなると考えられる
ので、この飽和モード以上のハロゲンの量、すなわちハ
ロゲンを含むガスの供給は不要である。
ハロゲンを含むガスのアルゴンガスに対する流量は、成
膜した膜の質、特にハロゲン化度を左右する重要な因子
であり、ハロゲンを含むガスの流量を増すことによって
膜のハロゲン化度が増加する。このハロゲン化度は、ハ
ンダの濡れ性を決定するパラメータであり、ハロゲン化
度の上昇に伴いハンダの濡れ性も向上し、やがてあるレ
ベルのハロゲン化度に達するとハンダの濡れ性は飽和す
る。すなわち、金属基材１８あるいは成膜した膜の表面
のハロゲンの量とハンダの濡れ性との間には、ある範囲
において比例関係にある。金属基材１８を構成する金属
の種類によって、その表面に含まれ得るハロゲンの許容
最大量が決定される。そして、金属基材１８を構成する
金属の表面に、その金属の持つハロゲン許容最大量が添
加された時点で濡れ性も飽和モードとなると考えられる
ので、この飽和モード以上のハロゲンの量、すなわちハ
ロゲンを含むガスの供給は不要である。
【００１８】ただし、ハロゲンの存在は、電気伝導度の
低下、腐食などの問題があり、またほとんどが溶解性で
あるため、その添加量に注意する必要がある。例えば、
ハロゲンとしてフッ素を用いた場合、金属基材１８に対
するフッ素の含有量の最適値は、体積％で５０ｐｐｍ〜
５％である。また、スパッタ成膜前の金属基材１８の表
面状態、例えば表面の汚れや酸化物の有無などは、成膜
した膜の密着性などに影響を与えるため、スパッタ成膜
の前に逆スパッタを行って汚れや酸化物などを除去する
ことが望ましい。
低下、腐食などの問題があり、またほとんどが溶解性で
あるため、その添加量に注意する必要がある。例えば、
ハロゲンとしてフッ素を用いた場合、金属基材１８に対
するフッ素の含有量の最適値は、体積％で５０ｐｐｍ〜
５％である。また、スパッタ成膜前の金属基材１８の表
面状態、例えば表面の汚れや酸化物の有無などは、成膜
した膜の密着性などに影響を与えるため、スパッタ成膜
の前に逆スパッタを行って汚れや酸化物などを除去する
ことが望ましい。
【００１９】このようにして作製したロウ接用材料は、
ハロゲン化物層が金属基材１８の表面を覆うため、金属
基材１８の酸化を防止する。そして、ハンダ付け時の加
熱工程において、ハロゲン化物層のハロゲンが金属基材
１８の内部に拡散、あるいは蒸発し、金属基材１８およ
び金属ハロゲン化物のいままでハロゲンと結合していた
結合手がハンダを構成している金属と結合する。このた
め、フラックスを用いることなく良好なハンダの濡れ性
が得られ、接合性を改善することができるとともに、ハ
ンダの種類を選ばないハンダ付けが可能となる。従っ
て、例えばリードフレームや導線（銅線）、または回路
基板上の銅パターンなどにハロゲン化物を施すことで、
その後の酸化を防止できるばかりでなく、簡単なハンダ
付けが可能となる。また、ロウを用いたロウ付けにも同
様に適用することができる。
ハロゲン化物層が金属基材１８の表面を覆うため、金属
基材１８の酸化を防止する。そして、ハンダ付け時の加
熱工程において、ハロゲン化物層のハロゲンが金属基材
１８の内部に拡散、あるいは蒸発し、金属基材１８およ
び金属ハロゲン化物のいままでハロゲンと結合していた
結合手がハンダを構成している金属と結合する。このた
め、フラックスを用いることなく良好なハンダの濡れ性
が得られ、接合性を改善することができるとともに、ハ
ンダの種類を選ばないハンダ付けが可能となる。従っ
て、例えばリードフレームや導線（銅線）、または回路
基板上の銅パターンなどにハロゲン化物を施すことで、
その後の酸化を防止できるばかりでなく、簡単なハンダ
付けが可能となる。また、ロウを用いたロウ付けにも同
様に適用することができる。
【００２０】しかも、スパッタによりハロゲン化物層を
成膜する場合、金属とハロゲンとの比率を自由に変えら
れ、膜圧の制御も容易であって、濡れ性のよい条件を容
易に得ることができる。また、スパッタによる成膜は、
母材である金属基材１８と異なった金属のハロゲン化
物、例えば銅やアルミニウムが金属基材である場合、タ
ーゲットに銀や錫を使用することにより、銀や錫などの
フッ化物や塩化物の層を金属基材の表面に容易に形成す
ることができる。
成膜する場合、金属とハロゲンとの比率を自由に変えら
れ、膜圧の制御も容易であって、濡れ性のよい条件を容
易に得ることができる。また、スパッタによる成膜は、
母材である金属基材１８と異なった金属のハロゲン化
物、例えば銅やアルミニウムが金属基材である場合、タ
ーゲットに銀や錫を使用することにより、銀や錫などの
フッ化物や塩化物の層を金属基材の表面に容易に形成す
ることができる。
【００２１】なお、前記実施の形態においては、金属基
材１８の表面にハロゲン化物膜を成膜するのにスパッタ
を用いた場合について説明したが、ハロゲンガス中にお
ける蒸着によって成膜してもよいし、ハロゲンをイオン
化して金属基材１８に注入することにより、ハロゲン化
物層を形成してもよい。また、ハロゲン化物を含む溶液
に金属基材を浸漬し、または金属基材の表面にハロゲン
化物を含む溶液を刷毛などによって塗布し、それを加熱
乾燥もしくは自然乾燥させて成膜してもよい。この場
合、浸漬または塗布と乾燥とを複数回繰り返し、ハロゲ
ン化物層が充分な厚さ（０．５〜３μｍ）を有するよう
にすることが望ましい。
材１８の表面にハロゲン化物膜を成膜するのにスパッタ
を用いた場合について説明したが、ハロゲンガス中にお
ける蒸着によって成膜してもよいし、ハロゲンをイオン
化して金属基材１８に注入することにより、ハロゲン化
物層を形成してもよい。また、ハロゲン化物を含む溶液
に金属基材を浸漬し、または金属基材の表面にハロゲン
化物を含む溶液を刷毛などによって塗布し、それを加熱
乾燥もしくは自然乾燥させて成膜してもよい。この場
合、浸漬または塗布と乾燥とを複数回繰り返し、ハロゲ
ン化物層が充分な厚さ（０．５〜３μｍ）を有するよう
にすることが望ましい。
【００２２】さらに、金属基材１８の表面に粉末状のハ
ロゲン化物を配置し、水などの適宜の溶媒によってハロ
ゲン化物を溶解したのち、自然乾燥させてハロゲン化物
層を形成してもよい。また、融解した銅やアルミニウム
などの溶融金属にハロゲン化物を添加して融解し、これ
を固化させてハロゲンを含有する金属にしてロウ接用材
料としてもよい。この場合、溶融金属に添加するハロゲ
ン化物は、溶融金属と同じ金属のハロゲン化物、例えば
溶融金属が銅である場合、フッ化銅や塩化銅などを添加
するとよい。また、黄銅などの合金の場合、その組成と
同じ金属のハロゲン化物を添加する。勿論、必要に応じ
て溶融金属と異なる金属のハロゲン化物を添加してもよ
い。ハロゲンの含有量は、体積％で５ｐｐｍ〜５％であ
ることが望ましい。
ロゲン化物を配置し、水などの適宜の溶媒によってハロ
ゲン化物を溶解したのち、自然乾燥させてハロゲン化物
層を形成してもよい。また、融解した銅やアルミニウム
などの溶融金属にハロゲン化物を添加して融解し、これ
を固化させてハロゲンを含有する金属にしてロウ接用材
料としてもよい。この場合、溶融金属に添加するハロゲ
ン化物は、溶融金属と同じ金属のハロゲン化物、例えば
溶融金属が銅である場合、フッ化銅や塩化銅などを添加
するとよい。また、黄銅などの合金の場合、その組成と
同じ金属のハロゲン化物を添加する。勿論、必要に応じ
て溶融金属と異なる金属のハロゲン化物を添加してもよ
い。ハロゲンの含有量は、体積％で５ｐｐｍ〜５％であ
ることが望ましい。
【００２３】
【実施例】上記構成の具体的な効果を確認するために行
った実施例を以下に説明する。
った実施例を以下に説明する。
【００２４】《第１実施例》図１に示したスパッタ装置
の回転テーブル１６の上に、金属基材１８として幅５ｍ
ｍ×長さ２５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの銅チップをセット
し、ターゲット２０として９９．９％の銅をスパッタ電
極２４に取り付けたのち、真空排気口１４から真空引き
をして真空チャンバ１０内が０．１Ｐａになるまで排気
した。その後、ガス導入口１２から、アルゴン（Ａｒ）
を３００ＳＣＣＭ、四フッ化炭素（ＣＦ4 ）を３０ＳＣ
ＣＭ流し、スパッタ圧が１Ｐａになるようにコントロー
ルした。この状態で、回転テーブル１６を回転しなが
ら、高周波電圧をターゲット２０と金属基材（銅チッ
プ）１８との間に印加して成膜を行った。供給した高周
波電力は１００Ｗである。そして、３分で高周波電力を
ＯＦＦにして、真空チャンバ１０を大気圧に戻して銅チ
ップ１８を取り出した。
の回転テーブル１６の上に、金属基材１８として幅５ｍ
ｍ×長さ２５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの銅チップをセット
し、ターゲット２０として９９．９％の銅をスパッタ電
極２４に取り付けたのち、真空排気口１４から真空引き
をして真空チャンバ１０内が０．１Ｐａになるまで排気
した。その後、ガス導入口１２から、アルゴン（Ａｒ）
を３００ＳＣＣＭ、四フッ化炭素（ＣＦ4 ）を３０ＳＣ
ＣＭ流し、スパッタ圧が１Ｐａになるようにコントロー
ルした。この状態で、回転テーブル１６を回転しなが
ら、高周波電圧をターゲット２０と金属基材（銅チッ
プ）１８との間に印加して成膜を行った。供給した高周
波電力は１００Ｗである。そして、３分で高周波電力を
ＯＦＦにして、真空チャンバ１０を大気圧に戻して銅チ
ップ１８を取り出した。
【００２５】このようにして得た銅チップ１８（実施例
１）のハンダの濡れ性を評価するために、成膜していな
い銅チップ（比較例１）、表面を逆スパッタによってク
リーニングして酸化膜を除去した銅チップ（比較例
２）、通常使用されているフラックスをつけたのちに乾
燥させた銅チップ（比較例３）との比較を行った。
１）のハンダの濡れ性を評価するために、成膜していな
い銅チップ（比較例１）、表面を逆スパッタによってク
リーニングして酸化膜を除去した銅チップ（比較例
２）、通常使用されているフラックスをつけたのちに乾
燥させた銅チップ（比較例３）との比較を行った。
【００２６】評価の方法は、上記の実施例１、比較例１
〜３の各サンプル上にハンダボールを乗せ、大気圧（空
気中）で加熱リフローしてハンダボールの拡がりサイズ
を計測した。使用したハンダボールは、通常ＢＧＡ実装
に用いられる千住金属工業株式会社製のスパークボール
Ｓ（商品名）であって、外径が０．７４ｍｍ、組成は
錫が６２．０〜６４．０％、残成分が鉛からなる球状ハ
ンダである。比較結果を次表に示す。
〜３の各サンプル上にハンダボールを乗せ、大気圧（空
気中）で加熱リフローしてハンダボールの拡がりサイズ
を計測した。使用したハンダボールは、通常ＢＧＡ実装
に用いられる千住金属工業株式会社製のスパークボール
Ｓ（商品名）であって、外径が０．７４ｍｍ、組成は
錫が６２．０〜６４．０％、残成分が鉛からなる球状ハ
ンダである。比較結果を次表に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】上記の結果から、 （１）何にも処理していない通常の銅チップ（比較例
１）に対して、表面の酸化物を除去した銅チップ（比較
例２）の方がハンダの濡れ性に優れている。
１）に対して、表面の酸化物を除去した銅チップ（比較
例２）の方がハンダの濡れ性に優れている。
【００２９】（２）フラックスで処理した銅チップ（比
較例３）は、比較例１、２よりハンダの濡れ性がよい
が、実施例１の表面にフッ化銅を成膜した銅チップは、
比較例３よりさらにハンダの濡れ性に優れている。
較例３）は、比較例１、２よりハンダの濡れ性がよい
が、実施例１の表面にフッ化銅を成膜した銅チップは、
比較例３よりさらにハンダの濡れ性に優れている。
【００３０】これらのことから、表面に酸化膜のあるも
のは、酸化膜によりハンダの濡れが悪くなり、酸化膜を
除去するとある程度の改善が見られる。ただし、酸化膜
を除去しただけでは、ハンダ付け時の熱によって空気中
の酸素により酸化されてしまうため、少ししか改善され
ない。従って、窒素リフロー下におけるハンダ付けを行
えば、より大きな改善効果が得られるものと思われる。
一方、実施例１と比較例３とは、銅チップの表面がフッ
化膜に覆われているため、ハンダ付け時の熱による酸化
を防ぐことができる。このことで、ハンダの濡れ性の大
幅な改善が行われる。また、フッ化膜で覆われた銅チッ
プの表面は、そのままの状態で長期保存が可能となる利
点を有している。すなわち、フッ化銅の層を設けた実施
例１は、フラックス等を用いなくともハンダによる接合
が可能であるばかりでなく、ロウ接用材料を酸化させる
ことなく保管できることを示している。
のは、酸化膜によりハンダの濡れが悪くなり、酸化膜を
除去するとある程度の改善が見られる。ただし、酸化膜
を除去しただけでは、ハンダ付け時の熱によって空気中
の酸素により酸化されてしまうため、少ししか改善され
ない。従って、窒素リフロー下におけるハンダ付けを行
えば、より大きな改善効果が得られるものと思われる。
一方、実施例１と比較例３とは、銅チップの表面がフッ
化膜に覆われているため、ハンダ付け時の熱による酸化
を防ぐことができる。このことで、ハンダの濡れ性の大
幅な改善が行われる。また、フッ化膜で覆われた銅チッ
プの表面は、そのままの状態で長期保存が可能となる利
点を有している。すなわち、フッ化銅の層を設けた実施
例１は、フラックス等を用いなくともハンダによる接合
が可能であるばかりでなく、ロウ接用材料を酸化させる
ことなく保管できることを示している。
【００３１】《第２実施例》フッ化第一錫９７％を純水
に溶かし５０％溶液とし、これを金属チップ（５ｍｍ×
２５ｍｍ×０．５ｍｍ）の表面に刷毛で塗り、拭き取り
を行うことなく自然乾燥させた。この工程を数度繰り返
し、表面にフッ化錫（ＳｎＯyＦx）を成膜した試料を得
た。このフッ化錫層は、フッ化第一錫９７％（粉状）を
金属チップ表面に配置し、これに水滴を垂らして溶解
し、その後に自然乾燥させることでも得ることができ
る。また、フッ化第一錫を溶かした溶液に金属チップを
浸漬し、それを引き上げて拭き取ることなく自然乾燥さ
せても、金属チップの表面にフッ化錫（ＳｎＯyＦx）を
成膜することができる。この場合も浸漬と乾燥とを複数
回繰り返すことが望ましい。
に溶かし５０％溶液とし、これを金属チップ（５ｍｍ×
２５ｍｍ×０．５ｍｍ）の表面に刷毛で塗り、拭き取り
を行うことなく自然乾燥させた。この工程を数度繰り返
し、表面にフッ化錫（ＳｎＯyＦx）を成膜した試料を得
た。このフッ化錫層は、フッ化第一錫９７％（粉状）を
金属チップ表面に配置し、これに水滴を垂らして溶解
し、その後に自然乾燥させることでも得ることができ
る。また、フッ化第一錫を溶かした溶液に金属チップを
浸漬し、それを引き上げて拭き取ることなく自然乾燥さ
せても、金属チップの表面にフッ化錫（ＳｎＯyＦx）を
成膜することができる。この場合も浸漬と乾燥とを複数
回繰り返すことが望ましい。
【００３２】フッ化錫層を有する試料を得るために用い
たものは、処理していない銅、銅表面に錫メッキをした
もの、銅表面にパラジウムメッキをしたもの、銅表面に
銀メッキをしたもの、銅表面にハンダメッキをしたもの
であり、これらとフッ化錫層を有しない未処理品とのハ
ンダの濡れ性の比較を行った。比較の方法は、第１実施
例と同様にサンプルの上にハンダボールを配置して加熱
し、その拡がりを計測した。使用したハンダは、第１実
施例と同じものである。表２は、比較の結果を示したも
のである。
たものは、処理していない銅、銅表面に錫メッキをした
もの、銅表面にパラジウムメッキをしたもの、銅表面に
銀メッキをしたもの、銅表面にハンダメッキをしたもの
であり、これらとフッ化錫層を有しない未処理品とのハ
ンダの濡れ性の比較を行った。比較の方法は、第１実施
例と同様にサンプルの上にハンダボールを配置して加熱
し、その拡がりを計測した。使用したハンダは、第１実
施例と同じものである。表２は、比較の結果を示したも
のである。
【００３３】
【表２】
【００３４】表２から、フッ化第一錫の溶液を塗布して
フッ化錫層を成膜した場合、特にハンダの濡れ性が改善
されるのは、錫メッキをしたもの、銀メッキをしたも
の、ハンダメッキをしたものである。何も処理していな
い銅とパラジウムメッキをしたものは、ハンダの濡れ性
が改善されてはいるが、錫メッキ、ハンダメッキ処理し
たものに比較してハンダの濡れ性の度合いが低い。これ
は、初期の表面酸化の影響、あるいはハンダ付け時の温
度により表面酸化された影響と考えられる。
フッ化錫層を成膜した場合、特にハンダの濡れ性が改善
されるのは、錫メッキをしたもの、銀メッキをしたも
の、ハンダメッキをしたものである。何も処理していな
い銅とパラジウムメッキをしたものは、ハンダの濡れ性
が改善されてはいるが、錫メッキ、ハンダメッキ処理し
たものに比較してハンダの濡れ性の度合いが低い。これ
は、初期の表面酸化の影響、あるいはハンダ付け時の温
度により表面酸化された影響と考えられる。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように、金属基材の表面
にハロゲン化物層を設けることにより、また金属にハロ
ゲンを含有させることにより、ハロゲン化物が金属基材
の表面酸化を防止するとともに、ロウまたはハンダの濡
れ性を改善することができ、フラックスを用いることな
く容易にロウ接することができる。
にハロゲン化物層を設けることにより、また金属にハロ
ゲンを含有させることにより、ハロゲン化物が金属基材
の表面酸化を防止するとともに、ロウまたはハンダの濡
れ性を改善することができ、フラックスを用いることな
く容易にロウ接することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るロウ接用材料の製造
方法の一例の説明図である。
方法の一例の説明図である。
１０ 真空チャンバ １６ 回転テーブル １８ 金属基材 ２０ ターゲット ２４ スパッタ電極 ２８ 高周波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柄沢 康史 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 金属基材の表面にハロゲン化物層が設け
てあることを特徴とするロウ接用材料。 - 【請求項２】 前記ハロゲン化物層は、金属とハロゲン
との化合物からなることを特徴とする請求項１に記載の
ロウ接用材料。 - 【請求項３】 前記ハロゲン化物は、フッ素化物または
塩化物であることを特徴とする請求項１または２に記載
のロウ接用材料。 - 【請求項４】 金属中にハロゲンを含有させたことを特
徴とするロウ接用材料。 - 【請求項５】 前記ハロゲンは、フッ素または塩素であ
ることを特徴とする請求項４に記載のロウ接用材料。 - 【請求項６】 金属基材の表面に、スパッタまたは蒸着
によりハロゲン化物層を成膜することを特徴とするロウ
接用材料の製造方法。 - 【請求項７】 ハロゲン化物を含む溶液中に金属基材を
浸漬したのち、または前記金属基材に前記ハロゲン化物
を含む溶液を塗布したのち、乾燥させて前記金属基材の
表面にハロゲン化物層を成膜することを特徴とするロウ
接用材料の製造方法。 - 【請求項８】 金属基材の表面にハロゲン化物を配置し
て溶解したのち、乾燥させて前記金属基材の表面にハロ
ゲン化物層を成膜することを特徴とするロウ接用材料の
製造方法。 - 【請求項９】 溶融金属中にハロゲン化物を添加して融
解したのち、前記溶融金属を固化することを特徴とする
ロウ接用材料の製造方法。 - 【請求項１０】 前記ハロゲン化物は、前記溶融金属と
同じ金属とハロゲンとの化合物であることを特徴とする
請求項９に記載のロウ接用材料の製造方法。 - 【請求項１１】 前記ハロゲン化物は、フッ化物または
塩化物であることを特徴とする請求項６ないし１０のい
ずれかに記載のロウ接用材料の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162465A JPH1112716A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | ロウ接用材料およびその製造方法 |
| US09/098,777 US6183883B1 (en) | 1997-06-19 | 1998-06-16 | Brazing or soldering material and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162465A JPH1112716A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | ロウ接用材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1112716A true JPH1112716A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15755144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9162465A Pending JPH1112716A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | ロウ接用材料およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6183883B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1112716A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114000112A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-01 | 苏州玖凌光宇科技有限公司 | 一种氮化铝覆铜amb方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4811756B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2011-11-09 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | 金属−セラミックス接合回路基板の製造方法 |
| EP1556526B1 (en) * | 2002-10-21 | 2009-03-11 | Cabot Corporation | Method of forming a sputtering target assembly and assembly made therefrom |
| US20070084719A1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-19 | Wickersham Charles E Jr | Inertial bonding method of forming a sputtering target assembly and assembly made therefrom |
| DE102007005345B4 (de) * | 2007-02-02 | 2014-06-18 | Seho Systemtechnik Gmbh | Verfahren zum Reflow-Löten sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| GB0703172D0 (en) | 2007-02-19 | 2007-03-28 | Pa Knowledge Ltd | Printed circuit boards |
| WO2010020753A2 (en) | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Semblant Limited | Halo-hydrocarbon polymer coating |
| US8618420B2 (en) * | 2008-08-18 | 2013-12-31 | Semblant Global Limited | Apparatus with a wire bond and method of forming the same |
| US8995146B2 (en) | 2010-02-23 | 2015-03-31 | Semblant Limited | Electrical assembly and method |
| US9700964B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-07-11 | Lincoln Global, Inc. | Boric acid free flux |
| US9174310B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-11-03 | Lincoln Global, Inc. | Boric acid free flux |
| GB201621177D0 (en) | 2016-12-13 | 2017-01-25 | Semblant Ltd | Protective coating |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD227800B1 (de) * | 1984-08-10 | 1987-08-19 | Schwarzenberg Waschgeraete | Verfahren zur herstellung einer fluoridsensitiven membran |
| US4921157A (en) | 1989-03-15 | 1990-05-01 | Microelectronics Center Of North Carolina | Fluxless soldering process |
| US5052612A (en) * | 1989-08-24 | 1991-10-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for soldering allowing low ionic contamination without cleaning operation |
| JPH05304235A (ja) * | 1992-04-28 | 1993-11-16 | Kobe Steel Ltd | ニッケルメッキ付リードフレームのはんだ濡れ性の改善処理方法 |
| US5407121A (en) * | 1993-11-19 | 1995-04-18 | Mcnc | Fluxless soldering of copper |
| JPH07164136A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-06-27 | Sky Alum Co Ltd | ろう付け用アルミニウム材の製造方法およびろう付け方法 |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP9162465A patent/JPH1112716A/ja active Pending
-
1998
- 1998-06-16 US US09/098,777 patent/US6183883B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114000112A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-01 | 苏州玖凌光宇科技有限公司 | 一种氮化铝覆铜amb方法 |
| CN114000112B (zh) * | 2021-10-21 | 2024-03-22 | 苏州玖凌光宇科技有限公司 | 一种氮化铝覆铜amb方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6183883B1 (en) | 2001-02-06 |
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