JPH11504387A - 高い破壊電圧を有する陽極酸化アルミニウム基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高い破壊電圧を有する陽極酸化性アルミニウム基板（１２）が提供される。破壊電圧の増大は、適切なアルミニウム合金と適切な加工パラメータを選択することにより達成される。陽極膜（１４）を目止めすると、腐食が減少することにより破壊電圧が増大される。好ましい目止め剤（３０）は低室温粘度を有する、高度に架橋されたポリマーに硬化するエポキシクレゾール・ノボラックである。

Description

【発明の詳細な説明】 高い破壊電圧を有する陽極酸化アルミニウム基板 本発明はエレクトロニックパッケージ（electronic package）と印刷回路板の 用途のための陽極酸化されたアルミニウム基板に関する。更に詳しくは、陽極膜 （アノード皮膜）の破壊電圧は、アルミニウムコアの選択と加工により、及びそ の陽極膜の細孔を目止めすることにより高められる。 陽極酸化アルミニウム基板は、マフリカー（Mahulikar）等の米国特許第４， ９３９，３１６号明細書に開示されるエレクトロニックパッケージング（electr onic packaging）用途で使用される。マフリカー等は陽極酸化アルミニウム基材 とカバー部品とを有する、接着目止めされたエレクトロニックパッケージを開示 している。その基材とカバーとの間にはリードフレームが配置され、それら両者 に結合されている。このパッケージ基材か又は介在するダイ パドル（die padd le）のいずれかに集積回路デバイスが接着結合される。 破壊電圧はエレクトロニックパッケージの設計者にとって興味のある１つの性 質である。破壊電圧は、電圧が誘電体層を横切って印加されたときその誘電体層 に不可逆的な分解を引き起こす電圧のことで、それには数桁の導電率の増大が伴 われる。 破壊電圧は、米国特許第４，９３９，３１６号明細書に開示されるタイプのエ レクトロニックパッケージでは、厚いポリマー層が回路とリードフレームとを陽 極酸化基板から分離しているので、決定的に重要と言う訳ではない。しかし、最 近のエレクトロニックパッケージの設計品は、電子回路要素を直接記録法、スク リーン印刷法、電解メッキ法、無電解メッキ法、気化法、スパッタリング法及び 蒸着法など、多種多様の方法で陽極酸化層の上に直接配設して含む。陽極酸化層 上に直接形成された回路では、破壊電圧は上記米国特許の場合よりはるかに重要 になる。 導電性回路要素が陽極酸化層上に直接形成されているエレクトロニックパッケ ージの例は、「エッジ接続可能なエレクトロニックパッケージ（Edge Connectable Electronic Package）」と題され、１９９５年４月２０日に公開さ れた、ホフマン（Hoffman）等によるＰＣＴ国際公開第ＷＯ９５／１０８５３号 、及び「一体取り付けエレクトロニックパッケージ部品（Integrally Bumped El ectronic Package Components）」と題され、１９９６年２月１日に公開された 、マフリカー等によるＰＣＴ国際公開第ＷＯ９６／０３０２０号明細書に開示さ れている。 破壊電圧を最大限に大きくすることが、今やエレクトロニックパッケージの設 計の１つの目的となっている。図１に破壊電圧に影響を及ぼす幾つかのファクタ ーが示される。陽極酸化アルミニウム部材１０は、典型的な厚さが約０．０１３ 〜約０．０７５ｍｍ（０．０００５〜０．００３インチ）である陽極酸化層１４ で被覆されたアルミニウム又はアルミニウム合金のコア１２を有する。その陽極 酸化層はこの技術分野で知られている電解法で電着されている。１つのこのよう な方法である一体着色陽極酸化（integral color anodization）がパスクアロニ ー（Pasqualoni）等の米国特許第５，０６６，３６８号明細書に開示される。陽 極酸化層は、アルミニウム合金を１〜４ｇ／ｌの硫酸と５０〜１２０ｇ／ｌのス ルホサリチル酸を含有する電解液に浸漬することにより形成される。次に、電解 液を横断して陽極としてのアルミニウム合金に直流電流を、所望厚さの陽極膜を 形成するのに有効な時間印加する。 破壊電圧を低下させる共通の欠陥に、金属間化合物（intermetallics）１６と 表面欠陥１８がある。気孔（細孔）２０は陽極膜を腐食する可能性のある汚染物 質２２を取り込み、破壊電圧を更に低下させる。 金属間化合物１６の最長軸に沿う長さは平均２０μｍまでであり、Ａｌ−Ｆｅ −Ｓｉ、ＦｅＡｌ₃及びＭｎＡｌ₆のような非陽極酸化性の導電性合金成分を含有 するだろう。 陽極膜１４は薄く、その中に表面欠陥は完全には塞ぎ込まれない。その結果、 破壊電圧を低下させる割れ目又はピットが存在することになる。 陽極膜の厚さを大きくすると破壊電圧は高くなるが、それは有効な解決法では ない。厚い陽極膜は、その膜からアルミニウムコアへの放熱を減少させ、陽極膜 がひび割れする傾向を大きくする。更に、陽極膜の厚さを大きくすると、陽極酸 化時間と所要電力量が大きくなり、その部品コストが高くなる。 それ故、破壊電圧を最大限に大きくするには、上記の欠陥並びにその他の欠陥 を少なくすることが望ましい。 従って、本発明の１つの目的は、高破壊電圧を有する陽極酸化されたアルミニ ウム部材を提供することである。アルミニウムコアと陽極膜の両者の欠陥を、そ のアルミニウムコアの適正な選択、そのコアの熱処理、そのコアの研磨及びその 陽極膜中の細孔の目止めにより取り除くことによって、破壊電圧を増加させると 言うのが、本発明の１つの特徴である。 本発明の１つの利点は、破壊電圧を高めるとエレクトロニックパッケージと印 刷回路板の電気的性能が改善されることである。 本発明によれば、エレクトロニックパッケージ用部品が提供される。この部材 は、陽極酸化性金属コアとそのコアの少なくとも一部分を被覆する陽極膜を有す る。次の条件の少なくとも１つを満足する：コア中の金属間化合物の平均最長軸 が約８μｍ以下であること、コアの平均表面荒さが約３μｍ以下であること、又 は陽極膜がその表面荒さを効果的に減らす厚さが約２μｍ以下のポリマーで目止 めされていること。 陽極膜を目止めするのに好ましいポリマーは、エポキシクレゾール・ノボラッ ク約５８％〜約８８％、多官能性を有する実質的に芳香性の硬化剤約１０％〜約 ４０％、促進剤約０．１％〜約１．０％及び界面活性剤、脱泡剤、レベリング剤 及びそれらの混合物より成る群から選ばれる添加剤約０．００１％〜約１％より 本質的に成るエポキシ樹脂である。 上記の目的、特徴及び利点は次の明細及び図面から明らかになるであろう。 図１は、従来技術による陽極酸化基板の破壊電圧を低下させる欠陥を示す断面 図である。 図２は、高分子溶液で目止めされた陽極酸化基板を示す断面図である。 図３〜５は、本発明の基板から形成された印刷回路板の集成体を示す断面図で ある。 図６は、本発明の基板から形成された多層印刷回路板を示す断面図である。 図７は、本発明の基板から形成されたエレクトロニックパッケージを示す断面 図である。 図８は、破壊電圧を測定するための装置を説明する。 図１を参照すると、破壊電圧は陽極膜１４中の金属間化合物の粒子の大きさ、 組成又は数を変えることによって増大する。金属間化合物の粒子１６の大きさは コアの加工法を変えることによって小さくなる。アルミニウム合金Ａ３００３（ 公称組成：銅０．０５〜０．２０重量％、マンガン１．０〜１．５重量％で、残 余がアルミニウム）を直接チル鋳造し、次いで所定ゲージまで圧延すると、金属 間化合物の粒子はその最長軸に沿う長さが約２０μｍまでとなる。所定ゲージに 近いところまでストリップ鋳造することにより、金属間化合物の粒子の最長軸に 沿う長さは約１０μｍ以下となる。金属間化合物の粒子１６には約５〜約８μｍ より長い長さを持つ軸がないのが好ましい。 コア１２が実質的にマグネシウムのような電解液に溶ける合金成分を主として 含み、しかも鉄のような電解液に溶けない合金成分を実質的に含んでいないと、 金属間化合物１６の大きさが減少されるのではなく、それら粒子の導電性が有意 に低下する。好ましいアルミニウム合金は、アルミニウムアソシエーションイン コーポレーテッド（Aluminum Association Incorporated）による表示で１００ ０シリーズ、５０００シリーズ及び６０００シリーズのものである。 １０００シリーズの合金はアルミニウムが９９重量％以上である。 ５０００シリーズの合金はマグネシウムを含み、そして通常はクロムも含む。 ６０００シリーズの合金はケイ素とマグネシウムとを近似した割合で含み、ケ イ化マグネシウムを形成している。 １０００シリーズの合金は、その降伏強さが、焼き戻しに依存するが、３４． ５〜１３８ＭＰａ（５〜２０ｋｓｉ）の範囲であって、低すぎるので、印刷回路 板及びエレクトロニックパッケージ部品のようなエレクトロニックパッケージ用 途には適していない。１０００シリーズ合金から形成された部品を加工すると、 表面損傷、そり及び曲げがもたらされる。電子部品を満足できるように加工する には、少なくとも２０７ＭＰａ（３０ｋｓｉ）、好ましくは２７６ＭＰａ（４０ ｋｓｉ）を越える降伏強さが必要とされる。 ５０００シリーズ及び６０００シリーズの合金は満足できる降伏強さと陽極酸 化能を有する。アルミニウム合金６０６１（公称組成：ケイ素０．４〜０．８重 量％、銅０．１５〜０．４重量％、マグネシウム０．８〜１．２重量％、クロム ０．０４〜０．３５重量％で、残余がアルミニウム）が特に好ましい。Ｔ６焼戻 し（析出硬化のために溶液熱処理及び時効処理）では、その降伏強さは２９０Ｍ Ｐａ（４２ｋｓｉ）を越え、かつ破壊電圧は厚さ０．０２５ｍｍ（０．００１イ ンチ）の陽極膜で２００ボルトを越える。一体着色陽極酸化を行う際のような、 定電圧で陽極酸化を行う場合は、アルミニウム合金６０６１はより速い速度で陽 極酸化され、所定時間でアルミニウム合金３００３上に形成されるものよりも厚 い酸化物が形成される。 アルミニウム合金６０６１のこの高い降伏強さは、表面欠陥１８がそのアルミ ニウム合金の加工、取り扱い中に形成される可能性が小さくなっていることを意 味する。 アルミニウム合金６０６１に添加される主要合金形成性金属はマグネシウムで 、これは硫酸系電解液に溶ける。アルミニウム合金６０６１上に形成される酸化 物の中に含まれる金属間化合物の粒子の容積分率は、アルミニウム合金３００３ 上に形成される酸化物中のそれより小さい。これはアルミニウム合金６０６１上 に形成される陽極膜の固有抵抗と破壊電圧を共に一層増大させる。 表面欠陥１８がコア１２中にできると、その表面に陽極酸化層１４と金属被覆 層２４の条痕ができる。金属被覆層２４とコア１２との間の距離２６が小さくな り、破壊電圧を低下させる。ドイツ（Germany）、ミュンヘン（Munich）のロー デンシュトック社（Rodenstock）製のローデンシュトックモデルＲＭ６００のよ うなレーザー式表面プロフィロメーターで測定した、陽極酸化前の、コア１２の 、最適性能にとっての平均表面荒さは約１．５μｍ以下、好ましくは約０．３μ ｍ未満である。 アルミニウム合金のコアから部品を打ち抜いた後、それら部品を研磨媒体中で バレル研磨することによりそのばりを取る。このバレル研磨で同時に部品表面の 荒さも増す。湿式ばり取りが表面荒さを増加させる程度が最も小さく、破壊電圧 を最大限に大きくするには湿式ばり取りの方が好ましい。１つの適した湿式ばり 取り法は、部品を振幅が約０．４ｍｍ（１／６４インチ）から約６．４ｍｍ（１ ／４インチ）までの振動ボールに入れることを含む。色々な大きさの研磨媒体の 組み合わせを流動性媒体のままで加える。典型的には、流動性媒体は石鹸水溶液 であり、研磨材は大きな（４．８×８．７ｍｍ）セラミック柱状体と、直径の小 さい（６ｍｍ）球体と、減摩性を与える細かい（２００メッシュ）粉末との混合 物である。 陽極（アノード）としてアルミニウム合金のコアを用い、硫酸電解液（硫酸１ ０〜２０重量％）中で、直流電流約０．９３〜１．４Ａ／ｍ²（１０〜１５アン ペア／平方フィート）において硬質陽極酸化することによって、より滑らかな部 材が得られる。陽極膜は透明であるが、一体着色を必要としない若干の用途もあ る。 一体着色陽極酸化で形成された陽極膜の色は、その陽極膜中に光の多重反射を 引き起こす金属間化合物の存在によるものである。これらの金属間化合物は破壊 電圧を低下させる。更に、陽極酸化中にその酸化物に金属間化合物が混入すると 、それは酸化物−金属界面と酸化物の表面の両者を粗にする原因となる。 高い破壊電圧を有する非常に滑らかな表面は、アルミニウム合金５２５２（公 称組成：マグネシウム２．２〜２．８重量％で、残余がアルミニウム）、アルミ ニウム合金５６５７（マグネシウム０．６〜１．０％で、残余がアルミニウム） 及びアルミニウム合金５４５７（マグネシウム０．０８〜１．２％、マンガン０ ．１５〜０．４５％で、残余がアルミニウム）のような５０００シリーズのアル ミニウム合金を硬質陽極酸化することにより得られる。 この５０００シリーズの合金はそれらを圧延機の光沢ロールに通し、通過させ ることにより最終ゲージまで薄くされる。部品を打ち抜いた後、それら部品に、 それらをリン酸９５重量％、硝酸５重量％の９５〜１００℃に加熱された溶液に 浸漬することにより化学的研磨処理を施す。研磨溶液中の浸漬時間は約４分であ る。 陽極酸化は、硫酸を約５〜約２０重量％、好ましくは約１０〜約１５重量％含 有する水溶液中で行われる。これよりもっと希薄な電解液は、より硬質でより滑 らかな陽極膜を生成させる。 一体着色陽極酸化中にアルミニウム合金上に形成される陽極膜は性質が両面性 で、金属コアに隣接している薄いバリヤー層２８とそのバリヤー層に隣接してい る厚い外層とより成る。その厚い外層は直径が７５〜２００Åの範囲にある細孔 を高い割合で含む。金属被覆処理中に、その金属被覆、又はホトレジスト若しく は現像剤のような化学薬品がそれら細孔中に沈着する可能性がある。これらの化 学薬品は陽極膜を腐食し、破壊電圧を低下させる。 破壊電圧はそれら細孔を任意、適当なあらゆる方法で目止めすることによって 高められる。１つの適した方法は、その部品を５ｇ／ｌの酢酸ニッケル及び５ｇ ／ｌの硼酸を含有する水溶液に浸漬することにより化学的に目止めする方法であ る。この水溶液は８０℃に加熱され、部品は約５分間浸漬される。普通は、その 部品は次いで沸騰水中に更に２０分間浸漬される。 第二の適した目止め法は物理的目止め法であって、陽極膜の表面を誘電体ポリ マーのような第二層で被覆するものである。この誘電体ポリマーは細孔を目止め し、表面の荒さを減少させ、そして破壊電圧を増加させる。 誘電体ポリマー３０は図２に説明されている。ポリマー３０は、金属被覆層２ ４がコア１２にポリマー３０の厚さより小さい距離は近づかないことを保証する ために、陽極酸化層１４と金属被覆層２４との間に配置される。ポリマー３０は 、１つ以上の半導体デバイスが基板１０’の上に取り付けられる場合、熱絶縁体 となる。その半導体デバイスから熱を除去するには、熱抵抗を最少限に抑えるこ とが望ましい。それ故、ポリマー層３０の厚さは約０．００２５〜約０．０５１ ｍｍ（０．０００１〜０．００２インチ）、好ましくは約０．００５〜約０．０ １５ｍｍ（０．０００２〜０．０００６インチ）となす。 ポリマーのこの所望とされる厚さは、陽極膜に対する接着性が大きい被膜に熱 硬化し、そして熱、水分、溶媒及び化学薬品に抵抗する自己レベリング性の液体 誘電体ポリマーによって達成される。この好ましい被膜は、エポキシクレゾール ・ノボラック基材を多官能性を持つ芳香族系硬化剤と組み合わせたエポキシ樹脂 である。 得られる被膜は、そのヒドロキシル基に因り接着性が大きく、被膜を疎水性に する芳香族含有量が高いことに因り３００℃までの温度における熱と水分に対す る抵抗が大きく、そして高度に架橋されていることにより溶媒と化学薬品に対す る抵抗が大きい。アミン、アミド、カルボン酸及び酸無水物のような普通の硬化 剤は好ましくない。これらの硬化剤は、親水性であることに加えて、エポキシ樹 脂被膜の水分、熱及び化学薬品に対する抵抗を低下させる。 この被膜には界面活性剤、脱泡剤、レベリング剤及びそれらの混合物のような 、選択して加えられる添加剤も存在し得るが、それらは最少限に保つようにされ る。これらの添加剤は、典型的には、被膜の性能を落とさないように、約２重量 ％以下の量で存在する。一般的には、上記エポキシ樹脂の溶液が陽極膜に塗布さ れるとき、表面の濡れは十分で、界面活性剤は不要であるが、但し０．００１〜 ０．０１％のオーダーの少量が有利である。このエポキシ樹脂を金属表面に直接 適用する場合は、フルオロ−脂肪族ポリマーエステルのような界面活性剤を含め ることが望ましい。１つのそのような界面活性剤はミネソタ州（Minnesota）、 セントポール（St．Paul）の３Ｍ社が製造するＦＣ−４３０である。 約１００〜約２００℃の温度範囲で反応速度を上げるために、イミダゾール誘 導体のような促進剤を加えることができる。 上記高分子溶液は約１０〜約１０００センチポイズ、好ましくは約１５〜約５ ００センチポイズのオーダーの低い室温（２０℃）粘度を有する。この粘度は溶 媒の選択と存在する固形分の割合に依存する。その溶液中の固形分の割合は比較 的低く保たれる、即ち固形分約１５〜約７０％、好ましくは約２０〜約６０％の オーダーに保たれる。 粘度と固形分の割合を低い水準に保つことの利点は、第一に、そのポリマー溶 液が直ちに陽極膜により吸収されて細孔、割れ目、その他の欠陥を塞ぐことであ る。第二は、それによって、浸漬又は噴霧などの適当なあらゆる方法で１〜２μ ｍのオーダーの非常に薄いフィルムの付着が可能になることである。第三は、そ の液体ポリマーは自己レベリング性であって、部品１０’の見かけの表面荒さを 減少させることである。第四は、その液体ポリマーは非常に薄い厚さで連続フィ ルムを容易に形成することである。 適したポリマー複合物は、重量で、エポキシクレゾール・ノボラックが約５８ 〜約８８％；多官能性を有する実質的に芳香族の硬化剤が約３０〜約４０％；促 進剤が約０．１〜約１％；並びに界面活性剤、脱泡剤、レベリング剤及びそれら の混合物より成る群から選ばれる添加剤が約０．００１〜約１％である。 好ましいポリマー複合物は、エポキシクレゾール・ノボラックが約６０．５〜 約６８．５重量％；多官能性を有する実質的に芳香族の硬化剤が約１０〜約４０ 重量％；促進剤が約０．５〜約０．６重量％；及び界面活性剤が約０．００１〜 約０．００２重量％である。溶媒で約５０％に希釈された１つの好ましいポリマ ー組成物は重量で次の組成を持つものである： エポキシクレゾール・ノボラック ３３．５％ クレゾール・ノボラック硬化剤 １５．２％ ２メチルイミダゾール ０．３％ フロラド（florad）界面活性剤 ０．００１％ アセトン ５０．９９９％ ＥＣＮ９５１１（エポキシクレゾール・ノボラック樹脂）、ＨＴ９６９０（ク レゾール・ノボラック硬化剤）及び２メチルイミダゾールは、ニューヨーク州（ New York）、アーズレイ（Ardsley）のシバ−ガイギー社（Ciba-Geigy）か15ら 入手できる。ＦＣ−４３０（フロラド界面活性剤）は３Ｍ社から入手できる。 このポリマーは約１５０〜約２００℃に約３０分〜約２時間加熱することによ り硬化される。 本発明の陽極酸化されたアルミニウム部品は、印刷回路板とエレクトロニック パッケージに特に適している。図３〜５は印刷回路板の製造を説明する。図３に 示されるように、１つ以上の貫通孔３２を含んでいてもよいアルミニウム合金の コア１２が与えられる。 アルミニウム合金コア１２と貫通孔３２の壁は、図４に示されるように、陽極 酸化層１４で被覆されている。陽極酸化層１４は約０．００２５〜約０．１３ｍ ｍ（０．０００１〜０．００３インチ）、好ましくは約０．０１３〜約０．０７ ５ｍｍ（０．０００５〜０．００３インチ）の厚さを有する。いかなる陽極酸化 法も満足できるが、一体着色陽極酸化が好ましい。 銅又は銅合金金属被覆層２４のような電子回路要素は、図５に示されるように 、陽極酸化層１４の上に、又は図２に示される介在ポリマー層の上に形成される 。図５に戻って説明すると、金属被覆は１つ以上の陽極酸化表面の上に回路トレ ー ス（circuit traces）２４を形成し、貫通孔３２があればそのいずれをも通って 連続的に延在して導電性路３６を形成している。金属被覆層は、シュミット（Sc hmitt），ＩＩＩ等の米国特許第５，２５６，２０５号明細書に開示される、蒸 発法、スパッタリング法、無電解メッキ法、プラズマ蒸着法又はジェット蒸着法 のような適当なあらゆる方法で適用される。 回路トレース２４は、全ての露出回路を金属被覆層により被覆し、その導電性 金属の上にそれを覆って適当なホトレジストを適用し、そして光画像形成して所 望とされる回路パターンを露出させる減色法で形成することができる。次いで、 陽極酸化膜を腐食することなく露出した金属被覆層を除去するものである適当な エッチング剤、例えば、金属被覆層が銅である場合は、水酸化アンモニウム系エ ッチング剤が所望とされない金属被覆層を除去して、所望とされる回路トレース ２４のパターンを形成する。残っているホトレジストが次いで適当な溶媒により 除去される。 図６に示されるように、多層金属層の印刷回路板４０は、誘電体層４２を回路 トレース２４の第一パターンの上にそれを覆って適用し、そしてその誘電体層４ ２の上にそれを覆って回路トレース４４の第二層を形成することによって製造さ れる。これら２つ以上の回路トレース層を相互に電気的に接続するのに導電性バ イアス４６を用いることができる。図６はアルミニウム合金コア１２の一方の側 だけの上の多層構造体を説明しているが、そのコアの両側に多層構造体を与え、 そして、図５で例証されるように、導電性バイアスをコアを貫通して延在させる ことも本発明の範囲に入るものである。 本発明の陽極酸化アルミニウム部品は、また、図７に説明されるエレクトロニ ックパッケージ部品にも適している。エレクトロニックパッケージ５０は基礎構 成品５２とカバー部品５４を有し、この両部品は熱硬化性エポキシ樹脂のような 適切な接着剤５６で一緒に接合されている。陽極酸化層１４が基礎部品５２とカ バー部品５４の両部品を被覆して電気的分離をもたらすようにするのが好ましい 。集積回路デバイス５８は、それら基礎部品５２とカバー部品５４とで画される キャビティ６０内に収容される。この集積回路デバイス５８は、陽極酸化層１４ の上に形成された回路トレース３４に電気的に相互接続される。ワイヤーボンド 、 半導体デバイス上の電気的に活性な入力／出力パッドをフリップチップ・ボンデ ィングで用いられる回路にテープ自動接着し、そして直接はんだ付けする際に用 いられる銅箔の薄いストリップを含めて、適当なあらゆる電気的接続が採用でき る。フリップチップ・ボンディングには、鉛／錫合金から造られたコラプシブル ろうボール（collapsible solder balls）６２が特に適している。 図７はエッジ接続可能なエレクトロニックパッケージを説明するものであるが 、本発明はリード線付き（leaded）パッケージ、リード線なし（leadless）パッ ケージ及び配列タイプのパッケージを含めてあらゆるタイプのエレクトロニック パッケージに適用可能であり、ここで配列タイプのパッケージには、ピングリッ ド配列、ボールグリッド配列及びパッドグリッド配列のものがある。 本発明の利点は次に述べる例から更に明らかになるであろう。 例 陽極酸化されたアルミニウム部品１０の破壊電圧を、図８に例示される装置を 用いて測定した。電力制御器６３をアンペア計６４と電気的に直列で接続した。 第一プローブ６６を銀充填エポキシ樹脂６８で陽極膜１４に結合した。銀充填エ ポキシ樹脂６８と陽極膜１４との接触面積を精確に測定して、電圧が印加される 面積を正確に測定できるようにした。第二プローブ７０をアルミニウム合金コア １２に直接電気的に接続した。次に、電力制御器６２で与えられる電圧を、アン ペア計６４が陽極膜１４を通る電流を自記するまで徐々に高めた。電流の最低電 圧が破壊電圧であった。 表１は、一体着色陽極酸化で形成された０．０２５ｍｍ（０．００１インチ） の陽極膜で被覆されたアルミニウム合金部品の破壊電圧を比較するものである。 直接チル（Ｄ．Ｃ．）鋳造合金Ａ３００３は、平均最大軸長が１６μｍの金属間 化合物を含んでいた。ストリップ鋳造アルミニウム合金Ａ３００３は、平均最大 軸長が８μｍの金属間化合物を含んでいた。アルミニウム合金Ａ６０６１はＤ． Ｃ．鋳造されたもので、それは硫酸系電解液に実質的に溶ける金属間化合物を含 み、また陽極膜は金属間化合物を本質的に含んでいなかった。 表２は２つのアルミニウム合金５２５２部品の破壊電圧を比較するもので、一 体着色陽極酸化アルミニウム合金６０６１部品に比較して、より滑らかなコア表 面と硬質陽極酸化により高い破壊電圧が達成されることを例証している。 光沢ロール試料は圧延機中の一対の光沢ロールを通過させることによって最終 ゲージまで薄くされたものである。化学的艶出し試料は圧延機中の一対の光沢ロ ールを通過させることによって最終ゲージまで薄くされ、次いでリン酸９５重量 ％、硝酸５重量％の溶液中に９５〜１００℃の溶液温度において４分間浸漬する ことにより艶出しされたものである。 表３は、陽極膜の気孔を目止めすると、ホトレジストによる被覆又は金属被覆 のような後続の加工処理の後に破壊電圧がどのように改善されるかを例証するも のである。 アルミニウム合金６０６１−Ｔ６部品（３２×３２ｍｍ）の試料５６個をスル ホサリチル酸６０ｇ／ｌと硫酸４．５ｇ／ｌの水溶液中で１２〜１４℃の温度に おいて陽極酸化した。陽極酸化は、電流密度を９．３Ａ／ｍ²（１００アンペア ／フィート²）まで２分間で直線的に増加させることにより開始された。次いで 、直流電圧を６８ボルトまで上げ、そして電流を減衰させながら１５分間定電圧 に保持した。それらの試料を次いで風乾した。陽極膜は０．０１８ｍｍの厚さを 有していた。 次に、上記部品試料の半数に、酢酸ニッケル溶液中に８５℃、ｐＨ５．８で１ ７分間浸漬し、続いて水中で７０℃、ｐＨ５．８において洗浄することによって 目止め処理を施した。上記部品試料の他方の半数は、目止め処理しないままで保 持された。 これらの試料を、次に、リン酸三ナトリウムとメタケイ酸ナトリウムとの混合 物を含有する５０％ホトレジスト現像液にｐＨ約１３において４分間浸漬した。 これら試料を次いで水洗し、そしてアセトン中で乾燥した。 表４は本発明の希薄エポキシクレゾール・ノボラックのレベリング効果を例証 するものである。このエポキシ樹脂は固形分が８．７重量％から２６重量％まで 含有するようにアセトンで希釈された。表４は、過度の希釈は表面の荒さと陽極 膜の細孔の目止めにマイナスの影響を及ぼすことを例証している。 表５は、エポキシ樹脂被膜が破壊電圧と、エポキシ結合スタッドを基板から分 離するのに必要な力の両者を高めることを例証している。この改善は陽極酸化Ａ ６０６１をエポキシ被覆された陽極酸化Ａ６０６１と比較すると分かる。この改 善は、また、陽極酸化Ａ６０６１上の銅又はニッケルのジェット蒸着金属被覆層 をエポキシ被覆された陽極酸化Ａ６０６１上の同じ金属被覆層と比較しても分か る。ジェット蒸着法に認められた金属化基板の改善された接着性は、スパッタリ ング法、蒸発法及びこれらに類する方法のような他の蒸着法にも等しく当てはま ると考えられる。 本発明を陽極酸化アルミニウムに絞って述べて来たが、本発明はチタン、マグ ネシウム及びそれらの合金のような他の陽極酸化性材料にも等しく適用可能であ ると考えられる。前記エポキシクレゾール・ノボラックの利点は全ての金属基板 に、それらが陽極酸化されていようと、さもなければ被覆されていようと、或い は裸の金属であろうとにかかわらず、当てはまると考えられる。 印刷回路板とエレクトロニックパッケージ部品の両者に特に有用な、前記の目 的、手段及び利点を十分に満足する基板を作る、増加した破壊電圧を有する陽極 酸化アルミニウム基板が、本発明により提供されることは明白である。本発明を その態様と組み合わせて説明したが、以上の説明に照らして、当業者には、本発 明の多くの代替、修正及び変更が明白であろうことは明らかである。従って、本 発明には添付の請求の範囲の精神とその広い範囲に入る全てのそのような代替、 修正及び変更が包含される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，Ｋ Ｚ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，Ａ Ｚ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 パラササラティ，アルビンド アメリカ合衆国 06471 コネチカット州 ノース ブランフォード，リンスレイ レ イク ロード 152 (72)発明者 ジャロタ，サティシュ アメリカ合衆国 06492 コネチカット州 ウォーリングフォード，ブロードビュー ドライブ 43 (72)発明者 ブロック，アンドリュー ジェイ. アメリカ合衆国 06410 コネチカット州 チェシャー，ロイヤルウッド コート 44 (72)発明者 ホルムズ，マイケル エイ. アメリカ合衆国 95336 カリフォルニア 州リポン，ジョセフ コート 1172 (72)発明者 シュレイター，ジェフリー エム. アメリカ合衆国 95361 カリフォルニア 州オークデイル，マン コート 766 (72)発明者 ラミレズ，ジャーマン ジェイ. アメリカ合衆国 94509 カリフォルニア 州アンティオッチ，ベルフォード ピーク ウェイ 4804 (72)発明者 リアング，デクシン アメリカ合衆国 94539 カリフォルニア 州フレモント，ハバス ストリート 47330

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．陽極酸化性金属コア（１２）と、 該陽極酸化性金属コア（１２）の少なくとも一部分を被覆する陽極膜（１４） とを含んで成り、該金属コア（１２）内の金属間化合物（１６）が約１０μｍ未 満の平均最長軸長を有することを特徴とする、電子部品（１０）。 ２．ストリップ鋳造の微細構造を有する、請求項１記載の部品（１０）。 ３．金属コア（１２）が約２０７ＭＰａを越える降伏強さを有する、請求項１ 又は２に記載の部品。 ４．約２０７ＭＰａを越える降伏強さを有する陽極酸化性金属コア（１２）と 、 該金属コア（１２）の少なくとも一部分を被覆している陽極膜（１４）とを含 んで成り、該陽極酸化性金属コア（１２）内の合金成分が陽極酸化用電解液に実 質的に可溶であって、それにより破壊電圧が高められる、電子部品（１０）。 ５．合金成分が硫酸系電解液に実質的に可溶である、請求項４記載の部品（１ ０）。 ６．主たる合金成分がマグネシウムである、請求項５記載の部品（１０）。 ７．金属コア（１２）が５０００シリーズのアルミニウム合金である、請求項 ６記載の部品（１０）。 ８．金属コア（１２）が、 ２．２〜２．８重量％のマグネシウム及び残余のアルミニウム； ０．６〜１．０重量％のマグネシウム及び残余のアルミニウム；並びに ０．０８〜１．２％のマグネシウム、０．１５〜０．４５％のマンガン及び残 余のアルミニウム より成る群から選ばれる、請求項７記載の部品。 ９．平均表面荒さが約１．５μｍ未満である陽極酸化性金属コア（１２）と、 該コア（１２）の少なくとも一部分を被覆している陽極膜（１４）と を特徴とする、電子用途のための部品（１０）。 １０．コア（１２）が湿式ばり取りにより得られた表面仕上げを有する、請求 項９記載の部品（１０）。 １１．陽極酸化性金属コア（１２）と、 第一と第二の対向する表面を有し、該第一表面が該金属コアと一体になってい る陽極膜（１４）と、 該第二表面を約０．００２５〜約０．０５１ｍｍの平均厚さまで被覆している 誘電体ポリマー（４２）であって、該部品の平均表面荒さを効果的に低下させる 該誘電体ポリマー（４２） を特徴とする、電子用途のための部品（４０）。 １２．金属コア（１２）と、 該部品（４０）の平均表面荒さを効果的に低下させる約０．００２５〜約０． ０５１ｍｍの厚さを有する、該金属コア（１２）を被覆するポリマー（４２）を 特徴とする、電子用途のための部品（４０）。 １３．ポリマー（４２）がエポキシクレゾール・ノボラックである、請求項１ １又は１２記載の部品（４０）。 １４．約５８〜約８８％のエポキシクレゾール・ノボラックと、 約１０〜約４０％の、多官能性を有する実質的に芳香族の硬化剤と、 約０．１〜約１．０％の促進剤と、 約０．００１〜約１．０％の、界面活性剤、脱泡剤、レベリング剤等の添加剤 より本質的に成るエポキシ樹脂（４２）。 １５．約６０．５〜約６８．５％のエポキシクレゾール・ノボラック樹脂と、 約３０〜約４０％の、多官能性を有する実質的に芳香族の硬化剤と、 約０．５〜約０．６％の促進剤と、 約０．００１〜約０．００２％の界面活性剤 より本質的に成る、請求項１４記載のエポキシ樹脂（４２）。 １６．界面活性剤がフルオロ−脂肪族ポリマーエステルである、請求項１５記 載のエポキシ樹脂（４２）。 １７．エポキシ樹脂（４２）がケトン、モノ及びジエチレングリコールモノブ チルエーテルより成る群から選ばれる溶媒で約４０〜８５重量％まで希釈されて いる、請求項１５又は１６に記載のエポキシ樹脂（４２）。 １８．希釈剤がアセトンである、請求項１７記載のエポキシ樹脂（４２）。