JPS6314877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は電子部品をハンダを用いて接着し搭
載する場合に用いられる電子部品搭載用セラミツ
ク基体に関するものである。 従来電子部品、例えばリードレスパツケージ、
ICパツケージ、LSIパツケージ、チツプコンデン
サ、チツプ抵抗等をハンダ付によつて搭載するセ
ラミツク基体は第１図に示すような構造のもので
あつた。すなわちアルミナ等のセラミツク基板２
の表面にタングステン、モリブデン、モリブデ
ン・マンガン等の高融点金属または高融点金属の
合金のメタライズ部３を施し、その上に電解また
は無電解メツキによつてニツケルまたはニツケ
ル・リン合金からなる第１皮膜層４ａを形成した
のち還元性雰囲気中で熱処理し、かくして形成さ
れた第１皮膜の上に電解または無電解メツキによ
つてニツケルまたはニツケル・リン合金からなる
第２皮膜層４ｂを形成し、さらに該第２のニツケ
ルまたはニツケル・リン合金皮膜層の上に電解メ
ツキ法又は無電解メツキ法によつて形成された金
メツキ層５とから構成されるハンダ付用下地金属
部を有していた。 しかし、このような電子部品搭載用セラミツク
基体は、第２の合金皮膜層４ｂの酸化を防止する
ため、その上に高価な金を使つて金メツキ層５を
形成しなければならず、製造コストが高くなると
云う欠点をもつていた。 そのため最近では金の使用量を減らして製造コ
ストの低減を図るために電子部品の製造において
ニツケル―ボロン合金を無電解メツキ法によつて
メツキする方法が用いられるようになつてきつゝ
ある。 しかし電子部品搭載用セラミツク基体のハンダ
付用下地金属部を無電解メツキ法によつてメツキ
されたニツケル―ボロン合金で形成した場合、メ
ツキされたニツケル―ボロン合金からなるハンダ
付用下地金属部のハンダ濡性は良行な反面、メタ
ライズ部との接着性が悪く、メタライズ部との接
着性を良くするために熱処理すればハンダ濡性が
悪くなつてしまうという問題が生じた。 本発明は上記の問題を解決してニツケル―ボロ
ン合金をハンダ付用下地金属として用いるべく
種々試験研究の結果なされたものであり、安価で
且つハンダ濡性、接着性ともに優れたハンダ付用
下地金属部を有する電子部品搭載用セラミツク基
体の提供を目的とし、セラミツク基板の表面に形
成された高融点金属または高融点金属の合金から
なるメタライズ部上のニツケル基合金またはニツ
ケルの熱処理されたメツキ層からなる第１皮膜層
と該第１皮膜層の上のニツケル―ボロン合金メツ
キ層からなる第２皮膜層とより構成されるハンダ
付用下地金属部を有する電子部品搭載用セラミツ
ク基体を要旨とする。 以下、図面を参照しつゝ本発明を詳細に説明す
る。 第２図は本発明に係る電子部品搭載用セラミツ
ク基体の一例の断面を模型的に示した図で、電子
部品搭載用基体２１は、例えば94％アルミナ等か
らなるセラミツク基板２２と該表面に形成された
タングステン、モリブデン、モリブデン・マンガ
ン等の高融点金属、または高融点金属の合金から
なるメタライズ部２３と該メタライズ部上のニツ
ケル基合金またはニツケルの熱処理されたメツキ
層からなる第１皮膜層２４ａと該第１皮膜層の上
のニツケル―ボロン合金メツキ層からなる第２皮
膜層２４ｂから構成される下地用金属部２４を有
している。 次にこのような構成からなる電子部品搭載用セ
ラミツク基体２１の製造方法例を説明する。 例えばAl₂O₃94wt％，MgO，SiO₂，CaO等の
鉱化剤6wt％からなるアルミナ質セラミツク原料
粉末に有機バインダー，可塑剤を配合してスラリ
ー状となし、ドクターブレード法によつて所望の
厚みをもつアルミナセラミツク生テープを製造し
たのち、所望の形状、大きさに成形してアルミナ
セラミツク生基板とする。 次に該アルミナセラミツク生基板の表面に例え
ばタングステン粉末を含むメタライズペーストを
スクリーン印刷法により所望の形状に印刷し、還
元性雰囲気中1450〜1600℃で焼成してタングステ
ンからなるメタライズ部２３の形成されたアルミ
ナからなるセラミツク基板２２がつくられる。 次いで上記セラミツク基板２２を脱脂液中に浸
漬して前記メタライズ部２３を脱脂したのち酸洗
浄を行い、さらにパラジウム触媒中に浸漬してメ
タライズ部２３の活性化を行う。 次に例えば、ニツケル化合物と次亜リン酸ナ
トリウムを含む無電解ニツケルメツキ液Ｓ―780
（商品名）を用い、メツキ中のニツケル濃度４〜
６ｇ／PH値４〜4.5，メツキ浴温度90±５℃に
保ちつつ無電解メツキ法により所望の厚みにニツ
ケル―リン合金をメタライズ部２３上にメツキし
たのち、還元性雰囲気中750℃で熱処理してニツ
ケル―リン合金からなる第１の合金皮膜層２４ａ
を形成するか、または、ニツケル化合物とジメ
チルアミンボラン還元剤を含む無電解メツキ液
BEL801（商品名）を用いてメツキ中のニツケル
濃度5.5〜6.0ｇ／，PH値6.3〜6.7，メツキ浴温
度65±１℃に保ちつゝ無電解メツキ法により所望
の厚みにニツケル―ボロン合金をメタライズ部２
３上にメツキしたのち、還元性雰囲気中750℃で
熱処理してニツケル―ボロン合金からなる第１の
合金皮膜層２４ａを形成するか、または、ニツ
ケル塩化物、塩酸を含む市販メツキ液を用い、メ
ツキ時のニツケル濃度を50〜100ｇ／，メツキ
浴温度を40〜50℃に保ちつゝニツケルストライク
メツキを行い、さらにPH緩衝剤、陽極活性剤を含
む市販のスルフアミン酸ニツケルメツキ液を用
い、メツキ時のニツケル濃度50〜100ｇ／，メ
ツキ浴温度40〜50℃に保ちつゝ電解ニツケルメツ
キを所望の厚みにメタライズ部２３上に施したの
ち、還元性雰囲気中750℃で熱処理してニツケル
からなる第１の皮膜層２４ａを形成する。 次いで熱処理された第１の皮膜層２４ａの上に
前述のBEL801無電解ニツケルメツキ液を用い、
メツキ中のニツケル濃度5.5〜6.0ｇ／，PH値6.3
〜6.7，メツキ浴温度65±１℃に保ちつゝ無電解
メツキ法により所望の厚みにニツケル―ボロン合
金をメツキして第２の皮膜層２４ｂを形成する。 このようにして、セラミツク基板２２の表面に
形成されたメタライズ部２３上にニツケル基合金
またはニツケルからなる熱処理された第１皮膜層
２４ａとその上のニツケル―ボロン合金からなる
第２皮膜層２４ｂとで構成されるハンダ付用下地
金属部２４を有する電子部品搭載用セラミツク基
体２１を製作することができる。 上記の如くにして製作した本発明電子部品搭載
用セラミツク基体の効果としてハンダ濡性、接着
性について試験した結果を第１表に記載する。な
お比較のため従来の金メツキ層を有するものも同
表に掲げた。 同表中本発明品のＡは第１皮膜層２４ａを前記
のニツケル―リン合金層としたもので厚さ１
mm、巾５mm、長さ50mmの94％アルミナセラミツク
基板に前述の如くにしてタングステンからなるメ
タライズ部を形成しその上にニツケル―リン合金
メツキの第１皮膜層を形成後熱処理を施し第１皮
膜層の上にニツケル―ボロンのメツキ層からなる
第２皮膜層２４ｂを形成したもので第１皮膜層厚
2μ、第２皮膜層厚1μである。 同表中、本発明品のＢは、第１皮膜層２４ａを
前記のニツケル―ボロン合金層としたもので、
その他は全て上記Ａと同様であり第１皮膜層厚
2μ、第２皮膜層厚1μである。 同表中、本発明品のＣは、第１皮膜層２４ａを
前記のニツケル層としたもので、その他は全て
上記Ａ、Ｂと同様であり第１皮膜層厚2μ、第２
皮膜層厚1μである。 同表中、比較のために掲げた金メツキ層を有す
る従来品は、厚さ１mm、巾５mm、長50mmの94％ア
ルミナセラミツク基板にタングステンからなるメ
タライズ部を形成し、脱脂、洗浄し、パラジウム
触媒液によつて活性化し、次いでニツケル化合
物、次亜リン酸ナトリウムを含む無電解ニツケル
メツキ液Ｓ―780（商品名）を用い、メツキ中のニ
ツケル濃度４〜６ｇ／，PH値４〜4.5，メツキ
浴温度90±５℃に保ちつゝ2μの厚にニツケル―
リン合金をメツキしたのち、還元性雰囲気中750
℃で熱処理して第１のニツケル―リン合金層を形
成し、次いで同じ無電解ニツケル液を用い同一の
メツキ条件下で1μの厚にニツケル―リン合金を
メツキして第２のニツケル―リン合金層を形成
し、さらに市販の無電解金メツキ液、レクトロレ
ス・プレツプ（商品名）を用いメツキ中の金濃度
３〜４ｇ／，PH値3.5〜７，メツキ浴温度90±
５℃に保ちつゝ0.5μの厚に金メツキしてハンダ付
用下地金属部を形成したものである。

【表】 第１表中の〇印はハンダに完全に濡れるとの判
定であり、△印は完全ではないが、ハンダ付に必
要な程度に濡れるとの判定、×印はハンダに或る
程度は濡れるがハンダ付に充分な程ではないとの
判定を示すものである。 ハンダ濡性の判定は、ロジン系フラツクスGX
―７（商品名）を塗布し、温度230℃のH63A（日
本工業規格）のハンダ浴中に深さ２mm、20秒間浸
漬をする条件のメニスコグラフ法によつて行つ
た。 また接着性の判定は２mm×２mmのメタライズ部
にハンダ付用下地金属部を施したパツド上にロジ
ン系フラツクスGX―７を塗布して温度230℃の
H63Aのハンダ浴中に４秒間浸漬したのち、該パ
ツドに直径0.6mmのスズメツキ銅線を垂直にハン
ダ付したのちプツシユプルゲージを用いて測定し
た。 第１表から明らかなように、評価の基準とした
従来品、すなわち第１のニツケル―リン合金層と
第２のニツケル―リン合金層および金メツキ層か
ら構成されるハンダ付用下地金属部を有する試料
に比較して、本発明に属する試料Ａ、Ｂ、Ｃは接
着性の点において同等であり、しかもハンダ濡性
の点において優れるものである。 以上詳述したように、本発明に係る電子部品搭
載用セラミツク基体は、高価な金を用いずして、
金を用いた場合と比較して遜色のないハンダ濡性
とメタライズ部との接着性を具備するものである
から、金の使用および金メツキ工程を省略し、製
造コストの低減を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子部品搭載用セラミツク基体
の一部断面図。第２図は本発明の電子部品搭載用
セラミツク基体の一部断面図である。 １，２１……セラミツク基体、２，２２……セ
ラミツク基板、３，２３……メタライズ部、４ａ
……第１のニツケルまたはニツケル―リン層、４
ｂ……第２のニツケルまたはニツケル―リン層、
５……金メツキ層、２４……ハンダ付用下地金属
部、２４ａ……第１皮膜層、２４ｂ……第２皮膜
層（ニツケル―ボロン合金層）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セラミツク板の表面に形成された高融点金属
   または高融点金属の合金からなるメタライズ部上
   のニツケル基合金またはニツケルの熱処理された
   メツキ層からなる第１皮膜層と該第１皮膜層の上
   のニツケル―ボロン合金メツキ層からなる第２皮
   膜層とより構成されるハンダ付用下地金属部を有
   することを特徴とする電子部品搭載用セラミツク
   基体。