JP3265968B2 - ガラスセラミックス基板の電極及びその形成方法 - Google Patents
ガラスセラミックス基板の電極及びその形成方法Info
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
- H05K3/244—Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
基板の電極及びその形成方法に関し、より詳細にはSi
チップ等を搭載するためのガラスセラミックス基板の電
極及びその形成方法に関する。
載用の基板材料としては、耐久性及び信頼性に富むアル
ミナが多く用いられている。アルミナ基板の端子部とし
ての表層電極にはW、Mo等の金属が用いられており、
通常、前記端子部の上にはメッキ膜が形成される。他
方、低温焼成が可能である等の点から、近年注目されつ
つあるガラスセラミックス基板の端子部にはAg−P
d、Cu等の低比抵抗率を有する金属が用いられてい
る。基板の端子部は、外部電極端子と接続されるため、
基板から容易に剥れないよう基板との密着強度が大きい
ことが要求される。
層法により製造されるが、外部電極端子の形成方法は、
最表面に位置するグリーンシートに電極端子形成用ペー
ストを印刷し、内層導体が印刷されたグリーンシートを
積層後焼成する同時焼成法と、内層導体が印刷されたグ
リーンシートを積層して焼成した基板上に電極端子形成
用ペーストを印刷し、再度焼成する後付け法とに大別さ
れる。電極端子の密着性向上の要求から、後付け法の場
合は金属材料にガラスフリットが添加されたペーストを
焼結基板上に印刷し、同時焼成法の場合はガラスフリッ
トのみからなるペーストを下地印刷した後、金属材料の
みからなるペーストを印刷するか、もしくは金属材料に
ガラスフリットが添加されたペーストを印刷することに
より、焼成過程においてガラスフリットを基板内部及び
端子内部に侵入させ、いわゆるアンカーを形成する。
を搭載する場合、両者に電極を形成し、Siベアチップ
の電極に半田(Pb−Sn半田)ボールを接着させ、溶
融させて両者の接合を行う。端子部の形成にAg−Pd
やCu等の金属を用い、前記端子部の上にメッキ膜を形
成しない場合、半田溶融接続時に半田成分であるSnが
端子部内へ拡散して金属間化合物が形成され、そのため
に端子部が脆化する。この半田成分の拡散を防止するた
め、通常、前記端子部の上に厚み3.0μm程度のNi
メッキ膜を形成する。Niメッキ膜は、Ni−P系メッ
キ処理により形成されるPを含むNi−Pメッキ膜と、
Ni−B系メッキ処理により形成されるBを含んだNi
−Bメッキ膜とに大別されるが、形成されるメッキ膜の
半田濡れ性の観点から、半田と直接接触する部分のメッ
キ膜は、従来よりNi−Bメッキ膜が用いられていた。
ックス基板の場合、端子部にはガラスフリットが多量に
含有されており、これらのガラスはアルミナとは異なり
酸性又はアルカリ性のメッキ液に侵され易い。そこで、
ガラスの溶出を抑制するため、ガラスセラミックス基板
の端子部のメッキ処理には、中性のNi−Bメッキ液が
使用されている。しかし、Ni−Bメッキ液は、還元力
の低いジメチルアミノボランや水素化ホウ素ナトリウム
等を還元剤として使用しているため、Ni−Pメッキ液
と比較してメッキ膜形成速度がもともと遅く、pHを中
性付近にするとメッキ膜形成速度が一段と遅くなり、メ
ッキ膜形成に時間を要するという課題があった。
り、端子部の上に半田成分(Sn)の拡散防止膜として
十分な厚みを有し、半田濡れ性に優れるNiメッキ膜が
形成されたガラスセラミックス基板の電極、及び中性の
Niメッキ液を用いても、短時間で前記Niメッキ膜を
形成することができるガラスセラミックス基板の電極の
形成方法を提供することを目的としている。
達成するために本発明に係るガラスセラミックス基板の
電極は、外部電極端子に接続されるガラスセラミックス
基板の電極において、ガラスセラミックス基板の端子部
の上にNi−Pメッキ膜が形成され、さらに該Ni−P
メッキ膜の上にNi−Bメッキ膜が形成されていること
を特徴としている。
ば、基板の端子部に、半田成分(Sn)の拡散防止被膜
として十分な厚みを有し、半田濡れ性に優れるNiメッ
キ膜が形成されているので、半田接続部分の電極を脆化
させることなく、半田を介した半導体素子や他の基板等
との接続を確実に行うことができる。
板の電極の形成方法は、上記ガラスセラミックス基板の
電極の形成方法であって、ガラスセラミックス基板の端
子部をNi−Pメッキ液に浸漬してNi−Pメッキ膜を
形成し、次に該Ni−Pメッキ膜が形成された前記端子
部をNi−Bメッキ液に浸漬してNi−Bメッキ膜を形
成することを特徴としている。
方法によれば、最初にメッキ膜形成速度の早いNi−P
メッキ液を使用するため、短時間で半田成分(Sn)の
拡散防止に必要な厚みのNi−Pメッキ膜を形成するこ
とができる。一方、半田濡れ性の向上のために形成する
Ni−Bメッキ膜の厚みは薄くてもよいため、Ni−B
メッキ液のメッキ膜形成速度が遅くても、短時間でNi
−Bメッキ膜を形成することができる。従って、全体と
して短時間で、半田成分(Sn)の拡散防止用膜として
十分な厚みを有し、半田濡れ性の良好なNiメッキ膜を
形成することができる。
ックス基板の電極及びその形成方法の実施の形態を説明
する。
ス基板の電極の形成方法を説明する。ここで、電極形成
の対象となるガラスセラミックス基板は特に限定され
ず、どのような種類のものでもよいが、具体的には、例
えばコーディエライト系ガラスにアルミナが骨材として
添加されたもの等が挙げられる。
来より公知の製造方法を使用することができ、特に限定
されるものではないが、例えば下記の方法が挙げられ
る。まず、ガラス材料と骨材とを混合、粉砕した後、バ
インダ、樹脂、分散剤、可塑剤、溶剤等を添加してスラ
リを形成し、該スラリを用いてドクターブレード法等に
よりグリーンシートを形成する。次に、該グリーンシー
ト上に必要により内層電極形成用の導体ペースト層を印
刷し、該導体ペースト層が印刷されたグリーンシートを
含む複数枚のグリーンシートを積層することによりグリ
ーンシート積層体を形成する。次に、該グリーンシート
積層体の表面に端子部形成用の導体ペースト層を印刷
し、焼成する。前記方法により、その内部に内部電極が
形成され、その表面に端子部を有するガラスセラミック
ス基板が形成される。
Pd、Cu等が挙げられ、前記端子部の厚みは、通常、
5〜30μmである。次に、前記端子部が形成されたガ
ラスセラミックス基板を、還元剤として次亜リン酸ナト
リウムを含有し、さらにNiの塩やクエン酸トリウム等
を含有するpH7.0でその温度が60〜90℃のNi
−Pメッキ液に5〜35分間浸漬し、1〜5μmの厚み
のNi−Pメッキ膜を形成する。
成されたガラスセラミックス基板を還元剤としてジメチ
ルアミノボラン又は水素化ホウ素ナトリウムを含有し、
さらにNiの塩やクエン酸トリウム等を含有するpHが
7.0でその温度が60〜90℃のNi−Bメッキ液に
5〜10分間浸漬し、0.5〜1μmの厚みのNi−B
メッキ膜を形成する。
μmのNi−Pメッキ膜が形成され、さらに該Ni−P
メッキ膜の上に0.5〜1μmのNi−Bメッキ膜が形
成されたガラスセラミックス基板の電極が完成する。該
ガラスセラミックス基板の電極は、基板の両主面に形成
されていてもよく、片方の主面に形成されていてもよ
い。
ックス基板の電極及びその形成方法の実施例を説明す
る。端子部を有するガラスセラミックス基板の製造条件
及びメッキ膜の形成条件を以下に記す。
ペースト層の印刷 グリーンシート用原料粉末 ガラス材料:コーディエライト系ガラス(75重量部) 骨材の材料:アルミナ(20重量部)、コーディエライ
ト(5重量部) グリーンシートの成形方法:ドクターブレード法 端子部形成用導体ペースト中の固形分 Ag(80wt%)−Pd(20wt%)混合粉末:7
0重量部 端子部形成用導体ペーストの形状 直径:150μm、厚み:20μm グリーンシート積層体の焼成 焼成条件 温度:900℃、時間:30分間、雰囲気:空気 焼成により形成された端子部の形状 直径:125μm、厚み:16μm (2) 端子部のメッキ処理 メッキ前処理 (i) 希塩酸(pH5.0)で30秒洗浄 (ii) Pd活性化処理 処理液の組成 SnCl2 :14g/リットル PdCl2 :0.1g/リットル 35%HCl:5ml/リットル 処理温度:60℃ 処理時間:5分 Ni−Pメッキ処理 メッキ液の組成 NiCl2 ・6H2 O:0.03mol/リットル 次亜リン酸ナトリウム:0.1mol/リットル その他、醋化剤、安定剤を適宜添加している。 メッキ液の温度:70℃ メッキ液のpH:7.0 メッキ液浸漬時間:5〜35分間 Ni−Bメッキ処理 メッキ液の組成 NiCl2 ・6H2 O:0.03mol/リットル ジメチルアミノボラン:0.1mol/リットル その他、醋化剤、安定剤を適宜添加している。 メッキ液の温度:65℃ メッキ液のpH:7.0 メッキ液浸漬時間:5分間 [比較例]端子部を有するガラスセラミックス基板の製
造、及びメッキ前処理は、実施例の場合と同様に行い、
次に、上記実施例で用いたNi−Bメッキ液と同様の組
成のNi−Bメッキ液を用い、前記ガラスセラミックス
基板を10〜40分間メッキ液に浸漬し、端子部の上に
Ni−Bメッキ膜を形成した。
ッキ液浸漬時間と形成されたメッキ膜の厚みとの関係を
示したグラフである。図1より明らかなように、比較例
の場合に比べて、実施例の場合にはメッキ膜形成速度が
約2倍程度早く、短時間で厚いNiメッキ膜が形成され
ている。
びNi−Bメッキ膜の合計の厚さが3μmのNiメッキ
膜が形成された電極を有する実施例に係るガラスセラミ
ックス基板を使用し、前記電極に半田ボール(Pb:9
7wt%、Sn:3wt%)が接着されたSiチップを
接続した。その結果、前記電極に脆化及び含有されてい
るガラスフリットの溶出の現象は見られず、Siチップ
との接着強度も十分であった。
と形成されたメッキ膜の厚みとの関係を示したグラフで
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 外部電極端子に接続されるガラスセラミ
ックス基板の電極において、ガラスセラミックス基板の
端子部の上にNi−Pメッキ膜が形成され、さらに該N
i−Pメッキ膜の上にNi−Bメッキ膜が形成されてい
ることを特徴とするガラスセラミックス基板の電極。 - 【請求項2】 ガラスセラミックス基板の端子部をNi
−Pメッキ液に浸漬してNi−Pメッキ膜を形成し、次
に該Ni−Pメッキ膜が形成された前記端子部をNi−
Bメッキ液に浸漬してNi−Bメッキ膜を形成すること
を特徴とする請求項1記載のガラスセラミックス基板の
電極の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02670496A JP3265968B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | ガラスセラミックス基板の電極及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP02670496A JP3265968B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | ガラスセラミックス基板の電極及びその形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09223716A JPH09223716A (ja) | 1997-08-26 |
JP3265968B2 true JP3265968B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=12200784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP02670496A Expired - Lifetime JP3265968B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | ガラスセラミックス基板の電極及びその形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP2010047787A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Mitsubishi Materials Corp | はんだ含浸シート材の製造方法及び製造装置 |
JP2012043841A (ja) * | 2010-08-13 | 2012-03-01 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型セラミック電子部品およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-02-14 JP JP02670496A patent/JP3265968B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
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