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発明の名称 熱処理後の金めっき
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2005−336522(P2005−336522A)
公開日 平成17年12月8日(2005.12.8)
出願番号 特願2004−154928(P2004−154928)
出願日 平成16年5月25日(2004.5.25)
代理人
発明者 伊澤 和彦 / 小岩 賢太郎 / 梅田 泰 / 本間英夫 / 小山田仁子
要約 課題
アルミニウムやアルミニウム-シリコン合金とニッケルめっきの密着性向上の為、金めっきを施したウエハーに熱処理が加えられる。熱処理後に半田接合が行われるが、熱処理を行った後は、はんだ濡れ性が著しく劣化する問題点が発生する。半田作業は電極間を接合するために必要な作業であるために、半田濡れ性を改善することが必要である。


解決手段
本発明はアルミニウムやアルミニウム-シリコン合金とニッケルめっきの密着性向上の為、金めっきを施したウエハーに熱処理が加えた後に置換金めっきを行うことにより半田濡れ性が向上した。
特許請求の範囲
【請求項1】
アルミニウムやアルミニウム-シリコン合金からなる半導体電極表面に1乃至30μmのニッケルめっきを施し、該ニッケルめっき上に0.05乃至0.07μmの金めっきを施した後に、熱処理を施し、その後、該金めっき上に0.01乃至0.03μmの金めっきを施した製品
【請求項2】
アルミニウムやアルミニウム-シリコン合金からなる半導体電極表面に1乃至30μmのニッケルめっきを施し、該ニッケルめっき上に0.05乃至0.07μmの金めっきを施した後に、熱処理を施し、その後、該金めっき上に0.01乃至0.03μmの金めっきを施したダイオード
【請求項3】
アルミニウムやアルミニウム-シリコン合金からなる半導体電極表面に1乃至30μmのニッケルめっきを施し、該ニッケルめっき上に0.05乃至0.07μmの金めっきを施した後に、熱処理を施し、その後、該金めっき上に0.01乃至0.03μmの金めっきを施したトランジスタ

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、表面処理分野に関するものである。
【背景技術】
【0002】
トランジスタやダイオードの接続には、半田接合が用いられている。
【0003】
しかし、トランジスタやダイオードにおける接続部の素材はアルミニウムやアルミニウム-シリコン合金である為、表面酸化が起こりやすく、半田濡れ性が悪くなる。
【0004】
通常、トランジスタやダイオードにおいては、アルミニウムやアルミニウム-シリコン合金である電極表面の酸化を抑える為に無電解ニッケル・金めっき皮膜を形成することにより、半田濡れ性を向上させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
トランジスタやダイオードにおけるアルミニウムやアルミニウム-シリコン合金とニッケルめっきの密着性は重要なファクターである。電極表面にニッケルめっきしたままでは密着力が不十分である。従って、密着性向上の為、金めっきを施した後にウエハーに熱処理が加えられる。
【0006】
しかし、熱処理後に半田接合すると、ニッケル・金めっきされた電極表面のはんだ濡れ性が著しく劣化するという問題点が発生する。
【0007】
半田作業は電極間を接合するために必要な作業であるために、半田濡れ性を改善することが必要となった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明はアルミニウムやアルミニウム-シリコン合金とニッケルめっきの密着性向上の為、金めっきを施したウエハーに熱処理が加えた後に置換金めっきを行うことにより半田濡れ性を向上させた。
【発明の効果】
【0009】
熱処理後に再び置換金めっきを行うことにより、はんだ濡れ性が良好になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
アルミニウムやアルミニウム-シリコン合金とニッケルめっき及び金めっきを行う工程は次のようなものである。
【0011】
表面酸化物除去前処理−水洗−ニッケルめっき−水洗−金めっき−熱処理−アルゴンプラズマ洗浄−脱脂−水洗−置換金めっき
の順で処理が行われる。
【実施例】
【0012】
ウエハー上のパッドの金属組成は純アルミニウムやアルミニウム98%-シリコン2%合金であり、パッドにニッケルめっき及び金めっきを行う。
【0013】
工程は
表面酸化物除去前処理−ニッケルめっき−金めっき−熱処理−アルゴンプラズマ洗浄−脱脂−置換金めっき
の順で処理が行われる。
【0014】
表面酸化物の除去は1%のHFで室温で30秒から90秒の処理を行う。
【0015】
ニッケルめっきは表1の組成のニッケルめっき液を用いて、80℃から90℃、4分から300分の処理を行い、めっき厚さを1μmから30μmにした。
【表1】


【0016】
ニッケルめっき厚さが1μm以下では耐錆性が不十分であり、30μmを超えるとニッケルめっきによる応力発生によりウエハーにひずみに出るため、ニッケル厚さは30μm以下とした。
【0017】
ニッケルめっき後は水洗工程でニッケルめっき液の残渣を取り除いた後に、表2に示す金めっき液で80℃から90℃、10分から25分で厚さ0.05μmから0.07μm付けた。
【表2】


【0018】
金めっき厚さが0.05μm以下では半田濡れ性が悪く、0.07μm以上は置換金めっきでは付着しない。
【0019】
その後、熱処理を行うが、熱処理条件と密着性の関係を表3に示す。
【表3】


*FE−SEMによる断面観察
**金がニッケル内部に拡散しすぎる
評価:○:良好、×:不良
【0020】
熱処理後、プラズマクリーナにより、アルゴンプラズマ洗浄を200W、3分行い、表4に示す脱脂液で処理した。
【表4】


【0021】
次に、ニッケルめっきの密着性が良好である熱処理温度250℃、15分の条件で処理したものを表2に示す置換金めっき液を用いて、80℃から90℃、2分から6分で金めっき処理を行い、金めっき厚さと半田濡れ性試験の関係を表5に示す。半田の濡れ性試験はSn−Ag半田ボールを270℃ 1分加熱後、半田の濡れ広がりを観察している。
表5に示すように金めっき厚さが0.01μm未満では半田濡れ性が悪く、0.04μm以上になると半田濡れ性は良好であるが、金めっきの色調が赤くなり商品価値を失う。
【表5】


【産業上の利用可能性】
【0022】
トランジスタやダイオードにおいて、電極表面とニッケルめっきの密着性を確保し、且つ、半田濡れ性のよい皮膜を形成することにより、信頼性の高い製品を確保することが出来る。




 

 


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