JPH0620083B2 - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH0620083B2 JPH0620083B2 JP61024797A JP2479786A JPH0620083B2 JP H0620083 B2 JPH0620083 B2 JP H0620083B2 JP 61024797 A JP61024797 A JP 61024797A JP 2479786 A JP2479786 A JP 2479786A JP H0620083 B2 JPH0620083 B2 JP H0620083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- plate
- plating
- substrate
- metal substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/30—Die-attach connectors
- H10W72/381—Auxiliary members
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
本発明は、半導体基板の一面が半導体材料に近い熱膨張
係数を有する金属よりなる電極板を介して熱良導性の金
属基板に固定される半導体素子の製造方法に関する。
係数を有する金属よりなる電極板を介して熱良導性の金
属基板に固定される半導体素子の製造方法に関する。
半導体基板と金属基板の間に挿入される電極板は、半導
体基板に熱応力を与えないために熱膨張係数が半導体基
板に近く、また半導体基板とのろう付け部の熱抵抗を低
くするために表面のろう付け性の良好なことが望まれ
る。第２図に示す半導体素子における電極板としては、
シリコン板１に熱膨張係数が近いMo板４にNi層３をクラ
ッドしたものが用いられ、このMo板をCu基板５とろう６
によって固着したのち、シリコン板１がNi層３の面とは
んだ２によってろう付けされる。しかしこのような電極
板は、Mo板４の側面がはんだで濡れないので、はんだ２
の厚さが厚くなり、内部に気泡ができやすくまた熱抵抗
が大きくなる。第３図に示す半導体素子においては、Mo
板４を予めCu基板５にろう６を用いて固着した複合電極
にまず電気Cuめっき層７が１〜２μｍの厚さに被覆さ
れ、次いで２〜５μｍの厚さの電気Niめっき層８，最後
にはんだ付け性改良のための無電解Niめっき層９が積層
されている。この場合はめっき作業を３回も繰り返さね
ばならず、常に一定の品質を保つには管理項目が多く、
時間を要する欠点がある。第４図では、Cuめっき層７の
上にセンダイジングアクチベート処理をして直接無電解
Niめっき層９が被覆されている。しかしこの方法では、
Niめっき層の付着力が低く、加熱処理を施さねばならな
いのではんだの濡れ性が損なわれる。
体基板に熱応力を与えないために熱膨張係数が半導体基
板に近く、また半導体基板とのろう付け部の熱抵抗を低
くするために表面のろう付け性の良好なことが望まれ
る。第２図に示す半導体素子における電極板としては、
シリコン板１に熱膨張係数が近いMo板４にNi層３をクラ
ッドしたものが用いられ、このMo板をCu基板５とろう６
によって固着したのち、シリコン板１がNi層３の面とは
んだ２によってろう付けされる。しかしこのような電極
板は、Mo板４の側面がはんだで濡れないので、はんだ２
の厚さが厚くなり、内部に気泡ができやすくまた熱抵抗
が大きくなる。第３図に示す半導体素子においては、Mo
板４を予めCu基板５にろう６を用いて固着した複合電極
にまず電気Cuめっき層７が１〜２μｍの厚さに被覆さ
れ、次いで２〜５μｍの厚さの電気Niめっき層８，最後
にはんだ付け性改良のための無電解Niめっき層９が積層
されている。この場合はめっき作業を３回も繰り返さね
ばならず、常に一定の品質を保つには管理項目が多く、
時間を要する欠点がある。第４図では、Cuめっき層７の
上にセンダイジングアクチベート処理をして直接無電解
Niめっき層９が被覆されている。しかしこの方法では、
Niめっき層の付着力が低く、加熱処理を施さねばならな
いのではんだの濡れ性が損なわれる。
本発明は、上述の問題を解決して半導体基板と電極板と
の間の熱抵抗が小さく、しかも電極板の表面処理に多く
の時間を要しない半導体素子の製造方法を提供すること
を目的とする。
の間の熱抵抗が小さく、しかも電極板の表面処理に多く
の時間を要しない半導体素子の製造方法を提供すること
を目的とする。
本発明によれば、予め熱良導性の銅よりなる金属基板に
半導体材料に近い熱膨張係数を有するモリブデンのみか
らなるまたはタングステンのみからなる電極板を固着
し、該固着した電極板と金属基板とを無電解ニッケルめ
っき液中に浸漬し、該電極板と金属基板とを陰極として
６〜２４Ｖ，０．５Ａ以下の電流を長し、該電極板と金
属基板の表面をニッケル層によって被覆したのち、電極
板上に半導体基板の一面をはんだによってろう付けする
ことにより、めっき作業が１回で済み、電極板側面もNi
層で被覆されるのでろう付時に余分なはんだが含有ガス
と共に電極板側面に流れ出し、はんだ膜中の気泡がなく
なり、均一な薄いはんだ膜が生じて熱抵抗が低下するの
で上記の目的を達成することができる。
半導体材料に近い熱膨張係数を有するモリブデンのみか
らなるまたはタングステンのみからなる電極板を固着
し、該固着した電極板と金属基板とを無電解ニッケルめ
っき液中に浸漬し、該電極板と金属基板とを陰極として
６〜２４Ｖ，０．５Ａ以下の電流を長し、該電極板と金
属基板の表面をニッケル層によって被覆したのち、電極
板上に半導体基板の一面をはんだによってろう付けする
ことにより、めっき作業が１回で済み、電極板側面もNi
層で被覆されるのでろう付時に余分なはんだが含有ガス
と共に電極板側面に流れ出し、はんだ膜中の気泡がなく
なり、均一な薄いはんだ膜が生じて熱抵抗が低下するの
で上記の目的を達成することができる。
第１図は本発明の実施例により製造された半導体素子の
構造を示し、Mo板４とCu基板５からなる複合電極上にCu
めっきを施すことなく直接Ni層10が被覆されている。こ
のような複合電極にシリコン板１をろう付けする際に
は、はんだ２はMo板４の側面上のNi層10にも濡れるの
で、シリコン板１との間の接着のために必要な量以外の
はんだはMo板４の側面に流れ出し、均一で薄いはんだ膜
２が生じ、またはんだ中に含まれるガスも一緒に流れ出
るため気泡もなくなる。Mo板４およびCu基板５上の直接
のNiめっきは次の例のようにして形成することができ
る。 実施例１： 酸性無電解ニッケルりんめっき浴中に、複合電極４，５
を入れ、複合電極を陰極として６Ｖ，0.5Ａの電流を流
し、５μｍの厚さのNi−Ｐめっき膜を形成した。酸性Ni
−Ｐめっき浴の組成は次の通りである。 硫酸ニッケル 30ｇ／ 次亜りん酸ナトリウム 10ｇ／ 酢酸ナトリウム 10ｇ／ pH ４〜６ 温度 90℃ 実施例２： アルカリ性無電解Ni−Ｐめっき浴中に12Ｖ，0.3Ａの電
流を流し、３μｍの厚さのNi−Ｐめっき膜を複合電極
４，５上に形成した。めっき浴の組成は次の通りであ
る。 塩化ニッケル 45ｇ／ 次亜りん酸ナトリウム 11ｇ／ くえん酸ナトリウム 100ｇ／ 塩化アンモニウム 50ｇ／ pH 8.5〜9.5 温度 90〜100℃ 実施例３： 無電解ニッケルほう素浴中に24Ｖ，0.5Ａの電流を流
し、2.5μｍの厚さのNi−Ｂめっき膜を複合電極４，５
上に形成した。めっき浴の組成は次の通りである。 硫酸ニッケル 20ｇ／ 酒石酸カリウムナトリウム 40ｇ／ 水素化ほう素酸ナトリウム 2.3ｇ／ pH １２．５ 温度 40〜50℃ 比較のため、比較例１〜３の半導体素子を試料として作
成した。 比較例１： 第２図に示したように１〜２μｍのNi層３，クラッドし
たMo板４を打抜き、Cu基板５を接着した複合電極上にSi
板１をろう付けした。 比較例２： 第３図に したようにMo板４，Cu基板５からなる複合電
極上に電気Cuめっき層７を１〜２μｍの厚さに形成し、
次いで電気Niめっき層８を１〜２μｍ，無電解Niめっき
層９を５〜８μｍの厚さに積層した上にSi板１をろう付
けした。電気Cuめっき浴の組成は次の通りである。 シアン化銅 65〜90ｇ／ シアン化ナトリウム 80〜155ｇ／ ロッカル塩 40〜70ｇ／ ロダンナトリウム 10〜15ｇ／ pH 10.5〜11.0 温度 50〜70℃ 電流密度 １〜３Ａ／dm2 電気Niめっき浴の組成は次の通りである。 硫酸ニッケル 240ｇ／ 塩化ニッケル 45ｇ／ ほう酸 30ｇ／ pH 4.0〜5.5 温度 40〜55℃ 電流密度 １〜６Ａ／dm2 無電解Niめっき浴の組成は次の通りである。 塩化ニッケル 10ｇ／ 次亜りん酸ナトリウム 24ｇ／ こはく酸ナトリウム 16ｇ／ りんご酸 18ｇ／ pH 5.6 温度 100℃ 比較例３： 第４図に示した構成であるが、Cu基板４とMo板５に代わ
ってＷ板からなる複合電極に比較例２の場合と同様な条
件で１〜２μｍの厚さの電気Ｃｕめっき層７，５μｍの
厚さの無電解ニッケル層９を形成した上にシリコン板１
をろう付けした。 実施例１〜３および比較例１〜３によって作成された半
導体素子の熱抵抗評価および電極製作原価の比較を第１
表に示す。熱抵抗値は電流10Ａ通電に必要な電圧値で表
わす。 第１表からわかるように、本発明による素子においては
シリコン板１とCu基板５との間の熱抵抗が大幅に改善
し、さらに製造原価も電極製作において大幅に低減され
ている。 なお、実施例で述べたMo電極板の代わりにＷ電極板を用
いたときも同様の効果が得られた。
構造を示し、Mo板４とCu基板５からなる複合電極上にCu
めっきを施すことなく直接Ni層10が被覆されている。こ
のような複合電極にシリコン板１をろう付けする際に
は、はんだ２はMo板４の側面上のNi層10にも濡れるの
で、シリコン板１との間の接着のために必要な量以外の
はんだはMo板４の側面に流れ出し、均一で薄いはんだ膜
２が生じ、またはんだ中に含まれるガスも一緒に流れ出
るため気泡もなくなる。Mo板４およびCu基板５上の直接
のNiめっきは次の例のようにして形成することができ
る。 実施例１： 酸性無電解ニッケルりんめっき浴中に、複合電極４，５
を入れ、複合電極を陰極として６Ｖ，0.5Ａの電流を流
し、５μｍの厚さのNi−Ｐめっき膜を形成した。酸性Ni
−Ｐめっき浴の組成は次の通りである。 硫酸ニッケル 30ｇ／ 次亜りん酸ナトリウム 10ｇ／ 酢酸ナトリウム 10ｇ／ pH ４〜６ 温度 90℃ 実施例２： アルカリ性無電解Ni−Ｐめっき浴中に12Ｖ，0.3Ａの電
流を流し、３μｍの厚さのNi−Ｐめっき膜を複合電極
４，５上に形成した。めっき浴の組成は次の通りであ
る。 塩化ニッケル 45ｇ／ 次亜りん酸ナトリウム 11ｇ／ くえん酸ナトリウム 100ｇ／ 塩化アンモニウム 50ｇ／ pH 8.5〜9.5 温度 90〜100℃ 実施例３： 無電解ニッケルほう素浴中に24Ｖ，0.5Ａの電流を流
し、2.5μｍの厚さのNi−Ｂめっき膜を複合電極４，５
上に形成した。めっき浴の組成は次の通りである。 硫酸ニッケル 20ｇ／ 酒石酸カリウムナトリウム 40ｇ／ 水素化ほう素酸ナトリウム 2.3ｇ／ pH １２．５ 温度 40〜50℃ 比較のため、比較例１〜３の半導体素子を試料として作
成した。 比較例１： 第２図に示したように１〜２μｍのNi層３，クラッドし
たMo板４を打抜き、Cu基板５を接着した複合電極上にSi
板１をろう付けした。 比較例２： 第３図に したようにMo板４，Cu基板５からなる複合電
極上に電気Cuめっき層７を１〜２μｍの厚さに形成し、
次いで電気Niめっき層８を１〜２μｍ，無電解Niめっき
層９を５〜８μｍの厚さに積層した上にSi板１をろう付
けした。電気Cuめっき浴の組成は次の通りである。 シアン化銅 65〜90ｇ／ シアン化ナトリウム 80〜155ｇ／ ロッカル塩 40〜70ｇ／ ロダンナトリウム 10〜15ｇ／ pH 10.5〜11.0 温度 50〜70℃ 電流密度 １〜３Ａ／dm2 電気Niめっき浴の組成は次の通りである。 硫酸ニッケル 240ｇ／ 塩化ニッケル 45ｇ／ ほう酸 30ｇ／ pH 4.0〜5.5 温度 40〜55℃ 電流密度 １〜６Ａ／dm2 無電解Niめっき浴の組成は次の通りである。 塩化ニッケル 10ｇ／ 次亜りん酸ナトリウム 24ｇ／ こはく酸ナトリウム 16ｇ／ りんご酸 18ｇ／ pH 5.6 温度 100℃ 比較例３： 第４図に示した構成であるが、Cu基板４とMo板５に代わ
ってＷ板からなる複合電極に比較例２の場合と同様な条
件で１〜２μｍの厚さの電気Ｃｕめっき層７，５μｍの
厚さの無電解ニッケル層９を形成した上にシリコン板１
をろう付けした。 実施例１〜３および比較例１〜３によって作成された半
導体素子の熱抵抗評価および電極製作原価の比較を第１
表に示す。熱抵抗値は電流10Ａ通電に必要な電圧値で表
わす。 第１表からわかるように、本発明による素子においては
シリコン板１とCu基板５との間の熱抵抗が大幅に改善
し、さらに製造原価も電極製作において大幅に低減され
ている。 なお、実施例で述べたMo電極板の代わりにＷ電極板を用
いたときも同様の効果が得られた。
本発明は、半導体基板とろう付けされる電極板及び金属
基板の表面を、無電解ニッケルめっき浴に電流を通電す
ることによってCuめっき層を介しないで直接付着性のよ
いNi層によって側面まで被覆するもので、めっき作業が
１回で済み、電極板の表面処理に多くの時間を要するこ
とがない、また半導体基板ろう付け時に余分のはんだお
よびはんだ中のガスが電極板側面のNi層に引張られるた
め、半導体基板と電極板の間には薄く、均一で健全なは
んだ膜が介在することになり、熱抵抗が低下し、信頼性
の高い半導体素子を低い原価で製造することが可能にな
る。
基板の表面を、無電解ニッケルめっき浴に電流を通電す
ることによってCuめっき層を介しないで直接付着性のよ
いNi層によって側面まで被覆するもので、めっき作業が
１回で済み、電極板の表面処理に多くの時間を要するこ
とがない、また半導体基板ろう付け時に余分のはんだお
よびはんだ中のガスが電極板側面のNi層に引張られるた
め、半導体基板と電極板の間には薄く、均一で健全なは
んだ膜が介在することになり、熱抵抗が低下し、信頼性
の高い半導体素子を低い原価で製造することが可能にな
る。
第１図は本発明の一実施例の半導体素子の要部断面図、
第２図は比較例１の素子の要部断面図、第３図は比較例
２の素子の要部断面図、第４図は比較例３と同様な素子
の要部断面図である。 １：シリコン板、２：はんだ、４：Mo板、５：Cu基板、
10：Niめっき層。
第２図は比較例１の素子の要部断面図、第３図は比較例
２の素子の要部断面図、第４図は比較例３と同様な素子
の要部断面図である。 １：シリコン板、２：はんだ、４：Mo板、５：Cu基板、
10：Niめっき層。
Claims (1)
- 【請求項１】予め熱良導性の銅よりなる金属基板に半導
体材料に近い熱膨張係数を有するモリブデンのみからな
るまたはタングステンのみからなる電極板を固着し、該
固着した電極板と金属基板とを無電解ニッケルめっき液
中に浸漬し、該電極板と金属基板とを陰極として６〜２
４Ｖ，０．５Ａ以下の電流を流し、外電極板と金属基板
の表面をニッケル層によって被覆したのち、電極板上に
半導体基板の一面をはんだによってろう付けすることを
特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61024797A JPH0620083B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61024797A JPH0620083B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62183132A JPS62183132A (ja) | 1987-08-11 |
| JPH0620083B2 true JPH0620083B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=12148179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61024797A Expired - Lifetime JPH0620083B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620083B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5004792B2 (ja) | 2005-05-23 | 2012-08-22 | 株式会社Ｎｅｏｍａｘマテリアル | Ｃｕ−Ｍｏ基板およびその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5199473A (ja) * | 1975-02-28 | 1976-09-02 | Hitachi Ltd | |
| JPS6033312B2 (ja) * | 1979-02-15 | 1985-08-02 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| JPS58157957A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-20 | Suzuki Motor Co Ltd | ニツケルメツキ法 |
-
1986
- 1986-02-06 JP JP61024797A patent/JPH0620083B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62183132A (ja) | 1987-08-11 |
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