JPH1068075A - ヨウ化物を用いたｃｖｄによるニッケルまたはニッケル合金の付着 - Google Patents

ヨウ化物を用いたｃｖｄによるニッケルまたはニッケル合金の付着

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JPH1068075A
JPH1068075A JP9161639A JP16163997A JPH1068075A JP H1068075 A JPH1068075 A JP H1068075A JP 9161639 A JP9161639 A JP 9161639A JP 16163997 A JP16163997 A JP 16163997A JP H1068075 A JPH1068075 A JP H1068075A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ヨウ化物を使用するＣＶＤ（化学蒸着）プロセ
スを用いて、加工しにくい金属表面にニッケル、または
ニッケル合金を付着させる革新的なプロセスおよび装置
を提供する。 【解決手段】本発明により、ニッケルまたはニッケル合
金を接合できる金属３２表面上に、好ましくはヨウ化銅
などのヨウ化塩であるヨウ化物材料２３を用いて、ニッ
ケルまたはＮｉ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ｃｏなどのニッケル合金
４２を付着させるＣＶＤ（化学蒸着）プロセスおよび装
置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はニッケル、またはニ
ッケル合金を接合できる金属表面上に、好ましくはヨウ
化銅などのヨウ化塩であるヨウ化物材料を用いて、ニッ
ケルまたはＮｉ／Ｃｕ、Ｎｉ／Ｃｏなどのニッケル合金
を付着させるＣＶＤ（化学蒸着）プロセスを開示する。
【０００２】
【従来の技術】電子産業界では、既存の加工しにくい金
属表面をろう付け可能な、またははんだ付け可能な表面
で覆うことがしばしば求められる。この方法が求められ
るアプリケーションをいくつか述べると、入出力パッ
ド、ワイヤ・ボンド・パッド、Ｃ４（Ｃｏｎｔｒｏｌｌ
ｅｄ Ｃｏｌｌａｐｓｅ Ｃｈｉｐ Ｃｏｎｎｅｃｔｉ
ｏｎ）、および封止バンドなどがあるが、これらに限る
訳ではない。
【０００３】この業界では、既存の加工しにくい金属表
面をろう付け可能な、またははんだ付け可能な表面で覆
うために、多くの方法が利用され、実施されている。マ
イクロエレクトロニクスのパッケージ作業において、加
工しにくい金属表面の処理のために最も一般的に用いら
れている方法は、純粋なＮｉ（ニッケル）、または実質
的に純粋なＮｉのフィルムを電気メッキ、または無電解
メッキを用いて付着させることである。
【０００４】ニッケルは、加工しにくい金属をメッキす
るために一般的に選ばれる金属である。その理由は、ニ
ッケルがいずれの加工しにくい金属に対しても、十分に
結合するようにできるからである。更にＮｉは、その後
に続くろう付けやはんだ付けなどの結合プロセスに対し
て良好な濡れ特性をもち、その上、優れた耐腐食性をも
つ。
【０００５】米国特許第４，６６４，９４２号（Ｐａｒ
ｋによる）は、タングステンまたはモリブデンの表面を
ろう付け可能、またははんだ付け可能にするために、ニ
ッケルで覆う従来技術のプロセスの１つを記述してい
る。Ｐａｒｋは、タングステンまたはモリブデンで事前
にメタライズされたセラミック素子を、ニッケルでメタ
ライズするプロセスを教示している。ニッケル・カバー
をもつニッケルのワークボート（ｗｏｒｋｂｏａｔ）内
に、Ｎｉ／ＮＨ4Ｉ／Ａｌ2Ｏ3粒子の混合物が入ったア
ルミナのるつぼが置かれる。このニッケルのワークボー
ト内で、モリブデンまたはタングステンで事前にメタラ
イズされたセラミック素子が、ニッケル・スクリーンに
沿って置かれる。この組み合わせは、その後事前にメタ
ライズされたセラミック素子のニッケル・メタライゼー
ションを完全に行うために、高温下にさらされる。
【０００６】しかし本発明は、加工しにくい金属表面上
にＮｉ、またはＮｉ合金を無電解付着させるための新し
いプロセスを教示する。これは、乾燥した環境の高温下
で行われるＣＶＤプロセスであり、活性反応物として、
好ましくはＣｕＩなどのヨウ化塩のヨウ化物を使用して
行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ヨウ化物を
使用するＣＶＤ（化学蒸着）プロセスを用いて、加工し
にくい金属表面にニッケル、またはニッケル合金を付着
させる革新的なプロセスである。
【０００８】したがって本発明の１つの目的は、加工し
にくい金属表面上に活性反応物として好ましくはヨウ化
塩であるヨウ化物を用いて、ニッケルまたはニッケル合
金を付着させる装置、およびプロセスを提供することで
ある。
【０００９】本発明のもう１つの目的は、ＣＶＤプロセ
スに用いられる容器（ｃｏｎｔａｉｎｅｒ)自体が炉
（ｆｕｒｎａｃｅ）である、プロセスを提供することで
ある。
【００１０】本発明の更にもう１つの目的は、容器自体
の材料をＣＶＤプロセス用の材料として使用できるよう
にすることである。
【００１１】本発明の更にもう１つの目的は、ＣＶＤプ
ロセス用に非酸化雰囲気を提供することである。
【００１２】本発明の更にもう１つの目的は、ＣＶＤプ
ロセスの一部にガス排除手段を含ませることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】したがって本発明は一面
においては、少なくとも１つの接合される金属上に、ニ
ッケルまたはニッケル合金を付着させるプロセスを含
み、上記接合される金属は、セラミック基板に確実に結
合されている。更に上記プロセスは、（ａ）上記の基板
に結合された接合される金属をもつ上記のセラミック基
板を、少なくとも１つの個別のニッケルまたはニッケル
合金、および少なくとも１つのヨウ化物材料の個体を内
包するチャンバ（ｃｈａｍｂｅｒ)に入れるステップ
と、（ｂ）上記のチャンバとその内包物を非酸化雰囲気
の中で、約７００゜Ｃから約１，０００゜Ｃまでの範囲
の温度下で、最長で約２００分の時間範囲で加熱するス
テップと、（ｃ）上記の接合される金属が、その表面上
に上記のニッケルまたはニッケル金属の層を付着させる
ように、上記のチャンバとその内包物を冷却させるステ
ップと、（ｄ）上記の接合される金属上に付着されたニ
ッケルまたはニッケル合金の層をもつ上記のセラミック
基板を上記のチャンバから取り出すステップと、を含
む。
【００１４】もう１つの面では本発明は、少なくとも１
つの接合される金属と、上記の少なくとも１つの接合さ
れる金属に隣接した少なくとも１つのクラックと、上記
の少なくとも１つの接合される金属の露出面の少なくと
も一部上の、少なくとも１つのニッケルまたはニッケル
合金の被覆とをもつ基板を含む１つの構造体をもつ。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の好ましい１実施例
を示し、ここではボックスないしチャンバ１０、および
カバーないしふた１５を含むボートまたは容器２５が、
ボックス１０の基底２１上にるつぼ２０をもつ。容器２
５内には、セラミックの素地ないし基板３０を支持する
手段、および付着金属材料４０および（または）４５が
ある。この付着金属材料４０および（または）４５は、
ニッケルまたはニッケル合金を含むグループから選択で
きる。セラミックの素地３０は、例えば入出力パッド、
配線、ボンド・パッド、または封止バンドなどの少なく
とも１つの接合される金属、または加工しにくい金属の
造作３２を第１の表面上にもち、さらに（または）例え
ば入出力パッド、配線、ボンド・パッド、または封止バ
ンドなどの少なくとも１つの接合される金属、または加
工しにくい金属の造作３４をセラミック素地３０の第２
の表面上にもつ。
【００１６】付着金属材料４０および（または）４５
は、基本的には単一のニッケル・スクリーン４０であれ
ばよく、このニッケル・スクリーンは、このプロセスを
完了させるに際して十分な役を果たす。複数のニッケル
・スクリーン、例えば第１または上部のニッケル・スク
リーン４０、および第２または下部のニッケル・スクリ
ーン４５があってもよい。説明だけの目的で、付着金属
材料４０および（または）４５は、ニッケル・スクリー
ン４０として言及することもある。ニッケル・スクリー
ン４０および４５は、好ましくは細かなニッケルの網か
ら作られる。付着金属材料４０および（または）４５用
の材料は、純粋のニッケル、Ｎｉ／Ｃｏ合金、またはＮ
ｉ／Ｃｕ合金を含むグループから選択できる。付着金属
材料４０および（または）４５用の材料は、粉末状態を
含むどんな形、大きさ、構成であってもよいが、好まし
い実用例は、細かな網目状スクリーンである。本発明を
実現するに当たって、付着金属材料はある場合には、容
器２５または５０の内部の壁または内張りであってもよ
い。個別のニッケル構造は、ニッケルの網目状スクリー
ン、一様なニッケルの薄板またはフォイル、チャンバ内
のニッケルの内張り、ニッケル粉末、ニッケル合金の網
目状スクリーン、一様なニッケル合金の薄板またはフォ
イル、チャンバ内のニッケル合金の内張り、およびニッ
ケル合金の粉末を含むグループから選択できる。
【００１７】好ましい加工しにくい金属３２は、モリブ
デン、タングステン、これらの合金またはＷＣ−Ｃｏな
どの他の材料との混合を含むこれらの混合物を含むグル
ープから選択される。
【００１８】ヨウ化物２３は、特別の形、大きさ、また
は構成を必要としない、好ましくは固形のヨウ化銅（Ｃ
ｕＩ）塩２３である。ヨウ化物材料はそれ自身を用いて
もよいし、混合物を用いてもよい。本プロセスで用いら
れるヨウ化物は、約７００゜Ｃの最低反応温度以下で溶
解し、約１，０００゜Ｃの最高反応温度以上で沸騰する
ことが好ましい。ヨウ化物材料は、ＣｕＩ以外のいくつ
かの例を上げると、ＣｏＩ2、ＦｅＩ2、ＰｂＩ2、Ｍｎ
Ｉ2、ＡｇＩおよびＶＩ2が含まれる。
【００１９】再度図１を参照すると、通常はセラミック
素地３０上のモリブデン、またはタングステンの露出し
た末端部である加工しにくい金属３２と、Ｎｉもしくは
コバルトまたは銅とのＮｉ合金のような固形の付着金属
材料４０および（または）４５と、ＣｕＩ塩２３のよう
な固形のヨウ化物材料２３とが、密にかみ合わされるふ
たまたはカバー１５をもつボックス１０に入れられ、こ
の組み合わせが、約７００゜Ｃのから約１，０００゜Ｃ
の間の温度下で加熱され、その環境に約１分から約２０
０分の間保持される。好ましくは、この組み合わせは約
８５０゜Ｃから約９３０゜Ｃの間で加熱され、その環境
に約１０分から約６０分の間保持される。
【００２０】容器２５は、高温および腐食性のヨウ化物
雰囲気に耐える材料で作られる必要がある。容器２５用
の材料は、好ましくはグラファイト、ニッケル、ニッケ
ル合金、またはアルミナのようなセラミックである。容
器２５の材料は、それ自体が付着反応に寄与する必要は
ないが、他の部分で記述しているように、自体を付着反
応に寄与させるようにすることも可能である。
【００２１】固形のＮｉまたはＮｉ合金４０および（ま
たは）４５は、容器２５内でメッキされる加工しにくい
金属３２の近傍に置かれることが望ましい。
【００２２】アルゴン、水素、窒素、またはこれらの混
合である不活性ガスまたは還元ガスを用いて、炉内を継
続して浄化または洗浄することが望ましい。
【００２３】好ましいヨウ化物材料はＣｕＩ２３であ
り、ＣｕＩは通常約５８８゜Ｃで溶解し、所要の反応温
度では液状に保たれる。溶解したＣｕＩ２３は、１，２
０７゜Ｃまでは沸騰しない。ＣｕＩ２３は、容器２５内
のアルミナのるつぼのようなるつぼ２０に入れられ、溶
解したときもるつぼ２０内にとどまっていることが望ま
しい。必要条件ではないが、ＣｕＩ２３は図２に明解に
示しているように、反応容器または容器２５の底部また
は基底中に単純に置くこともできる。ＣｕＩは冷却され
ると再び固体化し、未使用部分は以降の作業で再使用で
きる。
【００２４】高温下では液状ＣｕＩ２３の液体は、Ｃｕ
Ｉ蒸気との間で平衡状態を維持しようと努める。ＣｕＩ
２３の蒸気圧は単に温度の関数であり、反応システムの
温度を単純に変化させるだけで、いずれのアプリケーシ
ョンにおいても容易に制御し、正確に変更できる。Ｃｕ
Ｉ２３の蒸気圧は、約７００゜Ｃでの約０．００９気圧
から、約１，０００゜Ｃでの約０．１８気圧まで変化す
る。
【００２５】ＣｕＩ２３は気相状態で、容器２５内に存
在する固形のＮｉ、またはＮｉ合金４０および（また
は）４５と反応し、Ｎｉヨウ化物のガス状生成物を発生
させる。ガス状のＮｉヨウ化物分子は移動し、加工しに
くい金属３２の露出された表面と反応するとみなされ
る。そこでニッケル分子は還元され、実質的に純粋なニ
ッケルが付着される。ヨウ化物は、加工しにくい金属３
２の表面から自由になり、ＮｉまたはＮｉ合金の固形の
材料４０、および（または）４５に戻り、Ｎｉと再び反
応して上記のプロセスを繰り返す。このようにヨウ化物
は単なるＮｉのキャリアであり、プロセス中で消費され
ることはない。そこでふた１５がボックス１０に密にか
み合う限りは、毎回の作業ではかなりわずかの量のヨウ
化物２３、即ち反応物のみしか消費されない。ふたがボ
ックス１０に密にかみ合えば、いずれの高速の大量運搬
系が使われても、容器２５内のガスは容器から容易に漏
れない。
【００２６】この化学蒸着プロセスを用いて、加工しに
くい金属３２の表面にニッケルのフィルムを形成でき
る。このニッケル層４２の厚さは、大ざっぱに約０．０
１ミクロンから、約１０〜１５ミクロンを越える厚さの
層まで可能である。
【００２７】容器２５内のガス状のヨウ化物は冷却され
ると液状になり、容器内の残留ＣｕＩ液は再固化する。
被覆された、またはメッキされた部品３０は、ここで容
器２５から取り出すことができ、以前に露出されていた
加工しにくい金属３２の表面の全体が、Ｎｉまたはニッ
ケルと銅および（または）コバルトの合金のフィルム４
２でメッキされ、これらに密に結合する。容器２５中の
固形のＮｉ、またはＮｉ合金の材料４０および（また
は）４５は、残留ＣｕＩ２３、即ち反応物と同様に次の
作業で再使用できる。
【００２８】容器２５は、ガス注入口／排出口１２、お
よび排出口／注入口１４をもつ。ガス注入口／排出口１
２および１４は、通常容器またはチャンバ２５内の洗
浄、および非酸化雰囲気の生成のために使われる。洗浄
ガスまたは非酸化雰囲気は、通常はアルゴン、水素、窒
素、アルゴンと水素の混合、アルゴンと窒素の混合、お
よび水素と窒素の混合を含むグループから選択される。
【００２９】容器またはチャンバは、図２に示すチャン
バ６０のように単一の部分から成るか、図１に示す底部
２８および側壁部２９をもつボックス、またはチャンバ
のように複数の部分から成ってもよい。
【００３０】図２は本発明のもう１つの実施例を示す。
加工しにくい金属の造作３２を被覆するプロセスは、容
器そのものが図２では炉である点以外は、図１を参照し
て上記で説明したプロセスと同じである。容器５０はボ
ックス６０、およびふたまたはカバー６５をもつ。ボッ
クス６０は、発熱抵抗体６１のような加熱手段６１をも
つ。同様にふたまたはカバー６５も、発熱抵抗体６６の
ような加熱手段６６をもつ。加熱手段６１および（また
は）６６は、図２に明解に示すように内蔵させることが
でき、あるいはこれらの加熱手段は、容器２５および
（または）５０の外に置くこともできる。加熱手段６１
および６６に求められるのは、ボックス２５および（ま
たは）５０の内部温度を、必要とされるプロセス温度に
まで上昇させられることだけである。
【００３１】図３はセラミック基板３０の断面図を示
し、この基板には、図１および図２で説明したニッケル
付着プロセスを完了させた後の、パッドや配線などの加
工しにくい金属の造作３２がある。図３に示すように基
板３０には、加工しにくい金属の造作３２があり、更に
その上にこのプロセスで付着されたニッケルまたはニッ
ケル合金４２の層がある。
【００３２】このニッケル付着プロセスは、電気メッキ
や無電解メッキのように湿式で行われるのでなく、乾式
で行われるので、メッキされつつあるメタライズされた
セラミック素地に起こる圧力減少クラックの現象は減
る。このことは、例えば電子的ダイをパッケージするた
めにＣ４技術を用いる基板では、非常に重要である。Ｃ
４技術のバイアは径が小さく、密に詰まったグリッド上
で相互に接近して配置される。伝統的なニッケル・メッ
キのような湿式プロセス中での圧力減少クラックによ
り、しばしばＣ４バイア間のクラックが広がる。これら
のクラックは、バイア間の電気的短絡をもたらすことが
あり、機能上および信頼性上の両方の問題を引き起こ
す。
【００３３】当業界におけるこの問題の現在の解決策
は、バイアを接近させて構成する設計を適切に制限し、
圧力軽減バイアを採用することである。圧力軽減バイア
は設計上スペースを多く占めるが、Ｃ４バイア間のクラ
ックを発生させないようにする役割以上の機能はもたな
い。
【００３４】したがって、本発明を用いて付着されるニ
ッケル・フィルムは、乾式で付着させることができ、そ
の結果、Ｃ４バイア間のクラックを引き起こす圧力減少
クラックの現象を、実質的に減らすかまたは除去できる
ので、独特なものである。このようにして、基板または
電子パッケージにおいて、より密度の高い更に効率のよ
い電子的設計が可能になる。
【００３５】図４は基板３０の断面図を示し、少なくと
も１つの部分的クラック３９、および少なくとも１つの
バイア間クラック３７をもち、本発明のニッケル付着プ
ロセスを完全に終了している。図に示すように、基板３
０は少なくとも１つの接合される金属３２、接合される
金属３２に隣接した少なくとも１つのクラック、および
接合される金属の露出された表面の少なくとも一部上の
少なくとも１つのニッケルまたはニッケル合金の被覆４
２をもつ。湿式プロセスでは、金属がクラック３７およ
び３９に入り込み、バイア間のクラック３７が存在する
場合は、例えば短絡などの電気的な問題を発生させる。
一方この乾式プロセスでは、以前では廃棄されたり、ま
たは使用を制限されたりしていた基板３０を問題なく使
用できる。
【００３６】図１に明解に示すように、反応物が先ず容
器中に入れられ、次にカバー１５をもつ、またはカバー
の無い容器２５が、炉の中に置かれる。しかし図２に示
すように、容器を炉そのものにすることによっても同じ
処理結果が得られる。
【００３７】多くの用途では、カバーを備えたボックス
が高さが低い形状であることが好ましく、切れ目のない
ベルト炉などのいずれかの従来の炉内で加熱されること
が求められる。
【００３８】しかしある種の用途では、カバーまたはふ
た１５の無いボックス１０を解放された炉の中に置くこ
ともでき、この炉の中にはガス状のヨウ化物材料が含ま
れ、炉には洗浄ガスが供給される。
【００３９】炉内は非酸化雰囲気であることが好まし
い。これを行う１つの方法は、システム内の好ましくな
い酸素をより適切に管理するための水素を含む洗浄ガス
を、炉内で使用することである。いくつかの状況では、
すべての好ましくない酸素の排出の前に、不活性ガスま
たは水素を含む混合ガスを用いて、ボックス内を事前に
浄化することもできる。この事前の浄化、または非酸化
雰囲気のためのガスは、アルゴン、水素、窒素、アルゴ
ンと水素の混合、アルゴンと窒素の混合、および水素と
窒素の混合を含むグループから選択できる。
【００４０】ある場合には、容器内の酸素圧を管理する
ために炭素材料が必要であり、これらの場合には、高温
での反応の間にボックス内の酸素圧を管理するために、
ボックス内でグラファイトを使用することが好ましい。
炭素が必要になる場合には、ボックスおよび（または）
ふたそのものを炭素材料で作ることができ、こうすれば
炭素材料は別に必要ないことが理解できる。
【００４１】ＮｉまたはＮｉ合金のボックスまたはふた
が用いられる場合には、これ以外のＮｉまたはＮｉ合金
の材料は必要ないことを既に説明した。その理由は、こ
うした場合には、Ｎｉのボックスだけを付着用のニッケ
ル材料として役立てられるからである。
【００４２】カバー１５または６５を容器２５または５
０を密封するために用いることが好ましい。こうする
と、危険なガスまたは腐食性ガスが炉内に侵入したり、
排気に混入したりしないことが保証できる。
【００４３】Ｎｉ材料金属および（または）合金４０お
よび（または）４５が、ボックス１０または６０中のる
つぼ２０にある、好ましくは粉末状の反応物ＣｕＩ２３
と結合し、本発明のプロセスを実施できることが理解さ
れる。
【００４４】セラミック基板、および少なくとも１つの
処理される金属の露出面が、本発明のプロセスに先立っ
て洗浄されることが好ましい。
【００４５】チャンバおよびその内容物の加熱が、炉内
で行われることが好ましい。多くの種類の炉が市場で調
達できるが、本発明の炉は垂直炉、切れ目の無いベルト
付き炉、順に連なるベルト付き炉を含むグループから選
択できる。
【００４６】本発明のプロセスは従来技術のプロセスに
比べて数多くの利点をもたらす。例えば、すべてのケー
スで成長するニッケル・フィルムは、フィルムまたは層
中のナゲット（ｎｕｇｇｅｔ）、ノジュール（ｎｏｄｕ
ｌｅ）、またはリッジ（ｒｉｄｇｅ）の形成が減少し、
より均一になる。これにより、より厚いフィルムを均一
に付着させることができ、より大きなサイズの非金属
面、またはメッキできない面の被覆またはメッキを可能
にする。
【００４７】このプロセスでは使用される化学物質が本
質的に少なく、コストの減少および環境に有害な生成物
の減少に直接に寄与する。ガス洗浄の必要性も減少す
る。
【００４８】ヨウ化物の分圧もこのプロセス中で制御さ
れる。これは、反応炉中で最高温度で溶解したヨウ化物
が、ヨウ化物蒸気との間で平衡状態を維持しようとする
からである。１つの好都合な帰結としては、封じ込める
容器の「封止」をそれほど決定的に重要にしないことで
ある。そうすると、製造段階でのプロセスの規模拡大に
も役立つ。
【００４９】このプロセスは、従来の技術とは違って必
要に応じて水素の無い雰囲気で行うこともでき、このよ
うな環境では、望ましくない水素反応を避けられること
も理解されたい。
【００５０】本発明を特定の好ましい実施例に関連付け
て特別に説明したが、上記の説明から多くの代替策、変
更が可能であることは、当分野に知識をもつ当業者には
自明であろう。したがって文頭の特許請求の範囲が、本
発明の実際の範囲および意図内にあるこのような代替
策、および変更をすべて包含することが考慮されてい
る。
【００５１】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００５２】（１）セラミック基板に強固に結合された
少なくとも１つの接合される金属上に、ニッケルまたは
ニッケル合金を付着させるプロセスであって、（ａ）前
記接合される金属を含む前記セラミック基板を、少なく
とも１つの個別のニッケルまたはニッケル合金、および
少なくとも１つの個別のヨウ化物材料を内包するチャン
バに設置するステップと、（ｂ）前記チャンバおよびそ
の内容物を非酸化雰囲気で、約７００°Ｃから約１，０
００゜Ｃまでの温度範囲で、最長約２００分の時間範囲
の間加熱するステップと、（ｃ）前記チャンバおよびそ
の内容物を冷却し、前記接合される金属に前記ニッケル
またはニッケル合金の層を付着させるステップと、
（ｄ）前記接合される金属に付着された前記ニッケル、
またはニッケル合金の層を含む、前記セラミック基板を
前記チャンバから取り出すステップと、を含むプロセ
ス。 （２）前記セラミック基板に結合される前記接合される
金属が、モリブデン、タングステン、およびこれらの合
金または混合物から成るグループから選択される、
（１）に記載のプロセス。 （３）前記ニッケルの合金が、ニッケル−銅およびニッ
ケル−コバルトから成るグループから選択される、
（１）に記載のプロセス。 （４）前記少なくとも１つの個別のニッケルまたはニッ
ケル合金が、ニッケルの網状スクリーン、固形のニッケ
ル薄板、前記チャンバ内のニッケル内張り、ニッケル粉
末、ニッケル合金の網状スクリーン、固形のニッケル合
金薄板、前記チャンバ内のニッケル合金の内張り、およ
びニッケル合金粉末から成るグループから選択される、
（１）に記載のプロセス。 （５）前記チャンバが、少なくとも１種の洗浄ガス用の
少なくとも１つの注入口、および前記洗浄ガス用の少な
くとも１つの排出口を有する、（１）に記載のプロセ
ス。 （６）前記洗浄ガスが、アルゴン、水素、窒素、アルゴ
ンと水素の混合、アルゴンと窒素の混合、および水素と
窒素の混合から成るグループから選択される、（５）に
記載のプロセス。 （７）前記チャンバが、前記チャンバ内の内容物を保護
するために少なくとも１つのカバーを有する、（１）に
記載のプロセス。 （８）前記チャンバが、前記チャンバ内の内容物を保護
するために少なくとも１つのカバーを有し、更に前記カ
バーが、前記チャンバを加熱するために少なくとも１つ
の加熱手段を有する、（１）に記載のプロセス。 （９）前記加熱手段が、前記チャンバを加熱するための
少なくとも１つの内蔵された発熱抵抗体である、（８）
に記載のプロセス。 （１０）前記チャンバが、前記チャンバを加熱するため
の少なくとも１つの加熱手段を有する、（１）に記載の
プロセス。 （１１）前記加熱手段が、前記チャンバを加熱するため
の少なくとも１つの内蔵された発熱抵抗体である、（１
０）に記載のプロセス。 （１２）前記非酸化雰囲気が、アルゴン、水素、窒素、
アルゴンと水素の混合、アルゴンと窒素の混合、水素と
窒素の混合から成るグループから選択される、（１）に
記載のプロセス。 （１３）前記基板がセラミック、ガラス・セラミック、
および多層セラミックから成るグループから選択され
る、（１）に記載のプロセス。 （１４）前記ステップ（ｂ）において、前記チャンバお
よびその内容物が、前記非酸化雰囲気で、約８５０゜Ｃ
から約９３０゜Ｃの範囲で、約１０分から約６０分の時
間範囲の間加熱される、（１）に記載のプロセス。 （１５）前記接合される金属を覆う前記ニッケルまたは
ニッケル合金の層の厚さが、約０．０１ミクロンから約
１５ミクロンの間であり、好ましくは約３ミクロンから
約１０ミクロンの間である、（１）に記載のプロセス。 （１６）前記少なくとも１つのヨウ化物材料がＣｕＩ、
ＣｏＩ2、ＦｅＩ2、ＰｂＩ2、ＭｎＩ2、ＡｇＩ、および
ＶＩ2から成るグループから選択される、（１）に記載
のプロセス。 （１７）前記少なくとも１つのヨウ化物材料が、少なく
とも１つのるつぼ内に容れられる、（１）に記載のプロ
セス。 （１８）前記少なくとも１つのヨウ化物材料、およびニ
ッケルまたはニッケル合金が、少なくとも１つのるつぼ
に容れられる、（１）に記載のプロセス。 （１９）前記セラミック基板、および前記少なくとも１
つの接合される金属の露出表面が、前記ステップ（ａ）
に先立って洗浄される、（１）に記載のプロセス。 （２０）前記チャンバおよびその内容物の前記加熱が、
炉内で実行される、（１）に記載のプロセス。 （２１）前記チャンバおよびその内容物の前記加熱が、
炉内で実行され、前記炉が垂直炉、切れ目の無いベルト
付き炉、順に連なるベルト付き炉を含むグループから選
択される、（１）に記載のプロセス。 （２２）前記セラミック基板が、前記少なくとも１つの
接合される金属に隣接した少なくとも１つのクラックを
有する、（１）に記載のプロセス。 （２３）少なくとも１つの接合される金属と、前記少な
くとも１つの接合される金属に隣接した少なくとも１つ
のクラックと、前記少なくとも１つの接合される金属の
露出表面の少なくとも一部上の少なくとも１つのニッケ
ルまたはニッケル合金の被覆と、を有する基板を含む構
造。 （２４）前記接合される金属が、モリブデン、タングス
テン、およびこれらの合金または混合物から成るグルー
プから選択される、（２３）に記載の構造。 （２５）前記ニッケル合金が、ニッケル−銅およびニッ
ケル−コバルトから成るグループから選択される、（２
３）に記載の構造。 （２６）前記基板がセラミック、ガラス・セラミック、
多層セラミックから成るグループから選択される、（２
３）に記載の構造。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい１実施例の断面図を示す。
【図２】本発明のもう１つの実施例の断面図を示す。
【図３】本発明のニッケル付着プロセスを完了した後の
セラミック基板の断面図を示す。
【図４】本発明のニッケル付着プロセスを適切に完了し
た、少なくとも１つの部分的クラック、および少なくと
も１つのバイア間クラックをもつ基板の断面図を示す。
【符号の説明】
１０ ボックスまたはチャンバ １２ ガス注入口／排出口 １４ ガス排出口／注入口 １５ カバーまたはふた ２０ るつぼ ２１ ボックスまたはチャンバの基底 ２３ ヨウ化物 ２５ ボートまたは容器 ２８ ボックスまたはチャンバの底部 ２９ ボックスまたはチャンバの側壁部 ３０ セラミックの素地または基板 ３２ 金属の造作 ３４ 金属の造作 ３７ バイア間クラック ３９ 部分的クラック ４０ 付着金属材料 ４２ 付着されたニッケルまたはニッケル合金の
層 ４５ 付着金属材料 ５０ 容器 ６０ ボックスまたはチャンバ ６１ 加熱手段（発熱抵抗体） ６５ ふたまたはカバー ６６ 加熱手段（発熱抵抗体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・アルリッチ・ニッカーボッカー アメリカ合衆国12533、ニューヨーク州ホ ープウェル・ジャンクション、クリーメリ ー・ロード 53 (72)発明者 ドナルド・リネイ・ウォール アメリカ合衆国12603、ニューヨーク州ポ キプシー、アージェント・ドライブ ６

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】セラミック基板に強固に結合された少なく
    とも１つの接合される金属上に、ニッケルまたはニッケ
    ル合金を付着させるプロセスであって、 （ａ）前記接合される金属を含む前記セラミック基板
    を、少なくとも１つの個別のニッケルまたはニッケル合
    金、および少なくとも１つの個別のヨウ化物材料を内包
    するチャンバに設置するステップと、 （ｂ）前記チャンバおよびその内容物を非酸化雰囲気
    で、約７００°Ｃから約１，０００゜Ｃまでの温度範囲
    で、最長約２００分の時間範囲の間加熱するステップ
    と、 （ｃ）前記チャンバおよびその内容物を冷却し、前記接
    合される金属に前記ニッケルまたはニッケル合金の層を
    付着させるステップと、 （ｄ）前記接合される金属に付着された前記ニッケル、
    またはニッケル合金の層を含む、前記セラミック基板を
    前記チャンバから取り出すステップと、を含むプロセ
    ス。
  2. 【請求項２】前記セラミック基板に結合される前記接合
    される金属が、モリブデン、タングステン、およびこれ
    らの合金または混合物から成るグループから選択され
    る、請求項１に記載のプロセス。
  3. 【請求項３】前記ニッケルの合金が、ニッケル−銅およ
    びニッケル−コバルトから成るグループから選択され
    る、請求項１に記載のプロセス。
  4. 【請求項４】前記少なくとも１つの個別のニッケルまた
    はニッケル合金が、ニッケルの網状スクリーン、固形の
    ニッケル薄板、前記チャンバ内のニッケル内張り、ニッ
    ケル粉末、ニッケル合金の網状スクリーン、固形のニッ
    ケル合金薄板、前記チャンバ内のニッケル合金の内張
    り、およびニッケル合金粉末から成るグループから選択
    される、請求項１に記載のプロセス。
  5. 【請求項５】前記チャンバが、少なくとも１種の洗浄ガ
    ス用の少なくとも１つの注入口、および前記洗浄ガス用
    の少なくとも１つの排出口を有する、請求項１に記載の
    プロセス。
  6. 【請求項６】前記洗浄ガスが、アルゴン、水素、窒素、
    アルゴンと水素の混合、アルゴンと窒素の混合、および
    水素と窒素の混合から成るグループから選択される、請
    求項５に記載のプロセス。
  7. 【請求項７】前記チャンバが、前記チャンバ内の内容物
    を保護するために少なくとも１つのカバーを有する、請
    求項１に記載のプロセス。
  8. 【請求項８】前記チャンバが、前記チャンバ内の内容物
    を保護するために少なくとも１つのカバーを有し、更に
    前記カバーが、前記チャンバを加熱するために少なくと
    も１つの加熱手段を有する、請求項１に記載のプロセ
    ス。
  9. 【請求項９】前記加熱手段が、前記チャンバを加熱する
    ための少なくとも１つの内蔵された発熱抵抗体である、
    請求項８に記載のプロセス。
  10. 【請求項１０】前記チャンバが、前記チャンバを加熱す
    るための少なくとも１つの加熱手段を有する、請求項１
    に記載のプロセス。
  11. 【請求項１１】前記加熱手段が、前記チャンバを加熱す
    るための少なくとも１つの内蔵された発熱抵抗体であ
    る、請求項１０に記載のプロセス。
  12. 【請求項１２】前記非酸化雰囲気が、アルゴン、水素、
    窒素、アルゴンと水素の混合、アルゴンと窒素の混合、
    水素と窒素の混合から成るグループから選択される、請
    求項１に記載のプロセス。
  13. 【請求項１３】前記基板がセラミック、ガラス・セラミ
    ック、および多層セラミックから成るグループから選択
    される、請求項１に記載のプロセス。
  14. 【請求項１４】前記ステップ（ｂ）において、前記チャ
    ンバおよびその内容物が、前記非酸化雰囲気で、約８５
    ０゜Ｃから約９３０゜Ｃの範囲で、約１０分から約６０
    分の時間範囲の間加熱される、請求項１に記載のプロセ
    ス。
  15. 【請求項１５】前記接合される金属を覆う前記ニッケル
    またはニッケル合金の層の厚さが、約０．０１ミクロン
    から約１５ミクロンの間であり、好ましくは約３ミクロ
    ンから約１０ミクロンの間である、請求項１に記載のプ
    ロセス。
  16. 【請求項１６】前記少なくとも１つのヨウ化物材料がＣ
    ｕＩ、ＣｏＩ2、ＦｅＩ2、ＰｂＩ2、ＭｎＩ2、ＡｇＩ、
    およびＶＩ2から成るグループから選択される、請求項
    １に記載のプロセス。
  17. 【請求項１７】前記少なくとも１つのヨウ化物材料が、
    少なくとも１つのるつぼ内に容れられる、請求項１に記
    載のプロセス。
  18. 【請求項１８】前記少なくとも１つのヨウ化物材料、お
    よびニッケルまたはニッケル合金が、少なくとも１つの
    るつぼに容れられる、請求項１に記載のプロセス。
  19. 【請求項１９】前記セラミック基板、および前記少なく
    とも１つの接合される金属の露出表面が、前記ステップ
    （ａ）に先立って洗浄される、請求項１に記載のプロセ
    ス。
  20. 【請求項２０】前記チャンバおよびその内容物の前記加
    熱が、炉内で実行される、請求項１に記載のプロセス。
  21. 【請求項２１】前記チャンバおよびその内容物の前記加
    熱が、炉内で実行され、前記炉が垂直炉、切れ目の無い
    ベルト付き炉、順に連なるベルト付き炉を含むグループ
    から選択される、請求項１に記載のプロセス。
  22. 【請求項２２】前記セラミック基板が、前記少なくとも
    １つの接合される金属に隣接した少なくとも１つのクラ
    ックを有する、請求項１に記載のプロセス。
  23. 【請求項２３】少なくとも１つの接合される金属と、前
    記少なくとも１つの接合される金属に隣接した少なくと
    も１つのクラックと、前記少なくとも１つの接合される
    金属の露出表面の少なくとも一部上の少なくとも１つの
    ニッケルまたはニッケル合金の被覆と、を有する基板を
    含む構造。
  24. 【請求項２４】前記接合される金属が、モリブデン、タ
    ングステン、およびこれらの合金または混合物から成る
    グループから選択される、請求項２３に記載の構造。
  25. 【請求項２５】前記ニッケル合金が、ニッケル−銅およ
    びニッケル−コバルトから成るグループから選択され
    る、請求項２３に記載の構造。
  26. 【請求項２６】前記基板がセラミック、ガラス・セラミ
    ック、多層セラミックから成るグループから選択され
    る、請求項２３に記載の構造。
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