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公開番号2025126561
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022851
出願日2024-02-19
発明の名称接合基板、及びその製造方法
出願人デンカ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C04B 41/90 20060101AFI20250822BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】半導体素子等とのはんだ接合不良の発生が抑制された接合基板を提供すること。
【解決手段】本開示の一側面は、第1めっき層、金属回路層、セラミック板、金属層、及び第2めっき層を備える接合基板であって、第1めっき層は、金属回路層とは反対側の面から、金を含む第1層と、ニッケル及びリンを含む第2層と、をこの順に含み、第2めっき層は、金属層とは反対側の面から、金を含む第3層と、ニッケル及びリンを含む第4層と、をこの順に含み、接合基板は、100℃/時間の昇温速度で25℃から400℃まで加熱する昇温脱離ガス分析法に基づき測定を行った場合に、25℃から200℃までに検出される質量数が2である脱離ガスの量が、金属回路層、第1めっき層、金属層、及び第2めっき層の全質量を基準として、13.00×10^-3mL/g以下である、接合基板を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
セラミック板と、前記セラミック板の主面上に設けられた金属回路層と、前記金属回路層上に設けられた第１めっき層と、前記セラミック板の前記金属回路層とは反対側の主面上に設けられた金属層と、前記金属層上に設けられた第２めっき層と、を備える接合基板であって、
前記第１めっき層は、前記金属回路層とは反対側の面から、金を含む第１層と、前記第１層の前記金属回路層側の面と接するように設けられたニッケル及びリンを含む第２層と、を含み、
前記第２めっき層は、前記金属層とは反対側の面から、金を含む第３層と、前記第３層の前記金属層側の面と接するように設けられたニッケル及びリンを含む第４層と、を含み、
前記接合基板は、１００℃／時間の昇温速度で２５℃から４００℃まで加熱する昇温脱離ガス分析法に基づき測定を行った場合に、２５℃から２００℃までに検出される質量数が２である脱離ガスの量が、前記金属回路層、前記第１めっき層、前記金属層、及び前記第２めっき層の全質量を基準として、１３．００×１０
－３
ｍＬ／ｇ以下である、接合基板。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
セラミック板と、前記セラミック板の主面上に設けられた金属回路層と、前記金属回路層上に設けられた第１めっき層と、前記セラミック板の前記金属回路層とは反対側の主面上に設けられた金属層と、前記金属層上に設けられた第２めっき層と、を備える接合基板であって、
前記第１めっき層は、前記金属回路層とは反対側の面から、金を含む第１層と、前記第１層の前記金属回路層側の面と接するように設けられたニッケル及びリンを含む第２層と、を含み、
前記第２めっき層は、前記金属層とは反対側の面から、金を含む第３層と、前記第３層の前記金属層側の面と接するように設けられたニッケル及びリンを含む第４層と、を含み、
前記接合基板は、前記金属回路層が設けられた側の前記接合基板上に厚さが０．９～１．２ｍｍとなるように、ドデカシクロヘキサシロキサンを含む液膜を設け、前記液膜を有する前記接合基板を、前記第２めっき層がホットプレートと接するように配置し、２５５℃に加熱された前記ホットプレート上で３０秒間加熱し、前記液膜を硬化させシリコーンゲル層を形成した場合に、前記接合基板の前記金属回路層が設けられた側の主面側から上面視した際の前記第１めっき層が設けられた領域内に観測されるボイドの面積の合計値が前記領域の面積の２２．０面積％以下である、接合基板。
【請求項３】
前記第１層の厚さが０．０４０～０．０５０μｍである、請求項１又は２に記載の接合基板。
【請求項４】
前記第１層が金からなる層である、請求項１又は２に記載の接合基板。
【請求項５】
前記第２層の厚さが１．０～８．０μｍである、請求項１又は２に記載の接合基板。
【請求項６】
前記第２層がニッケル及びリンからなる層である、請求項１又は２に記載の接合基板。
【請求項７】
前記接合基板は、１００℃／時間の昇温速度で２５℃から４００℃まで加熱する昇温脱離ガス分析法に基づき測定を行った場合に、２５℃から３００℃までに検出される質量数が２である脱離ガスの量が、前記金属回路層、前記第１めっき層、前記金属層、及び前記第２めっき層の全質量を基準として、２６．００×１０
－３
ｍＬ／ｇ以下である、請求項１に記載の接合基板。
【請求項８】
セラミック板と、前記セラミック板の主面上に設けられた金属回路層と、前記金属回路層上に設けられた第１めっき層と、前記セラミック板の前記金属回路層とは反対側の主面上に設けられた金属層と、前記金属層上に設けられた第２めっき層と、を備えるセラミック回路基板を、１６４℃以上で５分間以上加熱する工程を備え、
前記第１めっき層は、前記金属回路層とは反対側の面から、金を含む第１層と、前記第１層の前記金属回路層側の面と接するように設けられたニッケル及びリンを含む第２層と、を含み、
前記第２めっき層は、前記金属層とは反対側の面から、金を含む第３層と、前記第３層の前記金属層側の面と接するように設けられたニッケル及びリンを含む第４層と、を含む、接合基板の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、接合基板、及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１～３には、セラミック板と、セラミック板の上面に形成された金属板とを備える回路基板等が開示されている。上述のような回路基板は、はんだ濡れ性の向上や耐酸化性の向上を目的に、通常、金属板上にめっき層を設けられたうえで半導体素子や外部配線とはんだ接合されて用いられる（例えば、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－２３２０９０号公報
国際公開第２０１７／０５６３６０号
国際公開第２０１８／１５４６９２号
特開２０１４－１６７９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、めっき層によっては、回路基板と半導体素子等との間ではんだ接合不良が生じる場合があり、改善の余地がある。
【０００５】
本開示は、半導体素子等とのはんだ接合不良の発生が抑制された接合基板、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは検討によって、半導体素子等とのはんだ接合不良が接合層におけるボイドに起因していること、及び当該ボイドがめっき層（例えば、ニッケル－リンめっき層上に金めっき層を備えるようなめっき層）から発生する脱離ガス（例えば、水素ガス）によって形成されていることを見出した。また、めっき層から発生する脱離ガスは、はんだ接合の際の加熱の際に発生すること、及びめっき層付近にあらかじめ加熱処理を施すことによってはんだ接合の際に発生する脱離ガスの総量を低減できることを見出した。本開示は上述の知見に基づいてなされたものである。
【０００７】
本開示は、下記［１］を提供する。
【０００８】
［１］セラミック板と、前記セラミック板の主面上に設けられた金属回路層と、前記金属回路層上に設けられた第１めっき層と、前記セラミック板の前記金属回路層とは反対側の主面上に設けられた金属層と、前記金属層上に設けられた第２めっき層と、を備える接合基板であって、
前記第１めっき層は、前記金属回路層とは反対側の面から、金を含む第１層と、前記第１層の前記金属回路層側の面と接するように設けられたニッケル及びリンを含む第２層と、を含み、
前記第２めっき層は、前記金属層とは反対側の面から、金を含む第３層と、前記第３層の前記金属層側の面と接するように設けられたニッケル及びリンを含む第４層と、を含み、
前記接合基板は、１００℃／時間の昇温速度で２５℃から４００℃まで加熱する昇温脱離ガス分析法に基づき測定を行った場合に、２５℃から２００℃までに検出される質量数が２である脱離ガスの量が、前記金属回路層、前記第１めっき層、前記金属層、及び前記第２めっき層の全質量を基準として、１３．００×１０
－３
ｍＬ／ｇ以下である、接合基板。
【０００９】
上記接合基板は、昇温脱離ガス分析法によって２５℃から２００℃までに検出される質量数が２の脱離ガスの量が所定値以下となっている。このような接合基板は、上述のような所定のめっき層を備える場合であっても、はんだ接合の際の加熱によってもめっき層に由来する脱離ガス量が十分に低減されており、半導体素子等とはんだ接合不良の発生を抑制することができる。
【００１０】
本開示はまた、下記［２］を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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