[其他]莫來(lái)石陶瓷多層基片及其生產(chǎn)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87108030
• 申請(qǐng)日: 1987-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87108030A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石原昌作;藤田毅;黑木喬;槌田誠(chéng)一;戶田堯三
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類(lèi)號(hào): H05K3/00
• 分類(lèi)號(hào): H05K3/00;H05K3/22
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 何耀煌,肖掬昌

本發(fā)明涉及莫來(lái)石陶瓷多層基片，更具體地說(shuō)，它涉及在基片各表面上具有各鍍鎳導(dǎo)體的莫來(lái)石陶瓷多層基片。

由于陶瓷多層基片的高的接合面可靠性并且能夠減小其尺寸，所以至今一直把各陶瓷多層基片作為用于安裝諸如大規(guī)模集成電路芯片等小型電子元件的電路基片。由莫來(lái)石作為主要成分而構(gòu)成的莫來(lái)石陶瓷多層基片是上述電路基片的一個(gè)例子，并且可以用和生產(chǎn)普通氧化鋁陶瓷多層基片相同的方法來(lái)生產(chǎn)這種基片，如美國(guó)專(zhuān)利第4，460，916中所公開(kāi)的。即，用有機(jī)樹(shù)脂將陶瓷原材料粉末粘合在一起、以制備一種陶瓷生坯片（下文將稱其為“生坯片”），接著對(duì)生坯片進(jìn)行通孔成形和印刷、以形成各布線導(dǎo)體，然后在預(yù)定的溫度下燒制、以獲得一種多層基片。此后，為了保護(hù)基片各表面上的各導(dǎo)體以及各電子元件的焊接面，對(duì)基片各表面上的各導(dǎo)體進(jìn)行鍍敷。該鍍敷工藝一直是用化學(xué)鍍的方法鍍敷一層由鎳和磷構(gòu)成的薄膜。然后，對(duì)鍍膜進(jìn)行熱處理、再對(duì)該基片進(jìn)行各電子元件的低溫焊接連接。熱處理必須在600℃或更高的溫度下進(jìn)行，以便獲得基片各表面上的各布線導(dǎo)體對(duì)鍍膜的良好的附著力。

在先有技術(shù)中，沒(méi)有對(duì)熱處理過(guò)程中鍍膜的收縮作充分的考慮，因此至今所用的由鎳和磷構(gòu)成的鍍膜存在這樣一些問(wèn)題、以致于化學(xué)鍍之后的熱處理使各引線端部處的鍍膜隆起，并且在極端情況下使多層基片各表面上的莫來(lái)石體中出現(xiàn)一些裂紋。由于在各引線端部上并且也在各裂紋上、各電子元件與多層基片之間熱膨脹系數(shù)的差別，所以各引線端部處鍍膜的隆起或者各裂紋的出現(xiàn)導(dǎo)致熱應(yīng)力的集聚，這就大大縮短了所述接合面的壽命、并且降低了各電子元件的焊接面的可靠性。

另一方面，在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第61-59889號(hào)中公開(kāi)了一種把使用以硼做基質(zhì)的還原劑的化學(xué)鍍鎳用于氧化鋁基片的例子，其中完全沒(méi)有考慮莫來(lái)石陶瓷多層基片的情況。

本發(fā)明的目的是要提供一種帶有高連接可靠性的鍍膜層的莫來(lái)石陶瓷多層片以及生產(chǎn)這種基片的方法。

本發(fā)明的這一目的可用一種莫來(lái)石陶瓷多層基片來(lái)達(dá)到，該基片包括一塊由莫來(lái)石陶瓷作為主要成份而構(gòu)成的多層基片，在該多層基片上形成的各布線導(dǎo)體以及在各布線導(dǎo)體上形成的、由鎳和硼組成的鍍膜層，其中所述鍍膜層由97.0%至99.99%的鎳（按重量計(jì)）和3.0%至0.01%的硼（按重量計(jì)）組成，具有1.0至10微米的厚度并且通過(guò)在600℃至1，000℃溫度下的熱處理能夠避免裂紋的出現(xiàn)。

當(dāng)該鍍膜層由98.0%至99.99%的鎳（按重量計(jì)）和2.0%至0.01%的硼（按重量計(jì)）組成并且具有1.0至8.0微米的厚度時(shí)、以及當(dāng)在600℃至1，000℃溫度下進(jìn)行熱處理后，能夠獲得預(yù)防不好的連接性能的良好效果。

下面將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

正如本發(fā)明的背景中所提到的、在熱處理過(guò)程中，當(dāng)鍍膜層經(jīng)歷從非結(jié)晶態(tài)相變到Ni和Ni₃P時(shí)，由于其體積減小而引起的由鎳和磷組成的鍍膜層的收縮、導(dǎo)致熱處理之后各引線端部處鍍膜的隆起以及所述陶瓷多層基片各表面上出現(xiàn)一些裂紋。在低于800℃的熱處理溫度下，由92%至99%的鎳（按重量計(jì)）和8%至1%的磷（按重量計(jì)）組成的鍍膜層的收縮率是0.9%至0.5%。在莫來(lái)石陶瓷多層基片各表面上的各導(dǎo)體上形成鍍膜層之后，由于所述收縮而出現(xiàn)應(yīng)力，從而引起各引線端部處鍍膜的隆起以及在該基片各表面上出現(xiàn)一些裂紋。因此，為了避免在各引線端部處鍍膜的這種隆起以及各裂紋的出現(xiàn)，必須提供這樣一種鍍膜層，即，一種在熱處理期間，其伴隨相變而產(chǎn)生的應(yīng)力是弱的鍍膜層。更準(zhǔn)確地說(shuō)，必須提供一種鍍膜層，其與相變同時(shí)出現(xiàn)的收縮率是低的、并且其硬度也是低的。為此目的，鍍膜層必須由盡可能純的鎳組成，即，必須含有盡可能低的磷含量，但是用化學(xué)鍍的方法把所述磷含量減小到小于1%（按重量計(jì)）實(shí)際上是非常困難的。因?yàn)榇嬖谝恍╇娊^緣布線圖案，所以對(duì)基片表面上所有導(dǎo)體都采用電鍍鎳的方法也是不可能的。