[其他]莫来石陶瓷多层基片及其生产方法

说明书

本发明涉及莫来石陶瓷多层基片，更具体地说，它涉及在基片各表面上具有各镀镍导体的莫来石陶瓷多层基片。

由于陶瓷多层基片的高的接合面可靠性并且能够减小其尺寸，所以至今一直把各陶瓷多层基片作为用于安装诸如大规模集成电路芯片等小型电子元件的电路基片。由莫来石作为主要成分而构成的莫来石陶瓷多层基片是上述电路基片的一个例子，并且可以用和生产普通氧化铝陶瓷多层基片相同的方法来生产这种基片，如美国专利第4，460，916中所公开的。即，用有机树脂将陶瓷原材料粉末粘合在一起、以制备一种陶瓷生坯片（下文将称其为“生坯片”），接着对生坯片进行通孔成形和印刷、以形成各布线导体，然后在预定的温度下烧制、以获得一种多层基片。此后，为了保护基片各表面上的各导体以及各电子元件的焊接面，对基片各表面上的各导体进行镀敷。该镀敷工艺一直是用化学镀的方法镀敷一层由镍和磷构成的薄膜。然后，对镀膜进行热处理、再对该基片进行各电子元件的低温焊接连接。热处理必须在600℃或更高的温度下进行，以便获得基片各表面上的各布线导体对镀膜的良好的附着力。

在先有技术中，没有对热处理过程中镀膜的收缩作充分的考虑，因此至今所用的由镍和磷构成的镀膜存在这样一些问题、以致于化学镀之后的热处理使各引线端部处的镀膜隆起，并且在极端情况下使多层基片各表面上的莫来石体中出现一些裂纹。由于在各引线端部上并且也在各裂纹上、各电子元件与多层基片之间热膨胀系数的差别，所以各引线端部处镀膜的隆起或者各裂纹的出现导致热应力的集聚，这就大大缩短了所述接合面的寿命、并且降低了各电子元件的焊接面的可靠性。

另一方面，在日本专利申请公开第61-59889号中公开了一种把使用以硼做基质的还原剂的化学镀镍用于氧化铝基片的例子，其中完全没有考虑莫来石陶瓷多层基片的情况。

本发明的目的是要提供一种带有高连接可靠性的镀膜层的莫来石陶瓷多层片以及生产这种基片的方法。

本发明的这一目的可用一种莫来石陶瓷多层基片来达到，该基片包括一块由莫来石陶瓷作为主要成份而构成的多层基片，在该多层基片上形成的各布线导体以及在各布线导体上形成的、由镍和硼组成的镀膜层，其中所述镀膜层由97.0%至99.99%的镍（按重量计）和3.0%至0.01%的硼（按重量计）组成，具有1.0至10微米的厚度并且通过在600℃至1，000℃温度下的热处理能够避免裂纹的出现。

当该镀膜层由98.0%至99.99%的镍（按重量计）和2.0%至0.01%的硼（按重量计）组成并且具有1.0至8.0微米的厚度时、以及当在600℃至1，000℃温度下进行热处理后，能够获得预防不好的连接性能的良好效果。

下面将对本发明进行详细的描述。

正如本发明的背景中所提到的、在热处理过程中，当镀膜层经历从非结晶态相变到Ni和Ni₃P时，由于其体积减小而引起的由镍和磷组成的镀膜层的收缩、导致热处理之后各引线端部处镀膜的隆起以及所述陶瓷多层基片各表面上出现一些裂纹。在低于800℃的热处理温度下，由92%至99%的镍（按重量计）和8%至1%的磷（按重量计）组成的镀膜层的收缩率是0.9%至0.5%。在莫来石陶瓷多层基片各表面上的各导体上形成镀膜层之后，由于所述收缩而出现应力，从而引起各引线端部处镀膜的隆起以及在该基片各表面上出现一些裂纹。因此，为了避免在各引线端部处镀膜的这种隆起以及各裂纹的出现，必须提供这样一种镀膜层，即，一种在热处理期间，其伴随相变而产生的应力是弱的镀膜层。更准确地说，必须提供一种镀膜层，其与相变同时出现的收缩率是低的、并且其硬度也是低的。为此目的，镀膜层必须由尽可能纯的镍组成，即，必须含有尽可能低的磷含量，但是用化学镀的方法把所述磷含量减小到小于1%（按重量计）实际上是非常困难的。因为存在一些电绝缘布线图案，所以对基片表面上所有导体都采用电镀镍的方法也是不可能的。