(57)【要約】【課題】基板等の半導体装置用部材について、樹脂との接合における接合強度を改善し、温度サイクル試験等の信頼性試験後においても高い樹脂接合強度を維持し得る、優れた樹脂接合性を有する部材を提供する。【解決手段】Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体、Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体、又はＳｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体を基材１とする半導体装置用部材であり、この基材１の少なくともパッケージ等の他の部材が樹脂を用いて接合される面に硬質炭素膜２からなる被覆層を有する。この基材１の表面粗さはＲｍａｘで０．１〜２０μｍであることが好ましく、硬質炭素膜２の厚みは０．１〜１０μｍであることが好ましい。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体を基材とする半導体装置用部材であって、該基材の少なくとも他の半導体装置用部材を樹脂により接合する面に硬質炭素膜からなる被覆層を有することを特徴とする半導体装置用部材。
【請求項２】
前記Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体は、Ｃｕを５〜４０重量％含有することを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置用部材。
【請求項３】
Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体を基材とする半導体装置用部材であって、該基材の少なくとも他の半導体装置用部材を樹脂により接合する面に硬質炭素膜からなる被覆層を有することを特徴とする半導体装置用部材。
【請求項４】
前記Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体は、ＳｉＣを１０〜７０重量％含有することを特徴とする、請求項３に記載の半導体装置用部材。
【請求項５】
Ｓｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体を基材とする半導体装置用部材であって、該基材の少なくとも他の半導体装置用部材を樹脂により接合する面に硬質炭素膜からなる被覆層を有することを特徴とする半導体装置用部材。
【請求項６】
前記Ｓｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体は、Ｓｉを１０〜３５重量％含有することを特徴とする、請求項５に記載の半導体装置用部材。
【請求項７】
前記被覆層の厚みが０．１〜１０μｍであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体装置用部材。
【請求項８】
前記基材の被覆層を形成する面は、その表面粗さがＲｍａｘで０．１〜２０μｍであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の半導体装置用部材。
【請求項９】
前記基材の被覆層を形成する面は、その表面に存在する孔の深さが１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の半導体装置用部材。
【請求項１０】
前記基材の被覆層を形成する面と該被覆層との間に、Ｎｉのメッキ層を備えていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の半導体装置用部材。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の半導体装置用部材を用いた半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を構成するヒートシンク、放熱基板、ハウジング等に用いられる部材、特に良好な樹脂接合が可能な半導体装置用の部材、及びこれを用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置用部材の一つである基板を構成する材料には、他の装置用部材を組み合わせた場合に、組み合わせ界面において熱応力による歪みを発生しないことが求められる。そのため、基板材料の熱膨張率は、半導体素子やパッケージ等の他の装置用部材を構成する材料と大きな差がないことが要求される。特に、最近の半導体装置の小型軽量化に伴い、放熱基板の材料としては、熱伝導率が高く、同時に熱膨張率が半導体素子やパッケージ等と大差なく、しかも軽量な材料が要求されている。
【０００３】
これらの要求を満たす有望な基板材料として、Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体、即ちＣｕ−Ｗ又はＣｕ−Ｍｏ合金又は複合体が知られている。また、Ａｌ又はＡｌ合金中にＳｉＣを粒子状に分散させた、Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体、並びにＳｉ又はＳｉ合金中にＳｉＣを粒子状に分散させた、Ｓｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体についても知られている。
【０００４】
尚、放熱基板を含めた半導体装置用部材には高度な耐食性が要求されるが、これらを構成する合金又は複合体は裸材では耐食性が得られないため、従来から表面にＮｉやＡｕ等のメッキが施されてきた。これらのメッキ層は、従来から行われている基板材料とパッケージ等の材料との半田付けの際に、濡れ性や接合強度を保つためにも必要であった。
【０００５】
しかし、近年においては、放熱基板とパッケージ等の接合方法として、半田付けよりも低コストであり、低い温度で接合が可能な、樹脂を用いる接合が主流になりつつある。従来の樹脂を用いたパッケージ等においては、メッキ前の放熱基板とリードフレーム等の他の半導体装置用部材とをトランスファーモールド等の方法で接合した後、メッキを施していた。しかし近年では、放熱基板等に予めメッキを施した後、エポキシ系、ポリイミド系等の液状樹脂、シート状樹脂等を用いてパッケージ基板等に接合する方法が用いられるようになってきた。
【０００６】
かかる樹脂接合法の場合、従来からメッキ層として通常使用されているＮｉやＡｕは一般的に樹脂との接合性が悪く、必要な接合強度を得ることができないという問題が生じている。特に、−６５℃と＋１５０℃の温度に交互にさらす温度サイクル試験や、温度１２１℃、相対湿度（ＲＨ）１００％、２気圧の状態にさらすＰＣＴ試験、あるいは温度１３１℃、８５％ＲＨ、２気圧の状態にさらすＨＡＳＴ試験等の各種信頼性試験後に、樹脂接合強度の劣化が著しかった。
【０００７】
一方、樹脂接合性の高い金属材料として、自然酸化膜が形成されやすいＡｌ及びＣｕがある。しかし、ＡｌやＣｕにおいても、バルク材の自然酸化膜と樹脂との接合強度は、特に上記の各種信頼性試験後の接合強度において充分ではない。また、Ｃｕ−Ｗ及びＣｕ−Ｍｏ等のＷ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体は、部分的にＣｕの自然酸化膜生成面が存在するが、これだけでは樹脂との接合強度が低いため、単独では満足な樹脂接合強度を得ることができなかった。
【０００８】
そこで、ＡｌやＣｕ等の金属材料の樹脂接合性を改良することが試みられ、各種の方法が提案されている。例えば、特開昭６１−２９５６９２号公報及び特開昭６１−２９５６９３号公報には、インバー板又は銅クラッドインバー板の基材の一面に厚みが５００μｍ程度までのＡｌ等を蒸着又はメッキし、エポキシ樹脂等の絶縁層を介して配線回路を形成することにより、基材と樹脂絶縁層との接合強度を改善する方法が開示されている。
【０００９】
また、特開平１０−２８４６４３号公報には、Ｃｕ−Ｗ又はＣｕ−Ｍｏ合金に粒径０．１〜１０μｍの結晶粒子からなるＡｌ被覆層を施し、そのＡｌ被覆層の表面に厚み１０〜８００Åの酸化層を形成することにより、樹脂接合強度を改善する方法が開示されている。
【００１０】
しかしながら、近年における半導体素子の高速化に伴い、半導体素子からの発熱がより一層大きくなっているため、基板とパッケージとの間の樹脂接合強度を従来よりも更に高めること、特にＨＡＳＴ試験等の信頼性試験後においても樹脂接合強度の劣化を少なくすることが要望されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開昭６１−２９５６９２号公報
【特許文献２】
特開昭６１−２９５６９３号公報
【特許文献３】
特開平１０−２８４６４３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、Ｃｕ−Ｗ又はＣｕ−Ｍｏ、Ａｌ−ＳｉＣ、Ｓｉ−ＳｉＣ等の合金又は複合体からなる半導体装置用部材について、樹脂との接合における接合強度を改善し、温度サイクル試験等の各種信頼性試験後においても高い樹脂接合強度を維持し得る、優れた樹脂接合性を有する半導体装置用部材、及びこれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明が提供する樹脂接合性に優れた半導体装置用部材の一つは、Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体を基材とする半導体装置用部材であって、該基材の少なくとも他の半導体装置用部材を樹脂により接合する面に硬質炭素膜からなる被覆層を有することを特徴とするものである。前記Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体は、Ｃｕを５〜４０重量％含有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明が提供する樹脂接合性に優れた半導体装置用部材の他の一つは、Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体を基材とする半導体装置用部材であって、該基材の少なくとも他の半導体装置用部材を樹脂により接合する面に硬質炭素膜からなる被覆層を有することを特徴とするものである。また、前記Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体は、ＳｉＣを１０〜７０重量％含有することが好ましい。
【００１５】
更に、本発明が提供する樹脂接合性に優れた半導体装置用部材の他の一つは、Ｓｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体を基材とする半導体装置用部材であって、該基材の少なくとも他の半導体装置用部材を樹脂により接合する面に硬質炭素膜からなる被覆層を有することを特徴とするものである。また、前記Ｓｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体は、Ｓｉを１０〜３５重量％含有することが好ましい。
【００１６】
上記本発明の各半導体装置用部材においては、前記被覆層の厚みは、いずれも０．１〜１０μｍであることが好ましい。前記基材の被覆層を形成する面は、その表面粗さがＲｍａｘで０．１〜２０μｍであることが好ましく、また、その表面に存在する孔の深さが１００μｍ以下であることが好ましい。更に、前記基材の被覆層を形成する面と該被覆層との間に、Ｎｉのメッキ層を備えていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、上記した本発明の半導体装置用部材を用いた半導体装置を提供するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、半導体装置用部材の基材として、Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体か、Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体か、又はＳｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体を使用する。これらの合金又は複合体は、半導体素子やパッケージ等の材料と近似した熱膨張率と、優れた熱伝導率とを兼ね備えている。本発明においては、これらの合金又は複合体で構成された基材からなる半導体装置用部材について、パッケージ等の他の部材と樹脂で接合する際に、その基材の少なくとも樹脂と接合すべき面に硬質炭素膜の被覆層を設けることにより、その樹脂接合強度を改善することができる。
【００１９】
硬質炭素膜とは、ダイヤモンド状炭素、アモルファスカーボン、ｉ−Ｃ、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などと呼ばれている、アモルファス状のカーボン膜である。グラファイトなどの結晶炭素ではなく、ダイヤモンド自体でもない。この硬質炭素膜の特性はダイヤモンドに類似した点が多く、特にヌープ硬度が２，０００〜１０，０００ｋｇ／ｍｍ２であって非常に硬い材料である。
【００２０】
かかる硬質炭素膜を上記合金又は複合体の基材の表面に被覆層として形成することによって、Ｗ−ＣｕやＭｏ−Ｃｕ、Ａｌ−ＳｉＣ、又はＳｉ−ＳｉＣのいずれかを主成分とする合金又は複合体の基材からなる半導体装置用部材と樹脂との接合強度を高めることができ、しかも温度サイクル試験等の各種信頼性試験後においても樹脂接合強度の劣化が小さく、高い樹脂接合強度を維持することができる。このように優れた樹脂接着特性は、硬質炭素膜と樹脂成分との反応速度が極めて小さいためと考えられる。
【００２１】
この硬質炭素膜からなる被覆層の膜厚については、０．１〜１０μｍの範囲が好ましく、０．５〜１．５μｍの範囲が更に好ましい。硬質炭素膜の膜厚が０．１μｍ未満では高い樹脂接着強度が得られず、０．５μｍ以上とすることで特に望ましい樹脂接着強度が得られる。また、硬質炭素膜の膜厚が１０μｍを超えると、生産性が低下するため好ましくない。硬質炭素膜は大きい圧縮応力を持つので、膜厚が大きくなると応力が強くなり、基材から剥離しやすくなるため、１．５μｍ以下の膜厚とすることが望ましい。
【００２２】
硬質炭素膜の成膜には、例えば、プラズマＣＶＤ法やイオンビーム蒸着法を用いることができる。プラズマＣＶＤ法は、高周波放電、直流放電、マイクロ波放電等の作用により炭素を含む原料をプラズマとし、基材表面に堆積させる方法である。このプラズマＣＶＤ法によれば、プラズマで基材を叩くので表面を活性化でき、熱ＣＶＤ法等に比べて低い温度で成膜できるという長所がある。また、イオンビーム蒸着法は、メタン等の炭化水素をイオン源においてプラズマとし、引出電極系で加速してイオンビームとし、基材表面に照射して堆積させるものである。このイオンビーム蒸着法は、加速エネルギーが大きいため通常の蒸着に比べて炭素が基材内部まで侵入し、基材との接着性が良いとう利点がある。
【００２３】
プラズマＣＶＤ法とイオンビーム蒸着法を比較すると、原料をプラズマとする点は同じであるが、プラズマＣＶＤ法では、プラズマをイオンビームとして取り出すのではなく、同一空間内にある基材に直接堆積させるので成膜が迅速であるため、生産性が飛躍的に向上する。即ち、プラズマＣＶＤ法の成膜速度はイオンビーム蒸着法の３倍以上であり、バッチ当たりの処理数は数倍〜数十倍である。また、プラズマＣＶＤ法とイオンビーム蒸着法は、ともに基材温度２００℃以下で硬質炭素膜を成膜することができ、低温での成膜が可能であるため基材を変質させる恐れがない。
【００２４】
硬質炭素膜の被覆層を形成する基材は、従来から基板材料等として使用されているＷ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体、Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体、若しくはＳｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体のいずれかである。Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体は、例えば特開昭５９−２１０３２号公報や特開昭５９−４６０５０号公報等に記載されている。また、Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体は、特開平１０−３３５５３８号公報等に記載されている。Ｓｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体は、特開平１１−１６６２１４号公報等に記載されている。
【００２５】
これらの硬質炭素膜の製造方法については、Ｗ及び／又はＭｏとＣｕを主成分とする合金又は複合体は、Ｗ粉末及び／又はＭｏ粉末にＣｕ粉末を加えて焼結し、得られたスケルトンにＣｕを溶浸する溶浸法によるか、又はＷ粉末及び／又はＭｏ粉末とＣｕ粉末の成形体を焼結する焼結法によって製造することができる。また、Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体は、鋳造法や、ＳｉＣのプリフォームにＡｌを含浸させる含浸法、Ａｌ粉末とＳｉＣ粉末若しくはＡｌ−ＳｉＣ合金又は複合体の粉末の成形体を焼結する焼結法等によって製造することができる。また、Ｓｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体は、鋳造法や、ＳｉＣのプリフォームにＳｉを含浸させる含浸法、Ｓｉ粉末とＳｉＣ粉末若しくはＳｉ−ＳｉＣ合金又は複合体の粉末の成形体を焼結する焼結法等によって製造することができる。
【００２６】
これらの合金又は複合体は、半導体素子やパッケージ等の材料と近似した熱膨張率と、優れた熱伝導率とを兼ね備えている。例えば、Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体の場合、Ｃｕ含有量が５〜４０重量％の範囲で、熱膨張係数が通常５〜１２×１０−６／℃となる。Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体の場合には、ＳｉＣ含有量が１０〜７０重量％の範囲で、熱膨張係数が８〜２０×１０−６／℃となる。Ｓｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体の場合には、広い組成域にわたって熱膨張係数が５×１０−６／℃以下のものが得られるうえ、特にＳｉ含有量が１０〜３５重量％の範囲で２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高い熱伝導率のものが得られる。
【００２７】
一方、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ等からなる現在汎用の半導体素子の熱膨張係数は３〜４×１０−６／℃程度、また基板に接合して用いられるパッケージ部材の熱膨張係数は現在汎用のセラミックパッケージで４〜１０×１０−６／℃程度、プラスチックパッケージで７〜１３×１０−６／℃程度である。これらの関係から、Ｗ及び／又はＭｏとＣｕを主成分とする合金又は複合体のＣｕの含有量は５〜４０重量％の範囲が好ましく、Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体のＳｉＣ含有量は１０〜７０重量％の範囲が好ましく、Ｓｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体のＳｉ含有量は１０〜３５重量％の範囲が好ましい。
【００２８】
硬質炭素膜の被覆層を形成する基材の表面性状としては、表面粗さをＪＩＳ規定におけるＲｍａｘ（最大高さ）で０．１〜２０μｍの範囲にコントロールすることが好ましい。表面粗さがＲｍａｘで０．１μｍより小さいと、その表面に硬質炭素膜の被覆層を形成しても充分なアンカー効果を得ることが困難である。また、Ｒｍａｘが２０μｍより大きい場合には、酸素等の吸着ガスが多くなり、被覆層形成時に放出されるガス量が多くなるため、成膜に必要な真空度を得ることが困難になったり、基材と被覆層の密着性が低くなったりする。しかしながら、通常はＲｍａｘが８μｍより大きくなると、樹脂接合時に樹脂と基材表面との間に空隙が生じやすくなり、樹脂接合強度のばらつきが大きくなるため、基材表面のＲｍａｘを０．１〜８μｍの範囲とすることが更に好ましい。
【００２９】
また、上記した基材の表面粗さの条件を満たすために、基材表面に生じた孔の深さを１００μｍ以下にすることが望ましい。孔の深さが１００μｍよりも深くなると、前述の基材表面の吸着ガス量が多くなると共に、基材上に被覆層を均一な厚みで形成することが困難になるため、被覆層表面にピットが生じやすい。また、接合のための樹脂が充分に回り込みにくくなり、充分な樹脂接合強度を保つことが難しくなるからである。
【００３０】
尚、Ｗ及び／又はＭｏとＣｕとを主成分とする合金又は複合体、Ａｌ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体、あるいはＳｉ−ＳｉＣを主成分とする合金又は複合体からなる基材には、基材に耐食性を与え、硬質炭素膜との接合強度を確保するために、その表面に予めＮｉ等のメッキ層を形成することができる。具体的には、電解Ｎｉメッキ、あるいは無電解Ｎｉ−Ｐ又はＮｉ−Ｂメッキを、１〜２μｍの膜厚で施すことが好ましい。
【００３１】
また、硬質炭素膜の密着性を向上させるため、基材又はその表面に設けたＮｉ等のメッキ層と硬質炭素膜との間に中間層を形成しても良い。中間層としては、例えば、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、Ｇｅ、ＳｉＣなどが挙げられる。中間層の膜厚としては、５〜５００ｎｍ程度が好ましい。この膜厚が５ｎｍ未満では基材表面を完全に覆うことが困難であり、中間層の効果が顕著に現れない。膜厚の上限は数μｍであって良いが、生産性を考慮すると５００ｎｍ以下が好ましい。
【００３２】
中間層の成膜には、例えば、ＰＶＤ法やＣＶＤ法など、従来のあらゆる成膜法を利用することが可能である。その場合、中間層の成膜と硬質炭素膜の成膜は、同一の真空槽若しくは多層式の真空装置において、装置内の真空を大気圧に戻すことなく連続して行うのが効果的である。これにより、基材が大気に触れることがないため、中間層と硬質炭素膜との間の密着性の向上も期待できる。
【００３３】
本発明の基材表面に硬質炭素膜を設けた半導体装置用部材とパッケージ等の他の部材との接合に用いる樹脂としては、例えば、銀フィラーやシリカ等のセラミックフィラーが添加されたエポキシ樹脂、ヤング率を低下させるためにシリコーン樹脂を添加したエポキシ樹脂、これらの添加を行っていないエポキシ樹脂、前述のような添加を行ったポリイミド樹脂、添加を行っていないポリイミド樹脂、前述のような添加を行ったフェノール樹脂、添加を行っていないフェノール樹脂、前述のような添加を行ったポリエステル樹脂、添加を行っていないポリエステル樹脂、前述のような添加を行ったシリコーン樹脂、添加を行っていないシリコーン樹脂等を挙げることができる。
【００３４】
本発明の基材表面に硬質炭素膜を設けた部材を用いて、半導体装置を提供することができる。例えば、図１に示すように、基材１の全面に厚み１〜２μｍのＮｉメッキ層３を形成した後、素子搭載部を含む一面にプラズマＣＶＤ法により硬質炭素（ＤＬＣ）膜２の被覆層を形成する。硬質炭素膜の水素含有量は通常３０〜４０ａｔｍ％の範囲である。この基材１の硬質炭素膜２を設けた一面も中央部に、図２に示すように、半導体素子４を搭載した後、その硬質炭素膜膜２を設けた一面の外縁部をセラミックスパッケージ５の表面とエポキシ樹脂７を用いて接合する。尚、図２の符号６ａはセラミックスパッケージ５の裏面に形成した半田バンプ、符号６ｂは半導体素子４とセラミックスパッケージ５を電気的に接続する半田バンプである。
【００３５】
【実施例】
半導体装置用部材の基材材料として、下記表１に示す組成を有する各複合体を製造した。即ち、Ｃｕ−Ｗ複合体及びＣｕ−Ｍｏ複合体は、溶浸法により密度が実質的に１００％となるように製造した。Ａｌ−ＳｉＣ複合体は、焼結法により製造した。また、Ｓｉ−ＳｉＣ複合体は、溶浸法により製造した。
【００３６】
これらの複合体を、縦１００ｍｍ×横２５ｍｍ×厚み２ｍｍの板状に加工した後、表面に研削加工又はブラスト加工を施して、表面粗さがＲｍａｘで０．５〜１００μｍの範囲内でそれぞれ下記表１に示す値となるように加工した。得られた各基材の表面に、下記表１に示す膜厚を有する硬質炭素（ＤＬＣ）膜の被覆層をプラズマＣＶＤ法により形成して、本発明の試料１〜１７とした。また、比較例として、上記ＤＬＣ膜を形成する代りに、試料１８については電解ニッケルメッキにより基材表面にＮｉ層を形成し、及び試料１９については蒸着法により基材表面にＡｌ層を形成した。
【００３７】
このように作製した各試料の樹脂接合強度を測定するために、ＪＩＳ　Ｋ　６８５０に基づいて評価を行った。使用した樹脂は銀フィラーを７０重量％含有している液状のエポキシ樹脂であり、図３に示すように、２つの試料基板Ａの各一端に上記エポキシ樹脂Ｂを厚さ２５μｍとなるように塗布し、このエポキシ樹脂Ｂにより２つの試料基板Ａ同士を接合して、１８０℃で１時間硬化させた。エポキシ樹脂Ｂの硬化後、１５０℃で２４時間の乾燥を施して試験片とした。
【００３８】
このようにして得られたＪＩＳ　Ｋ　６８５０の各試験片について、その初期接合強度と共に、温度サイクル試験後、ＰＣＴ試験（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｏｋｅｒ　Ｔｅｓｔ）後、及びＨＡＳＴ試験（Ｈｉｇｈｌｙ　ＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＳｔｒｅｓｓ　Ｔｅｓｔ）後、それぞれ接合強度を測定し、その結果を下記表１に併せて示した。尚、温度サイクル試験は、１５０℃の雰囲気中に３０分及び−６５℃に３０分さらすサイクルを、１０００サイクル行った。ＰＣＴ試験は、１２１℃×１００％ＲＨ×２ａｔｍの不飽和型のＰＣＴ試験とし、３００時間行った。また、ＨＡＳＴ試験は、１３１℃×８５％ＲＨ×２ａｔｍの試験条件とし、３００時間行った。
【００３９】
上記接合強度の測定は、精密万能試験機（オートグラフ）を用いて行った。即ち、図３に示すごとく、２つの試料基板Ａを接合した試験片の両端に設けたつかみ部Ｃを試験機のつかみ具で把持し、試験片の長軸とつかみ具の中心線が一直線上になるように注意しながら、５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で試験片を長軸方向に引っ張った。試験片が破壊するときの最大荷重を記録し、この値を試験片の樹脂接着部分の面積で割り、接合強度とした。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
樹脂接合強度として基本的に要求されるのは樹脂接合時の初期強度であり、これが一般的に剪断強度で１．５ｋｇｆ／ｍｍ２以上であれば問題ない。ただし、これに加えて、温度サイクル試験、ＰＣＴ試験、ＨＡＳＴ試験での剪断強度が重要となる。例えば、１０００サイクルの温度サイクル試験の後、若しくは３００時間のＰＣＴ又はＨＡＳＴ試験の後において、剪断強度で１．０ｋｇｆ／ｍｍ２以上あれば全く問題がなく、充分実用に供することができる。
【００４２】
本発明の各試料１〜１７は、上記表１の結果から分かるように、初期接合強度及び各信頼性試験後の接合強度がいずれも上記剪断強度の条件を満たしており、良好な樹脂接合強度を有していた。
【００４３】
一方、比較例の試料については、Ｎｉ層を形成した試料１８では、樹脂接合強度が初期から１．５ｋｇｆ／ｍｍ２以下であり、温度サイクル試験後、ＰＣＴ試験後、及びＨＡＳＴ試験後はいずれも１．０ｋｇｆ／ｍｍ２以下に過ぎなかった。また、比較例のＡｌ層を形成した試料１９では、初期から温度サイクル試験後までは１．０ｋｇｆ／ｍｍ２以上であったが、ＰＣＴ試験及びＨＡＳＴ試験後には１．０ｋｇｆ／ｍｍ２又はそれ以下となり、樹脂接合強度の劣化が著しかった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、熱伝導率と熱膨張率に優れたＣｕ−Ｗ又はＣｕ−Ｍｏ合金又は複合体、Ａｌ−ＳｉＣ合金又は複合体、又はＳｉ−ＳｉＣ合金又は複合体からなる半導体装置用部材について、この部材をパッケージ等の他の部材と樹脂を用いて接合する際の樹脂接合強度が改善向上され、温度サイクル試験等の各種信頼性試験後においても高い樹脂接合強度を維持し得る半導体装置用部材、及びこれを用いた半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体装置用部材の一具体例を示す概略の断面図である。
【図２】図１の半導体装置用部材をパッケージと樹脂接合した半導体装置を示す概略の断面図である。
【図３】基材表面に設けた被覆層と樹脂接合強度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　　基材
２　　　硬質炭素膜
３　　　Ｎｉメッキ層
４　　　半導体素子
５　　　セラミックスパッケージ
６ａ、６ｂ　　　半田バンプ
７　　　エポキシ樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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