(57)【要約】  本発明は、好ましくは湿式化学金属めっきによって、接着促進層を成形コンパウンドの層上に用い、かつ少なくとも１つの金属層を接着促進層に形成するか、または湿式化学金属めっきプロセスにより少なくとも１つの金属層を接着促進層に形成する、能動部品の電磁遮蔽および熱管理のために金属層を形成する方法に関する。
2018502453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
能動部品の電磁遮蔽および熱管理のための金属層を形成する方法であって、以下のステップ：
（ｉ）少なくとも１つの能動部品（１０）を準備するステップ、ここで、前記能動部品は、成形コンパウンドの層（１３）によって包み込まれた少なくとも１つのチップ（１２）を含む表側（１１）、裏側（１４）および側壁（２０）を有する；
（ｉｉ）前記裏側に保護層（１５）を形成するステップ；
（ｉｉｉ）前記表側（１１）と任意に側壁（２０）に接着促進層（１６）を形成するステップ；
（ｉｖ）少なくとも１つの金属層（１７）を前記接着促進層に形成するステップ
または
少なくとも１つの金属層（１７）を湿式化学金属めっきプロセスによって前記接着促進層に形成するステップ
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記能動部品の裏側（１４）が、電気的相互接続部またはソルダーボール（１８）を任意に有するＩ／Ｏを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｉｉ）で適用される前記保護層（１５）が、接着テープ、ＵＶ剥離テープおよび一時的なインクの層を積層することによって形成される層から選択される層である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ステップ（ｉｉｉ）により適用される接着促進層（１６）の形成が、
ｉｉｉａ．前記成形コンパウンドの層にシラン系接着促進剤の層を析出させること
を含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記シラン系接着促進剤が、式
Ａ（４−ｘ）ＳｉＢｘ
［式中、
それぞれのＡは、独立して、加水分解性基であり、
ｘは、１〜３であり、かつ
それぞれのＢは、独立して、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、アリール、アミノアリールおよび式
ＣｎＨ２ｎＸ
［式中、
ｎは、０〜１５であり、好ましくは０〜１０であり、さらにより好ましくは１〜８であり、最も好ましくは１、２、３、４であり、かつ
Ｘは、アミノ基、アミド基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、ハロ基、メルカプト基、カルボキシ基、カルボキシエステル基、カルボキサミド基、チオカルボキサミド基、アシル基、ビニル基、アリル基、スチリル基、エポキシ基、エポキシシクロヘキシル基、グリシドキシ基、イソシアナト基、チオシアナト基、チオイソシアナト基、ウレイド基、チオウレイド基、グアニジノ基、チオグリシドキシ基、アクリルオキシ基、メタクリルオキシ基からなる群から選択される；またはＸは、カルボキシエステルの残基である；またはＸは、Ｓｉ（ＯＲ）３であり、ここで、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ５アルキル基である］によって表される官能基からなる群から選択される］
によって表される群から選択されるオルガノシラン化合物である、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記加水分解性基Ａが、−ＯＨ、−ＯＲ１［ここで、Ｒ１は、Ｃ１〜Ｃ５アルキルである］、−（ＣＨ２）ｙＯＲ２［ここで、ｙは、１、２または３であり、かつＲ２は、ＨまたはＣ１〜Ｃ５アルキルである］、−ＯＣＯＲ３［ここで、Ｒ３は、ＨまたはＣ１〜Ｃ５アルキルである］からなる群から選択される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記シラン系接着促進剤の層が、５ｎｍから１００ｎｍまでの間の厚さを有する、請求項４から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｉｖ）による金属層の形成が、
ｉｖａ．基板を貴金属コロイドまたは貴金属イオン含有溶液と接触させること；
ｉｖｂ．基板を少なくとも１種の無電解金属めっき溶液と接触させること
を含む、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
ステップ（ｉｖ）による金属層の形成が、
ｉｖａ．基板を貴金属コロイドまたは貴金属イオン含有溶液と接触させること；
ｉｖｂ．基板を少なくとも１種の無電解金属めっき溶液と接触させること；および
ｉｖｃ．基板を少なくとも１種の電解金属めっき溶液と接触させること
を含む、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記金属層の全体的な厚さが、１μｍから１００μｍまでの間、より好ましくは２μｍから５０μｍまでの間、さらにより好ましくは５μｍから３０μｍまでの間の範囲である、請求項１から９までのいずれか１項記載の電磁遮蔽のための方法。
【請求項１１】
前記金属層の全体的な厚さが、２０μｍから３００μｍまでの間、より好ましくは５０μｍから２００μｍまでの間の範囲である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の熱管理のための方法。
【請求項１２】
ステップｉｖｂによる無電解金属めっきが、０．５μｍから２０μｍまでの間の厚さを有するニッケル層をもたらす無電解ニッケルめっきと、０．５μｍから２０μｍまでの間の厚さを有する銅層をもたらす無電解銅めっきとを含む、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
ステップｉｖｃによる電解金属めっきが、０．５μｍから３００μｍまでの間の厚さを有するニッケル層をもたらす電解ニッケルめっきと、０．５μｍから３００μｍまでの間の厚さを有する銅層をもたらす電解銅めっきとを含む、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
さらに、ステップ（ｉｖ）の後に、
（ｖ）少なくとも１つの金属めっき層を１００℃から３００℃までの間の温度に加熱すること
を含む、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、能動部品の電磁遮蔽および熱管理のための方法に関する。
【０００２】
発明の背景
消費者向け電子デバイスはますます高性能化し、小型化し、かつ高速化してきている。このことはスマートフォンのようなハンドヘルドデバイスに特に当てはまり、これらは広範な機能と比較的小型のサイズを兼ね備えているために大いに普及してきている。このようなデバイスの性能は、高いクロック速度と小型集積回路モジュールに頼っている。
【０００３】
高いクロック速度に必要なのは、電磁スペクトル全体にわたって電磁放射を引き起こす高い信号速度である。このような放射は、特に回路（能動部品）が互いに非常に近接して配置されている場合に遮蔽される必要がある。
【０００４】
高い信号強度と電磁放射は、電子部品の動作に干渉する可能性がある。この現象は、電磁干渉（ＥＭＩ）または漏話と呼ばれることがある。このような干渉を避けるために遮蔽が広く用いられている。
【０００５】
電子デバイスの多くのタイプの部品は、このような遮蔽を必要とする。例えば、モジュールを構成するサブモジュールは、ＥＭＩ伝送から遮蔽される必要が場合によってはある。
【０００６】
能動部品の磁気的または電気的ＥＭＩ遮蔽に関する様々な方法が知られている。これは、現在、主に金属ケース(metallic cans)で行われている。しかしながら、この技術は必要スペースを高め、このことは小型化の傾向に逆行する。
【０００７】
米国特許第８０６２９３０号明細書(US patent 8,062,930 B1)は、遮蔽用のケースの必要スペースを低減する必要性に取り組んでいる。電磁遮蔽を有するサブモジュールの製造プロセスが記載されている。最初に、２つ以上のサブモジュール用の回路を有するメタモジュールが形成される。オーバーモールド本体が、すべてのサブモジュールの回路上に配置される。メタモジュールのオーバーモールド本体は、各サブモジュールの周りに金属層グリッドを露出するようにサブダイシングされる。次に、各サブモジュールのオーバーモールド本体の外面に電磁遮蔽が施され、かつ金属層グリッドと接触する。次いで、メタモジュールは個別化されて、２つ以上のサブモジュールを有するモジュールが形成される。
【０００８】
それらの金属化されパッケージ化された能動部品の重要な要件は、パッケージのＩ／Ｏ（電気的入力／出力）側が追加の金属化から保護されることであり、というのも、これはＩ／Ｏの短絡を招くからである。
【０００９】
関連する用途は、コンフォーマルな片面金属化層を用いた能動部品によって引き起こされる熱管理または熱の放散である。能動部品の電力消費に関わる未放散の熱が、高温（１５０℃を超える）にまで上昇し、最終的に能動部品またはチップの機能を劣化させる、または破壊する。ＥＭＩ遮蔽用途と同様に、Ｉ／Ｏの短絡を防ぐために、Ｉ／Ｏ側が追加の金属化から保護される必要がある。
【００１０】
したがって、小規模デバイスを効果的かつ選択的に遮蔽し、かつ電子部品のサイズを著しく増大させない、コンフォーマルな片面遮蔽プロセスが必要とされている。
【００１１】
本発明の概要
この課題は、好ましくは湿式化学金属めっきによって、能動部品（基板）の電磁遮蔽および熱管理のための金属層を形成する、以下のステップ：
（ｉ）少なくとも１つの能動部品（１０）を準備するステップ、ここで、前記能動部品は、成形コンパウンドの層（１３）によって包み込まれた少なくとも１つのチップ（１２）を含む表側（１１）、裏側（１４）および側壁（２０）を有する；
（ｉｉ）裏側で保護層（１５）を形成するステップ；
（ｉｉｉ）表側（１１）と任意に側壁（２０）で接着促進層（１６）を成形コンパウンド（１３）の層に形成するステップ；
（ｉｖ）少なくとも１つの金属層（１７）を接着促進層に形成するステップ
または
少なくとも１つの金属層（１７）を湿式化学金属めっきプロセスによって接着促進層に形成するステップ
を含む方法によって解決される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による電磁遮蔽および熱管理のための金属層を形成する方法を示す図。
【００１３】
発明の詳細な説明
本発明による方法は、化学的接着促進剤に基づき、ここで、成形コンパウンドによって包み込まれた部品は、金属層で直接被覆されるか、または湿式化学めっき法によって金属層で直接被覆される。特に適しているのは、無電解銅もしくは銅合金層またはニッケルもしくはニッケル合金層を提供する方法である。この方法によって、空間的要件が最小化される。また、このプロセスは、エレクトロニクスおよびプリント回路基板（ＰＣＢ）産業の既存インフラにも適合する。
【００１４】
湿式化学めっき法での成形コンパウンドの金属化にはいくつかの課題がある。第一に、成形コンパウンドは、数ｎｍから数十μｍまでの幅広い粒度分布を有する高いフィラー含有率（７０〜９０重量％）を有する。第二に、ビルドアップ樹脂とは異なり、成形コンパウンドは、めっき金属への接着に最適化されておらず、かつ接着を妨げるワックス状の離型剤をさらに含有する。このために、例えば、水溶液に溶解した過マンガン酸カリウムのような過マンガン酸塩による標準的なデスミアと、その後の無電解シーディングにより、典型的な成形コンパウンドに関して２Ｎ／ｃｍまでの最大接着力を得ることができる。この接着力は、大部分のエレクトロニクス用途における後続の処理ステップでのデラミネーションを防止するには不十分である。
【００１５】
好ましくは、本発明の方法において、成形コンパウンドは、成形コンパウンドの全重量を基準として、５０重量％〜９５重量％のガラスフィラーを含み、より好ましくは、成形コンパウンドは、５０重量％〜９５重量％の酸化ケイ素（ガラスフィラーとして）を含む。より好ましくは、成形コンパウンドは、ビルドアップ樹脂ではない。
【００１６】
本発明による方法によって、５Ｎ／ｃｍまでの接着強度でもって高い接着力を示す金属層を析出させることができる。めっき金属層は、リフローショック（２６０℃の温度で）およびＨＡＳＴ処理などの熱信頼性試験に十分耐える。本発明による方法によって得られた金属層は、デラミネーションまたは接着力の著しい損失を示さない。
【００１７】
本発明は、能動部品の電磁遮蔽および熱管理のための改善された方法を提供することに関する。
【００１８】
様々なＥＭＣ（エポキシ成形コンパウンド）能動部品（基板）を、本発明による方法で処理することができる。基板は、例えば、予めダイシングされたストリップ、ソルダーボールを有する個別化されたチップまたはソルダーボールを有さない個別化されたチップから選択される。
【００１９】
能動部品（基板）は、通常、脱イオン水または標準洗浄浴で初めに洗浄されて、離散したデブリおよび粒子が表面から除去される。
【００２０】
追加の前処理は、過マンガン酸カリウムまたは過マンガン酸ナトリウムのような酸化剤を含有する溶液中でのプラズマ洗浄またはプラズマエッチングを含むことができる。このような方法は、当該技術分野において周知である。
【００２１】
その後にまたは洗浄ステップの前でも、能動部品（基板）の裏側（図１、（１４））は、後続の処理溶液との接触を避けるために、そして裏側は金属化されないことから、保護されるべきである。入ってくる個別化されたチップ／ストリップ（サブダイシングされたもの）は、一般的に、ソルダーレジスト、金めっき仕上げまたはソルダーボール（図１、（１８））を裏面（Ｉ／Ｏ側の保護）に有する。こちら側は、本発明による方法で用いられる処理溶液、例えば、湿式化学金属めっき溶液から保護されなければならない。製造においては、この保護が重要な要件であり、例として、接着テープ、ＵＶ剥離テープおよび一時的なインクの層、または一時的なガスケットの適用によって達成することができる。接着テープは、コンフォーマブルなシリコーン系接着テープを有するポリエステルフィルムテープ（例えば、３Ｍ社の回路めっきテープ８５１）であってよく、これは減圧積層法によって適用される。
【００２２】
一時的なインクは、市販製品であり、例えばＬａｃｋｗｅｒｋｅ  Ｐｅｔｅｒｓ  ＧｍｂＨ＋Ｃｏ  ＫＧ社から入手可能である。適切な製品系列は、Ｌａｃｋｗｅｒｋｅ  Ｐｅｔｅｒｓ社のＳＤ２９５５である。これらの製品は、容易に除去されることができる剥離可能なソルダーマスクとしても用いられる。当業者であれば、カバーされるべき基板材料と特定の用途に従って最適な剥離可能なインクを選択することができる。
【００２３】
接着テープを用いて、能動部品（基板）１０の裏側の保護層（１５）を形成することができる（図１を参照されたい）。テープは、基板の裏側のドラムから適用されるフォイルの形態で提供されることができる。除去は、この場合、ステップ（ｉｖ）の後にＵＶ光での処理により行われ、こうしてテープの剥離が生じる。
【００２４】
能動部品（基板）１０の裏側（１４）にソルダーボール（１８）が実装されている場合、保護層の形成は、テープを適用することによっては不可能であり、なぜなら、テープは、表面を効果的にシールすることができず、かつ処理液がしみ出て、基板材料の裏側と接触するからである。ソルダーボールが裏側に取り付けられている場合、剥離可能なインクを用いて保護層を形成することが好ましい。この実施形態では、能動部品の裏側（１４）がインク表面上に置かれ、かつインクが表面中に圧入されて気密な保護層を形成する。
【００２５】
その後、化学的接着促進剤が、保護されていない表側（１１）と、任意に基板の側壁（２０）に適用されて接着層（１６）を形成する。化学的接着促進剤は、好ましくは１種または２種以上の有機化合物を含み、より好ましくは１種以上のシラン化合物から選択される。このことは接着促進層にも当てはまる。より好ましくは、接着促進剤と接着促進剤層のそれぞれは、鉄、ニッケルおよび亜鉛を含有しない。
【００２６】
シラン化合物は、より好ましくはオルガノシラン化合物である。オルガノシラン化合物は、溶液として、好ましくは、高沸点、好ましくは６０〜２５０℃の範囲、より好ましくは８０〜２００℃の範囲の沸点を有する有機溶剤の溶液として適用される。本発明の意味における有機溶剤は、シラン化合物を溶解するのに適した極性有機溶剤である。
【００２７】
適切な有機溶剤は、アルコール、エーテル、アミンおよび酢酸エステルを包含する。例は、エタノール、２−プロパノール、テトラヒドロフラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、２−イソプロポキシエタノール（ＩＰＰＥ）、ジ（プロピレングリコール）メチルエーテルアセテート（ＤＰＧＭＥＡ）、２−エチル−１−ヘキサノール、グリセリン、ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エタノールアミン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）、エチレングリコールの半エーテルおよび半エステルである。
【００２８】
オルガノシラン化合物の濃度は、用途および特定の化合物に依存して幅広い範囲にわたって変化してよい。適切な濃度は、慣例の実験によって得ることができる。適切な濃度は、一般的に、０．１重量％と低い値から３０重量％までの間で、好ましくは０．５重量％から２０重量％の間で、さらにより好ましくは１重量％〜８重量％の間で変化する。
【００２９】
方法ステップ（ｉｉｉ）による、誘電体基板と、オルガノシラン化合物を含有する溶液との接触は、基板を前記溶液中に浸すかもしくは沈めることによって；または溶液を基板にスプレーすることによって行われる。方法ステップ（ｉｉｉ）による、基板と、オルガノシラン化合物を含有する溶液との接触は、少なくとも１回行われる。あるいは、前記接触は、数回、好ましくは２回から１０回までの間で、より好ましくは２回から５回までの間で、さらにより好ましくは１回から３回までの間で行ってよい。
【００３０】
方法ステップ（ｉｉｉ）による、基板と、オルガノシラン化合物を含有する溶液との接触は、１０秒〜２０分、好ましくは１０秒〜１０分、最も好ましくは１０秒〜５分の範囲の時間で行われる。
【００３１】
方法ステップ（ｉｉｉ）による、基板と、オルガノシラン化合物を含有する溶液との接触は、１５〜１００℃、好ましくは２０〜５０℃、最も好ましくは２３〜３５℃の範囲の温度で行われる。
【００３２】
シラン系接着促進剤の層の厚さは様々であってよく、かつ通常は５ｎｍから１００ｎｍまでの間の厚さを有する。
【００３３】
オルガノシラン化合物は、好ましくは、次式
Ａ（４−ｘ）ＳｉＢｘ
［式中、
それぞれのＡは、独立して、加水分解性基であり、
ｘは、１〜３であり、かつ
それぞれのＢは、独立して、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、アリール、アミノアリールおよび式
ＣｎＨ２ｎＸ
［式中、
ｎは、０〜１５であり、好ましくは０〜１０であり、さらにより好ましくは１〜８であり、最も好ましくは１、２、３、４であり、かつ
Ｘは、アミノ基、アミド基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、ハロ基、メルカプト基、カルボキシ基、カルボキシエステル基、カルボキサミド基、チオカルボキサミド基、アシル基、ビニル基、アリル基、スチリル基、エポキシ基、エポキシシクロヘキシル基、グリシドキシ基、イソシアナト基、チオシアナト基、チオイソシアナト基、ウレイド基、チオウレイド基、グアニジノ基、チオグリシドキシ基、アクリルオキシ基、メタクリルオキシ基からなる群から選択される；またはＸは、カルボキシエステルの残基である；またはＸは、Ｓｉ（ＯＲ）３であり、ここで、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ５アルキル基である］によって表される官能基からなる群から選択される］
によって表される群から選択される。
【００３４】
好ましくは、加水分解性基Ａは、−ＯＨ、−ＯＲ１からなる群から選択され、ここで、Ｒ１は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、−（ＣＨ２）ｙＯＲ２であり、かつここで、ｙは、１，２または３であり、かつＲ２は、ＨまたはＣ１〜Ｃ５アルキル、−ＯＣＯＲ３であり、かつここで、Ｒ３は、ＨまたはＣ１〜Ｃ５アルキルである。
【００３５】
Ｂがアルキル基である場合、それは、好ましくはＣ１〜Ｃ１０アルキル基、さらにより好ましくはＣ１〜Ｃ５アルキル基、例えばメチル、エチル、プロピルまたはイソプロピルである。好ましいアリール基は、置換または非置換のフェニル基およびベンジル基である。好ましいアミノアリール基は、−ＮＨ（Ｃ６Ｈ５）である。
【００３６】
本発明の意味における官能基Ｘは、さらに官能化されることができる。例えば、Ｘ＝アミノは、アルキルアミン置換アミンまたはアリールアミン置換アミン、例えば３−（Ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミノ）を含む。
【００３７】
官能基ＸがＳｉ（ＯＲ）３である場合、Ｒは、好ましくはメチル、エチル、プロピルまたはイソプロピルである。
【００３８】
上記式の範囲における特定の種類の化合物の例は、反応性有機官能基がそれぞれビニル、アミノ、ウレイド、エポキシおよびメタクリルオキシである、ビニルシラン、アミノアルキルシラン、ウレイドアルキルシランエステル、エポキシアルキルシランおよびメタクリルオキシアルキルシランエステル(methacryloalkylsilane esters)である。ビニルシランの例は、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニル−トリス（β（２）−メトキシエトキシ）シランおよびビニルトリアセトキシシランである。本発明で用いるのに好ましいオルガノシランであるアミノアルキルシランの例としては、γ（３）−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびＮ’−（β−アミノエチル）−Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロポキシトリメトキシシランである。適切なウレイドアルキルシランエステルは、γ−ウレイドアルキルトリエトキシシランである一方で、適切なエポキシアルキルシランは、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−エチルトリメトキシシランおよびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランである。有用なメタクリルオキシシランエステルは、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランおよびγ−メタクリルオキシプロピル−トリス（β−メトキシエトキシ）シランである。
【００３９】
少なくとも１種のオルガノシラン化合物は、モノマーオルガノシラン化合物、または誘電体基板の表面上への析出の前に本発明によるモノマーオルガノシラン化合物の（部分）加水分解および縮合によって得られるオリゴマーオルガノシラン化合物のいずれかであってよい。
【００４０】
オルガノシラン化合物の加水分解および縮合は、当該技術分野において周知である。例えば、モノマーオルガノシラン化合物は、酸性触媒、例えば酢酸または希塩酸と反応させられ、モノマーオルガノシラン化合物から誘導されるオリゴマーオルガノシラン化合物の透明な溶液を生じる。
【００４１】
加水分解によって本発明によるモノマーオルガノシラン化合物から誘導されるこのようなオリゴマーシランは、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【００４２】
任意に、この方法ステップの後に基板を熱処理してよい。このような処理は、一般的に、６０℃から２００℃までの間、より好ましくは８０℃から１５０℃までの間の温度で行われる。処理時間は、１分から３０分までの間、好ましくは１分から１０分までの間で変化してよい。
【００４３】
その後、接着促進剤の層をもつ能動部品（基板）の表側（１１）と任意に側壁（２０）を処理して、第一の導電性シード層（１７）を提供する。
【００４４】
ステップ（ｉｖ）による少なくとも１つの金属層の形成は、例えば、
ｉｖａ．基板を貴金属コロイドまたは貴金属イオン含有溶液と接触させること；
ｉｖｂ．基板を少なくとも１種の無電解金属めっき溶液と接触させて第一の金属層を形成すること；
ｉｖｃ．任意に、基板を少なくとも１種の電解金属めっき溶液と接触させて第二の金属層を形成すること；および
ｉｖｄ．任意に、基板を少なくとも１種の電解金属めっき溶液と接触させて第三の金属層を形成すること
を含む。
【００４５】
適用は、例えば、溶液をスプレーして第一の導電性シード層を提供することによるか、または基板を溶液に浸して第一の導電性シード層を提供することによるものであってよい。
【００４６】
ステップ（ｉｖ）については、湿式化学めっき法を適用することによって基板上に金属をめっきするいくつかの方法が当業者に知られている。本発明によれば、湿式化学めっき法は、好ましくは、電解めっき法、浸漬めっきプロセスまたは無電解めっき法である。
【００４７】
本発明の方法のステップ（ｉｖ）では、湿式化学金属めっきプロセスによって接着促進層に少なくとも１つの金属層（１７）を形成することが最も好ましい。
【００４８】
接着促進層をもつ基板表面は、活性化後に、無電解金属化法を用いることによるか、あるいは直接めっき法（電解めっき法）を用いることによって金属化することができる。能動部品のような基板の後続の金属めっきのための典型的な活性化は、以下のように行われる。
【００４９】
好ましくは、第一の金属層は、銅または銅合金を含み、かつ無電解めっきによって析出される。好ましくは、この場合、基板は、例えば、銅の無電解析出の前に貴金属含有コロイドまたは貴金属イオンを含む溶液の析出によって活性化させられる。最も好ましい活性化は、パラジウム−錫コロイドまたはパラジウムイオンの析出によるものである。このような方法は、当技術分野で確立されており、かつ当業者に知られている。
【００５０】
銅の代わりに、第一の金属層は、ニッケルを含むことができる。ニッケルは、ニッケルホウ素合金およびニッケル鉄合金のようなニッケル合金を包含する。
【００５１】
無電解金属化のために、対象物または基板は、還元剤溶液での促進または処理後に、初めにすすがれ、次いでニッケルで無電解めっきされることができる。適切なニッケル浴は、還元剤としての硫酸ニッケル、次亜リン酸塩、例えば次亜リン酸ナトリウム、および有機錯化剤、例えばクエン酸ナトリウム、およびｐＨ調節剤（例えば緩衝剤）といった多数の物質を含有する。
【００５２】
代わりとして、典型的に、銅塩、例えば硫酸銅または塩化銅、およびまたホルムアルデヒドなどの還元剤、およびまたＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸塩）、クエン酸、酒石酸などの１種以上の錯化剤、ならびに水酸化ナトリウムなどのｐＨ調節剤を含有する無電解銅浴を用いることができる。
【００５３】
その後、第二の金属層が、ガルバニめっきとも呼ばれる無電解析出技術または電解析出技術によって析出されることができる。このような第二の金属層が必要であるか否かや、どれだけの層厚が最適であるかは、ＥＭＩ遮蔽要件または熱管理ニーズに依存する。一般的に、金属層の厚さは、ＥＭＩ遮蔽用途よりも熱管理用途の方が高い。好ましくは、基板は、少なくとも第二の金属層を含み、かつ任意に更なる金属層を含むことができる。
【００５４】
場合によっては、第二の金属層が、無電解析出技術によって第一の金属層上に析出されることが好ましい。より好ましくは、第一および第二の金属層の両方が、無電解析出技術によって析出される。さらにより好ましくは、（ｉ）第一の金属層は、銅または銅合金を含み、かつ無電解めっきによって析出され、かつ（ｉｉ）第二の金属層は、ニッケルまたはニッケル合金を含み、かつ第一の金属層上に無電解めっきによって析出される。
【００５５】
別の場合には、以下のことが好ましい：（ｉ）第一の金属層は、（ｉ−ａ）ニッケルもしくはニッケル合金（好ましくはニッケル）または（ｉ−ｂ）銅もしくは銅合金（好ましくは銅）を含み、かつ無電解めっきによって析出され、かつ（ｉｉ）第二の金属層は、（ｉｉ−ａ）ニッケルもしくはニッケル合金または（ｉｉ−ｂ）銅もしくは銅合金を含み、かつ電解めっきによって第一の金属層上に析出される。好ましくは、第二の金属層は、ニッケル合金、より好ましくはニッケル／鉄合金を含む。
【００５６】
別の場合には、以下のことが好ましい：（ｉ）第一の金属層は、（ｉ−ａ）ニッケルもしくはニッケル合金（好ましくはニッケル）または（ｉ−ｂ）銅もしくは銅合金（好ましくは銅）を含み、かつ無電解めっきによって析出され、かつ（ｉｉ）第二の金属層は、（ｉｉ−ａ）銅もしくは銅合金または（ｉｉ−ｂ）錫もしくは錫合金を含み、かつ浸漬めっき（すなわち、置換反応）によって第一の金属層上に析出される。第三の金属層は、（ｉｉｉ−ａ）ニッケルもしくはニッケル合金または（ｉｉｉ−ｂ）銅もしくは銅合金を含み、かつ第二の金属層上（すなわち、浸漬めっき後に存在する層上）への電解めっきによって析出される。好ましくは、第三の金属層は、銅または銅合金、より好ましくは銅を含む。第四の金属層は、（ｖｉ−ａ）ニッケルもしくはニッケル合金または（ｖｉ−ｂ）銅もしくは銅合金を含み、かつ第三の金属層上への無電解または電解めっきによって析出される。好ましくは、第四の金属層は、電解めっきによって析出され、ここで、層は、好ましくは、ニッケル合金、より好ましくはニッケル／鉄合金を含む。
【００５７】
最も好ましくは、（ｉ）第一の金属層は、（ｉ−ａ）ニッケルまたは（ｉ−ｂ）銅を含み、かつ無電解めっきによって析出され、かつ（ｉｉ）第二の金属層は、（ｉｉ−ａ）ニッケルまたは（ｉｉ−ｂ）銅または（ｉｉ−ｃ）ニッケル／鉄合金を含み、かつ電解めっきによって第一の金属層上に析出され、好ましくは、第二の金属層は、（ｉｉ−ｃ）ニッケル／鉄合金を含む。
【００５８】
別の特定の場合には、少なくとも３つの金属層が好ましい（好ましくは、３つの金属層のみが析出される）。好ましくは、析出シーケンスは、以下のとおりである：第一の金属層については、無電解めっきによる析出、その後、第二の金属層については、第一の金属層上への電解析出による析出、その後、第三の金属層については、第二の金属層上への無電解めっきによる析出。より好ましくは、析出シーケンスは、以下のとおりである：第一の金属層は、ニッケルまたはニッケル合金（好ましくはニッケル）を含み、かつ電解めっきによって析出され、その後、第二の金属層は、銅または銅合金（好ましくは銅）を含み、かつ第一の金属層上への電解めっきによって析出され、その後、第三の金属層は、ニッケルまたはニッケル合金（好ましくはニッケル）を含み、かつ第二の金属層上への無電解めっきによって析出される。
【００５９】
後続の電解金属化のために、例えば、ニッケル、銅、銀、金、錫、亜鉛、鉄、鉛またはそれらの合金を析出させるために、任意の金属析出浴を用いることができる。このタイプの析出浴は、当業者に周知である。ワットニッケル浴は、通常、硫酸ニッケル、塩化ニッケルおよびホウ酸ならびに添加剤としてのサッカリンを含有する光沢ニッケル浴として用いられる。光沢銅浴としては、例えば、硫酸銅、硫酸、塩化ナトリウムおよび有機硫黄化合物を含有する組成物が用いられ、ここで、硫黄は、低酸化状態で、例えば有機硫化物または有機二硫化物として、添加剤として存在する。
【００６０】
直接電気めっき法が用いられる場合、すなわち、第一の金属層が、無電解的に析出されるのではなく、対象物または基板を変換溶液で処理した後であって、任意の後続のすすぎ処理の後に電解的に析出される場合、電解金属化浴、例えば、好ましくはワットニッケル浴をベースにして構成されているニッケルストライク浴が用いられる。これらのタイプの浴は、例えば、硫酸ニッケル、塩化ニッケルおよびホウ酸および添加剤としてのサッカリンを含有する。
【００６１】
本発明の目的のために、銅およびニッケルを金属として電解めっきすることが特に好ましい。これらの用途では、析出された金属層、好ましくは銅および／またはの全厚は、一般的に、０．５μｍから３００μｍまでの間の範囲である。熱管理用途の場合、厚さは、２０μｍから３００μｍまでの間、より好ましくは５０μｍから２００μｍまでの間の、より高い範囲が好ましい。ＥＭＩ遮蔽用途では、金属層の全体的な厚さは、好ましくは１μｍから１００μｍまでの間、より好ましくは２μｍから５０μｍまでの間、さらにより好ましくは５μｍから３０μｍまでの間の範囲である。
【００６２】
本発明の好ましい実施形態によれば、ステップ（ｉｖ）で析出される金属層のシーケンスは、以下のａ）〜ｄ）を含む：
ａ）第一の金属層としての銅（無電解的）および第二の金属層としての銅（電解的）、これらの両方は、上記範囲による全体的な厚さを有する。
ｂ）第一の金属層としてのニッケル（無電解的）および第二の金属層としてのニッケル（電解的）、これらの両方は、上記範囲による全体的な厚さを有する。
ｃ）第一の金属層としてのニッケルまたは銅（無電解的）および第二の金属層としてのニッケルまたは銅（電解的）、これらの両方は、上記範囲による全体的な厚さを有する。
ｄ）第一の金属層としてのニッケルまたは銅（無電解的）ならびに第二および第三の金属層としてのニッケルまたは銅（電解的）、これらの両方は、上記範囲による全体的な厚さを有する。
【００６３】
ａ）〜ｄ）による金属層の場合、無電解層の好ましい厚さは、０．５μｍから２０μｍまでの範囲であり、かつ電解層の好ましい厚さは、０．５μｍから３００μｍまでの間の範囲である。
【００６４】
めっきされた金属のＥＭＣへの接着に関する１つの大きな関心事は、金属層の内部応力である。高い内部応力は剥離強度を低下させ、かつ局所的なデラミネーションまたはブリスターを招く可能性すらある。
【００６５】
析出された金属層を熱処理することにより、その下にある基板に対する金属層の剥離強度（ＰＳ）が大幅に高まる。このような熱処理は、アニーリングとも呼ばれる。アニーリングは、金属の材料特性を変えるための公知の処理方法であり、例えば、その延性を高め、内部応力を緩和し、かつ金属構造を均質にすることによって精練する。
【００６６】
このような熱処理は、最終的な金属めっきステップ後の本発明の方法によるステップｖ：
ｖ．少なくとも１つの金属めっき層を１００℃から３００℃までの間の温度に加熱するステップ
で行われる
【００６７】
熱処理は、それぞれの金属めっきステップの後に、または最終的な金属めっきステップの後にのみ行うことができる。
【００６８】
この熱処理のために、基板は、１００℃から３００℃までの間の最高温度、好ましくは２５０℃の最高温度まで、さらにより好ましくは２００℃の最高温度までゆっくりと加熱される。処理時間は、基板材料、めっき金属およびめっき金属層の厚さに依存して変化し、かつ当業者の慣例の実験によって決定されることができる。一般的に、処理時間は、５分から１２０分までの間、好ましくは１０分から６０分までの間の範囲であり、さらにより好ましくは、２０分まで、３０分までまたは４０分までの処理時間で十分である。
【００６９】
最適なアニーリングプロセス温度は、目標性能、樹脂のＴｇまたは許容され得る酸化レベルに依存する。
【００７０】
好ましくは、アニーリング後に、裏側（１４）の保護層（１５）が除去される。あるいは、保護層は、ステップ（ｉｉｉ）における金属化後に除去されてもよい。その後、基板は、完全にダイシングされる。
【００７１】
実施例
以下の試験は、本発明の範囲を限定することなく、その利点を説明することを意図している。
【００７２】
試験では、オルガノシラン化合物としてアミノプロピルトリエトキシシランを使用した。イソプロパノールを有機溶剤として用いた。
【００７３】
試験では、能動部品（基板）用に２つの材料を用い、そのどちらもシリカが充填されたエポキシ系材料である。基板材料１は、住友社製Ｅ７７０Ｄ（表２でＡと表示）および日立社製ＣＥＬ（表２でＢと表示）であった。２つの異なる基板材料のバッチ（表２のバッチ１およびバッチ２）を用いた。計４つのサンプルを各バッチから処理した。値は、表２に示しており、かつ４つのサンプルから測定した平均剥離強度値である。
【００７４】
溶液をスプレー前に新しく調製した。実施したすべての実験において、シラン含有率は１重量％であった。
【００７５】
シラン適用：ソノテック社のＥｘａｃｔａＣｏａｔスプレー装置を用いて、溶液を基板上にスプレーした。すべての調査において、以下のパラメータを設定した：
流速：４ｍｌ／分（６ｍｌ／分）
ノズル距離：８ｃｍ
ノズル速度：１７５ｍｍ／ｓ
オーバーラップ：１２ｍｍ
窒素流量：１．２ｍＰａ
１回のスプレーサイクル
【００７６】
サンプルを、１２５℃で１５分間スプレーした直後に焼成した。
【００７７】
任意に、シランを基板表面に適用する前または後に、サンプルを過マンガン酸塩系の溶液中で、例えば４５ｇ／ｌのＭｎＯ４および４５ｇ／ｌのＮａＯＨを含有する水溶液中で処理してよい。
【００７８】
その後、サンプルを、表１に示すプロセスパラメーターにより金属めっきした。表１は、無電解銅０．８μｍおよび電解析出銅１０μｍを最終的に基板材料に析出するために適用されるプロセスシーケンスを含む。ステップ１および２（ネオガント(Ｎｅｏｇａｎｔｈ)）は、Ａｔｏｔｅｃｈ  Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ  ＧｍｂＨ社の市販製品で、パラジウム系の活性化層を形成するために用いられる。
【００７９】
【表１】
2018502453.tif 000003
【００８０】
基板に対するめっき金属層の剥離強度を、最終的なアニーリング後に、サンプルを幅１ｃｍおよび長さ３ｃｍのストライプに通すことによって測定した。Ｃｈａｔｉｌｌｏｎ  ＬＴＣＭ−６引張り機構を用いてＥｒｉｃｈｓｅｎ  Ｗｕｐｐｅｒｔａｌ  ７０８ひずみゲージで剥離強度測定を行った。すべてのサンプルについての接着値を、表２に示す。
【００８１】
【表２】
2018502453.tif 000004
【００８２】
得られた剥離強度値は、約４Ｎ／ｃｍ以上であり、かつＥＭＩおよび熱管理用途に適している。「Ｐｓｔ  Ｒｆｌ」は、工業プロセスにおけるはんだ付け操作中に基板に現れる熱衝撃を模倣するために用いられる高温でのポストリフロー(post reflow)後に得られる剥離強度値である。本発明による方法は、剥離強度値がこのようなポストリフローによって悪影響を受けない１つ以上の金属層を形成する方法を提供するという点で特に有利である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  能動部品、  １１  能動部品の表側、  １２  チップ、  １３  成形コンパウンドの層、  １４  能動部品の裏側、  １５  保護層、  １６  接着促進層、  １７  少なくとも１つの金属層
【図１】
2018502453.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月11日(2017.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
能動部品の電磁遮蔽および熱管理のための金属層を形成する方法であって、以下のステップ：
（ｉ）少なくとも１つの能動部品（１０）を準備するステップ、ここで、前記能動部品は、成形コンパウンドの層（１３）によって包み込まれた少なくとも１つのチップ（１２）を含む表側（１１）、裏側（１４）および側壁（２０）を有する；
（ｉｉ）前記裏側に、接着テープ、ＵＶ剥離テープおよび一時的なインクの層を積層することによって形成される層から選択される保護層（１５）を形成するステップ；
（ｉｉｉ）前記表側（１１）と任意に側壁（２０）に接着促進層（１６）を形成するステップ；
（ｉｖ）少なくとも１つの金属層（１７）を前記接着促進層に形成するステップ
または
少なくとも１つの金属層（１７）を湿式化学金属めっきプロセスによって前記接着促進層に形成するステップ
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記能動部品の裏側（１４）が、電気的相互接続部またはソルダーボール（１８）を任意に有するＩ／Ｏを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｉｉｉ）により適用される接着促進層（１６）の形成が、
ｉｉｉａ．前記成形コンパウンドの層にシラン系接着促進剤の層を析出させること
を含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記シラン系接着促進剤が、式
Ａ（４−ｘ）ＳｉＢｘ
［式中、
それぞれのＡは、独立して、加水分解性基であり、
ｘは、１〜３であり、かつ
それぞれのＢは、独立して、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、アリール、アミノアリールおよび式
ＣｎＨ２ｎＸ
［式中、
ｎは、０〜１５であり、好ましくは０〜１０であり、さらにより好ましくは１〜８であり、最も好ましくは１、２、３、４であり、かつ
Ｘは、アミノ基、アミド基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、ハロ基、メルカプト基、カルボキシ基、カルボキシエステル基、カルボキサミド基、チオカルボキサミド基、アシル基、ビニル基、アリル基、スチリル基、エポキシ基、エポキシシクロヘキシル基、グリシドキシ基、イソシアナト基、チオシアナト基、チオイソシアナト基、ウレイド基、チオウレイド基、グアニジノ基、チオグリシドキシ基、アクリルオキシ基、メタクリルオキシ基からなる群から選択される；またはＸは、カルボキシエステルの残基である；またはＸは、Ｓｉ（ＯＲ）３であり、ここで、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ５アルキル基である］によって表される官能基からなる群から選択される］
によって表される群から選択されるオルガノシラン化合物である、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記加水分解性基Ａが、−ＯＨ、−ＯＲ１［ここで、Ｒ１は、Ｃ１〜Ｃ５アルキルである］、−（ＣＨ２）ｙＯＲ２［ここで、ｙは、１、２または３であり、かつＲ２は、ＨまたはＣ１〜Ｃ５アルキルである］、−ＯＣＯＲ３［ここで、Ｒ３は、ＨまたはＣ１〜Ｃ５アルキルである］からなる群から選択される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記シラン系接着促進剤の層が、５ｎｍから１００ｎｍまでの間の厚さを有する、請求項３から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ｉｖ）による金属層の形成が、
ｉｖａ．基板を貴金属コロイドまたは貴金属イオン含有溶液と接触させること；
ｉｖｂ．基板を少なくとも１種の無電解金属めっき溶液と接触させること
を含む、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｉｖ）による金属層の形成が、
ｉｖａ．基板を貴金属コロイドまたは貴金属イオン含有溶液と接触させること；
ｉｖｂ．基板を少なくとも１種の無電解金属めっき溶液と接触させること；および
ｉｖｃ．基板を少なくとも１種の電解金属めっき溶液と接触させること
を含む、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記金属層の全体的な厚さが、１μｍから１００μｍまでの間、より好ましくは２μｍから５０μｍまでの間、さらにより好ましくは５μｍから３０μｍまでの間の範囲である、請求項１から８までのいずれか１項記載の電磁遮蔽のための方法。
【請求項１０】
前記金属層の全体的な厚さが、２０μｍから３００μｍまでの間、より好ましくは５０μｍから２００μｍまでの間の範囲である、請求項１から９までのいずれか１項記載の熱管理のための方法。
【請求項１１】
ステップｉｖｂによる無電解金属めっきが、０．５μｍから２０μｍまでの間の厚さを有するニッケル層をもたらす無電解ニッケルめっきと、０．５μｍから２０μｍまでの間の厚さを有する銅層をもたらす無電解銅めっきとを含む、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
ステップｉｖｃによる電解金属めっきが、０．５μｍから３００μｍまでの間の厚さを有するニッケル層をもたらす電解ニッケルめっきと、０．５μｍから３００μｍまでの間の厚さを有する銅層をもたらす電解銅めっきとを含む、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
さらに、ステップ（ｉｖ）の後に、
（ｖ）少なくとも１つの金属めっき層を１００℃から３００℃までの間の温度に加熱すること
を含む、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【国際調査報告】
2018502453.tif 000006
2018502453.tif 000007
2018502453.tif 000008