特許 6390481 めっき付きパワーモジュール用基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6390481

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】めっき付きパワーモジュール用基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 18/32 20060101AFI20180910BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20180910BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20180910BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20180910BHJP

   H05K 3/24 20060101ALI20180910BHJP

【ＦＩ】

   C23C18/32

   H01L23/36 C

   H01L23/12 J

   H05K3/18 M

   H05K3/24 D

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-56143(P2015-56143)

(22)【出願日】2015年3月19日

(65)【公開番号】特開2016-176098(P2016-176098A)

(43)【公開日】2016年10月6日

【審査請求日】2017年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101465

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 正和

(72)【発明者】

【氏名】中林 明

(72)【発明者】

【氏名】西川 仁人

【審査官】 辰己 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１１７８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１４５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９４７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０９６５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３３０３３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ１８／００−２０／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミックス基板の一方の面に直接又はアルミニウム接合層を介して銅回路層を有する回路層が接合されるとともに、前記セラミックス基板の他方の面にアルミニウム金属層及び銅金属層の積層体が接合されてなるパワーモジュール用基板の前記回路層にめっきを施して、めっき付きパワーモジュール用基板を製造する方法であって、前記パワーモジュール用基板の前記積層体に０．１Ｖ以上６Ｖ以下の正電位を印加した状態で前記パワーモジュール用基板をニッケルめっき液中に浸漬して前記回路層上に無電解ニッケルめっき被膜を形成するめっき処理工程を有することを特徴とするめっき付きパワーモジュール用基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、大電流、高電圧を制御する半導体装置に用いられるパワーモジュール用基板であって、回路層に無電解ニッケルめっきを施しためっき付きパワーモジュール用基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のパワーモジュール基板として、セラミックス基板の一方の面にアルミニウム又は銅からなる回路層が積層されるとともに、他方の面にアルミニウムからなる金属層が積層されたものが知られている。また、このパワーモジュール用基板の金属層に放熱板が接合され、回路層の上に半導体チップ等の電子部品がはんだ付けされ、パワーモジュールが製造される。

【0003】

この種のパワーモジュール用基板においては、はんだ濡れ性を向上させて電子部品との接合性を高めるために、回路層の表面にめっき処理が施される。このように、セラミックス基板を挟んで配置される回路層と金属層のうちの一方の層だけにめっきを行うために、めっきを形成したくない部分には部分的にマスキング処理を行い、マスキング部分へのめっきの形成を防止して部分的にめっきをすることが行われている。

【0004】

このようなマスキング技術としては、めっきの形成を防止する部分に半導体レジスト等のマスキング材を形成しておく方法が一般的であるが、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、マスキング材を使用せずに通電を利用した方法が知られている。
特許文献１には、金属板（Ｉ）の主面の少なくとも片面に、絶縁層を介して別の金属板（ＩＩ）が配置された板状金属に、めっき液と逆極性の電流を流し、金属板（ＩＩ）に部分的に無電解めっきを施すことが記載されている。
また、特許文献２には、絶縁層を挟む第１、第２アルミニウム電極層のうち、第１アルミニウム電極板にのみ部分的にめっきを行うために、第２アルミニウム電極層に亜鉛析出防止用の電位を印加した状態でジンケート処理を行うことにより、第１アルミニウム電極層のみに亜鉛置換膜を形成することが記載されており、その後に無電解めっき処理を施すことによって、第１アルミニウム電極層のみに無電解ニッケル被膜を形成することとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３‐１８３８４２号公報

【特許文献2】特開２０１２‐２３７０３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、回路層にニッケルめっきを形成する場合には、パワーモジュール用基板を無電解ニッケルめっき液に浸漬させる。この際、アルミニウムに銅が接合されている場合は、局部電池の形成によりアルミニウムが溶出し、放出された電子が銅に移動することによりニッケルが析出し、無電解めっき反応が開始する。
そのため、回路層とは反対側の金属層にアルミニウム層及び銅層の積層体が用いられていると、その金属層を冷却器に接合するためにめっきを付けたくない場合でも、その金属層の表面にもめっきが形成されてしまう。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、セラミックス基板を介して回路層とは反対側の金属層がアルミニウム層及び銅層の積層体である場合も、この積層体へのめっき形成を防止して銅の回路層への部分的なめっきを可能にするめっき付きパワーモジュール用基板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】

【0008】

本発明のめっき付きパワーモジュール用基板の製造方法は、セラミックス基板の一方の面に直接又はアルミニウム接合層を介して銅回路層を有する回路層が接合されるとともに、前記セラミックス基板の他方の面にアルミニウム金属層及び銅金属層の積層体が接合されてなるパワーモジュール用基板の前記回路層にめっきを施して、めっき付きパワーモジュール用基板を製造する方法であって、前記パワーモジュール用基板の前記積層体に０．１Ｖ以上６Ｖ以下の正電位を印加した状態で前記パワーモジュール用基板をニッケルめっき液中に浸漬して前記回路層上に無電解ニッケルめっき被膜を形成するめっき処理工程を有する。

【0009】

積層体に０．１Ｖ以上６Ｖ以下の正電位を印加した状態で、パワーモジュール用基板をＮｉＰ等のニッケルめっき液中に浸漬させることで、積層体へのめっき反応を抑制することができる。したがって、積層体へのマスキング処理を行う等の煩雑な作業を必要とせずに積層体へのめっき形成を防止することができ、簡素化された工程により、回路層のみに無電解ニッケルめっき被膜を形成することができる。また、回路層がアルミニウム接合層を介して接合される場合には、そのアルミニウム接合層の側面では無電解めっき反応が生じることもあるが、ごく僅かであり、使用上の問題を生ずることはない。

【0010】

この場合、積層体への印加電位が０．１Ｖ未満では、積層体への無電解ニッケルめっきの析出を完全に防止することが難しい。一方、積層体への印加電圧が６Ｖを超えると、アルミニウム金属層がめっき液に溶出する。
また、積層体に電位を印加する方法は、定電流、定電圧のどちらでも構わないが、定電圧で行うことが好ましい。定電流で行う場合は、電流密度を一定にするために、積層体のサイズごとにその表面積を考慮して行う必要があり、作業が煩雑となるからである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、マスキング処理による煩雑な作業を必要とせずに積層体へのめっき形成を防止することができ、簡素化された工程により回路層への部分的なめっきを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態の製造方法におけるめっき処理工程を説明する模式図である。

【図2】本発明の第１実施形態の製造方法により製造されるめっき付きパワーモジュール用基板の断面図である。

【図3】本発明の第２実施形態の製造方法により製造されるめっき付きパワーモジュール用基板の断面図である。

【図4】本発明の第３実施形態の製造方法により製造されるめっき付きパワーモジュール用基板の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第１実施形態の製造方法により製造されるめっき付きパワーモジュール用基板を示しており、このめっき付きパワーモジュール用基板１は、セラミックス基板２の一方の面に銅回路層を備える回路層３が接合され、他方の面に複数のアルミニウム金属層及び銅金属層の積層体４が接合されており、回路層３の表面に無電解ニッケルめっき被膜５が形成されている。

【0014】

このめっき付きパワーモジュール用基板１では、回路層３は、セラミックス基板２に接合されたアルミニウム接合層１１と、このアルミニウム接合層１１の上に接合された銅回路層１２とからなり、積層体４は、セラミックス基板２に接合された第１アルミニウム金属層１５と、この第１アルミニウム金属層１５のセラミックス基板２とは反対の面に接合された銅金属層１６と、この銅金属層１６の第１アルミニウム金属層１５とは反対の面にさらに接合された第２アルミニウム金属層１７とにより構成されている。

【0015】

セラミックス基板２は、回路層３と積層体４との間の電気的接続を防止するものであって、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ_３Ｎ_４（窒化珪素）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）等のセラミックス材料により矩形状に形成され、例えば０．２ｍｍ〜１ｍｍの厚みとされる。
回路層３のアルミニウム接合層１１及び積層体４の第１アルミニウム金属層１５は、純度９９．００質量％以上の純アルミニウム又はアルミニウム合金により形成され、例えば０．１ｍｍ〜５ｍｍの厚みとされ、通常はセラミックス基板１１より小さい矩形状に形成される。これらアルミニウム接合層１１及び第１アルミニウム金属層１５は、セラミックス基板２に、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｇｅ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系またはＡｌ−Ｍｎ系等の合金のろう材により、ろう付け接合される。
また、これらアルミニウム接合層１１及び第１アルミニウム金属層１５は、それぞれプレス加工により所望の外形に打ち抜いたものをセラミックス基板２に接合するか、あるいは平板状のものをセラミックス基板２に接合した後に、エッチング加工により所望の外形に形成するか、いずれかの方法を採用することができる。

【0016】

また、銅回路層１２及び銅金属層１６は、無酸素銅やタフピッチ銅等の純銅又は銅合金により形成され、例えば０．１ｍｍ〜５ｍｍの厚みで平板状に形成される。そして、これら銅回路層１２及び銅金属層１６は、それぞれアルミニウム接合層１１又は第１アルミニウム金属層１５に固相拡散接合により接合される。
さらに、銅金属層１６に接合される第２アルミニウム金属層１７は、ヒートシンクとして機能するもので、A３００３等のアルミニウム合金により形成される。この第２アルミニウム金属層１７と銅金属層１６とは固相拡散接合により接合される。
なお、この第２アルミニウム金属層１７の形状は特に限定されるものではなく、平板状や、平板の表面にフィンが形成されたもの等の適宜の形状のものが含まれ、その平板部分の厚みは例えば０．４ｍｍ〜６ｍｍとされる。

【0017】

なお、各部材の好ましい組み合わせ例としては、セラミックス基板２が厚み０．６３５ｍｍのＡｌＮ、アルミニウム接合層１１が厚み０．４ｍｍの純アルミニウム板（純度９９．９９質量％以上の４Ｎ‐Ａｌ）、第１アルミニウム金属層１５が厚み０．４ｍｍの純アルミニウム板（純度９９．９９質量％以上の４Ｎ‐Ａｌ）で構成される。さらに、銅回路層１２及び銅金属層１６が厚み０．３ｍｍの無酸素銅板、第２アルミニウム金属層１７が厚み３ｍｍのＡ３００３アルミニウム合金板で構成される。

【0018】

そして、このめっき付きパワーモジュール用基板１の回路層３には、所望の回路パターンが形成されており、その表面に無電解ニッケルめっき被膜５が形成されている。この無電解ニッケルめっき被膜５は、ＮｉＰめっきにより、例えば厚み１μｍ〜９μｍに形成される。

【0019】

次に、本実施形態のめっき付きパワーモジュール用基板１の製造方法について説明する。
（パワーモジュール用基板形成工程）
まず、セラミックス基板２の各面にろう材を介してアルミニウム接合層１１及び第１アルミニウム金属層１５となるアルミニウム板を積層し、これらの積層構造体を積層方向に加圧した状態で加熱し、ろう材を溶融させることによってアルミニウム接合層１１及び第１アルミニウム金属層１５となるアルミニウム板をそれぞれセラミックス基板２にろう付け接合し、アルミニウム接合層１１及び第１アルミニウム金属層１５を形成する。具体的には、ろう材としてＡｌ−７％Ｓｉろう材を用い、真空雰囲気中で６１０℃以上６５０℃以下のろう付け温度で１分〜６０分加熱することにより、セラミックス基板２にアルミニウム接合層１１及び第１アルミニウム金属層１５となるアルミニウム板をろう付け接合する。

【0020】

そして、このセラミックス基板２とアルミニウム接合層１１及び第１アルミニウム金属層１５との接合体のアルミニウム接合層１１のセラミックス基板２とは反対の面に銅回路層１２となる銅板、及び第１アルミニウム金属層１５のセラミックス基板２とは反対の面に銅金属層１６となる銅板をそれぞれ重ね、さらに銅金属層１６の第１アルミニウム金属層１５とは反対の面に第２アルミニウム金属層１７となるアルミニウム板を重ねた状態とし、これらの積層構造体を積層方向に加圧した状態で銅とアルミニウムの共晶温度未満で加熱することにより、銅とアルミニウムとを相互に拡散させて固相拡散接合により接合する。具体的には、真空雰囲気中で、加熱温度４００℃以上５４８℃未満で、５分〜２４０分保持することにより固相拡散接合することができる。

【0021】

（ソフトエッチング処理工程）
次に、めっき処理工程の前に、回路層３の銅回路層１２とニッケルめっきとの密着性を確保するため、回路層３にソフトエッチング処理を行い、回路層３の表面の酸化膜を除去する。具体的には、過硫酸塩水溶液（例えば、過硫酸ナトリウムの５ｗｔ％〜３０ｗｔ％水溶液等）、過酸化水素水と硫酸（例えば、過酸化水素濃度：５ｗｔ％、硫酸：１０ｗｔ％）などからなるエッチング液に３０秒から２分浸漬させることにより、ソフトエッチング処理を行う。

【0022】

（めっき処理工程）
そして、図１に示すように、ソフトエッチング処理後の接合体Ｓを、ＮｉＰめっき液Ｍ中に浸漬することによって回路層３に無電解ニッケルめっき被膜５を形成する。このめっき処理は、ＮｉＰめっき液Ｍ中でアルミニウム接合層１１と銅回路層１２との間で局部電池が形成され、アルミニウム接合層１１が溶出し、これにより放出された電子が銅回路層１２に移動することで銅回路層１２上にもニッケルが析出する。このニッケルを触媒としてめっき反応を進行させることにより、銅回路層１２上に無電解ニッケルめっき被膜５が形成されるものである。この際、回路層３とは反対側の積層体４もアルミニウムと銅との積層構造とされていることより、その状態でめっき処理すると、回路層３と同様にめっき反応が生じる。

【0023】

そこで、この積層体４へのめっき反応を抑制するために、積層体４に０．１Ｖ以上６Ｖ以下の正電位を印加した状態で、接合体ＳをＮｉＰめっき液Ｍ中に浸漬する。具体的には、図１に示すように、電源２１の正極に接合体Ｓの積層体４を接続するとともに、電源２１の負極にステンレス鋼等からなる電極２２を接続した状態とし、これら接合体Ｓと電極２２とをＮｉＰめっき液Ｍが貯留されためっき漕２３に浸漬することにより、積層体４に正電位を印加した状態とする。これにより、正電位が印加された積層体４へのめっき反応を抑制することができる一方で、回路層３上には無電解ニッケルめっき被膜５を形成することができる。

【0024】

この場合、積層体４への印加電位が０．１Ｖ未満では、積層体４へのめっき析出を完全に防止することが難しくなる。一方、積層体４への印加電圧が６Ｖを超えると、両アルミニウム金属層１５，１７の溶解が生じる。
なお、積層体４に電位を印加する方法は、定電流、定電圧のどちらでも構わないが、定電圧で行うことが好ましい。定電流で行う場合は、電流密度を一定にするために、積層体４のサイズごとにその表面積を考慮して行う必要があり、作業が煩雑となるからである。

【0025】

なお、回路層３上に無電解ニッケルめっき被膜５が形成されためっき付きパワーモジュール用基板１には、その回路層３の上面に電子部品２５がはんだ付けされ、電子部品２５と回路層３との間がボンディングワイヤ等で接続されて、パワーモジュールが製造される。

【0026】

このように、本実施形態のめっき付きパワーモジュール用基板１の製造方法においては、積層体４に０．１Ｖ以上６Ｖ以下の正電位を印加した状態で、接合体ＳをＮｉＰめっき液Ｍ中に浸漬させることで、積層体４へのめっき反応を抑制することができる。したがって、積層体４へのマスキング処理を行う等の煩雑な作業を必要とせずに積層体４へのめっき形成を防止することができ、簡素化された工程により回路層３のみに無電解ニッケルめっき被膜５を形成することができる。したがって、めっき付きパワーモジュール用基板１を効率的に製造することができ、生産性を向上させることができる。

【0027】

なお、本発明においては、銅回路層１２はセラミックス基板２にアルミニウム接合層１１を介さずに直接接合されていてもよい。図３に示す第２実施形態は、セラミックス基板２の一方の面に銅回路層１２が直接接合され、他方の面にも銅金属層１６が直接接合した、いわゆるＤＢＣ基板に本発明を適用した実施形態である。この第２実施形態のめっき付きパワーモジュール用基板３１の銅金属層１６に、ヒートシンクとしてアルミニウム金属層１７が接合されており、銅回路層１２（この場合はこの銅回路層１２のみが回路層となる）の表面に無電解ニッケルめっき被膜５が形成されている。

【0028】

この第２実施形態のめっき付きパワーモジュール用基板３１を製造する場合、セラミックス基板２の両面にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ又はＡｇ−Ｔｉからなる活性金属を含有するペーストを印刷し、その上に銅回路層１２及び銅金属層１６となる銅板をそれぞれ積層し、その積層構造体を積層方向に加圧し、真空雰囲気下で８００℃以上９３０℃以下に１分以上６０分以下加熱してセラミックス板２に銅回路層１２及び銅金属層１６となる銅板を活性金属ろう付け法によって接合し、銅回路層１２と銅金属層１６を形成する。

【0029】

次に、銅金属層１６のセラミックス基板２とは反対の面にアルミニウム金属層１７を重ねて、これらを固相拡散接合する。これにより、セラミックス基板２の銅回路層１２とは反対側が、銅金属層１６とアルミニウム金属層１７との積層体３２となる。固相拡散接合は第１実施形態に記載した方法で行うことができる。
そして、第１実施形態と同様に、銅回路層１２に対するソフトエッチング処理を経た後、めっき処理工程を実施する。

【0030】

このめっき処理工程においては、積層体３２を陽極として、０．１Ｖ以上６Ｖ以下の正電位を印加した状態でめっき液中に浸漬させるが、回路層は銅回路層１２のみからなるので、そのままではめっきすることができず、既にめっき液中でめっき反応が起きている陰極又は鉄や銅などめっきが可能な金属に予めめっきを析出させたダミー陰極を銅回路層１２に接触することにより、あるいは別途用意した乾電池などの微小電源から微電流を流すことにより、銅回路層１２にめっき反応を開始させる。

【0031】

この第２実施形態においても、積層体３２へのマスキング処理を行う等の煩雑な作業を必要とせずに積層体３２へのめっき形成を防止することができ、銅回路層１２のみに無電解ニッケルめっき被膜５を形成することができる。

【0032】

また、図４は第３実施形態を示しており、セラミックス基板２の一方の面に銅回路層１２が直接接合され、他方の面に第１アルミニウム金属層１５を介して銅金属層１６が接合され、その銅金属層１６にヒートシンクとしての第２アルミニウム金属層１７が接合されている。そして、銅回路層１２に無電解ニッケルめっき被膜５が形成されている。
このめっき付きパワーモジュール用基板３５を製造する場合は、セラミックス基板２の一方の面に銅回路層１２となる銅板をまず活性金属ろう材を用いてろう付け接合した後、セラミックス基板２の他方の面に第１アルミニウム金属層１５となるアルミニウム板をＡｌ−７％Ｓｉ等のろう材を用いてろう付け接合する

【0033】

次いで、その第１アルミニウム金属層１５のセラミックス基板２とは反対の面に銅金属層１６となる銅板を介して第２アルミニウム金属層１７となるアルミニウム板を重ねて、これらを固相拡散接合することにより一体化する。
そして、銅回路層１２に対するソフトエッチング処理を行った後、めっき処理工程を実施する。
このめっき処理工程においても、積層体４を陽極として、０．１Ｖ以上６Ｖ以下の正電位を印加した状態でめっき液中に浸漬させ、銅回路層１２に対して、既にめっき液中でめっき反応が起きている陰極又は鉄や銅などめっきが可能な金属に予めめっきを析出させたダミー陰極を接触することにより、あるいは別途用意した乾電池などの微小電源から微電流を流すことにより、銅回路層１２にめっき反応を開始させる。

【0034】

この第３実施形態においても、積層体４へのマスキング処理を行う等の煩雑な作業を必要とせずに積層体４へのめっき形成を防止することができ、銅回路層１２のみに無電解ニッケルめっき被膜５を形成することができる。

【0035】

なお、本発明は、上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態ではＮｉＰめっき液を用いたが、これに限らず、ＮｉＢめっき液や、他の無電解ニッケルめっき液を用いることが可能である。
また、ソフトエッチング処理工程後に硫酸などによる酸洗浄を行ってもよい。酸洗浄は、例えば１００ｇ／Ｌ硫酸に、室温で３０秒から１分程度浸漬することで行うことができる。

【実施例】

【0036】

本発明の効果を確認するために、めっき付きパワーモジュール用基板を作製してめっき試験を行った。
まず、ＡｌＮからなるセラミックス基板（６０ｍｍ×６０ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）の両面に純度９９．９９質量％以上のアルミニウム（４Ｎ‐Ａｌ）からなるアルミニウム接合層及び第１アルミニウム金属層（いずれも５８ｍｍ×５８ｍｍ×０．４ｍｍｔ）をＡｌ‐Ｓｉ系ろう材によりろう付け接合することにより形成した。また、アルミニウム金属層及び第１アルミニウム金属層に、それぞれ無酸素銅からなる銅回路層及び銅金属層（いずれも５８ｍｍ×５８ｍｍ×０．４ｍｍｔ）を重ね、銅金属層にＪＩＳ３００３アルミニウム合金からなる第２アルミニウム金属層（１２０ｍｍ×８０ｍｍ×３ｍｍｔ）を重ねて、これらを固相拡散接合によって接合し、各試料の接合体を作製した。

【0037】

各試料への無電解ニッケルめっき被膜は、以下に示す手順で作製した。
まず、銅回路層の表面に付着している油分を除去するため、銅洗浄剤ＡＣＬ−００７（上村工業製）を用い、５０℃で５分浸漬させることにより脱脂を行った。
次に、脱脂処理後の接合体について、ソフトエッチング処理を行った。ソフトエッチング処理は、接合体を過硫酸ナトリウム１００ｇ／Ｌの溶液に室温で２分浸漬させることにより行った。
そして、ソフトエッチング処理を終えた接合体に、めっき被膜と回路層との密着性を確保するため、硫酸１００ｇ／Ｌの溶液を用い、室温にて１分浸漬して酸洗浄を行った。

【0038】

酸洗浄後の接合体について、第２アルミニウム金属層にアルミニウム線で作られたラックを接触させて定電圧電源の正極に接続した。また、定電圧電源の負極には、ＳＵＳ３０４製の直径５ｍｍの棒を接続して陰極とし、予めめっき液に浸漬した。そして、第２アルミニウム金属層に通電した状態で、定電圧電源に接続された接合体をめっき液に浸漬することにより、無電解ニッケルめっき被膜を形成した。
めっき液は、低リンタイプ（メルテックス製エンプレート：ＮＩ‐２４６、Ｎｉ５．７ｇ／Ｌ、ｐＨ６．７、８０℃）、中リンタイプ（上村工業製ニムデン：ＮＰＲ‐４、Ｎｉ５．０ｇ／Ｌ、ｐＨ４．６、８０℃）、ＮｉＢタイプ（上村工業製ベルニッケル、Ｎｉ６．７ｇ／Ｌ、ｐＨ６．６、６０℃）を用いて、めっき処理を行った。また、めっき膜厚はいずれも５μｍを目途にめっき時間を設定し、低リンタイプでは１６分、中リンタイプでは２６分、ＮｉＢタイプでは６０分とした。

【0039】

そして、このようにして作製した各試料について、「アルミニウム金属層の溶出」と「アルミニウム金属層へのめっき析出」とを評価した。
「アルミニウム金属層の溶出」の評価は、各試料へのめっき処理工程後のめっき液中のＡｌ濃度を、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製のＯｐｔｉｍａ ３０００ＸＬ）により測定して行った。そして、めっき液中のＡｌ濃度が０．１ｍｇ／Ｌ以下とされるものについては、アルミニウム金属層（第１アルミニウム金属層及び第２アルミニウム金属層）からのＡｌ溶出がないものとして「◎」と評価し、Ａｌ濃度が０．１ｍｇ／Ｌを超え０．３ｍｇ／Ｌ未満については「○」、０．３ｍｇ／Ｌ以上については「×」と評価した。

【0040】

「アルミニウム金属層へのめっき析出」の評価は、第２アルミニウム金属層の表面（セラミックス基板側とは反対側）を走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製Ｓ‐３４００Ｎ、１０ｋＶ）で２５倍の視野でＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−Ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）観察することにより行った。そして、ＥＤＳでＮｉのピークが確認されなかったものをめっき析出がないものとして「○」と評価し、Ｎｉのピークが確認されたものを「×」と評価した。
表１に結果を示す。

【0041】

【表1】

【0042】

表１からわかるように、印加電圧が０．１Ｖ以上の範囲では、第２アルミニウム金属層へのめっき析出が発生しなかった。また、めっき液が低リンタイプ又はＮｉＢタイプの場合、印加電圧が６Ｖ以下の範囲では、第２アルミニウム金属層のＡｌ溶出が発生しないことを確認できた。めっき液が中リンタイプの場合、印加電圧６Ｖではアルミニウム金属層の溶出が若干認められるが、問題となる量ではない。めっき液として中リンタイプを用いる場合、印加電圧が５Ｖ以下の範囲ではＡｌ溶出が発生しないことから、印加電圧が５Ｖ以下の範囲で用いることがより好ましい。

【符号の説明】

【0043】

１ めっき付パワーモジュール用基板
２ セラミックス基板
３ 回路層
４ 積層体
５ 無電解ニッケルめっき被膜
１１ アルミニウム接合層
１２ 銅回路層
１５ 第１アルミニウム金属層
１６ 銅金属層
１７ 第２アルミニウム金属層
２１ 電源
２２ 電極
２３ めっき槽
２５ 電子部品
３１ めっき付きパワーモジュール用基板
３２ 積層体
３５ めっき付きパワーモジュール用基板
Ｓ 接合体
Ｍ めっき液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】