低熱膨張率Fe-Ni合金めっきプロセス INVALLOY(第2報)

2019.01.01 電子分野

JCU INTERNATIONAL, INC.　堀　真雄 Masao HORI
総合研究所新規技術開発部　橋本康男 Yasuo HASHIMOTO / 森田麻美 Asami MORITA

はじめに

前報(JCUテクニカルレポート101号　2017年1月発行)にて低熱膨張率を有するFe-Ni合金めっきプロセス「INVALLOY」を紹介した。本報はその続編となり、熱膨張率と皮膜結晶の関係性の詳細、磁気性能および微細配線へのめっき事例を報告する。

めっき皮膜の結晶状態と熱膨張率

① Fe共析率と熱膨張率
INVALLOYで、Fe共析率の異なる皮膜 (膜厚10µm)の熱膨張率(測定範囲25～200℃)を図1に示す。熱膨張率はFe共析率58％で最も低い値を示し、皮膜組成の熱膨張率挙動は2つの変曲点を持つことが確認された。

② Fe共析率と皮膜結晶構造
図2に、Fe共析率が30、52、58および64％のXRD測定結果を示す。Fe：58％まではNi由来の面心立方格子(fcc)構造を有しており、さらに、そのピーク値はFe共析率が大きいほど高角度側にシフト、つまり、格子間距離が小さく高密度な皮膜であることを確認した。一方で、Fe：64％の皮膜はFe由来の体心立方格子bcc(110)面にピークが現れ、fccとbccの混相であることが確認された。また、FIBによる断面観察からFe：58％までは微細な結晶であるのに対し、Fe：64％では結晶粒径が大きくなることも確認された(図3)。以上により、INVALLOYによるFeNi合金皮膜の熱膨張率は、fcc構造と微細結晶を維持した状態で高密度な皮膜となるとき、最低熱膨張率が得られると考えられる。