CN100414699C

CN100414699C - 布线基板

Info

Publication number: CN100414699C
Application number: CNB2006100848073A
Authority: CN
Inventors: 村田真司
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: CN1881574A; JP2006351671A; US20060280918A1; US7452612B2; JP4613103B2

Abstract

本发明的目的是，在布线基板中适当抑制在布线部内或在布线部和基板之间产生的扩散。在本发明的布线基板中，在Au布线部(15)和Ag布线部(17)之间，设置熔点比Au及Ag高的第1高熔点金属部(18)。由于第1高熔点金属部(18)的熔点高，所以扩散系数低，也就是不易扩散的材料。此外还具有作为适当抑制Ag从所述Ag布线部(17)扩散的阻挡材料的功能。如此通过在Au布线部(15)和Ag布线部(17)之间设置第1高熔点金属部(18)，与以往Ag布线部和Au布线部相接形成的方式相比，能够有效地抑制Ag的扩散。

Description

布线基板

技术领域

本发明涉及在基板上形成布线部的布线基板。

背景技术

例如，在等离子体显示面板(PDP)用电极中，由使银电极(以下，称为Ag布线部)和金电极(以下，称为Au布线部)连接的结构形成。这是为了抑制银的迁移(migration)。

但是，在Ag布线部和Au布线部连接的界面产生扩散。在材料不同的布线部之间相接的界面上具有程度差，必然产生扩散。而且，银是非常容易向金扩散的元素，即银因扩散系数非常大而向Au布线部内扩散，在Ag布线部产生空穴(void)。因此，例如在形成布线部后，当在所述布线部的表面上实施镀膜时，出现在产生所述空穴的部位难附着镀膜的问题，此外在最差时，发生断线等。

此外，在Ag布线部和基板之间也出现上述的扩散的问题。尤其，对于基板，在采用低温烧成陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramics)时，Ag容易向所述基板扩散，发生上述的问题。

发明内容

因此，本发明是为解决上述的问题而提出的，尤其，其目的在于提供一种能够适当抑制在布线部内或在布线部和基板之间产生的扩散的布线基板。

本发明的布线基板，其特征在于，具有基板、和形成在所述基板上的布线部，

所述布线部，具有：含Ag形成的第1布线部；材料与所述第1布线部不同的第2布线部；夹在所述第1布线部及所述第2布线部之间，熔点比所述第1布线部及所述第2布线部高的第1高熔点金属部。

高熔点金属，是不易向所述第1布线部及第2布线部扩散的材料，并且，还具有作为能够适当抑制与所述第1高熔点金属部接触的第1布线部的Ag的扩散的阻挡材料的功能。由此，能够适当防止Ag从第1布线部向第2布线部的扩散。因此，与以往相比，能够适当防止在所述布线部产生空穴，能够制造不易产生断线等的布线基板。

此外，在本发明中，优选，在所述基板和至少所述第1布线部之间，形成熔点比所述第1布线部及所述第2布线部高的第2高熔点金属部，能够适当抑制Ag在所述第1布线部和基板间的扩散。

此外，在本发明中，优选，所述第1高熔点金属部及第2高熔点金属部，分别由含有W、Mo或Ta中的至少任何一种元素的金属材料形成。这些材料都是熔点非常高的金属材料，能够有效地抑制Ag在第1布线部和第2布线部间的、及第1布线部和基板间的扩散。

此外，在本发明中，优选，所述第1布线部和第2布线部在高度方向部分对向，从所述对向的所述第1布线部和第2布线部之间，朝所述第1布线部和基板之间，具有一体形成所述第1高熔点金属部及第2高熔点金属部的高熔点金属部。由此，能够有效地抑制Ag在第1布线部和第2布线部间的、及第1布线部和基板间的扩散，同时由于不需要分别形成所述第1高熔点金属部和第2高熔点金属部，所以能够容易制造所要求的布线基板。

此外，本发明中的布线基板，其特征在于，具有基板、和形成在所述基板上的布线部，所述布线部，具有：含Ag形成的第1布线部；材料与所述第1布线部不同的第2布线部；夹在所述第1布线部及所述第2布线部之间的组成调制部，所述组成调制部中所含的Ag的组成比，按照从所述第1布线部侧朝所述第2布线部侧减少。

在该发明中，由于在所述组成调制部，所述第1布线部所含的Ag的组成比，按照朝所述第2布线部侧减少，所以与所述第1布线部和第2布线部相接形成时相比，能够抑制Ag向所述第2布线部内的扩散。扩散现象，在扩散的对象元素即Ag在扩散前不包含在所述第2布线部内，或即使包含组成比也低于包含在第1布线部内的Ag的组成比，在第1布线部和第2布线部的界面附近Ag组成比有差的时候，尤其Ag组成比的差越大，越显著产生。因此，通过在第1布线部和第2布线部之间，设置使Ag的组成比按照从第1布线部侧朝第2布线部侧减少的组成调制部，与以往相比，由于能够减小在所述第1布线部和第2布线部的界面的Ag组成比(或者，能够减小在所述第1布线部和第2布线部的界面附近的Ag组成比的差)，同时也能够减小在第1布线部和组成调制部的界面附近的Ag组成比的差，所以能够适当抑制Ag从第1布线部向第2布线部的扩散。

在上述情况下，优选，所述组成调制部含有Ag和Pd地形成，所述Pd的组成比，按照从所述第1布线部侧向所述第2布线部侧增加。由此，能够适当抑制Ag向第2布线部的扩散。

此外，在本发明中，优选，在所述基板和至少所述第1布线部之间，形成熔点比所述第1布线部及所述第2布线部高的高熔点金属部，优选能够抑制Ag在所述第1布线部和基板间的扩散。

此外，在本发明中，优选，所述高熔点金属部，由含有W、Mo或Ta中的至少任何一种元素的金属材料形成。由于这些材料都是熔点非常高的金属材料，所以能够有效地抑制第1布线部的Ag的扩散。

在本发明中，优选至少在所述第1布线部的表面上形成覆盖部。通过形成该覆盖部，能够适当抑制构成所述第1布线部的Ag引起迁移。

在本发明中，优选所述第2布线部由Au形成。由于Au与Ag相比，比电阻高，电特性差，但是与Ag相比不易产生扩散，所以通过在微细的形状部分，或在相邻的布线部的间隔窄等高精度的部分上，形成由Au构成的第2布线部，能够提供可靠性更高的布线基板。

此外，优选所述第2布线部的表面，是设在所述布线基板上的电子元件的连接电极的连接面。

此外在本发明中，例如，所述基板由低温烧成陶瓷形成。在此种情况下，尤其，由于构成第1布线部的Ag容易向基板侧扩散，所以通过采用本发明，能够有效地抑制Ag向所述基板的扩散。

根据本发明，由于能够适当抑制Ag从含Ag形成的第1布线部向第2布线部或基板的扩散，由此与以往相比，能够适当防止在布线部产生空穴，能够制造不易产生断线等的布线基板。

附图说明

图1是表示在本实施方式的布线基板上搭载电子元件的状态的所述布线基板及电子元件的局部俯视图。

图2是沿高度方向(图示Z方向)从图1所示的A-A线切断且从箭头方向观察的所述布线基板及电子元件的局部剖面图。

图3是放大表示图2所示的B的部位的所述布线基板及电子元件的局部放大剖面图。

图4是与图3不同的方式的所述布线基板及电子元件的局部放大剖面图。

图5是与图3、图4不同的方式的所述布线基板及电子元件的局部放大剖面图。

图6是与图3～图5不同的方式的所述布线基板及电子元件的局部放大剖面图。

图中：10-基板，11-布线部，12-连接电极，13-电子元件，15-Au布线部，16-覆盖部，17-Ag布线部，18-第1高熔点金属部，20-第2高熔点金属部，25-组成调制部，26-高Ag组成比部，27-中Ag组成比部，28-低Ag组成比部，30-高熔点金属部。

具体实施方式

图1是表示在本实施方式的布线基板上搭载电子元件的状态的所述布线基板及电子元件的局部俯视图，图2是沿高度方向(图示Z方向)从图1所示的A-A线切断且从箭头方向观察的所述布线基板及电子元件的局部剖面图，图3是放大表示图2所示的B的部位的所述布线基板及电子元件的局部放大剖面图，图4是与图3不同的方式的所述布线基板及电子元件的局部放大剖面图，图5是与图3、图4不同的方式的所述布线基板及电子元件的局部放大剖面图，图6是与图3～图5不同的方式的所述布线基板及电子元件的局部放大剖面图。

各图中的图示X方向表示宽度方向，图示Y方向表示长度方向，图示Z方向表示高度方向。另外，各方向具有与其余的2个方向正交的关系。

如图1及图2所示，在基板10的上面10a形成有多个布线部11。所述基板10，由低温烧成陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramics)形成。所述低温烧成陶瓷是通过在中间夹着导体地叠层多个生片而形成的。

所述布线部11，例如通过丝网印刷在所述基板10的上面10a形成图形。所述布线部11，是包含导电填充物和粘合剂树脂的涂膜。或者，也可以通过溅射法或镀膜法等形成所述布线部11。另外，在本说明书中，关于所述布线部11的组成，记载只着眼于金属元素。即在所述布线部11是所述的涂膜的时候，在所述布线部11内也含有粘合剂树脂，但是关于所述粘合剂未特别叙述。例如，在作为布线部11的结构表现为“Ag布线部”的情况下，除Ag以外含有粘合剂树脂时和不含粘合剂时都适合。此外，关于组成比，以100质量％表现所述布线部所含的金属元素。即，即使在除金属元素以外含有粘合剂树脂的时候，也记载为除去所述粘合剂树脂，将所述布线部所含的金属元素换算为100质量％。

在所述布线部11上搭载有电子元件13。在所述电子元件13的下面设置多个连接电极12。所述布线部11，延伸形成到所述连接电极12下方。所述布线部11的顶端部11a是与所述电子元件13的连接电极12接触的部位，所述顶端部11a的宽度尺寸非常小。此外，各布线部11的顶端部11a间的间距宽度也非常窄。从所述布线部11的顶端部11a朝后端部11b侧(朝离开所述电子元件13的方向)，所述布线部11的宽度尺寸变宽，此外各布线部的间距也变宽。

所述电子元件13，例如，是具有1个或多个CPU、MPU、ROM及RAM等存储器的IC封装或裸芯片等。所述电子元件13，通过倒装结构连接在所述布线部11上。在所述电子元件13和所述基板10之间设置封装树脂14。

如图3所示，在布线部11的顶端部11a形成有Au布线部(第2布线部)15。所述Au布线部15的上面15a、前端面(朝与图示X方向的相反侧的面)15b及侧端面(在与图示Y方向平行的方向的两侧出现的面)，都未被例如由玻璃形成的覆盖部16覆盖。所述Au布线部15的上面15a成为与所述电子元件13的连接电极12的连接面。

在比所述Au布线部15靠所述布线部11的后端部11b侧形成有Ag布线部(第2布线部)17。另外，在所述Au布线部15和Ag布线部17之间形成有第1高熔点金属部18。

所述第1高熔点金属部18，由熔点比所述Au布线部15及Ag布线部17高的金属材料形成。构成所述Au布线部15的Au或构成Ag布线部17的Ag，熔点大致在1000℃上下。所述第1高熔点金属部18，由含有W、Mo或Ta中的至少任何一种元素的金属材料形成。W、Ta是熔点大致为3400℃左右的高熔点金属材料，Mo是熔点为2600℃左右的高熔点金属材料。

在图3所示的实施方式中，由于在所述Au布线部15和Ag布线部17之间加添熔点比Au及Ag高的第1高熔点金属部18，所以能够适当抑制Ag向Au布线部15内的扩散。由于第1高熔点金属部18的熔点高，所以扩散系数低，即是不易扩散的材料。此外，具有作为能够适当抑制Ag从所述Ag布线部17的扩散的阻挡材料的功能。如此，通过在所述Au布线部15和Ag布线部17之间设置第1高熔点金属部18，所述第1高熔点金属部18本身不易扩散，此外，由于也抑制Ag的扩散，所以与以往Ag布线部和Au布线部相接形成的方式相比，能够有效地抑制Ag的扩散。

此外，Ag也容易向由低温烧成陶瓷形成的基板10扩散。认为这是因为，所述低温烧成陶瓷是由玻璃和陶瓷的混合物构成的生片的叠层物，所述混合物中所含的玻璃是与通常的玻璃不同的组成，由于是与氧化铝基板等相比非常容易扩散的材质，及由于同时烧成所述生片和膏状的布线部11。另外也可以不同时烧成所述生片和膏状的布线部11，但是通常为了简化制造或削减成本等而采用同时烧成。

因此，在图4所示的实施方式中，在所述Ag布线部17和所述基板10之间设置有第2高熔点金属部20。在图4中，所述第2高熔点金属部20也设在第1高熔点金属部18下及Au布线部15下，但也可以不设置。但是，如果在所述第1高熔点金属部18下及Au布线部15下都设置所述第2高熔点金属部20，则能够在所述第2高熔点金属部20上的平坦面上形成所述布线部11，容易以规定形状形成所述布线部11。尤其，为了以高精度的图形形成所述布线部11的顶端部11a，优选尽量在无高低差等的平坦的面上形成所述布线部11，因此，优选在所述第1高熔点金属部18下及Au布线部15下都设置所述第2高熔点金属部20的方式。

所述第2高熔点金属部20，优选与在图3中说明的第1高熔点金属部18同样，由含有W、Mo或Ta中的至少任何一种元素的金属材料形成。所述第1高熔点金属部18和第2高熔点金属部20可以由相同的材料形成、也可以由不同的材料形成。

根据图4所示的实施方式，能够适当抑制Ag在所述Ag布线部17和基板10之间的扩散。

在图5所示的实施方式中，在所述Au布线部15和Ag布线部17之间，形成组成调制部25，该组成调制部25Ag的组成比从所述Ag布线部17侧向所述Au布线部15侧缓慢减少。所述组成调制部25，分为例如从所述Ag布线部17侧向Au布线部15侧而Ag组成比不同的3个区域。从最接近Ag布线部17的一侧朝Au布线部15侧，按高Ag组成比部26、中Ag组成比部27、低Ag组成比部28的顺序形成。例如，在高Ag组成比部26，按Ag为98质量％、Pd为2质量％形成。例如，在中Ag组成比部27，按Ag为95质量％、Pd为5质量％形成。例如，在低Ag组成比部28，按Ag为90质量％、Pd为10质量％形成。

如此，在组成调制部25，从Ag布线部17朝Au布线部15侧，Ag的组成比以98质量％→95质量％→90质量％减少。Pd以2质量％→5质量％→10质量％增加。如此的减少·增加倾向，无论是阶段的还是连续的，哪种都可以。所谓的“阶段的”，指的是在所述高Ag组成比部26、中Ag组成比部27、低Ag组成比部28的各自区域内，具有Ag组成比大概一定的部分的状态。另外，所谓的“连续的”，指的是，基本上没有Ag组成比大概一定的区域，例如Ag组成比的缓慢减少，从Ag布线部17朝Au布线部1 5侧实质上无中断地连续的状态。另外，在所述组成调制部25的所述Ag组成比及Pd组成比，优选也加进在所述组成调制部25的电阻值等进行设定。

通过设置所述组成调制部25，Ag组成比在与所述Au布线部15的界面降低。因此，与所述Au布线部15和Ag布线部17相接形成时相比，能够适当抑制Ag向Au布线部15内扩散。此外，由于Ag布线部17与Ag组成比高的高Ag组成比部26相接，所以在所述Ag布线部17和高Ag组成比部26的界面附近的Ag组成比的差小，因此，能够适当抑制Ag从所述Ag布线部17向高Ag组成比部26的扩散。因而，在图5所示的实施方式中，与Ag布线部17和Au布线部15相接形成的以往时相比，能够适当抑制Ag向Au布线部15内扩散。

在各高Ag组成比部26、中Ag组成比部27、低Ag组成比部28中，作为Ag以外的金属元素优选采用Pd。通过添加Pd，能够适当抑制Ag的扩散。所述Pd的组成比，优选从Ag布线部17朝向Au布线部15增加。在图5所示的实施方式中，Pd组成比，从Ag布线部17侧朝Au布线部15侧，以2质量％→5质量％→10质量％增加。

另外，虽未图示，但在图5的实施方式中，与图4同样，优选至少在所述Ag布线部17和所述基板10之间设置高熔点金属部。由此，能够适当抑制Ag在所述Ag布线部17和所述基板10之间的扩散。更优选，在所述组成调制部25和基板10之间也设置高熔点金属部。由于所述组成调制部25也含有Ag，所以为了适当抑制来自所述组成调制部25的Ag扩散，优选也在基板10和组成调制部25之间设置高熔点金属部。

在图3～图5所示的所有的实施方式中，Au布线部15、第1高熔点金属部18(或组成调制部25)及Ag布线部17，平面排列地形成在所述基板10上。换句话讲，Au布线部15、第1高熔点金属部18(或组成调制部25)及Ag布线部17，在高度方向(图示Z方向)上不重叠，分别从横向相接形成。对此，在图6中，在所述Au布线部15上形成高熔点金属部30，在其上形成Ag布线部17。即，形成在高度方向(图示Z方向)上层叠的方式。如图6所示，从所述Au布线部15的上面15a的一部分朝所述基板10的上面10a形成所述高熔点金属部30，在所述高熔点金属部30上形成所述Ag布线部17，而且，如果在高度方向(图示Z方向)上局部对向地形成所述Au布线部15和所述Ag布线部17，如图4所示，就不需要分别形成第1高熔点金属部18和第2高熔点金属部20，能够以简易的结构形成不易向Au布线部15侧及基板10侧扩散Ag的结构的布线基板，并且，能够使导体电阻低的Ag布线部17尽可能靠近Au布线部15，能够抑制导体特性的劣化。由于所述高熔点金属部30的导体电阻高，所以通过尽量使Ag布线部17靠近所述Au布线部15，能够减小电的损失。另外，也能够代替图6的高熔点金属部30，设置在图5中说明的组成调制部25。在此种情况下，从下依次按低Ag组成比部28、中Ag组成比部27、高Ag组成比部26的顺序叠层形成构成所述组成调制部25的各层。图6所示的Au布线部15的上面15a的一部分露出，电子元件13的连接端子12与所述上面15a连接。

如上所述，在本实施方式中，由于能够适当抑制Ag从Ag布线部17向Au布线部15的扩散，所以能够防止如以往那样在布线部11形成空穴，或产生断线等问题。此外，也能够在所述布线部11上适当实施镀膜。

图3～图6所示的覆盖部16如上所述例如是玻璃。通过用覆盖部16至少覆盖所述Ag布线部17的表面(在本说明书中所述的“表面”，指全部露出的面，即上面、侧端面)，能够适当抑制Ag的迁移。此外，优选用覆盖部16覆盖所述第1高熔点金属部18的表面或组成调制部25的表面，优选能更适当地防止Ag的迁移。此外，也可以代替由玻璃形成的覆盖部16，例如通过实施Au镀膜，也可以抑制所述Ag的迁移。在此种情况下，例如，Au镀膜可以用无电解镀法形成，在布线部11的整个表面上镀膜。但是，在也镀所述Au布线部15的表面实施Au镀膜的结构中，由于如果不高精度地控制镀膜量，例如相邻的布线部11相互间夹着镀层，容易出现断路等问题，此外Au镀膜和Ag布线部17之间的扩散也成为问题，所以优选由玻璃形成所述覆盖部16。

此外，Ag布线部17，也可以与Ag一同含有Ag以外的金属元素。此外Au布线部15也可以含有Au以外的金属元素。此外所述Au布线部15的部分也可以不含Au，由Au以外的金属元素形成。但是Au布线部15的部分，至少由比Ag难产生扩散(扩散指数比Ag小的)材料形成。

此外在本说明书中，所谓“材料不同”，包括组成元素不同时、和组成元素相同但组成比不同时的双方。所谓“组成元素不同时”，如由Au形成的布线部和由Ag形成的布线部。此外所谓“组成比不同时”，例如，是哪个布线部都具有Au和Ag地形成，组成元素相同，但一方的布线部(第1布线部)的Ag的组成比大于另一方的布线部(第2布线部)的Ag的组成比时。但是在后者时，由于在第2布线部即使很少也必然含有Ag，所以优选第2布线部由不含Ag的组成元素形成。

Claims

1. 一种布线基板，其中，具有基板、和形成在所述基板上的布线部，

2. 如权利要求1所述的布线基板，其中，在所述基板和至少所述第1布线部之间，形成有熔点比所述第1布线部及所述第2布线部高的第2高熔点金属部。

3. 如权利要求2所述的布线基板，其中，所述第1高熔点金属部及第2高熔点金属部，分别由含有W、Mo或Ta中的至少任何一种元素的金属材料形成。

4. 如权利要求2所述的布线基板，其中，所述第1布线部和第2布线部在高度方向上部分对向，从所述对向的所述第1布线部和第2布线部之间向所述第1布线部和基板之间，形成有高熔点金属部，所述高熔点金属部一体形成有所述第1高熔点金属部及第2高熔点金属部。

5. 如权利要求4所述的布线基板，其中，所述高熔点金属部，由含有W、Mo或Ta中的至少任何一种元素的金属材料形成。

6. 如权利要求1所述的布线基板，其中，至少在所述第1布线部的表面形成有覆盖部。

7. 如权利要求1所述的布线基板，其中，所述第2布线部由Au形成。

8. 如权利要求1所述的布线基板，其中，所述第2布线部的表面，是设置在所述布线基板上的电子元件的连接电极的连接面。

9. 如权利要求1所述的布线基板，其中，所述基板由低温烧成陶瓷形成。

10. 一种布线基板，其中，具有基板、和形成在所述基板上的布线部，

所述布线部，具有：含Ag形成的第1布线部；材料与所述第1布线部不同的第2布线部；夹在所述第1布线部及所述第2布线部之间的组成调制部，所述组成调制部中所含的Ag的组成比从所述第1布线部侧向所述第2布线部侧减少。

11. 如权利要求10所述的布线基板，其中，所述组成调制部含有Ag和Pd，所述Pd的组成比从所述第1布线部侧向所述第2布线部侧增加。

12. 如权利要求10所述的布线基板，其中，在所述基板和至少所述第1布线部之间，形成有熔点比所述第1布线部及所述第2布线部高的高熔点金属部。

13. 如权利要求12所述的布线基板，其中，所述高熔点金属部，由含有W、Mo或Ta中的至少任何一种元素的金属材料形成。

14. 如权利要求10所述的布线基板，其中，至少在所述第1布线部的表面形成有覆盖部。

15. 如权利要求10所述的布线基板，其中：所述第2布线部由Au形成。

16. 如权利要求10所述的布线基板，其中，所述第2布线部的表面，是设置在所述布线基板上的电子元件的连接电极的连接面。

17. 如权利要求10所述的布线基板，其中，所述基板由低温烧成陶瓷形成。