CN110945644B - 布线基板、电子装置用封装件及电子装置 - Google Patents

布线基板、电子装置用封装件及电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110945644B
CN110945644B CN201880049622.XA CN201880049622A CN110945644B CN 110945644 B CN110945644 B CN 110945644B CN 201880049622 A CN201880049622 A CN 201880049622A CN 110945644 B CN110945644 B CN 110945644B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
wiring
electronic device
silicate phase
wiring conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880049622.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110945644A (zh
Inventor
山本诚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Publication of CN110945644A publication Critical patent/CN110945644A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110945644B publication Critical patent/CN110945644B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/06Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties
    • H01L23/08Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties the material being an electrical insulator, e.g. glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/15Ceramic or glass substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822Multilayer substrates
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0271Arrangements for reducing stress or warp in rigid printed circuit boards, e.g. caused by loads, vibrations or differences in thermal expansion
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/04Ceramic interlayers
    • C04B2237/06Oxidic interlayers
    • C04B2237/062Oxidic interlayers based on silica or silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32Ceramic
    • C04B2237/34Oxidic
    • C04B2237/343Alumina or aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40Metallic
    • C04B2237/403Refractory metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40Metallic
    • C04B2237/404Manganese or rhenium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/58Forming a gradient in composition or in properties across the laminate or the joined articles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/68Forming laminates or joining articles wherein at least one substrate contains at least two different parts of macro-size, e.g. one ceramic substrate layer containing an embedded conductor or electrode
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/86Joining of two substrates at their largest surfaces, one surface being complete joined and covered, the other surface not, e.g. a small plate joined at it's largest surface on top of a larger plate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49175Parallel arrangements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/06Thermal details
    • H05K2201/068Thermal details wherein the coefficient of thermal expansion is important
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/11Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
    • H05K2203/1131Sintering, i.e. fusing of metal particles to achieve or improve electrical conductivity
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4611Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
    • H05K3/4626Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
    • H05K3/4629Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

一种布线基板等,具备:绝缘基板,包括具有上表面及下表面的第一层及与第一层的上表面及下表面的至少一方相接并层叠于第一层的第二层,所述第一层以第一含有率含有氧化铝并且含有莫来石,所述第二层以比第一含有率大的第二含有率含有氧化铝;和布线导体,含有锰化合物及钼化合物的至少一方,且位于第一层内,锰硅酸盐相及镁硅酸盐相的至少一方存在于绝缘基板与布线导体的界面部分。

Description

布线基板、电子装置用封装件及电子装置
技术领域
本发明涉及将包括莫来石的绝缘基板和被配置在绝缘基板的布线导体包括在内的布线基板、电子装置用封装件及电子装置。
背景技术
作为被使用于电子部件的搭载用等的基板,公知包括氧化铝质烧结体等的绝缘材料所构成的绝缘基板和被设置在绝缘基板的表面的金属化层的结构。金属化层作为用于电子部件与外部电气电路都的电连接的导电路径发挥功能。在电子部件被安装于布线基板或者电子部件容纳用封装件而成的电子装置中,考虑到信号的传输特性等,提出使用包括莫来石的绝缘材料、或者包括莫来石及矾土(氧化铝)的绝缘材料。
再有,近年来,为了提高从光半导体元件等的电子部件向外部的散热性等,大多开始利用作为输入输出部而将上述基板接合到金属制的框体所得的电子部件容纳用封装件。
发明内容
本发明的一种方式的布线基板具备:绝缘基板,包括具有上表面及下表面的第一层及与所述第一层的所述上表面及所述下表面的至少一方相接并层叠于所述第一层的第二层,所述第一层以第一含有率含有氧化铝并且含有莫来石,所述第二层以比所述第一含有率大的第二含有率含有氧化铝;和布线导体,含有锰化合物及钼化合物的至少一方,且位于所述第一层内。再有,锰硅酸盐相及镁硅酸盐相的至少一方存在于所述绝缘基板与所述布线导体的界面部分。
本发明的一种方式的电子装置用封装件具备:上述结构的布线基板;以及具有凹部并且在该凹部的侧壁的一部分具有开口的金属框体。还有,所述布线基板被接合于所述金属框体,以使得将所述开口堵塞地。
本发明的一种方式的电子装置具备上述结构的电子装置用封装件、和被收纳在所述金属框体的凹部内的电子部件。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的布线基板的一例的剖视图。
图2是将图1的A部分放大而示意性地表示的剖视图。
图3是表示本发明实施方式的布线基板及电子装置用封装件的一例的俯视图。
图4是表示本发明实施方式的电子装置的一例的剖视图。
图5是表示图1所示的布线基板的变形例的剖视图。
图6是将图1的B部分放大来表示的剖视图。
图7是将图3所示的电子装置的变形例中的主要部位放大来表示的剖视图。
图8是将图3所示的电子装置的变形例中的主要部位放大来表示的剖视图。
具体实施方式
参照附图来说明本发明实施方式的布线基板、电子装置用封装件及电子装置。需要说明的是,以下的说明中的上下的区别是为了说明上的方便,并未限定实际上使用布线基板、电子装置用封装件或者电子装置时的上下。
图1的(a)是表示本发明实施方式的布线基板的一例的剖视图。图2是将图1的A部分放大而示意性地表示的剖视图。图3是表示本发明实施方式的布线基板及电子装置用封装件的一例的俯视图。图4是表示本发明实施方式的电子装置的一例的剖视图。
通过包括被相互层叠的第一层1及第二层2的绝缘基板3和位于第一层1内的布线导体4,而基本构成实施方式的布线基板10。再有,通过布线基板10、和具有凹部11a并且在凹部11a内接合有布线基板10的金属框体11,而基本构成实施方式的电子装置用封装件20。还有,通过电子装置用封装件20和被收纳在金属框体11的凹部11a内的电子部件21,而基本构成实施方式的电子装置30。被收纳在凹部11a内的电子部件21与布线基板10电连接,且经由布线基板10而与外部电气电路电连接。通过该电连接,在电子部件21与外部电气电路之间能够进行信号的收发。所传输的信号,例如约为40GH以上,在所收纳的电子部件21为光通信用的部件时,例如约为60GHz(56~64GHz)左右。
(布线基板)
构成布线基板10的绝缘基板3例如在俯视下为矩形状。包括具有分别为矩形状的上表面1a及下表面1b的第一层1、和与第一层1的上表面1a及下表面1b的至少一方相接且被层叠于第一层1的第二层2。在图1~图4所示的例子中,在第一层1的上表面1a及下表面1b两方层叠第二层2。需要说明的是,在这些图所示的例子中,在俯视的情况下第二层2比第一层1的上表面1a及下表面1b小。即,在第一层1的上表面1a及下表面1b分别局部地层叠有第二层2。再者,第一层1的上表面1a是上下两级的台阶状的面,在其上段部分层叠第二层2。换言之,第一层1局部地厚度(上表面1a与下表面1b之间的距离)不同。
绝缘基板3具有作为用于配置布线导体4的基体的功能,该布线导体作为将电子部件21与外部电气电路电连接的导电路径。另外,绝缘基板3具有作为使多根(图3的例子中为2根)布线导体4相互电绝缘地配置的绝缘体的功能。如图1等所示那样,布线导体4位于第一层1内。需要说明的是,在该实施方式的例子中,如上述第一层1的厚度局部地不同,布线导体4在第一层1内位于第一层1的厚度比较大的(厚的)部分。此外,在第一层1的厚度比较小的(薄的)部分中,布线导体4露出于第一层1的上表面1a。
绝缘基板3的第一层1以第一含有率含有氧化铝,并且含有莫来石。再有,第二层2以比上述的第一含有率大的第二含有率含有氧化铝。换言之,分别含有氧化铝的第一层1及第二层2相互被层叠,形成作为主成分之一而含有氧化铝的绝缘基板3。
上述的第一含有率,例如是氧化铝(以下,也称为矾土(alumina))约为10~90质量%。第二含有率例如约为40~99.5质量%,是比上述第一含有率小的含有率。该情况下,如果第一层1中的矾土的含有率为90质量%以下,那么能够将第一层1的相对介电常数减小到约9以下。由此能够有效地减少布线导体4中的高频信号的延迟时间。还有,如果第二层2中的矾土的含有率约为40质量%以上,那么能够将第二层2的机械强度(后述的三点弯曲试验)较大程度地确保为约400MPa以上。再者,在第一层1中的矾土的含有率约为10质量%以上的情况下,在第一层1本身的机械性强度及第一层1与第二层2的接合性这一点上是有利的。如果第二层2中的矾土的含有率为99.5质量%以下,换句话说如果含有矾土以外的二氧化硅等的助材,那么容易良好地确保作为第二层2的烧结性。
如上所述,第二层2仅含有矾土及二氧化硅(氧化硅)等的烧结助材(添加材料),也可以是氧化铝质烧结体。莫来石的相对介电常数约为6.5~7.0,矾土的相对介电常数约为9~10左右。因此,第一层1的相对介电常数,例如约为6.9~8.8左右,第二层2的相对介电常数约为7.4~10左右。
第一层1除了莫来石之外也含有矾土。矾土与莫来石相比,机械性强度较大。例如,依据于JIS R 1601-1995,在三点弯曲抗折强度试验中矾土的强度约为400~620MPa左右,莫来石的强度约为200~300MPa左右。因此,能够使作为第一层1本身及包括第一层1的绝缘基板3的机械强度,与绝缘基板3的整体包含与第一层1同样的莫来石质烧结体的情况相比,有所提高。
在实施方式的布线基板10中,在第一层1之中的布线导体4位于其上表面1a的部分未层叠有第二层2。换句话说,布线导体4在除了位于第一层1内的部分以外,含有莫来石的陶瓷材料与外部(空气)相接触。如上述因为第一层1的相对介电常数比较小,所以位于第一层1内的布线导体4适于传输高频信号时的传输的延迟时间的减少。例如,信号的频率约为40GHz时,与包含氧化铝质烧结体的第二层2位于布线导体4的上侧或者下侧时相比,能够使每单位长度(例如1mm)的延迟时间减少约10%左右。
再有,第二层2如上述机械强度大的矾土的含有率比较大。因此,通过第二层2,能够有效地提高作为绝缘基板3的机械强度。因此,绝缘基板3也能使传输高频信号的布线导体4中的延迟时间的减少或机械强度的确保均变得容易。由此,能够成为高频信号的传输特性及机械性强度高的布线基板10。
上述那样的绝缘基板3的第一层1例如能够如下地进行制作。即,将氧化铝及莫来石的原料粉末和适当的添加材料、有机粘合剂及有机溶剂混炼来制作料浆。以刮浆刀法等的方法将该料浆成型为片状并且切断成规定的尺寸,以制作四角片状的多个陶瓷生片。接下来,将这些陶瓷生片层叠来制作层叠体。然后,在1350~1450℃左右的温度下对该层叠体进行烧成,从而能够制作第一层1。再者,关于第二层2,除了制作氧化铝的含有率比成为第一层1的料浆更大的料浆以外,能够与第一层1的情况同样地进行制作。
包括第一层1及第二层2的绝缘基板3,能够利用玻璃等的接合材料将如上述地制作出的第一层1与第二层2接合来制作。再有,绝缘基板3也能通过将成为第一层1的陶瓷生片与成为第二层2的陶瓷生片层叠并做成层叠体后,对该层叠体进行一体烧成的方法来制作。该情况下,第一层1与第二层2相互同时被烧成,相互牢固地接合在一起。因此,能够有效地提高作为绝缘基板3的机械性强度。需要说明的是,上述一体烧成无论是在莫来石的含有率为0%的情况还是在为85质量%的情况下都能够实现。
实施方式的布线基板10中的布线导体4含有锰化合物及钼化合物的至少一方,且位于第一层1内。在绝缘基板3与布线导体4的界面部分,实际上第一层1与布线导体4的界面部分,存在锰硅酸盐相及镁硅酸盐相的至少一方。以下,并未对锰硅酸盐相及镁硅酸盐相特别地加以区分,而称为硅酸盐相5。
图2是将该绝缘基板3(第一层1)与布线导体4的界面部分放大并加以表示的剖视图。硅酸盐相5是不定形状等,将其一例在图2中示意性地表示。例如,图2中的从第一层1与布线导体4的边界线K起上侧及下侧的虚拟线(双点划线)的区域为界面部分。多个硅酸盐相5分散存在于该区域。
硅酸盐相5例如是图2所示那样的不定形状的粒子,是锰硅酸盐或者镁硅酸盐的多晶体。这些硅酸盐相5的粒子具有包括复杂地弯曲的凹凸的表面。该情况下,第一层1及布线导体4与硅酸盐相5的接合面积比较大。还有,第一层1与硅酸盐相5的接合界面变得容易相对于和第一层1与布线导体4的界面平行的方向而倾斜(包括正交)。因此,针对作用于和第一层1与布线导体4的界面平行的方向的热应力等的应力而言,也能有效地提高第一层1(绝缘基板3)与布线导体4的接合的强度。
第一层1与布线导体4的界面部分中的硅酸盐相5的存在比例例如作为图2所示那样的剖面的观察中的面积的比例,只要为约10~40%即可。该存在比例的测定的方法例如如下所述。首先,制作第一层1与布线导体4的界面部分的剖面试样。接下来,用扫描型电子显微镜(SEM)等来观察该试样,并且进行基于XDR法的硅酸盐相5的元素分析。通过上述那样的方法能够测定上述存在比例。
硅酸盐相5并不局限于不定形状的粒子,当然也可以是球状、椭圆球状或者球状等的在表面的一部分具有凹凸的粒子。另外,也可以包含多种形状的硅酸盐相5。对于硅酸盐相5(粒子)的粒径而言,在多个粒子彼此中可以是相互不同的粒径,也可以粒径统一为相同的程度。不定形状的硅酸盐相5的粒径例如能够作为剖面中的最大的横跨直径距离来求取。
形成上述那样的界面部分的布线导体4例如能够如下地进行制作。首先,将包括锰及钼的至少一方的金属材料的粉末和有机溶剂及粘合剂一起混炼来制作金属糊膏。接下来,利用丝网印刷法等的方法将该金属糊膏以规定图案印刷于第一层1或者成为第一层1的陶瓷生片的表面。然后,在规定温度下对该金属糊膏进行烧成,烧结于第一层1的表面、或者同时进行烧成。通过以上的工序,能够在第一层1及包括其的绝缘基板3上形成布线导体4。
在上述的烧成之际,在金属糊膏与第一层1或者陶瓷生片的界面部分中,产生金属糊膏中的锰与第一层1或者陶瓷生片中的二氧化硅的反应,生成锰硅酸盐,该锰硅酸盐晶体化而形成硅酸盐相5(锰硅酸盐的晶体)。
再者,该情况下,例如如果在金属糊膏中添加镁的粉末,那么在布线导体4与第一层1的界面部分可生成镁硅酸盐的晶体,由此也能形成作为镁硅酸盐相的硅酸盐相5。如果该金属糊膏含有锰及镁双方,那么能够在第一层1与布线导体4的界面部分生成并配置包括锰硅酸盐相及镁硅酸盐相双方的硅酸盐相5。
上述的工序中,通过适当调整金属糊膏中的钼或者镁的含有率、烧成温度及第一层1或者陶瓷生片中的二氧化硅的含有率等条件,能够调整存在于第一层1与布线导体4的下表面部分的硅酸盐相5的比率。
(电子装置用封装件)
如前述,通过上述结构的布线基板10、以及具有凹部11a且在凹部11a的侧壁的一部分具有开口11b的金属框体11而基本构成电子装置用封装件20。在电子装置用封装件20中,布线基板11被接合于金属框体11以使得堵塞开口11b。布线基板10作为用来将收纳于凹部11a内的电子部件21与外部电气电路电连接的导电路径的一部分发挥功能。再有,布线基板10也具有作为将金属框体11的开口11b堵塞的密封材料的功能。即,布线基板10能够作为被使用于光通信等的电子装置用封装件20中的电信号的输入输出端子发挥功能。需要说明的是,在图1等中,表示开口11b被布线基板10堵住的状态。
布线基板10与金属框体11的接合例如能够通过借助锡-银焊料或者金-锡钎焊料等的钎焊料的接合法来进行。该情况下,当然也可以在绝缘基板3之中的与金属框体11接合的部分没置金属层。金属层例如是图1所示的金属化层6。关于金属化层6的详细内容将后述。
需要说明的是,金属框体11例如通过铁-镍-钴合金或者不锈钢等的铁系的合金材料、铜或者以铜为主成分的合金材料等的金属材料来形成。金属框体11可以是凹部11a的底部与框部一体地形成的结构,也可以是作为其他部件的底部与框部被相互接合而得的结构。金属框体11例如能够通过对上述那样的金属材料实施从切断、研削及研磨等金属加工中适宜选出的加工来制作。作为其他部件的底部与框部,例如能够通过经由银钎焊等的钎焊料进行接合的方法而成为一体。
还有,在该实施方式的例子中,在金属框体11的框部分的一部分,设置有将框的内外(从内侧面到外侧面)贯通的贯通孔11c。贯通孔11c例如作为用来穿通用于对凹部11a的内侧与外侧之间进行光连接的构件而配置的空间发挥功能。如果穿通贯通孔11c来配置光纤(未图示),那么在凹部11a的内外能够实现光信号的收发。
该情况下,例如,经由光纤向电子部件21传输光信号,该光信号通过电子部件21被变换为电信号。电信号如上述经由布线基板10而向外部电气电路传输。电信号及光信号的传输也可以是该相反的顺序。再者,通过用保持光纤的套圈等的保持构件将贯通孔11c堵塞,从而也能与布线基板10及后述的盖体23一起将凹部11a的开口部分堵住,将电子部件21气密密封于凹部11a内。
由于上述那样的电子装置用封装件20包括上述结构的布线基板10,故容易制作对高频信号的传输有利的电子装置30。另外,该电子装置用封装件20容易制作布线基板10中的裂缝等得以抑制且对于可靠性提高而言也有利的电子装置30。
(电子装置)
如前述,通过上述结构的电子装置用封装件20和被收纳在金属框体11的凹部11a内的电子部件21,基本构成实施方式的电子装置30。电子部件21,例如如上述是光电变换元件。在实施方式的电子装置30中,电子部件21经由接合引线22而电连接于布线导体4。此外,在图4所示的例子中,盖体23被接合于金属框体11的上表面,并将凹部11a堵塞。由此,通过金属框体11的凹部11a、盖体23及布线基板10而构成对电子部件21进行气密密封的容器(无符号)。需要说明的是,在图4所示的例子中,电子部件21经由子底座24而与框体11的凹部11a的底面接合。子底座24例如包含氧化铝质烧结体,具有以规定高度将电子部件21固定于凹部11a底面的功能。再有,子底座24也具有作为电子部件21与框体11的导热材料的功能。
根据上述那样的电子装置30,由于包括上述结构的电子装置用封装件20,故能够提供对高频信号的传输有利、并且对于可靠性提高而言也有利的电子装置30。即,传输例如超过40GHz的高频信号的布线导体4仅与作为相对介电常数比较小的部分的第一层1或者凹部1a内的空气等气体接触。因此,能够减少布线导体4中的信号的延迟。再有,由于能经由存在于绝缘基板3与布线导体4的界面部分的锰硅酸盐相及镁硅酸盐相的至少一方提高绝缘基板3与布线导体4的接合的可靠性,故能有效地抑制绝缘基板3的裂缝等,提高可靠性。
(其他结构及变形例)
布线基板10例如图3所示那样,第一层1及第二层2在俯视下为四边形状。另外,在第二层2的相互相对置两条边,第一层1具有比第二层2更向外侧突出的突出部1c。在图3中比虚拟线(双点划线)T更向外侧(第二层2的相反侧的方向)伸出的部分即为突出部1c。
在该突出部1c中布线导体4的一部分向第一层1的上表面1a延伸突出。再有,在图3所示的例子中,突出部1c存在于第一层1的厚度方向的一部分。布线导体4从所述突出部1c中的第一层1的上表面1a到上下的第二层2间的第一层1的内部,位于相同的平面上。
换句话说,布线导体4的一部分被配置为从第一层1的内部向外侧露出,布线导体4的露出部分被第一层1的突出部1c保持。换言之,在第一层1的端部分中厚度比较小,使布线导体4的端部分露出。突出部1c的突出长度(布线导体4延伸的方向上的尺寸)例如可以根据后述的接合引线22相对于布线导体4的接合性、突出部1c的机械强度及布线基板10所要求的外形尺寸等的各种条件而适宜地设定。
该例中的突出部1c被配置为夹着电子装置用封装件20的框体11中的将凹部11a包围的框部分而相对置。即,突出部1c位于凹部11a的内侧及外侧。在上述那样的情况下,容易经由焊料等的导电性连接材料而将布线导体4之中的在突出部1c中向外部露出的端部分电连接于外部电气电路(未图示)及经由接合引线22等将电子部件21电连接于布线导体4(上述露出的端部分)。因此,能够设为对电子部件21相对于布线基板10的电连接可靠性提高及生产率的提高而言有利的电子装置用封装件20。
如果在第二层2的相互相对置两条边双方(即,凹部11的内侧及外侧双方)之中的至少一条边,第一层1具有比第二层2更向外侧突出的突出部1c,那么能够得到上述那样的效果。该情况下,在突出部1c中布线导体4的一部分向第一层1的上表面1a及下表面1b的至少一方延伸突出。能够经由接合引线22或者焊料等的导电性连接材料而容易地将电子部件21或者外部电气电路电连接于该布线导体4的延伸突出部分。
另外,如图3所示的例子那样,在布线导体4的整体位于相同的平面上时,因为没有布线导体4的弯折,所以对于反射损耗等损耗的减少来说是有效的。因此,与传输的延迟减少相应地,能够有效地提高高频信号的传导特性。
需要说明的是,在布线导体4的外部连接及与电子部件21的连接的容易程度等的观点来看,未必一定要布线导体4的全部位于相同的平面上。例如,在图5所示的例子中,第一层1的厚度整体是相同的,在其相对置的两条边中,第一层1比第二层2更向外侧突出。需要说明的是,图5是表示图1的变形例的剖视图。在图5中,对与图1同样的部位赋予同样的符号。
在图5所示的例中,布线导体4具有位于第一层1的上表面1a的端部和位于下表面1b的端部,各个端部位于第一层1的突出部1c。换句话说,布线导体4之中的位于第一层1的上表面1a的端部和位于下表面的端部未被第二层2覆盖地露出。因此,这些布线导体4的端部与外部连接及电子部件21的连接较为容易。需要说明的是,布线导体4之中的位于第一层1的内部的部分与上述的端部,经由设置在第一层1内的过孔导体4a而相互电连接。
在上述结构的布线基板10以及包括该布线基板的电子装置用封装件20及电子装置30中,第二层2也可以是氧化铝质烧结体。即,第二层2也可以不含有莫来石。该情况下,能够有效地提高第二层2的机械性强度。因此,能够提高作为绝缘基板3的机械性强度。由此,能够提高布线基板10、电子装置用封装件20及电子装置30的机械性强度及可靠性。
需要说明的是,即便在第二层2包含氧化铝质烧结体时,也能够实现基于成为第一层1的陶瓷生片与含有莫来石的成为第一层1的陶瓷生片的一体烧成的绝缘基板3的制作。再者,也能够实现布线导体4与第一层1的基于同时烧成的形成。
再有,实施方式的布线基板10、电子装置用封装件20及电子装置30,如前述,在第二层2设置有金属层(金属化层6)。金属化层6位于第二层2之中的与第一层1相接的面的相反侧的面。即,金属化层6位于上侧的第二层2的上表面及下侧的第二层2的下表面。金属化层6例如具有作为经由钎焊料将金属框体11接合时的基底金属层的功能。
该金属化层6含有锰化合物及钼化合物的至少一方。还有,例如图6所示那样,锰硅酸盐相及镁硅酸盐相的至少一方(硅酸盐相5)存在于绝缘基板3(第二层2)与金属化层6的界面部分。需要说明的是,图6是将图1的B部分放大来表示的剖视图。在图6中对与图1同样的部位赋予同样的符号。图6中的边界线K表示第二层2与金属化层6的边界。
由于这样的硅酸盐相5的存在,金属化层6与绝缘基板3被相互牢固地接合。因此,例如即便在金属化层6与绝缘基板3之间产生了绝缘基板3与金属框体11的热膨胀率之差引起的热应力,也能够有效地减少金属化层6与绝缘基板3的剥离或者绝缘基板3的裂缝等的机械性破坏的可能性。因此,能够有效地提高作为电子装置30的可靠性。再者,能够提供这种提高容易的布线基板10及电子装置用封装件20。
这样的金属化层6例如能够使用与前述的布线导体4同样的金属材料以同样的方法来形成。该情况下,金属化层6与布线导体4同样地含有锰化合物及钼化合物的至少一方,由此能够使得上述那样的硅酸盐相5的生成容易。
另外,在实施方式的布线基板10、电子装置用封装件20及电子装置30中,锰硅酸盐相及镁硅酸盐相的至少一方即硅酸盐相5也可以存在于第一层1之中的布线导体4所位于的部分及第二层2之中的金属化层6所位于的部分。即,也可以是在绝缘基板3之中的配置有布线导体4及金属化层6那样的金属部分的部分存在硅酸盐相5的布线基板10等。由此,能够提高抑制绝缘基板3的裂缝等机械性破坏的效果。
需要说明的是,本发明未被限定于以上的实施方式例,只要在本发明的主旨的范围内就能够实现各种变形。需要说明的是,以下所示的图7及图8是将图3所示的电子装置的变形例中的主要部位放大来表示的剖视图。在图7及图8中对与图3同样的部位赋予同样的符号。
例如,在图7所示的例子中,在第一层1的相对置的两条边设有突出部1c,布线导体4分别在上下相反侧的面露出。该情况下,能够容易地使露出到第一层1的下侧的布线导体4经由焊料(焊料球等)而电连接于电子部件21。此外,能够容易地使露出到第一层1的上侧的布线导体4经由引线端子等而电连接于外部电气电路。
再有,例如图8所示的例子那样,也可以仅在第一层1的上表面1a侧配置第二层2。该情况下,也能够容易地使露出到第一层1的下表面1b的布线导体4经由焊料25等而电连接于电子部件21(与电子部件21连接的连接端子24a等)(无符号)。再者,能够容易地使露出到第一层1的上表面1a的布线导体4经由引线端子等而电连接于外部电气电路。
-符号说明-
1···第一层
1a···上表面
1b···下表面
1c···突出部
2···第二层
3···绝缘基板
4···布线导体
4a···过孔导体
5···硅酸盐相
6···金属化层(金属层)
10···布线基板
11···框体
11a···凹部
11b···开口
11c···贯通孔
20···电子装置用封装件
21···电子部件
22···接合引线
23···盖体
24···子底座
24a···连接端子
25···焊料
30···电子装置
K···边界线
T···突出部。

Claims (8)

1.一种布线基板,具备:
绝缘基板,包括具有上表面及下表面的第一层及与所述第一层的所述上表面及所述下表面相接并层叠于所述第一层的第二层,所述第一层以第一含有率含有氧化铝并且含有莫来石,所述第二层以比所述第一含有率大的第二含有率含有氧化铝;和
布线导体,含有锰化合物及钼化合物的至少一方,且位于所述第一层内,
锰硅酸盐相及镁硅酸盐相的至少一方存在于所述绝缘基板与所述布线导体的界面部分。
2.根据权利要求1所述的布线基板,其中,
所述第一层及所述第二层在俯视下为四边形状,
在所述第二层的相互相对置的两条边的至少一条边,所述第一层具有比所述第二层向外侧突出的突出部,
在该突出部,所述布线导体的一部分向所述第一层的上表面及下表面的至少一方延伸突出。
3.根据权利要求2所述的布线基板,其中,
所述突出部存在于所述第一层的厚度方向的一部分,
所述布线导体从所述突出部处的所述第一层的上表面或者下表面到所述第二层间的所述第一层的内部,位于相同的平面上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的布线基板,其中,
所述第二层为氧化铝质烧结体。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的布线基板,其中,
所述布线基板还具备:金属层,含有锰化合物及钼化合物的至少一方,并且位于所述第二层之中的与所述第一层相接的面的相反侧的面,
锰硅酸盐相及镁硅酸盐相的至少一方存在于所述绝缘基板与所述金属层的界面部分。
6.根据权利要求5所述的布线基板,其中,
锰硅酸盐相及镁硅酸盐相的至少一方存在于所述第一层之中的所述布线导体所位于的部分及所述第二层之中的所述金属层所位于的部分。
7.一种电子装置用封装件,具备:
权利要求1~6中任一项所述的布线基板;和
金属框体,具有凹部且在该凹部的侧壁的一部分具有开口,
所述布线基板被接合于所述金属框体,以使得将所述开口堵塞。
8.一种电子装置,具备:
权利要求7所述的电子装置用封装件;和
电子部件,被收纳在所述金属框体的凹部内。
CN201880049622.XA 2017-07-24 2018-05-18 布线基板、电子装置用封装件及电子装置 Active CN110945644B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-142478 2017-07-24
JP2017142478 2017-07-24
PCT/JP2018/019377 WO2019021598A1 (ja) 2017-07-24 2018-05-18 配線基板、電子装置用パッケージおよび電子装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110945644A CN110945644A (zh) 2020-03-31
CN110945644B true CN110945644B (zh) 2023-10-31

Family

ID=65041090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880049622.XA Active CN110945644B (zh) 2017-07-24 2018-05-18 布线基板、电子装置用封装件及电子装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11264293B2 (zh)
EP (1) EP3660892A4 (zh)
JP (1) JP6773910B2 (zh)
CN (1) CN110945644B (zh)
WO (1) WO2019021598A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05152463A (ja) * 1991-11-28 1993-06-18 Shinko Electric Ind Co Ltd ムライト−アルミナ多層基板及びその製造方法並びにセラミツクパツケージ
CN103688598A (zh) * 2011-07-22 2014-03-26 京瓷株式会社 布线基板以及电子装置
CN106062946A (zh) * 2014-03-13 2016-10-26 京瓷株式会社 电子部件收纳用封装件以及电子装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5514451A (en) * 1995-01-27 1996-05-07 David Sarnoff Research Center, Inc. Conductive via fill inks for ceramic multilayer circuit boards on support substrates
US6759740B2 (en) * 2001-03-30 2004-07-06 Kyocera Corporation Composite ceramic board, method of producing the same, optical/electronic-mounted circuit substrate using said board, and mounted board equipped with said circuit substrate
JP4575614B2 (ja) * 2001-03-30 2010-11-04 京セラ株式会社 複合セラミック基板
JP3786609B2 (ja) * 2001-09-26 2006-06-14 京セラ株式会社 複合セラミック部品及びその製造方法
DE10350346B4 (de) * 2002-10-29 2012-12-20 Kyocera Corp. Hochfrequenzleitungs-Wellenleiter-Konverter und Hochfrequenzpaket
US20070193026A1 (en) * 2006-02-23 2007-08-23 Chun Christine Dong Electron attachment assisted formation of electrical conductors
WO2012029703A1 (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 京セラ株式会社 入出力部材、素子収納用パッケージおよび半導体装置
KR101238895B1 (ko) * 2010-12-28 2013-03-04 재단법인 포항산업과학연구원 표면 조직이 치밀한 마그네슘 합금 및 그 표면 처리 방법
JP5431433B2 (ja) * 2011-09-30 2014-03-05 株式会社東芝 高周波線路−導波管変換器
CN107534200B (zh) * 2015-05-19 2019-11-08 三菱电机株式会社 同轴微带线路转换电路
JP6813263B2 (ja) * 2015-09-16 2021-01-13 京セラ株式会社 配線基板、半導体素子パッケージおよび半導体装置
WO2017122820A1 (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 日立化成株式会社 Frp前駆体、積層板、金属張積層板、プリント配線板、半導体パッケージ、及びそれらの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05152463A (ja) * 1991-11-28 1993-06-18 Shinko Electric Ind Co Ltd ムライト−アルミナ多層基板及びその製造方法並びにセラミツクパツケージ
CN103688598A (zh) * 2011-07-22 2014-03-26 京瓷株式会社 布线基板以及电子装置
CN106062946A (zh) * 2014-03-13 2016-10-26 京瓷株式会社 电子部件收纳用封装件以及电子装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11264293B2 (en) 2022-03-01
CN110945644A (zh) 2020-03-31
EP3660892A4 (en) 2021-03-31
US20210090963A1 (en) 2021-03-25
JP6773910B2 (ja) 2020-10-21
EP3660892A1 (en) 2020-06-03
WO2019021598A1 (ja) 2019-01-31
JPWO2019021598A1 (ja) 2020-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090014867A1 (en) Seal ring for glass wall microelectronics package
CN106415821B (zh) 元件收纳用封装以及安装结构体
CN110313063B (zh) 布线基板、电子装置用封装体以及电子装置
CN110945644B (zh) 布线基板、电子装置用封装件及电子装置
JP7350902B2 (ja) 絶縁基体、半導体パッケージおよび半導体装置
US20220165889A1 (en) Wiring board, electronic component package, and electronic apparatus
JP5709427B2 (ja) 素子収納用パッケージおよびこれを備えた半導体装置
JP3771853B2 (ja) 入出力端子および半導体素子収納用パッケージ
JP6923474B2 (ja) 半導体素子用パッケージおよび半導体装置
JP5725886B2 (ja) 素子収納用パッケージおよび実装構造体
US11889618B2 (en) Wiring board, electronic component package, and electronic apparatus
JP5334746B2 (ja) 素子収納用パッケージ、並びに実装構造体
JP2004349568A (ja) 入出力端子および半導体素子収納用パッケージならびに半導体装置
JP4167576B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置
JP4000093B2 (ja) 入出力端子、入出力端子の製造方法、入出力端子を用いた半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置
JP4041394B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置
JP2019041045A (ja) 電子部品収納用パッケージおよび電子装置
JP4593802B2 (ja) 半導体素子収納基板
JP2004172298A (ja) 半導体素子収納用パッケージおよびこれを用いた半導体装置
JP2002009194A (ja) 半導体素子搭載用基板
JP2005012032A (ja) 光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置
JP2004158575A (ja) 半導体素子収納用パッケージおよびこれを用いた半導体装置
JP2004158576A (ja) 半導体素子収納用パッケージおよびこれを用いた半導体装置
JP2004207524A (ja) 半導体素子収納用パッケージおよびこれを用いた半導体装置
JP2004207523A (ja) 半導体素子収納用パッケージおよびこれを用いた半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant