JP2000022295A - 回路基板 - Google Patents
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- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
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- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
Landscapes
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ワイヤーボンディング信頼性を確
保でき、また、材料減、工程減によりコスト低減するこ
とができ、半田塗れ性が良好な、かつ、実際の工程に適
用した回路基板を提供する。 【解決手段】 ガラス−セラミック材料からなる基体１
に、該基体１と同時焼成によって形成されるＶ2 Ｏ5 を
含有するＡｇを主成分とする表面配線導体２を被着形成
し、前記表面配線導体２の一部に電子部品５をボンディ
ングワイヤＷを介して接続される回路基板である。そし
て、前記表面配線導体２には、膜厚０．３μｍ以下のＡ
ｕフラッシュメッキ層２１が被着形成されている。
保でき、また、材料減、工程減によりコスト低減するこ
とができ、半田塗れ性が良好な、かつ、実際の工程に適
用した回路基板を提供する。 【解決手段】 ガラス−セラミック材料からなる基体１
に、該基体１と同時焼成によって形成されるＶ2 Ｏ5 を
含有するＡｇを主成分とする表面配線導体２を被着形成
し、前記表面配線導体２の一部に電子部品５をボンディ
ングワイヤＷを介して接続される回路基板である。そし
て、前記表面配線導体２には、膜厚０．３μｍ以下のＡ
ｕフラッシュメッキ層２１が被着形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスセラミック
材料を用いて、低温、例えば８００〜１０５０℃で焼成
可能な回路基板に関するものである。
材料を用いて、低温、例えば８００〜１０５０℃で焼成
可能な回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、焼成温度を８００〜１０５０
℃と比較的低い温度で焼成可能な材料を用いた回路基板
が提案されている。
℃と比較的低い温度で焼成可能な材料を用いた回路基板
が提案されている。
【０００３】回路基板は、複数の誘電体（絶縁）層から
なる多層基板の各層間に内部配線導体を有し、同時に、
多層基板の厚み方向に所定内部配線導体を接続するビア
ホール導体を有し、さらに、多層基板の表面に、ＩＣチ
ップなどチップ状電子部品を搭載するための表面配線導
体が形成されている。
なる多層基板の各層間に内部配線導体を有し、同時に、
多層基板の厚み方向に所定内部配線導体を接続するビア
ホール導体を有し、さらに、多層基板の表面に、ＩＣチ
ップなどチップ状電子部品を搭載するための表面配線導
体が形成されている。
【０００４】内部配線導体の導電率を高め、回路の高速
化のために、内部配線導体として、Ａｇ系の導体膜が使
用されている。また、誘電体層としては、Ａｇ系導体の
Ａｇの融点から、低温で焼成可能なガラスーセラミック
層が用いられる。
化のために、内部配線導体として、Ａｇ系の導体膜が使
用されている。また、誘電体層としては、Ａｇ系導体の
Ａｇの融点から、低温で焼成可能なガラスーセラミック
層が用いられる。
【０００５】また、表面配線導体としては、ＩＣチップ
を搭載して、ＡｌやＡｕのワイヤーによるボンディング
接合が可能なように、Ａｇ系やＡｕ系の導体膜が必要で
ある。のような制約を満足するものとして、特開平７−
３２６８３５号が提案されている。
を搭載して、ＡｌやＡｕのワイヤーによるボンディング
接合が可能なように、Ａｇ系やＡｕ系の導体膜が必要で
ある。のような制約を満足するものとして、特開平７−
３２６８３５号が提案されている。
【０００６】しかし、Ａｇ系表面配線導体は、大気中に
露出しているため、大気中の放置（１００時間以上）に
より表面が劣化してしまう。例えば、Ａｇ系表面配線導
体がイオウ成分と反応し硫化したり、塩素成分と反応じ
たりして、表面配線導体が劣化する。このい結果、半田
濡れ性が低下してしまう。
露出しているため、大気中の放置（１００時間以上）に
より表面が劣化してしまう。例えば、Ａｇ系表面配線導
体がイオウ成分と反応し硫化したり、塩素成分と反応じ
たりして、表面配線導体が劣化する。このい結果、半田
濡れ性が低下してしまう。
【０００７】また、表面配線導体とＩＣチップとをワイ
ヤを用いてディング接続する場合、このワイヤーにＡｌ
ワイヤーを用いるとＡｇとＡｌとの接合部分でＡｌが腐
食してしまうという問題があった。即ち、ワイヤを用い
てディング接続する場合、ワイヤの材料などに安価なＡ
ｌが使用できないという大きな制約があった。
ヤを用いてディング接続する場合、このワイヤーにＡｌ
ワイヤーを用いるとＡｇとＡｌとの接合部分でＡｌが腐
食してしまうという問題があった。即ち、ワイヤを用い
てディング接続する場合、ワイヤの材料などに安価なＡ
ｌが使用できないという大きな制約があった。
【０００８】一般に、半田濡れ性、ワイヤーボンディン
グ性を同時に満足するものとして、特許第２７３５７１
６号などのように、基体にＭｏ、Ｗなどの表面配線導体
を配置し、その表面に、Ｎｉメッキ中間層、Ａｕメッキ
表面層を形成していた。
グ性を同時に満足するものとして、特許第２７３５７１
６号などのように、基体にＭｏ、Ｗなどの表面配線導体
を配置し、その表面に、Ｎｉメッキ中間層、Ａｕメッキ
表面層を形成していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような構造で、ワ
イヤーボンディング性を良好に維持するために、Ｎｉメ
ッキの膜厚１μｍぐらい、Ａｕ膜厚が２〜３μｍ以上と
することが重要であり、この結果、工程数、時間、さら
に材料コストがかかってしまう。
イヤーボンディング性を良好に維持するために、Ｎｉメ
ッキの膜厚１μｍぐらい、Ａｕ膜厚が２〜３μｍ以上と
することが重要であり、この結果、工程数、時間、さら
に材料コストがかかってしまう。
【００１０】また、Ａｇ系表面配線導体はＷやＭｏなど
の高融点材料を用いており、低温焼成しよとしても、低
温、例えは８００〜１０５０℃で焼成する基体材料には
使用できないものであった。
の高融点材料を用いており、低温焼成しよとしても、低
温、例えは８００〜１０５０℃で焼成する基体材料には
使用できないものであった。
【００１１】また、Ａｇ系の導体とＡｕ系の導体との接
続界面には、Ａｇ成分がＡｕ導体へ移行し易いため、上
述のＡｕメッキの下部に、別の金属などのメッキ層を介
在させていたが、これにより製造工程中、厚膜技法（導
電性ペーストの印刷など）を中心とする工程に、メッキ
工程が途中で行わなくてはならず、製造工程の煩雑化を
おこしてしまうことになり、実際の工程に供さないもの
であった。
続界面には、Ａｇ成分がＡｕ導体へ移行し易いため、上
述のＡｕメッキの下部に、別の金属などのメッキ層を介
在させていたが、これにより製造工程中、厚膜技法（導
電性ペーストの印刷など）を中心とする工程に、メッキ
工程が途中で行わなくてはならず、製造工程の煩雑化を
おこしてしまうことになり、実際の工程に供さないもの
であった。
【００１２】また、ＮｉメッキとＡｕ膜厚２〜３μｍ以
上でワイヤーボンディング信頼性を確保できるものの、
材料コストがかかっていた。
上でワイヤーボンディング信頼性を確保できるものの、
材料コストがかかっていた。
【００１３】本発明は、上述の問題に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、Ａｇ系導体とＡｕ導体との間
に別の金属部材を用いることなく、しかもＡｕ導体は
０．３μｍ以下と薄くてもワイヤーボンディング信頼性
を確保でき、また、材料減、工程減によりコスト低減す
ることができ、半田塗れ性が良好な、かつ、実際の工程
に適用した回路基板を提供するものである。
ものであり、その目的は、Ａｇ系導体とＡｕ導体との間
に別の金属部材を用いることなく、しかもＡｕ導体は
０．３μｍ以下と薄くてもワイヤーボンディング信頼性
を確保でき、また、材料減、工程減によりコスト低減す
ることができ、半田塗れ性が良好な、かつ、実際の工程
に適用した回路基板を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ガラス
−セラミック材料からなる基体に形成したＶ2 Ｏ5 を含
有するＡｇ系表面配線導体の表面に、Ａｕフラッシュメ
ッキ層を被覆するとともに、前記Ａｕフラッシュメッキ
層上によりボンディングワイヤを介して接続された電子
部品を基体に配置したことを特徴とする回路基板であ
る。
−セラミック材料からなる基体に形成したＶ2 Ｏ5 を含
有するＡｇ系表面配線導体の表面に、Ａｕフラッシュメ
ッキ層を被覆するとともに、前記Ａｕフラッシュメッキ
層上によりボンディングワイヤを介して接続された電子
部品を基体に配置したことを特徴とする回路基板であ
る。
【００１５】
【作用】本発明では、基体上にＶ2 Ｏ5 を含有するＡ系
表面配線導体の表面に、Ａｕのフラッシュメッキ層（厚
み０．３μｍ 以下）が被着形成されている。そして、
Ａｕフラッシュメッキ層は、ＩＣチップ、他チップ部品
と直接電気的に接続する部材であり、Ａｕフラッシュメ
ッキ層を被着することにより、例えば、Ａｌ材料から成
るワイヤでボンディング接続しても、Ａｌ−Ａｇの合金
によるＡｌワイヤの腐食が防止でき、安定な接続が可能
となり、また、ワイヤ材料の制約が解消されることにな
る。
表面配線導体の表面に、Ａｕのフラッシュメッキ層（厚
み０．３μｍ 以下）が被着形成されている。そして、
Ａｕフラッシュメッキ層は、ＩＣチップ、他チップ部品
と直接電気的に接続する部材であり、Ａｕフラッシュメ
ッキ層を被着することにより、例えば、Ａｌ材料から成
るワイヤでボンディング接続しても、Ａｌ−Ａｇの合金
によるＡｌワイヤの腐食が防止でき、安定な接続が可能
となり、また、ワイヤ材料の制約が解消されることにな
る。
【００１６】また、半田接合時においては、Ａｇ系表面
配線導体が大気中に露出することがないため、経時的な
変化が発生せず、半田の濡れ性が良好に維持できる。
配線導体が大気中に露出することがないため、経時的な
変化が発生せず、半田の濡れ性が良好に維持できる。
【００１７】また、従来のように、下地導体層と表面メ
ッキ層との間に、Ｎｉなどの中間メッキ層を用いていな
い。即ち、メッキという異なる工程を減少させることが
できるため、製造工程も非常に簡素化されることにな
る。
ッキ層との間に、Ｎｉなどの中間メッキ層を用いていな
い。即ち、メッキという異なる工程を減少させることが
できるため、製造工程も非常に簡素化されることにな
る。
【００１８】しかも、Ｎｉ中間メッキ層がなく、また、
Ａｕ表面メッキ層の厚みも２〜３μｍも被着させる必要
がないため、材料コストを低減できる。また、はんだ濡
れ性が良好となる。
Ａｕ表面メッキ層の厚みも２〜３μｍも被着させる必要
がないため、材料コストを低減できる。また、はんだ濡
れ性が良好となる。
【００１９】尚、Ｎｉ中間メッキ層の排除により、表面
配線導体に半田の接合を行った場合、半田のＳｎ成分が
表面配線導体側に拡散してしまい、特に熱エージング
（１５０℃以上の環境）により、基体と表面配線導体と
の強固を接合を劣化させてしまうが、本発明では、Ａｇ
系の表面配線導体には、Ｖ2 Ｏ5 成分を含んでいるた
め、基体と表面配線導体との接合を強固に維持した状態
となる。
配線導体に半田の接合を行った場合、半田のＳｎ成分が
表面配線導体側に拡散してしまい、特に熱エージング
（１５０℃以上の環境）により、基体と表面配線導体と
の強固を接合を劣化させてしまうが、本発明では、Ａｇ
系の表面配線導体には、Ｖ2 Ｏ5 成分を含んでいるた
め、基体と表面配線導体との接合を強固に維持した状態
となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の回路基板を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明に係る回路基板の断
面図である。尚、実施例の基体１は、４層の誘電体（絶
縁）層が積層した多層構造となっている。
基づいて説明する。図１は、本発明に係る回路基板の断
面図である。尚、実施例の基体１は、４層の誘電体（絶
縁）層が積層した多層構造となっている。
【００２１】図１において、１０は回路基板であり、１
は基体、２はＡｇ系表面配線導体であり、３は内部配線
層、４はビアホール導体、５はボンディングワイヤによ
って接続された電子部品（ＩＣチップ）、６は半田を介
して接続された電子部品である。尚、表面配線導体２に
は、Ａｕフラッシュメッキ層２１が被着される。
は基体、２はＡｇ系表面配線導体であり、３は内部配線
層、４はビアホール導体、５はボンディングワイヤによ
って接続された電子部品（ＩＣチップ）、６は半田を介
して接続された電子部品である。尚、表面配線導体２に
は、Ａｕフラッシュメッキ層２１が被着される。
【００２２】基体１は、誘電体層１ａ〜１ｄが積層され
て成り、誘電体層１ａ〜１ｄの厚み方向には、ビアホー
ル導体４が形成されている。また、誘電体層１ａ〜１ｄ
の層間には、内部配線３が配置されている。同時に、基
体１の表面には、基体１と同時焼成されて形成されるＡ
ｇ系表面配線導体２が形成されている。
て成り、誘電体層１ａ〜１ｄの厚み方向には、ビアホー
ル導体４が形成されている。また、誘電体層１ａ〜１ｄ
の層間には、内部配線３が配置されている。同時に、基
体１の表面には、基体１と同時焼成されて形成されるＡ
ｇ系表面配線導体２が形成されている。
【００２３】誘電体層１ａ〜１ｄは、ガラス成分と無機
物フィラーであるセラミック成分とから構成されてい
る。ガラスーセラミック材料は、例えば８５０〜１０５
０℃前後の比較的低い温度で焼成可能となるため、セラ
ミック成分としては、クリストバライト、石英、コラン
ダム（αアルミナ）、ムライト、コージライトなどが例
示できる。また、ガラス成分として複数の金属酸化物を
含むガラスフリットを焼成処理することによって、コー
ジェライト、ムライト、アノーサイト、セルジアン、ス
ピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタ
ライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも１種類を析
出するものである。この誘電体層１ａ〜１ｄの厚みは、
例えば１００〜３００μｍ程度である。
物フィラーであるセラミック成分とから構成されてい
る。ガラスーセラミック材料は、例えば８５０〜１０５
０℃前後の比較的低い温度で焼成可能となるため、セラ
ミック成分としては、クリストバライト、石英、コラン
ダム（αアルミナ）、ムライト、コージライトなどが例
示できる。また、ガラス成分として複数の金属酸化物を
含むガラスフリットを焼成処理することによって、コー
ジェライト、ムライト、アノーサイト、セルジアン、ス
ピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタ
ライトやその置換誘導体の結晶を少なくとも１種類を析
出するものである。この誘電体層１ａ〜１ｄの厚みは、
例えば１００〜３００μｍ程度である。
【００２４】内部配線層３、ビアホール導体４は、Ａｇ
系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ合金）など導体膜
（導体）からなり、内部配線層３の厚みは８〜１５μｍ
程度であり、ビアホール導体４の直径は任意な値とする
ことができるが、例えば直径は８０〜２５０μｍであ
る。
系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ合金）など導体膜
（導体）からなり、内部配線層３の厚みは８〜１５μｍ
程度であり、ビアホール導体４の直径は任意な値とする
ことができるが、例えば直径は８０〜２５０μｍであ
る。
【００２５】また、基体１の表面には、Ａｇ系表面配線
導体２が配置されている。表面配線導体２は、基体１と
同時に焼成された形成され、その表面にはＡｕフラッシ
ュメッキ層２１が被着されている。このＡｇ系表面配線
導体２は、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ
などのＡｇ合金）導体材料と、基体１のアンカー効果に
より強固な接合を達成するＶ2 Ｏ5 を含むものである。
導体２が配置されている。表面配線導体２は、基体１と
同時に焼成された形成され、その表面にはＡｕフラッシ
ュメッキ層２１が被着されている。このＡｇ系表面配線
導体２は、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ
などのＡｇ合金）導体材料と、基体１のアンカー効果に
より強固な接合を達成するＶ2 Ｏ5 を含むものである。
【００２６】Ａｇフラッシュメッキ層２１が被着された
表面配線導体２は、主に基体の表面の回路配線を構成す
るとともに、ボンディングワイヤＷによって接続される
電子部品５のボンディングパッドを構成したり、半田を
介して接続される電子部品６の接続パッドを構成した
り、また、厚膜抵抗膜、厚膜コンデンサ素子や外部回路
と接続する端子電極となる。
表面配線導体２は、主に基体の表面の回路配線を構成す
るとともに、ボンディングワイヤＷによって接続される
電子部品５のボンディングパッドを構成したり、半田を
介して接続される電子部品６の接続パッドを構成した
り、また、厚膜抵抗膜、厚膜コンデンサ素子や外部回路
と接続する端子電極となる。
【００２７】Ａｇ系表面配線導体２は、表面に膜厚０．
３μｍ以下のＡｕフラッシュメッキ層２１が形成されて
いるため、ワイヤーＷの材料が、Ａｌであっても、ま
た、メッキ層２１の膜厚が薄くても支障なくボンディン
グが可能である。しかも、この膜厚により、材料コス
ト、メッキ時間の低減化が可能となる。当然、高価なワ
イヤーＷの材料であるＡｕであってもボンディングが可
能である。
３μｍ以下のＡｕフラッシュメッキ層２１が形成されて
いるため、ワイヤーＷの材料が、Ａｌであっても、ま
た、メッキ層２１の膜厚が薄くても支障なくボンディン
グが可能である。しかも、この膜厚により、材料コス
ト、メッキ時間の低減化が可能となる。当然、高価なワ
イヤーＷの材料であるＡｕであってもボンディングが可
能である。
【００２８】また、Ａｕフラッシュメッキ層２１により
はんだ濡れ性が良好に維持できる。
はんだ濡れ性が良好に維持できる。
【００２９】これは、表面配線導体２の大気放置などに
よって発生する硫化などを、Ａｕフラッシュメッキ層２
１の存在により、大気との遮断ができるためである。
よって発生する硫化などを、Ａｕフラッシュメッキ層２
１の存在により、大気との遮断ができるためである。
【００３０】また、半田接合時に半田のＳｎ成分が、表
面配線導体２側に拡散し、基体１と表面配線導体２との
接合状態を劣化させることが考えられるが、本発明で
は、表面配線導体２にはＶ2 Ｏ5 成分が含まれているた
め、表面配線導体２と基体１との間で強固なアンカー効
果が示され、半田接合後の熱エージングを行っても、
１．０ｋｇ重／２ｍｍ角以上の初期状態の接合強度が持
続しな得られることになる。即ち、Ｖ2 Ｏ5 成分を含む
Ａｇ系表面配線導体２により、従来のようにＮｉ中間メ
ッキ層が膜厚の厚いＡｕメッキ層が不要となると言え
る。
面配線導体２側に拡散し、基体１と表面配線導体２との
接合状態を劣化させることが考えられるが、本発明で
は、表面配線導体２にはＶ2 Ｏ5 成分が含まれているた
め、表面配線導体２と基体１との間で強固なアンカー効
果が示され、半田接合後の熱エージングを行っても、
１．０ｋｇ重／２ｍｍ角以上の初期状態の接合強度が持
続しな得られることになる。即ち、Ｖ2 Ｏ5 成分を含む
Ａｇ系表面配線導体２により、従来のようにＮｉ中間メ
ッキ層が膜厚の厚いＡｕメッキ層が不要となると言え
る。
【００３１】上述の回路基板の製造方法について説明す
る。
る。
【００３２】まず、誘電体層１ａ〜１ｄとなるガラスー
セラミック材料から成るグリーンシートを形成する。具
体的には、セラミック粉末、低融点ガラス成分のフリッ
ト、有機バインダ、有機溶剤を均質混練したスラリー
を、ドクターブレード法によって所定厚みにテープ成形
して、所定大きさに切断してシートを作成する。
セラミック材料から成るグリーンシートを形成する。具
体的には、セラミック粉末、低融点ガラス成分のフリッ
ト、有機バインダ、有機溶剤を均質混練したスラリー
を、ドクターブレード法によって所定厚みにテープ成形
して、所定大きさに切断してシートを作成する。
【００３３】セラミック粉末は、クリストバライト、石
英、コランダム（αアルミナ）、ムライト、コージライ
トなどの絶縁セラミック材料、ＢａＴｉＯ3 、Ｐｂ4 Ｆ
ｅ2Ｎｂ2 Ｏ12、ＴｉＯ2 などの誘電体セラミック材
料、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト（広
義の意味でセラミックという）などの磁性体セラミック
材料などが挙げられ、その平均粒径１．０〜６．０μ
ｍ、好ましくは１．５〜４．０μｍに粉砕しものを用い
る。尚、セラミック材料は２種以上混合して用いられて
もよい。特に、コランダムを用いた場合、コスト的に有
利となる。
英、コランダム（αアルミナ）、ムライト、コージライ
トなどの絶縁セラミック材料、ＢａＴｉＯ3 、Ｐｂ4 Ｆ
ｅ2Ｎｂ2 Ｏ12、ＴｉＯ2 などの誘電体セラミック材
料、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト（広
義の意味でセラミックという）などの磁性体セラミック
材料などが挙げられ、その平均粒径１．０〜６．０μ
ｍ、好ましくは１．５〜４．０μｍに粉砕しものを用い
る。尚、セラミック材料は２種以上混合して用いられて
もよい。特に、コランダムを用いた場合、コスト的に有
利となる。
【００３４】低融点ガラス成分のフリットは、焼成処理
することによってコージェライト、ムライト、アノーサ
イト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイ
ト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶や
スピネル構造の結晶相を析出するものであればよく、例
えば、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯ、アル
カリ土類酸化物を含むガラスフリットが挙げられる。こ
の様なガラスフリットは、ガラス化範囲が広くまた屈伏
点が６００〜８００℃付近にあるため、８５０〜１０５
０℃程度の低温焼成に適し、Ａｇ系内部配線層３、Ａｇ
系表面配線導体２の導体膜との焼結挙動が近似してい
る。尚、このガラスフリットの平均粒径は、１．０〜
６．０μｍ、１．５〜３．５μｍである。
することによってコージェライト、ムライト、アノーサ
イト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイ
ト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶や
スピネル構造の結晶相を析出するものであればよく、例
えば、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯ、アル
カリ土類酸化物を含むガラスフリットが挙げられる。こ
の様なガラスフリットは、ガラス化範囲が広くまた屈伏
点が６００〜８００℃付近にあるため、８５０〜１０５
０℃程度の低温焼成に適し、Ａｇ系内部配線層３、Ａｇ
系表面配線導体２の導体膜との焼結挙動が近似してい
る。尚、このガラスフリットの平均粒径は、１．０〜
６．０μｍ、１．５〜３．５μｍである。
【００３５】上述のセラミック材料とガラス材料との構
成比率は、８５０〜１０５０℃の比較的低温で焼成する
ために、セラミック材料が１０〜６０ｗｔ％、好ましく
は３０〜５０ｗｔ％であり、ガラス材料が９０〜４０ｗ
ｔ％、好ましくは７０〜５０ｗｔ％である。
成比率は、８５０〜１０５０℃の比較的低温で焼成する
ために、セラミック材料が１０〜６０ｗｔ％、好ましく
は３０〜５０ｗｔ％であり、ガラス材料が９０〜４０ｗ
ｔ％、好ましくは７０〜５０ｗｔ％である。
【００３６】有機バインダは、固形分（セラミック粉
末、低融点ガラス成分のフリット）との濡れ性も重視す
る必要があり、比較的低温で且つ短時間の焼成工程で焼
失できるように熱分解性に優れたものが好ましく、アク
リル酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキ
シル基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和
化合物が好ましい。
末、低融点ガラス成分のフリット）との濡れ性も重視す
る必要があり、比較的低温で且つ短時間の焼成工程で焼
失できるように熱分解性に優れたものが好ましく、アク
リル酸もしくはメタクリル酸系重合体のようなカルボキ
シル基、アルコール性水酸基を備えたエチレン性不飽和
化合物が好ましい。
【００３７】溶剤として、有機系溶剤、水系溶剤を用い
ることができる。例えば、有機溶剤の場合には、２．
２．４−トリメチル−１．３−ペンタンジオールモノイ
ソベンチートなどが用いられ、水系溶剤の場合には、水
溶性である必要があり、モノマー及びバインダには、親
水性の官能基、例えばカルボキシル基が付加されてい
る。その付加量は酸価で表せば２〜３００であり、好ま
しくは５〜１００である。
ることができる。例えば、有機溶剤の場合には、２．
２．４−トリメチル−１．３−ペンタンジオールモノイ
ソベンチートなどが用いられ、水系溶剤の場合には、水
溶性である必要があり、モノマー及びバインダには、親
水性の官能基、例えばカルボキシル基が付加されてい
る。その付加量は酸価で表せば２〜３００であり、好ま
しくは５〜１００である。
【００３８】付加量が少ない場合は水への溶解性、固定
成分の粉末の分散性が悪くなり、多い場合は熱分解性が
悪くなるため、付加量は、水への溶解性、分散性、熱分
解性を考慮して、上述の範囲で適宜付加される。
成分の粉末の分散性が悪くなり、多い場合は熱分解性が
悪くなるため、付加量は、水への溶解性、分散性、熱分
解性を考慮して、上述の範囲で適宜付加される。
【００３９】次に、誘電体層１ａ〜１ｄとなるグリーン
シートに、各層のビアホール導体４の形成位置に対応し
て、所定径の貫通孔をパンチングによって形成する。
シートに、各層のビアホール導体４の形成位置に対応し
て、所定径の貫通孔をパンチングによって形成する。
【００４０】次に、グリーンシートの貫通孔に、ビアホ
ール導体４の導体をＡｇ系導電性ペーストを印刷・充填
するとともに、誘電体層１ｂ〜１ｄとなるグリーンシー
ト上に、各内部配線層３となる導体膜を印刷し、乾燥処
理を行う。
ール導体４の導体をＡｇ系導電性ペーストを印刷・充填
するとともに、誘電体層１ｂ〜１ｄとなるグリーンシー
ト上に、各内部配線層３となる導体膜を印刷し、乾燥処
理を行う。
【００４１】ここで、ビアホール導体、内部配線層を形
成するＡｇ系導電性ペーストは、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａ
ｇ−ＰｄなどのＡｇ合金）粉末、ホウ珪酸系低融点ガラ
スフリット、エチルセルロースなどの有機バインダー、
溶剤を均質混合したものが用いられる。
成するＡｇ系導電性ペーストは、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａ
ｇ−ＰｄなどのＡｇ合金）粉末、ホウ珪酸系低融点ガラ
スフリット、エチルセルロースなどの有機バインダー、
溶剤を均質混合したものが用いられる。
【００４２】また、誘電体層１ａとなるグリーンシート
上に、表面配線導体２となる導体膜を、表面配線導体用
Ａｇ系導電性ペーストを用いて印刷し、乾燥処理を行
う。この時の厚みは、１０〜５０μｍ程度である。
上に、表面配線導体２となる導体膜を、表面配線導体用
Ａｇ系導電性ペーストを用いて印刷し、乾燥処理を行
う。この時の厚みは、１０〜５０μｍ程度である。
【００４３】このＡｇ系導電性ペーストは、例えば、Ａ
ｇ粉末、Ｐｔ粉末、低融点ガラスフリット、有機バイン
ダー、溶剤を均質混合したものが用いられる。尚、その
他に、Ｖ2 Ｏ5 粉末を各金属成分に対して０．２ 〜
１．０ｗｔ％添加すると、基体１との接着強度が向上し
て望ましい。尚、Ｖ2 Ｏ5 粉末を各金属成分に対して
０．２ｗｔ％未満では、充分なアンカー効果が得られ
ず、また、１．０ｗｔ％を越えると表面配線導体２の表
面に析出されてしまい、Ａｕフラッシュメッキ層２１が
被着できなくなってしまう。
ｇ粉末、Ｐｔ粉末、低融点ガラスフリット、有機バイン
ダー、溶剤を均質混合したものが用いられる。尚、その
他に、Ｖ2 Ｏ5 粉末を各金属成分に対して０．２ 〜
１．０ｗｔ％添加すると、基体１との接着強度が向上し
て望ましい。尚、Ｖ2 Ｏ5 粉末を各金属成分に対して
０．２ｗｔ％未満では、充分なアンカー効果が得られ
ず、また、１．０ｗｔ％を越えると表面配線導体２の表
面に析出されてしまい、Ａｕフラッシュメッキ層２１が
被着できなくなってしまう。
【００４４】このようにビアホール導体４となる導体、
内部配線導体膜３となる導体膜が形成された誘電体層１
ｂ〜１ｄとなるグリーンシート、表面配線導体２となる
導体膜が形成された誘電体層１ａとなるグリーンシート
を、基体１の誘電体層１ａ〜１ｄの積層順に応じて積層
一体化する。
内部配線導体膜３となる導体膜が形成された誘電体層１
ｂ〜１ｄとなるグリーンシート、表面配線導体２となる
導体膜が形成された誘電体層１ａとなるグリーンシート
を、基体１の誘電体層１ａ〜１ｄの積層順に応じて積層
一体化する。
【００４５】次に、未焼成の積層体を、酸化性雰囲気ま
たは大気雰囲気で焼成処理する。焼成処理は、脱バイン
ダ過程と焼結過程からなる。
たは大気雰囲気で焼成処理する。焼成処理は、脱バイン
ダ過程と焼結過程からなる。
【００４６】脱バインダ過程は、誘電体層１ａ〜１ｄと
なるグリーンシート、内部配線導体膜３となる導体膜、
ビアホール導体４となる導体、表面配線導体２となる導
体膜に含まれる有機成分を焼失するためのものであり、
例えば６００℃以下の温度領域で行われる。
なるグリーンシート、内部配線導体膜３となる導体膜、
ビアホール導体４となる導体、表面配線導体２となる導
体膜に含まれる有機成分を焼失するためのものであり、
例えば６００℃以下の温度領域で行われる。
【００４７】また、焼結過程は、グリーンシートのガラ
ス成分を結晶化させると同時にセラミック粉末の粒界に
均一に分散させ、基体に一定強度が発生し、内部配線層
３となる導体膜、ビアホール導体４となる導体、表面配
線導体２となる導体膜の導電材料の金属粉末、Ａｇ粉末
等が粒成長させて、低抵抗化させ、誘電体層１ａ〜１ｄ
と一体化させるものである。これは、ピーク温度８５０
〜１０５０℃に達するまでに行われる。
ス成分を結晶化させると同時にセラミック粉末の粒界に
均一に分散させ、基体に一定強度が発生し、内部配線層
３となる導体膜、ビアホール導体４となる導体、表面配
線導体２となる導体膜の導電材料の金属粉末、Ａｇ粉末
等が粒成長させて、低抵抗化させ、誘電体層１ａ〜１ｄ
と一体化させるものである。これは、ピーク温度８５０
〜１０５０℃に達するまでに行われる。
【００４８】次に、基体１と同時焼成された表面配線導
体２上に、Ａｕの無電解メッキによるＡｕフラッシュメ
ッキ層２１を被着形成する。尚、膜厚０．３μｍ以下と
いう膜厚の制御は、メッキ中のＡｕの濃度及び浸漬時間
などの条件の設定によって達成できる。尚、膜厚に関し
ては、メッキ厚みの０．３μｍとはＡｕメッキによるＡ
ｕの消費量を従来に比較して１／１０に抑え、低コスト
化を達成するものであり、技術的には０．１μｍ以上あ
れば、Ａｇ系表面配線導体２を硫化などによる劣化から
防止できる。そして、Ａｇ系表面配線導体２の全体を安
定して被覆ができるように、膜厚０．３μｍとしてい
る。
体２上に、Ａｕの無電解メッキによるＡｕフラッシュメ
ッキ層２１を被着形成する。尚、膜厚０．３μｍ以下と
いう膜厚の制御は、メッキ中のＡｕの濃度及び浸漬時間
などの条件の設定によって達成できる。尚、膜厚に関し
ては、メッキ厚みの０．３μｍとはＡｕメッキによるＡ
ｕの消費量を従来に比較して１／１０に抑え、低コスト
化を達成するものであり、技術的には０．１μｍ以上あ
れば、Ａｇ系表面配線導体２を硫化などによる劣化から
防止できる。そして、Ａｇ系表面配線導体２の全体を安
定して被覆ができるように、膜厚０．３μｍとしてい
る。
【００４９】この工程で、基体内部の内部配線層３、ビ
アホール導体４が形成され、且つ基体表面にＡｕフラッ
シュメッキ層２１が被覆された表面配線導体２が形成さ
れた基体１が達成されることになる。
アホール導体４が形成され、且つ基体表面にＡｕフラッ
シュメッキ層２１が被覆された表面配線導体２が形成さ
れた基体１が達成されることになる。
【００５０】次に、必要に応じて、所定形状の絶縁保護
膜を形成して、各種電子部品５、６を実装・接続を行
う。例えば、電子部品５は、チップ抵抗器、積層セラミ
ックコンデンサなどであり、所定表面配線導体２に半田
を介して接続が行われる。また、電子部品６は、ＩＣチ
ップなどであり、所定表面配線導体２に機械的に接続さ
れた後、所定表面配線導体２にボンディングワイヤＷを
介してボンディング接続される。ここで、ボンディング
ワイヤとは、ＡｌまたはＡｕの細線である。
膜を形成して、各種電子部品５、６を実装・接続を行
う。例えば、電子部品５は、チップ抵抗器、積層セラミ
ックコンデンサなどであり、所定表面配線導体２に半田
を介して接続が行われる。また、電子部品６は、ＩＣチ
ップなどであり、所定表面配線導体２に機械的に接続さ
れた後、所定表面配線導体２にボンディングワイヤＷを
介してボンディング接続される。ここで、ボンディング
ワイヤとは、ＡｌまたはＡｕの細線である。
【００５１】これにより、図１に示す回路基板が達成す
ることになる。
ることになる。
【００５２】
【実験例】本発明者は、試料１〜試料４を作成し、Ａｌ
ワイヤを用いたワイヤボンディング性及び半田ヌレ性を
調べ、さらに、１５０℃の高温に曝す熱エージング試験
による基体と表面配線導体との接合強度について調べ
た。
ワイヤを用いたワイヤボンディング性及び半田ヌレ性を
調べ、さらに、１５０℃の高温に曝す熱エージング試験
による基体と表面配線導体との接合強度について調べ
た。
【００５３】試料１は、基体１に同時焼成により形成す
る表面配線導体２が、Ａｇ単体とした。試料２は、基体
１に同時焼成により形成する表面配線導体２が、Ａｇ−
Ｐｔ（Ａｇ９９ｗｔ％、Ｐｔ１％）と、この金属成分に
対して、Ｖ2 Ｏ5 成分が０．２ｗｔ％含有した導体とし
た。試料３は、試料１の表面配線導体２上に、Ｎｉ中間
メッキ層（１μｍ）、Ａｕ表面メッキ層（３μｍ）を形
成した。
る表面配線導体２が、Ａｇ単体とした。試料２は、基体
１に同時焼成により形成する表面配線導体２が、Ａｇ−
Ｐｔ（Ａｇ９９ｗｔ％、Ｐｔ１％）と、この金属成分に
対して、Ｖ2 Ｏ5 成分が０．２ｗｔ％含有した導体とし
た。試料３は、試料１の表面配線導体２上に、Ｎｉ中間
メッキ層（１μｍ）、Ａｕ表面メッキ層（３μｍ）を形
成した。
【００５４】試料４（本発明品）は、試料２の表面配線
導体２上に、膜厚０．２μｍのＡｕフラッシュメッキ層
２１を形成した。
導体２上に、膜厚０．２μｍのＡｕフラッシュメッキ層
２１を形成した。
【００５５】その結果、試料１のワイヤボンディング性
について、Ａｇ−Ａｌとの接合部分でＡｌワイヤの腐食
が発生してしまい、安定したワイヤボンディングが達成
できなかった。同時に、大気放置により、Ａｇの表面配
線導体の表面に硫化などの劣化が発生してしまい、充分
な半田ヌレ性が得られなかった。さらに、基体１と表面
配線導体２との接着強度が初期において１．０ｋｇｆ／
２ｍｍ角以上であったものの、熱エージング後では０．
５ｋｇｆ／２ｍｍ角以下となってしまう。
について、Ａｇ−Ａｌとの接合部分でＡｌワイヤの腐食
が発生してしまい、安定したワイヤボンディングが達成
できなかった。同時に、大気放置により、Ａｇの表面配
線導体の表面に硫化などの劣化が発生してしまい、充分
な半田ヌレ性が得られなかった。さらに、基体１と表面
配線導体２との接着強度が初期において１．０ｋｇｆ／
２ｍｍ角以上であったものの、熱エージング後では０．
５ｋｇｆ／２ｍｍ角以下となってしまう。
【００５６】また、試料２ではワイヤボンディング性
も、比較例１同様に、Ａｌの腐食が発生してしまい、安
定したワイヤボンディングが達成できなかった。尚、半
田を塗布した後の熱エージング試験では、初期の接合状
態と同様の１．０ｋｇｆ／２ｍｍ角以上を維持できた。
も、比較例１同様に、Ａｌの腐食が発生してしまい、安
定したワイヤボンディングが達成できなかった。尚、半
田を塗布した後の熱エージング試験では、初期の接合状
態と同様の１．０ｋｇｆ／２ｍｍ角以上を維持できた。
【００５７】また、試料３では、ワイヤボンディング
性、半田ヌレ性及び熱エージング後の接着強度も良好で
あるものの、Ｎｉ中間メッキ層のメッキ処理が必要とな
り、また、Ａｕの消費によるコスト高が避けられなかっ
た。また、試料３について、１５０℃の高温に曝す熱エ
ージングを行うと、これらに対して、本発明品では、Ａ
ｕのボンディングワイヤに比較して安価なＡｌワイヤを
用いしても、安定したワイヤボンディング性が確保で
き、また、はんだ濡れ性が良好であり、しかも、製造工
程が簡略化し、低コスト化が可能な回路基板となる。ま
た、半田を塗布した後の熱エージング試験では、初期の
接合状態と同様の１．０ｋｇｆ／２ｍｍ角以上を維持で
きた。これは、半田の成分であるＳｎ成分が表面配線導
体２中に拡散されれも、Ｖ2 Ｏ5 による基体１と表面配
線導体２とのアンカー効果による強固な接合が維持され
ているためである。
性、半田ヌレ性及び熱エージング後の接着強度も良好で
あるものの、Ｎｉ中間メッキ層のメッキ処理が必要とな
り、また、Ａｕの消費によるコスト高が避けられなかっ
た。また、試料３について、１５０℃の高温に曝す熱エ
ージングを行うと、これらに対して、本発明品では、Ａ
ｕのボンディングワイヤに比較して安価なＡｌワイヤを
用いしても、安定したワイヤボンディング性が確保で
き、また、はんだ濡れ性が良好であり、しかも、製造工
程が簡略化し、低コスト化が可能な回路基板となる。ま
た、半田を塗布した後の熱エージング試験では、初期の
接合状態と同様の１．０ｋｇｆ／２ｍｍ角以上を維持で
きた。これは、半田の成分であるＳｎ成分が表面配線導
体２中に拡散されれも、Ｖ2 Ｏ5 による基体１と表面配
線導体２とのアンカー効果による強固な接合が維持され
ているためである。
【００５８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、基体の表
面配線導体が、Ｖ2 Ｏ5 を含有するＡｇを主成分とする
表面配線導体にＡｕフラッシュメッキ層を被着形成して
いるため、ボンディングワイヤの材料の制約がなく（Ａ
ｕでもＡｌでもボンディングできる）、しかも、安定し
たボンディング性が確保できる。また、半田ぬれ性も良
好であるため、基体の表面に電子部品を搭載し、あらゆ
る接続方法であって、電気的に接続できる。
面配線導体が、Ｖ2 Ｏ5 を含有するＡｇを主成分とする
表面配線導体にＡｕフラッシュメッキ層を被着形成して
いるため、ボンディングワイヤの材料の制約がなく（Ａ
ｕでもＡｌでもボンディングできる）、しかも、安定し
たボンディング性が確保できる。また、半田ぬれ性も良
好であるため、基体の表面に電子部品を搭載し、あらゆ
る接続方法であって、電気的に接続できる。
【００５９】また、従来のＮｉ中間メッキ層や膜厚が厚
いＡｕメッキ層を排除しても、基体と表面配線導体との
強固な接合が安定して得られ、製造工程の簡略化及び低
コスト化が達成できる。
いＡｕメッキ層を排除しても、基体と表面配線導体との
強固な接合が安定して得られ、製造工程の簡略化及び低
コスト化が達成できる。
【図１】本発明に係る回路基板の断面図である。
１０・・・・・回路基板 １・・・・・基体 １ａ〜１ｄ・・・誘電体層 ２・・・・・・・表面配線導体 ２１・・・・・・Ａｕフラッシュメッキ層 ３・・・・・・・内部配線導体 ４・・・・・・・ビアホール導体 ５・・・・・・・ワイヤボンディングによって接続され
る電子部品 ６・・・・・・・半田よって接続される電子部品
る電子部品 ６・・・・・・・半田よって接続される電子部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E351 AA07 BB18 BB31 BB33 CC07 CC12 DD05 DD06 DD20 DD31 EE02 EE08 EE13 GG15 GG20 5E336 AA04 BB18 BC15 BC34 CC53 CC55 EE01 GG06 GG30 5E346 AA53 CC18 CC38 CC39 DD13 DD23 FF18 GG04 GG06 GG15 HH33
Claims (1)
- 【請求項１】 ガラス−セラミック材料からなる基体に
形成したＶ2 Ｏ5 を含有するＡｇ系表面配線導体の表面
に、Ａｕフラッシュメッキ層を被覆するとともに、前記
Ａｕフラッシュメッキ層上によりボンディングワイヤを
介して接続された電子部品を配置したことを特徴とする
回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10183966A JP2000022295A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10183966A JP2000022295A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000022295A true JP2000022295A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16144947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10183966A Pending JP2000022295A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000022295A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1191829A3 (en) * | 2000-09-21 | 2005-12-21 | TDK Corporation | Surface electrode structure on ceramic multi-layer substrate and process for producing the same |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP10183966A patent/JP2000022295A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1191829A3 (en) * | 2000-09-21 | 2005-12-21 | TDK Corporation | Surface electrode structure on ceramic multi-layer substrate and process for producing the same |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050818 |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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