JP2000114685A - 配線基板 - Google Patents

配線基板

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JP2000114685A
JP2000114685A JP10285366A JP28536698A JP2000114685A JP 2000114685 A JP2000114685 A JP 2000114685A JP 10285366 A JP10285366 A JP 10285366A JP 28536698 A JP28536698 A JP 28536698A JP 2000114685 A JP2000114685 A JP 2000114685A
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JP
Japan
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layer
circuit wiring
wiring layer
main conductor
wiring board
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JP10285366A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiko Nozuma
光彦 野妻
Takaaki Fujioka
孝昭 藤岡
Yuichiro Yamaguchi
雄一朗 山口
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】回路配線層に低融点のロウ材を介して半導体素
子等を強固に電気的接続することができない。 【解決手段】絶縁基体1上に、薄膜形成技術によって形
成され、電子部品Aがロウ材6を介して接続される回路
配線層2を設けて成る配線基板であって、前記回路配線
層2は絶縁基体1側から接着層3、バリア層4、金から
成る主導体層5の3層構造を有しており、かつ該主導体
層5はその一部に非形成領域7を有し、この非形成領域
7で電子部品が接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は配線基板に関し、よ
り詳細には混成集積回路装置や半導体素子を収容する半
導体素子収納用パッケージ、或いは光アイソレータやレ
ンズ、光ファイバーなどが実装されている光部品等に使
用される配線基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、半導体素子等の能動部品
や容量素子、抵抗器等の受動部品を多数搭載し、所定の
電子回路を構成するようになした混成集積回路装置は、
通常、酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁基体の内
部及び表面にタングステン、モリブデン等の高融点金属
材料から成る回路配線層を形成した構造の配線基板を準
備し、該配線基板の絶縁基体上面に半導体素子や容量素
子、抵抗器等を搭載取着するとともに該半導体素子等の
電極を前記回路配線層に電気的に接続することによって
形成されている。
【0003】かかる従来の混成集積回路装置等に使用さ
れる配線配線は一般に、セラミックスの積層技術及びス
クリーン印刷等の厚膜形成技術を採用することによって
製作されており、具体的には以下の方法によって製作さ
れている。
【0004】即ち、 (1)まず、酸化アルミニウム(A12 3 )、酸化珪
素(SiO2 )、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カ
ルシウム(CaO)等から成るセラミックス原料粉末に
有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿物を作り、次にこれ
を従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法
等によりシート状に成形して複数枚のセラミックグリー
ンシート(セラミック生シート)を得る。そして各セラ
ミックグリーンシートに打ち抜き加工法及び孔あけ加工
法を施し所定位置に貫通孔を形成するとともに所定形状
に加工する。
【0005】(2)次に、前記セラミックグリーンシー
トの表面及び貫通孔内に、タングステンやモリブデン粉
末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを
スクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布ずる。
【0006】(3)そして最後に前記金属ペーストを印
刷塗布した各セラミックグリーンシートを上下に積層す
るとともに還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成
し、セラミックグリーンシートと金属ペーストとを焼結
一体化することによって絶縁基体の内部及び表面に所定
パターンの回路配線層を形成した配線基板が完成する。
【0007】しかしながら、この従来の配線基板におい
ては、回路配線層が全て金属ペーストをスクリーン印刷
することによって形成されており、スクリーン印刷によ
る回路配線層の形成は微細化が困難で、回路配線層を高
密度に形成することができないという欠点を有してい
た。
【0008】そこで上記欠点を解消するために回路配線
層を従来のスクリーン印刷等の厚膜形成技術に変えて微
細化が可能な薄膜形成技術を用いて形成する配線基板が
提案されている。
【0009】かかる回路配線層を薄膜形成技術により形
成した配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体等の電気
絶縁性の材料から成る絶縁基体の表面に、例えば、チタ
ンから成る接着層と、金から成る主導体層とをイオンプ
レーティング法やスパッタリング法、蒸着法等の薄膜形
成技術により層着し、しかる後、これらの層をフォトリ
ソグラフィー技術を採用し、所定パターンに加工して回
路配線層とすることによって形成されている。
【0010】なお、前記チタンから成る接着層は回路配
線層を絶縁基体に強固に接着させる作用をなし、また金
から成る主導体層は電気信号を伝搬させるための伝搬路
として作用する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この配
線基板は、絶縁基体表面に形成された回路配線層に半導
体素子や容量素子、抵抗器等の電極を金ー錫合金や鉛ー
錫等の低融点のロウ材を介して接続させる際、低融点ロ
ウ材を溶融させる熱が回路配線層に印加されると該回路
配線層の主導体層を形成している金が低融点ロウ材中に
拡散して低融点ロウ材の融点を高くしてしまい、その結
果、低融点ロウ材の溶融が不完全となり、絶縁基体表面
に形成された回路配線層に半導体素子や容量素子、抵抗
器等の電極を低融点ロウ材を介して確実、強固に電気的
接続させることができないとう欠点を有していた。
【0012】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は回路配線層を薄膜形成技術により形成
し、回路配線層を高密度に形成するのを可能とするとと
もに、回路配線層に低融点ロウ材を介して半導体素子や
容量素子、抵抗器等の電極を確実、強固に電気的接続さ
せることが可能な配線基板を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁基体上
に、薄膜形成技術によって形成され、電子部品がロウ材
を介して接続される回路配線層を設けて成る配線基板で
あって、前記回路配線層は絶縁基体側から接着層、バリ
ア層、金から成る主導体層の3層構造を有しており、か
つ該主導体層はその一部に非形成領域を有し、この非形
成領域で電子部品が接続されること特徴とするものであ
る。
【0014】本発明の配線基板によれば、絶縁基体上に
薄膜形成技術によって回路配線層を形成したことから回
路配線層の微細化が可能となり、回路配線層を極めて高
密度に形成することが可能になる。
【0015】また、本発明の配線基板は、回路配線層の
主導体層を導電率の高い金で形成したことから回路配線
層の電気抵抗を小さなものとして電気信号を高速で伝搬
させることが可能となる。
【0016】更に、本発明の配線基板は、回路配線層の
主導体層に非形成領域を形成し、該非形成領域で電子部
品をロウ材を介して接続するようにしたことから回路配
線層に金ー錫合金や鉛ー錫合金等の低融点のロウ材を介
して半導体素子や容量素子、抵抗器等の電極を接続する
際、回路配線層の主導体層を形成する金が低融点ロウ材
中に拡散し、低融点ロウ材の融点を高くすることはな
く、その結果、低融点ロウ材の溶融を完全として、半導
体素子や容量素子、抵抗器等の電極を回路配線層に確
実、強固に電気的接続することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図1は、本発明の配線基板の一実施例
を示し、1は絶縁基体、2は回路配線層である。
【0018】前記絶縁基体1は酸化アルミニウム質焼結
体、ムライト質焼結体、表面に酸化物膜を有する窒化ア
ルミニウム質焼結体や炭化珪素質焼桔体、ガラスセラミ
ック焼桔体、サファイア、ガラス、石英、シリコン基板
等の電気絶縁性の材料から成り、例えば、酸化アルミニ
ウム質焼結体で形成されている場合には、酸化アルミニ
ウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等
の粉末原料に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿
状となすとともにこれを従来周知のドクターブレード法
やカレンダーロール法を採用することによってセラミッ
クグリーンシート(セラミック生シート)を形成し、し
かる後、前記セラミックグリーンシートに適当な打ち抜
き加工を施し、所定形状となすとともに高温(約160
0℃)で焼成することによって、或いは酸化アルミニウ
ム等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して
原料粉末を調整するとともに該原料粉末をプレス成型機
によって所定形状に成形し、最後に前記形成体を約16
00℃の温度で焼成することによって製作される。
【0019】また前記絶縁基体1の上面には回路配線層
2が薄膜形成技術によって被着形成されており、該回路
配線層2は接着層3と、バリア層4と、主導体層5の3
層構造を有している。
【0020】前記回路配線層2の接着層3はチタン(T
i)、クロム(Cr)、ニッケルクロム合金(NiーC
r)、タンクル(Ta)等から成り、蒸着法やイオンプ
レーティング法、スパックリング法等の薄膜形成技術を
採用することにより絶縁基体1上に被着される。
【0021】前記接着層3は絶縁基体1と回路配線層2
との接合強度を上げる作用をなし、その厚みは0.05
μm未満であると回路配線層2を絶縁基体1に強固に接
合させるのが困難となる傾向にあり、また0.5μmを
超えると接着層3を薄膜形成技術により形成する際に大
きな応力が発生するとともにこれが内部に内在し、該内
在応力によって絶縁基体1と接着層3との接合強度が低
下してしまう傾向にある。
【0022】従って、前記チタン等から成る接着層3は
その厚みを0.05μm〜0.5μmの範囲とすること
が好ましく、好適には0.1μm〜0.3μmの範囲と
するのがよい。
【0023】また前記接着層3の上面にはバリア層4が
被着されており、該バリア層4は接着層3、主導体層5
及び後述する低融点のロウ材6と接合性、濡れ性が良
く、接着層3と主導体層5とを強固に接合させるととも
にバリア層4に低融点のロウ材6を強固に接合させ、同
時に接着層3と主導体層5との相互拡散を防止する作用
をなす。
【0024】前記バリア層4は白金(Pt)、ロジウム
(Rh)等から成り、蒸着法やイオンプレーティング
法、スパッタリング法等の薄膜形成技術により接着層3
の上面に被着される。
【0025】前記バリア層4はその厚みが10nm未満
であると接着層3と主導体層5との相互拡散を有効に防
止することができなくなるとともにバリア層4に低融点
ロウ材6を強固に接合させるのが困難となる傾向にあ
り、また1500nmを超えるとバリア層4を薄膜形成
技術により被着させる際に発生する応力によって接着層
3とバリア層4との接合強度が低下してしまう傾向にあ
る。従って、前記白金やロジウム等から成るバリア層4
はその厚みを10nm〜1500nmの範囲とすること
が好ましく、好適には100nm〜500nmの範囲が
よい。
【0026】更に前記バリア層4の上面には金から成る
主導体層5が被着されており、該主導体層5は主として
電気信号を通す通路として作用し、主導体層5を形成す
る金は導電率が極めて高いことから回路配線層2の導通
抵抗は極めて小さな値となり、これによって回路配線層
2の電気信号の伝搬速度を極めて速いものとなすことが
できる。
【0027】前記金から成る主導体層5は蒸着法やイオ
ンプレーティング法、スパッタリング法等の薄膜形成技
術により被着されており、その厚みは2.0μm未満で
あると回路配線層2の導通抵抗が高くなって配線基板と
しては不向きとなる傾向にある。従って、前記金から成
る主導体層5はその厚みを2.0μm以上とすることが
好ましく、コストの点も考慮すると3.0μm〜7.0
μmの範囲が好適である。
【0028】前記絶縁基体1の上面にチタン等から成る
接着層3と白金やロジウム等から成るバリア層4と金か
ら成る主導体層5の3層構造を有する回路配線層2を設
けた配線基板は回路配線層2を形成する接着層3、バリ
ア層4及び主導体層5を各々が薄膜形成技術を採用する
ことによって形成されていることから回路配線層2を極
めて微細に形成することが可能となり、これによって絶
縁基体1上に回路配線層2を高密度に形成することがで
きる。
【0029】また前記回路配線層2はチタン等から成る
接着層3と金から成る主導体層5の間に両者に対し接合
性がよい白金やロジウム等から成るバリア層4を配した
ことから接着層3と主導体層5とは強固に接合し、同時
に回路配線層2に半導体素子や容量素子、抵抗器等の電
子部品Aを低融点のロウ材6を介して接続させた場合、
低融点ロウ材6を溶融させる熱が回路配線層2に印加さ
れ、接着層3と主導体層5との間に相互拡散が起ころう
としてもその相互拡散は前記バリア層4によって有効に
防止され、回路配線層2の絶縁基体1への接合を強固と
なすこともできる。
【0030】更に前記回路配線層2はその主導体層5の
一部に非形成領域7が形成されており、該非形成領域7
に露出するバリア層4に半導体素子や容量素子、抵抗器
等の電子部品Aが金ー錫合金や金ーゲルマニウム合金、
鉛ー錫合金、インジウムー錫合金等の低融点のロウ材6
を介して接続される。この場合、半導体素子等の電子部
品Aは金から成る主導体層5に低融点のロウ材6を介し
て接合されるのではなく、バリア層4に接合されること
から回路配線層2の主導体層5を形成する金が低融点の
ロウ材6中に拡散し、低融点ロウ材6の融点を高くする
ことはなく、その結果、低融点ロウ材6の溶融を完全と
して、半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品Aを
回路配線層2に確実、強固に電気的接続することが可能
となる。
【0031】また同時に前記白金やロジウムから成るバ
リア層4はロウ材に対する濡れ性が良いことからバリア
層4に低融点のロウ材6が強固に接合し、これによって
回路配線層2に電子部品Aをより強固に接続させること
が可能となる。
【0032】また一方、前記回路配線層2に対する電子
部品Aの接続は、回路配線層2の主導体層5の非形成領
域に位置するバリア層4上に半導体素子や容量素子、抵
抗器等の電子部品Aを間に金ー錫合金や金ーゲルマニウ
ム合金、鉛ー錫合金、インジウムー錫合金等の低融点の
ロウ材6から成る薄板を挟んで載置させ、しかる後、こ
れを約250℃〜350℃の温度で加熱し、ロウ材6を
溶融させてロウ材6を介しバリア層4と電子部品Aの電
極とを接合させことによって行われる。
【0033】かくして、本発明の配線基板によれば、絶
縁基体1に形成された回路配線層2に半導体素子や容量
素子、抵抗器等の電子部品Aの電極を金ー錫合金等の低
融点のロウ材6を介して接続させ、電子部品Aの電極を
回路配線層2に電気的に接続させることによって半導体
装置や混成集積回路装置となり、回路配線層2の一部を
外部電気回路に接続させれば前記電子部品Aが外部電気
回路に電気的に接続されることとなる。
【0034】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例におい
ては絶縁基体1の上面のみに回路配線層2を被着させた
が、回路配線層2を絶縁基体1の下面側のみに設けて
も、上下の両主面に設けてもよい。
【0035】
【発明の効果】本発明の配線基板によれば、絶縁基体上
に薄膜形成技術によって回路配線層を形成したことから
回路配線層の微細化が可能となり、回路配線層を極めて
高密度に形成することが可能になる。
【0036】また、本発明の配線基板は、回路配線層の
主導体層を導電率の高い金で形成したことから回路配線
層の電気抵抗を小さなものとして電気信号を高速で伝搬
させることが可能となる。
【0037】更に、本発明の配線基板は、回路配線層の
主導体層に非形成領域を形成し、該非形成領域で電子部
品をロウ材を介して接続するようにしたことから回路配
線層に金ー錫合金や鉛ー錫合金等の低融点のロウ材を介
して半導体素子や容量素子、抵抗器等の電極を接続する
際、回路配線層の主導体層を形成する金が低融点ロウ材
中に拡散し、低融点ロウ材の融点を高くすることはな
く、その結果、低融点ロウ材の溶融を完全として、半導
体素子や容量素子、抵抗器等の電極を回路配線層に確
実、強固に電気的接続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の配線基板の一実施例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1・・・絶縁基体 2・・・回路配線 3・・・接着層 4・・・バリア層 5・・・主導体層 6・・・低融点ロウ材 7・・・主導体層に設けた非形成領域 A・・・電子部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E351 AA06 AA07 AA13 AA14 AA18 BB22 BB35 BB38 CC01 CC03 DD06 DD11 DD20 GG08 GG15 5E336 BB01 BC31 BC34 CC32 CC52 CC53 CC55 EE01

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基体上に、薄膜形成技術によって形成
    され、電子部品がロウ材を介して接続される回路配線層
    を設けて成る配線基板であって、前記回路配線層は絶縁
    基体側から接着層、バリア層、金から成る主導体層の3
    層構造を有しており、かつ該主導体層はその一部に非形
    成領域を有し、この非形成領域で電子部品が接続される
    ことを特徴とする配線基板。
JP10285366A 1998-10-07 1998-10-07 配線基板 Pending JP2000114685A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095715A (ja) * 2005-09-26 2007-04-12 Dowa Holdings Co Ltd サブマウント及びその製造方法

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