JP2606115B2 - 半導体実装基板用素子接合パッド - Google Patents
半導体実装基板用素子接合パッドInfo
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- JP2606115B2 JP2606115B2 JP5330278A JP33027893A JP2606115B2 JP 2606115 B2 JP2606115 B2 JP 2606115B2 JP 5330278 A JP5330278 A JP 5330278A JP 33027893 A JP33027893 A JP 33027893A JP 2606115 B2 JP2606115 B2 JP 2606115B2
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- Japan
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- substrate
- pins
- brazing material
- plating
- bonding pad
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
- H05K3/245—Reinforcing conductive patterns made by printing techniques or by other techniques for applying conductive pastes, inks or powders; Reinforcing other conductive patterns by such techniques
- H05K3/246—Reinforcing conductive paste, ink or powder patterns by other methods, e.g. by plating
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements 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
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
- H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
- H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多層配線基板，厚膜多
層基板，半導体パッケージ，ガラスセラミックスを用い
た絶縁基板等のＬＳＩを実装する半導体装置の接合構造
に関する。
層基板，半導体パッケージ，ガラスセラミックスを用い
た絶縁基板等のＬＳＩを実装する半導体装置の接合構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の実装基板上のメタライズ構
成の例を示す。一般に、実装基板上のメタライズは薄膜
から構成されている。メタライズを薄膜とした場合、メ
タライズ形成による基板への残留応力は小さくすること
ができるが、コストが大きくなってしまうという問題が
あった。又、メタライズ構成の上にＩ／Ｏピンを接合し
た場合の例を図４に示す。従来、薄膜メタライズへ用い
るろう材としてはＡｕ−Ｓｎ系合金等の融点３００℃以
下のものが多く使用されていた。しかし、Ａｕ−Ｓｎ合
金は高価であり、かつその融点の低さからＩ／Ｏピン接
合後の工程温度が制限を受けるという問題があった。ま
た、Ａｇ−Ｃｕ系合金等の５００℃以上特に７００℃以
上の融点を有するろう材を用いた場合には、ろう材とメ
タライズが拡散してしまったり、ろう付け時に生じる応
力のためメタライズ剥がれや基板破壊を生じてしまうと
いう問題があった。この問題を解決するために、従来の
アルミナあるいは窒化アルミニウム基板では図５に示す
ように基板上に形成された厚膜タングステンメタライズ
にＮｉメッキ層を形成した後、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材
によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合していた。しか
し、厚膜タングステンを形成するためには１５００℃以
上の高温が必要であるため、低温で焼結できるという長
所をもつガラスセラミック基板には同様の技術は適用で
きないという問題があった。
成の例を示す。一般に、実装基板上のメタライズは薄膜
から構成されている。メタライズを薄膜とした場合、メ
タライズ形成による基板への残留応力は小さくすること
ができるが、コストが大きくなってしまうという問題が
あった。又、メタライズ構成の上にＩ／Ｏピンを接合し
た場合の例を図４に示す。従来、薄膜メタライズへ用い
るろう材としてはＡｕ−Ｓｎ系合金等の融点３００℃以
下のものが多く使用されていた。しかし、Ａｕ−Ｓｎ合
金は高価であり、かつその融点の低さからＩ／Ｏピン接
合後の工程温度が制限を受けるという問題があった。ま
た、Ａｇ−Ｃｕ系合金等の５００℃以上特に７００℃以
上の融点を有するろう材を用いた場合には、ろう材とメ
タライズが拡散してしまったり、ろう付け時に生じる応
力のためメタライズ剥がれや基板破壊を生じてしまうと
いう問題があった。この問題を解決するために、従来の
アルミナあるいは窒化アルミニウム基板では図５に示す
ように基板上に形成された厚膜タングステンメタライズ
にＮｉメッキ層を形成した後、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材
によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合していた。しか
し、厚膜タングステンを形成するためには１５００℃以
上の高温が必要であるため、低温で焼結できるという長
所をもつガラスセラミック基板には同様の技術は適用で
きないという問題があった。
【０００３】低温焼結のガラスセラミック基板へ厚膜メ
タライズ層を適用する例としては、図６に示したよう
な、ガラスセラミック基板上に形成された厚膜Ｃｕメタ
ライズにＮｉメッキ層を形成した後、Ａｇ−Ｃｕ系共晶
ろう材によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合することに
よって行っていた。ところがこの場合、厚膜Ｃｕメタラ
イズ，ＮｉメッキおよびＡｇ−Ｃｕろう材が完全に拡散
してしまい十分な接合強度が得られないという問題があ
った。また、厚膜Ｃｕメタライズの部分をＡｇあるいは
Ａｇ−Ｐｄ系合金とした場合は、拡散は抑制されるが、
Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりＩ／Ｏピンを接合した時
に厚膜メタライズ剥がれを起こすという問題があった。
タライズ層を適用する例としては、図６に示したよう
な、ガラスセラミック基板上に形成された厚膜Ｃｕメタ
ライズにＮｉメッキ層を形成した後、Ａｇ−Ｃｕ系共晶
ろう材によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合することに
よって行っていた。ところがこの場合、厚膜Ｃｕメタラ
イズ，ＮｉメッキおよびＡｇ−Ｃｕろう材が完全に拡散
してしまい十分な接合強度が得られないという問題があ
った。また、厚膜Ｃｕメタライズの部分をＡｇあるいは
Ａｇ−Ｐｄ系合金とした場合は、拡散は抑制されるが、
Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりＩ／Ｏピンを接合した時
に厚膜メタライズ剥がれを起こすという問題があった。
【０００４】ガラスセラミック基板への高温ろう材の使
用は、特開平２−８８４７１号公報に報告されている
が、ガラスセラミック基板とＡｌＮ基板の接合に関する
ものであり、ガラスセラミックのメタライズ部にガラス
と金属からなる中間層を形成することによりメタライズ
強度を向上させているが、Ｉ／Ｏピン等の接合を行った
場合、強度は十分なものではなかった。
用は、特開平２−８８４７１号公報に報告されている
が、ガラスセラミック基板とＡｌＮ基板の接合に関する
ものであり、ガラスセラミックのメタライズ部にガラス
と金属からなる中間層を形成することによりメタライズ
強度を向上させているが、Ｉ／Ｏピン等の接合を行った
場合、強度は十分なものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた様に、低温
焼結基板、特にガラスセラミック基板上のメタライズ構
造および接合構造では、低コスト，高強度な金属との接
合を得ることおよび５００℃以上の耐熱性を有する接合
パッドと金属との接合体を得ることは不可能であった。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去して、低
コストで作製可能であり高強度なＩ／Ｏピンの接合を有
しかつ５００℃以上特に７００℃以上の耐熱性を持つガ
ラスセラミックスを代表とする半導体装置実装基板上に
適用できる接合パッドを提供することにある。
焼結基板、特にガラスセラミック基板上のメタライズ構
造および接合構造では、低コスト，高強度な金属との接
合を得ることおよび５００℃以上の耐熱性を有する接合
パッドと金属との接合体を得ることは不可能であった。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去して、低
コストで作製可能であり高強度なＩ／Ｏピンの接合を有
しかつ５００℃以上特に７００℃以上の耐熱性を持つガ
ラスセラミックスを代表とする半導体装置実装基板上に
適用できる接合パッドを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体が実装さ
れる低温焼結基板上の素子接合パッドにおいて、５００
℃以上１２００℃以下で焼成可能な金属あるいは合金厚
膜メタライズ層，ＲｈあるいはＲｕメッキ層，Ｎｉメッ
キ層の３層とからなる素子接合パッド構造とすることを
特徴とする。図１に本発明の素子パッドの構成例を示
す。本発明で使用される１１００℃程度、もしくはそれ
以下の温度で焼結可能な低温焼結の実装基板としてはガ
ラスセラミック基板あるいは厚膜多層基板が好適に用い
られるが、その組成は限定されるものではなく、広範な
材料について適用される。また、基板に使用される導体
材料についても限定されるものではない。また、厚膜メ
タライズ層は、５００℃以上１２００℃以下、好ましく
は７００℃以上９５０℃以下、で焼成されるＡｇ，Ａｇ
−Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕ等が望ましいが、これらに限定され
るものではない。また、厚膜の形成方法についても後焼
付け，同時焼成のどちらでも良い。
れる低温焼結基板上の素子接合パッドにおいて、５００
℃以上１２００℃以下で焼成可能な金属あるいは合金厚
膜メタライズ層，ＲｈあるいはＲｕメッキ層，Ｎｉメッ
キ層の３層とからなる素子接合パッド構造とすることを
特徴とする。図１に本発明の素子パッドの構成例を示
す。本発明で使用される１１００℃程度、もしくはそれ
以下の温度で焼結可能な低温焼結の実装基板としてはガ
ラスセラミック基板あるいは厚膜多層基板が好適に用い
られるが、その組成は限定されるものではなく、広範な
材料について適用される。また、基板に使用される導体
材料についても限定されるものではない。また、厚膜メ
タライズ層は、５００℃以上１２００℃以下、好ましく
は７００℃以上９５０℃以下、で焼成されるＡｇ，Ａｇ
−Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕ等が望ましいが、これらに限定され
るものではない。また、厚膜の形成方法についても後焼
付け，同時焼成のどちらでも良い。
【０００７】ＲｈあるいはＲｕメッキ層およびＮｉメッ
キ層の形成方法も無電界メッキ，電解メッキ、が適宜選
択される。ＲｈメッキやＲｕメッキがＮｉの拡散防止の
ためのバリアとして有効に働くことは特開昭６２−８５
３３号公報等で知られている技術である。しかし、Ｒｈ
やＲｕメッキ層を本接合構造において使用することによ
って、ろう付け時のＮｉメッキと厚膜メタライズとの拡
散を防止するバリアとなっているばかりではなく、ろう
付け時に厚膜メタライズ部分の剥がれ等が生じないこと
から厚膜メタライズへのろう材の応力伝達を少なくする
効果を示すことが明らかになった。ＲｈやＲｕは硬度が
高く熱膨張率が低いため、ろう材の変形してもＲｈある
いはＲｕ層の変形が少なくなり、厚膜メタライズ部への
応力伝達を少なくする効果が発現したと考えられる。
キ層の形成方法も無電界メッキ，電解メッキ、が適宜選
択される。ＲｈメッキやＲｕメッキがＮｉの拡散防止の
ためのバリアとして有効に働くことは特開昭６２−８５
３３号公報等で知られている技術である。しかし、Ｒｈ
やＲｕメッキ層を本接合構造において使用することによ
って、ろう付け時のＮｉメッキと厚膜メタライズとの拡
散を防止するバリアとなっているばかりではなく、ろう
付け時に厚膜メタライズ部分の剥がれ等が生じないこと
から厚膜メタライズへのろう材の応力伝達を少なくする
効果を示すことが明らかになった。ＲｈやＲｕは硬度が
高く熱膨張率が低いため、ろう材の変形してもＲｈある
いはＲｕ層の変形が少なくなり、厚膜メタライズ部への
応力伝達を少なくする効果が発現したと考えられる。
【０００８】又、Ｎｉメッキ層もＡｇ−Ｃｕ系合金等の
濡れ性向上に寄与することから、５００℃以上特に７０
０℃以上のろう材を用いた、高強度なガラスセラミック
スを始めとした実装基板と金属あるいは合金との接合体
が得られ、後工程温度の自由度が大きくなることが認め
られた。図２には、図１の素子パッドに合金が接続され
ている例を示した。接合されるものの材質，形状は、限
定されるものではない。また、ろう材についても７００
℃以上の融点を持つＡｇ−Ｃｕ系共晶合金が好適である
が、Ａｕ−Ｓｉ系合金，Ａｕ−Ｇｅ系合金，Ａｕ−Ｃｕ
系合金，Ａｌ−Ｓｉ系合金，Ｃｕ−Ｚｎ系合金，Ｎｉ−
Ｃｒ系合金，Ｍｇ−Ａｌ系合金等でも良く、５００℃以
上の融点を持つものであれば限定はされず、メタライズ
層等が溶解しない温度（１０００℃程度以下）であれば
よい。また、接合後、素子パッドおよび接合された合金
や金属にＮｉ／Ａｕ等のメッキを施すことは後工程での
接合性や防食性の点からさらに有効である。
濡れ性向上に寄与することから、５００℃以上特に７０
０℃以上のろう材を用いた、高強度なガラスセラミック
スを始めとした実装基板と金属あるいは合金との接合体
が得られ、後工程温度の自由度が大きくなることが認め
られた。図２には、図１の素子パッドに合金が接続され
ている例を示した。接合されるものの材質，形状は、限
定されるものではない。また、ろう材についても７００
℃以上の融点を持つＡｇ−Ｃｕ系共晶合金が好適である
が、Ａｕ−Ｓｉ系合金，Ａｕ−Ｇｅ系合金，Ａｕ−Ｃｕ
系合金，Ａｌ−Ｓｉ系合金，Ｃｕ−Ｚｎ系合金，Ｎｉ−
Ｃｒ系合金，Ｍｇ−Ａｌ系合金等でも良く、５００℃以
上の融点を持つものであれば限定はされず、メタライズ
層等が溶解しない温度（１０００℃程度以下）であれば
よい。また、接合後、素子パッドおよび接合された合金
や金属にＮｉ／Ａｕ等のメッキを施すことは後工程での
接合性や防食性の点からさらに有効である。
【０００９】さらに、本発明によれば工程費用の高くな
る薄膜工程と原価の高いＡｕ−Ｓｎ系合金を使用してい
ないため、低コスト化も実現している。
る薄膜工程と原価の高いＡｕ−Ｓｎ系合金を使用してい
ないため、低コスト化も実現している。
【００１０】
【実施例】以下、使用する基板、配線、メタライズ層の
組成、メタライズ上のメッキ層の組成及びろう材を種々
変化させた例を示す。 （実施例１）Ｃｕを内部導体としホウケイ酸ガラスとア
ルミナとから成り１０００℃で焼成した多層配線ガラス
セラミック基板にＣｕ厚膜メタライズを９００℃での後
焼付けにより形成した後、Ｒｈメッキ層とＮｉメッキ層
を順に無電界メッキにより形成した。さらに、Ａｇ−Ｃ
ｕ系共晶ろう材によりコバール製のＩ／Ｏピンを７８０
℃で接合した。Ｉ／Ｏピンの４５゜方向の引っ張り強度
を表１に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏピンの
接合強度は十分な値を示した。 （実施例２）実施例１と同様にＣｕ多層配線ガラスセラ
ミック基板にＣｕ厚膜メタライズ層，Ｒｕメッキ層およ
びＮｉメッキ層を形成し、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によ
りコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接
合強度は表１に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏ
ピンの接合強度は十分な値を示した。 （実施例３）Ｃｕを内部導体としホウケイ酸ガラスを主
成分とする厚膜多層基板にＣｕ厚膜メタライズ層を８５
０℃で形成した後、Ｒｈメッキ層とＮｉメッキ層を順に
無電界メッキにより形成した。さらに、Ａｇ−Ｃｕ系共
晶ろう材によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ
／Ｏピンの接合強度は表１に示した。表１から明らかな
ようにＩ／Ｏピンの接合強度は十分な値を示した。 （実施例４）実施例３と同様にＣｕ配線厚膜多層基板に
Ｃｕ厚膜メタライズ層，Ｒｕメッキ層およびＮｉメッキ
層を形成し、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール製
のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度は表１
に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏピンの接合強
度は十分な値を示した。 （実施例５）Ａｇを内部導体としホウケイ酸ガラスとア
ルミナとから成り９００℃で焼成した多層配線ガラスセ
ラミック基板にＡｇ−Ｐｄ厚膜メタライズを８５０によ
る後焼付けにより形成した後、Ｒｈメッキ層とＮｉメッ
キ層を順に無電界メッキにより形成した。さらに、Ａｇ
−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール製のＩ／Ｏピンを接
合した。Ｉ／Ｏピンの強度は表１に示した。表１から明
らかなようにＩ／Ｏピンの接合強度は十分な値を示し
た。 （実施例６）実施例５と同様にＡｇ多層配線ガラスセラ
ミック基板にＡｇ−Ｐｄ厚膜メタライズ層，Ｒｕメッキ
層およびＮｉメッキ層を形成し、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう
材によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピ
ンの接合強度は表１に示した。表１から明らかなように
Ｉ／Ｏピンの接合強度は十分な値を示した。 （実施例７）Ａｇを内部導体とする厚膜多層基板にＡｇ
−Ｐｄ厚膜メタライズを８００℃で形成した後、Ｒｈメ
ッキ層とＮｉメッキ層を順に無電界メッキにより形成し
た。さらに、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール製
のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度は表１
に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏピンの接合強
度は十分な値を示した。 （実施例８）実施例７と同様にＡｇ配線厚膜多層基板に
Ａｇ−Ｐｄ厚膜メタライズ層，Ｒｕメッキ層およびＮｉ
メッキ層を形成し、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバ
ール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度
は表１に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏピンの
接合強度は十分な値を示した。 （比較例１）Ｃｕを内部配線としホウケイ酸ガラスとア
ルミナとから成る多層配線ガラスセラミック基板にＣｒ
およびＰｄから成る素子接合パッドをスパッタリングに
より形成した後、Ａｕ−Ｓｎ系共晶ろう材により３００
℃でコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの
接合強度は表１に示した。使用可能な接合強度は示す
が、本発明より小さい強度となっている。また、コスト
が大きいことおよび後工程の温度が２８０℃以下に制限
されることの問題があった。 （比較例２）Ａｇを内部配線とする多層配線ガラスセラ
ミック基板にＣｒとＰｄから成る素子接合パッドをスパ
ッタリングにより形成した後、Ａｕ−Ｓｎ系共晶ろう材
によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピン
の接合強度は表１に示した。比較例１と同様にコストお
よび後工程の温度に問題があった。 （比較例３）Ｃｕを内部配線とする多層配線ガラスセラ
ミック基板にＣｕ厚膜メタライズを後焼付けにより形成
した後、Ｎｉメッキ層を無電界メッキにより形成した。
さらに、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール製のＩ
／Ｏピンを７８０℃で接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度
は表１に示した。Ｃｕ厚膜メタライズ，Ｎｉメッキおよ
びＡｇ−Ｃｕ系共晶ろう材が拡散し、接合強度は非常に
小さいものだった。 （比較例４）Ａｇを内部配線とする多層配線ガラスセラ
ミック基板にＡｇ−Ｐｄ厚膜メタライズを後焼付けによ
り形成した後、Ｎｉメッキ層を無電界メッキにより形成
した。さらに、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール
製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度は表
１に示した。Ｉ／Ｏピン接合時にＡｇ−Ｐｄ厚膜メタラ
イズ部の剥がれが生じてしまった。
組成、メタライズ上のメッキ層の組成及びろう材を種々
変化させた例を示す。 （実施例１）Ｃｕを内部導体としホウケイ酸ガラスとア
ルミナとから成り１０００℃で焼成した多層配線ガラス
セラミック基板にＣｕ厚膜メタライズを９００℃での後
焼付けにより形成した後、Ｒｈメッキ層とＮｉメッキ層
を順に無電界メッキにより形成した。さらに、Ａｇ−Ｃ
ｕ系共晶ろう材によりコバール製のＩ／Ｏピンを７８０
℃で接合した。Ｉ／Ｏピンの４５゜方向の引っ張り強度
を表１に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏピンの
接合強度は十分な値を示した。 （実施例２）実施例１と同様にＣｕ多層配線ガラスセラ
ミック基板にＣｕ厚膜メタライズ層，Ｒｕメッキ層およ
びＮｉメッキ層を形成し、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によ
りコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接
合強度は表１に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏ
ピンの接合強度は十分な値を示した。 （実施例３）Ｃｕを内部導体としホウケイ酸ガラスを主
成分とする厚膜多層基板にＣｕ厚膜メタライズ層を８５
０℃で形成した後、Ｒｈメッキ層とＮｉメッキ層を順に
無電界メッキにより形成した。さらに、Ａｇ−Ｃｕ系共
晶ろう材によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ
／Ｏピンの接合強度は表１に示した。表１から明らかな
ようにＩ／Ｏピンの接合強度は十分な値を示した。 （実施例４）実施例３と同様にＣｕ配線厚膜多層基板に
Ｃｕ厚膜メタライズ層，Ｒｕメッキ層およびＮｉメッキ
層を形成し、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール製
のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度は表１
に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏピンの接合強
度は十分な値を示した。 （実施例５）Ａｇを内部導体としホウケイ酸ガラスとア
ルミナとから成り９００℃で焼成した多層配線ガラスセ
ラミック基板にＡｇ−Ｐｄ厚膜メタライズを８５０によ
る後焼付けにより形成した後、Ｒｈメッキ層とＮｉメッ
キ層を順に無電界メッキにより形成した。さらに、Ａｇ
−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール製のＩ／Ｏピンを接
合した。Ｉ／Ｏピンの強度は表１に示した。表１から明
らかなようにＩ／Ｏピンの接合強度は十分な値を示し
た。 （実施例６）実施例５と同様にＡｇ多層配線ガラスセラ
ミック基板にＡｇ−Ｐｄ厚膜メタライズ層，Ｒｕメッキ
層およびＮｉメッキ層を形成し、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう
材によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピ
ンの接合強度は表１に示した。表１から明らかなように
Ｉ／Ｏピンの接合強度は十分な値を示した。 （実施例７）Ａｇを内部導体とする厚膜多層基板にＡｇ
−Ｐｄ厚膜メタライズを８００℃で形成した後、Ｒｈメ
ッキ層とＮｉメッキ層を順に無電界メッキにより形成し
た。さらに、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール製
のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度は表１
に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏピンの接合強
度は十分な値を示した。 （実施例８）実施例７と同様にＡｇ配線厚膜多層基板に
Ａｇ−Ｐｄ厚膜メタライズ層，Ｒｕメッキ層およびＮｉ
メッキ層を形成し、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバ
ール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度
は表１に示した。表１から明らかなようにＩ／Ｏピンの
接合強度は十分な値を示した。 （比較例１）Ｃｕを内部配線としホウケイ酸ガラスとア
ルミナとから成る多層配線ガラスセラミック基板にＣｒ
およびＰｄから成る素子接合パッドをスパッタリングに
より形成した後、Ａｕ−Ｓｎ系共晶ろう材により３００
℃でコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの
接合強度は表１に示した。使用可能な接合強度は示す
が、本発明より小さい強度となっている。また、コスト
が大きいことおよび後工程の温度が２８０℃以下に制限
されることの問題があった。 （比較例２）Ａｇを内部配線とする多層配線ガラスセラ
ミック基板にＣｒとＰｄから成る素子接合パッドをスパ
ッタリングにより形成した後、Ａｕ−Ｓｎ系共晶ろう材
によりコバール製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピン
の接合強度は表１に示した。比較例１と同様にコストお
よび後工程の温度に問題があった。 （比較例３）Ｃｕを内部配線とする多層配線ガラスセラ
ミック基板にＣｕ厚膜メタライズを後焼付けにより形成
した後、Ｎｉメッキ層を無電界メッキにより形成した。
さらに、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール製のＩ
／Ｏピンを７８０℃で接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度
は表１に示した。Ｃｕ厚膜メタライズ，Ｎｉメッキおよ
びＡｇ−Ｃｕ系共晶ろう材が拡散し、接合強度は非常に
小さいものだった。 （比較例４）Ａｇを内部配線とする多層配線ガラスセラ
ミック基板にＡｇ−Ｐｄ厚膜メタライズを後焼付けによ
り形成した後、Ｎｉメッキ層を無電界メッキにより形成
した。さらに、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材によりコバール
製のＩ／Ｏピンを接合した。Ｉ／Ｏピンの接合強度は表
１に示した。Ｉ／Ｏピン接合時にＡｇ−Ｐｄ厚膜メタラ
イズ部の剥がれが生じてしまった。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低コストで高強度なガラスセラミック基板をはじめとし
た低温焼結基板と金属あるいは合金との接合体を得るこ
とができる。また、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材等の高温で
の接合が可能となるため、後工程の温度の自由度が大き
くすることができる。
低コストで高強度なガラスセラミック基板をはじめとし
た低温焼結基板と金属あるいは合金との接合体を得るこ
とができる。また、Ａｇ−Ｃｕ系共晶ろう材等の高温で
の接合が可能となるため、後工程の温度の自由度が大き
くすることができる。
【００１３】本発明による半導体実装基板用素子接合パ
ッド構造は絶縁基板，多層配線基板および半導体パッケ
ージ等のＬＳＩを実装する半導体装置の接合構造として
有用であり、その工業的価値は極めて高い。
ッド構造は絶縁基板，多層配線基板および半導体パッケ
ージ等のＬＳＩを実装する半導体装置の接合構造として
有用であり、その工業的価値は極めて高い。
【図１】本発明の接合パッドの構造を示す図である。
【図２】本発明のＩ／Ｏピンを有する接合パッドの構造
を示す図である。
を示す図である。
【図３】従来の薄膜メタライズ構造を示す図である。
【図４】従来のＩ／Ｏピンを有する薄膜メタライズ構造
を示す図である。
を示す図である。
【図５】従来の高温焼結基板のパッド構造を示す図であ
る。
る。
【図６】従来の低温焼結基板のパッド構造を示す図であ
る。
る。
１ 半導体実装用基板 ２ 厚膜メタライズ層 ３ ＲｈあるいはＲｕメッキ層 ４ Ｎｉメッキ層 ５ Ａｇ−Ｃｕろう材 ６ コバールピン ７ ガラスセラミック基板 ８ Ｃｒスパッタ膜 ９ Ｐｄスパッタ膜 １０ Ａｕ−Ｓｎろう材 １１ アルミナあるいは窒化アルミニウム基板 １２ 厚膜タングステンメタライズ １３ Ｃｕ厚膜メタライズ
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体が実装される低温焼結基板上の素
子接合パッドであって、基板との接合面に設けられる５
００℃以上１２００℃以下で焼成可能な金属あるいは合
金の厚膜メタライズ層、該メタライズ層上にＲｈあるい
はＲｕメッキ層よりなるバリア層、該バリア層上に設け
られたＮｉメッキ層の三層よりなることを有することを
特徴とする半導体実装基板用素子接合パッド。 - 【請求項２】 融点５００℃以上１０００℃以下のろう
材により金属あるいは合金が接合されていることを特徴
とする請求項１記載の素子接合パッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330278A JP2606115B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 半導体実装基板用素子接合パッド |
| US08/358,196 US5485352A (en) | 1993-12-27 | 1994-12-16 | Element joining pad for semiconductor device mounting board |
| EP94120431A EP0660404B1 (en) | 1993-12-27 | 1994-12-22 | Element joining pad for semiconductor device mounting board |
| DE69430114T DE69430114T2 (de) | 1993-12-27 | 1994-12-22 | Element-Anschlussfläche für Halbleiteranordnungsmontageplatte |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330278A JP2606115B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 半導体実装基板用素子接合パッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193161A JPH07193161A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2606115B2 true JP2606115B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=18230867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5330278A Expired - Lifetime JP2606115B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 半導体実装基板用素子接合パッド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5485352A (ja) |
| EP (1) | EP0660404B1 (ja) |
| JP (1) | JP2606115B2 (ja) |
| DE (1) | DE69430114T2 (ja) |
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| JPS59121957A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Nec Corp | 半導体装置用容器の製造方法 |
| GB2134136B (en) * | 1983-01-19 | 1986-03-26 | Shell Int Research | An electronic conduit and a method of manufacturing it |
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| JPH0628533A (ja) * | 1992-07-07 | 1994-02-04 | Dainippon Printing Co Ltd | Ｉｃカードとｉｃカードのデータ記憶方法 |
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-
1993
- 1993-12-27 JP JP5330278A patent/JP2606115B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-12-16 US US08/358,196 patent/US5485352A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-22 EP EP94120431A patent/EP0660404B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-22 DE DE69430114T patent/DE69430114T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0660404A2 (en) | 1995-06-28 |
| DE69430114D1 (de) | 2002-04-18 |
| JPH07193161A (ja) | 1995-07-28 |
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| EP0660404A3 (en) | 1996-03-27 |
| DE69430114T2 (de) | 2002-11-07 |
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