JP2665557B2 - セラミック本体と外部端子の接合構造体 - Google Patents
セラミック本体と外部端子の接合構造体Info
- Publication number
- JP2665557B2 JP2665557B2 JP63231348A JP23134888A JP2665557B2 JP 2665557 B2 JP2665557 B2 JP 2665557B2 JP 63231348 A JP63231348 A JP 63231348A JP 23134888 A JP23134888 A JP 23134888A JP 2665557 B2 JP2665557 B2 JP 2665557B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- ceramic
- side conductor
- diffusion
- ceramic body
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 42
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 43
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 15
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 82
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 12
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002528 Cu-Pd Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018879 Pt—Pd Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
- H01L21/4853—Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Multi-Conductor Connections (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミック本体と外部端子の接合構造体に
関し、更に詳しく言えば表面側導体のCu等とロー材層の
Agとの直接的接触による合金化現象を防ぎ、断線不良が
防止されるこの接合体に関する。
関し、更に詳しく言えば表面側導体のCu等とロー材層の
Agとの直接的接触による合金化現象を防ぎ、断線不良が
防止されるこの接合体に関する。
本発明の接合体は、セラミックパッケージ及びセラミ
ック多層基板、特に高周波飫肥で使用されるセラミック
パッケージ等に利用される。
ック多層基板、特に高周波飫肥で使用されるセラミック
パッケージ等に利用される。
従来のセラミック本体と外部端子の接合体として、例
えば第２図及び第３図に示すピングレッドアレー（PG
A）パッケージの場合のように、Cu系合金から成る表面
側導体12を持つセラミックパッケージ本体１と、この表
面側導体12の表面を被覆するように形成され、Pt、Pdま
たはNi−Fe等の金属から成る電極層２と、この電極層２
上に形成され外部端子４をパッケージ本体１に接合する
Agから成るロー材層３と、から構成されているものが知
られている。
えば第２図及び第３図に示すピングレッドアレー（PG
A）パッケージの場合のように、Cu系合金から成る表面
側導体12を持つセラミックパッケージ本体１と、この表
面側導体12の表面を被覆するように形成され、Pt、Pdま
たはNi−Fe等の金属から成る電極層２と、この電極層２
上に形成され外部端子４をパッケージ本体１に接合する
Agから成るロー材層３と、から構成されているものが知
られている。
上記従来の接合構造体においては第３図に示すよう
に、表面側導体12中のCuが焼成中に電極層２に拡散して
拡散部2aを形成する。そして、42アロイピンのような外
部端子４をロー付けしてロー材層３を介して外部端子４
をパッケージ本体１に接合する。この時に溶融したAg
が、同図矢印に示すように、拡散部2aのCuと合金を形成
しながらスルーホール内のCuから成る表面側導体12にま
で拡散し、それらが反応して合金となって球を形成し
て、断線不良を起こす場合もあった。
に、表面側導体12中のCuが焼成中に電極層２に拡散して
拡散部2aを形成する。そして、42アロイピンのような外
部端子４をロー付けしてロー材層３を介して外部端子４
をパッケージ本体１に接合する。この時に溶融したAg
が、同図矢印に示すように、拡散部2aのCuと合金を形成
しながらスルーホール内のCuから成る表面側導体12にま
で拡散し、それらが反応して合金となって球を形成し
て、断線不良を起こす場合もあった。
この現象は電極層がPt、Pd若しくはNi−Feメタライズ
を問わず、又は表面側導体がCu系のみならずAu系からな
る場合にも同様に発生するときがある。
を問わず、又は表面側導体がCu系のみならずAu系からな
る場合にも同様に発生するときがある。
尚、表面側導体12の構成材料として、Agと合金化しに
くいPt又はPdとすることもできるが、この金属は高価で
あり、抵抗値もCu又はAuに比べると10倍程高くなり、一
般的ではない。
くいPt又はPdとすることもできるが、この金属は高価で
あり、抵抗値もCu又はAuに比べると10倍程高くなり、一
般的ではない。
本発明は、上記問題点を克服するものであり、電気特
性に優れ、合金化現象による断線不良を防止した信頼性
の高い、セラミック本体と外部端子の接合構造体を提供
することを目的とする。
性に優れ、合金化現象による断線不良を防止した信頼性
の高い、セラミック本体と外部端子の接合構造体を提供
することを目的とする。
本発明のセラミック構造体において、セラミック本体
の表面側導体はCu系又はAu系金属から成り、ロー材層は
Ag系金属から成る。更に電極層の内部に拡散防止層を形
成させたものである。即ち電極層は、この表面側導体の
表面上に形成され前記表面側導体からCu又はAuが拡散し
た下層拡散部を有する下層と、少なくとも前記下層拡散
部の表面を被覆しCu、Au又はAgの拡散を防止する拡散防
止層と、該拡散防止層を被覆する上層と、からなる。
の表面側導体はCu系又はAu系金属から成り、ロー材層は
Ag系金属から成る。更に電極層の内部に拡散防止層を形
成させたものである。即ち電極層は、この表面側導体の
表面上に形成され前記表面側導体からCu又はAuが拡散し
た下層拡散部を有する下層と、少なくとも前記下層拡散
部の表面を被覆しCu、Au又はAgの拡散を防止する拡散防
止層と、該拡散防止層を被覆する上層と、からなる。
本構造体としては、セラミックパッケージ又はセラミ
ック多層基板等に用いることができる。上記セラミック
本体１は、例えば第２図に示すように、一般に、セラミ
ック体11と導体層14と導体（表面側導体12及び内部導体
13）からなる。このセラミック体はアルミナ等の通常用
いられる材料により構成される。上記導体のうち少なく
とも表面側導体はCu系又はAu系の金属からなる。他の導
体はCu系又はAu系の金属であってもよいし、Pt、Pd又は
Pt−Pd等であってもよい。通常この表面側導体及び内部
導体には同材料が用いられる。上記電極層は、通常、P
t、Pd等の一般に用いられる所定の貴金属からなる。
ック多層基板等に用いることができる。上記セラミック
本体１は、例えば第２図に示すように、一般に、セラミ
ック体11と導体層14と導体（表面側導体12及び内部導体
13）からなる。このセラミック体はアルミナ等の通常用
いられる材料により構成される。上記導体のうち少なく
とも表面側導体はCu系又はAu系の金属からなる。他の導
体はCu系又はAu系の金属であってもよいし、Pt、Pd又は
Pt−Pd等であってもよい。通常この表面側導体及び内部
導体には同材料が用いられる。上記電極層は、通常、P
t、Pd等の一般に用いられる所定の貴金属からなる。
この電極層の内部に構成される拡散防止層はCu、Au又
はAgの拡散を防止するものであればよく、即ちCu若しく
はAuとAgの反応を防止するようなものであればよい。通
常これは、結晶化ガラス、高温ガラス、より好ましくは
結晶化ガラス、高温オーバーコートガラスである。そし
てこの拡散防止層は、電極層の下層上に形成され、Cu又
はAuが拡散した下層拡散部の少なくとも全表面を覆い、
更には、この全表面を含むそれより大きな表面積をもつ
被覆層とすることもできる。前者はCu等又はAgの拡散ひ
いては両者の反応を確実に防止し、後者はそれを更に一
層確実にするためである。上層は拡散防止層の少なくと
も全表面を被覆する。これは、ロー材層との接着面積を
大きくして接着強度を確保するためである。
はAgの拡散を防止するものであればよく、即ちCu若しく
はAuとAgの反応を防止するようなものであればよい。通
常これは、結晶化ガラス、高温ガラス、より好ましくは
結晶化ガラス、高温オーバーコートガラスである。そし
てこの拡散防止層は、電極層の下層上に形成され、Cu又
はAuが拡散した下層拡散部の少なくとも全表面を覆い、
更には、この全表面を含むそれより大きな表面積をもつ
被覆層とすることもできる。前者はCu等又はAgの拡散ひ
いては両者の反応を確実に防止し、後者はそれを更に一
層確実にするためである。上層は拡散防止層の少なくと
も全表面を被覆する。これは、ロー材層との接着面積を
大きくして接着強度を確保するためである。
本接合体の作用を、例えば第１図を用いて説明する。
本接合体においては、Cu系の表面側導体12とロー材層３
の間に電極層２が形成され、この電極層２の内部にCu等
の拡散を防止する拡散防止層22が形成されている。従っ
て焼成工程中において、スルーホール内の表面側導体12
を構成するCu成分が電極層２の下層21に拡散して下層拡
散部21aを形成するが、この拡散防止層22を通じて更に
拡散することはない。また、外部端子４をロー付けする
場合、溶融したAgが上記拡散防止層22の存在により表面
側導体12の方に拡散することもない。従ってこの拡散防
止層22により表面側導体12の構成成分のCu又はAuとロー
材層３の構成成分であるAgとの反応が防止される。
本接合体においては、Cu系の表面側導体12とロー材層３
の間に電極層２が形成され、この電極層２の内部にCu等
の拡散を防止する拡散防止層22が形成されている。従っ
て焼成工程中において、スルーホール内の表面側導体12
を構成するCu成分が電極層２の下層21に拡散して下層拡
散部21aを形成するが、この拡散防止層22を通じて更に
拡散することはない。また、外部端子４をロー付けする
場合、溶融したAgが上記拡散防止層22の存在により表面
側導体12の方に拡散することもない。従ってこの拡散防
止層22により表面側導体12の構成成分のCu又はAuとロー
材層３の構成成分であるAgとの反応が防止される。
上記作用で述べたように拡散防止層の存在によりCu等
とAgの反応が防止されるので、その反応による合金化現
象を防止できる。従ってこの合金化現象による断線不良
を起こすこともなく、そのため信頼性の高い接合構造体
とすることができる。また表面側導体として用いられる
Cu系又はAu系金属は、Pt系等と比べて低抵抗のため電気
特性にも優れる。
とAgの反応が防止されるので、その反応による合金化現
象を防止できる。従ってこの合金化現象による断線不良
を起こすこともなく、そのため信頼性の高い接合構造体
とすることができる。また表面側導体として用いられる
Cu系又はAu系金属は、Pt系等と比べて低抵抗のため電気
特性にも優れる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
本実施例の接合構造体の一部説明図を第２図、その要
部説明図を第１図に示す。
部説明図を第１図に示す。
この接合構造体は、セラミック本体（パッケージ本
体）１と電極層２とロー材層３とからなる。このセラミ
ック本体１は、セラミック体11と導体層14と導体（表面
側導体12と内部側導体13）とからなる。セラミック体11
は表に示すように、所定量のZnO、MgO、Al2O3、SiO2、B
2O3、P2O5及びZrO2のうちの少なくとも前者５つから構
成され、焼結体である結晶化ガラスからなる。導体層14
はセラミック体11の内部にCuにより形成され、膜厚は約
10μｍである。内部側導体13は導体層14間を接続し、Cu
単独又はCu−Pd（Cu80重 量％、Pd20重量％）からなる。表面側導体12は導体層14
と電極層２を接続する。これらの導体はセラミック体11
のスルーホール内にほぼ密に充填されており、ほぼ気密
構造となっている。
体）１と電極層２とロー材層３とからなる。このセラミ
ック本体１は、セラミック体11と導体層14と導体（表面
側導体12と内部側導体13）とからなる。セラミック体11
は表に示すように、所定量のZnO、MgO、Al2O3、SiO2、B
2O3、P2O5及びZrO2のうちの少なくとも前者５つから構
成され、焼結体である結晶化ガラスからなる。導体層14
はセラミック体11の内部にCuにより形成され、膜厚は約
10μｍである。内部側導体13は導体層14間を接続し、Cu
単独又はCu−Pd（Cu80重 量％、Pd20重量％）からなる。表面側導体12は導体層14
と電極層２を接続する。これらの導体はセラミック体11
のスルーホール内にほぼ密に充填されており、ほぼ気密
構造となっている。
電極層２は、下層21と拡散防止層22と上層23が一体と
なったものである。この下層21及び上層23はPdから、拡
散防止層22はMgO.Al2O3、SiO2.ZnOより構成される結晶
化ガラスからなる。この拡散防止層22は、表面側導体12
の表面とほぼ同心状であってこの直径のほぼ２倍の大き
さであり下層拡散部21aを十分に覆っている。ロー材層
３は純Agからなり、電極層２の表面のほぼ全面を覆って
いる。
なったものである。この下層21及び上層23はPdから、拡
散防止層22はMgO.Al2O3、SiO2.ZnOより構成される結晶
化ガラスからなる。この拡散防止層22は、表面側導体12
の表面とほぼ同心状であってこの直径のほぼ２倍の大き
さであり下層拡散部21aを十分に覆っている。ロー材層
３は純Agからなり、電極層２の表面のほぼ全面を覆って
いる。
上記接合体（セラミックパッケージ）は、以下のよう
にして製作された。
にして製作された。
（１）グリーンシートの製作 焼成後の酸化物組成成分が表に示す割合になるよう
に、配合原料であるZnO、MgCO3、Al（OH）３、SiO2、H3
BO3、H3PO4の所定種類の所定量を秤量し、ライカイ機に
て混合し、白金ルツボ又はアルミナ質ルツボにて1400〜
1500℃の適当な温度で溶融し、この融液を水中へ投入
し、急冷してガラス化し、その後アルミナ製ボールミル
で粉砕してフリット（ガラス粉末）を得た。この粉末の
粒径は約２〜３μｍである。
に、配合原料であるZnO、MgCO3、Al（OH）３、SiO2、H3
BO3、H3PO4の所定種類の所定量を秤量し、ライカイ機に
て混合し、白金ルツボ又はアルミナ質ルツボにて1400〜
1500℃の適当な温度で溶融し、この融液を水中へ投入
し、急冷してガラス化し、その後アルミナ製ボールミル
で粉砕してフリット（ガラス粉末）を得た。この粉末の
粒径は約２〜３μｍである。
この粉末とポリビニルブチラールと可塑剤（ジエチレ
ングリコール等）とを用いて常法に従ってドクターブレ
ード法により厚さ約0.6mmのグリーンシートを製作し
た。
ングリコール等）とを用いて常法に従ってドクターブレ
ード法により厚さ約0.6mmのグリーンシートを製作し
た。
なお、このグリーンシートを用いた結晶化ガラス製セ
ラミック体の物性を以下のようにして測定した。上記の
各グリーンシートを100℃／時間の昇温速度で、表に示
す950℃の温度まで加熱し、次いで同温度で２時間焼成
し、その後200℃／時間の冷却速度で冷却し、焼結体を
得、その熱膨張係数等の物性を測定してその結果を表に
示した。
ラミック体の物性を以下のようにして測定した。上記の
各グリーンシートを100℃／時間の昇温速度で、表に示
す950℃の温度まで加熱し、次いで同温度で２時間焼成
し、その後200℃／時間の冷却速度で冷却し、焼結体を
得、その熱膨張係数等の物性を測定してその結果を表に
示した。
（２）セラミックパッケージ本体の製作 上記各試験例組成のグリーンシートの３枚を用意し、
各シートの所定の位置にパンチングで孔をあけ、スルー
ホールを形成する。その後、各層のスルーホール内へCu
又はCu−Pdメタライズを充填する。
各シートの所定の位置にパンチングで孔をあけ、スルー
ホールを形成する。その後、各層のスルーホール内へCu
又はCu−Pdメタライズを充填する。
最上層に配置されるグリーンシート表面にPtメタライ
ズを用いてPtメタライズ下層（焼結後、電極層下層にな
る）を、他のグリーンシート表面にCuメタライズを用い
てCuメタライズ層（焼結後、導体層となる）を印刷して
形成する。印刷は全てスクリーン印刷を行う。その後、
Ptメタライズ下層の表面上であってスルーホールとほぼ
同心状であってこのスルーホールの径の約２倍の大きさ
の絶縁ペースト層（焼結後、拡散防止層となる）を、結
晶化ガラス絶縁ペーストを用いて印刷して形成した。こ
の結晶化絶縁ペーストとしてグリーンシートと同一組成
の結晶化ガラスを用いた。次いで、その上からPtメタラ
イズを印刷して、絶縁ペースト層を完全に覆いPtメタラ
イズ下層と完全に導通するようにPtメタライズ上層（焼
結後、電極層上層となる）を形成させた。
ズを用いてPtメタライズ下層（焼結後、電極層下層にな
る）を、他のグリーンシート表面にCuメタライズを用い
てCuメタライズ層（焼結後、導体層となる）を印刷して
形成する。印刷は全てスクリーン印刷を行う。その後、
Ptメタライズ下層の表面上であってスルーホールとほぼ
同心状であってこのスルーホールの径の約２倍の大きさ
の絶縁ペースト層（焼結後、拡散防止層となる）を、結
晶化ガラス絶縁ペーストを用いて印刷して形成した。こ
の結晶化絶縁ペーストとしてグリーンシートと同一組成
の結晶化ガラスを用いた。次いで、その上からPtメタラ
イズを印刷して、絶縁ペースト層を完全に覆いPtメタラ
イズ下層と完全に導通するようにPtメタライズ上層（焼
結後、電極層上層となる）を形成させた。
印刷の終わった各層のシートを所定の順序で重ねて加
熱し、加圧して一体化する。そして所定の形状に切断
し、外形寸法を揃えて製品形状とする。その後、大気中
約300℃、約５時間でセラミックシート及び各メタライ
ズ層等に含まれる樹脂等の有機質成分を飛散、除去させ
る。仮焼後、大気中600〜750℃、約１時間で残存カーボ
ンを消失させる。
熱し、加圧して一体化する。そして所定の形状に切断
し、外形寸法を揃えて製品形状とする。その後、大気中
約300℃、約５時間でセラミックシート及び各メタライ
ズ層等に含まれる樹脂等の有機質成分を飛散、除去させ
る。仮焼後、大気中600〜750℃、約１時間で残存カーボ
ンを消失させる。
次いで、アンモニア分解ガス雰囲気中、350〜750℃で
CuOをCuに還元する。そしてアンモニア分解ガス雰囲気
中又は中性雰囲気中、900〜1000℃、約１時間でメタラ
イズ及びセラミックを一体的に焼結して、所定の電極層
２をもつセラミックパッケージ本体１を製作する。
CuOをCuに還元する。そしてアンモニア分解ガス雰囲気
中又は中性雰囲気中、900〜1000℃、約１時間でメタラ
イズ及びセラミックを一体的に焼結して、所定の電極層
２をもつセラミックパッケージ本体１を製作する。
（３）接合構造体（パッケージ）の製作 次いで純Agからなるロー材によるロー付けを行って、
ピンである外部端子４をロー材層３を介して接合した。
更にこのメタライズ及び外部端子４にNi及びAuメッキを
行って、セラミックパッケージを製作した。
ピンである外部端子４をロー材層３を介して接合した。
更にこのメタライズ及び外部端子４にNi及びAuメッキを
行って、セラミックパッケージを製作した。
（４）実施例の効果 本実施例のセラミックパッケージは、Cuが拡散した下
層拡散部を覆うように結晶化ガラスからなる拡散防止層
が形成されているので、拡散したCuとピンのロー付け時
に溶融したAgが直接に接触せず、そのため、AgとCuの合
金化現象を防止できる。また、この拡散防止層が結晶化
ガラスからなるので、ピンホールなどが生ぜず、緻密な
被覆層を形成するという効果も併せもつ。本パッケージ
では、導体がCu又はCu/Pdからなるので、安価であると
ともに、低抵抗のため電気特性に優れたものとなる。更
に本パッケージのセラミック本体は、所定の結晶化ガラ
スからなるので、（１）焼成、冷却するのみで容易に結
晶化できること、（２）熱膨張係数はアルミナより小さ
くシリコン半導体チップに近似していること、（３）ア
ルミナの誘電率（ε＝９）よりも低誘電率であること、
（４）950℃の低温で焼結できること、（５）緻密体が
得られ破壊強度も高いこと、の特徴をもつので、セラミ
ックパッケージとして極めて優れたものである。
層拡散部を覆うように結晶化ガラスからなる拡散防止層
が形成されているので、拡散したCuとピンのロー付け時
に溶融したAgが直接に接触せず、そのため、AgとCuの合
金化現象を防止できる。また、この拡散防止層が結晶化
ガラスからなるので、ピンホールなどが生ぜず、緻密な
被覆層を形成するという効果も併せもつ。本パッケージ
では、導体がCu又はCu/Pdからなるので、安価であると
ともに、低抵抗のため電気特性に優れたものとなる。更
に本パッケージのセラミック本体は、所定の結晶化ガラ
スからなるので、（１）焼成、冷却するのみで容易に結
晶化できること、（２）熱膨張係数はアルミナより小さ
くシリコン半導体チップに近似していること、（３）ア
ルミナの誘電率（ε＝９）よりも低誘電率であること、
（４）950℃の低温で焼結できること、（５）緻密体が
得られ破壊強度も高いこと、の特徴をもつので、セラミ
ックパッケージとして極めて優れたものである。
なお、本発明においては、上記具体的実施例に示すも
のに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種
々変更した実施例とすることができる。
のに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種
々変更した実施例とすることができる。
本発明は上記実施例のPGAセラミックパッケージのみ
ならず他の形式のセラミックパッケージ（DIP型、フラ
ット型又リードレス型等）のものとすることもできる。
本発明においては、電極層材料と導体材料の組合せとし
てPtとAu、又はPdとAuの各組合せを用いることができ、
この場合には、樹脂を除去した後、直接大気中で本焼成
を行うことができる。これらのメタライズが酸化されな
いためである。セラミック体としては、800〜1100℃で
焼成できる他の低温焼成セラミック体全てにも適用でき
る。
ならず他の形式のセラミックパッケージ（DIP型、フラ
ット型又リードレス型等）のものとすることもできる。
本発明においては、電極層材料と導体材料の組合せとし
てPtとAu、又はPdとAuの各組合せを用いることができ、
この場合には、樹脂を除去した後、直接大気中で本焼成
を行うことができる。これらのメタライズが酸化されな
いためである。セラミック体としては、800〜1100℃で
焼成できる他の低温焼成セラミック体全てにも適用でき
る。
第１図は実施例に係わるセラミックパッケージの要部拡
大断面図、第２図は第１図に示すセラミックパッケージ
の一部断面図、第３図は従来のセラミックパッケージの
要部及び作用を示す説明断面図である。 1;セラミック本体、11;セラミック体、12;表面側導体、
13;内部導体、14;導体層、2;電極層、21;下層、21a;下
層拡散部、22;拡散防止層、23;上層、3;ロー材層、4;外
部端子（ピン）。
大断面図、第２図は第１図に示すセラミックパッケージ
の一部断面図、第３図は従来のセラミックパッケージの
要部及び作用を示す説明断面図である。 1;セラミック本体、11;セラミック体、12;表面側導体、
13;内部導体、14;導体層、2;電極層、21;下層、21a;下
層拡散部、22;拡散防止層、23;上層、3;ロー材層、4;外
部端子（ピン）。
Claims (2)
- 【請求項１】Cu系又はAu系金属からなる表面側導体を有
するセラミック本体と、前記表面側導体の表面を被覆す
るように形成される電極層と、Ag系金属からなり前記電
極層上に形成されて外部端子と前記セラミック本体とを
接合するロ一材層と、を備えるセラミック本体と外部端
子の接合構造体であって、 前記電極層は、前記表面側導体の表面上に形成され前記
表面側導体からCu又はAuが拡散した下層拡散部を有する
下層と、少なくとも前記下層拡散部の表面を被覆しCu、
Au又はAgの拡散を防止する拡散防止層と、該拡散防止層
を被覆する上層と、を備えることを特徴とする、セラミ
ック本体と外部端子の接合構造体。 - 【請求項２】前記拡散防止層は、結晶化ガラス又は高温
ガラスからなる特許請求の範囲第１項記載のセラミック
本体と外部端子の接合構造体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63231348A JP2665557B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | セラミック本体と外部端子の接合構造体 |
| US07/404,998 US5003131A (en) | 1988-09-14 | 1989-09-08 | Connection structure between ceramic body and outer terminal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63231348A JP2665557B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | セラミック本体と外部端子の接合構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0279456A JPH0279456A (ja) | 1990-03-20 |
| JP2665557B2 true JP2665557B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=16922220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63231348A Expired - Fee Related JP2665557B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | セラミック本体と外部端子の接合構造体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5003131A (ja) |
| JP (1) | JP2665557B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005150164A (ja) * | 2003-11-11 | 2005-06-09 | Tdk Corp | 電子部品 |
| US7525240B2 (en) * | 2004-04-26 | 2009-04-28 | Tdk Corporation | Electronic component |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3621442A (en) * | 1968-11-07 | 1971-11-16 | Allen Bradley Co | Terminal connection of electronic devices |
| US3968193A (en) * | 1971-08-27 | 1976-07-06 | International Business Machines Corporation | Firing process for forming a multilayer glass-metal module |
| FR2431900A1 (fr) * | 1978-07-25 | 1980-02-22 | Thomson Csf | Systeme de soudure d'un laser a semiconducteur sur un socle metallique |
| US4418857A (en) * | 1980-12-31 | 1983-12-06 | International Business Machines Corp. | High melting point process for Au:Sn:80:20 brazing alloy for chip carriers |
| JPS60193351A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-01 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS6276744A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Narumi China Corp | 集積回路用容器 |
| JPS62279695A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-04 | 株式会社住友金属セラミックス | セラミツク多層配線基板 |
| JPH07118340B2 (ja) * | 1986-10-28 | 1995-12-18 | インタ−ナショナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−ション | コネクタ・アセンブリ |
| JP2589492B2 (ja) * | 1987-06-23 | 1997-03-12 | 株式会社 住友金属セラミックス | セラミックス回路基板 |
-
1988
- 1988-09-14 JP JP63231348A patent/JP2665557B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-08 US US07/404,998 patent/US5003131A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5003131A (en) | 1991-03-26 |
| JPH0279456A (ja) | 1990-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3237258B2 (ja) | セラミック多層配線基板 | |
| US5665459A (en) | Low-temperature fired ceramic circuit substrate and thick-film paste for use in fabrication thereof | |
| WO2007088748A1 (ja) | メタライズドセラミックス基板の製造方法、該方法により製造したメタライズドセラミックス基板、およびパッケージ | |
| JP3566569B2 (ja) | 配線基板およびその製造方法 | |
| JPH0569319B2 (ja) | ||
| JP2665557B2 (ja) | セラミック本体と外部端子の接合構造体 | |
| JP4530524B2 (ja) | 配線基板 | |
| JP5265256B2 (ja) | セラミック配線基板 | |
| JP3762352B2 (ja) | 配線基板 | |
| JP3906038B2 (ja) | 配線基板の製造方法 | |
| JP2670679B2 (ja) | メタライズ組成物 | |
| JPH0290551A (ja) | セラミックパッケージの製法 | |
| JPH01287992A (ja) | 低温焼結多層セラミック基板 | |
| JP3076214B2 (ja) | 低温焼成セラミック多層回路基板 | |
| JP3323074B2 (ja) | 配線基板、半導体素子収納用パッケージおよびその実装構造 | |
| JPS6025294A (ja) | 回路基板の製造方法 | |
| JP3934910B2 (ja) | 回路基板 | |
| KR100393592B1 (ko) | 도전성 페이스트 및 이를 이용한 집적 회로 장치 | |
| JP4497627B2 (ja) | ガラスセラミック焼結体およびその製造方法、配線基板ならびにその実装構造 | |
| JP2000223821A (ja) | セラミック配線基板 | |
| JP2004221407A (ja) | 配線基板 | |
| JPH0555718A (ja) | 回路基板 | |
| JP4530525B2 (ja) | 配線基板 | |
| JPH10303558A (ja) | セラミック配線基板 | |
| JPH09255457A (ja) | メタライズ組成物及びそれを用いた配線基板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |