JP2835258B2 - 配線基板 - Google Patents

配線基板

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JP2835258B2
JP2835258B2 JP5035917A JP3591793A JP2835258B2 JP 2835258 B2 JP2835258 B2 JP 2835258B2 JP 5035917 A JP5035917 A JP 5035917A JP 3591793 A JP3591793 A JP 3591793A JP 2835258 B2 JP2835258 B2 JP 2835258B2
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    • 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
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3452Solder masks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4007Surface contacts, e.g. bumps

Landscapes

  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は混成集積回路装置や半導
体素子収納用パッケージ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、混成集積回路装置や半導体素子収
納用パッケージ等に使用される配線基板はその回路配線
がMoーMn法等の厚膜形成技術によって形成されてい
る。
【0003】このMoーMn法はタングステン、モリブ
デン、マンガン等の高融点金属粉末に有機溶剤、溶媒を
添加混合し、ペースト状となした金属ペーストを生もし
くは焼結セラミック体の外表面にスクリーン印刷法によ
り所定パターンに印刷塗布し、次にこれを還元雰囲気中
で焼成し、高融点金属粉末とセラミック体とを焼結一体
化させる方法である。
【0004】しかしながら、このMoーMn法を用いて
回路配線を形成した場合、回路配線は金属ペーストをス
クリーン印刷することにより形成されることから配線の
微細化が困難で回路配線の高密度化ができないという欠
点を有していた。
【0005】そこで上記欠点を解消するために回路配線
を従来の厚膜形成技術で形成するのに変えて微細化が可
能な薄膜形成技術を用いて回路配線を形成した配線基板
が使用されるようになってきた。
【0006】この回路配線を薄膜形成技術により形成し
た配線基板は図3に示すように、酸化アルミニウム質焼
結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、
炭化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成る基体11上に
銅(Cu)から成る回路配線膜12とポリイミド樹脂等の有機
高分子材料から成る絶縁膜13とを交互に積層被着させた
構造を有しており、最上層の回路配線膜12には接続パッ
ド12a が電気的に接続されており、該接続パッド12a に
半導体素子や抵抗器、コンデンサ等の電子部品が接合さ
れるようになっている。
【0007】尚、前記接続パッド12a は図4 に示す如
く、最上層の絶縁膜13表面にその一部を最上層の回路配
線膜12に電気的接続させた状態で被着形成されており、
且つその表面にはニッケル及び金から成るメッキ金属層
14が被着され、半導体素子や抵抗器、コンデンサ等の電
子部品が接続パッド12a に強固に接合されるようになっ
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の配線基板においては、接続パッド12a の表面に半導
体素子や抵抗器等の電子部品を強固に接合させるために
ニッケル及び金から成るメッキ金属層14が被着されてお
り、該メッキ金属層14を被着させる際に発生する応力が
接続パッド12a の外周部に集中して内在してしまう。そ
のためこの接続パッド12a に半導体素子や抵抗器等の電
子部品を半田等のロウ材を介してロウ付け接合させた場
合、ロウ付け時の外力が接続パッド12a に印加されると
該外力は接続パッド12a 中に内在している内部応力と相
俊って大きくなり、その結果、接続パッド12a が前記外
力によって絶縁膜13より剥離し、電子部品を回路配線膜
に確実、且つ強固に電気的接続させることができないと
いう欠点を誘発した。
【0009】
【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は接続パッドの絶縁膜からの剥離を有効に
防止し、半導体素子等の電子部品を回路配線膜に確実、
強固に電気的接続することができる配線基板を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は絶縁基体上に高
分子材料から成る絶縁膜と回路配線膜とを交互に積層し
て成る配線基板であって、前記回路配線膜の一部に電子
部品を接続するための接続パッドを形成するとともに該
接続パッドの外周端を間にクロム層を挟んで絶縁膜で被
覆したことを特徴とするものである。
【0011】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図1 及び図2 は本発明の配線基板の一実施例を示
し、1 は絶縁基体、2 は絶縁膜、3 は回路配線膜であ
る。
【0012】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、窒化アルミニウム質焼結体、炭
化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば酸化
アルミニウム質焼結体から成る場合には、アルミナ(Al
2 O 3 ) 、シリカ(SiO2 ) 、カルシア(CaO) 、マグネシ
ア(MgO) 等の原料粉末に適当な有機溶剤、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等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1600℃) で焼成することによって製作される。
【0013】前記絶縁基体1 は後述する絶縁膜2 と回路
配線膜3 とから成る多層配線4 を支持する作用を為し、
上面には絶縁膜2 と回路配線膜3 とが交互に被着積層さ
れる。
【0014】また前記絶縁基体1 はその内部及び表面に
タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉
末から成るメタライズ配線層1aが形成されており、該メ
タライズ配線層1aは多層配線4 の回路配線膜3 を外部電
気回路に接続する作用を為し、メタライズ配線層1aの絶
縁基体1 上面に露出する部位には回路配線膜3 の一部が
電気的に接続され、また絶縁基体1 の下面に露出する部
位は外部電気回路基板の配線導体に半田等のロウ材を介
して接合される。
【0015】尚、前記メタライズ配線層1aはタングステ
ン等の高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混
合して得た金属ペーストを絶縁基体1 となるセラミック
グリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷法によ
り所定パターンに印刷塗布しておくことによって絶縁基
体1 の所定位置に所定パターンに形成される。
【0016】前記メタライズ配線層1aを有する絶縁基体
1 はまたその上面に絶縁膜2 と回路配線膜3 とを交互に
積層して形成される多層配線4 が被着されており、該多
層配線4 を構成する絶縁膜2 は上下に位置する回路配線
膜3 の電気的絶縁を図る作用を為し、また回路配線膜3
は電気信号を伝達するための伝達路として作用を為す。
【0017】前記絶縁膜2 はポリイミド樹脂等の高分子
材料から成り、例えば4,4'ージアミノジフェニルエーテ
ル50モル% 、ジアミノジフェニルスルホン50モル% 、3,
3',4,4' ービフェニルテトラカルボン酸二無水物から成
るポリマ溶液を絶縁基体1 上にスピンコーティング法に
より塗布し、しかる後、400 ℃の熱を加えてポリマ溶液
を熱架橋させることによって絶縁基体1 上に多層に形成
される。
【0018】尚、前記絶縁膜2 はその厚みを2.0 μm 未
満にすると上下に位置する回路配線膜3 が電気的に短絡
する危険性があり、また50.0μm を越えると絶縁膜2 を
形成する際の応力によって絶縁膜2 と絶縁基体1 との間
及び絶縁膜2 と回路配線膜3との間が剥離してしまう危
険性がある。また配線基板に熱が印加されると絶縁膜2
の熱応力によって上下の回路配線膜3 の電気的接続の信
頼性が低下する。従って、前記絶縁膜2 はその厚みを2.
0 乃至50.0μm の範囲としておくことが好ましい。
【0019】また前記絶縁膜2 の間に配される回路配線
膜3 は銅の上下にクロムもしくはモリブデンを配した3
層構造を有しており、その一部は絶縁基体1 に設けたメ
タライズ配線層1aに電気的に導通し、また最上層の回路
配線膜3 には接続パッド3aを介して半導体素子や抵抗
器、コンデンサ等の電子部品が接合される。
【0020】前記回路配線膜3 は銅及びクロムもしくは
モリブデンを絶縁膜2 上に3 層にスパッタリング法やイ
オンプレーティング法等により被着するとともにこれを
フォトリソグラフィー技術により所定パターンに加工す
ることによって形成され、該スパッタリング法やフォト
リソグラフィー技術により形成される回路配線膜3 はそ
の線幅、厚みが極めて細く、薄いものとなり、その結
果、回路配線膜3 の微細化が可能となって回路配線膜3
の高密度化が可能となる。
【0021】尚、前記回路配線膜3 を構成する銅は電気
信号を伝達させる際の主導体層を形成し、また上下のク
ロムもしくはモリブデンは銅から成る主導体層を絶縁膜
2 に強固に被着させる密着層として作用する。
【0022】また前記回路配線膜3 はその全体の厚みが
1.0 μm 未満となると回路配線膜3を形成する際に断線
等を発生し易くなるとともに電気抵抗値が高くなって回
路配線として適さなくなる傾向にあり、また15.0μm を
越えると回路配線膜3 を形成する際の応力によって回路
配線膜3 と絶縁膜2 との間に剥離を発生させる危険性が
ある。従って、前記回路配線膜3 はその全体厚みを1.0
乃至15.0μm の厚みとしておくことが好ましい。
【0023】更に前記回路配線膜3 を構成する銅から成
る主導体層はその厚みを1.0 乃至15.0μm の範囲に、ク
ロムもしくはモリブデンから成る密着層の厚みを0.025
乃至0.4 μm の範囲としておくと回路配線膜3 における
電気信号の伝達を良好として、且つ絶縁膜2 と回路配線
膜3 との被着強度を強固となすことができる。従って、
前記回路配線膜3 を構成する銅から成る主導体層はその
厚みを1.0 乃至15.0μm の範囲に、クロムもしくはモリ
ブデンから成る密着層はその厚みを0.025 乃至0.4 μm
の範囲としておくことが好ましい。
【0024】前記回路配線膜3 はまたその最上層のもの
に接続パッド5 が電気的に接続されており、該接続パッ
ド5 には半導体素子や抵抗器、コンデンサ等の電子部品
が接合されるようになっている。
【0025】前記接続パッド5 は回路配線膜3 と電子部
品とを接続する作用を為し、銅(Cu)から成り、回路配線
膜3 と同様の方法によって最上層の絶縁膜2 表面に一部
を回路配線膜3 に電気的に接続させた状態で被着され
る。
【0026】前記接続パッド5 はまたその表面に図2 に
示す如く、ニッケル及び金から成るメッキ金属層6 が層
着されている。
【0027】前記メッキ金属層6 は接続パッド5 と半導
体素子や抵抗器等の電子部品を半田等のロウ材を介して
ロウ付け接合する際、その接合を強固なものとする作用
を為し、従来周知の電解メッキ法、無電解メッキ法を採
用することによって接続パッド5 の表面に層着される。
【0028】尚、前記メッキ金属層6 はその厚みが0.5
μm 未満であると接続パッド5 に電子部品をロウ材を介
して強固に接合させることができなくなり、また5.0 μ
m を越えるとメッキ金属層6 を被着させる際の応力によ
って接続パッド5 を該接続パッド5 が電気的に接続され
ている回路配線膜3 とともに絶縁膜2 により剥離させて
しまう危険性がある。従って、前記メッキ金属層6 はそ
の厚みを0.5 乃至5.0μm の範囲としておくことが好ま
しい。
【0029】また前記接続パッド5 は更にその外周端A
が間にクロム層7 を挟んで絶縁膜2で被覆されている。
【0030】前記接続パッド5 はその外周端A が絶縁膜
2 で被覆されているためこの接続パッド5 に半導体素子
等の電子部品を半田等のロウ材を介して接合させる際、
溶融ロウ材が外側に向かって大きく流出しようとしても
その流出は有効に阻止され、その結果、接続パッド5 と
電子部品との間に所定量のロウ材が介在し、両者を極め
て強固に接合させることが可能となる。
【0031】また前記接続パッド5 はその外周端A が絶
縁膜2 で被覆されていることから接続パッド5 に外力が
印加され、これが接続パッド5 の外周端に内在している
内部応力と相俊って大きくなったとしても接続パッド5
の外周端A は絶縁膜2 で挟持押圧されているため接続パ
ッド5 は前記応力によって絶縁膜2 より剥離することは
なく、その結果、電子部品を回路配線膜3 に接続パッド
5 を介して確実、且つ強固に電気的接続することが可能
となる。
【0032】尚、接続パッド5 の絶縁膜2 による被覆は
接続パッド5 の外周端A を接続パッド5 の直径の5%程度
の幅で被覆しておくと接続パッド5 の剥離を有効に阻止
することができる。従って、前記接続パッド5 の絶縁膜
2 による被覆は接続パッド5の外周端A を接続パッド5
の直径の5%程度被覆しておくことが好ましい。
【0033】また前記接続パッド5 の外周端A と絶縁膜
2 との間にはクロム層7 が配されており、該クロム層7
は接続パット5 と絶縁膜2 とを強固に接着させる接着層
として作用し、接続パッド5 の上面に被着させたニッケ
ル及び金等から成るメッキ金属層6 と絶縁膜2 との間の
被着強度が弱いとしてもその強度はクロム層7 によって
補強され、その結果、接続パッド5 の外周端A に絶縁膜
2 が強固に被着することとなる。
【0034】前記クロム層7 はスパッタリング法やイオ
ンプレーティング法、或いはメッキ法によって接続パッ
ド5 の外周端A 表面に層着される。
【0035】また前記クロム層7 はその厚みが0.02μm
未満であると接続パッド5 と絶縁膜2 の被着強度を大き
く補強することが困難となり、また1.0 μm を越えると
クロム層7 を被着させる際の応力によって該クロム層7
が被着された接続パッド5 と絶縁膜2 との間に剥離が発
生する危険性がある。従って、前記クロム層7 はその厚
みを0.02乃至1.0 μm の範囲としておくことが好まし
い。
【0036】かくして本発明の配線基板によれば接続パ
ッド5 に半導体素子や抵抗器、コンデンサ等の電子部品
を半田等のロウ材を介して接合させ、電子部品を接続パ
ッド5 を介し回路配線膜3 に接続することによって回路
基板やパッケージとして機能する。
【0037】尚、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る。
【0038】
【発明の効果】本発明の配線基板によれば回路配線の一
部に電子部品を接続するための接続パッドを形成すると
ともに該接続パッドの外周端を間にクロム層を挟んで絶
縁膜で被覆したことから接続パッドに半導体素子等の電
子部品を半田等のロウ材を介して接合させる際、溶融ロ
ウ材が外側に向かって大きく流出しようとしてもその流
出は有効に阻止され、その結果、接続パッドと電子部品
との間に所定量のロウ材が介在し、両者を極めて強固に
接合させることが可能となる。
【0039】また同時に接続パッドの外周端を絶縁膜で
被覆したことから接続パッドに外力が印加され、これが
接続パッドの外周端に内在している内部応力と相俊って
大きくなったとしても接続パッドの外周端は絶縁膜で挟
持押圧されているため接続パッドは前記応力によって絶
縁膜より剥離することはなく、その結果、電子部品を回
路配線膜に接続パッドを介して確実、且つ強固に電気的
接続することが可能となる。
【0040】更に接続パッドの外周端と絶縁膜との間に
はクロム層が配されており、該クロム層によって接続パ
ットの外周端と絶縁膜とが強固に被着していることか
ら、これによっても接続パッドに外力が印加されても接
続パッドの外周端より絶縁膜が剥離することはなくな
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。
【図2】図1に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【図3】従来の配線基板の断面図である。
【図4】図3に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1・・・・絶縁基体 2・・・・絶縁膜 3・・・・回路配線膜 5・・・・接続パッド 6・・・・メッキ金属層 7・・・・クロム層 A・・・・接続パッドの外周端

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基体上に高分子材料から成る高分子
    縁膜と回路配線膜とを交互に積層して成る配線基板であ
    って、前記回路配線膜の一部に電子部品を接続するため
    の接続パッドを形成するとともに該接続パッドの表面を
    ニッケル及び/又は金から成るメッキ金属層で被覆し、
    かつ一部が前記高分子絶縁膜に接合する絶縁膜で前記接
    続パッドの外周端を被覆するとともに前記絶縁膜と接続
    パッドとの間にクロム層を配設したことを特徴とする配
    線基板。
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