JP3124697B2 - 低温焼成セラミック回路基板 - Google Patents
低温焼成セラミック回路基板Info
- Publication number
- JP3124697B2 JP3124697B2 JP07065359A JP6535995A JP3124697B2 JP 3124697 B2 JP3124697 B2 JP 3124697B2 JP 07065359 A JP07065359 A JP 07065359A JP 6535995 A JP6535995 A JP 6535995A JP 3124697 B2 JP3124697 B2 JP 3124697B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- low
- wire
- bonding
- fired ceramic
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
- H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
- H05K3/4629—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
- H05K3/4673—Application methods or materials of intermediate insulating layers not specially adapted to any one of the previous methods of adding a circuit layer
- H05K3/4676—Single layer compositions
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボンディングワイヤを
接合する基板表層導体の構成を改良した低温焼成セラミ
ック回路基板に関するものである。
接合する基板表層導体の構成を改良した低温焼成セラミ
ック回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、セラミック回路基板の表層導
体を高導電率のＡｇ系導体で形成し、これに各種の実装
部品の端子を半田付けしたり、半導体チップをワイヤボ
ンディング法により実装したものがある。このもので
は、端子用の半田付パットとワイヤボンディング用パッ
ドとを全てＡｇ系導体で形成すると、ボンディングワイ
ヤの接合強度が弱かったり、Ａｕワイヤではワイヤボン
ディングできない等の問題があるため、ワイヤボンディ
ング用パッドについてはＡｕ系導体で形成するようにし
ている。
体を高導電率のＡｇ系導体で形成し、これに各種の実装
部品の端子を半田付けしたり、半導体チップをワイヤボ
ンディング法により実装したものがある。このもので
は、端子用の半田付パットとワイヤボンディング用パッ
ドとを全てＡｇ系導体で形成すると、ボンディングワイ
ヤの接合強度が弱かったり、Ａｕワイヤではワイヤボン
ディングできない等の問題があるため、ワイヤボンディ
ング用パッドについてはＡｕ系導体で形成するようにし
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、融点の低いＡｇ
系導体をセラミック基板と１０００℃以下で同時焼成で
きる低温焼成セラミック基板が開発されているが、この
低温焼成セラミック基板においては、セラミックとこれ
に同時焼成したＡｕ系導体との接合強度が弱く、ボンデ
ィングワイヤの接合部のＡｕ系導体が比較的小さな外力
で剥がれてしまうクレータリングが発生することがあ
る。本来、セラミック／Ａｕ系導体間の接合強度は、ボ
ンディングワイヤ破断強度やボンディングワイヤ／Ａｕ
系導体間の接合強度（ワイヤボンディング強度）に比べ
て十分に強いことが必要であるが、クレータリングが発
生するということは、セラミック／Ａｕ系導体間の接合
強度が不足することを意味し、ワイヤボンディングの信
頼性の点で問題となる。このようなクレータリングの問
題は、Ａｌワイヤ超音波ボンディングやＡｕワイヤ超音
波熱圧着ボンディングを採用した場合に一層顕著に現れ
る傾向がある。このため、従来は、クレータリングを抑
えるために超音波の出力を上げることができず、ワイヤ
ボンディング条件の自由度が狭められてしまうという問
題もあった。
系導体をセラミック基板と１０００℃以下で同時焼成で
きる低温焼成セラミック基板が開発されているが、この
低温焼成セラミック基板においては、セラミックとこれ
に同時焼成したＡｕ系導体との接合強度が弱く、ボンデ
ィングワイヤの接合部のＡｕ系導体が比較的小さな外力
で剥がれてしまうクレータリングが発生することがあ
る。本来、セラミック／Ａｕ系導体間の接合強度は、ボ
ンディングワイヤ破断強度やボンディングワイヤ／Ａｕ
系導体間の接合強度（ワイヤボンディング強度）に比べ
て十分に強いことが必要であるが、クレータリングが発
生するということは、セラミック／Ａｕ系導体間の接合
強度が不足することを意味し、ワイヤボンディングの信
頼性の点で問題となる。このようなクレータリングの問
題は、Ａｌワイヤ超音波ボンディングやＡｕワイヤ超音
波熱圧着ボンディングを採用した場合に一層顕著に現れ
る傾向がある。このため、従来は、クレータリングを抑
えるために超音波の出力を上げることができず、ワイヤ
ボンディング条件の自由度が狭められてしまうという問
題もあった。
【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、ワイヤボンディング
の信頼性を向上できるとともに、ワイヤボンディング条
件の自由度も拡大することができる低温焼成セラミック
回路基板を提供することにある。
たものであり、従ってその目的は、ワイヤボンディング
の信頼性を向上できるとともに、ワイヤボンディング条
件の自由度も拡大することができる低温焼成セラミック
回路基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の低温焼成セラミック回路基板は、１０００
℃以下で焼成されたＡｇ導体を内層導体及びビアホール
導体とした低温焼成セラミック基板の表面に、Ａｇ系の
表層導体が同時焼成され、このＡｇ系の表層導体上に、
Ａｕ系導体でワイヤボンディング用のパッドが形成され
ることで、基板表面のうちの低温焼成セラミック上に前
記Ａｇ系の表層導体と前記Ａｕ系導体との２層構造のパ
ッドが形成されている構成となっている（請求項１）。
に、本発明の低温焼成セラミック回路基板は、１０００
℃以下で焼成されたＡｇ導体を内層導体及びビアホール
導体とした低温焼成セラミック基板の表面に、Ａｇ系の
表層導体が同時焼成され、このＡｇ系の表層導体上に、
Ａｕ系導体でワイヤボンディング用のパッドが形成され
ることで、基板表面のうちの低温焼成セラミック上に前
記Ａｇ系の表層導体と前記Ａｕ系導体との２層構造のパ
ッドが形成されている構成となっている（請求項１）。
【０００６】この場合、前記低温焼成セラミック基板
は、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス
粉末とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物を８００〜１０００℃
で焼成したものを用いると良い（請求項２）。
は、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス
粉末とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物を８００〜１０００℃
で焼成したものを用いると良い（請求項２）。
【０００７】
【作用】本発明によれば、低温焼成セラミック基板の表
面に直接Ａｕ系導体のパッドを形成するのではなく、低
温焼成セラミック基板の表面に同時焼成されたＡｇ系の
表層導体上にＡｕ系導体のパッドを形成することで、基
板表面のうちの低温焼成セラミック上にＡｇ系の表層導
体とＡｕ系導体との２層構造のパッドを形成する。この
構成では、Ａｕ系導体／Ａｇ系導体間の接合強度と、Ａ
ｇ系導体／低温焼成セラミック間の接合強度は、いずれ
もＡｕ系導体／低温焼成セラミック間の接合強度より強
いため、本発明のパッドの接合構造であるＡｕ系導体／
Ａｇ系導体／低温焼成セラミックの接合強度もＡｕ系導
体／低温焼成セラミック間の接合強度より強くなり、ク
レータリングの問題が解消される。ここで、Ａｇ系導体
はＡｇの他、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ等、Ａｇを主体と
する導体を意味し、同様に、Ａｕ系導体はＡｕの他、Ａ
ｕ−Ｐｔ等、Ａｕを主体とする導体を意味する。
面に直接Ａｕ系導体のパッドを形成するのではなく、低
温焼成セラミック基板の表面に同時焼成されたＡｇ系の
表層導体上にＡｕ系導体のパッドを形成することで、基
板表面のうちの低温焼成セラミック上にＡｇ系の表層導
体とＡｕ系導体との２層構造のパッドを形成する。この
構成では、Ａｕ系導体／Ａｇ系導体間の接合強度と、Ａ
ｇ系導体／低温焼成セラミック間の接合強度は、いずれ
もＡｕ系導体／低温焼成セラミック間の接合強度より強
いため、本発明のパッドの接合構造であるＡｕ系導体／
Ａｇ系導体／低温焼成セラミックの接合強度もＡｕ系導
体／低温焼成セラミック間の接合強度より強くなり、ク
レータリングの問題が解消される。ここで、Ａｇ系導体
はＡｇの他、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ等、Ａｇを主体と
する導体を意味し、同様に、Ａｕ系導体はＡｕの他、Ａ
ｕ−Ｐｔ等、Ａｕを主体とする導体を意味する。
【０００８】また、低温焼成セラミック基板材料とし
て、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス
粉末とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物を用いると、焼成過程
においてアノーサイト若しくはアノーサイト＋ケイ酸カ
ルシウムの部分結晶化を起こさせて、酸化雰囲気（空
気）中で８００〜１０００℃の低温焼成を可能にするだ
けでなく、焼成過程における微細パターンのずれを上述
した部分結晶化により抑えながら、焼成時間の短時間化
が可能となる。また、基板材料に鉛を全く含まず、低公
害性の要求も満たされる。
て、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス
粉末とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物を用いると、焼成過程
においてアノーサイト若しくはアノーサイト＋ケイ酸カ
ルシウムの部分結晶化を起こさせて、酸化雰囲気（空
気）中で８００〜１０００℃の低温焼成を可能にするだ
けでなく、焼成過程における微細パターンのずれを上述
した部分結晶化により抑えながら、焼成時間の短時間化
が可能となる。また、基板材料に鉛を全く含まず、低公
害性の要求も満たされる。
【０００９】
【実施例】まず、本発明の一実施例における低温焼成セ
ラミック回路基板の構成を図１に基づいて説明する。低
温焼成セラミック基板１１は、後述する組成の低温焼成
用のグリーンシート１２を複数枚積層して焼成して一体
化したものである。各層のグリーンシート１２の所定位
置には、０．０５〜１．００ｍｍφ程度のビアホール１
３が打ち抜き形成され、層間を電気的に接続できるよう
に、各ビアホール１３にビアホール用Ａｇペーストを使
用してビアホール導体１４が充填されている。更に、内
層のグリーンシート１２の表面には、配線用Ａｇペース
トで内層導体１５がスクリーン印刷され、表層のグリー
ンシート１２の表面には、Ａｇ−Ｐｄペーストで表層導
体１６がスクリーン印刷されている。これらＡｇ導体の
ビアホール導体１４と内層導体１５及びＡｇ系導体の表
層導体１６は、グリーンシート１２の積層体を低温焼成
する際に同時に焼成されている。
ラミック回路基板の構成を図１に基づいて説明する。低
温焼成セラミック基板１１は、後述する組成の低温焼成
用のグリーンシート１２を複数枚積層して焼成して一体
化したものである。各層のグリーンシート１２の所定位
置には、０．０５〜１．００ｍｍφ程度のビアホール１
３が打ち抜き形成され、層間を電気的に接続できるよう
に、各ビアホール１３にビアホール用Ａｇペーストを使
用してビアホール導体１４が充填されている。更に、内
層のグリーンシート１２の表面には、配線用Ａｇペース
トで内層導体１５がスクリーン印刷され、表層のグリー
ンシート１２の表面には、Ａｇ−Ｐｄペーストで表層導
体１６がスクリーン印刷されている。これらＡｇ導体の
ビアホール導体１４と内層導体１５及びＡｇ系導体の表
層導体１６は、グリーンシート１２の積層体を低温焼成
する際に同時に焼成されている。
【００１０】一方、低温焼成セラミック基板１１表面の
Ａｇ系の表層導体１６上の所定位置には、ボンディング
ワイヤ用のパッド１７がＡｕ系導体ペーストで印刷・焼
成されている。Ａｇ系の表層導体１６上には、半導体チ
ップ１８がダイボンディングされ、この半導体チップ１
８上面の電極とＡｕ系導体のパッド１７とがＡｌワイ
ヤ，Ａｕワイヤ等のボンディングワイヤ１９で接続され
ている。
Ａｇ系の表層導体１６上の所定位置には、ボンディング
ワイヤ用のパッド１７がＡｕ系導体ペーストで印刷・焼
成されている。Ａｇ系の表層導体１６上には、半導体チ
ップ１８がダイボンディングされ、この半導体チップ１
８上面の電極とＡｕ系導体のパッド１７とがＡｌワイ
ヤ，Ａｕワイヤ等のボンディングワイヤ１９で接続され
ている。
【００１１】次に、上記構成の低温焼成セラミック回路
基板の製造方法を説明する。まず、ＣａＯ１８．２重量
％、Ａｌ2 Ｏ3 １８．２重量％、ＳｉＯ2 ５４．５重量
％及びＢ2 Ｏ3 ９．１重量％を含む混合物を１４５０℃
で溶融してガラス化した後、水中で急冷し、これを粉砕
して平均粒径が３〜３．５μｍのＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａ
ｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末を作製する。このガラ
ス粉末６０重量％と平均粒径１．２μｍのアルミナ粉末
４０重量％とを混合したセラミック絶縁体用混合粉末に
溶剤（例えばトルエン、キシレン）、バインダー（例え
ばアクリル樹脂）及び可塑性（例えばＤＯＰ）を加え、
充分混練して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリ
ーを作製し、通常のドクターブレード法を用いて厚み
０．４ｍｍのグリーンシート１２を作製する。
基板の製造方法を説明する。まず、ＣａＯ１８．２重量
％、Ａｌ2 Ｏ3 １８．２重量％、ＳｉＯ2 ５４．５重量
％及びＢ2 Ｏ3 ９．１重量％を含む混合物を１４５０℃
で溶融してガラス化した後、水中で急冷し、これを粉砕
して平均粒径が３〜３．５μｍのＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａ
ｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末を作製する。このガラ
ス粉末６０重量％と平均粒径１．２μｍのアルミナ粉末
４０重量％とを混合したセラミック絶縁体用混合粉末に
溶剤（例えばトルエン、キシレン）、バインダー（例え
ばアクリル樹脂）及び可塑性（例えばＤＯＰ）を加え、
充分混練して粘度２０００〜４００００ｃｐｓのスラリ
ーを作製し、通常のドクターブレード法を用いて厚み
０．４ｍｍのグリーンシート１２を作製する。
【００１２】この後、打抜き型やパンチングマシーン等
を用いて、このグリーンシート１２を例えば３０ｍｍ角
に切断すると共に、所定位置に例えば０．３ｍｍφのビ
アホール１３を打ち抜き形成する。次いで、各層のグリ
ーンシート１２のビアホール１３にビアホール用Ａｇペ
ーストを使用してビアホール導体１４を充填した後、配
線用Ａｇペーストを使用して各層の内層導体１５をスク
リーン印刷し、表層のグリーンシート１２にはＡｇ−Ｐ
ｄペーストを使用して表層導体１６をスクリーン印刷す
る。この後、グリーンシート１２を積層し、この積層体
を例えば８０〜１５０℃、５０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2 の
条件で熱圧着して一体化した後、この積層体を通常の電
気式連続ベルト炉を使用して、８００〜１０００℃（好
ましくは９００℃）、２０分ホールドの条件で酸化雰囲
気（空気）中で焼成して、低温焼成セラミック基板１１
を焼成すると共に、Ａｇ導体のビアホール導体１４、内
層導体１５及びＡｇ系導体の表層導体１６を同時焼成す
る。
を用いて、このグリーンシート１２を例えば３０ｍｍ角
に切断すると共に、所定位置に例えば０．３ｍｍφのビ
アホール１３を打ち抜き形成する。次いで、各層のグリ
ーンシート１２のビアホール１３にビアホール用Ａｇペ
ーストを使用してビアホール導体１４を充填した後、配
線用Ａｇペーストを使用して各層の内層導体１５をスク
リーン印刷し、表層のグリーンシート１２にはＡｇ−Ｐ
ｄペーストを使用して表層導体１６をスクリーン印刷す
る。この後、グリーンシート１２を積層し、この積層体
を例えば８０〜１５０℃、５０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2 の
条件で熱圧着して一体化した後、この積層体を通常の電
気式連続ベルト炉を使用して、８００〜１０００℃（好
ましくは９００℃）、２０分ホールドの条件で酸化雰囲
気（空気）中で焼成して、低温焼成セラミック基板１１
を焼成すると共に、Ａｇ導体のビアホール導体１４、内
層導体１５及びＡｇ系導体の表層導体１６を同時焼成す
る。
【００１３】このようにして低温焼成セラミック基板１
１の表面に同時焼成されたＡｇ系の表層導体１６の所定
位置に、Ａｕ系導体ペーストであるＡｕペーストを使用
してワイヤボンディング用のパッド１７をスクリーン印
刷する。この後、例えば８５０℃、１０分ホールドの条
件で通常の電気式連続ベルト炉を使用して酸化雰囲気
（空気）中で焼成し、低温焼成セラミック基板１１のＡ
ｇ系の表層導体１６上にＡｕ系導体のパッド１７を焼成
する。
１の表面に同時焼成されたＡｇ系の表層導体１６の所定
位置に、Ａｕ系導体ペーストであるＡｕペーストを使用
してワイヤボンディング用のパッド１７をスクリーン印
刷する。この後、例えば８５０℃、１０分ホールドの条
件で通常の電気式連続ベルト炉を使用して酸化雰囲気
（空気）中で焼成し、低温焼成セラミック基板１１のＡ
ｇ系の表層導体１６上にＡｕ系導体のパッド１７を焼成
する。
【００１４】この後、低温焼成セラミック基板１１のＡ
ｇ系の表層導体１６上に、半導体チップ１８をダイボン
ディングし、この半導体チップ１８上面の電極とＡｕ系
導体のパッド１７とをボンディングワイヤ１９で接続す
る。
ｇ系の表層導体１６上に、半導体チップ１８をダイボン
ディングし、この半導体チップ１８上面の電極とＡｕ系
導体のパッド１７とをボンディングワイヤ１９で接続す
る。
【００１５】本発明者らは、以上のようにして作製した
低温焼成セラミック回路基板のボンディングワイヤ１９
の接合部の信頼性を評価するために、実施例Ａ，Ｂと比
較例Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２について、ボンディングワ
イヤ引張り強度試験を行ってワイヤボンディング強度と
破断モードを検査したので、その検査結果を次の表１に
示す。
低温焼成セラミック回路基板のボンディングワイヤ１９
の接合部の信頼性を評価するために、実施例Ａ，Ｂと比
較例Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２について、ボンディングワ
イヤ引張り強度試験を行ってワイヤボンディング強度と
破断モードを検査したので、その検査結果を次の表１に
示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】この表１において、破断モードはボンディ
ングワイヤ引張り強度試験で発生する断線の態様を分類
したものであり、図３に示すように、ボンディングワイ
ヤが途中で破断するワイヤ切れ、導体との接合面からの
ボンディングワイヤの剥れ（ワイヤ／導体の接合剥
れ）、クレータリングに分類される。ここで、ワイヤ切
れは、ワイヤボンディング強度（ワイヤ／導体間の接合
強度）と導体／セラミック間の接合強度が共に十分であ
ることを意味し、このワイヤ切れの割合が多いほど、ワ
イヤボンディングの信頼性が高くなる。一方、ワイヤ／
導体の接合剥れは、ワイヤボンディング強度が不足する
ことを意味し、クレータリングは、導体／セラミック間
の接合強度が不足することを意味する。
ングワイヤ引張り強度試験で発生する断線の態様を分類
したものであり、図３に示すように、ボンディングワイ
ヤが途中で破断するワイヤ切れ、導体との接合面からの
ボンディングワイヤの剥れ（ワイヤ／導体の接合剥
れ）、クレータリングに分類される。ここで、ワイヤ切
れは、ワイヤボンディング強度（ワイヤ／導体間の接合
強度）と導体／セラミック間の接合強度が共に十分であ
ることを意味し、このワイヤ切れの割合が多いほど、ワ
イヤボンディングの信頼性が高くなる。一方、ワイヤ／
導体の接合剥れは、ワイヤボンディング強度が不足する
ことを意味し、クレータリングは、導体／セラミック間
の接合強度が不足することを意味する。
【００１８】実施例Ａ及び比較例Ａ１，Ａ２は、ボンデ
ィングワイヤとして直径３０μｍのＡｌワイヤを使用
し、超音波ボンディングにより基板表面の導体に接続し
たものであり、実施例Ｂ及び比較例Ｂ１，Ｂ２は、ボン
ディングワイヤとして直径２５μｍのＡｕワイヤを使用
し、超音波・熱圧着併用のボールボンディングにより基
板表面の導体に接続したものである。また、実施例Ａ，
Ｂは、ボンディングワイヤを接続する導体を２層構成と
し、前述したようにＡｇ−Ｐｄの表層導体１６上にパッ
ド１７をＡｕで形成したものである。一方、比較例Ａ
１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、従来例に相当し、図２に示す
ように低温焼成セラミック基板１１の表面に直接ワイヤ
ボンディング用のパッド２０を印刷・焼成したものであ
り、パッド２０を形成する導体として、比較例Ａ１，Ｂ
１ではＡｕを用い、比較例Ａ２，Ｂ２ではＡｇ−Ｐｄを
用いている。
ィングワイヤとして直径３０μｍのＡｌワイヤを使用
し、超音波ボンディングにより基板表面の導体に接続し
たものであり、実施例Ｂ及び比較例Ｂ１，Ｂ２は、ボン
ディングワイヤとして直径２５μｍのＡｕワイヤを使用
し、超音波・熱圧着併用のボールボンディングにより基
板表面の導体に接続したものである。また、実施例Ａ，
Ｂは、ボンディングワイヤを接続する導体を２層構成と
し、前述したようにＡｇ−Ｐｄの表層導体１６上にパッ
ド１７をＡｕで形成したものである。一方、比較例Ａ
１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、従来例に相当し、図２に示す
ように低温焼成セラミック基板１１の表面に直接ワイヤ
ボンディング用のパッド２０を印刷・焼成したものであ
り、パッド２０を形成する導体として、比較例Ａ１，Ｂ
１ではＡｕを用い、比較例Ａ２，Ｂ２ではＡｇ−Ｐｄを
用いている。
【００１９】表１の試験結果から明らかなように、導体
をＡｕの一層構造とした比較例Ａ１，Ｂ１では、ボンデ
ィングワイヤ引張り強度試験でクレータリングが数％の
レベルで発生し、導体／セラミック間の接合強度が不足
する。また、Ａｇ−Ｐｄの一層構造の場合、Ａｌワイヤ
を使用した比較例Ａ２では、ワイヤ／導体の接合剥れが
５３％も発生し、ワイヤボンディング強度が不足し、Ａ
ｕワイヤを使用した比較例Ｂ２では、ワイヤボンディン
グが不可能であった。
をＡｕの一層構造とした比較例Ａ１，Ｂ１では、ボンデ
ィングワイヤ引張り強度試験でクレータリングが数％の
レベルで発生し、導体／セラミック間の接合強度が不足
する。また、Ａｇ−Ｐｄの一層構造の場合、Ａｌワイヤ
を使用した比較例Ａ２では、ワイヤ／導体の接合剥れが
５３％も発生し、ワイヤボンディング強度が不足し、Ａ
ｕワイヤを使用した比較例Ｂ２では、ワイヤボンディン
グが不可能であった。
【００２０】これに対し、導体をＡｇ−Ｐｄ／Ａｕの二
層構造とした実施例Ａ，Ｂは、Ａｕ又はＡｇ−Ｐｄの一
層構造の比較例Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２と比較して、ワ
イヤボンディング強度が向上し、ワイヤ／導体の接合剥
れが０％であると共に、導体／セラミック間の接合強度
が向上し、クレータリングが０％に改善され、ワイヤボ
ンディングの信頼性が向上する。しかも、導体／セラミ
ック間の接合強度向上によりワイヤボンディング時の超
音波の出力を上げることも可能となり、ワイヤボンディ
ング条件の自由度を拡大することができる。その上、Ａ
ｇ系の表層導体１６を低温焼成セラミック基板１１と同
時に焼成することができるので、プロセス短縮の要求も
満たすことができる。
層構造とした実施例Ａ，Ｂは、Ａｕ又はＡｇ−Ｐｄの一
層構造の比較例Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２と比較して、ワ
イヤボンディング強度が向上し、ワイヤ／導体の接合剥
れが０％であると共に、導体／セラミック間の接合強度
が向上し、クレータリングが０％に改善され、ワイヤボ
ンディングの信頼性が向上する。しかも、導体／セラミ
ック間の接合強度向上によりワイヤボンディング時の超
音波の出力を上げることも可能となり、ワイヤボンディ
ング条件の自由度を拡大することができる。その上、Ａ
ｇ系の表層導体１６を低温焼成セラミック基板１１と同
時に焼成することができるので、プロセス短縮の要求も
満たすことができる。
【００２１】一方、低温焼成セラミック基板１１を焼成
するグリーンシート１２はＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ
3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物
を用いると良く、その好ましい組成は、ＣａＯ１０〜５
５重量％、ＳｉＯ2 ４５〜７０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜
３０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜２０重量％からなるガラス粉
末６５〜５０重量％と、Ａｌ2 Ｏ3 粉末５０〜３５重量
％との混合物である。このような組成のグリーンシート
１２を用いると、焼成過程においてアノーサイト若しく
はアノーサイト＋ケイ酸カルシウムの部分結晶化を起こ
させて、酸化雰囲気（空気）中で８００〜１０００℃の
低温焼成を可能にするだけでなく、焼成過程における微
細パターンのずれを上述した部分結晶化により抑えるこ
とができて、ファインパターンの形成が容易である。ま
た、焼成時に３０〜５０℃／分という早いスピードで昇
温しても、７００℃位までガラス層が全く軟化せず、収
縮もしない多孔質体を維持するため、クラックが入った
り、カーボンをガラス層に封じ込めること無く、バイン
ダーを容易に除去でき、更に、８００〜９５０℃の焼成
温度付近で急速に収縮焼結するため、大型の緻密なセラ
ミック基板を短時間で焼成可能である。
するグリーンシート１２はＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ
3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物
を用いると良く、その好ましい組成は、ＣａＯ１０〜５
５重量％、ＳｉＯ2 ４５〜７０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜
３０重量％、Ｂ2 Ｏ3 ５〜２０重量％からなるガラス粉
末６５〜５０重量％と、Ａｌ2 Ｏ3 粉末５０〜３５重量
％との混合物である。このような組成のグリーンシート
１２を用いると、焼成過程においてアノーサイト若しく
はアノーサイト＋ケイ酸カルシウムの部分結晶化を起こ
させて、酸化雰囲気（空気）中で８００〜１０００℃の
低温焼成を可能にするだけでなく、焼成過程における微
細パターンのずれを上述した部分結晶化により抑えるこ
とができて、ファインパターンの形成が容易である。ま
た、焼成時に３０〜５０℃／分という早いスピードで昇
温しても、７００℃位までガラス層が全く軟化せず、収
縮もしない多孔質体を維持するため、クラックが入った
り、カーボンをガラス層に封じ込めること無く、バイン
ダーを容易に除去でき、更に、８００〜９５０℃の焼成
温度付近で急速に収縮焼結するため、大型の緻密なセラ
ミック基板を短時間で焼成可能である。
【００２２】尚、上記実施例では、低温焼成セラミック
基板１１とＡｇ系の表層導体１６とを同時焼成した後
に、Ａｕ系導体のパッド１７を後付けするようにした
が、このＡｕ系導体のパッド１７についても低温焼成セ
ラミック基板１１及びＡｇ系の表層導体１６と同時焼成
するようにしても良い。
基板１１とＡｇ系の表層導体１６とを同時焼成した後
に、Ａｕ系導体のパッド１７を後付けするようにした
が、このＡｕ系導体のパッド１７についても低温焼成セ
ラミック基板１１及びＡｇ系の表層導体１６と同時焼成
するようにしても良い。
【００２３】また、上記実施例では、表層導体１６を形
成するＡｇ系導体としてＡｇ−Ｐｄペーストを用いた
が、Ａｇ−Ｐｔペースト、Ａｇペースト等を用いても良
く、要は、Ａｇを主体とするペーストを用いれば良い。
また、パッド１７を形成するＡｕ系導体についても、Ａ
ｕペーストに限定されず、Ａｕ−Ｐｔペースト等を用い
ても良く、要は、Ａｕを主体とするペーストを用いれば
良い。
成するＡｇ系導体としてＡｇ−Ｐｄペーストを用いた
が、Ａｇ−Ｐｔペースト、Ａｇペースト等を用いても良
く、要は、Ａｇを主体とするペーストを用いれば良い。
また、パッド１７を形成するＡｕ系導体についても、Ａ
ｕペーストに限定されず、Ａｕ−Ｐｔペースト等を用い
ても良く、要は、Ａｕを主体とするペーストを用いれば
良い。
【００２４】また、上記実施例では、低温焼成セラミッ
ク基板１１の片面のみにＡｕ系導体のパッド１７を形成
したが、基板両面にＡｇ系の表層導体１６を介してＡｕ
系導体のパッド１７を形成するようにしても良い。その
他、本発明は、グリーンシート１２の積層枚数を変更し
ても良い等、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施
できることは言うまでもない。
ク基板１１の片面のみにＡｕ系導体のパッド１７を形成
したが、基板両面にＡｇ系の表層導体１６を介してＡｕ
系導体のパッド１７を形成するようにしても良い。その
他、本発明は、グリーンシート１２の積層枚数を変更し
ても良い等、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施
できることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の低温焼成セラミック回路基板によれば、低温焼成セラ
ミック基板の表面にＡｇ系の表層導体を介してＡｕ系導
体のパッドを形成するようにしたので、ボンディングワ
イヤの接合部分の導体／セラミック間の接合強度を高め
てクレータリングを抑えることができ、ワイヤボンディ
ングの信頼性を向上することができると共に、ワイヤボ
ンディング時の超音波の出力を上げることも可能とな
り、ワイヤボンディング条件の自由度を拡大することが
できる。しかも、Ａｇ系の表層導体を低温焼成セラミッ
ク基板と同時に焼成することができるので、プロセス短
縮の要求も満たすことができる。
の低温焼成セラミック回路基板によれば、低温焼成セラ
ミック基板の表面にＡｇ系の表層導体を介してＡｕ系導
体のパッドを形成するようにしたので、ボンディングワ
イヤの接合部分の導体／セラミック間の接合強度を高め
てクレータリングを抑えることができ、ワイヤボンディ
ングの信頼性を向上することができると共に、ワイヤボ
ンディング時の超音波の出力を上げることも可能とな
り、ワイヤボンディング条件の自由度を拡大することが
できる。しかも、Ａｇ系の表層導体を低温焼成セラミッ
ク基板と同時に焼成することができるので、プロセス短
縮の要求も満たすことができる。
【００２６】また、低温焼成セラミック基板材料して、
ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末
とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物を用いれば、焼成過程にお
ける部分結晶化により、酸化雰囲気（空気）中で８００
〜１０００℃の低温焼成を行い得ると共に、焼成過程に
おける微細パターンのずれを上述した部分結晶化により
抑えながら、焼成時間を短時間化することができる。
ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末
とＡｌ2 Ｏ3 粉末との混合物を用いれば、焼成過程にお
ける部分結晶化により、酸化雰囲気（空気）中で８００
〜１０００℃の低温焼成を行い得ると共に、焼成過程に
おける微細パターンのずれを上述した部分結晶化により
抑えながら、焼成時間を短時間化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す低温焼成セラミック回
路基板の拡大縦断面図である。
路基板の拡大縦断面図である。
【図２】比較例の構成を示す拡大縦断面図である。
【図３】破断モードを説明する図である。
【符号の説明】 １１…低温焼成セラミック基板、１２…焼成後のグリー
ンシート、１３…ビアホール、１４…ビアホール導体、
１５…内層導体、１６…Ａｇ系導体の表層導体、１７…
Ａｕ系導体のパッド、１８…半導体チップ、１９…ボン
ディングワイヤ。
ンシート、１３…ビアホール、１４…ビアホール導体、
１５…内層導体、１６…Ａｇ系導体の表層導体、１７…
Ａｕ系導体のパッド、１８…半導体チップ、１９…ボン
ディングワイヤ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/24 Ｈ０５Ｋ 3/24 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 3/46
Claims (2)
- 【請求項１】 １０００℃以下で焼成されたＡｇ導体を
内層導体及びビアホール導体とした低温焼成セラミック
基板の表面に、Ａｇ系の表層導体が同時焼成され、この
Ａｇ系の表層導体上にＡｕ系導体でワイヤボンディング
用のパッドが形成されることで、基板表面のうちの低温
焼成セラミック上に前記Ａｇ系の表層導体と前記Ａｕ系
導体との２層構造のパッドが形成されていることを特徴
とする低温焼成セラミック回路基板。 - 【請求項２】 前記低温焼成セラミック基板は、ＣａＯ
−ＳｉＯ2 −Ａｌ2Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末とＡｌ
2 Ｏ3 粉末との混合物を８００〜１０００℃で焼成して
成ることを特徴とする請求項１記載の低温焼成セラミッ
ク回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07065359A JP3124697B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 低温焼成セラミック回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07065359A JP3124697B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 低温焼成セラミック回路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264959A JPH08264959A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3124697B2 true JP3124697B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=13284695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07065359A Expired - Lifetime JP3124697B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 低温焼成セラミック回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3124697B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP07065359A patent/JP3124697B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08264959A (ja) | 1996-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3331083B2 (ja) | 低温焼成セラミック回路基板 | |
| JPS6232695A (ja) | セラミツクス回路基板 | |
| JP3826685B2 (ja) | ガラスセラミック回路基板の製造方法 | |
| JP3124697B2 (ja) | 低温焼成セラミック回路基板 | |
| KR100439677B1 (ko) | 다층 기판 및 그의 제조방법 | |
| JPH09102560A (ja) | 低温焼成セラミック基板の外部リードピン接合構造 | |
| JP4549028B2 (ja) | ガラスセラミック組成物、ガラスセラミック焼結体、ガラスセラミック焼結体の製造方法、および配線基板 | |
| JP4549029B2 (ja) | ガラスセラミック組成物、ガラスセラミック焼結体、ガラスセラミック焼結体の製造方法、および配線基板 | |
| JP2006121034A (ja) | リードピン付き配線基板 | |
| JPH0812953B2 (ja) | ガラスセラミックス多層回路基板焼結体 | |
| JPH1116418A (ja) | 銅メタライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板 | |
| JPH11284296A (ja) | 配線基板 | |
| JP4613410B2 (ja) | セラミック回路基板の製造方法 | |
| JP3258231B2 (ja) | セラミック回路基板およびその製造方法 | |
| JP4383113B2 (ja) | 積層型配線基板の製造方法 | |
| JP2001143527A (ja) | 導電ペースト及びそれを用いたセラミック配線基板 | |
| JP3076214B2 (ja) | 低温焼成セラミック多層回路基板 | |
| JP2004327945A (ja) | セラミック電子回路部品 | |
| JP2002252461A (ja) | 配線基板およびその製造方法 | |
| JP4465852B2 (ja) | 低温焼成セラミック回路基板 | |
| JP3047985B2 (ja) | 多層セラミック配線基板の製造方法 | |
| JP2003017838A (ja) | 多層基板 | |
| JPH0828558B2 (ja) | セラミツク基板及びその製造方法 | |
| JP2002198646A (ja) | 多層配線基板の製造方法 | |
| JP2002141646A (ja) | 回路基板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071027 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081027 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131027 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |