JP3297575B2 - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を収容
するための半導体素子収納用パッケージや混成集積回路
基板等に用いられる配線基板に関するものである。
するための半導体素子収納用パッケージや混成集積回路
基板等に用いられる配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、配線基板、例えば半導体素子を収
容する半導体素子収納用パッケージに使用される配線基
板は、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスより
成り、その上面中央部に半導体素子を収容する凹部を有
する絶縁基体と、前記絶縁基体の凹部周辺から下面にか
けて導出されたタングステン、モリブデン等の高融点金
属粉末から成る配線導体とから構成されており、前記絶
縁基体の凹部底面に半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材
等の接着剤を介して接着固定するとともに半導体素子の
各電極を例えばボンディングワイヤ等の電気的接続手段
を介して配線導体に電気的に接続し、しかる後、前記絶
縁基体の上面に、金属やセラミックス等から成る蓋体を
絶縁基体の凹部を塞ぐようにしてガラス、樹脂、ロウ材
等の封止材を介して接合させ、絶縁基体の凹部内に半導
体素子を気密に収容することによって製品としての半導
体装置となり、配線導体の絶縁基体凹部底面に導出した
部位を外部電気回路基板の配線導体に接続することによ
って半導体素子の各電極が外部電気回路基板に電気的に
接続されることとなる。
容する半導体素子収納用パッケージに使用される配線基
板は、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスより
成り、その上面中央部に半導体素子を収容する凹部を有
する絶縁基体と、前記絶縁基体の凹部周辺から下面にか
けて導出されたタングステン、モリブデン等の高融点金
属粉末から成る配線導体とから構成されており、前記絶
縁基体の凹部底面に半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材
等の接着剤を介して接着固定するとともに半導体素子の
各電極を例えばボンディングワイヤ等の電気的接続手段
を介して配線導体に電気的に接続し、しかる後、前記絶
縁基体の上面に、金属やセラミックス等から成る蓋体を
絶縁基体の凹部を塞ぐようにしてガラス、樹脂、ロウ材
等の封止材を介して接合させ、絶縁基体の凹部内に半導
体素子を気密に収容することによって製品としての半導
体装置となり、配線導体の絶縁基体凹部底面に導出した
部位を外部電気回路基板の配線導体に接続することによ
って半導体素子の各電極が外部電気回路基板に電気的に
接続されることとなる。
【０００３】尚、前記配線基板は一般に、セラミックグ
リーンシート積層法によって製作されており、具体的に
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セラミック原料粉末に適当な有機バ
インダー、溶剤等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を採用してシート
状とすることによって複数のセラミックグリーンシート
を得、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すとともに配線導体となる金属ペー
ストを所定パターンに印刷塗布し、最後に前記セラミッ
クグリーンシートを所定の順に上下に積層して生セラミ
ック成形体となすとともに該セラミック生成形体を還元
雰囲気中約１６００℃の高温で焼成することによって製
作される。
リーンシート積層法によって製作されており、具体的に
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セラミック原料粉末に適当な有機バ
インダー、溶剤等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を採用してシート
状とすることによって複数のセラミックグリーンシート
を得、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すとともに配線導体となる金属ペー
ストを所定パターンに印刷塗布し、最後に前記セラミッ
クグリーンシートを所定の順に上下に積層して生セラミ
ック成形体となすとともに該セラミック生成形体を還元
雰囲気中約１６００℃の高温で焼成することによって製
作される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の配線基板は、絶縁基体を構成する酸化アルミニウム
質焼結体等のセラミックスが硬くて脆い性質を有するた
め、搬送工程や半導体装置製作の自動ライン等において
配線基板同士が、あるいは配線基板と半導体装置製作自
動ラインの一部とが激しく衝突すると絶縁基体に欠けや
割れ、クラック等が発生し、その結果、半導体素子を気
密に収容することができず、半導体素子を長期間にわた
り正常、且つ安定に作動させることができなくなるとい
う欠点を有していた。
来の配線基板は、絶縁基体を構成する酸化アルミニウム
質焼結体等のセラミックスが硬くて脆い性質を有するた
め、搬送工程や半導体装置製作の自動ライン等において
配線基板同士が、あるいは配線基板と半導体装置製作自
動ラインの一部とが激しく衝突すると絶縁基体に欠けや
割れ、クラック等が発生し、その結果、半導体素子を気
密に収容することができず、半導体素子を長期間にわた
り正常、且つ安定に作動させることができなくなるとい
う欠点を有していた。
【０００５】また、前記配線基板の製造方法によれば、
セラミック生成形体を焼成する際、セラミック生成形体
に不均一な焼成収縮が発生し、得られる配線基板に反り
等の変形や寸法のばらつきが発生し、その結果、半導体
素子の各電極と配線導体とを、或いは配線導体と外部電
気回路基板の配線導体とを正確、且つ確実に電気的に接
続することが困難であるという欠点を有していた。
セラミック生成形体を焼成する際、セラミック生成形体
に不均一な焼成収縮が発生し、得られる配線基板に反り
等の変形や寸法のばらつきが発生し、その結果、半導体
素子の各電極と配線導体とを、或いは配線導体と外部電
気回路基板の配線導体とを正確、且つ確実に電気的に接
続することが困難であるという欠点を有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、無
機絶縁物粉末と付加型ポリイミド樹脂とから成り、前記
無機絶縁物粉末を前記付加型ポリイミド樹脂の前駆体で
結合して成る前駆体シートを半硬化させてその複数枚を
積層して熱硬化させた、前記無機絶縁物粉末を前記付加
型ポリイミド樹脂により結合した複数枚の絶縁基板を積
層して成る絶縁基体の前記絶縁基板に、金属粉末を熱硬
化性樹脂により結合して成る配線導体を被着させたこと
を特徴とするものである。
機絶縁物粉末と付加型ポリイミド樹脂とから成り、前記
無機絶縁物粉末を前記付加型ポリイミド樹脂の前駆体で
結合して成る前駆体シートを半硬化させてその複数枚を
積層して熱硬化させた、前記無機絶縁物粉末を前記付加
型ポリイミド樹脂により結合した複数枚の絶縁基板を積
層して成る絶縁基体の前記絶縁基板に、金属粉末を熱硬
化性樹脂により結合して成る配線導体を被着させたこと
を特徴とするものである。
【０００７】また本発明の配線基板は、前記絶縁基体に
含有される無機絶縁物粉末の量を絶縁基体の全重量に対
し６０重量％乃至９５重量％としたことを特徴とするも
のである。
含有される無機絶縁物粉末の量を絶縁基体の全重量に対
し６０重量％乃至９５重量％としたことを特徴とするも
のである。
【０００８】更に本発明の配線基板は、前記絶縁基体に
長さが５μｍ乃至１００μｍの無機物繊維もしくは有機
物繊維を含有させたことを特徴とするものである。
長さが５μｍ乃至１００μｍの無機物繊維もしくは有機
物繊維を含有させたことを特徴とするものである。
【０００９】更にまた本発明の配線基板の製造方法は、
付加型ポリイミド樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合
して成る前駆体シートを準備する工程と、前記前駆体シ
ートに、金属粉末と熱硬化性樹脂前駆体とを混合して成
る金属ペーストを所定パターンに印刷する工程と、前記
前駆体シートを加熱して半硬化させる工程と、前記金属
ペーストが印刷された半硬化の前駆体シートを複数枚上
下に積層するとともにこれを加熱して前記前駆体シート
の付加型ポリイミド樹脂前駆体及び前記金属ペーストの
熱硬化性樹脂前駆体を熱硬化させる工程と、から成るこ
とを特徴とするものである。
付加型ポリイミド樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合
して成る前駆体シートを準備する工程と、前記前駆体シ
ートに、金属粉末と熱硬化性樹脂前駆体とを混合して成
る金属ペーストを所定パターンに印刷する工程と、前記
前駆体シートを加熱して半硬化させる工程と、前記金属
ペーストが印刷された半硬化の前駆体シートを複数枚上
下に積層するとともにこれを加熱して前記前駆体シート
の付加型ポリイミド樹脂前駆体及び前記金属ペーストの
熱硬化性樹脂前駆体を熱硬化させる工程と、から成るこ
とを特徴とするものである。
【００１０】本発明の配線基板によれば、絶縁基体が、
無機絶縁物粉末を付加型ポリイミド樹脂の前駆体で結合
して成る前駆体シートを半硬化させてその複数枚を積層
して熱硬化させ、無機絶縁物粉末を靱性に優れる付加型
ポリイミド樹脂で結合した複数枚の絶縁基板を積層する
ことによって形成されていることから、配線基板同士あ
るいは配線基板と半導体装置製作自動ラインの一部とが
激しく衝突しても絶縁基体に欠けや割れ、クラック等が
発生することはない。
無機絶縁物粉末を付加型ポリイミド樹脂の前駆体で結合
して成る前駆体シートを半硬化させてその複数枚を積層
して熱硬化させ、無機絶縁物粉末を靱性に優れる付加型
ポリイミド樹脂で結合した複数枚の絶縁基板を積層する
ことによって形成されていることから、配線基板同士あ
るいは配線基板と半導体装置製作自動ラインの一部とが
激しく衝突しても絶縁基体に欠けや割れ、クラック等が
発生することはない。
【００１１】また本発明の配線基板によれば、絶縁基体
の無機絶縁物粉末の含有量を６０重量％乃至９５重量％
の範囲としておくと、絶縁基体の機械的強度を強いもの
としつつ絶縁基体の熱膨張係数を搭載される半導体素子
の熱膨張係数に近似させ、両者の熱膨張係数の相異に起
因して発生する熱応力によって半導体素子に割れや欠け
等が発生するのを有効に防止することができる。
の無機絶縁物粉末の含有量を６０重量％乃至９５重量％
の範囲としておくと、絶縁基体の機械的強度を強いもの
としつつ絶縁基体の熱膨張係数を搭載される半導体素子
の熱膨張係数に近似させ、両者の熱膨張係数の相異に起
因して発生する熱応力によって半導体素子に割れや欠け
等が発生するのを有効に防止することができる。
【００１２】更に本発明の配線基板によれば、絶縁基体
に長さが５μｍ乃至１００μｍの無機物繊維もしくは有
機物繊維を含有させておくと、絶縁基体の機械的強度を
極めて強いものとしつつ絶縁基体の熱膨張係数を半導体
素子の熱膨張係数に更に近似させることができる。
に長さが５μｍ乃至１００μｍの無機物繊維もしくは有
機物繊維を含有させておくと、絶縁基体の機械的強度を
極めて強いものとしつつ絶縁基体の熱膨張係数を半導体
素子の熱膨張係数に更に近似させることができる。
【００１３】また更に本発明の配線基板によれば、付加
型ポリイミド樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合して
成る前駆体シートを準備する工程と、前記前駆体シート
に、金属粉末と熱硬化性樹脂前駆体とを混合して成る金
属ペーストを所定パターンに印刷する工程と、前記前駆
体シートを加熱して半硬化させる工程と、前記金属ペー
ストが印刷された半硬化の前駆体シートを複数枚上下に
積層するとともにこれを加熱して前記前駆体シートの付
加型ポリイミド樹脂前駆体及び前記金属ペーストの熱硬
化性樹脂前駆体を熱硬化させる工程とで製作され、焼成
工程がないことから不均一な焼成収縮による変形や寸法
のばらつきが発生することもない。またこの時、付加型
ポリイミド樹脂前駆体は熱硬化する際に水を発生するこ
とがなく、これによって絶縁基体に不要な膨れが発生す
るのを有効に防止することもできる。
型ポリイミド樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合して
成る前駆体シートを準備する工程と、前記前駆体シート
に、金属粉末と熱硬化性樹脂前駆体とを混合して成る金
属ペーストを所定パターンに印刷する工程と、前記前駆
体シートを加熱して半硬化させる工程と、前記金属ペー
ストが印刷された半硬化の前駆体シートを複数枚上下に
積層するとともにこれを加熱して前記前駆体シートの付
加型ポリイミド樹脂前駆体及び前記金属ペーストの熱硬
化性樹脂前駆体を熱硬化させる工程とで製作され、焼成
工程がないことから不均一な焼成収縮による変形や寸法
のばらつきが発生することもない。またこの時、付加型
ポリイミド樹脂前駆体は熱硬化する際に水を発生するこ
とがなく、これによって絶縁基体に不要な膨れが発生す
るのを有効に防止することもできる。
【００１４】
【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。
詳細に説明する。
【００１５】図１は、本発明の配線基板を半導体素子を
収容する半導体素子収納用パッケージに適用した場合の
一実施例を示し、１は絶縁基体、２は配線導体である。
収容する半導体素子収納用パッケージに適用した場合の
一実施例を示し、１は絶縁基体、２は配線導体である。
【００１６】前記絶縁基体１は、三枚の絶縁基板１ａ、
１ｂ、１ｃを積層することによって形成されており、そ
の上面中央部に半導体素子を収容するための凹部１ｄを
有し、該凹部１ｄの底面には半導体素子３が樹脂等の接
着剤を介して接着固定される。
１ｂ、１ｃを積層することによって形成されており、そ
の上面中央部に半導体素子を収容するための凹部１ｄを
有し、該凹部１ｄの底面には半導体素子３が樹脂等の接
着剤を介して接着固定される。
【００１７】前記絶縁基体１を構成する絶縁基板１ａ、
１ｂ、１ｃは、例えば酸化珪素、酸化アルミニウム、窒
化アルミニウム、炭化珪素、チタン酸バリウム、ゼオラ
イト等の無機絶縁物粉末をビスマレイミド系の付加型ポ
リイミド樹脂等の熱硬化性樹脂で結合することによって
形成されており、絶縁基体１を構成する三枚の絶縁基板
１ａ、１ｂ、１ｃはその各々が無機絶縁物粉末を靭性に
優れる付加型ポリイミド樹脂で結合することによって形
成されていることから絶縁基体１に外力が印加されても
該外力によって絶縁基体１に欠けや割れ、クラック等が
発生することはない。
１ｂ、１ｃは、例えば酸化珪素、酸化アルミニウム、窒
化アルミニウム、炭化珪素、チタン酸バリウム、ゼオラ
イト等の無機絶縁物粉末をビスマレイミド系の付加型ポ
リイミド樹脂等の熱硬化性樹脂で結合することによって
形成されており、絶縁基体１を構成する三枚の絶縁基板
１ａ、１ｂ、１ｃはその各々が無機絶縁物粉末を靭性に
優れる付加型ポリイミド樹脂で結合することによって形
成されていることから絶縁基体１に外力が印加されても
該外力によって絶縁基体１に欠けや割れ、クラック等が
発生することはない。
【００１８】尚、前記無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂で
結合して成る絶縁基体１を構成する三枚の絶縁基板１
ａ、１ｂ、１ｃは、無機絶縁物粉末の含有量が６０重量
％未満であると絶縁基体１の熱膨張係数が半導体素子３
の熱膨張係数に対して大きく相違し、半導体素子３が作
動時に熱を発し、該熱が半導体素子３と絶縁基体１の両
者に印加されると、両者間に両者の熱膨張係数の相違に
起因する大きな熱応力が発生し、この大きな熱応力によ
って半導体素子３が絶縁基体１から剥離したり、半導体
素子３に割れや欠け等が発生する危険性がある。また９
５重量％を超えると無機絶縁物粉末を付加型ポリイミド
樹脂で完全に結合させることができず、機械的強度の強
い所定の絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃを得ることができな
くなる。従って、前記絶縁基体１を構成する絶縁基板１
ａ、１ｂ、１ｃは、その各々の内部に含有される無機絶
縁物粉末の量を６０乃至９５重量％の範囲としておくこ
とが好ましい。
結合して成る絶縁基体１を構成する三枚の絶縁基板１
ａ、１ｂ、１ｃは、無機絶縁物粉末の含有量が６０重量
％未満であると絶縁基体１の熱膨張係数が半導体素子３
の熱膨張係数に対して大きく相違し、半導体素子３が作
動時に熱を発し、該熱が半導体素子３と絶縁基体１の両
者に印加されると、両者間に両者の熱膨張係数の相違に
起因する大きな熱応力が発生し、この大きな熱応力によ
って半導体素子３が絶縁基体１から剥離したり、半導体
素子３に割れや欠け等が発生する危険性がある。また９
５重量％を超えると無機絶縁物粉末を付加型ポリイミド
樹脂で完全に結合させることができず、機械的強度の強
い所定の絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃを得ることができな
くなる。従って、前記絶縁基体１を構成する絶縁基板１
ａ、１ｂ、１ｃは、その各々の内部に含有される無機絶
縁物粉末の量を６０乃至９５重量％の範囲としておくこ
とが好ましい。
【００１９】また前記絶縁基体１はその内部に更にチタ
ン酸カリウムウィスカーや、硼酸アルミニウムウィスカ
ー、珪酸カルシウムウィスカー、炭素、芳香族ポリアミ
ド等の無機物繊維もしくは有機物繊維を含有させておく
と絶縁基体１の機械的強度をより強くしつつ絶縁基体１
の耐熱性、耐薬品性、放熱性等を大きく改善することが
できる。従って、前記絶縁基体１はその内部に更にチタ
ン酸カリウムや、硼酸アルミニウムウィスカー、珪酸カ
ルシウムウィスカー、炭素、芳香族ポリアミド等の無機
物繊維もしくは有機物繊維を含有させておくことが好ま
しい。
ン酸カリウムウィスカーや、硼酸アルミニウムウィスカ
ー、珪酸カルシウムウィスカー、炭素、芳香族ポリアミ
ド等の無機物繊維もしくは有機物繊維を含有させておく
と絶縁基体１の機械的強度をより強くしつつ絶縁基体１
の耐熱性、耐薬品性、放熱性等を大きく改善することが
できる。従って、前記絶縁基体１はその内部に更にチタ
ン酸カリウムや、硼酸アルミニウムウィスカー、珪酸カ
ルシウムウィスカー、炭素、芳香族ポリアミド等の無機
物繊維もしくは有機物繊維を含有させておくことが好ま
しい。
【００２０】更に前記絶縁基体１に無機物繊維もしくは
有機物繊維を含有させる場合、その長さが５μｍ未満と
なると絶縁基体１の強度を強いものとすることが困難と
なるとともに絶縁基体１の熱膨張係数を半導体素子３の
熱膨張係数に更に近似させることが困難となり、また１
００μｍを超えると絶縁基体１の表面に大きな凹凸が形
成され、絶縁基体１表面に所定の配線導体２を正確に被
着形成させることが困難となる。従って、前記絶縁基体
１に無機物繊維もしくは有機物繊維を含有させる場合、
その繊維の長さは５μｍ乃至１００μｍの範囲としてお
くことが好ましい。
有機物繊維を含有させる場合、その長さが５μｍ未満と
なると絶縁基体１の強度を強いものとすることが困難と
なるとともに絶縁基体１の熱膨張係数を半導体素子３の
熱膨張係数に更に近似させることが困難となり、また１
００μｍを超えると絶縁基体１の表面に大きな凹凸が形
成され、絶縁基体１表面に所定の配線導体２を正確に被
着形成させることが困難となる。従って、前記絶縁基体
１に無機物繊維もしくは有機物繊維を含有させる場合、
その繊維の長さは５μｍ乃至１００μｍの範囲としてお
くことが好ましい。
【００２１】前記絶縁基体１は、またその凹部１ｄ周辺
から下面にかけて配線導体２が被着形成されており、該
配線導体２は銅、銀、金等の金属粉末を熱硬化性樹脂を
介し接合させるとともに絶縁基体１に取着させることに
よって形成されている。
から下面にかけて配線導体２が被着形成されており、該
配線導体２は銅、銀、金等の金属粉末を熱硬化性樹脂を
介し接合させるとともに絶縁基体１に取着させることに
よって形成されている。
【００２２】前記配線導体２は、内部に収容する半導体
素子３の各電極を外部電気回路に電気的に接続する作用
を為し、絶縁基体１の凹部１ｄ周辺に位置する部位には
半導体素子３の各電極がボンディングワイヤ４を介して
電気的に接続され、また絶縁基体１の下面に導出された
部位は外部電気回路に電気的に接続される。
素子３の各電極を外部電気回路に電気的に接続する作用
を為し、絶縁基体１の凹部１ｄ周辺に位置する部位には
半導体素子３の各電極がボンディングワイヤ４を介して
電気的に接続され、また絶縁基体１の下面に導出された
部位は外部電気回路に電気的に接続される。
【００２３】尚、前記配線導体２は銅、銀、金等の金属
粉末の量が配線導体２の全重量に対し、７０重量％未満
となると金属粉末の接合が不完全となって配線導体２の
電気抵抗が高くなる傾向にあり、また９５重量％を超え
ると金属粉末を熱硬化性樹脂で強固に結合するのが困難
となる傾向にある。従って、前記配線導体２に含有され
る金属粉末はその含有量を７０重量％乃至９５重量％の
範囲としておくことが好ましい。
粉末の量が配線導体２の全重量に対し、７０重量％未満
となると金属粉末の接合が不完全となって配線導体２の
電気抵抗が高くなる傾向にあり、また９５重量％を超え
ると金属粉末を熱硬化性樹脂で強固に結合するのが困難
となる傾向にある。従って、前記配線導体２に含有され
る金属粉末はその含有量を７０重量％乃至９５重量％の
範囲としておくことが好ましい。
【００２４】また前記配線導体２となる金属粉末は、そ
の平均粒径が０．１μｍ未満となると金属粉末が凝集し
て均一な分散が得られなくなり、また５０μｍを超える
と配線導体２の幅を一般的に要求される５０μｍ〜２０
０μｍの範囲に印刷形成するのが困難となる傾向にあ
る。従って、前記配線導体２に含有される金属粉末はそ
の平均粒径を０．１μｍ乃至５０μｍの範囲としておく
ことが好ましい。
の平均粒径が０．１μｍ未満となると金属粉末が凝集し
て均一な分散が得られなくなり、また５０μｍを超える
と配線導体２の幅を一般的に要求される５０μｍ〜２０
０μｍの範囲に印刷形成するのが困難となる傾向にあ
る。従って、前記配線導体２に含有される金属粉末はそ
の平均粒径を０．１μｍ乃至５０μｍの範囲としておく
ことが好ましい。
【００２５】更に前記配線導体２は、その露出する表面
にニッケル、金等の耐蝕性に優れ、かつ良導電性の金属
をメッキ法により１．０μｍ乃至２０μｍの厚みに層着
させておくと、配線導体２の酸化腐食を有効に防止する
ことができるとともに配線導体２とボンディングワイヤ
４とを強固に電気的に接続させることができる。従っ
て、前記配線導体２は、その露出する表面にニッケル、
金等の耐蝕性に優れ、かつ良導電性の金属をメッキ法に
より１．０μｍ乃至２０μｍの厚みに層着させておくこ
とが好ましい。
にニッケル、金等の耐蝕性に優れ、かつ良導電性の金属
をメッキ法により１．０μｍ乃至２０μｍの厚みに層着
させておくと、配線導体２の酸化腐食を有効に防止する
ことができるとともに配線導体２とボンディングワイヤ
４とを強固に電気的に接続させることができる。従っ
て、前記配線導体２は、その露出する表面にニッケル、
金等の耐蝕性に優れ、かつ良導電性の金属をメッキ法に
より１．０μｍ乃至２０μｍの厚みに層着させておくこ
とが好ましい。
【００２６】かくして本発明の配線基板によれば、絶縁
基体１の凹部１ｄ底面に半導体素子３を樹脂等の接着剤
を介して接着固定するとともに半導体素子３の各電極を
ボンディングワイヤ４を介して配線導体２に電気的に接
続し、最後に前記絶縁基体１の上面に蓋体５を樹脂等か
ら成る封止材を介して接合させ、絶縁基体１と蓋体５と
から成る容器内部に半導体素子３を気密に収容すること
により製品としての半導体装置が完成する。
基体１の凹部１ｄ底面に半導体素子３を樹脂等の接着剤
を介して接着固定するとともに半導体素子３の各電極を
ボンディングワイヤ４を介して配線導体２に電気的に接
続し、最後に前記絶縁基体１の上面に蓋体５を樹脂等か
ら成る封止材を介して接合させ、絶縁基体１と蓋体５と
から成る容器内部に半導体素子３を気密に収容すること
により製品としての半導体装置が完成する。
【００２７】次に前記半導体素子収納用パッケージに使
用される配線基板の製造方法について図２に基づき説明
する。
用される配線基板の製造方法について図２に基づき説明
する。
【００２８】先ず、図２（ａ）に示すように三枚の前駆
体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃを準備する。
体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃを準備する。
【００２９】前記三枚の前駆体シート１１ａ、１１ｂ、
１１ｃは、無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂前駆体で結合
することによって形成されており、例えば、粒径が０．
１μｍ〜１００μｍ程度の酸化珪素粉末にビスマレイド
系の付加型ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂前駆体を添
加混合してペースト状となし、しかる後、このペースト
をシート状に成形するとともに約２５〜１００℃の温度
で１〜６０分間加熱し、半硬化させることによって製作
される。
１１ｃは、無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂前駆体で結合
することによって形成されており、例えば、粒径が０．
１μｍ〜１００μｍ程度の酸化珪素粉末にビスマレイド
系の付加型ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂前駆体を添
加混合してペースト状となし、しかる後、このペースト
をシート状に成形するとともに約２５〜１００℃の温度
で１〜６０分間加熱し、半硬化させることによって製作
される。
【００３０】次に図２（ｂ）に示すように前記三枚の前
駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち二枚の前駆体
シート１１ａ、１１ｂに半導体素子３を収容する凹部１
ｄとなる開口Ａ、Ａ’を、二枚の前駆体シート１１ｂ、
１１ｃに配線導体２を引き回すための貫通孔Ｂ、Ｂ’を
各々形成する。
駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち二枚の前駆体
シート１１ａ、１１ｂに半導体素子３を収容する凹部１
ｄとなる開口Ａ、Ａ’を、二枚の前駆体シート１１ｂ、
１１ｃに配線導体２を引き回すための貫通孔Ｂ、Ｂ’を
各々形成する。
【００３１】前記開口Ａ、Ａ’及び貫通孔Ｂ、Ｂ’は、
前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃに従来周知のパン
チング加工法を施し、前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１
１ｃの各々に所定形状の孔を穿孔することによって形成
される。
前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃに従来周知のパン
チング加工法を施し、前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１
１ｃの各々に所定形状の孔を穿孔することによって形成
される。
【００３２】次に図２（ｃ）に示すように、前記前駆体
シート１１ｂ、１１ｃの上下面及び貫通孔Ｂ、Ｂ’内に
配線導体２となる金属ペースト１２を従来周知のスクリ
ーン印刷法及び充填法を採用して所定パターンに印刷塗
布するとともにこれを所定温度で熱処理し、半硬化させ
る。
シート１１ｂ、１１ｃの上下面及び貫通孔Ｂ、Ｂ’内に
配線導体２となる金属ペースト１２を従来周知のスクリ
ーン印刷法及び充填法を採用して所定パターンに印刷塗
布するとともにこれを所定温度で熱処理し、半硬化させ
る。
【００３３】前記配線導体２となる金属ペースト１２と
しては、例えば、粒径が０．１〜２０μｍ程度の銅粉末
や銀粉末、金粉末に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、ノボララック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル
型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂及びアミン系硬化剤、
イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等の硬化剤を
添加混合してペースト状となしたものが使用される。
しては、例えば、粒径が０．１〜２０μｍ程度の銅粉末
や銀粉末、金粉末に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、ノボララック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル
型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂及びアミン系硬化剤、
イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等の硬化剤を
添加混合してペースト状となしたものが使用される。
【００３４】そして最後に前記三枚の半硬化された前駆
体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃを上下に積層するとと
もにこれを約８０〜３００℃の温度で約１０秒〜２４時
間加熱し、前記前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃの
付加型ポリイミド樹脂前駆体と前駆体シート１１ｂ、１
１ｃに所定パターンに印刷塗布された金属ペースト１２
の熱硬化性樹脂前駆体とを完全に熱硬化させることによ
って図１に示すような絶縁基体１に配線導体２を被着さ
せた配線基板が完成する。この場合、前記前駆体シート
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び金属ペースト１２は、熱硬
化時に収縮することは殆どなく、従って、得られる配線
基板に変形や寸法にばらつきが発生することも殆どな
い。
体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃを上下に積層するとと
もにこれを約８０〜３００℃の温度で約１０秒〜２４時
間加熱し、前記前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃの
付加型ポリイミド樹脂前駆体と前駆体シート１１ｂ、１
１ｃに所定パターンに印刷塗布された金属ペースト１２
の熱硬化性樹脂前駆体とを完全に熱硬化させることによ
って図１に示すような絶縁基体１に配線導体２を被着さ
せた配線基板が完成する。この場合、前記前駆体シート
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び金属ペースト１２は、熱硬
化時に収縮することは殆どなく、従って、得られる配線
基板に変形や寸法にばらつきが発生することも殆どな
い。
【００３５】また前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃ
の付加型ポリイミド樹脂前駆体を熱硬化させる際、付加
型ポリイミド樹脂前駆体は熱硬化する時に水を生成する
ことがないことから絶縁基体１に水の生成に伴う不要な
膨れが発生することはなく平坦となすことができる。
の付加型ポリイミド樹脂前駆体を熱硬化させる際、付加
型ポリイミド樹脂前駆体は熱硬化する時に水を生成する
ことがないことから絶縁基体１に水の生成に伴う不要な
膨れが発生することはなく平坦となすことができる。
【００３６】かくして、本発明の配線基板の製造方法に
よれば、絶縁基体１に変形や寸法のばらつきがない平坦
な配線基板を提供することが可能となる。
よれば、絶縁基体１に変形や寸法のばらつきがない平坦
な配線基板を提供することが可能となる。
【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り、例えば上述の実施例で
は、本発明の配線基板を半導体素子を収容する半導体素
子収納用パッケージに適用した場合を例に採って説明し
たが、例えば混成集積回路等他の用途に使用される配線
基板に適用してもよい。
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で
は、本発明の配線基板を半導体素子を収容する半導体素
子収納用パッケージに適用した場合を例に採って説明し
たが、例えば混成集積回路等他の用途に使用される配線
基板に適用してもよい。
【００３８】また、上述の実施例では、三枚の前駆体シ
ートを積層することによって配線基板を製作したが、二
枚、あるいは四枚以上の前駆体シートを使用して配線基
板を製作してもよい。
ートを積層することによって配線基板を製作したが、二
枚、あるいは四枚以上の前駆体シートを使用して配線基
板を製作してもよい。
【００３９】
【発明の効果】本発明の配線基板によれば、絶縁基体
が、無機絶縁物粉末を付加型ポリイミド樹脂の前駆体で
結合して成る前駆体シートを半硬化させてその複数枚を
積層して熱硬化させ、無機絶縁物粉末を靱性に優れる付
加型ポリイミド樹脂で結合した複数枚の絶縁基板を積層
することによって形成されていることから、配線基板同
士あるいは配線基板と半導体装置製作自動ラインの一部
とが激しく衝突しても絶縁基体に欠けや割れ、クラック
等が発生することはない。
が、無機絶縁物粉末を付加型ポリイミド樹脂の前駆体で
結合して成る前駆体シートを半硬化させてその複数枚を
積層して熱硬化させ、無機絶縁物粉末を靱性に優れる付
加型ポリイミド樹脂で結合した複数枚の絶縁基板を積層
することによって形成されていることから、配線基板同
士あるいは配線基板と半導体装置製作自動ラインの一部
とが激しく衝突しても絶縁基体に欠けや割れ、クラック
等が発生することはない。
【００４０】また本発明の配線基板によれば、絶縁基体
の無機絶縁物粉末の含有量を６０重量％乃至９５重量％
の範囲としておくと、絶縁基体の機械的強度を強いもの
としつつ絶縁基体の熱膨張係数を搭載される半導体素子
の熱膨張係数に近似させ、両者の熱膨張係数の相違に起
因して発生する熱応力によって半導体素子に割れや欠け
等が発生するのを有効に防止することができる。
の無機絶縁物粉末の含有量を６０重量％乃至９５重量％
の範囲としておくと、絶縁基体の機械的強度を強いもの
としつつ絶縁基体の熱膨張係数を搭載される半導体素子
の熱膨張係数に近似させ、両者の熱膨張係数の相違に起
因して発生する熱応力によって半導体素子に割れや欠け
等が発生するのを有効に防止することができる。
【００４１】更に本発明の配線基板によれば、絶縁基体
に長さが５μｍ乃至１００μｍの無機物繊維もしくは有
機物繊維を含有させておくと、絶縁基体の機械的強度を
極めて強いものとしつつ絶縁基体の熱膨張係数を半導体
素子の熱膨張係数に更に近似させ、両者の熱膨張係数の
相違によって発生する熱応力により半導体素子に割れや
欠けが発生するのを更に有効に防止することができる。
に長さが５μｍ乃至１００μｍの無機物繊維もしくは有
機物繊維を含有させておくと、絶縁基体の機械的強度を
極めて強いものとしつつ絶縁基体の熱膨張係数を半導体
素子の熱膨張係数に更に近似させ、両者の熱膨張係数の
相違によって発生する熱応力により半導体素子に割れや
欠けが発生するのを更に有効に防止することができる。
【００４２】また更に本発明の配線基板によれば、付加
型ポリイミド樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合して
成る前駆体シートを準備する工程と、前記前駆体シート
に、金属粉末と熱硬化性樹脂前駆体とを混合して成る金
属ペーストを所定パターンに印刷する工程と、前記前駆
体シートを加熱して半硬化させる工程と、前記金属ペー
ストが印刷された半硬化の前駆体シートを複数枚上下に
積層するとともにこれを加熱して前記前駆体シートの付
加型ポリイミド樹脂前駆体及び前記金属ペーストの熱硬
化性樹脂前駆体を熱硬化させる工程とで製作され、焼成
工程がないことから不均一な焼成収縮による変形や寸法
のばらつきが発生することもない。またこの時、付加型
ポリイミド樹脂前駆体は熱硬化する際に水を発生するこ
とがなく、これによって絶縁基体に不要な膨れが発生す
るのを有効に防止することもできる。
型ポリイミド樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合して
成る前駆体シートを準備する工程と、前記前駆体シート
に、金属粉末と熱硬化性樹脂前駆体とを混合して成る金
属ペーストを所定パターンに印刷する工程と、前記前駆
体シートを加熱して半硬化させる工程と、前記金属ペー
ストが印刷された半硬化の前駆体シートを複数枚上下に
積層するとともにこれを加熱して前記前駆体シートの付
加型ポリイミド樹脂前駆体及び前記金属ペーストの熱硬
化性樹脂前駆体を熱硬化させる工程とで製作され、焼成
工程がないことから不均一な焼成収縮による変形や寸法
のばらつきが発生することもない。またこの時、付加型
ポリイミド樹脂前駆体は熱硬化する際に水を発生するこ
とがなく、これによって絶縁基体に不要な膨れが発生す
るのを有効に防止することもできる。
【図１】本発明の配線基板を半導体素子収納用パッケー
ジに適用した場合の一実施例を示す断面図である。
ジに適用した場合の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の配線基板の製造方法を説明するための
工程毎の断面図である。
工程毎の断面図である。
１・・・絶縁基体 ２・・・配線導体 １１・・・前駆体シート １２・・・金属ペースト
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 1/02,1/03,1/09 H05K 3/12,3/46 H01L 23/12,23/14 H01B 1/00 - 1/24
Claims (5)
- 【請求項１】無機絶縁物粉末と付加型ポリイミド樹脂と
から成り、前記無機絶縁物粉末を前記付加型ポリイミド
樹脂の前駆体で結合して成る前駆体シートを半硬化させ
てその複数枚を積層して熱硬化させた、前記無機絶縁物
粉末を前記付加型ポリイミド樹脂により結合した複数枚
の絶縁基板を積層して成る絶縁基体の前記絶縁基板に、
金属粉末を熱硬化性樹脂により結合して成る配線導体を
被着させたことを特徴とする配線基板。 - 【請求項２】前記絶縁基体に含有される無機絶縁物粉末
の量を絶縁基体の全重量に対し６０重量％乃至９５重量
％としたことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。 - 【請求項３】前記絶縁基体に無機物繊維もしくは有機物
繊維を含有させたことを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載の配線基板。 - 【請求項４】前記無機物繊維もしくは有機物繊維の長さ
が５μｍ乃至１００μｍであることを特徴とする請求項
３に記載の配線基板。 - 【請求項５】付加型ポリイミド樹脂前駆体と無機絶縁物
粉末とを混合して成る前駆体シートを準備する工程と、
前記前駆体シートに、金属粉末と熱硬化性樹脂前駆体と
を混合して成る金属ペーストを所定パターンに印刷する
工程と、前記前駆体シートを加熱して半硬化させる工程
と、前記金属ペーストが印刷された半硬化の前駆体シー
トを複数枚上下に積層するとともにこれを加熱して前記
前駆体シートの付加型ポリイミド樹脂前駆体及び前記金
属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体を熱硬化させる工程
と、から成ることを特徴とする配線基板の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33750095A JP3297575B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 配線基板及びその製造方法 |
| US08/717,119 US5837356A (en) | 1995-09-22 | 1996-09-20 | Wiring board and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33750095A JP3297575B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 配線基板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09181409A JPH09181409A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3297575B2 true JP3297575B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=18309244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33750095A Expired - Fee Related JP3297575B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-12-25 | 配線基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3297575B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP33750095A patent/JP3297575B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09181409A (ja) | 1997-07-11 |
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