JP3305574B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【０００２】

【従来技術】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から成
り、上面中央部に半導体素子が搭載される半導体素子搭
載部を有する平板状の絶縁基体と、前記絶縁基体上に積
層され、中央部に前記絶縁基体の半導体素子搭載部を露
出させる開口を有する絶縁枠体と、前記絶縁枠体上面で
前記開口近傍から絶縁基体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、前記絶縁基体の半導体素子
搭載部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該半導体素子の各電極
（接地電極、電源電極、信号電極）を前記配線導体で前
記絶縁枠体の開口近傍部に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電気的に接続し、しかる後、
前記絶縁枠体上面に、金属やセラミックス等から成る蓋
体を絶縁枠体の開口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、絶縁基体と絶縁枠体
と蓋体とから成る容器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
で絶縁基体下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】また、この従来の配線基板では、半導体素
子に接続される接地電圧及び電源電圧の変動によって半
導体素子に誤動作が生じないようにする目的で、絶縁枠
体内部に容量素子が内蔵されており、具体的には、複数
の絶縁層を上下に積層することにより前記絶縁枠体を形
成するとともに該絶縁枠体を構成する絶縁層間にタング
ステン、モリブデン等の高融点金属粉末から成り、互い
に対向する広面積の一対の接地プレーンと電源プレーン
とを配設することにより該一対の接地プレーン及び電源
プレーン間に容量素子を形成し、前記接地プレーンを半
導体素子の接地電極に接続される配線導体に、前記電源
プレーンを半導体素子の電源電極に接続される配線導体
に電気的に接続することにより半導体素子に接続される
電源電圧及び接地電圧の変動を抑制するようになってい
る。

【０００４】尚、前記絶縁枠体を構成する絶縁層間に配
設された容量素子を形成する一対の接地プレーン及び電
源プレーンは、その一部が絶縁枠体の開口内に露出した
場合、該露出した部分で接地プレーン及び電源プレーン
間に電気的マイグレーションやショートが発生しやすい
ものとなり、接地プレーン及び電源プレーン間の電気的
絶縁信頼性が低いものとなるので、これを防止するため
に絶縁枠体を構成する絶縁層間で開口近傍を除いた領域
に配設される。

【０００５】また、従来の配線基板は、セラミックグリ
ーンシート積層法によって製作され、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及び接地プレーン、電
源プレーン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
生セラミック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。

【０００６】しかしながら、この従来の配線基板は、絶
縁基体及び絶縁枠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や絶縁枠体に欠
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。

【０００７】また、前記配線基板の製造方法によれば、
生セラミック成形体を焼成する際、生セラミック成形体
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
素子と配線導体とを電気的に正確、且つ確実に接続する
ことが困難であるという欠点を有していた。

【０００８】そこで、本願出願人は先に特願平６−２６
３４０７において、無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂によ
り結合して成る絶縁基板に、銅等の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て成る配線
基板及びその製造方法を提案した。

【０００９】この無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂により
結合して成る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が被着されて成る配線基板によれ
ば、絶縁基板となる無機絶縁物粉末及び配線導体となる
金属粉末を靭性に優れる熱硬化性樹脂により結合して成
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板に
欠けや割れ、クラック等が発生することはいっさいな
い。

【００１０】更にこの無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂に
より結合して成る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が被着されて成る配線基板
は、例えば複数の絶縁基板が積層されて成る場合、先ず
熱硬化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合して成る
半硬化された前駆体シートを複数枚準備し、次に前記半
硬化された前駆体シートの各々に熱硬化性樹脂前駆体と
金属粉末とを混合して成る金属ペーストを必要に応じて
所定パターンに印刷塗布するとともにこれを加熱して前
記金属ペーストを半硬化させ、最後に前記前駆体シート
を上下に積層加圧するとともにこれを加熱して前記前駆
体シート及び金属ペーストを完全に熱硬化させることに
より製作され、前記前駆体シート及び金属ペーストを熱
硬化させることにより製作されることから、焼成に伴う
不均一な収縮による変形や寸法のばらつきが発生するこ
とはない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この配
線基板は、容量素子となる接地プレーン及び電源プレー
ンを絶縁枠体を構成する絶縁基板間に設けた場合、絶縁
枠体の開口近傍には前記接地プレーン及び電源プレーン
が配設されていないことから、絶縁枠体を構成する絶縁
基板となる前駆体シートに容量素子を形成する接地プレ
ーン及び電源プレーンとなる金属ペーストを印刷塗布し
て積層した際に絶縁枠体の開口近傍が絶縁枠体の他の部
分よりも前記接地プレーン及び電源プレーンの厚み分だ
け薄いものとなり、このため絶縁枠体上面で開口近傍部
に大きな段差が形成されてしまい、その結果、半導体素
子の各電極を絶縁枠体上面で開口近傍の配線導体に接続
することが困難となってしまうという欠点を誘発した。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、６
０乃至９５重量％の無機絶縁物粉末を５乃至４０重量％
の熱硬化性樹脂により結合して成る複数の絶縁基板が積
層されて成るとともにその中央部に半導体素子を収容す
る開口を有する絶縁枠体と、金属粉末を熱硬化性樹脂に
より結合して成り、前記絶縁枠体上面で前記開口近傍に
配設された複数の配線導体と、前記配線導体と実質的に
同一材料から成り、前記絶縁基板間で、前記絶縁枠体上
面に複数の前記配線導体が配設された前記開口近傍を除
く領域に前記開口近傍に近接して配設された接地プレー
ン及び／又は電源プレーンとを含む配線基板において、
前記絶縁基板間で、前記絶縁枠体上面に複数の前記配線
導体が配設された前記開口の縁から前記接地プレーン及
び／又は電源プレーンまでの領域を埋めるようにして絶
縁層が充填されていることを特徴とするものであり、前
記絶縁基板間で、前記絶縁枠体上面に複数の前記配線導
体が配設された前記開口の縁から前記接地プレーン及び
／又は電源プレーンまでの領域を埋めるように絶縁層が
充填されていることから、前記絶縁枠体上面で配線導体
が配設された開口近傍に大きな段差が形成されることは
ない。

【００１３】また本発明の配線基板によれば、前記絶縁
層が前記絶縁基板と実質的に同一の材料で形成されると
絶縁基板同士を強固に接合することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明を添付の図面に基づ
き、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は絶縁枠体、３は配
線導体である。

【００１６】前記絶縁基体１は、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、チタン酸ストロンチウム、ゼオライト等の無機絶縁
物粉末をエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹
脂、ビスマレイミド樹脂、熱硬化性ポリフェニレンエー
テル樹脂等の熱硬化性樹脂により結合した一枚の絶縁基
板１ａから成り、その上面中央部に半導体素子を搭載す
るための半導体素子搭載部Ａが形成されており、該半導
体素子搭載部Ａには半導体素子４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は、半導体素子４を支持す
る支持基板として作用するとともに後述する絶縁枠体２
とともに半導体素子４を収容する空所を形成する作用を
為す。

【００１８】また前記絶縁基体１の上面には、前記絶縁
基板１ａと同じく酸化珪素、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、チタン酸ス
トロンチウム、ゼオライト等の無機絶縁物粉末をエポキ
シ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイ
ミド樹脂、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱
硬化性樹脂により結合した４枚の絶縁基板２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄから成る絶縁枠体２が積層されている。

【００１９】前記絶縁枠体２は、前記絶縁基体１上に積
層されることにより半導体素子４を収容する空所を形成
する作用を為し、該絶縁枠体２を構成する絶縁基板２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち絶縁基板２ａ、２ｂ、２ｃ
には絶縁基体１の半導体素子搭載部Ａを露出させる略同
一大きさの開口Ｂ１が、絶縁基板２ｄには前記絶縁基板
２ｃ上面で開口Ｂ１の近傍を露出させる開口Ｂ２が形成
されており、前記開口Ｂ１内には半導体素子４が収容さ
れる。

【００２０】前記絶縁基体１及び絶縁枠体２を構成する
絶縁基板１ａ、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、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、チタン酸ストロンチウム、ゼオライト等
の無機絶縁物粉末をエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポ
リイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、熱硬化性ポリフェ
ニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂により結合するこ
とによって形成されており、絶縁基体１及び絶縁枠体２
を構成する絶縁基板１ａ、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄはそ
の各々が無機絶縁物粉末を靭性に優れるエポキシ樹脂等
の熱硬化性樹脂で結合することによって形成されている
ことから絶縁基体１及び絶縁枠体２に外力が印加されて
も該外力によって絶縁基体１や絶縁枠体２に欠けや割
れ、クラック等が発生することはない。

【００２１】尚、前記絶縁基体１及び絶縁枠体２を構成
する無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂で結合して成る絶縁
基板１ａ、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、これに含有され
る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及び絶縁枠体２の熱膨張係数が半導体素子４の
熱膨張係数に対して大きく相違し、半導体素子４が作動
時に熱を発して該熱が半導体素子４と絶縁基体１及び絶
縁枠体２との両者に印可されると、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４が絶縁基体１から剥離
したり、半導体素子４に割れや欠けが発生してしまう。
従って、前記絶縁基体１及び絶縁枠体２を構成する絶縁
基板１ａ、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ は、その各々の内
部に含有される無機絶縁物粉末の量が６０乃至９５重量
％の範囲に特定される。

【００２２】また前記絶縁基体１及び絶縁枠体２は、例
えば粒径が０．１〜１００μｍ程度の酸化珪素、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、チタン酸ストロンチウム、ゼオライト等の無機
絶縁物粉末にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラ
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等を添加混合し
て得たペーストを従来周知のドクターブレード法等のシ
ート成形法を採用してシート状となすことによって絶縁
基板１ａ、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとなる複数枚の前駆
体シートを得るとともに前記前駆体シートの各々に必要
に応じて適当な打ち抜き加工を従来周知のパンチング法
を採用して施し、次に前記打ち抜き加工が施された前駆
体シートを所定の順に積層圧着し、最後に前記積層圧着
された前駆体シートを約８０〜３００℃の温度で約１０
秒〜２４時間加熱し熱硬化させることによって製作され
る。

【００２３】更に前記絶縁基体１及び絶縁枠体２には、
絶縁基板２ｃ上面で開口Ｂ１近傍から絶縁基板２ｃ、２
ｂ、２ａ、１ａを貫通して絶縁基板１ａ下面に導出す
る、銅、銀、金等の金属粉末をエポキシ樹脂等の熱硬化
性樹脂により結合した複数の配線導体３が被着形成され
ている。

【００２４】前記配線導体３は、内部に収容する半導体
素子４を外部電気回路に電気的に接続する作用を為し、
該配線導体３で絶縁基板２ｃ上面の開口Ｂ１近傍部位に
は半導体素子４の電極（接地電極、電源電極、信号電
極）がボンディングワイヤ５を介して電気的に接続さ
れ、絶縁基板１ａ下面に導出する部位は外部電気回路基
板の配線導体に電気的に接続される。前記配線導体３に
含有される金属粉末は、配線導体３に導電性を付与する
作用を為し、配線導体３における含有量が７０重量％未
満では配線導体３の導電性が悪くなる傾向にあり、また
配線導体３における含有量が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ことが困難となる
傾向にある。従って、前記配線導体３に含有される金属
粉末は、配線導体３における含有量が７０乃至９５重量
％の範囲が好ましい。

【００２５】尚、前記配線導体３に含有される金属粉末
は、その平均粒径が０．５μｍ未満であると金属粉末同
士の接触抵抗が増加して配線導体３の電気抵抗が高いも
のとなる傾向にあり、また５０μｍを超えると絶縁基体
１及び絶縁枠体２に所定パターンの配線導体３を一般に
要求される５０乃至２００μｍの線幅に形成するのが困
難となる傾向にある。従って、前記配線導体３に含有さ
れる金属粉末は、その平均粒径を０．５乃至５０μｍと
しておくことが好ましい。

【００２６】また、前記配線導体３に含有される熱硬化
性樹脂は、前記金属粉末同士を互いに接触させた状態で
結合させるとともに配線導体３を絶縁基体１及び絶縁枠
体２に被着させる作用を為し、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂、ノボ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や、フェノール樹
脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、熱硬化性ポ
リフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。

【００２７】前記熱硬化性樹脂は、配線導体３における
含有量が５重量％未満では金属粉末同士を強固に結合で
きないとともに配線導体３を絶縁基体１及び絶縁枠体２
に強固に被着させることが困難となり、また配線導体３
における含有量が３０重量％を超えると金属粉末同士を
十分に接触させることが困難となり、配線導体３の電気
抵抗が大きなものとなる傾向にある。従って、前記配線
導体３に含有される熱硬化性樹脂は、配線導体３におけ
る含有量が５乃至３０重量％の範囲が好ましい。

【００２８】前記配線導体３は、またその露出する表面
にニッケル、金等の耐食性に優れ、且つ良導電性の金属
をメッキ法により１．０乃至２０．０μｍの厚みに層着
させておくと配線導体３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３とボンディングワイヤ５
とを強固に電気的に接続させることができる。従って、
通常、前記配線導体３の露出する表面には、必要に応じ
てニッケルや金等の耐食性に優れ、且つ良導電性の金属
がメッキ法により１．０乃至２０．０μｍの厚みに層着
される。

【００２９】前記配線導体３は、例えば該配線導体３に
含有される金属粉末が銅で、熱硬化性樹脂がエポキシ樹
脂から成る場合、粒径が０．１〜２０μｍ程度の銅等粉
末にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エ
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等を添加混合しペース
ト状となすとともに該ペーストを絶縁基体１及び絶縁枠
体２となる前駆体シートに従来周知のスクリーン印刷法
を採用して所定パターンに印刷塗布し、これを絶縁基体
１及び絶縁枠体２となる前駆体シートとともに熱硬化さ
せることによって絶縁基体１及び絶縁枠体２の所定位置
に被着形成される。

【００３０】更に、前記絶縁枠体２の内部には、絶縁基
板２ａと２ｂとの間及び２ｂと２ｃとの間で、開口Ｂ１
の近傍を除く領域に絶縁基板２ｂを挟んで対向する一対
の接地プレーン６ａ、電源プレーン６ｂが配設されてお
り、該接地プレーン６ａは前記配線導体３のうち半導体
素子４の接地電極に接続される配線導体３に、電源プレ
ーン６ｂは前記配線導体３のうち半導体素子４の電源電
極に接続される配線導体３に電気的に接続されている。

【００３１】前記一対の接地プレーン６ａ、電源プレー
ン６ｂは、例えば銅、銀、金等の金属粉末をエポキシ樹
脂等の熱硬化性樹脂により結合して成り、該接地プレー
ン６ａ、電源プレーン６ｂ間に、絶縁基板２ｂの誘電率
及び厚み、並びに接地プレーン６ａ、電源プレーン６ｂ
の面積に応じた静電容量を有する容量素子を形成する作
用を為す。

【００３２】前記接地プレーン６ａ、電源プレーン６ｂ
は、絶縁基板２ａと２ｂとの間及び２ｂと２ｃとの間
で、開口Ｂ１の近傍を除く領域に配設されていることか
ら、その一部が開口Ｂ１内に露出することはなく、従っ
て前記接地プレーン６ａ、電源プレーン６ｂ間に電気的
マイグレーションやショートが発生することはない。

【００３３】また前記接地プレーン６ａ、電源プレーン
６ｂに含有される金属粉末は、接地プレーン６ａ、電源
プレーン６ｂに導電性を付与する作用を為し、接地プレ
ーン６ａ、電源プレーン６ｂにおける含有量が７０重量
％未満では接地プレーン６ａ、電源プレーン６ｂの導電
性が悪くなる傾向にあり、また接地プレーン６ａ、電源
プレーン６ｂにおける含有量が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ことが困難とな
る傾向にある。従って、前記接地プレーン６ａ、電源プ
レーン６ｂに含有される金属粉末は、接地プレーン６
ａ、電源プレーン６ｂにおける含有量が７０乃至９５重
量％の範囲が好ましい。

【００３４】更に前記接地プレーン６ａ、電源プレーン
６ｂに含有される金属粉末は、その平均粒径が０．５μ
ｍ未満であると金属粉末同士の接触抵抗が増加して接地
プレーン６ａ、電源プレーン６ｂの電気抵抗が高いもの
となる傾向にある。従って、前記接地プレーン６ａ、電
源プレーン６ｂに含有される金属粉末は、その平均粒径
を０．５μｍ以上としておくことが好ましい。

【００３５】前記接地プレーン６ａ、電源プレーン６ｂ
に含有される熱硬化性樹脂は、また前記金属粉末同士を
互いに接触させた状態で結合させるとともに接地プレー
ン６ａ、電源ブレーン６ｂを絶縁枠体２に被着させる作
用を為し、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂
等のエポキシ樹脂や、フェノール樹脂、ポリイミド樹
脂、ビスマレイミド樹脂、熱硬化性ポリフェニレンエー
テル樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。

【００３６】尚、前記熱硬化性樹脂は、接地プレーン６
ａ、電源プレーン６ｂにおける含有量が５重量％未満で
は金属粉末同士を強固に結合できないとともに接地プレ
ーン６ａ、電源プレーン６ｂを絶縁枠体２に強固に被着
させることが困難となり、また接地プレーン６ａ、電源
プレーン６ｂにおける含有量が３０重量％を超えると金
属粉末同士を十分に接触させることが困難となり、接地
プレーン６ａ、電源プレーン６ｂの電気抵抗が大きなも
のとなる傾向にある。従って、前記接地プレーン６ａ、
電源プレーン６ｂに含有される熱硬化性樹脂は、接地プ
レーン６ａ、電源プレーン６ｂにおける含有量が５乃至
３０重量％の範囲が好ましい。

【００３７】また、前記接地プレーン６ａ、電源プレー
ン６ｂは、例えば該接地プレーン６ａ、電源プレーン６
ｂに含有される金属粉末が銅で、熱硬化性樹脂がエポキ
シ樹脂から成る場合、粒径が０．１〜２０μｍ程度の銅
等粉末にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック
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等を添加混合しペー
スト状となすとともに該ペーストを絶縁基板２ａ及び２
ｂとなる前駆体シートに従来周知のスクリーン印刷法を
採用して所定パターンに印刷塗布し、これを絶縁基板２
ａ及び２ｂとなる前駆体シートとともに熱硬化させるこ
とによって絶縁枠体２の所定位置に被着形成される。

【００３８】更に、前記絶縁枠体２の絶縁基板２ａと２
ｂとの間及び絶縁基板２ｂと２ｃとの間で開口Ｂ１の縁
から前記接地プレーン６ａ、電源プレーン６ｂまでの領
域は絶縁層７ａ、７ｂにより充填されている。

【００３９】前記絶縁層７ａ、７ｂ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エ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、熱
硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂に
より結合してなり、絶縁基板２ａと２ｂとの間及び絶縁
基板２ｂと２ｃとの間で開口Ｂ１の縁から前記接地プレ
ーン６ａ、電源プレーン６ｂまでの領域を埋めることに
より絶縁基板２ａ、２ｂ、２ｃが積層された際に絶縁基
板２ｃ上面で開口Ｂ１近傍に段差が形成されることを防
止するとともに絶縁基板２ａ、２ｂ、２ｃを強固に接着
する作用を為す。

【００４０】前記絶縁基板２ａと２ｂとの間及び絶縁基
板２ｂと２ｃとの間で開口Ｂ１の縁から前記接地プレー
ン６ａ、電源プレーン６ｂまでの領域は、絶縁層７ａ、
７ｂにより充填されており、このため絶縁基板２ｃ上面
で開口Ｂ１近傍に段差が形成されることはなく、従って
該絶縁基板２ｃ上面で開口Ｂ１近傍に配設された配線導
体３に半導体素子４の各電極をボンディングワイヤ５を
介して容易に接続することができる。

【００４１】前記絶縁層７ａ、７ｂは、その中に含有さ
れる無機絶縁物粉末の含有量が６０重量％未満であると
絶縁層７ａ、７ｂと上下の絶縁基板２ａ、２ｂ、２ｃと
の熱膨張係数の差が大きなものとなって半導体素子４が
作動時に発生する熱が絶縁層７ａ、７ｂと絶縁基板２
ａ、２ｂ、２ｃとに印加されると絶縁層７ａ、７ｂと絶
縁基板２ａ、２ｂ、２ｃとの熱膨張係数の相違に起因し
て大きな熱応力が発生し、絶縁層７ａ、７ｂと絶縁基板
２ａ、２ｂ、２ｃとの間に剥離やクラックを発生させや
すい傾向にあり、また無機絶縁物粉末の含有量が９５重
量％を超えると、絶縁基板２ａ、２ｂ、２ｃを絶縁層７
ａ、７ｂにより強固に接着することが困難となる傾向に
ある。従って、前記絶縁層７ａ、７ｂとは、その中に含
有される無機絶縁物粉末の含有量が６０乃至９５重量％
の範囲が好ましい。

【００４２】また前記絶縁層７ａ、７ｂは、前記絶縁基
板２ａ、２ｂ、２ｃを形成する材料と実質的に同一の材
料で形成しておくと、絶縁層７ａ、７ｂと絶縁基板２
ａ、２ｂ、２ｃとの熱膨張係数が実質的に同一となり、
従って、半導体素子４が作動時に発生する際等の熱が絶
縁層７ａ、７ｂと絶縁基板２ａ、２ｂ、２ｃとに印加さ
れても絶縁層７ａ、７ｂと絶縁基板２ａ、２ｂ、２ｃと
の熱膨張係数の相違に起因して大きな熱応力が発生する
ことはいっさいなく、絶縁基板２ａ、２ｂ、２ｃを強固
に接合させることができる。従って前記絶縁層７ａ、７
ｂは、前記絶縁基板２ａ、２ｂ、２ｃを形成する材料と
実質的に同一の材料で形成しておくことが好ましい。

【００４３】尚、前記絶縁層７ａ、７ｂは、例えばこれ
に含有される無機絶縁物粉末が酸化珪素から成り、熱硬
化性樹脂がエポキシ樹脂から成る場合、先ず粒径が０．
１〜１００μｍ程度の酸化珪素粉末にビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂、ノボ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
の硬化剤等を添加混合してペースト状とするとともに該
ペーストを絶縁基板２ａ及び絶縁基板２ｂとなる前駆体
シートに従来周知のスクリーン印刷法を採用して所定パ
ターンに印刷塗布し、これを前記絶縁基板２ａ及び２ｂ
となる前駆体シートとともに熱硬化させることにより絶
縁基板２ａと２ｂとの間及び絶縁基板２ｂと２ｃとの間
で開口Ｂ１の縁から接地プレーン６ａ、電源プレーン６
ｂまでの領域を埋めるようにして充填される。

【００４４】かくして本発明の配線基板によれば、絶縁
基体１の半導体素子搭載部Ａに半導体素子４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４の各
電極をボンディングワイヤ５を介して配線導体３に電気
的に接続し、最後に絶縁枠体２の上面に図示しない蓋体
を樹脂等から成る封止材を介して接合させ、絶縁基体１
及び絶縁枠体２と蓋体とから成る容器内部に半導体素子
４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。

【００４５】尚、本発明は上述の実施の形態に限定され
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、例えば上述の実施の形態
において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とって
説明したが、これを混成集積回路基板等に用いられる配
線基板に適用してもよい。

【００４６】また、上述の実施の形態では、配線基板は
五枚の絶縁基板が積層されることにより形成されていた
が、配線基板は四枚以下、あるいは六枚以上の絶縁基板
が積層されることにより形成されていてもよい。

【００４７】また更に、上述の実施の形態では配線導体
及び接地プレーン、電源プレーンは、金属粉末を熱硬化
性樹脂で結合することによって形成されていたが、配線
導体及び接地プレーン、電源プレーンは金属粉末を半田
等の低融点金属及び熱硬化性樹脂により結合することに
より形成されていても良い。この場合、配線導体及び接
地プレーン、電源プレーンとなる金属ペースト中に半田
等の低融点金属を適宜量含有させておき、該配線導体及
び接地プレーン、電源プレーンとなる金属ペーストを熱
硬化させる前、あるいは熱硬化させるのと同時に金属ペ
ーストに含有された低融点金属を熔融させることによっ
て金属粉末を低融点金属により結合する方法が採用され
得る。

【００４８】

【発明の効果】本発明の配線基板は、６０乃至９５重量
％の無機絶縁物粉末を５乃至４０重量％の熱硬化性樹脂
により結合して成る複数の絶縁基板が積層されて成ると
ともにその中央部に半導体素子を収容する開口を有する
絶縁枠体と、金属粉末を熱硬化性樹脂により結合して成
り、前記絶縁枠体上面で前記開口近傍に配設された複数
の配線導体と、前記配線導体と実質的に同一材料から成
り、前記絶縁基板間で、前記絶縁枠体上面に複数の前記
配線導体が配設された前記開口近傍を除く領域に前記開
口近傍に近接して配設された接地プレーン及び／又は電
源プレーンとを含む配線基板において、前記絶縁基板間
で、前記絶縁枠体上面に複数の前記配線導体が配設され
た前記開口の縁から前記接地プレーン及び／又は電源プ
レーンまでの領域を埋めるようにして絶縁層が充填され
ていることを特徴とするものであり、前記絶縁基板間
で、前記絶縁枠体上面に複数の前記配線導体が配設され
た前記開口の縁から前記接地プレーン及び／又は電源プ
レーンまでの領域が絶縁層により充填されていることか
ら、前記絶縁枠体上面で配線導体が配設された開口近傍
に大きな段差が形成されることはなく、従って半導体素
子の各電極を前記開口近傍の配線導体にボンディングワ
イヤを介して容易に接続することができる。

【００４９】また本発明の配線基板によれば、前記絶縁
層が前記絶縁基板と実質的に同一の材料で形成されると
絶縁基板同士を強固に接合することができる。

【図面の簡単な説明】

【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形態例を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・絶縁基体 ２・・・・・・・・・絶縁枠体 １ａ、２ａ〜２ｄ・・絶縁基板 ３・・・・・・・・・配線導体 ４・・・・・・・・・半導体素子 ６ａ・・・・・・・・接地プレーン ６ｂ・・・・・・・・電源プレーン ７ａ、７ｂ・・・・・絶縁層 Ｂ１・・・・・・・・開口

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】６０乃至９５重量％の無機絶縁物粉末を５
   乃至４０重量％の熱硬化性樹脂により結合して成る複数
   の絶縁基板が積層されて成るとともにその中央部に半導
   体素子を収容する開口を有する絶縁枠体と、金属粉末を
   熱硬化性樹脂により結合して成り、前記絶縁枠体上面で
   前記開口近傍に配設された複数の配線導体と、前記配線
   導体と実質的に同一材料から成り、前記絶縁基板間で、
   前記絶縁枠体上面に複数の前記配線導体が配設された前
   記開口近傍を除く領域に前記開口近傍に近接して配設さ
   れた接地プレーン及び／又は電源プレーンとを含む配線
   基板において、前記絶縁基板間で、前記絶縁枠体上面に
   複数の前記配線導体が配設された前記開口の縁から前記
   接地プレーン及び／又は電源プレーンまでの領域を埋め
   るようにして絶縁層が充填されていることを特徴とする
   配線基板。
2. 【請求項２】前記絶縁層が前記絶縁基板と実質的に同一
   の材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の配線基板。