JP3393747B2 - 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ための凹部
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該半導体
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、配線導体で絶縁基体下面に導出し
た部位を外部の電気回路基板の配線導体に半田等の電気
的接続手段を介して接続することにより収容する半導体
素子が外部電気回路基板に電気的に接続されることとな
る。
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ための凹部
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該半導体
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、配線導体で絶縁基体下面に導出し
た部位を外部の電気回路基板の配線導体に半田等の電気
的接続手段を介して接続することにより収容する半導体
素子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、この従来の配線基板は一般に、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。
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。
【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、
生セラミック成形体を焼成する際、各セラミックグリー
ンシートにおけるセラミック原料粉末の密度のばらつき
に起因して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となるととも
に変形や寸法のばらつきが大きいと配線導体に断線が招
来してしまうという欠点を有していた。
生セラミック成形体を焼成する際、各セラミックグリー
ンシートにおけるセラミック原料粉末の密度のばらつき
に起因して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となるととも
に変形や寸法のばらつきが大きいと配線導体に断線が招
来してしまう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、6
0乃至95重量%の無機絶縁物粉末と5乃至40重量%
の熱硬化性樹脂とからなり、前記無機絶縁物粉末を前記
熱硬化性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熱硬化性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、
鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を半田接合した金属
部材と熱硬化性樹脂とから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。
0乃至95重量%の無機絶縁物粉末と5乃至40重量%
の熱硬化性樹脂とからなり、前記無機絶縁物粉末を前記
熱硬化性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熱硬化性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、
鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を半田接合した金属
部材と熱硬化性樹脂とから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、本発明の配線基板の製造方法は、熱
硬化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合した絶縁基
体となる前駆体シートを準備する工程と、該前駆体シー
トを加熱して半硬化させる工程と、半硬化した前記前駆
体シートに、熱硬化性樹脂前駆体と、鱗片状をなす金属
粉末と、半田粉末とから成る金属ペーストを所定パター
ンに印刷するとともに加熱して半硬化させる工程と、半
硬化した前記金属ペーストが被着された半硬化の前記前
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
処理し、前記金属ペースト中の半田粉末を溶融させ、前
記鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を接合させて金属
部材を形成するとともに前記前駆体シート及び前記金属
ペーストの熱硬化性樹脂前駆体を熱硬化させて一体化さ
せる工程、とから成ることを特徴とするものである。
硬化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合した絶縁基
体となる前駆体シートを準備する工程と、該前駆体シー
トを加熱して半硬化させる工程と、半硬化した前記前駆
体シートに、熱硬化性樹脂前駆体と、鱗片状をなす金属
粉末と、半田粉末とから成る金属ペーストを所定パター
ンに印刷するとともに加熱して半硬化させる工程と、半
硬化した前記金属ペーストが被着された半硬化の前記前
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
処理し、前記金属ペースト中の半田粉末を溶融させ、前
記鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を接合させて金属
部材を形成するとともに前記前駆体シート及び前記金属
ペーストの熱硬化性樹脂前駆体を熱硬化させて一体化さ
せる工程、とから成ることを特徴とするものである。
【0008】更に、本発明の配線基板の製造方法は、前
記金属ペースト中の金属粉末が銀からなり、その表面に
脂肪酸被膜が被着されていることを特徴とするものであ
る。
記金属ペースト中の金属粉末が銀からなり、その表面に
脂肪酸被膜が被着されていることを特徴とするものであ
る。
【0009】また更に、本発明の配線基板の製造方法
は、前記金属ペースト中の金属粉末と半田粉末との重量
比率が10:1乃至1:1であることを特徴とするもの
である。
は、前記金属ペースト中の金属粉末と半田粉末との重量
比率が10:1乃至1:1であ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
機絶縁物粉末を靱性に優れる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。
機絶縁物粉末を靱性に優れる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、配線導
体の金属部材が鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を半
田で接合することによって形成されており、各金属粉末
の半田を介しての接合は各金属粉末が鱗片状をなしてい
ることから確実、容易となり、その結果、各金属粉末間
の電気的接続を確実として配線導体の電気抵抗を低抵抗
となすことができる。特に金属粉末を銀で形成しておく
と銀は電気抵抗が極めて小さいことから配線導体の電気
抵抗をより小さいものとなすことができる。
体の金属部材が鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を半
田で接合することによって形成されており、各金属粉末
の半田を介しての接合は各金属粉末が鱗片状をなしてい
ることから確実、容易となり、その結果、各金属粉末間
の電気的接続を確実として配線導体の電気抵抗を低抵抗
となすことができる。特に金属粉末を銀で形成しておく
と銀は電気抵抗が極めて小さいことから配線導体の電気
抵抗をより小さいものとなすことができる。
【0012】更に、本発明の配線基板の製造方法によれ
ば、配線基板は、熱硬化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末
とを混合した絶縁基体となる前駆体シートを準備する工
程と、該前駆体シートを加熱して半硬化させる工程と、
半硬化した前記前駆体シートに、熱硬化性樹脂前駆体
と、鱗片状をなす金属粉末と、半田粉末とから成る金属
ペーストを所定パターンに印刷するとともに加熱して半
硬化させる工程と、半硬化した前記金属ペーストが被着
された半硬化の前記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処理し、前記金属ペースト中の半
田粉末を溶融させ、前記鱗片状をなす金属粉末の各々の
一部を接合させて金属部材を形成するとともに前記前駆
体シート及び前記金属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体を
熱硬化させて一体化させる工程、とで製作され、前駆体
シート及び金属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体は熱硬化
時に殆ど収縮しないことから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もない。
ば、配線基板は、熱硬化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末
とを混合した絶縁基体となる前駆体シートを準備する工
程と、該前駆体シートを加熱して半硬化させる工程と、
半硬化した前記前駆体シートに、熱硬化性樹脂前駆体
と、鱗片状をなす金属粉末と、半田粉末とから成る金属
ペーストを所定パターンに印刷するとともに加熱して半
硬化させる工程と、半硬化した前記金属ペーストが被着
された半硬化の前記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処理し、前記金属ペースト中の半
田粉末を溶融させ、前記鱗片状をなす金属粉末の各々の
一部を接合させて金属部材を形成するとともに前記前駆
体シート及び前記金属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体を
熱硬化させて一体化させる工程、とで製作され、前駆体
シート及び金属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体は熱硬化
時に殆ど収縮しないことから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もない。
【0013】尚、前記金属ペースト中に含有されている
半田粉末はその融点が熱硬化性樹脂の熱分解する温度よ
り低い約250℃程度であるため、金属ペーストが所定
パターンに印刷された前駆体シートを熱処理して配線基
板となす際、前駆体シート及び金属ペーストの熱硬化性
樹脂に熱分解を発生させることなく半田粉末を溶融させ
て鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を確実に接合させ
ることができる。
半田粉末はその融点が熱硬化性樹脂の熱分解する温度よ
り低い約250℃程度であるため、金属ペーストが所定
パターンに印刷された前駆体シートを熱処理して配線基
板となす際、前駆体シート及び金属ペーストの熱硬化性
樹脂に熱分解を発生させることなく半田粉末を溶融させ
て鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を確実に接合させ
ることができる。
【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3枚の絶縁基板1a、1
b、1cを積層することによって形成されており、その
上面の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。
b、1cを積層することによって形成されており、その
上面の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3枚の絶縁基板
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エポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂等の熱硬化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3枚の絶縁基板1a、
1b、1cはその各々が無機絶縁物粉末を靱性に優れる
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。
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エポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂等の熱硬化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3枚の絶縁基板1a、
1b、1cはその各々が無機絶縁物粉末を靱性に優れる
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3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の熱膨脹係数が半導体素子3の
熱膨脹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脹係数の相違に起因
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より剥離したり、半導体素子
3に割れや欠け等が発生してしまう。また95重量%を
超えると無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂で完全に結合さ
せることができず、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1a、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が60重量%乃至95重量
%の範囲に特定される。
結合して成る絶縁基体1を構成する3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の熱膨脹係数が半導体素子3の
熱膨脹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脹係数の相違に起因
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より剥離したり、半導体素子
3に割れや欠け等が発生してしまう。また95重量%を
超えると無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂で完全に結合さ
せることができず、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1a、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が60重量%乃至95重量
%の範囲に特定される。
【0019】また、前記絶縁基体1はその凹部1dの周
辺から下面にかけて配線導体2が被着されており、該配
線導体2は鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を半田接
合した金属部材とエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱
硬化性樹脂とから形成され、金属部材を熱硬化性樹脂で
絶縁基体1に被着することによって絶縁基体1に一体的
に被着されている。
辺から下面にかけて配線導体2が被着されており、該配
線導体2は鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を半田接
合した金属部材とエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱
硬化性樹脂とから形成され、金属部材を熱硬化性樹脂で
絶縁基体1に被着することによって絶縁基体1に一体的
に被着されている。
【0020】前記配線導体2は、内部に収容する半導体
素子3を外部電気回路に電気的に接続する作用を為し、
凹部1d周辺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の下面に導出する部位は外部電気回路基板に電気的に
接続される。
素子3を外部電気回路に電気的に接続する作用を為し、
凹部1d周辺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の下面に導出する部位は外部電気回路基板に電気的に
接続される。
【0021】前記配線導体2はそれを構成する金属部材
が鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を半田を介して接
合することによって形成されており、各金属粉末の半田
を介しての接合は各金属粉末が鱗片状をなしていること
から確実、容易となり、その結果、各金属粉末間の電気
的接続を確実として配線導体2の電気抵抗を低抵抗とな
すことができる。特に金属粉末を銀で形成しておくと銀
は電気抵抗が極めて小さいことから配線導体2の電気抵
抗をより小さいものとなすことができる。
が鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を半田を介して接
合することによって形成されており、各金属粉末の半田
を介しての接合は各金属粉末が鱗片状をなしていること
から確実、容易となり、その結果、各金属粉末間の電気
的接続を確実として配線導体2の電気抵抗を低抵抗とな
すことができる。特に金属粉末を銀で形成しておくと銀
は電気抵抗が極めて小さいことから配線導体2の電気抵
抗をより小さいものとなすことができる。
【0022】かくして上述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
収容することによって製品としての半導体装置となる。
体1の凹部1d底面に半導体素子3を接着固定するとと
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
収容することによって製品としての半導体装置となる。
【0023】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。
【0024】まず図2(a)に示すように3枚の前駆体
シート11a、11b、11cを準備する。
シート11a、11b、11cを準備する。
【0025】前記3枚の前駆体シート11a、11b、
11c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、酸化チタン等の無機絶縁物粉末をエポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬
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0.1〜100μmの酸化珪素粉末
に、ビスフェール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なすとと
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、酸化チタン等の無機絶縁物粉末をエポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬
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0.1〜100μmの酸化珪素粉末
に、ビスフェール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なすとと
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。
【0026】次に図2(b)に示すように前記3枚の前
駆体シート11a、11b、11cのうち2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と成る開口A,A’を、2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2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と成る開口A,A’を、2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。
【0027】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、11
c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。
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、11
c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。
【0028】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
ーン印刷法により所定パターンに印刷塗布するとともに
これを約25〜100℃の温度で1〜60分間加熱し、
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
ーン印刷法により所定パターンに印刷塗布するとともに
これを約25〜100℃の温度で1〜60分間加熱し、
半硬化させる。
【0029】前記金属ペースト12としては、例えば、
鱗片状をなす金属粉末に、半田粉末と、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
等の硬化剤を添加混合しペースト状となしたものが使用
される。
鱗片状をなす金属粉末に、半田粉末と、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
等の硬化剤を添加混合しペースト状となしたものが使用
される。
【0030】そして最後に前記3枚の前駆体シート11
a、11b、11cを上下に積層するとともにこれを約
300℃の温度で10秒〜24時間加熱し、前記金属ペ
ースト12中の半田粉末を溶融させ、該溶融した半田粉
末で鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を接合させて金
属部材となすとともに前駆体シート11a、11b、1
1c及び金属ペースト12の熱硬化性樹脂前駆体を完全
に熱硬化させ、一体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を被着させた半導体素子収
納用パッケージに使用される配線基板が完成する。この
場合、前記前駆体シート11a、11b、11cは熱硬
化時に収縮することは殆どなく、そのため得られる配線
基板に変形や寸法にばらつきが発生することも有効に防
止されて配線導体2に断線が招来することはなく、配線
導体2を介して半導体素子3等の電極を外部電気回路に
確実に電気的接続することが可能となる。また同時に配
線導体2の金属部材が鱗片状をなす金属粉末の各々の一
部を半田で接合することによって形成されており、各金
属粉末の半田を介しての接合は各金属粉末が鱗片状をな
していることから確実、容易となり、その結果、各金属
粉末間の電気的接続を確実として配線導体2の電気抵抗
を低抵抗となすことができる。
a、11b、11cを上下に積層するとともにこれを約
300℃の温度で10秒〜24時間加熱し、前記金属ペ
ースト12中の半田粉末を溶融させ、該溶融した半田粉
末で鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を接合させて金
属部材となすとともに前駆体シート11a、11b、1
1c及び金属ペースト12の熱硬化性樹脂前駆体を完全
に熱硬化させ、一体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を被着させた半導体素子収
納用パッケージに使用される配線基板が完成する。この
場合、前記前駆体シート11a、11b、11cは熱硬
化時に収縮することは殆どなく、そのため得られる配線
基板に変形や寸法にばらつきが発生することも有効に防
止されて配線導体2に断線が招来することはなく、配線
導体2を介して半導体素子3等の電極を外部電気回路に
確実に電気的接続することが可能となる。また同時に配
線導体2の金属部材が鱗片状をなす金属粉末の各々の一
部を半田で接合することによって形成されており、各金
属粉末の半田を介しての接合は各金属粉末が鱗片状をな
していることから確実、容易となり、その結果、各金属
粉末間の電気的接続を確実として配線導体2の電気抵抗
を低抵抗となすことができる。
【0031】更に前記金属ペースト12中の半田粉末は
その融点が熱硬化性樹脂の熱分解する温度より低い約2
50℃程度であるため、金属ペースト12が所定パター
ンに印刷された前駆体シート11a、11b、11cを
熱処理して配線基板となす際、前駆体シート11a、1
1b、11c及び金属ペースト12の熱硬化性樹脂に熱
分解を発生させることなく半田粉末を溶融させて鱗片状
をなす金属粉末の各々の一部を確実に接合させることが
できる。
その融点が熱硬化性樹脂の熱分解する温度より低い約2
50℃程度であるため、金属ペースト12が所定パター
ンに印刷された前駆体シート11a、11b、11cを
熱処理して配線基板となす際、前駆体シート11a、1
1b、11c及び金属ペースト12の熱硬化性樹脂に熱
分解を発生させることなく半田粉末を溶融させて鱗片状
をなす金属粉末の各々の一部を確実に接合させることが
できる。
【0032】尚、前記金属ペースト12中に含有される
鱗片状をなす金属粉末を銀で形成しておくと、該銀は電
気抵抗が極めて小さいことから得られる配線導体2の電
気抵抗をより小さいものとなすことができる。従って、
前記金属ペースト12中に含有される鱗片状をなす金属
粉末は電気抵抗の小さい銀で形成しておくことが好まし
い。
鱗片状をなす金属粉末を銀で形成しておくと、該銀は電
気抵抗が極めて小さいことから得られる配線導体2の電
気抵抗をより小さいものとなすことができる。従って、
前記金属ペースト12中に含有される鱗片状をなす金属
粉末は電気抵抗の小さい銀で形成しておくことが好まし
い。
【0033】また、前記金属ペースト12中の鱗片状を
なす金属粉末を銀で形成した場合、その表面に脂肪酸被
膜を被着させておくと、金属粉末の表面に不要な酸化物
が形成されて半田との接合性が劣化するのを有効に防止
することができ、これによって金属粉末の各々の一部を
半田を介して確実に接合し、得られる配線導体2の電気
抵抗を低抵抗となすことができる。従って、前記金属ペ
ースト12中の鱗片状をなす金属粉末を銀で形成した場
合、その表面に脂肪酸被膜を被着させておくことが好ま
しい。
なす金属粉末を銀で形成した場合、その表面に脂肪酸被
膜を被着させておくと、金属粉末の表面に不要な酸化物
が形成されて半田との接合性が劣化するのを有効に防止
することができ、これによって金属粉末の各々の一部を
半田を介して確実に接合し、得られる配線導体2の電気
抵抗を低抵抗となすことができる。従って、前記金属ペ
ースト12中の鱗片状をなす金属粉末を銀で形成した場
合、その表面に脂肪酸被膜を被着させておくことが好ま
しい。
【0034】更に、前記鱗片状をなす金属粉末と半田粉
末と熱硬化性樹脂とから成る金属ペースト12は金属粉
末と半田粉末の合計重量が金属ペースト12の全重量に
対し60重量%未満となると金属粉末間を半田接合する
のが不完全となり、また95重量%を超えると熱硬化性
樹脂で金属部材を絶縁基体1に強固に被着させるのが困
難となるとともに得られる配線導体2が脆弱となる傾向
にある。従って、前記金属ペースト12に含有される金
属粉末と半田粉末はその合計重量が金属ペースト12の
全重量に対し60重量%乃至95重量%の範囲としてお
くことが好ましい。
末と熱硬化性樹脂とから成る金属ペースト12は金属粉
末と半田粉末の合計重量が金属ペースト12の全重量に
対し60重量%未満となると金属粉末間を半田接合する
のが不完全となり、また95重量%を超えると熱硬化性
樹脂で金属部材を絶縁基体1に強固に被着させるのが困
難となるとともに得られる配線導体2が脆弱となる傾向
にある。従って、前記金属ペースト12に含有される金
属粉末と半田粉末はその合計重量が金属ペースト12の
全重量に対し60重量%乃至95重量%の範囲としてお
くことが好ましい。
【0035】更に、前記金属ペースト12に含有される
鱗片状をなす金属粉末と半田粉末は、金属粉末に対する
半田粉末の重量比率が10:1未満となると、金属粉末
に対する半田粉末の量が少なく、金属粉末を良好に半田
接合させることができなくなって得られる配線導体2の
電気抵抗が高くなってしまう傾向にあり、また1:1を
超えると半田粉末同士が溶融し合って金属粉末を取り込
んだ一体化が困難になるとともに得られる配線導体2の
電気抵抗が高くなる傾向にある。従って、前記金属ペー
スト12に含有される鱗片状をなす金属粉末と半田粉末
は、金属粉末に対する半田粉末の重量比率を10:1乃
至1:1の範囲としておくことが好ましい。
鱗片状をなす金属粉末と半田粉末は、金属粉末に対する
半田粉末の重量比率が10:1未満となると、金属粉末
に対する半田粉末の量が少なく、金属粉末を良好に半田
接合させることができなくなって得られる配線導体2の
電気抵抗が高くなってしまう傾向にあり、また1:1を
超えると半田粉末同士が溶融し合って金属粉末を取り込
んだ一体化が困難になるとともに得られる配線導体2の
電気抵抗が高くなる傾向にある。従って、前記金属ペー
スト12に含有される鱗片状をなす金属粉末と半田粉末
は、金属粉末に対する半田粉末の重量比率を10:1乃
至1:1の範囲としておくことが好ましい。
【0036】更に、前記金属ペースト12に含有される
鱗片状をなす金属粉末はその最大長さが0.1μm未満
であると金属粉末が凝集し均一分散が得られなくなって
形成される配線導体2の電気抵抗が高いものとなり、ま
た50μmを超えると金属ペースト12を微細に印刷す
ることができず、形成される配線導体2の幅を一般的に
要求される50μm〜200μmの範囲とするのが困難
となる。従って、前記金属ペースト12に含有される鱗
片状をなす金属粉末はその最大長さを0.1μm乃至5
0μmの範囲としておくことが好ましい。
鱗片状をなす金属粉末はその最大長さが0.1μm未満
であると金属粉末が凝集し均一分散が得られなくなって
形成される配線導体2の電気抵抗が高いものとなり、ま
た50μmを超えると金属ペースト12を微細に印刷す
ることができず、形成される配線導体2の幅を一般的に
要求される50μm〜200μmの範囲とするのが困難
となる。従って、前記金属ペースト12に含有される鱗
片状をなす金属粉末はその最大長さを0.1μm乃至5
0μmの範囲としておくことが好ましい。
【0037】更に、前記金属ペースト12に含有される
鱗片状をなす金属粉末はその最大厚みが0.01μm未
満となると金属粉末が凝集し易く、均一分散が得られな
くなって形成される配線導体2の電気抵抗が高いものと
なり、また10μmを超えると金属粉末の広い面同士が
対向しにくく金属粉末の各々の一部を半田を介して確実
に接合することが困難となり、配線導体2の電気抵抗が
高いものとなる傾向にある。従って、前記金属ペースト
12に含有される鱗片状をなす金属粉末はその最大厚み
を0.01μm乃至10μmの範囲としておくことが好
ましい。
鱗片状をなす金属粉末はその最大厚みが0.01μm未
満となると金属粉末が凝集し易く、均一分散が得られな
くなって形成される配線導体2の電気抵抗が高いものと
なり、また10μmを超えると金属粉末の広い面同士が
対向しにくく金属粉末の各々の一部を半田を介して確実
に接合することが困難となり、配線導体2の電気抵抗が
高いものとなる傾向にある。従って、前記金属ペースト
12に含有される鱗片状をなす金属粉末はその最大厚み
を0.01μm乃至10μmの範囲としておくことが好
ましい。
【0038】また一方、前記金属ペースト12に含有さ
れる半田粉末はそれを球状となし、且つ粒径を1μm乃
至50μmの範囲としておくと、半田粉末は鱗片状をな
す金属粉末間に容易に入り込んで各金属粉末の各々の一
部を確実に接合することができる。従って、前記金属ペ
ースト12に含有される半田粉末は球状をなし、その粒
径を1μm乃至50μmの範囲としておくことが好まし
い。
れる半田粉末はそれを球状となし、且つ粒径を1μm乃
至50μmの範囲としておくと、半田粉末は鱗片状をな
す金属粉末間に容易に入り込んで各金属粉末の各々の一
部を確実に接合することができる。従って、前記金属ペ
ースト12に含有される半田粉末は球状をなし、その粒
径を1μm乃至50μmの範囲としておくことが好まし
い。
【0039】更に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。
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。
【0040】また更に、上述の実施例では、配線基板は
3枚の絶縁基板を積層することにより形成したが、一枚
や二枚、あるいは四枚以上の絶縁基板を積層することに
よって形成してもよい。
3枚の絶縁基板を積層することにより形成したが、一枚
や二枚、あるいは四枚以上の絶縁基板を積層することに
よって形成してもよい。
【0041】
【発明の効果】本発明の配線基板によれば、絶縁基体が
無機絶縁物粉末を靱性に優れる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。
無機絶縁物粉末を靱性に優れる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。
【0042】また、本発明の配線基板の製造方法によれ
ば、配線導体の金属部材が鱗片状をなす金属粉末の各々
の一部を半田で接合することによって形成されており、
各金属粉末の半田を介しての接合は各金属粉末が鱗片状
をなしていることから確実、容易となり、その結果、各
金属粉末間の電気的接続を確実として配線導体の電気抵
抗を低抵抗となすことができる。特に金属粉末を銀で形
成しておくと銀は電気抵抗が極めて小さいことから配線
導体の電気抵抗をより小さいものとなすことができる。
ば、配線導体の金属部材が鱗片状をなす金属粉末の各々
の一部を半田で接合することによって形成されており、
各金属粉末の半田を介しての接合は各金属粉末が鱗片状
をなしていることから確実、容易となり、その結果、各
金属粉末間の電気的接続を確実として配線導体の電気抵
抗を低抵抗となすことができる。特に金属粉末を銀で形
成しておくと銀は電気抵抗が極めて小さいことから配線
導体の電気抵抗をより小さいものとなすことができる。
【0043】更に、本発明の配線基板の製造方法によれ
ば、配線基板は、熱硬化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末
とを混合した絶縁基体となる前駆体シートを準備する工
程と、該前駆体シートを加熱して半硬化させる工程と、
半硬化した前記前駆体シートに、熱硬化性樹脂前駆体
と、鱗片状をなす金属粉末と、半田粉末とから成る金属
ペーストを所定パターンに印刷するとともに加熱して半
硬化させる工程と、半硬化した前記金属ペーストが被着
された半硬化の前記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処理し、前記金属ペースト中の半
田粉末を溶融させ、前記鱗片状をなす金属粉末の各々の
一部を接合させて金属部材を形成するとともに前記前駆
体シート及び前記金属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体を
熱硬化させて一体化させる工程、とで製作され、前駆体
シート及び金属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体は熱硬化
時に殆ど収縮しないことから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もない。
ば、配線基板は、熱硬化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末
とを混合した絶縁基体となる前駆体シートを準備する工
程と、該前駆体シートを加熱して半硬化させる工程と、
半硬化した前記前駆体シートに、熱硬化性樹脂前駆体
と、鱗片状をなす金属粉末と、半田粉末とから成る金属
ペーストを所定パターンに印刷するとともに加熱して半
硬化させる工程と、半硬化した前記金属ペーストが被着
された半硬化の前記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処理し、前記金属ペースト中の半
田粉末を溶融させ、前記鱗片状をなす金属粉末の各々の
一部を接合させて金属部材を形成するとともに前記前駆
体シート及び前記金属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体を
熱硬化させて一体化させる工程、とで製作され、前駆体
シート及び金属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体は熱硬化
時に殆ど収縮しないことから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もない。
【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】(a)乃至(c)は本発明の配線基板の製造方
法を説明するための断面図である。
法を説明するための断面図である。
1・・・・・・・・・・・・絶縁基体
1a、1b、1c・・・・・絶縁基板
2・・・・・・・・・・・・配線導体
11a、11b、11c・・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
H05K 1/03
H05K 1/09
H05K 3/12
H05K 3/46
H01L 23/12 - 23/15
H01B 1/00 - 1/24
Claims (6)
- 【請求項1】60乃至95重量%の無機絶縁物粉末と5
乃至40重量%の熱硬化性樹脂とからなり、前記無機絶
縁物粉末を前記熱硬化性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熱硬化性樹脂により
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、鱗片状をなす金属粉末の各々の一部を半
田接合した金属部材と熱硬化性樹脂とから成る配線導体
を被着させて成ることを特徴とする配線基板。 - 【請求項2】熱硬化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを
混合した絶縁基体となる前駆体シートを準備する工程
と、該前駆体シートを加熱して半硬化させる工程と、半
硬化した前記前駆体シートに、熱硬化性樹脂前駆体と、
鱗片状をなす金属粉末と、半田粉末とから成る金属ペー
ストを所定パターンに印刷するとともに加熱して半硬化
させる工程と、半硬化した前記金属ペーストが被着され
た半硬化の前記前駆体シートを複数枚上下に積層すると
ともにこれを加熱処理し、前記金属ペースト中の半田粉
末を溶融させ、前記鱗片状をなす金属粉末の各々の一部
を接合させて金属部材を形成するとともに前記前駆体シ
ート及び前記金属ペーストの熱硬化性樹脂前駆体を熱硬
化させて一体化させる工程、とから成ることを特徴とす
る配線基板の製造方法。 - 【請求項3】前記金属ペースト中の金属粉末が銀からな
り、その表面に脂肪酸被膜が被着されていることを特徴
とする請求項2に記載の配線基板の製造方法。 - 【請求項4】前記金属ペースト中の金属粉末と半田粉末
との重量比率が10:1乃至1:1であることを特徴と
する請求項2または請求項3に記載の配線基板の製造方
法。 - 【請求項5】前記金属ペースト中の金属粉末の最大長さ
が0.1μm乃至50μmであり、且つ厚みが0.01
μm乃至10μmであることを特徴とする請求項2乃至
請求項4のいずれかに記載の配線基板の製造方法。 - 【請求項6】前記金属ペースト中の半田粉末が球状をな
し、粒径が1μm乃至50μmであることを特徴とする
請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の配線基板の製
造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3846396A JP3393747B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 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 |
---|---|---|---|
JP3846396A JP3393747B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 配線基板及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09232471A JPH09232471A (ja) | 1997-09-05 |
JP3393747B2 true JP3393747B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=12525955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3846396A Expired - Fee Related JP3393747B2 (ja) | 1995-09-22 | 1996-02-26 | 配線基板及びその製造方法 |
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JP (1) | JP3393747B2 (ja) |
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1996
- 1996-02-26 JP JP3846396A patent/JP3393747B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH09232471A (ja) | 1997-09-05 |
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