JP3765565B2

JP3765565B2 - Electronic circuit board

Info

Publication number: JP3765565B2
Application number: JP2001134290A
Authority: JP
Inventors: 邦明鈴木; 清佐藤; 亨高橋
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2001-05-01
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2021-05-01
Also published as: JP2002329808A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミナ基板上に種々の回路素子が薄膜形成された高周波デバイス用の電子回路基板に係り、特に、トランジスタやダイオード等のベアチップが実装される電子回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、集積回路技術の発達に伴って電子回路がますます小型化されており、アルミナ基板上にコンデンサやインダクタ等の回路素子を薄膜形成すると共に、このアルミナ基板にトランジスタやダイオード等のベアチップをワイヤーボンディングした小型の電子回路基板が開発されている。
【０００３】
図３はこのような電子回路基板の従来例を示す要部断面図である。同図において、符号１はアルミナ基板を示しており、このアルミナ基板１上にはＴｉ膜２とＣｕ膜３およびＮｉ膜４が順次積層されている。また、Ｎｉ膜４の表面は保護膜５によって覆われており、この保護膜５を部分的に除去した部位にはボンディング用パッド６が形成されている。このパッド６は、トランジスタ等のベアチップを搭載するためのダイボンド部、あるいはベアチップに接続されるワイヤーをボンディングするためのワイヤーボンド部であり、Ｎｉ膜４の表面に順次積層されたＮｉ膜７とＡｕ膜８で構成されている。
【０００４】
このように概略構成された電子回路基板において、Ｔｉ膜２はアルミナ基板１の表面にスパッタ法によって形成され、このＴｉ膜２を下地層としてＣｕ膜３とＮｉ膜４が電気メッキ法によってパターン形成されている。下層のＣｕ膜３の膜厚は３〜４μｍに設定されており、このＣｕ膜３はコンデンサの電極やインダクタあるいは伝送線路等の回路素子を形成している。上層のＮｉ膜４の膜厚は約０．３μｍに設定されており、このＮｉ膜４によってＣｕ膜３の酸化や拡散が防止されると共に、保護膜５との密着性が高められている。保護膜５は、フォトレジストのような感光性高分子材料をＮｉ膜４の表面にスピンコートした後、これを露光／現像することによって形成されたもので、その一部にパッド６の形状に対応する除去部５ａが形成されている。パッド６を構成するＮｉ膜７とＡｕ膜８は、保護膜５の除去部５ａ内に露出するＮｉ膜４の表面に無電解メッキ法によって形成され、表面のＡｕ膜８によってベアチップやワイヤーに対する接続の安定化が図られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の電子回路基板にあっては、回路素子を形成するＣｕ膜３の表面にＮｉ膜４が連続メッキにより形成されているため、このＮｉ膜４によってＣｕ膜３の酸化や拡散を防止できると共に、保護膜５との密着性を高めることかできる。しかしながら、このＮｉ膜４の表面にパッド６のＮｉ膜７を形成する際、二重のＮｉメッキとなるため、これらＮｉ膜４とＮｉ膜７間の密着性が悪いという難点があった。
【０００６】
また、この種の電子回路基板を高周波デバイスとして使用する場合、回路素子であるインダクタやフィルタのＱ値を劣化させないことが重要となるが、前述した従来例では、Ｃｕ膜３の表面に形成されたＮｉ膜４が磁性材料からなるため、特に、パッド６の周囲のＣｕ膜３によってインダクタ素子を形成した場合、インダクタのＱ値劣化という問題が顕著となる。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、密着性の高いボンディング用パッドを形成でき、かつＱ値の劣化も少ない電子回路基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子回路基板は、アルミナ基板上にパターン形成されたＣｕメッキ膜と、このＣｕメッキ膜上に積層されたＣｒ膜と、このＣｒ膜の表面を覆う保護膜と、これらＣｒ膜および保護膜を部分的に除去して露出する前記Ｃｕメッキ膜上に積層されたＮｉメッキ膜と、このＮｉメッキ膜上に積層されたＡｕ膜とを有し、前記Ｎｉメッキ膜と前記Ａｕ膜によってボンディング用パッドを構成すると共に、前記ボンディング用パッドの周囲に位置する前記Ｃｕメッキ膜が渦巻き形状にパターン形成され、このＣｕメッキ膜によってインダクタ素子を構成した。
【０００９】
このように構成された電子回路基板では、Ｃｕメッキ膜の表面に形成されたＣｒ膜によって、Ｃｕメッキ膜の酸化や拡散が防止されると共に保護膜との密着性も高められ、しかも、Ｃｒ膜を部分的に除去して露出するＣｕメッキ膜の表面にボンディング用パッドのＮｉメッキ膜が形成されているため、ボンディング用パッドの密着性を高めることができる。また、ボンディング用パッドの周囲に位置するＣｕメッキ膜を渦巻き形状にパターン形成し、このＣｕメッキ膜によってインダクタ素子を構成したので、インダクタのＱ値が劣化することを防止できる。この場合、Ｃｒ膜はスパッタ法によって薄い膜厚に形成することが好ましく、特に、Ｃｒ膜の膜厚が１００ｎｍ以下に形成されていると効果的である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る電子回路基板の要部断面図、図２は該電子回路基板にベアチップを実装した状態を示す平面図であり、図３に対応する部分には同一符号を付してある。
【００１２】
本実施形態例に係る電子回路基板は各種の高周波デバイスとして使用されるもので、図１に示すように、この電子回路基板はアルミナ基板１上にはＴｉ膜２とＣｕ膜３およびＣｒ膜９が順次積層されている。Ｔｉ膜２はアルミナ基板１の表面にスパッタ法によって形成され、このＴｉ膜２を下地層としてＣｕ膜３が電気メッキ法によって３〜４μｍの膜厚に形成されている。Ｃｕ膜３は所望形状にパターニングされており、コンデンサの電極やインダクタあるいは伝送線路等の回路素子を形成している。Ｃｒ膜９は前述した従来例のＮｉ膜４に代わるもので、Ｃｕ膜３の表面にスパッタ法によって形成されている。Ｃｒ膜９の膜厚は５０ｎｍ程度に薄く形成することが好ましく、本実施形態例では多少のバラツキを考慮して、Ｃｒ膜９の膜厚を１００ｎｍ以下に設定している。Ｃｒ膜９の表面には保護膜５が形成されており、この保護膜５はフォトレジストのような感光性高分子材料をＣｒ膜９の表面にスピンコートした後、これを露光／現像することによって形成されたもので、その一部にボンディング用パッド６の形状に対応する除去部５ａが形成されている。また、この保護膜５をレジストとしてＣｒ膜９をエッチングすることにより、Ｃｒ膜９にも除去部５ａと同一形状の除去部９ａが形成されており、これら除去部５ａ，９ａからＣｕ膜３の表面が露出している。そして、これら除去部５ａ，９ａ内に露出するＣｕ膜３に無電解メッキ法を施すことにより、Ｃｕ膜３の表面にＮｉ膜７とＡｕ膜８とが順次積層され、これらＮｉ膜７とＡｕ膜８によってボンディング用パッド６が形成されている。
【００１３】
図２に示すように、このように構成された電子回路基板は、トランジスタやダイオード等のベアチップ１０を任意のボンディング用パッド６上に搭載すると共に、このベアチップ１０と別のパッド６間、あるいは対をなすパッド６間をワイヤー１１で接続することにより、最終的に種々の高周波デバイスとして使用されるようになっている。すなわち、アルミナ基板１上には、前述したＣｕ膜３のパターン形状によって渦巻き形状のインダクタ素子Ｉや伝送線路Ｐが形成されると共に、これらインダクタ素子Ｉや伝送線路Ｐに接続する複数のボンディング用パッド６が形成されており、ベアチップ１０が任意のパッド６上に導電性接着剤を用いて固定され、このベアチップ１０と別のパッド６間や他の対をなすパッド６間にワイヤー１１がボイディングされている。なお、アルミナ基板１上にはコンデンサ等の他の回路素子も形成されており、また、図２において保護膜５は省略されている。
【００１４】
上記した本実施形態例にあっては、アルミナ基板１上に種々の回路素子を形成するためのＣｕ膜３を電気メッキ法によってパターン形成し、このＣｕ膜３の表面にＣｒ膜９を薄い膜厚で形成したため、このＣｒ膜９によってＣｕ膜３の酸化や拡散が防止されると共に、Ｃｒ膜９と保護膜５との密着性を高めることができる。また、このように薄い膜厚のＣｒ膜９をエッチングにより部分的に除去してＣｕ膜３を露出させ、この露出したＣｕ膜３に無電解メッキ法を施してＮｉ膜７を形成したため、Ｃｕ膜３とボンディング用パッド６を形成するＮｉ膜７との密着性が非常に良好となる。さらに、このようなボンディング用パッド６を有する積層構造を高周波回路用のインダクタ素子に適用し、Ｃｕ膜３のパターン形状によって渦巻き形状のインダクタ素子Ｉを形成すると共に、このＣｕ膜３の表面に非磁性材料からなるＣｒ膜９をスパッタ法によって１００ｎｍ以下（好ましくは５０ｎｍ程度）の膜厚に薄く形成したため、インダクタのＱ値劣化をＣｒ膜９によって効果的に防止することができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１６】
アルミナ基板上にパターン形成したＣｕメッキ膜の表面にＣｒ膜が積層されているため、このＣｒ膜によってＣｕメッキ膜の酸化や拡散が防止されると共に保護膜との密着性も高められ、しかも、Ｃｒ膜を部分的に除去して露出するＣｕメッキ膜の表面にボンディング用パッドのＮｉメッキ膜が形成されているため、ボンディング用パッドの密着性が高い電子回路基板を実現することができる。
【００１７】
また、このようなボンディング用パッドを有する積層構造を高周波回路用のインダクタ素子に適用し、Ｃｕ膜のパターン形状によって渦巻き形状のインダクタ素子を形成したので、インダクタのＱ値が劣化することを防止できる。その際、このＣｕ膜の表面に非磁性材料からなるＣｒ膜をスパッタ法によって１００ｎｍ以下（好ましくは５０ｎｍ程度）の膜厚に薄く形成すると、インダクタのＱ値劣化を効果的に防止することができ、高周波特性に優れた電子回路基板を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電子回路基板の要部断面図である。
【図２】該電子回路基板にベアチップを実装した状態を示す平面図である。
【図３】従来例に係る電子回路基板の要部断面図である。
【符号の説明】
１アルミナ基板
２Ｔｉ膜
３Ｃｕ膜（Ｃｕメッキ膜）
５保護膜
５ａ除去部
６ボンディング用パッド
７Ｎｉ膜（Ｎｉメッキ膜）
８Ａｕ膜
９Ｃｒ膜
９ａ除去部
１０ベアチップ
１１ワイヤー
Ｉインダクタ素子
Ｐ伝送線路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic circuit board for a high-frequency device in which various circuit elements are formed on an alumina substrate, and more particularly to an electronic circuit board on which a bare chip such as a transistor or a diode is mounted.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of integrated circuit technology, electronic circuits have become more and more miniaturized. Circuit elements such as capacitors and inductors are formed on alumina substrates, and bare chips such as transistors and diodes are wired on the alumina substrate. Bonded small electronic circuit boards have been developed.
[0003]
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part showing a conventional example of such an electronic circuit board. In the figure, reference numeral 1 denotes an alumina substrate. On this alumina substrate 1, a Ti film 2, a Cu film 3, and a Ni film 4 are sequentially laminated. Further, the surface of the Ni film 4 is covered with a protective film 5, and bonding pads 6 are formed at portions where the protective film 5 is partially removed. The pad 6 is a die bond portion for mounting a bare chip such as a transistor or a wire bond portion for bonding a wire connected to the bare chip. The Ni film 7 and the Au film sequentially laminated on the surface of the Ni film 4 and Au It is composed of a film 8.
[0004]
In the electronic circuit board schematically structured as described above, the Ti film 2 is formed on the surface of the alumina substrate 1 by the sputtering method, and the Cu film 3 and the Ni film 4 are patterned by the electroplating method using the Ti film 2 as an underlayer. Has been. The thickness of the lower Cu film 3 is set to 3 to 4 μm, and this Cu film 3 forms circuit elements such as capacitor electrodes, inductors, and transmission lines. The thickness of the upper Ni film 4 is set to about 0.3 μm. The Ni film 4 prevents the Cu film 3 from being oxidized and diffused, and improves the adhesion to the protective film 5. The protective film 5 is formed by spin-coating a photosensitive polymer material such as a photoresist on the surface of the Ni film 4 and then exposing / developing the same. Corresponding removal portions 5a are formed. The Ni film 7 and the Au film 8 constituting the pad 6 are formed on the surface of the Ni film 4 exposed in the removal portion 5a of the protective film 5 by the electroless plating method, and are connected to the bare chip or the wire by the Au film 8 on the surface. Stabilization of
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional electronic circuit board, since the Ni film 4 is formed by continuous plating on the surface of the Cu film 3 forming the circuit element, the Ni film 4 prevents oxidation and diffusion of the Cu film 3. In addition, the adhesion with the protective film 5 can be improved. However, when the Ni film 7 of the pad 6 is formed on the surface of the Ni film 4, since double Ni plating is used, there is a problem that the adhesion between the Ni film 4 and the Ni film 7 is poor.
[0006]
Further, when this type of electronic circuit board is used as a high-frequency device, it is important not to deteriorate the Q value of inductors and filters that are circuit elements. However, in the conventional example described above, the circuit board is formed on the surface of the Cu film 3. Since the Ni film 4 is made of a magnetic material, particularly when the inductor element is formed by the Cu film 3 around the pad 6, the problem of deterioration of the Q value of the inductor becomes remarkable.
[0007]
The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electronic circuit board that can form a bonding pad with high adhesion and has little deterioration in Q value. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electronic circuit board according to the present invention includes a Cu plated film patterned on an alumina substrate, a Cr film laminated on the Cu plated film, and a protection covering the surface of the Cr film. A Ni plating film laminated on the Cu plating film exposed by partially removing the Cr film and the protective film, and an Au film laminated on the Ni plating film, the Ni film A bonding pad is constituted by the plating film and the Au film, and the Cu plating film located around the bonding pad is formed in a spiral pattern, and an inductor element is constituted by the Cu plating film .
[0009]
In the electronic circuit board configured as described above, the Cr film formed on the surface of the Cu plating film prevents oxidation and diffusion of the Cu plating film and improves the adhesion with the protective film. Since the Ni plating film of the bonding pad is formed on the surface of the Cu plating film exposed by partially removing the film, adhesion of the bonding pad can be improved. In addition, since the Cu plating film positioned around the bonding pad is formed in a spiral pattern and the inductor element is configured by this Cu plating film, it is possible to prevent the Q value of the inductor from deteriorating. In this case, the Cr film is preferably formed to a thin film thickness by sputtering, and it is particularly effective if the Cr film is formed to a thickness of 100 nm or less.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of an electronic circuit board according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a top view to show, and the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to FIG.
[0012]
The electronic circuit board according to the present embodiment is used as various high-frequency devices. As shown in FIG. 1, the electronic circuit board is formed on an alumina substrate 1 with a Ti film 2, a Cu film 3, and a Cr film 9. Are sequentially stacked. The Ti film 2 is formed on the surface of the alumina substrate 1 by sputtering, and the Cu film 3 is formed to a thickness of 3 to 4 μm by electroplating using the Ti film 2 as a base layer. The Cu film 3 is patterned into a desired shape, and forms circuit elements such as capacitor electrodes, inductors, and transmission lines. The Cr film 9 replaces the Ni film 4 of the conventional example described above, and is formed on the surface of the Cu film 3 by sputtering. The film thickness of the Cr film 9 is preferably formed as thin as about 50 nm. In this embodiment, the film thickness of the Cr film 9 is set to 100 nm or less in consideration of some variation. A protective film 5 is formed on the surface of the Cr film 9, and this protective film 5 is exposed / developed after a photosensitive polymer material such as a photoresist is spin-coated on the surface of the Cr film 9. The removal part 5a corresponding to the shape of the bonding pad 6 is formed in a part thereof. Further, by etching the Cr film 9 using the protective film 5 as a resist, a removal portion 9a having the same shape as the removal portion 5a is also formed in the Cr film 9, and the removal portion 5a, 9a forms the Cu film 3 from the removal portion 5a. The surface is exposed. Then, by applying an electroless plating method to the Cu film 3 exposed in the removed portions 5a and 9a, a Ni film 7 and an Au film 8 are sequentially laminated on the surface of the Cu film 3, and the Ni film 7 and the Au film A bonding pad 6 is formed by the film 8.
[0013]
As shown in FIG. 2, the electronic circuit board configured as described above has a bare chip 10 such as a transistor or a diode mounted on an arbitrary bonding pad 6 and a gap between the bare chip 10 and another pad 6 or a pair. By connecting the pads 6 forming the above with wires 11, they are finally used as various high-frequency devices. That is, a spiral inductor element I and a transmission line P are formed on the alumina substrate 1 by the pattern shape of the Cu film 3 described above, and a plurality of bonding pads connected to the inductor element I and the transmission line P are formed. 6 is formed, a bare chip 10 is fixed on an arbitrary pad 6 using a conductive adhesive, and a wire 11 is voided between this bare chip 10 and another pad 6 or between another pair of pads 6. ing. Note that other circuit elements such as capacitors are also formed on the alumina substrate 1, and the protective film 5 is omitted in FIG.
[0014]
In the above-described embodiment, a Cu film 3 for forming various circuit elements on the alumina substrate 1 is patterned by electroplating, and a Cr film 9 is formed on the surface of the Cu film 3 as a thin film. Since the Cr film 9 is formed thick, the Cu film 3 is prevented from being oxidized or diffused, and the adhesion between the Cr film 9 and the protective film 5 can be enhanced. Further, the thin Cr film 9 is partially removed by etching to expose the Cu film 3, and the exposed Cu film 3 is subjected to electroless plating to form the Ni film 7. The adhesion between the film 3 and the Ni film 7 forming the bonding pad 6 is very good. Furthermore, a laminated structure having such bonding pads 6 is applied to an inductor element for a high-frequency circuit, and a spiral inductor element I is formed by the pattern shape of the Cu film 3, and the surface of the Cu film 3 is non-coated. Since the Cr film 9 made of a magnetic material is thinly formed to a film thickness of 100 nm or less (preferably about 50 nm) by sputtering, the Q film deterioration of the inductor can be effectively prevented by the Cr film 9.
[0015]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0016]
Since the Cr film is laminated on the surface of the Cu plated film patterned on the alumina substrate, the Cr film prevents oxidation and diffusion of the Cu plated film and improves the adhesion with the protective film, Since the Ni plating film of the bonding pad is formed on the surface of the Cu plating film exposed by partially removing the Cr film, it is possible to realize an electronic circuit board with high adhesion of the bonding pad.
[0017]
Moreover, since the laminated structure having such a bonding pad is applied to an inductor element for a high frequency circuit and a spiral inductor element is formed by the pattern shape of the Cu film, it is possible to prevent the Q value of the inductor from deteriorating. . At this time, if a Cr film made of a non-magnetic material is thinly formed on the surface of the Cu film to a thickness of 100 nm or less (preferably about 50 nm) by sputtering, deterioration of the Q value of the inductor can be effectively prevented. An electronic circuit board having excellent high frequency characteristics can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an electronic circuit board according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a state in which a bare chip is mounted on the electronic circuit board.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of an electronic circuit board according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Alumina substrate 2 Ti film 3 Cu film (Cu plating film)
5 Protective film 5a Removal part 6 Bonding pad 7 Ni film (Ni plating film)
8 Au film 9 Cr film 9 a Removal part 10 Bare chip 11 Wire I Inductor element P Transmission line

Claims

Cu plating film patterned on alumina substrate, Cr film laminated on this Cu plating film, protective film covering the surface of this Cr film, and removing these Cr film and protective film partially and the Cu plated film Ni plating film deposited on the exposed, and a Au film stacked on the Ni plating film, the bonding pad by the Ni plating film and the Au film is formed An electronic circuit board characterized in that the Cu plating film positioned around the bonding pad is patterned in a spiral shape, and an inductor element is constituted by the Cu plating film .

2. The electronic circuit board according to claim 1 , wherein the Cr film is formed by sputtering to a thickness of 100 nm or less.