JPH0382188A - セラミック配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回路基板や半導体素子収納用パッケージ等に用
いられるセラミック配線基板の製造方法に関し、より詳
細には高密度の回路配線を有するセラミック配線基板の
製造方法に関するものである。

（従来技術及びその課題） 従来、回路基板や半導体素子収納用パフケージ等におけ
るセラミック配線基板はその回路配線がＭｏ−Ｍｎ法等
の厚膜技術によって形成されている。

このＭｏ−Ｍｎ法は、タングステン（−）、モリブデン
−マンガン（Ｎｏ−Ｍｎ）等の高融点金属から成る金属
粉末に有機溶剤、結合剤を添加し、ペースト状となした
金属ペーストを生もしくは焼結セラ果・ツク体の外表面
にスクリーン印刷により回路配線としての所定パターン
に印刷塗布し、次ぎにこれを還元雰囲気中で焼成し、高
融点金属とセラミック体とを焼結一体化させる方法であ
る。

しかし彊ら、このＭｏ−Ｍｎ法を用いて回路配線を形成
した場合、回路配線は金属ペーストをスクリーン印刷す
ることにより形成されることから配線の微細化が困難で
あり、回路配線の高密度化ができないという欠点を有し
ていた。

そこで上記欠点を解消するために回路配線を従来の厚膜
技術により形成するのに替えて微細化が可能な薄膜技術
を用いて形成したセラミック配線基板、即ち、セラミッ
ク基板上にクロム（Ｃｒ）から成る接着層と金（＾Ｕ〉
、＆ｐＩ（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）等から成る主導体層とをイオンブレーティング法や
スパッタリング法、蒸着法等の薄膜技術により層着し、
しかる後、これらの層をフォトリソグラフィによって所
定のパターンに形威して成るセラミック配線基板が提案
されている。

尚、前記セラミック配線基板は回路配線の上部に位置す
る主導体層が酸化腐食するのを防止するために、また回
路配線に半導体素子の電極を接続するボンディングワイ
ヤが強固に接合されるようにするためにその外表面には
ニッケル（Ｎｉ）　、金（Ａｕ）等の耐蝕性に優れ、か
つ良導電性である金属がメツキにより被着されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし乍ら、この従来のセラミック配線基板においては
回路配線を構成する接着層と主導体層がただ単に薄膜技
術により多層に積層されているだけであり両者、即ち接
着層と主導体層との間の接合強度は約Ｑ、８Ｋｇ／＋ａ
＋”と低い。そのため回路配線に半導体素子の電極を接
続するボンディングワイヤを接合する際、或いは抵抗や
コンデンサ等の電子部品を接合する際等において回路配
線に外力が印加されると、該外力によって主導体層が接
着層より容易に剥がれ、セラミック配線基板としての機
能が喪失してしまうという欠点を有していた。

（発明の目的） 本発明者は上記欠点に鑑み種々の実験の結果、回路配線
を構成する接着層にクロム（Ｃｒ）を、主導体層に１ｉ
ｉ（Ｃｕ）を選択し、接着層上に主導体層を層着させた
後、両者を加熱し、接合部にクロム−銅の合金層を形威
させると接着層と主導体層とが強固に接合し得ることを
知見した。

本発明は上記知見に基づき、回路配線を構成する接着層
と主導体層との接合を強固とし、該回路配線への半導体
素子の接続や抵抗、コンデンサ等の電子部品の接合を強
固に行うことができるセラミック配線基板の製造方法を
提供することをその目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明のセラミック配線基板の製造方法はセラミック基
板上に、薄膜技術によりクロムから威る接着層と銅から
成る主導体層とを順次層着させるとともにこれを真空中
もしくは還元雰囲気中で焼成し、接着層と主導体層の界
面にクロム−銅の合金層を生成させ、接着層、合金層、
主導体層の３層構造から成る回路配線を形成することを
特徴とするものである。

（実施例） 次に本発明のセラミック配線基板の製造方法を添付図面
に基づき詳細に説明する。

まず、第１図（ａ）に示す如く、絶縁基体ｌを準備する
。

前記絶縁基体１はアルミナセラミックス等の電気絶縁材
料より戒り、例えばアルミナセラミックス（Ａｌｚｏｓ
　）の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して
泥漿状となすとともにこれをドクターブレード法を採用
することによってセラミンクグリーンシート（生シート
）を形威し、しかる後、前記セラミックグリーンシート
（生シート）に適当な打ち抜き加工、穴あけ加工を施す
とともに高温で焼成することによって製作される。

次に第１図（ｂ）に示す如く、前記絶縁基体１上に接着
層２＆び主導体層３を薄膜技術により層着する。

前記接着層２はクロム（Ｃｒ）からなり、イオンブレー
ティング法やスパッタリング法等の薄膜技術により絶縁
基体１上に層着される。

前記接着層２は絶Ｓ！基体１と後述する主導体層３との
接合強度を上げる作用を為し、その厚みは０、Ｏ１〜２
．０　μｍ、好適には０．１〜１．０　μ慣に層着され
る。

また、前記接着層２の上面には主導体層３がイオンブレ
ーティング法やスパッタリング法等の薄膜技術により層
着され、該主導体層３は主として電気を通す通路として
作用を為す。

前記主導体Ｍ３は導通抵抗が極めて低い銅（Ｃｕ）が使
用され、その厚みは２．０〜１５．０μ輪、好適には４
６０〜１２．０μ−に層着される。

次に、前記絶縁基体ｌ上に接着層２及び主導体層３が層
着されたものは、従来周知のフォトリソグラフィ法によ
って第１図（ｃ）に示す通り、主導体ＦＪ３及び接着Ｆ
！２を所定のパターンに形成し、回路配線となす。

そして最後に、前記絶縁基体１上に形成した接着層２及
び主導体Ｎ３から成る回路配線は、真空中もしくは還元
雰囲気中、約４５０〜６００℃の温度に加熱焼成され、
第１図（ｄ）に示す如く、接着層２と主導体層３の接合
界面に相互拡散による合金層４を形成させる。

前記合金ＪＷ４は銅（Ｃｕ）とクロム（Ｃｒ）の合金か
ら成り、主導体層３を接着１１２に強固に接合する作用
を為し、これによって主導体層３は合金層４及び接着層
２を介して絶縁基体ｌに強固に取着されることとなる。

このようにして最終製品としてのセラ旦ツク配線基板が
完成する。

尚、前記絶縁基体ｌ上に形成される回路配線は、該回路
配線の酸化腐食を防止するために、また半導体素子の電
極を接続するボンディングワイヤや抵抗、コンデンサ等
の電子部品の接合を強固とするためにその外表面にニッ
ケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の耐蝕性に優れ、且つ良導
電性である金属をメツキにより層着させておくことが望
ましい。

（実験例） 次に本発明の作用効果を以下の実験例に基づき説明する
。

（１）試料の作成 洗浄したアル旦ナセラミックス（ＡｈＯｉ　）の焼結体
表面にイオンブレーティング法によって第１表に示す厚
みのクロム（Ｃｒ）から成る接着層と銅（Ｃｕ）からな
る主導体層を順次層着させ、しかる後、フォトリソグラ
フィによりｌＸ１ｍｍのドツト状に加工し、回路配線と
なす。

次ぎにこれを真空中、４５０〜６００℃の温度で１０分
間焼焼成、接着層と主導体層の間に合金層を形成させる
とともに該回路配線の外表面にニッケル（Ｎｉ）を１μ
ｍ、金（Ａｕ）を２μｍの厚みにメツキより被着させ、
実験用試料とする。

尚、試料番号２８．２９は本発明品と比較するための比
較試料であり、接着層と主導体層との間に合金層を形成
してない、従来のものである。

（２）接合強度の測定 各試料のドツト状回路配線に引っ張り金具を半田を介し
て接合し、その後、引っ張り金具を回路配線に対して垂
直方向に引っ張り、回路配線の主導体層が合金層より剥
がれた時の引っ張り力を求め、これを接合強度として評
価した。

尚、前記接合強度の測定は夫々２０個ずつ行い、その平
均値を求めて接合強度の評価とした。

上記の結果を第１表に示す。

（以下、余白） 第 表 本部を付した試料番号のものは比較試料である。

（発明の効果） 上記実験結果からも判るようにアルミナセラミックスか
ら成る絶縁基体上に接着層と主導体層をただ即に層着し
ただけのもの（従来のセラミック配線基板）は接着層と
主導体層の接合強度が０．８Ｋｇ／ｍｔａ”程度である
のに対し、本発明の方法によれば接着層と主導体層とが
合金層で強固に接合されることから両者の接合強度が２
．８Ｋｇ／ｍａ＋”以上と極めて高い。

従って、本発明の方法によって製造されるセラミック配
線基板は回路配線への半導体素子の接続や抵抗、コンデ
ンサ等の電子部品の接合を強固に行うことが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）　（ｄ）は本発明のセラ
ミック配線基板の製造方法を説明するための各工程毎の
断面図である。 １・・絶縁基体　　　２　・・接着層 ３・・主導体Ｎ　　　４　・・合金層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　セラミック基板上に、薄膜技術によりクロムから成る
   接着層と銅から成る主導体層とを順次層着させるととも
   にこれを真空中もしくは還元雰囲気中で焼成し、接着層
   と主導体層の界面にクロム−銅の合金層を生成させ、接
   着層、合金層、主導体層の３層構造から成る回路配線を
   形成することを特徴とするセラミック配線基板の製造方
   法。