JPH05160537A - セラミック配線基板 - Google Patents

セラミック配線基板

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JPH05160537A
JPH05160537A JP32429891A JP32429891A JPH05160537A JP H05160537 A JPH05160537 A JP H05160537A JP 32429891 A JP32429891 A JP 32429891A JP 32429891 A JP32429891 A JP 32429891A JP H05160537 A JPH05160537 A JP H05160537A
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JP
Japan
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semiconductor element
powder
wiring layer
resistor
metallized wiring
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JP32429891A
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English (en)
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Norimasa Shimizu
範征 清水
Shinya Terao
慎也 寺尾
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
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  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】抵抗体の抵抗値変化を少なくしてメタライズ配
線層を伝送する信号に反射による波形乱れが発生するの
を極小となし、これによって半導体素子を長期間にわた
り正常に作動させることができる半導体素子が搭載され
るセラミック配線基板を提供することにある。 【構成】絶縁基体1にメタライズ配線層(5a,5b,
5c)と抵抗体8とが被着形成されてなるセラミック配
線基板において、前記抵抗体8を10.0乃至70.0重量%の
モリブデン粉末と30.0乃至90.0重量%のレニウム粉末と
から成る金属粉末に外添加で10.0乃至100.0 重量%の絶
縁物粉末を含有させて形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子を収容する半
導体素子収納用パッケージや半導体素子が搭載される回
路配線基板等に好適に使用されるセラミック配線基板の
改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体素子を収容する半導体素子
収納用パッケージは一般にアルミナセラミックス等の電
気絶縁材料より成り、上面に半導体素子を搭載するため
の搭載部及び該搭載部周辺より上下面または側面にかけ
て導出させたタングステン、モリブデン等の高融点金属
粉末から成るメタライズ配線層を有する絶縁基体と、半
導体素子の各電極を外部電気回路に電気的に接続するた
めに前記メタライズ配線層に銀ロウ等のロウ材を介し取
着された外部リード端子と、蓋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接
着剤を介して搭載固定するとともに該半導体素子の各電
極をボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介してメ
タライズ配線層に接続し、しかる後、前記絶縁基体の上
面に蓋体をガラス、樹脂等の封止材を介して接合させ、
絶縁基体と蓋体とから成る容器の内部に半導体素子を気
密に封止することによって最終製品としての半導体装置
となる。
【0003】尚、前記メタライズ配線層を有する絶縁基
体は、アルミナ、シリカ、マグネシア等の原料粉末に適
当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすととも
に該泥漿物を従来周知のドクターブレード法によりシー
ト状に成形してセラミックグリーンシート( セラミック
生シート) を得、次に前記セラミック生シートに適当な
打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、高温
( 約1600℃) で焼成することによって製作され、またメ
タライズ配線層はタングステン等の金属粉末に適当な有
機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基
体となるセラミックグリーンシートに従来周知のスクリ
ーン印刷法により予め印刷塗布しておくことによって形
成される。
【0004】また前記半導体素子収納用パッケージはそ
の内部に半導体素子を収容した後、外部リード端子を外
部電気回路に接続させることによって半導体素子を外部
電気回路に電気的に接続し、内部に収容される半導体素
子はその各電極がボンディングワイヤ等の電気的接続手
段及びメタライズ配線層から成る伝送線路を介して外部
電気回路と接続されることとなる。
【0005】しかしながら、前記従来の半導体素子収納
用パッケージは絶縁基体に設けたメタライズ配線層がス
クリーン印刷法を採用することによって形成されてお
り、メタライズ配線層の厚み、線幅に大きなバラツキが
生じて半導体素子の入出力信号を伝える伝送線路中に特
性インピーダンスの不整合部を有したものとなっている
こと及び近時、コンピュータ等の情報処理装置は高速化
が急激に進み、これを構成する半導体素子も高速駆動す
るようになってきたこと等から半導体素子収納用パッケ
ージの内部に高速駆動を行う半導体素子を収容し作動さ
せた場合、半導体素子に出し入れされる信号の一部は前
記メタライズ配線層の特性インピーダンスの不整合部で
反射を起こし、信号の波形に乱れを発生して半導体素子
の動作に誤動作を引き起こすという欠点を招来した。
【0006】そこで上記欠点を解消するために絶縁基体
に設けたメタライズ配線層のうち半導体素子に電気信号
を出し入れする信号用メタライズ配線層と半導体素子に
駆動のための電力を供給する電源用メタライズ配線層も
しくは接地用メタライズ配線層との間にタングステン−
モリブデン合金から成る所定抵抗値を有する終端抵抗を
設置して信号用メタライズ配線層を電気的に終端させ、
半導体素子に出し入れされる信号の反射を有効に防止す
ることが考えられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タング
ステン−モリブデン合金で終端抵抗を形成した場合、該
タングステン−モリブデン合金はその抵抗温度係数(TC
R)が2200〜3000ppm/℃と高いため周囲の温度変化によっ
て抵抗値が変化し、その結果、半導体素子に出し入れさ
れる信号の反射を常に防止することができず、半導体素
子に誤動作を起こさせるという欠点を有していた。
【0008】また前記タングステン−モリブデン合金は
その抵抗率が0.2mΩ・μm と低いため高い抵抗値の終端
抵抗を形成することができずその使用に限界があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は絶縁基体にメタ
ライズ配線層と抵抗体とが被着形成されてなるセラミッ
ク配線基板において、前記抵抗体は10.0乃至70.0重量%
のモリブデン粉末と30.0乃至90.0重量%のレニウム粉末
とから成る金属粉末に外添加で10.0乃至100.0重量%の
絶縁物粉末を含有させてなることを特徴とするものであ
る。
【0010】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図1 は本発明のセラミック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 は蓋体である。
【0011】この絶縁基体1 と蓋体2 とで半導体素子4
を収容する容器3 を構成する。
【0012】前記絶縁基体1 はアルミナセラミックス等
の電気絶縁材料から成り、その上面に半導体素子4 を搭
載するための搭載部1Aを有しており、該搭載部1Aには半
導体素子4 が接着剤を介して取着固定される。
【0013】前記絶縁基体1 は例えばアルミナセラミッ
クスから成る場合は、アルミナ(Al2 O 3 ) 、シリカ(Si
O2 ) 、カルシア(CaO) 、マグネシア(MgO) 等の原料粉
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やカンダーロール法
によりシート状に成形してセラミックグリーンシート(
セラミック生シート) となし、しかる後、前記セラミッ
クグリーンシートにら適当な打ち抜き加工を施すととも
に複数枚積層し、高温(約1600℃) で焼成することよっ
て製作される。
【0014】また前記絶縁基体1 は半導体素子搭載部1A
周辺から底面にかけて半導体素子4の入出力信号の伝送
線路となる信号用メタライズ配線層5a、半導体素子4 に
駆動のための電力を供給する電源用メタライズ配線層5
b、接地用メタライズ配線層5cが各々設けられており、
各メタライズ配線層5a、5b、5cの搭載部1A周辺部には半
導体素子4 の各電極がボンディングワイヤ6 を介して接
続され、また絶縁基体1の底面に導出する部位には外部
リード端子7a、7b、7c が銀ロウ等のロウ材を介し取着
される。
【0015】前記各メタライズ配線層5a、5b、5cはタン
グステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末か
ら成り、該高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添
加混合して得た金属ペーストを絶縁基体1 となるセラミ
ックグリーンシートに従来周知のスクリーン印刷法等を
採用することにより予め印刷塗布しておくことによって
絶縁基体1 の所定位置に形成される。
【0016】尚、前記各メタライズ配線層5a、5b、5cは
その露出する表面にニッケル(Ni)、金(Au)等の耐蝕性に
優れ、且つ良導電性である金属をメッキ法等により1.0
乃至20.0μm の厚みに層着させておくと各メタライズ配
線層5a、5b、5cが酸化腐食するのを有効に防止すること
ができ、同時に各メタライズ配線層5a、5b、5cにボンデ
ィングワイヤ6 及び外部リード端子7 を強固に取着接続
させることができる。
【0017】従って、前記各メタライズ配線層5a、5b、
5cの露出する表面にはニッケル(Ni)、金(Au)等の耐蝕性
に優れ、且つ良導電性である金属を1.0 乃至20.0μm の
厚みに層着させておくことが好ましい。
【0018】また前記絶縁基体1 の信号用メタライズ配
線層5aと電源用メタライズ配線層5b及び接地用メタライ
ズ配線層5cとの間にはそれぞれ信号用メタライズ配線層
5aを電気的に終端させ、半導体素子4 に出し入れされる
信号の反射を有効に防止するための終端抵抗8 が被着さ
れている。
【0019】前記終端抵抗8 はモリブデン、レニウム及
び絶縁物粉末から成る焼結体であり、モリブデン及びレ
ニウムから成る金属粉末に絶縁基体1 と実質的に同じ材
料から成る絶縁物粉末及び適当な有機溶剤、溶媒を添加
混合して得た抵抗体ペーストを絶縁基体1 となるセラミ
ックグリーンシートにスクリーン印刷等の厚膜手法を採
用して印刷塗布しておくことによって絶縁基体1 に被着
形成される。
【0020】前記モリブデン、レニウム及び絶縁物粉末
の焼結体から成る終端抵抗8 はその抵抗温度係数が約20
0ppm/ ℃と低く、そのためこの終端抵抗8 に半導体素子
4 が発生する熱や外部の熱が印加されたとしても抵抗値
は大きく変化することがない。従って、半導体素子4 に
出し入れされる信号は信号用メタライズ配線層5aを伝わ
る際に一部が反射して波形に乱れを発生することが皆無
となり、半導体素子4を常に正常に作動させることが可
能となる。
【0021】また前記モリブデン、レニウム及び絶縁物
粉末の焼結体から成る終端抵抗8 はその体積固有抵抗が
4.0mΩ・μm 以上と高く、そのため絶縁基体1 の微小な
余白に小形にして、且つ高い抵抗値の終端抵抗8 を容易
に形成することもできる。
【0022】前記終端抵抗8 はモリブデンとレニウムの
合量を100 重量%としたときのモリブデンの量が10.0重
量%未満、或いは70.0重量%を越えた場合、終端抵抗8
の抵抗温度係数が1000ppm/℃以上と高くなり、終端抵抗
8 に外部から熱が印加されると終端抵抗8 の抵抗値が大
きく変化して半導体素子4 に出し入れされる信号に反射
による波形乱れを発生させてしまう。従って、前記終端
抵抗8 はモリブデンとレニウムの合量を100 重量%とし
たときのモリブデンの量が10.0乃至70.0重量%の範囲に
特定される。
【0023】また前記終端抵抗8 は絶縁物粉末の添加が
モリブデンとレニウムとの合量を100 重量%として外添
加で10.0重量%未満であると終端抵抗8 の体積固有抵抗
が低くなって終端抵抗8 の形成に限界が発生し、また外
添加で100.0 重量%を越えると終端抵抗8が断線し易く
なる。従って、前記終端抵抗8 は絶縁物粉末の添加がモ
リブデンとレニウムとの合量を100 重量%として外添加
で10.0乃至100.0 重量%の範囲に特定される。
【0024】尚、前記終端抵抗8 はモリブデン粉末の平
均粒径が0.3μm 未満、またはレニウム粉末の平均粒径
が0.5 μm 未満であると終端抵抗8 の体積固有抵抗が小
さく成る傾向にあり、またモリブデン粉末及びレニウム
粉末の平均粒径が3.0 μm を越えると終端抵抗8 が断線
し易く成る傾向にある。従って、前記終端抵抗8 はモリ
ブデン粉末の平均粒径を0.3 乃至3.0 μm 、レニウム粉
末の平均粒径を0.5 乃至3.0 μm の範囲としておくこと
が好ましい。
【0025】また前記終端抵抗8 は絶縁物粉末の平均粒
径が3.0μm を越えると終端抵抗8に断線を発生し易くな
る傾向にある。従って、前記終端抵抗8 は絶縁物粉末の
平均粒径を3.0 μm 以上としておくことが好ましい。
【0026】前記絶縁基体1 に設けたメタライズ配線層
5a、5b、5cはまたその各々に外部リード端子7a、7b、7c
が取着されており、該外部リード端子7a、7b、7cは半導
体素子4 の各電極を外部電気回路に電気的に接続する作
用を為す。
【0027】尚、前記外部リード端子7A、7b、7cはコバ
ール金属(Fe-Ni-Co 合金) や42アロイ(Fe-Ni合金) 等の
金属材料から成り、コバール合金等のインゴット( 塊)
を圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工
法を採用することによって所定の板状に形成される。
【0028】また前記外部リード端子7a、7b、7cはその
露出する表面に耐蝕性に優れ、且つ良導電性であるニッ
ケル(Ni)、金(Au)等の金属をメッキ法等により1.0 乃至
20.0μm の厚みに層着しておけば各外部リード端子7a、
7b、7cの酸化腐食を有効に防止することができるととも
に各外部リード端子7a、7b、7cを外部電気回路に確実、
強固に電気的接続させることが可能となる。従って、前
記外部リード端子7a、7b、7cはその露出する表面に耐蝕
性に優れ、且つ良導電性である金属を1.0 乃至20.0μm
の厚みに層着しておくことが好ましい。
【0029】かくして上記半導体素子収納用パッケージ
によれば、絶縁基体1 の半導体素子搭載部1Aに半導体素
子4 を取着固定するとともに半導体素子4 の各電極と絶
縁基体1 の信号用メタライズ配線層5a、電源用メタライ
ズ配線層5b、接地用メタライズ配線層5cとをボンディン
グワイヤ6aを介して接続し、しかる後、絶縁基体1 の上
面にセラミックスや金属から成る蓋体2 をガラス、半田
等の封止材を介して接合させ、絶縁基体1 と蓋体2 とか
ら成る容器3 内部に半導体素子4 を気密に封止すること
によって最終製品としての半導体装置となる。
【0030】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、半導体素子を収容する半導体素
子収納用パッケージのほかに半導体素子やコンデンサや
抵抗器等が搭載される回路配線基板にも適用可能であ
る。
【0031】また前記実施例に記載した10.0乃至70.0重
量%のモリブデン粉末と30.0乃至90.0重量%のレニウム
粉末とから成る金属粉末に外添加で10.0乃至100.0 重量
%の絶縁物粉末を含有させてなる終端抵抗8 に更にニッ
ケル(Ni)を1.0 乃至15.0重量%添加すると終端抵抗8 の
抵抗温度係数が更に100ppm/ ℃に低くなる。従って、終
端抵抗8 の抵抗温度係数を更に低くし、半導体素子4 に
出し入れされる信号の波形乱れ発生を更に有効に防止す
るには10.0乃至70.0重量%のモリブデン粉末と30.0乃至
90.0重量%のレニウム粉末とから成る金属粉末に外添加
で10.0乃至100.0 重量%の絶縁物粉末を含有させてなる
終端抵抗8 に更にニッケル(Ni)を1.0 乃至15.0重量%添
加しておくことが好ましい。
【0032】
【発明の効果】本発明のセラミック配線基板によれば、
絶縁基体に被着される抵抗体を10.0乃至70.0重量%のモ
リブデン粉末と30.0乃至90.0重量%のレニウム粉末とか
ら成る金属粉末に外添加で10.0乃至100.0 重量%の絶縁
物粉末を含有させて形成したことから抵抗温度係数を極
めて低い値となすことができ、その結果、抵抗体に外部
から熱が印加されても抵抗体は抵抗値が殆ど変化せず、
メタライズ配線層を常に電気的に終端させて半導体素子
に出し入れされる信号の反射を有効に防止することがで
き、これによって半導体素子を常に正常に作動させるこ
とが可能となる。
【0033】また前記抵抗体はその体積固有抵抗が高
く、そのため絶縁基体の微小な余白に小形にして、且つ
高い抵抗値の抵抗体を容易に形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセラミック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例
を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・・・絶縁基体 2・・・・・蓋体 4・・・・・半導体素子 5a・・・・信号用メタライズ配線層 5b・・・・電源用メタライズ配線層 5c・・・・接地用メタライズ配線層 7a,7b,7c・・・外部リード端子 8・・・・・終端抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基体にメタライズ配線層と抵抗体とが
    被着形成されてなるセラミック配線基板において、前記
    抵抗体は10.0乃至70.0重量%のモリブデン粉末と30.0乃
    至90.0重量%のレニウム粉末とから成る金属粉末に外添
    加で10.0乃至100.0 重量%の絶縁物粉末を含有させてな
    ることを特徴とするセラミック配線基板。
JP32429891A 1991-12-09 1991-12-09 セラミック配線基板 Pending JPH05160537A (ja)

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