JPH0574164B2 - - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は厚膜ハイブリツドICの電極形成用ペ
ーストおよび厚膜ハイブリツドICに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a paste for forming an electrode of a thick film hybrid IC and a thick film hybrid IC.
［従来の技術］
厚膜ハイブリツドICの形成においては、基板
上に電極形成用のペーストを印刷し、焼成するこ
とによつて電極を形成し、この電極とICチツプ
とを金ワイヤーによりワイヤーボンデイングして
接続している。[Prior art] In forming a thick-film hybrid IC, an electrode-forming paste is printed on a substrate and baked to form an electrode, and this electrode and an IC chip are wire-bonded using a gold wire. connected.
このような厚膜ハイブリツドICにおいて電極
を形成するための材料として、有機金ペースト
（metal organic gold paste）が知られている。
これは、有機物の端部にAuが化合した物質であ
り、この有機金ペーストを基板にシルクスクリー
ン印刷することによりパターンを形成した後、焼
成すると、有機物が飛散し、Au原子が沈澱、堆
積して薄い平滑な膜となり、電極が形成される。
このように有機金ペーストによつて得られる電極
は、例えばサーマルヘツドの金電極として用いら
れる場合に、次のような利点がある。すなわち、
エツチングパターン精度が良いことにより抵抗値
のバラツキが少ないため、印画品質が良い。ま
た、薄い膜厚が得られるため、発熱抵抗体の熱が
逃げにくく、発熱効率が良い。さらに、薄い膜厚
により抵抗体の下地の凹凸がなくなる。 Metal organic gold paste is known as a material for forming electrodes in such thick-film hybrid ICs.
This is a material in which Au is combined with the edges of organic matter. When this organic gold paste is silk screen printed on a substrate to form a pattern and then fired, the organic matter scatters and Au atoms precipitate and accumulate. This forms a thin, smooth film, forming an electrode.
Electrodes obtained using organic gold paste have the following advantages when used, for example, as gold electrodes for thermal heads. That is,
Since the etching pattern has high precision and there is little variation in resistance, the printing quality is good. Furthermore, since a thin film can be obtained, heat from the heating resistor is difficult to escape, resulting in good heat generation efficiency. Furthermore, the thin film thickness eliminates unevenness on the base of the resistor.
［発明が解決しようとする課題］
有機金ペーストによつて得られる電極は、上記
のような利点がある反面、ボンデイング性が低
く、金ワイヤーをボンデイングした場合に十分な
ボンデイング強度が得られない欠点があつた。こ
の欠点を解決し、ボンデイング性を向上させるた
め、不純物を添加することが行われている。不純
物を添加すると、ペーストの印刷、焼成後に不純
物が表面に膜を形成し、ボンデイング性が向上す
る。しかし、不純物の添加によつてエツチング性
が低下するため、電極パターンを正確に形成する
ことができない。また、抵抗値が上昇するため、
電極としての品質が低下するという問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] Although electrodes obtained using organic gold paste have the above-mentioned advantages, they have low bonding properties and have the disadvantage that sufficient bonding strength cannot be obtained when bonding gold wire. It was hot. In order to solve this drawback and improve bonding properties, impurities are added. When impurities are added, the impurities form a film on the surface after printing and baking the paste, improving bonding properties. However, the addition of impurities reduces etching performance, making it impossible to form electrode patterns accurately. Also, since the resistance value increases,
There is a problem in that the quality of the electrode deteriorates.
本発明はこのような従来技術の問題点を解消
し、十分なボンデイング強度を有し、しかもエツ
チング性の低下、抵抗値の上昇のない厚膜ハイブ
リツドIC用電極および電極形成用ペーストを提
供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the prior art and provides an electrode for thick film hybrid ICs and an electrode forming paste that has sufficient bonding strength and does not reduce etching properties or increase resistance. With the goal.
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、有機金を主成分とする厚膜ハ
イブリツドICの電極形成用ペーストは、酸化チ
タン粉体を有機金に混合した混合物をペースト化
したものである。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, a paste for forming electrodes of a thick film hybrid IC containing organic gold as a main component is a paste obtained by mixing titanium oxide powder with organic gold. be.
本発明の一つの特徴によれば、酸化チタン粉体
の混合物中に占める割合が0.1容積％以上0.3容積
％以下である。 According to one feature of the present invention, the proportion of titanium oxide powder in the mixture is 0.1% by volume or more and 0.3% by volume or less.
また本発明によれば、基板と、基板の表面に配
置されたICチツプと、基板の表面に配置された
厚膜電極とを有し、ICチツプと厚膜電極とをワ
イヤーボンデイングにより接続した厚膜ハイブリ
ツドICにおいて、厚膜電極は、有機金を主成分
とし、酸化チタン粉体を混合した混合物をペース
ト化したペーストを、基板の表面に塗布、焼成す
ることによつて形成されている。 Further, according to the present invention, the invention includes a substrate, an IC chip disposed on the surface of the substrate, and a thick film electrode disposed on the surface of the substrate, and the IC chip and the thick film electrode are connected by wire bonding. In membrane hybrid ICs, thick film electrodes are formed by applying a paste made from a mixture of organic gold as a main component and titanium oxide powder to the surface of a substrate and baking it.
［作用］
本発明によれば、厚膜ハイブリツドICの電極
形成用ペーストは、酸化チタン粉体を有機金に混
合した混合物をペースト化したものである。した
がつて、このペーストを用いて基板に電極のパタ
ーンを印刷し、焼成すると、形成された電極は有
機金中に酸化チタン粉体が含まれるため、酸化チ
タン粉体が有機金中のAuを引き寄せることによ
りAuの薄膜が密になり、これによりAuの薄膜に
は多数の小孔が形成される。この電極をICチツ
プとの間で金ワイヤーによつてワイヤーボンデイ
ングすると、前記小孔によつて電極表面に凹凸が
生じているから、金ワイヤーの食い付きが向上
し、大きなボンデイングの強度が得られる。しか
も、酸化チタン粉体の混合比が非常に小さいた
め、エツチング性が低下することがなく、また抵
抗値の上昇もない。[Function] According to the present invention, the paste for forming electrodes of a thick film hybrid IC is a paste obtained by mixing titanium oxide powder with organic gold. Therefore, when an electrode pattern is printed on a substrate using this paste and fired, the formed electrode contains titanium oxide powder in the organic gold, so the titanium oxide powder absorbs the Au in the organic gold. By pulling the Au thin film, it becomes denser and many small pores are formed in the Au thin film. When this electrode is wire-bonded to an IC chip using a gold wire, the small holes create irregularities on the electrode surface, which improves the bite of the gold wire and provides greater bonding strength. . Moreover, since the mixing ratio of the titanium oxide powder is very small, the etching property does not deteriorate and the resistance value does not increase.
本発明によれば、厚膜ハイブリツドICは電極
が酸化チタン粉体を有機金に混合したペーストを
材料として形成されている。したがつて、酸化チ
タン粉体が有機金中のAuを引き寄せることによ
りAuの薄膜に小孔が形成され、電極の表面には
凹凸が生じているため、電極とICチツプとのワ
イヤボンデイングの強度が大きい。しかも、電極
は酸化チタン粉体の混合比が非常に小さいため、
正確にエツチングされ、抵抗値の上昇もない。 According to the present invention, the electrodes of the thick-film hybrid IC are formed from a paste containing titanium oxide powder mixed with organic gold. Therefore, the titanium oxide powder attracts the Au in the organic gold, forming small pores in the Au thin film and creating unevenness on the electrode surface, which reduces the strength of the wire bonding between the electrode and the IC chip. is large. Moreover, since the electrode has a very small mixing ratio of titanium oxide powder,
Accurately etched, with no increase in resistance.
［実施例］
次に本発明による厚膜ハイブリツドICの電極
形成用ペーストの実施例を説明する。[Example] Next, an example of a paste for forming electrodes of a thick film hybrid IC according to the present invention will be described.
本発明による厚膜ハイブリツドICの電極形成
用ペーストは、酸化チタン（TiO2）の粉体を有
機金に混合したものに、ビヒクルを加えることに
よりペースト化されたものである。混合される
TiO2粉体は粒径0.2μｍ程度の大きさのものが好
ましい。また、TiO2粉体の混合割合は、容積百
分率で0.1〜0.3％程度が好ましい。すなわち、有
機金およびTiO2の粉体からなる混合物は、容積
において、0.1〜0.3％が前記のTiO2粉体、99.7〜
99.9％が有機金により構成される。 The paste for forming electrodes of thick film hybrid ICs according to the present invention is made into a paste by adding a vehicle to a mixture of titanium oxide (TiO 2 ) powder and organic gold. mixed
The TiO 2 powder preferably has a particle size of about 0.2 μm. Further, the mixing ratio of the TiO 2 powder is preferably about 0.1 to 0.3% by volume. That is, the mixture consisting of organic gold and TiO 2 powder contains, by volume, 0.1-0.3% of the aforementioned TiO 2 powder, 99.7-
Composed of 99.9% organic gold.
以上のようなペーストを用いて例えば厚膜サー
マルヘツドの電極を形成する場合には、第３Ａ図
に示すように、上記のペーストをシルクスクリー
ンのメツシユの隙間から通過させてアルミナ基板
２４上に印刷することにより、例えば厚さ10μｍ
の電極２０のパターンを形成する。印刷された電
極２０のパターンは同図に示すように、TiO2粉
体２０ａが有機金ペースト２０ｂ中に均一に分散
している。前記の粉体は、シルクスクリーンのメ
ツシユを通過できる大きさであることが望まし
い。また、粉体２０ａは有機金ペースト２０ｂ中
に均一に分散するようにするため、球形で前記の
ような大きさのものが好ましい。 When forming the electrodes of a thick film thermal head using the paste described above, for example, the paste is passed through the gap between the meshes of the silk screen and printed on the alumina substrate 24, as shown in FIG. 3A. For example, the thickness is 10 μm.
A pattern of electrodes 20 is formed. As shown in the figure, the pattern of the printed electrode 20 is such that TiO 2 powder 20a is uniformly dispersed in an organic gold paste 20b. It is desirable that the powder has a size that allows it to pass through the mesh of the silk screen. Further, in order to uniformly disperse the powder 20a in the organic gold paste 20b, it is preferable that the powder 20a be spherical and have the size described above.
以上のようにペーストを基板２４に印刷した
後、所定の温度で焼成すると、第３Ｂ図に示すよ
うに、有機金ペースト２０ｂに含まれる有機物が
飛散し、Au原子が沈澱して厚さ1μｍ未満の薄い
膜２０ｃが形成され、この膜２０ｃには第３Ｂ図
および膜２０ｃの表面を示す第３ｃ図に示すよう
に、粒径1μｍ程度の小孔２０ｄが形成される。
この小孔２０ｄは、TiO2２０ａが有機金ペース
ト２０ｂの中のAuとのぬれ性が良いため、粉体
２０ａがAuを引き寄せることにより膜２０ｃが
密となることにより形成される。したがつて、第
３Ｂ図に示すように電極２０はその表面に、小孔
２０ｄによる凹凸が生じる。 After printing the paste on the substrate 24 as described above, when it is fired at a predetermined temperature, the organic matter contained in the organic gold paste 20b scatters and Au atoms precipitate to a thickness of less than 1 μm, as shown in FIG. 3B. A thin film 20c is formed, and small pores 20d with a grain size of about 1 μm are formed in this film 20c, as shown in FIG. 3B and FIG. 3C showing the surface of the film 20c.
The small holes 20d are formed because the powder 20a attracts Au and the film 20c becomes dense because the TiO 2 20a has good wettability with the Au in the organic gold paste 20b. Therefore, as shown in FIG. 3B, the electrode 20 has irregularities on its surface due to the small holes 20d.
このような厚膜サーマルヘツドの電極２０は表
面の小孔２０ｄによる凹凸によつてワイヤボンデ
イングにおけるワイヤの食い付きが向上されるた
め、ボンデイングの強度が大きい。また、不純物
を含まないため、エツチング性が低下することが
なく、また抵抗値の上昇もない。 The electrode 20 of such a thick film thermal head has high bonding strength because the irregularity of the small holes 20d on the surface improves the bite of the wire during wire bonding. Furthermore, since it does not contain impurities, the etching property does not deteriorate and the resistance value does not increase.
次に添付図面を参照して本発明による厚膜ハイ
ブリツドICの実施例を詳細に説明する。 Next, embodiments of the thick film hybrid IC according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図には本発明を厚膜サーマルヘツドに適用
した一実施例が、第２図には第１図の−線断
面図が示されている。第２図に示されるように、
厚膜サーマルヘツドはアルミナ（AI2O3）の基板
２４を有する。基板２４の主表面には断熱性のア
ンダーグレーズ層２２が設けられ、アンダーグレ
ーズ層２２の上面には、前記の本発明による電極
形成用ペーストを印刷、焼成することにより形成
された電極２０が配置されている。電極２０の表
面には抵抗体１６が設けられ、抵抗体１６はオー
バーコート層１０によつて被覆されている。 FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a thick film thermal head, and FIG. 2 shows a sectional view taken along the line -- in FIG. As shown in Figure 2,
The thick film thermal head has a substrate 24 of alumina (AI 2 O 3 ). A heat insulating underglaze layer 22 is provided on the main surface of the substrate 24, and an electrode 20 formed by printing and baking the electrode forming paste according to the present invention is arranged on the upper surface of the underglaze layer 22. has been done. A resistor 16 is provided on the surface of the electrode 20, and the resistor 16 is covered with an overcoat layer 10.
電極２０は、第１図に示されるように、複数の
共通電極２０１，２０３、……が互いに接続さ
れ、くし型の電極を構成し、これらの共通電極の
各々の間にその一部が配置されるように複数の信
号電極２０２，２０４、……が配置されている。
基板２４上にはICチツプ１２が設けられ、信号
電極２０２，２０４、……はそれぞれボンデイン
グワイヤ２６によつてICチツプ１２に接続され、
また図示しないが共通電極もボンデイングワイヤ
によつてICチツプ１２に接続されている。 As shown in FIG. 1, the electrode 20 includes a plurality of common electrodes 201, 203, . A plurality of signal electrodes 202, 204, . . . are arranged so that the signal electrodes 202, 204, .
The IC chip 12 is provided on the substrate 24, and the signal electrodes 202, 204, . . . are connected to the IC chip 12 by bonding wires 26, respectively.
Although not shown, the common electrode is also connected to the IC chip 12 by a bonding wire.
基板２４の端部には外部端子１４が設けられ、
ICチツプ１２と外部端子１４との間は同様にボ
ンデイングワイヤ２８によつて接続されている。 External terminals 14 are provided at the ends of the substrate 24,
Similarly, the IC chip 12 and the external terminal 14 are connected by bonding wires 28.
信号電極２０２，２０４、……はICチツプ１
２から送られる印字記録の制御信号に応じて通電
され、共通電極２０１，２０３、……は同様に
ICチツプ１２から送られる制御信号によつて印
字時に通電される。抵抗体１６は共通電極２０
１，２０３、……および信号電極２０２，２０
４、……の先端部の一部にそれぞれ接触してい
る。したがつて例えば第１図に示すように信号電
極２０４に通電されると、同図に矢印で示すよう
に電流が抵抗体１６の一部、電極２０４および２
０３，２０５を通して流れ、抵抗体１６の通電部
が発熱する。抵抗体１６の通電部からの熱はオー
バーコート層１０を通して図示しない感熱記録紙
に伝達され、感熱記録が行われる。または熱転写
用のリボンを加熱し、記録紙への転写を行う。 Signal electrodes 202, 204, ... are IC chip 1
Similarly, the common electrodes 201, 203, . . .
It is energized during printing by a control signal sent from the IC chip 12. The resistor 16 is a common electrode 20
1, 203, ... and signal electrodes 202, 20
4. They are in contact with a part of the tip of each. Therefore, for example, when the signal electrode 204 is energized as shown in FIG. 1, the current flows through a portion of the resistor 16, the electrode 204 and the
03, 205, and the current-carrying portion of the resistor 16 generates heat. Heat from the current-carrying portion of the resistor 16 is transmitted to a thermal recording paper (not shown) through the overcoat layer 10, and thermal recording is performed. Alternatively, heat a thermal transfer ribbon and transfer it to recording paper.
本実施例の厚膜ハイブリツドICによれば、電
極２０は有機金ペースト２０ｂに、TiO2粉体２
０ａを混合した電極形成用ペーストを印刷、焼成
することによつて形成される。したがつて前述の
ように、電極２０の表面には小孔２０ｄによる凹
凸が生じており、表面粗度が増加しているから、
これによりボンデイングの食い付きが良く、ボン
デイング強度が大きい。しかも電極形成用のペー
ストは酸化チタン粉体の混合比が非常に小さいた
め、抵抗値の上昇がなく、電極として良好な特性
を有する。また酸化チタン粉体の混合比が非常に
小さいことにより加工時のエツチング精度もよく
抵抗値のバラツキが少ないため、抵抗体に流れる
電流量を正確に制御でき、印字された画像の品質
が高い。 According to the thick film hybrid IC of this embodiment, the electrode 20 is made of organic gold paste 20b and TiO 2 powder 2.
It is formed by printing and baking an electrode forming paste mixed with Oa. Therefore, as described above, the surface of the electrode 20 is uneven due to the small holes 20d, and the surface roughness is increased.
This provides good bonding bite and high bonding strength. Moreover, since the paste for electrode formation has a very small mixing ratio of titanium oxide powder, there is no increase in resistance value and it has good characteristics as an electrode. Furthermore, since the mixing ratio of titanium oxide powder is very small, the etching accuracy during processing is good and there is little variation in resistance value, so the amount of current flowing through the resistor can be accurately controlled and the quality of the printed image is high.
さらに、電極２０は有機金を主成分とするペー
ストにより形成されているため、薄膜となり、抵
抗体１６からの熱が電極２０を通して逃げるのを
少なくすることができ、抵抗体１６の発熱効率を
高めることができる。したがつて、発熱のために
過度の電流を流すことがなく、省エネルギーを図
ることができる。また、焼成された電極２０の膜
厚が薄いため、抵抗体１６の下地に凹凸がなく、
抵抗体１６表面にも凹凸が発生しないから、これ
により感熱記録紙または転写リボンを正確に加熱
することができ、印字品質を向上させることがで
きる。 Furthermore, since the electrode 20 is formed of a paste containing organic gold as a main component, it is a thin film, which can reduce the amount of heat from the resistor 16 escaping through the electrode 20, and improve the heat generation efficiency of the resistor 16. be able to. Therefore, it is possible to save energy without causing excessive current to flow due to heat generation. In addition, since the film thickness of the fired electrode 20 is thin, there is no unevenness on the base of the resistor 16.
Since no unevenness occurs on the surface of the resistor 16, the thermal recording paper or transfer ribbon can be heated accurately, and printing quality can be improved.
次に本発明による厚膜ハイブリツドICの電極
形成用ペーストを用いて形成した電極のボンデイ
ング強度の具体例を従来のものと比較して説明す
る。 Next, a specific example of the bonding strength of an electrode formed using the paste for forming an electrode of a thick film hybrid IC according to the present invention will be explained in comparison with a conventional one.
本発明の具体例として、ペーストを次の成分に
より作成した。 As a specific example of the present invention, a paste was made with the following ingredients.
具体例
Engelhard社製有機金ペースト（低不純物タイ
プ） 140重量部
TiO2粉体（粒径0.2μｍ） 0.4重量部
上記の割合で分散混合（TiO2粉体を有機金ペ
ーストに対して0.1容積％の割合で混合）し、試
料ペーストとした。Specific example: Engelhard organic gold paste (low impurity type) 140 parts by weight TiO 2 powder (particle size 0.2 μm) 0.4 parts by weight Dispersion mixing in the above ratio (0.1% by volume of TiO 2 powder to organic gold paste) (mixed at a ratio of
このペーストを、グレーズドアルミナ基板に印
刷、焼成して電極を形成した。電極は基板への印
刷、焼成を１回のみ行つたもの（１層のもの）
と、印刷、焼成を２回行つたもの（２層のもの）
の２種類を作成した。 This paste was printed on a glazed alumina substrate and fired to form an electrode. The electrode is printed on the substrate and fired only once (single layer)
and one that has been printed and fired twice (two-layered)
Two types were created.
一方、従来例として上記Engelhard社製有機金
ペーストのみをグレーズドアルミナ基板に印刷、
焼成して電極を形成した。この従来例の電極も、
１層および２層の２種類を作成した。 On the other hand, as a conventional example, only the above Engelhard organic gold paste was printed on a glazed alumina substrate.
It was fired to form an electrode. This conventional electrode also
Two types were created: one layer and two layers.
第５Ａ〜５Ｄ図には、本発明の上記具体例によ
るペーストを用いて作成した電極の表面の顕微鏡
写真が、それぞれ400倍、5000倍、20000倍、
50000倍の倍率で示されている。また、第５Ｅ図
には、本発明の具体例によるペーストを用いてア
ルミナ基板上に電極を形成し、切断した断面を斜
めから見た顕微鏡写真が倍率1000倍で示されてい
る。同図において、上方の部分は電極の表面を斜
めから見たものであり、下方の部分は基板断面で
ある。 5A to 5D are micrographs of the surface of an electrode made using the paste according to the above embodiment of the present invention at magnifications of 400x, 5000x, and 20000x, respectively.
Shown at 50,000x magnification. Further, FIG. 5E shows a micrograph at a magnification of 1000 times of an electrode formed on an alumina substrate using a paste according to a specific example of the present invention, and a cut section thereof viewed from an angle. In the figure, the upper part is an oblique view of the surface of the electrode, and the lower part is a cross section of the substrate.
一方、第６Ａ〜６Ｄ図には、従来例の電極の表
面の顕微鏡写真が、それぞれ400倍、5000倍、
20000倍、50000倍の倍率で示されている。また、
第６Ｅ図には、従来例の電極をアルミナ基板上に
形成し、切断した断面を斜めから見た顕微鏡写真
が倍率1000倍で示されている。第５Ｅ図と同様
に、上方の部分は電極の表面を斜めから見たもの
であり、下方の部分は基板断面である。 On the other hand, Figures 6A to 6D show micrographs of the surface of the conventional electrode at 400x, 5000x, and 500x, respectively.
Shown at 20,000x and 50,000x magnification. Also,
FIG. 6E is a micrograph showing an oblique cross section of a conventional electrode formed on an alumina substrate at a magnification of 1000 times. Similar to FIG. 5E, the upper part is an oblique view of the surface of the electrode, and the lower part is a cross section of the substrate.
第５Ａ〜５Ｅ図および第６Ａ〜６Ｅ図をそれぞ
れ比較するとわかるように、第５Ａ〜５Ｅ図に示
される本発明の具体例のペーストによる電極は、
第６Ａ〜６Ｅ図に示される従来例の電極に比べて
表面に凹凸が発生している。したがつて、これに
より後述するように大きなボンデイングの強度が
得られる。 As can be seen by comparing FIGS. 5A to 5E and FIGS. 6A to 6E, respectively, the paste electrode of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 5A to 5E is
Compared to the conventional electrode shown in FIGS. 6A to 6E, the surface is more uneven. Therefore, as described later, a large bonding strength can be obtained.
具体例のペーストによる電極および従来例の電
極に、直径25μｍおよび30μｍの金ワイヤーをそ
れぞれ所定の条件でボンデイングした。第５Ｆ図
には、具体例のペーストによる電極に金ワイヤー
をボンデイングした状態が示されている。また、
第６Ｆ図には、従来例の電極に金ワイヤーをボン
デイングした状態が示されている。 Gold wires with diameters of 25 μm and 30 μm were bonded to the electrodes made of the paste of the specific example and the electrodes of the conventional example under predetermined conditions, respectively. FIG. 5F shows a state in which a gold wire is bonded to an electrode made of a specific example of paste. Also,
FIG. 6F shows a state in which a gold wire is bonded to a conventional electrode.
さらにこれらのボンデイングされた金ワイヤー
を第４図に示すように鈎状の引張部材３０によつ
て引つ張り、金ワイヤー２６を電極２０から引き
はがした後の電極２０の表面を第５Ｇ図および第
６Ｇ図にそれぞれ示す。第５Ｇ図に示す具体例の
ペーストによる電極は、第６Ｇ図に示す従来例の
電極に比較して、引きはがした後の電極表面が荒
れており、ボンデイングの強度が強いことを示し
ている。 Further, these bonded gold wires are pulled by a hook-shaped tension member 30 as shown in FIG. 4, and the surface of the electrode 20 after the gold wire 26 is peeled off from the electrode 20 is shown in FIG. 5G. and FIG. 6G, respectively. The paste electrode of the specific example shown in Fig. 5G has a rough electrode surface after being peeled off compared to the conventional electrode shown in Fig. 6G, indicating that the bonding strength is stronger. .
第７図には、本発明による具体例のペーストに
よる電極および従来例の電極のボンデイングの引
つ張り強度の測定結果が示されている。同図に示
すものは、具体例のペーストによる電極および従
来例の電極のそれぞれの１層および２層のものに
ついて、直径25μｍの金ワイヤーを同一の出力の
超音波により同一の時間振動を加え、同一のボン
デイング力によつてボンデイングしたものについ
て、金ワイヤーを引きはがすために必要な力をそ
れぞれ測定したものである。同図からわかるよう
に、１層および２層のいずれの場合にも、本発明
の具体例による電極は従来例の電極に比べてボン
デイングの引つ張り強度が大きい。 FIG. 7 shows the results of measuring the tensile strength of bonding electrodes using a paste according to a specific example of the present invention and a conventional electrode. The figure shows that a gold wire with a diameter of 25 μm is vibrated for the same period of time using ultrasonic waves of the same output for the specific paste electrode and the conventional electrode with one layer and two layers, respectively. The force required to peel off the gold wire was measured for wires bonded with the same bonding force. As can be seen from the figure, in both cases of one layer and two layers, the electrode according to the specific example of the present invention has a higher bonding tensile strength than the electrode of the conventional example.
第８Ａ図〜第８Ｄ図には、本発明の具体例のペ
ーストによる電極および従来例の電極について、
ボンデイングの引つ張り強度を多数回測定した結
果が示されている。これらの図において黒丸部は
測定されたボンデイングの引つ張り強度の平均
値、黒丸部と重なる棒状部は測定されたボンデイ
ングの引つ張り強度の最大値および最小値、他の
棒状部はボンデイングの引つ張り強度の3σ（σは
標準偏差）の範囲を示す。これらの図には電極が
１層および２層の場合、ボンデイングされたワイ
ヤを引つ張る方向が縦および横の場合のそれぞれ
について示されている。 FIGS. 8A to 8D show electrodes made of paste according to a specific example of the present invention and electrodes of a conventional example.
The results of multiple measurements of the tensile strength of the bond are shown. In these figures, the black circle indicates the average value of the measured tensile strength of the bonding, the bar-shaped parts that overlap with the black circle indicate the maximum and minimum values of the measured tensile strength of the bonding, and the other bar-shaped parts indicate the average value of the tensile strength of the bonding. The range of 3σ (σ is the standard deviation) of tensile strength is shown. These figures show cases in which the electrodes have one layer and two layers, and the bonded wires are pulled in the vertical and horizontal directions, respectively.
第８Ａ図〜第８Ｄ図からわかるように、いずれ
の場合においても、本発明のペーストによる電極
は従来例の電極に比較してボンデイングの引つ張
り強度が大きい。 As can be seen from FIGS. 8A to 8D, in any case, the electrode made of the paste of the present invention has a higher bonding tensile strength than the conventional electrode.
［発明の効果］
本発明によれば、厚膜ハイブリツドICの電極
形成用ペーストは酸化チタン粉体を有機金に混合
しているから、これを用いて形成された電極は前
記粉体が有機金中のAuを引き寄せることにより
小孔が発生し、電極の表面には小孔による凹凸が
生じる。したがつて、この凹凸によつて金ワイヤ
ーの食い付きが向上し、大きなボンデイングの強
度が得られる。しかも、酸化チタン粉体の混合比
が非常に小さいため、エツチング性が低下するこ
とがなく、また抵抗値の上昇もない。[Effects of the Invention] According to the present invention, since the paste for forming electrodes of thick film hybrid ICs contains titanium oxide powder mixed with organic gold, the electrodes formed using this paste are made by mixing titanium oxide powder with organic gold. Small pores are generated by attracting the Au inside, and the surface of the electrode becomes uneven due to the small pores. Therefore, these irregularities improve the bite of the gold wire and provide greater bonding strength. Moreover, since the mixing ratio of the titanium oxide powder is very small, the etching property does not deteriorate and the resistance value does not increase.
また、本発明によれば、厚膜ハイブリツドIC
は電極が酸化チタン粉体を有機金に混合したペー
ストを材料として形成されているから、電極の表
面に凹凸が生じているため、電極とICチツプと
のワイヤボンデイングの強度が大きい。しかも、
電極は酸化チタン粉体の混合比が非常に小さいた
め、正確にエツチングされ、抵抗値の上昇もな
い。 Further, according to the present invention, a thick film hybrid IC
Since the electrodes are made of a paste made by mixing titanium oxide powder with organic gold, the surface of the electrodes is uneven, which increases the strength of the wire bonding between the electrodes and the IC chip. Moreover,
Since the electrode has a very small mixing ratio of titanium oxide powder, it is etched accurately and there is no increase in resistance.
第１図は本発明を厚膜サーマルヘツドに適用し
た一実施例を示す一部切り欠き正面図、第２図は
第１図の−線断面図、第３Ａ図は本発明によ
るペーストを基板に印刷した電極パターンの断面
図、第３Ｂ図は第３Ａ図に示す電極パターンを焼
成して形成した電極の断面図、第３Ｃ図は第３Ｂ
図の電極の表面図、第４図はボンデイングの強度
測定方法の一例を示す図、第５Ａ図〜第５Ｅ図
は、本発明によるペーストの具体例を用いて作成
した電極の表面の顕微鏡写真、第５Ｆ図は本発明
のペーストの具体例による電極に金ワイヤーをボ
ンデイングした状態を示す顕微鏡写真、第５Ｇ図
は第５Ｆ図の金ワイヤーを電極から引きはがした
後の電極の表面を示す顕微鏡写真、第６Ａ図〜第
６Ｅ図は、従来例の電極の表面の顕微鏡写真、第
６Ｆ図は従来例の電極に金ワイヤーをボンデイン
グした状態を示す顕微鏡写真、第６Ｇ図は第６Ｆ
図の金ワイヤーを電極から引きはがした後の電極
の表面を示す顕微鏡写真、第７図は本発明のペー
ストの具体例による電極および従来例の電極のボ
ンデイングの引つ張り強度の測定結果を示す図、
第８Ａ図〜第８Ｄ図は本発明のペーストの具体例
による電極および従来例の電極について、ボンデ
イングの引つ張り強度を多数回測定した比較デー
タを示す図である。
主要部分の符号の説明、１２……ICチツプ、
１６……抵抗体、２０……電極、２０ａ……
TiO2粉体、２０ｂ……有機金ペースト、２４…
…基板、２６，２８……ワイヤー。
Fig. 1 is a partially cutaway front view showing an embodiment in which the present invention is applied to a thick film thermal head, Fig. 2 is a sectional view taken along the line - - of Fig. 1, and Fig. 3A is a paste according to the present invention applied to a substrate. 3B is a sectional view of the printed electrode pattern; FIG. 3B is a sectional view of the electrode formed by firing the electrode pattern shown in FIG. 3A; FIG. 3C is sectional view of the electrode pattern shown in FIG. 3B.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a bonding strength measurement method; FIGS. 5A to 5E are micrographs of the surface of an electrode prepared using a specific example of the paste according to the present invention; Fig. 5F is a microscopic photograph showing a state in which a gold wire is bonded to an electrode using a specific example of the paste of the present invention, and Fig. 5G is a microscopic photograph showing the surface of the electrode after the gold wire in Fig. 5F is peeled off from the electrode. The photographs, Figures 6A to 6E, are micrographs of the surface of the electrode of the conventional example, Figure 6F is a microscope photograph showing the state in which gold wire is bonded to the electrode of the conventional example, and Figure 6G is the microscope photograph of the surface of the electrode of the conventional example.
Figure 7 is a micrograph showing the surface of the electrode after the gold wire has been peeled off from the electrode. The figure shown,
FIGS. 8A to 8D are diagrams showing comparative data obtained by measuring the tensile strength of bonding many times for an electrode according to a specific example of the paste of the present invention and a conventional electrode. Explanation of symbols of main parts, 12...IC chip,
16...Resistor, 20...Electrode, 20a...
TiO 2 powder, 20b...Organic gold paste, 24...
... Board, 26, 28... Wire.
Claims (1)
の電極形成用ペーストにおいて、該ペーストは、 粒径が0.2μｍ程度の酸化チタン粉体を前記有機
金に混合した混合物をペースト化したものであ
り、 該酸化チタン粉体の該混合物中に占める割合は
0.1容積％以上0.3容積％以下であることを特徴と
する厚膜ハイブリツドICの電極形成用ペースト。 ２ 基板と、 該基板の表面に配置されたICチツプと、 前記基板の表面に配置された厚膜電極とを有
し、 前記ICチツプと前記厚膜電極とをワイヤーボ
ンデイングにより接続した厚膜ハイブリツドIC
において、 前記厚膜電極は、有機金を主成分とし粒径が
0.2μｍ程度の酸化チタン粉体を混合した混合物を
ペースト化したペーストを、前記基板の表面に塗
布、焼成することによつて形成され、 前記酸化チタン粉体の前記混合物中に占める割
合は0.1容積％以上0.3容積％以下であることを特
徴とする厚膜ハイブリツドIC。 ３ 前記厚膜電極が抵抗体に接続され、該抵抗体
を選択的に通電するものであることを特徴とする
請求項２に記載の厚膜ハイブリツドIC。[Claims] 1. Thick film hybrid IC mainly composed of organic gold
In the electrode forming paste, the paste is a paste made of a mixture of titanium oxide powder with a particle size of about 0.2 μm mixed with the organic gold, and the proportion of the titanium oxide powder in the mixture is teeth
A paste for forming electrodes of thick-film hybrid ICs, characterized in that the content is 0.1% by volume or more and 0.3% by volume or less. 2. A thick film hybrid comprising a substrate, an IC chip disposed on the surface of the substrate, and a thick film electrode disposed on the surface of the substrate, the IC chip and the thick film electrode being connected by wire bonding. I C
In the above, the thick film electrode is mainly composed of organic gold and has a particle size of
It is formed by applying a paste made from a mixture of titanium oxide powder of about 0.2 μm to the surface of the substrate and firing it, and the proportion of the titanium oxide powder in the mixture is 0.1 volume. % or more and 0.3% or less by volume. 3. The thick film hybrid IC according to claim 2, wherein the thick film electrode is connected to a resistor and selectively energizes the resistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22133388A JPH0272506A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Paste form forming thick film hybrid ic electrode and thick film hybrid ic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22133388A JPH0272506A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Paste form forming thick film hybrid ic electrode and thick film hybrid ic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0272506A JPH0272506A (en) | 1990-03-12 |
| JPH0574164B2 true JPH0574164B2 (en) | 1993-10-15 |
Family
ID=16765163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22133388A Granted JPH0272506A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Paste form forming thick film hybrid ic electrode and thick film hybrid ic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0272506A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6314491A (en) * | 1986-07-05 | 1988-01-21 | 株式会社豊田自動織機製作所 | Hybrid ic substrate and method of forming circuit pattern |
-
1988
- 1988-09-06 JP JP22133388A patent/JPH0272506A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6314491A (en) * | 1986-07-05 | 1988-01-21 | 株式会社豊田自動織機製作所 | Hybrid ic substrate and method of forming circuit pattern |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0272506A (en) | 1990-03-12 |
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