JPH0613734A - 厚膜混成集積回路およびその製造方法 - Google Patents

厚膜混成集積回路およびその製造方法

Info

Publication number
JPH0613734A
JPH0613734A JP4191612A JP19161292A JPH0613734A JP H0613734 A JPH0613734 A JP H0613734A JP 4191612 A JP4191612 A JP 4191612A JP 19161292 A JP19161292 A JP 19161292A JP H0613734 A JPH0613734 A JP H0613734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gold
conductor pattern
integrated circuit
paste
thick film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4191612A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Nagase
敏之 長瀬
Hideaki Yoshida
秀昭 吉田
Yoshio Kanda
義雄 神田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP4191612A priority Critical patent/JPH0613734A/ja
Publication of JPH0613734A publication Critical patent/JPH0613734A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • 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
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • 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
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • 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
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48464Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area also being a ball bond, i.e. ball-to-ball
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Landscapes

  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置および金細線と導体パターンとの
電気的接合強度をそれぞれ向上させることができる厚膜
混成集積回路およびその製造方法を提供する。 【構成】 セラミックス基板12の表面にAg−Pt系
ペーストでパターン形成された導体パターン13を設け
る。この導体パターン13の表面部にのみ金−銀系合金
層16を設けたものにICチップ15をダイボンディン
グする。ICチップ15は金細線14を介してワイヤー
ボンディングされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、厚膜混成集積回路およ
びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の厚膜混成集積回路は、アルミナ、
窒化アルミニウム等のセラミックス基板と、このセラミ
ックス基板の表面にAg−Pt系ペーストまたはAg−
Pd系ペーストでスクリーン印刷された導体パターン
と、この導体パターンの表面部と一部が重なり合うよう
なオーバーラップ構造に、Au系ペーストでスクリーン
印刷された金パッドと、この金パッドの上記重なり合わ
ない部分にダイボンディングされ、かつ、金ワイヤを介
してワイヤーボンディングされたICチップと、を備え
たものである。
【0003】この厚膜混成集積回路は以下のように製造
されている。まず、上記セラミックス基板の表面にAg
−Pt系ペーストで導体パターンをスクリーン印刷す
る。このAg−Pt系ペーストは、Ag−Pt粉末(7
6重量%)とエチルセルロース等の有機バインダ(5重
量%)とホウケイ酸鉛などのガラス粉末+酸化物(8重
量%)とテレピン油などの有機溶剤(11重量%)とを
混合したものである。その後、150℃の温度にて10
分間乾燥し、この後、600℃の温度にて10分間焼成
する。次に、導体パターンと一部が重なり合うようなオ
ーバーラップ構造に、Au系ペーストで金パッドをスク
リーン印刷する。このAu系ペーストは、Au粉末(8
0重量%)とエチルセルロース(4重量%)とホウケイ
酸鉛+酸化物(5重量%)とテレピン油(11重量%)
とを混合したものである。その後、150℃の温度にて
10分間乾燥し、この後、600℃の温度にて10分間
焼成する。次いで、導体パターンと重ならない金パッド
上に、ICチップをダイボンディングし、金ワイヤの一
端をワイヤボンディングする。この金ワイヤの他端をI
Cチップの所定部にワイヤボンディングするものであ
る。
【0004】この導体パターンと重ならない金パッド上
に、ICチップをダイボンディング等する理由は、Ag
−PtとAuとが合金化し易いものであるからである。
このため、Ag−Pt系ペーストの導体パターンとセラ
ミックス基板との界面において、上記重なり合う部分
に、ホウケイ酸鉛などのガラス成分を析出させてしま
う。この結果、導体パターンとセラミックス基板との接
合強度が低下するものである。この接合強度の低下を避
けるため、金パッドとセラミックス基板との接合力が利
用されるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな厚膜混成集積回路にあっては、金パッドとセラミッ
クス基板との接合力が、Ag−Au合金とセラミックス
基板との接合力よりは大きいものの、Ag−Pt系ペー
ストの導体パターンとセラミックス基板との界面におい
て、この導体パターンと金パッドと重なり合わない部分
の接合力の1/2程度であり、いまだ不十分であるとい
う課題があった。また、金パッドは、スクリーン印刷さ
れたものであり、その焼結時に、完全に緻密でない、い
わゆるポーラスになり、セラミックス基板との接触面積
が小さくなり、この点でも金パッドとセラミックス基板
との接合力が小さくなる。さらに、Au系ペーストで金
パッドをスクリーン印刷すると、裏面(セラミックス基
板との界面)ではなく、表面にガラス成分が集中し、金
パッドと金ワイヤとの接合強度を減少させるという課題
もあった。
【0006】そこで、本発明の目的は、ICチップおよ
び金ワイヤと導体パターンとの電気的接合強度をそれぞ
れ向上させた厚膜混成集積回路およびその製造方法を提
供することである。
【0007】
【問題点を解決するための手段】請求項1に記載の厚膜
混成集積回路においては、セラミックス基板と、このセ
ラミックス基板の表面に銀系ペーストでパターン形成さ
れた導体パターンと、この導体パターンにダイボンディ
ングされ、かつ、金細線を介してワイヤーボンディング
された半導体装置と、を備えた厚膜混成集積回路におい
て、上記導体パターンの表面部に金−銀系合金層を設け
たものである。
【0008】また、請求項2に記載の厚膜混成集積回路
の製造方法においては、セラミックス基板の表面に銀系
ペーストで導体パターンを形成する工程と、この導体パ
ターンに半導体装置を電気的に接続する工程と、を備え
た厚膜混成集積回路の製造方法において、上記導体パタ
ーンの表面部に金の有機化合物を含むペーストを被着す
る工程と、このペーストを乾燥させる工程と、この乾燥
させたペーストを焼成して上記導体パターンの表面部に
金−銀系合金層を形成する工程と、この金−銀系合金層
に上記電気的接続を実施する工程と、を含むである。
【0009】
【作用】本発明の厚膜混成集積回路の製造方法にあって
は、導体パターンの表面部に金の有機化合物を含むペー
ストをスクリーン印刷し、このペーストを乾燥させ、こ
の乾燥させたペーストを焼成すると、金の有機金属化合
物を含むペースト中の有機成分が蒸発する。また、導体
パターンの表面部にのみ金の有機金属化合物を含むペー
スト中の金が拡散する。この結果、この拡散した範囲で
金−銀系合金層が緻密に形成されるものである。そし
て、この金−銀系合金層に上記電気的接続を実施する
と、半導体装置および金細線と導体パターンとの電気的
接合強度をそれぞれ向上させることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係る厚膜混成集積回路の一実
施例を図1に基づいて説明する。
【0011】この図に示すように、厚膜混成集積回路1
1は、表面処理された窒化アルミニウム基板12と、こ
の窒化アルミニウム基板12の表面にAg−Pt系ペー
ストでパターン形成された導体パターン13と、この導
体パターン13にダイボンディングされ、かつ、金ワイ
ヤ14を介してワイヤーボンディングされたICチップ
15と、導体パターン13の表面部にのみ金−銀系合金
層16を設けたものである。
【0012】詳しくは、窒化アルミニウム基板12の表
面は、酸化処理されて酸化アルミニウム層が形成され、
さらにこの酸化アルミニウム層の表面に二酸化ケイ素
(SiO2)の層が形成されているものである。上記酸
化アルミニウム層は、例えば0.2〜20μmの厚さ
に、上記二酸化ケイ素層は0.01〜10μmの厚さ
に、それぞれ形成されるものとする。そして、この二酸
化ケイ素層としては、酸化ジルコニウム(ZrO2)、
酸化チタン(TiO2)を含むこともできる。また、窒
化アルミニウム基板12の表面を酸化処理したのみのも
の、窒化アルミニウム基板12の表面にSiCを被覆し
たもの等も使用することができる。さらに、このような
セラミックス基板としては96%のアルミナ基板を使用
することもできる。
【0013】この厚膜混成集積回路11は以下のように
製造されている。まず、上記窒化アルミニウム基板12
の表面に、Ag−Pt系ペースト(QS171)で導体
パターン13を、厚さ7μmに325メッシュのスクリ
ーン印刷する。このAg−Pt系ペーストは、Ag−P
t粉末(76重量%)と、エチルセルロース(5重量
%)と、ホウケイ酸鉛+酸化物(8重量%)と、テレピ
ン油(11重量%)と、を混合したものである。その
後、150℃の温度にて10分間乾燥し、この後、60
0℃の温度にて10分間焼成する。次に、導体パターン
13の表面のみに、Auの有機金属化合物系ペースト
(N.E.CHEMCAT社E−3501)を、325
メッシュのスクリーン印刷する。このAuの有機金属化
合物系ペーストは、Auの有機化合物(10重量%)
と、エチルセルロース(23重量%)と、テレピン油
(67重量%)と、を混合したものである。その後、1
50℃の温度にて10分間乾燥し、この後、600℃の
温度にて10分間焼成し、20分間炉冷する。
【0014】この結果、Auの有機金属化合物系ペース
ト中の有機成分が蒸発し、導体パターン13の表面部に
のみAuの有機金属化合物系ペースト中の金が拡散し、
この拡散した範囲で金−銀系合金層16が厚さ3μmに
形成される。すなわち、導体パターン13表面部の銀が
この金−銀系合金層16に変化するものである。この様
子を図2および図3に示す。図2はこの金−銀系合金層
16の表面の図面代用写真、図3は窒化アルミニウム基
板12、導体パターン13および金−銀合金層16の断
面の図面代用写真である。図2からわかるように、金−
銀系合金層16の表面は非常に緻密であり、ポーラスで
ないものである。
【0015】次に、この金−銀系合金層16上に、IC
チップ15をダイボンディングし、直径25μmの金ワ
イヤ14を選択的に使用して、金ワイヤ14の一端をワ
イヤボンディングする。この金ワイヤ14の他端をIC
チップ15の所定部にワイヤボンディングする。これら
のワイヤボンディングは150℃の温度にて超音波熱圧
着法で行っている。
【0016】次いで、銀系ペーストの粉末の材質、厚さ
と、金の有機金属化合物(MO−Au)系ペーストの厚
さと、焼成条件の温度、時間と、金−銀系合金層16の
厚さと、この金−銀系合金層16とを変化させる以外は
上記実施例通りにした後、金ワイヤ14との引っ張り強
度の試験を行った結果を表1のNo.1〜No.4に示
す。No.5は、窒化アルミニウム基板12の表面にA
g−Pt系ペーストで導体パターン13をスクリーン印
刷し、150℃の温度にて10分間乾燥し、この後、6
00℃の温度にて10分間焼成し、この導体パターン1
3と一部が重なり合うようなオーバーラップ構造に、A
u(80重量%)とエチルセルロース(4重量%)とホ
ウケイ酸鉛+酸化物(5重量%)とテレピン油(11重
量%)とを混合したAu系ペーストで金パッドをスクリ
ーン印刷し、その後、150℃の温度にて10分間乾燥
し、この後、600℃の温度にて10分間焼成し、導体
パターンと重ならない金パッド上に、ICチップ15を
ダイボンディングし、金ワイヤ14の一端をワイヤボン
ディングし、この金ワイヤ14の他端をICチップ15
の所定部にワイヤボンディングした比較例である。な
お、引っ張り強度試験は、常法に従って行っている。
【0017】
【表1】
【0018】この表1から判断すると、本実施例は、比
較例よりも引っ張り強度が向上しているものである。し
たがって、本実施例に係る厚膜混成集積回路において
は、金ワイヤ14と導体パターン13とのワイヤボンデ
ィングの接合強度を向上させるものである。さらに、金
−銀系合金層16の表面が非常に緻密であるので、IC
チップ15と導体パターン13とのダイボンディングの
接合強度も向上しているものである。また、導体パター
ン13と窒化アルミニウム基板12との接合強度も、導
体パターン13の表面にAu系ペーストをスクリーン印
刷していないので、弱くなることはない。
【0019】なお、導体パターン13の表面の一部に、
レジストを介して、金−銀系合金層16を形成させても
よい。
【0020】
【発明の効果】本発明の厚膜混成集積回路およびその製
造方法によれば、半導体装置および金細線と導体パター
ンとの電気的接合強度をそれぞれ向上させるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る厚膜混成集積回路を示
す断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る厚膜混成集積回路の金
−銀系合金層の表面の図面代用写真である。
【図3】本発明の一実施例に係る厚膜混成集積回路の窒
化アルミニウム基板、導体パターンおよび金−銀系合金
層の断面の図面代用写真である。
【符号の説明】
11 厚膜混成集積回路 12 窒化アルミニウム基板(セラミックス基板) 13 導体パターン 14 金細線 15 半導体装置(ICチップ) 16 金−銀系合金層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックス基板と、 このセラミックス基板の表面に銀系ペーストでパターン
    形成された導体パターンと、 この導体パターンにダイボンディングされ、かつ、金細
    線を介してワイヤーボンディングされた半導体装置と、
    を備えた厚膜混成集積回路において、 上記導体パターンの表面部に金−銀系合金層を設けたこ
    とを特徴とする厚膜混成集積回路。
  2. 【請求項2】 セラミックス基板の表面に銀系ペースト
    で導体パターンを形成する工程と、 この導体パターンに半導体装置を電気的に接続する工程
    と、を備えた厚膜混成集積回路の製造方法において、 上記導体パターンの表面部に金の有機化合物を含むペー
    ストを被着する工程と、 このペーストを乾燥させる工程と、 この乾燥させたペーストを焼成して上記導体パターンの
    表面部に金−銀系合金層を形成する工程と、 この金−銀系合金層に上記電気的接続を実施する工程
    と、を含むことを特徴とする厚膜混成集積回路の製造方
    法。
JP4191612A 1992-06-25 1992-06-25 厚膜混成集積回路およびその製造方法 Withdrawn JPH0613734A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4191612A JPH0613734A (ja) 1992-06-25 1992-06-25 厚膜混成集積回路およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4191612A JPH0613734A (ja) 1992-06-25 1992-06-25 厚膜混成集積回路およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0613734A true JPH0613734A (ja) 1994-01-21

Family

ID=16277535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4191612A Withdrawn JPH0613734A (ja) 1992-06-25 1992-06-25 厚膜混成集積回路およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0613734A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3331083B2 (ja) 低温焼成セラミック回路基板
US5252519A (en) Multilayered ceramic substrate and method of manufacturing the same
JPH0613734A (ja) 厚膜混成集積回路およびその製造方法
JP2822518B2 (ja) 窒化アルミニウム焼結体への金属化層形成方法
JP6430886B2 (ja) 回路基板およびこれを備える電子装置
JP2009253196A (ja) 配線基板の製造方法
JPH07135394A (ja) 厚膜コンデンサ付きセラミック配線基板及びその製造方法
JPH11126853A (ja) 厚膜回路基板の製造方法
JPH0558678B2 (ja)
JP3463790B2 (ja) 配線基板
JP2665557B2 (ja) セラミック本体と外部端子の接合構造体
JPS58130590A (ja) セラミツク配線基板および該セラミツク配線基板を用いた厚膜ハイブリツドic
JP2002016176A (ja) 配線基板およびその接続構造
JP2831182B2 (ja) 金の導電層を有する電子部品
JPS62131526A (ja) 金めつきされた電子部品
JPH05148067A (ja) セラミツクス基板及びその製造方法
JPH03153058A (ja) 半導体パッケージ及びその製造方法
JPH05343460A (ja) セラミック回路基板及び半導体装置
JPH0823154A (ja) 金導体の形成方法
JPH1013006A (ja) 電子部品
JPS6384124A (ja) 半導体装置
JPH03229448A (ja) 半導体パッケージ及びその製造方法
JPH0510362Y2 (ja)
JPH0544200B2 (ja)
JPS6342148A (ja) 導電性シ−ト及びそれによるメタライズ方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990831