JPH06216184A - 配線基板上の配線の表面処理方法 - Google Patents

配線基板上の配線の表面処理方法

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JPH06216184A
JPH06216184A JP4221824A JP22182492A JPH06216184A JP H06216184 A JPH06216184 A JP H06216184A JP 4221824 A JP4221824 A JP 4221824A JP 22182492 A JP22182492 A JP 22182492A JP H06216184 A JPH06216184 A JP H06216184A
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JP
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layer
wiring
solder
alloy layer
alloy
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Application number
JP4221824A
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English (en)
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Yukiyasu Miyazaki
幸保 宮崎
Nobuyoshi Sugitani
伸芳 杉谷
Yoshiaki Shimojo
義秋 下城
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Toyota Industries Corp
Kyocera Corp
NGK Insulators Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
NGK Insulators Ltd
Toyota Motor Corp
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】Ａｌボンディングワイヤとの接合性が良いこと
に加え、溶融ハンダぬれ性およびハンダ付性が良く、そ
のハンダ付性がヒートサイクルの繰り返しによっても低
下しない、配線基板上の配線の表面処理方法を提供す
る。 【構成】セラミック積層基板１上には、Ｗによる配線層
２が形成されている。配線層２上には、Ｂを含有するＮ
ｉ合金によるＮｉ−Ｂ合金層１０が形成されている。Ｎ
ｉ−Ｂ合金層１０上には、Ａｇペーストやハンダ等によ
るロウ材またはエポキシ樹脂等の接着剤による接合層５
を介して半導体素子（ベアチップ）６がペレットボンデ
ィングされている。また、Ｎｉ−Ｂ合金層１０上には、
ハンダ７によってチップ部品８が接合されている。そし
て、チップ部品８が接合されているＮｉ−Ｂ合金層１０
と半導体素子６とを、Ａｌボンディングワイヤ９によっ
てワイヤボンディングすることにより、チップ部品８と
半導体素子６とを電気的に接続している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は配線基板上の配線の表面
処理方法に係り、詳しくは、半導体素子（ベアチップ）
および各種表面実装部品（チップ部品）を実装する配線
基板上の配線の表面処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の配線基板上の配線の表面
処理方法を模式的に示す要部断面図である。
【０００３】セラミック積層基板１上には、Ｗによる配
線層２が形成されている。尚、セラミック積層基板１の
材質としては、アルミナ，ＰＺＴ（鉛，ジルコニアおよ
びチタンを主成分としたもの），ムライト，窒化アルミ
ニウム等が用いられる。また、配線層２は、スクリーン
印刷（Ｗを含むペーストをセラミック積層基板１上に塗
布することにより配線パターンを描く）を施した後に焼
成して形成される。
【０００４】その配線層２上には、電気メッキ法または
無電解メッキ法あるいはスパッタ法や蒸着法等によって
下地層としてのＮｉ層３が形成されている。そのＮｉ層
３上には、電気メッキ法または無電解メッキ法あるいは
スパッタ法や蒸着法等によってＡｕ層４が形成されてい
る。
【０００５】Ａｕ層４上には、Ａｇペーストやハンダ等
によるロウ材またはエポキシ樹脂等の接着剤による接合
層５を介して半導体素子（ベアチップ）６がペレットボ
ンディングされている。また、Ａｕ層４上には、ハンダ
７によってチップ部品８が接合されている。そして、チ
ップ部品８が接合されているＡｕ層４と半導体素子６と
を、Ａｌボンディングワイヤ９によってワイヤボンディ
ングすることにより、チップ部品８と半導体素子６とを
電気的に接続している。
【０００６】ここで、配線層２上にＮｉ層３を設ける理
由は、配線層２のＷに直接ピン等をロウ付けできないた
めである。また、Ｎｉ層３上にさらにＡｕ層４を設ける
理由は、Ｎｉ層３単体であると、その表面に強固な酸化
膜が形成されるためである。すなわち、Ｎｉ層３に直
接、ハンダ７によってチップ部品８を接合する場合、Ｎ
ｉ層３表面の酸化膜によって溶融ハンダぬれ性およびハ
ンダ付性が低下してしまうため、作業効率が低下すると
共に、Ｎｉ層３とハンダ７とが十分な接合強度を得るこ
とができない。また、Ｎｉ層３に直接、Ａｌボンディン
グワイヤ９によってワイヤボンディングする場合、Ｎｉ
層３表面の酸化膜によってＡｌボンディングワイヤ９と
Ｎｉ層３とを接合させることができない。そこで、Ａｌ
ボンディングワイヤ９との接合性および溶融ハンダぬれ
性が共に良い上に酸化しないＡｕ層４を、Ｎｉ層３上に
形成しているわけである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｕ層
４は溶融ハンダぬれ性は良いものの、ハンダ付性が悪い
という問題がある。
【０００８】すなわち、Ａｕは溶融ハンダに溶解し易い
ため、Ａｕ層４上にハンダ７を付ける際に、Ａｕ層４表
面とハンダ７との界面において深い範囲で、ハンダ中の
ＳｎおよびＰｂとＡｕとが複雑な金属間化合物を形成し
てしまう。
【０００９】そのような金属間化合物層は、機械的強度
が低くて脆い上に、種々の温度条件に対する耐久性、中
でも低温と高温とを交互に繰り返す、いわゆるヒートサ
イクルに対する耐久性が低いという性質がある。
【００１０】そのため、ヒートサイクル試験にかける
と、発生応力によって前記金属間化合物層にクラックが
発生し、配線抵抗が増加したり、最悪の場合はＡｕ層４
とハンダ７とが剥離してチップ部品８が脱落することが
あった。
【００１１】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、Ａｌボンディングワイ
ヤとの接合性が良いことに加え、溶融ハンダぬれ性およ
びハンダ付性が良く、そのハンダ付性がヒートサイクル
の繰り返しによっても低下しない、配線基板上の配線の
表面処理方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、配線基板の上に、ＷまたはＣｕおよびその
合金からなる配線を形成し、その配線の表面にＢを含有
するＮｉ合金層を被膜として形成し、そのＮｉ合金層に
対してハンダ付け及びＡｌボンディングワイヤをワイヤ
ボンディングすることをその要旨とする。
【００１３】
【作用】Ｂを含有するＮｉ合金層は、Ａｌボンディング
ワイヤとの接合性が良いことに加え、溶融ハンダぬれ性
およびハンダ付性が良く、ハンダとの間に金属間化合物
をほとんど形成しないという性質がある。そのため、ヒ
ートサイクルの繰り返しによっても、Ｂを含有するＮｉ
合金層とハンダとの接合強度はほとんど低下しない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１に
従って説明する。図１は、本実施例の配線基板上の配線
の表面処理方法を模式的に示す要部断面図である。
【００１５】尚、本実施例において、図２に示した従来
例と同じ構成については符号を等しくして、その詳細な
説明を省略する。セラミック積層基板１上には、従来例
と同様にＷによる配線層２が形成されている。その配線
層２上には、Ｂを含有するＮｉ合金によるＮｉ−Ｂ合金
層１０が形成されている。そして、Ｎｉ−Ｂ合金層１０
上には、従来例と同様に接合層５を介して半導体素子
（ベアチップ）６がペレットボンディングされている。
また、Ｎｉ−Ｂ合金層１０上には、従来例と同様にハン
ダ７によってチップ部品８が接合されている。そして、
チップ部品８が接合されているＮｉ−Ｂ合金層１０と半
導体素子６とを、Ａｌボンディングワイヤ９によってワ
イヤボンディングすることにより、チップ部品８と半導
体素子６とを電気的に接続している。
【００１６】すなわち、従来例におけるＮｉ層３とＡｕ
層４とを、Ｎｉ−Ｂ合金層１０に置き換えたことのみが
本実施例と従来例との違いである。このＮｉ−Ｂ合金層
１０におけるＢの含有量は約１重量％であり、電気メッ
キ法または無電解メッキ法あるいはスパッタ法や蒸着法
等、いかなる方法によって形成してもよいが、その膜厚
は５μｍ以上でなければならない。
【００１７】このＢを含有するＮｉ合金は、Ｎｉ同様優
れた防錆効果を有している。そのため、配線層２上にＮ
ｉ−Ｂ合金層１０を形成することにより、従来例と同じ
ように、配線層２のＷの酸化を防止することができる。
【００１８】また、Ｂを含有するＮｉ合金は、溶融ハン
ダぬれ性が良い上に、溶融ハンダへの溶解速度がＡｕの
約１／１０００であるという性質をもっている。そのた
め、Ｎｉ−Ｂ合金層１０上にハンダ７を付ける際、Ｎｉ
−Ｂ合金層１０表面とハンダ７との界面において、ハン
ダ中のＳｎおよびＰｂとＮｉおよびＢとは、ほとんど金
属間化合物を形成しない。従って、Ｎｉ−Ｂ合金層１０
とハンダ７との接合強度、すなわちＮｉ−Ｂ合金層１０
のハンダ付性は、ヒートサイクルの繰り返しに対してほ
とんど低下することがない。
【００１９】さらに、Ｎｉ中にＢを含有させることによ
りＮｉの酸化が抑制されるため、Ｎｉ−Ｂ合金層１０の
膜厚を５μｍ以上にすれば、Ａｌボンディングワイヤ９
とＮｉ−Ｂ合金層１０との接合性を十分に確保すること
ができる。但し、ＡｕボンディングワイヤとＮｉ−Ｂ合
金層１０とは接合しないため、Ａｌボンディングワイヤ
９に代えてＡｕボンディングワイヤを使用することはで
きない。
【００２０】このように本実施例においては、従来例の
Ｎｉ層３とＡｕ層４とを、Ｎｉ−Ｂ合金層１０に置き換
えるだけの簡単な変更によって、従来例と同じ効果を得
た上に、従来例の欠点であるハンダ付性の悪さを克服す
ることができる。
【００２１】また、セラミック積層基板１を、どのよう
な配線基板（例えば、フェノール樹脂，エポキシ樹脂，
ポリアミド樹脂等と、紙，ガラス繊維等とからなるプリ
ント基板やフレキシブル基板等）に置き換えてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の配線基板
上の配線の表面処理方法によれば、Ａｌボンディングワ
イヤとの接合性が良いことに加え、溶融ハンダぬれ性お
よびハンダ付性が良く、そのハンダ付性がヒートサイク
ルの繰り返しによっても低下しないという優れた効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施例の配線基板上の配
線の表面処理方法を模式的に示す要部断面図である。
【図２】従来の配線基板上の配線の表面処理方法を模式
的に示す要部断面図である。
【符号の説明】
１…配線基板としてのセラミック積層基板、２…Ｗによ
る配線層、１０…Ｂを含有するＮｉ合金層、７…ハン
ダ、９…Ａｌ…ボンディングワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000004064 日本碍子株式会社 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 (72)発明者 宮崎 幸保 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 杉谷 伸芳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 下城 義秋 京都市山科区東野北井ノ上町５番地の22 京セラ株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 配線基板の上に、ＷまたはＣｕおよびそ
    の合金からなる配線を形成し、その配線の表面にＢを含
    有するＮｉ合金層を被膜として形成し、そのＮｉ合金層
    に対してハンダ付け及びＡｌボンディングワイヤをワイ
    ヤボンディングすることを特徴とする配線基板上の配線
    の表面処理方法。
JP4221824A 1992-08-20 1992-08-20 配線基板上の配線の表面処理方法 Pending JPH06216184A (ja)

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EP93113276A EP0588093A1 (en) 1992-08-20 1993-08-19 Method of treating surface of wiring on circuit board
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TW239219B (ja) 1995-01-21
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KR940005200A (ko) 1994-03-16

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