JPH0760872B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置及びその製造方法に関するもの
である。
である。
従来、ハイブリッドIC用基板上の回路形成用厚膜導体へ
ワイヤボンディングを行う場合、第14図に示すように、
ハイブリッドIC用基板21上に回路形成用厚膜導体22が配
置され、その導体22上にアルミ等の金属パッド23をハン
ダ24によりハンダ付けし、この上にワイヤボンディング
を施していた。又は、第15図に示すように、回路形成用
厚膜導体22上にニッケル等よりなるメッキ層25を形成
し、この上にワイヤボンディングしていた。
ワイヤボンディングを行う場合、第14図に示すように、
ハイブリッドIC用基板21上に回路形成用厚膜導体22が配
置され、その導体22上にアルミ等の金属パッド23をハン
ダ24によりハンダ付けし、この上にワイヤボンディング
を施していた。又は、第15図に示すように、回路形成用
厚膜導体22上にニッケル等よりなるメッキ層25を形成
し、この上にワイヤボンディングしていた。
ところが、このような構造においては、アルミパッド形
成、メッキ形成というプロセスが加わり複雑でコストア
ップを招いていた。特に、アルミパッド形成においては
ボンディング箇所が多くなると多大なコストアップを招
いていた。
成、メッキ形成というプロセスが加わり複雑でコストア
ップを招いていた。特に、アルミパッド形成においては
ボンディング箇所が多くなると多大なコストアップを招
いていた。
この発明の目的は、安価で信頼性の高いワイヤボンディ
ングが施された半導体装置を提供することにある。
ングが施された半導体装置を提供することにある。
第１の発明は、バイブリッドIC用基板上に、ガラスと導
電性金属粒子とを有する回路形成用厚膜導体を配置する
とともに、前記回路形成用厚膜導体上におけるワイヤボ
ンディング部分に、当該回路形成用厚膜導体の導電性金
属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を有
するワイヤボンディング用厚膜導体を配置し、このワイ
ヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディングを施
した半導体装置をその要旨とする。
電性金属粒子とを有する回路形成用厚膜導体を配置する
とともに、前記回路形成用厚膜導体上におけるワイヤボ
ンディング部分に、当該回路形成用厚膜導体の導電性金
属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を有
するワイヤボンディング用厚膜導体を配置し、このワイ
ヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディングを施
した半導体装置をその要旨とする。
第２の発明は、ハイブリッドIC用基板上に、ガラス粉末
と１種もしくは複数種の導電性金属粉末を混合した第１
のペーストを塗布する第１工程と、前記第１のペースト
上のワイヤボンディング部分に、前記第１のペーストの
導電性金属粉末の１種もしくは合金化時での融点よりも
低い融点の１種もしくは複数種の導電性金属粉末を混合
した第２のペーストを塗布する第２工程と、所定温度で
焼成して、ガラスと導電性金属粒子とを有する前記第１
のペーストによる回路形成用厚膜導体と、回路形成用厚
膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性
金属の結晶粒を有する前記第２のペーストによるワイヤ
ボンディング用厚膜導体とを形成する第３工程と、前記
ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディング
を施す第４工程とを備えた半導体装置の製造方法をその
要旨とする。
と１種もしくは複数種の導電性金属粉末を混合した第１
のペーストを塗布する第１工程と、前記第１のペースト
上のワイヤボンディング部分に、前記第１のペーストの
導電性金属粉末の１種もしくは合金化時での融点よりも
低い融点の１種もしくは複数種の導電性金属粉末を混合
した第２のペーストを塗布する第２工程と、所定温度で
焼成して、ガラスと導電性金属粒子とを有する前記第１
のペーストによる回路形成用厚膜導体と、回路形成用厚
膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性
金属の結晶粒を有する前記第２のペーストによるワイヤ
ボンディング用厚膜導体とを形成する第３工程と、前記
ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディング
を施す第４工程とを備えた半導体装置の製造方法をその
要旨とする。
第３の発明は、ハイブリッドIC用基板上に、ガラス粉末
と導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布す
る第１工程と、所定温度で焼成して、ガラスと導電性金
属粒子とを有する前記第１のペーストによる回路形成用
厚膜導体を形成する第２工程と、前記回路形成用厚膜導
体上のワイヤボンディング部分に、導電性金属粉末を混
合した第２のペーストを塗布する第３工程と、前記第２
工程での焼成温度よりも高い温度で焼成して、回路形成
用厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな導
電性金属の結晶粒を有する前記第２のペーストによるワ
イヤボンディング用厚膜導体を形成する第４工程と、前
記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディン
グを施す第５工程とを備えた半導体装置の製造方法をそ
の要旨とする。
と導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布す
る第１工程と、所定温度で焼成して、ガラスと導電性金
属粒子とを有する前記第１のペーストによる回路形成用
厚膜導体を形成する第２工程と、前記回路形成用厚膜導
体上のワイヤボンディング部分に、導電性金属粉末を混
合した第２のペーストを塗布する第３工程と、前記第２
工程での焼成温度よりも高い温度で焼成して、回路形成
用厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな導
電性金属の結晶粒を有する前記第２のペーストによるワ
イヤボンディング用厚膜導体を形成する第４工程と、前
記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディン
グを施す第５工程とを備えた半導体装置の製造方法をそ
の要旨とする。
第４の発明は、バイブリッドIC用基板上に、ガラス粉末
と導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布す
る第１工程と、前記第１のペースト上のワイヤボンディ
ング部分に、前記第１のペーストの導電性金属粉末より
も粒径が大きな導電性金属粉末を混合した第２のペース
トを塗布する第２工程と、所定温度で焼成して、ガラス
と導電性金属粒子とを有する前記第１のペーストによる
回路形成用厚膜導体と、回路形成用厚膜導体の導電性金
属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を有
する前記第２のペーストによるワイヤボンディング用厚
膜導体とを形成する第３工程と、前記ワイヤボンディン
グ用厚膜導体上にワイヤボンディングを施す第４工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法をその
要旨とするものである。
と導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布す
る第１工程と、前記第１のペースト上のワイヤボンディ
ング部分に、前記第１のペーストの導電性金属粉末より
も粒径が大きな導電性金属粉末を混合した第２のペース
トを塗布する第２工程と、所定温度で焼成して、ガラス
と導電性金属粒子とを有する前記第１のペーストによる
回路形成用厚膜導体と、回路形成用厚膜導体の導電性金
属の結晶粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を有
する前記第２のペーストによるワイヤボンディング用厚
膜導体とを形成する第３工程と、前記ワイヤボンディン
グ用厚膜導体上にワイヤボンディングを施す第４工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法をその
要旨とするものである。
第１の発明は、バイブリッドIC用基板と回路形成用厚膜
導体との界面においては、回路形成用厚膜導体の導電性
金属の結晶粒の粒径が小さいためにガラスによる接合面
積が大きくなり強固なるガラス結合となり、又、ワイヤ
ボンディング用厚膜導体とワイヤとの界面においては、
ワイヤボンディング用厚膜導体の導電性金属の結晶粒の
粒径が大きいために導電性金属の接合面積が大きくなり
強固なる金属−金属間結合となる。
導体との界面においては、回路形成用厚膜導体の導電性
金属の結晶粒の粒径が小さいためにガラスによる接合面
積が大きくなり強固なるガラス結合となり、又、ワイヤ
ボンディング用厚膜導体とワイヤとの界面においては、
ワイヤボンディング用厚膜導体の導電性金属の結晶粒の
粒径が大きいために導電性金属の接合面積が大きくなり
強固なる金属−金属間結合となる。
第２の発明は、第１工程によりハイブリッドIC用基板上
に、ガラス粉末と１種もしくは複数種の導電性金属粉末
を混合した第１のペーストが塗布され、第２工程により
第１のペースト上のワイヤボンディング部分に、第１の
ペーストの導電性金属粉末の１種もしくは合金化時での
融点よりも低い融点の１種もしくは複数種の導電性金属
粉末を混合した第２のペーストが塗布され、第３工程に
より所定温度で焼成されて第１のペーストによる回路形
成用厚膜導体と第２のペーストによるワイヤボンディン
グ用厚膜導体とが形成される。このとき、第２のペース
トの導電性金属粉末の融点は、第１のペーストの導電性
金属粉末の融点より低いので、第１のペーストの導電性
金属粉末の焼結（シンタリング）より第２のペーストの
導電性金属粉末の焼結が進みワイヤボンディング用厚膜
導体の導電性金属の結晶粒の粒径が回路形成用厚膜導体
の導電性金属の結晶粒の粒径より大きくなる。そして、
第４工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上にワイ
ヤボンディングが施される。その結果、第１の発明の半
導体装置が製造される。
に、ガラス粉末と１種もしくは複数種の導電性金属粉末
を混合した第１のペーストが塗布され、第２工程により
第１のペースト上のワイヤボンディング部分に、第１の
ペーストの導電性金属粉末の１種もしくは合金化時での
融点よりも低い融点の１種もしくは複数種の導電性金属
粉末を混合した第２のペーストが塗布され、第３工程に
より所定温度で焼成されて第１のペーストによる回路形
成用厚膜導体と第２のペーストによるワイヤボンディン
グ用厚膜導体とが形成される。このとき、第２のペース
トの導電性金属粉末の融点は、第１のペーストの導電性
金属粉末の融点より低いので、第１のペーストの導電性
金属粉末の焼結（シンタリング）より第２のペーストの
導電性金属粉末の焼結が進みワイヤボンディング用厚膜
導体の導電性金属の結晶粒の粒径が回路形成用厚膜導体
の導電性金属の結晶粒の粒径より大きくなる。そして、
第４工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上にワイ
ヤボンディングが施される。その結果、第１の発明の半
導体装置が製造される。
第３の発明は、第１工程によりハイブリッドIC用基板上
に、ガラス粉末と導電性金属粉末とを混合した第１のペ
ーストが塗布され、第２工程により所定温度で焼成され
て第１のペーストによる回路形成用厚膜導体が形成さ
れ、第３工程により回路形成用厚膜導体上のワイヤボン
ディング部分に、導電性金属粉末を混合した第２のペー
ストが塗布され、第４工程により第２工程での焼成温度
よりも高い温度で焼成されて第２のペーストによるワイ
ヤボンディング用厚膜導体が形成される。このとき、第
２工程での焼成温度より高い温度で焼成されるので、よ
り焼結（シンタリング）が進行したワイヤボンディング
用厚膜導体の導電性金属の結晶粒の方が回路形成用厚膜
導体の導電性金属の結晶粒より粒径が大きくなる。そし
て、第５工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上に
ワイヤボンディングが施される。その結果、第１の発明
の半導体装置が製造される。
に、ガラス粉末と導電性金属粉末とを混合した第１のペ
ーストが塗布され、第２工程により所定温度で焼成され
て第１のペーストによる回路形成用厚膜導体が形成さ
れ、第３工程により回路形成用厚膜導体上のワイヤボン
ディング部分に、導電性金属粉末を混合した第２のペー
ストが塗布され、第４工程により第２工程での焼成温度
よりも高い温度で焼成されて第２のペーストによるワイ
ヤボンディング用厚膜導体が形成される。このとき、第
２工程での焼成温度より高い温度で焼成されるので、よ
り焼結（シンタリング）が進行したワイヤボンディング
用厚膜導体の導電性金属の結晶粒の方が回路形成用厚膜
導体の導電性金属の結晶粒より粒径が大きくなる。そし
て、第５工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上に
ワイヤボンディングが施される。その結果、第１の発明
の半導体装置が製造される。
第４の発明は、第１工程によりハイブリッドIC用基板上
に、ガラス粉末と導電性金属粉末とを混合した第１のペ
ーストが塗布され、第２工程により第１のペースト上の
ワイヤボンディング部分に、第１のペーストの導電性金
属粉末よりも粒径が大きな導電性金属粉末を混合した第
２のペーストが塗布され、第３工程により所定温度で焼
成されて第１のペーストによる回路形成用厚膜導体と第
２のペーストによるワイヤボンディング用厚膜導体とが
形成される。このとき、第２のペーストの導電性金属の
結晶粒の粒径の方が第１のペーストの導電性金属の結晶
粒の粒径よりも大きいので、ワイヤボンディング用厚膜
導体の導電性金属の結晶粒の方が回路形成用厚膜導体の
導電性金属の結晶粒より粒径が大きくなる。そして、第
４工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤ
ボンディングが施される。その結果、第１の発明の半導
体装置が製造される。
に、ガラス粉末と導電性金属粉末とを混合した第１のペ
ーストが塗布され、第２工程により第１のペースト上の
ワイヤボンディング部分に、第１のペーストの導電性金
属粉末よりも粒径が大きな導電性金属粉末を混合した第
２のペーストが塗布され、第３工程により所定温度で焼
成されて第１のペーストによる回路形成用厚膜導体と第
２のペーストによるワイヤボンディング用厚膜導体とが
形成される。このとき、第２のペーストの導電性金属の
結晶粒の粒径の方が第１のペーストの導電性金属の結晶
粒の粒径よりも大きいので、ワイヤボンディング用厚膜
導体の導電性金属の結晶粒の方が回路形成用厚膜導体の
導電性金属の結晶粒より粒径が大きくなる。そして、第
４工程によりワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤ
ボンディングが施される。その結果、第１の発明の半導
体装置が製造される。
〔第１実施例〕 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。
明する。
第１図には半導体装置を示し、第２図，第３図にはその
製造工程を示す。
製造工程を示す。
第２図に示すように、ハイブリッドIC用基板１を用意す
る。このハイブリッドIC用基板１はガラス・セラミック
よりなり、その成分はガラス成分を10％以上含み、焼成
を800〜1000℃の低温で行ったものである。そして、こ
のハイブリッドIC用基板１上に、回路形成用厚膜導体と
なる第１のペースト２を塗布する。この第１のペースト
２はガラス粉末と金属酸化物粉末と導電性金属粉末等が
混合されており、導電性金属粉末としてAg（銀）粉末80
％とPd（パラジウム）粉末20％を用いている。又、第１
のペースト２中のガラス及び金属酸化物は、焼成後にお
いてハイブリッドIC用基板１との物理的・化学的な結合
を得るためのものである。さらに、ハイブリッドIC用基
板としてのガラス・セラミック基板１は化学的な結合が
得にくく、物理的結合に依存せざるを得ないため第１の
ペースト２中にはガラス成分が多く添加されている。
る。このハイブリッドIC用基板１はガラス・セラミック
よりなり、その成分はガラス成分を10％以上含み、焼成
を800〜1000℃の低温で行ったものである。そして、こ
のハイブリッドIC用基板１上に、回路形成用厚膜導体と
なる第１のペースト２を塗布する。この第１のペースト
２はガラス粉末と金属酸化物粉末と導電性金属粉末等が
混合されており、導電性金属粉末としてAg（銀）粉末80
％とPd（パラジウム）粉末20％を用いている。又、第１
のペースト２中のガラス及び金属酸化物は、焼成後にお
いてハイブリッドIC用基板１との物理的・化学的な結合
を得るためのものである。さらに、ハイブリッドIC用基
板としてのガラス・セラミック基板１は化学的な結合が
得にくく、物理的結合に依存せざるを得ないため第１の
ペースト２中にはガラス成分が多く添加されている。
次に、第１のペースト２上のワイヤボンディング部分
に、第２のペースト３を塗布する。この第２のペースト
３は、ガラス粉末と金属酸化物粉末と導電性金属粉末等
が混合されており、導電性金属粉末としてAg（銀）粉末
を用いている。つまり、第４図に示すように、第２のペ
ースト３の導電性金属粉末（Ag;100％）の融点は、第１
のペースト２の導電性金属粉末（Ag;80％、Pd;20％）の
合金化時での融点よりも低くなっている。
に、第２のペースト３を塗布する。この第２のペースト
３は、ガラス粉末と金属酸化物粉末と導電性金属粉末等
が混合されており、導電性金属粉末としてAg（銀）粉末
を用いている。つまり、第４図に示すように、第２のペ
ースト３の導電性金属粉末（Ag;100％）の融点は、第１
のペースト２の導電性金属粉末（Ag;80％、Pd;20％）の
合金化時での融点よりも低くなっている。
次に、ハイブリッドIC用基板１を850℃で焼成する。
その結果、第３図に示すように、ハイブリッドIC用基板
１上に、回路形成用厚膜導体４が配置されるとともに、
回路形成用厚膜導体４上におけるワイヤボンディング部
分に、ワイヤボンディング用厚膜導体５が配置される。
この回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒の粒径
は0.5〜７μｍとなり、ワイヤボンディング用厚膜導体
５の導電性金属の結晶粒の粒径は10〜30μｍとなる。つ
まり、第４図に示すように、第２のペースト３での導電
性金属粉末（Ag;100％）の融点が第１のペースト２での
導電性金属粉末（Ag;80％、Pd;20％）の融点よりも低く
なっているので、第１のペースト２での導電性金属粉末
の焼結（シンタリング）よりも第２のペースト３の導電
性金属粉末の焼結の方が進み、ワイヤボンディング用厚
膜導体５の導電性金属の結晶粒の粒径が回路形成用厚膜
導体４の導電性金属の結晶粒より大きくなる。
１上に、回路形成用厚膜導体４が配置されるとともに、
回路形成用厚膜導体４上におけるワイヤボンディング部
分に、ワイヤボンディング用厚膜導体５が配置される。
この回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒の粒径
は0.5〜７μｍとなり、ワイヤボンディング用厚膜導体
５の導電性金属の結晶粒の粒径は10〜30μｍとなる。つ
まり、第４図に示すように、第２のペースト３での導電
性金属粉末（Ag;100％）の融点が第１のペースト２での
導電性金属粉末（Ag;80％、Pd;20％）の融点よりも低く
なっているので、第１のペースト２での導電性金属粉末
の焼結（シンタリング）よりも第２のペースト３の導電
性金属粉末の焼結の方が進み、ワイヤボンディング用厚
膜導体５の導電性金属の結晶粒の粒径が回路形成用厚膜
導体４の導電性金属の結晶粒より大きくなる。
引き続き、第１図に示すように、ワイヤボンディング用
厚膜導体５上にアルミワイヤ６による超音波ワイヤボン
ディングを施す。
厚膜導体５上にアルミワイヤ６による超音波ワイヤボン
ディングを施す。
第５図には、ヒートサイクル（−30℃と80℃の繰り返
し）に対するワイヤ剥がれ不良発生率を示す。即ち、粒
径が平均２μｍの導電性金属粒子（Ag;80％、Pd;20％）
を有する回路形成用厚膜導体４上にワイヤボンディング
を行った場合（図中、L1で示す）と、粒径が平均２μｍ
の導電性金属粒子（Ag;80％、Pd;20％）を有する回路形
成用厚膜導体４上に平均20μｍの導電性金属粒子（Ag;1
00％）を有するワイヤボンディング用厚膜導体５を積層
し、その上にワイヤボンディングを行った場合（図中、
L2で示す）を示す。この図から明らかなように、本実施
例（特性線L2）では、不良発生率を極めて小さくでき
た。
し）に対するワイヤ剥がれ不良発生率を示す。即ち、粒
径が平均２μｍの導電性金属粒子（Ag;80％、Pd;20％）
を有する回路形成用厚膜導体４上にワイヤボンディング
を行った場合（図中、L1で示す）と、粒径が平均２μｍ
の導電性金属粒子（Ag;80％、Pd;20％）を有する回路形
成用厚膜導体４上に平均20μｍの導電性金属粒子（Ag;1
00％）を有するワイヤボンディング用厚膜導体５を積層
し、その上にワイヤボンディングを行った場合（図中、
L2で示す）を示す。この図から明らかなように、本実施
例（特性線L2）では、不良発生率を極めて小さくでき
た。
つまり、第６図に示すように、導体の金属の結晶粒が小
さい場合には、基板１とのガラス接合についてはその接
合面積が大きく接合が強いが、ワイヤ６との金属接合に
ついてはその接合面積が小さく接合が弱くなる。又、第
７図に示すように、導体の金属粒径が大きい場合には、
基板１とのガラス接合についてはその接合面積が小さく
接合が弱くなるが、ワイヤ６との接合についてはその金
属接合面積が大きくなり接合が強くなる。よって、本実
施例のように、基板１との接合面には導体の金属の結晶
粒が小さな回路形成用厚膜導体４を配置するとともに、
ワイヤ６との接合面には導体の金属の結晶粒が大きなワ
イヤボンディング用厚膜導体５を配置することにより、
基板１との接合及びワイヤ６との接合の両方をともに強
くすることができる。
さい場合には、基板１とのガラス接合についてはその接
合面積が大きく接合が強いが、ワイヤ６との金属接合に
ついてはその接合面積が小さく接合が弱くなる。又、第
７図に示すように、導体の金属粒径が大きい場合には、
基板１とのガラス接合についてはその接合面積が小さく
接合が弱くなるが、ワイヤ６との接合についてはその金
属接合面積が大きくなり接合が強くなる。よって、本実
施例のように、基板１との接合面には導体の金属の結晶
粒が小さな回路形成用厚膜導体４を配置するとともに、
ワイヤ６との接合面には導体の金属の結晶粒が大きなワ
イヤボンディング用厚膜導体５を配置することにより、
基板１との接合及びワイヤ６との接合の両方をともに強
くすることができる。
このように本実施例では、ハイブリッドIC用基板１上
に、ガラス粉末と２種類の導電性金属粉末（Ag粉末;80
％、Pd粉末;20％）を混合した第１のペースト２を塗布
し（第１工程）、第１のペースト２上のワイヤボンディ
ング部分に、第１のペースト２の導電性金属粉末の合金
化時での融点よりも低い融点の導電性金属粉末（Ag;100
％）を混合した第２のペースト３を塗布し（第２工
程）、所定温度で焼成して第１のペースト２による回路
形成用厚膜導体４と第２のペースト３によるワイヤボン
ディング用厚膜導体５とを形成し（第３工程）、ワイヤ
ボンディング用厚膜導体５上にワイヤボンディングを施
した（第４工程）。
に、ガラス粉末と２種類の導電性金属粉末（Ag粉末;80
％、Pd粉末;20％）を混合した第１のペースト２を塗布
し（第１工程）、第１のペースト２上のワイヤボンディ
ング部分に、第１のペースト２の導電性金属粉末の合金
化時での融点よりも低い融点の導電性金属粉末（Ag;100
％）を混合した第２のペースト３を塗布し（第２工
程）、所定温度で焼成して第１のペースト２による回路
形成用厚膜導体４と第２のペースト３によるワイヤボン
ディング用厚膜導体５とを形成し（第３工程）、ワイヤ
ボンディング用厚膜導体５上にワイヤボンディングを施
した（第４工程）。
その結果、ハイブリッドIC用基板１上に、ガラスと導電
性金属粒子（Ag;80％、Pd;20％）とを有する回路形成用
厚膜導体４が配置されるとともに、回路形成用厚膜導体
４上におけるワイヤボンディング部分に、回路形成用厚
膜導体４の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電
性金属粒子（Ag;100％）を有するワイヤボンディング用
厚膜導体５が配置される。
性金属粒子（Ag;80％、Pd;20％）とを有する回路形成用
厚膜導体４が配置されるとともに、回路形成用厚膜導体
４上におけるワイヤボンディング部分に、回路形成用厚
膜導体４の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大きな導電
性金属粒子（Ag;100％）を有するワイヤボンディング用
厚膜導体５が配置される。
つまり、ガラス・セラミック基板を用いた場合には化学
的な結合が得にくく物理的な結合に依存せざるを得ない
ために回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒の粒
径を小さくするとともに、回路形成用厚膜導体４中のガ
ラス成分を多くすることとなり、その結果、回路形成用
厚膜導体４の金属粒子の露出が極めて小さくなりワイヤ
６との金属−金属結合が弱くなる。しかし、ワイヤボン
ディング用厚膜導体５を介在させることによりワイヤボ
ンディング用厚膜導体５とワイヤ６との界面において
は、ワイヤボンディング用厚膜導体５の導電性金属の結
晶粒（Ag;100％）の粒径が大きいために導電性金属の結
晶粒の接合面が大きくなり強固なる金属−金属結合（フ
ァンデルワールス力）となる。殊に、超音波を用いたワ
イヤボンディングにおいて、ワイヤ金属と導体金属との
接合は主にファンデルワールス力よりなるものであり、
その接合はより強固なものとなる。よって、従来のよう
にアルミパットの形成やメッキ形成といったプロセスを
用いることなく、通常プロセスである厚膜形成プロセス
を使用して低コストにて信頼性の高いワイヤボンディン
グを施した半導体装置とすることができる。
的な結合が得にくく物理的な結合に依存せざるを得ない
ために回路形成用厚膜導体４の導電性金属の結晶粒の粒
径を小さくするとともに、回路形成用厚膜導体４中のガ
ラス成分を多くすることとなり、その結果、回路形成用
厚膜導体４の金属粒子の露出が極めて小さくなりワイヤ
６との金属−金属結合が弱くなる。しかし、ワイヤボン
ディング用厚膜導体５を介在させることによりワイヤボ
ンディング用厚膜導体５とワイヤ６との界面において
は、ワイヤボンディング用厚膜導体５の導電性金属の結
晶粒（Ag;100％）の粒径が大きいために導電性金属の結
晶粒の接合面が大きくなり強固なる金属−金属結合（フ
ァンデルワールス力）となる。殊に、超音波を用いたワ
イヤボンディングにおいて、ワイヤ金属と導体金属との
接合は主にファンデルワールス力よりなるものであり、
その接合はより強固なものとなる。よって、従来のよう
にアルミパットの形成やメッキ形成といったプロセスを
用いることなく、通常プロセスである厚膜形成プロセス
を使用して低コストにて信頼性の高いワイヤボンディン
グを施した半導体装置とすることができる。
又、第２のペースト３の導電性金属としてAgを用いてい
るので、焼成の時に、第１のペースト２の導電性金属
（Ag,Pd）との間でAgが相互拡散して、回路形成用厚膜
導体４とワイヤボンディング用厚膜導体５を強固に結合
できる。
るので、焼成の時に、第１のペースト２の導電性金属
（Ag,Pd）との間でAgが相互拡散して、回路形成用厚膜
導体４とワイヤボンディング用厚膜導体５を強固に結合
できる。
尚、本実施例の応用としては、上記実施例では第１のペ
ーストに複数種（２種類）の導電性金属粉末を混入した
が、１種類であってもよい。同様に、第２のペーストに
ついても上記実施例では１種類であったが、複数種の導
電性金属粉末を混入してもよい。又、複数種の導電性金
属による合金粉末を用いてもよい。要は、各ペーストの
導電性金属は、１種もしくは合金化時での融点に差がつ
いていればよい。又、基板１はセラミック基板を用いて
もよい。
ーストに複数種（２種類）の導電性金属粉末を混入した
が、１種類であってもよい。同様に、第２のペーストに
ついても上記実施例では１種類であったが、複数種の導
電性金属粉末を混入してもよい。又、複数種の導電性金
属による合金粉末を用いてもよい。要は、各ペーストの
導電性金属は、１種もしくは合金化時での融点に差がつ
いていればよい。又、基板１はセラミック基板を用いて
もよい。
〔第２実施例〕 次に、第２実施例を説明する。
第８図に示すように、ハイブリッドIC用基板１上に、ガ
ラス粉末と導電性金属粉末（Ag粉末）とを混合した第１
のペースト７を塗布する（第１工程）。そして、第９図
に示すように、ハイブリッドIC用基板１を850℃で焼成
して第１のペースト７による回路形成用厚膜導体８を形
成する（第２工程）。
ラス粉末と導電性金属粉末（Ag粉末）とを混合した第１
のペースト７を塗布する（第１工程）。そして、第９図
に示すように、ハイブリッドIC用基板１を850℃で焼成
して第１のペースト７による回路形成用厚膜導体８を形
成する（第２工程）。
次に、第10図に示すように、回路形成用厚膜導体８上の
ワイヤボンディング部分に、導電性金属粉末（Ag粉末）
を混合した第２のペースト９を塗布する（第３工程）。
そして、第11図に示すように、第２工程での焼成温度よ
りも高い925℃で焼成して第２のペースト９によるワイ
ヤボンディング用厚膜導体10を形成する（第４工程）。
このとき、第２工程での焼成温度より高い温度で焼成さ
れるので、より焼結（シンタリング）が進行したワイヤ
ボンディング用厚膜導体10の導電性金属の結晶粒の方が
回路形成用厚膜導体８の導電性金属の結晶粒より粒径が
大きくなる。
ワイヤボンディング部分に、導電性金属粉末（Ag粉末）
を混合した第２のペースト９を塗布する（第３工程）。
そして、第11図に示すように、第２工程での焼成温度よ
りも高い925℃で焼成して第２のペースト９によるワイ
ヤボンディング用厚膜導体10を形成する（第４工程）。
このとき、第２工程での焼成温度より高い温度で焼成さ
れるので、より焼結（シンタリング）が進行したワイヤ
ボンディング用厚膜導体10の導電性金属の結晶粒の方が
回路形成用厚膜導体８の導電性金属の結晶粒より粒径が
大きくなる。
さらに、ワイヤボンディング用厚膜導体10上にワイヤボ
ンディングを施す（第５工程）。
ンディングを施す（第５工程）。
その結果、第１図で示した半導体装置が製造される。
〔第３実施例〕 次に、第３実施例を説明する。
第12図に示すように、ハイブリッドIC用基板１上に、ガ
ラス粉末と導電性金属粉末（Ag粉末）とを混合した第１
のペースト11を塗布する（第１工程）。そして、第１の
ペースト11上のワイヤボンディング部分に、ガラス粉末
と第１のペースト11の導電性金属粉末よりも粒径が大き
な導電性金属粉末（Ag粉末）を混合した第２のペースト
12を塗布する（第２工程）。
ラス粉末と導電性金属粉末（Ag粉末）とを混合した第１
のペースト11を塗布する（第１工程）。そして、第１の
ペースト11上のワイヤボンディング部分に、ガラス粉末
と第１のペースト11の導電性金属粉末よりも粒径が大き
な導電性金属粉末（Ag粉末）を混合した第２のペースト
12を塗布する（第２工程）。
次に、第13図に示すように、ハイブリッドIC用基板１を
850℃で焼成して第１のペースト11による回路形成用厚
膜導体13と第２のペースト12によるワイヤボンディング
用厚膜導体14とを形成する（第３工程）。このとき、第
２のペースト12の導電性金属粉末の粒径の方が第１のペ
ースト11の導電性金属粒径の粒子よりも大きいので、ワ
イヤボンディング用厚膜導体14の導電性金属の結晶粒の
方が回路形成用厚膜導体13の導電性金属の結晶粒より粒
径が大きくなる。
850℃で焼成して第１のペースト11による回路形成用厚
膜導体13と第２のペースト12によるワイヤボンディング
用厚膜導体14とを形成する（第３工程）。このとき、第
２のペースト12の導電性金属粉末の粒径の方が第１のペ
ースト11の導電性金属粒径の粒子よりも大きいので、ワ
イヤボンディング用厚膜導体14の導電性金属の結晶粒の
方が回路形成用厚膜導体13の導電性金属の結晶粒より粒
径が大きくなる。
そして、ワイヤボンディング用厚膜導体14上にワイヤボ
ンディングを施す（第４工程）。
ンディングを施す（第４工程）。
その結果、第１図で示した半導体装置が製造される。
以上詳述したようにこの発明によれば、厚膜形成プロセ
スを用いて安価で信頼性の高いワイヤボンディングが施
された半導体装置を提供できる優れた効果を発揮する。
スを用いて安価で信頼性の高いワイヤボンディングが施
された半導体装置を提供できる優れた効果を発揮する。
第１図は第１実施例の半導体装置を示す図、第２図及び
第３図は第１実施例の半導体装置の製造工程を示す図、
第４図はAg−Pd系の融点を示す図、第５図はワイヤの剥
がれ不良発生率を示す図、第６図は接合状態を説明する
ための図、第７図は接合状態を説明するための図、第８
図〜第11図は第２実施例の半導体装置の製造工程を示す
図、第12図及び第13図は第３実施例の半導体装置の製造
工程を示す図、第14図及び第15図は従来技術を説明する
ための図である。 １はハイブリッドIC用基板、２は第１のペースト、３は
第２のペースト、４は回路形成用厚膜導体、５はワイヤ
ボンディング用厚膜導体、７は第１のペースト、８は回
路形成用厚膜導体、９は第２のペースト、10はワイヤボ
ンディング用厚膜導体、11は第１のペースト、12は第２
のペースト、13は回路形成用厚膜導体、14はワイヤボン
ディング用厚膜導体。
第３図は第１実施例の半導体装置の製造工程を示す図、
第４図はAg−Pd系の融点を示す図、第５図はワイヤの剥
がれ不良発生率を示す図、第６図は接合状態を説明する
ための図、第７図は接合状態を説明するための図、第８
図〜第11図は第２実施例の半導体装置の製造工程を示す
図、第12図及び第13図は第３実施例の半導体装置の製造
工程を示す図、第14図及び第15図は従来技術を説明する
ための図である。 １はハイブリッドIC用基板、２は第１のペースト、３は
第２のペースト、４は回路形成用厚膜導体、５はワイヤ
ボンディング用厚膜導体、７は第１のペースト、８は回
路形成用厚膜導体、９は第２のペースト、10はワイヤボ
ンディング用厚膜導体、11は第１のペースト、12は第２
のペースト、13は回路形成用厚膜導体、14はワイヤボン
ディング用厚膜導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｗ
Claims (4)
- 【請求項１】ハイブリッドIC用基板上に、ガラスと導電
性金属粒子とを有する回路形成用厚膜導体を配置すると
ともに、前記回路形成用厚膜導体上におけるワイヤボン
ディング部分に、当該回路形成用厚膜導体の導電性金属
の結晶粒よりも粒径が大きな導電性金属の結晶粒を有す
るワイヤボンディング用厚膜導体を配置し、このワイヤ
ボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディングを施し
たことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】ハイブリッドIC用基板上に、ガラス粉末と
１種もしくは複数種の導電性金属粉末を混合した第１の
ペーストを塗布する第１工程と、 前記第１のペースト上のワイヤボンディング部分に、前
記第１のペーストの導電性金属粉末の１種もしくは合金
化時での融点よりも低い融点の１種もしくは複数種の導
電性金属粉末を混合した第２のペーストを塗布する第２
工程と、 所定温度で焼成して、ガラスと導電性金属粒子とを有す
る前記第１のペーストによる回路形成用厚膜導体と、回
路形成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大
きな導電性金属粒子を有する前記第２のペーストによる
ワイヤボンディング用厚膜導体とを形成する第３工程
と、 前記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディ
ングを施す第４工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】ハイブリッドIC用基板上に、ガラス粉末と
導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布する
第１工程と、 所定温度で焼成して、ガラスと導電性金属粒子とを有す
る前記第１のペーストによる回路形成用厚膜導体を形成
する第２工程と、 前記回路形成用厚膜導体上のワイヤボンディング部分
に、導電性金属粉末を混合した第２のペーストを塗布す
る第３工程と、 前記第２工程での焼成温度よりも高い温度で焼成して、
回路形成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が
大きな導電性金属粒子を有する前記第２のペーストによ
るワイヤボンディング用厚膜導体を形成する第４工程
と、 前記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディ
ングを施す第５工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】ハイブリッドIC用基板上に、ガラス粉末と
導電性金属粉末とを混合した第１のペーストを塗布する
第１工程と、 前記第１のペースト上のワイヤボンディング部分に、前
記第１のペーストの導電性金属粉末よりも粒径が大きな
導電性金属粉末を混入した第２のペーストを塗布する第
２工程と、 所定温度で焼成して、ガラスと導電性金属粒子とを有す
る前記第１のペーストによる回路形成用厚膜導体と、回
路形成用厚膜導体の導電性金属の結晶粒よりも粒径が大
きな導電性金属粒子を有する前記第２のペーストによる
ワイヤボンディング用厚膜導体とを形成する第３工程
と、 前記ワイヤボンディング用厚膜導体上にワイヤボンディ
ングを施す第４工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248503A JPH0760872B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248503A JPH0760872B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04125955A JPH04125955A (ja) | 1992-04-27 |
| JPH0760872B2 true JPH0760872B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=17179147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2248503A Expired - Lifetime JPH0760872B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760872B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0897553A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 導電パターンの構造 |
| JP4555998B2 (ja) * | 2002-03-01 | 2010-10-06 | 日立化成工業株式会社 | プリント配線板 |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP2248503A patent/JPH0760872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04125955A (ja) | 1992-04-27 |
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