JPH10107058A - 厚膜回路基板及びそのワイヤボンディング電極形成方法 - Google Patents

厚膜回路基板及びそのワイヤボンディング電極形成方法

Info

Publication number
JPH10107058A
JPH10107058A JP8262178A JP26217896A JPH10107058A JP H10107058 A JPH10107058 A JP H10107058A JP 8262178 A JP8262178 A JP 8262178A JP 26217896 A JP26217896 A JP 26217896A JP H10107058 A JPH10107058 A JP H10107058A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper
thick film
gold
wiring layer
insulating substrate
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.)
Granted
Application number
JP8262178A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3225854B2 (ja
Inventor
Kengo Oka
賢吾 岡
Takashi Nagasaka
長坂  崇
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP26217896A priority Critical patent/JP3225854B2/ja
Priority to US08/941,740 priority patent/US6020048A/en
Priority to DE19743737A priority patent/DE19743737B4/de
Publication of JPH10107058A publication Critical patent/JPH10107058A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3225854B2 publication Critical patent/JP3225854B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • H01L23/49883Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials the conductive materials containing organic materials or pastes, e.g. for thick films
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/245Reinforcing conductive patterns made by printing techniques or by other techniques for applying conductive pastes, inks or powders; Reinforcing other conductive patterns by such techniques
    • H05K3/247Finish coating of conductors by using conductive pastes, inks or powders
    • H05K3/248Finish coating of conductors by using conductive pastes, inks or powders fired compositions for inorganic substrates
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04042Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/05599Material
    • 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
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting 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
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting 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
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting 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
    • 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
    • H01L2224/4501Shape
    • H01L2224/45012Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015Cross-sectional shape being circular
    • 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
    • H01L2224/44Structure, 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
    • H01L2224/45147Copper (Cu) 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
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • 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
    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • 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
    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H01L2224/486Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area 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
    • H01L2224/48638Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area 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
    • H01L2224/48644Gold (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
    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48799Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu)
    • 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
    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48799Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu)
    • H01L2224/488Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu) with a principal constituent of the bonding area 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
    • H01L2224/48838Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu) with a principal constituent of the bonding area 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
    • H01L2224/48844Gold (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
    • H01L2224/73Means 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
    • 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
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201Compression bonding
    • H01L2224/85205Ultrasonic bonding
    • 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
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8538Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/85399Material
    • H01L2224/854Material 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
    • H01L2224/85438Material 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
    • H01L2224/85444Gold (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
    • H01L2224/91Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01005Boron [B]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01007Nitrogen [N]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01019Potassium [K]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01023Vanadium [V]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01028Nickel [Ni]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01029Copper [Cu]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01044Ruthenium [Ru]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01047Silver [Ag]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/0105Tin [Sn]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01057Lanthanum [La]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01068Erbium [Er]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/014Solder alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204Optical Diode
    • H01L2924/12042LASER
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/156Material
    • H01L2924/15786Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19043Component type being a resistor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20Parameters
    • H01L2924/207Diameter ranges
    • H01L2924/20753Diameter ranges larger or equal to 30 microns less than 40 microns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20Parameters
    • H01L2924/207Diameter ranges
    • H01L2924/20754Diameter ranges larger or equal to 40 microns less than 50 microns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20Parameters
    • H01L2924/207Diameter ranges
    • H01L2924/20755Diameter ranges larger or equal to 50 microns less than 60 microns
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/049Wire bonding
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/328Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/901Printed circuit
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24917Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including metal layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)配線層
と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)ワイヤ
を介して電気的に接続される厚膜回路基板にあって、好
適に小型、高密度化を図る。 【解決手段】セラミック基板1上に厚膜形成された銅
(Cu)配線層2の一部に重なるよう予め銅(Cu)の
添加された金(Au)厚膜ペーストを印刷焼成してワイ
ヤボンディング電極とする金(Au)厚膜ランド4を形
成する。そして、同基板1に搭載された半導体部品7と
この金(Au)厚膜ランド4とを金(Au)ワイヤ8に
より直接ボンディングして半導体部品7と銅(Cu)配
線層2とを電気的に接続する。金(Au)厚膜ランド4
の形成に際しては、予め銅(Cu)の添加された金(A
u)厚膜ペーストを用いたことで、カーケンドール現象
に起因する断線を抑制し、銅(Cu)配線層2との安定
した接合を得ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、厚膜回路基板及
びそのワイヤボンディング電極形成方法に関し、特にボ
ンディングワイヤとして金(Au)ワイヤが用いられる
厚膜回路基板としての好適な基板構造、及びそのワイヤ
ボンディング電極を形成する方法の具現に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばエンジン制御装置のICイグナイ
タやICレギュレータ等に用いられる厚膜回路基板にあ
っては通常、セラミック基板などの絶縁基板上に導体配
線層が印刷焼成され、それら配線層間に所望のシート抵
抗値を有する厚膜抵抗体が印刷焼成されて厚膜回路が形
成される。
【0003】また場合によっては、その後必要に応じ
て、それら形成した厚膜回路上に保護膜としてのガラス
体を印刷焼成し、最後にレーザトリミングによって上記
抵抗体を所望とする抵抗値に合わせ込むなどの処理が行
われる。
【0004】ところで、こうした厚膜回路基板にあっ
て、上記導体配線層としてはかつて、銀(Ag)からな
る配線層が主に用いられてきた。これは、銀(Ag)自
体その加工性や電気的性能に優れているためではある
が、何よりも、上記厚膜抵抗体の材料が酸化ルテニウム
(RuO2 )など、窒素雰囲気下では焼成することので
きない材料しかなかったことによるところが大きい。そ
して、該厚膜抵抗体材料としての酸化ルテニウム(Ru
O2 )自体、同抵抗体としての性能も極めて優れたもの
であった。
【0005】しかし近年、窒素雰囲気下にて焼成するこ
とのできる酸化錫(SnO2 )系、或いはホウ化ランタ
ン(LaB6 )系の厚膜抵抗体材料が新たに開発される
に至り、上記導体配線層としても、より安価な銅(C
u)からなる配線層が主に用いられるようになってきて
いる。
【0006】そして、これら酸化錫(SnO2 )系、或
いはホウ化ランタン(LaB6 )系の厚膜抵抗体も同抵
抗体としての性能は極めて優れたものであり、しかもそ
れらの厚膜形成に際しては、銅(Cu)配線層共々、窒
素雰囲気下にて焼成することができるため、厚膜回路基
板全体としての加工性も極めて優れたものとなってい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年の厚膜回路基板に
あってはこのように、厚膜抵抗体としては酸化錫(Sn
O2 )系、或いはホウ化ランタン(LaB6 )系の材料
が主に用いられ、また、導体配線層としては銅(Cu)
厚膜からなる配線層が主に用いられている。
【0008】一方、こうした厚膜回路基板にあって上記
絶縁基板上に半導体部品を搭載する場合、該搭載した半
導体部品は、何らかの方法で上記導体配線層と電気的に
接続する必要がある。そして、これら半導体部品と導体
配線層とを電気的に接続する手法のひとつにワイヤボン
ディングによる接続がある。
【0009】ここで、このワイヤボンディングによる接
続においては、ボンディングワイヤとして金(Au)ワ
イヤを用いることが、その信頼性の面から最もよいとさ
れている。因みに、この金(Au)ワイヤをボンディン
グワイヤとして用いた場合、ワイヤ径が30〜50μm
程度に微細化された場合でも断線し難く、しかも高温等
の厳しい環境におかれてもその接合性は劣化せず、むし
ろ向上するようになることが知られている。
【0010】ところが、この金(Au)ワイヤは、導体
配線層として近年用いられるようになった上記銅(C
u)配線層とは直接にボンディングすることができず、
この金(Au)ワイヤをボンディングワイヤとして用い
る場合には、絶縁基板側にも金(Au)厚膜によるラン
ドが施されていることが、その接合にかかる高い信頼性
を得る上での必要条件となっている。しかし、基板上の
全ての導体配線層をこの金(Au)厚膜によって形成す
ることは、同厚膜回路基板のコストアップを招くことと
なり望ましくない。
【0011】そこで、図9(a)に例示するように、上
記セラミック基板等の絶縁基板1に厚膜形成された銅
(Cu)配線層2の一部に重なるように金(Au)厚膜
ランド9を併せて厚膜形成し、この金(Au)厚膜ラン
ド9に対して金(Au)ワイヤ8をボンディングする構
造が考えられる。
【0012】しかしこの場合、上記金(Au)厚膜ラン
ド9の形成過程において、詳しくは金(Au)厚膜ペー
ストを同図9(a)に示される態様で印刷し、その乾燥
後、600℃以上の温度にてこれを焼成する過程におい
て、金(Au)厚膜が、上記銅(Cu)配線層2の端辺
で図9(b)に示される態様で断線するといった問題が
生じることが発明者等によって確認されている。
【0013】これは、上記金(Au)厚膜ペースト中の
金(Au)が上記銅(Cu)配線層2を形成する銅(C
u)厚膜部分に急激に拡散することによって生じるカー
ケンドール現象によるものと推定される。このカーケン
ドール現象とは、異なる2つの金属が相互拡散により接
合される場合、各々の材料がもつ固有拡散係数に差があ
ると、拡散係数の大きい材料側に空洞が生じる現象であ
る。
【0014】なお従来、この対策として、図10に例示
するように、 (1)セラミック基板等の絶縁基板1上に銅(Cu)配
線層2を厚膜形成した後(図10(a))、適宜の間隙
Gだけ離間して金(Au)厚膜ランド9を同じく厚膜形
成する(図10(b))。 (2)その後、これら銅(Cu)配線層2及び金(A
u)厚膜ランド9の各々に部分的に重なるようニッケル
導体ペーストからなる接続部10を印刷焼成して、銅
(Cu)配線層2及び金(Au)厚膜ランド9を電気的
に接続する(図10(c))。 (3)こうして銅(Cu)配線層2と電気的に接続され
た金(Au)厚膜ランド9に対して金(Au)ワイヤ8
をボンディングする(図10(c))。といった構造も
提案されてはいる。
【0015】しかしこの場合には、上述した断線こそ生
じ難いものの、 (i)上記接続部10の印刷ずれ、或いはニッケル導体
ペーストのダレ等を考慮すると、同接続部10は、図1
0(c)に示されるように、銅(Cu)配線層2や金
(Au)厚膜ランド9よりも大きめに(大きな幅をもっ
て)形成する必要があり、レイアウトの自由度が大きく
拘束される。 (ii)また、このような接続部10が必要とされるこ
とで、小型、高密度化の障害ともなる。 (iii)製造工程が複雑になり、コストアップも免れ
ない。等々、実用上はいまだ問題が多い。
【0016】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、導体配線層として銅(Cu)配線層が用
いられ、またボンディングワイヤとして金(Au)ワイ
ヤが用いられる場合であれ、レイアウトの自由度を維持
して、好適に小型、高密度化を図ることのできる厚膜回
路基板を提供することを目的とする。
【0017】またこの発明は、こうした厚膜回路基板に
あって、上記銅(Cu)配線層と金(Au)厚膜ランド
とのより安定した接合を可能ならしめる厚膜回路基板の
ワイヤボンディング電極形成方法を提供することを目的
とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、この発明にかかる厚膜回路基板では、請求項1に
記載のように、 ・前記銅(Cu)配線層と少なくとも一部が重なるよう
絶縁基板上に厚膜形成されて前記金(Au)ワイヤが直
接ボンディングされるワイヤボンディング電極を具え
る。といった基板構造を採用する。
【0019】ここで、金(Au)ワイヤが直接ボンディ
ングされる上記ワイヤボンディング電極とは、少なくと
も金(Au)がその主成分となるものであるが、これが
如何なるかたちで形成される場合であれ、こうして銅
(Cu)配線層と電気的且つ機械的に接続されるワイヤ
ボンディング電極を具えることで、レイアウトの自由度
が拘束されることはなく、しかも厚膜回路基板としての
小型、高密度化も容易となる。また同構造によれば、前
記接続部に相当する部分を別途設ける必要もないため、
コスト的にもより安価に同厚膜回路基板を製造すること
ができるようにもなる。
【0020】そして特に、請求項2に記載のように、 ・前記ワイヤボンディング電極は、予め銅(Cu)の添
加された金(Au)厚膜電極からなる。といった構造、
或いは請求項3に記載のように、 ・前記ワイヤボンディング電極は金(Au)厚膜電極か
らなり、同電極と重なりをもつ前記銅(Cu)配線層
は、予め金(Au)の添加された銅(Cu)配線として
厚膜形成される。といった構造によれば、その形成過程
において前記カーケンドール現象に起因する断線が発生
するようなことも好適に抑制され、ワイヤボンディング
電極及び銅(Cu)配線層間のより安定した接合構造を
得ることができるようになる。
【0021】なお、これら請求項2、或いは3記載の発
明によるように、予め銅(Cu)の添加された金(A
u)、或いは予め金(Au)の添加された銅(Cu)を
用いるということは、その焼成時、それら金属間におい
て相互拡散が生じるとしても、その拡散速度が低下し
て、カーケンドール現象による空洞が生じ難くなること
を意味する。
【0022】また、請求項4に記載のように、 ・前記ワイヤボンディング電極は前記銅(Cu)配線層
に少なくともその一部が重なるよう厚膜形成される金
(Au)厚膜電極からなり、前記銅(Cu)配線層は、
該ワイヤボンディング電極が実質的に重なる部分のみに
予め金(Au)の添加された銅(Cu)厚膜層を有して
構成される。といった構造によれば、上記請求項3記載
の構造のように銅(Cu)配線層側に予め金(Au)の
添加された銅(Cu)を用いる場合であれ、その金(A
u)の添加される部分を上記ワイヤボンディング電極が
実質的に重なる部分のみに制限することができるように
なる。すなわちこの銅(Cu)配線層において、該ワイ
ヤボンディング電極が実質的に重なる部分以外は、はん
だのなじみ等、銅(Cu)配線としての良さが保持され
るようになる。またこの場合、少なくとも上記金(A
u)ワイヤとはより安定した接合を実現することができ
るようにもなる。
【0023】また、ワイヤボンディング電極の一部に銅
(Cu)配線層が重ねて形成される場合には、請求項5
に記載のように、 ・前記ワイヤボンディング電極は前記絶縁基板上に直接
厚膜形成された金(Au)厚膜電極からなり、該金(A
u)厚膜電極は、前記銅(Cu)配線層が実質的に重な
り形成される部分のみに予め銅(Cu)の添加された金
(Au)厚膜層を有して構成される。といった構造を採
用することもできる。このような構造によっても、ワイ
ヤボンディング電極及び銅(Cu)配線層間の安定した
接合構造を維持しつつ、少なくとも上記金(Au)ワイ
ヤとは、より安定した接合を実現することができるよう
になる。
【0024】一方、上記請求項1または2記載の構造を
有する厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方法
として、請求項6に記載のように、 (1)銅(Cu)配線層を絶縁基板上に印刷焼成する工
程。 (2)該形成された銅(Cu)配線層に少なくとも一部
が重なるよう、予め銅(Cu)を添加した金(Au)厚
膜をワイヤボンディング電極として同絶縁基板上に印刷
焼成する工程。を具える方法、或いは上記請求項1また
は3記載の構造を有する厚膜回路基板のワイヤボンディ
ング電極形成方法として、請求項7に記載のように、 (1)銅(Cu)配線層として予め金(Au)を添加し
た銅(Cu)厚膜を絶縁基板上に印刷焼成する工程。 (2)該形成された銅(Cu)配線層に少なくとも一部
が重なるよう金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極
として同絶縁基板上に印刷焼成する工程。を具える方法
によれば、上記ワイヤボンディング電極の焼成過程にお
いて前記カーケンドール現象に起因する断線が発生する
ようなことも好適に抑制され、上記銅(Cu)配線層と
のより安定した結合を有するワイヤボンディング電極を
形成することができるようになる。
【0025】なお、これら請求項6、或いは7記載の発
明において、予め銅(Cu)を添加した金(Au)、或
いは予め金(Au)を添加した銅(Cu)を用いること
により、ワイヤボンディング電極の焼成時、それら金属
間において相互拡散が生じるとしてもその拡散速度を低
下せしめ、ひいてはカーケンドール現象による空洞の発
生を抑制することができるようになることは上述した通
りである。
【0026】また、上記銅(Cu)配線層及び上記ワイ
ヤボンディング電極の形成順序は逆であってもよい。す
なわち、請求項8に記載のように、 (1)予め銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜をワイ
ヤボンディング電極として絶縁基板上に印刷焼成する工
程。 (2)該形成されたワイヤボンディング電極の一部に重
なるよう銅(Cu)配線層を同絶縁基板上に印刷焼成す
る工程。を具える方法、或いは請求項9に記載のよう
に、 (1)金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極として
絶縁基板上に印刷焼成する工程 (2)該形成されたワイヤボンディング電極の一部に重
なるよう、銅(Cu)配線層として予め金(Au)を添
加した銅(Cu)厚膜を同絶縁基板上に印刷焼成する工
程。を具える方法によっても、実質的には上記請求項6
或いは7記載の発明と同様、上記銅(Cu)配線層との
より安定した結合を有するワイヤボンディング電極を形
成することができる。
【0027】また、上記請求項1または4記載の構造を
有する厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方法
として、請求項10に記載のように、 (1)銅(Cu)配線層を絶縁基板上に印刷焼成する工
程。 (2)該形成された銅(Cu)配線層の一部に予め金
(Au)を添加した銅(Cu)厚膜を印刷焼成する工
程。 (3)この金(Au)を添加した銅(Cu)厚膜部分に
重なるよう金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極と
して同絶縁基板上に印刷焼成する工程。を具える方法、
或いは請求項11に記載のように、 (1)銅(Cu)配線層を絶縁基板上に印刷する工程。 (2)該印刷された銅(Cu)配線層の一部に予め金
(Au)を添加した銅(Cu)厚膜を印刷する工程。 (3)これら印刷した銅(Cu)配線層及び金(Au)
を添加した銅(Cu)厚膜を一括焼成する工程。 (4)前記金(Au)を添加した銅(Cu)厚膜部分に
重なるよう金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極と
して同絶縁基板上に印刷焼成する工程。を具える方法に
よれば、銅(Cu)配線層側に予め金(Au)の添加さ
れた銅(Cu)を用いる場合であれ、その金(Au)の
添加される部分を上記ワイヤボンディング電極が実質的
に重なる部分のみに制限することができるとともに、上
記予め金(Au)を添加した銅(Cu)厚膜と上記ワイ
ヤボンディング電極となる金(Au)厚膜との間では、
断線等の生じない安定した接合が行われるようになる。
【0028】なおこの場合、特に請求項11記載の形成
方法を採用することで、焼成工程を一工程省くことがで
きるようになり、ひいては同ワイヤボンディング電極の
形成をより効率よく行うことができるようになる。
【0029】更にまた、上記請求項1または5記載の構
造を有する厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成
方法として、請求項12に記載のように、 (1)金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極として
絶縁基板上に印刷焼成する工程。 (2)該形成されたワイヤボンディング電極の一部に予
め銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜を印刷焼成する
工程。 (3)この銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜部分に
重なるよう前記銅(Cu)配線層を同絶縁基板上に印刷
焼成する工程。を具える方法、或いは請求項13に記載
のように、 (1)金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極として
絶縁基板上に印刷する工程。 (2)該印刷されたワイヤボンディング電極の一部に予
め銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜を印刷する工
程。 (3)これら印刷した金(Au)厚膜及び銅(Cu)を
添加した金(Au)厚膜を一括焼成する工程。 (4)前記銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜部分に
重なるよう前記銅(Cu)配線層を同絶縁基板上に印刷
焼成する工程。を具える方法によっても、銅(Cu)配
線層とのより安定した接合を有するワイヤボンディング
電極を形成することができるようになる。
【0030】なおこの場合も、特に請求項13記載の形
成方法を採用することで、焼成工程を一工程省くことが
できるようになり、ひいては同ワイヤボンディング電極
の形成をより効率よく行うことができるようになる。
【0031】他方、これらのワイヤボンディング電極形
成方法において、請求項14に記載のように、・前記金
(Au)に対する前記銅(Cu)の添加量、若しくは前
記銅(Cu)に対する前記金(Au)の添加量を、焼成
過程におけるそれら金属の相互拡散を補いうる量に選
ぶ。といった方法によれば、前述したカーケンドール現
象に起因する断線の発生を的確に防止することができる
ようになる。
【0032】そしてこの場合、請求項15に記載のよう
に、 ・前記金(Au)に対する前記銅(Cu)の添加量、若
しくは前記銅(Cu)に対する前記金(Au)の添加量
を1.5〜12重量%とする。といった方法によれば、
上記断線の発生が必要十分に防止されるとともに、特に
該1.5〜12重量%の銅(Cu)を予め添加した金
(Au)厚膜をワイヤボンディング電極とする場合に
は、金(Au)ワイヤとの接合強度も必要十分に維持さ
れることが発明者等による実験によって確認されてい
る。
【0033】またこの場合、請求項16に記載のよう
に、 ・前記金(Au)に対する前記銅(Cu)の添加量、若
しくは前記銅(Cu)に対する前記金(Au)の添加量
を3〜10重量%とする。といった方法によれば、上記
断線の発生がより的確に防止されるとともに、特に該3
〜10重量%の銅(Cu)を予め添加した金(Au)厚
膜をワイヤボンディング電極とする場合には、金(A
u)ワイヤとのより強固な接合強度が維持されることも
発明者等による実験によって確認されている。
【0034】
【発明の実施の形態】図1に、この発明にかかる厚膜回
路基板の一実施形態を示す。この実施形態の厚膜回路基
板は、同図1に示されるように、絶縁基板としてのセラ
ミック基板1上に、銅(Cu)配線層2が厚膜形成され
るとともに、それら銅(Cu)配線層2間に所望のシー
ト抵抗値を有する酸化錫(SnO2 )系、或いはホウ化
ランタン(LaB6 )系の抵抗体3が同じく厚膜形成さ
れて構成されている。
【0035】これら酸化錫(SnO2 )系、或いはホウ
化ランタン(LaB6 )系の厚膜抵抗体3が同抵抗体と
して極めて優れた性能を有し、しかもその厚膜形成に際
しては、銅(Cu)配線層2共々、窒素雰囲気下にて焼
成することができるなど、銅(Cu)配線層2も含め、
その加工性も極めて優れていることは前述した通りであ
る。
【0036】一方、同厚膜回路基板において、上記セラ
ミック基板1上には半導体部品7が接着剤6によって接
着搭載されており、上記銅(Cu)配線層2のうちの該
半導体部品7と電気的な接続が所望される部分には、そ
の一部に重なるように、予め銅(Cu)の添加された金
(Au)厚膜ペーストを印刷焼成して形成したワイヤボ
ンディング電極としての金(Au)厚膜ランド4が設け
られている。
【0037】そして、同厚膜回路基板にあっては図1に
示されるように、上記半導体部品7とこの金(Au)厚
膜ランド4とを金(Au)ワイヤ8により直接ボンディ
ングして、半導体部品7と上記銅(Cu)配線層2との
電気的な接続を図るようにしている。このようなワイヤ
ボンディングによって搭載部品と配線層との電気的な接
続を図る場合、そのボンディングワイヤとして該金(A
u)ワイヤ8を用いることが信頼性の面で最も望ましい
ことも前述した。
【0038】因みに同実施形態にかかる厚膜回路基板の
場合、そのワイヤボンディング電極として、上記銅(C
u)配線層2の一部に重なるように金(Au)厚膜ラン
ド4を厚膜形成したことで、このような金(Au)ワイ
ヤ8の使用、並びにその直接ボンディングを可能として
いる。
【0039】また同実施形態にかかる厚膜回路基板にあ
っては、この金(Au)厚膜ランド4の形成に際し、予
め銅(Cu)の添加された金(Au)厚膜ペーストを用
いたことで、前記カーケンドール現象に起因する断線を
抑制し、銅(Cu)配線層2との安定した接合を実現す
るようにしている。
【0040】すなわち、予め銅(Cu)の添加された金
(Au)厚膜ペーストを用いるということは、その焼成
時、銅(Cu)配線層2と金(Au)厚膜ランド4との
間においてそれら金属の相互拡散が生じるとしても、そ
の拡散速度が低下して、前記カーケンドール現象による
空洞が生じ難くなることを意味する。
【0041】そして、こうして銅(Cu)配線層2と金
(Au)厚膜ランド4との直接接合が可能になったこと
により、先の図10に例示した厚膜回路基板にあって必
要とされた接続部10の配設等は一切不要となり、上記
金(Au)ワイヤ8の使用とも相まって、 ・厚膜回路基板としてのレイアウトの自由度は好適に維
持される。 ・同厚膜回路基板の小型、高密度化が容易である。 ・簡素な構造であるため製造も容易であり、そのコスト
も安価となる。 等々、極めて優れた厚膜回路基板構造が実現されるよう
になる。
【0042】なお、同図1に示した厚膜回路基板におい
て、符号5は、ガラスペースト等を印刷焼成して形成し
た保護膜であり、上記搭載部品(半導体部品7)との接
続がなされない銅(Cu)配線層2、厚膜抵抗体3、及
び金(Au)厚膜ランド4の一部はこの保護膜5によっ
て保護されるようになる。
【0043】図2及び図3は、こうした厚膜回路基板の
製造プロセスを示したものであり、次に、これら図2及
び図3を併せ参照して、同厚膜回路基板の主に上記ワイ
ヤボンディング電極の形成を中心とした製造方法につい
て説明する。
【0044】同厚膜回路基板の製造に際してはまず、図
2(a)に示されるように、セラミック基板1上に銅
(Cu)厚膜ペーストを印刷し、これを100〜125
℃にて乾燥した後、窒素雰囲気下、850〜950℃に
て焼成して、銅(Cu)配線層2を形成する。
【0045】次いで、図2(b)に示されるように、上
記形成した銅(Cu)配線層2間の所望の部分に、それ
ら銅(Cu)配線層2の端辺部分と各々100μm以上
重なるよう、酸化錫(SnO2 )系或いはホウ化ランタ
ン(LaB6 )系の厚膜抵抗ペーストを印刷し、これを
100〜125℃にて乾燥した後、同じく窒素雰囲気
下、850〜950℃にて焼成して、厚膜抵抗体3を形
成する。
【0046】更にその後、図3(a)に示されるよう
に、部品の搭載が所望される部分近傍に、上記銅(C
u)配線層2の端辺部分とやはり100μm以上重なる
よう、予め銅(Cu)の添加された金(Au)厚膜ペー
ストを印刷する。そして、これを100〜125℃にて
乾燥した後、窒素雰囲気下、600℃以上にて焼成し
て、ワイヤボンディング電極としての金(Au)厚膜ラ
ンド4を形成する。
【0047】なおここで、上記予め銅(Cu)の添加さ
れた金(Au)厚膜ペーストとしては、 金(Au)粉末 :80wt(重量)% 銅(Cu)粉末 : 3wt% 潤滑剤としてのガラス成分 : 5wt% 揮発性の溶剤であるビークル:12wt% を混合してペースト化したものを用いた。
【0048】このように、金(Au)厚膜ランド4の形
成に、3wt%の銅(Cu)粉末が予め添加された金
(Au)厚膜ペーストを用いたことにより、その焼成に
際しても前述した断線等は生じることなく、上記銅(C
u)配線層2との安定した接合を得ることができた。
【0049】これは、金(Au)厚膜ペーストの焼成に
際して、同ペースト中に銅(Cu)配線層2中の銅(C
u)が拡散されるにしろ、該ペースト自体に銅(Cu)
粉末が予め添加されているためにその拡散速度が低下
し、前記カーケンドール現象による空洞が生じ難くなっ
たためと推定される。
【0050】こうして金(Au)厚膜ランド4を形成す
ると、次に、図3(b)に示されるように、基板1上の
部品が搭載される部分やワイヤボンディングが施される
部分以外の領域に、ガラスペーストを印刷し、これを1
00〜125℃にて乾燥した後、窒素雰囲気下、500
〜600℃にて焼成して、保護膜5を形成する。
【0051】そしてその後、図3(c)に示されるよう
に、基板1上の部品の搭載が所望される箇所に接着剤6
を塗布し、更に図3(d)に示されるように、この塗布
した接着剤6の上に半導体部品7を載置した状態で常温
〜150℃下に放置し、接着剤6の硬化に併せて半導体
部品7をセラミック基板1に接合する。
【0052】こうして半導体部品7をセラミック基板1
に接合すると、最後に、同セラミック基板1をその裏面
から80〜200℃に加熱しつつ、超音波を利用したワ
イヤボンディング法により半導体部品7と上記金(A
u)厚膜ランド4との間に金(Au)ワイヤ8を直接ボ
ンディングして、図1に示した構造を有する厚膜回路基
板を完成する。
【0053】同厚膜回路基板にあっては上述のように、
ワイヤボンディング電極として上記金(Au)厚膜ラン
ド4を設けたことで、こうした金(Au)ワイヤ8の使
用、並びにその直接ボンディングを可能ならしめるとと
もに、その信頼性の高い接合を実現している。
【0054】そして同製造方法にあっては、この金(A
u)厚膜ランド4の形成に際し、予め銅(Cu)粉末が
添加された金(Au)厚膜ペーストを用いたことで、上
記銅(Cu)配線層2との安定した接合にも成功してい
る。
【0055】ところで、同製造方法にあっては、この銅
(Cu)粉末の添加量を3wt%としたが、該添加量は
基本的に、焼成過程におけるそれら金(Au)と銅(C
u)との相互拡散を補いうる量であればよい。少なくと
もこうした量の銅(Cu)粉末が予め添加されること
で、カーケンドール現象に起因する金(Au)厚膜ラン
ド4の断線等は的確に抑制されるようになる。
【0056】ただし、この銅(Cu)粉末の添加量が過
剰となる場合には、金(Au)厚膜ランド4中に含まれ
る銅(Cu)成分が多くなりすぎて、上記金(Au)ワ
イヤ8との接合に問題を生じることがある。
【0057】図4は、上記金(Au)ワイヤ8のワイヤ
剥がれ発生率とこうした銅(Cu)添加量との関係、並
びに金(Au)厚膜ランド4−銅(Cu)配線層2間の
接合抵抗値とこうした銅(Cu)添加量との関係につい
て、それぞれ発明者等による実験の結果を示したもので
ある。
【0058】すなわち同図4において、特性線L1は、
金(Au)ワイヤ8のワイヤ剥がれ発生率と金(Au)
厚膜ペースト(金(Au)厚膜ランド4)に対する銅
(Cu)添加量との関係を示しており、該特性線L1に
よれば、 ・銅(Cu)添加量が10wt%までであれば、ワイヤ
剥がれが発生することはない。 ・銅(Cu)添加量が12wt%までであれば、ワイヤ
剥がれ発生率は10%未満であり、実用上殆ど無視でき
る程度である。 ・銅(Cu)添加量が12wt%を超えると、急激にワ
イヤ剥がれ発生率が上がり、実用に耐えなくなる。 といったことが判る。
【0059】一方、同図4において、特性線L2は、金
(Au)厚膜ランド4−銅(Cu)配線層2間の接合抵
抗値、すなわちそれら厚膜の接合性と同じく金(Au)
厚膜ペーストに対する銅(Cu)添加量との関係を示し
ており、該特性線L2によれば、 ・銅(Cu)添加量が0wt%、すなわち銅(Cu)添
加がなかった場合には、接合抵抗値が無限大、すなわち
断線に至る。 ・銅(Cu)添加量が1.5wt%以上あれば、配線材
料としての一般的な抵抗値である2〜5mΩ/□以下で
ある条件をクリアすることができる。すなわち、金(A
u)厚膜ランド4−銅(Cu)配線層2間の必要十分な
接合を得ることはできる。 ・更に、銅(Cu)添加量が3wt%以上あれば、接合
抵抗値も2mΩ/□未満となり、それら金(Au)厚膜
ランド4−銅(Cu)配線層2間のより安定した接合を
得ることができる。といったことが判る。
【0060】結局、同図4に基づくこれら結果によれ
ば、金(Au)厚膜ランド4を中心にその金(Au)ワ
イヤ8との接合性、或いは銅(Cu)配線層2との接合
性は、上記金(Au)厚膜ペーストに対する銅(Cu)
添加量によって大きく左右され、総括すると次のような
関係にあることが判る。
【0061】(1)銅(Cu)添加量を1.5〜12w
t%の範囲(図4にA1にて付記する範囲)とすること
で、金(Au)厚膜ランド4と金(Au)ワイヤ8との
間、並びに金(Au)厚膜ランド4と銅(Cu)配線層
2との間における必要十分な接合を得ることができる。
【0062】(2)銅(Cu)添加量を3〜10wt%
の範囲(図4にA2にて付記する範囲)とすることで、
金(Au)厚膜ランド4と金(Au)ワイヤ8との間、
並びに金(Au)厚膜ランド4と銅(Cu)配線層2と
の間におけるより安定した接合を得ることができる。
【0063】因みに、上述のワイヤボンディング電極形
成方法にかかる3wt%といった銅(Cu)添加量は、
金(Au)厚膜ランド4と金(Au)ワイヤ8との間に
おいて、更には金(Au)厚膜ランド4と銅(Cu)配
線層2との間において、より安定した接合を得ることの
できる添加量となっている。
【0064】以上説明したように、上記ワイヤボンディ
ング電極形成方法に基づきそのボンディング電極が形成
される同実施形態にかかる厚膜回路基板によれば、 (イ)厚膜回路基板としてのレイアウトの自由度は好適
に維持される。 (ロ)同厚膜回路基板の小型、高密度化が容易である。 (ハ)簡素な構造であるため製造も容易であり、そのコ
ストも安価となる。 (ニ)各接合部においては、電気的にも機械的にも安定
した接合が得られる。 等々、多くの優れた効果が奏せられるようになる。
【0065】なお、同実施形態にあっては、銅(Cu)
配線層2の端辺に一部分のみが重なるよう上記金(A
u)厚膜ランド4を形成することとしたが、図5に該当
部分を拡大して示すように、該金(Au)厚膜ランド4
は、その全部分が銅(Cu)配線層2に重なるように形
成するようにしてもよい。
【0066】また、同実施形態にあっては、銅(Cu)
配線層2に重ねて該金(Au)厚膜ランド4を形成する
こととしたが、これも図6に該当部分を拡大して示すよ
うに、セラミック基板1上に先に金(Au)厚膜ランド
4を形成し、その一部に重なるよう銅(Cu)配線層2
を形成する構造とすることもできる。
【0067】また、同実施形態にあっては、金(Au)
厚膜ランド4を形成する金(Au)厚膜ペーストに対し
て予め銅(Cu)を添加することとしたが、金(Au)
厚膜ランドについてはこれを銅(Cu)添加のない金
(Au)厚膜ペーストによって形成し、銅(Cu)配線
層2を形成する銅(Cu)厚膜ペーストの側に予め適量
の金(Au)を添加することとしてもよい。
【0068】なおこの場合、金(Au)厚膜ランド自体
は純粋な金(Au)厚膜ペーストによって形成されるた
め、上記金(Au)ワイヤ8との接合性については考慮
する必要がない。したがってこの場合、銅(Cu)厚膜
ペーストに対する金(Au)の添加量は、焼成過程にお
けるそれら金(Au)と銅(Cu)との相互拡散を補い
うる量として決定されることとなる。もっともこの場合
であれ、金(Au)の添加量として上述した1.5〜1
2wt%といった範囲、或いは3〜10wt%といった
範囲は有効である。少なくともこうした量の金(Au)
粉末が予め添加されることで、カーケンドール現象に起
因する断線等の発生は好適に抑制されるようになる。
【0069】ところで、このように銅(Cu)配線層2
を形成する銅(Cu)厚膜ペーストの側に予め金(A
u)を添加する場合、例えばはんだのなじみ等、銅(C
u)配線層2としての性能が低下する懸念がある。
【0070】そのような場合、図7に例示する構造が有
効となる。すなわちこの図7において、符号9は、上記
純粋な金(Au)厚膜ペーストによって形成された金
(Au)厚膜ランドを示し、符号2’は、銅(Cu)配
線層2上にあって、この金(Au)厚膜ランド9が実質
的に重なる部分のみに形成された予め金(Au)の拡散
された銅(Cu)厚膜を示している。
【0071】このような構造を採用することにより、銅
(Cu)配線層2側に予め金(Au)の添加された銅
(Cu)を用いる場合であれ、その金(Au)の添加さ
れる部分をワイヤボンディング電極である上記金(A
u)厚膜ランド9が実質的に重なる部分のみに制限する
ことができるようになる。すなわちこの銅(Cu)配線
層2において、該金(Au)厚膜ランド9が重なる部分
以外は、はんだのなじみ等、銅(Cu)配線としての良
さが保持されるようになる。またこうした構造によれ
ば、金(Au)厚膜ランド9が純粋な金(Au)厚膜ペ
ーストによって形成される分、少なくとも金(Au)ワ
イヤ8とはより安定した接合を実現することができるよ
うにもなる。
【0072】なお、こうしたワイヤボンディング電極の
形成手順としては、 (1)セラミック基板1上に銅(Cu)配線層2を印刷
焼成する。 (2)該形成された銅(Cu)配線層2の一部に予め金
(Au)を添加した銅(Cu)厚膜2’を印刷焼成す
る。 (3)この金(Au)を添加した銅(Cu)厚膜2’に
重なるように金(Au)厚膜ランド9をワイヤボンディ
ング電極として同セラミック基板1上に印刷焼成する。
といった手順、或いは (1)セラミック基板1上に銅(Cu)配線層2を印刷
する。 (2)該形成された銅(Cu)配線層2の一部に予め金
(Au)を添加した銅(Cu)厚膜2’を印刷する。 (3)これら印刷した銅(Cu)配線層2及び金(A
u)を添加した銅(Cu)厚膜2’を一括焼成する。 (4)上記金(Au)を添加した銅(Cu)厚膜2’に
重なるように金(Au)厚膜ランド9をワイヤボンディ
ング電極として同セラミック基板1上に印刷焼成する。
といった手順が有効である。上記焼成は前述のように、
全て窒素雰囲気下にて行われる。
【0073】このような手順にて同ワイヤボンディング
電極の形成を行うことによっても、上記予め金(Au)
を添加した銅(Cu)厚膜2’と金(Au)厚膜ランド
9との間では、断線等の生じない安定した接合が行われ
るようになる。
【0074】なおこの場合、上記(1)〜(4)の工程
を具える後者の手順を特に採用することで、焼成工程を
一工程省くことができるようになり、ひいては同ワイヤ
ボンディング電極の形成をより効率よく行うことができ
るようになる。
【0075】また、このような構造は、セラミック基板
上にワイヤボンディング電極とする金(Au)厚膜ラン
ドを先に形成し、その一部に重なるよう銅(Cu)配線
層を形成する場合にも有効である。図8にその一例を示
す。
【0076】すなわちこの図8において、符号9は、上
記同様、純粋な金(Au)厚膜ペーストによって形成さ
れた金(Au)厚膜ランドを示し、また符号4’は、こ
の金(Au)厚膜ランド9上にあって、銅(Cu)配線
層2が実質的に重なる部分のみに形成された予め銅(C
u)の拡散された金(Au)厚膜を示している。
【0077】このような構造によっても、ワイヤボンデ
ィング電極及び銅(Cu)配線層間の安定した接合構造
を維持しつつ、少なくとも金(Au)ワイヤ8とは、よ
り安定した接合を実現することができるようになる。
【0078】なお、こうしたワイヤボンディング電極の
形成手順としては、 (1)金(Au)厚膜ランド9をワイヤボンディング電
極としてセラミック基板1上に印刷焼成する。 (2)該形成された金(Au)厚膜ランド9の一部に予
め銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜4’を印刷焼成
する。 (3)この銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜4’に
重なるよう銅(Cu)配線層2を同セラミック基板1上
に印刷焼成する。といった手順、或いは (1)金(Au)厚膜ランド9をワイヤボンディング電
極としてセラミック基板1上に印刷する。 (2)該印刷された金(Au)厚膜ランド9の一部に予
め銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜4’を印刷す
る。 (3)これら印刷した金(Au)厚膜ランド9及び予め
銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜4’を一括焼成す
る。 (4)上記銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜4’に
重なるよう銅(Cu)配線層2を同セラミック基板1上
に印刷焼成する。といった手順が有効である。上記焼成
も全て窒素雰囲気下にて行われる。
【0079】このような手順にて同ワイヤボンディング
電極の形成を行うことによっても、上記予め銅(Cu)
を添加した金(Au)厚膜4’と銅(Cu)配線層2と
の間では、断線等の生じない安定した接合が行われるよ
うになる。
【0080】そしてこの場合も、上記(1)〜(4)の
工程を具える後者の手順を特に採用することで、焼成工
程を一工程省くことができるようになり、ひいては同ワ
イヤボンディング電極の形成をより効率よく行うことが
できるようになる。
【0081】なお、これら何れの構造、或いはワイヤボ
ンディング電極形成方法を採用する場合であれ、基本的
に ・銅(Cu)配線層2と少なくとも一部が重なるよう絶
縁基板上に厚膜形成されて金(Au)ワイヤ8が直接ボ
ンディングされるワイヤボンディング電極を具える。と
いった構造によれば、同ワイヤボンディング電極が上記
種々の実施形態の如く如何なるかたちで形成される場合
であれ、レイアウトの自由度が拘束されることなく、し
かも小型、高密度化を容易とする厚膜回路基板を実現す
ることはできる。そしてこの場合に利用されるワイヤ
は、半導体部品7と上記ワイヤボンディング電極との間
に接続される以外に、ワイヤボンディング電極同士、ま
たはワイヤボンディング電極と他の種々の電極との間に
接続される等、その用途はより広くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる厚膜回路基板の一実施形態を
示す断面図。
【図2】同実施形態にかかる厚膜回路基板の製造プロセ
スを示す断面図。
【図3】同実施形態にかかる厚膜回路基板の製造プロセ
スを示す断面図。
【図4】金(Au)に対する銅(Cu)添加量と金(A
u)ワイヤ剥がれ発生率及び接合抵抗値との関係を示す
グラフ。
【図5】この発明にかかる厚膜回路基板の他の実施形態
を示す断面略図。
【図6】この発明にかかる厚膜回路基板の他の実施形態
を示す断面略図。
【図7】この発明にかかる厚膜回路基板の他の実施形態
を示す断面略図。
【図8】この発明にかかる厚膜回路基板の他の実施形態
を示す断面略図。
【図9】カーケンドール現象に起因する電極断線態様を
示す断面略図。
【図10】従来の厚膜回路基板の一例及びその製造プロ
セスを示す断面略図。
【符号の説明】
1…セラミック基板(絶縁基板)、2…銅(Cu)配線
層、2’…予め金(Au)が拡散された銅(Cu)厚
膜、3…厚膜抵抗体、4…予め銅(Cu)の添加された
金(Au)厚膜ランド、4’…予め銅(Cu)が拡散さ
れた金(Au)厚膜、5…保護膜、6…接着剤、7…半
導体部品、8…金(Au)ワイヤ、9…金(Au)厚膜
ランド、10…接続部(ニッケル導体ペースト)。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)配
    線層と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)ワ
    イヤを介して電気的に接続される厚膜回路基板であっ
    て、 前記銅(Cu)配線層と少なくとも一部が重なるよう絶
    縁基板上に厚膜形成されて前記金(Au)ワイヤが直接
    ボンディングされるワイヤボンディング電極を具えるこ
    とを特徴とする厚膜回路基板。
  2. 【請求項2】請求項1記載の厚膜回路基板において、 前記ワイヤボンディング電極は、予め銅(Cu)の添加
    された金(Au)厚膜電極からなることを特徴とする厚
    膜回路基板。
  3. 【請求項3】請求項1記載の厚膜回路基板において、 前記ワイヤボンディング電極は金(Au)厚膜電極から
    なり、同電極と重なりをもつ前記銅(Cu)配線層は、
    予め金(Au)の添加された銅(Cu)配線として厚膜
    形成されることを特徴とする厚膜回路基板。
  4. 【請求項4】請求項1記載の厚膜回路基板において、 前記ワイヤボンディング電極は前記銅(Cu)配線層に
    少なくともその一部が重なるよう厚膜形成される金(A
    u)厚膜電極からなり、 前記銅(Cu)配線層は、該ワイヤボンディング電極が
    実質的に重なる部分のみに予め金(Au)の添加された
    銅(Cu)厚膜層を有して構成されることを特徴とする
    厚膜回路基板。
  5. 【請求項5】請求項1記載の厚膜回路基板において、 前記ワイヤボンディング電極は前記絶縁基板上に直接厚
    膜形成された金(Au)厚膜電極からなり、 該金(Au)厚膜電極は、前記銅(Cu)配線層が実質
    的に重なり形成される部分のみに予め銅(Cu)の添加
    された金(Au)厚膜層を有して構成されることを特徴
    とする厚膜回路基板。
  6. 【請求項6】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)配
    線層と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)ワ
    イヤを介して電気的に接続される厚膜回路基板のワイヤ
    ボンディング電極形成方法であって、 前記銅(Cu)配線層を絶縁基板上に印刷焼成する工程
    と、 該形成された銅(Cu)配線層に少なくとも一部が重な
    るよう、予め銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜をワ
    イヤボンディング電極として同絶縁基板上に印刷焼成す
    る工程と、 を具える厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方
    法。
  7. 【請求項7】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)配
    線層と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)ワ
    イヤを介して電気的に接続される厚膜回路基板のワイヤ
    ボンディング電極形成方法であって、 前記銅(Cu)配線層として予め金(Au)を添加した
    銅(Cu)厚膜を絶縁基板上に印刷焼成する工程と、 該形成された銅(Cu)配線層に少なくとも一部が重な
    るよう金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極として
    同絶縁基板上に印刷焼成する工程と、 を具える厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方
    法。
  8. 【請求項8】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)配
    線層と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)ワ
    イヤを介して電気的に接続される厚膜回路基板のワイヤ
    ボンディング電極形成方法であって、 予め銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜をワイヤボン
    ディング電極として絶縁基板上に印刷焼成する工程と、 該形成されたワイヤボンディング電極の一部に重なるよ
    う前記銅(Cu)配線層を同絶縁基板上に印刷焼成する
    工程と、 を具える厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方
    法。
  9. 【請求項9】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)配
    線層と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)ワ
    イヤを介して電気的に接続される厚膜回路基板のワイヤ
    ボンディング電極形成方法であって、 金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極として絶縁基
    板上に印刷焼成する工程と、 該形成されたワイヤボンディング電極の一部に重なるよ
    う、前記銅(Cu)配線層として予め金(Au)を添加
    した銅(Cu)厚膜を同絶縁基板上に印刷焼成する工程
    と、 を具える厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方
    法。
  10. 【請求項10】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)
    配線層と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)
    ワイヤを介して電気的に接続される厚膜回路基板のワイ
    ヤボンディング電極形成方法であって、 前記銅(Cu)配線層を絶縁基板上に印刷焼成する工程
    と、 該形成された銅(Cu)配線層の一部に予め金(Au)
    を添加した銅(Cu)厚膜を印刷焼成する工程と、 この金(Au)を添加した銅(Cu)厚膜部分に重なる
    よう金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極として同
    絶縁基板上に印刷焼成する工程と、 を具える厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方
    法。
  11. 【請求項11】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)
    配線層と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)
    ワイヤを介して電気的に接続される厚膜回路基板のワイ
    ヤボンディング電極形成方法であって、 前記銅(Cu)配線層を絶縁基板上に印刷する工程と、 該印刷された銅(Cu)配線層の一部に予め金(Au)
    を添加した銅(Cu)厚膜を印刷する工程と、 これら印刷した銅(Cu)配線層及び金(Au)を添加
    した銅(Cu)厚膜を一括焼成する工程と、 前記金(Au)を添加した銅(Cu)厚膜部分に重なる
    よう金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極として同
    絶縁基板上に印刷焼成する工程と、 を具える厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方
    法。
  12. 【請求項12】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)
    配線層と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)
    ワイヤを介して電気的に接続される厚膜回路基板のワイ
    ヤボンディング電極形成方法であって、 金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極として絶縁基
    板上に印刷焼成する工程と、 該形成されたワイヤボンディング電極の一部に予め銅
    (Cu)を添加した金(Au)厚膜を印刷焼成する工程
    と、 この銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜部分に重なる
    よう前記銅(Cu)配線層を同絶縁基板上に印刷焼成す
    る工程と、 を具える厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方
    法。
  13. 【請求項13】絶縁基板上に厚膜形成される銅(Cu)
    配線層と同絶縁基板上に搭載される部品とが金(Au)
    ワイヤを介して電気的に接続される厚膜回路基板のワイ
    ヤボンディング電極形成方法であって、 金(Au)厚膜をワイヤボンディング電極として絶縁基
    板上に印刷する工程と、 該印刷されたワイヤボンディング電極の一部に予め銅
    (Cu)を添加した金(Au)厚膜を印刷する工程と、 これら印刷した金(Au)厚膜及び銅(Cu)を添加し
    た金(Au)厚膜を一括焼成する工程と、 前記銅(Cu)を添加した金(Au)厚膜部分に重なる
    よう前記銅(Cu)配線層を同絶縁基板上に印刷焼成す
    る工程と、 を具える厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方
    法。
  14. 【請求項14】請求項6〜13の何れかに記載の厚膜回
    路基板のワイヤボンディング電極形成方法において、 前記金(Au)に対する前記銅(Cu)の添加量、若し
    くは前記銅(Cu)に対する前記金(Au)の添加量
    は、焼成過程におけるそれら金属の相互拡散を補いうる
    量に選ばれることを特徴とする厚膜回路基板のワイヤボ
    ンディング電極形成方法。
  15. 【請求項15】前記金(Au)に対する前記銅(Cu)
    の添加量、若しくは前記銅(Cu)に対する前記金(A
    u)の添加量は1.5〜12重量%である請求項14記
    載の厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方法。
  16. 【請求項16】前記金(Au)に対する前記銅(Cu)
    の添加量、若しくは前記銅(Cu)に対する前記金(A
    u)の添加量は3〜10重量%である請求項14記載の
    厚膜回路基板のワイヤボンディング電極形成方法。
JP26217896A 1996-10-02 1996-10-02 厚膜回路基板及びそのワイヤボンディング電極形成方法 Expired - Fee Related JP3225854B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26217896A JP3225854B2 (ja) 1996-10-02 1996-10-02 厚膜回路基板及びそのワイヤボンディング電極形成方法
US08/941,740 US6020048A (en) 1996-10-02 1997-10-01 Thick film circuit board and method of forming wire bonding electrode thereon
DE19743737A DE19743737B4 (de) 1996-10-02 1997-10-02 Verfahren zur Bildung einer Drahtbondelektrode auf einer Dickschichtleiterplatte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26217896A JP3225854B2 (ja) 1996-10-02 1996-10-02 厚膜回路基板及びそのワイヤボンディング電極形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10107058A true JPH10107058A (ja) 1998-04-24
JP3225854B2 JP3225854B2 (ja) 2001-11-05

Family

ID=17372160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26217896A Expired - Fee Related JP3225854B2 (ja) 1996-10-02 1996-10-02 厚膜回路基板及びそのワイヤボンディング電極形成方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6020048A (ja)
JP (1) JP3225854B2 (ja)
DE (1) DE19743737B4 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006200924A (ja) * 2005-01-18 2006-08-03 Denso Corp 圧力センサの製造方法
JP2008235911A (ja) * 2008-03-26 2008-10-02 Murata Mfg Co Ltd 低温焼成セラミック回路基板及びその製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417062B1 (en) * 2000-05-01 2002-07-09 General Electric Company Method of forming ruthenium oxide films
JP3675407B2 (ja) * 2001-06-06 2005-07-27 株式会社デンソー 電子装置
JP3823870B2 (ja) * 2002-04-22 2006-09-20 セイコーエプソン株式会社 配線板の製造方法、および電子機器の製造方法
US8076587B2 (en) * 2008-09-26 2011-12-13 Siemens Energy, Inc. Printed circuit board for harsh environments
WO2016015032A1 (en) 2014-07-25 2016-01-28 Graftech International Holdings Inc. Flexible circuit board with graphite substrate and circuit arrangements using same
JP7032042B2 (ja) * 2015-12-22 2022-03-08 ヘレウス ドイチェラント ゲーエムベーハー ウント カンパニー カーゲー 厚膜ペーストを用いて改善された直接接合銅(direct-bonded copper)基板
WO2018062373A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 京セラ株式会社 抵抗体およびこれを備える回路基板ならびに電子装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57130443A (en) * 1981-02-06 1982-08-12 Nec Corp Substrate for hybrid integrated circuit
JPS5933894A (ja) * 1982-08-19 1984-02-23 電気化学工業株式会社 混成集積用回路基板の製造法
JPS5958848A (ja) * 1982-09-29 1984-04-04 Nec Corp セラミツク配線基板の製造方法
JPS59126665A (ja) * 1983-01-10 1984-07-21 Hitachi Ltd 厚膜混成集積回路
JPS59217686A (ja) * 1983-05-23 1984-12-07 株式会社日立製作所 炭化ケイ素焼結体用メタライズペ−スト
JPS6068689A (ja) * 1983-09-26 1985-04-19 富士通株式会社 セラミック回路基板
JPS61258439A (ja) * 1985-05-13 1986-11-15 Fuji Xerox Co Ltd 厚膜混成集積回路
US4993148A (en) * 1987-05-19 1991-02-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of manufacturing a circuit board
JP2670679B2 (ja) * 1988-01-25 1997-10-29 日本特殊陶業株式会社 メタライズ組成物
JPH0298187A (ja) * 1988-10-04 1990-04-10 Nippon Chemicon Corp 厚膜集積回路およびその製造方法
JPH02250392A (ja) * 1989-03-24 1990-10-08 Ngk Insulators Ltd 配線基板の製造方法
US5601675A (en) * 1994-12-06 1997-02-11 International Business Machines Corporation Reworkable electronic apparatus having a fusible layer for adhesively attached components, and method therefor
JP3559090B2 (ja) * 1995-03-31 2004-08-25 株式会社デンソー 厚膜回路基板

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006200924A (ja) * 2005-01-18 2006-08-03 Denso Corp 圧力センサの製造方法
JP4507890B2 (ja) * 2005-01-18 2010-07-21 株式会社デンソー 圧力センサの製造方法
JP2008235911A (ja) * 2008-03-26 2008-10-02 Murata Mfg Co Ltd 低温焼成セラミック回路基板及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3225854B2 (ja) 2001-11-05
DE19743737B4 (de) 2009-07-30
US6020048A (en) 2000-02-01
DE19743737A1 (de) 1998-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3376971B2 (ja) セラミック電子部品
JP3237258B2 (ja) セラミック多層配線基板
JP3225854B2 (ja) 厚膜回路基板及びそのワイヤボンディング電極形成方法
US20080308312A1 (en) Ceramic electronic component
JP2013140925A (ja) 減衰器
KR100371574B1 (ko) 리드 단자를 갖는 세라믹 전자 부품
JP2643396B2 (ja) セラミックコンデンサに半田接合される板状のリード線
JP3520540B2 (ja) 多層基板
JP2885477B2 (ja) 多層配線基板及びその製造方法
JP4715000B2 (ja) チップ型電子部品の製造方法
JPH0595071U (ja) 厚膜回路基板
JPH06209168A (ja) セラミック多層基板
JP2000022070A (ja) バンプを有する電子部品及びその製造方法
JP3254927B2 (ja) セラミック電子部品
JP2839308B2 (ja) 多層配線基板
JPH11126853A (ja) 厚膜回路基板の製造方法
JP2667486B2 (ja) セラミックス回路基板
JPS62260350A (ja) 混成集積回路装置
JPH11186681A (ja) 電子部品搭載基板
JPH069307B2 (ja) 複合回路基板の製造方法
JPH10223402A (ja) チップ部品
JPS60176296A (ja) グレ−ズ抵抗素子一体型多層基板の製造方法
JP2842707B2 (ja) 回路基板
JPH01296696A (ja) 混成厚膜集積回路
JP2006190701A (ja) セラミック回路基板及びこれに用いられる導体ペースト

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120831

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130831

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees