JPH10139559A - Glass-ceramic substrate and its manufacture - Google Patents

Glass-ceramic substrate and its manufacture

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JPH10139559A
JPH10139559A JP30280096A JP30280096A JPH10139559A JP H10139559 A JPH10139559 A JP H10139559A JP 30280096 A JP30280096 A JP 30280096A JP 30280096 A JP30280096 A JP 30280096A JP H10139559 A JPH10139559 A JP H10139559A
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JP
Japan
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substrate
ceramic substrate
brazing
glass ceramic
glass
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Application number
JP30280096A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nakajima
寛 中島
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Nippon Chemi Con Corp
Original Assignee
Nippon Chemi Con Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10139559A publication Critical patent/JPH10139559A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the substrate which has brazing metallization layers capable of effecting sufficient adhesion strength between the substrate and the metallic member at the time of brazing a metallic member such as lead terminal or the like to a glass-ceramic substrate and also to provide the manufacture of the substrate. SOLUTION: In this manufacture, a brazing part used at the time of joining a metallic member 16 to the surface of a glass-ceramic substrate 10 by brazing, has a structure such that the brazing part is formed by successively laminating a first metallization layer 18 contg. the material components of the substrate 10, a second metallization layer 12 contg. none of the material components of the substrate 10 and a brazing filler metal 14 on the lower side of the metallic member 16 in that order from the side of substrate 10 and also, these laminated layers 18, 12 and 14 are buried within the substrate 10, wherein the surface of the brazing part is consistent with the surface of the substrate 10 or formed as a concave surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ガラスセラミッ
ク基板に係り、特にガラスセラミック基板と金属材とを
微細な面積でも充分な強度で接続することができるろう
付けメタライズを有するガラスセラミック基板及びその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass-ceramic substrate, and more particularly to a glass-ceramic substrate having a brazed metallization capable of connecting the glass-ceramic substrate and a metal material with a sufficient strength even in a small area, and its manufacture. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報機器の分野では、情報の大容
量化が進展し、この大量の情報を処理する必要から半導
体等の電子デバイスの高速化が進んでいる。これに伴っ
て、電子デバイスを搭載する多層パッケージにおいて
も、電子デバイスどうしを結合する回路の低損失特性が
要求され、このために、金、銀、銅のような電気抵抗の
少ない金属材料を用いてパターン形成が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of information equipment, the capacity of information has been increased, and the speed of electronic devices such as semiconductors has been increased due to the need to process this large amount of information. Along with this, low-loss characteristics of circuits connecting electronic devices are also required in a multilayer package in which electronic devices are mounted. For this reason, a metal material with low electric resistance such as gold, silver, and copper is used. Pattern formation is performed.

【0003】このような金属の融点は低いので、基板材
料としては、高温で焼成する従来のアルミナは使用でき
ず、低温で焼成できるガラスセラミック等が用いられて
いる。
Since the melting point of such a metal is low, conventional alumina which is fired at a high temperature cannot be used as a substrate material, and glass ceramic or the like which can be fired at a low temperature is used.

【0004】一方、このような多層パッケージにおいて
は、外部との接続や放熱のためにピン、リードフレー
ム、またはヒートシンク等の金属部材を多層基板に接合
させる必要がある。このためには、金属部材を接合する
メタライジングパターンを基板に形成する必要があり、
従来のアルミナを用いた基板では、このメタライジング
パターンの金属成分としてタングステンやモリブデン等
を用いていた。
On the other hand, in such a multilayer package, it is necessary to bond a metal member such as a pin, a lead frame, or a heat sink to the multilayer substrate for connection to the outside and heat radiation. For this purpose, it is necessary to form a metallizing pattern for joining metal members on the substrate,
In a conventional substrate using alumina, tungsten, molybdenum, or the like is used as a metal component of the metallizing pattern.

【0005】しかしながら、これらの金属は融点が高い
ので、焼成温度の低いガラスセラミックには用いること
ができない。そこで、ガラスセラミック基板の場合に
は、金、銀または銅をベースとした金属を用いてパター
ンを形成している。
However, these metals have high melting points and cannot be used for glass ceramics having a low firing temperature. Therefore, in the case of a glass ceramic substrate, the pattern is formed using a metal based on gold, silver or copper.

【0006】そして、これらのパターンに対しては、金
/錫ろう、金/シリコンろうやインジウム/鉛はんだを
用いて接合を行っている。ところが、このような接合部
材は低融点であるために、ICチップの接合時の加熱に
よって軟化し、信頼性が低下するという問題が生じてい
た。
[0006] These patterns are joined using gold / tin solder, gold / silicon solder, or indium / lead solder. However, since such a bonding member has a low melting point, there has been a problem in that the bonding member is softened by heating at the time of bonding the IC chip and reliability is reduced.

【0007】また、このようなICチップの接合時の加
熱による軟化が生じないように、従来の高融点の銀ろう
を用いて高信頼性を得ようとすると、ろう接合温度が高
いため、メタライジングパターンと銀ろうが合金化して
いわゆるろう材喰われが生じ、メタライジングパターン
と基板との接合強度が低下するという問題があった。
[0007] In order to obtain high reliability using a conventional high melting point silver solder so as not to cause such softening due to heating at the time of bonding of the IC chip, since the solder bonding temperature is high, the There has been a problem that the so-called brazing material is eroded due to alloying of the rising pattern and the silver solder, and the bonding strength between the metallizing pattern and the substrate is reduced.

【0008】この問題を解決するために、基板上に無機
結合剤を含む第1のメタライズ層を形成し、その上に無
機結合剤を含まない第2のメタライズ層を形成すること
によって、従来の高融点の銀ろうによるろう材喰われを
防止し、大きな接合強度を得るという提案がなされてい
る(特開平4−238875号)。
In order to solve this problem, a conventional metallized layer containing an inorganic binder is formed on a substrate, and a second metallized layer containing no inorganic binder is formed thereon. A proposal has been made to prevent the brazing material from being eroded by the high melting point silver solder and to obtain a large bonding strength (Japanese Patent Laid-Open No. 4-238875).

【0009】しかしながら、近年の半導体等の電子デバ
イスの処理能力の大容量化及び小型化に伴って、デバイ
スの入出力リード数の増大及びリード間距離の縮小が要
求され、それに伴って、パッケージのリード接合パター
ン距離を小さくし、パターン幅そのものも縮小せざるを
得なくなっている。
However, with the recent increase in processing capacity and miniaturization of electronic devices such as semiconductors, an increase in the number of input / output leads of the device and a reduction in the distance between the leads have been demanded. The distance of the lead joint pattern must be reduced, and the pattern width itself must be reduced.

【0010】このような状況の中、パターン幅を縮小す
ることによって、パターンとリードの接合面積も小さく
なるので、一定の引張強度を維持するために、単位面積
当たりの強度を向上しなければならなくなり、前述の接
合方法によっても必要とされる接合強度が得られないと
いう問題が生じていた。
[0010] Under such circumstances, by reducing the pattern width, the bonding area between the pattern and the lead also decreases, so that the strength per unit area must be improved in order to maintain a constant tensile strength. Thus, there has been a problem that the required bonding strength cannot be obtained even by the above-described bonding method.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、こ
の引張による破壊モードに着目したもので、ガラスセラ
ミック基板とリード端子等の金属部材とのろう付けにお
いて、十分な接着強度を得ることができるろう付けメタ
ライズを有するガラスセラミック基板及びその製造方法
を提供することを、その目的とする。
Therefore, the present invention focuses on the fracture mode due to the tension, and it is necessary to obtain a sufficient adhesive strength in brazing a glass ceramic substrate to a metal member such as a lead terminal. It is an object of the present invention to provide a glass ceramic substrate having a brazing metallization that can be formed and a method for manufacturing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係るガラスセラ
ミック基板は、ガラスセラミック基板上に金属部材をろ
う付けにより接続する場合のろう付け部は、ガラスセラ
ミック基板側から、ガラスセラミック基板の基板材の成
分を含む第1のメタライズ層、前記成分を含まない第2
のメタライズ層及びろう材の順に、前記金属部材の下に
積層され、かつ該積層が前記ガラスセラミック基板内に
埋め込まれた構造を有し、ろう付け部の表面が基板面と
同一かまたは凹面であることを特徴とする。
In the glass ceramic substrate according to the present invention, when a metal member is connected to the glass ceramic substrate by brazing, a brazing portion is formed from the glass ceramic substrate side. A first metallized layer containing the component
Having a structure in which the metallized layer and the brazing material are laminated in this order under the metal member, and the lamination is embedded in the glass ceramic substrate, and the surface of the brazing portion is the same as or concave with the substrate surface. There is a feature.

【0013】また、本発明の製造方法は、ガラスセラミ
ック基板の表面層となるセラミックグリーンシート上
に、ガラスセラミック基板の基板材の成分を含む第1の
メタライズ層となるメタライジングペースト、前記成分
を含まない第2のメタライズ層となるメタライジングペ
ースト、及びペースト状ろうを順次重ねて印刷し、ガラ
スセラミック基板の内部層となるセラミックグリーンシ
ートと積層して、プレスした後、焼成して、ろう表面が
基板面と同一かまたは凹面となることを特徴としてい
る。
[0013] Further, according to the manufacturing method of the present invention, a metallizing paste to be a first metallized layer containing a component of a substrate material of a glass ceramic substrate is formed on a ceramic green sheet to be a surface layer of the glass ceramic substrate. A metallizing paste that is a second metallization layer that does not contain, and a paste-like wax are sequentially superimposed and printed, laminated with a ceramic green sheet that is an inner layer of the glass ceramic substrate, pressed, baked, and baked to obtain a brazing surface. Is the same as or concave with the substrate surface.

【0014】また、前記第1のメタライズ層となるメタ
ライジングペースト、第2のメタライズ層となるメタラ
イジングペースト、及びペースト状ろうを順次重ねて印
刷する部分が、凹部または穴部を設けた、ガラスセラミ
ック基板の表面層となるセラミックグリーンシートの凹
部または穴部であることを特徴としている。
[0014] Further, the metallizing paste to be the first metallized layer, the metallizing paste to be the second metallized layer, and the portion where the paste wax is to be sequentially superimposed and printed are provided with recesses or holes. It is a concave portion or a hole portion of a ceramic green sheet to be a surface layer of a ceramic substrate.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るガラスセラミ
ック基板について、添付図面を参照しながら以下詳細に
説明する。
Next, a glass ceramic substrate according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0016】図1は、本発明の一実施例を示すガラスセ
ラミック基板のろう付けメタライズの接続部の基本断面
構造図である。
FIG. 1 is a basic sectional structural view of a connecting portion for brazing metallization of a glass ceramic substrate showing one embodiment of the present invention.

【0017】図1に示すように、本発明に係る基本構造
は、ガラスセラミック基板10側、すなわち最下層に、
ガラスセラミック基板の基板材の成分を添加した第1の
メタライズ層18、その上に前記成分を含まない第2の
メタライズ層12を形成し、さらにその上にろう材14
を重ねて形成し、ガラスセラミック基板10内に埋め込
む構造である。
As shown in FIG. 1, the basic structure according to the present invention is provided on the glass ceramic substrate 10 side, that is, on the lowermost layer.
A first metallized layer 18 to which a component of a substrate material of a glass ceramic substrate is added, a second metallized layer 12 containing no such component is formed thereon, and a brazing material 14 is further formed thereon.
Are stacked and embedded in the glass ceramic substrate 10.

【0018】このような構造を有することにより、接合
部が微小面積でもガラスセラミック基板10と第1のメ
タライズ層18との接合性が良くなり、更にろう材14
も含めてガラスセラミック基板10内へ埋め込んでいる
ため、全体として接続部は十分な接着強度を得ることが
できる。
By having such a structure, the bonding property between the glass ceramic substrate 10 and the first metallized layer 18 is improved even if the bonding portion has a small area.
Since the connection portion is embedded in the glass ceramic substrate 10 as well, the connection portion can obtain a sufficient adhesive strength as a whole.

【0019】本発明のメタライズ部分には、金、プラチ
ナ、パラジウム等を用いることができる。また、メタラ
イズは、以下に述べる基板との同時焼成法の他に、厚膜
法、薄膜法等を用いることができる。
For the metallized portion of the present invention, gold, platinum, palladium or the like can be used. For the metallization, a thick film method, a thin film method, or the like can be used in addition to the simultaneous baking method with a substrate described below.

【0020】ろう材としては、銀/銅ろうをはじめとし
て、通常使用されているろう材を使用することができ
る。
As the brazing material, generally used brazing materials such as silver / copper brazing can be used.

【0021】次に、本発明のガラスセラミック基板の製
造方法を以下に述べる。
Next, a method for manufacturing the glass ceramic substrate of the present invention will be described below.

【0022】先ず、焼成後にろう表面が基板面と同一か
または凹面となるように、ガラスセラミック基板の表面
層となるセラミックグリーンシート上に、または、凹部
または穴部を設けたセラミックグリーンシートの凹部ま
たは穴部に、ガラスセラミック基板の基板材の成分を含
む第1のメタライズ層18となるメタライジングペース
ト、前記成分を含まない第2のメタライズ層12となる
メタライジングペースト、及びペースト状ろう14を順
次重ねて印刷する。
First, on a ceramic green sheet to be a surface layer of a glass-ceramic substrate, or on a concave portion of a ceramic green sheet provided with a concave portion or a hole portion, so that a brazing surface becomes the same as or a concave surface after firing. Alternatively, a metallizing paste serving as a first metallized layer 18 containing a component of a substrate material of a glass ceramic substrate, a metallizing paste serving as a second metallized layer 12 not containing the component, and a paste wax 14 are provided in the holes. Print one after the other.

【0023】そして、ガラスセラミック基板の内部層と
なるセラミックグリーンシートと積層して、プレスした
後、ろうの溶融温度とガラスセラミック基板の焼成温度
が近いので、焼成することができ、メタライズ層及びろ
う材部を有するガラスセラミック基板を一挙に得ること
ができる。
Then, after laminating with a ceramic green sheet as an inner layer of the glass ceramic substrate and pressing, the melting temperature of the brazing and the firing temperature of the glass ceramic substrate are close to each other, so that the firing can be performed, and the metallized layer and the brazing can be performed. A glass ceramic substrate having a material part can be obtained at a stroke.

【0024】多層基板の場合は、内部層となるセラミッ
クグリーンシートに、あらかじめ内部回路パターンを導
体ペーストによって印刷しておくことによって、同様に
製造することができる。
In the case of a multi-layer substrate, it can be similarly manufactured by previously printing an internal circuit pattern on a ceramic green sheet serving as an internal layer with a conductive paste.

【0025】ろう材部は、焼成基板のメタライズ層12
の上部に凹部を設け、この凹部にペースト状のろうや粉
体状のろうを印刷等によって載置した後、加熱して形成
することも可能であるが、前述の方法がより簡便であ
る。
The brazing material portion is formed on the metallized layer 12 of the fired substrate.
It is also possible to provide a concave portion in the upper part of the substrate, and place a paste-like wax or a powder-like wax in the concave portion by printing or the like, and then form it by heating. However, the above-described method is more convenient.

【0026】さらに、ろう付けは、前述のようにしてろ
う材部を形成した基板に、行うこともできるが、ろう材
を加熱してろう材部を設ける、焼成、加熱の際に、金属
部材を載置して、同時に行うこともできる。
Further, the brazing can be performed on the substrate on which the brazing material portion is formed as described above. However, the brazing material portion is provided by heating the brazing material. Can be placed at the same time.

【0027】本発明者は、本発明を完成するに際して、
ガラスセラミック基板材の成分を含む第1のメタライズ
層と、ガラスセラミック基板材の成分を含まない第2の
メタライズ層とからなるメタライズ層にろう付けを行
い、引張破壊モードを調査し、破壊が第1のメタライズ
層と基板との接合面で発生していることを突き止めた。
When completing the present invention, the present inventor
A metallized layer composed of a first metallized layer containing the components of the glass ceramic substrate material and a second metallized layer not containing the components of the glass ceramic substrate material is brazed, and the tensile failure mode is investigated. It was found out that this occurred at the joint surface between the metallized layer of No. 1 and the substrate.

【0028】そこで、この接合面の強度を高めるため
に、メタライズ層を基板内に埋め込むことを試みた。し
かしながら、この構造でも強度は向上しなかった。
Therefore, in order to increase the strength of the bonding surface, an attempt was made to embed a metallized layer in the substrate. However, this structure did not improve the strength.

【0029】そして、この構造においては、破壊がこれ
まで見られなかったろう材の内部で発生することを明ら
かにした。
In this structure, it has been clarified that the fracture occurs inside the brazing material, which has not been seen so far.

【0030】従って、現状の使用に対応できる接合強度
を得るには、ろう材内部での破壊を防止し、さらにメタ
ライズ層と基板の接合強度をろう材内部での破壊を防止
し得る強度以上に高めなければならないということが判
明した。
Therefore, in order to obtain a bonding strength that can be used for the current use, it is necessary to prevent the destruction inside the brazing material and to make the bonding strength between the metallized layer and the substrate higher than the strength that can prevent the destruction inside the brazing material. It turned out that it had to be raised.

【0031】そこで、本発明は、メタライズ層と基板の
接合強度及びろう材の強度の双方を高めようと意図した
もので、メタライズ層とともに、ろう材部分を基板内に
構成することにより、メタライズ層と基板との接合強度
を高め、さらにろう材内部での破壊を防止したものであ
る。
Therefore, the present invention is intended to increase both the bonding strength between the metallized layer and the substrate and the strength of the brazing material. By forming the brazing material portion in the substrate together with the metallized layer, the present invention provides The bonding strength between the substrate and the substrate is increased, and furthermore, destruction inside the brazing material is prevented.

【0032】すなわち、メタライズ層及びろう材部分の
周囲が、基板材によって保持された状態になっているの
で、メタライズ層と基板との接合面及びろう材の内部の
双方での破壊が防止されている。
That is, since the surroundings of the metallized layer and the brazing material portion are held by the substrate material, breakage at both the joint surface between the metallized layer and the substrate and the inside of the brazing material is prevented. I have.

【0033】従って、ろう付け部の表面、つまりろう材
の表面は、基板面と同一であることが必要であるが、凹
面となっていても本発明の効果を得ることができる。
Therefore, the surface of the brazing portion, that is, the surface of the brazing material must be the same as the substrate surface, but the effect of the present invention can be obtained even if the surface is concave.

【0034】しかし、凸面となっている場合は、引張試
験を行った際にろう材の表面から凸状に出た部分での破
壊が発生することになる。
However, in the case of a convex surface, breakage occurs at a portion that protrudes from the surface of the brazing material during a tensile test.

【0035】なお、第2のメタライズ層には、ガラスセ
ラミック基板材の成分が含まれていないので、ろう材及
び第1のメタライズ層との接合は良好であり、基板と第
1のメタライズ層との接合及びろう材強度に比べて強固
なものである。
Since the second metallized layer does not contain the components of the glass-ceramic substrate material, the bonding between the brazing material and the first metallized layer is good, and the substrate and the first metallized layer are not bonded to each other. Is stronger than the joining and brazing material strength.

【0036】[0036]

【実施例】次に、具体的な例を挙げて、本発明に係る上
記基本構造の実施例について詳述する。
Next, embodiments of the above-mentioned basic structure according to the present invention will be described in detail with reference to specific examples.

【0037】(実施例1)図2は、QFP(Quad
Flat Package)タイプのガラスセラミック
基板にリード端子を接続した様子を示す平面図である。
(Embodiment 1) FIG. 2 shows a QFP (Quad
FIG. 2 is a plan view showing a state where lead terminals are connected to a flat package (Flat Package) type glass ceramic substrate.

【0038】ガラスセラミック基板10上に0.5mm
ピッチで多数のリード端子16を接続するため、リード
端子接続部の面積は小さい。このため、従来のろう付け
メタライズの構造を有するガラスセラミック基板では接
着強度が十分でなく、ろう内でリード端子のはがれが生
じ易かった。
0.5 mm on the glass ceramic substrate 10
Since a large number of lead terminals 16 are connected at a pitch, the area of the lead terminal connection portion is small. For this reason, a glass ceramic substrate having a conventional brazing metallized structure has insufficient bonding strength, and lead terminals are easily peeled off in the brazing.

【0039】これに対し、図1に示すろう付けメタライ
ズを有する本発明に係るガラスセラミック基板を採用す
ることにより、ろう付け部は十分な接着強度を得ること
ができる。
On the other hand, by using the glass ceramic substrate according to the present invention having the brazing metallization shown in FIG. 1, the brazing portion can obtain a sufficient adhesive strength.

【0040】すなわち、ガラスセラミック基板10内
に、ガラスセラミック基板材の成分を添加した第1のメ
タライズ層18、その上に前記成分を含まない第2のメ
タライズ層12を形成し、さらにその上にろう材14を
重ねて形成し、ガラスセラミック基板10内に埋め込む
構造である。
That is, a first metallized layer 18 to which a component of a glass ceramic substrate material is added and a second metallized layer 12 containing no such component are formed in a glass ceramic substrate 10, and further formed thereon. This is a structure in which the brazing material 14 is formed by being overlapped and embedded in the glass ceramic substrate 10.

【0041】本実施例の場合、第1のメタライズ層18
はガラスセラミック基板材のガラス・アルミナを添加し
たパラジウム(Pd)であり、そして第2のメタライズ
層12はパラジウムである。ろう材14としては、銅/
銀(Cu/Ag)系ペーストを用い、リード端子16は
ニッケルと鉄からなる42合金を使用した。
In the case of this embodiment, the first metallized layer 18
Is palladium (Pd) to which glass alumina of glass ceramic substrate material is added, and the second metallized layer 12 is palladium. As the brazing material 14, copper /
A silver (Cu / Ag) paste was used, and a lead terminal 16 was made of a 42 alloy made of nickel and iron.

【0042】このろう付けメタライズを有するガラスセ
ラミック基板の製造方法としては、先ず、焼成前のセラ
ミックグリーンシート表面にガラス・アルミナを添加し
たパラジウム(Pd)の第1のメタライズ層18となる
厚膜ペーストをスクリーン印刷する。
As a method of manufacturing the glass ceramic substrate having the brazing metallization, first, a thick film paste which becomes the first metallization layer 18 of palladium (Pd) in which glass-alumina is added to the surface of the ceramic green sheet before firing. Screen printing.

【0043】その上に、パラジウムの第2のメタライズ
層12となる厚膜ペーストを重ねて印刷し、さらに銅/
銀(Cu/Ag)系ろう材14を重ねて印刷する。
On top of this, a thick film paste to be the second metallized layer 12 of palladium is overlaid and printed,
The silver (Cu / Ag) -based brazing material 14 is overlaid and printed.

【0044】次に、別の焼成前のセラミックグリーンシ
ートに、層間導体となる厚膜ペーストをスクリーン印刷
したもの数枚と一緒に重ねて多層にし、プレスした後、
900℃前後の炉内で基板焼成と同時にろう付けを形成
する同時焼成を行えば、図1に示すように、前記3層
(第1のメタライズ層−第2のメタライズ層−ろう材)
が、ガラスセラミック基板内に埋め込まれたろう付けメ
タライズ構造を有するガラスセラミック基板として得ら
れる。
Next, on another ceramic green sheet before firing, a thick film paste to be an interlayer conductor is screen-printed together with several sheets to form a multilayer, and after being pressed,
By performing the simultaneous firing for forming the brazing at the same time as the firing of the substrate in a furnace at about 900 ° C., as shown in FIG. 1, the three layers (first metalized layer-second metalized layer-brazing material)
Is obtained as a glass ceramic substrate having a brazed metallized structure embedded in the glass ceramic substrate.

【0045】(実施例2)次に、本発明の別の実施例に
ついて述べる。
(Embodiment 2) Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0046】図3および図4は、高周波用ハイブリッド
集積回路モジュールに使用されるセラミックパッケージ
のそれぞれ外観斜視図および断面構造図である。
FIGS. 3 and 4 are an external perspective view and a sectional structural view, respectively, of a ceramic package used for a high frequency hybrid integrated circuit module.

【0047】このセラミックパッケージは、ガラスセラ
ミック基板20の上部周辺にコバールからなるシールド
側壁のフレーム金属材22を、下部に銅/タングステン
(Cu/W)からなるヒートシンクのベース金属材24
を接合した構造となっている。
In this ceramic package, a frame metal material 22 of a shield side wall made of Kovar is provided around an upper portion of a glass ceramic substrate 20, and a base metal material 24 of a heat sink made of copper / tungsten (Cu / W) is provided below.
Are joined.

【0048】この場合の上部周辺に囲繞するように形成
されるフレーム金属材22は、接続面積が小さい上にガ
ラスセラミック基板20上への接続であるため、従来の
ろう付けメタライズ構造では良好な接着強度を得にく
く、はがれが生じることがあったが、本発明に係る図1
に示した基本構造を採用することにより、十分な接着強
度を得ることができる。
In this case, the frame metal material 22 formed so as to surround the periphery of the upper portion has a small connection area and is connected to the glass ceramic substrate 20, so that the conventional brazed metallized structure has good adhesion. Although it was difficult to obtain strength and peeling sometimes occurred, FIG.
By adopting the basic structure shown in (1), sufficient adhesive strength can be obtained.

【0049】このガラスセラミック基板の製造方法とし
ては、先ず、フレーム金属材22を接合する焼成前のセ
ラミックグリーンシート表面に凹部を設け、この凹部に
基板材であるガラスセラミックのガラスまたはガラスセ
ラミックを添加した第1のメタライズ層となるパラジウ
ム(Pd)の第1のメタライズ層18となる厚膜ペース
トをスクリーン印刷する。
As a method of manufacturing the glass ceramic substrate, first, a concave portion is provided on the surface of the ceramic green sheet before firing for bonding the frame metal material 22, and glass substrate glass or glass ceramic as a substrate material is added to the concave portion. The thick metal paste to be the first metallized layer 18 of palladium (Pd) to be the first metallized layer is screen-printed.

【0050】その上に、パラジウムの第2のメタライズ
層12となる厚膜ペーストを重ねて印刷し、さらに銅/
銀(Cu/Ag)系ろう材14を重ねて印刷する。
On top of this, a thick film paste to be the second metallized layer 12 of palladium is overlaid and printed,
The silver (Cu / Ag) -based brazing material 14 is overlaid and printed.

【0051】また、別の焼成前のセラミックグリーンシ
ートに、層間導体26となる厚膜ペーストをスクリーン
印刷したものを数枚重ねて多層にしておき、前記フレー
ム金属材22接続用のメタライズを施したセラミックグ
リーンシートと重ねる。この多層ガラスセラミック基板
20を、アルミナ基板で挾みプレスした後、炉内で焼成
する。
Several ceramic green sheets before firing were screen-printed with a thick film paste to be the interlayer conductor 26, and several layers of the paste were superimposed to form a multilayer, and metallized for connection to the frame metal material 22. Overlay with ceramic green sheet. This multilayer glass ceramic substrate 20 is sandwiched between alumina substrates, pressed, and then fired in a furnace.

【0052】このように形成された多層ガラスセラミッ
ク基板20とフレーム金属材22とベース金属材24及
び多層セラミック基板20とベース金属材24との間
に、カットした銅/銀(Cu/Ag)ろうとを重ね、加
熱してろう付けを行う。
A copper / silver (Cu / Ag) solder cut between the multilayer glass ceramic substrate 20, the frame metal member 22, and the base metal member 24 and the multilayer ceramic substrate 20 and the base metal member 24 formed as described above. And heat to braze.

【0053】これにより、フレーム金属材22のろう付
け部は、図5に示すように、図1で示した基本構造とな
り、十分な接着強度の接合を得ることができる。なお、
図5は、図4中に矢印Dで示した部分の拡大図である。
As a result, the brazed portion of the frame metal member 22 has the basic structure shown in FIG. 1 as shown in FIG. 5, and a bond having a sufficient adhesive strength can be obtained. In addition,
FIG. 5 is an enlarged view of a portion indicated by an arrow D in FIG.

【0054】[0054]

【発明の効果】前述した実施例から明らかなように、本
発明によれば、ガラスセラミック基板に金属材をろう付
けする場合のガラスセラミック基板上メタライズを、ガ
ラスセラミック基板材の成分を添加した第1のメタライ
ズ層−前記成分を含まない第2のメタライズ層−ろう材
の3層を、ガラスセラミック基板内に埋め込んだ構造と
し、ろう付け部の表面を基板面と同一かまたは凹面とし
た。
As is apparent from the above-described embodiment, according to the present invention, the metallization on the glass ceramic substrate when brazing a metal material to the glass ceramic substrate is performed by adding the components of the glass ceramic substrate material. Three layers of one metallization layer, the second metallization layer not containing the above-mentioned components, and the brazing material were embedded in a glass ceramic substrate, and the surface of the brazing portion was the same as the substrate surface or a concave surface.

【0055】このため、メタライズ層及びろう材部分の
周囲が基板材によって保持された状態となるので、メタ
ライズ層と基板との接合面及びろう材内部での破壊が防
止され、接着強度の強いろう付けメタライズを有するガ
ラスセラミック基板を得ることができる。
As a result, since the periphery of the metallized layer and the brazing material portion is held by the substrate material, breakage at the joining surface between the metallized layer and the substrate and the inside of the brazing material is prevented, and the brazing strength is high. A glass-ceramic substrate having an attached metallization can be obtained.

【0056】また、このような基板においては、ろうの
溶融温度とガラスセラミック基板の焼成温度が近いの
で、ガラスセラミック基板の表面層となるセラミックグ
リーンシート上に、または、凹部または穴部を設けたセ
ラミックグリーンシートの凹部または穴部に、ガラスセ
ラミック基板の基板材の成分を含む第1のメタライズ層
となるメタライジングぺースト、前記成分を含まない第
2のメタライズ層となるメタライジングぺースト、及び
ペースト状ろうを順次重ねて印刷し、ガラスセラミック
基板の内部層となるセラミックグリーンシートと積層
し、焼成することによって、基板焼成とろう材部の形成
を一挙に行うことができる。
In such a substrate, since the melting temperature of the wax and the firing temperature of the glass ceramic substrate are close to each other, a concave portion or a hole is provided on the ceramic green sheet to be the surface layer of the glass ceramic substrate. A metallizing paste serving as a first metallized layer containing a component of a substrate material of a glass ceramic substrate in a concave portion or a hole of a ceramic green sheet, a metallizing paste serving as a second metallized layer not containing the component, and By sequentially laminating and printing paste-like brazes, laminating with ceramic green sheets serving as internal layers of the glass-ceramic substrate, and sintering, the sintering of the substrate and the formation of the brazing material portion can be performed all at once.

【0057】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更
をなし得ることは勿論である。
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るガラスセラミック基板のろう付け
メタライズの基本構造を示す接続部の断面構造図であ
る。
FIG. 1 is a sectional structural view of a connecting portion showing a basic structure of brazing metallization of a glass ceramic substrate according to the present invention.

【図2】本発明に係るガラスセラミック基板を適用した
QFPタイプのガラスセラミック基板にリード端子を接
続した様子を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a state where lead terminals are connected to a QFP type glass ceramic substrate to which the glass ceramic substrate according to the present invention is applied.

【図3】本発明に係るガラスセラミック基板を適用した
高周波用ハイブリッド集積回路モジュールのセラミック
パッケージの外観斜視図である。
FIG. 3 is an external perspective view of a ceramic package of a high frequency hybrid integrated circuit module to which the glass ceramic substrate according to the present invention is applied.

【図4】図3に示したセラミックパッケージのC−C線
における断面構造図である。
FIG. 4 is a sectional structural view taken along line CC of the ceramic package shown in FIG. 3;

【図5】図4に矢印Dで示したフレーム金属材とガラス
セラミック基板とのろう付け部の拡大図である。
FIG. 5 is an enlarged view of a brazing portion between the frame metal material and the glass ceramic substrate, which is indicated by an arrow D in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ガラスセラミック基板 12 第2のメタライズ層 14 ろう材 16 リ−ド端子 18 第1のメタライズ層 20 低温焼成ガラスセラミック基板 22 フレーム金属材 24 ベース金属材 26 層間導体 Reference Signs List 10 glass ceramic substrate 12 second metallized layer 14 brazing material 16 lead terminal 18 first metallized layer 20 low temperature fired glass ceramic substrate 22 frame metal material 24 base metal material 26 interlayer conductor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラスセラミック基板上に金属部材をろ
う付けにより接続する場合のろう付け部は、ガラスセラ
ミック基板側から、ガラスセラミック基板材の成分を含
む第1のメタライズ層、前記成分を含まない第2のメタ
ライズ層及びろう材の順に前記金属部材の下に積層さ
れ、かつ該積層が前記ガラスセラミック基板内に埋め込
まれた構造を有し、ろう付け部の表面が基板面と同一か
または凹面であることを特徴とするガラスセラミック基
板。
1. A brazing portion when a metal member is connected to a glass ceramic substrate by brazing, the first metallized layer containing a component of the glass ceramic substrate material from the glass ceramic substrate side, and the first metallized layer does not contain the component. A second metallization layer and a brazing material are laminated under the metal member in this order, and the lamination is embedded in the glass ceramic substrate, and the surface of the brazing portion is the same as the substrate surface or a concave surface. A glass ceramic substrate, characterized in that:
【請求項2】 ガラスセラミック基板の表面層となるセ
ラミックグリーンシート上に、ガラスセラミック基板の
基板材の成分を含む第1のメタライズ層となるメタライ
ジングペースト、前記成分を含まない第2のメタライズ
層となるメタライジングペースト、及びペースト状ろう
を順次重ねて印刷し、ガラスセラミック基板の内部層と
なるセラミックグリーンシートと積層し、焼成して、ろ
う表面が基板面と同一かまたは凹面となることを特徴と
するガラスセラミック基板の製造方法。
2. A metallizing paste serving as a first metallized layer containing a component of a substrate material of a glass ceramic substrate on a ceramic green sheet serving as a surface layer of a glass ceramic substrate, and a second metallized layer not containing said component Metallizing paste, and paste-like brazing are sequentially superimposed and printed, laminated with a ceramic green sheet to be an inner layer of the glass ceramic substrate, and fired so that the brazing surface is the same as the substrate surface or a concave surface. A method for manufacturing a glass ceramic substrate.
【請求項3】 前記第1のメタライズ層となるメタライ
ジングペースト、第2のメタライズ層となるメタライジ
ングペースト、及びペースト状ろうを順次重ねて印刷す
る部分が、凹部または穴部を設けた、ガラスセラミック
基板の表面層となるセラミックグリーンシートの凹部ま
たは穴部であることを特徴とする請求項2記載のガラス
セラミック基板の製造方法。
3. A glass in which a portion where the metallizing paste to be the first metallized layer, the metallizing paste to be the second metallized layer, and the paste-like solder are sequentially superimposed and printed has a recess or a hole. 3. The method for manufacturing a glass ceramic substrate according to claim 2, wherein the surface is a concave portion or a hole portion of a ceramic green sheet to be a surface layer of the ceramic substrate.
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