JPH114054A - 配線基板 - Google Patents

配線基板

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JPH114054A
JPH114054A JP15642097A JP15642097A JPH114054A JP H114054 A JPH114054 A JP H114054A JP 15642097 A JP15642097 A JP 15642097A JP 15642097 A JP15642097 A JP 15642097A JP H114054 A JPH114054 A JP H114054A
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JP
Japan
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layer
main conductor
circuit wiring
barrier layer
conductor layer
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Pending
Application number
JP15642097A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichiro Yamaguchi
雄一朗 山口
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP15642097A priority Critical patent/JPH114054A/ja
Publication of JPH114054A publication Critical patent/JPH114054A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • 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
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/388Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of a metallic or inorganic thin film adhesion layer

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁基体に対する回路配線の接合強度が低い。 【解決手段】絶縁基体1上に薄膜配線技術によりチタン
から成る接着層3と、ニッケルークロムから成るバリア
層4と、金から成る主導体層5の3層構造を有する回路
配線2を被着形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は配線基板に関し、よ
り詳細には混成集積回路装置や半導体素子収納用パッケ
ージ等に使用される回路配線が高密度に形成された配線
基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば半導体素子等の能動部品や
容量素子、抵抗器等の受動部品を多数搭載し、所定の電
子回路を構成するようになした混成集積回路装置は、通
常、酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁基体の内部
及び表面にタングステン、モリブデン等の高融点金属材
料から成る回路配線を形成した構造の配線基板を準備
し、該配線基板の絶縁基体上面に半導体素子や容量素
子、抵抗器等を搭載取着するとともに該半導体素子等の
電極を前記回路配線に電気的に接続することによって形
成されている。
【0003】かかる従来の混成集積回路装置等に使用さ
れる配線基板は一般に、セラミックスの積層技術及びス
クリーン印刷等の厚膜形成技術を採用することによって
製作されており、具体的には以下の方法によって製作さ
れる。
【0004】即ち、 (1) まず、酸化アルミニウム(Al2 3 )、酸化珪素
(SiO2 )、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カル
シウム(CaO)等から成るセラミックス原料粉末に有
機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿物を作り、次にこれを
従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等
によりシート状に成形して複数枚のセラミックグリーン
シート(セラミック生シート)を得る。そして各セラミ
ックグリーンシートに打ち抜き加工法及び孔あけ加工法
を施し所定位置に貫通孔を形成するとともに所定形状に
加工する。
【0005】(2) 次に、前記セラミックグリーンシート
の表面及び貫通孔内に、タングステンやモリブデン粉末
に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストをス
クリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布する。
【0006】(3) そして最後に前記金属ペーストを印刷
塗布した各セラミックグリーンシートを上下に積層する
とともに還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成し、
セラミックグリーンシートと金属ペーストとを焼結一体
化することによって絶縁基体の内部及び表面に所定パタ
ーンの回路配線を形成した配線基板が完成する。
【0007】しかしながら、この従来の配線基板におい
ては、回路配線が全て金属ペーストをスクリーン印刷す
ることによって形成されており、スクリーン印刷による
回路配線の形成は微細化が困難で、回路配線を高密度に
形成することができないという欠点を有していた。
【0008】そこで上記欠点を解消するために回路配線
を従来のスクリーン印刷等の厚膜形成技術に変えて微細
化が可能な薄膜形成技術を用いて形成する配線基板が提
案されている。
【0009】かかる回路配線を薄膜形成技術により形成
した配線基板は、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶
縁性の材料から成る絶縁基体の表面に、例えば、チタン
から成る接着層と、金から成る主導体層とをイオンプレ
ーティング法やスパッタリング法、蒸着法等の薄膜形成
技術により層着し、しかる後、これらの層をフォトリソ
グラフィー技術を採用し、所定パターンに加工して回路
配線とすることによって形成されている。
【0010】なお、前記チタンから成る接着層は回路配
線を絶縁基体に強固に接着させる作用をなし、また金か
ら成る主導体層は電気信号を伝搬させるための伝搬路と
して作用する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この配
線基板は接着層を構成するチタンと、主導体層を構成す
る金とが相互拡散し易いものであるため、回路配線に半
導体素子や容量素子、抵抗器の電極を半田を介して接続
させる際、半田を溶融させる熱が回路配線に印加される
と該回路配線を構成する接着層としてのチタンが金から
成る主導体層に拡散していき、その結果、絶縁基体に該
絶縁基体と密着性が悪い金が直接接触することとなって
回路配線の絶縁基体に対する接合強度が低下してしまう
という欠点を誘発した。
【0012】本発明者等は上記欠点に鑑み種々の実験の
結果、回路配線を構成するチタンから成る接着層と金か
ら成る主導体層との間にニッケルークロムから成るバリ
ア層を介在させると該ニッケルークロムから成るバリア
層が接着層と主導体層とを強固に接合させつつ接着層と
主導体層との相互拡散を有効に防止し、回路配線を絶縁
基体上に強固に接合させ得ることを知見した。
【0013】本発明は上記知見に基づき、回路配線と絶
縁基体との接合を強固とし、回路配線に半導体素子や容
量素子、抵抗器等の電子部品を半田等のロウ材を介して
強固に接続させることができる高信頼性の配線基板を提
供することをその目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、絶
縁基体上に薄膜配線技術によりチタンから成る接着層
と、ニッケルークロムから成るバリア層と、金から成る
主導体層の3層構造を有する回路配線を被着形成したこ
とを特徴とするものである。
【0015】本発明の配線基板によれば、回路配線をチ
タンから成る接着層と、ニッケルークロムから成るバリ
ア層と、金から成る主導体層の3層構造とし、チタンか
ら成る接着層と金から成る主導体層の間にニッケルーク
ロムから成るバリア層を配したことから接着層と主導体
層とが強固に接合するとともに接着層と主導体層の相互
拡散がバリア層で有効に防止されて回路配線の絶縁基体
への接合が強固となる。
【0016】
【発明の実施の形態】次に本発明を添付図面に基づき詳
細に説明する。図1は本発明の配線基板の一実施例を示
し、1は絶縁基体、2は回路配線である。
【0017】前記絶縁基体1は酸化アルミニウム質焼結
体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭
化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体、サファイ
ア、ガラス、石英、シリコン基板等の電気絶縁性の材料
から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体で形成さ
れている場合には、酸化アルミニウム(Al2 3 )、
酸化珪素(SiO2 )、酸化マグネシウム(MgO)、
酸化カルシウム(CaO)等の原料粉末に適当な有機溶
剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれをド
クターブレード法やカレンダーロール法を採用すること
によってセラミックグリーンシート(セラミック生シー
ト)を形成し、しかる後、前記セラミックグリーンシー
トに適当な打抜き加工を施し、所定形状となすとともに
高温(約1600℃)で焼成することによって製作され
る。
【0018】また前記絶縁基体1の上面には回路配線2
が薄膜形成技術によって被着形成されており、該回路配
線2は接着層3と、バリア層4と、主導体層5の3層構
造を有している。
【0019】前記回路配線2の接着層3はチタン(T
i)から成り、蒸着法やイオンプレーティング法、スパ
ッタリング法等の薄膜形成技術を採用することにより絶
縁基体1上に被着される。
【0020】前記接着層3は絶縁基体1と回路配線2と
の接合強度を上げる作用を為し、その厚みは0.05μ
m未満であると回路配線2を絶縁基体1に強固に接合さ
せるのが困難となる傾向にあり、また0.5μmを超え
ると接着層3を薄膜形成技術により形成する際に大きな
応力が発生するとともにこれが内部に内在し、該内在応
力によって絶縁基体1と接着層3との接合強度が低下し
てしまう傾向にある。
【0021】従って、チタンから成る接着層3はその厚
みを0.05μm〜0.5μmの範囲とすることが好ま
しく、好適には0.1μm〜0.3μmの範囲とするの
がよい。
【0022】また前記接着層3の上面にはバリア層4が
被着されており、該バリア層4は接着層3と主導体層5
とを強固に接合させるとともに接着層3と主導体層5と
の相互拡散を防止する作用をなす。
【0023】前記バリア層4はニッケルークロム(Ni
ーCr)から成り、蒸着法やイオンプレーティング法、
スパッタリング法等の薄膜形成技術により接着層3の上
面に被着される。
【0024】前記バリア層4はその厚みが0.05μm
未満であると接着層3と主導体層5との相互拡散を有効
に防止することができなくなる傾向にあり、また1.0
μmを超えるとバリア層4を薄膜形成技術により被着さ
せる際に発生する応力によって接着層3とバリア層4と
の接合強度が低下してしまう傾向にある。従って、ニッ
ケルークロムから成るバリア層4はその厚みを0.05
μm〜1.0μmの範囲とすることが好ましく、好適に
は0.1μm〜0.8μmの範囲がよい。
【0025】更に前記バリア層4の上面には主導体層5
が蒸着法やイオンプレーティング法、スパックリング法
等の薄膜形成技術により被着されており、該主導体層5
は主として電気信号を通す通路として作用する。
【0026】前記主導体層5は導通抵抗が極めて低い金
(Au)が使用され、その厚みは2.0μm未満である
と回蕗配線2の導通抵抗が高くなって配線基板としては
不向きとなる傾向にある。従って、前記金から成る主導
体層5はその厚みを2.0μm以上とすることが好まし
く、コストの点も考慮すると3.0μ〜7.0μmの範
囲が好適である。
【0027】前記絶縁基体1の上面にチタンから成る接
着層3とニッケルークロムから成るバリア層4と金から
成る主導体層5の3層構造を有する回路配線2を設けた
配線基板は回路配線2を形成する接着層3、バリア層4
及び主導体層5の各々が薄膜形成技術を採用することに
よって形成されていることから回路配線2を極めて微細
に形成することが可能となり、これによって絶縁基体1
上に回路配線2を高密度に形成することができる。
【0028】また前記回路配線2はチタンから成る接着
層3と金から成る主導体層5の間に両者に対し接合性が
よいニッケルークロムから成るバリア層4を配したこと
から接着層3と主導体層5とは強固に接合し、同時に回
路配線2に半導体素子や容量素子、抵抗器等の電子部品
を半田を介して接続させた場合、半田を溶融させる熱が
回路配線2に印加され、接着層3と主導体層5との間に
相互拡散が起ころうとしてもその相互拡散は前記バリア
層4によって有効に防止され、回路配線2の絶縁基体1
への接合を強固となすこともできる。
【0029】次に本発明の配線基板の具体的な製造方法
について説明する。まず絶縁基体1を洗浄し、絶縁基体
1の外表面に付着している塵や屑を除去する。
【0030】前記絶縁基体1の洗浄は有機溶剤による脱
脂洗浄を行い、次にアルカリ脱脂洗浄及び酸洗浄を行っ
て、絶縁基体1に付着している有機物質及び無機物質を
除去し、しかる後、純水またはイソプロピルアルコール
で最終処理をすることによって行われる。
【0031】次に前記絶縁基体1上にイオンプレーティ
ング法やスパッタリング法等の公知の成膜法により接着
層としてのチタンと、バリア層としてのニッケルークロ
ムと、主導体層としての金を所定厚みに順次、被着させ
る。
【0032】前記接着層、バリア層、主導体層の被着
は、例えば、スパッタリング法ではチタン、ニッケルー
クロム及び金のターゲットを順次0.2〜2Paのアル
ゴン雰囲気下でプラズマ放電させ、スパッタリングし着
膜させる。また金についてはこの後、金メッキを施し、
厚くしてもよい。イオンプレーティング法では1×10
-4〜1×10-3Paの真空下でチタン、ニッケルークロ
ム及び金のターゲットにイオンを照射し、ターゲットを
溶融蒸発させ、電界負荷加速せしめ着膜することによっ
て行われる。
【0033】次に前記接着層と、バリア層と、主導体層
の各々をフォトリソグラフィー技術を採用することによ
って所定パターンに加工し、これによって絶縁基体l上
に接着層と、バリア層と、主導体層の3層構造を有する
所定パターンの回路配線が形成された配線基板が製作さ
れる。
【0034】(実験例)次に本発明の作用効果を以下の
実験例に基づき説明する。 (1)試料の作成 酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁基体を洗浄し、
その後、この絶縁基体の上面に表1に示す厚みのチタン
(Ti)から成る接着層と、ニッケルークロム(Niー
Cr)から成るバリア層と、金(Au)から成る主導体
層をイオンプレーティング法により順次被着させ、しか
る後、フォトリソグラフィー技術によって1mm×1m
mのドット状に加工し回路配線試料となす。
【0035】なお、試料番号26は本発明品と比較する
ための比較試料であり、接着層と主導体層との間にバリ
ア層を形成していないものである。
【0036】(2)接合強度の測定 各試料のドット状回路配線に鉄ーニッケルーコバルト合
金(FeーNiーCo合金)から成る引っ張り金具を半
田(融点が230℃のもの)を介して接合し、その後、
引っ張り金具を回路配線に対して垂直方向に引っ張り、
回路配線が絶縁基体より剥がれた際の引っ張り力を求
め、これを回路配線の接合強度として評価した。
【0037】なお、前記接合強度の測定は各々20個ず
つ行い、その平均値を求めて接合強度の評価とした。上
記の結果を表1に示す。
【0038】
【表1】
【0039】表1から明らかなように従来のチタンから
成る接着層に金から成る主導体層を直接被着させた回路
配線は、回路配線に半田を溶融させる熱が印加されると
接着層と主導体層との間に相互拡散が起こって回路配線
の絶縁基体に対する接合強度が0.8Kg/mm2 以下
に低下してしまうのに対し、本発明のチタンから成る接
着層と金から成る主導体層との間にニッケルークロムか
ら成るバリア層を介在させたものは接着層と主導体層と
の間の相互拡散が有効に防止されて回路配線の絶縁基体
に対する接合強度が3.0Kg/mm2 以上の高い値に
なすことができる。
【0040】
【発明の効果】本発明の配線基板によれば、回路配線を
チタンから成る接着層と、ニッケルークロムから成るバ
リア層と、金から成る主導体層の3層構造とし、チタン
から成る接着層と金から成る主導体層の間にニッケルー
クロムから成るバリア層を配したことから接着層と主導
体層とが強固に接合するとともに接着層と主導体層の相
互拡散がバリア層で有効に防止されて回路配線の絶縁基
体への接合が強固となる。
【0041】また本発明の配線基板によれば、回路配線
を形成する接着層、バリア層及び主導体層の各々が薄膜
形成技術を採用することによって形成されていることか
ら回路配線を極めて微細に形成することが可能となり、
これによって絶縁基体上に回路配線を高密度に形成する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の配線基板の一実施例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1・・絶縁基体 2・・回路配線 3・・接着層 4・・バリア層 5・・主導体層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基体上に薄膜配線技術によりチタンか
    ら成る接着層と、ニッケルークロムから成るバリア層
    と、金から成る主導体層の3層構造を有する回路配線を
    被着形成したことを特徴とする配線基板。
JP15642097A 1997-06-13 1997-06-13 配線基板 Pending JPH114054A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243202A (ja) * 2002-02-18 2003-08-29 Toyo Kohan Co Ltd 抵抗層積層材および抵抗層積層材を用いた部品
KR20130051124A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 엘지이노텍 주식회사 폴리이미드 코어를 이용한 박형 다층 인쇄회로기판 및 그 제조방법
KR20130051122A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 엘지이노텍 주식회사 폴리이미드 코어를 이용한 고밀도 박형 다층 인쇄회로기판 제조방법 및 그 인쇄회로기판

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243202A (ja) * 2002-02-18 2003-08-29 Toyo Kohan Co Ltd 抵抗層積層材および抵抗層積層材を用いた部品
KR20130051124A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 엘지이노텍 주식회사 폴리이미드 코어를 이용한 박형 다층 인쇄회로기판 및 그 제조방법
KR20130051122A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 엘지이노텍 주식회사 폴리이미드 코어를 이용한 고밀도 박형 다층 인쇄회로기판 제조방법 및 그 인쇄회로기판

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