JPS62123795A

JPS62123795A - 配線基板

Info

Publication number: JPS62123795A
Application number: JP26238585A
Authority: JP
Inventors: 菊池　紀實; 五代儀　靖; 忠司酒井; 浜村　清人
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-11-25
Filing date: 1985-11-25
Publication date: 1987-06-05
Also published as: JPH0434317B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、セラミック配線基板に関する。

（発明の技術的背景とその問題点）従来のセラミック多層配線基板は、一般的に次の様な方
法で製造されている。

例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ２＞を主成分とす
るセラミック扮末をスラリー化して、ドクターブレード
法でグリーン・シート（未焼成シート）を得る。このグ
リーン・シート上にタングステン（Ｗ＞でなる導体ペー
ストを用いて所望の導体パターンを形成したシートを複
数用意し、これらを積層して、還元雰囲気で焼成する。

又、他の方法としてグリーン・シー１〜上にＷペース１
〜を用いて導体パターンを形成し、その上に絶縁パター
ンを上下導体パターンの多層化可能なように、所望部分
を除いて形成し、ざらにその上に第２の導体パターン形
成というように導体パターンと絶縁層パターンを交互に
くり返して多層化し、これを同時に焼成する方法がある
。しかしながらこのような方法で得られたセラミック多
層配線基板では、次のような問題があった。

まず、基板表面上のＷ導体パターンに直接ワイヤ・ホン
ディングが出来ない。すなわち、基板表面にＩＣ等のチ
ップを搭載し、ＩＣと基板との電気的接続の為に金線を
用いて基板のワイヤポンディングパットにワイヤ・ポン
ディングする為には、焼成のままの従来の基板ではポン
ディングワイヤが基板に十分な強度で密着できなかった
。そのため金（ＡＬＩ＞のめつぎ処理が必要でおった。

しかしながら、このめっき処理では薄い均一なＡＵめっ
きを得ることは困難であるとともに、Ａｕは高価である
ためコスト低減の面からも問題であった。

また、Ａｕめっきの密着力を改善するためにニッケル（
Ｎｉ）の下地めっきを行なうことも試みられているが、
工程が複雑になり実用上好ましいものではなかった。更
に従来の基板では、基板のたとえば信号入出力用パター
ン（Ｉ１０パターン）にリードフレームを付ける為に銀
ろう付けする際にもＩ１０パターン上にＮｉめっきする
必要があるが、この場合銀ろう付けの工程でＮｉめつき
層に７タレが生ずる等の現象を生じることがあった。

（発明の目的）本発明は前述したような従来の基板の問題点を解決した
もので、焼成後の基板の所望導体パターン部に直接ワイ
ヤ・ホンディングが可能で、かつ直接銀ろう付けも出来
るセラミック配線基板を提供する。

（発明の概要）本発明の配線基板は、セラミック基板の平面部に導体が
形成された配線基板で必って、導体が白金（Ｐｔ）及び
タングステン（Ｗ＞を主成分とするペーストを焼成した
もので形成されたことを特徴とする。前記導体の白金の
割合は４０〜９０重量％がよい。白金の割合は、４０％
以上であれば直接ワイヤ・ポンディング及び直接銀ろう
付けが実用的に可能となり、更に直接金めつきも可能と
なるとともに抵抗値の点でも好ましい効果をもたらす。

また耐酸化性の点でも有利である。白金の割合が余り多
いとコスト的に不利である。より好ましい範囲は、５０
〜８０％である。また、導体層は１０μ程度迄が実用的
である。

セラミック基板を複数積層した多層基板は、多くの回路
を含むことができて有利である。この多層基板は、積層
された上下導体層が、相互に必要部分で接続される。

またセラミック基板は、Ａｌ２０３−アルミナおるいは
ＡＩＮが好ましい。前者は汎用性があり安価である点で
有利であり、後者は、熱伝導性が優れている点で有利で
ある。いずれのセラミックも本発明で用いる導体ペース
トとの密着性に優れる。

本発明の配線基板は次のような方法で得ることができる
。例えば、セラミックでなるグリーン・シート上に所定
の導体ペーストで所望パターンを形成する工程と、この
導体パターン付きグリーン・シートを複数個積層して多
層化する工程と、積層済みグリーン・シートを同時焼成
する工程を含む方法がある。またグリーン・シート上に
、導体ペーストで所望パターンを形成する工程と、この
パターン上に所望パターンで上下導体間の絶縁層を形成
する工程と、これら導体パターン、絶縁層パターン形成
を複数回くり返し多層配線化する工程と、多層化グリー
ン・シートを同時焼成する工程を含む方法がおる。

（発明の実施例）実施例１アルミナ（９３ｗｔ％）を主成分とし、他にＳ　ｉ　０
２　、ｆＶｌｇｏ、ｃａｏ等を微量含むセラミックに溶
剤、可塑剤、樹脂を加え、ボールミルで混合し、スラリ
ー化した。これをドクターブレード装置を通し、グリー
ン・シート（０，４ｍ厚）を得た。このグリーン・シー
トに、複数枚積層した際上下導体間の所望部分が接続さ
れるビアーホールを形成し、ピアホール内にはスクリー
ン印刷法により導体ペーストを充填した。

次いでこのグリーン・シート上に所望導体パターンをス
クリーン印刷法で成形した。このようにして複数の印刷
済みグリーン・シートを得た。

これらは積層、焼成後、一体となって所望機能を得る事
が出来るようにパターン条件グされている。

次いで、これらのグリーン・シートを熱圧着し積層した
。これを約１５５０’Ｃ還元雰囲気中で同時焼成した。

ここで、スクリーン印刷に用いた導体ペーストについて
説明する。

ＰｔメタルとＷメタル粉を混合、混練して１ｑたペース
ト及びＰｔペースト及びＷペーストを各々混合、混練し
て１ｑだペーストを用いた。

第１のメタルパウダーは、Ｐｔとして、昭栄化学工業（
株）製を用い、Ｗとしては東芝製を用いた。これらのＰ
ｔ及びＷ粉末を各々Ｐｔ　　　４０〜９０　ｗｔ％Ｗ　　　５〜５０　ｗｔ％とり、これらを十分混練した。

第２の市販ペーストは、ｐｔペーストとして昭栄化学工
業（株）製を用い、Ｗペーストとして大宮化成製を用い
た。各々の量は、Ｐｔペースト　　４０〜９０　ｗｔ％Ｗペースト　１０〜６０　ｗｔ％とり、これらを十分混練した。これらのＰｔ及びＷの各
々の組成比率を表１に示した。

表　　１こうして得られた配線基板により基板の特性を調べ以下
のような結果を１ｑだ。

■基板表面のワイヤ・ボンディングバット部に３０μφ
の金線を用いて、直接ワイヤ・ボンディングした。ボン
ディング条件は、ＴＳボンダー（Ｋ＆Ｓ社製）を用い温
度約１５０’Ｃで行なった。

試料Ｎα１〜１０の基板全てについて実施したが、７３
〜１８３のボンディング強度があり、実用上十分な結果
を得た。

■各試料について導体抵抗を測定した。導体パターン幅
１２０〜１２８μｍ、長さ９５〜１０２ｍ、膜厚８〜１
２μｍの同一ラインで測定して得た結果を表２に示す。

表２表２からも明らかなように導体ペーストのＰｔ、Ｗ成分
比をコントロールする事で任意の導体抵抗を一回の同時
焼成で形成する事が出来た。

参考迄に従来の市販Ｗペースト（大宮化成）を用いた場
合は、同じパターン条件で、その抵抗値は約１０〜１５
Ω程度でしかない。

■基板のＩ１０パターンに、直接銀ろう付けをした。試
料Ｎα１〜６の全ての基板が０．７〜１．３に’ｊ　／
　ｓ　２と従来のＮｉめつきｌろう付けしたと同等の密
着力であった。用いた銀ろうは、山中貴金属製でリード
フレームには４２７０イ材を用い８００〜８３０°Ｃ１
水素雰囲気中で行なった。

従って、従来銀ろう付けする際、その下地として必要で
あったＮｉめつきが不要となり、従来銀ろう付は中にＮ
ｉミツフレ生じたりするようなトラブルは無くなり、か
つ大幅な工程域、工数減となった。

■焼成後基板の表面に直接Ａｕめっきをした。

めっきの前処理を施こしたのち約５０％塩駿（Ｈｃ　ｌ
　）中で１０〜３０’Ｃ５分間活性化し、次いで高アル
カリのＡｕ置換めっき浴で約９５°Ｃ１約５分の薄めつ
ぎ後、金めつき浴（商品名−オーラックス）を用い７０
℃６０〜９０分で金めつぎした。

１〜１０の各試料のめっき厚は１．５〜２．０μｍで、
均一にムラなく所望パターン上についていた。

■焼成後の基板を空気中で１３００℃、１Ｈ及び１００
Ｈ加熱した。

内部及び外表面が、ビアーホールで接続されている１２
０〜１２８μｍ幅のラインで、導体抵抗及び外表面の変
色をテストした結果を表３に示す。

以下余白表３に示す如く、試料１及び６では、１００ｔｆ経過で
抵抗値が１〜３Ω程度上昇し色も少し茶色になったが、
実用上は問題なくその他のものは全て変化なく、実用上
十分な値であった。なお、本実施例にあけるＷ及びＰｔ
の組成比は表１の如くであるが、組成変化による傾向と
してはＷの比率が低くなると導体抵抗値は高くなり、直
接ワイヤ・ポンディング性、直接限ろう付は性、直接金
めっき性等の効果が増大する。

実施例２アルミナグリーン・シートを予め４枚用意し、この上に
スクリーン印刷法で導体ペースト、絶縁ペーストを交互
に印刷して多層配線構造にしたグリーン・シートを所望
外形に切断する為スリットをつけ、１５３０〜１５６０
’Ｃ還元雰囲気中で湿潤水素を注入して得た。

使用したグリーン・シート、導体ペースト等は実施例１
と同様の物である。多層化の為に、第１導体層をスクリ
ーン印刷機を用いて印刷し、次いで絶縁層を印刷した。

この時上下導体層間を接続する為のビアーホール部は、
絶縁層が印刷されず穴となる。次にビアーホール部に導
体ペーストをスクリーン印刷法で充填し、その上に第２
の導体層を形成した。このようにして導体、絶縁層を交
互に印刷法で形成し、最終的に導体３層とした。これら
を同時焼成した。各種評価を、実施例１と同様に行なっ
たところほぼ同等の結果を得ることができた。

（発明の結果）以上述べたように、本発明の配線基板によれば焼成後の
基板外周部の所望パターン部に直接ＡＵワイヤ・ボンデ
ィングが可能となる。また、焼成後の基板外周部の所望
パターン部に直接銀ろう付けが可能となる。従って、従
来ワイヤ・ボンディングヤ銀ろう付けの為に必要で必っ
たＮ１めつきやＡｔＪめつきが不要となる。したがって
貴金属で高価なＡＵを使わずに済み、省資源でもおり、
ＡＬＪめっきの工捏不要となり大幅な歩留りアップ、コ
スト減を達成することができる。

さらに、Ｎｉめっき不要で銀ろう付は可能となり、全体
としてＮｉ、Ａｕとも不要の、いわゆるめっき不要のセ
ラミック多層基板を得ることが可能となる。なお、表面
導体パターン上にＡｕめつきが必要な場合は、下地にＮ
ｉめつき不要で、直接Ａｕめっきを施す事が可能となり
、かつＡＵめっきと導体メタルの密着力は従来のものと
比較すると格段に大きくなる。更に焼成後の基板、ある
いは基板の所望パターン部にＡＩＪめっきを施した後の
基板は、空気中での高温処理に絶えるようになる。また
、任意の抵抗値を有する導体パターンを一回の同時焼成
で形成する事が可能となる。なお、前記実施例では、多
層構造の基板について述べたが導体一層のセラミック基
板でも同様の効果が得られる。また、Ｐｔ／Ｗの導体ペ
ーストを用いる事によって従来の無電解Ｎｉめっきで必
要とされていたＰｄによる置換を必要とせず、直接Ｎｉ
ヤ銅（Ｃｕ）もめっき出来るとともに、直接会めっきの
他にｐｄや銀（ＡＱ）も直接めっき出来る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミック基板の平面部に導体が形成された配線
基板であつて導体が白金及びタングステンを主成分とす
るペーストを焼成したもので形成された配線基板。
（２）導体の白金の割合は、４０〜９０重量％である特
許請求の範囲第１項に記載の配線基板。
（３）セラミック基板が複数積層したものである特許請
求の範囲第１項に記載の配線基板。
（４）セラミック基板は、酸化アルミニウム、窒化物ア
ルミニウムのいずれかである特許請求の範囲第１項に記
載の配線基板。