JP3292646B2 - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents
配線基板及びその製造方法Info
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を収容
するための半導体素子収納用パッケージや混成集積回路
基板等に用いられる配線基板に関するものである。
するための半導体素子収納用パッケージや混成集積回路
基板等に用いられる配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、配線基板、例えば半導体素子を収
容する半導体素子収納用パッケージに使用される配線基
板は、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスより
成り、その上面中央部に半導体素子を収容する凹部を有
する絶縁基体と、前記絶縁基体の凹部周辺から下面にか
けて導出されたタングステン、モリブデン等の高融点金
属粉末から成る配線導体とから構成されており、前記絶
縁基体の凹部底面に半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材
等の接着剤を介して接着固定するとともに半導体素子の
各電極を例えばボンディングワイヤ等の電気的接続手段
を介して配線導体に電気的に接続し、しかる後、前記絶
縁基体の上面に、金属やセラミックス等から成る蓋体を
絶縁基体の凹部を塞ぐようにしてガラス、樹脂、ロウ材
等の封止材を介して接合させ、絶縁基体の凹部内に半導
体素子を気密に収容することによって製品としての半導
体装置となり、配線導体の絶縁基体凹部底面に導出した
部位を外部電気回路基板の配線導体に接続することによ
って半導体素子の各電極が外部電気回路基板に電気的に
接続されることとなる。
容する半導体素子収納用パッケージに使用される配線基
板は、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスより
成り、その上面中央部に半導体素子を収容する凹部を有
する絶縁基体と、前記絶縁基体の凹部周辺から下面にか
けて導出されたタングステン、モリブデン等の高融点金
属粉末から成る配線導体とから構成されており、前記絶
縁基体の凹部底面に半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材
等の接着剤を介して接着固定するとともに半導体素子の
各電極を例えばボンディングワイヤ等の電気的接続手段
を介して配線導体に電気的に接続し、しかる後、前記絶
縁基体の上面に、金属やセラミックス等から成る蓋体を
絶縁基体の凹部を塞ぐようにしてガラス、樹脂、ロウ材
等の封止材を介して接合させ、絶縁基体の凹部内に半導
体素子を気密に収容することによって製品としての半導
体装置となり、配線導体の絶縁基体凹部底面に導出した
部位を外部電気回路基板の配線導体に接続することによ
って半導体素子の各電極が外部電気回路基板に電気的に
接続されることとなる。
【０００３】尚、前記配線基板は一般に、セラミックグ
リーンシート積層法によって製作されており、具体的に
は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、
酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バ
インダー、溶剤等を添加混合して泥漿状となすとともに
これを従来周知のドクターブレード法を採用してシート
状とすることによって複数のセラミックグリーンシート
を得、しかる後、前記セラミックグリーンシートに適当
な打ち抜き加工を施すとともに配線導体となる金属ペー
ストを所定パターンに印刷塗布し、最後に前記セラミッ
クグリーンシートを所定の順に上下に積層して生セラミ
ック成形体となすとともに該セラミック生成形体を還元
雰囲気中約１６００℃の高温で焼成することによって製
作される。
リーンシート積層法によって製作されており、具体的に
は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、
酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バ
インダー、溶剤等を添加混合して泥漿状となすとともに
これを従来周知のドクターブレード法を採用してシート
状とすることによって複数のセラミックグリーンシート
を得、しかる後、前記セラミックグリーンシートに適当
な打ち抜き加工を施すとともに配線導体となる金属ペー
ストを所定パターンに印刷塗布し、最後に前記セラミッ
クグリーンシートを所定の順に上下に積層して生セラミ
ック成形体となすとともに該セラミック生成形体を還元
雰囲気中約１６００℃の高温で焼成することによって製
作される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の配線基板は、絶縁基体を構成する酸化アルミニウム
質焼結体等のセラミックスが硬くて脆い性質を有するた
め、搬送工程や半導体装置製作の自動ライン等において
配線基板同士が、あるいは配線基板と半導体装置製作自
動ラインの一部とが激しく衝突すると絶縁基体に欠けや
割れ、クラック等が発生し、その結果、半導体素子を気
密に収容することができず、半導体素子を長期間にわた
り正常、且つ安定に作動させることができなくなるとい
う欠点を有していた。
来の配線基板は、絶縁基体を構成する酸化アルミニウム
質焼結体等のセラミックスが硬くて脆い性質を有するた
め、搬送工程や半導体装置製作の自動ライン等において
配線基板同士が、あるいは配線基板と半導体装置製作自
動ラインの一部とが激しく衝突すると絶縁基体に欠けや
割れ、クラック等が発生し、その結果、半導体素子を気
密に収容することができず、半導体素子を長期間にわた
り正常、且つ安定に作動させることができなくなるとい
う欠点を有していた。
【０００５】また、前記配線基板の製造方法によれば、
セラミック生成形体を焼成する際、セラミック生成形体
に不均一な焼成収縮が発生し、得られる配線基板に反り
等の変形や寸法のばらつきが発生し、その結果、半導体
素子の各電極と配線導体とを、或いは配線導体と外部電
気回路基板の配線導体とを正確、且つ確実に電気的に接
続することが困難であるという欠点を有していた。
セラミック生成形体を焼成する際、セラミック生成形体
に不均一な焼成収縮が発生し、得られる配線基板に反り
等の変形や寸法のばらつきが発生し、その結果、半導体
素子の各電極と配線導体とを、或いは配線導体と外部電
気回路基板の配線導体とを正確、且つ確実に電気的に接
続することが困難であるという欠点を有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の配線基板は、６
０乃至９５重量％の無機絶縁物粉末と５乃至４０重量％
の熱硬化性樹脂とから成り、前記無機絶縁物粉末を前記
熱硬化性樹脂の前駆体で結合して成る前駆体シートを半
硬化させてその複数枚を積層して熱硬化させた、前記無
機絶縁物粉末を前記熱硬化性樹脂により結合して成る複
数枚の絶縁基板を積層して成る絶縁基体の前記絶縁基板
に、半硬化の前記前駆体シートとともに熱硬化させた、
銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属で接合した配線導体
をポリイミド樹脂により接着させて成ることを特徴とす
るものである。
０乃至９５重量％の無機絶縁物粉末と５乃至４０重量％
の熱硬化性樹脂とから成り、前記無機絶縁物粉末を前記
熱硬化性樹脂の前駆体で結合して成る前駆体シートを半
硬化させてその複数枚を積層して熱硬化させた、前記無
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数枚の絶縁基板を積層して成る絶縁基体の前記絶縁基板
に、半硬化の前記前駆体シートとともに熱硬化させた、
銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属で接合した配線導体
をポリイミド樹脂により接着させて成ることを特徴とす
るものである。
【０００７】更に本発明の配線基板の製造方法は、熱硬
化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合して成る前駆
体シートを準備する工程と、該前駆体シートを加熱して
半硬化させる工程と、半硬化した前記前駆体シートにポ
リイミド樹脂前駆体と銅粉末もしくは銀粉末と低融点金
属粉末とを混合して成る金属ペーストを所定パターンに
印刷する工程と、前記金属ペーストを熱処理し、銅粉末
もしくは銀粉末を低融点金属粉末で接合させる工程と、
熱処理した前記金属ペーストが被着された半硬化の前記
前駆体シートを複数枚上下に積層するとともにこれを加
熱して前記前駆体シートの熱硬化性樹脂前駆体及び前記
金属ペーストのポリイミド樹脂を熱硬化させる工程と、
から成ることを特徴とするものである。
化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを混合して成る前駆
体シートを準備する工程と、該前駆体シートを加熱して
半硬化させる工程と、半硬化した前記前駆体シートにポ
リイミド樹脂前駆体と銅粉末もしくは銀粉末と低融点金
属粉末とを混合して成る金属ペーストを所定パターンに
印刷する工程と、前記金属ペーストを熱処理し、銅粉末
もしくは銀粉末を低融点金属粉末で接合させる工程と、
熱処理した前記金属ペーストが被着された半硬化の前記
前駆体シートを複数枚上下に積層するとともにこれを加
熱して前記前駆体シートの熱硬化性樹脂前駆体及び前記
金属ペーストのポリイミド樹脂を熱硬化させる工程と、
から成ることを特徴とするものである。
【０００８】更に本発明は前記絶縁基体に配線導体を接
着させるポリイミド樹脂として付加型ポリイミド樹脂を
使用することを特徴とするものである。
着させるポリイミド樹脂として付加型ポリイミド樹脂を
使用することを特徴とするものである。
【０００９】本発明の配線基板によれば、絶縁基体が無
機絶縁物粉末を靱性に優れる熱硬化性樹脂で結合するこ
とによって形成されていることから配線基板同士あるい
は配線基板と半導体装置製作自動ラインの一部とが激し
く衝突しても絶縁基体に欠けや割れ、クラック等が発生
することはない。
機絶縁物粉末を靱性に優れる熱硬化性樹脂で結合するこ
とによって形成されていることから配線基板同士あるい
は配線基板と半導体装置製作自動ラインの一部とが激し
く衝突しても絶縁基体に欠けや割れ、クラック等が発生
することはない。
【００１０】また本発明の配線基板によれば、配線導体
の銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属で接合させたこと
から銅粉末もしくは銀粉末間の電気的接続が確実とな
り、配線導体の電気抵抗を極めて低抵抗となすことがで
きる。
の銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属で接合させたこと
から銅粉末もしくは銀粉末間の電気的接続が確実とな
り、配線導体の電気抵抗を極めて低抵抗となすことがで
きる。
【００１１】更に本発明の配線基板の製造方法によれ
ば、絶縁基体を得る際に焼成工程がないことから焼成に
伴う不均一な収縮による変形や寸法のばらつきが発生す
ることがない。
ば、絶縁基体を得る際に焼成工程がないことから焼成に
伴う不均一な収縮による変形や寸法のばらつきが発生す
ることがない。
【００１２】また更に本発明の配線基板の製造方法によ
れば、絶縁基体に配線導体を接着させるのにポリイミド
樹脂を使用したことから前駆体シートにポリイミド樹脂
前駆体と銅粉末もしくは銀粉末と低融点金属粉末とを混
合して成る金属ペーストを印刷し、しかる後、前記金属
ペーストを熱処理し、銅粉末もしくは銀粉末を低融点金
属粉末で接合させる際、金属ペーストのポリイミド樹脂
前駆体を熱硬化させることなく銅粉末もしくは銀粉末を
低融点金属粉末で接合させることができ、銅粉末もしく
は銀粉末を低融点金属粉末で十分に接合させた後、配線
導体を絶縁基体に強固に接着させることが可能となる。
れば、絶縁基体に配線導体を接着させるのにポリイミド
樹脂を使用したことから前駆体シートにポリイミド樹脂
前駆体と銅粉末もしくは銀粉末と低融点金属粉末とを混
合して成る金属ペーストを印刷し、しかる後、前記金属
ペーストを熱処理し、銅粉末もしくは銀粉末を低融点金
属粉末で接合させる際、金属ペーストのポリイミド樹脂
前駆体を熱硬化させることなく銅粉末もしくは銀粉末を
低融点金属粉末で接合させることができ、銅粉末もしく
は銀粉末を低融点金属粉末で十分に接合させた後、配線
導体を絶縁基体に強固に接着させることが可能となる。
【００１３】更にまた本発明の配線基板の製造方法によ
れば、配線導体を絶縁基体に接着するポリイミド樹脂を
付加型のポリイミド樹脂としておくと、絶縁基体に配線
導体を接着させる際、ポリイミド樹脂が水を発生して配
線導体に膨れを発生してしまうこともない。
れば、配線導体を絶縁基体に接着するポリイミド樹脂を
付加型のポリイミド樹脂としておくと、絶縁基体に配線
導体を接着させる際、ポリイミド樹脂が水を発生して配
線導体に膨れを発生してしまうこともない。
【００１４】
【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。
詳細に説明する。
【００１５】図１は、本発明の配線基板を半導体素子を
収容する半導体素子収納用パッケージに適用した場合の
一実施例を示し、１は絶縁基体、２は配線導体である。
収容する半導体素子収納用パッケージに適用した場合の
一実施例を示し、１は絶縁基体、２は配線導体である。
【００１６】前記絶縁基体１は、三枚の絶縁基板１ａ、
１ｂ、１ｃを積層することによって形成されており、そ
の上面中央部に半導体素子を収容するための凹部１ｄを
有し、該凹部１ｄの底面には半導体素子３が樹脂等の接
着剤を介して接着固定される。
１ｂ、１ｃを積層することによって形成されており、そ
の上面中央部に半導体素子を収容するための凹部１ｄを
有し、該凹部１ｄの底面には半導体素子３が樹脂等の接
着剤を介して接着固定される。
【００１７】前記絶縁基体１を構成する絶縁基板１ａ、
１ｂ、１ｃは、例えば酸化珪素、酸化アルミニウム、窒
化アルミニウム、炭化珪素、チタン酸バリウム、ゼオラ
イト等の無機絶縁物粉末をエポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂，ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂で結
合することによって形成されており、絶縁基体１を構成
する三枚の絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃはその各々が無機
絶縁物粉末を靭性に優れる熱硬化性樹脂で結合すること
によって形成されていることから絶縁基体１に外力が印
加されても該外力によって絶縁基体１に欠けや割れ、ク
ラック等が発生することはない。
１ｂ、１ｃは、例えば酸化珪素、酸化アルミニウム、窒
化アルミニウム、炭化珪素、チタン酸バリウム、ゼオラ
イト等の無機絶縁物粉末をエポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂，ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂で結
合することによって形成されており、絶縁基体１を構成
する三枚の絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃはその各々が無機
絶縁物粉末を靭性に優れる熱硬化性樹脂で結合すること
によって形成されていることから絶縁基体１に外力が印
加されても該外力によって絶縁基体１に欠けや割れ、ク
ラック等が発生することはない。
【００１８】尚、前記無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂で
結合して成る絶縁基体１を構成する三枚の絶縁基板１
ａ、１ｂ、１ｃは、無機絶縁物粉末の含有量が６０重量
％未満であると絶縁基体１の熱膨脹係数が半導体素子３
の熱膨脹係数に対して大きく相違し、半導体素子３が作
動時に熱を発し、該熱が半導体素子３と絶縁基体１の両
者に印加されると、両者間に両者の熱膨脹係数の相違に
起因する大きな熱応力が発生し、この大きな熱応力によ
って半導体素子３が絶縁基体１から剥離したり、半導体
素子３に割れや欠けが発生してしまう。また９５重量％
を超えると無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂で完全に結合
させることができず、所定の絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃ
を得ることができなくなる。従って、前記絶縁基体１を
構成する絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃは、その各々の内部
に含有される無機絶縁物粉末の量が６０乃至９５重量％
の範囲に特定される。
結合して成る絶縁基体１を構成する三枚の絶縁基板１
ａ、１ｂ、１ｃは、無機絶縁物粉末の含有量が６０重量
％未満であると絶縁基体１の熱膨脹係数が半導体素子３
の熱膨脹係数に対して大きく相違し、半導体素子３が作
動時に熱を発し、該熱が半導体素子３と絶縁基体１の両
者に印加されると、両者間に両者の熱膨脹係数の相違に
起因する大きな熱応力が発生し、この大きな熱応力によ
って半導体素子３が絶縁基体１から剥離したり、半導体
素子３に割れや欠けが発生してしまう。また９５重量％
を超えると無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂で完全に結合
させることができず、所定の絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃ
を得ることができなくなる。従って、前記絶縁基体１を
構成する絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃは、その各々の内部
に含有される無機絶縁物粉末の量が６０乃至９５重量％
の範囲に特定される。
【００１９】また前記絶縁基体１は、その凹部１ｄ周辺
から下面にかけて配線導体２が被着形成されており、該
配線導体２は銅もしくは銀粉末を低融点金属、例えば半
田で接合させたものをポリイミド樹脂を介し絶縁基体１
に接着させて形成されている。
から下面にかけて配線導体２が被着形成されており、該
配線導体２は銅もしくは銀粉末を低融点金属、例えば半
田で接合させたものをポリイミド樹脂を介し絶縁基体１
に接着させて形成されている。
【００２０】前記配線導体２は、半導体素子３の各電極
を外部電気回路に電気的に接続する作用を為し、絶縁基
体１の凹部１ｄ周辺に位置する部位には半導体素子３の
各電極がボンディングワイヤ４を介して電気的に接続さ
れ、また絶縁基体１の下面に導出された部位は外部電気
回路に電気的に接続される。
を外部電気回路に電気的に接続する作用を為し、絶縁基
体１の凹部１ｄ周辺に位置する部位には半導体素子３の
各電極がボンディングワイヤ４を介して電気的に接続さ
れ、また絶縁基体１の下面に導出された部位は外部電気
回路に電気的に接続される。
【００２１】前記配線導体２はまた銅粉末もしくは銀粉
末を低融点金属で接合することによって形成されてお
り、銅粉末もしくは銀粉末間の電気的接続を確実として
配線導体２の電気抵抗を低抵抗となすことができる。
末を低融点金属で接合することによって形成されてお
り、銅粉末もしくは銀粉末間の電気的接続を確実として
配線導体２の電気抵抗を低抵抗となすことができる。
【００２２】尚、前記銅粉末もしくは銀粉末と、半田等
から成る低融点金属粉末と、ポリイミド樹脂とから成る
配線導体２は銅粉末もしくは銀粉末と、半田等から成る
低融点金属粉末の合計重量が配線導体２の全重量に対
し、７０重量％未満となると銅粉末もしくは銀粉末と低
融点金属との接合が不完全となり、また９５重量％を超
えるとポリイミド樹脂で配線導体２を絶縁基体１に強固
に接着させるのが困難となるとともに配線導体２が脆弱
となる傾向にある。従って、前記配線導体２に含有され
る銅粉末もしくは銀粉末と、半田等から成る低融点金属
粉末の合計重量は配線導体２の全重量に対し７０重量％
乃至９５重量％の範囲としておくことが好ましい。
から成る低融点金属粉末と、ポリイミド樹脂とから成る
配線導体２は銅粉末もしくは銀粉末と、半田等から成る
低融点金属粉末の合計重量が配線導体２の全重量に対
し、７０重量％未満となると銅粉末もしくは銀粉末と低
融点金属との接合が不完全となり、また９５重量％を超
えるとポリイミド樹脂で配線導体２を絶縁基体１に強固
に接着させるのが困難となるとともに配線導体２が脆弱
となる傾向にある。従って、前記配線導体２に含有され
る銅粉末もしくは銀粉末と、半田等から成る低融点金属
粉末の合計重量は配線導体２の全重量に対し７０重量％
乃至９５重量％の範囲としておくことが好ましい。
【００２３】また前記配線導体２に含有される銅粉末も
しくは銀粉末と、半田等から成る低融点金属粉末は、銅
粉末もしくは銀粉末の量が該銅粉末もしくは銀粉末と半
田等から成る低融点金属粉末の合計重量に対し２０重量
％未満となると銅粉末もしくは銀粉末に対して低融点金
属粉末が多くなり、低融点金属同士が溶融し合って銅粉
末もしくは銀粉末を取り込んだ一体化が困難となって配
線導体2の電気抵抗値が高くなる傾向にあり、また８０
重量％を超えると銅粉末もしくは銀粉末を接合させる低
融点金属の量が相対的に少なくなり、銅粉末もしくは銀
粉末を完全に接合させることができず配線導体２の電気
抵抗値が高くなってしまう傾向にある。
しくは銀粉末と、半田等から成る低融点金属粉末は、銅
粉末もしくは銀粉末の量が該銅粉末もしくは銀粉末と半
田等から成る低融点金属粉末の合計重量に対し２０重量
％未満となると銅粉末もしくは銀粉末に対して低融点金
属粉末が多くなり、低融点金属同士が溶融し合って銅粉
末もしくは銀粉末を取り込んだ一体化が困難となって配
線導体2の電気抵抗値が高くなる傾向にあり、また８０
重量％を超えると銅粉末もしくは銀粉末を接合させる低
融点金属の量が相対的に少なくなり、銅粉末もしくは銀
粉末を完全に接合させることができず配線導体２の電気
抵抗値が高くなってしまう傾向にある。
【００２４】従って、前記配線導体２に含有される銅粉
末もしくは銀粉末は、該銅粉末もしくは銀粉末と半田等
から成る低融点金属粉末の合計重量に対し２０重量％乃
至８０重量％の範囲としておくことが好ましい。
末もしくは銀粉末は、該銅粉末もしくは銀粉末と半田等
から成る低融点金属粉末の合計重量に対し２０重量％乃
至８０重量％の範囲としておくことが好ましい。
【００２５】更に前記配線導体２に含有される銅粉末も
しくは銀粉末と、半田等から成る低融点金属粉末は、そ
の平均粒径が０．１μｍ未満となると銅粉末もしくは銀
粉末及び低融点金属粉末が凝集して均一な分散が得られ
なくなり、また５０μｍを超えると配線導体２の幅を一
般的に要求される５０μｍ〜２００μｍの範囲に印刷形
成するのが困難となる傾向にある。従って、前記配線導
体２に含有される銅粉末もしくは銀粉末と、半田等から
成る低融点金属粉末はその平均粒径を０．１μｍ乃至５
０μｍの範囲としておくことが好ましい。
しくは銀粉末と、半田等から成る低融点金属粉末は、そ
の平均粒径が０．１μｍ未満となると銅粉末もしくは銀
粉末及び低融点金属粉末が凝集して均一な分散が得られ
なくなり、また５０μｍを超えると配線導体２の幅を一
般的に要求される５０μｍ〜２００μｍの範囲に印刷形
成するのが困難となる傾向にある。従って、前記配線導
体２に含有される銅粉末もしくは銀粉末と、半田等から
成る低融点金属粉末はその平均粒径を０．１μｍ乃至５
０μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００２６】また更に前記配線導体２は、その露出する
表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、かつ良導電性の
金属をメッキ法により１．０乃至２０．０μｍの厚みに
層着させておくと配線導体２の酸化腐食を有効に防止す
ることができるとともに配線導体２とボンディングワイ
ヤ４とを強固に電気的に接続させることができる。従っ
て前記配線導体２は、その露出する表面にニッケルや金
等の耐食性に優れ、且つ良導電性の金属をメッキ法によ
り１．０乃至２０．０μｍの厚みに層着させておくこと
が好ましい。
表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、かつ良導電性の
金属をメッキ法により１．０乃至２０．０μｍの厚みに
層着させておくと配線導体２の酸化腐食を有効に防止す
ることができるとともに配線導体２とボンディングワイ
ヤ４とを強固に電気的に接続させることができる。従っ
て前記配線導体２は、その露出する表面にニッケルや金
等の耐食性に優れ、且つ良導電性の金属をメッキ法によ
り１．０乃至２０．０μｍの厚みに層着させておくこと
が好ましい。
【００２７】かくして本発明の配線基板によれば、絶縁
基体１の凹部１ｄ底面に半導体素子３を樹脂等の接着剤
を介して接着固定するとともに半導体素子３の各電極を
ボンディングワイヤ４を介して配線導体２に電気的に接
続し、最後に前記絶縁基体１の上面に蓋体５を樹脂等か
ら成る封止材を介して接合させ、絶縁基体１と蓋体５と
から成る容器内部に半導体素子３を気密に収容すること
により製品としての半導体装置が完成する。
基体１の凹部１ｄ底面に半導体素子３を樹脂等の接着剤
を介して接着固定するとともに半導体素子３の各電極を
ボンディングワイヤ４を介して配線導体２に電気的に接
続し、最後に前記絶縁基体１の上面に蓋体５を樹脂等か
ら成る封止材を介して接合させ、絶縁基体１と蓋体５と
から成る容器内部に半導体素子３を気密に収容すること
により製品としての半導体装置が完成する。
【００２８】次に前記半導体素子収納用パッケージに使
用される配線基板の製造方法について図２に基づき説明
する。
用される配線基板の製造方法について図２に基づき説明
する。
【００２９】先ず、図２（ａ）に示すように三枚の前駆
体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃを準備する。
体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃを準備する。
【００３０】前記三枚の前駆体シート１１ａ、１１ｂ、
１１ｃは、無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂前駆体で結合
することによって形成されており、例えば、粒径が０．
１μｍ〜１００μｍ程度の酸化珪素粉末にビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、ノボララック型エポキシ樹脂、グ
リシジルエステル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂及び
アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬
化剤等の硬化剤を添加混合してペースト状となし、しか
る後、このペーストをシート状になすとともに約２５〜
１００℃の温度で１〜６０分間加熱し、半硬化させるこ
とによって製作される。
１１ｃは、無機絶縁物粉末を熱硬化性樹脂前駆体で結合
することによって形成されており、例えば、粒径が０．
１μｍ〜１００μｍ程度の酸化珪素粉末にビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、ノボララック型エポキシ樹脂、グ
リシジルエステル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂及び
アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬
化剤等の硬化剤を添加混合してペースト状となし、しか
る後、このペーストをシート状になすとともに約２５〜
１００℃の温度で１〜６０分間加熱し、半硬化させるこ
とによって製作される。
【００３１】次に図２（ｂ）に示すように前記三枚の前
駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち二枚の前駆体
シート１１ａ、１１ｂに半導体素子３を収容する凹部１
ｄとなる開口Ａ、Ａ’を、二枚の前駆体シート１１ｂ、
１１ｃに配線導体２を引き回すための貫通孔Ｂ、Ｂ’を
各々形成する。
駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち二枚の前駆体
シート１１ａ、１１ｂに半導体素子３を収容する凹部１
ｄとなる開口Ａ、Ａ’を、二枚の前駆体シート１１ｂ、
１１ｃに配線導体２を引き回すための貫通孔Ｂ、Ｂ’を
各々形成する。
【００３２】前記開口Ａ、Ａ’及び貫通孔Ｂ、Ｂ’は、
前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃに従来周知のパン
チング加工法を施し、前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１
１ｃの各々に所定形状の孔を穿孔することによって形成
される。
前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃに従来周知のパン
チング加工法を施し、前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１
１ｃの各々に所定形状の孔を穿孔することによって形成
される。
【００３３】次に図２（ｃ）に示すように、前記前駆体
シート１１ｂ、１１ｃの上下面及び貫通孔Ｂ、Ｂ’内に
配線導体２となる金属ペースト１２を従来周知のスクリ
ーン印刷法及び充填法を採用して所定パターンに印刷塗
布する。
シート１１ｂ、１１ｃの上下面及び貫通孔Ｂ、Ｂ’内に
配線導体２となる金属ペースト１２を従来周知のスクリ
ーン印刷法及び充填法を採用して所定パターンに印刷塗
布する。
【００３４】前記配線導体２となる金属ペースト１２と
しては、例えば粒径が０．１〜２０μｍ程度の銅粉末も
しくは銀粉末に、半田等から成る融点が、例えば３００
℃以下の低融点金属粉末と、ポリイミド樹脂前駆体を添
加混合し、ペースト状となしたものが使用される。
しては、例えば粒径が０．１〜２０μｍ程度の銅粉末も
しくは銀粉末に、半田等から成る融点が、例えば３００
℃以下の低融点金属粉末と、ポリイミド樹脂前駆体を添
加混合し、ペースト状となしたものが使用される。
【００３５】次に前記前駆体シート１１ｂ、１１ｃの上
下面等に印刷塗布された金属ペースト１２は所定温度
（例えば、約１５０〜２５０℃）に加熱され、低融点金
属を溶融させ、該溶融した低融点金属で銅粉末もしくは
銀粉末を結合する。この場合、金属ペースト１２のポリ
イミド樹脂前駆体は前記低融点金属を溶融させる熱では
熱硬化することはない。
下面等に印刷塗布された金属ペースト１２は所定温度
（例えば、約１５０〜２５０℃）に加熱され、低融点金
属を溶融させ、該溶融した低融点金属で銅粉末もしくは
銀粉末を結合する。この場合、金属ペースト１２のポリ
イミド樹脂前駆体は前記低融点金属を溶融させる熱では
熱硬化することはない。
【００３６】そして最後に前記三枚の半硬化された前駆
体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃを上下に積層するとと
もにこれを約８０〜３００℃の温度で約１０秒〜２４時
間加熱し、前記前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃの
熱硬化性樹脂前駆体と前駆体シート１１ｂ、１１ｃに所
定パターンに印刷塗布された金属ペースト１２のポリイ
ミド樹脂前駆体とを完全に熱硬化させることによって図
１に示すような絶縁基体１に配線導体２を被着させた配
線基板が完成する。この場合、前記前駆体シート１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ及び金属ペースト１２は、熱硬化時
に収縮することは殆どなく、従って、得られる配線基板
に変形や寸法のばらつきが発生することも有効に防止さ
れて半導体素子３と配線導体２とを正確に接続すること
が可能となる。
体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃを上下に積層するとと
もにこれを約８０〜３００℃の温度で約１０秒〜２４時
間加熱し、前記前駆体シート１１ａ、１１ｂ、１１ｃの
熱硬化性樹脂前駆体と前駆体シート１１ｂ、１１ｃに所
定パターンに印刷塗布された金属ペースト１２のポリイ
ミド樹脂前駆体とを完全に熱硬化させることによって図
１に示すような絶縁基体１に配線導体２を被着させた配
線基板が完成する。この場合、前記前駆体シート１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ及び金属ペースト１２は、熱硬化時
に収縮することは殆どなく、従って、得られる配線基板
に変形や寸法のばらつきが発生することも有効に防止さ
れて半導体素子３と配線導体２とを正確に接続すること
が可能となる。
【００３７】また同時に金属ペーストのポリイミド樹脂
前駆体は銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属で結合する
際に、殆ど熱硬化していないことから前駆体シート１１
ａ、１１ｂ、１１ｃの熱硬化性樹脂前駆体と金属ペース
ト１２のポリイミド樹脂前駆体とを同時期に熱硬化させ
ることができ、その結果、配線導体２を絶縁基体１に強
固に接着させることが可能となる。
前駆体は銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属で結合する
際に、殆ど熱硬化していないことから前駆体シート１１
ａ、１１ｂ、１１ｃの熱硬化性樹脂前駆体と金属ペース
ト１２のポリイミド樹脂前駆体とを同時期に熱硬化させ
ることができ、その結果、配線導体２を絶縁基体１に強
固に接着させることが可能となる。
【００３８】更に金属ペースト１２はそれに含有される
ポリイミド樹脂前駆体をビスマレイ系の付加型のポリイ
ミド樹脂前駆体としておくと熱硬化時にポリイミド樹脂
が水を発生することはなく、これによって絶縁基体１に
配線導体２を膨れが発生するのを有効に防止して強固に
接着することができる。従って、絶縁基体１に配線導体
２を強固に接着するには金属ペースト１２に含有される
ポリイミド樹脂前駆体を付加型のポリイミド樹脂前駆体
としておくことが好ましい。
ポリイミド樹脂前駆体をビスマレイ系の付加型のポリイ
ミド樹脂前駆体としておくと熱硬化時にポリイミド樹脂
が水を発生することはなく、これによって絶縁基体１に
配線導体２を膨れが発生するのを有効に防止して強固に
接着することができる。従って、絶縁基体１に配線導体
２を強固に接着するには金属ペースト１２に含有される
ポリイミド樹脂前駆体を付加型のポリイミド樹脂前駆体
としておくことが好ましい。
【００３９】尚、本発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれ
ば、種々の変更は可能であり、例えば上述の実施例で
は、本発明の配線基板を半導体素子を収容する半導体素
子収納用パッケージに適用した場合を例に採って説明し
たが、例えば混成集積回路等他の用途に使用される配線
基板に適用してもよい。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれ
ば、種々の変更は可能であり、例えば上述の実施例で
は、本発明の配線基板を半導体素子を収容する半導体素
子収納用パッケージに適用した場合を例に採って説明し
たが、例えば混成集積回路等他の用途に使用される配線
基板に適用してもよい。
【００４０】また、上述の実施例では、三枚の前駆体シ
ートを積層することによって配線基板を製作したが、一
枚や二枚、あるいは四枚以上の前駆体シートを使用して
配線基板を製作してもよい。
ートを積層することによって配線基板を製作したが、一
枚や二枚、あるいは四枚以上の前駆体シートを使用して
配線基板を製作してもよい。
【００４１】
【発明の効果】本発明の配線基板によれば、絶縁基体が
無機絶縁物粉末を靱性に優れる熱硬化性樹脂で結合する
ことによって形成されていることから配線基板同士ある
いは配線基板と半導体装置製作自動ラインの一部とが激
しく衝突しても絶縁基体に欠けや割れ、クラック等が発
生することはない。
無機絶縁物粉末を靱性に優れる熱硬化性樹脂で結合する
ことによって形成されていることから配線基板同士ある
いは配線基板と半導体装置製作自動ラインの一部とが激
しく衝突しても絶縁基体に欠けや割れ、クラック等が発
生することはない。
【００４２】また本発明の配線基板によれば、配線導体
の銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属で接合させたこと
から銅粉末もしくは銀粉末間の電気的接続が確実とな
り、配線導体の電気抵抗を極めて低抵抗となすことがで
きる。
の銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属で接合させたこと
から銅粉末もしくは銀粉末間の電気的接続が確実とな
り、配線導体の電気抵抗を極めて低抵抗となすことがで
きる。
【００４３】更に本発明の配線基板の製造方法によれ
ば、絶縁基体を得る際に焼成工程がないことから焼成に
伴う不均一な収縮による変形や寸法のばらつきが発生す
ることがない。
ば、絶縁基体を得る際に焼成工程がないことから焼成に
伴う不均一な収縮による変形や寸法のばらつきが発生す
ることがない。
【００４４】また更に本発明の配線基板の製造方法によ
れば、絶縁基体に配線導体を接着させるのにポリイミド
樹脂を使用したことから前駆体シートにポリイミド樹脂
前駆体と銅粉末もしくは銀粉末と低融点金属粉末とを混
合して成る金属ペーストを印刷し、しかる後、前記金属
ペーストを熱処理し、銅粉末もしくは銀粉末を低融点金
属粉末で接合させる際、金属ペーストのポリイミド樹脂
前駆体を熱硬化させることなく銅粉末もしくは銀粉末を
低融点金属粉末で接合させることができ、銅粉末もしく
は銀粉末を低融点金属粉末で十分に接合させた後、配線
導体を絶縁基体に強固に接着させることが可能となる。
れば、絶縁基体に配線導体を接着させるのにポリイミド
樹脂を使用したことから前駆体シートにポリイミド樹脂
前駆体と銅粉末もしくは銀粉末と低融点金属粉末とを混
合して成る金属ペーストを印刷し、しかる後、前記金属
ペーストを熱処理し、銅粉末もしくは銀粉末を低融点金
属粉末で接合させる際、金属ペーストのポリイミド樹脂
前駆体を熱硬化させることなく銅粉末もしくは銀粉末を
低融点金属粉末で接合させることができ、銅粉末もしく
は銀粉末を低融点金属粉末で十分に接合させた後、配線
導体を絶縁基体に強固に接着させることが可能となる。
【００４５】更にまた本発明の配線基板の製造方法によ
れば、配線導体を絶縁基体に接着するポリイミド樹脂を
付加型のポリイミド樹脂としておくと、絶縁基体に配線
導体を接着させる際、ポリイミド樹脂が水を発生して配
線導体に膨れを発生してしまうこともない。
れば、配線導体を絶縁基体に接着するポリイミド樹脂を
付加型のポリイミド樹脂としておくと、絶縁基体に配線
導体を接着させる際、ポリイミド樹脂が水を発生して配
線導体に膨れを発生してしまうこともない。
【図１】本発明の配線基板を半導体素子収納用パッケー
ジに適用した場合の一実施例を示す断面図である。
ジに適用した場合の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の配線基板の製造方法を説明するための
工程毎の断面図である。
工程毎の断面図である。
１・・・絶縁基体 ２・・・配線導体 １１・・・前駆体シート １２・・・金属ペースト
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 1/02,1/03,1/09 H05K 3/12,3/46 H01L 23/12,23/14 H01B 1/00 - 1/24
Claims (4)
- 【請求項１】６０乃至９５重量％の無機絶縁物粉末と５
乃至４０重量％の熱硬化性樹脂とから成り、前記無機絶
縁物粉末を前記熱硬化性樹脂の前駆体で結合して成る前
駆体シートを半硬化させてその複数枚を積層して熱硬化
させた、前記無機絶縁物粉末を前記熱硬化性樹脂により
結合して成る複数枚の絶縁基板を積層して成る絶縁基体
の前記絶縁基板に、半硬化の前記前駆体シートとともに
熱硬化させた、銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属で接
合した配線導体をポリイミド樹脂により接着させて成る
ことを特徴とする配線基板。 - 【請求項２】前記絶縁基体に配線導体を接着させるポリ
イミド樹脂が付加型ポリイミド樹脂であることを特徴と
する請求項１に記載の配線基板。 - 【請求項３】熱硬化性樹脂前駆体と無機絶縁物粉末とを
混合して成る前駆体シートを準備する工程と、該前駆体
シートを加熱して半硬化させる工程と、半硬化した前記
前駆体シートにポリイミド樹脂前駆体と銅粉末もしくは
銀粉末と低融点金属粉末とを混合して成る金属ペースト
を所定パターンに印刷する工程と、前記金属ペーストを
熱処理し、銅粉末もしくは銀粉末を低融点金属粉末で接
合させる工程と、熱処理した前記金属ペーストが被着さ
れた半硬化の前記前駆体シートを複数枚上下に積層する
とともにこれを加熱して前記前駆体シートの熱硬化性樹
脂前駆体及び前記金属ペーストのポリイミド樹脂を熱硬
化させる工程と、から成ることを特徴とする配線基板の
製造方法。 - 【請求項４】前記金属ペーストのポリイミド樹脂前駆体
が付加型ポリイミド樹脂前駆体であることを特徴とする
請求項３に記載の配線基板の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33226495A JP3292646B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 配線基板及びその製造方法 |
| US08/717,119 US5837356A (en) | 1995-09-22 | 1996-09-20 | Wiring board and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33226495A JP3292646B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 配線基板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09172235A JPH09172235A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3292646B2 true JP3292646B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=18253007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33226495A Expired - Fee Related JP3292646B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-12-20 | 配線基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3292646B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5432640B2 (ja) * | 2009-08-26 | 2014-03-05 | パナソニック株式会社 | 金属箔付き樹脂シート、フレキシブルプリント配線板 |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP33226495A patent/JP3292646B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09172235A (ja) | 1997-06-30 |
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