JPH04101489A - 薄膜配線基板 - Google Patents
薄膜配線基板Info
- Publication number
- JPH04101489A JPH04101489A JP21968290A JP21968290A JPH04101489A JP H04101489 A JPH04101489 A JP H04101489A JP 21968290 A JP21968290 A JP 21968290A JP 21968290 A JP21968290 A JP 21968290A JP H04101489 A JPH04101489 A JP H04101489A
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- Japan
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- layer
- circuit wiring
- thin film
- bonding
- substrate
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は薄膜配線基板に関し、より詳細には回路配線か
高密度の電気回路基板や半導体素子収納用パッケージ等
に用いられるセラミック配線基板の改良に関するもので
ある。
高密度の電気回路基板や半導体素子収納用パッケージ等
に用いられるセラミック配線基板の改良に関するもので
ある。
（従来技術及びその課題）
従来、電気回路基板や半導体素子収納用パッケージ等に
おける薄膜配線基板はその回路配線がＭ。
おける薄膜配線基板はその回路配線がＭ。
Ｍｎ法等の厚膜形成技術によって形成されている。
このＭｏ−Ｍｎ法は、タングステン（Ｗ）、モリブデン
−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）等の高融点金属から成る金属
粉末に有機用材、溶媒を添加し、ペースト状となした金
属ペーストを生もしくは焼結セラミック体の外表面にス
クリーン印刷により回路配線としての所定パターンに印
刷塗布し、次にこれを還元雰囲気中で焼成し、高融点金
属とセラミック体とを焼結一体化させる方法である。
−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）等の高融点金属から成る金属
粉末に有機用材、溶媒を添加し、ペースト状となした金
属ペーストを生もしくは焼結セラミック体の外表面にス
クリーン印刷により回路配線としての所定パターンに印
刷塗布し、次にこれを還元雰囲気中で焼成し、高融点金
属とセラミック体とを焼結一体化させる方法である。
しかし乍ら、このＭｏ−Ｍｎ法を用いて回路配線を形成
した場合、回路配線は金属ペーストをスクリーン印刷す
ることにより形成されることから回路配線の微細化が困
難であり、回路配線の高密度化ができないという欠点を
有していた。
した場合、回路配線は金属ペーストをスクリーン印刷す
ることにより形成されることから回路配線の微細化が困
難であり、回路配線の高密度化ができないという欠点を
有していた。
そこで上記欠点を解消するために回路配線を従来の厚膜
形成技法により形成するのに替えて微細化が可能な薄膜
形成技法を用いて形成した薄膜配線基板、即ち、セラミ
ック基板上にチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケ
ル・クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）等から成る接着層と金（
Ａｕ）から成る主導体層とを順次、イオンブレーティン
グ法やスパッタリンク法、メツキ法、蒸着法等の薄膜形
成技法により層着し、しかる後、これらの層をフォトリ
ソグラフィによって所定のパターンに形成し、回路配線
とした薄膜配線基板が提案されている。
形成技法により形成するのに替えて微細化が可能な薄膜
形成技法を用いて形成した薄膜配線基板、即ち、セラミ
ック基板上にチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケ
ル・クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）等から成る接着層と金（
Ａｕ）から成る主導体層とを順次、イオンブレーティン
グ法やスパッタリンク法、メツキ法、蒸着法等の薄膜形
成技法により層着し、しかる後、これらの層をフォトリ
ソグラフィによって所定のパターンに形成し、回路配線
とした薄膜配線基板が提案されている。
しかし乍ら、この薄膜形成技法を用いて形成した薄膜配
線基板はチタン、クロム、ニッケル・クロム合金と金と
か相互拡散し易い金属であるため回路配線に抵抗器やコ
ンデンサ等の電子部品を半田等のロウ材を介し接合させ
電気的に接続させる場合、ロウ材を溶融させる熱（約２
３０〜４５０°Ｃ）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、クロム、ニッケル
・クロム合金か金から成る主導体層に拡散していき、そ
の結果、セラミック基板に、該セラミック基板と密着性
か悪い金が直接接触することとなって回路配線のセラミ
ック基板に対する接合強度が低下してしまい、薄膜配線
基板としての信頼性が大幅に劣化してしまうという欠点
を有していた。
線基板はチタン、クロム、ニッケル・クロム合金と金と
か相互拡散し易い金属であるため回路配線に抵抗器やコ
ンデンサ等の電子部品を半田等のロウ材を介し接合させ
電気的に接続させる場合、ロウ材を溶融させる熱（約２
３０〜４５０°Ｃ）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、クロム、ニッケル
・クロム合金か金から成る主導体層に拡散していき、そ
の結果、セラミック基板に、該セラミック基板と密着性
か悪い金が直接接触することとなって回路配線のセラミ
ック基板に対する接合強度が低下してしまい、薄膜配線
基板としての信頼性が大幅に劣化してしまうという欠点
を有していた。
また接着層としてのチタン、クロム、ニッケル・クロム
合金等が金から成る主導体層に拡散することにより回路
配線の導通抵抗か極めて高いものとなる欠点も有してい
た。
合金等が金から成る主導体層に拡散することにより回路
配線の導通抵抗か極めて高いものとなる欠点も有してい
た。
（発明の目的）
本発明者は上記欠点に鑑み種々の実験の結果、回路配線
を構成するニッケル・クロム合金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、パラジウム、ロジウ
ム、白金の少なくとも１種から成るバリア層を介在させ
ると該ニッケル、パラジウム等から成るバリア層か接着
層と主導体層との相互拡散を有効に防止し、回路配線を
セラミック基板上に強固に被着接合させ得ることを知見
した。
を構成するニッケル・クロム合金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、パラジウム、ロジウ
ム、白金の少なくとも１種から成るバリア層を介在させ
ると該ニッケル、パラジウム等から成るバリア層か接着
層と主導体層との相互拡散を有効に防止し、回路配線を
セラミック基板上に強固に被着接合させ得ることを知見
した。
本発明は上記知見に基づき、回路配線の導通抵抗を低く
、且つ回路配線とセラミック基板との被着接合を強固と
し、回路配線に抵抗器やコンデンサ等の電子部品を半田
等のロウ材を介して強固に接合させることができる高信
頼性の薄膜配線基板を提供することをその目的とするも
のである。
、且つ回路配線とセラミック基板との被着接合を強固と
し、回路配線に抵抗器やコンデンサ等の電子部品を半田
等のロウ材を介して強固に接合させることができる高信
頼性の薄膜配線基板を提供することをその目的とするも
のである。
（課題を解決するための手段）
本発明の薄膜配線基板はセラミック基板上に薄膜形成技
術によりニッケル・クロム合金から成る接着層と、ニッ
ケル、パラジウム、ロジウム、白金の少なくとも１種か
ら成るバリア層と、金から成る主導体層を順次積層した
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。
術によりニッケル・クロム合金から成る接着層と、ニッ
ケル、パラジウム、ロジウム、白金の少なくとも１種か
ら成るバリア層と、金から成る主導体層を順次積層した
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。
（実施例）
次に本発明の薄膜配線基板を添付図面にと基づき詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の薄膜配線基板の一実施例を示す断面図
であり、ｌはセラミック基板、２は回路配線である。
であり、ｌはセラミック基板、２は回路配線である。
前記セラミック基板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、チタン酸
バリウム磁器、チタン酸ジルコン酸鉛磁器等から成り、
セラミック基板１が例えば酸化アルミニウム質焼結体か
ら成る場合には、例えばアルミナ、マグネシア、カルシ
ア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、所定形状と成す
とともに高温（約１６００°Ｃ）で焼成することによっ
て製作される。
ライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、チタン酸
バリウム磁器、チタン酸ジルコン酸鉛磁器等から成り、
セラミック基板１が例えば酸化アルミニウム質焼結体か
ら成る場合には、例えばアルミナ、マグネシア、カルシ
ア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、所定形状と成す
とともに高温（約１６００°Ｃ）で焼成することによっ
て製作される。
また前記セラミック基板１の上面には回路配線２が薄膜
形成技法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。
形成技法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。
前記回路配線２の接着層３はニッケル・クロム合金から
成り、蒸着法やイオンブレーティング法、スパッタリン
グ法等の薄膜形成技法によりセラミック基板ｌ上に層着
される。
成り、蒸着法やイオンブレーティング法、スパッタリン
グ法等の薄膜形成技法によりセラミック基板ｌ上に層着
される。
尚、前記接着層３はセラミック基板ｌ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５００人未満
であると回路配線２をセラミック基板ｌに強固に接合さ
せるのが困難となる傾向にあり、また５０００人を越え
ると接着層３を薄膜形成技法により層着させる際の内部
応力によってセラミック基板１と接着層３との接合強度
が低下する傾一 向にあることから５００乃至５０００人の範囲とするこ
とが好ましく、好適には１０００乃至３０００人の範囲
が良い。
接合強度を上げる作用を為し、その厚みは５００人未満
であると回路配線２をセラミック基板ｌに強固に接合さ
せるのが困難となる傾向にあり、また５０００人を越え
ると接着層３を薄膜形成技法により層着させる際の内部
応力によってセラミック基板１と接着層３との接合強度
が低下する傾一 向にあることから５００乃至５０００人の範囲とするこ
とが好ましく、好適には１０００乃至３０００人の範囲
が良い。
また前記接続層３の上面にはバリア層４が層着されてお
り、該バリア層４は接着層３と主導体層５との相互拡散
を防止するとともに接着層３と主導体層５とを強固に接
合させる作用を為す。
り、該バリア層４は接着層３と主導体層５との相互拡散
を防止するとともに接着層３と主導体層５とを強固に接
合させる作用を為す。
前記バリア層４はニッケルに（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）の少なくとも１
種から成り、蒸着法やイオンブレーティング法、スパッ
タリング法等の薄膜形成技法により接着層３の上面に層
着される。
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）の少なくとも１
種から成り、蒸着法やイオンブレーティング法、スパッ
タリング法等の薄膜形成技法により接着層３の上面に層
着される。
尚、前記バリア層４はその厚みが５００人未満であると
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
とができない傾向にあり、また１０００人を越えるとバ
リア層４を薄膜形成技法により層着させる際の内部応力
によって接着層３とバリア層４との接合強度が低下する
傾向にあることから５００乃至１０００人の範囲とする
ことが好ましく、好適には１０００乃至３０００人の範
囲か良い。
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
とができない傾向にあり、また１０００人を越えるとバ
リア層４を薄膜形成技法により層着させる際の内部応力
によって接着層３とバリア層４との接合強度が低下する
傾向にあることから５００乃至１０００人の範囲とする
ことが好ましく、好適には１０００乃至３０００人の範
囲か良い。
また前記バリア層４の上面には主導体層５が蒸着法やイ
オンブレーティング法、スパッタリング法、メツキ法等
の薄膜形成技法により層着されており、該主導体層５は
主として電気を通す通路として作用を為す。
オンブレーティング法、スパッタリング法、メツキ法等
の薄膜形成技法により層着されており、該主導体層５は
主として電気を通す通路として作用を為す。
前記主導体層５は導通抵抗か極めて低い金か使用され、
その厚みは０．１ μｍ未満であると回路配線２の導通
抵抗が高くなって薄膜配線基板としては不向きとなる傾
向にあることから０．１ μｍ以上とすることか好まし
く、コストの点も考慮すると１．０乃至５．０μｍの範
囲か好適である。
その厚みは０．１ μｍ未満であると回路配線２の導通
抵抗が高くなって薄膜配線基板としては不向きとなる傾
向にあることから０．１ μｍ以上とすることか好まし
く、コストの点も考慮すると１．０乃至５．０μｍの範
囲か好適である。
次に本発明の薄膜配線基板の具体的な製造方法について
説明する。
説明する。
まずセラミック基板１を洗浄し、セラミック基板１の外
表面に付着している塵や屑を除去する。
表面に付着している塵や屑を除去する。
次に前記セラミック基板１上に蒸着法により接着層とし
てのニッケル・クロムと、バリア層としてのニッケル、
パラジウム、ロジウム、白金の少なくとも１種と、主導
体層としての金を所定厚みに順次、層着させる。
てのニッケル・クロムと、バリア層としてのニッケル、
パラジウム、ロジウム、白金の少なくとも１種と、主導
体層としての金を所定厚みに順次、層着させる。
次に前記接着層と、バリア層と、主導体層の各々をフォ
トリソグラフィによって所定パターンに食刻し、セラミ
ック基板ｌ上に接着層と、バリア層と、主導体層の３層
構造を有する回路配線を被着形成して製品としての薄膜
配線基板となる。
トリソグラフィによって所定パターンに食刻し、セラミ
ック基板ｌ上に接着層と、バリア層と、主導体層の３層
構造を有する回路配線を被着形成して製品としての薄膜
配線基板となる。
前記薄膜配線基板は回路配線２に抵抗器やコンデンサ等
の電子部品を半田等のロウ材を介して接合させる場合、
接着層３と主導体層５との間にバリア層４が介在されて
いるためロウ材を溶融させる熱か回路配線２に印加され
、接着層３と主導体層５との間に相互拡散か起ころうと
してもその相互拡散は前記バリア層４によって防止され
、回路配線２の導通抵抗を極めて低いものになすととも
に回路配線２のセラミック基板ｌへの接合強度を強固と
して極めて信頼性の高い薄膜配線基板となすことが可能
となる。
の電子部品を半田等のロウ材を介して接合させる場合、
接着層３と主導体層５との間にバリア層４が介在されて
いるためロウ材を溶融させる熱か回路配線２に印加され
、接着層３と主導体層５との間に相互拡散か起ころうと
してもその相互拡散は前記バリア層４によって防止され
、回路配線２の導通抵抗を極めて低いものになすととも
に回路配線２のセラミック基板ｌへの接合強度を強固と
して極めて信頼性の高い薄膜配線基板となすことが可能
となる。
（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
。
。
（Ｉ）試料の作成
酸化アルミニウム質焼結体から成るセラミック基板を洗
浄し、その後、このセラミック基板上面に第１表に示す
厚みのニッケル・クロム合金（ＮｉＣｒ）から成る接着
層と、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ） 、ロジ
ウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）の少なくとも１種から成る
バリア層と、金（Ａｕ）から成る主導体層をイオンブレ
ーティング法により順次層着させ、しかる後、フォトリ
ソグラフィによりｌＸ１ｍｍのドツト状に加工し回路配
線試料となす。
浄し、その後、このセラミック基板上面に第１表に示す
厚みのニッケル・クロム合金（ＮｉＣｒ）から成る接着
層と、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ） 、ロジ
ウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）の少なくとも１種から成る
バリア層と、金（Ａｕ）から成る主導体層をイオンブレ
ーティング法により順次層着させ、しかる後、フォトリ
ソグラフィによりｌＸ１ｍｍのドツト状に加工し回路配
線試料となす。
尚、試料番号１８３は本発明品と比較するための比較試
料てあり、接着層と主導体層との間にバリア層を層着し
ていない、従来のものである。
料てあり、接着層と主導体層との間にバリア層を層着し
ていない、従来のものである。
（ＩＦ）接合強度の測定
各試料のドツト状回路配線に４２０°Ｃの熱処理を１０
分間行った後、回路配線にアルミニウムから成る引っ張
り金具をエポキシ樹脂を介して接合し、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
線がセラミック基板より剥がれた時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。
分間行った後、回路配線にアルミニウムから成る引っ張
り金具をエポキシ樹脂を介して接合し、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
線がセラミック基板より剥がれた時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。
一〇−
尚、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。
均値を求めて接合強度の評価とした。
上記の結果を第１表に示す。
（以下、余白）
第１表から明らかなように従来のニッケル・クロム合金
から成る接着層に金から成る主導体層を直接層着させた
回路配線は、回路配線に抵抗器やコンデンサ等の電子部
品を半田等を介して接合させる際、回路配線に半田等の
ロウ材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セラミック基板
に対する接合強度が０．８２Ｋ ｇ／ｍｍ２以下に低下
し、薄膜配線基板の信頼性が大幅に劣化している。
から成る接着層に金から成る主導体層を直接層着させた
回路配線は、回路配線に抵抗器やコンデンサ等の電子部
品を半田等を介して接合させる際、回路配線に半田等の
ロウ材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セラミック基板
に対する接合強度が０．８２Ｋ ｇ／ｍｍ２以下に低下
し、薄膜配線基板の信頼性が大幅に劣化している。
これに対し、本発明品のニッケル・クロム合金から成る
接着層と金から成る主導体層との間にニッケル、パラジ
ウム、ロジウム、白金の少なくとも１種から成るバリア
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
散か有効に防止され、これによって回路配線のセラミッ
ク基板に対する接合強度を２．２８ Ｋ ｇ／ｍｍ’以
上として極めて信頼性の高い薄膜配線基板となすことか
できる。
接着層と金から成る主導体層との間にニッケル、パラジ
ウム、ロジウム、白金の少なくとも１種から成るバリア
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
散か有効に防止され、これによって回路配線のセラミッ
ク基板に対する接合強度を２．２８ Ｋ ｇ／ｍｍ’以
上として極めて信頼性の高い薄膜配線基板となすことか
できる。
（発明の効果）
以上詳述した通り、本発明の薄膜配線基板によれば、セ
ラミック基板上に被着形成される回路配線をニッケル・
クロム合金から成る接着層と、ニッケル、パラジウム、
ロジウム、白金の少なくとも１種から成るバリア層と、
金から成る主導体層の３層構造となしたことから回路配
線に抵抗器やコンデンサ等の電子部品を半田等のロウ材
を介し接合させたとしても回路配線のセラミック基板に
対する接合強度が低下することは一切なく、回路配線の
セラミック基板に対する接合強度を常に強固として高信
頼性の薄膜配線基板となすことができる。
ラミック基板上に被着形成される回路配線をニッケル・
クロム合金から成る接着層と、ニッケル、パラジウム、
ロジウム、白金の少なくとも１種から成るバリア層と、
金から成る主導体層の３層構造となしたことから回路配
線に抵抗器やコンデンサ等の電子部品を半田等のロウ材
を介し接合させたとしても回路配線のセラミック基板に
対する接合強度が低下することは一切なく、回路配線の
セラミック基板に対する接合強度を常に強固として高信
頼性の薄膜配線基板となすことができる。
また同時に回路配線の導通抵抗を極めて低いものとなす
こともてきる。
こともてきる。
第１図は本発明の薄膜配線基板の一実施例を示す断面図
である。 １・・セラミック基板 ２・・回路配線３・・接着層
４・・バリア層５・・主導体層
である。 １・・セラミック基板 ２・・回路配線３・・接着層
４・・バリア層５・・主導体層
Claims (1)
- セラミック基板上に薄膜形成技法によりニッケル・ク
ロム合金から成る接着層と、ニッケル、パラジウム、ロ
ジウム、白金の少なくとも１種から成るバリア層と、金
から成る主導体層を順次積層した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薄膜配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21968290A JPH04101489A (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 薄膜配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21968290A JPH04101489A (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 薄膜配線基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04101489A true JPH04101489A (ja) | 1992-04-02 |
Family
ID=16739322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21968290A Pending JPH04101489A (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 薄膜配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04101489A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5485352A (en) * | 1993-12-27 | 1996-01-16 | Nec Corporation | Element joining pad for semiconductor device mounting board |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP21968290A patent/JPH04101489A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5485352A (en) * | 1993-12-27 | 1996-01-16 | Nec Corporation | Element joining pad for semiconductor device mounting board |
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