JPH0483392A - 電子用セラミック基板の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微細電気回路を備えた薄膜、厚膜用基板やＩ
Ｃパフケージ等の電子用セラミック基板の製造方法に係
り、より詳細には、ワイヤボンディング性の良好な面を
有する微細電気回路を効率的に形成できるようにした電
子用セラミック基板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子用セラミック基板への微細電気回路の形成・
作成は、通常、真空蒸着やホトエツチングによって行わ
れている。そして、該ホトエツチングによる場合、例え
ば、２０μｍ厚の導体のものにあっては、１００μｍ幅
程度の電気回路パターンも形成でき、これによる量産化
もなされている。

しかし、これらの手法による微細電気回路の形成は、そ
の作成に多く工数がかかり、生産コストが割高となるた
め、生産性の観点よりみると好ましい手法といえない。

ところで、ホトエツチング法によらずに広く行われてい
る手法として導体ペーストを用いたスクリーン印刷法が
ある。そして、この方法の場合、電気回路パターンの形
成が容易に行えるので、上述したホトエツチング法に比
べ生産性が優れているといえる。

しかし、上述したスクリーン印刷法の場合、導体ペース
トを印刷する手法であるので、リード（微細電気回路線
）の幅方向への平坦部の形成が難しという問題がある。

すなわち、印刷法であるため、ワイヤボンディング部に
おける微細電気回路の作成に際し、第７図に示すように
円弧状となるため、中央平坦状のリード幅が殆ど得られ
ないという問題がある。

従って、マウント部へのＩＣチップ搭載の際のワイヤボ
ンディング部における微細電気回路と該ＩＣチップとの
ボンディングが良好に行えない（ワイヤボンディング性
が悪い）という問題が生じる。これは、導体ペーストの
種類にもよるが、印刷手法であることに起因すると共に
、基板が表面平坦性の良くないセラミック基板であるこ
とにも起因する。

そこで、本発明者は、このような点に鑑み、セラミック
基板やＩＣチップを作成する際に、パルス炭酸ガスレー
ザーを用いたスクライビングによる切削加工されている
ことに着目し、該手法でもって電子用セラミック基板に
おけるリード（微細電気回路線）を形成できないものか
という観点に立脚し、種々実験、研究を行った処、一定
範囲内における電気回路線幅において、十分に採用し得
ることを究明し、先に、「微細電気回路を備えた薄膜、
厚膜用基板やＩＣパフケージ等の電子用セラミック基板
の製造方法において、ワイヤボンディング部側の微細電
気回路をレーザーまたは超音波等によるスクライバによ
りカットして形成するようにした方法ｊを提案した。

そして、この方法によれば、レーザーまたは超音波等の
スクライバによるため、電気回路線（リード）の幅方向
の平坦性を得られると共に、セラミック部まで、確実に
カットされるので、隣接する微細電気回路線が絶縁状態
を保持できるという利点が期待できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した製造方法の場合、種々試験を行った結
果、次のような難点のあることが判明した。すなわち、 ■　超音波スクライバの場合、カット精度を得難く、生
産化が難しい。

■　レーザースクライバの場合、カット精度を得ようと
するレーザー出力を高出力とする必要があり、その為、
第６図のようにカット近傍にかなりの盛り上がりを生じ
たり、微細電気回路形成金属が、酸化したり、拡散し易
くなる。

等の問題のあることが判明した。従って、上述した製造
方法の場合、かかる対策を講じる必要があることより、
生産化に課題がある。

そこで、本発明者は、上述した点に鑑み、種々研究・検
討した結果、導体印刷部を印刷した段階、換言すれば、
導体印刷部を形成したセラミック基板を焼成する前の状
態で、スクライバによりカットすることで、前述した問
題の解決できることを究明した。

本発明は、上述した点に対処して創案したものであって
、その目的とする処は、表面平坦性を有し、ワイヤボン
ディング性の良好な表面平坦性を有する微細電気回路を
効率的に形成できるようにした電子用セラミック基板の
製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そして、上記目的を達成するための手段としての本発明
の電子用セラミック基板の製造方法は、微細電気回路を
備えた薄膜、厚膜用基板やＴＣパンケージ等の電子用セ
ラミック基板の製造方法において、セラミック絶縁層上
に導体印刷部を形成し、該導体印刷部をレーザーによる
スクライバによりカットし、所望ピッチのリードを形成
した後、該導体印刷部とセラミック絶縁層とを同時に焼
成して微細電気回路を備えた電子用セラミック基板を得
るようにした構成よりなる方法である。

（作用〕 そして、上記構成に基づく、本発明の電子用セラミック
基板の製造方法によれば、導体印刷部およびセラミック
絶縁層が焼成されていない状態でスクライビングするの
で、低出力のレーザースクライバによってカットでき、
該カット周辺部に金属溶融等による盛り上がりを生じさ
せないように作用する。

また、低出力のレーザースクライバによってカットする
ので、・導体印刷部を形成する微細電気回路金属を酸化
させることなく製造することができるように作用する。

以上のように、本発明の電子用セラミック基板の製造方
法は、所望ピッチのリードを導体印刷部（微細電気回路
）とセラミック絶縁層とを同時焼結する前段階で、レー
ザーによるスクライバによってカット形成するようにし
た点に特徴を有し、この点によって、表面平坦性を存す
る所望ピッチのリードを効率的にカットできるという格
別な作用を奏する方法である。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明を具体化した実施例
について説明する。

ここに、第１〜５図は、本発明の実施例を示し、第１図
は製造工程を説明するための工程図、第２図は本実施例
の製造方法を説明するための電子用セラミック基板の平
面図、第３図は側面図、第４図は第２図の要部拡大図、
第５図はリードの幅方向の拡大断面図である。

本実施例は、アルミナｃｏｆ　１ｒｅｄセラミツクを電
子用セラミック基板として用いた場合の実施例であって
、概略すると、■グリーンシート作成工程、■パンチ工
程、■導体印刷部作成工程、■カット工程、■積層工程
、■焼成工程を有する。以下、それぞれの工程について
説明する。

（グリーンシート作成工程） 本工程は、アルミナグリーンシートを作成するための工
程であって、まず、アルミナ粉末とフラフクスとの粉砕
混合物（ＡｂＯｓ分として９４％である）に、有機バイ
ンダーと可望剤および溶剤を加えて混合してスラリーを
得る。そして、該スラリーをドクターブレード法等のセ
ラミックグリーンシート成形法により成形してアルミナ
グリーンシートよりなるセラミック絶縁層を作成する。

（パンチ工程） 本工程は、スルーホールを作成する工程であって、通常
の手法でもってパンチして、スルーホールを作成する。

（導体印刷部作成工程） 本工程は、アルミナグリーンシート上に導体を印刷する
工程であって、導体として、タングステン、モリブデン
粉末等の高融点金属を主成分とするペーストを用いて、
該ペーストをスクリーン印刷法によって、ワイヤポンデ
ィング部（インナーリード部ともいう）の先端５００μ
ｍのインナーリード先端部は、各々のインナーリードが
連なった状態の電気回路を印刷・作成する。

（カット工程） 本工程は、導体印刷部作成工程によって、作成された導
体印刷部（電気回路）を備えたアルミナグリーンシート
の該導体印刷部のワイヤポンディング部に所望ピッチの
リードを作成する工程である。

ここで、カット方法としては、ＹＡＧレーザーによるス
クライバ（出力１０Ｗ以下）を用い、ワイヤポンディン
グ部のインナーリード先端部を所定のカット条件（リー
ドのピッチを、１２０〜２００μｍ）で、スクライビン
グして微細パターンを作成した。

（積層工程） 本工程は、前工程で得た導体パターンを印刷等したアル
ミナグリーンシートを積層・熱圧着し、セラミック多層
構造体を得る工程である。

（焼成工程） 本工程は、積層工程で得たセラミック多層構造体を焼成
する工程である。すなわち、セラミック絶縁層と、所望
ピッチのリードを作成した導体絶縁部とを同時焼結する
工程である。

そして、焼結したセラミック多層構造体よりなるセラミ
ック基板上の導体絶縁部（を気回路部）にＮｉメツキを
施し、コバールのリードピンを端子として螺材を用いて
蝋付けし、更に、該電気回路部にＮｉメツキをすると共
に、その上にＡｕメツキを重ねて（鍍金・蝋付工程）、
第２〜５図に示す電子用セラミック基板を作製した。

ここで、本実施例で製造した電子用セラミ、り基板につ
いて説明すると、電子用セラミック基板１は、第２〜５
図に示すように、ワイヤボンディング部（インナーリー
ド部）２に、インナーリード３が形成された構成となっ
ていて、ワイヤーボンディング部２には、複数本の微細
電気回路線が形成され、その先端５００μｍのインナー
リード先端部４には、１２０〜２００μｍピッチのイン
ナーリード３が形成された構成となっている。ここで、
インナーリード３のリードピッチｐは、電気回路パター
ンに応じて、適宜、１２０〜２００μｍピッチの範囲内
で形成されている。しかし、他のピッチとしてもよい。

また、隣接するインナーリード３．３間は、基板１のセ
ラミック絶縁層５までスクライビングされ、両リード３
．３が絶縁状態を保持できるようにされている。

次に、本実施例の製造方法の効果を確認するために、上
述の電子用セラミック基Ｆｉ】のインナーリード部にお
けるワイヤボンディング性、および導体印刷部金属の酸
化・拡散度について調べた処、次の結果を得た。

ワイヤボンディング性について− 導体絶縁部のインナーリード３は、そのリード幅Ｗが、
８Ｏ−１６０Ｉ！ｍで、その全幅において、略平坦性を
認められ、カット周辺に盛り上がりが認められなかった
。これは、カットの際、導体印刷部の金属溶融が殆どな
く、レーザースクライバによって精度よく、カットでき
ていることの証左である。従って、良好なワイヤボンデ
ィング性が得られた。

一導体印刷部金属の酸化・拡散度について一スクリーン
印刷法で、リードを作成して得た電子用セラミック基板
と本実施例による電子用セラミック基板とを、光学顕微
鏡やＥＰＭＡを用いて、それぞれ観察した処、酸化・拡
散について差が認められなかった。このことより、スク
ライバによる酸化・拡散が殆どないことを確認できた。

以上の結果より、本実施例による製造方法によれば、ワ
イヤボンディング性が良好で、しかも導体印刷部金属の
酸化・拡散の認められない電子用セラミック基板を製造
できることが確認できた。

ところで、本発明は、上述した実施例に限定されるもの
でなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で変形実施で
きるものを含む。因みに、上述した実施例では、インナ
ーリード先端部を、ワイヤボンディング部の先端５００
μｍとして説明したが、この寸法に限られるものでなく
、必要に応じて、適宜、他の寸法としてもよい。

また、本発明に採用するセラミック絶縁層としては、ア
ルミナｃｏｆ　１ｒｅｄセラミツクに限られることなく
、例えば、ＡＩＮ　ｃｏｆｉｒｅｄセラミック、ＬＰＣ
ｃｏｆｉｒｅｄセラミック等であってもよいことは当然
であり、また、多層基板としない構成としてもよい。さ
らに、上述した実施例では、スクライビングに用いるレ
ーザー出力として、ＩＯＷ以下の出力で説明したが、セ
ラミック絶縁層の種類、導体印刷部の材質等により、Ｉ
ＯＷ以上の出力としてもよいことは当然である。

〔発明の効果〕

以上の説明より明らかなように、本発明の電子用セラミ
ック基板の製造方法によれば、所望ピッチのリードを導
体印刷部（微細電気回路）とセラミック絶縁層とを同時
焼結する前段階で、レーザーまたは超音波等によるスク
ライバによってカット形成することより、表面平坦性を
有する所望ピッチのリードを効率的にカットできるとい
う効果を有する。

また、本発明の電子用セラミック基板の製造方法によれ
ば、ワイヤボンディング部側の導体の表面をレーザーに
よるスクライバによりスクライビングするので、基板の
セラミック部表面または内部まで十分にカットでき、隣
接するリード（微細電気図ｌ５Ｉ）を完全に絶縁状態に
できると共に、該リードの両端の盛り上がりが解消でき
ることより、ワイヤボンディング性の良好なリードを備
えた電子用セラミック基板を容易に作製できるという効
果を有する。

従って、本発明によれば、レーザーによるスクライバで
もって形成した微細電気回路により、高集積化の要求に
応じる電子用セラミック基板の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は、本発明の実施例を示し、第１図は製造工
程を説明するための工程図、第２図は本実施例の製造方
法を説明するための電子用セラミック基板の平面図、第
３図は側面図、第４図は第２図の要部拡大図、第５図は
リードの幅方向の拡大断面図、第６図は炭酸ガスレーザ
ーを用いたカット例におけるリード幅方向の拡大図、第
７図は印刷法におけるリード幅方向の拡大図である。 １・・・電子セラミック基板、２・・・ワイヤボンディ
ング部（インナーリード部）、３・・・インナーリード
、４・・・インナーリード先端部５・・・セラミック絶
縁層、Ｗ・・・リード幅、ｐ・・・リードピッチ 特　許　出願人　　Ｉ！Ｊ海製陶株式会社日本電気株式
会社 代理人　弁理士　　吉　村　博　文 第２図 １１３図 第１図 （電子用セラミック基板） 第４図 ｆａＳ図 Ｉ−Ｐ→ 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）微細電気回路を備えた薄膜、厚膜用基板やＩＣパ
   ッケージ等の電子用セラミック基板の製造方法において
   、セラミツク絶縁層上に導体印刷部を形成し、該導体印
   刷部をレーザーによるスクライバによりカットし、所望
   ピッチのリードを形成した後、該導体印刷部とセラミッ
   ク絶縁層とを同時に焼成して微細電気回路を備えた電子
   用セラミック基板を得ることを特徴とする電子用セラミ
   ツク基板の製造方法。