JPH0812801B2 - ハイブリットic用基板とそれを用いたハイブリットic及びその装置 - Google Patents

ハイブリットic用基板とそれを用いたハイブリットic及びその装置

Info

Publication number
JPH0812801B2
JPH0812801B2 JP63002591A JP259188A JPH0812801B2 JP H0812801 B2 JPH0812801 B2 JP H0812801B2 JP 63002591 A JP63002591 A JP 63002591A JP 259188 A JP259188 A JP 259188A JP H0812801 B2 JPH0812801 B2 JP H0812801B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thick film
resistor
hybrid
substrate
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63002591A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01181401A (ja
Inventor
満 藤井
忠道 浅井
敏夫 小川
修 伊藤
昭 池上
長谷川  満
喬雄 小林
禎三 田村
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63002591A priority Critical patent/JPH0812801B2/ja
Priority to US07/293,443 priority patent/US5016089A/en
Priority to EP19890300127 priority patent/EP0324555A3/en
Priority to KR1019890000190A priority patent/KR890012371A/ko
Publication of JPH01181401A publication Critical patent/JPH01181401A/ja
Publication of JPH0812801B2 publication Critical patent/JPH0812801B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/003Thick film resistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/14Terminals or tapping points specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points on resistors
    • H01C1/142Terminals or tapping points specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points on resistors the terminals or tapping points being coated on the resistive element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/28Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals
    • H01C17/281Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals by thick film techniques
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/60Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
    • H10W70/62Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their interconnections
    • H10W70/66Conductive materials thereof
    • H10W70/666Organic materials or pastes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/721Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
    • H10W90/724Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/903FET configuration adapted for use as static memory cell
    • Y10S257/904FET configuration adapted for use as static memory cell with passive components,, e.g. polysilicon resistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微小厚膜抵抗体を搭載した超小型厚膜ハイ
ブリットIC用基板とその製造法、それを用いたハイブリ
ツトIC、これを用いた自動車無線用電源モジユール及び
これを用いたセルラー無線機に関する。
〔従来の技術〕
従来からハイブリツトICを製造する技術には、薄膜法
と厚膜法とがある。薄膜法はスパツタ法等で成膜し、ホ
トリソグラフイ技術を適用して解像度20μmまで高精細
化が可能である。しかし、配線導体を上記の用に高精細
化しても、供に用いる抵抗体が微小化できない。なぜな
らば、薄膜法で通常使用される抵抗体材料の抵抗率が極
めて小さいからである。
ハイブリツトICには、通常10Ω/□〜1MΩ/□の面積
抵抗値が必要とされる。しかし、代表的な薄膜抵抗体材
料(例えばTaN等)で100kΩ/□,1MΩ/□程度の高い面
積抵抗値の抵抗体を形成するためには広い面積が必要に
なる。例えば、TaN抵抗体材料の抵抗率は250μΩ−cm,
抵抗体の膜厚1μm,抵抗体の線幅20μmとして計算する
と、100kΩ/□で抵抗体長さ80cm,1MΩ/□で抵抗体長
さ800cmが必要になる。抵抗体の線間隔20μmで抵抗体
の設計をすると、100kΩ/□で5mm×5mm,1MΩ/□では1
6mm×16mmの抵抗体寸法になる。従つて薄膜法では配線
導体を高精細化しても、抵抗体を微小化できず、超小型
のハイブリツドICを実現するのは困難である。
厚膜法では電子技術,Vol.25,No.14(1983),p10〜11,
p42〜43,p78〜79,特開昭53−133501号公報,特開昭58−
108792号公報,特開昭52−137666号公報、特開昭52−13
7667号公報,特開昭53−65970号公報,特開昭59−20148
2号公報等通常印刷法等で成膜される。しかし、印刷法
で成膜される関係から配線導体及び抵抗体の高精細化に
限界がある。現状で印刷法での高精細化限界は約300μ
mである。しかし、厚膜抵抗体材料の信頼性は非常に高
く、また現状での使用実績もある。さらに、厚膜抵抗体
材料の抵抗率は非常に大きく、抵抗率で1500Ω−cm(厚
膜15μmで1MΩ/□の面積抵抗値)も可能である。抵抗
体の微小化のためには厚膜法は特に好適であると考えら
れる。しかし、銅導体配線と微小厚膜抵抗体を組み合わ
せる種々の実験を行つた結果、単純に銅導体配線と微小
厚膜抵抗体を組み合わせただけでは抵抗値制御が困難で
あることがわかつた。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の厚膜法によつて銅導体配線と厚膜抵抗体とを形
成すると厚膜抵抗体の長さが大きいときは安定した抵抗
値を有する抵抗体が得られるが、その長さをどんどん小
さくすると抵抗値が極端にバラツキ,安定した抵抗値が
得られないということが判明した。
先ず、高精細銅導体配線と組み合わせる微小厚膜抵抗
体の幅を300μmと一定にして、長さを100μm,200μm,3
00μm,400μm,500μm,700μm,1000μmと変えて、抵抗
値を測定した。その結果を第1図に示す。結果は4mm×4
mmの大きさの抵抗体の面積抵抗値(R4.0)で、各長さの
抵抗体の面積抵抗値(Rx)を除した値(Rx/R4.0)で表
した。その結果、厚膜抵抗体ペーストの呼称する面積抵
抗値にほぼ等しい抵抗値が得られたのは抵抗体長さの長
い500μm以上の抵抗体であり、それより抵抗体長さの
短い抵抗体では、極めて小さい面積抵抗値しか得られな
い。これは、抵抗体の抵抗値を設計する上で極めて大き
な障害である。
この原因を調べるため、高精細銅導体配線と微小厚膜
抵抗体の界面をEPMAによるライン分析を行った。その結
果、高精細銅導体配線側の微小厚膜抵抗体中のガラスが
高精細銅導体配線に移動し、抵抗体の抵抗率を極めて小
さくすることが明らかになつた。これは、高精細銅導体
配線及び微小厚膜抵抗体が、供に導電粉とガラスの系よ
り構成される材料であるからである。
以上の結果から、微小厚膜抵抗体中から高精細銅導体
配線へのガラスの移動を抑制しなければ高精細銅導体配
線と微小厚膜抵抗体の組合せからなる超小型のハイブリ
ツドICを実現するのは困難であることがわかつた。
本発明の目的は、微小厚膜抵抗体として安定した抵抗
値が得られるハイブリツトIC用基板とその製造法、それ
を用いたハイブリツトIC及びそれを用いたセルラー無線
機等の各種用途を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、基板上に形成されたガラスを有する厚膜抵
抗体と、該厚膜抵抗体の端部に形成された厚膜導体、特
に銅導体とを有するハイブリツトIC用基板において、前
記厚膜抵抗体中のガラスが厚膜導体中に拡散するのを防
止する手段として前記厚膜抵抗体と厚膜導体との界面に
前記厚膜抵抗体の焼成温度より高い融点を有する純金属
層を設けたことを特徴とするハイブリットIC用基板にあ
る。
前記厚膜導体及び厚膜抵抗体は各々結晶質ガラス又は
非晶質ガラスを含み、各々の厚膜は互いに結晶質ガラス
と非晶質ガラスとの組合せにすることによつて安定の高
い厚膜抵抗体を得ることができる。
本発明は、基板上に導体ペースト特に銅導体ペースト
を塗布焼成後所定の配線パターンを有する厚膜導体を形
成する工程、該厚膜銅導体の少なくとも端子部に前記厚
膜導体に接続して形成される厚膜抵抗体の焼成温度より
高い融点の純金属層を金属粉末ペーストの焼成によって
形成する工程及び厚膜抵抗体ペーストを塗布焼成後所望
のパターンを有する前記厚膜抵抗体を前記厚膜導体端子
部に形成する工程を有することを特徴とするハイブリツ
トIC用基板の製造法にある。
本発明における拡散防止手段は一例として厚膜抵抗体
の焼成工程の際に前記厚膜抵抗体と厚膜導体との界面で
焼成温度より融点の高い金属に解離する化合物を厚膜抵
抗体中に含有することによつて形成すること、又は厚膜
導体を形成後、厚膜導体の少なくとも端子部に厚膜抵抗
体の焼成温度より高い融点の金属層を金属粉末ペースト
の焼成によつて形成することができる。
本発明は、半導体素子を搭載した基板上に、ガラスを
有する厚膜抵抗体と厚膜抵抗体の端部に形成された厚膜
導体、特に銅導体とを有するハイブリットICにおいて、
厚膜抵抗体中のガラスが厚膜導体中へ拡散するのを防止
する手段として前記厚膜抵抗体と厚膜導体との界面に前
記厚膜抵抗体の焼成温度より高い融点を有する純金属層
を設けたことを特徴とするハイブリットICにある。
半導体素子、厚膜抵抗体及び厚膜導体の全面が樹脂又
はガラスで被われていることが好ましく、基板はセラミ
ック焼結体からなり、該基板を金属基板に載置接合した
ものとされることが好ましい。金属基板は銅,アルミニ
ウム,フアーニ合金等が好ましく、金属基板が他の部材
に機械的に接合できるように端部に貫通孔又はへこみ部
を設けることが好ましい。
本発明は、銅粉末,鉛−アルミニウム−ホウケイ酸系
ガラス、特に酸化ケイ素−酸化ホウ素−酸化アルミニウ
ム−酸化鉛系ガラス粉末,ビヒクル及び有機溶剤を含む
銅導体ペーストと、金属間化合物粉末、前述のガラスと
同じ組成の酸化ケイ素−酸化ホウ素−酸化アルミニウム
−酸化鉛系ガラス粉末,ビヒクル及び有機溶剤を含む抵
抗体ペーストとの組合せからなるハイブリツトIC回路形
成用組成物にある。
更に、本発明は、金属間化合物粉末,前述のガラスと
して特に酸化ケイ素−酸化ホウ素−酸化アルミニウム−
酸化鉛系ガラス粉末,非酸化性雰囲気中での焼成によつ
て金属に解離する化合物粉末,ビヒクル及び有機溶剤を
含むことを特徴とする厚膜抵抗体ペーストにある。この
金属の解離が焼成の際に界面で起り、界面に金属層が形
成される。
厚膜銅導体ペーストと厚膜抵抗体ペーストとは互いに
結晶質ガラス粉末と非晶質ガラス粉末との異なつた組合
せのガラス粉末を用いることによつて安定した抵抗値を
得ることができる。
本発明は、基板上に形成されたガラスを有する厚膜抵
抗体と、厚膜抵抗体の端部に形成された厚膜導体、特に
銅導体とを有するハイブリツトIC用基板において、厚膜
導体は厚膜抵抗体との接続部分でその平面形状が厚膜抵
抗体の幅より広い構造を有することを特徴とするハイブ
リツトIC用基板にあり、又は、厚膜導体の平面形状を細
長にし、該導体の長辺部分に平面形状で直角に前記厚膜
抵抗体を形成したことを特徴とするハイブリツトIC用基
板にある。
このように、厚膜導体の平面構造を厚膜抵抗体の幅よ
り大きくすることにより安定した抵抗値が得られる。
前述の本発明のハイブリツトIC用基板は自動車無線用
電源モジユール、ビデオカメラ輝度信号回路用モジユー
ルとそれを用いたカメラの他情報処理装置,コンピユー
タ,磁気装置,磁気デイスク装置,パソコン,ワープ
ロ,表示装置,金融端末,プリンタ等のモジユールに用
いることができる。
〔作用〕
1)配線導体と厚膜抵抗体間にガラスを含まない純金属
層の反応防止膜を介在させた場合には、配線導体と厚膜
抵抗体のガラスが直接接触しないため相互反応がなく、
ガラスの移動を防止できる。
2)配線導体に含有されるバインダガラスを結晶質ガラ
スとし、抵抗体に含有されるバインダガラスを非晶質ガ
ラスとした場合には、後工程で再焼成される配線導体に
含有されるバインダガラスが結晶質ガラスになつている
ため抵抗体中のガラスとの反応を抑制することができ、
ガラスの移動を防止できる。
3)抵抗体に含有されるバインダガラスを結晶質ガラス
とし、配線導体に含有されるバインダガラスを非晶質ガ
ラスとした場合には、後工程で再焼成される抵抗体に含
有されるバインダガラスが結晶質ガラスになつているた
め配線導体中のガラスとの反応を抑制することができ、
ガラスの移動を防止できる。
4)抵抗体中に含有されるバインダガラスに酸化銅を1
重量%から20重量%添加したガラスを用いると、抵抗体
焼成時に銅導体層を核生成源として優先的に銅導体層側
に金属銅を析出する。この金属銅層が拡散防止層とな
り、ガラスの移動を防止することができる。この場合、
ガラス中の酸化銅添加量1重量%以下では充分な金属銅
層ができず、反応防止効果が少なく、逆に酸化銅添加量
20重量%以上では抵抗体中にも多量の金属銅が析出する
ため、抵抗値が低下する、抵抗温度係数が高くなる、信
頼性試験での抵抗値変化が大きいなどの問題があるため
酸化銅の添加量は1重量%から20重量%の範囲が望まし
い。
本発明の厚膜導体は金属成分80重量%以上と無機バイ
ンダー20重量%以下が好ましい。更に、ガラスからなる
無機バインダーとして1〜20重量%、残部金属成分から
なる厚膜導体が好ましく、特に鉛−アルミニウム−ホウ
ケイ酸系ガラスとして2〜5重量%と金属成分とからな
り、金属成分として金,銀,銅が用いられるが、安価で
強度の高い銅が好ましい。厚膜導体は粉末ペーストの塗
布焼成によつて形成され、厚さは50〜400μmが好まし
い。無機バインダーとして銅導体では、酸化ビスマス及
び酸化銅を含むものを用いることができる。銅導体ペー
ストの組成物は前述の通りであるが、重量で、銅粉末70
%以上,無機結合剤5〜15%,ビヒクル5〜20%,有機
溶剤0.3〜2%が好ましく、銅粉末は10μm以下の粒径
で、同様の粒径の無機結合剤、特にガラス粉末を用いる
のが好ましい。
本発明の厚膜抵抗体は導電性金属間化合物成分15〜50
重量%と残部無機結合剤とからなるものが好ましい。更
に、無機結合剤はガラスが好ましく、20〜40%が好まし
い。無機結合剤は鉛−アルミニウム−ホウケイ酸系ガラ
スが好ましく、特に導体とは同成分のガラスが好まし
い。厚さは5〜100μmで、幅は100〜1,000μmが好ま
しい。厚膜抵抗体は粉末ペーストの塗布焼成によつて形
成される。金属間化合物としてボライドが用いられ、Ti
B2,ZrB2,H5B2等が用いられ、粒径10μm以下が好まし
い。他に前述の厚膜導体と同様にビヒクル及び有機溶剤
が含有される。
ビヒクルの例は脂肪族アルコール、そのようなアルコ
ールのエステル例えばアセテートおよびプロピオネー
ト、テルペン例えば松根油,テルピネオールその他、樹
脂例えば低級アルコールのポリメタクリレートの溶液お
よび溶媒例えば松根油中のエチルセルロースの溶液およ
びエチレングリコールモノアセテートのモノブチルエー
テルである。好ましいペヒクルはエチルセルロースおよ
び2,2,4−トリメチルペンタンジオール−1,3−モノイソ
ブチレートに基づくものである。ペヒクルには基材への
適用後の迅速な乾燥を促進させるための揮発性液体を含
有させてもよい。
有機媒体中には広範囲な種々の不活性液体を使用しう
る。特に、非アクリル重合体例えばエチルセルロースが
好ましい。
基板には、セラミックス焼結体が用いられ、一般にア
ルミナが用いられる。他SiC,AlN,Si3N4,ムライト焼結
体が可能である。更に、これらの非酸化物系の混合した
焼結体が使用可能である。この基板にグレーズ層を設け
ることができる。
〔実施例1〕 本発明を実施例により具体的に説明する。なお、以下
の実施例において配合量等は重量を基準とする。また基
板は、厚さ0.8mmのアルミナ基板上に、SiO2−B2O3−Al2
O3−BaO系グレーズ層を施し、表示研磨して最大粗さ1
μm以下に仕上げたものを用いた。第2図はアルミナ基
板上1に厚膜銅導体2及び厚膜抵抗体3を形成した平面
図(a)とそのA−A断面図(b)を各々示したもので
ある。厚膜銅導体2は厚膜抵抗体3の幅より大きくする
とともにその端部が厚膜抵抗体3より外に出るように形
成した。
平均粒径0.7μmの球状銅粉末100部に対し、SiO2−B2
O3−Al2O3−PbO系のバインダガラス5部,ビヒクルとし
てアクリル系樹脂8部に対し有機溶剤ブチルカルビトー
ルアセテート24部を加え、混練して銅ペーストを作製し
た。
これを前記アルミナ基板上にスクリーン印刷法により
塗布し、120℃,10分乾燥した。焼成には、連続ベルト式
トンネル炉を用い、900℃,10分焼成した。
この後、ホトリソグラフイ技術により、配線幅40μm,
所定の長さの銅導体電極を2本平行に種々の間隔に形成
した。次に平均粒径0.7μmの球状銅粉末100部に対し、
ビヒクルとしてアクリル系樹脂7部に対し有機溶剤ブチ
カルビトールアセテート22部を加え混練して銅ペースト
を作製した。これを前記の銅導体を印刷した基板上にス
クリーン印刷法により塗布し、120℃,10分乾燥した。焼
成には、連続ベルト式トンネル炉を用い、900℃,10分焼
成した。このようにしてバインダーガラスを含む厚膜銅
導体の上に、バインダーガラスを含まない銅導体を形成
した。さらにホトリソグラフイ技術により、配線幅45μ
m、厚さ5〜100μmの銅導体電極を形成した。ここで
抵抗体寸法は、幅を300μmと一定にして、長さを100μ
m,200μm,300μm,400μm,500μm,700μm,1000μmとし
た。
尚、厚膜銅導体の焼成温度は750〜900℃が好ましい。
次に、平均粒径0.8μmのTiB2粉末100部に対し、SiO2
−B2O3−Al2O3−PbO系のバインダガラス200部,ビヒク
ルとしてアクリル系樹脂18部に対し有機溶剤ブチルカル
ビトールアセテート55部を加え、混練して面積抵抗50k
Ω/□の抵抗体ペーストを作製した。これを前記の銅導
体を印刷した基板上にスクリーン印刷法により塗布し、
120℃,10分乾燥した。さらにホトリソグラフイ技術によ
り、微小厚膜抵抗体を厚膜銅導体間に厚さ5〜100μm
のものを形成した。焼成には、連続ベルト式トンネル炉
を用い、900℃,10分焼成した。この様にして作製した微
小厚膜抵抗体の抵抗値と抵抗体の長さとの関係を第3図
に示す。長さ500μm以下の抵抗体でも、ガラスの移動
がないため再現性良く安定した抵抗値が得られた。
本実施例によれば、銅皮膜は厚膜銅導体2と厚膜抵抗
体3とのガラスの拡散が抑制されたものと考えられる。
〔実施例2〕 第2図の平面構造及び断面構造と同様のものを実施例
1と同様に製造した。
平均粒径0.7μmの球状銅粉末100部に対し、SiO2−B2
O3−Al2O3−PbO−CaO系の結晶質バインダガラス5部,
ビヒクルとしてアクリル系樹脂7部に対し有機溶剤ブチ
ルカルビトールアセテート22部を加え、混練して銅ペー
ストを作製した。
これを前記アルミナ基板上にスクリーン印刷法により
塗布し、120℃,10分乾燥した。焼成には、連続ベルト式
トンネル炉を用い、900℃,10分焼成した。
さらにホトリソグラフイ技術により、配線幅40μmの
銅導体電極を形成した。ここで抵抗体寸法は、幅を300
μmと一定にして、長さを100μm,200μm,300μm,400μ
m,500μm,700μm,1000μmとした。
次に、平均粒径0.8μmのTiB2粉末100部に対し、SiO2
−B2O3−Al2O3−PbO系の非晶質バインダガラス200部,
ビヒクルとしてアクリル系樹脂18部に対し有機溶剤ブチ
ルカルビトールアセテート55部を加え、混練して面積抵
抗50kΩ/□の抵抗体ペーストを作製した。これを前記
の銅導体を印刷した基板上にスクリーン印刷法により塗
布し、120℃,10分乾燥した。さらにホトリソグラフイ技
術により、微小抵抗体を形成した。焼成には、連続ベル
ト式トンネル炉を用い、900℃,10分焼成した。この様に
して作製した微小厚膜抵抗体の抵抗値と抵抗体の長さと
の関係を第5図に示す。長さ500μm以下の抵抗体で
も、結晶質ガラスと非晶質ガラスがほとんど反応しない
ためガラスの移動が生じないものと考えられ、再現性良
く安定した抵抗値が得られた。
〔実施例3〕 第5図の平面構造(a)及び断面構造(b)のものを
実施例1と同様に製造した。厚膜銅導体2の端子部の幅
を厚膜抵抗体3の幅より大きくし、厚膜銅導体2を厚膜
抵抗体3の長さ方向に設けたものである。
平均粒径0.7μmの球状銅粉末100部に対し、SiO2−B2
O3−Al2O3−PbO系のバインダガラス5部,ビヒクルとし
てアクリル系樹脂7部に対し有機溶剤ブチルカルビトー
ルアセテート22部を加え、混練して銅ペーストを作製し
た。
これを前記アルミナ基板上にスクリーン印刷法により
塗布し、120℃,10分乾燥した。焼成には、連続ベルト式
トンネル炉を用い、900℃,10分焼成した。
さらにホトリソグラフイ技術により、配線幅40μmの
銅導体電極を形成した。ここで抵抗体寸法は、幅を300
μmと一定にして、長さを100μm,200μm,300μm,400μ
m,500μm,700μm,1000μmとした。
次に、平均粒径0.8μmのTiB2粉末100部に対し、CuO
を0,1,10,20,30%含有したSiO2−B2O3−Al2O3−PbO系の
バインダガラス200部、ビヒクルとしてアクリル系樹脂1
8部に対し有機溶剤ブチルカルビトールアセテート55部
を加え、混練して面積抵抗50kΩ/□の抵抗体ペースト
を作製した。これを前記の銅導体を印刷した基板上にス
クリーン印刷法により塗布し、120℃,10分乾燥した。さ
らにホトリソグラフイ技術により、微小抵抗体を形成し
た。焼成には、連続ベルト式トンネル炉を用い、900℃,
10分焼成した。この様にして作製した微小厚膜抵抗体の
抵抗値と抵抗体の長さとの関係を第6図に示す。酸化銅
を1重量%から20重量%を含むバインダーガラスでは、
長さ500μm以下の抵抗体でも、抵抗体焼成時に銅導体
層を核生成源として優先的に銅導体層側に金属銅を析出
するため、この金属銅層が拡散防止層となり、ガラスの
移動が防止されたものと考えられ、再現性良く安定した
抵抗値が得られた。
〔実施例4〕 実施例1,実施例2及び実施例3の方法で配線電極の幅
40μm,抵抗体の幅300μm、抵抗体の長さ300μmの抵抗
体を作製し、抵抗値及び抵抗温度係数を測定した。ま
た、−55℃(25分)→25℃(5分)→150℃(25分)の
熱サイクル試験を行つた。その結果を第1表に示す。表
に示すように本発明によつて作製した抵抗体では抵抗体
の初期特性,信頼性共に優れた特性を示すことを確認し
た。
〔実施例5〕 第7図は本発明の厚膜銅導体2及び厚膜抵抗体3を有
するハイブリツトICの断面構成図である。厚膜銅導体は
実施例1の銅粉100重量部、SiO2−B2O3−Al2O3−PbO系
ガラス5重量部からなるペーストを焼成し、第3図の平
面構造のものを製造した。更に、厚膜抵抗体3はTiB2
100重量部、SiO2−B2O3−Al2O3−PbO200重量部からなる
ペーストを焼成し、両者の界面にCuめつき介在させたも
のである。半導体素子4はMoスペーサ5を介してアルミ
ナ基板1に接合され、外部リードとなる厚膜銅導体2上
に細線9にてワイヤボンドにて電気的に接続される。こ
の厚膜銅導体2にはコンデンサ6がはんだ7によつて接
合され、これらの素子が金属基板8に接合されている。
以上の本発明の厚膜回路を形成することにより抵抗体を
50μmの長さとすることのできる極めて超小型のモジユ
ールを得ることができる。尚、図示していないが、これ
らの回路素子全体がシリコンゴムでコートされる。
〔実施例6〕 第8図は実施例5のモジユールとして第9図の平面図
に示す自動車無線用電源モジユールに使用したセルラー
無線機の構成ブロツク図である。このモジユールにはア
ルミナ基板1の上に厚膜銅導体2及び抵抗体3の他、半
導体素子,水晶発振器,チツプコンデンサ6,トロイダル
コイル等の部品を有し、これが金属支持板8に載置さ
れ、他の部材にボルト固定するように凹部が設けられて
いるものである。図中、破線内は高周波領域を示し、特
にこのものへの厚膜銅導体の適用は効果的である。この
電源モジユールはシリコンゴムで各素子が全面コートさ
れている。
無線機にはアンテナ10,スピーカ11,ダイヤル12,受信
器13が設けられている。以上の電源モジユールを小型化
され、コンパクトにすることができた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、100kΩ/□,1MΩ/□程度の高い面
積抵抗値の厚膜抵抗体が微小化でき、しかも抵抗値の制
御がしやすく、信頼性の高い厚膜抵抗体が得られる。こ
の結果従来のハイブリツトIC製造技術では成しえなかつ
た超高密度ハイブリツトICを実現でき、各種装置の小型
化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来法によつて形成した微小厚膜抵抗体の面積
抵抗値と4mm×4mmの大きさの抵抗体の面積抵抗値との比
(Rx/R4.0)と抵抗体長さの関係を示す図、第2図は実
施例1における厚膜回路の平面図(a)とその断面図
(b)、第3図は本発明(実施例1)による抵抗体のRx
/R4.0と抵抗体長さの関係を示す図、第4図は本発明
(実施例2)による抵抗体のRx/R4.0と抵抗体長さの関
係を示す図、第5図は実施例3における膜厚回路の平面
図(a)とその断面図(b)、第6図は本発明(実施例
3)による抵抗体のRx/R4.0と抵抗体長さの関係を示す
図、第7図は実施例5のハイブリツトICの断面図、第8
図は実施例6のセルラー無線機のブロック構成図と送受
信器の斜視図及び第9図は第8図に使用した一例を示す
電源モジユールの断面図である。 1…基板、2…厚膜銅導体、3…厚膜抵抗体、4…半導
体素子、5…スペーサ、6…コンデンサ、7…はんだ、
8…金属支持体、9…細線、10…アンテナ、11…スピー
カ、12…ダイヤル、13…受信器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 1/16 C 7726−4E (72)発明者 伊藤 修 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 池上 昭 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 長谷川 満 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 小林 喬雄 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会社 日立製作所東海工場内 (72)発明者 田村 禎三 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会社 日立製作所東海工場内 (56)参考文献 特開 昭62−81702(JP,A) 特開 昭62−88301(JP,A) 特開 昭63−202001(JP,A)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に形成されたガラスを含む厚膜抵抗
    体と、該厚膜抵抗体の端部に形成された厚膜導体とを有
    するハイブリットIC用基板において、前記厚膜抵抗体と
    厚膜導体との界面に前記厚膜抵抗体の焼成温度より高い
    融点を有する純金属層を設けたことを特徴とするハイブ
    リットIC用基板。
  2. 【請求項2】前記厚膜導体及び前記厚膜抵抗体は各々結
    晶質ガラス又は非晶質ガラスを含み、各々の厚膜は互い
    に結晶質ガラスと非晶質ガラスとの組合せからなる請求
    項1のハイブリットIC用基板。
  3. 【請求項3】基板上に導体ペーストを塗布焼成後所定の
    配線パターンを有する厚膜導体を形成する工程、該厚膜
    導体の少なくとも端子部に前記厚膜導体に接続して形成
    される厚膜抵抗体の焼成温度より高い融点の純金属層を
    金属粉末ペーストの焼成によって形成する工程及び厚膜
    抵抗体ペーストを塗布焼成後所望の配線パターンを有す
    る前記厚膜抵抗体を前記厚膜導体端子部に形成する工程
    を有することを特徴とするハイブリットIC用基板の製造
    方法。
  4. 【請求項4】前記純金属層は前記厚膜抵抗体の焼成工程
    の際に前記厚膜抵抗体と厚膜導体との界面で前記焼成温
    度より高い融点の金属に解離する化合物を前記厚膜抵抗
    体中に含有することによって形成する請求項3のハイブ
    リットIC用基板の製造方法。
  5. 【請求項5】半導体素子を搭載した基板上に、ガラスを
    有する厚膜抵抗体と該厚膜抵抗体の端部に形成された厚
    膜導体とを有するハイブリットICにおいて、前記厚膜抵
    抗体と厚膜導体との界面に前記厚膜抵抗体の焼成温度よ
    り高い融点を有する純金属層を設けたことを特徴とする
    ハイブリットIC。
  6. 【請求項6】前記半導体素子、厚膜抵抗体及び厚膜導体
    の全面が樹脂又はガラスで被われている請求項5のハイ
    ブリットIC。
  7. 【請求項7】前記基板はセラミック焼結体からなり、該
    基板を金属基板に載置接合した請求項5又は6記載のハ
    イブリットIC。
  8. 【請求項8】請求項5、6又は7記載のハイブリットIC
    を備えた自動車無線用電源モジュール。
  9. 【請求項9】請求項8記載の自動車無線用電源モジュー
    ルを備えたセルラー無線機。
  10. 【請求項10】銅粉末、鉛−アルミニウム−ホウケイ酸
    系ガラス粉末、ビヒクル及び有機溶剤を含む厚膜銅導体
    ペーストと、金属間化合物粉末、鉛−アルミニウム−ホ
    ウケイ酸系ガラス粉末、ビヒクル及び有機溶剤を含む厚
    膜抵抗体ペーストとの組合せからなり、該厚膜銅導体ペ
    ーストと厚膜抵抗体ペーストとは互いに結晶質ガラスと
    非晶質ガラスとの異なった組合せのガラスを有するハイ
    ブリツトIC回路形成用組成物。
JP63002591A 1988-01-11 1988-01-11 ハイブリットic用基板とそれを用いたハイブリットic及びその装置 Expired - Lifetime JPH0812801B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63002591A JPH0812801B2 (ja) 1988-01-11 1988-01-11 ハイブリットic用基板とそれを用いたハイブリットic及びその装置
US07/293,443 US5016089A (en) 1988-01-11 1989-01-04 Substrate for hybrid IC, hybrid IC using the substrate and its applications
EP19890300127 EP0324555A3 (en) 1988-01-11 1989-01-06 Substrate for hybrid ic, hybrid ic using the substrate and its application
KR1019890000190A KR890012371A (ko) 1988-01-11 1989-01-10 하이브리드 ic용 기판과 그것을 사용한 하이브리드 ic 및 그 용도

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63002591A JPH0812801B2 (ja) 1988-01-11 1988-01-11 ハイブリットic用基板とそれを用いたハイブリットic及びその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01181401A JPH01181401A (ja) 1989-07-19
JPH0812801B2 true JPH0812801B2 (ja) 1996-02-07

Family

ID=11533623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63002591A Expired - Lifetime JPH0812801B2 (ja) 1988-01-11 1988-01-11 ハイブリットic用基板とそれを用いたハイブリットic及びその装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5016089A (ja)
EP (1) EP0324555A3 (ja)
JP (1) JPH0812801B2 (ja)
KR (1) KR890012371A (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5196918A (en) * 1989-08-28 1993-03-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Integrated circuit device and method for manufacturing the same
JP2674523B2 (ja) * 1993-12-16 1997-11-12 日本電気株式会社 セラミック配線基板とその製造方法
US5637261A (en) * 1994-11-07 1997-06-10 The Curators Of The University Of Missouri Aluminum nitride-compatible thick-film binder glass and thick-film paste composition
JP3559090B2 (ja) * 1995-03-31 2004-08-25 株式会社デンソー 厚膜回路基板
US6395994B1 (en) * 2000-01-31 2002-05-28 Visteon Global Technologies, Inc. Etched tri-metal with integrated wire traces for wire bonding
DE10230712B4 (de) * 2002-07-08 2006-03-23 Siemens Ag Elektronikeinheit mit einem niedrigschmelzenden metallischen Träger
DE102008001414A1 (de) * 2008-04-28 2009-10-29 Robert Bosch Gmbh Substrat-Schaltungsmodul mit Bauteilen in mehreren Kontaktierungsebenen

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4057777A (en) * 1975-11-19 1977-11-08 Trw Inc. Termination for electrical resistor and method of making same
US4139832A (en) * 1976-03-19 1979-02-13 Hitachi, Ltd. Glass-coated thick film resistor
US4251397A (en) * 1978-08-16 1981-02-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Vehicle for thick film resistors fireable in nonoxidizing atmosphere
JPS5729185U (ja) * 1980-07-28 1982-02-16
JPS5873146A (ja) * 1981-10-28 1983-05-02 Hitachi Ltd 混成集積回路とその製造方法
JPS58101442A (ja) * 1981-12-11 1983-06-16 Hitachi Ltd 電気的装置用基板
US4685203A (en) * 1983-09-13 1987-08-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Hybrid integrated circuit substrate and method of manufacturing the same
JPS60137847A (ja) * 1983-12-23 1985-07-22 Hitachi Ltd 厚膜形成用組成物
US4645948A (en) * 1984-10-01 1987-02-24 At&T Bell Laboratories Field effect transistor current source
US4652397A (en) * 1984-12-17 1987-03-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Resistor compositions
US4695504A (en) * 1985-06-21 1987-09-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thick film resistor composition
JPS6281702A (ja) * 1985-10-04 1987-04-15 松下電器産業株式会社 珪化物抵抗材料
JPS6288301A (ja) * 1985-10-15 1987-04-22 太陽誘電株式会社 抵抗材料
US4687597A (en) * 1986-01-29 1987-08-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Copper conductor compositions
JPS62198145A (ja) * 1986-02-25 1987-09-01 Nec Corp 混成集積回路

Also Published As

Publication number Publication date
EP0324555A2 (en) 1989-07-19
EP0324555A3 (en) 1991-05-02
US5016089A (en) 1991-05-14
JPH01181401A (ja) 1989-07-19
KR890012371A (ko) 1989-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4503090A (en) Thick film resistor circuits
JPH0812801B2 (ja) ハイブリットic用基板とそれを用いたハイブリットic及びその装置
US3903344A (en) Adherent solderable cermet conductor
JP3642100B2 (ja) チップ抵抗器およびその製造方法
JPH0595071U (ja) 厚膜回路基板
JPH0774445A (ja) 厚膜導体およびその製造方法
JPH0787226B2 (ja) 低誘電率絶縁体基板
JPH1074419A (ja) チップ抵抗体の端子電極用導電性ペースト組成物
JP2531023B2 (ja) 導電性ペ―スト
JPH1098244A (ja) 厚膜回路基板及びその製造方法
JP2703456B2 (ja) 配線基板
JPS63213312A (ja) グレ−ズ抵抗材料
JPH0639583A (ja) 半田ペースト及び回路基板
JP3433260B2 (ja) メタライズ基板及びその製造方法
JPS6047496A (ja) セラミツク基板
JPH0221669B2 (ja)
JPS63181497A (ja) 厚膜回路基板の製造方法
JPH0544200B2 (ja)
JPS63186401A (ja) 珪化物抵抗ペ−スト
JPH0561723B2 (ja)
JPH0823154A (ja) 金導体の形成方法
JPS63181496A (ja) 厚膜回路基板の製造方法
JPS6246588B2 (ja)
JPS63198343A (ja) 厚膜配線基板とその製造方法
JPS60175495A (ja) 多層基板