JPS6399557A - セラミツク基板における端子部と金属リ−ドとの接続方法 - Google Patents
セラミツク基板における端子部と金属リ−ドとの接続方法Info
- Publication number
- JPS6399557A JPS6399557A JP20123186A JP20123186A JPS6399557A JP S6399557 A JPS6399557 A JP S6399557A JP 20123186 A JP20123186 A JP 20123186A JP 20123186 A JP20123186 A JP 20123186A JP S6399557 A JPS6399557 A JP S6399557A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- barrier layer
- substrate
- terminal part
- pure
- soldering
- 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.)
- Granted
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- Lead Frames For Integrated Circuits (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ＧａＡｓ 、 Ｇｏ 、 Ｓｉ 等の半導体素
子を収納し、数ＧＢＺオーダーの高周波帯域で使用する
超高速ＩＣパッケージ等セラミック基板における端子部
と金属リードとの接続方法に関するものである。
子を収納し、数ＧＢＺオーダーの高周波帯域で使用する
超高速ＩＣパッケージ等セラミック基板における端子部
と金属リードとの接続方法に関するものである。
（従来の技術）
ＧａＡ８ 、 Ｇｅ等の半導体素子を収納する超高速用
ＩＣパッケージの基板には機械的強度、電気絶縁性、気
密性等高信頼性が要求されることから、従来その材質と
してアルミナ、ペリリヤ等のセラミックスが用いられ、
該基板の外表面に導出されて設けられた端子部と金属リ
ードとをＡｇろう又はＡｇ−Ｃｕ共晶ろうを用いて８０
０℃以上の高温でろう付け接合してなるものが知られて
いる。
ＩＣパッケージの基板には機械的強度、電気絶縁性、気
密性等高信頼性が要求されることから、従来その材質と
してアルミナ、ペリリヤ等のセラミックスが用いられ、
該基板の外表面に導出されて設けられた端子部と金属リ
ードとをＡｇろう又はＡｇ−Ｃｕ共晶ろうを用いて８０
０℃以上の高温でろう付け接合してなるものが知られて
いる。
しかし乍ら、この種誘電率の高いセラミックスを基板に
用いたＩＣパッケージは数ＧＨｚオーダーの高周波領域
で使用する場合、信号伝播速度に限界があり、近時にお
ける使用帯域の高周波化傾向に適さない難点をもつこと
から、本出願人は特開昭５９−９２９４５号として開示
されている如く低い誘電率を有し、しかも易焼結性のＳ
ｉＯ，−ＡＩ、 Ｏ。
用いたＩＣパッケージは数ＧＨｚオーダーの高周波領域
で使用する場合、信号伝播速度に限界があり、近時にお
ける使用帯域の高周波化傾向に適さない難点をもつこと
から、本出願人は特開昭５９−９２９４５号として開示
されている如く低い誘電率を有し、しかも易焼結性のＳ
ｉＯ，−ＡＩ、 Ｏ。
−ＭｇＯ−ＺｎＯ系結晶化ガラス体を基板に利用するこ
とを先に提案しており、その後結晶化ガラスはアルミナ
やべ９９ヤのような機械的強度及び耐熱性を有していな
いことから表面の端子部と金属リードとのろう接にろう
付け温度の高いＡｇ ろう等を用いると接合時に熱膨張
差によってクランクを生じ安定した接続部が得られない
難点のあることが判った為、これを改善するものとして
本出願人は上記端子部と金属リードとの接合に、ろう付
け温度の低い（４００°Ｃ以下）Ａｕ−８ｎ共晶ろう又
はＡｕ−８ｉ共晶ろうを用いろう接されてなるＩＣパッ
ケージを実願昭６０−５０４５６号として既に提案して
いる。
とを先に提案しており、その後結晶化ガラスはアルミナ
やべ９９ヤのような機械的強度及び耐熱性を有していな
いことから表面の端子部と金属リードとのろう接にろう
付け温度の高いＡｇ ろう等を用いると接合時に熱膨張
差によってクランクを生じ安定した接続部が得られない
難点のあることが判った為、これを改善するものとして
本出願人は上記端子部と金属リードとの接合に、ろう付
け温度の低い（４００°Ｃ以下）Ａｕ−８ｎ共晶ろう又
はＡｕ−８ｉ共晶ろうを用いろう接されてなるＩＣパッ
ケージを実願昭６０−５０４５６号として既に提案して
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで上記せる如く、基板に結晶化ガラスを用いその
端子部と金属リードとをろう付け温度の低いろう材を用
いろう接してなるＩＣパッケージはろう液性がよく又高
周波帯域において優れた性能を有する特長があるが、半
導体素子の搭載時における封止温度が接続部のろう付け
温度より高い（４００℃〜５００°Ｃ）ため、接続部の
耐熱性が劣るという問題点があった。
端子部と金属リードとをろう付け温度の低いろう材を用
いろう接してなるＩＣパッケージはろう液性がよく又高
周波帯域において優れた性能を有する特長があるが、半
導体素子の搭載時における封止温度が接続部のろう付け
温度より高い（４００℃〜５００°Ｃ）ため、接続部の
耐熱性が劣るという問題点があった。
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、発明者等は、基板に結晶化ガラス等の低誘電率で低熱
膨張係数を有する材料を用いたＩＣパッケージ等におけ
る端子部と金属リードとの接合部の耐熱性を向上させる
ためにはろう付け温度の高いろう材を用いて接合するこ
とが不可欠であり、接合時に生ずる基板との熱膨張差に
もとすく応力歪をなんらかの手段で吸収させることに着
目し鋭意実験研究を重ねた結果、基板の端子部表面に例
えばＮｉ 、 Ｐｄ 、 Ｐｔ等Ａｇに対して不活性な
金属な被着させてなるバリヤ一層を形成し、このバリヤ
一層を介し純Ａｇ をろう材として用いて金属リードな
ろう接することにより耐熱性に優れ安定した接続部が得
られることを見出したものである。
、発明者等は、基板に結晶化ガラス等の低誘電率で低熱
膨張係数を有する材料を用いたＩＣパッケージ等におけ
る端子部と金属リードとの接合部の耐熱性を向上させる
ためにはろう付け温度の高いろう材を用いて接合するこ
とが不可欠であり、接合時に生ずる基板との熱膨張差に
もとすく応力歪をなんらかの手段で吸収させることに着
目し鋭意実験研究を重ねた結果、基板の端子部表面に例
えばＮｉ 、 Ｐｄ 、 Ｐｔ等Ａｇに対して不活性な
金属な被着させてなるバリヤ一層を形成し、このバリヤ
一層を介し純Ａｇ をろう材として用いて金属リードな
ろう接することにより耐熱性に優れ安定した接続部が得
られることを見出したものである。
（作用）
優れた延性を有する純Ａｇ をろう材に用いたことによ
り、ろう材自体がろう接待における被接合部材間の熱膨
張差にもとづく応力歪を吸収する緩衝材として作用する
と共に、基板端子部表面のバリヤ一層は、高温（９７０
℃〜１０５０℃）でのろう付けに際しＡｇ が基板端子
部へ拡散することにより生ずる溶食な防止する。
り、ろう材自体がろう接待における被接合部材間の熱膨
張差にもとづく応力歪を吸収する緩衝材として作用する
と共に、基板端子部表面のバリヤ一層は、高温（９７０
℃〜１０５０℃）でのろう付けに際しＡｇ が基板端子
部へ拡散することにより生ずる溶食な防止する。
以下本発明の実施例を図面にもとづいて具体的に説明す
る。
る。
（実施例）
第１図（イ）は本発明により金属リードが接続された結
晶化ガラスＩＣパッケージの一実施例の側面図で、同図
（ロ）は（イ）の図中円で囲んで示した接続部分の縦断
面を拡大して示したものである。
晶化ガラスＩＣパッケージの一実施例の側面図で、同図
（ロ）は（イ）の図中円で囲んで示した接続部分の縦断
面を拡大して示したものである。
第１図（イ）及び（ロ）において、２はＩＣパッケージ
１０基板で、結晶化ガラス成分を樹脂等と共に混練成形
してなるグリーンシートを温度９００〜１０００℃で焼
成して得られ、その誘電率は５．５で熱膨張係数は２７
Ｘ１０づ（ｒｔ〜４００℃）であり、その組成は重量基
準でＳｉｎ、 ５８チ、Ａ１ｔ０３２３係、ＭｇＯｉ
５ ％、Ｚｎ０４ ％よりなる主成分にＢ２０３１％及
びＰ、０．１％を添加してなるものである。
１０基板で、結晶化ガラス成分を樹脂等と共に混練成形
してなるグリーンシートを温度９００〜１０００℃で焼
成して得られ、その誘電率は５．５で熱膨張係数は２７
Ｘ１０づ（ｒｔ〜４００℃）であり、その組成は重量基
準でＳｉｎ、 ５８チ、Ａ１ｔ０３２３係、ＭｇＯｉ
５ ％、Ｚｎ０４ ％よりなる主成分にＢ２０３１％及
びＰ、０．１％を添加してなるものである。
３は基板２の表面をメタライズしてなる端子部で、基板
２の表面に薄膜法により’Ｉ’１１００ＤＡ。
２の表面に薄膜法により’Ｉ’１１００ＤＡ。
Ｍｏ ５０００ Ａ 、 Ｃｕ ５０００ Ａを被着さ
せたものである。なお上記薄膜に代えて、’ｌ’ａ１０
００Ａ１Ｗ １ ０ ０ ロ Ａ、 、ピ゛
’ ２ ［３ｕ Ｕ Ａ ｗ
４ｉｙｔｔｖ−ｃｒｖ ｗバリヤーとして用いるか
Ｔ１１ｏｏｏＸ、Ｐｄ６０００Ａを被着させ、Ｐｄをバ
リヤーとして用いてもよい。
せたものである。なお上記薄膜に代えて、’ｌ’ａ１０
００Ａ１Ｗ １ ０ ０ ロ Ａ、 、ピ゛
’ ２ ［３ｕ Ｕ Ａ ｗ
４ｉｙｔｔｖ−ｃｒｖ ｗバリヤーとして用いるか
Ｔ１１ｏｏｏＸ、Ｐｄ６０００Ａを被着させ、Ｐｄをバ
リヤーとして用いてもよい。
４は基板の端子部３の表面に被着させたバリヤ一層で、
端子部３のメタライズ面上に厚さ約１０μのＮ１メッキ
を施してなるものである。
端子部３のメタライズ面上に厚さ約１０μのＮ１メッキ
を施してなるものである。
５はＦｅ−Ｎｉ合金（４２Ａ１１０７ ） よりなる
金属リードで、材料としてはＫＯｖａｒ 、 Ｗ 、
Ｍｏ 、 Ｃｕ−Ｗ合金等を用いることができる。
金属リードで、材料としてはＫＯｖａｒ 、 Ｗ 、
Ｍｏ 、 Ｃｕ−Ｗ合金等を用いることができる。
而してこの金属リード５を基板の端子部３にバリヤ一層
４を介して純Ａｇをろう材として用い、ろう付け温度１
０００℃でろう接６してなるものである。
４を介して純Ａｇをろう材として用い、ろう付け温度１
０００℃でろう接６してなるものである。
本実施例における接続部は４５″ の角度での引張試
験の結果引張強度は約１．６１ｇ／ｗ’であった。
験の結果引張強度は約１．６１ｇ／ｗ’であった。
因みに、接合部にバリヤ一層を介在させない比較例の同
一条件における引張強度は０ 、２ ｋｇ ／ ＩＩＩ
”以下と低く、基板端子部の引き剥れ面にクラック及び
溶食の発生が認められた。
一条件における引張強度は０ 、２ ｋｇ ／ ＩＩＩ
”以下と低く、基板端子部の引き剥れ面にクラック及び
溶食の発生が認められた。
なお、低誘電率、低熱膨張係数を有するセラミツク基板
としては、本実施例に用いた結晶化ガラスのほか、アル
ミナとホウケイ酸ガラスの複合材もしくはアルミナとホ
ウケイ酸鉛系ガラスの複合材を用いることができる。
としては、本実施例に用いた結晶化ガラスのほか、アル
ミナとホウケイ酸ガラスの複合材もしくはアルミナとホ
ウケイ酸鉛系ガラスの複合材を用いることができる。
又基板の端子部としては、本実施例によるもののほか、
例えば４Ａ族（Ｔｉ 、 Ｚｒ 、 Ｈｆ ）、５Ａ族
（Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ ） 、 ６ Ａ族（Ｃｒ
、 Ｍｏ 、 Ｗ ）及び７Ａ族（Ｍｎ ）、８族（Ｎ
ｉ 、 Ｐｄ 、 Ｐｔ ）の金属並びにそれらの化合
物例えばＴａＮ 、 ＣｒＮｉ 、 ＴａＡ１゜ＴａＡ
ＩＮ 、 Ｔａｘｉ 、 Ｃｒ５ｉＯ等を真空蒸着、ス
パッタリング等の薄膜法によりメタライズしてなるもの
、さらに）！基板表面にＡｕ 、 Ｃｕ 、 Ａｇ及び
Ｎｉ、Ｐｄ。
例えば４Ａ族（Ｔｉ 、 Ｚｒ 、 Ｈｆ ）、５Ａ族
（Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ ） 、 ６ Ａ族（Ｃｒ
、 Ｍｏ 、 Ｗ ）及び７Ａ族（Ｍｎ ）、８族（Ｎ
ｉ 、 Ｐｄ 、 Ｐｔ ）の金属並びにそれらの化合
物例えばＴａＮ 、 ＣｒＮｉ 、 ＴａＡ１゜ＴａＡ
ＩＮ 、 Ｔａｘｉ 、 Ｃｒ５ｉＯ等を真空蒸着、ス
パッタリング等の薄膜法によりメタライズしてなるもの
、さらに）！基板表面にＡｕ 、 Ｃｕ 、 Ａｇ及び
Ｎｉ、Ｐｄ。
ｐｔ より選ばれる一種以上の金属を含むペーストを
厚膜印刷して端子部とするものや、Ａｕ 、 Ｃｕ 。
厚膜印刷して端子部とするものや、Ａｕ 、 Ｃｕ 。
Ａｇ等の低抵抗金属を同時焼成してなる低温焼成基板の
端子部であってもよい。
端子部であってもよい。
（発明の効果）
以上の説明から理解されるように、本発明は結晶化ガラ
ス等低誘電率、低熱膨張係数を有するセラミック基板の
端子と金属リードとをバリヤ一層を介して純Ａｇでろう
接するもので、純Ａｇ のもつ延性により、ろう接待
においてろう材自体が熱膨張差により生ずる応力歪を吸
収する緩衝材の役目を兼ねることにより基板のクラック
発生が防止されると共に、バリヤ一層によりＡｇ の基
板端子部のメタライズ層への拡散が抑止されて溶食の発
生を防止できるもので、アルミナやベリリヤ等よりなる
セラミック基板における場合と同様に強固な接合が可能
となるものであって、従来の問題点を解決した優れた耐
熱性を有し信頼性の高い接続部が得られる＠ なお、本発明の接続方法は、実施例に示したＩＣパッケ
ージのほか、例えば本出願人による特願昭６０−５１１
５７号記載の結晶化ガラス多層回路基板等の端子部と金
属リードとの接続にも適用できる。
ス等低誘電率、低熱膨張係数を有するセラミック基板の
端子と金属リードとをバリヤ一層を介して純Ａｇでろう
接するもので、純Ａｇ のもつ延性により、ろう接待
においてろう材自体が熱膨張差により生ずる応力歪を吸
収する緩衝材の役目を兼ねることにより基板のクラック
発生が防止されると共に、バリヤ一層によりＡｇ の基
板端子部のメタライズ層への拡散が抑止されて溶食の発
生を防止できるもので、アルミナやベリリヤ等よりなる
セラミック基板における場合と同様に強固な接合が可能
となるものであって、従来の問題点を解決した優れた耐
熱性を有し信頼性の高い接続部が得られる＠ なお、本発明の接続方法は、実施例に示したＩＣパッケ
ージのほか、例えば本出願人による特願昭６０−５１１
５７号記載の結晶化ガラス多層回路基板等の端子部と金
属リードとの接続にも適用できる。
第１図（イ）は、本発明の実施例におけるＩＣ／＜ッケ
ージの側面図、同図（ロ）は（イ）における接続部の要
部を示す拡大縦断面図である。 １ ： ＩＣパッケージ、２：基板、３：端子部、４
： Ｃｕ材、５：金属リード、６：ろう付け代理人 弁
理士 竹 内 守 第１図 （イ） （ロ）
ージの側面図、同図（ロ）は（イ）における接続部の要
部を示す拡大縦断面図である。 １ ： ＩＣパッケージ、２：基板、３：端子部、４
： Ｃｕ材、５：金属リード、６：ろう付け代理人 弁
理士 竹 内 守 第１図 （イ） （ロ）
Claims (1)
- 誘電率７．０以下、熱膨張係数５×１０＾−＾６以下の
セラミックよりなるセラミック基板又はＩＣパッケージ
の外表面に導出されてなる端子部の接合面に、Ｎｉ、Ｐ
ｄもしくはＰｔよりなるバリヤー層を被着形成し、純Ａ
ｇをろう材に用いて金属リードをろう付け接合すること
を特徴とするセラミック基板における端子部と金属リー
ドとの接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/089,762 US4801067A (en) | 1986-08-29 | 1987-08-27 | Method of connecting metal conductor to ceramic substrate |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10116486 | 1986-05-02 | ||
| JP61-101164 | 1986-05-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6399557A true JPS6399557A (ja) | 1988-04-30 |
| JPH0545064B2 JPH0545064B2 (ja) | 1993-07-08 |
Family
ID=14293395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20123186A Granted JPS6399557A (ja) | 1986-05-02 | 1986-08-29 | セラミツク基板における端子部と金属リ−ドとの接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6399557A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6864579B2 (en) * | 2001-01-25 | 2005-03-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Carrier with a metal area and at least one chip configured on the metal area |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP20123186A patent/JPS6399557A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6864579B2 (en) * | 2001-01-25 | 2005-03-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Carrier with a metal area and at least one chip configured on the metal area |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0545064B2 (ja) | 1993-07-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |