JP2630303B2 - 多層配線基板 - Google Patents
多層配線基板Info
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- JP2630303B2 JP2630303B2 JP7103734A JP10373495A JP2630303B2 JP 2630303 B2 JP2630303 B2 JP 2630303B2 JP 7103734 A JP7103734 A JP 7103734A JP 10373495 A JP10373495 A JP 10373495A JP 2630303 B2 JP2630303 B2 JP 2630303B2
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- Japan
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- alloy
- ceramic substrate
- hole conductor
- glass ceramic
- wiring layer
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0296—Conductive pattern lay-out details not covered by sub groups H05K1/02 - H05K1/0295
- H05K1/0298—Multilayer circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
- H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
- H05K3/4629—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多層配線基板に関し、特
にガラスセラミック基板を用いた多層配線基板に関す
る。
にガラスセラミック基板を用いた多層配線基板に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体実装基板の小型化のための
配線の高密度化,信号伝播特性の向上のための低誘電率
化および配線の低抵抗化,ベアチップ実装のための半導
体チップとの熱膨張率の近値化等の要求から、これらの
要求を満足するガラスセラミック基板の需要が高まって
いる。さらに、ガラスセラミック基板の配線の高密度化
に伴う配線層の高多層化が進んでいる。
配線の高密度化,信号伝播特性の向上のための低誘電率
化および配線の低抵抗化,ベアチップ実装のための半導
体チップとの熱膨張率の近値化等の要求から、これらの
要求を満足するガラスセラミック基板の需要が高まって
いる。さらに、ガラスセラミック基板の配線の高密度化
に伴う配線層の高多層化が進んでいる。
【0003】従来の多層配線基板は、図2(a)に示す
ように、内部配線層2を有するガラスセラミック基板1
の表面に設けた入出力ピン6と内部配線層2との間を接
続するビアホール導体(ビアホール内に埋込んだ導電
体)9は回路上の必要がない限りガラスセラミック基板
1の表面まで直線的に配置される。
ように、内部配線層2を有するガラスセラミック基板1
の表面に設けた入出力ピン6と内部配線層2との間を接
続するビアホール導体(ビアホール内に埋込んだ導電
体)9は回路上の必要がない限りガラスセラミック基板
1の表面まで直線的に配置される。
【0004】一般に、アルミナ等のセラミック基板を用
いる多層配線基板では、素子接合パッド(以下パッドと
記す)は厚膜メタライズ層により形成されているが、ガ
ラスセラミック基板等の低温焼結基板に厚膜メタライズ
層を形成して金属あるいは合金からなる入出力ピンやリ
ードを半田あるいはろう材により接合した場合、メタラ
イズ層剥がれを生じるという問題があった。そこで、ガ
ラスセラミック基板の場合には、図2(b)に示すよう
に、ガラスセラミック基板1の表面に設けてビアホール
導体9と接続するパッド7は薄膜メタライズ層により形
成され、半田8(あるいはろう材)により入出力ピンを
接合していた。
いる多層配線基板では、素子接合パッド(以下パッドと
記す)は厚膜メタライズ層により形成されているが、ガ
ラスセラミック基板等の低温焼結基板に厚膜メタライズ
層を形成して金属あるいは合金からなる入出力ピンやリ
ードを半田あるいはろう材により接合した場合、メタラ
イズ層剥がれを生じるという問題があった。そこで、ガ
ラスセラミック基板の場合には、図2(b)に示すよう
に、ガラスセラミック基板1の表面に設けてビアホール
導体9と接続するパッド7は薄膜メタライズ層により形
成され、半田8(あるいはろう材)により入出力ピンを
接合していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来の多層配線基
板では、ビアホール導体がAg,Ag−Pd,Cu,A
u等で形成されており、ビアホール導体とガラスセラミ
ック基板との熱膨張率の違いによりビアホール導体が薄
膜メタライズ層からなるパッドを突き破り、ろう材中に
拡散して喰われてしまうことで生ずる接続不良や、ビア
ホール導体がパッドに及ぼす応力によって生ずる接合強
度の低下を招くという問題があった。
板では、ビアホール導体がAg,Ag−Pd,Cu,A
u等で形成されており、ビアホール導体とガラスセラミ
ック基板との熱膨張率の違いによりビアホール導体が薄
膜メタライズ層からなるパッドを突き破り、ろう材中に
拡散して喰われてしまうことで生ずる接続不良や、ビア
ホール導体がパッドに及ぼす応力によって生ずる接合強
度の低下を招くという問題があった。
【0006】本発明の目的は、ガラスセラミック基板に
おけるビアホール導体と入出力ピンとの接合強度を強化
して信頼性を向上させた多層配線基板を提供することに
ある。
おけるビアホール導体と入出力ピンとの接合強度を強化
して信頼性を向上させた多層配線基板を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、表面にパターニングして形成した内部配線層を有す
るガラスセラミックシートを積層して形成したガラスセ
ラミック基板と、前記ガラスセラミック基板に形成した
ビアホールに埋込んで前記内部配線層に接続するビアホ
ール導体と、前記ビアホール導体に接続して前記ガラス
セラミック基板上に設けた入出力ピンとを有する多層配
線基板において、前記ガラスセラミック基板の表面から
の距離が700μmを超える前記内部配線層に接続する
ビアホール導体が前記ガラスセラミック基板の表面から
40乃至700μmの間に設けた中間配線層と前記入出
力ピンとの間を接続する第1のビアホール導体および前
記第1のビアホール導体の接続部以外の前記中間配線層
と前記配線層との間を接続する第2のビアホール導体か
らなることを特徴とする。
は、表面にパターニングして形成した内部配線層を有す
るガラスセラミックシートを積層して形成したガラスセ
ラミック基板と、前記ガラスセラミック基板に形成した
ビアホールに埋込んで前記内部配線層に接続するビアホ
ール導体と、前記ビアホール導体に接続して前記ガラス
セラミック基板上に設けた入出力ピンとを有する多層配
線基板において、前記ガラスセラミック基板の表面から
の距離が700μmを超える前記内部配線層に接続する
ビアホール導体が前記ガラスセラミック基板の表面から
40乃至700μmの間に設けた中間配線層と前記入出
力ピンとの間を接続する第1のビアホール導体および前
記第1のビアホール導体の接続部以外の前記中間配線層
と前記配線層との間を接続する第2のビアホール導体か
らなることを特徴とする。
【0008】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0009】図1(a)は本発明の一実施例の説明する
ための模式的断面図、図1(b)は図1(a)の部分拡
大断面図である。
ための模式的断面図、図1(b)は図1(a)の部分拡
大断面図である。
【0010】図1(a),(b)に示すように、表面に
パターニングして形成した内部配線層2を有する厚さ約
40μmのガラスセラミックシートを積層して焼結し形
成したガラスセラミック基板1の表面からの距離が大き
い内部配線層2とガラスセラミック基板1の表面に取付
ける入出力ピン6との間を接続するAg,Ag−Pd,
Cu,Au等からなるビアホール導体(ビアホール内に
埋込んだ導体)がガラスセラミック基板1の表面から4
0μm(ガラスセラミックシート1板の厚さに相当)〜
700μmの間に設けた中間配線層3とガラスセラミッ
ク基板1の表面に設けた薄膜メタライズ層からなるパッ
ド7を介して入出力ピン6に接続する第1のビアホール
導体4と、このビアホール導体4の接続点以外の領域の
中間配線層3と内部配線層2との間を接続する第2のビ
アホール導体5とを有して階段状の構造に構成され、T
i/Mo/Ni3 MoやCr/Pd等の薄膜メタライズ
層からなるパッド7にPb−Sn系共晶合金,Au−S
n系合金,Ag−Cu系共晶合金等のろう材(又は半
田)8を用いコバール,42合金,Cu合金等からなる
入出力ピン6を接合している。
パターニングして形成した内部配線層2を有する厚さ約
40μmのガラスセラミックシートを積層して焼結し形
成したガラスセラミック基板1の表面からの距離が大き
い内部配線層2とガラスセラミック基板1の表面に取付
ける入出力ピン6との間を接続するAg,Ag−Pd,
Cu,Au等からなるビアホール導体(ビアホール内に
埋込んだ導体)がガラスセラミック基板1の表面から4
0μm(ガラスセラミックシート1板の厚さに相当)〜
700μmの間に設けた中間配線層3とガラスセラミッ
ク基板1の表面に設けた薄膜メタライズ層からなるパッ
ド7を介して入出力ピン6に接続する第1のビアホール
導体4と、このビアホール導体4の接続点以外の領域の
中間配線層3と内部配線層2との間を接続する第2のビ
アホール導体5とを有して階段状の構造に構成され、T
i/Mo/Ni3 MoやCr/Pd等の薄膜メタライズ
層からなるパッド7にPb−Sn系共晶合金,Au−S
n系合金,Ag−Cu系共晶合金等のろう材(又は半
田)8を用いコバール,42合金,Cu合金等からなる
入出力ピン6を接合している。
【0011】なお、ろう材8については上記以外のAu
−Si系合金,Au−Ge系合金,Au−Cu系合金,
Al−Si系合金,Cu−Zn系合金,Ni−Cr系合
金,Mg−Al系合金,Sn−Zn系合金,Sn−Ag
系合金,Sn−Sb系合金,Cd−Zn系合金,Pb−
Ag系合金,Cd−Ag系合金,Zn−Al系合金を用
いてもよく、熔融温度はガラスセラミック基板が軟化あ
るいは基板の導体材料が熔融しない温度(1000℃程
度以下)であればよい。また、接合後、パッドおよび接
合された入出力ピンにNi/Au等のメッキを施すこと
は後工程での接合性や防食性を向上させる点でさらに有
効である。
−Si系合金,Au−Ge系合金,Au−Cu系合金,
Al−Si系合金,Cu−Zn系合金,Ni−Cr系合
金,Mg−Al系合金,Sn−Zn系合金,Sn−Ag
系合金,Sn−Sb系合金,Cd−Zn系合金,Pb−
Ag系合金,Cd−Ag系合金,Zn−Al系合金を用
いてもよく、熔融温度はガラスセラミック基板が軟化あ
るいは基板の導体材料が熔融しない温度(1000℃程
度以下)であればよい。また、接合後、パッドおよび接
合された入出力ピンにNi/Au等のメッキを施すこと
は後工程での接合性や防食性を向上させる点でさらに有
効である。
【0012】表1および表2に本発明のビアホール導体
の長さに対する入出力ピンの接合強度を測定した結果を
示す。
の長さに対する入出力ピンの接合強度を測定した結果を
示す。
【0013】本実施例では、ビアホール導体4としてA
g又はCuを用い、薄膜パッド7として直径2.2mm
のTi/Mo/Ni3 Mo膜又はCr/Pd膜を用いた
場合のビアホール導体のガラスセラミック基板表面から
の長さを400〜1000μmの間で種々変えたものに
ついて、薄膜パッド7にコバールからなる入出力ピン6
を200本ずつ800℃の窒素雰囲気中で接合したもの
を各試料として準備し、熱サイクル試験前と、−65℃
〜+175℃の間の熱サイクルを500回繰返す熱サイ
クル試験後の各入出力ピンに対する接続不良数と45°
引張り強度とを測定した。
g又はCuを用い、薄膜パッド7として直径2.2mm
のTi/Mo/Ni3 Mo膜又はCr/Pd膜を用いた
場合のビアホール導体のガラスセラミック基板表面から
の長さを400〜1000μmの間で種々変えたものに
ついて、薄膜パッド7にコバールからなる入出力ピン6
を200本ずつ800℃の窒素雰囲気中で接合したもの
を各試料として準備し、熱サイクル試験前と、−65℃
〜+175℃の間の熱サイクルを500回繰返す熱サイ
クル試験後の各入出力ピンに対する接続不良数と45°
引張り強度とを測定した。
【0014】なお、入出力ピンを接合するろう材は薄膜
パッド7がTi/Mo/Ni3 Mo膜に対してはAg−
Cu合金を、Cr/Pd膜に対してはAu−Su合金を
用いた。
パッド7がTi/Mo/Ni3 Mo膜に対してはAg−
Cu合金を、Cr/Pd膜に対してはAu−Su合金を
用いた。
【0015】表1および表2に示すように、ビアホール
導体の長さが700μm以下では、ビアホール導体の材
質に影響なく熱サイクル試験の前および後で接続不良を
発生せず、また、熱サイクル試験の前後で45°引張り
強度の低下も少いが、ビアホール導体長が800μm以
上になると、接続不良の発生と熱サイクル試験の前後で
45°引張り強度の低下が大きくなる。
導体の長さが700μm以下では、ビアホール導体の材
質に影響なく熱サイクル試験の前および後で接続不良を
発生せず、また、熱サイクル試験の前後で45°引張り
強度の低下も少いが、ビアホール導体長が800μm以
上になると、接続不良の発生と熱サイクル試験の前後で
45°引張り強度の低下が大きくなる。
【0016】また、薄膜パッドの材質はCr/Pd膜よ
りもTi/Mo/Ni3 Mo膜の方がガラスセラミック
基板に対する密着性が高く、剥れを生じ難いことが判明
した。
りもTi/Mo/Ni3 Mo膜の方がガラスセラミック
基板に対する密着性が高く、剥れを生じ難いことが判明
した。
【0017】なお、熱サイクル試験後の接続不良数は熱
サイクル試験前に発生した接続不良数を含んでいる。
サイクル試験前に発生した接続不良数を含んでいる。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ガラスセ
ラミック基板の表面からの距離が700μmを超える内
部配線に接続するビアホール導体をガラスセラミック基
板の表面から40〜700μmの間に設けた中間配線層
を介在させて分割した第1,第2のビアホール導体から
なる階段状の構造で構成することにより、ビアホール導
体とガラスセラミック基板との熱膨張率の違いによるパ
ッドの剥れやろう材への拡散を防止して信頼性の高いピ
ン接合を得ることができるという効果を有する。
ラミック基板の表面からの距離が700μmを超える内
部配線に接続するビアホール導体をガラスセラミック基
板の表面から40〜700μmの間に設けた中間配線層
を介在させて分割した第1,第2のビアホール導体から
なる階段状の構造で構成することにより、ビアホール導
体とガラスセラミック基板との熱膨張率の違いによるパ
ッドの剥れやろう材への拡散を防止して信頼性の高いピ
ン接合を得ることができるという効果を有する。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための模式的断面
図および部分拡大断面図。
図および部分拡大断面図。
【図2】従来の多層配線基板の一例を説明するための模
式的断面図および部分拡大断面図。
式的断面図および部分拡大断面図。
1 ガラスセラミック基板 2 内部配線層 3 中間配線層 4,5,9 ビアホール導体 6 入出力ピン 7 薄膜パッド 8 ろう材
Claims (4)
- 【請求項1】 表面にパターニングして形成した内部配
線層を有するガラスセラミックシートを積層して形成し
たガラスセラミック基板と、前記ガラスセラミック基板
に形成したビアホールに埋込んで前記内部配線層に接続
するビアホール導体と、前記ビアホール導体に接続して
前記ガラスセラミック基板上に設けた入出力ピンとを有
する多層配線基板において、前記ガラスセラミック基板
の表面からの距離が700μmを超える前記内部配線層
に接続するビアホール導体が前記ガラスセラミック基板
の表面から40乃至700μmの間に設けた中間配線層
と前記入出力ピンとの間を接続する第1のビアホール導
体および前記第1のビアホール導体の接続部以外の前記
中間配線層と前記配線層との間を接続する第2のビアホ
ール導体からなることを特徴とする多層配線基板。 - 【請求項2】 ビアホール導体がAg,Ag−Pd,C
u,Auのうちのいずれか1種からなる請求項1記載の
多層配線基板。 - 【請求項3】 薄膜パッドがTi/Mo/Ni3 Mo膜
又はCr/Pdのいずれか1種からなる請求項1記載の
多層配線基板。 - 【請求項4】 ろう材がPb−Sn系共晶合金,Au−
Sn系合金,Ag−Cu系共晶合金,Au−Si系合
金,Au−Ge系合金,Au−Cu系合金,Al−Si
系合金,Cu−Zn系合金,Ni−Cr系合金,Mg−
Al系合金,Sn−Zn系合金,Sn−Ag系合金,S
n−Sb系合金,Cd−Zn系合金,Pb−Ag系合
金,Cd−Ag系合金,Zn−Al系合金のうちのいず
れか1種からなる請求項1記載の多層配線基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7103734A JP2630303B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 多層配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7103734A JP2630303B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 多層配線基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08298381A JPH08298381A (ja) | 1996-11-12 |
JP2630303B2 true JP2630303B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=14361869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7103734A Expired - Lifetime JP2630303B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 多層配線基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2630303B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001244376A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
JP4835048B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2011-12-14 | パナソニック電工株式会社 | マイクロ構造体 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP7103734A patent/JP2630303B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08298381A (ja) | 1996-11-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970304 |